JP2906538B2

JP2906538B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2906538B2
Application number: JP2052295A
Authority: JP
Inventors: 静雄弓削
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1999-06-21
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: US5138363A; JPH03253881A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、
特に感光体と中間転写体上の顕像を一括転写して両面画
像を得ることができる画像形成装置に関するものであ
る。

（従来の技術）従来の複写機においては、両面画像を得るには、感光
体上に形成された第１画像を転写紙の一方の面に転写・
定着した後、転写紙を反転させ、次に感光体上に形成さ
れた第２画像を転写紙の他方の面に転写・定着する方式
が一般的であった。

一方、特公昭54−28740号公報には、感光体と転写ロ
ーラ又は転写ベルトを用いて、転写紙の両面に一括転写
するようにした画像形成装置が開示されている。転写ロ
ーラと転写ベルトのいずれを用いても原理的には同じで
あるが、転写ベルトを用いたものは、感光体上に形成し
た第１画像を転写ベルトに転写チャージャにて転写し、
転写ベルト上の第１画像のトナーの極性を、トナー極性
反転チャージャにて反転し、この転写ベルト上の第１画
像と前記感光体上に形成した第２画像を、感光体と転写
ベルトの間に供給した転写紙の両面に前記転写チャージ
ャにて同時に転写し、その後定着するように構成されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、従来の転写・定着を２度行う方式では転写・
定着後の転写紙を反転して供給するために別の通紙経路
を設ける必要があり、装置が例えば容積で30〜40％も大
型化し、コストが大幅にアップするという問題があっ
た。又、１度目の定着時に転写紙にヒートカールを生
じ、２度目の転写・定着時に通紙不良を生じ易いという
問題があり、さらに２度通紙するため、両面画像形成に
時間がかかるという問題があった。

一方、上記公報に開示されたものでは転写紙の両面に
同時に転写しているため、上記問題点は解消できるが、
転写ベルト上の第１画像のトナーの極性反転を行ってい
るため、十分な極性反転が難しく、トナーに対して与え
られる電荷が小さいものとなってしまう。

その理由を説明すると、転写ベルトの材質としてはフ
ィルムや弾性ベルト材が用いられるが、フィルムが薄い
と繰り返し使用した場合フィルム端部が破れ易く、弾性
ベルトでは伸び易く、画像間の同期不良を生じ易い等の
問題を生じるために、ベルト厚さを厚くする必要があ
る。しかし、ベルト厚さを厚くすると、トナー層及び転
写ベルトの静電容量Ｃが小さくなるため、コロナ帯電で
極性反転を行う場合、Ｑ＝CV（Ｖは電圧）より十分な電
荷量Ｑを与えることができない。ここで、電圧Ｖを高く
することも考えられるが、その結果放電量が多くなると
転写ベルトとの間でリークを生じ、トナー像を乱すこと
になる。故に、十分な電荷量を与えることができず、ト
ナー全体が極性反転できないため転写効率が低いものに
なってしまい、またトナーの電荷量が小さいため、飛び
散り等が起こり易くなる。

その結果、転写時に転写紙の紙質や厚さの影響を受け
易く、トナーの飛び散りを発生したり、転写不良を生じ
たりし易いという問題がある。また、転写紙の片面にの
み画像形成しようとした場合、両面一括転写の場合と転
写効率が異なるため、適正な画像を形成し難いという問
題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、両面画像形成が可
能でありながら、装置の大型化や通紙不良を生じず、両
面画像形成速度も速く、さらに転写紙の紙質や厚みの影
響を受け難く、適正な画像を安定して得ることができる
画像形成装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明の画像形成装置は、上記目的を達成するため、
感光体上で現像され、中間転写体上に転写された第１の
顕像と、その後感光体上で現像された第２の顕像を、感
光体上において第２の顕像の極性を切り換えることによ
り、互いに逆極性にする手段と、前記感光体から前記中
間転写体への転写部において前記中間転写体の裏側から
第１の顕像の極性と同極性の転写電荷を印加する手段
と、前記転写部に転写紙を通紙させる通紙手段とを備え
たことを特徴とする。

前記第１の顕像と第２の顕像を互いに逆極性に帯電さ
せる手段としては、感光体上において前記第２の顕像を
逆極性コロナ帯電により極性切り換えする逆極性帯電手
段を例示することができる。

尚、前記第１の顕像と第２の顕像を互いに逆極性に帯
電させる他の手段として、第１の顕像を現像する現像器
と第２の顕像を現像する現像器に正負逆のトナー極性の
ものを用いても良い。

（作用）本発明の上記構成によると、感光体と中間転写体とを
備え、それらの間に転写紙を通紙してその両面に一括し
て画像形成するようにした画像形成装置において、静電
容量の大きな感光体上で、例えば逆極性コロナ帯電を用
いて、トナー極性を反転させることにより、感光体上の
顕像と中間転写体上の顕像とが互いに逆極性となってい
るので、静電容量の小さな中間転写体上で極性反転を行
うことによって十分に極性反転されないというようなこ
とがなく、トナー層に大きな電荷量を与えることができ
て十分な転写効率が得られ、感光体から中間転写体、中
間転写体から転写紙への転写、及び感光体から転写紙へ
の転写を良好に行え、良好な転写により鮮明な画像が得
られる。

（実施例）以下、本発明を両面複写可能な複写機に適用した一実
施例を第１図及び第２図を参照しながら説明する。

第１図において、１は原稿を載置する原稿台ガラスで
あり、図の左右方向に移動可能である。２は原稿を照明
する光源、３は原稿の像を感光体５上に投影する集束性
光伝送体アレイ等の光学系、４は感光体５に投影される
像を正像と鏡像に切換えるプリズムで、光路中に介装し
た位置と退避した位置との間で移動可能である。前記感
光体５の周囲には、投影像の露光部から感光体５の回転
方向に、現像器6a、6b、転写チャージャ７、感光体クリ
ーナ８、メインイレーサ９及び帯電チャージャ10等が配
設されている。

前記感光体５と転写チャージャ７の間を通る略水平な
通紙経路に上面が沿うように無端状に転写ベルト11が配
設されている。この転写ベルト11は、第２図に示すよう
に、例えば600μｍ厚のウレタンゴム基材（電気抵抗10⁹
〜10¹¹Ωcm）12の表面に20μｍ厚のフッ素ゴム層（電気
抵抗10¹⁰〜10¹²Ωcm）13を形成して構成されている。上
記両材質は共に転写紙と同等の電気抵抗特性を有し、半
導体タイプの転写ベルトを構成している。

前記転写ベルト11の下部には、ベルトクリーナ15が配
設され、かつ転写ベルト11を間に挟んでバックアップロ
ーラ16が設けられている。転写ベルト11の排出端11a側
には、通紙経路を挟んで上部定着ローラ17と下部定着ロ
ーラ18が配設されている。19はそのヒータランプであ
る。

そして、前記現像器6bと転写チャージャ７の間に逆極
性コロナ帯電器20が配設され、さらにその背面に感光体
５表面に光照射するイレースランプ21が配設されてい
る。

次に、動作を説明する。

最初に両面複写を行う場合の動作を説明する。

まず、プリズム４を図示の如く光路上に介装した状態
で、原稿台ガラス１上に第１の原稿を載置し、原稿台ガ
ラス１を図中右から左に移動させ、帯電チャージャ10に
て−500Vに帯電された感光体５上に正像の静電潜像を形
成する。感光体５上の潜像は、現像バイアスが−150Vの
現像器6a又は6bにてプラスに帯電されたトナーによって
現像される。尚、現像器6a、6bには同極性のトナーを含
む現像剤が収容されている。

この第１のトナー像は転写チャージャ７にて転写ベル
ト11上に転写され、ベルトクリーナ15にて清掃されるこ
となく１回転する。ベルトクリーナ15は、第１のトナー
像が通過した後再度ベルトに圧接して清掃を行う。

次に、プリズム４を光路から退避させた状態で原稿台
ガラス１上に第２の原稿を載置し、原稿台ガラス１を図
中左から右に移動させ、帯電された感光体５上に鏡像の
静電潜像を形成する。感光体５上の潜像は現像器6a又は
6bにて現像され、第２のトナー像が形成される。この第
２のトナー像のトナー層は転写ベルト11への転写部に達
する前にトナー極性と逆極性のコロナ帯電器20によりそ
の極性が反転される。又、このとき感光体５の静電潜像
はイレースランプ21にて光照射を受けて消去される。即
ち、感光体５の静電潜像の部分ではトナー極性とは逆極
性の電荷が飽和状態に近い形で存在しているため、逆極
性の電荷をさらに付与してトナー層の極性を反転させる
場合には、感光体５表面の電荷を一旦消去することによ
って逆極性の電荷をトナー層及び感光体５表面に乗せ易
いのである。かくして、光照射にて感光体５の静電電荷
を消去することによって、コロナ帯電による電荷を大き
くすることができる。

又、転写ベルト11上で１回転してきた第１のトナー像
と感光体５上の第２のトナー像の端が感光体５と転写ベ
ルト11が接触する位置で合致するように同期がとられて
いる。

次に、図示しないレジストローラで前記トナー像の端
に転写紙22の端が対応するように転写紙22が給紙され、
感光体５上の第２のトナー像が転写チャージャ７にて転
写紙22の上面に転写され、同時に転写チャージャ７にて
転写ベルト11上の第１のトナー像が転写紙22の下面に転
写される。

なお、前記転写チャージャ７には、第１のトナー像の
転写ベルト11への転写時にはこの第１のトナー像とトナ
ー極性と逆極性の電圧が印加され、転写紙22への一括転
写時には第１のトナー像のトナー極性と同極性、従って
第２のトナー像の反転されたトナー極性とは逆極性の電
圧が印加される。

又、上記のようにトナー極性を反転させると、反転さ
せない場合よりも転写効率が低下する傾向があるので、
この実施例のように感光体５から転写ベルト11、さらに
転写ベルト11から転写紙22へ転写する第１のトナー像よ
りも感光体５から転写紙22に直接転写する第２のトナー
像のトナー極性を反転させる方が、転写効率、トナーの
飛び散り等に対して有利である。

こうして、両面にトナー像を転写され、転写ベルト11
から排出された転写紙22は略185℃に温度制御された上
部、下部の定着ローラ17、18間に給紙されて両面同時に
定着される。

次に、片面複写を行う場合、プリズム４を光路から退
避させた状態で、原稿台ガラス１上に原稿を載置し、原
稿台ガラス１を図中左から右に移動させ、感光体５上に
鏡像の静電潜像を形成する。感光体５上の潜像は現像器
6a又は6bにて現像され、トナー像が形成される。次に、
転写ベルト11と感光体５の間の通紙経路上に、トナー像
の端と転写紙22の端が対応するように転写紙22を給紙
し、転写チャージャ７によりこの転写紙22上にトナー像
を転写し、転写ベルト11にて定着ローラ１、18に向かっ
て搬送し、トナー像を定着して片面複写が終了する。

次に、合成複写を行う場合の動作を説明する。

プリズム４を光路上に介装した状態で、原稿台ガラス
１上に第１の原稿を載置し、原稿台ガラス１を図中右か
ら左に移動させ、感光体５上に正像の静電潜像を形成す
る。感光体５上の潜像は現像器6aで現像される。この第
１のトナー像は転写チャージャ７にて転写ベルト11上に
転写されて、ベルトクリーナ15にて清掃されることなく
１回転する。ベルトリーナ15は、第１のトナー像が通過
した後も圧接を解除したままとする。

次に、原稿台ガラス１上に第２の原稿を載置し、第１
のトナー像の場合と同様に現像器6bにて第２のトナー像
を形成して、転写チャージャ７にて転写ベルト11に転写
する。この場合、転写ベルト11上で１回転してきた第１
のトナー像と感光体５上の第２のトナー像が感光体５と
転写ベルト11が接触する位置で相互に適正に対応するよ
うに同期がとられている。尚、現像器6bによる第２のト
ナー像のトナー極性が現像器6aによる第１のトナー像の
トナー極性と異なる場合には、逆極性コロナ帯電器20に
て極性反転を行うと同時にイレースランプ27にて光照射
を行ってトナーに極性を揃える必要がある。

次に、転写ベルト11がさらに回転し、図示しないレジ
ストローラで前記トナー像の端に転写紙22の端が対応す
るように転写紙22が給紙される。尚、ベルトクリーナ15
は、第１と第２のトナー像が通過した後再び圧接され
る。その後、転写チャージャ７にて転写ベルト11上の第
１と第２のトナー像が合成されて転写紙22の下面に転写
される。こうして、合成トナー像を下面に転写され、転
写ベルト11から排出された転写紙22は下部定着ローラ18
にて定着され、合成画像が得られる。ここで、第１のト
ナー像と第２のトナー像の色を変えればカラー合成画像
を得ることができる。

また、以上の両面複写、片面複写、及び合成複写等の
各複写動作の選択は、図示しない制御パネルに設けられ
た選択スイッチにて行うように構成されている。

以上の実施例では、第１と第２のトナー像を互いに逆
極性に帯電させる手段として逆極性コロナ帯電器20を用
いた例を示したが、第１のトナー像を形成する現像器6a
と第２のトナー像を形成する現像器6bに正負逆のトナー
極性のものを用いても良い。このように正負両極性のト
ナーを用いるためには、感光体５が正負両極性で用いる
ことができるものである必要がある。若しくは、レーザ
露光等において、ポジ−ポジ作像とネガ−ポジ作像とに
切り換えることによっても実現することができる。即
ち、上記実施例の負極性に帯電する感光体５において、
正極性のトナーを用いるときにはポジ−ポジ作像を行
い、負極性のトナーを用いるときにはネガ−ポジ作像を
行えばよい。

また、転写紙22としてオーバーヘッドプロジェクタ用
フィルム等の透明シートを用いた場合には、第１と第２
のトナー像をいずれも感光体５上で鏡像とし、この透明
シートの両面に一括転写すると、合成画像を得ることが
でき、また第１と第２トナー像のいずれかをカラートナ
ーとすれば、色合成することもできる。

又、上記実施例では、転写紙と同様の電気抵抗特性を
有する半導体タイプの転写ベルト11を用いた例を示した
が、例えば導電層としての600μｍ厚の導電性フィラー
としてカーボンブラツクを含むポリスチレン基材（電気
抵抗10⁶Ωcm以下）の表面に誘電体層としての50μｍ厚
のポリブチレン層（電気抵抗10¹⁴Ωcm以上）を形成した
誘電体タイプの転写ベルトを用いることもできる。

さらに、上記実施例では本発明を複写機に適用した例
を示したが、プリンタにも同様に適用可能である。

（発明の効果）本発明の画像形成装置によれば、以上の説明から明ら
かなように、転写紙の両面に転写した後定着するので、
転写紙を反転させて通紙する必要がなく、両面画像を高
速でかつ装置を大型化することなく形成できるととも
に、ヒートカールによる通紙不良を生ずることもない。
しかも、静電容量の大きな感光体上で、例えば逆極性コ
ロナ帯電を用いて、トナー極性を反転させることによ
り、感光体上の顕像と中間転写体上の顕像とが互いに逆
極性となっているので、静電容量の小さな中間転写体上
で極性反転を行うことによって十分に極性反転されない
というようなことがなく、トナー層に大きな電荷量を与
えることができ、十分な転写効率が得られ、転写時にト
ナーが飛び散ったり、転写不良を生じたりする恐れがな
く、鮮明な画像が得られるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
全体概略構成図、第２図は転写ベルトの断面図である。５……感光体７……転写チャージャ 11……転写ベルト 20……逆極性コロナ帯電器 22……転写紙

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上で現像され、中間転写体上に転写
された第１の顕像と、その後感光体上で現像された第２
の顕像を、感光体上において第２の顕像の極性を切り換
えることにより、互いに逆極性にする手段と、前記感光体から前記中間転写体への転写部において前記
中間転写体の裏側から第１の顕像の極性と同極性の転写
電荷を印加する手段と、前記転写部に転写紙を通紙させる通紙手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記第２の顕像を逆極性コロナ帯電により
極性切り換えすることを特徴とする前記請求項１に記載
の画像形成装置。