JP4109975B2 - Double-sided transfer device and image forming apparatus - Google Patents

Double-sided transfer device and image forming apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる1パス方式によって転写紙等の記録体の両面に画像を転写する両面転写装置及びこれを備える画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、記録体の両面にトナー像等の可視像を転写する両面転写方式として、いわゆるスイッチバック方式のものを採用した画像形成装置が知られている(例えば特許文献1等)。スイッチバック方式とは、記録体を転写手段と定着手段とに通してその一方の面だけに可視像を定着せしめた後、記録体を反転させて再び転写手段と定着手段とにスイッチバックさせる方式である。かかるスイッチバック方式を用いる画像形成装置においては、定着手段に一旦通した記録体を反転させてスイッチバックさせるための複雑なスイッチバック機構が必要になってコスト高になるという不具合があった。また、記録体のスイッチバックによって両面転写の高速化が困難になるという不具合もあった。更には、スイッチバック前の記録体を定着手段内で加熱してカールさせてしまい、スイッチバック時にジャムを発生させ易くなるという不具合もあった。
【0003】
そこで、記録体を内部の搬送経路内に1回だけ通過させる間に、その両面に可視像を転写するいわゆる1パス両面転写を行う画像形成装置が種々提案されている。かかる1パス両面転写によれば、記録体のスイッチバックを行う必要がないので、スイッチバック機構の付設によるコストアップやスイッチバック時のジャムを解消することができる。また、スイッチバックによって両面転写の高速化を妨げるといった事態も解消することができる。
【0004】
上記1パス両面転写を行う画像形成装置としては、例えば特許文献2に記載のものが知られている。この画像形成装置は、像担持体たる感光体と、中間転写体たる中間転写ベルトとを対向せしめた前段転写部を有している。また、中間転写ベルトと転写チャージャとを所定の間隙を介して対向せしめた後段転写部も有している。そして、上記前段転写部において、感光体から中間転写ベルトに第1トナー像を静電転写した後、その感光体上に第2トナー像を形成する。次いで、上記前段転写部に送り込んだ記録体に対し、その第2面に感光体上の第2トナー像を静電転写しながら、反対側の第1面に中間転写体ベルトの第1トナー像を密着させる。このとき、第1トナー像に対しては、第1面から離間させてベルト側に移動させる方向の電界が作用してしまう。このため、第1トナー像は、第1面に静電転写されないままでいる。上記前段転写部を通過した記録体は、上記後段転写部に送られ、転写チャージャによってその第2面にトナーとは逆極性の電荷が付与される。そうすると、記録体の第1面に転写されないままでいた第1トナー像が、その電荷の影響によって中間転写ベルトから第1面に静電転写される。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−61288号公報
【特許文献2】
特開平10−142869号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献2に記載の画像形成装置においては、画像からその周囲に飛び散ったトナーによる斑点状の汚れを発生させ易いという不具合があった。特に、いわゆるタンデム方式によって多重像を形成する構成を採用すると、この斑点状の汚れが顕著に出現した。このタンデム方式とは、感光体等の像担持体を複数配設しておき、移動体に保持させた記録体を各像担持体との対向部に順次通していく過程で、各トナー像を重ね合わせて静電転写してカラー画像等の多重像を形成する方式である。
【0007】
そこで、本発明者らが上述の斑点状の汚れを発生させる原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、上記特許文献2に記載の画像形成装置では、上述の後段転写部において転写チャージャによって記録体の第2面に電荷を付与する際、衝撃によって第2面上の第2トナー像からトナーを周囲に飛び散らせ易くなる。また、この際、記録体をその第2面側から中間転写ベルトに向けて強く押圧することができないため、記録体の第1面と中間転写ベルトとの間に介在する第1トナー像からもトナーを周囲に飛び散らせ易くなる。更には、上記前段転写部において、いわゆる転写チリという現象が多少なりとも生じてしまう。これは、前段転写部の入口や出口で放電が生じたり弱電界が形成されたりして、トナー像中のトナーが周囲に飛び散ってしまう現象である。この転写チリによるトナーの飛び散りと、上記後段転写部におけるトナーの飛び散りとが累積されて、斑点状の汚れが視認される程度まで悪化し易くなっていたのである。
【0008】
一方、上記特許文献2に記載の画像形成装置に限らず、1パス両面転写を行うものでは、記録体を両面転写装置から定着手段に受け渡す際に、その記録体上のトナー像を乱してしまうといった事態が起こり易い。両面転写装置から定着手段への確実な受け渡しを図るべく、記録体をガイド板等の案内部材で案内しながら搬送する際に、記録体上の未定着のトナー像を案内部材と摺擦せしめて乱してしまうのである。上記特許文献2に記載の画像形成装置では、かかる乱れを抑えるべく、案内部材として、回動自在な星形状の扁平な拍車で記録体を支持しながら定着手段に向けて案内するものを用いている。星形状の扁平な拍車で記録体を支持することにより、記録体との接触面積を低減するとともに、その拍車を記録体の移動に追従して回転させることで、記録体との摺擦を抑えている。しかしながら、拍車が良好に回転しなければ、拍車と記録体との接触部でトナー像を乱してしまうことになる。
【0009】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に列記する事項を何れも実現することができる両面転写装置及び画像形成装置を提供することである。
(1)転写チャージャによって記録体の第2面に電荷を付与することに起因する画像周囲の斑点状の汚れを解消する。
(2)両面転写装置から定着手段に受け渡しされる記録体と、案内部材との摺擦による画像の乱れを従来よりも確実に抑える。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、可視像を担持する像担持体と、中間転写体との対向部よりも上流側から該対向部を経て下流側へと延びる経路を1回通過する記録体に対し、予め該像担持体から該中間転写体に転写しておいた第1可視像をその第1面に転写する一方で、該像担持体上の第2可視像をその第2面に転写する両面転写装置において、上記経路における上記上流側で、上記第1可視像を上記中間転写体から上記第1面に加熱転写する加熱転写手段と、該第1可視像が加熱転写された記録体を該中間転写体から分離せしめた後、上記対向部に向けて案内する分離案内手段と、該中間転写体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを設け、上記像担持体から中間転写体や上記第2面への転写については静電転写方式で行う一方で、中間転写体から上記第1面への転写については加熱転写方式で行うようにしたことを特徴とするものである
た、請求項の発明は、請求項の両面転写装置において、上記分離案内手段による記録体分離位置を通過した後、上記対向部に進入する前の上記中間転写体表面をクリーニングさせるように、上記クリーニング手段を配設したことを特徴とするものである
た、請求項の発明は、請求項1又は2の両面転写装置において、上記中間転写体として、表面粗さRzが5[μm]以上、20[μm]未満であるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、表面に可視像を担持する像担持体と、該像担持体上に可視像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上の可視像を記録体の両面に転写する両面転写装置と、該両面に可視像を加熱定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置において、上記両面転写装置として、請求項1、2又は3のものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記加熱転写手段による加熱温度を上記定着手段による加熱温度よりも低くしたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項又はの画像形成装置において、記録体の片面だけに可視像を形成する場合には、該可視像として上記第2可視像を形成させ、且つ、上記加熱転写手段による加熱を実施させないようにしたことを特徴とするものである。
【0011】
これらの発明において、中間転写体から記録体の第1面への第1可視像の転写については、転写チャージャによる電荷付与方式ではなく、電荷によらない加熱転写方式によって行う。このため、転写チャージャによって記録体に電荷を付与することに起因する画像周囲の斑点状の汚れを解消することができる。
また、記録体の第1面に加熱転写せしめた第1可視像については、像形成物質(例えばトナー)同士や、像形成物質と記録体の第1面との付着力を高めている。付着力の高まり度合いは、加熱転写時の温度にもよるが、例えば100℃以上などといった比較的高温で加熱転写が行われた場合、第1可視像は第1面にほぼ定着せしめられる。また、例えば65℃といった比較的低温で加熱転写が行われたとしても、案内部材と擦れた程度では乱れを生じないレベルまで上記付着力を高めたいわゆる仮定着の状態となる。よって、加熱転写後の第1可視像については、案内部材との摺擦による乱れをほぼ解消することができる。
これらの結果、上述した(1)及び(2)の事項を何れも実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタの概略構成図である。図において、このプリンタ100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。これらは、互いに異なる色の像形成物質たるY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Yトナー像を生成するためのプロセスユニット6Yを例にすると、図2に示すように、ドラム状の感光体1Y、ドラムクリーニング装置2Y、除電手段3Y、帯電装置4Y、現像手段5Y等を備えている。像担持体たる感光体1Yは、直径30〜100[mm]のアルミ製円筒に、光導電性物質である有機半導体の表面層が被覆されている。アモルファスシリコン性の表面層が被覆されたものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。帯電装置4Yは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体1Yの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体1Yの表面は、後述の露光装置7から発せられるレーザ光Lが露光走査されてY用の静電潜像を担持する。このYの静電潜像は、Yトナーを用いる現像手段5YによってYトナー像に現像される。そして、後述の中間転写ベルト8、あるいは転写紙Pの第2面に静電的に1次転写される。ドラムクリーニング装置2Yは、1次転写工程を経た後の感光体1Y表面に残留したトナーを除去する。また、除電手段3Yは、クリーニング後の感光体1Yの残留電荷を除電する。この除電により、感光体1Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニット6M,C,Kにおいても、同様にして感光体1M,C,K上にM,C,Kトナー像が形成され、中間転写ベルト8、あるいは転写紙Pの第2面に1次転写される。かかる構成では、後述の露光装置7や各プロセスユニット(6Y,M,C,K)などの組合せによって像担持体たる感光体に可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段が構成されている。
【0013】
先に示した図1において、プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中上方には、露光装置7が配設されている。潜像形成手段たる露光装置7は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、プロセスユニット6Y,M,C,Kにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体1Y,M,C,K上にY,M,C,K用の静電潜像が形成される。なお、露光装置7は、光源から発したレーザ光(L)を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の露光装置7に代えて、LEDアレイからのLED光を照射する露光手段を採用しても良い。
【0014】
プリンタ筺体内の下部には、紙収容カセット41、これに組み込まれた給紙ローラ43、レジストローラ対45など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット41は、記録体たる転写紙Pを複数枚重ねた紙束の状態で収納しており、一番上の転写紙Pには給紙ローラ43が当接している。給紙ローラ43が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Pがレジストローラ対45のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対45は、転写紙Pを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Pを適切なタイミングで後述の加熱転写ニップに向けて送り出す。
【0015】
プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中下方には、中間転写ベルト8を張架しながら無端移動せしめる両面転写装置20が配設されている。この両面転写装置20は、中間転写ベルト8の他、ベルトクリーニング装置14、加熱転写ローラ15、分離案内板対16などを有している。また、4つの1次転写バイアスローラ9Y,M,C,K、アンダーローラ10、ミドルローラ11、テンションローラ12、トップローラ13なども有している。中間転写ベルト8は、これら8つのローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。4つの1次転写バイアスローラ9Y,M,C,Kは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト8を感光体1Y,M,C,Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。これら4つの1次転写ニップには、それぞれ図示しない電源によって1次転写バイアスが印加される1次転写バイアスローラ9Y,M,C,Kと、感光体1Y,M,C,Kとの電位差によって1次転写電界が形成されている。中間転写ベルト8は無端移動していく過程で、このように1次転写電界が形成されるY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく。なお、4つの1次転写ローラ9Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト8の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の転写バイアスを印加する方式のものである。かかる方式に代えて、電極から放電するチャージャ方式のものを用いてもよい。また、中間転写ベルト8を張架している8つのローラのうち、1次転写ローラ9Y,M,C,Kを除く残り4つのローラは全て電気的に接地されている。
【0016】
本プリンタは、転写紙Pの第1面、第2面(それぞれ後述のスタック部で上、下を向く方の面)に、それぞれ4色第1トナー像、4色第2トナー像を転写する。4つの感光体1Y,M,C,Kには、これらトナー像のうち、まず4色第1トナー像を形成するための単色のY,M,C,Kトナー像がそれぞれ形成される。これら単色のY,M,C,Kトナー像は、上述の1次転写ニップにおいて、ニップ圧や1次転写電界の影響を受けてそれぞれ中間転写ベルト8上に重ね合わせて1次転写されて、4色のトナーの重ね合わせからなる4色第1トナー像になる。この重ね合わせの1次転写と前後して、4つの感光体11Y,M,C,Kには、4色第2トナー像を形成するための単色のY,M,C,Kトナー像がそれぞれ形成され始める。
【0017】
図示しないハロゲンランプ等の熱源を内包する上記加熱ローラ15は、中間転写ベルト8のおもて面に当接しながら回転して加熱転写ニップを形成している。この加熱転写ニップの裏側では、上記アンダーローラ10が中間転写ベルト8の裏面に当接して、加熱ローラ15のベルトおもて面への当接をバックアップしている。
【0018】
上記レジストローラ対45は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを、所定のタイミングで上記加熱転写ニップに向けて送り出す。この所定のタイミングとは、加熱転写ニップで転写紙Pを中間転写ベルト8上の4色第1トナー像に同期させるタイミングである。加熱転写ニップに送り込まれた転写紙Pは、その第1面に中間転写ベルト8上の4色第1トナー像が密着せしめられながら加熱される。そして、この加熱やニップ圧の影響により、中間転写ベルト8上の4色第1トナー像が第1面に加熱転写されながら、加熱転写ニップを通過する。転写紙Pの第1面に加熱転写されて4色第1トナー像は、第1面の白色と相まってフルカラー画像になる。
【0019】
上記加熱転写ニップの出口付近には、上述の分離案内板対16が配設されており、加熱転写ニップを通過した転写紙Pを中間転写ベルト8から分離する。そして、分離した転写紙Pを、ベルト軌道よりも大きく迂回させるようにしてY用の1次転写ニップに向けて案内する。このようにしてY用の1次転写ニップに案内された転写紙Pは、その第1面に中間転写ベルト8が再び密着せしめられるとともに、その第2面にY用の感光体1Yが密着せしめられる。そして、Y用の感光体1Y上のYトナー像が転写紙Pの第2面に静電的に1次転写される。以降、M,C,K用の1次転写ニップを通過する毎に、M,C,Kトナー像が転写紙Pの第2面に順次重ねて1次転写せしめられて、転写紙Pの第2面上に4色第2トナー像が形成される。この4色第2トナー像は、白色の転写紙Pに直接転写されるため、始めからフルカラー画像となる。
【0020】
上記ベルトクリーニング装置14は、分離案内板対16と中間転写ベルト8との間に挟まれるように配設されている。そして、加熱転写ニップ通過後に転写紙Pが分離されてから、Y用の1次転写ニップで再び転写紙Pに密着する前のベルト部分に付着している転写残トナーをクリーニングする。ベルトクリーニング装置14は、そのクリーニングローラを上記ミドルローラ11との間に挟み込むように配設されている。そして、そのクリーニングローラに中間転写ベルト8のおもて面上の転写残トナーを転移させてクリーニングする。クリーニングローラ上に転移した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置14内の掻き取りブレードによって掻き取られた後、図示しない回収部に搬送される。なお、上記クリーニングローラは、その表面粗さが中間転写ベルト8よりも粗くなっているローラである。転写残トナーのクリーニングローラ表面への転移が困難である場合には、ローラ内部に熱源を設けてもよく、この場合、熱伝導率の良好な銅やアルミをローラ素材として用いることが可能である。
【0021】
両面転写装置20の図中左側方には、互いに当接して定着ニップを形成しながら当接部で順方向に表面移動するように回転駆動される2つの定着ローラ62を有する定着手段61が配設されている。これら2つの定着ローラ62は、それぞれ図示しないハロゲンランプ等の熱源を内包している。両面転写装置20によって両面にフルカラー画像が形成された転写紙Pは、中間転写ベルト8の無端移動に伴って定着手段61に向けて搬送される。そして、両面転写装置20のトップローラ13によるベルト張架位置で、中間転写ベルト8から分離されて定着手段61に受け渡された後、上記定着ニップに挟まれる。そして、2つの定着ローラ62による加熱やニップ圧の影響を受けて、その両面にそれぞれフルカラー画像が加熱定着せしめられる。
【0022】
定着手段61を通過した転写紙Pは、反転ガイド板対50の板間に進入した後、この反転ガイド板対50によって上下を反転させるように案内されながら搬送される。そして、排紙ローラ対51を経由した後に、プリンタ筺体の上面に形成されたスタック部65に向けて排紙される。
【0023】
定着手段61の図中左側方には、プリンタ筺体に固定された排気ファンFが設けられており、定着手段61から発せられる熱を筐体内の空気とともに排出する役割を担っている。
【0024】
上述のように、4色第1トナー像は、4色第2トナー像に先行して形成されて中間転写ベルト8上に1次転写された後、転写紙Pの第1面に加熱転写されてスタック部65で上を向く。これに対し、4色第1トナー像よりも後に形成される4色第2トナー像は、転写紙Pの第2面に直接的に1次転写された後、スタック部65で下を向く。よって、スタック部65にスタックされていく転写紙Pは、先行して形成された4色第1トナー像を上に向け、且つその後に形成された4色第2トナー像を下に向ける。本プリンタは、このようにスタックされていく転写紙Pの頁番号を小さい方から順に揃えるべく、奇数、偶数と連続する2つの頁番号の画像について、頁番号の大きい方を先に4色第1トナー像として形成する。例えば1頁目の画像に先行して2頁目の画像を形成するのである。そうすると、数頁にわたる原稿を連続して出力しても、スタック部65において、頁番号を下から順に揃えることが可能になる。但し、転写紙Pの第2面だけに画像を形成する片面プリントモードを実行する際には、頁番号の小さい画像から順にそれぞれ4色第2トナー像として形成していく。このことにより、片面プリントモードにおいても、スタック部65で頁番号を下から順に揃えることができる。
【0025】
4つの感光体1Y,M,C,K上において、4色第2トナー像用の単色の(Y,M,C,K)トナー像は、それぞれ鏡像として形成される。これは、形成された鏡像が、1次転写ニップで1次転写されることで非鏡像(以下、正像という)に変化するからである。感光体上で鏡像として形成されることで、転写紙Pの第2面上で正像になることができるのである。これに対し、4色第1トナー像用の単色の(Y,M,C,K)トナー像は、それぞれ正像として形成される。これは、形成された正像が1次転写、加熱転写という2回の転写工程を経ることで、鏡像、正像と変化して、転写紙Pの第1面上で正像になることができるからである。
【0026】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
上述のように、本プリンタでは、各感光体1Y,M,C,Kから、中間転写ベルト8や転写紙Pの第2面への転写については静電転写方式で行う一方で、中間転写ベルト8から転写紙Pの第1面への転写については加熱転写方式で行う。かかる構成では、中間転写ベルト8から転写紙Pの第1面に4色第1トナー像を加熱転写する際に、転写紙Pの第2面に転写チャージャによる電荷を付与する必要がない。よって、電荷を付与することに起因する画像周囲の斑点状の汚れを解消することができる。また、4色第1トナー像については、各トナー粒子同士や、各トナーと転写紙Pの第1面との付着力を、ガイド部材と擦れた程度では乱れを生じないレベルまで高めている。よって、両面転写装置20から定着手段61に受け渡される転写紙Pの第1面と、ガイド板との摺擦による4色第1トナー像の乱れをほぼ解消することができる。
【0027】
本プリンタでは、加熱転写ニップを形成する加熱転写ローラ15と、これによる加熱転写ニップの形成を中間転写ベルト8の裏面側からバックアップするアンダーローラ10との組合せにより、加熱転写手段が構成されている。この加熱転写手段は、各感光体1Y,M,C,Kと中間転写ベルト8との対向部よりも転写紙搬送経路の上流側に設けられている。かかる構成では、中間転写ベルト8上に転写された4色第1トナー像をベルトの無端移動に伴って各1次転写ニップに再進入させるのに先立って転写紙Pの第1面に加熱転写しておくことで、予め第1面との付着力を高めておくことができる。そして、このことにより、各1次転写ニップに再進入した4色第1トナー像に対して電界を作用させることによる4色第1トナー像の乱れを抑えることができる。
【0028】
なお、加熱転写ローラ15は、アルミニュウム等からなる金属製の素管の外面に、弾性変形可能なゴム層等の弾性層が設けられた外径20〜40[mm]のローラである。また、加熱転写ニップにおけるニップ圧としては、2〜10[N/cm]程度が良好である。また、加熱転写ローラ15とミドルローラ11とについては、互いに配設位置を逆転させてもうけてもよい。但し、この場合、転写紙Pを加熱転写ローラ15によって直接加熱する場合に比べ、中間転写ベルト8への熱伝導による熱損量が多くなる。よって、図示のように転写紙Pを直接接触によって加熱させるように加熱転写ローラ15を配設することで、省エネルギー化を図ることができる。
【0029】
本プリンタでは、中間転写ベルト8を鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の形状で張架し、横方向のベルト張架部分に対して各感光体1Y,M,C,Kを対向させて各1次転写ニップを形成するいわゆる横型の両面転写装置20を採用している。このような横型においては、各1次転写ニップに対して転写紙Pをその側方から供給しなければならない。しかしながら、ただでさえ横方向にスペースをとる両面転写装置20の側方に紙カセット41を配設してしまうと、プリンタ本体の平面サイズを非常に大きくして実情にそぐわなくなってしまう。かかる平面サイズの大型化を回避すべく、横型の場合には、次のようなレイアウトを採用することが望ましい。即ち、図示のように、両面転写装置20の直下に紙カセット41を配設し、そこから排出させた転写紙Pをまず縦方向に搬送してから、その搬送方向を横方向に変化させて中間転写ベルト8の上面に転写紙を供給するレイアウトである。ところが、このように搬送方向を縦、横と順次変化させていく転写紙Pに対しては、各1次転写ニップに到達させる前に中間転写ベルト8に密着せしめて、4色第1トナー像の加熱転写を施しておく必要がある。このような加熱転写は非常に困難である。加熱転写のために中間転写ベルト8の側面に密着せしめた転写紙Pを、ミドルローラ11の曲率にならって急激に進行方向を変える中間転写ベルト8に追従させることができずに、ベルト表面から離脱させてしまうからである。そこで、本プリンタでは、加熱転写ニップで中間転写ベルト8の側面に密着せしめた転写紙Pを分離案内板対16によってベルト表面から積極的に分離せしめる。そして、ベルト軌道から大きく迂回させながら各1次転写ニップに案内した後、そこで再び中間転写ベルト8に密着させている。かかる構成を採用することで、紙カセット41を横型の両面転写装置20の直下に配設してプリンタ本体の設置平面積の大型化を抑えながら、転写紙Pを加熱転写ニップ、各1次転写ニップに順次進入させることができる。
【0030】
加熱転写ニップを通過して転写紙Pと分離された中間転写ベルト8の表面には、転写残トナーが付着している。この転写残トナーと転写紙Pとを1次転写ニップで再び密着させてしまうと、転写紙Pの第1面上の4色第1トナー像を汚してしまうことになる。転写残トナーと4色第1トナー像との相対位置が全く変わらない場合には汚れとならないが、転写紙Pがベルトから分離して大きく迂回することで、その相対位置を大きく変化させてしまうからである。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト8上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段たるベルトクリーニング装置14を、次のように配設している。即ち、分離案内板対16による紙分離位置を通過した後、各1次転写ニップに進入する前の中間転写ベルト8の表面をクリーニングさせる位置に配設している。このことにより、クリーニング済みの中間転写ベルト8を1次転写ニップで転写紙Pの第1面に密着させることが可能になり、転写残トナーの付着による転写紙Pの第1面の汚れを解消することができる。
【0031】
加熱転写におけるトナー像の転写方向は、加熱ニップでトナー像を挟み込んでいる2つの部材間における表面性の差に依存する。具体的には、例えば加熱転写ニップにおいて2つの部材A,Bが互いに接触しながら順方向に表面移動していると仮定する。これら部材A,B間に挟み込まれながら加熱されてガラス転移点以上まで昇温せしめられたトナー像は、部材A,Bが離間すると、表面粗さの大きい方の部材に転移する。表面粗さの大きい方の部材がその表面の凹凸によってトナー像との接触面積をより広くして、トナー離型性を発揮し難くなるからである。よって、表面粗さが「部材A>部材B」という関係であれば、トナー像は部材Aの方に転写される。
【0032】
このような加熱転写において、4色第1トナー像の転写先となる中間転写ベルト8に求められる条件は、次に列記する通りである。
・熱による伸縮率が極めて低い
・感光体1Y,M,C,Kからベルトや転写紙へのトナー像の1次転写を実現するのに適した抵抗値(表面抵抗値及び体積抵抗値)である
・表面粗さが転写紙Pよりも小さい(一般的な転写紙Pの表面粗さRzは20〜40[μm]程度である)。
本プリンタ100では、これらの条件を具備させるべく、中間転写ベルト8として次に説明するものを用いた。即ち、厚み20〜50[μm]のシームレスポリイミドベルトのおもて面に、ETFE(エチレン・四フッ化エチレン共重合体)を厚み20〜100[μm]の表面層をコーティングしたものである。この表面層の表面粗さRzは、20[μm]未満に調整されている。転写紙Pの一般的な表面粗さRzは、20〜40[μm]程度である。よって、記録体として一般に最も使用頻度の高い転写紙Pが用いられている限り、「第2中間転写ベルトの表面粗さ<記録体の表面粗さ」という条件を具備しないことによる加熱転写不足を抑えることができる。
【0033】
本発明における中間転写体としては、加熱転写の際にその表面を良好に弾性変形させて転写紙Pとの密着性を高め、もって密着不良による加熱転写不良を抑えるという観点から、少なくとも表面を弾性材料で構成することが望ましい。一方、一般に、ゴム等の弾性材料については、現状の製造技術では表面粗さを5[μm]未満に加工することが困難である。このため、第2中間転写体の表面粗さの設計値を5[μm]未満に設定すると、歩留まりの悪い高価な第2中間転写体を用いる必要が生じ、コストアップを招来してしまう。そこで、本プリンタにおいては、間転写ベルト8として、その表面粗さを5[μm]以上に調整したものを用いるようにしている。かかる構成では、中間転写ベルト8の表面を良好に弾性変形させてベルトと転写紙Pとの密着不良による加熱転写不良を抑えながら、歩留まりの悪い高価な中間転写ベルト8を用いることによるコストアップを解消することができる。
【0034】
本プリンタでは、加熱転写ローラ15による加熱温度(65〜68℃)を、定着手段61による加熱定着温度(160〜200℃)よりも低く設定している。これは次に説明する理由による。即ち、本発明者らは鋭意研究により、トナー像をトナーのガラス転移点以上の温度まで昇温せしめれば加熱転写することができるのに対し、トナー像を定着せしめるにはガラス転移点よりも高いトナーの軟化温度以上まで昇温せしめる必要があることを見出した。加熱転写ローラ15を用いた加熱によって4色第1トナー像を加熱転写すると同時に定着せしめることも可能であるが、このとき、転写紙Pの第2面に4色第2トナー像が存在していないため、4色第2トナー像に対する定着処理を行うことができない。よって、せっかく4色第1トナー像に対して加熱転写ローラ15による定着処理を施しても、4色第2トナー像については別の定着手段によって定着処理を施す必要がある。そこで、本プリンタでは、4色第1トナー像については加熱転写ニップでとりあえず加熱転写するだけに留めておき、最終的に4色第2トナー像と一緒に定着手段61で加熱定着処理を施すようにしている。すると、加熱転写ローラ15による加熱温度を定着に必要な温度よりも低くして、省エネルギー化を図ることができる。
【0035】
定着手段61は、転写紙Pを両面から加熱しながら、その各面にトナー像を定着せしめている。かかる構成では、転写紙Pを片面側だけから加熱することに起因する両面での定着性の差を解消することができる。定着手段61における一方の定着ローラ62は、転写紙Pの第1面を接触方式によって加熱する。また、もう一方の定着ローラ62は、転写紙Pの第2面を接触方式によって加熱する。よって、定着装置61は、転写紙Pの両面に対してそれぞれ接触方式の加熱を施す。2つの定着ローラ62はそれぞれ同じ構成となっている。熱源を内包する芯金の外面にシリコーンゴム層等の弾性層が設けられたローラである。弾性層の上に、テフロン(登録商標)など離型性の良い材料からなる離型促進層を設けてもよい。一般に、トナー像は加熱部材に押圧されながら加熱定着処理が施されると光沢性を帯びるが、この光沢性は加熱部材の弾性度合いや両面粗さに影響される。よって、2つの定着ローラ62として、それぞれ表面材料の異なるものを用いると、転写紙Pの両面で定着トナー像の光沢性に差を生じてしまう。そこで、本プリンタでは、2つの定着ローラ62として、それぞれ同じ構成のものを用いている。かかる構成では、転写紙Pの両面にそれぞれ接触して加熱処理を施す2つの加熱部材の表面材料の違いに起因して転写紙Pの両面で定着トナー像の光沢性に差を生じてしまうといった事態を解消することができる。
【0036】
本プリンタは、転写紙Pの片面だけに画像を形成する片面モードが選択されている場合、その画像を4色第2トナー像として形成して転写紙Pの第2面に直接2次転写せしめるようになっている。そして、この際、加熱転写ローラ15の熱源への給電を停止して、加熱転写手段による加熱を行わないようになっている。かかる構成では、加熱転写の必要のない片面モードの際にも加熱転写手段の熱源を発熱させてしまうことによる無駄なエネルギー消費を回避することができる。
【0037】
各色のトナーとしては、平均円形度が0.90〜0.99に調整されたものを用いることが望ましい。真球からの誤差が比較的大きい平均円形度が0.90未満のトナーを用いると、静電転写における転写率(転写後重量/転写前重量)が急激に悪くなって高画質な画像を得ることが困難になるからである。また、平均円形度が0.99を越えるという真球に近いトナーを用いると、その流動性の高さから転写チリを急激に発生させ易くなるからである。なお、トナーの平均円形度については、次のようにして求めることが可能である。即ち、トナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知した光学的検知帯にて、得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値に基づいて求めるのである。具体的には、例えば、まず、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。そして、試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜1万個/μlとした被検液を得る。この被検液をフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(東亜医用電子株式会社製)にて分析して、平均円形度を求めることが可能である。
【0038】
また、各色のトナーとしては、形状係数SF−1が120〜180であり、且つ形状係数SF−2が120〜190であるものを用いることが望ましい。形状係数SF−1やSF−2が120未満で真球に限りなく近づいたトナーでは、その流動性の高さから転写チリから急激に発生し易くなるからである。また、形状係数SF−1が180を超えたり、SF−2が190を越えたりして、真球からの誤差が比較的大きくなっているトナーでは、静電転写における転写率が急激に悪くなって高画質な画像を得ることが困難になるからである。
【0039】
なお、ここで言う形状係数SF−1とは、球形物質の形状の丸さの割合を示す値である。球形物質を2次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで割って、100π/4を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数SF−1は、次式で定義されるものである。
【数1】
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)
このSF−1の値が100の場合には、物質の形状が真球状となり、SF−1の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【0040】
また、形状係数SF−2とは、物質形状の凹凸の割合を示す数値であり、球形物質を2次元平面上に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで割って、100/4πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数SF−2は、次式で定義されるものである。
【数2】
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)
このSF−2の値が100の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、SF−2の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【0041】
これら形状係数SF−1や、SF−2の具体的な測定方法としては、例えば次のようなものを挙げることができる。即ち、球形物質を日立製作所製FE−SEM(S−800)により撮影して、画像として100回無作為にサンプリングする。そして、これら画像をニレコ社製画像解析装置(LUSEX3)に導入して解析して、先に示した式に基づいて算出するのである。
【0042】
各色のトナーとしては、体積平均粒径(Dv)が4〜8[μm]であり、且つ、粒度分布(体積平均粒径Dv/個数平均粒径Dn)が1.05〜1.30であるものを用いることが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、粒度分布が1.05〜1.30の範囲にあるトナー粉体では、その中から、静電潜像のパターンに適した粒径のトナー粒子が他のトナーに優先して現像に寄与するといった現象が進みやすいため、様々なパターンの画像を安定して形成することができる。また、感光体等の像担持体に残留したトナーを回収してリサイクル使用する構成を装置に採用している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。このようなリサイクルにおいて粒度分布の比較的大きいものを用いると、新たなトナー補給から次のトナー補給に至るまでの粒度変動が大きくなり、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。また、体積平均粒子径(Dv)が上述の範囲よりも小さいトナーでは、二成分現像剤として用いた場合に現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。また、一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させ易くなる。逆に、体積平均粒子系(Dv)が上述の範囲よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなる。
【0043】
なお、トナーの粒度分布については、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)によって測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。電解水溶液としては1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を2〜20mg加える。そして、その溶液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)を求めることができる。
【0044】
以上のようなトナー性状に鑑みて、本プリンタでは、本体にセットするトナー粉体として、次に掲げる条件を具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
▲1▼平均円形度が0.90〜0.99である。
▲2▼形状係数SF−1が120〜180で且つ形状係数SF−2が120〜190である。▲3▼粒度分布が1.05〜1.30である。
【0045】
ユーザーに対する指定については、例えば、上に掲げた条件を具備するトナー粉体を、プリンタ本体にセットして出荷したり、プリンタ本体と一緒に梱包して出荷したりすることによって行う。また例えば、プリンタ本体やそれに付属される取扱説明書などの書類に、プリンタ本体に適用可能なトナー粉体の製品番号や商品名として、上に掲げた条件を具備するトナー粉体のものを記載することによって行う。また例えば、プリンタ本体の製造元や販売元などが、かかる製品番号や商品名と、プリンタ本体の製品番号や商品名とが関連付けられた情報を、文章や電子データをもって頒布することによって行う。
【0046】
次に、以上の構成を備えるプリンタの変形例装置について説明する。なお、この変形例装置の構成において、以下に説明する事項の他は、実施形態に係るプリンタと同様である。
図3は、本変形例装置を示す概略構成図である。この変形例装置では、加熱転写手段が紙搬送経路における各1次転写ニップによりも下流側に設けられている。具体的には、加熱転写ローラ15が、Y用の1次転写ニップの下流側近傍に配設されたミドルローラ11ではなく、K用の1次転写ニップの上流近傍に配設されたトップローラ13との間に中間転写ベルト8を挟み込むように配設されている。本変形例装置では、ミドルローラ11の代わりに、トップローラ13が加熱転写手段の一部を構成しているのである。
【0047】
加熱転写ニップでは、転写紙Pだけでなく、中間転写ベルト8も加熱される。加熱された中間転写ベルト8が十分に冷めないままに各1次転写ニップに進入して各感光体1Y,M,C,Kを温めてしまうと、感光体上における作像性能に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、本プリンタでは、加熱転写手段を1次転写ニップよりも下流側に設けている。かかる構成では、中間転写ベルト8を加熱転写手段によって加熱してから各1次転写ニップに進入させる前に、1周に近い距離だけ無端移動せしめて十分に自然冷却することができる。よって、中間転写ベルト8を冷却するための冷却手段を設けなくても、中間転写ベルト8から各感光体1Y,M,C,Kに熱伝導させることによる画質劣化を抑えることができる。
【0048】
本変形例装置では、ベルトクリーニング装置14も、紙搬送経路の上流側ではなく、下流側に配設されている。具体的には、加熱転写ローラ15よりも下流側でトップローラ13との間に中間転写ベルト8を挟み込むように配設されている。本変形例装置のように4色第1トナー像を各1次転写ニップよりも下流側で転写紙Pに転写する場合、転写残トナーのクリーニングが問題となる。ベルトクリーニング装置14のクリーニングローラが中間転写ベルト8に常に当接していると、ベルト上に重ね合わせ転写された4色第1トナー像もクリーニングしてしまうことになるからである。そこで、ベルトクリーニング装置14は、図示しない揺動機構によって揺動軸14aを中心に図中矢印方向に揺動することで、そのクリーニングローラを中間転写ベルト8に接離させるように構成されている。そして、少なくともその対向位置を4色第1トナー像が通過する間は、クリーニングローラを中間転写ベルト8から離間させることで、4色第1トナー像のクリーニングを回避する。
【0049】
これまで、像担持体としてドラム状の感光体を用いた例について説明したが、ベルト状の感光体など、他の方式のものを用いてもよい。また、粉体トナーではなく、トナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤を用いる画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【0050】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、加熱転写手段を紙搬送経路の上流側に設けているので、各1次転写ニップに再進入した4色第1トナー像に対して電界を作用させることによる4色第1トナー像の乱れを抑えることができる。
また、4色第1トナー像が加熱転写された転写紙を中間転写体ベルト8から分離せしめた後、各1次転写ニップに向けて案内する分離案内板対16を設けていることで、次のことを可能にしている。即ち、紙カセット41を横型の両面転写装置20の直下に配設してプリンタ本体の設置平面積の大型化を抑えながら、転写紙Pを加熱転写ニップ、各1次転写ニップに順次進入させることができる。
また、分離案内板対16による紙分離位置を通過した後、各1次転写ニップに進入する前の中間転写ベルト8表面をクリーニングさせるように、クリーニング手段たるベルトクリーニング装置14を設けている。かかる構成では、クリーニング済みの中間転写ベルト8を1次転写ニップで転写紙Pの第1面に密着させて、転写残トナーの付着による転写紙Pの第1面の汚れを解消することができる。
【0051】
また、変形例装置においては、加熱転写手段を紙搬送経路の下流側に設けているので、中間転写ベルト8を冷却するための冷却手段を設けなくても、中間転写ベルト8から各感光体1Y,M,C,Kに熱伝導させることによる画質劣化を抑えることができる。
【0052】
また、実施形態に係るプリンタや変形例装置においては、中間転写ベルト8として、表面粗さRzが5[μm]以上、20[μm]未満であるものを用いている。かかる構成では、記録体として一般に最も使用頻度の高い転写紙Pが用いられている限り、「第2中間転写ベルトの表面粗さ<記録体の表面粗さ」という条件を具備しないことによる加熱転写不足を抑えることができる。
また、加熱転写手段による加熱温度を、定着手段61による加熱定着温度よりも低くしているので、同じ温度に設定する場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。
また、片面モードを実行する際には、画像として第2トナー像を形成し、且つ加熱転写手段による加熱を実施しないようになっているので、加熱転写の必要のない片面モードの際にも加熱転写手段の熱源を発熱させてしまうことによる無駄なエネルギー消費を回避することができる。
【0053】
【発明の効果】
請求項1乃至の発明によれば、上述した(1)及び(2)の事項を何れも実現することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図2】同プリンタのY用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図3】変形例装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
1Y,M,C,K 感光体(像担持体)
6Y,M,C,K プロセスユニット(可視像形成手段の一部)
7 露光装置(可視像形成手段の一部)
8 中間転写ベルト(中間転写体)
9Y,M,C,K 1次転写バイアスローラ(静電転写手段)
15 加熱転写ローラ(加熱転写手段の一部)
61 定着手段
P 転写紙(記録体)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a double-sided transfer device that transfers an image onto both sides of a recording medium such as transfer paper by a so-called one-pass method, and an image forming apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an image forming apparatus that employs a so-called switchback method as a double-sided transfer method for transferring a visible image such as a toner image onto both sides of a recording medium (for example, Patent Document 1). In the switchback method, the recording body is passed through the transfer means and the fixing means to fix the visible image on only one surface thereof, and then the recording body is reversed and switched back to the transfer means and the fixing means again. It is a method. In an image forming apparatus using such a switchback method, there is a problem that a complicated switchback mechanism for inverting and switching back the recording medium once passed through the fixing unit is expensive. Another problem is that it is difficult to increase the speed of double-sided transfer due to the switchback of the recording medium. Furthermore, the recording medium before the switchback is heated and curled in the fixing means, and it is easy to generate a jam at the time of switchback.
[0003]
In view of this, various image forming apparatuses that perform so-called one-pass double-sided transfer that transfers a visible image to both sides of a recording medium while passing the recording medium only once in an internal conveyance path have been proposed. According to such one-pass double-sided transfer, it is not necessary to switch back the recording medium, so that it is possible to eliminate the cost increase due to the addition of the switchback mechanism and jamming at the time of switchback. In addition, it is possible to eliminate the situation where the double-sided transfer is hindered by the switchback.
[0004]
As an image forming apparatus that performs the above-mentioned one-pass double-sided transfer, for example, the one described in Patent Document 2 is known. This image forming apparatus has a pre-stage transfer unit in which a photoconductor as an image carrier and an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member are opposed to each other. In addition, the image forming apparatus also includes a rear transfer unit in which the intermediate transfer belt and the transfer charger are opposed to each other with a predetermined gap. Then, after the first toner image is electrostatically transferred from the photoconductor to the intermediate transfer belt in the pre-transfer portion, a second toner image is formed on the photoconductor. Next, the second toner image on the photosensitive member is electrostatically transferred to the second surface of the recording member fed to the preceding transfer portion, and the first toner image of the intermediate transfer belt is transferred to the first surface on the opposite side. Adhere. At this time, an electric field is applied to the first toner image in a direction away from the first surface and moving toward the belt. For this reason, the first toner image remains untransferred to the first surface. The recording material that has passed through the preceding transfer section is sent to the succeeding transfer section, and a charge having a polarity opposite to that of the toner is applied to the second surface by the transfer charger. Then, the first toner image that has not been transferred to the first surface of the recording medium is electrostatically transferred from the intermediate transfer belt to the first surface due to the influence of the charge.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-61288
[Patent Document 2]
JP-A-10-142869
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the image forming apparatus described in Patent Document 2 has a problem that it is easy to generate spotted stains due to toner scattered around the image. In particular, when a configuration in which multiple images are formed by a so-called tandem method, this spot-like stain appears remarkably. The tandem system is a process in which a plurality of image carriers such as photoconductors are arranged, and a recording body held by a moving body is sequentially passed through a portion facing each image carrier, and each toner image is transferred to each tandem system. In this method, multiple images such as color images are formed by superposing and electrostatic transfer.
[0007]
Then, when the present inventors earnestly researched about the cause which produces the above-mentioned spot-like dirt, the following thing was found. That is, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, when charge is applied to the second surface of the recording medium by the transfer charger in the latter transfer unit, the toner is removed from the second toner image on the second surface by impact. It becomes easy to scatter around. At this time, since the recording body cannot be strongly pressed from the second surface side toward the intermediate transfer belt, the first toner image interposed between the first surface of the recording body and the intermediate transfer belt can also be used. It becomes easy to scatter toner around. Furthermore, a phenomenon called so-called transfer dust occurs in the above-described pre-transfer portion. This is a phenomenon in which the toner in the toner image is scattered around due to the occurrence of a discharge or the formation of a weak electric field at the entrance or exit of the preceding transfer section. The toner scattering due to the transfer dust and the toner scattering in the subsequent transfer portion are accumulated, and the toner easily deteriorates to the extent that spot-like stains are visually recognized.
[0008]
On the other hand, not only the image forming apparatus described in Patent Document 2 described above, but one that performs one-pass double-sided transfer disturbs the toner image on the recording medium when the recording medium is transferred from the double-sided transfer apparatus to the fixing unit. It is easy to happen. When transporting the recording medium while guiding it with a guide member such as a guide plate, the unfixed toner image on the recording body is rubbed against the guide member in order to ensure delivery from the double-sided transfer device to the fixing means. It will be disturbed. In the image forming apparatus described in Patent Document 2, a guide member that guides toward a fixing unit while supporting a recording body with a rotatable star-shaped flat spur is used as a guide member in order to suppress such disturbance. Yes. By supporting the recording body with a star-shaped flat spur, the contact area with the recording body is reduced, and the spur is rotated following the movement of the recording body to suppress friction with the recording body. ing. However, if the spur does not rotate well, the toner image is disturbed at the contact portion between the spur and the recording medium.
[0009]
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a double-sided transfer device and an image forming apparatus that can realize any of the items listed below.
(1) Eliminates spot-like stains around the image caused by applying a charge to the second surface of the recording medium by the transfer charger.
(2) Image disturbance caused by rubbing between the recording medium delivered from the double-sided transfer device to the fixing unit and the guide member is more reliably suppressed than before.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a path extending from the upstream side to the downstream side of the image bearing member carrying the visible image and the intermediate transfer member from the upstream side to the downstream side. The first visible image previously transferred from the image carrier to the intermediate transfer member is transferred to the first surface of the recording member that passes once, while the second possible image on the image carrier is transferred. In a double-sided transfer device that transfers a visual image to the second surface,Heat transfer means for heating and transferring the first visible image from the intermediate transfer body to the first surface on the upstream side in the path, and the recording body on which the first visible image is heated and transferred to the intermediate transfer A separation guide means for guiding toward the facing portion after separation from the body, and a cleaning means for cleaning the surface of the intermediate transfer body,From the image carrierTheIntermediate transferthe aboveWhile transfer to the second surface is performed by an electrostatic transfer method,TheTransfer from the intermediate transfer member to the first surface is performed by a heat transfer method.I didIt is characterized by.
MaClaim2The invention of claim1In the double-sided transfer apparatus, the cleaning means is disposed so as to clean the surface of the intermediate transfer body after passing through the recording member separation position by the separation guide means and before entering the facing portion. To do.
MaClaim3The invention of claim 1Or 2In the double-sided transfer apparatus, the intermediate transfer member having a surface roughness Rz of 5 [μm] or more and less than 20 [μm] is used.
  Claims4The invention comprises an image carrier that carries a visible image on the surface, a visible image forming means that forms a visible image on the image carrier, and a visible image on the image carrier on both sides of the recording medium. In the image forming apparatus comprising a double-sided transfer device that transfers the toner image to the both sides and a fixing unit that heat-fixes the visible image on both sides,1, 2 or 3It is characterized by using the thing.
  Claims5The invention of claim4In the image forming apparatus, the heating temperature by the heat transfer unit is lower than the heating temperature by the fixing unit.
  Claims6The invention of claim4Or5In the image forming apparatus, when a visible image is formed only on one side of the recording medium, the second visible image is formed as the visible image, and heating by the heating transfer unit is not performed. It is characterized by that.
[0011]
In these inventions, the transfer of the first visible image from the intermediate transfer member to the first surface of the recording member is performed not by the charge applying method by the transfer charger but by the heat transfer method not using the charge. For this reason, it is possible to eliminate the spot-like stains around the image due to the charge applied to the recording medium by the transfer charger.
Further, with respect to the first visible image that is heat-transferred to the first surface of the recording medium, the adhesion between the image forming substances (for example, toners) and between the image forming substance and the first surface of the recording medium is enhanced. The degree of increase in the adhesion force depends on the temperature at the time of heat transfer, but when heat transfer is performed at a relatively high temperature such as 100 ° C. or higher, the first visible image is almost fixed on the first surface. In addition, even if heat transfer is performed at a relatively low temperature such as 65 ° C., a state of so-called hypothetical wearing is obtained in which the adhesive force is increased to a level that does not cause disturbance as long as it is rubbed with the guide member. Therefore, for the first visible image after heat transfer, the disturbance due to rubbing with the guide member can be almost eliminated.
As a result, both of the items (1) and (2) described above can be realized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the printer. In the figure, the printer 100 includes four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K for generating toner images of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter referred to as Y, M, C, and K). Yes. These use Y, M, C, and K toners, which are image forming materials of different colors, but otherwise have the same configuration and are replaced when the lifetime is reached. Taking a process unit 6Y for generating a Y toner image as an example, as shown in FIG. 2, a drum-shaped photoconductor 1Y, a drum cleaning device 2Y, a charge eliminating device 3Y, a charging device 4Y, a developing device 5Y and the like are provided. Yes. In the photoreceptor 1Y as an image carrier, a surface layer of an organic semiconductor which is a photoconductive substance is coated on an aluminum cylinder having a diameter of 30 to 100 [mm]. An amorphous silicon surface layer may be coated. Further, it may be a belt shape instead of a drum shape. The charging device 4Y uniformly charges the surface of the photoreceptor 1Y that is rotated clockwise in the drawing by a driving unit (not shown). The surface of the uniformly charged photoreceptor 1Y is exposed and scanned with a laser beam L emitted from an exposure device 7 described later, and carries a Y electrostatic latent image. The Y electrostatic latent image is developed into a Y toner image by the developing means 5Y using Y toner. Then, the toner image is primary-transferred electrostatically onto an intermediate transfer belt 8 described later or a second surface of the transfer paper P. The drum cleaning device 2Y removes the toner remaining on the surface of the photoreceptor 1Y after the primary transfer process. Further, the charge removing unit 3Y discharges the residual charge of the photoreceptor 1Y after cleaning. By this charge removal, the surface of the photoreceptor 1Y is initialized and prepared for the next image formation. In the other process units 6M, 6C, and 6K, M, C, and K toner images are similarly formed on the photoreceptors 1M, 1C, and 1K, and 1 is formed on the intermediate transfer belt 8 or the second surface of the transfer paper P. Next transferred. In such a configuration, a visible image forming unit that forms a toner image that is a visible image on a photoconductor as an image carrier is configured by a combination of an exposure device 7 and process units (6Y, M, C, K) described later. ing.
[0013]
In FIG. 1 described above, an exposure device 7 is disposed above the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K. The exposure device 7 serving as a latent image forming unit irradiates the respective photoconductors in the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K with a laser beam L emitted based on the image information. By this exposure, electrostatic latent images for Y, M, C, and K are formed on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. The exposure device 7 irradiates the photoconductor with a laser beam (L) emitted from a light source through a plurality of optical lenses and mirrors while scanning with a polygon mirror rotated by a motor. Instead of the exposure apparatus 7 having such a configuration, an exposure unit that irradiates LED light from the LED array may be employed.
[0014]
In the lower part of the printer housing, paper supply means having a paper storage cassette 41, a paper supply roller 43 incorporated therein, a registration roller pair 45, and the like are disposed. The paper storage cassette 41 stores a plurality of transfer papers P as a recording body in a stack of paper sheets, and a paper feed roller 43 is in contact with the uppermost transfer paper P. When the paper feed roller 43 is rotated counterclockwise in the drawing by a driving means (not shown), the uppermost transfer paper P is fed toward the rollers of the registration roller pair 45. The registration roller pair 45 rotationally drives both rollers to sandwich the transfer paper P, but temporarily stops rotating immediately after sandwiching. Then, the transfer paper P is sent out toward a later-described heating transfer nip at an appropriate timing.
[0015]
Below the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a double-sided transfer device 20 that moves the intermediate transfer belt 8 endlessly while stretching is disposed. In addition to the intermediate transfer belt 8, the double-side transfer device 20 includes a belt cleaning device 14, a heat transfer roller 15, a separation guide plate pair 16, and the like. Also, four primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K, an under roller 10, a middle roller 11, a tension roller 12, and a top roller 13 are provided. The intermediate transfer belt 8 is endlessly moved in the counterclockwise direction in the figure by the rotational drive of at least one of the rollers while being stretched around these eight rollers. The four primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K hold the intermediate transfer belt 8 that is endlessly moved in this manner between the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, thereby forming primary transfer nips. is doing. Each of these four primary transfer nips is caused by a potential difference between the primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K to which a primary transfer bias is applied by a power source (not shown) and the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. A primary transfer electric field is formed. In the process of endless movement, the intermediate transfer belt 8 sequentially passes through the primary transfer nips for Y, M, C, and K where the primary transfer electric field is thus formed. Each of the four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K is of a type in which a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner (for example, plus) is applied to the back surface (loop inner peripheral surface) of the intermediate transfer belt 8. is there. Instead of this method, a charger method that discharges from an electrode may be used. Of the eight rollers that stretch the intermediate transfer belt 8, the remaining four rollers other than the primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K are all electrically grounded.
[0016]
This printer transfers the four-color first toner image and the four-color second toner image to the first surface and the second surface of the transfer paper P (the surfaces facing upward and downward, respectively, in a stack portion described later). . Of these toner images, monochromatic Y, M, C, and K toner images for forming a first four-color toner image are formed on the four photosensitive members 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively. These single-color Y, M, C, and K toner images are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8 by being influenced by the nip pressure and the primary transfer electric field in the primary transfer nip described above. A four-color first toner image is formed by superposing four-color toners. Before and after the superimposing primary transfer, the four photoreceptors 11Y, 11M, 11C, and 11K each have monochrome Y, M, C, and K toner images for forming a four-color second toner image. Begin to form.
[0017]
The heating roller 15 containing a heat source such as a halogen lamp (not shown) rotates while contacting the front surface of the intermediate transfer belt 8 to form a heating transfer nip. On the back side of the heat transfer nip, the under roller 10 contacts the back surface of the intermediate transfer belt 8 to back up the contact of the heat roller 15 with the belt front surface.
[0018]
The registration roller pair 45 feeds the transfer paper P sandwiched between the rollers toward the heating transfer nip at a predetermined timing. The predetermined timing is a timing at which the transfer paper P is synchronized with the four-color first toner image on the intermediate transfer belt 8 at the heating transfer nip. The transfer paper P fed into the heating transfer nip is heated while the first toner image of four colors on the intermediate transfer belt 8 is brought into close contact with the first surface thereof. The four-color first toner image on the intermediate transfer belt 8 passes through the heating transfer nip while being transferred to the first surface by the influence of the heating and the nip pressure. The four-color first toner image, which is heated and transferred to the first surface of the transfer paper P, is combined with the white color of the first surface to form a full-color image.
[0019]
In the vicinity of the outlet of the heating transfer nip, the above-described separation guide plate pair 16 is disposed, and the transfer paper P that has passed through the heating transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 8. Then, the separated transfer paper P is guided toward the primary transfer nip for Y so as to make a detour larger than the belt track. In this way, the transfer sheet P guided to the primary transfer nip for Y is brought into close contact with the intermediate transfer belt 8 on the first surface, and the photoreceptor 1Y for Y is brought into close contact with the second surface. It is done. Then, the Y toner image on the Y photoconductor 1Y is electrostatically primarily transferred onto the second surface of the transfer paper P. Thereafter, every time the toner passes through the primary transfer nips for M, C, and K, the M, C, and K toner images are sequentially transferred onto the second surface of the transfer paper P and are primarily transferred to the first transfer paper P. A four-color second toner image is formed on the two surfaces. Since the four-color second toner image is directly transferred onto the white transfer paper P, it becomes a full-color image from the beginning.
[0020]
The belt cleaning device 14 is disposed so as to be sandwiched between the separation guide plate pair 16 and the intermediate transfer belt 8. Then, after the transfer paper P is separated after passing through the heating transfer nip, the transfer residual toner adhering to the belt portion before coming into close contact with the transfer paper P again in the Y primary transfer nip is cleaned. The belt cleaning device 14 is disposed so as to sandwich the cleaning roller with the middle roller 11. Then, the transfer residual toner on the front surface of the intermediate transfer belt 8 is transferred to the cleaning roller for cleaning. The transfer residual toner transferred onto the cleaning roller is scraped off by a scraping blade in the belt cleaning device 14 and then conveyed to a collecting unit (not shown). The cleaning roller is a roller whose surface roughness is rougher than that of the intermediate transfer belt 8. When it is difficult to transfer the transfer residual toner to the surface of the cleaning roller, a heat source may be provided inside the roller. In this case, copper or aluminum having good thermal conductivity can be used as the roller material. .
[0021]
On the left side of the double-side transfer device 20 in the drawing, a fixing unit 61 having two fixing rollers 62 that are rotationally driven so as to move in the forward direction at the contact portion while abutting each other to form a fixing nip is disposed. It is installed. Each of these two fixing rollers 62 includes a heat source such as a halogen lamp (not shown). The transfer paper P on which full-color images are formed on both sides by the double-side transfer device 20 is conveyed toward the fixing unit 61 as the intermediate transfer belt 8 moves endlessly. Then, after being separated from the intermediate transfer belt 8 and delivered to the fixing means 61 at a belt stretching position by the top roller 13 of the double-sided transfer device 20, it is sandwiched between the fixing nips. Then, under the influence of heating and nip pressure by the two fixing rollers 62, full-color images are heated and fixed on both sides respectively.
[0022]
The transfer paper P that has passed through the fixing unit 61 enters between the plates of the reverse guide plate pair 50 and is then conveyed while being guided by the reverse guide plate pair 50 so as to be turned upside down. Then, after passing through the paper discharge roller pair 51, the paper is discharged toward the stack portion 65 formed on the upper surface of the printer housing.
[0023]
An exhaust fan F fixed to the printer housing is provided on the left side of the fixing unit 61 in the drawing, and plays a role of discharging heat generated from the fixing unit 61 together with air in the housing.
[0024]
As described above, the four-color first toner image is formed prior to the four-color second toner image, and is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8 and then heated and transferred to the first surface of the transfer paper P. And turn up at the stack 65. On the other hand, the four-color second toner image formed after the four-color first toner image is directly transferred directly to the second surface of the transfer paper P, and then faces downward at the stack portion 65. Therefore, the transfer paper P stacked on the stack unit 65 faces the previously formed four-color first toner image upward and the subsequent four-color second toner image facing downward. In this printer, in order to align the page numbers of the transfer sheets P stacked in this manner in order from the smallest, the four colors of the images with the larger page number are first printed for the images of two consecutive page numbers, odd and even. One toner image is formed. For example, the second page image is formed prior to the first page image. As a result, even when documents of several pages are continuously output, the page numbers can be aligned in order from the bottom in the stack unit 65. However, when executing the single-sided print mode in which an image is formed only on the second side of the transfer paper P, four-color second toner images are formed in order from the image with the smallest page number. As a result, even in the single-sided printing mode, the page numbers can be aligned in order from the bottom in the stack unit 65.
[0025]
On the four photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, the single-color (Y, M, C, K) toner images for the four-color second toner images are respectively formed as mirror images. This is because the formed mirror image is changed to a non-mirror image (hereinafter referred to as a normal image) by being primarily transferred at the primary transfer nip. By forming a mirror image on the photoconductor, a normal image can be formed on the second surface of the transfer paper P. On the other hand, single-color (Y, M, C, K) toner images for the four-color first toner images are formed as normal images. This is because the formed normal image changes to a mirror image and a normal image through two transfer processes of primary transfer and heat transfer, and becomes a normal image on the first surface of the transfer paper P. Because it can.
[0026]
Next, a characteristic configuration of the printer will be described.
As described above, in this printer, the transfer from the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 8 and the second surface of the transfer paper P is performed by the electrostatic transfer method, while the intermediate transfer belt. The transfer from 8 to the first surface of the transfer paper P is performed by a heat transfer method. In such a configuration, when the four-color first toner image is heated and transferred from the intermediate transfer belt 8 to the first surface of the transfer paper P, it is not necessary to apply a charge by the transfer charger to the second surface of the transfer paper P. Therefore, it is possible to eliminate spot-like stains around the image due to the application of charge. For the four-color first toner image, the adhesion force between the toner particles and between the toner and the first surface of the transfer paper P is increased to a level that does not cause any disturbance as long as it rubs against the guide member. Accordingly, it is possible to substantially eliminate the disturbance of the four-color first toner image due to the friction between the first surface of the transfer paper P transferred from the double-side transfer device 20 to the fixing unit 61 and the guide plate.
[0027]
In this printer, a heat transfer means is configured by a combination of a heat transfer roller 15 that forms a heat transfer nip and an under roller 10 that backs up the formation of the heat transfer nip from the back side of the intermediate transfer belt 8. . This heat transfer means is provided on the upstream side of the transfer sheet conveyance path from the facing portion between each of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K and the intermediate transfer belt 8. In this configuration, the four-color first toner image transferred onto the intermediate transfer belt 8 is heated and transferred onto the first surface of the transfer paper P prior to re-entering each primary transfer nip as the belt moves endlessly. By doing so, the adhesive force with the first surface can be increased in advance. As a result, the disturbance of the four-color first toner image caused by applying an electric field to the four-color first toner image reentering each primary transfer nip can be suppressed.
[0028]
The heat transfer roller 15 is a roller having an outer diameter of 20 to 40 [mm] in which an elastic layer such as an elastically deformable rubber layer is provided on the outer surface of a metal base tube made of aluminum or the like. The nip pressure at the heat transfer nip is 2 to 10 [N / cm.2The degree is good. Further, the heat transfer roller 15 and the middle roller 11 may be provided with their arrangement positions reversed. However, in this case, the amount of heat loss due to heat conduction to the intermediate transfer belt 8 is larger than when the transfer paper P is directly heated by the heat transfer roller 15. Therefore, energy saving can be achieved by disposing the heat transfer roller 15 so that the transfer paper P is heated by direct contact as shown in the figure.
[0029]
In this printer, the intermediate transfer belt 8 is stretched in a horizontally long shape that takes a space in the horizontal direction rather than in the vertical direction, and the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are opposed to the belt stretch portion in the lateral direction. Thus, a so-called horizontal double-sided transfer device 20 that forms each primary transfer nip is employed. In such a horizontal type, the transfer paper P must be supplied from the side to each primary transfer nip. However, if the paper cassette 41 is disposed on the side of the double-sided transfer device 20 that takes a space in the horizontal direction, the plane size of the printer main body becomes very large, which is not suitable for the actual situation. In order to avoid such an increase in the planar size, it is desirable to adopt the following layout in the case of the horizontal type. That is, as shown in the drawing, a paper cassette 41 is disposed immediately below the double-side transfer device 20, and the transfer paper P discharged therefrom is first transported in the vertical direction, and then the transport direction is changed to the horizontal direction. In this layout, transfer paper is supplied to the upper surface of the intermediate transfer belt 8. However, for the transfer paper P in which the transport direction is sequentially changed from vertical to horizontal as described above, the four-color first toner image is brought into close contact with the intermediate transfer belt 8 before reaching each primary transfer nip. It is necessary to perform the heat transfer. Such heat transfer is very difficult. The transfer paper P, which is brought into close contact with the side surface of the intermediate transfer belt 8 for heat transfer, cannot follow the intermediate transfer belt 8 that changes its traveling direction abruptly according to the curvature of the middle roller 11, but from the belt surface. This is because they will leave. Therefore, in this printer, the transfer paper P brought into close contact with the side surface of the intermediate transfer belt 8 at the heating transfer nip is positively separated from the belt surface by the separation guide plate pair 16. Then, after being guided to each primary transfer nip while largely detouring from the belt trajectory, it is brought into close contact with the intermediate transfer belt 8 again. By adopting such a configuration, the paper cassette 41 is disposed directly under the horizontal double-sided transfer device 20 to suppress the enlargement of the installation plane area of the printer body, and the transfer paper P is heated and transferred to the nip and each primary transfer. The nip can be sequentially entered.
[0030]
Transfer residual toner adheres to the surface of the intermediate transfer belt 8 separated from the transfer paper P after passing through the heating transfer nip. If the transfer residual toner and the transfer paper P are brought into close contact with each other at the primary transfer nip, the four-color first toner image on the first surface of the transfer paper P will be stained. If the relative position between the untransferred toner and the four-color first toner image does not change at all, it does not become dirty, but the relative position of the transfer paper P greatly changes when it is separated from the belt and largely detoured. Because. Therefore, in this printer, a belt cleaning device 14 as a cleaning means for cleaning the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 8 is arranged as follows. That is, it is disposed at a position where the surface of the intermediate transfer belt 8 is cleaned after passing through the paper separation position by the separation guide plate pair 16 and before entering each primary transfer nip. As a result, the cleaned intermediate transfer belt 8 can be brought into close contact with the first surface of the transfer paper P at the primary transfer nip, and contamination of the first surface of the transfer paper P due to adhesion of transfer residual toner is eliminated. can do.
[0031]
The transfer direction of the toner image in the heat transfer depends on the difference in surface properties between the two members sandwiching the toner image in the heating nip. Specifically, for example, it is assumed that the two members A and B are moving in the forward direction while being in contact with each other in the heat transfer nip. The toner image heated while being sandwiched between these members A and B and heated to a glass transition point or higher is transferred to the member having the larger surface roughness when the members A and B are separated. This is because the member having the larger surface roughness has a larger contact area with the toner image due to the unevenness of the surface, making it difficult to exhibit toner releasability. Therefore, if the surface roughness is “member A> member B”, the toner image is transferred to the member A.
[0032]
In such a heat transfer, the conditions required for the intermediate transfer belt 8 which is the transfer destination of the four-color first toner image are as listed below.
・ Extension rate due to heat is extremely low
A resistance value (surface resistance value and volume resistance value) suitable for realizing primary transfer of a toner image from the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K to a belt or transfer paper.
The surface roughness is smaller than that of the transfer paper P (the surface roughness Rz of the general transfer paper P is about 20 to 40 [μm]).
In the printer 100, the intermediate transfer belt 8 described below is used to satisfy these conditions. That is, a surface layer of 20 to 100 [μm] in thickness is coated with ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer) on the front surface of a seamless polyimide belt having a thickness of 20 to 50 [μm]. The surface roughness Rz of this surface layer is adjusted to less than 20 [μm]. The general surface roughness Rz of the transfer paper P is about 20 to 40 [μm]. Therefore, as long as the most frequently used transfer paper P is generally used as the recording medium, there is insufficient heat transfer due to not satisfying the condition of “surface roughness of the second intermediate transfer belt <surface roughness of the recording medium”. Can be suppressed.
[0033]
In the present invention, the intermediate transfer member is elastically deformed at the time of heat transfer to improve the adhesion with the transfer paper P, and at least the surface is elastic from the viewpoint of suppressing heat transfer defects due to poor adhesion. It is desirable to be made of a material. On the other hand, for elastic materials such as rubber, it is generally difficult to process the surface roughness to less than 5 [μm] with the current manufacturing technology. For this reason, if the design value of the surface roughness of the second intermediate transfer member is set to less than 5 [μm], it is necessary to use an expensive second intermediate transfer member having a low yield, resulting in an increase in cost. Therefore, in the present printer, the intermediate transfer belt 8 whose surface roughness is adjusted to 5 [μm] or more is used. In such a configuration, the surface of the intermediate transfer belt 8 is elastically deformed satisfactorily to suppress the heat transfer failure due to the poor adhesion between the belt and the transfer paper P, and the cost is increased by using the expensive intermediate transfer belt 8 having a low yield. Can be resolved.
[0034]
In this printer, the heating temperature (65 to 68 ° C.) by the heat transfer roller 15 is set lower than the heating and fixing temperature (160 to 200 ° C.) by the fixing means 61. This is for the reason explained below. That is, the present inventors have conducted intensive research and can transfer a toner image by heating it to a temperature higher than the glass transition point of the toner, whereas the toner image can be fixed more than the glass transition point. It has been found that it is necessary to raise the temperature to above the softening temperature of the high toner. It is possible to heat and transfer the four-color first toner image by heating using the heat transfer roller 15, and at the same time, the four-color second toner image is present on the second surface of the transfer paper P. Therefore, the fixing process for the four-color second toner image cannot be performed. Therefore, even if the four-color first toner image is fixed by the heat transfer roller 15, the four-color second toner image needs to be fixed by another fixing means. Therefore, in this printer, the four-color first toner image is merely heated and transferred at the heating transfer nip for the time being, and finally the fixing unit 61 performs the heat-fixing process together with the four-color second toner image. I have to. Then, the heating temperature by the heat transfer roller 15 can be made lower than the temperature necessary for fixing, thereby saving energy.
[0035]
The fixing unit 61 fixes the toner image on each side while heating the transfer paper P from both sides. With such a configuration, it is possible to eliminate the difference in fixability between both sides caused by heating the transfer paper P from only one side. One fixing roller 62 in the fixing unit 61 heats the first surface of the transfer paper P by a contact method. The other fixing roller 62 heats the second surface of the transfer paper P by a contact method. Accordingly, the fixing device 61 performs contact-type heating on both sides of the transfer paper P. The two fixing rollers 62 have the same configuration. This is a roller in which an elastic layer such as a silicone rubber layer is provided on the outer surface of a cored bar containing a heat source. On the elastic layer, a release promoting layer made of a material having good release properties such as Teflon (registered trademark) may be provided. Generally, a toner image is glossy when subjected to heat fixing processing while being pressed against a heating member, but this glossiness is influenced by the degree of elasticity and double-sided roughness of the heating member. Therefore, if the two fixing rollers 62 having different surface materials are used, there is a difference in glossiness between the fixing toner images on both sides of the transfer paper P. Therefore, in this printer, two fixing rollers 62 having the same configuration are used. In such a configuration, the glossiness of the fixed toner image differs on both surfaces of the transfer paper P due to the difference in the surface materials of the two heating members that respectively contact the both surfaces of the transfer paper P and perform the heat treatment. The situation can be resolved.
[0036]
When the single-side mode in which an image is formed on only one side of the transfer paper P is selected, the printer forms the image as a four-color second toner image and directly transfers the image onto the second side of the transfer paper P directly. It is like that. At this time, power supply to the heat source of the heat transfer roller 15 is stopped so that heating by the heat transfer means is not performed. With such a configuration, it is possible to avoid wasteful energy consumption due to the heat source of the heat transfer means generating heat even in the single-side mode where heat transfer is not required.
[0037]
As the toner of each color, it is desirable to use a toner whose average circularity is adjusted to 0.90 to 0.99. When toner having a relatively large error from the true sphere and an average circularity of less than 0.90 is used, the transfer rate (post-transfer weight / pre-transfer weight) in electrostatic transfer is abruptly deteriorated to obtain a high-quality image. This is because it becomes difficult. In addition, when toner close to a true sphere having an average circularity exceeding 0.99 is used, transfer dust is easily generated due to its high fluidity. The average circularity of the toner can be obtained as follows. That is, the circumference of an equivalent circle having the same projected area is obtained in an optical detection zone in which a suspension containing toner particles is passed through an imaging zone detection zone on a flat plate and a particle image is optically detected by a CCD camera. Is obtained on the basis of the value obtained by dividing by the perimeter of the actual particle. Specifically, for example, first, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant in 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance. About 0.1 to 0.5 g of a measurement sample is added. Then, the suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes to obtain a test solution having a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. This test solution can be analyzed with a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) to determine the average circularity.
[0038]
Further, as the toner of each color, it is desirable to use a toner having a shape factor SF-1 of 120 to 180 and a shape factor SF-2 of 120 to 190. This is because a toner having a shape factor SF-1 or SF-2 of less than 120 and approaching a perfect sphere is likely to be generated rapidly from transfer dust due to its high fluidity. In addition, the toner with a relatively large error from the true sphere due to the shape factor SF-1 exceeding 180 or SF-2 exceeding 190, the transfer rate in electrostatic transfer suddenly deteriorates. This makes it difficult to obtain high-quality images.
[0039]
The shape factor SF-1 referred to here is a value indicating the ratio of the roundness of the shape of the spherical substance. It is represented by a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of an elliptical figure formed by projecting a spherical substance on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4. That is, the shape factor SF-1 is defined by the following equation.
[Expression 1]
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the substance becomes a true sphere, and as the value of SF-1 increases, the shape of the substance becomes indefinite.
[0040]
The shape factor SF-2 is a numerical value indicating the ratio of the unevenness of the material shape, and the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the spherical substance on the two-dimensional plane is divided by the figure area AREA to obtain 100. It is expressed as a value when multiplied by / 4π. That is, the shape factor SF-2 is defined by the following equation.
[Expression 2]
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π)
When the SF-2 value is 100, there is no unevenness on the surface of the substance, and as the SF-2 value increases, the unevenness on the surface of the substance becomes more prominent.
[0041]
Specific examples of methods for measuring these shape factors SF-1 and SF-2 include the following. That is, the spherical material is photographed with an FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and is randomly sampled 100 times as an image. Then, these images are introduced into an image analysis apparatus (LUSEX 3) manufactured by Nireco Corporation, analyzed, and calculated based on the formula shown above.
[0042]
Each color toner has a volume average particle size (Dv) of 4 to 8 [μm] and a particle size distribution (volume average particle size Dv / number average particle size Dn) of 1.05 to 1.30. It is desirable to use one. This is for the reason explained below. In other words, among toner powders having a particle size distribution in the range of 1.05-1.30, toner particles having a particle size suitable for the pattern of the electrostatic latent image contribute to development in preference to other toners. Since such a phenomenon tends to proceed, images of various patterns can be stably formed. In addition, when the apparatus adopts a configuration in which toner remaining on an image carrier such as a photoreceptor is collected and recycled, a large amount of small-size toner particles that are difficult to be transferred are recycled. When such a recycle having a relatively large particle size distribution is used, the variation in the particle size from the new toner supply to the next toner supply becomes large, which adversely affects the development performance. Further, in the case of a toner having a volume average particle diameter (Dv) smaller than the above range, when used as a two-component developer, the toner is fused to the surface of the carrier during a long period of stirring in the developing device, and the charging ability of the carrier is increased. Reduce. When used as a one-component developer, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur. On the contrary, if the volume average particle system (Dv) is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and when the balance of the toner in the developer is performed, The variation in the particle size often increases.
[0043]
The particle size distribution of the toner can be measured by a measuring device using a Coulter counter method, for example, a Coulter counter TA-II or Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). Specifically, first, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution. As the electrolytic aqueous solution, approximately 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride, and for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Further, 2 to 20 mg of a measurement sample is added to the obtained solution. Then, the solution is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of toner particles or toner are measured with the above-described measuring apparatus using a 100 μm aperture as the aperture. Calculate the distribution. From the obtained distribution, the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn) of the toner can be obtained.
[0044]
In view of the toner properties as described above, in this printer, the user is instructed to use toner powder set in the main body that satisfies the following conditions.
(1) The average circularity is 0.90 to 0.99.
(2) The shape factor SF-1 is 120 to 180, and the shape factor SF-2 is 120 to 190. (3) The particle size distribution is 1.05 to 1.30.
[0045]
The designation to the user is performed, for example, by setting and shipping toner powder satisfying the above-described conditions in the printer main body, or packaging and shipping together with the printer main body. In addition, for example, in the printer body or the instruction manual attached to it, the toner powder product number or product name applicable to the printer body is described as the toner powder satisfying the above conditions. By doing. Further, for example, a printer body manufacturer or a distributor performs the distribution of information in which the product number or product name is associated with the product number or product name of the printer body using text or electronic data.
[0046]
Next, a modified apparatus of the printer having the above configuration will be described. The configuration of this modified example apparatus is the same as that of the printer according to the embodiment except for the items described below.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the modified apparatus. In this modified apparatus, the heat transfer means is provided on the downstream side of each primary transfer nip in the paper conveyance path. Specifically, the heat transfer roller 15 is not the middle roller 11 disposed near the downstream side of the Y primary transfer nip, but the top roller disposed near the upstream side of the K primary transfer nip. The intermediate transfer belt 8 is sandwiched between the intermediate transfer belt 8 and the intermediate transfer belt 8. In this modified apparatus, instead of the middle roller 11, the top roller 13 constitutes a part of the heat transfer means.
[0047]
In the heat transfer nip, not only the transfer paper P but also the intermediate transfer belt 8 is heated. If the heated intermediate transfer belt 8 enters each primary transfer nip without being sufficiently cooled and warms each photoreceptor 1Y, M, C, K, the image forming performance on the photoreceptor is adversely affected. There is a fear. Therefore, in this printer, the heat transfer unit is provided downstream of the primary transfer nip. In such a configuration, the intermediate transfer belt 8 can be naturally cooled by being moved endlessly by a distance close to one round before being heated into the primary transfer nip after being heated by the heating transfer means. Therefore, it is possible to suppress deterioration in image quality due to heat conduction from the intermediate transfer belt 8 to each of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K without providing a cooling unit for cooling the intermediate transfer belt 8.
[0048]
In this modified apparatus, the belt cleaning device 14 is also disposed not on the upstream side of the paper conveyance path but on the downstream side. Specifically, the intermediate transfer belt 8 is disposed between the heat transfer roller 15 and the top roller 13 on the downstream side. When the four-color first toner image is transferred to the transfer paper P downstream of the primary transfer nips as in this modified example, cleaning of the transfer residual toner becomes a problem. This is because if the cleaning roller of the belt cleaning device 14 is always in contact with the intermediate transfer belt 8, the four-color first toner image superimposed and transferred on the belt is also cleaned. Therefore, the belt cleaning device 14 is configured to move the cleaning roller in contact with and away from the intermediate transfer belt 8 by swinging in the direction of the arrow in the figure about the swing shaft 14a by a swing mechanism (not shown). . The cleaning roller is separated from the intermediate transfer belt 8 at least while the four-color first toner image passes through the opposite position, thereby avoiding cleaning of the four-color first toner image.
[0049]
Up to this point, an example in which a drum-shaped photoconductor is used as the image carrier has been described. However, other types such as a belt-shaped photoconductor may be used. The present invention can also be applied to an image forming apparatus that uses a liquid developer containing toner and a liquid carrier instead of a powder toner.
[0050]
As described above, in the printer according to the embodiment, since the heating transfer unit is provided on the upstream side of the paper conveyance path, an electric field is applied to the four-color first toner image reentering each primary transfer nip. Disturbance of the four-color first toner image can be suppressed.
Further, after separating the transfer sheet on which the four-color first toner images are heated and transferred from the intermediate transfer body belt 8, a separation guide plate pair 16 is provided to guide the transfer sheet to each primary transfer nip. Makes it possible. That is, the paper cassette 41 is disposed immediately below the horizontal double-sided transfer device 20, and the transfer paper P is sequentially entered into the heating transfer nip and each primary transfer nip while suppressing an increase in installation area of the printer body. Can do.
Further, a belt cleaning device 14 serving as a cleaning unit is provided so as to clean the surface of the intermediate transfer belt 8 after passing through the paper separation position by the separation guide plate pair 16 and before entering each primary transfer nip. In such a configuration, the cleaned intermediate transfer belt 8 is brought into close contact with the first surface of the transfer paper P at the primary transfer nip, and contamination of the first surface of the transfer paper P due to the adhesion of transfer residual toner can be eliminated. .
[0051]
Further, in the modified apparatus, since the heat transfer means is provided on the downstream side of the paper conveyance path, each photoconductor 1Y from the intermediate transfer belt 8 can be provided without providing a cooling means for cooling the intermediate transfer belt 8. , M, C, and K can be prevented from being deteriorated in image quality.
[0052]
In the printer and the modification apparatus according to the embodiment, the intermediate transfer belt 8 having a surface roughness Rz of 5 [μm] or more and less than 20 [μm] is used. In such a configuration, as long as the most frequently used transfer paper P is generally used as a recording medium, heat transfer by not satisfying the condition of “surface roughness of the second intermediate transfer belt <surface roughness of the recording medium” Shortage can be suppressed.
Further, since the heating temperature by the heat transfer unit is set lower than the heat fixing temperature by the fixing unit 61, energy saving can be achieved as compared with the case where the same temperature is set.
In addition, when executing the single-side mode, the second toner image is formed as an image and heating by the heat transfer unit is not performed. It is possible to avoid wasteful energy consumption due to heating of the heat source of the thermal transfer means.
[0053]
【The invention's effect】
  Claims 1 to6According to the invention, there is an excellent effect that the above-described items (1) and (2) can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing a process unit for Y of the printer.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a modified apparatus.
[Explanation of symbols]
1Y, M, C, K photoconductor (image carrier)
6Y, M, C, K process unit (part of visible image forming means)
7 Exposure equipment (part of visible image forming means)
8 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
9Y, M, C, K Primary transfer bias roller (electrostatic transfer means)
15 Heat transfer roller (part of heat transfer means)
61 Fixing means
P Transfer paper (recording medium)

Claims (6)

可視像を担持する像担持体と、中間転写体との対向部よりも上流側から該対向部を経て下流側へと延びる経路を1回通過する記録体に対し、予め該像担持体から該中間転写体に転写しておいた第1可視像をその第1面に転写する一方で、該像担持体上の第2可視像をその第2面に転写する両面転写装置において、
上記経路における上記上流側で、上記第1可視像を上記中間転写体から上記第1面に加熱転写する加熱転写手段と、該第1可視像が加熱転写された記録体を該中間転写体から分離せしめた後、上記対向部に向けて案内する分離案内手段と、該中間転写体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを設け、
上記像担持体から中間転写体や上記第2面への転写については静電転写方式で行う一方で、中間転写体から上記第1面への転写については加熱転写方式で行うようにしたことを特徴とする両面転写装置。
An image carrier that carries a visible image and a recording medium that passes once through a path extending from the upstream side to the downstream side of the intermediate transfer member from the upstream side of the intermediate transfer body. In the double-sided transfer device for transferring the first visible image transferred to the intermediate transfer member to the first surface, and transferring the second visible image on the image carrier to the second surface,
Heat transfer means for heating and transferring the first visible image from the intermediate transfer body to the first surface on the upstream side in the path, and the recording body on which the first visible image is heated and transferred to the intermediate transfer A separation guide means for guiding toward the facing portion after separation from the body, and a cleaning means for cleaning the surface of the intermediate transfer body,
For transfer from the image carrier to said intermediate transfer member and the second surface while performing electrostatic transfer method and the transfer from the intermediate transfer member to said first surface to perform the heating transfer method A double-sided transfer device.
請求項の両面転写装置において、
上記分離案内手段による記録体分離位置を通過した後、上記対向部に進入する前の上記中間転写体表面をクリーニングさせるように、上記クリーニング手段を配設したことを特徴とする両面転写装置。
The double-sided transfer device according to claim 1 .
A double-sided transfer device, wherein the cleaning unit is disposed so as to clean the surface of the intermediate transfer member after passing through the recording member separation position by the separation guide unit and before entering the facing portion.
請求項1又は2の両面転写装置において、
上記中間転写体として、表面粗さRzが5[μm]以上、20[μm]未満であるものを用いたことを特徴とする両面転写装置。
The double-sided transfer device according to claim 1 or 2 ,
A double-sided transfer device using a surface roughness Rz of 5 [μm] or more and less than 20 [μm] as the intermediate transfer member.
表面に可視像を担持する像担持体と、該像担持体上に可視像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上の可視像を記録体の両面に転写する両面転写装置と、該両面に可視像を加熱定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置において、
上記両面転写装置として、請求項1、2又は3のものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries a visible image on the surface, a visible image forming means that forms a visible image on the image carrier, and both sides that transfer the visible image on the image carrier to both sides of the recording medium In an image forming apparatus comprising: a transfer device; and a fixing unit that heat-fixes a visible image on both sides.
4. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the double-sided transfer device is the one of claim 1, 2, or 3 .
請求項の画像形成装置において、
上記加熱転写手段による加熱温度を上記定着手段による加熱温度よりも低くしたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4 .
An image forming apparatus, wherein a heating temperature by the heating transfer unit is lower than a heating temperature by the fixing unit.
請求項又はの画像形成装置において、
記録体の片面だけに可視像を形成する場合には、該可視像として上記第2可視像を形成させ、且つ、上記加熱転写手段による加熱を実施させないようにしたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4 or 5 ,
When a visible image is formed only on one side of the recording medium, the second visible image is formed as the visible image, and heating by the heating transfer unit is not performed. Image forming apparatus.
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