JP4143256B2

JP4143256B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4143256B2
Application number: JP2000364861A
Authority: JP
Inventors: 捷夫酒井; 祐一青山; 俊一阿部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: US6597887B2; US20020064403A1; JP2002169386A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体や中間転写体等の第１像担持体上から転写紙等の転写体における一方の面に第１トナー像を転写し、且つ、第２像担持体上からこの転写体におけるもう一方の面に第２トナー像を転写して、転写体の両面にトナー像を形成する両面転写方法、両面転写装置、画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、同じ帯電極性のトナーから構成される２つのトナー像を互いに向かい合わせるように、転写紙等の転写体の両面に転写することは困難である。例えば、図１９に示すように、転写紙Ｐの両面に転写すべく、負極性に帯電したトナーＴから構成されるトナー像が形成された２つの中間転写ドラム８０、８１の間に転写紙Ｐを挟み込んだとする。このとき、一方のトナー像が中間転写ドラム８０上から転写紙Ｐのおもて面（図中上側の面）に転写されるためには、負極性のトナーＴに対して中間転写ドラム８０から中間転写ドラム８１に向かう方向（矢印Ａ方向）の静電力を付与する電界が両ドラム間に形成されなければならない。一方、中間転写ドラム８１上から転写紙Ｐの裏面（図中下側の面）に別のトナー像が転写されるためには、負極性のトナーＴに対してこれとは反対側の方向（矢印Ｂ方向）の静電力を付与する電界が両ドラム間に形成されなければならない。しかし、両ドラム間に互いに逆向きの電界を同時に形成することは不可能である。仮に、交番電界を形成して対処しようとしても、電界の向きを途中で逆転させてしまうため、逆転時に何れか一方のトナー像を転写紙Ｐからドラムに向けて逆転写してしまう。また、転写紙Ｐのおもて面だけにトナー像を転写した後、転写紙Ｐを反転させて裏面に別のトナー像を転写する場合でも、２回目の転写の際には図１９に示した状態になるため、おもて面に転写したトナー像を逆転写してしまう。
【０００３】
そこで、転写紙等の転写体を転写装置と定着装置とに通してその片面だけにトナー像を定着せしめた後、転写体を反転させてから再び転写装置と定着装置とに戻して転写体の両面にトナー像を転写するいわゆるスイッチバック両面転写方式を採用した画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、一回目の転写工程で転写したトナー像に逆電界を作用させてしまう２回目の転写工程に先立ち、このトナー像を転写体に定着させておくので、２回目の転写工程におけるトナー逆転写を抑えて良好な両面転写を実現することができる。
【０００４】
しかしながら、この画像形成装置においては、転写体を反転させて再び転写装置に戻すための複雑なスイッチバック機構が必要になったり、転写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ったりするという不具合があった。また、初めの定着工程の際に転写紙等の転写体を加熱によって伸ばしてしまうため、裏表のトナー像の位置をずらし易いという不具合もあった。
【０００５】
そこで、互いに帯電極性の異なるトナーから構成されるトナー像をそれぞれ個別に担持する一対の像担持体を用いて、転写体の両面にトナー像を転写させるようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特公昭５１−１３０２２号公報、特開昭６３−６３０５７号公報、特開平２−２５９６７０号公報等に記載のもの）。この画像形成装置では、例えば、図２０に示すように、２回目の転写工程あるいは両面同時転写工程において、転写紙Ｐを介して互いに極性の異なるトナー像を対向させる。このように対向させた状態で、転写紙Ｐの一方の面上で負極性に帯電しているトナーＴに対して転写紙Ｐに向かう方向の静電力を付与する電界を形成すると、反対面で正極性に帯電しているトナーＴに対しても転写紙Ｐに向かう方向の静電力を付与することができる。このため、一方のトナー像を予め転写紙Ｐに定着させておく必要がなくなり、転写紙Ｐをスイッチバックさせることなく１パスでの両面転写を行って、上述のような不具合を解消することができる。
【０００６】
しかしながら、この画像形成装置では、極性の異なるトナー像を形成するための一対の感光体ドラム、光書込ユニット、現像ユニットなどについて、それぞれの対で共通仕様のものを用いることができず、トナーの極性に見合った仕様にしなければならない。このため、同じ帯電極性のトナーだけを用いるものに比べ、部品の種類数が遙かに多くなってメンテナンス性が悪くなるという不具合があった。また、互いに帯電極性が異なるだけで色等の外見は殆ど変わらないトナーを区別して管理しなければならず、このことがメンテナンス性をより一層悪くしていた。
【０００７】
そこで、同じ帯電極性のトナーを用いて転写体の両面に転写するための２つのトナー像を形成し、何れか一方を転写体に転写する前にコロナチャージャーによって逆極性に帯電させるようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特開平７−７７８５１号公報、特開平８−２１１６６４号公報、特開平１０−１７１２６４号公報、特開平１０−９７１０６号公報等に記載のもの）。この画像形成装置によれば、同じ帯電極性のトナーだけを用いるので、上述のようなメンテナンス性の悪化を解消することができる。しかも、一方のトナー像をコロナチャージャーによって逆極性に帯電させ、転写時には、互いに極性の異なるトナー像を両者間に介在する転写体に向けてそれぞれ静電的に移動させる。このため、一方のトナー像を予め転写体に定着させておく必要はなく、１パスでの両面転写を行うことができる。
【０００８】
しかしながら、この画像形成装置では、一方のトナー像の極性を逆転させる際にコロナ放電によってトナーを周囲の非画像部に飛び散らせていわゆるトナー散りを形成し易いという不具合がある。
【０００９】
以上のように、コロナチャージャーによって一方のトナー像の極性を逆転させて両面転写を行う画像形成装置では、転写体のスイッチバックや、互いに帯電極性の異なる２種類のトナーを用いることに起因する不具合を解消し得る反面、トナー散りを形成し易くなってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置には、乾式トナーを用いる乾式画像形成装置の他、トナーと液体キャリアとが含まれる液体現像剤を用いる湿式画像形成装置がある。本発明者らは、これまで、図２１に示すような湿式画像形成装置の試作機を用いて様々な試験を行ってきた。図において、この試作機は、作像装置１０、給紙トレイ１１、レジストローラ対１２などを備えている。
【００１１】
上記作像装置１０は、潜像担持体としての感光体ドラム１や、これの周囲に配設されたコロナ帯電器２、光書込ユニット３、現像装置５０、転写ローラ４、除電手段５、ドラムクリーニング装置６などから構成され、周知の電子写真プロセスによって感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。一方、現像装置５０内には、シリコンオイル等の絶縁性液体キャリア中に、１５［ｗｔ％］のトナーが分散された粘度１００［ｃＳｔ］の液体現像剤を収容しており、これを現像ローラ５１上に担持させる。この現像ローラ５１には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、これによって感光体ドラム１と現像ローラ５１との間の現像領域に現像電界が形成される。現像領域では、現像ローラ５１上の液体現像剤中のトナーが、この現像電界の作用によって感光体ドラム１上の静電潜像に向けて電気泳動してトナー像を形成する。トナー像は、感光体ドラム１の回転に伴い、ドラムとこれに当接する転写ローラ４とによって形成される転写ニップに挟まれる。
【００１２】
上記給紙トレイ１１は、内部に収容している転写体としての転写紙Ｐを、上記作像装置１０の作像タイミングに合わせて給紙ローラ１１ａによって送り出す。送り出された転写紙Ｐは、上記レジストローラ対１２に一旦挟まれた後、タイミングを見計らって上記転写ニップに向けて搬送され、感光体ドラム１上のトナー像と重ね合わされる。転写ニップには、図示しない電源から転写ローラ４に印加される転写バイアスの影響によって転写電界が形成されており、トナー像はこの転写電界やニップ圧などの作用によって感光体ドラム１から転写紙Ｐに転写される。
【００１３】
転写ニップを通過した後の感光体ドラム１表面は、除電手段５によって除電された後、その表面に付着している転写残トナーがドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによってクリーニングされる。
【００１４】
実用機では図中点線で示される部分に定着装置を設け、転写ニップ通過後の転写紙Ｐをこれに通すことになるが、この試作機においては、便宜上、定着装置を取り外していた。
【００１５】
以上の構成の試作機において、本発明者らは、あるとき節約等の観点から、片面に転写されたトナー像が未定着のままである転写紙Ｐを再利用し、これの反対面にトナー像を転写してある種の試験を行った。すると、驚いたことに、未定着のままであったトナー像を転写ローラ４に殆ど逆転写させることなく、反対側の面に新たなトナー像を転写することができた。片面にトナー像を転写して長時間放置してから、反対面にトナー像を転写したためである可能性があったので、転写紙Ｐの両面に連続して転写してみたが同様の結果となった。即ち、帯電極性の異なる２種類のトナーを用いたり、一方のトナー像をコロナチャージャーによって逆極性に帯電させたりすることなく、両面転写を行うことができたわけである。なお、両面転写後、転写ローラ４の表面にはほんの僅かな量のトナーが付着していたが、実使用には差し障りのない量であった。
【００１６】
試験には転写紙Ｐとして普通紙を用いていたが、これをコート紙に代えて同様の両面転写を行ったところ、転写ローラ４上における残留トナーの量は普通紙のときの半分程度にまで低減された。また、普通紙よりも吸液性に優れたポーラスな用紙に代えて両面転写を行ったところ、残留トナーとは言えないほど多量のトナーを転写ローラ４上に付着させ、明らかな逆転写を引き起こしてしまった。更に、吸液性のないＯＨＰシートに代えて両面転写を行ってみると、同様の逆転写を引き起こしてしまった。
【００１７】
これらの結果から、転写紙Ｐの片面に転写されたトナー像においては、反対面に別のトナー像が転写される際（２回目の転写）、液体キャリアが転写ローラ４との離型剤として作用する結果、逆転写が抑えられていると考えられる。具体的には、有色液体としての液体現像剤には、一般に乾式トナーよりも遙かに小径の微小トナーが用いられている。１回目の転写において、トナー像を構成する微小トナーは、電界から受ける静電力によって電気泳動して転写紙Ｐ側に隙間なく集結する。そして、静電力やニップ圧の影響によって転写紙Ｐ側に押し付けられて互いの付着力を高め、トナー間に液体キャリアを殆ど介在させない一つの固まりのようになる。このような固まりが形成されるのと並行して、転写紙Ｐは液体現像剤中の液体キャリアを徐々に吸収していく。すると、１回目の転写が終了するころには、殆どの液体キャリアが転写紙Ｐに吸収され、トナーの固まりの上に極めて少量の層として残るだけになる。２回目の転写の際、先に転写されたトナーの固まりには逆電界が作用するが、液体キャリアが殆どなくなっていることから、電気泳動するというよりも固まり全体として逆方向に移動しようとする。この際、その上に残された少量の液体キャリアの層が転写ローラ４との間に介在して離型剤として機能するのである。普通紙よりも吸液性の低いコート紙では、トナーの固まりの上に残る液体キャリアの量が普通紙のときよりも多くなる。このことにより、離型効果が高まって逆転写が更に抑えられたと考えられる。また、吸液性に優れたポーラスな用紙では、離型剤として機能し得る量の液体キャリアがトナーの固まりの上に残らず、この固まりが逆電界の作用によって転写ローラ４に逆転写されたと考えられる。また、吸液性のないＯＨＰシートでは、離型剤としてよりもトナーの泳動媒体として機能するほど多量の液体キャリアがトナーの固まりの上に残ってしまい、逆電界の作用によってトナーが容易に逆泳動してしまったと考えられる。
【００１８】
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、片面にトナー像が定着せしめられた転写体をスイッチバックさせたり、帯電極性の異なる２種類のトナーを用いたり、一方のトナー像をコロナチャージャーによって逆極性に帯電させたりすることなく、転写体の両面にトナー像を転写することができる画像形成装置を提供することである。
【００２０】
【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、第１トナー像を担持する第１像担持体と、第２トナー像を担持する第２像担持体と、トナー及び液体キャリアを含有する有色液体によって該第１像担持体に該第１トナー像を形成する第１トナー像形成手段と、トナー及び液体キャリアを含有する有色液体によって該第２像担持体に該第２トナー像を形成する第２トナー像形成手段と、該第１像担持体上から転写体の片面に該第１トナー像を転写した後、該第２像担持体上から該転写体の反対面に該第２トナー像を転写する両面転写装置とを備え、該転写体の両面にトナー像を形成する画像形成装置において、該第１像担持体上に形成された第１トナー像に対して転写体の片面を接触させながら該転写体に向かう順方向の第１電界を作用させて該第１トナー像を該転写体の片面に転写する第１転写手段と、該第１トナー像を該転写体の片面に担持させたまま、該第２担持体上に形成された該第２トナー像を該転写体の反対面に接触させながら、該第２トナー像にとっては該転写体に向かう順方向となる一方で、該第１トナー像にとっては該転写体から離れる逆方向となる第２電界を該第２トナー像及び第１トナー像に作用させて、該第２トナー像を該転写体の反対面に転写する第２転写手段と、該第１転写手段と該第２転写手段との間の転写体搬送路内に配設され、離型剤として機能する離型液を該転写体の片面に担持されている該第１トナー像上に供給する離型液供給手段と、該第１転写手段と該第２転写手段との間の転写体搬送路内に配設され、該転写体の片面に担持されている該第１トナー像から液体キャリアを吸収するキャリア吸収手段とを用いて両面転写を行うように上記両面転写装置を構成するとともに、該転写体の液吸収性を判定する液吸収性判定手段と、該液吸収性判定手段の判定結果に基づいて該離型液供給手段及びキャリア吸収手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
この画像形成装置において、転写体の片面に転写された第１トナー像は、該片面に付着したトナー層と、これの上に形成された液体キャリア層とを含んでいる。但し、転写体として吸液性に優れたポーラスな用紙が用いられるなどして、離型剤として機能し得るほどの量の液体キャリアが上記トナー層上の液体キャリア層に残されていない場合がある。また、転写体としてＯＨＰシートが用いられるなどして、離型剤としてよりもトナーの泳動媒体として機能してしまうほど多量の液体キャリアが上記トナー層上の液体キャリア層に残されている場合もある。このように、上記トナー層上の液体キャリア層に、離型剤として機能し得るほどの量の液体キャリアが残らなかったり、離型剤としてよりもトナーの泳動媒体として機能してしまうほど多量の液体キャリアが残ってしまったりするか否かを、吸液性判定手段による転写体の吸液性の検知結果に基づいて判定する。そして、判定結果に応じて離型液供給手段やキャリア吸収手段の駆動を制御することで、第１転写手段を通過した後の転写体に担持される第１トナー像の液体キャリア層の液量を適切に調整する。すると、第１トナー像の液体キャリア層は、別の第２トナー像が転写体の反対面に転写される際に、トナー層の泳動媒体として機能させ得るほど多くはないが、該トナー層とこれに接触する接触部材との離型剤として機能させには十分な量の液体キャリアを有するようになる。このため、第１トナー像中のトナー層は、第２トナー像の転写の際に第２電界によって該転写体から離れるような静電力が付与されて転写ローラ等の接触部材に引き寄せされても、液体キャリア層によって該接触部材への付着が抑えられる。かかる構成においては、転写体の反対面に第２トナー像を転写すべく、転写体の片面に転写しておいた第１トナー像に逆電界を作用させても、第１トナー像の逆転写を抑えて転写体の両面にトナー像を転写することが可能になる。よって、一方の面にトナー像を定着させた転写体をスイッチバックさせたり、帯電極性の異なる２種類のトナーを用いたり、一方のトナー像をコロナチャージャーによって逆極性に帯電させたりすることなく、転写体の吸液性にかかわらず第１トナー像の逆転写を抑えて、転写体の両面にトナー像を転写することができる。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置であって、上記液体キャリアとしてシリコンオイルを含有する有色液体を用いることを特徴とするものである。
【００３３】
この画像形成装置においては、上記トナー層上の液体キャリア層として、シリコンオイル層が形成される。従来より、シリコンオイルは、定着装置の加熱ローラとトナー像との付着を抑える目的で該加熱ローラに塗布されるなど、トナー像に接触する部材とトナー像との離型剤として用いられている。よって、離型剤として機能し得る性質の液体キャリア層を上記トナー層上に確実に形成することができる。
【００５７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記有色液体中のトナーを静電力の作用によって上記第２像担持体上に移動させて上記第２トナー像を形成させるように上記第２トナー像形成手段を構成し、且つ、該第２像担持体として、トナーに対してトナー同士の付着力よりも弱い付着力を発揮するものを設けたことを特徴とするものである。
【００５８】
この画像形成装置においては、第２像担持体上に第２トナー像が形成される際、各トナーが静電力によって第２像担持体に向けて押し付けられて互いの付着力を高め、トナーの固まりを形成する。このトナーの固まりは、各トナー間よりも弱い付着力で第２像担持体に付着しており、既に片面に第１トナー像が転写されている転写体の反対面に転写される際、個々のトナーとしてではなく固まり全体として転写体に向けて電気泳動する。このため、個々のトナーの電気泳動がトナー間に生ずる液体キャリアの乱流によって妨げられるというようなことがなくなり、転写体上に速やかに転写される。かかる構成においては、既に転写体の片面に転写された第１トナー像を該片面から離間させてその逆移動を開始させる前に、第２トナー像を第２像担持体から転写体の反対面に転写することが可能になる。よって、先に転写体に転写しておいた第１トナー像の逆転写をより確実に抑えることができる。
なお、トナーの固まりが固まり全体として電気泳動すると、個々のトナーとして電気泳動するよりも泳動速度が速まるという現象は、本発明者らの行ったトナー泳動試験によって確認されている。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を湿式画像形成装置である電子写真方式の湿式プリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図において、このプリンタは、第１作像ユニット１３ａと、第２作像ユニット１３ｂとを備えている。
【００６０】
まず、これら２つの作用ユニットのうち、第１作像ユニット１３ａについて説明する。
この第１作像ユニット１３ａは、２つの作像装置１４ａ、１５ａ、光書込ユニット３ａ、第１像担持体である中間転写ベルト１６ａ、駆動ドラム１７ａ、張架ドラム１８ａ、交流電源１９などを備えている。
【００６１】
上記中間転写ベルト１６ａは、厚さ０．３［ｍｍ］の無端ベルト状のウレタン樹脂フイルムに、厚さ０．３［ｍｍ］のウレタンゴム層と、厚さ０．１〜１．０［μｍ］の非晶質のフッ素樹脂層とが積層されたもので、ベルト全体の体積固有抵抗値が約１０^８［Ωｃｍ］に調整されている。
【００６２】
上記駆動ドラム１７ａと張架ドラム１８ａとはこの中間転写ベルト１８ａを張架し、これを、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる駆動ドラム１７ａの回転に伴って図中矢印方向に無端移動させる。
【００６３】
２つの上記作像装置１４ａ、１５ａは、それぞれ、感光体ドラム１、コロナ帯電器２、転写ローラ４、除電手段５、ドラムクリーニング装置６、現像装置５０などから構成されている。また、これら作像装置１４ａ、１５ａは、１つの光書込ユニット３ａを共有するようになっている。
【００６４】
上記作像装置１４ａでは、次のような作像プロセスが行われる。即ち、図中矢印方向に回転しながらコロナ帯電器２によって所定電位に一様に帯電せしめられた感光体ドラム１表面の一部が、画像情報に基づいて駆動する光書込ユニット３ａによってレーザー露光される。露光された部分は、帯電電位が減衰せしめられて静電潜像になった後、現像装置５０との対向位置である現像領域まで移動する。
【００６５】
作像装置１４ａの現像装置５０内には、シリコンオイル等の絶縁性液体からなる液体キャリア中に、１５［ｗｔ％］のトナーと、適当量の電荷付与剤ＣＣＡとが分散された粘度１００［ｃＳｔ］の液体現像剤が収容されている。このトナーは、液体キャリア中で正極性に帯電している。現像装置５０内の現像ローラ５１は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、その表面に有色液体である液体現像剤を担持する。現像剤担持体としてのこの現像ローラ５１には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、これによって感光体ドラム１と間の現像領域に現像電界が形成される。現像領域まで移動した上記静電潜像は、この現像電界によって反転現像されてトナー像となる。具体的には、現像領域では、現像ローラ５１と感光体ドラム１の静電潜像との間に位置するトナーが、現像ローラ５１側から感光体ドラム１側に向かう静電力を受け、静電潜像に向けて電気泳動する。そして、静電潜像に付着してトナー像を形成する。一方、現像ローラ５１と感光体ドラム１の地肌部との間に位置するトナーは、反対方向に向かう静電力を受け、現像ローラ５１の表面に向けて電気泳動する。この電気泳動により、感光体ドラム１の地肌部はトナー付着のない非画像部となる。
【００６６】
上記感光体ドラム１と上記転写ローラ４とは、中間転写ベルト１６ａを間に挟み込みながら互いに順方向に回転して１次転写ニップを形成している。現像領域で反転現像されたトナー像は、感光体ドラム１の回転に伴い、この１次転写ニップに挟まれる。１次転写ニップには、図示しない電源から転写ローラ４に印加される転写バイアスの影響によって転写電界が形成されており、トナー像はこの転写電界やニップ圧などの作用によって感光体ドラム１から中間転写ベルト１６ａに１次転写される。トナー像中のトナーはバインダー樹脂を主成分としており、この１次転写の際、転写電界の影響によって中間転写ベルト１６ａの表面に向けて押し付けられて圧縮されることで、互いの付着力を高め、強固なトナーの固まりとなる。
【００６７】
１次転写ニップを通過した感光体ドラム１表面は、除電手段５によって除電された後、その表面に付着している転写残トナーがドラムクリーニング装置６のクリーニングブレードによってクリーニングされる。
【００６８】
上記作像装置１５ａにおいても、作像装置１４ａと同様の作像プロセスによって感光体ドラム１にトナー像が形成される。但し、作像装置１５ａの現像装置５０は、感光体ドラム１上の静電潜像を作像装置１４ａの現像装置５０ａとは異なる色に現像する。液体現像剤中のトナーの色が異なっているのである。また、この異なった色のトナー像を、作像装置１４ａによって中間転写ベルト１６ａ上に転写されたトナー像に重ね合わせて１次転写する。この１次転写により、先に中間転写ベルト１６ａ上に形成されたトナーの固まりに他色のトナーの固まりが押し付けられて一体化し、中間転写ベルト１６ａ上には２色のトナーの固まりから構成される２色トナー像が形成される。この２色トナー像は、中間転写ベルト１６ａの回転に伴って後述の２次転写ニップに進入する。
【００６９】
上記張架ドラム１８ａには、交流電源１９によって交流の２次転写バイアスが印加される。
【００７０】
次に第２作像ユニット１３ｂについて説明する。
この第２作像ユニット１３ｂも、第１作像ユニット１３ａと同様に、２つの作像装置１４ｂ、１５ｂ、光書込ユニット３ｂ、第２像担持体である中間転写ベルト１６ｂ、駆動ドラム１７ｂ、張架ドラム１８ｂなどを備えている。但し、張架ドラム１８ｂは、第１作像ユニット１３ａの張架ドラム１８ａとは異なり、アース接続されている。
【００７１】
上記中間転写ベルト１６ｂは、第１作像ユニット１３ａの中間転写ベルト１６ａと同様の構成となっている。
【００７２】
第２作像ユニット１３ｂは、張架ドラム１８ｂを、第１作像ユニット１３ａの張架ドラム１８ａに当接させて２次転写ニップを形成するように配設されている。第２作像ユニット１３ｂにおいても、第１作像ユニット１３ａと同様のプロセスにより、中間転写ベルト１６ｂ上に２色トナー像が形成され、中間転写ベルト１６ｂの回転に伴って２次転写ニップに進入する。この進入は、第１作像ユニット１３ａの中間転写ベルト１６ａ上の２色トナー像が２次転写ニップに進入するタイミングと同期するようになっている。
【００７３】
一方、本プリンタは、図示しない給紙装置を備えており、これにより、２つの２色トナー像が２次転写ニップに進入するタイミングを見計らって、２次転写ニップに向けて転写紙Ｐを送り出す。このような送り出しにより、２次転写ニップでは、２つの中間転写ベルト１６ａ、１６ｂの間に、第１作像ユニットで形成された２色トナー像と、転写紙Ｐと、第２作像ユニットで形成された２色トナー像とがサンドイッチ状に挟まれる。
【００７４】
２次転写ニップには、第１作像ユニット１３ａの張架ドラム１８ａに印加される交流の２次転写バイアスの影響によって交番電界が形成される。この交番電界の影響により、どちらか一方の２色トナー像が転写紙Ｐに転写された後、転写紙Ｐの反対側でもう一方の２色トナー像が転写される。
【００７５】
２色トナー像が両面に転写せしめられた転写紙Ｐは、２次転写ニップを通過した後、図示しない定着装置を経て機外へと排出される。
【００７６】
図２は本実施形態に係るプリンタの現像装置５０を示す概略構成図である。この現像装置５０は、ポンプ部５７と、タンク部５９と、現像部６０とから構成されている。
【００７７】
上記ポンプ部５７は、上記タンク部５９と上記現像部６０とを連通させるように配設され、連通路の途中に、ゴムなどの弾性材料で構成されたインペラー５８を備えている。図示しない駆動手段によって回動可能なこのインペラー５８は、非回転時には上記連通路の内壁に密着して連通路を遮断する。また、正転時や逆転時には、そのペラーによって液体現像剤１５０に推進力を与え、タンク部５９と現像部６０との間で液体現像剤１５０を搬送する。具体的には、インペラー６０は、現像装置本体が待機状態に入る直前に逆転し、現像部６０内の液体現像剤１５０をタンク部５９内に全て搬送する。また、現像動作に入る直前や現像動作中には適宜正転し、現像部６０内に適量の液体現像剤１５０を補充する。この補充は、現像部６０内の液位を検知する図示しない液位検知手段の検知結果に基づいて制御される。
【００７８】
上記タンク部５９には、モータ５６によって水平方向に回転駆動される攪拌翼５５が配設され、これにより、タンク内に貯留されている液体現像剤１５０が攪拌される。
【００７９】
上記現像部６０は、現像剤担持体としての現像ローラ５１ａ、塗布ローラ５２、クリーニングブレード５３、メータリングブレード５４などを備えている。現像ローラ５１ａと塗布ローラ５２とは、互いにカウンター方向に回転しながら当接して塗布ニップを形成するようになっている。塗布ローラ５２は、回転に伴って現像部６０内の液体現像剤１５０を汲み上げる。汲み上げられた液体現像剤１５０の膜は、塗布ローラ５２に当接するメータリングブレード５４によって膜厚が規制された後、上記塗布ニップに挟まれることでその一部が現像ローラ５１ａに塗布されて現像液薄層となる。そして、現像ローラ５１ａの回転に伴い、図示しない感光体ドラムとの対向位置である現像領域に搬送され、ここで現像に寄与する。現像領域を通過した現像ローラ５１ａ表面に残留する現像液薄層は、クリーニングブレード５３によってクリーニングされ、上記タンク部５９に戻される。
【００８０】
［両面転写試験１］
以上の構成のプリンタを試作し、次に示すような条件で両面転写を試験してみた。なお、プロセス線速とは、中間転写ベルト１６ａ、１６ｂや、各感光体ドラム１などの線速である。また、２次転写ニップ幅とは、転写紙Ｐの搬送方向における２次転写ニップの長さである。
・プロセス線速＝３００［ｍｍ／ｓｅｃ］
・２次転写ニップ幅＝４５［ｍｍ］
・転写紙Ｐの２次転写ニップ通過時間＝１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］
・転写紙Ｐ＝普通紙（株式会社リコー製Ｔｙｐｅ６０００）
・２次転写バイアスのＶp-p＝２［ｋＶ］
・２次転写バイアスの周期Ｔ＝１００［ｍｓｅｃ］
・２次転写バイアスの波形＝矩形波
【００８１】
すると、高画像濃度でしかもシャープネス性に優れた２色トナー像を転写紙Ｐの両面に転写することができた。
【００８２】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１６ａ、１６ｂには僅かな残留トナーが付着していたが、実使用には問題ないレベルであった。念のため、残留トナーがより多く付着した方の中間転写ベルトに３Ｍ社製のメンディングテープを密着させてから剥がして残留トナーをメンディングテープに移し、白紙上でその画像濃度を測定したところ、０．０５４［ＩＤ］であった。この残留トナーに対応する転写紙Ｐ上の２色トナー像の画像濃度が１．２０［ＩＤ］程度であったので、逆転写率は４．５［％］となり、実使用に問題ないレベルであることが証明された。
【００８３】
［両面転写試験２］
転写紙Ｐを普通紙からコート紙（雷鳥ダルアート）に代えた以外は、両面転写試験１と同様の条件で両面転写を行った。すると、中間転写ベルト上の残留トナーの画像濃度が０．０２９［ＩＤ］まで下がった。この残留トナーに対応する転写紙Ｐ上の２色トナー像の画像濃度は両面転写試験１と同様に１．２０［ＩＤ］程度であったので、逆転写率が２．４［％］まで低下して更に良好な結果が得られたことになる。
【００８４】
［両面転写試験３］
転写紙Ｐを普通紙から、吸液性のないＯＨＰシートに代えた以外は、両面転写試験１と同様の条件で両面転写を行った。すると、転写紙Ｐ上の一方の２色トナー像は、ベタ部分中に画像のない斑点が多数形成されたり、文字画像に欠陥が生じたり、画像のエッジが滲んだりして実使用に耐えられないほど画質が低下してしまった。また、この２色トナー像が形成されていた方の中間転写ベルト上には多量の残留トナーが付着していた。
【００８５】
［両面転写試験４］
転写紙Ｐを普通紙から、吸液性に優れたポーラスな用紙に代えた以外は、両面転写試験１と同様の条件で両面転写を行った。すると、転写紙Ｐ上に転写された２つの２色トナー像のうち、一方の画像濃度が１．２０［ＩＤ］から０．６０［ＩＤ］程度まで半減した。また、この２色トナー像が形成されていた方の中間転写ベルト上には多量の残留トナーが付着していた。
【００８６】
本発明者らは、以上の両面転写試験から、２つの２色トナー像のうち、転写紙Ｐに初めに転写される方の２色トナー像は、別の２色トナー像が転写される際に逆電界下におかれても、液体キャリアが中間転写ベルトとの離型剤として作用する結果、逆転写が抑えられていると考えた。
【００８７】
２次転写ニップにおいては、次のような現象が起こっていると考えられる。即ち、図３（ａ）に示すように、２つの中間転写ベルト１６ａ、１６ｂの間には、２色トナー像や転写紙Ｐが、２色のトナーからなるトナーの固まりＴｓ１、液体キャリア層Ｃｅ１、転写紙Ｐ、液体キャリア層Ｃｅ２、２色のトナーからなるトナーの固まりＴｓ２という順でサンドイッチ状に挟まれる。このサンドイッチ状の状態において、交番電界の向きが、例えば正極性に帯電しているトナーＴを図中上側から下側に向けて静電的に移動させるような方向であると、中間転写ベルト１６ａのフッ素樹脂層に付着していたトナーの固まりＴｓ１が、撥液性に優れたこのフッ素樹脂層から速やかに離間して、液体キャリア層Ｃｅ１中を電気泳動して転写紙Ｐに到達する。そして、図２（ｂ）に示すように、転写紙Ｐに静電的に押し付けられて密着する。
【００８８】
交番電界の向きが逆転すると、中間転写ベルト１６ｂのフッ素樹脂層に付着していたトナーの固まりＴｓ２が、撥液性に優れたこのフッ素樹脂層から速やかに離間して、液体キャリアＣｅ２中とともに転写紙Ｐまで移動する。この際、先に転写紙Ｐまで電気泳動していたトナーの固まりＴｓ１は、中間転写ベルト１６ａに向けての逆移動側の静電力を受けるが、撥液性に優れたフッ素樹脂層ではなく、液体キャリアを吸収しながら繊維内に一部のトナーを取り込む転写紙Ｐに強力に付着しているため、すぐに逆移動を開始するようなことはない。しかも、図では便宜的に同じ厚みで示しているが、それまでに、転写紙Ｐによって多くの液体キャリアが吸収され、移動側には僅かな厚みの液体キャリア層Ｃｅ１しか残っていない。この液体キャリア層Ｃｅ１は、トナーの固まりＴｓ１の泳動媒体としてよりも、むしろ中間転写ベルト１６ａからのトナーの固まりＴｓ１の剥離を促す離型剤として機能する。一方、転写紙Ｐの反対側において、転写紙Ｐに接触している液体キャリア層Ｃｅ２はこれに吸収され続けるため、離型剤としてよりはむしろトナーの固まりＴｓ２の泳動媒体として機能する。よって、図３（ｃ）に示すように、転写紙Ｐの両面にトナーの固まりＴｓ１、Ｔｓ２が付着して転写され、中間転写ベルト１６ａ、１６ｂ表面には極微量のトナーＴだけが残る。
【００８９】
なお、転写紙Ｐが２次転写ニップに進入するタイミングによっては、進入当初の交番電界の向きが異なってくるため、トナーの固まりＴｓ２の転写がトナーの固まりＴｓ１の転写よりも先行して始まる場合もある。
【００９０】
液体現像剤としては、粘度１００［ｃＳｔ］、トナー濃度１５［ｗｔ％］という高粘度高濃度のものを用いている。かかる液体現像剤を用いる湿式画像形成の技術は本発明者らによって近年考え出されたものである。それ以前は、粘度１〜５［ｃＳｔ］、トナー濃度１〜３［ｗｔ％］という低粘度低濃度のものを用いるのが一般的であった。このような低粘度低濃度の液体現像剤では、転写ニップで転写紙Ｐに吸収されてもなお多量の液体キャリアが残ってトナーの固まりが容易に電気泳動してしまうため、本プリンタのような表面転写は極めて困難であると考えられる。よって、トナー濃度については、１０［ｗｔ％］以上に調整することが望ましいと考えられる。
【００９１】
また、本発明者らは、次のような泳動試験により、高粘度高濃度の液体現像剤では、低粘度低濃度の液体現像剤よりも逆電界下におけるトナーの逆泳動が遅れることを確認している。
【００９２】
［泳動試験１］
発明者らは、有色液体である液体現像剤中におけるトナーの電気泳動の様子を観察すべく、図４に示すような泳動試験装置を試作した。図において、この泳動試験装置１００は、透明なガラス板１０１、これの表面に積層されたＴ字状の透明な第２電極１０２、泳動ギャップＧ１を介してこの第２電極１０２と線対称の姿勢をとるようガラス板１０１に積層されたＴ字状の透明な第１電極１０３などを備えている。これら第１電極１０３、第２電極１０２の材料にはそれぞれＩＴＯ（インジウム酸化スズ）が用いられている。０．１５［μｍ］の厚みで積層された第２電極１０２の端には導電性テープ１０５が導通可能に接続されており、この導電性テープ１０５は更に電源１０６に接続されている。また、同様の厚みで積層された第１電極１０３の端には、接地された導電性テープ１０４が接続されている。
【００９３】
かかる構成の泳動試験装置１００を用いて、正極性（＋極性）に帯電したトナーが絶縁性液体キャリア中に１５［ｗｔ％］濃度で分散された粘度１００［ｃＳｔ］の液体現像剤についてトナーの泳動試験を行った。具体的には、図５に示すように、液体現像剤１５０を上記泳動ギャップＧ１に滴下して２０［μｍ］程度の厚みになるようにスクイズした後、５０倍の対物レンズを搭載した高速度ビデオカメラ１０８と、非発熱性の光源であるコールドライト１０７との間に泳動試験装置１００を配設した。そして、上記電源１０６から＋１０００［Ｖ］の直流電圧を出力させ、上記第２電極１０２側から上記第１電極１０３側に電気泳動するトナーを、上記高速度ビデオカメラ１０８（Kodak high speed filming camera Model 4540）によって撮影した。
【００９４】
すると、上記電源１０６から直流電圧を出力した直後から、上記第１電極１０３に向けてのトナーの電気泳動が始まり、数百ｍｓｅｃ後には、図６に示すように、大部分のトナーが第１電極１０３側に集結した。このとき、トナーの集結する第１電極１０３は第１転写工程の転写紙に相当し、トナーの離れる第２電極１０２は感光体ドラム１に相当する。
【００９５】
このように集結したトナーに対して逆電界を作用させるべく、上記電源１０６からの出力電圧値を＋１０００［Ｖ］から−１０００［Ｖ］に切り替えた。すると、切り替えた直後からトナーの逆泳動が始まるというようなことはなく、若干のタイムラグが経過した後にトナーの逆泳動が始まった。しかも、全てのトナーが一斉に逆泳動を開始するのではなく、図４に示すように、集結したトナーの固まりの表面から少しずつトナーが離間して逆泳動し始めた。このように少しずつ逆泳動が開始されるのは、トナーの固まりと第１電極１０３との付着力がトナー間の付着力よりも優っているためと考えられる。なお、図７は、電圧切り替え後から４０［ｍｓｅｃ］後の状態を示している。
【００９６】
［泳動試験２］
次に、本発明者らは、トナーが３［ｗｔ％］濃度で分散された粘度数［ｃＳｔ］の液体現像剤について、同様にしてトナーの泳動試験を行った。すると、初めの泳動によって第１電極１０３上に集結させておいたトナーに対して逆電界を作用させると、トナーがタイムラグをおくことなく直ちに逆泳動を開始した。
【００９７】
高粘度高濃度の液体現像剤でトナーの逆泳動が始めるまでにタイムラグがあるのは、高粘性の液体キャリアが集結したトナー間で結着剤のように機能しているからと考えられる。
【００９８】
このように、高粘度高濃度の液体現像剤と、普通紙やコート紙との組合せを用いれば、初めに転写された２色トナー像の上に離型剤として機能し得るのに適した量の液体キャリアが残り、次の２色トナー像の転写時にこの２色トナー像の逆転写を抑えることができる。
【００９９】
また、本発明者らは、次のような泳動試験により、中間転写ベルト１６ａ、１６ｂに非晶質のフッ素樹脂層をコーティングすることで、２次転写ニップにおける２色トナー像の逆転写を更に抑えることができることを確認している。
【０１００】
［泳動試験３］
上記第１電極１０３の表面に非晶質のフッ素樹脂層をコーティングして泳動試験１と同様の試験を行った。すると、図８に示すように、数百ｍｓｅｃ後にトナーが第１電極１０３側に集結するのは先の泳動試験と同様であるが、逆電界を作用させた直後から、集結していたトナーが固まりのまま全体的に逆泳動を開始した。そして、図９に示すように、４０［ｍｓｅｃ］後には第２電極１０２側に到達した。第１電極１０３側へのトナーの電気泳動（転写）には数百ｍｓｅｃ要したのに対し、第２電極１０２側への逆泳動にはその１／１０程度の時間で済んだのである。個々のトナーが個別に電気泳動する際には各トナー間に液体キャリアの乱流が発生してトナーの電気泳動を妨げるのに対し、各トナーが固まりとして全体的に電気泳動する際にはかかる乱流が発生しないため、泳動時間が速まったと考えられる。また、個々のトナーが固まりのまま全体的に電気泳動を開始したのは、物質を極めて付着させ難いフッ素樹脂層とトナーとの付着力がトナー間の付着力よりも遙かに弱く、トナーの固まりがフッ素樹脂層から容易に離間できたためと考えられる。
【０１０１】
２つの２色トナー像は、それぞれ中間転写ベルトに１次転写される際、電気泳動によってベルト表面にトナーを集結させてトナーの固まりを形成している。２つ目の２色トナー像を構成するトナーの固まりは、２次転写ニップで中間転写ベルトのフッ素樹脂層から転写紙Ｐに転写される際、泳動方向への電界が作用すると固まり全体として速やかに電気泳動を開始することができる。このとき、１つ目の２色トナー像におけるトナーの固まりは、転写紙Ｐと強い付着力で密着しているので、逆電界が作用してもすぐには逆泳動を開始することができない。この逆泳動が始まる前に、２つ目の２色トナー像におけるトナーの固まりが転写紙Ｐまで逆泳動すれば、１つ目の２色トナー像の逆転写が更に抑えられる。また、１つ目の２色トナー像が仮に逆泳動を開始しても、その上の液体キャリア層が離型剤として機能するとともに、中間転写ベルトのフッ素樹脂層がトナーを付着させ難い性質であるため、これらの相乗作用によっても逆転写が更に抑えられる。
【０１０２】
中間転写ベルト１６ａ、１６ｂのフッ素樹脂層の材料には、旭硝子社製のサイトップ（商品名）や、ダイキン工業社製のケイ素含有有機含フッ素ポリマー（特許公報第２８７４７１５参照）が用いられている。これらは、ウレタンゴム層の上に、純粋なフッ素樹脂をコーティングすることができる。これらが開発される前は、ウレタンゴムの表面に純粋なフッ素樹脂をコーティングすることが極めて難しく、多くの場合、フッ素樹脂と他の結合材樹脂との混合樹脂でコーティングしていたため、純粋なフッ素樹脂をコーティングする場合に比べてベルトの撥液性や離型性を悪くしていた。また、仮にウレタンゴムの表面に純粋なフッ素樹脂をコーティングすることができても、コーティング層の耐久性が著しく悪く、すぐに剥離してしまった。
【０１０４】
なお、本発明に係る「液体現像剤」とは、装置の製造元や販売元などによって指定された種類の液体現像剤のことを示す。この指定は、装置の取扱説明書や貼付シールなどに、使用し得る液体現像剤の商品名や規格などが記載されたり、装置とともに液体現像剤が梱包されたりするなどして行われる。
【０１０５】
次に、実施形態のプリンタを理解する上で参考になる装置例について説明する。
［装置例１］
上述した試験では、普通紙やコート紙については良好な両面転写を実現することができたものの、ＯＨＰシートや吸液性に優れたポーラスな用紙では一方のトナー像を逆転写させてしまった。
【０１０６】
そこで、本発明者らは、図１０に示すようなプリンタを試作した。図において、装置例１のプリンタは、第１作像ユニット１３ａと、第２作像ユニット１３ｂとを一直線状に向かい合わせていた実施形態のプリンタ（図１）とは異なり、それぞれをずらして位置させている。第１作像ユニット１３ａ、第２作像ユニットは、それぞれ、張架ドラム１８ａ、１８ｂとの間に中間転写ベルト１６ａ、１６ｂを挟み込みながら２次転写ニップＮ１、Ｎ２を形成する２次転写ローラ２０ａ、２０ｂを備えている。２次転写ローラ２０ａ、２０ｂには、それぞれ図示しない電源によって−１０００［Ｖ］の直流２次転写バイアスが印加されるようになっている。
【０１０７】
また、装置例１のプリンタは、第１紙搬送ユニット３９、第２紙搬送ユニット４１、キャリア吸収手段としてのオイル除去ユニット３１なども備えている。
【０１０８】
上記第２紙搬送ユニット４１は、紙搬送ベルト４２を複数のローラによって張架しながら、２次転写ニップＮ２、オイル除去ユニット３１に順次通過させるように配設されている。転写紙Ｐは、この紙搬送ベルト４２に吸着されて２次転写ニップＮ２、オイル除去ユニット３１を順に通過する。
【０１０９】
上記オイル除去ユニット３１は、除去ローラ３２、クリーニング装置３３、バックアップローラ３４などを有している。除去ローラ３２は、転写紙Ｐの裏面に接触可能に配設されており、バックアップローラ３４との間に挟み込んだ転写紙Ｐの裏面からシリコンオイルを除去する。除去されたシリコンオイルは、クリーニング装置３３によって除去される。バックアップローラ３４には、転写紙Ｐの裏面に接触する除去ローラ３２へのトナーの逆転写を抑えるべく、直流２次転写バイアスの電源に接続されている。
【０１１０】
上記第１紙搬送ユニット３９は、紙搬送ベルト４０を複数のローラによって張架しながら、２次転写ニップＮ１に通過させるように配設されている。オイル除去ユニット３１を通過した転写紙Ｐは、この紙搬送ベルト４０に吸着されて２次転写ニップＮ１を通過した後、図示しない定着装置に送られる。
【０１１１】
装置例１のプリンタにおいて、転写紙Ｐは、まず、第２作像ユニット１３ｂの２次転写ニップＮ２を通過してその裏面に２色トナー像が転写された後、オイル除去ユニット３１に進入し、ここで、２色トナー像のトナー層の上に形成された液体キャリア層から液体キャリア（シリコンオイル）が除去される。次に、第１作像ユニット１３ａの２次転写ニップＮ１を通過してそのおもて面に２色トナー像が転写される。
【０１１２】
なお、装置例１では、上記除去ローラ３２としてゴムローラを用いたが、スポンジローラや金属製のグラビアローラなどを用いてもよい。
【０１１３】
以上の構成の装置例１に係るプリンタにおいて、転写紙Ｐとして吸液性のないＯＨＰシートを用いて両面転写を行ってみた。すると、初めに２次転写ニップＮ２で転写された裏面の２色トナー像を次の２次転写ニップＮ１で中間転写ベルト１６ａに逆転写させることなく、ＯＨＰシートの両面に２色トナー像を良好に転写することができた。初めに２次転写ニップＮ２で転写された裏面の２色トナー像中の液体キャリア層から液体キャリアを除去した結果、トナー層の上の液体キャリアが、離型剤として機能するには十分な量であるが、トナーの泳動媒体として機能するほど多くない量になったためと考えられる。
【０１１４】
［装置例２］
図１１は装置例２に係るプリンタの概略構成図である。図において、このプリンタは装置例１のプリンタとほぼ同様の構成であるが、上記オイル除去ユニット３１の代わりに、離型液供給手段であるオイル供給ユニット２６を備えている。このオイル供給ユニット２６は、オイルタンク２７、汲み上げローラ２８、供給ローラ２９、バックアップローラ３０などを有している。オイルタンク２７内には、液体現像剤の液体キャリアと同じシリコンオイルが貯留されている。このシリコンオイルは、汲み上げローラ２８によって汲み上げられた後、供給ローラ２９を介して転写紙Ｐの裏面に供給される。バックアップローラ３０は、供給ローラ２９との間に転写紙Ｐを挟み込んで、供給ローラ２９による転写紙Ｐへのシリコンオイル供給をバックアップする。バックアップローラ３０には、転写紙Ｐの裏面に接触する供給ローラ２９へのトナーの逆転写を抑えるべく、直流２次転写バイアスの電源に接続されている。
【０１１５】
以上の構成の装置例２に係るプリンタにおいて、転写紙Ｐは、まず、第２作像ユニット１３ｂの２次転写ニップＮ２を通過してその裏面に２色トナー像が転写された後、オイル供給ユニット２６に進入し、ここで、２色トナー像のトナー層の上に形成された液体キャリア層にシリコンオイルが供給される。次に、第１作像ユニット１３ａの２次転写ニップＮ１を通過してそのおもて面に２色トナー像が転写される。
【０１１６】
次に、転写紙Ｐとして吸液性に優れたポーラスな用紙を用いて両面転写を行ってみた。すると、初めに２次転写ニップＮ２で転写された裏面の２色トナー像を次の２次転写ニップＮ１で中間転写ベルト１６ａに逆転写させることなく、ＯＨＰシートの両面に２色トナー像を良好に転写することができた。初めの２次転写ニップＮ２でポーラスな用紙が殆どの液体キャリアを吸収してしまっても、転写された２色トナー像のトナー層の上にシリコンオイルが供給されたため、トナー層の上の液体キャリアが、離型剤として機能するには十分な量になったためと考えられる。
【０１１７】
図１２は実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図示のように、実施形態に係るプリンタは、上記オイル除去ユニット３１と、上記オイル供給ユニット２６との両方を備えている。これらユニットは、上述した装置例のものと少し異なった構成を有している。具体的には、オイル除去ユニット３１は、除去ローラ３２、クリーニング装置３４を図中上下方向に移動せしめる図示しない移動機構を有しており、これによって除去ローラ３２を転写紙Ｐに対して接離させたり、転写紙Ｐと除去ローラ３２との接触圧を変化させたりする。かかる接離や接触圧変化により、転写紙Ｐからの液体キャリアの除去を中止したり、除去量を調整したりすることができる。また、オイル供給ユニット２６もオイルタンク２７、汲み上げローラ２８、供給ローラ２９を図中上下方向に移動せしめる図示しない移動機構を有しており、これによって転写紙Ｐへのシリコンオイル（液体キャリア）の供給を中止したり、供給量を調整したりすることができる。
【０１１８】
また、本プリンタは、レジストローラ対２１、吸液性試験ユニット２２、ブロッターユニット３５なども備えている。
【０１１９】
上記レジストローラ対２１は、図示しない給紙装置から送られてくる転写紙Ｐをローラ対に挟み込んだ後、所定のタイミングで２次転写ニップＮ２に向けて送り出す。
【０１２０】
上記吸液性試験ユニット２２は、ＬＥＤ等からなる発光素子２３、オイル滴下器２４、受光素子２５などを有している。オイル滴下器２４は、図示しないオイル輸送手段に接続されており、レジストローラ対２１に挟まれた転写紙Ｐ上にシリコンオイルを滴下する。このシリコンオイルは、液体現像剤の液体キャリアとして使用されているものと同じものである。発光素子２３は、転写紙Ｐにシリコンオイルが滴下されて所定時間経過した後、転写紙Ｐが２次転写ニップＮ２に向けて送り出される前に、これのオイル滴下部に向けて光を照射する。この光は、転写紙Ｐのオイル滴下部で反射して反射光となった後、受光素子２５によって受光される。反射光の光量は、転写紙Ｐのオイル滴下部に残留しているシリコンオイルの量によって変化する。よって、受光素子２５の受光量に基づいて、転写紙Ｐの吸液性を判定することができる。
【０１２１】
上記ブロッターユニット３５は、両面転写の後、図示しない定着装置に送られる前の転写紙Ｐをブロッターローラ対３６に挟み込んで、転写紙Ｐの両面から過剰なシリコンオイル（液体キャリア）を除去する。除去された液体キャリアは、クリーニング装置３７、３８によってローラからクリーニングされる。実施形態に係るプリンタでは、シリコンオイルとして不揮発性のものが用いられているため、定着後も転写紙Ｐ内に残る。転写紙Ｐ内に残されるシリコンオイルが多量になると、べたつき感などを与えることになるが、ブロッターローラユニット３５で過剰なシリコンオイルを除去することによってかかるべたつき感を解消することができる。
【０１２２】
図１３は、実施形態に係るプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において、本プリンタは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される制御部２００を備えている。この制御部２００には、第１作像ユニット１３ａの各種機器、第２作像ユニット１３ｂの各種機器、給紙装置の給紙ローラの駆動源である給紙モータ４３、レジストローラ対（２１）の駆動源であるレジスト駆動モータ４４、第１紙搬送ベルト（３９）を駆動する駆動ローラの駆動源である第１紙搬送駆動モータ４５、第２紙搬送ベルト（４２）を駆動する駆動ローラの駆動源である第２紙搬送駆動モータ４６が接続されている。また、発光素子２３、オイル滴下器２４、受光素子２５、除去ユニット（３１）を移動させる上記移動機構の駆動源である除去ユニット移動モータ４７、供給ユニット（２６）を移動させる上記移動機構の駆動源である供給ユニット移動モータ４８、ブロッターローラ対（３６）の駆動源であるブロッターモータ４９なども接続されている。
【０１２３】
制御部２００は、転写紙Ｐがレジストローラ対２１に挟まれてすぐに、上記オイル滴下器２４を制御して転写紙Ｐのおもて面にシリコンオイルを滴下させる。次に、この滴下から所定の時間が経過した後に、発光素子２３を制御してこれから転写紙Ｐのオイル滴下部に向けて光を照射させる。照射された光は、転写紙Ｐのオイル滴下部で反射して反射光となった後、受光素子２５に受光される。転写紙Ｐのオイル吸収速度が速くなるほど、照射時における転写紙Ｐ表面のオイル量が少なくなってオイル滴下部の光反射率が低くなる。よって、受光素子２５の受光量は、転写紙Ｐのオイル吸収速度が速くなるほど少なくなる。
【０１２４】
本発明者らは、ポーラスな用紙、普通紙、コート紙、ＯＨＰシートなどを含む様々な種類の転写紙Ｐについてそのオイル吸収速度を予め試験した。また、転写紙Ｐのオイル吸収速度と、これに対応する適切な作像条件とを予め試験した。この適切な作像条件とは、具体的には、供給ローラ２９と転写紙Ｐとの接触圧である供給圧、及び除去ローラ３２と転写紙Ｐとの接触圧である除去圧のことであり、それぞれ非接触も含まれる。
【０１２５】
制御部２００の上記ＲＡＭ内には、これら試験に基づいて作成された作像条件データテーブルが格納されている。この作像条件データテーブルとは、オイル吸収速度と、これに対応する適切な除去圧及び供給圧とを関連付けするものである。
【０１２６】
制御部２００は、受光素子２５から送られてくるアナログデータをデジタルデータに変換して受光素子２５の受光量を演算する。そして、演算結果に基づいて転写紙Ｐのオイル吸収速度を演算し、これに基づいて上記作像条件データテーブルから適切な除去圧や供給圧の条件を特定する。更に、除去ユニット移動モータ４７、供給ユニット移動モータ４８を制御して、除去圧や供給圧をそれぞれ特定した条件と同じ条件にした後、レジスト駆動モータ４４を制御して転写紙Ｐを２次転写ニップＮ２に向けて送り出す。
【０１２７】
以上の構成の本プリンタにおいて、様々な種類の転写紙Ｐをランダムに給紙装置にセットして両面転写を連続して行ってみた。すると、転写紙Ｐの種類にかかわらず、その両面に２色トナー像を良好に転写することができた。転写紙Ｐの吸液性に応じて、転写紙Ｐに対するシリコンオイルの除去量や供給量を適宜修正させた結果、転写紙Ｐのおもて面側の２色トナー像中において、トナー層の上に存在する液体キャリアが、トナー層と中間転写ベルト１６ａとの離型剤として機能するのに十分な量で、且つ、トナーの泳動媒体として機能するほど多量にならないように調整されたためと考えられる。
【０１２８】
次に、本発明の構成を備えない参考例に係るプリンタについて説明する。
［参考例１］
図１４は参考例１に係るプリンタを示す概略構成図である。また、図１５は、このプリンタの各作像装置に設けられた現像装置を示す概略構成図である。図１４に示すように、このプリンタは、装置例１のプリンタから、上記オイル除去ユニット３１を取り外したような構成になっている。但し、単に取り外しただけの構成ではなく、各作像装置の現像装置５０内には、スイープローラ５１ｂが設けられている。また、第２作像ユニット１３ｂには、液量調整ローラ対８５が設けられている。
【０１２９】
上記スイープローラ５１ｂは、図１５に示すように、現像ローラ５１ａの隣りに配設され、図示しない感光体ドラムに接触しながら順方向に回転するようになっている。現像ローラ５１ａ、スイープローラ５１ｂには、それぞれ同じ値のバイアスが印加されている。スイープローラ５１ｂは、現像ローラ５１ａに当接してスイープニップを形成し、現像領域で現像ローラ５１ａ上に逆泳動しきれずに感光体ドラム１の非画像部に取り残されてしまったトナーを、逆泳動させてその表面に付着させる。スイープローラ５１ｂに付着したトナーや液体キャリアは、クリーニングブレード５３によって掻き落とされてタンク部５９に戻される。かかるスイープローラ５１ｂを備えることで、現像領域でのトナーの逆泳動不足に起因する地汚れを抑えることができる。また、スイープローラ５１ａには図示しない移動機構が接続されており、これによって感光体ドラム１に近づくように移動せしめられたり、感光体ドラム１から遠ざかるように移動せしめられたりすることで、スイープニップ圧を調整することができる。
【０１３０】
上記液量調整ローラ対８５は、図１４に示したように、１次転写終了後で且つ２次転写前の中間転写ベルト１６ｂを挟み込む位置に配設されており、ベルトおもて面に当接する方のローラによって中間転写ベルト１６ｂ上の２色トナー像から液体キャリアを除去する。このローラは、図示しない移動機構によって移動せしめられることで、中間転写ベルト１６ｂを介したもう一方のローラとの接触圧力を変化させる。この変化により、中間転写ベルト１６上の２色トナー像からのキャリア除去量が変化する。除去された液体キャリアは、図示しないクリーニング装置によって除去される。また、ベルトおもて面に当接する方のローラによって中間転写ベルト１６ｂの２色トナー像から液体キャリアを除去する。除去された液体キャリアは、図示しないクリーニング装置によって除去される。
【０１３１】
以上の構成においては、次の３通りの方法により、第２作像ユニットの２次転写ニップＮ２で転写紙Ｐのおもて面に転写される２色トナー像の液体キャリア量を調整することができる。
【０１３２】
即ち、第１の方法は、作像装置１５ｂ、１６ｂの現像装置５０内において（図１５参照）、塗布ローラ５２の回転速度を変化させる方法である。現像ローラ５１ａと塗布ローラ５２との線速比が変化すると、現像ローラ５１ａ上に塗布される液体現像剤の量が変化し、これに伴って現像領域で現像される各単色トナー像の液体キャリア量が変化する。このように各単色トナー像の液体キャリア量が変化すると、当然ながら、重ね合わせ１次転写後の２色トナー像や２次転写後の２色トナー像の液体キャリア量が変化するのである。なお、現像ローラ５１ａに移動機構を設け、感光体ドラム１との接触圧を変化させても、同様に２色トナー像の液体キャリア量を変化させることができる。
【０１３３】
第２の方法は、スイープローラ５１ｂの移動によってスイープニップ圧を変化させる方法である。スイープニップ圧が変化すると、スイープローラ５１ｂによる単色トナー像からの液体キャリアの除去量が変化し、これに伴って重ね合わせ１次転写後の２色トナー像や２次転写後の２色トナー像の液体キャリア量が変化するのである。
【０１３４】
第３の方法は、上記液量調整ローラ対８５の接触圧を変化させる方法である。この変化に伴い、中間転写ベルト１６ｂ上の２色トナー像からの液体キャリア除去量が変化する。
【０１３５】
以上の構成の参考例１に係るプリンタにおいて、本発明者らは、まず、吸液性の比較的良い転写紙Ｐを用いる場合には現像ローラ５１ａと塗布ローラ５２との線速比を下げる一方で、吸液性の比較的悪い転写紙Ｐを用いる場合には線速比を上げるという操作を行うことで、用紙の吸液性に見合った量の液体現像剤を現像ローラ５１ａに塗布させながら両面転写を実施してみた。すると、様々な吸液性の転写紙Ｐにおいて２色トナー像を良好に転写することができた。但し、吸液性に優れたポーラスな用紙や、吸液性のないＯＨＰシートでは逆転写を生ずる場合があった。
【０１３６】
［参考例２］
本発明者らは、次に、参考例１とは異なり、現像ローラ５１ａと塗布ローラ５２との線速比を変化させる代わりに、転写紙Ｐの吸液性に合わせて上記スイープニップ圧を変化させるという操作を行いながら両面転写を行ってみた。すると、参考例１と同様に、様々な吸液性の転写紙Ｐにおいて２色トナー像を良好に転写することができたが、吸液性に優れたポーラスな用紙や、吸液性のないＯＨＰシートでは逆転写を生ずる場合があった。
【０１３７】
［参考例３］
本発明者らは、更に、参考例１とは異なり、上記線速比やスイープニップ圧を変化させる代わりに、転写紙Ｐの吸液性に合わせて上記液量調整ローラ対８５の接触圧を変化させるという操作を行いながら両面転写を行ってみた。すると、参考例１や参考例２と同様に、様々な吸液性の転写紙Ｐにおいて２色トナー像を良好に転写することができたが、吸液性に優れたポーラスな用紙や、吸液性のないＯＨＰシートでは逆転写を生ずる場合があった。
【０１３８】
参考例１、２、３において、ポーラスな用紙やＯＨＰシートでは逆転写を生じた理由は、液体キャリア量を調整する３つの方法のうち、１つの方法だけではポーラスな用紙やＯＨＰシート上の液体キャリア量を十分に調整し切れなかったためと思われた。
【０１３９】
［参考例４］
図１６は参考例４に係るプリンタの概略構成図である。図示のように、このプリンタは、参考例１のプリンタに実施形態のプリンタの吸液性試験ユニット２２を付加したような構成になっている。
【０１４０】
図１７は参考例４に係るプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において、制御部２００には、上記液量調整ローラ対８５の一方のローラを移動させる移動機構の駆動源である液調整ローラ移動モータ８６が接続されている。また、第１作像ユニット１３ａ、第２作像ユニット１３ｂは、それぞれ、２つの塗布ローラ５２の回転数を変化させる塗布ローラモータドライバや、２つのスイープローラ５１ｂを移動させる移動機構の駆動源であるスイープ移動モータなどが設けられている。
【０１４１】
本発明者らは、ポーラスな用紙、普通紙、コート紙、ＯＨＰシートなどを含む様々な種類の転写紙Ｐについて求めておいたオイル吸収速度と、これに対応する適切な上記線速比、スイープニップ圧及び液量調整ローラ対８５の接触圧の組合せとの関係について試験した。
【０１４２】
制御部２００の上記ＲＡＭ内には、この試験に基づいて作成された作像条件データテーブルが格納されている。この作像条件データテーブルとは、オイル吸収速度と、これに対応する適切な上記線速比、スイープニップ圧及び液量調整ローラ対８５の接触圧の組合せとを関連付けするものである。
【０１４３】
制御部２００は、吸液性試験ユニット２２の受光素子２５から送られてくるアナログデータと、この作像条件データテーブルとに基づいて、転写紙Ｐの吸液性に適した上記線速比、スイープニップ圧及び液量調整ローラ対８５の接触圧の組合せを特定する。そして、各塗布ローラ５２の回転速度、各スイープローラ５１ａの移動量、液量調整ローラ対のローラの移動量を特定結果に合わせるような制御信号を、上記塗布ローラモータドライバ、スイープ移動モータ及び液調整ローラ移動モータ８６に送る。
【０１４４】
以上の構成において、様々な種類の転写紙Ｐをランダムに給紙装置にセットして両面転写を連続して行ってみた。すると、実施形態に係るプリンタと同様に、転写紙Ｐの種類にかかわらず、その両面に２色トナー像を良好に転写することができた。３つの方法を組み合わせて液体キャリア量を調整させるようにしたことで、ポーラスな用紙やＯＨＰシートに対してもその表面の液体キャリア量を十分に調整させることができたためと考えられる。
【０１４５】
［比較例１］
乾式トナーを用いる乾式プリンタを用いて両面転写試験を行ってみた。具体的には、定着装置を取り外した乾式プリンタを用いて普通紙やコート紙の片面にトナー像を形成した後、再び通紙して、もう一方の面にトナー像を形成してみた。すると、初めに転写された方のトナー像の画像濃度が半減し、更に、その形状が大きく乱れたり、ベタ部分が白く抜けたりした。
【０１４６】
［比較例２］
比較例１と同様に普通紙やコート紙の片面にトナー像を形成した後、このトナー像上にシリコンオイルをローラで塗布してから、もう一方の面にトナー像を形成してみた。しかしながら、シリコンオイルの効果は殆どなく、やはり画像濃度が半減して画像も乱れた。乾式トナーは液体現像剤のトナーとは異なり、加熱しない状態ではトナー間や転写紙Ｐとの付着力が弱く、トナー層の上に離型剤として作用し得るシリコンオイルが存在していても、トナーがバラバラとなって薄いシリコンオイル層を容易に電気泳動してしまったためと考えられる。
【０１４７】
以上、中間転写体として中間転写ベルトを設けたプリンタについて説明したが、中間転写ドラムなど、他の中間転写体を設けた画像形成装置についても本発明の適用が可能である。
【０１４８】
また、２次転写工程で両面転写を行うプリンタについて説明したが、図１８に示すように、感光体ドラム１から転写紙Ｐへの１次転写工程で両面転写を実施させるようにすることもできる。かかる構成では、２次転写工程を省略するので、２次転写を行う場合よりも画像形成速度を速めることができる。
【０１４９】
また、感光体ドラム等の潜像担持体に形成した静電潜像を現像するといった電子写真方式を採用したプリンタについて説明したが、圧電素子や電極などによって記録媒体に液体現像剤を飛翔させて画像を形成する画像形成装置についても、本発明の適用が可能である。
【０１５０】
【発明の効果】
請求項１、２又は３の発明によれば、片面にトナー像を定着させた転写体をスイッチバックさせたり、帯電極性の異なる２種類のトナーを用いたり、一方のトナー像をコロナチャージャーによって逆極性に帯電させたりすることなく、転写体の両面にトナー像を転写することができるという優れた効果がある。
【０１５１】
また、離型剤として機能し得るほどの量の液体キャリアが上記トナー層上の液体キャリア層に残されない場合に、該液体キャリア層に離型液を供給して第１トナー像の逆転写を抑えることが可能になるという優れた効果がある。
【０１５２】
また、離型剤としてよりもトナーの泳動媒体として機能してしまうほど多量の液体キャリアが上記トナー層上の液体キャリア層に残された場合に、該液体キャリア層から液体キャリアを吸収して第１トナー像の逆転写を抑えることが可能になるという優れた効果がある。
【０１５３】
また、上記トナー層上の液体キャリア層に、離型剤として機能し得るほどの量の液体キャリアが残らなかったり、離型剤としてよりもトナーの泳動媒体として機能してしまうほど多量の液体キャリアが残ってしまったりしても、離型剤を供給したり液体キャリアを吸収したりして第１トナー像の逆転写を抑えることが可能になるという優れた効果がある。
また、転写体の吸液性にかかわらず、第１トナー像の逆転写を抑えることが可能になるという優れた効果がある。
また、上記両面転写装置の上記離型液供給手段及びキャリア吸収手段の駆動条件を調整するといった面倒な操作を行わなくても、かかる調整を制御手段に自動的に実施させることができるという優れた効果がある。
【０１５４】
特に、請求項２の発明によれば、離型剤として機能し得る性質の液体キャリア層を上記トナー層上に確実に形成することができるという優れた効果がある。
【０１６４】
また特に、請求項３発明によれば、先に転写体に転写しておいた第１トナー像の逆転写を請求項１や２の発明よりも確実に抑え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】同プリンタの現像装置を示す概略構成図。
【図３】（ａ）から（ｃ）はそれぞれ、２次転写ニップにおけるトナー像の状態を拡大して示す模式図。
【図４】本発明者らが試作した泳動試験装置を示す斜視図。
【図５】同泳動試験装置を用いた泳動試験方法を説明する説明図。
【図６】同泳動試験装置を用いた泳動試験で観察されたトナーの電気泳動の状態を示す模式図。
【図７】図６の状態から逆電界を形成して４０［ｍｓｅｃ］経過したときにおけるトナーの電気泳動の状態を示す模式図。
【図８】同泳動試験装置の第１電極を非晶質のフッ素樹脂層でコーティングした改良装置において観察されたトナーの電気泳動の状態を示す模式図。
【図９】図８の状態から逆電界を形成して４０［ｍｓｅｃ］経過したときにおけるトナーの電気泳動の状態を示す模式図。
【図１０】装置例１に係るプリンタの概略構成図。
【図１１】装置例２に係るプリンタの概略構成図。
【図１２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図１３】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図１４】参考例１に係るプリンタの概略構成図。
【図１５】同プリンタの現像装置を示す概略構成図。
【図１６】参考例４に係るプリンタの概略構成図。
【図１７】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図１８】実施形態に係るプリンタの変形例を示す概略構成図。
【図１９】２つの中間転写ドラム８０、８１と、これらに挟まれる転写紙Ｐとを示す模式図。
【図２０】転写紙Ｐを介してこれの両面で向かい合う２つのトナー像を示す模式図。
【図２１】従来の画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１：感光体ドラム
２：帯電器
３：光書込ユニット
４：転写ローラ
５：除電手段
６：ドラムクリーニング装置
１０：作像ユニット
１３：作像ユニット
１４、１５：作像装置
１６：中間転写ベルト
１７：駆動ドラム
１８：張架ドラム
１９：交流電源
２０：２次転写ローラ
２１：転写補助ローラ対
２２：吸液性試験ユニット
５０：現像装置
５１ａ：現像ローラ
５１ｂ：スイープローラ
５２：塗布ローラ
８０、８１：中間転写ドラム
８３：案内板
８５：液量調整ローラ対
１００：泳動試験装置
１０１：ガラス板
１０２：第２電極
１０３：第１電極
１０４、１０５：導電性テープ
１５０：液体現像剤
２００：制御部
Ｔ：トナー
Ｐ：転写紙

Claims

第１トナー像を担持する第１像担持体と、第２トナー像を担持する第２像担持体と、トナー及び液体キャリアを含有する有色液体によって該第１像担持体に該第１トナー像を形成する第１トナー像形成手段と、トナー及び液体キャリアを含有する有色液体によって該第２像担持体に該第２トナー像を形成する第２トナー像形成手段と、該第１像担持体上から転写体の片面に該第１トナー像を転写した後、該第２像担持体上から該転写体の反対面に該第２トナー像を転写する両面転写装置とを備え、該転写体の両面にトナー像を形成する画像形成装置において、該第１像担持体上に形成された第１トナー像に対して転写体の片面を接触させながら該転写体に向かう順方向の第１電界を作用させて第１トナー像を該転写体の片面に転写する第１転写手段と、
該第１トナー像を該転写体の片面に担持させたまま、該第２担持体上に形成された該第２トナー像を該転写体の反対面に接触させながら、該第２トナー像にとっては該転写体に向かう順方向となる一方で、該第１トナー像にとっては該転写体から離れる逆方向となる第２電界を該第２トナー像及び第１トナー像に作用させて、該第２トナー像を該転写体の反対面に転写する第２転写手段と、
該第１転写手段と該第２転写手段との間の転写体搬送路内に配設され、離型剤として機能する離型液を該転写体の片面に担持されている該第１トナー像上に供給する離型液供給手段と、
該第１転写手段と該第２転写手段との間の転写体搬送路内に配設され、該転写体の片面に担持されている該第１トナー像から液体キャリアを吸収するキャリア吸収手段とを用いて両面転写を行うように上記両面転写装置を構成するとともに、
該転写体の液吸収性を判定する液吸収性判定手段と、該液吸収性判定手段の判定結果に基づいて該離型液供給手段及びキャリア吸収手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置であって、
上記液体キャリアとしてシリコンオイルを含有する有色液体を用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記有色液体中のトナーを静電力の作用によって上記第２像担持体上に移動させて上記第２トナー像を形成させるように上記第２トナー像形成手段を構成し、且つ、該第２像担持体として、トナーに対してトナー同士の付着力よりも弱い付着力を発揮するものを設けたことを特徴とする画像形成装置。