JP2003307881A

JP2003307881A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003307881A
Application number: JP2002113964A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawamoto; 博司川本; Jitsuo Masuda; 実男増田; Masayasu Narimatsu; 正恭成松; Yuichiro Takei; 雄一郎武居
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙の反転手段を設けることや構成を複雑化を
防止しつつ、用紙の表面および裏面に再現性に優れた画
像を高速かつ安定して形成することを可能にする画像形
成装置を提供する。【解決手段】転写方向が互いに異なるように転写ローラ
７およびバイアス転写ローラ３１を用いて用紙に現像剤
像の転写を行う。用紙搬送路上における転写ローラ７の
下流側を搬送される用紙を画像形成ステーション１０の
上流側に案内する帰還経路Ｒ設け、帰還経路Ｒ上の用紙
に付着して未定着のトナー像を定着する定着装置３と、
用紙が帰還経路Ｒを経由したか否かに基づいて使用すべ
き転写手段を選択的に切り替える切替手段と、を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、用紙の両面に画
像形成が可能な電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ、ファクシ
ミリ等の機器（以下、単に画像形成装置という。）の普
及に伴って職場や家庭内での記録用紙、転写材、シート
材等（以下、これらを単に用紙という。）の消費量が増
え続けているところ、限られた資源を有効に使用するた
めに再生紙が用いられたり、ペーパーレス化を図る等、
省資源化ということが今日の産業界での趨勢となってい
る。

【０００３】これに伴い、画像形成装置の中には、両面
印刷の機能を搭載したものが開発され広く普及するよう
になった。つまり、両面印刷を有効に利用することによ
り用紙の一方の面にのみ印刷等の画像形成（以下、単に
印刷という。）を行うのではなく、用紙の両方の面に印
刷を行うことで１枚の用紙に用紙２枚分の画像を形成し
て用紙の消費量を減少させようとする動きがあり、今日
においては、画像形成装置における両面印刷機能は必須
の機能であるといっても過言ではない。

【０００４】ところが、用紙の両面に印刷を行うために
は、印刷されるべき面に応じて用紙に現像剤像を供給す
る画像形成手段と対向させる面を反転させる必要があ
り、このため画像形成装置に用紙を反転させる反転ユニ
ットを搭載することが必要となる。

【０００５】この反転ユニットを使用する場合、搬送さ
れる用紙をスイッチバックさせるとともに再度画像形成
位置にまで案内する必要があるため、１枚の用紙に対し
ての両面印刷を行うのに要する時間が、２枚の用紙のそ
れぞれに片面印刷を行う時間よりもはるか長くなるとい
った不都合がある。また、反転ユニットに含まれる用紙
をスイッチバックさせるための機構等を設けるスペース
が必要となるため、装置の大型化やその構成の複雑化等
の不都合が生じていた。

【０００６】そこで、このような不都合を解消する従来
技術として、特開平８−１６０７０３号公報および特開
平１０−９７１４４号公報には、反転ユニットを使用す
ることなく両面に印刷が可能な画像形成装置が開示され
ている。

【０００７】これらの従来技術のうち、特開平８−１６
０７０３号公報には、用紙を反転させるための反転ユニ
ットを必要としない構成の画像形成装置として、感光体
上のトナー像が転写される第１中間転写ベルトと、用紙
を搬送する用紙搬送ベルトとして作用するとともに感光
体上のトナー像が第１中間転写体を経由して転写される
第２中間転写ベルトと、を搬送される用紙のそれぞれの
面に対向するように配置して、これらの第１中間転写体
と第２中間転写ベルトとから用紙のそれぞれの面へのト
ナー像の転写を行う構成が開示されている。

【０００８】また、特開平１０−９７１４４号公報に
は、用紙の一方の面に転写すべきトナー像を担持する感
光体と、用紙の他方の面に転写すべきトナー像を担持す
る転写ベルトとを備えるとともに転写ベルト上のトナー
を逆極性に帯電させる装置を搭載することにより、転写
ベルト上のトナーの極性と感光体上のトナーの極性とを
逆極性にし、単一の転写手段により同時に用紙の両面に
トナー像を転写する画像形成装置が開示されている。

【０００９】そして、これらの従来技術によれば、両面
印刷をする際にも、反転ユニットが不要となるため、両
面印刷時の印刷速度を向上することができるとともに構
成の複雑化等を防止することができる、とされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術のうち、特開平８−１６０７０３号公報の記載
の画像形成装置では、中間転写ベルトを２段階も設ける
必要があり、用紙の裏面へ転写される画像については、
感光体から第１中間転写ベルトに転写した現像剤像を再
度第２中間転写ベルトに転写することから、感光体上の
形成された現像剤像を中間転写体を２回も介して最終的
に用紙へ転写されることになるため、用紙の表面に転写
する際に形成される画像と同等の画像品位等を保つこと
が困難となる。さらに、両面印刷時の用紙裏面への転写
処理の際に用紙表面の未定着のトナー像を乱してしまう
虞がある。

【００１１】また、特開平１０−９７１４４号公報に記
載の画像形成装置では、転写ベルト上のトナーを逆極性
に帯電させる装置を備える必要があり、消費電力が増大
するといった不都合がある。さらに、トナーの極性を反
転する際にトナー像を形成するすべてのトナーの極性が
逆極性にならない場合には、このトナー像の一部が用紙
に転写されないことになるため、形成される画像の再現
性が劣化する可能性がある。

【００１２】そして、転写装置が発生する電位により、
一方の面に転写されるべきトナー像を引きつけ、また他
方の面に転写されるべきトナー像を押し出すようにして
一つの処理で用紙の両面に現像剤像の転写を安定して行
うことは困難であり、用紙の各面に形成される画像の品
質が同等にならない虞がある。

【００１３】この発明の目的は、用紙の反転手段を設け
ることや構成を複雑化を防止しつつ、用紙の表面および
裏面に再現性に優れた画像を高速かつ安定して形成する
ことを可能にする画像形成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は以下の構成を
備えている。

【００１５】（１）画像形成されるべき用紙を給紙部か
ら画像形成位置を経由して排出部へと搬送する用紙搬送
路に沿って、画像データに基づいて用紙に転写すべき現
像剤像を像担持体上に形成する電子写真方式の画像形成
手段と、前記画像形成手段に対向するように配置され前
記現像剤像が転写される用紙を保持しつつ搬送するとと
もに、現像剤像を担持する中間転写体でもある無端状の
搬送手段を有する搬送ユニットと、を備えた画像形成装
置において、用紙搬送路における前記画像形成手段の下
流側に位置する帰還開始部と前記画像形成手段の上流側
に位置する帰還完了部とを連通する帰還経路と、用紙搬
送路を挟んで前記画像形成手段と対向するように配置さ
れる第１の転写手段と、帰還経路を含む用紙搬送路に沿
って前記搬送手段と対向するように配置されるとともに
前記第１の転写手段と用紙に対する転写方向が逆となる
第２の転写手段と、前記第１の転写手段の転写位置およ
び前記帰還開始部の間に配置される定着装置と、を備
え、両面印刷時には、用紙を給紙部から画像形成位置、
帰還開始部、帰還経路、および帰還完了部を経由して排
出部へと搬送するとともに、用紙が最初に画像形成位置
に案内された時または用紙が帰還経路上にある時に、第
１の転写手段を動作させ、第１の転写手段による前記搬
送手段への現像剤像の転写が完了した後には第２の転写
手段を動作させることを特徴とする。

【００１６】この構成においては、転写方向の異なる第
１の転写手段と第２の転写手段とが用紙搬送路に沿って
配置されていることから第１の転写手段で用紙の一方の
面に現像剤像が転写された後、帰還経路を通過して第２
の転写手段の転写位置に搬送される用紙をスイッチバッ
クさせる必要がなく、装置の小型化および単純化が図ら
れるとともに両面印刷に要する時間が短縮される。ま
た、両面印刷時において、第１の転写手段により現像剤
像が転写され未定着の現像剤像を表面に付着させた用紙
が裏面の印刷のために第２の転写手段の転写位置に搬送
される間に、第１の転写手段の転写位置と帰還経路の開
始位置との間に配置された定着装置を経由し表面に付着
した現像剤像がこの定着装置により定着されることか
ら、第２の転写手段による転写処理の際に第１の転写手
段により用紙に転写された現像剤像が乱れること等がな
く、用紙上に形成される画像の再現性が向上する。ま
た、用紙搬送ベルト上の現像剤像の極性を転換させる極
性転換手段等が不要となるため、省電力化が図られると
ともに用紙の両面に対して安定した転写性が得られる。

【００１７】（２）前記画像形成手段は、画像データの
うちのそれぞれ異なる色成分ごとに複数設けられてお
り、前記第１の転写手段は、各画像形成手段における各
像担持体表面に形成された現像剤像を用紙搬送路上を搬
送される用紙の一方の面に逐次転写し、前記第２の転写
手段は、用紙が前記帰還経路を経由する間に各画像形成
手段で形成された現像剤像を前記用紙搬送ベルト上へ転
写するとともに、前記用紙搬送路ベルト上から前記現像
剤像を用紙の他方の面に一括転写することを特徴とす
る。

【００１８】この構成においては、第１の転写手段は、
複数の画像形成手段で形成された現像剤像を順次用紙へ
と転写して複数色の現像剤像を形成する逐次転写を行
い、第２の転写手段は、用紙搬送ベルトを中間転写材と
して用いることで、あらかじめ用紙搬送ベルトに像担持
体から第１の転写手段により現像剤像を転写しておき、
この用紙搬送ベルトから現像剤像を用紙に一括転写して
複数色の画像を形成することから、用紙の反転ユニット
を備えることなく、用紙の両面に高画質の多色画像が自
在に形成される。また、中間転写材を最大でも１度しか
使用しないことから転写の回数が増加して形成される画
像に乱れが生じること等が防止される。

【００１９】（３）前記第２の転写手段は、その転写位
置が用紙搬送路における前記各画像形成手段の上流側に
位置するように配置されるとともに、各画像形成手段で
形成される前記第２の転写手段により用紙に転写される
べき現像剤像が前記用紙搬送ベルト上に転写された後
に、前記搬送ユニットを前記各画像形成手段から離間さ
せる離間手段を備えたことを特徴とする。

【００２０】この構成においては、用紙の裏面に現像剤
像を転写する第２の転写手段の転写位置が用紙搬送路に
おける複数の画像形成手段の上流側であり、例えば離間
手段により該転写位置の近傍を中心に搬送ユニットを揺
動させて画像形成手段から離間させることで、用紙搬送
ベルトから用紙に現像剤を転写する装置等を移動させる
ことなく容易に用紙搬送ベルトが画像形成手段から離間
することから、一旦転写された用紙裏面の現像剤像が用
紙搬送ベルトと各画像形成手段の像担持体との接触によ
り振動を受ける等により乱されることが防止される。

【００２１】（４）前記第２の転写手段は、その転写位
置が用紙搬送路における前記各画像形成手段の下流側に
位置するように配置されるとともに、各画像形成手段で
形成される前記第２の転写手段により用紙に転写される
べき現像剤像が前記用紙搬送ベルト上に転写された後
に、前記搬送ユニットを前記各画像形成手段から離間さ
せる離間手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】この構成においては、第２の画像形成手段
の転写位置が用紙搬送路における複数の画像形成手段の
下流側の位置、すなわち定着装置の直前に配置したこと
から、用紙の裏面に転写された現像剤像がすぐに定着装
置により定着されるため、用紙の裏面に転写された未定
着の現像剤像が乱されることが防止される。

【００２３】（５）前記各画像形成手段は、画像形成す
べき画像データに対する像担持体への露光方向が反転自
在な露光装置を備えたことを特徴とする。

【００２４】この構成においては、現像剤像が転写され
るのが用紙の表面または用紙の裏面のいずれであるのか
に応じて、画像形成手段の像担持体に静電潜像を形成す
る際の露光方向が反転可能となることから、用紙の反転
ユニットを用いずに、用紙のいずれの面に対しても再現
性に優れた多色画像等が自在に形成される。

【００２５】（６）前記露光装置は、前記第１の転写手
段に係る画像形成処理においては前記像担持体上に画像
形成すべき画像データに対して鏡像となる静電潜像を形
成するとともに、前記第２の転写手段に係る画像形成処
理においては前記像担持体上に画像形成すべき画像デー
タに対して正像となる静電潜像を形成することを特徴と
する。

【００２６】この構成においては、現像剤像が転写され
る回数に応じて画像形成手段で形成される現像剤像が画
像データに対して鏡像または正像のうちのいずれか適当
な状態で形成されるため用紙の反転ユニットを用いず
に、用紙のいずれの面に対しても再現性に優れた多色画
像等が迅速に形成される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の画像形
成装置としてのタンデム型のカラー画像形成装置の実施
形態を説明する。

【００２８】まず、本発明の説明の前提として一般的な
カラー画像形成装置を説明する。通常、カラー画像形成
装置を大別すると、単一ドラム型と多段ドラム型（タン
デム型）とに分けられる。

【００２９】図５は、単一ドラム型のカラー画像形成装
置の構成を示している。同図に示すように、単一ドラム
型のカラー画像形成装置は、１枚の用紙に対して、減法
混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、
およびシアン（Ｃ）の各色のトナーと、文字等の印刷に
適用されるブラック（Ｋ）トナーの合計４種類のトナー
を、帯電器１０２、露光装置１０３、および現像装置１
０４（１０４ａ〜１０４ｄ）を用いて多重転写する。

【００３０】まず、半導電性ドラム１０５が矢印Ａ方向
に搬送された用紙を卷着して矢印Ｂ方向に回転するが、
その一方で、矢印Ｃ方向に回転する感光体１０１上に、
現像装置１０４ａによりマゼンタのトナー像が形成され
る。そして、用紙およびマゼンタのトナー像が、感光体
１０１と半導電性ドラム１０５との間に位置する転写位
置に到達すると、コロナ放電器１０６の放電電流によっ
て用紙にマゼンタのトナー像が転写される。

【００３１】次に、再び半導電性ドラム１０５は用紙を
卷着したまま１回転し、また、これに応じて感光体１０
１上に現像装置１０４ｂによりシアンのトナー像が形成
され、このシアンのトナー像がコロナ放電器１０６によ
って転写されマゼンタのトナー像に重ねられる。

【００３２】同様に、イエローのトナー像およびブラッ
クのトナー像が順次重ねられて、カラー画像データに対
応するトナー像が形成される。こうして、感光体１０１
上に形成されたトナー像の転写が終了すると、半導電性
ドラム１０５における用紙の卷着が解除され、用紙は、
搬送ベルト１０７によって、定着装置１０８に搬送され
て用紙に転写されたトナー像が紙面に熱定着され、用紙
に対するカラー画像の印刷が完了する。

【００３３】これに対して、タンデム型のカラー画像形
成装置は、以下に示す一括転写方式と逐次転写方式とに
大別される。

【００３４】図６は、一括転写方式のカラー画像形成装
置を示している。同図に示すように、一括転写方式の画
像形成装置は、複数併設された各画像形成ステーション
１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ）に
おいて感光体の表面に形成されるトナー像を転写装置１
１１により順次に中間転写体１１０転写してイエロー、
マゼンタ、シアン、およびブラックの各色成分のトナー
像を重ねた後に、転写装置１１３により、このトナー像
を中間転写体１１０から用紙に一括して再転写する。

【００３５】また、図７および図８は、逐次転写方式の
カラー画像形成装置の構成を示している。同図に示すよ
うに、逐次転写方式のカラー画像形成装置は、給紙部１
１６から排紙部１１７にわたって形成される用紙搬送路
に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック
の各色成分のトナー像を形成する画像形成ステーション
１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ）が
併設されており、転写装置１１１（１１１Ｙ、１１１
Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ）の転写バイアスにより各画像
形成ステーション１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２
Ｃ、１１２Ｋ）から用紙搬送路を搬送される用紙上に順
次トナー像を転写し、このトナー像を定着装置１０８に
より用紙上に定着する。

【００３６】なお、上述のカラー画像形成装置で両面印
刷をする場合を考えると、通常、図８に示すように一旦
用紙を排出部１１７へと搬送しておき、その後、用紙を
その後端から帰還搬送路１１５に導くことにより、用紙
の搬送をスイッチバックして再度用紙が画像形成ステー
ション１１２（１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２
Ｋ）に対向する印刷位置に案内されたときに裏面に印刷
がされるようにする手法が広く用いられている。また、
上述のカラー画像形成装置を比較した場合、図６〜図８
に示す一括転写方式および逐次転写方式のいずれの転写
方式であっても図５に示す単一ドラム型と比較して、ほ
ぼ４倍の処理速度を有している。

【００３７】以上が一般的なカラー画像形成装置の構成
の説明であるが、以下に説明する本発明の画像形成装置
は、上述の一括転写方式および逐次転写方式のそれぞれ
の方式で動作する２つの転写手段を備えるとともに、図
８に示すような搬送される用紙Ｐをスイッチバックさせ
る機構を不要にしている点が主な特徴となる。

【００３８】図１は、第１の実施形態におけるカラー画
像形成装置１の構成を示している。同図に示すように、
カラー画像形成装置１は、画像形成手段としての画像形
成ステーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０
Ｋ）、用紙搬送ベルト２が駆動ローラ２２および従動ロ
ーラ２１に張架されて構成される搬送ユニット、未定着
のトナー像を用紙に定着する定着装置３、印刷されるべ
き用紙を収容する用紙カセット４、印刷されるべき用紙
を、順次、画像形成ステーション１０（１０Ｙ、１０
Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７
Ｃ、および７Ｋ）と間に位置する転写位置５へと供給す
る給紙部１４、装置外部に用紙を排出する用紙排出部１
３、および後述のバイアス転写ローラ３１を備えてい
る。

【００３９】カラー画像形成装置１において、印刷され
る用紙Ｐは、用紙カセット４に収納されており、画像形
成時には給紙部１４の備えられる給紙ローラ１５によっ
て用紙搬送路に送り出される。この用紙搬送路は、給紙
部１４から各転写位置５および定着装置３を経由して用
紙排出部１３にわたって形成されている。そして、用紙
搬送路に沿って図示しない複数の搬送ローラが備えられ
ており、用紙搬送路の用紙が円滑に下流側へと搬送され
る。

【００４０】また、画像形成ステーション１０（１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と対向する位置において
用紙搬送路に沿って搬送ユニットが配置されており、画
像形成ステーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１
０Ｋ）でカラー印刷される用紙Ｐは、搬送ユニットに備
えられる用紙搬送ベルト２により定着装置３まで案内さ
れ、その後用紙排出部１３からカラー画像形成装置１の
外部へと排出される。

【００４１】用紙搬送ベルト２は、樹脂製で無端状の静
電吸着ベルト等で構成されており、駆動ローラ２２およ
び従動ローラ２１に張架され、各画像形成ステーション
１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）における感光
体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）に当接しつつ無端走行
する。

【００４２】さらに、本実施形態において、用紙搬送ベ
ルト２は、電気抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の半導電性の
材料としてカーボンが分散されたポリカーボネイトで形
成されており、用紙搬送ベルト２が張架される駆動ロー
ラ２２の中心軸および従動ローラ２１の中心軸の間隔に
相当する長さは、本実施の形態のカラー画像形成装置１
にて使用可能な最大紙サイズであるＡ３より長くしてあ
る。

【００４３】また、用紙搬送ベルト２には、用紙搬送ベ
ルト２の位置を検知するための図示しないホワイトマー
クが施されており、図示しない光学式の位置検知センサ
によって用紙搬送ベルト２の周面の回転位置を常に検知
している。なお、後述するように第２の転写手段により
転写処理がされる際には中間転写体として使用される。

【００４４】画像形成ステーション１０（１０Ｙ、１０
Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）は、それぞれ像担持体としての感
光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）を備えており、感光
体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）の周囲に帯電装置１
２、露光装置６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）、現像装置
９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）、および図示しない清掃
装置等を備えている。なお、それぞれの画像形成ステー
ション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）は、異
なる色のトナーが用いられることを除くと同一の構成を
している。

【００４５】用紙搬送路における画像形成ステーション
１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の下流側に
は、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱および圧力によ
って定着させる定着装置３が設けられており、用紙Ｐが
定着装置３を通過することにより用紙上の未定着のトナ
ー像が定着される。

【００４６】また、画像形成ステーション１０（１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と対向する位置に第１の
転写手段を構成する転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、
７Ｋ）が設けられている。転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、
７Ｃ、７Ｋ）は、用紙搬送ベルト２の内周面に配置され
ており、この転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）
と感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）とにより用紙搬
送ベルト２が挟持された状態になっている。

【００４７】転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）
は、転写位置５において、用紙搬送ベルト２のベルトル
ープ内側にトナーの帯電極性と逆のプラスの転写バイア
ス電圧を印加して、感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８
Ｋ）の表面のトナーを用紙搬送路上の用紙へと転写させ
る。

【００４８】さらに、転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７
Ｃ、７Ｋ）は、電気抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ以下であるカ
ーボンが分散された発砲ウレタンゴムで形成されてお
り、用紙搬送ベルト２の裏面側から感光体８に向けて所
定の圧力で押圧しつつ用紙搬送ベルト２の図中の矢印で
示す方向への走行に従動するように回転する。

【００４９】用紙搬送路において定着装置３の下流側に
は、カラー画像形成装置１の外側から突出して設けられ
た図示しない排紙トレイ上に用紙Ｐを排出する一対の排
紙ロ−ラ１３と、両面印刷時における裏面の印刷を実行
する際に使用する帰還経路としてのＵターン搬送路Ｒへ
用紙を選択的に導く図示しない切替ゲートと、が設けら
れている。

【００５０】切替ゲートは、印刷モードに応じて、定着
装置３から用紙排出部１３への経路と、定着装置３から
Ｕターン搬送路Ｒ上に位置する一時保管バッファユニッ
ト１１への経路とを切り替える。なお、本発明におい
て、同図に示す用紙搬送路におけるＵターン搬送路Ｒへ
の分岐点を帰還開始部Ｓといい、帰還経路から用紙搬送
路へ合流する点を帰還完了部Ｅという。

【００５１】図２は、カラー画像形成装置１の制御部の
構成を示している。同図に示すようにカラー画像形成装
置１の制御部は、ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５
２、切替ゲート駆動部５３、転写手段切替回路５４、操
作部５５、搬送ベルト位置検出部５６、離間手段駆動回
路５７、および画像形成制御部５８により構成されてい
る。

【００５２】これらの構成要素のうち、操作部５５は、
印刷部数、片面印刷、両面印刷等の印刷モードの指定を
行うための操作パネルを備えている。搬送ベルト位置検
出部５６は、用紙搬送ベルト２上のホワイトマークを検
出する位置検知センサを備えており、中間転写体として
用紙搬送ベルト２を使用する際においてトナー像が形成
されている位置を把握するために用いられる。

【００５３】離間手段駆動回路５７は、後述する搬送ユ
ニットの離間操作に使用するモータ、ソレノイド等の駆
動を制御する回路である。画像形成制御部５８は、画像
形成ステーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０
Ｋ）、転写ローラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）、バイ
アス転写ローラ３１、および定着装置３等の電子写真方
式の画像形成処理の各プロセスの制御を行う。

【００５４】切替ゲート駆動部５３は、片面印刷時また
は両面印刷時のそれぞれに応じて、搬送される用紙を用
紙排出部１３またはＵターン搬送路Ｒのいずれに導くべ
きかを決定して切替ゲートを動作させる。転写手段切替
回路５４は、用紙の表面または裏面のいずれに印刷する
かに応じて使用すべき転写手段の切替を行う。なお、用
紙の表面または裏面のいずれに印刷すべきかは、例え
ば、前記切替ゲートの状態等から判断することができ
る。

【００５５】この構成において、カラー画像形成装置１
において用紙の表面にのみ印刷をする場合、画像形成ス
テーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の
各感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）上には、原稿画
像等に対して鏡像のトナー像が形成されるとともに、レ
ジストローラにより所定のタイミングで転写位置５へ案
内される用紙Ｐ上には、所定の転写電圧が印加された転
写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）によってトナー
像が順次多重転写（逐次転写）されて原稿画像に対して
正像の４色フルカラートナー像が付着する。

【００５６】４色フルカラートナー像が付着された用紙
Ｐが定着装置３を通過すると、このトナー像が最終的な
画像として定着して、フルカラーの発色がなされ、図示
しない排紙トレイ上に排紙される。このように、片面印
刷時においては、用紙搬送ベルト２は用紙を定着装置３
まで搬送する搬送手段としての用途のみに使用される。

【００５７】次に、両面印刷時において、用紙Ｐの表面
へのトナーの転写は上述と同様に行われる。ただし、両
面印刷モードが選択されている場合、用紙Ｐの表面への
定着が完了すると、用紙Ｐは、下方へ向かってＵターン
し、印刷面が下向きの姿勢で一時保管バッファユニット
１１へ直接送り込まれる。すなわち、用紙Ｐは、定着装
置３を通過した後、図中実線で示すように、Ｕターン搬
送路Ｒを搬送される。

【００５８】つまり、本実施形態では、従来技術のよう
に用紙の搬送をスイッチバックさせる操作を伴わずに、
用紙を画像形成ステーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１
０Ｃ、１０Ｋ）の上流側に帰還させる。このとき、用紙
を用紙排出部１３へと導く用紙搬送路は図示しない切替
えゲートにより閉鎖された状態であり、一時保管バッフ
ァユニット１１へのＵターン搬送路Ｒが開放された状態
となっているため、定着装置３を通過した後、用紙Ｐは
Ｕターン搬送路Ｒに導かれ一時保管バッファユニット１
１へ誘導される。

【００５９】用紙Ｐが一時保管バッファユニット１１へ
送り込まれると、用紙Ｐを一時的に待機させた状態で、
各色の画像形成ステーション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１
０Ｃ、１０Ｋ）において裏面用の画像形成が行われ、用
紙搬送ベルト２上へ逐次的に一次転写が行われる。

【００６０】すなわち、各画像形成ステーション１０
（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の感光体８（８
Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）上に原稿画像に対して正像のト
ナー像が形成され、所定の転写電圧が印加された転写ロ
ーラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）によってこのトナー
像が用紙搬送ベルト２上に順次転写され、原稿画像に対
して鏡像のフルカラートナー像が用紙搬送ベルト２上に
形成される。

【００６１】このとき、用紙搬送ベルト２から用紙へト
ナー像を転写するために使用されるのがバイアス転写ロ
ーラ３１である。このバイアス転写ローラ３１は、両面
印刷における裏面への印刷において、中間転写体として
の用紙搬送ベルト２に形成されたトナー像を用紙Ｐに一
括転写するための転写ローラである。

【００６２】そして、この用紙搬送ベルト２上の原稿画
像に対して鏡像の４色フルカラートナー像が、所定の転
写電圧が印加されたバイアス転写ローラ３１により、用
紙Ｐに転写される。このとき、用紙搬送ベルト２の走行
に合うようにレジストローラで所定のタイミングで搬送
される用紙Ｐの裏面へフルカラーのトナー像が一括転写
（二次転写）され、原稿画像等に対して正像の４色フル
カラートナー像が形成される。

【００６３】この正像の４色フルカラートナー像が最終
的な画像として定着装置３で用紙Ｐに定着される。この
両面印刷モードにおいては、用紙搬送ベルト２は中間転
写体としても使用される。なお、バイアス転写ローラ３
１により、本発明の第２の転写手段が構成される。この
実施形態ではバイアス転写ローラ３１がトナーを引きつ
けることにより転写を行っているが、バイアス転写ロー
ラ３１の配置位置を用紙搬送ベルト２の内周側に配置し
てトナーを押し出すように転写を行う場合であっても、
用紙Ｐの表面の現像剤像について定着処理が完了してい
るため、特に用紙表面の画像の乱れを生じることはな
い。

【００６４】図３は、本発明の画像形成装置の第２の実
施形態の構成を示している。なお、原則として本実施の
形態においてカラー画像形成装置１の構成は、第１の実
施形態と同様であるが、本実施の形態では、カラー画像
形成装置１に離間手段が追加して設けられている点が異
なっている。

【００６５】同図に示すように、第２の実施形態におけ
るカラー画像形成装置１は、従動ローラ２１との対向位
置にバイアス転写ローラ３１が配置されており、従動ロ
ーラ２１とバイアス転写ローラ３１とで用紙搬送ベルト
２を挟持した状態を保ちながら搬送ユニットおよび転写
ローラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）を下方へ移動させ
る離間手段を備えている。

【００６６】この構成において、転写ローラ７（７Ｋ，
７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）による各画像形成ステーション１０
（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の感光体８（８
Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）から用紙搬送ベルト２へのトナ
ー像の転写が完了すると、離間手段が、搬送ユニットお
よび転写ローラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）を従動ロ
ーラを中心に揺動させて、用紙搬送ベルト２および転写
ローラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７Ｙ）を画像形成ステー
ション１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）から離
間させる。

【００６７】そして、バイアス転写ローラ３１と対向す
る領域に用紙搬送ベルト２上に形成された用紙の裏面に
転写すべきトナー像の先端部が案内されるタイミングに
合致するように、一時保管バッファユニット１１に収容
されている用紙Ｐの搬送が開始される。

【００６８】バイアス転写ローラ３１によって、用紙搬
送ベルト２から用紙Ｐの裏面へトナー像の転写がされる
と、用紙は用紙搬送ベルト２により、下流側に位置する
定着装置３へ搬送される。用紙Ｐが定着装置３へ搬送さ
れる際には、用紙搬送ベルト２が画像形成ステーション
１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）から離間され
ているため、用紙が感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８
Ｋ）と接触等することにより用紙裏面の未定着のトナー
像が乱れること等の不具合を生じない。

【００６９】図４は、本発明の画像形成装置の第２の実
施形態の構成を示している。なお、原則として本実施の
形態においてカラー画像形成装置１の構成は、第２の実
施形態と同様であるが、本実施の形態では、バイアス転
写ローラ３１が画像形成ステーション１０（１０Ｙ、１
０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の下流側である駆動ローラ２２
との対向位置に配置されている点、および離間手段によ
り搬送ユニットや転写ローラ７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ、７
Ｙ）とともにバイアス転写ローラ３１も移動する点が異
なっている。

【００７０】同図に示すように、裏面画像の一括転写を
行うためのバイアス転写ローラ３１は、用紙搬送ベルト
２に沿って画像形成ステーション１０Ｙよりも下流側に
配置することにより、用紙Ｐの裏面にトナー像が転写さ
れる位置のすぐ下流側に定着装置３が位置することにな
る。これにより、用紙裏面の形成されるトナー像が未定
着の状態が短期間となるため、用紙Ｐの裏面のトナー像
に乱れが生じることを防止して再現性の高い画像を形成
することが可能になる。

【００７１】また、第２の実施形態と同様に、用紙Ｐに
付着したトナー像や用紙搬送ベルト２上に一時的に転写
されたトナー像が感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）
等に接触して摩擦力や振動等を受けることを防止でき、
形成されるトナー像に乱れが生じるのを防止することが
できる。

【００７２】なお、以上のように、用紙の表面を印刷す
る場合では中間転写体を経由しないのに対して、用紙の
裏面を印刷する際には中間転写体を経由するため、表面
の印刷時と裏面の印刷時とで感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８
Ｃ、８Ｋ）上に形成されるべき静電潜像の書込方向を反
転させることが必要となる。

【００７３】そこで、本発明のカラー画像形成装置１
は、静電潜像を書き込む方向を自在に反転させることが
可能な露光装置６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）を備えて
おり、感光体８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）上に正像ま
たは鏡像を選択的に形成できるようにしている。

【００７４】具体的には、印刷モードが片面印刷のとき
には、露光装置６は、感光体８上に鏡像の潜像書込を行
う。なお、このときの転写手段は転写ローラ７を用いて
逐次転写を行う。また、離間手段による搬送ユニット等
の移動は特に必要がないため行わない。

【００７５】印刷モードが両面印刷である場合であっ
て、用紙の表面を印刷するときには、露光装置６は感光
体８上に鏡像の潜像書込を行う。転写手段としては転写
ローラ７を用いて逐次転写が行われ、用紙搬送ベルト２
に裏面用のトナー像を転写させる都合上、離間手段によ
る搬送ユニット等の移動は行わない。

【００７６】印刷モードが両面印刷である場合であっ
て、用紙の裏面を印刷するときには、露光装置６は感光
体８上に正像の潜像書込をする。このとき、転写手段と
しては中間転写体としての用紙搬送ベルト２とバイアス
転写ローラ３１とを用いて用紙搬送ベルト２上のトナー
像を用紙の裏面に一括して転写を行う。さらに、裏面印
刷の際には、離間手段による搬送ユニット等の移動を行
い、用紙の裏面に安定した印刷を行う。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、以下
の効果を奏することができる。

【００７８】（１）転写方向の異なる第１の転写手段と
第２の転写手段とを用紙搬送路に沿って配置しているこ
とから第１の転写手段で用紙の一方の面に現像剤像を転
写した後、帰還経路を通過して第２の転写手段の転写位
置に搬送される用紙をスイッチバックすることを不要に
でき、装置の小型化および単純化を図るとともに両面印
刷に要する時間を短縮することができる。また、両面印
刷時において、第１の転写手段により現像剤像が転写さ
れ未定着の現像剤像を表面に付着させた用紙が裏面の印
刷のために第２の転写手段の転写位置に搬送される間
に、第１の転写手段の転写位置と帰還経路の開始位置と
の間に配置した定着装置を経由させ表面に付着した現像
剤像をこの定着装置により定着することから、第２の転
写手段による転写処理の際に第１の転写手段により用紙
に転写された現像剤像が乱れること等を防止し、用紙上
に形成される画像の再現性を向上させることができる。
また、用紙搬送ベルト上の現像剤像の極性を転換させる
極性転換手段等が不要となるため、省電力化を図るとと
もに用紙の両面に対して安定した転写性を得ることがで
きる。

【００７９】（２）第１の転写手段は、複数の画像形成
手段で形成された現像剤像を順次用紙へと転写して複数
色の現像剤像を形成する逐次転写を行い、第２の転写手
段は、用紙搬送ベルトを中間転写材として用いること
で、あらかじめ用紙搬送ベルトに像担持体から第１の転
写手段により現像剤像を転写しておき、この用紙搬送ベ
ルトから現像剤像を用紙に一括転写して複数色の画像を
形成することから、用紙の反転ユニットを備えることな
く、用紙の両面に高画質の多色画像を自在に形成するこ
とができる。また、中間転写材を最大でも１度しか使用
しないことから転写の回数が増加して形成される画像に
乱れが生じること等を防止できる。

【００８０】（３）用紙の裏面に現像剤像を転写する第
２の転写手段の転写位置が用紙搬送路における複数の画
像形成手段の上流側であり、例えば離間手段により該転
写位置の近傍を中心に搬送ユニットを揺動させて画像形
成手段から離間させることで、用紙搬送ベルトから用紙
に現像剤を転写する装置等を移動させることなく容易に
用紙搬送ベルトを画像形成手段から離間させることがで
きることから、一旦転写された用紙裏面の現像剤像が用
紙搬送ベルトと各画像形成手段の像担持体との接触によ
り振動を受ける等により乱されることを防止できる。

【００８１】（４）第２の画像形成手段の転写位置が用
紙搬送路における複数の画像形成手段の下流側の位置、
すなわち定着装置の直前に配置したことから、用紙の裏
面に転写された現像剤像をすぐに定着装置により定着で
きるため、用紙の裏面に転写された未定着の現像剤像が
乱されることを防止できる。

【００８２】（５）現像剤像が転写されるのが用紙の表
面または用紙の裏面のいずれであるのかに応じて、画像
形成手段の像担持体に静電潜像を形成する際の露光方向
が反転可能となることから、用紙の反転ユニットを用い
ずに、用紙のいずれの面に対しても再現性に優れた多色
画像等を自在に形成することができる。

【００８３】（６）現像剤像が転写される回数に応じて
画像形成手段で形成される現像剤像を画像データに対し
て鏡像または正像のうちのいずれか適当な状態で形成す
ることができるため、用紙の反転ユニットを用いずに、
用紙のいずれの面に対しても再現性に優れた多色画像等
を迅速に形成することができる。

【００８４】よって、用紙の反転手段を設けることや構
成を複雑化を防止しつつ、用紙の表面および裏面に再現
性に優れた画像を高速かつ安定して形成することを可能
にする画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態におけるカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図２】本発明の画像形成装置の制御部の構成を示す図
である。

【図３】第２の実施形態におけるカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図４】第３の実施形態におけるカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図５】一般的な単一ドラム型のカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図６】一般的な一括転写方式のカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図７】一般的な逐次転写方式のカラー画像形成装置の
構成を示す図である。

【図８】反転ユニットを備えた逐次転写方式のカラー画
像形成装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１−カラー画像形成装置２−用紙搬送ベルト３−定着装置４−用紙カセット５−転写位置６−露光装置７−転写ローラ８−感光体９−現像装置１０−画像形成ステーション１１−一時保管バッファユニット１２−帯電装置１３−用紙排出部１４−給紙部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/043 Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ 15/16 15/04 １２０１０３ 21/00 ３７２ 21/14 (72)発明者成松正恭大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者武居雄一郎大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DC04 DE09 EB06 ED06 ED16 ED24 EE02 EE07 EF09 FA13 FB07 FB19 2H028 BA06 BA14 BB02 BB04 BB06 2H076 AB05 AB16 AB71 2H200 FA17 GA12 GA23 GA34 GA47 GB25 HB12 HB22 JA02 JA18 JA29 JB07 JB49 JC04 JC09 JC19 LA11 LA24 PA10 PA26 2H300 EB02 EB04 EB07 EB12 EC01 EC02 EC05 EC16 ED09 ED12 EF01 EF02 EF03 EF05 EF08 EF17 EH12 EH16 EH38 EJ09 EJ12 EJ16 FF05 GG01 GG02 GG03 GG08 GG30 GG31 GG35 GG38 HH24 HH40 QQ10 QQ32 RR12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成されるべき用紙を給紙部から画像
形成位置を経由して排出部へと搬送する用紙搬送路に沿
って、画像データに基づいて用紙に転写すべき現像剤像
を像担持体上に形成する電子写真方式の画像形成手段
と、前記画像形成手段に対向するように配置され前記現
像剤像が転写される用紙を保持しつつ搬送するととも
に、現像剤像を担持する中間転写体でもある無端状の搬
送手段を有する搬送ユニットと、を備えた画像形成装置
において、用紙搬送路における前記画像形成手段の下流側に位置す
る帰還開始部と前記画像形成手段の上流側に位置する帰
還完了部とを連通する帰還経路と、用紙搬送路を挟んで
前記画像形成手段と対向するように配置される第１の転
写手段と、帰還経路を含む用紙搬送路に沿って前記搬送
手段と対向するように配置されるとともに前記第１の転
写手段と用紙に対する転写方向が逆となる第２の転写手
段と、前記第１の転写手段の転写位置および前記帰還開
始部の間に配置される定着装置と、を備え、両面印刷時には、用紙を給紙部から画像形成位置、帰還
開始部、帰還経路、および帰還完了部を経由して排出部
へと搬送するとともに、用紙が最初に画像形成位置に案
内された時または用紙が帰還経路上にある時に、第１の
転写手段を動作させ、第１の転写手段による前記搬送手
段への現像剤像の転写が完了した後には第２の転写手段
を動作させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成手段は、画像データのうちの
それぞれ異なる色成分ごとに複数設けられており、前記
第１の転写手段は、各画像形成手段における各像担持体
表面に形成された現像剤像を用紙搬送路上を搬送される
用紙の一方の面に逐次転写し、前記第２の転写手段は、用紙が前記帰還経路を経由する
間に各画像形成手段で形成された現像剤像を前記用紙搬
送ベルト上へ逐次転写するとともに、前記用紙搬送路ベ
ルト上から前記現像剤像を用紙の他方の面に一括転写す
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の転写手段は、その転写位置が用
紙搬送路における前記各画像形成手段の上流側に位置す
るように配置されるとともに、各画像形成手段で形成さ
れる前記第２の転写手段により用紙に転写されるべき現
像剤像が前記用紙搬送ベルト上に転写された後に、前記
搬送ユニットを前記各画像形成手段から離間させる離間
手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記第２の転写手段は、その転写位置が用
紙搬送路における前記各画像形成手段の下流側に位置す
るように配置されるとともに、各画像形成手段で形成さ
れる前記第２の転写手段により用紙に転写されるべき現
像剤像が前記用紙搬送ベルト上に転写された後に、前記
搬送ユニットを前記各画像形成手段から離間させる離間
手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記各画像形成手段は、画像形成すべき画
像データに対する像担持体への露光方向が反転自在な露
光装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記露光装置は、前記第１の転写手段に係
る画像形成処理においては前記像担持体上に画像形成す
べき画像データに対して鏡像となる静電潜像を形成する
とともに、前記第２の転写手段に係る画像形成処理においては前記
像担持体上に画像形成すべき画像データに対して正像と
なる静電潜像を形成することを特徴とする請求項５に記
載の画像形成装置。