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【発明の名称】 画像形成装置
【発明者】 【氏名】永瀬 久喜

【氏名】重田 邦男

【氏名】佐藤 洋太郎

【氏名】羽根田 哲

【要約】 【課題】ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止して、転写材とベルト状の中間転写体との密着性を良好とし、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止する画像形成装置を提供すること。

【解決手段】転写材の通過する像担持体を挟んで、転写材帯電手段と2次転写手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 トナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体または前記転写材の表面に転写する1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記像担持体を挟んで、前記転写材帯電手段と前記2次転写手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記中間転写体を挟んで前記像担持体と対向して設けられる1次転写手段は、弾性ローラ部材により形成されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】 トナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体または前記転写材の表面に転写する1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、トナー像が転写された前記転写材を分離する転写材分離手段と、前記転写材分離手段により分離された後、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記2次転写手段を挟んで、前記1次転写手段と前記転写材分離手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】 前記中間転写体を挟んで前記2次転写手段と対向して設けられる2次転写対向ローラは、弾性ローラ部材により形成されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】 第1のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第1の像担持体と、第2のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第2の像担持体と、前記第1の像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記第1の像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第1の1次転写手段と、前記第2の像担持体上のトナー像を前記転写材の表面に転写する第2の1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記第2の像担持体を挟んで、前記転写材帯電手段と前記2次転写手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】 前記中間転写体を挟んで前記第2の像担持体と対向して設けられる第2の1次転写手段は、弾性ローラ部材により形成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項7】 第1のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第1の像担持体と、第2のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第2の像担持体と、前記第1の像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記第1の像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第1の1次転写手段と、前記第2の像担持体上のトナー像を前記転写材の表面に転写する第2の1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、トナー像が転写された前記転写材を分離する転写材分離手段と、前記転写材分離手段により分離された後、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記2次転写手段を挟んで、前記第2の1次転写手段と前記転写材分離手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】 前記中間転写体を挟んで前記2次転写手段と対向して設けられる2次転写対向ローラは、弾性ローラ部材により形成されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項9】 前記ベルト背面部材は絶縁性であることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】 前記ベルト背面部材は曲率を有することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】 前記ベルト背面部材の中心線平均粗さRaは、0.8a≦Ra≦6.3aであることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体の周辺に帯電手段と画像書込手段と現像手段とを配置して像担持体に形成したトナー像を転写材上に転写、定着する複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に転写材の両面にトナー像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、両面画像形成においては、像担持体上に形成した一方の面の画像を転写材上に転写、定着し、これを一旦両面反転給送装置に収納し、再び像担持体上に形成された画像とタイミングを合わせて両面反転給送装置より転写材を給送し、転写材上に他方の面の画像を転写、定着する方法がとられている。
【0003】このように両面画像形成装置では、上記の如く、両面反転給送装置への給送や定着装置を2度通す等の転写材の搬送が行われるので、転写材搬送の信頼性が低く、転写材のジャムやしわ等を引き起こす原因となっていた。
【0004】これに対し、特公昭49−37538号公報、同54−28740号公報、特開平1−44457号公報や同4−214576号公報等により、像担持体と中間転写体とを用いて転写材の両面にトナー像を形成後、1回で定着を行うものが提案されている。
【0005】また、本願発明者らは、感光体ドラム(像担持体)の周りに帯電手段、画像書込手段、現像手段等よりなるトナー像形成手段を複数組配置し、感光体ドラム上に形成した重ね合わせカラートナー像を一旦ベルト状の中間転写体に一括して転写した後、再度感光体ドラム上に重ね合わせカラートナー像を形成し、感光体ドラム上のトナー像及び中間転写体上のトナー像とタイミングを合わせて給送され、中間転写体により搬送される転写材の両面にそれぞれ、感光体ドラム上のトナー像を表面画像として転写し、また中間転写体上のトナー像を裏面画像として転写した後、中間転写体から転写材を転写材除電手段の除電により分離し、転写材上のトナー像を定着手段により定着して両面カラー画像を形成する画像形成装置や画像形成方法(1パス両面画像形成方法)を特開平9−258492号公報や特開平9−258516号公報にて開示した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の如きベルト状の中間転写体を用いて転写材の両面に画像を形成する画像形成装置(1パス両面画像形成装置)において、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等により、中間転写体のベルト面と転写材との密着性が良好でないと、転写時に転写抜けが発生するという問題が生じる。感光体ドラム上の表面画像のトナー像の転写材への転写の際には、中間転写体により転写材が感光体ドラムに押圧された状態で転写が行われるので、中間転写体の浮きや皺等はさほど問題とならないが、中間転写体上の裏面画像のトナー像の転写材への転写の際には、中間転写体への転写材の押圧が行われず、中間転写体に浮きや皺等があると、転写抜け(裏面トナー像の転写抜け)が発生するという問題が起こる。
【0007】本発明は上記の問題点を解決し、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止して、転写材とベルト状の中間転写体との密着性を良好とし、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、トナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体または前記転写材の表面に転写する1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記像担持体を挟んで、前記転写材帯電手段と前記2次転写手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置(第1の発明)によって達成される。
【0009】また、上記目的は、トナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体または前記転写材の表面に転写する1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、トナー像が転写された前記転写材を分離する転写材分離手段と、前記転写材分離手段により分離された後、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記2次転写手段を挟んで、前記1次転写手段と前記転写材分離手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置(第2の発明)によって達成される。
【0010】また、上記目的は、第1のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第1の像担持体と、第2のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第2の像担持体と、前記第1の像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記第1の像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第1の1次転写手段と、前記第2の像担持体上のトナー像を前記転写材の表面に転写する第2の1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記第2の像担持体を挟んで、前記転写材帯電手段と前記2次転写手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置(第3の発明)によって達成される。
【0011】また、上記目的は、第1のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第1の像担持体と、第2のトナー像形成手段により形成されたトナー像を表面に担持する第2の像担持体と、前記第1の像担持体上のトナー像が転写され、転写された該トナー像を表面に担持するとともに、転写材帯電手段により帯電される転写材を密着し、前記転写材を支持搬送するベルト状の中間転写体と、前記第1の像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第1の1次転写手段と、前記第2の像担持体上のトナー像を前記転写材の表面に転写する第2の1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に再転写する2次転写手段と、トナー像が転写された前記転写材を分離する転写材分離手段と、前記転写材分離手段により分離された後、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転写材の通過する前記2次転写手段を挟んで、前記第2の1次転写手段と前記転写材分離手段とにまたがるベルト背面部材を設けることを特徴とする画像形成装置(第4の発明)によって達成される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。なお以下の実施の形態の説明において、中間転写体により支持搬送される転写材の、像担持体に対向する側の面を表面、他方の面すなわち中間転写体に対向する側の面を裏面といい、転写材の表面に転写される画像を表面画像、転写材の裏面に転写される画像を裏面画像という。
【0013】先ず、本発明の請求項1ないし4及び請求項9ないし11に共通する第1の例の画像形成装置の実施の形態の画像形成プロセス、各機構について、図1ないし図3を用いて説明する。図1は、本発明の請求項1ないし4及び請求項9ないし11に共通する第1の例の画像形成装置の実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図2は、図1の像担持体の側断面図であり、図3は、図1の画像形成装置におけるトナー像形成状態を示す図であり、図3(A)は、像担持体に形成した裏面画像をベルト状の中間転写体上に転写するときのトナー像形成状態を示す図であり、図3(B)は、ベルト状の中間転写体上の裏面画像と同期して像担持体に表面画像を形成するときのトナー像形成状態を示す図であり、図3(C)は、転写材上への両面画像形成を示す図である。
【0014】図1において、10は像担持体である感光体ドラム、11は各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は各色毎の画像書込手段である露光光学系、13は各色毎の現像手段である現像器、14aはベルト状の中間転写体である中間転写ベルト、14cは像担持体上のトナー像をベルト状の中間転写体および転写材の表面に転写する1次転写手段である1次転写ローラ、14gはベルト状の中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に転写する2次転写手段である2次転写器、14mは除電手段である除電器、150は転写材帯電手段である紙帯電器、14hは転写材除電手段である転写材除電器、160は爪部材である分離爪210と拍車部材である拍車162とを有する搬送部、17は定着手段である定着装置である。
【0015】像担持体である感光体ドラム10は、例えば、光学ガラスや透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、a−Si層あるいは有機感光層(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図1の矢印で示す時計方向に、例えば80〜400mm/secの線速度にて回転される。
【0016】感光体ドラム10は、図2に示すように、それを係合固定する両端部のフランジ部材10A及び10Bに嵌込まれたベアリングB1,B2により、装置本体に架設固定される感光体ドラム軸30に対し軸受けされて回転自在に支持され、フランジ部材10Bの一体とする感光体駆動歯車Gが装置本体側の不図示の駆動歯車と噛み合わされて駆動されることにより所定の方向に定速で回転される。
【0017】像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段は、帯電手段であるスコロトロン帯電器11、画像書込手段である露光光学系12及び現像手段である現像器13からなり、これらを1組として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の各色の画像形成プロセス用として4組設けられ、図1の矢印にて示す感光体ドラム10の回転方向に対して、Y、M、C、Kの順に配置される。
【0018】各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器11は、それぞれ所定の電位に保持された制御グリッドと例えば鋸歯状電極からなる放電電極11aとを有し、感光体ドラム10の感光層と対峙して取付けられ、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用(本実施形態においては使用するトナーの極性はマイナス極性とし、本実施形態において帯電手段であるスコロトロン帯電器11による帯電はマイナス帯電)を行い、感光体ドラム10に対し一様な電位を与える。放電電極11aとしては、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。
【0019】各色毎の画像書込手段である露光光学系12は、感光体ドラム10上での露光位置が、前述した各色毎のスコロトロン帯電器11に対して感光体ドラム10の回転方向下流側に位置するようにして感光体ドラム10の内部に配置される。図2に示すように、それぞれの露光光学系12は、ドラム軸30と平行に主走査方向に配列された像露光光(画像書込光)の発光素子としてのLED(発光ダイオード)を複数個アレイ状に並べた線状の露光素子12aと、結像素子としての光集束性光伝送体(商品名:セルフォックレンズアレイ)12bと、セルフォックレンズアレイ12bを保持するレンズホルダ12cとで構成される露光用ユニットであり、保持部材20に取付けられる。保持部材20には各色毎の露光光学系12の他に転写同時露光器12d及び一様露光器12eが取付けられ、一体となって感光体ドラム10の透光性の基体内部に収容される。各色毎の露光光学系12は、別体の画像読取装置によって読み取られメモリに記憶された各色の画像データに従って感光体ドラム10の感光層を裏面から画像書込し、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。露光素子12aとしては、LEDの他、FL(蛍光体発光)、EL(エレクトロルミネッセンス)、PL(プラズマ放電)等の複数の発光素子をアレイ状に並べたものを用いることも可能である。像露光光(画像書込光)の発光素子の発光波長は、通常Y、M、Cのトナーに対して透過性の高い780〜900nmの範囲のものが用いられるが、本実施形態においては裏面から画像書込を行う方式であるため、カラートナーに対して透過性を十分に有しないこれより短い400〜780nmの波長でもよい。また、像露光光の80%以上は感光体ドラム10の感光層で吸収されることから、感光体ドラム10表面のカラートナーによる反射や吸収の影響は無視することができる。一般にカラートナーの現像順はトナー像や現像器13への混色の関係からY、M、C、Kの順が好ましい。なお図2において、WAは像露光光の発光素子(LED)よりのリード線である。
【0020】各色毎の現像手段である現像器13は、感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保ち、現像位置において感光体ドラム10の回転方向と順方向に回転する例えば厚み0.5〜1mm、外径15〜25mmの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ131と、現像ケーシング138とを有し、現像ケーシング138の内部には、各々イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の一成分或いは二成分現像剤を収容している。それぞれの現像器13の現像スリーブ131は不図示の突き当てコロにより感光体ドラム10と所定の間隙、例えば100〜500μmをあけ、層厚80〜300μmの現像スリーブ131上の現像剤が感光体ドラム10と非接触に保たれており、現像スリーブ131に対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非接触の反転現像を行い、感光体ドラム10上にトナー像を形成する。
【0021】ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト14aは、好ましくは体積抵抗率が109Ω・cm以上、1012Ω・cm未満で、表面抵抗が109〜1012Ω/cm2、張力(3〜15)×10-2N/mm、ヤング率(3.0〜6.5)×103N/mm2、慣性モーメント(8〜90)×10-3mm4、厚さ0.1〜1.0mm程度の無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した厚さ0.1〜1.0mmの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ5〜50μmのフッ素コーティングを行った2層構成のシームレスベルトである。中間転写ベルト14aの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.5〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。中間転写ベルト14aは、それぞれ中間転写体張架ローラ部材である駆動ローラ14dと2次転写対向ローラ14jと従動ローラ14eとガイドローラ14fとテンションローラ14iとに張架され、図1の矢印で示す反時計方向に回転される。ガイドローラ14f、従動ローラ14e、2次転写対向ローラ14j及び駆動ローラ14dは固定位置で回転され、テンションローラ14iは不図示のバネ等の弾力により移動可能に支持されて回転される。不図示の感光体駆動モータよりの駆動をうけて駆動ローラ14dが回転され、中間転写ベルト14aを駆動して回転させる。中間転写ベルト14aの回転により2次転写対向ローラ14j、従動ローラ14e、ガイドローラ14f及びテンションローラ14iが従動して回転される。回転中の中間転写ベルト14aのベルト弛みがテンションローラ14iにより緊張される。2次転写対向ローラ14jは、後段において詳述するように、弾性を有する弾性ローラ部材として形成される。中間転写ベルト14aが従動ローラ14eに張架される位置に転写材である記録紙Pが供給され、中間転写ベルト14aによって支持搬送される。駆動ローラ14dに張架される中間転写ベルト14aの定着装置17側の端部の曲率部KTにおいて中間転写ベルト14aから記録紙Pが分離される。
【0022】接触タイプの転写ローラ部材が用いられ、像担持体上のトナー像をベルト状の中間転写体または転写材の表面に転写する1次転写手段である1次転写ローラ14cは、中間転写ベルト14aを挟んで各色毎の感光体ドラム10に対向し、中間転写ベルト14aに当接(接触)して設けられ、中間転写ベルト14aと感光体ドラム10との間に転写域(符号なし)を形成する。1次転写ローラ14cは、後段において詳述するように、弾性を有する弾性ローラ部材として形成され、1次転写ローラ14cにはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加され、感光体ドラム10上のトナー像を中間転写ベルト14a上または転写材である記録紙Pの表面に転写する。
【0023】ベルト状の中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に再転写する2次転写手段である2次転写器14gはコロナ放電器により構成され、1次転写ローラ14cと駆動ローラ14dとの間で、中間転写ベルト14aを挟んで接地された2次転写対向ローラ14jに対向して設けられ、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加され、中間転写ベルト14a上のトナー像を記録紙Pの裏面に転写する。
【0024】除電手段である除電器14mはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト14aの移動方向に対し、1次転写ローラ14cの下流側に、1次転写ローラ14cと並列して設けられ、交流電圧が印加され、1次転写ローラ14cの電圧印加により荷電される中間転写ベルト14aの電荷を除電する。
【0025】転写材帯電手段である紙帯電器150は好ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト14aを挟んで接地された従動ローラ14eと対向して設けられ、トナーと同極性(本実施形態においてはマイナス極性)の直流電圧が印加され、記録紙Pを帯電して中間転写ベルト14aに吸着させる。転写材帯電手段としてはコロナ放電器の他に、鋸歯状電極や、中間転写ベルト14aに当接および当接解除可能なブラシ状やローラ状の帯電器等を用いることも可能である。
【0026】転写材除電手段である転写材除電器14hはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト14aの定着装置17側端部で記録紙Pを中間転写ベルト14aから分離する位置の近傍に、中間転写ベルト14aを挟んで接地された駆動ローラ14dに対向して設けられ、2次転写器14gにより荷電された帯電量(Q/M)の高い表面トナー像の分離時の剥離放電防止のための直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、中間転写ベルト14aにより搬送される記録紙Pを除電して中間転写ベルト14aから分離する。
【0027】搬送部160は、転写材分離補助手段である分離爪210と拍車部材である拍車162とを有し、中間転写ベルト14aの定着装置17側の端部の曲率部KTと定着装置17との間に設けられる。搬送部160は、定着装置17からの熱により、中間転写ベルト14aが変形したり、中間転写ベルト14aに担持されるトナー像が融着気味になって転写しにくくなったり、中間転写ベルト14a上にトナーが固着したりすることを防止する。
【0028】転写材分離補助手段である分離爪210は中間転写ベルト14aの曲率部KTに近接し、中間転写ベルト14aと所定の間隔、好ましくは0.1〜2.0mmを空けて支持軸221に固定されて設けられ、記録紙Pが中間転写ベルト14aより分離される際に、中間転写ベルト14a方向へ曲がって搬送されようとする記録紙Pの先端部を当接させ、記録紙Pの曲率分離を補助する。
【0029】拍車部材である拍車162は、ポリアセタールやポリアミド等の絶縁性の樹脂材料からなり、周面に複数の突起部162aを有し、回転支持軸165を中心として回転自在に設けられる。拍車162は、記録紙Pの裏面側をガイドして記録紙Pを搬送し、両面にトナー像を有する記録紙Pの裏面トナー像の乱れを防止するとともに、記録紙Pの定着装置17への進入方向を一定にしながら記録紙Pを安定して定着装置17へと搬送する。
【0030】分離爪210と拍車162とは、中間転写ベルト14a上の転写材搬送面或いはその延長面に対し、感光体ドラム10の有る側と反対側に配設される。転写材搬送面或いはその延長面の両側に拍車部材である拍車162を設けることも可能である。
【0031】定着手段である定着装置17は、内部にヒータを有する第1定着ローラ17aと第2定着ローラ17bとの2本のローラ状の定着部材で構成され、第1定着ローラ17aと第2定着ローラ17bとの間のニップ部Tで記録紙Pを挟持搬送しながら熱と圧力とをくわえることにより、記録紙P上のトナー像を定着する。
【0032】次に画像形成プロセスを説明する。画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動により感光体ドラム10が図1の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にイエロー(Y)のスコロトロン帯電器11の帯電作用により感光体ドラム10に電位の付与が開始される。
【0033】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、Yの露光光学系12によって第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体ドラム10の表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。
【0034】前記の潜像はYの現像器13により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム10上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。
【0035】次いで感光体ドラム10は、Yのトナー像の上からマゼンタ(M)のスコロトロン帯電器11の帯電作用により電位が付与され、Mの露光光学系12によって第2の色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による画像書込が行われ、Mの現像器13による非接触の反転現像によって前記のイエロー(Y)のトナー像の上にマゼンタ(M)のトナー像が重ね合わせて形成される。
【0036】同様のプロセスにより、シアン(C)のスコロトロン帯電器11、Cの露光光学系12およびCの現像器13によってさらに第3の色信号に対応するシアン(C)のトナー像が重ね合わせて形成され、更にその上に黒色(K)のスコロトロン帯電器11、Kの露光光学系12およびKの現像器13によって第4の色信号に対応する黒色(K)のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム10の一回転以内にその周面上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の4色の重ね合わせカラートナー像が形成される。
【0037】これらY、M、C及びKの露光光学系12による感光体ドラム10の感光層に対する画像書込はドラムの内部より前述した透光性の基体を通して行われる。従って第2、第3および第4の色信号に対応する画像の書込は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第1の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。
【0038】上記の画像形成プロセスによって像担持体である感光体ドラム10上に形成された裏面画像となる重ね合わせカラートナー像は、1次転写ローラ14cの転写域(符号なし)において、1次転写ローラ14cによって、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト14a上に一括して転写される(図3(A))。この際、良好な転写がなされるように、感光体ドラム10の内部に設けた転写同時露光器12dによる一様露光が行われるようにしてもよい。また1次転写ローラ14cにより荷電された中間転写ベルト14aの電荷は中間転写体除電手段としての除電器14mにより除電される。
【0039】転写後の感光体ドラム10の周面上に残ったトナーは感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、像担持体クリーニング手段であるクリーニング装置19にいたり、感光体ドラム10に当接したゴム材から成るクリーニングブレード19aによってクリーニングされ、スクリュウ19bによって不図示の排トナー容器に回収される。また、感光体ドラム10の周面は、例えば発光ダイオードを用いた帯電前の一様露光器12eによる露光によって先の画像形成における感光体ドラム10の履歴が解消される。
【0040】以上のようにして中間転写ベルト14a上に裏面画像となる重ね合わせカラートナー像が形成された後、感光体ドラム10上には上記のカラー画像形成プロセスと同様にして、引続き表面画像となる重ね合わせカラートナー像が形成される(図3(B))。この際、感光体ドラム10上に形成される表面画像は、前記感光体ドラム10上に形成した裏面画像に対して鏡像となるように画像データが変更される。
【0041】感光体ドラム10上への表面画像形成にともなって転写材である記録紙Pが転写材収納手段である給紙カセット15より、送り出しローラ15aにより送り出され、転写材給送手段としてのタイミングローラ15bへ搬送され、タイミングローラ15bの駆動によって、感光体ドラム10上に形成される表面画像のカラートナー像と、中間転写ベルト14aに担持されている裏面画像のカラートナー像との同期がとられて1次転写ローラ14cの転写域(符号なし)へ給送される。この際、給送される記録紙Pは、記録紙Pの表面側に設けられる転写材帯電手段である紙帯電器150によりトナーと同極性に帯電され、中間転写ベルト14aに吸着されて1次転写ローラ14cの転写域(符号なし)へと搬送される。トナーと同極性に紙帯電を行うことにより、中間転写ベルト14a上のトナー像や感光体ドラム10上のトナー像と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止している。
【0042】1次転写ローラ14cの転写域(符号なし)ではトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される1次転写ローラ14cによって感光体ドラム10上の表面画像が一括して記録紙Pの表面に転写される。このとき、中間転写ベルト14a上の裏面画像は記録紙Pに転写されないで中間転写ベルト14a上に存在する。この際、良好な転写がなされるように、1次転写ローラ14cの転写域(符号なし)と対向して感光体ドラム10の内部に設けられた、例えば発光ダイオードを用いた転写同時露光器12dによる一様露光が行われるようにしてもよい。また1次転写ローラ14cにより荷電された中間転写ベルト14aの電荷は中間転写体除電手段としての除電器14mにより除電される。
【0043】表面にカラートナー像が転写された記録紙Pは、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される2次転写器14gへと搬送され、2次転写器14gにより中間転写ベルト14aの周面上の裏面画像が一括して記録紙Pの裏面に再転写される(図3(C))。
【0044】両面にカラートナー像が形成された記録紙Pは、中間転写ベルト14aの曲率部KTの曲率と、中間転写ベルト14aの端部に設けられる転写材除電手段としての転写材除電器14hによる除電作用と、中間転写ベルト14aと所定の間隔を空けて搬送部160に設けられる分離爪210とにより、中間転写ベルト14aから分離され、搬送部160に設けられた拍車162を通して定着手段としての定着装置17へと搬送され、第1定着ローラ17aと第2定着ローラ17bとの間のニップ部T間を搬送され、ニップ部Tで熱と圧力とをくわえられることにより記録紙P上のトナー像が定着される。両面画像記録がなされた記録紙Pは表裏を反転されて送られ、排紙ローラ18により装置外部のトレイへ排出される。
【0045】転写後の中間転写ベルト14aの周面上に残ったトナーは、中間転写ベルト14aを挟んでガイドローラ14fに対向して設けられ、支軸192を回転支点として中間転写ベルト14aに当接及び当接解除可能な中間転写体クリーニングブレード191を有する中間転写体クリーニング手段である中間転写体クリーニング装置190によりクリーニングされる。
【0046】また、転写後の感光体ドラム10の周面上に残ったトナーは、感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、クリーニング装置19によりクリーニングされ、帯電前の一様露光器12eにより先の画像形成における感光体ドラム10の履歴が解消されて、次の画像形成サイクルにはいる。
【0047】上記の方法を用いることにより、重ね合わせカラートナー像を一括転写するので、中間転写ベルト14a上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ等が起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー画像形成がなされる。
【0048】次に、本発明の請求項5ないし11に共通する第2の例の画像形成装置の実施の形態について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の請求項5ないし11に共通する第2の例の画像形成装置の実施の形態を示すカラー画像形成装置の要部断面構成図である。
【0049】本例の画像形成装置では、図4に示すように、裏面画像となるトナー像(裏面トナー像)を形成する第1の像担持体である感光体ドラム10bと、表面画像となるトナー像(表面トナー像)を形成する第2の像担持体である感光体ドラム10aとをそれぞれ別々に設け、感光体ドラム10bに形成した裏面トナー像を、トナーと反対極性(本実施形態においては使用するトナーの極性はマイナス極性とし、本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される第1の1次転写手段である第1の1次転写ローラ114bにより、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト114a上に転写した後、感光体ドラム10bと感光体ドラム10aとの間で中間転写ベルト114a上に転写材である記録紙Pを供給し、中間転写ベルト114aを挟んでアースローラ14kと対向して設けられる転写材帯電手段である紙帯電器150の帯電により、記録紙Pを中間転写ベルト114aに吸着させて中間転写ベルト114aの転写材搬送面及びその延長面上を搬送し、記録紙Pの搬送と同期して感光体ドラム10a上に形成した表面トナー像を、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される第2の1次転写手段である第2の1次転写ローラ114cにより記録紙Pの表面に転写した後、中間転写ベルト114a上の裏面トナー像を、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される2次転写手段である2次転写器14gにより記録紙Pの裏面に再転写して、記録紙P上に表裏のトナー像を形成し、両面にカラートナー像が形成された記録紙Pを、中間転写ベルト114aの曲率部KTの曲率と、中間転写ベルト114aの端部に設けられる転写材除電手段としての転写材除電器14hによる除電作用と、中間転写ベルト114aと所定の間隔を空けて搬送部160に設けられる分離爪210とにより、転写材搬送面を搬送される記録紙Pを中間転写ベルト114aから分離し、中間転写ベルト114aの定着装置17側の端部の曲率部KTと定着装置17との間に設けられる搬送部160に設けられた拍車部材である拍車162を通して定着手段としての定着装置17へと搬送し、第1定着ローラ17aと第2定着ローラ17bとの間のニップ部Tで記録紙P上のトナー像を定着し、両面画像を得るようにするものである。また第1の1次転写ローラ114b或いは第2の1次転写ローラ114cにより荷電された中間転写ベルト14aの電荷はそれぞれ中間転写体除電手段としての除電器114m或いは除電器114nにより除電される。また、転写材除電手段である転写材除電器14hはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト114aの定着装置17側端部で記録紙Pを中間転写ベルト114aから分離する位置の近傍に、中間転写ベルト114aを挟んで接地された駆動ローラ14dに対向して設けられ、2次転写器14gにより荷電された帯電量(Q/M)の高い表面トナー像の分離時の剥離放電防止のための直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、中間転写ベルト114aにより搬送される記録紙Pを除電して中間転写ベルト114aから分離する。
【0050】本例の画像形成装置における感光体ドラム10a,10bや中間転写ベルト114aは、前記第1の例の画像形成装置にて説明した感光体ドラム10や中間転写ベルト14aと同様な機能、構造のものが用いられる。また、第1の1次転写ローラ114b及び第2の1次転写ローラ114cは、前記第1の例の画像形成装置にて説明した1次転写ローラ14cと同様な機能、構造のものが用いられ、また第1の1次転写ローラ114b或いは第2の1次転写ローラ114cによる転写時の中間転写ベルト114aの電荷を除電する除電器114m或いは除電器114nも前記第1の例の画像形成装置にて説明した除電器14mと同様な機能、構造のものが用いられる。
【0051】中間転写ベルト114aは、それぞれ中間転写体張架ローラ部材である駆動ローラ14dと2次転写対向ローラ14jとアースローラ14kと従動ローラ14eとガイドローラ14fとテンションローラ14iとに内接して張架され、図4の矢印で示す反時計方向に回転される。2次転写対向ローラ14jは、後段において詳述するように、弾性を有する弾性ローラ部材として形成される。
【0052】また、接触タイプの転写ローラ部材が用いられ、第2の像担持体上(感光体ドラム10a上)のトナー像を転写材の表面に転写する第2の1次転写手段である第2の1次転写ローラ114cは、中間転写ベルト114aを挟んで感光体ドラム10aに対向し、中間転写ベルト114aに当接(接触)して設けられ、中間転写ベルト114aと感光体ドラム10aとの間に転写域(符号なし)を形成する。第2の1次転写ローラ114cは、後段において詳述するように、弾性を有する弾性ローラ部材として形成され、第2の1次転写ローラ114cにはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加され、感光体ドラム10a上のトナー像を転写材である記録紙Pの表面に転写する。
【0053】裏面画像となるトナー像を第1の像担持体である感光体ドラム10bに形成する第1のトナー像形成手段と表面画像となるトナー像を第2の像担持体である感光体ドラム10aに形成する第2のトナー像形成手段とには、前述した画像形成装置にて用いられたものと同様な、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の画像形成プロセス用の4組のスコロトロン帯電器11(帯電手段)、露光光学系12(画像書込手段)、現像器13(現像手段)が感光体ドラム10b,10aに対してそれぞれに用いられ(図1参照、図4には不図示)、裏面画像のトナー像と表面画像のトナー像とをそれぞれ形成する。
【0054】上記の画像形成装置を用いることによっても、重ね合わせカラートナー像を一括転写するので、中間転写ベルト114a上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ等が起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー画像形成がなされる。
【0055】なお、上記の画像形成装置の各例では像担持体上に直接トナー像を形成したが、像担持体とは別に像形成体を設け、該像形成体上に形成したトナー像を像担持体上に担持させてもよい。また、上記画像形成装置の各例としてカラー画像形成装置にて説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものでなく、図1或いは図4にて説明したと同様のプロセスによるモノクロの画像形成装置にも適用されるものである。また、画像書込手段を像担持体、第1の像担持体、第2の像担持体の内部に配設したが、外部に配設するようにしてもよい。
【0056】さらに、本発明の画像形成装置では、上述の各画像形成装置で説明したような転写材の両面に画像を形成する両面画像形成のほかに、転写材の表面または裏面のみの片側に画像を形成する片面画像形成もなされ得ることは勿論である。
【0057】しかしながら、上記の如きベルト状の中間転写体を用いて転写材の両面に画像を形成する画像形成装置において、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等により、中間転写体のベルト面と転写材との密着性が良好でないと、裏面トナー像の転写抜けが発生する。
【0058】このため、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止し、転写材とベルト状の中間転写体との密着性を良好とし、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止する方法について、図5ないし図12を用いて説明する。図5は、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止し、裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止を図る方法の第1の例を示す図であり、図6は、図5のベルト状の中間転写体を内側から押圧するベルト背面部材を示す斜視図であり、図7は、1次転写手段或いは第2の1次転写手段のベルト状の中間転写体との当接状態を示す図であり、図8は、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止し、裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止を図る方法の第2の例を示す図であり、図9は、図8のベルト状の中間転写体を内側から押圧するベルト背面部材を示す斜視図であり、図10は、2次転写対向ローラのベルト状の中間転写体との当接状態を示す図であり、図11は、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等を抑止し、裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜けを防止を図る方法の第3の例を示す図であり、図12は、図11のベルト状の中間転写体を内側から押圧するベルト背面部材を示す斜視図であり、図13は、ベルト背面部材に側壁を設ける例を示す斜視図である。
【0059】図5ないし図7によれば、転写材である記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)上に形成される表面画像のトナー像(本実施形態においては使用するトナー極性と同極性のマイナス極性)と、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上に担持されている裏面画像のトナー像(本実施形態においてはマイナス極性)との同期がとられ、紙帯電器150の帯電により中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に吸着されて、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の転写域(符号なし)へ給送され、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の転写域(符号なし)において、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加される1次転写手段である1次転写ローラ14c(或いはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加される第2の1次転写手段である第2の1次転写ローラ114c)によって、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)上の表面画像が一括して記録紙Pの表面に転写された後、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上の裏面画像を、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される2次転写手段である2次転写器14gにより記録紙Pの裏面に再転写して、記録紙P上に表裏のトナー像が形成される。
【0060】この際、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)による表面トナー像の記録紙Pへの転写の際には、記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)と中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)とに挟まれて、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)により記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)に押圧された状態で、記録紙Pへの表面画像のトナー像の転写が行われるので、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺等は起こらず、記録紙Pの感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との密着性が良好な状態で表面画像の転写が行われ、転写抜け等はさほど問題とならないが、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上の裏面画像のトナー像の記録紙Pへの転写の際には、記録紙Pは中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に乗せられた状態(押圧されぬ状態)で、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上を記録紙Pが搬送されるので、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に浮きや皺等があると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)と記録紙Pとの密着性が悪く、裏面トナー像の転写抜けが発生する。
【0061】このため、記録紙Pの通過する感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)を挟んで、転写材帯電手段である紙帯電器150と2次転写手段である2次転写器14gとにまたがって、ベルト背面部材としてのガイド板GPaを設け、ガイド板GPaを中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の内側(内周面)から中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面に当接し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧する。
【0062】中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)は、張力を(3〜15)×10-2N/mm、ヤング率を(3.0〜6.5)×103N/mm2、慣性モーメントを(8〜90)×10-3mm4とし、曲げ剛性を有する、厚さ0.1〜1.0mm程度の無端ベルトであるが、ベルト背面部材としてのガイド板GPaは、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面の電荷のリークを防止するために、表面(図5の上側)を、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)より高い1012Ω・cm以上の体積抵抗率の、例えばフッ素コーティングした絶縁性とし、また、両端部間の曲率ΔR1(mm)を1〜5mmと大きく(弓形と)して中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧する。中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)と密着し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧、規制することにより、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや凹凸や皺を防止する。
【0063】ガイド板GPaの表面と中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)との密着性が良すぎると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPaの表面に吸着されて滑りが悪くなるので、ガイド板GPaの中心線平均粗さRaを、0.8a≦Ra≦6.3aと設定することが、滑り性を良好とするうえで好ましい。中心線平均粗さRaが0.8a未満(Ra<0.8a)であると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)とガイド板GPa表面との間に空気層ができず、静電気力で中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPaに張り付いてしまう。また、中心線平均粗さRaが6.3aを越えると(Ra>6.3aであると)、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に傷が付いてしまう。
【0064】ガイド板GPaに設けられる孔H1に、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)と除電器14m(或いは除電器114n)とが嵌込まれ、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)により、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧し、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との間を通過される記録紙Pを押圧するが、図7(A)に示すように、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)を、芯金(符号なし)と、該芯金の外側(外周面)にシリコンゴムやウレタンゴム等の発泡ゴム層(符号なし)とを設けたフトローラとしての弾性ローラ部材とし、弾性を有する1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の押圧力により、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に対して幅広いニップ部Naを形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止する。また、図7(B)に示すように、芯金(符号なし)の外側(外周面)にゴム硬度の高いゴム層を設けたハードローラとして1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)を形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧し、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との間を通過される記録紙Pを押圧するようにして、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止するようにしてもよい。この場合、ガイド板GPaの孔H1の上側の両端部を結ぶ接線PL1からの突出量ΔL1(mm)を、0.1〜1.0mm程度とすることが、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止することで好ましい。
【0065】上記により、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等が抑止され、転写材とベルト状の中間転写体との密着性が良好とされ、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜け(裏面トナー像の転写抜け)の防止が可能となる。
【0066】また図8ないし図10によれば、転写材である記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)上に形成される表面画像のトナー像(本実施形態においては使用するトナー極性と同極性のマイナス極性)と、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上に担持されている裏面画像のトナー像(本実施形態においてはマイナス極性)との同期がとられ、紙帯電器150の帯電により中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に吸着されて、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の転写域(符号なし)へ給送され、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の転写域(符号なし)において、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加される1次転写手段である1次転写ローラ14c(或いはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加される第2の1次転写手段である第2の1次転写ローラ114c)によって、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)上の表面画像が一括して記録紙Pの表面に転写された後、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上の裏面画像を、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される2次転写手段である2次転写器14gにより記録紙Pの裏面に再転写して、記録紙P上に表裏のトナー像が形成される。表裏のトナー像が転写された記録紙Pは、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を挟んで駆動ローラ14dに対向して設けられる転写材分離手段である転写材除電器14hの除電により中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の端部から分離された後、定着装置17(図1または図4参照、図8には不図示)により定着されて、画像形成がなされる。
【0067】この際、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)による表面トナー像の記録紙Pへの転写の際には、記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)と中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)とに挟まれて、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)により記録紙Pが感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)に押圧された状態で、記録紙Pへの表面画像のトナー像の転写が行われるので、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺等は起こらず、記録紙Pの感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との密着性が良好な状態で表面画像の転写が行われ、転写抜け等はさほど問題とならないが、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上の裏面画像のトナー像の記録紙Pへの転写の際には、記録紙Pは中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に乗せられた状態(押圧されぬ状態)で、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)上を記録紙Pが搬送されるので、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に浮きや皺等があると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)と記録紙Pとの密着性が悪く、裏面トナー像の転写抜けが発生する。
【0068】このため、記録紙Pの通過する2次転写器14gを挟んで、1次転写手段(或いは第2の1次転写手段)である1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)と転写材分離手段である転写材除電器14hとにまたがって、ベルト背面部材としてのガイド板GPbを設け、ガイド板GPbを中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の内側(内周面)から中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面に当接し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧する。
【0069】中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)は、張力を(3〜15)×10-2N/mm、ヤング率を(3.0〜6.5)×103N/mm2、慣性モーメントを(8〜90)×10-3mm4とし、曲げ剛性を有する、厚さ0.1〜1.0mm程度の無端ベルトであるが、ベルト背面部材としてのガイド板GPbは、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面の電荷のリークを防止するために、表面(図8の上側)を、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)より高い1012Ω・cm以上の体積抵抗率の、例えばフッ素コーティングした絶縁性とし、また、両端部間の曲率ΔR2(mm)を、前述したガイド板GPaの曲率ΔR1(mm)と同程度の1〜5mmと大きく(弓形と)して中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧する。中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)と密着し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧、規制することにより、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや凹凸や皺を防止する。
【0070】ガイド板GPbの表面と中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)との密着性が良すぎると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPbの表面に吸着されて滑りが悪くなるので、ガイド板GPbの中心線平均粗さRaを、0.8a≦Ra≦6.3aと設定することが、滑り性を良好とするうえで好ましい。中心線平均粗さRaが0.8a未満(Ra<0.8a)であると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)とガイド板GPb表面との間に空気層ができず、静電気力で中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPbに張り付いてしまう。また、中心線平均粗さRaが6.3aを越えると(Ra>6.3aであると)、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に傷が付いてしまう。
【0071】ガイド板GPbに設けられる孔H2に、2次転写対向ローラ14jが嵌込まれ、2次転写対向ローラ14jにより、2次転写器14gとの間を通過される中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧するが、図10(A)に示すように、2次転写対向ローラ14jを、芯金(符号なし)と、該芯金の外側(外周面)にシリコンゴムやウレタンゴム等の発泡ゴム層(符号なし)とを設けたフトローラとしての弾性ローラ部材とし、弾性を有する2次転写対向ローラ14jの押圧力により、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に対して幅広いニップ部Naを形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止する。また、図10(B)に示すように、芯金(符号なし)の外側(外周面)にゴム硬度の高いゴム層を設けたハードローラとして2次転写対向ローラ14jを形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧するようにして、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止するようにしてもよい。この場合、ガイド板GPbの孔H2の上側の両端部を結ぶ接線PL2からの突出量ΔL2(mm)を、0.1〜1.0mm程度とすることが、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止することで好ましい。
【0072】上記により、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等が抑止され、転写材とベルト状の中間転写体との密着性が良好とされ、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜け(裏面トナー像の転写抜け)の防止が可能となる。
【0073】また、図11または図12に示すように、記録紙Pの通過する感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)を挟み、また、記録紙Pの通過する2次転写器14gを挟んで、転写材帯電手段である紙帯電器150と転写材分離手段である転写材除電器14hとにまたがって、図5にて前述したガイド板GPaと図8にて前述したガイド板GPbとを一体的とした、ベルト背面部材としてのガイド板GPAを設け、ガイド板GPAを中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の内側(内周面)から中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面に当接し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧するようにしてもよい。
【0074】中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)は、張力を(3〜15)×10-2N/mm、ヤング率を(3.0〜6.5)×103N/mm2、慣性モーメントを(8〜90)×10-3mm4とし、曲げ剛性を有する、厚さ0.1〜1.0mm程度の無端ベルトであるが、ベルト背面部材としてのガイド板GPAは、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面の電荷のリークを防止するために、表面(図11の上側)を、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)より高い1012Ω・cm以上の体積抵抗率の、例えばフッ素コーティングした絶縁性とし、また、両端部間の曲率ΔR3(mm)を、前述したガイド板GPaの曲率ΔR1(mm)及びガイド板GPbの曲率ΔR2(mm)よりやや大きめの、2〜8mm程度と大きく(弓形と)して中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の背面を押圧する。中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)と密着し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧、規制することにより、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや凹凸や皺を防止する。
【0075】ガイド板GPAの表面と中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)との密着性が良すぎると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPAの表面に吸着されて滑りが悪くなるので、ガイド板GPAの中心線平均粗さRaを、0.8a≦Ra≦6.3aと設定することが、滑り性を良好とするうえで好ましい。中心線平均粗さRaが0.8a未満(Ra<0.8a)であると、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)とガイド板GPA表面との間に空気層ができず、静電気力で中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)がガイド板GPAに張り付いてしまう。また、中心線平均粗さRaが6.3aを越えると(Ra>6.3aであると)、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に傷が付いてしまう。
【0076】ガイド板GPAに設けられる孔H1に、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)と除電器14m(或いは除電器114n)とが嵌込まれ、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)により、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧し、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との間を通過される記録紙Pを押圧するが、また、ガイド板GPAに設けられる孔H2に、2次転写対向ローラ14jが嵌込まれ、2次転写対向ローラ14jにより、2次転写器14gとの間を通過される中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧するが、前述した図7(A)及び図10(A)に示すように、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)を、芯金(符号なし)と、該芯金の外側(外周面)にシリコンゴムやウレタンゴム等の発泡ゴム層(符号なし)とを設けたフトローラとしての弾性ローラ部材とし、弾性を有する1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の押圧力により、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)に対して幅広いニップ部Naを形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止する。また、図7(B)及び図10(B)に示すように、芯金(符号なし)の外側(外周面)にゴム硬度の高いゴム層を設けたハードローラとして1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)を形成し、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を押圧し、感光体ドラム10(或いは感光体ドラム10a)との間を通過される記録紙Pを押圧するようにして、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止するようにしてもよい。この場合、図7(B)に示すように、ガイド板GPAの孔H1の上側の両端部を結ぶ接線PL1からの突出量ΔL1(mm)を、0.1〜1.0mm程度とし、また図10(B)に示すように、ガイド板GPAの孔H2の上側の両端部を結ぶ接線PL2からの突出量ΔL2(mm)を、0.1〜1.0mm程度とすることが、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の浮きや皺を防止することで好ましい。
【0077】また図13に示すように、図11にて前述したガイド板GPaの両側端に側壁Saを設け、ベルト背面部材としてのガイド板GPBを形成するようにしてもよい。ガイド板GPBに設けられる孔H1の側壁Sa部に、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)の両端部の軸(符号なし)が落とし込まれ、両側端の側壁Saのベアリング孔(符号なし)に嵌込まれるベアリングB3と嵌合されて、1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)が回転可能に設置される。除電器14m(或いは除電器114n)も孔H1の側壁Sa部に落とし込まれて設置される。また、ガイド板GPBに設けられる孔H2の側壁Sa部に、2次転写対向ローラ14jの両端部の軸(符号なし)が落とし込まれ、両側端の側壁Saのベアリング孔(符号なし)に嵌込まれるベアリングB4と嵌合されて、2次転写対向ローラ14jが回転可能に設置される。
【0078】さらに、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)の両側端にガイドゴムGMを設け、両端のガイドゴムGMをガイド板GPBの側壁Saの上側端部に嵌込むようにして、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)を移動させる。これにより、中間転写ベルト14a(或いは中間転写ベルト114a)のずれ(片寄り)が防止される。
【0079】なお、上記にて説明した側壁Saは、図5にて説明したガイド板GPaの両側端、或いは、図8にて説明したガイド板GPbの両側端に設けるようにしてもよく、またベルト背面部材の孔H1に嵌込まれる1次転写ローラ14c(或いは第2の1次転写ローラ114c)や除電器14m(或いは除電器114n)、孔H2に嵌込まれる2次転写対向ローラ14j等をベルト背面部材の下側から設置するようにしてもよい。
【0080】上記により、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等が抑止され、転写材とベルト状の中間転写体との密着性が良好とされ、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜け(裏面トナー像の転写抜け)の防止が可能となる。
【0081】なお、前記図1或いは図4にて説明した両面画像形成装置を用いることにより、従来の両面反転給送装置を用いた両面画像形成装置における問題点、即ち、●両面時の1stプリント速度が遅い●用紙(転写材)搬送の信頼性が低く、ジャムが発生しやすい●ジャムが発生した場合、通紙経路が長いため、無駄になる用紙が多く、ジャム処理も大変である●適用できる紙種に制限があり、厚紙や薄紙、はがき等の小サイズ紙や不定形紙には対応できない●定着オイルによって通紙経路が汚染され、特にカラーの場合に問題となる●機内への熱の持ち込みがあり、プロセスが安定しない等を解決し、以下の如き効果を奏する。
【0082】○用紙(転写材)反転の待ち時間がないため、用紙両面への画像形成を続けて行うことが可能となり、両面時の1stプリント速度が速くなる○定着手段通過後の用紙を再給紙する必要がないため、用紙の給送信頼性が大幅に向上する。また定着オイルによる通紙経路の汚染や機内への熱の持ち込みもない○片面時と全く同じ給送系で両面プリントが可能であるため、転写材種類の制限がなくなる○用紙反転経路がないため、ジャム発生時に無駄になる用紙が少なく、ジャム処理も容易である○両面時に定着手段を通過する用紙の数は片面時の半分であるため、定着消費電力が低減される【0083】
【発明の効果】本発明によれば、ベルト状の中間転写体の浮きや皺等が抑止され、転写材とベルト状の中間転写体との密着性が良好とされ、トナー像の転写抜け、特に裏面画像のトナー像の転写の際の転写抜け(裏面トナー像の転写抜け)の防止が可能となる。
【出願人】 【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカ株式会社
【出願日】 平成12年4月19日(2000.4.19)
【代理人】
【公開番号】 特開2001−305877(P2001−305877A)
【公開日】 平成13年11月2日(2001.11.2)
【出願番号】 特願2000−117874(P2000−117874)