JPH07500925A - 記録媒体の両面印刷装置を有するプリンタ又はコピア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 記録媒体の両面印刷装置を有するプリンタ又はコピア本発明は、転写印刷原理に 従って作業するプリンタ又はコピアにより記録媒体の表面又は裏面を印刷する装 置と、この装置を操作する方法とに関するものである。

ンンブレックス印刷又はデュプレックス印刷に用いられるプリンタ又はコピアは 、たとえばＵＳ−Ａ−４４７７１７６及びＵＳ−Ａ４５３７４９３が公知である 。これらは光導体を有する電子写真式印刷装置であり、光導体上には少な（とも ２つの電荷像が前後に配置できる。また、この印刷装置は、紙葉の位置決め装置 （ターニング装ｒａ）が付属している転写ステーションを有している。ここでは 電子写真印刷装置が２つの作業モードで作業が可能である。すなわち、第１の作 業モードでは、電荷像媒体上に前後に配置された着色トナー像が単一の紙葉上に 重ねられたり並置されたりし、第２の作業モードでは電荷像媒体上に一組のトナ ー像が単一紙葉の表面と裏面とに配置される。紙葉へのトナー像の定着は、ロー ラ定着ステーションで加圧及び高温を利用して行なわれる。

各側に１つのトナー像が配置されるデュプレックス印刷モードの場合、表側と裏 側の定着が同時に行なゎれる。この目的のためには、片側が印刷された紙葉を裏 返して新たに印刷し、引続いて非接触式に、たとえばエアクッションを用いてロ ーラ定着ステーションへ給送する。

印刷物が広範囲にわたる場合に作動の高い信頼性を達成するには、機械面の出費 が極めて高額となる。

一般に言えることは、装置内の制動装置、加速装置、ターニング装置が記録媒体 に及ぼず力のために、記録媒体の正確な位置決めや確実な案内が難しいというこ とである。このため停滞の危険が高く、それによってまた、装置の停止が頻繁に 起こることになる。トナー像の付着した記録媒体を定着前に裏返す作業には、ト ナー像が払拭されないようにするために、案内に多額の費用が必要となる。

更に、ＵＳ−Ａ−２９９０２７８またはＧＢ−Ａ−２０４０２２６により公知の 電子写真印刷装置の場合は、露出装置を用いて光導体上に文字に応じた電荷像が 生ぜしめられ、現像ステーションへ送られる。現像された電荷像は、次にリボン 状の転写部材により圧力を用いて機械式に光導体から記録媒体に転写される。

記録媒体上のトナー像を定着させるには、リボン状転写部材上のトナー像を加熱 装置により加熱し、加熱されたトナー像が、ローラユニットを介して加圧と加熱 により記録媒体へ転写れる。記録媒体へのトナー像転写の後、クリーニング・ス テーションで、リボン状転写部材に付着しトナーが除去される。

更にまた、ＷＯ３２１００７２３により記録媒体の両面印刷の装置と方法が公知 である。この場合は光導体上に電荷像が形成され、この電荷像により絶縁ローラ 又は絶縁ドラム上にイオン法によって静電荷像が形成される。また、イオン発生 器を用いて電荷像を直接に絶縁ローラ上に形成することもできる。１成分系現Ｒ ’ｌ＋Ｉｆ））ＪＩＨｔｌ−カーの付与により現像ステーションテ現像したのち 、記録媒体の裏側に形成された単層トナー像が、加圧のみにより加熱なしで、絶 縁ローラ下方に配置された記録ローラ上に転写される。次いで、同じように記録 媒体の表側に付与されたトナー像が絶縁ローラ上に形成され、再び加圧のみで、 加熱なしで双方のトナー像が同時に記録媒体の表と裏の各側に転写される。

本発明の目的は、転写原理に従って作業するプリンタまたはコピア内で記録媒体 の表側及び裏側を印刷する装置を提供することであり、かつまた、記録媒体の両 面の同時印刷及び定着を単一作業工程にて行なうことのできる装置を操作する方 法を提供することである本発明の別の目的は、最低限の制御費用で記録媒体上の 印刷像の最上の見当合わせ精度を達成することである。

この課題は、請求項１及び９に記載の特徴を有する手段により解決された。

本発明の有利な複数実施例は、前記以外の各請求項に記載されている。

本発明により１回のみの作業工程にて同時定着による同時転写が可能となる。記 録媒体は完全に直線的な経路でプリンタ又はコピア内を定常的な速度で移動でき る。記録媒体の印刷と定着には、加速及び制動の操作は全く不要である。ターニ ング装置も用いられていない。

確実な、幾何学的に精密に決定された工程により、最小限の制限費用で高い見当 精度が達成される。

転写・定着ステーションの前方、後方を問わず、記録媒体には消えやすい印刷像 は全く存在しない。したがって、記録媒体を転写・定着ステーションの前後で、 どちらの側でも案内し、搬送することができる。

低温定着により両面同時転写を１回の作業工程で行なうことによって、記録媒体 を痛めることのない扱いが可能になる。それにより、記録媒体の反りや捩れが防 止される。

更に、本発明の装置により、転写・定着ステーションで付加的な出費なしにフル カラー印刷が可能であるトナー像を有する転写リボンの表面と転写・定着部材と の材料の組合せを適宜に選択することにより、場合によって、プリンタ又はコピ アのこれら構成要素の付加的なりリーニング装置は不要となる。

図面には本発明の一実施例が示されている。以下で、この実施例につき本発明を 詳説する。

図１は、転写原理に従って作業するプリンタ内で記録媒体の表面及び又は裏面を 印刷する装置の略示断面図であり、図２は、図１の装置に使用した転写・定着ス テーションの略示側面図である。

図示の電子写真式枚葉印刷装置は、ノンブレックス又はデュプレックスのモード で枚葉紙を単色又は多色印刷する装置であり、ドラム状光導体形式の中間担体１ ０を有している。この担体１０は電動モータにより駆動される。しかし、ドラム 状光導体の代りにＯＰＧリボンを配置してもよい。第１中間担体１０の周囲には 、電子写真製作過程に必要な種々のアセンブリが配置されている。すなわち主な ものは、中間担体１０に電荷を付与するコロトロン形式のチャージング装！ｆＬ Ｅ、中間担体１０を文字に応じて露光する発光ダイオード（ＬＥＤ）コームを有 する文字発生器ＺＧ、現像現像ステーション、ＥＭ、ＥＣ，ＥＢである。これら の現像ステーションは、中間担体１０上に文字発生器ＺＧにより形成され、文字 に応じて放電されるトナー像をカラー・トナーによって着色する。この場合、現 像ステーションＥＹには黄色のトナーが、現像ステーションＥＭには深紅色（Ｍ ａｇｅｎｔａ）のトナーが、現像ステーションＥＣには青緑色（Ｃｙａｎ）のト ナーが、更に現像ステー７ョンＥＢには黒色のトナーが含まれている。現像後、 トナーの残渣を除去し、転写するため、クリーニング・ステーションＲ３が設け られている。

ここには清掃ブラシと所属の吸引装置に加えて、図示されていない放電装置が備 えられている。現像ステー７ョンＥＹ、ＥＭＳＥＣ，ＥＢは交換可能に装備され ており、たとえば滑り案内を介してプリンタ又はコピアに送入送出可能である。

現像ステー７ョンは従来型式に構成され、電荷像を着色するための現像ローラを 有している。また、これら現像ステーションは、個別に起動制御可能であり、か つまた−緒にも個別にも操作ないし作動できる。

中間担体１０とは、転写ステーション１１を介して転写リボン１２が接続されて いる。転写リボン１２が熱接着転写リボンとして、たとえばガラス繊維織物又は 耐熱プラスチック製の転写担体織物により構成されている。この担体織物には、 ソリコン製又はシリコンに類似の材料、たとえばゴム製の弾性的な被覆層が施さ れている。転写リボン１２も、同じく電動モータにより駆動され、変向ローラ１ ３．１４．１６．１７を介して案内される。変向ローラ１３は転写・定着ステー ション１８の構成要素である。この変向ローラ１３は、池の変向ローラより直径 が大であり、変向円筒形状で加熱可能に構成しておくことができる。この目的の ために、この変向ローラはラジェータ形式の加熱器を有している。変向ローラ１ ６．１７は転写ステーション１１の構成要素であり、図示の例では転写コロトロ ン１９を有している。しかしまた、そのような静電転写ステーションの代りに機 械式の転写ステーションを設けておいてもよい。その場合には、転写リボン１２ と中間担体１０との間の接触により、中間担体］、０上で現像されたトナー像を 転写リボン１２に転写することができる。更に、転写リボン１２には、赤外線熱 源を有する加熱ステー７ョン２０と、必要とあれば、たとえばクリーニングロー ラ形式の、転写リボン用クリーニング装置１５，２］とが配属されている。

転写・定着ステーション１８の区域には、変向ローラ１３と平行に、転写・定着 部材２２が、加熱転写円筒の形式で配置されている。この部材２２は両側が案内 され、弾性的に変向ローラ１３上に、したがってまた搬送ベルト１２上に懸架さ れている。部材２２は、また、電動モータにより駆動するようにしてお（ことが できる。変向される転写リボン１２ないし変向ローラ１３と部材２２との間の区 域は、その場合、転写・定着ギャップ２３と呼ぶことができる。部材２２は、図 ２に示したような構造を有している。すなわち、アルミニウム製の中空円筒２４ の上に、たとえばゴム製の弾性的な層２５が設けられ、その上にフルオロプラス チック製の外とう層２６が設けられている。この外とう層は、たとえば２００〜 ５００μｍの厚さを有し、その材料としては“テフロン”を用いることができる 。テフロンはデュポン社の商品名である。フルオロプラスチック材料としては、 たとえばテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオル プロピレンのフォトポリマー類、その他類似の材料が挙げられる。中空円筒２４ は２〜５ｍｍの厚さを有し、弾性層２５は、たとえば２００〜５００μｍの厚さ を有している。しかしまた、たとえばＥＰ−Ｂｌ−０１８６３１４に記載されて いるような別の寸法づけも可能である。中空円筒２４内には、加熱ラジェータ形 式の加熱装置ｆ２７が配置されている。中空円筒２４は外部から加熱することも 可能である。

転写円筒２２のクリーニング用には、クリーニング装ｆｉ２８を、たとえば可動 のコンベアベルト形式又はプラン形式で配置しておくことができる。クリーニン グ装ｆｆ１２８は、接近・離間旋回機構により、図１に示した矢印の方向に転写 円筒２２に接近又は離間せしめられる。

１個の枚葉紙又は複数の並置された枚葉紙の形式での記録媒体２９を転写・定着 ギャップ２３へ供給するために、給紙路３０が設けられている。この給紙路３０ には、たとえば、給紙路３０の両側に作用する給紙ローラ３３又はコンベアベル トを備えた記録媒体搬送装置３１．３２が配属されている。この装置３１．３２ は、枚葉紙２９を貯蔵区域３４から転写・定着ギャップ２３へ運び、更にそこか ら積上げ装置３５まで運ぶ。記録媒体の搬送方向で転写・定着ステーション１８ に前置された搬送装置３１には記録媒体予熱装置３６が配属されている。この予 熱袋５１３６は、加熱ステーション２０に準じて構成され、給紙路３０の両側に 配置されたラジェータを有するようにすることができる。別個のラジェータを用 いる代りに、たとえば搬送袋ｆｆ１３１の給紙ローラ３３を加熱するようにして もよ本発明による装置の機能を、以下で異なる作業モードについて説明する。こ の場合、枚葉紙形式の、印刷される記録媒体２９は、裏側を上へ向け、表側を下 へ向けて転写・定着ステーション１８へ供給される。これにより、記録媒体２９ は、積上げ装置３５へ表側を下にして、つまり“ｆａｃｅ　ｄｏｗｎ”の状態で 積上げられる。“表側”、“裏側”という表現は、しかし、記録媒体の双方の反 対側の面を指すための相対的な呼称であることを理解せねばならない。

本発明によるプリンタ又はコピアは、制御費用の低減と高い見当合わせ精度の達 成とのため、フォーマットには無関係の印刷仕事量有している。その意味は、一 定時間単位内に、フォーマットの寸法とは無関係に、つまりＡ４版でもＡ５版で も、またＵＳフォーマットでも版には関係なしに、一定数の枚葉紙が印刷できる ということである。このことにより、印刷仕事量は可能な最大の版の処理速度が 基準にされている。したがって、異なる版の枚葉紙２９は、所定の調時コードに より所定調時ウィンドー内を転写・定着ステーション１８へ給送され、この所定 調時ウィンドー内でその版寸法とは無関係に印刷される。

この目的のために、プリンタ又はコピアの制御装置でタイムを取り、光導体１０ 上に像形成区域３８を定める。これらの区域３８内の任意の個所で電荷像３７／ １．３７／２が、文字発生器ＺＧを介して光導体１０の露光により形成される。

このようにして、像形成区域により可能な最大の形成可能な電荷像、いわゆる“ ＩＭＡＧＥ”も形成される。一定の寸法の像形成区域３８は、連続して並列され 、その定常長さは連続的な長さで示される。この連続的な長さは、処理可能な最 大寸法の記録媒体の版よりも大であるように選定しておかねばならない。像形成 区域、したがってその連続的な長さは、その寸法が次のように定められる。すな わち、現行のＤＩＮ及びＵＳのフォーマットで最大の印刷仕事量が可能になり、 したがって所定の像形成区域と最大の形成可能な電荷像が最大限に利用されるよ うに定めるのである。

この措置により、異なる版の枚葉紙が、幾何形状によって予め定められた一定の 時間順序で連続的にプリンタ又はコピアへ供給され、印刷される。これによって 、制Ｓｗ用は著しく低減される。枚葉紙の供給の場合、枚葉紙前縁部が、像形成 区域３８の始端と厳密に幾何学的に合致するように同時的に供給される。つまり 、像形成区域の縁部の一定の連続的なサイクルに従って、枚葉紙がその前縁部を 転写・定着ステージ３ン１８へ供給され、印刷される。この同時性とサイクルと を達成するために、転写・定着部材２２の円周の長さは、像形成区域３８の必要 長さ、ひいてはそれらの連続的な拡がりに合致するように選定してお（。

単色デュプレックス印刷の作業形式を次に述べる：この作業形式の場合、光導体 １０の像形成区域３８で、一連の被印刷枚葉紙２９の裏側３７／１と表側３７／ ２とに文字潜像が露光により形成される。露光は先ず裏側３７／１に行なわれ、 次に表側３７／２に行なわれる。文字潜像、すなわち“ＩＭＡＧＥＳ”は、次に 所望のカラーに応じて現像ステーションＥＢ−ＥＹのうちの１つでトナーにより 着色され、トナー像３９／１と３９／２とが形成される。トナー像３９／１．３ ９／２は、次いで転写ステーション１１で静電式に転写リボン１２へ転写される 。転写リボン１２は高温状態にある。すなわち、加熱装置２０によって、高温に 維持されている。このようにして、先ず裏側の情報が、次に表側の情報が転写リ ボン１２に転写される。加熱装置２７０作用により、トナー像はその状態が変化 し、ペースト状となる。転写リボン１２は、裏側３９／１と表側３９／２とのト ナー像を搬送し、転写・定着ギャップ２３内へ直接に前後して送入する。転写円 筒２２のフルオロプラスチック製外とう２６は、転写リボン１２から裏側３９／ １のトナー像を受取る。トナー像は、今や転写円筒２２の外表に付着する。

転写円筒２２の円周長さは、像形成区域３８の長さ、つまりその連続的な拡がり に合致するので、裏側トナー像の始端は、転写円筒２２を１回転したのち、再び 定着ギャップ２３に達する。この時点に表側トナー像３９／２も定着ギャップの 同じ位置に到着し、同じく被印刷記録媒体２９の前縁も同じ位置に到着する。図 ２に示されているように、転写円筒２２と転写リボン１２とは、それぞれ裏側３ ９／１と表側３９／２のトナー像を有し、記録媒体２９の両面に同時印刷する。

定着を補助するため、記録媒体は転写・定着ステーション１８への供給前に加熱 装置３６（予熱装置）を介して予熱される。この予熱済みの枚葉紙が、裏側３９ ／１及び表側３９／２のペースト状トナー像に接触する。印刷情報は、これによ り低い温度の影響下で直ちに記録媒体に転写され、定着される。

以上に説明したデュプレックス印刷方式では、トナー像１つおきに枚葉紙が供給 される。給紙路３０内での枚葉紙の案内は直線的に行なわれ、搬送速度は一貫し ている。幾何学的に精密に定められた進行順序により、高い見当合わせ精度が達 成された。記録媒体は損傷なしに印刷される。これは温度が低く、デュプレック ス方式で１回だけ転写・定着ステーション１８を通過するだけでよいからである 。

次にシンプレックス印刷方式を説明する：単色シンプレックス印刷の場合には、 像形成区域３８で前後して相応の電荷像が形成される。電荷像は、現像ステーシ ョンＥで所望のカラーに応じて着色され、転写リボン１２に転写され、図示の場 合には、前後して供給される枚葉紙の表側に転写される。その場合、枚葉紙は連 続的に供給されるため、裏側に配属されている転写円筒２２へはトナー像が誤っ て印刷されるようなことはない。

転写円筒２２の外とう面と転写リボン１２の外面との材料の組合せを選択するこ とにより、トナー像は完全に枚葉紙２９に転写されるのが普通であり、しかも、 転写リボン１２ないし転写円筒２２にトナーの残渣が残ることがない。電子写真 製作過程に発生する故障は、故障個所へのトナーの堆積を生じさせ、その結果、 場合によっては転写ローラないし転写リボン１２上にトナーの残渣が残ることに なる。この残渣を除去するため、転写リボン１２には単数又は複数のクリーニン グ用ローラ１５．２１を配属しておくことができ、かつまた転写円筒２２には、 たとえば接近・離間旋回可能な不織布クリーニング・ステーションの形式のクリ ーニング装ｒａ２８を配属してお（ことができる。その場合、不織布クリーニン グ・ステーション２８の接近・離間旋回は、連続するトナー像に応じてプリンタ 又はコピアの制御装置によって制御される。転写円筒２２のクリーニングは、接 近した不繊布クリーニング・ステーション２８によって、たとえば、転写円筒２ ２上に、転写されるトナー像が無いときが、又は枚葉紙に転写している間に行な われる。連続するトナー像を、枚葉紙の給紙と関連させて相応に制御することに よって、印刷のサイクルの枠内にクリーニング・サイクルを組入れることができ る。

次にカラー印刷の作業方式について述べる・既述の配置により枚葉紙のカラー印 刷も可能である。しかも、裏側には多色像を、表側には単色像を印刷したり、あ るいは又裏側に多色像を印刷し、表側には印刷しないことも可能である。

この目的のために、文字発生器ＺＧを介して像形成区域３８において、裏側には 部分カラー像に配属される一連の文字潜像が、表側には１つの文字潜像が形成さ れる。これらの文字潜像は、次いで現像ステーションＥＢ−ＥＹにより着色され 、それにより形成されたトナー像が転写リボン１２へ転写される。裏側のカラー 印刷のためには、次いで、加熱によりペースト状にされた部分カラー・トナー像 が転写円筒にオーバラップして転写され、同じく転写リボン１２上に後続してい る表側用単色トナー像と一緒に、同時的に１回の作業工程で枚葉紙へ転写される 。

表側用のトナー像を省略することによって、給紙される枚葉紙２９の裏側に順次 にカラー印刷が可能である。

記録媒体２９のカラー印刷のさい、定着ステーション１８と給紙形式を変更する 必要はない。カラーの選択と作業方式の選択は、文字発生器ＺＧと現像ステーシ ョンＥＢ−ＥＹを相応に起動させるだけで行なうことができる。

トナー像が先ず転写リボン１２上に、次いで加熱された転写円筒２２上に長く留 まることにより、定着しに（いカラートナーの定着性が改善される。

文字発生器を、現像ステーションＥＢ−ＥＹを所期の通りに起動させることと関 連させて、相応に起動制御することにより、異なる作業方式を混合して操作する ことも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．転写原理に従って作業するプリンタ又はコピア内で記録媒体（２９）の表側 と裏側とを印刷する装置において、 一連のトナー像（３９／１，３９／２）を受容する中間担体（１０）を有する電 子写真装置（１０，ＺＧ，Ｅ）と、 中間担体（１０）からトナー像（３９／１，３９／２）を受取るための配属静電 転写手段（１９）を有し、転写・定着ステーション（１８）ヘトナー像を搬送す る転写リボン（１２）と、 転写・定着ステーション（１８）に配属された転写・定着ギャップ（２３）とが 備えられ、このギャップの一方の側に転写リボン（１２）が、また他方の側には 転写・定着部材（２２）が配置されて、転写リボン（１２）と転写・定着部材（ ２２）とが互いに弾性的に支え合うようにされており、しかも、転写・定着部材 （２２）と転写リボン（１２）との、トナー像（３９／１，３９／２）を受容す る表面の状態は、転写・定着部材（２２）が転写リボン（１２）と接触するさい 、転写リボン（１２）上で加熱されてペースト状のねば付く状態にあるトナー像 を剥離して受容するようにされており、更に、記録媒体搬送装置（３１，３２） が転写・定着ギャップ（２３）へ記録媒体（２９）を給送するために備えられ、 しかも、記録媒体（２９）がギャップ（２３）を通過するさい、転写・定着部材 （２２）と転写リボン（１２）とが記録媒体（２１）に接触し、そのさい加熱さ れてペースト状になり粘性を有する状態のトナー像（３９／１，３９／２）が記 録媒体（２９）に転写されるようにされていることを特徴とする、記録媒体の表 側と裏側とに印刷する装置。 ２．加熱円筒（２２）として構成されている転写・定着部材を有することを特徴 とする、請求項１記載の装置。 ３．加熱リボンとして構成されている転写・定着部材を有することを特徴とする 、請求項１記載の装置。 ４．転写・定着部材（２２）の円周長さが、中間保持体（１０）上の、トナー像 を受容する前後に連続する複数像形成区域（３８）の所定長さに合致するように 定められることを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。 ５．転写・定着部材（２２）にクリーニング装置（２８）が配属され、このクリ ーニング装置を、必要時に作動させ得ることを特徴とする、請求項１記載の装置 。 ６．転写・定着ステーション（１８）及び又は転写リボン（１２）に加熱装置（ ２７，２０）が配属されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれ か１項に記載の装置。 ７．転写・定着ギャップ（２３）へ送入される前に、記録媒体（２９）を予熱す る装置（３６）が備えられていることを特徴とする、請求項１から６までのいず れか１項に記載の装置。 ８．転写リボン（１２）の表面層がシリコン又はシリコンに類似の材料から成り 、転写・定着部材（２２）の表面層がフルオロプラスチックを含有することを特 徴とする、請求項１記載の装置。 ９．転写原理に従って作業するプリンタ又はコピア内で記録媒体（２９）の表側 と裏側とを同時印刷する方法において、 中間担体（１０）上で電子写真処理により一続きのトナー像（３７／１，３７／ ２）を形成し、そのうちの第１のトナー像（３７／１）が記録媒体（２９）の裏 側に、第２のトナー像（３７／２）が表側に配属されるようにし、 一続きのトナー像が転写リボン（１２）に静電的に転写され、 転写リボン（１２）上の一続きのトナー像を、記録媒体（２９）を受容する転写 ・定着ギャップ（２３）を有する転写・定着ステーション（１８）へ供給するよ うにし、転写・定着ギャップ（２３）の一方の側には転写リボン（１２）を、他 方の側には転写・定着部材（２２）を配置するようにし、トナー像を転写リボン （１２）で、及び又は転写定着ギャップ（２３）内でトナー材料の溶融温度域ま で加熱し、 第１のトナー像（３７／１）を転写・定着部材（２２）上へ転写し、 記録媒体を転写・定着ギャップ（２３）へ供給し、しかも記録媒体（２９）の表 側と裏側を同時に印刷し、かつ記録媒体上にトナー像を定着させるために、第１ トナー像（３７／１）を有する転写・定着部材（２２）と、第２トナー像（３７ ／２）を有する転写リボン（１２）とが記録媒体（２９）上を回転することを特 徴とする、記録媒体の表側と裏側とを同時印刷する方法。 １０．トナー像が中間担体（１０）上の像形成区域で形成され、これらの像形成 区域が所定の連続長さで互いに並列され、転写・定着部材（２２）の円周長さが 、前記連続長さに合致するように定められることを特徴とする、請求項９記載の 方法。