JP5369590B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体の両面に同時に画像形成が可能な画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus capable of simultaneously forming images on both sides of a recording medium.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録媒体（以下、用紙という）の両面に画像を形成できるように構成されたものがある。従来の両面記録可能な画像形成装置では、像担持体上に形成した一方の面の画像を用紙に転写して定着し、その用紙を反転路等により反転させ、再度給送して用紙の裏面にもう一方の面の画像を転写して定着させる２パス方式が一般に使用されている。この方式による両面記録の場合、用紙の搬送方向切り換えや、片面画像の定着による用紙カールなどにより、用紙搬送の信頼性確保に多くの問題がある。また、カールした用紙への転写不良を原因とする画像不良発生の問題もある。
これらを解決する方式として、第１の像担持体と第２の像担持体とを用いてそれぞれの像担持体に、第１のトナー像及び第２のトナー像を形成し、第１のトナー像を用紙の表面そして第２のトナー像を用紙の裏面の両面にトナー像を転写した後、１回で定着を行うようにした１パス方式のものが提案されている。そして、用紙の両面にトナー像を転写する方法としては複数回の転写工程による方法と、１回の転写、すなわち、トナー極性変換を利用する用紙表裏両面同時転写による方法がある。
2. Description of the Related Art Some image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles are configured to form images on both sides of a recording medium (hereinafter referred to as paper). In a conventional image forming apparatus capable of double-sided recording, an image on one side formed on an image carrier is transferred and fixed on a sheet, the sheet is reversed by a reversing path or the like, fed again, and fed to the back side of the sheet A two-pass method is generally used in which an image on the other side is transferred and fixed. In the case of double-sided recording by this method, there are many problems in ensuring the reliability of paper conveyance by switching the paper conveyance direction or by curling paper by fixing a single-sided image. There is also a problem of image failure due to transfer failure to curled paper.
As a method for solving these problems, a first toner image and a second toner image are formed on each image carrier using the first image carrier and the second image carrier, and the first toner is formed. There has been proposed a one-pass system in which a toner image is transferred to both the front surface of a sheet and a second toner image is transferred to both sides of the back surface of the sheet, and then fixed once. As a method for transferring a toner image to both sides of a sheet, there are a method using a plurality of transfer steps and a method using a single transfer, that is, a method for simultaneously transferring both sides of a sheet using toner polarity conversion.
例えば、特許文献１には、第１の像担持体と第２の像担持体を使用し、第１及び第２像担持体において、同極性のトナーを用い、第２像担持体で形成したトナー像を中間転写ベルトに転写した後、当該トナー像を、当該中間転写ベルトを挟んで設けられた一対のコロトロンチャージャで極性変換を行うことが開示されている。そして、極性変換用のチャージャにはＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を使用することが開示されている。
また、トナー極性変換に関するものとしては、例えば、特許文献２及び特許文献３等があり、感光体上に形成した第１のトナー像を中間転写ベルト上に転写し、当該第１のトナー像を前記中間転写ベルト上で非接触型帯電手段を用いて逆極性へと変換して、前記感光体に形成された第２のトナー像と共に、用紙の表裏両面に同時に転写することが開示されている。
また、特許文献４には、感光体上に形成した第１トナー像を転写手段で中間転写ベルトに転写し、次に感光体上に形成した第２トナー像の極性を転写工程前に感光体の周囲に取り付けられた極性反転用コロナ帯電器によって感光体上で反転させ、第１トナー像と第２トナー像の極性を異ならせて、１つの転写手段により同時に第１トナー像と第２トナー像を用紙の両面に転写することが開示されている。
Examples of toner polarity conversion include
In Patent Document 4, the first toner image formed on the photoconductor is transferred to an intermediate transfer belt by a transfer unit, and the polarity of the second toner image formed on the photoconductor is then changed to the photoconductor before the transfer process. Are reversed on the photosensitive member by a polarity reversing corona charger attached to the periphery of the toner, the polarities of the first toner image and the second toner image are made different, and the first toner image and the second toner are simultaneously transferred by one transfer means. It is disclosed to transfer an image onto both sides of a sheet.
しかしながら、特許文献１記載のものでは、第１及び第２の２個の像担持体を有しているために、装置が大型となる。しかも、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を印加する場合は、中間転写ベルトの回転駆動前に非接触型帯電手段でバイアス電圧の印加を行うと電界の影響により、中間転写ベルトが非接触型帯電手段の対向電極に吸着してしまう。この吸着力が強いために、中間転写ベルトの回転駆動時には、中間転写ベルトと中間転写ベルトを張架するローラ間でスリップが起こる。その結果、中間転写ベルトに転写するトナー像の先端位置が正規位置に対してずれることとなり、用紙に第１トナー像と第２のトナー像を転写したときに、これらのトナー像の先端位置がずれた異常画像を発生してしまうという問題を招く。
また、特許文献２及び特許文献３記載のものでは、非接触型帯電手段によってＤＣ電圧からなるバイアス電圧を印加しているために、極性変換後のトナー像のトナー帯電分布がブロードなり、トナー像中の変換不十分なトナーの多くが用紙に転写されずに中間転写ベルトに残ってしまう。その結果、両面同時転写時に上記変換不十分なトナーが未転写トナーとして中間転写ベルトに残り、転写不足による異常画像が発生するという問題がある。
また、特許文献４記載のものでは、感光体自体の小径化により帯電器の実装が困難であることや、例えば複数の感光体をタンデムに配列したカラー機では、複数の感光体に帯電器を設置し、各々の帯電器を制御する必要があるために、装置が大型となる、制御が煩雑になる等の問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、用紙に第１トナー像と第２のトナー像を転写したときに、これらのトナー像の先端位置ずれの発生を抑制し、しかも、これらのトナー像の用紙への転写を適切に行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
However, since the apparatus described in
Further, in
In addition, in the device described in Patent Document 4, it is difficult to mount a charger due to a reduction in the diameter of the photoconductor itself. For example, in a color machine in which a plurality of photoconductors are arranged in tandem, a charger is attached to the plurality of photoconductors. Since it is necessary to install and control each charger, there is a problem that the apparatus becomes large and the control becomes complicated.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when the first toner image and the second toner image are transferred to a sheet, the occurrence of the positional deviation of the leading ends of these toner images is suppressed, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of appropriately transferring these toner images onto a sheet.
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、異なる色のトナー像を夫々担持する複数の像担持体と、前記各像担持体に形成された前記各トナー像が重ねて転写される無端状の第２中間転写体と、前記第２中間転写体を間に挟んで前記各像担持体と対向配置された複数の第２転写手段と、前記第２中間転写体が担持搬送するカラートナー像が転写される無端状の第１中間転写体と、前記第１中間転写体を間に挟んで前記第２中間転写体と対向配置されると共に前記第２中間転写体に対して接離自在に構成された第１転写手段と、装置の動作を制御する制御手段と、を備え、前記各像担持体に形成された第１のトナー像を前記各第２転写手段によって前記第２中間転写体に重ねて転写した後、前記第２中間転写体に転写された前記第１のトナー像を前記第１転写手段によって前記第１中間転写体に転写し、前記各像担持体に形成された第２のトナー像を前記各第２転写手段によって前記第２中間転写体に重ねて転写した後、前記第１転写手段によって、前記第１中間転写体が担持する前記第１のトナー像を記録媒体の裏面に転写すると同時に、前記第２中間転写体が担持する第２のトナー像を前記記録媒体の表面に転写する画像形成装置であって、前記第１中間転写体の外周面上に予め形成された表示マークと、前記表示マークを検知する位置検知手段と、前記第１中間転写体の表面側に配置されて、前記第１中間転写体が担持するトナー像に対してＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を印加することにより前記トナー像の帯電極性を逆極性に反転させる非接触型帯電手段と、前記第１中間転写体に対して接離可能に取り付けられて、前記第１中間転写体が担持搬送するトナー像を前記記録媒体に転写した後、前記第１中間転写体に残存するトナーを前記第１中間転写体から除去するクリーニング装置と、を備え、前記制御手段は、前記バイアス電圧の印加開始時期が、前記第１のトナー像を前記第１中間転写体に転写する際に前記第１転写手段が印加する転写電流の印加開始時から、前記第１中間転写体に転写された前記第１のトナー像の先端が前記非接触型帯電手段に到達するまでの間となるように前記非接触型帯電手段を制御し、前記制御手段は、前記位置検知手段が前記表示マークを検知した第１の検知時から所定のタイミングをとって前記各像担持体に前記第１のトナー像を形成するように制御し、前記第１の検知時の後であって、前記位置検知手段が前記表示マークを検知した第２の検知時から所定のタイミングをとって、前記各像担持体に前記第２のトナー像を形成するように制御することにより、前記記録媒体の各面へ転写される前記第１のトナー像と前記第２のトナー像との位置合わせを行うことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention of
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記非接触型帯電手段によって印加されるバイアス電圧の前記重畳するＡＣ電圧のピークツーピーク電圧が０．５ｋＶ以上であることを特徴とする。
Also, the invention of
本発明によれば、像担持体上に形成した第１のトナー像を中間転写体へ転写した後、当該中間転写体上で前記第１のトナー像にＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を印加して当該第１のトナー像の帯電極性を逆極性に反転させる非接触型帯電手段を前記中間転写体上に配設し、当該非接触型帯電手段による前記バイアス電圧の印加タイミングが、前記中間転写体を回転移送させて前記転写手段によって前記第１のトナー像を当該中間転写体表面に転写する場合の前記転写手段による転写電流の印加開始後に行うように制御されていることによって、用紙に第１トナー像と第２のトナー像を転写したときに、これらのトナー像の先端の位置ずれを抑制し、しかも、これらのトナー像の用紙への転写を適切に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, after the first toner image formed on the image carrier is transferred to the intermediate transfer member, the bias voltage obtained by superimposing the DC voltage on the AC voltage on the first toner image on the intermediate transfer member. Is provided on the intermediate transfer member to reverse the charging polarity of the first toner image to the opposite polarity, and the application timing of the bias voltage by the non-contact charging unit is as follows: By controlling the rotation of the intermediate transfer body after the transfer means starts to apply the transfer current when the transfer means transfers the first toner image onto the surface of the intermediate transfer body. When the first toner image and the second toner image are transferred onto the paper, it is possible to suppress the positional deviation of the tips of these toner images and to appropriately transfer these toner images onto the paper. Image forming equipment It is possible to provide a.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的な構成図であり、同図に示されている画像形成装置は、画像情報に対応した光書き込みが可能な複写機である。本発明による画像形成装置としては、上述した複写機のみでなくプリンタやファクシミリ装置あるいは印刷機を対象とすることも可能である。
本実施形態に係る複写機は、像担持体としての回転されるドラム状の感光体２を備えており、感光体２の周囲には、時計方向の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置３、露光装置４、現像装置５、転写装置６およびクリーニング装置７がそれぞれ配置されている。
この複写機１では、感光体２の回転過程において、帯電装置３による感光体２の表面の一様帯電処理後、露光装置４から画像情報に応じた光Ｌの感光体２への照射（書き込み）によって感光体２に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は、現像装置５から供給される像形成物質（以下、トナーと言う）により可視像処理されてトナー像が形成される。本実施形態においては、帯電装置３に（−）極性の電圧を印加して感光体２を（−）帯電させ、現像装置５で（−）極性のトナーを電界的に感光体２の静電潜像に供給して可視像処理している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 can perform optical writing corresponding to image information. A copier. As the image forming apparatus according to the present invention, not only the above-described copying machine but also a printer, a facsimile machine, or a printing machine can be targeted.
The copying machine according to the present embodiment includes a drum-
In the
転写装置６は、感光体２上に形成したトナー像を、後述するように、支持ローラ１１Ａ及び１１Ｂに張架されて支持ローラ１１Ｂの回転駆動によって回転移送される中間転写体である無端状中間転写ベルト６Ａに転写させ、さらにこのようにして中間転写ベルト６Ａ上のトナー像を中間転写ベルト６Ａ上から紙やプラスチックシート等の記録媒体（以下用紙という）Ｐの裏面（用紙の第１面）に転写させるものである。
さらに、転写装置６は、感光体２上に形成したトナー像を直接用紙Ｐの表面（用紙の第２面）に転写させるものである。このように用紙Ｐの表裏両面にトナー像を転写した用紙Ｐは、定着装置１２に搬送され、対向して加熱、加圧する定着ローラ１２Ａ、１２Ｂを有する定着装置１２によって加熱、加圧されて、用紙Ｐ上にトナー像が定着される。また、転写装置６は、支持ローラ１１Ａを図示しない接離装置によって矢印Ｃに示すように移動させて、感光体２に対して中間転写ベルト６Ａを接離可能になるように取り付けられている。
感光体２に担持されているトナー像を用紙Ｐに転写させるための構成として本実施形態においては、中間転写ベルト６Ａを張架する導電性支持ローラ１１Ａを転写手段とし、支持ローラ１１Ａの回転軸１１Ａ１に接続された電源１３から（＋）極性の電圧を中間転写ベルト６Ａの像担持面と反対側（裏側）から印加している。本実施形態においては、中間転写ベルト６Ａを張架する導電性支持ローラ１１Ａを転写手段としているが、中間転写ベルト６Ａを張架しない転写ローラやローラ以外のブラシ等の接触型転写手段、あるいは転写チャージャなどの非接触型転写手段を用いることもできる。
As will be described later, the transfer device 6 is an endless intermediate transfer member that is an intermediate transfer member that is stretched around the
Further, the transfer device 6 transfers the toner image formed on the
In this embodiment, as a configuration for transferring the toner image carried on the
中間転写ベルト６Ａは、ベース層、弾性層及びコート層の３層構造となっているベルト材（無端ベルト）が用いられている。３層構造のベルトの場合、ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料を組み合わせた材料で構成されている。また、弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層の上に形成される。また、コート層は、弾性層の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。
例えば、中間転写ベルト６Ａとしては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成したものを使用することも可能である。なお、必要に応じて中間転写ベルト６Ａの表面に離型層をコーティングしても良い。
コート層に用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、 ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。
The
For example, the
Materials used for the coating layer include ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), PVDF (vinylidene fluoride), PEA (perfluoroalkoxy fluororesin), FEP (four Fluorine resins such as fluorinated ethylene-hexafluoropropylene copolymer) and PVF (vinyl fluoride) can be used, but are not limited thereto.
中間転写ベルト６Ａの製造方法は、注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。また、中間転写ベルト６Ａはカーボンブラック等の導電性材料を分散させて抵抗率を調整しており、その体積抵抗率：１０8〜１０12Ωｃｍ、かつ表面抵抗率：１０9〜１０13Ωｃｍの範囲となるよう調整されていることが望ましい。中間転写ベルト６Ａの体積抵抗率、表面抵抗率は上記範囲に限定されるものではないが、中間転写ベルト６Ａの体積抵抗率が上記範囲を超えると、転写に必要なバイアス電圧が高くなるため、電源コストの増大を招く可能性がある。また、転写工程、用紙剥離工程などで中間転写ベルト６Ａの帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる可能性もある。
体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生する可能性がある。
なお、体積抵抗率および表面抵抗率の測定は、高抵抗抵抗率計（三菱化学社製：ハイレスタＩＰ）にＨＲＳプローブ（内側電極直径５．９ｍｍ、リング電極内径１１ｍｍ）を接続し、中間転写ベルト６Ａの表裏に１００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加して１０秒後の測定値を用いた。
The method of manufacturing the
If the volume resistivity and surface resistivity are below the above ranges, the charge potential decays faster, which is advantageous for static elimination by self-discharge. However, toner scatter may occur because the current during transfer flows in the surface direction. There is.
The volume resistivity and surface resistivity were measured by connecting an HRS probe (inner electrode diameter 5.9 mm, ring electrode inner diameter 11 mm) to a high resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: Hiresta IP), and an intermediate transfer belt. A measured value 10 seconds after applying a voltage of 100 V (surface resistivity of 500 V) to the front and back of 6A was used.
中間転写ベルト６Ａの外周部には、非接触型帯電手段２０、ベルト用クリーニング装置２１、位置検知センサ５０が配備されている。非接触型帯電手段２０は、転写チャージャー等の中間転写ベルト６Ａに転写したトナー像に接触せずに当該トナー像の極性を反転させるためのものであり、本実施形態においては、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を使用している。またベルト用クリーニング装置２１は中間転写ベルト６Ａのトナー像が用紙Ｐ上に転写された後に中間転写ベルト６Ａの表面に残留する不要トナーを除去する機能を有しており、除去されたトナーは図示しない回収容器に搬送される。
また、ベルト用クリーニング装置２１は、後述するように、中間転写ベルト６Ａに対して接離可能となっている。本実施形態においては、ブレードクリーニングを行っているが、ローラやブラシを使用することも可能である。位置検知センサ５０は、中間転写ベルト６Ａの所定位置を読み取るものであり、本実施形態においては、図２に示す中間転写ベルト６Ａ上に設けられた位置検知用マーク６Ｆを検知して中間転写ベルト６Ａの第１トナー像７０に対応する所定位置を読み取っている。位置検知用のマーク６Ｆは、本実施形態においては、中間転写ベルト６Ａの外周面１箇所に設けられているが、画像に影響を及ぼさなければ、外周面の複数箇所もしくは内周面に設けても良い。位置検知センサとしては、例えば光反射型のセンサを用いることが可能である。
A
Further, as will be described later, the
次に、上記のように構成された複写機１における画像形成動作について説明する。
先ず、用紙Ｐの両面にトナー画像を得る場合の動作から説明する。なお、用紙両面に画像を得る場合、先に形成する画像を第１面トナー画像、後から形成する画像を第２面トナー画像と呼び、第１面トナー画像が転写される用紙面を用紙第１面、第２面トナー画像が転写される用紙面を用紙第２面と呼ぶことにする。
次に、本第１実施形態における両面記録時の作像工程を図３に基づいて説明する。図３は、第１実施形態における両面記録時の作像工程を示す図で、両面記録時の作像工程を（ア）現像と一次転写（中間転写ベルト６Ａへの転写）、（イ）トナー極性変換、（ウ）二次現像（第２面現像）と二次転写（用紙への両面転写）、（エ）定着への搬送、ベルトクリーニングの４工程を示す図である。なお、便宜上、図３では感光体２と中間転写ベルト６Ａが離れているように図示されているが、感光体２と中間転写ベルト６Ａは接触している。
Next, an image forming operation in the copying
First, the operation for obtaining toner images on both sides of the paper P will be described. When images are to be obtained on both sides of the paper, the first image to be formed is referred to as the first side toner image, the image to be formed later is referred to as the second side toner image, and the paper side on which the first side toner image is transferred The sheet surface on which the first and second surface toner images are transferred is referred to as a sheet second surface.
Next, the image forming process at the time of double-sided recording in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an image forming process at the time of double-sided recording in the first embodiment. The image forming process at the time of double-sided recording is (a) development and primary transfer (transfer to the
図３（ア）では、帯電手段３により感光体２を帯電（−）させ、露光装置４の書き込み光Ｌによって形成された静電潜像に対して現像装置５より（−）帯電のトナー（図の丸印に（−）で示されている）が付与され第１面トナー画像が形成される。さらに、転写手段１１Ａの作用（（＋）電圧を印加）によって中間転写ベルト６Ａに第１面トナー画像が一次転写される様子が示されている。
図３（イ）では、中間転写ベルト６Ａに担持されたトナー像（第１面トナー画像）が搬送され、その搬送途中で帯電手段２０のチャージによって中間転写ベルト６Ａに担持された第１面トナー画像の極性が正極性に反転される。（図の丸印に（＋）で示されている）この際、ベルトクリーニング装置２１は中間転写ベルト６Ａから離間している。
図３（ウ）では、感光体２上に第２面トナー画像（−帯電）が形成されるとともに、第１面、第２面のトナー画像と位置が正規になるようにタイミングを取って用紙Ｐがレジストローラ対３０により送出され、転写手段１１Ａの作用（（＋）電圧を印加）によって、用紙Ｐの表裏両面（用紙第１面、用紙第２面）に第１及び第２のトナー画像が一度に転写（二次転写）される様子が示されている。
中間転写ベルト６Ａ上の第１トナー画像（（＋）帯電）は（＋）電圧が印加された転写手段１１Ａにより静電的に反発して用紙Ｐの裏面（用紙第１面）に転写され、一方、感光体２から用紙Ｐの表面（用紙第２面）へは第２トナー画像（（−）帯電）が静電的に吸引転写されることによって、用紙両面にトナーが同時に転写される。
In FIG. 3A, the
In FIG. 3A, the toner image (first surface toner image) carried on the
In FIG. 3C, the second-surface toner image (-charge) is formed on the
The first toner image ((+) charge) on the
図３（エ）では、中間転写ベルト６Ａに用紙が吸着された状態で搬送され、曲率分離により用紙Ｐと中間転写ベルト６Ａが分離し、図示しない定着装置へと搬送する様子が示されている。用紙Ｐと中間転写ベルト６Ａの分離には、曲率分離のほか除電装置（例えば除電針など）を併用する事も可能である。また、ベルト用クリーニング装置２１が中間転写ベルト６Ａに押圧され、中間転写ベルト６Ａ上の残留トナー（図の丸印で示されている）を除去している様子も示している。
このように、第２の像担持体（中間転写ベルト６Ａ）上で、第２の像担持体に担持した（一次転写した）トナー画像の極性を非接触の帯電手段（非接触帯電装置２０）によって極性の切り替えを行っているため、１つの転写手段（１１Ａ）により用紙Ｐの両面に第１及び第２のトナー画像の同時転写（二次転写）が可能である。
しかも、一次転写と二次転写で転写手段の印加電圧の極性を変える必要がないため、転写手段１１Ａにおける印加電圧極性を切り替る構成が不要となり、コスト的にも優れている。さらに、トナー像が転写されている用紙Ｐの開放面からチャージを印加しないため、用紙Ｐの表面に転写されたトナー像の乱れや、用紙Ｐのチャージアップによる定着時の静電オフセット等が防止される。
FIG. 3D shows a state where the sheet is conveyed while being adsorbed to the
In this way, the polarity of the toner image carried (primarily transferred) on the second image carrier on the second image carrier (
In addition, since it is not necessary to change the polarity of the applied voltage of the transfer unit between the primary transfer and the secondary transfer, a configuration for switching the applied voltage polarity in the
上記の本第１実施形態における両面記録時の作像工程の詳細について図１に基づいて説明する。本実施形態においては、図１に示すように、まず、第１面画像の画像信号が露光装置４に入力されると感光体２が矢印Ａ方向に回転し、および中間転写ベルト６Ａが矢印Ｂ方向に回転走行する。次に、位置検知センサ５０による中間転写ベルト６Ａ上の位置検知用マーク６Ｆの検知から所定のタイミングをとって、帯電装置３により一様に帯電された感光体２に、画像信号に基づいて露光装置４から書込み光Ｌが照射され、感光体２上に書き込み情報に対応した第１面画像の静電潜像を形成する。
次に、感光体２上の静電潜像は現像装置５によって現像され、トナーによる顕像が感光体２の表面に形成・保持される。感光体２上のトナー像は、第２の像担持体である中間転写ベルト６Ａの像担持面と反対側（裏面）にある転写手段１１Ａにより、感光体２と同期して回転移送される中間転写ベルト６Ａの像担持面（表面）に転写される。
本実施形態においては、転写条件として、３０μＡの定電流制御を行っている。また、トナー像を中間転写ベルト６Ａに転写後の感光体２の表面は、残存するトナーがクリーニング装置７でクリーニングされ、除電装置８で除電され次の作像サイクルに備える。
Details of the image forming process during double-sided recording in the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 1, first, when the image signal of the first surface image is input to the exposure device 4, the
Next, the electrostatic latent image on the
In this embodiment, constant current control of 30 μA is performed as a transfer condition. Further, the surface of the
中間転写ベルト６Ａは、表面に転写されたトナー像（第１面画像）を担持して図中反時計回りに走行し、位置検知センサ５０による中間転写ベルト６Ａ上の位置検知用マーク６Ｆの検知から所定のタイミングをとって、用紙Ｐの別の面（第２面）に転写されるべきトナー画像（第２面画像）が感光体２に、前述したような工程で形成され始める。この画像形成と同時に、用紙Ｐが選択された図示しない給紙装置から給紙が開始され、レジストローラ対３０に搬送される。
先に中間転写ベルト６Ａ上に転写されたトナー像（第１面画像）は、中間転写ベルト６Ａと感光体２が接触する位置６Ｃに向けて搬送されるが、このとき、支持ローラ１１Ａに対して中間転写ベルト６Ａの移送方向下流側に設けられた非接触型帯電装置２０の作用により、中間転写ベルト６Ａ上に担持されたトナー像の極性を反転させる。この場合、非接触型帯電装置２０によるバイアス電圧１４の印加タイミング（図４（Ｄ）参照）は、図４に示すように、中間転写ベルト６Ａの駆動タイミング（図４（Ａ）参照）、中間転写ベルト６Ａの駆動タイミング（図４（Ｂ）参照）及び転写手段１１Ａに印加する電源１３からの転写電流の印加タイミング（図４（Ｃ）参照）に基づいて制御手段１５によって制御されている。即ち、非接触型帯電装置２０によるバイアス電圧の印加タイミングは、図４に示すように、中間転写ベルト６Ａが支持ローラ１１Ｂの回転と共に回転移送され、同時に、支持ローラ１１Ａが感光体２側に移動して中間転写ベルト６Ａを感光体２に当接させ、支持ローラ１１Ａに転写電流が印加されて第１面トナー画像が感光体２から中間転写ベルト６Ａに転写された後、第１面トナー画像が非接触型帯電装置２０に到達するまでの間に印加する。本実施形態においては、中間転写ベルト６Ａと感光体２の接触位置６Ｃと非接触型帯電装置２０間の略中間位置で印加している。
The
The toner image (first surface image) previously transferred onto the
具体的には、以下の様になる。
中間転写ベルト６Ａの線速：２８２ｍｍ／ｓｅｃ、中間転写ベルト６Ａと感光体２の接触位置６Ｃと非接触型帯電装置２０間の距離：２００ｍｍに設定されている。
中間転写ベルト６Ａの線速より、第１面トナー画像先端が中間転写ベルト６Ａと感光体２の接触位置６Ｃから非接触型帯電装置２０までの略中間位置：（２００ｍｍ／２＝１００ｍｍ）に到達するまでの時間は、約３６０ｍｓｅｃとなる（１００ｍｍ／２８２ｍｍ／ｓｅｃ）≒３６０ｍｓｅｃ）。
感光体２上の第１面トナー画像先端が接触位置６Ｃに到達したときに転写電流が略同時に印加される事から、非接触型帯電装置２０の印加タイミングは転写電流印加から３６０ｍｓｅｃ後としている。そして転写された第１面トナー画像が全て非接触型帯電装置２０を通過した後に、非接触型帯電装置２０の電圧を切っている。このように、非接触型帯電装置２０のバイアス電圧を、転写手段１１Ａにおける転写電流を印加した後に印加するように制御部１５で制御しているので、中間転写ベルト６Ａの非接触型帯電装置２０による吸着によって中間転写ベルト６Ａが移送スリップを発生することを抑制することが可能となり、用紙Ｐに、第１面トナー画像と第２面トナー画像を転写した際のこれらのトナー画像の先端位置ずれを抑制することが可能となる。
因みに、非接触型帯電装置２０にはＡＣ電圧：Ｖｐｐ（peak to peak電圧）＝１ｋＶ、ＤＣ電圧：４．５ｋＶが印加されている。なお、非接触型帯電装置２０の電圧は、図１に示すように、ＡＣ電圧１４ＡにＤＣ電圧１４Ｂを重畳しているが、図３では便宜上、平均化して表している。
Specifically, it is as follows.
The linear speed of the
From the linear velocity of the
Since the transfer current is applied substantially simultaneously when the leading edge of the first-surface toner image on the
Incidentally, AC voltage: Vpp (peak to peak voltage) = 1 kV and DC voltage: 4.5 kV are applied to the
次に、用紙Ｐと感光体２上のトナー像（第２面画像）及び中間転写ベルト６Ａ上のトナー像（第１面画像）の位置が正規のものとなるよう、レジストローラ対３０によりタイミングがとられて用紙Ｐが送出される。用紙Ｐは、感光体２と中間転写ベルト６Ａが接触する転写位置６Ｃに送られ、転写手段１１Ａにより用紙Ｐの両面にトナー像（第１面トナー画像及び第２面トナー画像）が同時に転写される。両面にトナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト６Ａの走行により定着装置１２に送られ、定着された後に画像出力物となる。
転写位置６Ｃに対して感光体２の回転方向Ａの下流側には、トナー濃度を検知するための基準パターン検知センサ９を設置している。基準パターン作成時に感光体２と中間転写ベルト６Ａが接触していると、基準パターンは中間転写ベルト６Ａに転写してしまい、基準パターン検知センサ９で正しい値が読めなくなってしまう。
例えば、感光体２と中間転写ベルト６Ａが接触している状態で画像濃度調整用のパターンを作成したときに、転写位置６Ｃで中間転写ベルト６Ａにパターンを転写してしまい、基準パターン検知センサ９で基準パターンを読み取った際に濃度が薄いと判断することとなり、トナー濃度を上げる制御を行ってしまう。そのため、適正な画像濃度であるにもかかわらず、補給過多によるトナー飛散や地肌汚れ、コバ面汚れなどの異常画像が発生してしまう。そこで、転写手段１１Ａは、図１の矢印Ｃで示すように、回動して感光体２に対して中間転写ベルト６Ａを接離可能な機構とし、基準パターン作成時には離間状態となるように制御している。
Next, the
A reference pattern detection sensor 9 for detecting the toner density is provided downstream of the transfer position 6C in the rotation direction A of the
For example, when a pattern for image density adjustment is created in a state where the
ところで、通常は、感光体２上に逆像（鏡像）を形成し、これを用紙に直接転写すると正像が得られるわけであるが、中間転写ベルト６Ａ上に転写した画像を用紙に転写する場合、感光体２上で鏡像に形成した場合には用紙転写時に鏡像となってしまう。そこで、本実施形態においては、中間転写ベルト６Ａから用紙Ｐに転写される画像（第１面トナー画像）は感光体２表面で正像に形成し、感光体２から用紙Ｐに直接転写されるトナー像（第２面画像）は、感光体表面で鏡像になるよう、露光装置４によって露光される。このような正、逆像に切り換える露光は、公知の画像処理技術により、実現できている。
中間転写ベルト６Ａから用紙Ｐに第１面トナー画像が転写された後に中間転写ベルト６Ａ上に残留したトナーは、図１の矢印Ｄ方向に接離可能なクリーニング装置２１が中間転写ベルト６Ａに当接することによって除去される。
このように、中間転写ベルト６Ａ上に形成された第１面トナー画像を用紙Ｐに転写するために、中間転写ベルト６Ａから離間していたクリーニング装置２１は、感光体２及び中間転写ベルト６Ａから用紙Ｐに第２トナー画像及び第１面トナー画像が転写された後に中間転写ベルト６Ａに接触し、用紙Ｐ転写後の中間転写ベルト６Ａ上の残留トナーを除去する。除去されたトナーはトナー搬送手段を用いて図示しない回収容器へと搬送される。回収作業が終了した後、次の作像動作のためクリーニング装置２１は離間する。
Normally, a reverse image (mirror image) is formed on the
The toner remaining on the
As described above, in order to transfer the first-surface toner image formed on the
次に、用紙の片面に画像を得る場合の動作について説明する。
用紙Ｐの片面に画像を得る場合には、中間転写ベルト６Ａにトナーを転写する工程を省くことができ、感光体２の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに直接転写する。片面画像の場合に感光体２上でのトナー像は鏡像であり、用紙Ｐに転写されると正像となる。即ち、用紙片面のみに画像を得る場合は、感光体２に形成したトナー像を直接用紙Ｐに転写してやればよく、（＋）電圧を印加した転写手段１１Ａにより感光体２上のトナー（（−）帯電）を吸引転写する。なお、上記説明における感光体帯電極性、トナー帯電極性は一例であり、本実施形態と逆極性にすることも可能である。
本第１実施形態の画像形成装置で両面画像出力を行ったところ、１枚通紙及び連続通紙を行っても転写不足による異常画像の発生は無く、正規画像位置の出力物を得る事ができた。
Next, an operation for obtaining an image on one side of a sheet will be described.
When an image is obtained on one side of the paper P, the step of transferring the toner to the
When double-sided image output is performed with the image forming apparatus of the first embodiment, there is no occurrence of an abnormal image due to insufficient transfer even if one sheet is passed or continuous, and an output product at the normal image position can be obtained. did it.
次に、本発明による第２実施形態に係る画像形成装置について、図５に基づいて説明する。図５は、第２実施形態に係る画像形成装置において使用される中間転写ベルトの斜視図である。この第２実施形態に係る画像形成装置においては、前述の第１実施形態に係る画像形成装置とは、中間転写ベルト６Ａに形成される位置検知用マークとして、感光体２上に第１面トナー画像と共に形成されるパターントナー像７１を使用している点で相違している。従って、第１実施形態の画像形成装置と類似する動作については簡略化もしくは省略して説明する。
まず、図１に示すように、帯電装置３により一様に帯電された感光体２に、画像信号に基づいた露光Ｌが露光装置４からに照射され、感光体２上に書き込み情報に対応した第１面画像潜像を形成する。この際、位置検知用のパターン画像の潜像も同時に形成する。そして、現像装置５によって、これらの静電潜像をトナー像化して現像する。
続いて、このようにして形成されたトナー像を中間転写ベルト６Ａに転写する。この場合、図５に示すように、本第２実施形態においては、第１面トナー画像７０の先端より中間転写ベルト６Ａの移送方向Ｂの下流側（感光体２回転方向下流側の非画像部）にパターントナー画像７１を形成している。なお、この場合の中間転写ベルト６Ａへの転写条件としては、３０μＡの定電流制御を行っている。
Next, an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of an intermediate transfer belt used in the image forming apparatus according to the second embodiment. The image forming apparatus according to the second embodiment is different from the image forming apparatus according to the first embodiment described above on the first surface toner on the
First, as shown in FIG. 1, the exposure device 4 is irradiated with the exposure L based on the image signal on the
Subsequently, the toner image thus formed is transferred to the
中間転写ベルト６Ａは、表面に転写されたトナー像（第１面画像）を担持して図中反時計回りに走行し、位置検知センサ５０による中間転写ベルト６Ａ上の位置検知用パターントナー画像７１の検知から所定のタイミングをとって、用紙Ｐの別の面（第２面）に転写されるべきトナー画像（第２面トナー画像）が感光体２に、前述したような工程で形成され始める。この画像形成と同時に、用紙が選択された図示しない給紙装置から給紙が開始され、レジストローラ対３０に搬送される。先に中間転写ベルト６Ａ上に転写されたトナー像（第１面トナー画像）は、中間転写ベルト６Ａと感光体２が接触する位置６Ｃに向けて搬送されるが、このとき、支持ローラ１１Ｂの手前に設けられた非接触型帯電装置２０の作用により、中間転写ベルト６Ａ上に担持されたトナー像の極性を反転させる。本第２実施形態においても、非接触型帯電装置２０の印加電圧、印加タイミングは前述の第１実施形態の場合と同様である。
The
次に、用紙Ｐと感光体２上のトナー像（第２面トナー画像）及び中間転写ベルト６Ａ上のトナー像（第１面トナー画像）の位置が正規のものとなるよう、レジストローラ対３０によりタイミングがとられて用紙Ｐが送出される。用紙Ｐは感光体２と中間転写ベルト６Ａが接触する転写位置６Ｃに送られ、転写手段１１Ａにより用紙両面にトナー像（第１面トナー画像及び第２面トナー画像）が一度に同時に転写される。両面にトナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト６Ａの走行により定着装置１２に送られ、定着された後に画像出力物となる。
このように、本第２実施形態においては、位置検知センサ５０による中間転写ベルト６Ａ上の位置検知用マークとして、第１面トナー画像と共に形成されるパターントナー画像を使用するので、第１面トナー画像の先端とパターントナー画像の距離を精度良く検知することが可能となり、第１面トナー画像と第２面トナー画像の先端の位置合わせを精度良く行うことが可能となる。因みに、本第２実施形態において前述の第１実施形態の場合と同様の両面画像出力を行ったところ、１枚通紙及び連続通紙を行っても転写不足による異常画像の発生は無く、正規画像位置の出力物を得る事ができた。
Next, the
As described above, in the second embodiment, the pattern toner image formed together with the first surface toner image is used as the position detection mark on the
次に、本発明による第３実施形態に係る画像形成装置について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明による第３実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的な配置図であり、本実施形態に係る画像形成装置は、上述した複写機のみでなくプリンタやファクシミリ装置あるいは印刷機を対象とすることも可能である。
本第３実施形態に係る画像形成装置は、図６に示すように、画像形成手段を４個タンデムに配列し、第２中間転写装置４０を介して用紙Ｐまたは第１中間転写装置６へとトナー画像を転写する方式である。即ち、この第３実施形態に係る画像形成装置は、シアントナー像を形成するシアン画像形成手段１Ｃｙと、イエロートナー像を形成するイエロー画像形成手段１Ｙｅと、マゼンタトナー像を形成するマゼンタ画像形成手段１Ｍａと、ブラックトナー像を形成するブラック画像形成手段１Ｂｋとを第２中間装置４０の無端状第２中間転写ベルト４１の移送方向（矢印Ｅ方向）に沿って配設させて備えている。
そして、シアン画像形成手段１Ｃｙ、イエロー画像形成手段１Ｙｅ、マゼンタ画像形成手段１Ｍａ及びブラック画像形成手段１Ｂｋは、それぞれ、矢印方向に回転するドラム状感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋの周囲に帯電装置３Ｃｙ、３Ｙｅ、３Ｍａ、３Ｂｋ、現像装置５Ｃｙ、５Ｙｅ、５Ｍａ、５Ｂｋ、クリーニング装置７Ｃｙ、７Ｙｅ、７Ｍａ、及び７Ｂｋ、除電装置８Ｃｙ、８Ｙｅ、８Ｍａ、８Ｂｋを備えている。
Next, an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic layout diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is not limited to the copying machine described above, but is also a printer or facsimile apparatus. Alternatively, it is possible to target a printing press.
In the image forming apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, four image forming units are arranged in tandem, and the sheet P or the first intermediate transfer apparatus 6 is passed through the second intermediate transfer apparatus 40. This is a method for transferring a toner image. That is, the image forming apparatus according to the third embodiment includes a cyan image forming unit 1Cy that forms a cyan toner image, a yellow image forming unit 1Ye that forms a yellow toner image, and a magenta image forming unit that forms a magenta toner image. 1Ma and a black image forming means 1Bk for forming a black toner image are provided along the transfer direction (arrow E direction) of the endless second
The cyan image forming unit 1Cy, the yellow image forming unit 1Ye, the magenta image forming unit 1Ma, and the black image forming unit 1Bk are respectively charged around the drum-shaped photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, and 2Bk that rotate in the direction of the arrow. 3Cy, 3Ye, 3Ma, 3Bk, developing devices 5Cy, 5Ye, 5Ma, 5Bk, cleaning devices 7Cy, 7Ye, 7Ma, and 7Bk, and static eliminating devices 8Cy, 8Ye, 8Ma, and 8Bk.
また、第２中間転写装置４０は、支持ローラ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及びテンションローラ４３に張架された無端状の第２中間転写ベルト４１と第２中間転写ベルト４１を介して各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋに対向して配置された１次転写装置１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋを備えている。さらに支持ローラ４２Ｃは、導電性に形成され、電源４４からバイアス電圧を支持ローラ４２Ｃによって第２中間転写ベルト４１上のトナー像に印加可能となっている。
さらに、この支持ローラ４２Ｃに対して第２中間転写ベルト４１及び第１中間転写ベルト６Ａを介して対向して配設され、接地支持された導電性支持ローラ１１Ａが矢印Ｃ方向に回動可能に取り付けられている。そして、導電性支持ローラ１１Ａ、支持ローラ１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄに無端状の第１中間転写ベルト６Ａが張架されており、支持ローラ１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの１個が回転駆動することによって第１中間転写ベルト６Ａが矢印Ｂ方向に回転移送されるようになっている。
The second intermediate transfer device 40 includes an endless second
Further, the
また、第１中間転写ベルト６Ａの外周部には、非接触型帯電手段２０、ベルト用クリーニング装置２１、位置検知センサ５０が配備されている。非接触型帯電手段２０は、転写チャージャー等の第１中間転写ベルト６Ａに転写されたトナー像に接触せずに当該トナー像の極性を反転させるためのものであり、この第３実施形態においては、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧が印加されるようになっている。また、ベルト用クリーニング装置２１は、第１中間転写ベルト６Ａの表面に残留する不要トナーを除去する機能を有しており、除去されたトナーは図示しない回収容器に搬送される。またベルト用クリーニング装置２１は、前述の第１実施形態の場合と同様に、接離可能となっている。この第３実施形態においては、ベルト用クリーニング装置２１は、ブレードクリーニングを行っているが、ローラやブラシを使用することも可能である。
位置検知センサ５０は、第１中間転写ベルト６Ａの位置を読み取るものであり、この第３実施形態においては、図７に示す第１中間転写ベルト６Ａ上に設けられた位置検知用マーク６Ｆを検知してベルト位置を読み取っている。位置検知用のマーク６Ｆは、この第３実施形態においては、第１中間転写ベルト６Ａの外周面１箇所に設けられているが、画像に影響を及ぼさなければ、外周面の複数箇所もしくは内周面に設けても良い。位置検知センサ５０としては、例えば光反射型のセンサを用いることが可能である。
In addition, a
The
この第３実施形態に係る画像形成装置による両面同時記録時の動作について説明する。なお、各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋ）におけるトナー像の形成方法は、前述の第１実施形態に場合と基本的に同様である。即ち、まず第１面画像の画像信号が図示しない露光装置に入力されると感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋおよび第２中間転写ベルト４１が回転する。
各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋは、帯電装置３Ｃｙ、３Ｙｅ、３Ｍａ、３Ｂｋによって表面を一様に帯電される。このように表面を一様に帯電された各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ上に各色画像情報に応じた露光ＬＣｙ、ＬＹｅ、ＬＭａ、ＬＢｋが照射されて各色に対応する静電潜像が形成される。このようにして形成された各色に対応する静電潜像に対して現像装置５Ｃｙ、５Ｙｅ、５Ｍａ、５Ｂｋからシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナーが供給されて各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋの表面にシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ上に形成されたシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー像は、回転移送する第２中間転写ベルト４１上に、１次転写装置１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋによって積層して転写され、カラー画像となる合成トナー像が形成される。
The operation at the time of simultaneous double-sided recording by the image forming apparatus according to the third embodiment will be described. The toner image forming method in each of the image forming units (1Cy, 1Ye, 1Ma, 1Bk) is basically the same as in the first embodiment. That is, first, when an image signal of the first surface image is input to an exposure device (not shown), the photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, 2Bk and the second
The surface of each of the photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, and 2Bk is uniformly charged by the charging devices 3Cy, 3Ye, 3Ma, and 3Bk. As described above, each of the photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, and 2Bk whose surfaces are uniformly charged is irradiated with the exposure LCy, LYe, LMa, and LBk corresponding to each color image information, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed. It is formed. Cyan, yellow, magenta, and black toners are supplied from the developing devices 5Cy, 5Ye, 5Ma, and 5Bk to the electrostatic latent images corresponding to the respective colors formed in this way, and the photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, and so on are supplied. Cyan, yellow, magenta, and black toner images are formed on the 2Bk surface. The cyan, yellow, magenta, and black toner images formed on the photoreceptors 2Cy, 2Ye, 2Ma, and 2Bk in this way are transferred to the primary transfer devices 10Cy and 10Ye on the second
この場合、第２中間転写ベルト４１と共に回転移送される第１中間転写ベルト６Ａの位置検知用マーク６Ｆを位置検知センサ５０によって検知して、この検知から所定のタイミングをとって、各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）で上記のようにして第１面トナー画像が形成される。各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）で形成された第１面トナー画像（（−）帯電）は各１次転写手段（１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋ）で（＋）極性の電圧を印加して、第２中間転写ベルト４１に静電的に吸引転写する。
第２中間転写ベルト４１は、表面に転写されたトナー像（第１面トナー画像）を担持して図中時計回りに走行し、２次転写部６ｃで第２中間転写ベルト４１の像担持面と反対側（裏面）にある転写手段４２Ｃにより、第２中間転写ベルト４１と同期して走行する第１中間転写ベルト６Ａに転写する。このとき転写手段４２Ｃには電源４４から（−）極性の電圧を印加して、静電的に反発して転写している。
In this case, the position detection sensor 6 detects the
The second
位置検知センサ５０による第１中間転写ベルト６Ａ上の位置検知用マーク６Ｆの検知から所定のタイミングをとって、用紙Ｐの別の面（第２面）に転写されるべきトナー画像が各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）に前述したような工程で形成され、第２中間転写ベルト４１に転写される。また選択された図示しない給紙装置からは給紙が開始され、用紙Ｐがレジストローラ対３０に搬送される。
先に第１中間転写ベルト６Ａ上に転写された第１面トナー画像は、２次転写部６Ｃに向けて搬送される。このとき、支持ローラ１１Ｂの手前に設けられた非接触型帯電装置２０は、前述の第１実施形態の場合と同様、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳して印加して第１中間転写ベルト６Ａ上に担持されたトナー像の極性を反転させる。この場合に、非接触型帯電装置２０は、第１面トナー画像が第２中間転写ベルト４１から第２転写手段４２Ｃによる２次転写電流を印加して第１中間転写ベルト６Ａに転写されたタイミングに基づいて制御手段１５によって上記バイアス電圧が印加されるようになっている。
A toner image to be transferred to another surface (second surface) of the paper P is formed at each predetermined timing from the detection of the
The first surface toner image previously transferred onto the first
図８に、この第３実施形態において第１面トナー画像を第１中間転写ベルト６Ａに転写する際の第２中間転写ベルト４１の駆動（図８（Ａ）参照）、第１中間転写ベルト６Ａの駆動（図８（Ｂ）参照）および接離（図８（Ｃ）参照）、転写電流（図８（Ｄ）参照）、非接触型帯電装置２０の印加タイミング（図８（Ｅ）参照）を示す。
この場合に、非接触型帯電装置２０にはＡＣ電圧：Ｖｐｐ＝１ｋＶ、ＤＣ電圧：４．５ｋＶが印加されている。また、非接触型帯電装置２０に電圧を印加するタイミング（図８（Ｅ）参照）は、第２転写手段４２Ｃに転写電流が印加されて第１面トナー画像が第１中間転写ベルト６Ａに転写開始（図８（Ｄ）参照）後、第１面トナー画像の先端が非接触型帯電装置２０に到達するまでの間に印加する。なお、非接触型帯電装置２０の電圧はＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳しているが、図８（Ｄ）では便宜上、平均化して表している。この第３実施形態においては、第１中間転写ベルト６Ａと第２中間転写ベルト４１の接触位置６Ｃと非接触型帯電装置２０間の略中間位置で印加している。
FIG. 8 shows the driving of the second intermediate transfer belt 41 (see FIG. 8A) when the first surface toner image is transferred to the first
In this case, AC voltage: Vpp = 1 kV and DC voltage: 4.5 kV are applied to the
具体的には、以下の様になる。
第１中間転写ベルト６Ａの線速：２８２ｍｍ／ｓｅｃ、２次転写部６Ｃと非接触型帯電装置２０間の距離：２００ｍｍに設定している。
第１中間転写ベルト６Ａの線速より、第１面トナー画像先端が２次転写部６Ｃから非接触型帯電装置２０までの略中間位置：（２００ｍｍ／２＝１００ｍｍ）に到達するまでの時間は約３６０ｍｓｅｃとなる（１００ｍｍ／２８２ｍｍ／ｓｅｃ≒３６０ｍｓｅｃ）。
第１中間転写ベルト６Ａ上の第１面トナー画像先端が接触位置６Ｃに到達したときに２次転写電流が略同時に印加される事から、非接触型帯電装置２０の印加タイミングは２次転写電流印加から３６０ｍｓｅｃ後としている。そして転写された第１面画像が全て非接触型帯電装置２０を通過した後に、非接触型帯電装置２０の電圧を切っている。
レジストローラ対３０により、用紙Ｐと第２中間転写ベルト４１上のトナー像（第２面トナー画像）及び第１中間転写ベルト６Ａ上のトナー像（第１面トナー画像）の位置が正規のものとなるよう、レジストローラ対３０によりタイミングがとられて用紙Ｐが送出される。用紙Ｐは、第１中間転写ベルト６Ａと第２中間転写ベルト４１が接触する転写位置６Ｃに送られ、転写手段４２Ｃにより用紙Ｐの両面にトナー像（第１面トナー画像及び第２面トナー画像）が一度に同時に転写される。両面にトナー像が転写された用紙Ｐは、第１中間転写ベルト６Ａの走行により定着装置１２に送られ、定着された後に画像出力物となる。
Specifically, it is as follows.
The linear velocity of the first
From the linear velocity of the first
Since the secondary transfer current is applied substantially simultaneously when the leading edge of the first surface toner image on the first
The
２次転写部６ｃの第２中間転写ベルト４１の移送回転方向下流側には、基準パターン検知センサ９を設置している。基準パターン作成時に第１中間転写ベルト６Ａと第２中間転写ベルト４１が接触していると、基準パターンは第１中間転写ベルト６Ａに転写してしまい、基準パターン検知センサ９で正しい値が読めなくなってしまう。例えば、第２中間転写ベルト４１と第１中間転写ベルト６Ａが接触している状態で画像濃度調整用のパターンを作成したときに、転写位置６Ｃで第１中間転写ベルト６Ａにパターンを転写してしまい、基準パターン検知センサ９で基準パターンを読み取った際に濃度が薄いと判断することとなり、トナー濃度を上げる制御を行ってしまう。
そのため、適正な画像濃度であるにもかかわらず、補給過多によるトナー飛散や地肌汚れ、コバ面汚れなどの異常画像が発生してしまう。そこで、この第３実施形態においては、転写手段４２Ｃに対向する支持ローラ１１Ａを接離可能な機構とし基準パターン作成時には離間状態となるよう制御している。なお、接離可能な機構は転写手段４２Ｃで行う等で第２中間転写ベルト４１と第１中間転写ベルト６Ａが接離可能であればこの第３実施形態に限定されない。
第１中間転写ベルト６Ａに残留したトナーは接離可能なクリーニング装置２１によって除去される。クリーニング装置２１は第１中間転写ベルト６Ａから用紙Ｐに画像が転写された後に第１中間転写ベルト６Ａに接触し、用紙Ｐに転写した後の残留トナーを除去する。除去されたトナーはトナー搬送手段を用いて、図示しない回収容器へと搬送される。回収作業が終了した後、次の作像動作のためクリーニング装置２１は離間する。
この第３実施形態においては、前述の第１実施形態の場合と同様の両面画像出力を行ったところ、１枚通紙及び連続通紙を行っても転写不足による異常画像の発生は無く、正規画像位置の出力物を得る事ができた。
A reference pattern detection sensor 9 is installed on the downstream side of the secondary transfer portion 6c in the transfer rotation direction of the second
For this reason, although the image density is appropriate, abnormal images such as toner scattering, background dirt, and edge dirt due to excessive replenishment occur. Therefore, in the third embodiment, the
The toner remaining on the first intermediate transfer belt 6 </ b> A is removed by a
In the third embodiment, the same double-sided image output as in the first embodiment is performed. As a result, there is no abnormal image due to insufficient transfer even if one sheet is passed or continuous. The output of the image position was obtained.
次に、本発明による第４実施形態に係る画像形成装置について、図９に基づいて説明する。図９は、本発明による第４実施形態に係る画像形成装置で使用される第１中間転写ベルトの概略構成を示す斜視図である。
本発明による第４実施形態に係る画像形成装置は、上記第３実施形態に係る画像形成装置において、図９に示すように、位置検知用のマーク６Ｆを第１面トナー画像８０と共に各画像形成手段１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋによって形成されるパターントナー画像８１としたものである。
この第４実施形態において用紙両面に画像を得る場合の画像形成動作について説明する。
なお、この第３実施形態における動作に類似する動作については簡略化もしくは省略して説明する。第１面画像の画像信号が入力されると各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）で第１面トナー画像が形成される。この際、位置検知用のパターン画像の静電潜像も同時に形成され、図９に示すように、第１面トナー画像８０先端より第１中間転写ベルト６Ａの回転移送方向Ｂの下流側（感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋの回転方向下流側の非画像部）にパターン画像８１を形成している。
Next, an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of the first intermediate transfer belt used in the image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
The image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the image forming apparatus according to the third embodiment described above, except that the
An image forming operation when images are obtained on both sides of the sheet in the fourth embodiment will be described.
Note that operations similar to those in the third embodiment will be described in a simplified or omitted manner. When the image signal of the first surface image is input, the first surface toner image is formed by each image forming means (1Cy, 1Ye, 1Ma, 1BK). At this time, an electrostatic latent image of a pattern image for position detection is also formed at the same time. As shown in FIG. 9, the downstream side of the first
各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）で形成された第１面トナー画像（（−）帯電）は各１次転写手段（１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋ）で（＋）極性の電圧を印加して、第２中間転写ベルト４１に静電的に吸引転写する。第２中間転写ベルト４１は表面に転写されたトナー像（第１面トナー画像）を担持して図中時計回りに走行し、２次転写部６Ｃで第２中間転写ベルト４１の像担持面と反対側（裏面）にある転写手段４２Ｃにより、第２中間転写ベルト４１と同期して走行する第１中間転写ベルト６Ａに転写する。このとき転写手段４２Ｃには（−）極性の電圧を印加して、静電的に反発して転写している。
位置検知センサ５０による第１中間転写ベルト６Ａ上のパターン画像８１の検知から所定のタイミングをとって、用紙Ｐの別の面（第２面）に転写されるべきトナー画像が各画像形成手段（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１ＢＫ）に前述したような工程で形成され、第２中間転写ベルト４１に転写される。また選択された図示しない給紙装置からは給紙が開始され、用紙Ｐは、レジストローラ対３０に搬送される。先に第１中間転写ベルト６Ａ上に転写された第１面トナー画像は、２次転写部６Ｃに向けて搬送される。
このとき、ローラ１１Ｂの手前に設けられた非接触型帯電装置２０は、第１実施形態の場合と同様、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳して印加して第１中間転写ベルト６Ａ上に担持されたトナー像の極性を反転させる。この第４実施形態においても、非接触型帯電装置２０の印加電圧、印加タイミングは前述第３実施形態の場合と同様である。
The first-side toner image ((−) charge) formed by each image forming unit (1Cy, 1Ye, 1Ma, 1BK) is a (+) polarity voltage by each primary transfer unit (10Cy, 10Ye, 10Ma, 10Bk). Is applied to the second
At a predetermined timing from the detection of the
At this time, the
レジストローラ対３０により、用紙Ｐと第２中間転写ベルト４１上のトナー像（第２面トナー画像）及び第１中間転写ベルト６Ａ上のトナー像（第１面トナー画像）の位置が正規のものとなるよう、レジストローラ対３０によりタイミングがとられて用紙Ｐが送出される。用紙Ｐは第２中間転写ベルト４１と第１中間転写ベルト６Ａが接触する転写位置６Ｃに送られ、転写手段４２Ｃにより用紙両面にトナー像（第１面トナー画像及び第２面トナー画像）が一度に転写される。両面にトナー像が転写された用紙Ｐは、第１中間転写ベルト６Ａの走行により定着装置１２に送られ、定着された後に画像出力物となる。
本第４実施形態で第１実施形態の場合と同様の両面画像出力を行ったところ、１枚通紙及び連続通紙を行っても転写不足による異常画像の発生は無く、正規画像位置の出力物を得る事ができた。
ところで、従来技術ではトナー極性を変換するための非接触型帯電装置２０にＤＣ電圧を印加していた。そのため、図１０に示す模式図ようにトナー極性変換後の帯電分布（曲線１）がブロードとなり、用紙Ｐに転写可能なしきい値に満たない未変換トナーが存在している。なお、図１０中曲線２は、極性変換前のトナー像の帯電分布を示している。この未変換トナーは両面同時転写時に未転写トナーとなるため、転写不足による異常画像が発生していた。また、第１中間転写ベルト６Ａには残留トナーが多く残る事となりベルトクリーニング装置２１の早期劣化の原因でもあった。
そこで、本発明では非接触型帯電装置２０はＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳する方式とした。これにより、用紙に転写可能なしきい値に満たない未変換トナーがなくなると共に、トナー帯電分布がシャープになる事から転写不足による異常画像の発生を防止できるようになる。
The
When the same double-sided image output as in the first embodiment is performed in the fourth embodiment, there is no occurrence of an abnormal image due to insufficient transfer even if one sheet is passed or continuous, and the output of the normal image position is performed. I was able to get things.
Incidentally, in the prior art, a DC voltage is applied to the
Therefore, in the present invention, the
図１１は、第３実施形態において、第１中間転写ベルト６Ａ上のトナー帯電分布を測定したグラフ図である。図１１中、曲線３は、極性変換前の、曲線４は、ＤＣ電圧４ｋＶのバイアス電圧を印加した場合、曲線５は、ＤＣ電圧４ｋＶにＡＣ電圧１ｋＶを重畳した場合、曲線６は、ＤＣ電圧４ｋＶにＡＣ電圧２ｋＶを重畳した場のトナー帯電状態を示している。なお、極性変換前のトナーはマイナスに帯電している。
測定にはホソカワミクロン社 イースパートアナライザ（ＥＳＴ−３）を使用して、３０００個のトナーを測定した。非接触型帯電装置２０はコロトロンチャージャを使用し、ワイヤにＤＣ電圧もしくはＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳して印加した。本実験ではＤＣ電圧：４ｋＶに対しＡＣ電圧無し、１ｋＶ（Peak to Peak）、２ｋＶ（Peak to Peak）の３水準をとった。
この図１１より、極性変換前のトナー帯電分布と比較すると、ＤＣ電圧のみの場合も極性は変換されているが、未変換領域のトナーが多く残っていた。これに対し、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した場合は、トナー帯電分布がシャープになり、ＡＣ電圧２ｋＶ（Peak to Peak）で未変換トナーが無くなり、ＡＣ電圧重畳の効果を確認する事ができた。
FIG. 11 is a graph showing the measured toner charge distribution on the first
For the measurement, 3000 toners were measured by using an Sopart Analyzer (EST-3) manufactured by Hosokawa Micron Corporation. The non-contact
From FIG. 11, when compared with the toner charge distribution before the polarity conversion, the polarity is converted even in the case of only the DC voltage, but a large amount of toner remains in the unconverted area. On the other hand, when the DC voltage is superimposed on the AC voltage, the toner charge distribution becomes sharp, the unconverted toner disappears at the AC voltage of 2 kV (Peak to Peak), and the effect of the AC voltage superposition can be confirmed. .
また、表１は、第３実施形態においてＤＣ電圧とＡＣ電圧（Peak to Peak）を変化させた場合の未変換トナーの存在状況を測定した結果を示している。なお、表中、○印は、ＤＣ電圧のみを印加した場合と比較して未変換トナーが少なく、かつトナー帯電分布がシャープとなった条件を効果ありとし、×印は、効果なしと判定した。なお、極性変換前のトナーはマイナスに帯電している。
１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋ 画像形成手段、２、２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ 感光体、３、３Ｃｙ、３Ｙｅ、３Ｍａ、３Ｂｋ 帯電装置、４ 露光装置、５、５Ｃｙ、５Ｙｅ、５Ｍａ、５Ｂｋ 現像装置、６ 転写装置、６Ａ 中間転写ベルト（第１中間転写ベルト、第１中間転写体）、６Ｃ 転写位置、６Ｆ 位置検知マーク、７、７Ｃｙ、７Ｙｅ、７Ｍａ、７Ｂｋ クリーニング装置、８、８Ｃｙ、８Ｙｅ、８Ｍａ、８Ｂｋ 除電装置、９ 基準パターン検知センサ、１０、１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋ １次転写装置（第２転写手段）、１１Ａ 支持ローラ（転写手段、第１転写手段）、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ 支持ローラ、１２ 定着装置、１３ 電源、１４ バイアス電圧電源、１５ 制御手段、２０ 非接触型帯電装置、２１ ベルト用クリーニング装置、４１ 第２中間転写ベルト（第２中間転写体）、４２Ａ、４２Ｂ 支持ローラ、４２Ｃ 支持ローラ（転写手段）、４４ バイアス電圧電源、５０ 位置検知センサ、７０ 第１面トナー画像、７１ パターン画像
1Cy, 1Ye, 1Ma, 1Bk
Claims (2)
前記各像担持体に形成された前記各トナー像が重ねて転写される無端状の第２中間転写体と、
前記第２中間転写体を間に挟んで前記各像担持体と対向配置された複数の第２転写手段と、
前記第２中間転写体が担持搬送するカラートナー像が転写される無端状の第１中間転写体と、
前記第１中間転写体を間に挟んで前記第２中間転写体と対向配置されると共に前記第２中間転写体に対して接離自在に構成された第１転写手段と、
装置の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記各像担持体に形成された第１のトナー像を前記各第２転写手段によって前記第２中間転写体に重ねて転写した後、前記第２中間転写体に転写された前記第１のトナー像を前記第１転写手段によって前記第１中間転写体に転写し、
前記各像担持体に形成された第２のトナー像を前記各第２転写手段によって前記第２中間転写体に重ねて転写した後、
前記第１転写手段によって、前記第１中間転写体が担持する前記第１のトナー像を記録媒体の裏面に転写すると同時に、前記第２中間転写体が担持する第２のトナー像を前記記録媒体の表面に転写する画像形成装置であって、
前記第１中間転写体の外周面上に予め形成された表示マークと、
前記表示マークを検知する位置検知手段と、
前記第１中間転写体の表面側に配置されて、前記第１中間転写体が担持するトナー像に対してＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したバイアス電圧を印加することにより前記トナー像の帯電極性を逆極性に反転させる非接触型帯電手段と、
前記第１中間転写体に対して接離可能に取り付けられて、前記第１中間転写体が担持搬送するトナー像を前記記録媒体に転写した後、前記第１中間転写体に残存するトナーを前記第１中間転写体から除去するクリーニング装置と、
を備え、
前記制御手段は、前記バイアス電圧の印加開始時期が、前記第１のトナー像を前記第１中間転写体に転写する際に前記第１転写手段が印加する転写電流の印加開始時から、前記第１中間転写体に転写された前記第１のトナー像の先端が前記非接触型帯電手段に到達するまでの間となるように前記非接触型帯電手段を制御し、
前記制御手段は、前記位置検知手段が前記表示マークを検知した第１の検知時から所定のタイミングをとって前記各像担持体に前記第１のトナー像を形成するように制御し、前記第１の検知時の後であって、前記位置検知手段が前記表示マークを検知した第２の検知時から所定のタイミングをとって、前記各像担持体に前記第２のトナー像を形成するように制御することにより、前記記録媒体の各面へ転写される前記第１のトナー像と前記第２のトナー像との位置合わせを行うことを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image carriers that respectively carry toner images of different colors;
An endless second intermediate transfer member to which the toner images formed on the image carriers are transferred in an overlapping manner;
A plurality of second transfer means arranged to face each of the image carriers with the second intermediate transfer member interposed therebetween;
An endless first intermediate transfer member to which a color toner image carried and conveyed by the second intermediate transfer member is transferred;
A first transfer means arranged opposite to the second intermediate transfer member with the first intermediate transfer member interposed therebetween and configured to be able to contact with and separate from the second intermediate transfer member;
Control means for controlling the operation of the device;
With
After the first toner image formed on each image carrier is transferred to the second intermediate transfer member by the second transfer means, the first toner is transferred to the second intermediate transfer member. An image is transferred to the first intermediate transfer member by the first transfer means;
After the second toner image formed on each image carrier is transferred to the second intermediate transfer member by the second transfer means,
By the first transfer means, the time when the first intermediate transfer body is transferred to the rear face of said first recording medium the toner image bearing, the second intermediate transfer member the recording medium a second toner image bearing An image forming apparatus for transferring to the surface of
A display mark formed in advance on the outer peripheral surface of the first intermediate transfer member;
Position detecting means for detecting the display mark;
Disposed on the surface side of the first intermediate transfer member, the charging polarity of the toner image by the first intermediate transfer member to apply a bias voltage obtained by superimposing a DC voltage to an AC voltage to the toner image carrying Non-contact charging means for reversing the polarity,
The toner image attached to the first intermediate transfer member so as to be able to come into contact with and separated from the first intermediate transfer member and transferred and carried by the first intermediate transfer member is transferred to the recording medium, and then the toner remaining on the first intermediate transfer member A cleaning device for removing from the first intermediate transfer member;
With
The control means starts the application of the bias voltage from the start of application of a transfer current applied by the first transfer means when transferring the first toner image to the first intermediate transfer member . the controlled non-contact type charging unit 1 such that the tip of the intermediate said first toner image transferred to the transfer body becomes until it reaches the said non-contact type charging unit,
The control means performs control so that the first toner image is formed on each image carrier at a predetermined timing from the first detection time when the position detection means detects the display mark. After the first detection, the second toner image is formed on each image carrier at a predetermined timing from the second detection time when the position detection unit detects the display mark. The image forming apparatus is characterized in that the first toner image transferred to each surface of the recording medium and the second toner image are aligned with each other.
前記非接触型帯電手段によって印加されるバイアス電圧の前記重畳するＡＣ電圧のピークツーピーク電圧が０．５ｋＶ以上であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a peak-to-peak voltage of the superimposed AC voltage of the bias voltage applied by the non-contact charging unit is 0.5 kV or more.
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