JP2001066910A

JP2001066910A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001066910A
Application number: JP24309599A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Nagase; 久喜永瀬; Satoru Haneda; 哲羽根田; Kunio Shigeta; 邦男重田; Yotaro Sato; 洋太郎佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】像形成体上で形成されたトナー像を中間転写
体を介して転写材の両面にトナー像を形成する画像形成
装置において、中間転写体上の残留トナーのクリーニン
グを良好に行い、長期に亘って良質の両面画像を得るよ
うにする。【解決手段】中間転写体１４ａに接離可能とした帯電
ローラ１４１を設け、帯電ローラ１４１は中間転写体１
４ａ上の転写残トナーをトナー像と反対極性に再帯電
し、１次転写器１４ｃによって転写残トナーを感光体ド
ラム１０に戻すよう構成すると共に、帯電ローラ１４１
には帯電ローラ１４１に付着した付着トナーと同極性の
バイアス電圧を印加して付着トナーを中間転写体１４ａ
に転移させ、中間転写体１４ａに転移した付着トナーに
２次転写器１４ｇによってトナー像と反対極性に電荷付
与し、中間転写体１４ａ上の付着トナーを１次転写器１
４ｃによって感光体ドラム１０に戻すよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像形成手段
により像担持手段上に形成したトナー像を転写材に転
写、定着して画像を得る、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、更に詳しくは、
中間転写体を介して転写材の両面にトナー像を形成し定
着して両面画像を得る画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の両面画像形成装置においては、像
担持手段上に形成した一方の面の画像を転写材上に転
写、定着し、転写材を一旦両面反転給送装置に収納し、
つぎに像担持手段上に形成する他方の面の画像とタイミ
ングを合わせて転写材を両面反転給送装置より給送し、
転写材の他方の面に画像を転写、定着する方法がとられ
ている。

【０００３】この両面画像形成装置では、転写材を一旦
両面反転給送装置に収納した後再度給送するという転写
材の搬送が行われることから、転写材の搬送距離が長く
なり、両面画像形成に多くの処理時間がかかるという問
題があった。また１度定着手段を通過してカールしやす
くなった転写材を再び給送するため、転写材搬送の信頼
性が低く、転写材のジャムやシワ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、特公昭５４−２８７４０号公報、特開平１−４４４
５７号公報や特開平４−２１４５７６号公報等により、
像担持体によって形成したトナー像を中間転写体を用い
て転写材の両面にトナー像を転写し、１回の定着で両面
画像を得る画像形成装置や画像形成方法が提案されてい
る。

【０００５】特に、特開平１−４４４５７号公報や特開
平４−２１４５７６号公報等には像担持体、帯電手段、
像露光手段、現像手段、クリーニング手段等よりなる像
形成手段をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の順に複数組中間転写体上に並列
に配置し、カラー画像の両面コピーを形成する方法が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】像形成体上で形成され
たトナー像を中間転写体を介して転写材の両面にトナー
像を形成するようにした画像形成装置では一般に像形成
体上の残留トナーを除去するためのクリーニング手段を
設けると共に中間転写体にも付着トナーを除去するため
の中間転写体に接離するブレードを用いたクリーニング
手段が設けられている。中間転写体に接離を行うクリー
ニング手段が当接又は離間を行うときにはその作動によ
って中間転写体及び像形成体の動作において負荷変動に
基づく駆動ムラが生じ、これが原因となって画像ムラと
なる。

【０００７】特に現像剤として小粒径トナーや球形トナ
ーが用いられた場合には、中間転写体には付着した残留
トナーのクリーニングは困難でクリーニング不良が生じ
やすく、ブレードを強い当接圧をもって中間転写体に摺
接するよう構成するときは、ブレードの接離に伴って生
じる画像ムラは更に顕著となる。

【０００８】本発明は、現像剤として小粒径トナーや球
形トナーを用いたときも中間転写体上の残留トナーがク
リーニング手段を設けず静電手段を設けることによって
良好にクリーニングがなされ、静電手段に付着したトナ
ーも適宜除去されて長期に亘り良好な両面画像が得られ
る画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、周面にトナ
ー像を形成する像形成体と、該形成体上に形成されたト
ナー像を中間転写体及び転写材表面に転写する第１の転
写手段と、前記中間転写体の保持するトナー像を転写材
の裏面に転写する第２の転写手段と、転写材上に転写さ
れた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、前記中間転写体に接離可能とした帯電ロー
ラを設け、該帯電ローラは前記中間転写体上の転写残ト
ナーをトナー像と反対極性に再帯電し、前記第１の転写
手段によって転写残トナーを前記像形成体に戻すよう構
成すると共に、前記帯電ローラには帯電ローラに付着し
た付着トナーと同極性のバイアス電圧を印加して付着ト
ナーを前記中間転写体に転移させ、前記中間転写体に転
移した付着トナーに前記第２の転写手段によってトナー
像と反対極性に電荷付与し、前記中間転写体上の付着ト
ナーを前記第１の転写手段によって前記像形成体に戻す
よう構成したことを特徴とする画像形成装置によって達
成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の説明に先だって本発明の
画像形成装置の一実施の形態についてカラーの両面画像
形成装置について説明するが、モノクロの両面画像形成
装置であっても差支えなく、以下に述べる実施の形態に
限定されるものではない。また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、
以下の実施形態の説明において、カラートナー像の転写
材への転写の際に、転写域において像担持手段に対向す
る側の転写材の面を表面、転写材の他方の側の面すなわ
ち中間転写体に対向する側の面を裏面といい、転写材の
表面に転写する画像を表面画像、転写材の裏面に転写す
る画像を裏面画像という。

【００１１】本発明の画像形成装置の実施形態の画像形
成プロセス及び各機構について、図１〜図３を用いて説
明する。図１は本発明の一実施形態を示すカラーの両面
画像形成装置の断面構成図であり、図２は図１の像形成
体の側断面図であり、図３は実施形態に係わるトナー像
形成状態と転写材の供給を示す図である。

【００１２】図１において、１０は像形成手段である感
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は各色毎の像露光手段である露光ユニッ
ト、１３は各色毎の現像手段である現像器、１４ａは中
間転写体、１４ｃは第１の転写手段である１次転写器、
１４ｇは第２の転写手段である２次転写器、１５ｃは転
写材供給手段であるタイミングローラ、３０は定着手段
である定着装置である。

【００１３】像形成手段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層或いは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を形成
したものであり、図１の矢印で示す時計方向に回転され
る。

【００１４】感光体ドラム１０は、図２に示す如く、そ
れを係合固定する両面端のフランジ部材１０ａ及び１０
ｂが、装置本体に架設固定されるドラム軸１１０に対し
両端のフランジ部材１０ａ及び１０ｂに嵌込まれたベア
リング１１０ａ，１１０ｂにより軸受けされて回転自在
に支持され、フランジ部材１０ｂの一体とする歯車Ｇが
装置本体側の駆動歯車と噛合し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。

【００１５】各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電
器１１、各色毎の像露光手段である露光ユニット１２及
び各色毎の現像手段である現像器１３は、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１
０の回転方向に対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に配置され
る。

【００１６】各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電
器１１は、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交す
る方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、感
光体ドラム１０の前述した感光層に対し所定の電位に保
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、トナーと同極性のコロナ放電と
によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯
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、その他ワイヤ電極を用い
ることも可能である。

【００１７】各色毎の像露光手段である露光ユニット１
２は、感光体ドラム１０上での露光位置が、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。露光ユニット１２は、感光体ドラム１
０の軸と平行に主走査方向に配列された発光素子として
のＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた
線状の発光素子１２ａと、等倍結像素子としてのセルフ
ォックレンズ１２ｂとが取り付けられる不図示のホルダ
とから構成される。保持部材２０に、各色毎の露光ユニ
ット１２の他に、一様露光器１２ｃ及び転写同時露光器
１２ｄが取付けられ、一体となって感光体ドラム１０の
基体内部に収容される。別体の画像読み取り装置によっ
て読み取られ、メモリに記憶された各色の画像データが
メモリより順次読み出されて各色毎の露光ユニット１２
にそれぞれ電気信号として入力される。発光素子として
は、その他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が用いられる。この実施形態
で使用される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６８０〜９００ｎｍの範囲
のものが良好であるが、感光体ドラム１０の内側（裏
面）から像露光を行うことからカラートナーに透明性を
十分に有しないこれより短い波長でもよい。

【００１８】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
感光体ドラム１０の周面に対し所定の間隙を保ち、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を有し、内部にイエ
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１００〜１０００μ
ｍをあけて非接触に保たれており、現像スリーブ１３１
に対してトナーと同極性（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。

【００１９】なおここで用いられる現像剤としては、振
動電界によってトナーの移行制御を効果的に行うことが
できることから、体積平均粒径が１〜２０μｍ、好まし
くは４〜１０μｍの球形トナーと、体積平均粒径が１０
〜６０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍのキャリアとか
らなる二成分現像剤が好ましく用いられる。トナーの体
積平均粒径が１０μｍ以下の微粒子化したトナーを用い
ると解像力は格段に向上して、濃淡差も忠実に再現した
鮮明な高画質画像が得られるようになり、体積平均粒径
が２０μｍ以上では画質の低下を生じる。またトナーの
体積平均粒径が４μｍ以下となると凝集力が大きく、摩
擦帯電不良となり易く、体積平均粒径が１μｍ以下にな
ると更にトナーの飛散が起こり易くなり好ましくない。

【００２０】中間転写体１４ａは体積抵抗率１０⁸〜１
０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えばシリコンゴム
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の反導電性ゴムベルト基体の外側に、好ま
しくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μ
ｍ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。ベルトの基体としては、この他に、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
ムを使用することもできる。トナー像受像体である中間
転写体１４ａは、駆動ローラ１４ｄと従動ローラ１４
ｅ、１４ｊとテンションローラ１４ｋとに内接して張架
され、図１の矢印で示す反時計方向に回転される。

【００２１】第１の転写手段である１次転写器１４ｃ
は、中間転写体１４ａを挟んで感光体ドラム１０に対向
して設けられ、中間転写体１４ａと感光体ドラム１０と
の間に転写域１４ｂを形成する。１次転写器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、転写域１４ｂに転写電界を形成
することにより、感光体ドラム１０上のトナー像を中間
転写体１４ａ上または転写材である記録紙Ｐの表面に転
写する。

【００２２】第２の転写手段である２次転写器１４ｇ
は、中間転写体１４ａを挟んで接地された導電性の駆動
ローラ１４ｄ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、中間転写体１４ａ上のトナー像を記録紙Ｐの裏面
に転写する。

【００２３】転写材供給手段であるタイミングローラ１
５ｃは、感光体ドラム１０上の表面画像のカラートナー
像または中間転写体１４ａ上の裏面画像のカラートナー
像と同期して、転写材である記録紙Ｐを転写域１４ｂへ
給送する。

【００２４】定着手段である定着装置３０は、内部にヒ
ータを有する第１定着ローラ３１０と第２定着ローラ３
２０との２本のローラ状の定着部材を有し、第１定着ロ
ーラ３１０と第２定着ローラ３２０との間で熱と圧力と
を加えることにより記録紙Ｐ上のトナー像を定着する。

【００２５】次に画像形成プロセスを説明する。

【００２６】本装置とは別体の画像読み取り装置におい
て、撮像素子により読み取られた原稿画像の画像デー
タ、或いはコンピュータで編集された画像の画像データ
は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）及
びＫ（黒色）の各色別の画像信号として一旦メモリに記
憶・格納される。

【００２７】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不図示の駆動用の歯車を通して
感光体ドラム１０の奥側フランジ１０ｂに設けられた歯
車Ｇが回動され、感光体ドラム１０を図１の矢印で示す
時計方向へ回転し、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。

【００２８】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光ユニット１２において第１の色信号即ちＹ
の画像データに対応する電気信号による露光が開始され
感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感光層
に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成する。

【００２９】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の回転に応じイ
エロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００３０】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（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
露光ユニット１２の第２の色信号即ちＭの画像データに
対応する電気信号による露光が行われ、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。

【００３１】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の露光ユニット１２及びＣの現
像器１３によって更に第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、さらにその
上に、黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、Ｋの露光
ユニット１２及び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
カラーのトナー像が形成される。

【００３２】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２による感光体ドラム１０の感光層に対する露光は感光
体ドラム１０の内部より前述した透明の基体を通して行
われる。従って第２，第３及び第４の色信号に対応する
画像の露光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。

【００３３】上記の画像形成プロセスによって像担持手
段である感光体ドラム１０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、この感光体ドラム１０上
の裏面画像の重ね合わせカラートナー像が転写域１４ｂ
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次転写器１４ｃに
より、中間転写体１４ａ上に一括して転写される。この
際、良好な転写がなされるように、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。

【００３４】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に至り、感光体ドラム１
０に当接したゴム材から成るクリーニングブレード１９
ａによってクリーニングされ、更に、前プリントまでの
感光体の履歴をなくすために、例えば発光ダイオードを
用いた帯電前の一様露光器１２ｃによる露光によって感
光体周面の除電がなされ、前回プリント時の帯電が除去
されて引き続き次のカラー画像形成が行われる。

【００３５】以上のようにして中間転写体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、引き続き中間転写体１４ａ上の裏面画像と転写域１
４ｂにおける同期がとられて、上記のカラー画像形成プ
ロセスと同様にして、表面画像となる重ね合わせカラー
トナー像が感光体ドラム１０上に形成される。なおこの
時に形成される表面画像は、感光体ドラム１０上では裏
面画像とは、互いに鏡像になる様に画像データを変更す
る必要がある。

【００３６】また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、給送ローラ１５ｂにより給送されて
タイミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００３７】記録紙Ｐは、転写材供給手段であるタイミ
ングローラ１５ｃ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、中間転写体
１４ａに担持されている裏面画像のカラートナー像との
同期がとられて転写域１４ｂへ給送される。このとき中
間転写体１４ａに担持されている裏面画像及び感光体ド
ラム１０上に形成される表面画像のトナー像形成状態と
これらと同期して供給される記録紙Ｐを図３に示す。

【００３８】記録紙Ｐが転写域１４ｂへ給送される際、
記録紙Ｐは、中間転写体１４ａに当接及び当接解除可能
な転写材帯電手段としての紙帯電器１４ｆによりトナー
と同極性に紙帯電され、中間転写体１４ａに吸着されて
転写域１４ｂへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を
行うことにより、中間転写体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。また、転写材帯電手段
としては、中間転写体１４ａに当接及び当接解除可能な
導通ローラや中間転写体１４ａに非接触のコロナ放電器
等を用いることも可能である。

【００３９】転写域１４ｂ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第１
の転写手段としての１次転写器１４ｃにより感光体ドラ
ム１０の周面上の表面画像が一括して記録紙Ｐの表面
（上面）に転写される。この際、中間転写体１４ａの周
面上の裏面画像は記録紙Ｐに転写されないで中間転写体
１４ａに存在する。

【００４０】表面にカラートナー像が転写された記録紙
Ｐは次に、トナーと反対極性（本実施形態においてはプ
ラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段としての２
次転写器１４ｇへと搬送され、２次転写器１４ｇにより
中間転写体１４ａの周面上の裏面画像を一括して記録紙
Ｐの裏面（下面）に転写する。

【００４１】各色のトナー像は互いに重なり合うことか
ら、一括転写を可能とするにはトナー層の上層と下層の
トナーとが同様の帯電量で同一極性に帯電していること
が好ましい。このことから、中間転写体１４ａ上に形成
したカラートナー像をコロナ帯電により極性反転を行っ
たり、感光体ドラム１０上に形成したカラートナー像を
コロナ帯電により極性反転を行う両面画像形成では、下
層のトナーが同極性に十分帯電されないことから、転写
が不良となるので好ましくない。

【００４２】感光体ドラム１０上で反転現像を繰り返
し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を極
性を変えずに中間転写体１４ａに一括転写し、次に、極
性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、裏面画像
形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。表面画像
形成に対しても、感光体ドラム１０上に反転現像を繰り
返し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を
極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、表面画
像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。

【００４３】以上のことからカラー画像形成において
は、第１の転写手段と第２の転写手段を別々に設け、第
１の転写手段を動作させて転写材の表面にカラートナー
像を形成し、次に、第２の転写手段を動作させて転写材
の裏面にカラートナー像を形成する両面画像形成法が好
ましく採用される。

【００４４】両面にカラートナー像が形成された転写材
である記録紙Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除
電器１４ｈにより除電され、中間転写体１４ａから分離
され、上下両方のローラの内部に加熱手段（ヒータ）を
有する２本の定着ローラで構成される定着手段としての
定着装置３０へと搬送される。記録紙Ｐは上側の第１定
着ローラ３１０と、下側の第２定着ローラ３２０との間
で熱と圧力とを加えられることにより記録紙Ｐ上の表裏
の付着トナーが定着され、両面画像記録がなされた記録
紙Ｐは排紙ローラ１８により送られて、装置外部のトレ
イへ排出される。

【００４５】転写後の中間転写体１４ａの周面上に残っ
たトナーは、後に詳しく説明する再帯電を行う帯電ロー
ラを用いた再帯電装置１４０により再帯電され、感光体
ドラム１０へと１次転写器１４ｃによって転移される。
また、転写後の感光体ドラム１０の周面上に残ったトナ
ー及び本発明により中間転写体１４ａから感光体ドラム
１０に移動したトナーは像形成体ＡＣ除電器１６により
除電を受けた後、クリーニング装置１９に至り、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装置１９内に掻き落と
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。クリーニング装置１９により残留トナー
を除去された感光体ドラム１０は一様露光器１２ｃによ
る露光によって感光体周面の除電がなされた後、Ｙのス
コロトロン帯電器１１によって一様帯電を受け、次の画
像形成サイクルにはいる。

【００４６】図４に示したのは、本発明に用いられる再
帯電装置１４０の断面構成図である。再帯電装置１４０
には中間転写体１４ａと接離可能とした帯電ローラ１４
１が設けられていて、接触状態にあっては帯電ローラ１
４１は背後に接地された従動ローラ１４ｊ上を回動する
中間転写体１４ａに押圧力５００〜１５００ｇｆをもっ
て当接し、当接位置においては帯電ローラ１４１はベル
トと同速度の周速度で駆動回転するよう構成されてい
る。帯電ローラ１４１を中間転写体１４ａのベルト速度
と同速度に駆動回転することによって、帯電ローラ１４
１がベルトに当接した時点で生じるベルトの速度ムラを
防いで画像の縮みが生じたりするのを防ぐ効果を有して
いる。

【００４７】帯電ローラ１４１は機能的に３層から構成
されている。即ち中心部には不図示の摺動電極を介し
て、後述するような状況によって異なるバイアス電圧が
印加される導電性の回転軸をなす芯金１４１ａと、芯金
１４１ａの上に機能的に設けられ、導電カーボン粉末を
分散したＥＰＤＭ、ウレタンゴムからなり、中間転写体
１４ａへの接触を確実にする導電性弾性層１４１ｂが設
けられている。その上には中抵抗層１４１ｃが設けられ
ている。中抵抗層１４１ｃは約１０⁸Ωｃｍの半導電特
性をもち、過剰電流に対して層内電圧降下によって電流
を抑制し、電源電圧降下による帯電不良および中間転写
体１４ａの絶縁破壊を防止する機能をもつ。表層をなす
保護層１４１ｄは現像剤や紙粉等の付着によるローラ表
面汚れの蓄積を防止するもので、ナイロン等の樹脂材料
が用いられる。

【００４８】かかる構成の帯電ローラ１４１は、中間転
写体１４ａが回動中はその当接位置に裏面のトナー画像
が通過時を除いてはベルトに当接しバイアス電圧が印加
され、両面画像形成時には、帯電ローラ１４１に現像ト
ナーとは逆極性の直流電圧（本実施形態においてはプラ
ス）と交流電圧とを重畳したバイアス電圧の印加を行っ
て中間転写体１４ａ上の残存トナーをプラス帯電とし、
転写域１４ｂにおいてプラス極性の直流電圧が印加され
る１次転写器１４ｃによってこの残存トナーを感光体ド
ラム１０側へと戻す。１次転写器１４ｃによって裏面の
トナー画像を中間転写体１４ａに転写する過程において
は、この転写と同時に中間転写体１４ａ上の残存トナー
の感光体ドラム１０への転移が同時に行われる。感光体
ドラム１０側へ転移した残存トナーは転写残のトナーと
共にクリーニング装置１９によってクリーニングされ
る。

【００４９】ここで帯電ローラ１４１に印加されるバイ
アス電圧は、８００Ｖ〜３ｋＶのプラスの直流電圧成分
と、２．５〜５．０ｋＶ_P-Pで１〜２ｋＨｚの交流成分
とを重畳したバイアス電圧が印加され、現像トナーの帯
電量が−１０〜−２０μＣ／ｇであったものが、１５〜
３０μＣ／ｇのプラス極性の残存トナーの帯電量となっ
て、１次転写器１４ｃによる感光体ドラム１０側への転
移が良好に行われる。

【００５０】上記の両面画像形成時に帯電ローラ１４１
にバイアス電圧を印加する際、交流成分を重畳する実施
の形態について説明したが、ここで印加する交流成分は
残存トナーに対して均一な電荷を付与して、中間転写体
１４ａから感光体ドラム１０への残存トナーの転移が良
好に行われる効果を有している。

【００５１】再帯電装置１４０の断面構成を示す図４に
おいて、（ａ）は帯電ローラ１４１が中間転写体１４ａ
に圧接した状態を示し、（ｂ）は離間した状態を示して
いる。ここに示した実施の形態は画像形成装置本体に固
定した固定フレーム１４０Ａに対してカム１４２の回転
に伴って再帯電装置全体が中間転写体１４ａに対して接
離の移動を行う構成としている。

【００５２】帯電ローラ１４１は中間転写体１４ａ側が
開放された筐体１４３内に取り付けられていて、筐体１
４３は圧縮バネ１４４を介して移動フレーム１４５に対
して図上で左右に移動可能となっている。図４（ｂ）に
おいてカム１４２が時計方向に回転すると、カム１４２
と当接関係にある移動フレーム１４５は固定フレーム１
４０Ａ上を図上で左方向に移動し、帯電ローラ１４１は
中間転写体１４ａと当接関係にはいる。カム１４２が更
に回転を続けると、圧縮バネ１４４は更に圧縮状態とな
り、帯電ローラ１４１と中間転写体１４ａとの間での当
接圧が増加する。カム１４２には駆動源とカム軸１４２
ａとの間に図示しないトルクリミッタが設けられてい
て、予めセットしたトルク値となるとカム１４２は回転
を中止し、帯電ローラ１４１と中間転写体１４ａとの間
では予め設定された５００〜１５００ｇｆの間の押圧力
をもって当接することとなる。

【００５３】本発明においては中間転写体１４ａに沿っ
て再帯電装置１４０を設け、ベルト上の転写残トナーに
対して再帯電装置１４０はトナー像とは逆極性の帯電状
態に再帯電する。逆極性となったプラス極性の転写残ト
ナーは、１次転写器１４ｃによって感光体ドラム１０上
のマイナス極性のトナー像を中間転写体１４ａ上に転写
するのと同時に感光体ドラム１０へと転移が行われる。
即ち１次転写器１４ｃに印加されるプラスの転写バイア
スはそのまま残留トナーを感光体ドラム１０上に転移さ
せる転移バイアスとして併せて用いられ、中間転写体１
４ａ上の残留トナーは再び感光体ドラム１０へと戻され
て、ベルトはクリーンの状態に維持される。

【００５４】しかし本発明者らの研究結果によれば、長
時間両面画像形成動作を継続すると帯電ローラ１４１の
周縁部には微小粒子のトナーが付着して来る傾向にあ
り、帯電ローラ１４１の周縁部にトナーが付着すると、
残留トナーに対する再帯電が不充分となり、残留トナー
の１次転写器１４ｃによる感光体ドラム１０への転移も
不充分になされることとなる。

【００５５】本発明は帯電ローラ１４１上に付着した付
着トナー（帯電極性はトナー像と同極性の本実施の形態
ではマイナス特性）と同極性のマイナスのバイアス電圧
−２００Ｖ〜−２．５ｋＶを帯電ローラ１４１に印加し
て、マイナス極性をもった付着トナーを帯電ローラ１４
１から中間転写体１４ａへと転移させ、中間転写体１４
ａに転移した付着トナーに対しては、付着トナーが第２
の転写手段である２次転写器１４ｇに対向した位置を通
過中に２次転写器１４ｇによって付着トナーと反対極性
のプラスの電荷付与を行う。

【００５６】２次転写器１４ｇに印加して、中間転写体
１４ａ上の付着トナーに電荷付与するバイアス電圧はプ
ラスの直流電圧であって、好ましくはプラスの直流成分
に交流成分を重畳したバイアスを電圧が用いられる。バ
イアス電圧に交流成分を重畳することによって、中間転
写体１４ａ上の付着トナーに対してはプラスで均一な電
荷が付与される。

【００５７】中間転写体１４ａ上で２次転写器１４ｇに
よってプラス極性に極性変換された付着トナーは、再帯
電装置１４０の対向する箇所を通過することとなる。こ
こで再帯電装置１４０の帯電ローラ１４１は中間転写体
１４ａから離間する構成としてもよいし、帯電ローラ１
４１を中間転写体１４ａに当接する構成としてもよい。

【００５８】付着トナーが付着した中間転写体１４ａが
通過中、帯電ローラ１４１を中間転写体１４ａから離間
させておくことによって、帯電ローラ１４１へ付着トナ
ーが再付着するのを防止することとなる。また付着トナ
ーが付着した中間転写体１４ａが通過中、帯電ローラ１
４１を中間転写体１４ａに当接する構成とする場合は、
帯電ローラ１４１にプラスの直流と交流とを重畳したバ
イアス電圧を印加することが望ましい。ここで印加され
るバイアス電圧は、８００Ｖ〜３ｋＶのプラスの直流電
圧成分と、２．５〜５．０ｋＶ_p-pで１〜２ｋＨｚの交
流成分とを重畳したバイアス電圧で、かかるバイアス電
圧を印加することによって、２次転写器１４ｇによって
帯電量が１０〜２０μＣ／ｇであった付着トナーは１５
〜３０μＣ／ｇのプラス極性の帯電量に電荷の付与が行
われ、１次転写器１４ｃによる付着トナーの感光体ドラ
ム１０側への転移が良好に行われる。

【００５９】以上説明した帯電ローラ１４１のクリーニ
ングは、２０〜１００枚の間の予め設定した枚数の両面
画像形成毎に行うことによってトナーによる汚れやカブ
リのない良質の画像が継続して得られることとなる。従
って図５の制御ブロック図に示すように、上記説明した
帯電ローラ１４１のクリーニングのフローは帯電ローラ
クリーニングプログラムとしてメモリに記憶し、電源ス
イッチＯＮして定着装置３０が所定の定着温度までのウ
ォーミングアップ時間中に制御部はメモリから帯電ロー
ラクリーニングプログラムを呼び出して帯電ローラ１４
１のクリーニングを行う。続いて行われる画像形成時に
は制御部はプリント枚数をカウントして予め設定したプ
リント数に達した後のプリントジョブ終了後にメモリか
ら帯電ローラクリーニングプログラムを呼び出して帯電
ローラ１４１のクリーニングを行い、プリント枚数のカ
ウントを１に戻して次のクリーニングに備える。このよ
うな制御を行うことによって、再帯電装置１４０の帯電
ローラ１４１には良好な残存トナーへの再帯電性能が維
持されて、良質のプリント画像が継続して得られること
となる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によるときは、像形成体上で形成
されたトナー像を中間転写体を介して転写材の両面にト
ナー像を形成する画像形成装置について、中間転写体上
の残留トナーを除去するのに、クリーニング手段を設け
ないで静電手段を用いることによって小粒径トナーや球
形トナーに対しても良好にクリーニングがなされ、帯電
ローラに付着したトナーも適宜除去されて、長期に亘り
良好な両面画像が得られることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す両面画像形成装置の断
面構成図。

【図２】図１の像形成体の側断面図。

【図３】トナー像形成状態と転写材の供給を示す図。

【図４】再帯電装置の断面図。

【図５】本発明の制御ブロック図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像器１４ａ中間転写体１４ｃ１次転写器１４ｇ２次転写器１９クリーニング装置１４０再帯電装置１４１帯電ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤洋太郎東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA45 ED24 ED27 EF01 2H028 BA16 BC00 2H032 BA09 BA30 CA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周面にトナー像を形成する像形成体と、
該形成体上に形成されたトナー像を中間転写体及び転写
材表面に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体の
保持するトナー像を転写材の裏面に転写する第２の転写
手段と、転写材上に転写された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、前記中間転写体
に接離可能とした帯電ローラを設け、該帯電ローラは前
記中間転写体上の転写残トナーをトナー像と反対極性に
再帯電し、前記第１の転写手段によって転写残トナーを
前記像形成体に戻すよう構成すると共に、前記帯電ロー
ラには帯電ローラに付着した付着トナーと同極性のバイ
アス電圧を印加して付着トナーを前記中間転写体に転移
させ、前記中間転写体に転移した付着トナーに前記第２
の転写手段によってトナー像と反対極性に電荷付与し、
前記中間転写体上の付着トナーを前記第１の転写手段に
よって前記像形成体に戻すよう構成したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記第２の転写手段で前記中間転写体上
の付着トナーに電荷付与するバイアス電圧は、直流と交
流とを重畳したバイアス電圧であ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】前記第２の転写手段で電荷付与した付着
トナーが前記帯電ローラ部を通過時には前記帯電ローラ
を前記中間転写体から離間することを特徴とする請求項
１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記第２の転写手段で電荷付与した付着
トナーが前記帯電ローラ部を通過時には前記帯電ローラ
に前記第２の転写手段と同極性のバイアス電圧を印加す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記帯電ローラに印加するバイアス電圧
は直流と交流を重畳したバイアス電圧であることを特徴
とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記帯電ローラからの付着トナーの転移
は、電源ＯＮ時又は所定プリント数に達した後のプリン
トジョブ終了後に行うことを特徴とする請求項１〜５の
何れか１項に記載の画像形成装置。