JP2006301662A - 画像形成装置 - Google Patents

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洋太郎 佐藤
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邦男 重田
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Abstract

【課題】転写材の種類や環境条件の変化或いは繰り返し使用によるトナー像受像体の変化や劣化等によっても、トナー像受像体或いは転写材へのトナー像の転写や転写材の帯電や分離が良好になされる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】転写材の両面に画像形成できる画像形成装置において、転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段を設け、転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じて、記転写材の帯電を行う転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、転写電流或いは転写電圧の値、転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更する。
【選択図】図4

Description

本発明は、像担持体の周辺に帯電手段、像露光手段と現像手段を配置して像担持体に形成され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する。
従来、両面画像形成においては、像担持体上に形成され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紙装置に収納し、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紙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。
この両面画像形成装置では、上記の如く、両面反転給紙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、ジャム等を引き起こす原因となっていた。これに対し、特許文献1、特許文献2、特許文献3や特許文献4等により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、特に特許文献3や特許文献4には、像担持体、帯電手段、像露光手段、現像手段等よりなる像形成手段を複数組トナー像受像体上に並列に配置し、両面カラー画像を形成する方法が提案されている。
特公昭49−37538号公報 特公昭54−28740号公報 特開平1−44457号公報 特開平4−214576号公報
しかしながら、上記の特許文献3や特許文献4により提案される両面カラー画像形成は、転写材の搬送性は向上するが、トナー像受像体上に1色ずつカラートナー像を重ねて行くので、色ズレやトナーの散りやこすれ等の画像劣化が起き易い。
そこで本願発明者らは、第1の像担持手段(感光体ドラム)の周りに帯電手段、像露光手段、現像手段等よりなる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第1の転写手段により第2の像担持手段(トナー像受像体)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トナー像受像体上のトナー像とタイミングを合わせて供給される転写材を転写材帯電手段により帯電してトナー像受像体に吸着させ、トナー像受像体上を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第1の転写手段により表面画像として転写し、またトナー像受像体上のトナー像を第2の転写手段により裏面画像として転写した後、転写材分離手段によりトナー像受像体から転写材を分離し、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を作製し、該装置を用いて両面画像形成(転写材の両面に画像形成を行うとき)や表面画像のみの片面画像形成(転写材の表面のみに画像形成を行うとき)や裏面画像のみの片面画像形成(転写材の裏面のみに画像形成を行うとき)等を検討している。
しかしながら、転写材の両面に画像形成を行うときと、転写材の表面のみに画像形成を行うときとで、感光体ドラム上の表面画像のトナー像を転写材の表面に転写する第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値が同じであると、トナー像受像体上のトナー像の有無によって感光体ドラム上から転写材の表面への転写が影響を受け、表面画像のトナー像が必ずしも良好に転写材上に転写されないといった問題を生じる。
同様に、転写材の両面に画像形成を行うときと、転写材の裏面のみに画像形成を行うときとで、トナー像受像体上の裏面画像のトナー像を転写材の裏面に転写する第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値が同じであると、転写材表面のトナー像の有無によってトナー像受像体から転写材の裏面への転写が影響を受け、裏面画像のトナー像が必ずしも良好に転写材上に転写されないといった問題を生じる。
また、転写材の両面に画像形成を行う際に、感光体ドラム上に形成した裏面画像のトナー像をトナー像受像体に転写するときの第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値と、感光体ドラム上の表面画像のトナー像を転写材の表面に転写するときの第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値とが同じであると、転写材の有無によって転写電界が異なって形成されるため、転写性が影響を受け、感光体ドラム上に形成したトナー像のトナー像受像体への転写や転写材の表面への転写が必ずしも良好に行われないといった問題を生じる。
更に、転写材の表面のみに画像形成を行うときと、転写材の両面或いは裏面のみに画像形成を行うときとで、転写材のトナー像受像体への供給部において転写材を帯電してトナー像受像体に吸着させる転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値が同じであると、トナー像受像体上のトナー像の有無によって転写材とトナー像受像体との密着性が影響を受け、トナー像受像体による転写材の搬送が良好に行われなかったり、トナー像受像体上のトナー像が乱れて画像が乱れるといった問題を生じる。
更にまた、転写材の表面のみに画像形成を行うときと、転写材の裏面のみ或いは両面に画像形成を行うときとで、転写材のトナー像受像体からの分離部において転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値が同じであると、転写材の表面或いは裏面のトナー像の有無によって転写材上に溜まる電荷が異なるため、転写材の分離性が影響を受け、分離が良好になされないといった問題を生じる。
また、転写材の種類や環境条件の変化或いは繰り返し使用によるトナー像受像体の変化や劣化等により、トナー像受像体或いは転写材へのトナー像の転写や転写材の帯電や分離が良好になされないといった問題を生じる。
本発明は上記の問題点を改良し、転写材の両面に画像形成を行うとき、転写材の表面のみに画像形成を行うとき及び転写材の裏面のみに画像形成を行うときの何れにおいても、トナー像受像体或いは転写材へのトナー像の転写が良好になされるとともに、転写材の搬送や分離も良好になされる画像形成装置を提供することを目的とする。
また、転写材の種類や環境条件の変化或いは繰り返し使用によるトナー像受像体の変化や劣化等によっても、トナー像受像体或いは転写材へのトナー像の転写や転写材の帯電や分離が良好になされる画像形成装置を提供することを目的とする。
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担持する第1の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、前記転写材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、前記転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段を設け、前記転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じて、前記転写材の前記第2の像担持手段への供給部において前記転写材の帯電を行う転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置によって達成される(第1の発明)。
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担持する第1の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、前記転写材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、前記転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段と、前記転写材の搬送方向に直交する方向の幅を検知する転写材幅検知手段とを設け、前記転写材抵抗・容量検知手段による検知結果と、前記転写材幅検知手段による検知結果とに応じて、前記転写材の前記第2の像担持手段への供給部において前記転写材の帯電を行う転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置によって達成される(第2の発明)。
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担持する第1の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、前記転写材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、前記第2の像担持手段に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記第2の像担持手段に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記第2の像担持手段の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する第2の像担持手段抵抗・容量検知手段を設け、前記第2の像担持手段抵抗・容量検知手段による検知結果に応じて、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置によって達成される(第3の発明)。
第1の発明によれば、転写材の厚みや材質或いは機内の環境条件等によって転写材の抵抗・容量の変化が有っても、トナー像の転写や転写材の帯電や転写材の分離が良好に行われる。
第2の発明によれば、第2の像担持体の繰り返し使用による劣化や機内の環境条件等によって第2の像担持体の抵抗・容量の変化が有っても、トナー像の転写や転写材の分離が良好に行われる。
第3の発明によれば、第2の像担持手段抵抗・容量検知手段により、転写材の種類や環境条件の変化或いは繰り返し使用による第2の像担持手段の変化や劣化等が有っても、表面画像の片面画像形成時、裏面画像の片面画像形成時或いは両面画像形成時におけるトナー像の転写、転写材の帯電及び転写材の分離が良好に行われる。
以下本発明の実施の形態を説明する。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く、以下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。なお以下の実施形態の説明において、転写域において像担持体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第2の像担持手段に対向する側の転写材の面を裏面といい、転写材の表面に転写される画像を表面画像、転写材の他方の側の面に転写される画像を裏面画像という。また、以下の説明において転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値を大きくするという場合は、各電流或いは電圧の絶対値を大きくするという意味であり、転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値を大きくするという場合は、単にAC電流或いはAC電圧を大きくするという意味である。但し転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧がDC成分を含む場合は、DC成分の電流或いは電圧の絶対値を大きくするという意味も含まれる。
実施形態1
本発明の画像形成装置の第1の実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について図1〜図3を用いて説明する。図1は、本発明の画像形成装置の第1の実施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、本発明にかかわる画像形成装置により転写材の両面に画像形成を行うときのトナー像の形成状態と転写材の供給を示す図であり、図3は、本発明にかかわる画像形成装置により転写材の表面または裏面のみに画像形成を行うときのトナー像の形成状態と転写材の供給及び排出を示す図であり、図3(A)は表面画像形成を示す図であり、図3(B)は裏面画像形成を示す図である。
第1の像担持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、接地された状態で図1の矢印で示す時計方向に回転される。
帯電手段としてのスコロトロン帯電器11、像露光手段としての露光ユニット12、現像手段としての現像器13は、それぞれ、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に用いられ、本実施形態においては、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。
各色毎の帯電手段としてのスコロトロン帯電器11は、鋸歯状電極或いはワイヤ電極からなるコロナ放電電極11aと、感光体ドラム10の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持された制御グリッドとで構成され、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と対峙し近接して取り付けられる。スコロトロン帯電器11は、トナーと同極性のコロナ放電(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。
各色毎の像露光手段としての露光ユニット12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なるようにして、感光体ドラム10の内部に配置される。
各色毎の露光ユニット12は、それぞれ、像露光光の発光素子としてのLED(発光ダイオード)121を感光体ドラム10の軸と平行に複数個アレイ状に並べた線状の露光素子12aと等倍結像素子としてのセルフォックレンズ12bとが不図示のホルダに取付けられた露光用ユニットとして構成される。これら各色毎の露光ユニット12は、一様露光器12c及び転写同時露光器12dとともに保持部材20に取付けられ、保持部材20を装置本体に固定することにより、各色毎の露光ユニット12、一様露光器12c及び転写同時露光器12dが一体となって感光体ドラム10の基体内部に収容される。露光素子としては、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線状のものが用いられる。露光ユニット12は、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に基づいて感光体ドラム10に像露光を行い、感光体ドラム10上に潜像を形成する。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のトナーの透過性の高い680〜900nmの範囲のものが良好であるが、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。
各色毎の現像手段としての現像器13は、それぞれ、例えば厚み0.5mm〜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剤担持体である現像スリーブ131と、現像ケーシング138とを備え、内部にY、M、CおよびKの一成分あるいは二成分の現像剤を収容している。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と所定の値の間隙、例えば100μm〜1000μmをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム10の回転方向と順方向に回転しており、現像スリーブ131に対して現像バイアスと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)の直流電圧あるいは直流と交流との重畳電圧を印加することにより、感光体ドラム10の露光部に対して非接触の状態で反転現像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐために20μm程度以下が必要である。
第2の像担持手段としてのトナー像受像体14aは、駆動ローラ14d及び従動ローラ14e間に張架され、感光体ドラム10に接触して設けられた無端状のベルトであり、例えば厚さ0.5〜2.0mm、体積抵抗率108〜1014Ω・cmのシリコンゴム或いはウレタンゴムからなる半導電性のゴムベルト基体の外側に、トナーフィルミング防止層として厚さ5μm〜50μmの半導電性のフッ素コーティングを行った2層構成とされる。ゴムベルト基体の代わりに、厚さ0.1〜0.5mm、体積抵抗率108〜1014Ω・cmの半導電性のポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、変性ポリイミドやETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等を使用することもできる。
転写材帯電手段としての紙帯電器150は、支軸152を回転支点としてトナー像受像体14aに当接及び当接解除可能な帯電ブラシであり、トナー像受像体14aを張架する接地された従動ローラ14eに対向して配置される。紙帯電器150は、転写材としての記録紙Pの通過にともない記録紙Pを介してトナー像受像体14aに当接状態とされ、記録紙Pの後端の通過直前或いは同時にトナー像受像体14aより当接解除され記録紙Pと離間される。記録紙Pが紙帯電器150を通過する際、紙帯電器150にトナーと同極性の直流電圧を印加することにより記録紙Pを帯電し、記録紙Pはトナー像受像体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、トナー像受像体14a上のトナー像や感光体ドラム10上のトナー像と記録紙Pとが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。転写材帯電手段としては、その他に、トナー像受像体14aに当接及び当接解除可能な導通ローラや導電性フィルム等を用いることも可能である。
第1の転写手段としての転写器14c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コロトロン帯電器であり、トナー像受像体14aを介して感光体ドラム10に対向して配置される。転写器14cはトナー像受像体14aの背面をトナーと反対極性に帯電することにより感光体ドラム10との間に転写域14bを形成し、感光体ドラム10上の裏面画像のトナー像をトナー像受像体14aに転写し、また感光体ドラム10上の表面画像のトナー像を記録紙Pの表面に転写する。
第2の転写手段としての裏面転写器14g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コロトロン帯電器であり、接地された駆動ローラ14dに対向してトナー像受像体14a上を搬送される記録紙Pの表面側に配置される。裏面転写器14gは記録紙Pの表面をトナーと反対極性に帯電し、トナー像受像体14a上の裏面画像のトナー像を記録紙Pの裏面に転写する。
転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hは、AC電圧またはACとDCの重畳電圧が印加されるコロトロン帯電器であり、接地された駆動ローラ14dに対向してトナー像受像体14a上を搬送される記録紙Pの表面側に配置される。紙分離AC除電器14hは、記録紙Pのトナー像受像体14aからの分離部において記録紙Pを除電し、トナー像受像体14aから分離する。
定着手段としての定着装置17は、ともに内部にヒータを有する定着ローラ17aと圧着ローラ17bとで構成される熱ローラ定着器であり、トナー像受像体14aから分離され両面にトナー像を有する記録紙Pを定着ローラ17aと圧着ローラ17bとの間で挟持搬送することにより熱と圧力とを加え、記録紙P上のトナー像を定着する。
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、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。
また原稿画像として、本装置とは別体の画像読取装置の撮像素子により読み取られた画像あるいはコンピュータで編集された画像が、Y、M、CおよびKの各色別の画像データとして一旦メモリに記憶され格納される。
感光体ドラム10は電位を付与された後、Yの露光ユニット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露光走査が開始され、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。
感光体ドラム10上に形成されたYの静電潜像は、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。
次いで感光体ドラム10は、前記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露光が行われ、Mの静電潜像が形成される。Mの静電潜像は、Mの現像器13により非接触の状態で反転現像され、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。
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、また黒色(K)のスコロトロン帯電器11、Kの露光ユニット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Y、M、CおよびKの重ね合わせカラートナー像が形成される(トナー像形成手段)。
これらY、M、CおよびKの露光ユニット12による感光体ドラム10の有機感光層に対する露光はドラムの内部より前述した透明の基体を通して行われるため、第2,第3および第4の色信号に対応する画像の露光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。
上記の画像形成プロセスによって第1の像担持手段としての感光体ドラム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、転写域14bにおいて、転写器14cにより、第2の像担持手段としてのトナー像受像体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による一様露光を行ってもよい。
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、感光体ドラム10のクリーニング手段としてのクリーニング装置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12cによる露光によって除電され、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。
以上のようにして感光体ドラム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た後、引き続き、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。なお感光体ドラム10上に形成する表面画像は、先に形成した裏面画像に対して鏡像になる様に、画像データを変更する必要がある。
また転写材収納手段である給紙カセット15から、転写材である記録紙Pが送り出しローラ15aによりタイミングローラ15bへ送り出され、タイミングローラ15bの駆動によって、図2に示すように、感光体ドラム10上に担持された表面画像のカラートナー像と、トナー像受像体14aに担持されている裏面画像のカラートナー像と、記録紙Pとの同期がとられて、紙帯電器150へ給送される。
紙帯電器150は記録紙Pの通過にともない当接状態とされ、記録紙Pを帯電する。記録紙Pはトナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のカラートナー像を介してトナー像受像体14aに吸着され、トナー像受像体14aの移動とともに転写域14bへ給送される。
転写域14bでは、第1の転写手段としての転写器14cにより感光体ドラム10上の表面画像のカラートナー像が一括して記録紙Pの表面に転写される。この際、トナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のカラートナー像は記録紙Pに転写されないでトナー像受像体14a上に存在する。なお転写器14cによる転写の際、良好な転写がなされるように、転写器14c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により一様露光を行うようにしてもよい。
表面にカラートナー像が転写された記録紙Pは、次に第2の転写手段としての裏面転写器14gへと搬送され、裏面転写器14gによりトナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のカラートナーが記録紙Pの裏面に一括して転写される。
以上のようにして両面にカラートナー像が転写された記録紙Pは、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、トナー像受像体14aから分離される。
トナー像受像体14aから分離された記録紙Pは、定着手段としての定着装置17へと搬送され、熱と圧力によって表面および裏面に付着したトナーが定着された後、排紙ローラ18を経て、装置外部のトレイへ排出される。
裏面画像のトナー像を記録紙Pへ転写した後にトナー像受像体14a上に残ったトナーは、従動ローラ14eと対向して設けられ、支軸142を回転支点としてトナー像受像体14aに当接及び当接の解除可能なブレード部材としてのトナー受像体クリーニングブレード141を有する、クリーニング手段であるトナー像受像体クリーニング装置140によりクリーニングされる。なお、前記トナー受像体クリーニングブレード141の当接解除及び当接は不図示の当節解除ソレノイドのon,offにより行われる。
また、表面画像のトナー像を記録紙Pへ転写した後に感光体ドラム10上に残ったトナーは、裏面画像形成時と同様に感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、感光体ドラムクリーニング装置19によって残留トナーを除去され、また感光体ドラム10の周面は、帯電前の一様露光器12cによる露光によって除電され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、次の画像形成サイクルにはいる。
上記の画像形成装置においては、以上のようにして重ね合わせカラートナー像を一括転写して記録紙Pの両面にカラー画像を形成するので、トナー像受像体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を形成することができる。
また上記の説明は、記録紙Pの両面に画像を形成する際のものであるが、記録紙Pの表面または裏面のみに画像を形成できることは勿論である。
転写材の表面のみに画像形成を行うときは、図3(A)に示すように、感光体ドラム10上に形成した表面画像のカラートナー像と同期するように記録紙Pが転写域14bへ給送され、転写器14cにより表面画像のトナー像が一括して記録紙Pの表面に転写され、表面にトナー像が形成された記録紙Pは、紙分離AC除電器14hにより除電されてトナー像受像体14aから分離された後、定着手段としての定着装置17へと搬送され、排紙ローラ18へと至る排出路において反転されて、トナー像面を下面とし頁揃えされて装置外部のトレイへ排出される。
また転写材の裏面のみに画像形成を行うときは、図3(B)に示すように、感光体ドラム10上に形成した裏面画像のカラートナー像を転写器14cにより一旦トナー像受像体14a上に一括して転写し、つぎにとトナー像受像体14a上に転写した裏面画像のカラートナー像と同期するように記録紙Pが転写域14bへ給送され、裏面転写器14gにより裏面画像のトナー像が一括して記録紙Pの裏面に転写され、裏面にトナー像が形成された記録紙Pは、紙分離AC除電器14hにより除電されてトナー像受像体14aから分離された後、定着手段としての定着装置17へと搬送され、不図示の排出路切替部材により排出路を切り替えられて略水平に搬送され、トナー像面を上面とし頁揃えされて装置外部の不図示のトレイへ排出される。
なお本装置においては、図1に示すように、機内の環境条件を測定するセンサとして例えば機内湿度を検知するための湿度検知センサ160を、感光体ドラム10とトナー像受像体14aとに近接した位置に設け、センサの検知結果に応じて紙帯電器150による帯電条件、転写器14cおよび裏面転写器14gによる転写条件、紙分離AC除電器14hによる除電条件等を制御することができる。また機内の環境条件を測定するセンサとして、この他に温度センサ等を設けてもよい。
次に、本発明の第1の実施形態における第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の制御について図4〜図6を用いて説明する。図4は、第1の実施形態における第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の制御を示すブロック図であり、図5は、転写材の表面または裏面のみ或いは転写材の両面に画像形成を行う際の転写特性を示す図であり、図5(A)は両面画像形成および表面画像形成において第1の像担持手段上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段により転写材の表面に転写するときの転写特性を示す図であり、図5(B)は両面画像形成および裏面画像形成において第2の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段により転写材の裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、図5(C)は両面画像形成において第1の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像および表面画像のトナー像をそれぞれ第1の転写手段により第2の像担持手段または転写材の表面に転写するときの転写特性を示す図であり、図6は、転写材を第2の像担持手段に供給するときの転写材の帯電および第2の像担持手段への吸着の状態を示す図であり、図6(A)は表面画像形成時の状態を示す図であり、図6(B)は両面画像形成時および裏面画像形成時の状態を示す図である。
図4において、10は第1の像担持手段である感光体ドラム、14aは第2の像担持手段であるトナー像受像体、150は転写材帯電手段としての紙帯電器、14cは第1の転写手段としての転写器、14gは第2の転写手段としての裏面転写器、14hは転写材分離手段としての紙分離AC除電器であり、E1は紙帯電器150に帯電電流を供給するための直流定電流電源、E2は転写器14cに転写電流を供給するための直流定電流電源、E3は裏面転写器14gに転写電流を供給するための直流定電流電源、E4は紙分離AC除電器14hに除電電流を供給するための交流定電流電源である。
本装置では、不図示の操作部より両面画像形成モード、表面画像形成モードおよび裏面画像形成モードの中から画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる。この際、選択された画像形成モードに応じて、予め実験により求められ、記憶手段としてのROM、RAM内に格納されている画像形成モードに基づく最適電流値が制御部を通してROMやRAM内より読み出され、転写器14cの直流定電流電源E2による転写電流値、裏面転写器14gの直流定電流電源E3による転写電流値、紙帯電器150の直流定電流電源E1による帯電電流値、紙分離AC除電器14hの交流定電流電源E4による除電電流値の補正が行われる。
図5(A)は、常温常湿(20±5℃,45±10%)の環境条件下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときに、感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段としての転写器14cにより記録紙Pの表面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は表面画像形成モード時、(b)は両面画像形成モード時を示す。
両面画像形成モード時の最適転写電流値の方が表面画像形成モード時の最適転写電流値よりも大きくなっており、これは、両面画像形成モード時には記録紙Pの裏面とトナー像受像体14aとの間に裏面画像のトナー像が存在していることによって転写電界が弱められるためであると考えられる。
両面画像形成モード時及び表面画像形成モード時の何れにおいても良好な転写性を得るためには、両面画像形成モード時の転写電流値IA2を表面画像形成モード時の転写電流値IA1よりも大きく設定する必要があり、例えばIA2として0.3〜0.7mA、IA1として0.2〜0.6mAとなるように、両面画像形成モード時と表面画像形成モード時とで、感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像を記録紙Pの表面に転写するときの転写器14cへの転写電流値を変更する。
図5(B)は、常温常湿(20±5℃,45±10%)の環境条件下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときに、トナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段としての裏面転写器14gにより記録紙Pの裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は裏面画像形成モード時、(b)は両面画像形成モード時を示す。
両面画像形成モード時の最適転写電流値の方が裏面画像形成モード時の最適転写電流値よりも大きくなっており、これは、両面画像形成モード時には記録紙Pの表面に表面画像のトナー像が存在していることによって転写電界が弱められるためであると考えられる。
両面画像形成モード時及び裏面画像形成モード時の何れにおいても良好な転写性を得るためには、両面画像形成モード時の転写電流値IB2を裏面画像形成モード時の転写電流値IB1よりも大きく設定する必要があり、例えばIB2として0.3〜0.6mA、IB1として0.2〜0.5mAとなるように、両面画像形成モード時と裏面画像形成モード時とで、トナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像を記録紙Pの裏面に転写するときの裏面転写器14gへの転写電流値を変更する。
図5(C)は、常温常湿(20±5℃,45±10%)の環境条件下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用い両面画像形成モードを選択したときに、感光体ドラム10上に担持されている裏面画像のトナー像および表面画像のトナー像をそれぞれ第1の転写手段としての転写器14cによりトナー像受像体14aまたは記録紙Pの表面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)はトナー像受像体14aへの裏面画像転写時。(b)は記録紙Pの表面への表面画像転写時を示す。
表面画像転写時の最適転写電流値の方が裏面画像転写時の最適転写電流値よりも大きくなっており、これは、表面画像転写時には感光体ドラム10とトナー像受像体14aとの間に記録紙Pと裏面画像のトナー像が存在していることによって転写電界が弱められるためであると考えられる。
表面画像転写時及び裏面画像転写時の何れにおいても良好な転写性を得るためには、表面画像転写時の転写電流値IC2を裏面画像転写時の転写電流値IC1よりも大きく設定する必要があり、例えばIC2として0.4〜0.8mA、IC1として0.2〜0.6mAとなるように、裏面画像転写時と表面画像転写時とで、感光体ドラム10上に担持されている裏面画像のトナー像および表面画像のトナー像をそれぞれトナー像受像体14aまたは記録紙Pの表面に転写するときの転写器14cへの転写電流値を変更する。
また、常温常湿(20±5℃,45±10%)の環境条件下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときに、転写材帯電手段としての紙帯電器150により記録紙Pを帯電させトナー像受像体14aに吸着させるときの帯電特性を実験にて求めたところ、裏面画像形成モード時或いは両面画像形成モード時の最適帯電電流値の方が表面画像形成モード時の最適帯電電流値よりも大きくなっており、また裏面画像形成モード時と両面画像形成モード時とでは裏面画像形成モード時の最適帯電電流値の方が若干大きくなっていることが確認された。これは、図6に示すように、裏面画像形成モード時或いは両面画像形成モード時には、トナー像受像体14a上に紙帯電器150による記録紙Pの帯電極性と同じ極性の裏面画像のトナー像が存在しており、このトナー像の影響によってトナー像受像体14aへの記録紙Pへの吸着が弱められるためであると考えられる。また裏面画像形成モード時と両面画像形成モード時との違いは、両面画像形成モード時は感光体ドラム10上の表面画像のトナー像を記録紙Pの表面に転写する際に第1の転写手段としての転写器14cの印加により記録紙Pとトナー像受像体14aとの密着性が増すのに対し、裏面画像形成モード時には転写器14cは不作動であり密着効果がないためであると考えられる。
表面画像モード時、裏面画像モード時及び両面画像形成モード時の何れにおいても良好な帯電・吸着性を得るためには、両面画像形成モード時の帯電電流値を表面画像形成モード時の帯電電流値よりも大きくするとともに、裏面画像形成モード時の帯電電流値を両面画像形成モード時の帯電電流値よりも大きく或いは等しく設定する必要があり、例えば表面画像形成モード時の帯電電流値として−50μA、両面画像形成モード時の帯電電流値として−70μA、裏面画像形成モード時の帯電電流値として−75μAとなるように、表面画像形成モード時、両面画像形成モード時、裏面画像形成モード時のそれぞれにおいて、紙帯電器150により記録紙Pを帯電させトナー像受像体14aに吸着させるときの紙帯電器150への帯電電流値を変更する。
更に、常温常湿(20±5℃,45±10%)の環境条件下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときに、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hにより記録紙Pを除電しトナー像受像体14aから分離させるときの除電特性を実験にて求めたところ、両面画像形成モード時或いは裏面画像形成モード時の最適除電流値の方が表面画像形成モード時の最適帯電電流値よりも大きくなっており、また両面画像形成モード時と裏面画像形成モード時とでは両面画像形成モード時の最適除電電流値の方が若干大きくなっていることが確認された。これは、両面画像形成モード時或いは裏面画像形成モード時には、紙分離AC除電器14hによる記録紙Pの除電の直前に裏面転写器14gによる裏面画像のトナー像の転写が行われるため、これによってトナー像受像体14aと記録紙Pとの吸着が強められ、より大きな除電電流が必要となるものと考えられる。また両面画像形成モード時と裏面画像形成モード時との違いは、両面画像形成モード時は記録紙Pの表面に存在するトナー像の除電を行う必要があるため、さらに大きな除電電流が必要となるものと考えられる。
表面画像モード時、裏面画像モード時及び両面画像形成モード時の何れにおいても良好な分離性を得るためには、裏面画像形成モード時の除電電流値を表面画像形成モード時の除電電流値よりも大きくするとともに、両面画像形成モード時の除電電流値を裏面画像形成モード時の除電電流値よりも大きく或いは等しく設定する必要があり、例えば表面画像形成モード時の除電電流値として5〜7kVP-P、150μAの交流成分に+500Vの直流成分を重畳し、裏面画像形成モード時の除電電流値として5〜7kVP-P、200μAの交流成分に−500Vの直流成分を重畳し、両面画像形成モード時の除電電流値として5〜7kVP-P、220μAの交流成分に−500Vの直流成分を重畳するように、表面画像形成モード時、裏面画像形成モード時、両面画像形成モード時のそれぞれにおいて、紙分離AC除電器14hにより記録紙Pを除電しトナー像受像体14aから分離させるときの紙分離AC除電器14hへの除電電流値を変更する。
次に、本発明の転写材の種類や環境条件の変動に対する第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の転写電流の補正制御について図7〜図11及び前述の図4を用いて説明する。図7は、両面画像形成モード及び裏面画像形成モードにおいて第1の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第1の転写手段により第2の像担持手段に転写するときの転写特性を示す図であり、図8は、両面画像形成モードにおける転写特性を示す図であり、図8(A)は第1の像担持手段上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段により転写材の表面に転写するときの転写特性を示す図であり、図8(B)は第2の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段により転写材の裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、図9は、表面画像形成モードにおいて第1の像担持手段上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段により転写材の表面に転写するときの転写特性を示す図であり、図10は、裏面画像形成モードにおいて第2の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段により転写材の裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、図11は、両面画像形成モードにおいて第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の転写電流を連動して補正制御する模式図である。
図4において、10は第1の像担持手段である感光体ドラム、14aは第2の像担持手段であるトナー像受像体、150は転写材帯電手段としての紙帯電器、14cは第1の転写手段としての転写器、14gは第2の転写手段としての裏面転写器、14hは転写材分離手段としての紙分離AC除電器であり、E1は紙帯電器150に帯電電流を供給するための直流定電流電源、E2は転写器14cに転写電流を供給するための直流定電流電源、E3は裏面転写器14gに転写電流を供給するための直流定電流電源、E4は紙分離AC除電器14hに除電電流を供給するための交流定電流電源である。160は機内の環境条件検知手段としての湿度検知センサであり、また紙帯電器150は転写材の種類検知手段である転写材厚み検知手段としても用いられる。
本装置では、図1にて説明したように、機内の環境条件を検知するセンサ(環境条件検知手段)として機内湿度を検知するための湿度検知センサ160が感光体ドラム10とトナー像受像体14aとに近接した位置に設けられており、湿度検知が行われる。環境条件検知手段としてこの他に温度センサ等が設けられ、温度検知等を合わせて行ってもよい。
また、転写材の種類を検知する手段(転写材種類検知手段)として、例えば記録紙Pの厚み検知手段が設けられる。本装置では、転写材厚み検知手段として紙帯電器150が兼用して設けられ、記録紙Pがトナー像受像体14aに給送される際、記録紙Pの先端部分での通電電流値を検知することにより記録紙Pの厚み検知を行う。
不図示の操作部より画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる際、選択された画像形成モード及び上記の湿度検知センサや転写材厚み検知手段よりの湿度検知信号や転写材厚み検知信号に応じて、予め実験により求められ、記憶手段としてのROM、RAM内に格納されている画像形成モード、湿度条件、紙厚条件等に基づく最適電流値が制御部を通してROMやRAM内より読み出され、転写器14cの直流定電流電源E2による転写電流値、裏面転写器14gの直流定電流電源E3による転写電流値、紙帯電器150の直流定電流電源E1による帯電電流値、紙分離AC除電器14hの交流定電流電源E4による除電電流値の補正が行われる。
図7は両面画像形成モード及び裏面画像形成モードにおいて感光体ドラム10上に担持されている裏面画像のトナー像を第1の転写手段としての転写器14cによりトナー像受像体14aに転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は前記常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下におけるものであり、(b)は湿度が60〜80%の高湿環境下におけるものである。常温常湿での最適転写電流値はIC1であるが、湿度が60〜80%の高湿になると転写率が低下してしまう。このため、湿度検知センサ160による湿度検知信号によって高湿と判断されたときには、予めROM,RAM内に格納されている高湿時の最適転写電流値IC11を読み出し、転写器14cへの転写電流値の補正制御を行う。
図8(A)は両面画像形成モードにおいて感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段としての転写器14cにより記録紙Pの表面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は前記常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときのものであり、(b)は湿度が60〜80%の高湿で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いたときのものである。常温常湿環境下で普通紙を用いたときの最適転写電流値はIA2であるが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いると転写率が低下してしまう。このため、湿度検知センサ160による湿度検知信号及び転写材厚み検知手段による転写材厚み検知信号によって高湿で厚紙であると判断されたときには、予めROM,RAM内に格納されている高湿時で厚紙時の最適転写電流値IA21を読み出し、転写器14cへの転写電流値の補正制御を行う。なお転写材の種類や環境条件がともに変化した場合の補正制御は転写材の種類や環境条件により個別に補正されるものであってもよい。
図8(B)は両面画像形成モードにおいてトナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段としての裏面転写器14gにより記録紙Pの裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は前記常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときのものであり、(b)は湿度が60〜80%の高湿で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いたときのものである。常温常湿環境下で普通紙を用いたときの最適転写電流値はIB2であるが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いると転写率が低下してしまう。このため、上記の補正制御と同様にして高湿時で厚紙時の最適転写電流値IB21を読み出し、裏面転写器14gへの転写電流値の補正制御を行う。
図9は表面画像形成モードにおいて感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段としての転写器14cにより記録紙Pの表面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は前記常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときのものであり、(b)は湿度が60〜80%の高湿で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いたときのものである。常温常湿環境下で普通紙を用いたときの最適転写電流値はIA1であるが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いると転写率が低下してしまう。このため、上記の補正制御と同様にして高湿時で厚紙時の最適転写電流値IA11を読み出し、転写器14cへの転写電流値の補正制御を行う。
図10は裏面画像形成モードにおいてトナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段としての裏面転写器14gにより記録紙Pの裏面に転写するときの転写特性を示す図であり、(a)は前記常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いたときのものであり、(b)は湿度が60〜80%の高湿で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いたときのものである。常温常湿環境下で普通紙を用いたときの最適転写電流値はIB1であるが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いると転写率が低下してしまう。このため、上記の補正制御と同様にして高湿時で厚紙時の最適転写電流値IB11を読み出し、裏面転写器14gへの転写電流値の補正制御を行う。
上記により、両面画像形成モード時、表面画像形成モード時及び裏面画像形成モード時の何れの場合においても、転写材の種類の違いや環境条件の変化が有っても、転写が良好に行われる。
また、上記と同様にして、転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値の補正制御を行う。
例えば、両面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙帯電器150への帯電電流値を−70μAに設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適帯電電流値を読み出し、−80μAに設定する。
また例えば、表面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙帯電器150への帯電電流値を−50μAに設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適帯電電流値を読み出し、−60μAに設定する。
また例えば、裏面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙帯電器150への帯電電流値を−75μAに設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適帯電電流値を読み出し、−85μAに設定する。
上記により、両面画像形成モード時、表面画像形成モード時及び裏面画像形成モード時の何れの場合においても、転写材の種類の違いや環境条件の変化が有っても、転写材の帯電及び吸着が良好に行われる。
更にまた、上記と同様にして、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の補正制御を行う。
例えば、両面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙分離AC除電器14hへの除電電流値を5〜7kVP-P、220μAの交流成分に−500Vの直流成分を重畳した値に設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適除電電流値を読み出し、5〜7kVP-P、240μAの交流成分に−600Vの直流成分を重畳した値に設定する。
また例えば、表面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙分離AC除電器14hへの除電電流値を5〜7kVP-P、150μAの交流成分に+500Vの直流成分を重畳した値に設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適除電電流値を読み出し、5〜7kVP-P、180μAの交流成分に+600Vの直流成分を重畳した値に設定する。
また例えば、裏面画像形成モードにおいて、常温常湿(20±5℃,45±10%)環境下で45〜55kg/m2の紙厚の普通紙を用いる場合は、前述した如く、紙分離AC除電器14hへの除電電流値を5〜7kVP-P、200μAの交流成分に−500Vの直流成分を重畳した値に設定するが、湿度が60〜80%の高湿環境下で60〜75kg/m2の紙厚の厚紙を用いる場合は、高湿時で厚紙時の最適除電電流値を読み出し、5〜7kVP-P、220μAの交流成分に−600Vの直流成分を重畳した値に設定する。
上記により、両面画像形成モード時、表面画像形成モード時及び裏面画像形成モード時の何れの場合においても、転写材の種類の違いや環境条件の変化が有っても、転写材の分離が良好に行われる。
本発明においては、上記転写材の種類や環境条件による変動に応じての、図7〜図10にて説明した、両面画像形成モード、表面画像形成モード、裏面画像形成モードの各モードにおける、感光体ドラム10上に担持されている裏面画像のトナー像のトナー像受像体14aへの転写の際の第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値の補正や、感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像の記録紙Pの表面への転写の際の第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値の補正や、トナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像の記録紙Pの裏面への転写の際の第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電流値の補正や、記録紙Pのトナー像受像体14aへの供給の際の転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値の補正や、記録紙Pのトナー像受像体14aからの分離の際の転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の補正の少なくとも2組が連動して行われる。
即ち、両面画像形成モード時には、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値や、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値や、トナー像受像体14a上の裏面画像を記録紙Pの裏面へ転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電流値や、転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値や、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の内の、少なくとも2組の値が連動して変更され、表面画像形成モード時には、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値や、転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値や、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の内の、少なくとも2組の値が連動して変更され、裏面画像形成モード時には、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値や、トナー像受像体14a上の裏面画像を記録紙Pの裏面へ転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電流値や、転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値や、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の内の、少なくとも2組の値が連動して変更される。
補正を連動して行うことによって、画像形成モードによって複雑に絡みあう、第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値、第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電流値、転写材帯電手段としての紙帯電器150の帯電電流値、転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hの除電電流値を、それぞれ最適条件に設定することが可能となる。それぞれの補正を独立に行う場合には、各電流値の最適設定範囲が極大値をもつことから、電流値を大きくしすぎたり、或いは電流値の増加幅を少なくしすぎたりするような場合が生じ、必ずしも最適条件に設定することができないばかりでなく、補正制御が非常に複雑となる。
例えば、図11に示すように、両面画像形成モードにおいて、転写材の種類や環境条件による変動に応じて、感光体ドラム10上に担持されている裏面画像のトナー像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写器14cへの転写電流値の補正が行われると、感光体ドラム10上に担持されている表面画像のトナー像を記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写器14cへの転写電流値の補正や、トナー像受像体14a上に担持されている裏面画像のトナー像を記録紙Pの裏面に転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gへの転写電流値の補正や、記録紙Pをトナー像受像体14aに供給する際の転写材帯電手段としての紙帯電器150への帯電電流値の補正や、記録紙Pをトナー像受像体14aから分離する際の転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hへの除電電流値の補正が、連動して行われる。
即ち、両面画像形成モードにおいて、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値を大きくしたときは、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写器14cの転写電流値や第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電流値も大きくする。また、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する転写器14cの転写電流値を大きくしたときは、裏面転写器14gの転写電流値や転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくする。更に、裏面転写器14gの転写電流値を大きくしたときは、紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくする。更にまた、転写材帯電手段としての紙帯電器150の帯電電流値を大きくしたときは、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する転写器14cの転写電流値や裏面転写器14gの転写電流値や紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくする。
また、表面画像形成モードにおいて、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する転写器14cの転写電流値を大きくしたときは、紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくし、紙帯電器150の帯電電流値を大きくしたときは、感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写する転写器14cの転写電流値や紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくする。
更に、裏面画像形成モードにおいて、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する転写器14cの転写電流値を大きくしたときは、裏面転写器14gの転写電流値も大きくし、裏面転写器14gの転写電流値を大きくしたときは、紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくし、紙帯電器150の帯電電流値を大きくしたときは、裏面転写器14gの転写電流値や紙分離AC除電器14hの除電電流値も大きくする。
上記の如き、第1の転写手段の転写電流値や第2の転写手段の転写電電流値や転写材帯電手段の帯電電流値や転写材分離手段の除電電流値を連動して補正制御することにより、転写材の種類の違いや環境条件の変化が有っても、両面画像形成モード時、表面画像形成モード時、裏面画像形成モード時の何れにおいても、トナー像の転写や転写材の帯電及び吸着や転写材の分離が良好に行われる。
上記の説明においては、定電流電源を用いて、第1の転写手段の転写電流値や、第2の転写手段の転写電流値や、転写材帯電手段の帯電電流値や、転写材分離手段の除電電流値の補正制御を行ったが、定電圧電源を用い、第1の転写手段の転写電圧値や、第2の転写手段の転写電圧値や、転写材帯電手段の帯電電圧値や、転写材分離手段の除電電圧値の補正制御を行ってもよいことは勿論である。
実施形態2
本発明にかかわる画像形成装置の第2の実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図12及び図13を用いて説明する。図12は、本発明にかかわる画像形成装置の第2の実施形態の画像形成装置の断面構成図であり、図13は、第2の実施形態にかかわる画像形成プロセスのタイミングチャートである。本実施形態は前記第1の実施形態のカラー画像形成に代えてモノクロ画像形成を行うものであり、前記第1の実施形態の画像形成装置にて説明したと同様の機能、構造を有する部材には同一の番号を付した。
本実施形態の画像形成装置は、前記実施形態1の画像形成装置の帯電手段及び第1の転写手段を変更して用いる。
帯電手段としては、前述のスコロトロン帯電器11の代わりに、接触帯電部材であるローラ帯電器110を用い、ローラ帯電器110に直流電圧(DC電圧)に交流電圧(AC電圧)を重畳した帯電バイアスを印加することにより感光体ドラム10を帯電する。
第1の転写手段としては、前述のコロナ放電器からなる転写器14cの代わりに、接触転写部材である転写ローラ14jを用い、転写ローラ14jをトナー像受像体14aを介して感光体ドラム10に当接させニップ部(転写域)Tを形成し、転写ローラ14jにトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の転写バイアス(DC電圧)を印加することによりニップ部Tに転写電界を形成し、感光体ドラム10上のトナー像をトナー像受像体14aおよび記録紙Pの表面に転写させる。
また、前記実施形態1と同様に、機内の環境条件を測定するセンサとして、例えば機内湿度を検知するための湿度検知センサ160が感光体ドラム10とトナー像受像体14aとに近接した位置に設けられる。機内の環境条件を測定するセンサとしては、この他温度センサ等が設けられてもよい。
第2の実施形態の画像形成装置の画像形成プロセスについて以下に説明する。
第1の像担持手段としての感光体ドラム10は、例えば円筒状のアルミ部材によって形成される基体の外周に、a−Si(アモルファスシリコン)あるいは有機感光体(OPC)等の感光層を形成したものであり、図12の矢印で示す時計方向に周速280mm/secの速度で回転される。
帯電手段としてのローラ帯電器110は、感光体ドラム10と接触する帯電部材であり、ローラ帯電器110に印加されるトナーと同極性(本実施形態においてはマイナス極性)の帯電バイアスにより、前記感光体ドラム10の感光層に帯電作用(本実施形態においてはマイナス帯電)を行い、前記感光体ドラム10に対し一様な電位を与える。
像露光手段としての露光ユニット120は、不図示の発光素子としての半導体レーザ、該半導体レーザから発光されるレーザ光を回転走査する回転多面鏡120b、fθレンズ120c及び反射ミラー120dにより構成され、前記半導体レーザから発光されるレーザ光を前記回転多面鏡120bにより回転走査し、前記fθレンズ120c、前記反射ミラー120dを経て、回転する前記感光体ドラム10上に画像データに基づいた像露光を行い潜像を形成する。なお画像データは、表面画像に対応した画像データと裏面画像に対応した画像データとが互いに鏡像になる様に、データを変更する必要がある。
現像手段としての現像器13は、例えば黒色(K)の一成分あるいは二成分の現像剤を収容し、不図示の突き当てコロにより前記感光体ドラム10と所定の間隙をあけて保たれた、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からなる現像剤担持体である現像スリーブ131を備え、該現像スリーブ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)の直流電圧からなる現像バイアスを印加することにより反転現像を行い、前記感光体ドラム10の潜像を現像する。現像バイアスとしては直流電圧(DC電圧)に交流電圧(AC電圧)を重畳したものを用いてもよい。
本実施形態においては、前記感光体ドラム10の移動方向の上流側から順に、ローラ帯電器110、露光ユニット120および現像器13が配置されており、画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータによって感光体ドラム10が矢印で示す時計方向へ回転され、同時にローラ帯電器110が動作し、感光体ドラム10に電位の付与が開始される。電位が付与された感光体ドラム10には、つぎに露光ユニット120によってレーザ光による像露光が行われ、感光体ドラム10上に静電潜像が形成される。該静電潜像は、つぎに現像器13によって反転現像され、感光体ドラム10上にトナー像が形成される(トナー像形成手段)。
上記の画像形成プロセスによって第1の像担持手段としての感光体ドラム10上に裏面画像となるトナー像が形成され、該トナー像は、転写域T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た第1の転写手段である転写ローラ14jにより、第2の像担持手段としてのトナー像受像体14a上に転写される。
第2の像担持手段としてのトナー像受像体14aは、駆動ローラ14d、従動ローラ14e及びテンションローラ14i間に張架され、感光体ドラム10に接触して設けられた無端状のベルトであり、厚さ100〜500μm、体積抵抗率1010〜1014Ω・cmの半導電性の変性ポリイミド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5〜50μmの半導電性のフッ素コーティングを行った2層構成のフィルムベルトとされる。また前記の変性ポリイミド基体の代わりに、厚さ100〜500μm、体積抵抗率1010〜1014Ω・cmの半導電性のポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)等のフィルムや、厚さ0.5〜2.0mm、体積抵抗率1010〜1014Ω・cmの半導電性のウレタンゴム或いはシリコンゴムを基体として使用することもできる。
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、感光体ドラムクリーニング手段としてのクリーニング装置19にいたり、感光体ドラム10に当接したゴム材から成る感光体ドラム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によって図示せぬ排トナー容器に回収される。
以上のようにして第2の像担持手段であるトナー像受像体14a上に裏面画像となるトナー像が形成された後、残留トナーを除去された第1の像担持手段である感光体ドラム10上には、引き続き表面画像となるトナー像の形成が開始される。
また、転写材収納手段である給紙カセット15からは、転写材である記録紙Pが、送り出しローラ15aを経てタイミングローラ15bによって送り出される。この際、前記トナー像受像体14a上に形成されている裏面画像のトナー像と、前記感光体ドラム10上に形成される表面画像のトナー像と、記録紙Pとが、転写域14bにおいて同期がとられるように、前記表面画像形成のタイミング及び記録紙Pの送り出しタイミングが合わせられる。
タイミングローラ15bによってタイミングを合わせて送り出された記録紙Pは、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た転写材帯電手段としてのブラシ状の紙帯電器150によってトナーと同極性に紙帯電され、トナー像受像体14aに吸着される。
転写材帯電手段としての紙帯電器150は、支軸152を回転支点としてトナー像受像体14aに当接及び当接解除可能な導電性のブラシであり、接地された従動ローラ14eと対向して設けられる。前記紙帯電器150は、記録紙Pが送られているときのみ当接状態とされ、トナーと同極性の直流電圧が印加され、記録紙Pの後端が通過する直前或いは通過と同時に当接が解除されて記録紙Pと離間され、印加されている電圧が切断される。
前記紙帯電器150による紙帯電はトナーと同極性であり、トナー像受像体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、トナー像受像体14aに当接及び当接の解除可能でトナーと同極性の直流電圧が印加される導通ローラを用いることも可能である。
前記紙帯電器150によってトナー像受像体14aに吸着された記録紙Pは、転写域Tへ給送され、転写域T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)の電圧が印加された第1の転写手段としての転写ローラ14jによって感光体ドラム10上の表面画像のトナー像が記録紙Pの表面(上面側)に転写される。なお、トナー像受像体14a上の裏面画像のトナー像は、記録紙Pに転写されないでトナー像受像体14a上に存在する。
表面画像のトナー像が転写された記録紙Pは、トナー像受像体14aに吸着したまま、該トナー像受像体14aの移動とともに第2の転写域へと搬送される。第2の転写域では、接地された駆動ローラ14dに対向して配置され、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加された第2の転写手段としての裏面転写器14gによって、トナー像受像体14a上の裏面画像のトナー像が、記録紙Pの裏面(下面側)に転写される。
以上のようにして両面にトナー像が転写された記録紙Pは、接地された駆動ローラ14dに対向して配置され、AC電圧またはACとDCの重畳電圧が印加された転写材分離用手段しての紙分離AC除電器14hにより除電され、トナー像受像体14aから分離される。
トナー像受像体14aから分離された記録紙Pは、内部にヒータを有する2本のローラ17aと17bとを有する定着手段としての定着装置17へと搬送され、熱と圧力によって表面および裏面に付着したトナーが定着された後、排紙ローラ18を経て、装置外部のトレイへ排出される。
裏面画像のトナー像を記録紙Pへ転写した後にトナー像受像体14a上に残ったトナーは、従動ローラ14eと対向して設けられ、支軸142を回転支点としてトナー像受像体14aに当接及び当接の解除可能なブレード部材141を有する、第2の像担持手段クリーニング手段であるトナー像受像体クリーニング装置140によりクリーニングされる。なお、前記ブレード部材141の当接解除及び当接は不図示の当節解除ソレノイドのon,offにより行われる。
また、表面画像のトナー像を記録紙Pへ転写した後に感光体ドラム10上に残ったトナーは、裏面画像形成時と同様に感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、クリーニング装置19によって残留トナーを除去され、次の画像形成サイクルにはいる。
上記の画像形成装置においては、以上のようにして記録紙Pの両面に画像が形成されるが、前記実施形態1の図3にて説明したと同様に、記録紙Pの表面または裏面のみに画像を形成できることは勿論である。
図13は本実施形態に関わる画像形成プロセスのタイミングチャートであり、A−3サイズ1枚の両面画像を形成するときのものである。図中、レーザー出力1は裏面画像形成時の露光ユニット120より感光体ドラム10へのレーザー露光走査を示し、またレーザー出力2は表面画像形成時の露光ユニット120より感光体ドラム10へのレーザー露光走査を示すものである。また転写ローラ高圧出力1は感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aへ転写するときの第1の転写手段としての転写ローラ14jへの転写電圧印加を、また、転写高圧出力2は感光体ドラム10上の表面画像を記録紙Pの表面に転写するときの転写ローラ14jへの転写電圧印加を示すものである。また、裏面転写器高圧出力はトナー像受像体14a上の裏面画像のトナー像を記録紙Pの裏面に転写するときの裏面転写器14gへの転写電圧印加を示すものであり、紙帯電器高圧出力は記録紙Pを帯電させトナー像受像体14aに吸着させるときの紙帯電器150への帯電電圧印加を示すものであり、紙分離AC除電器高圧出力は記録紙Pをトナー像受像体14aより分離させるときの紙分離AC除電器14hのへ除電電圧印加を示すものである。
本実施形態においては、上記転写ローラ14jへの転写電圧印加、裏面転写器14gへの転写電圧印加、紙帯電器150への帯電電圧印加及び紙分離AC除電器14hへの除電電圧印加は、定電圧電源を用いて行われ、転写ローラ14jの転写電圧、裏面転写器14gの転写電圧、紙帯電器150の帯電電圧及び紙分離AC除電器14hの除電電圧が制御されるが、本実施形態においても、前記第1の実施形態と同様に定電流電源を用い、転写ローラ14jの転写電流、裏面転写器14gの転写電流、紙帯電器150の帯電電流及び紙分離AC除電器14hの除電電流を制御してもよいことは勿論である。
次に、転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じての、第1の転写手段の転写電圧、第2の転写手段の転写電圧、転写材帯電手段の帯電電圧及び転写材分離手段の除電電圧の制御について、図14及び前述の図13を用いて説明する。図14は、転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じての、第1の転写手段の転写電圧、第2の転写手段の転写電圧、転写材帯電手段の帯電電圧及び転写材分離手段の除電電圧の制御を示すブロック図である。
本装置では、転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段として、転写材帯電手段としての紙帯電器150を兼用して用いる。紙帯電器150による転写材抵抗・容量検知は、例えば図13に示すように、紙帯電器150による転写材としての記録紙Pの帯電の際に記録紙Pの先端部分、例えば1〜5mm間での直流定電圧電源E11からの通電電流値を検知することにより行われ、転写材抵抗・容量検知信号が制御部に入力される。
転写材の抵抗・容量は転写材の厚みや材質或いは機内の環境条件等によって変化するものであるが、転写材の幅が変化した場合、転写材そのものの抵抗・容量は変化していなくても、転写材の両端部で紙帯電器150とトナー像受像体14aとが接触する幅が変化するため、紙帯電器150からの転写材抵抗・容量検知信号が変化してしまうことになる。このため、本装置では、転写材の搬送方向の幅を検知する手段(転写材幅検知手段)として、例えば転写材収納手段である給紙カセット15に不図示の転写材サイズ検知部材を設け、該転写材幅検知手段としての転写材サイズ検知部材から転写材幅検知信号が制御部に入力される。
不図示の操作部より画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる際、選択された画像形成モード及び上記の転写材抵抗・容量検知信号や転写材幅検知信号に応じて、予め実験により求められ、記憶手段としてのROM、RAM内に格納されている画像形成モード、転写材の抵抗・容量の変化等に基づく最適電流値が制御部を通してROMやRAM内より読み出され、直流定電圧電源E21による転写ローラ14jの転写電圧値、直流定電圧電源E31による裏面転写器14gの転写電圧値、直流定電圧電源E11による紙帯電器150の帯電電圧値、交流定電圧電源E41による紙分離AC除電器14hの除電電圧値の補正が行われる。なお、上記においては、紙帯電器転写材抵抗・容量検知手段として紙帯電器150が兼用して用いられているため、転写材帯電手段としての紙帯電器150の帯電電圧値の補正は転写材の先端部分が通過した後の途中からの補正となる。
上記により、転写材の厚みや材質或いは機内の環境条件等によって転写材の抵抗・容量が変化しても、トナー像の転写や転写材の帯電及び吸着や転写材の分離が良好に行われる。
次に、第2の像担持手段抵抗・容量検知手段による検知結果に応じての、第1の転写手段の転写電圧、第2の転写手段の転写電圧、転写材帯電手段の帯電電圧及び転写材分離手段の除電電圧の制御について、図15〜図17及び前述の図13を用いて説明する。図15は、転写材帯電手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図であり、図16は、第1の転写手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図であり、図17は、第2の像担持手段クリーニング手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図である。
図15は、第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として転写材帯電手段としての紙帯電器150を兼用して用い、紙帯電器150からのトナー像受像体抵抗・容量検知信号に応じて、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、感光体ドラム10上の表面画像を転写材としての記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、トナー像受像体14a上の裏面画像を記録紙Pの裏面に転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電圧値、記録紙Pをトナー像受像体14aから分離する際の転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hの除電電圧値を制御するときのブロック図である。
紙帯電器150によるトナー像受像体抵抗・容量検知は、例えば図13に示すように、転写材としての記録紙Pがトナー像受像体14a上を通過しないときに紙帯電器150をトナー像受像体14aに当接させて電圧を印加し、直流定電圧電源E11からの通電電流値を検知することにより行われ、トナー像受像体抵抗・容量検知信号が制御部に入力される。
不図示の操作部より画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる際、選択された画像形成モードや上記のトナー像受像体抵抗・容量検知信号に応じて、予め実験により求められ、記憶手段としてのROM、RAM内に格納されている画像形成モード、トナー像受像体の抵抗・容量の変化等に基づく最適電流値が制御部を通してROMやRAM内より読み出され、直流定電圧電源E21による転写ローラ14jの転写電圧値、直流定電圧電源E31による裏面転写器14gの転写電圧値、交流定電圧電源E41による紙分離AC除電器14hの除電電圧値の補正が行われる。
また、図16は、第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として第1の転写手段としての転写ローラ14jを兼用して用い、転写ローラ14jからのトナー像受像体抵抗・容量検知信号に応じて、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、感光体ドラム10上の表面画像を転写材としての記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、トナー像受像体14a上の裏面画像を記録紙Pの裏面に転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電圧値、記録紙Pをトナー像受像体14aから分離する際の転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hの除電電圧値を制御するときのブロック図である。
転写ローラ14jによるトナー像受像体抵抗・容量検知は、感光体ドラム10上にトナー像をトナー像受像体14a或いは記録紙Pに転写する前に転写ローラ14jに電圧を印加し、直流定電圧電源E21からの通電電流値を検知することにより行われ、トナー像受像体抵抗・容量検知信号が制御部に入力される。
不図示の操作部より画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる際、上記と同様にして最適電流値が読み出され、直流定電圧電源E21による転写ローラ14jの転写電圧値、直流定電圧電源E31による裏面転写器14gの転写電圧値、交流定電圧電源E41による紙分離AC除電器14hの除電電圧値の補正が行われる。
更に、図17は、第2の像担持クリーニング手段としてのトナー像受像体クリーニング装置140に設けられるトナー像受像体クリーニングブレード141を電圧印加可能とし、第2の像担持手段抵抗・容量検知手段としてトナー像受像体クリーニングブレード141を用い、該ブレード141からのトナー像受像体抵抗・容量検知信号に応じて、感光体ドラム10上の裏面画像をトナー像受像体14aに転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、感光体ドラム10上の表面画像を転写材としての記録紙Pの表面に転写する第1の転写手段としての転写ローラ14jの転写電圧値、トナー像受像体14a上の裏面画像を記録紙Pの裏面に転写する第2の転写手段としての裏面転写器14gの転写電圧値、記録紙Pをトナー像受像体14aから分離する際の転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hの除電電圧値を制御するときのブロック図である。
トナー像受像体クリーニングブレード141によるトナー像受像体抵抗・容量検知は、感光体ドラム10上のトナー像をトナー像受像体14a或いは記録紙Pに転写する前にトナー像受像体クリーニングブレード141をトナー像受像体14aに当接させて直流定電圧電源E5を用いて電圧を印加し、直流定電圧電源E5からの通電電流値を検知することにより行われ、トナー像受像体抵抗・容量検知信号が制御部に入力される。
不図示の操作部より画像形成モードが選択され、それぞれの画像形成が行われる際、上記と同様にして最適電流値が読み出され、直流定電圧電源E21による転写ローラ14jの転写電圧値、直流定電圧電源E31による裏面転写器14gの転写電圧値、交流定電圧電源E41による紙分離AC除電器14hの除電電圧値の補正が行われる。
上記により、第2の像担持体の繰り返し使用による劣化や機内の環境条件等によって第2の像担持体の抵抗・容量が変化しても、トナー像の転写や転写材の分離が良好に行われる。
上記の実施形態においては、転写材抵抗・容量検知手段或いは第2の転写手段抵抗・容量検知手段を転写材帯電手段等のプロセス部材と兼用して設けたが、これに限定されるものではなく、前述したと同様の機能を有する転写材抵抗・容量検知手段或いは第2の転写手段抵抗・容量検知手段を独立して設けたものも本発明に含まれることは勿論である。
本発明の画像形成装置の第1の実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。 本発明にかかわる画像形成装置により転写材の両面に画像形成を行うときのトナー像の形成状態と転写材の供給を示す図である。 本発明にかかわる画像形成装置により転写材の表面または裏面のみに画像形成を行うときのトナー像の形成状態と転写材の供給及び排出を示す図である。 第1の実施形態における第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の制御を示すブロック図である。 転写材の表面または裏面のみ或いは転写材の両面に画像形成を行う際の転写特性を示す図である。 転写材を第2の像担持手段に供給するときの転写材の帯電および第2の像担持手段への吸着の状態を示す図である。 両面画像形成モード及び裏面画像形成モードにおいて第1の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第1の転写手段により第2の像担持手段に転写するときの転写特性を示す図である。 両面画像形成モードにおける転写特性を示す図である。 表面画像形成モードにおいて第1の像担持手段上に担持されている表面画像のトナー像を第1の転写手段により転写材の表面に転写するときの転写特性を示す図である。 裏面画像形成モードにおいて第2の像担持手段上に担持されている裏面画像のトナー像を第2の転写手段により転写材の裏面に転写するときの転写特性を示す図である。 両面画像形成モードにおいて第1の転写手段の転写電流、第2の転写手段の転写電流、転写材帯電手段の帯電電流及び転写材分離手段の除電電流の転写電流を連動して補正制御する模式図である。 本発明にかかわる画像形成装置の第2の実施形態の画像形成装置の断面構成図である。 第2の実施形態にかかわる画像形成プロセスのタイミングチャートである。 転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じての、第1の転写手段の転写電圧、第2の転写手段の転写電圧、転写材帯電手段の帯電電圧及び転写材分離手段の除電電圧の制御を示すブロック図である。 転写材帯電手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図である。 第1の転写手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図である。 第2の像担持手段クリーニング手段を第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として用いた例を示す電流制御の回路ブロック図である。
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 トナー像受像体
14c 転写器
14g 裏面転写器
14h 紙分離AC除電器
14j 転写ローラ
17 定着装置
140 トナー像受像体クリーニング装置
141 トナー像受像体クリーニングブレード
150 紙帯電器
160 湿度検知センサ
E1,E2,E3 直流定電流電源
E4 交流定電流電源
E5,E11,E21,E31 直流定電圧電源
E41 交流定電圧電源
P 記録紙

Claims (8)

  1. トナー像形成手段により形成されたトナー像を担持する第1の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、
    前記転写材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、
    前記転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段を設け、
    前記転写材抵抗・容量検知手段による検知結果に応じて、
    前記転写材の前記第2の像担持手段への供給部において前記転写材の帯電を行う転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記転写材抵抗・容量検知手段として前記転写材帯電手段を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. トナー像形成手段により形成されたトナー像を担持する第1の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、
    前記転写材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、
    前記転写材に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記転写材に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記転写材の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する転写材抵抗・容量検知手段と、
    前記転写材の搬送方向に直交する方向の幅を検知する転写材幅検知手段とを設け、
    前記転写材抵抗・容量検知手段による検知結果と、前記転写材幅検知手段による検知結果とに応じて、
    前記転写材の前記第2の像担持手段への供給部において前記転写材の帯電を行う転写材帯電手段の帯電電流或いは帯電電圧の値、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置。
  4. 前記転写材抵抗・容量検知手段として前記転写材帯電手段を用いることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. トナー像形成手段により形成されたトナー像を担持する第1の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持された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第2の像担持手段と、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段および転写材の表面に転写する第1の転写手段と、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、
    前記転写材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、
    前記第2の像担持手段に電圧を印加してそのときの通電電流の値を検知或いは前記第2の像担持手段に電流を通電してそのときの印加電圧の値を検知することにより、前記第2の像担持手段の抵抗、容量或いは抵抗と容量とを併せて検知する第2の像担持手段抵抗・容量検知手段を設け、
    前記第2の像担持手段抵抗・容量検知手段による検知結果に応じて、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記第2の像担持手段に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記第1の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の表面に転写する前記第1の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記第2の像担持手段に担持されたトナー像を前記転写材の裏面に転写する前記第2の転写手段の転写電流或いは転写電圧の値、
    前記転写材の前記第2の像担持手段からの分離部において前記転写材の分離を行う転写材分離手段の除電電流或いは除電電圧の値、の何れかの値を変更することを特徴とする画像形成装置。
  6. 前記第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として、前記転写材の前記第2の像担持手段への供給部において前記転写材の帯電を行う転写材帯電手段を用いることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1の転写手段は前記第2の像担持手段に当接し電圧印加可能なローラ部材を含み、
    前記第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として、前記第1の転写手段を用いることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  8. 前記第2の像担持手段に当接して前記第2の像担持手段上のトナーをクリーニングする第2の像担持手段クリーニング手段を電圧印加可能とし、
    前記第2の像担持手段抵抗・容量検知手段として、前記第2の像担持手段クリーニング手段を用いることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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