JP4245434B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、表面にトナー像が形成される第1及び第2の像担持体を有し、該第1及び第2の像担持体に形成された同極性に帯電したトナーより成る各トナー像を記録媒体の一方の面と他方の面にそれぞれ転写して記録画像を得る画像形成装置に関するものである。 The present invention includes first and second image carriers on which toner images are formed on the surface, and each toner image made of toner of the same polarity and formed on the first and second image carriers. The present invention relates to an image forming apparatus that obtains a recorded image by transferring the image to one side and the other side of a recording medium.
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より公知である(例えば特許文献1参照)。この形式の画像形成装置によれば、短時間で記録媒体の両面に記録画像を形成することができる。その際、第1及び第2の像担持体に形成されたトナー像を記録媒体の一方の面と他方の面にそれぞれ転写するために、次の構成を採用することができる。 An image forming apparatus of the above type configured as an electronic copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine of these is conventionally known (for example, see Patent Document 1). According to this type of image forming apparatus, a recorded image can be formed on both sides of the recording medium in a short time. At that time, the following configuration can be employed to transfer the toner images formed on the first and second image carriers to one surface and the other surface of the recording medium, respectively.
第1及び第2の像担持体が接触した接触部に沿って第1及び第2の転写部材を設け、その第1の転写部材を第2の転写部材よりも第1及び第2の像担持体の移動方向上流側に配置する。そして、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に記録媒体を送り込み、第1及び第2の転写部材のうちの一方の転写部材の作用によって第1の像担持体上のトナー像を記録媒体の一方の面に静電的に転写し、他方の転写部材の作用によって第2の像担持体上のトナー像を静電的に記録媒体の他方の面に転写する。 First and second transfer members are provided along contact portions where the first and second image carriers are in contact with each other, and the first and second transfer members are provided with the first and second image carriers as compared with the second transfer member. Arranged upstream in the direction of body movement. Then, the recording medium is fed between the first and second image carriers that are in contact with each other, and the toner image on the first image carrier is acted upon by the action of one of the first and second transfer members. Is electrostatically transferred to one surface of the recording medium, and the toner image on the second image carrier is electrostatically transferred to the other surface of the recording medium by the action of the other transfer member.
上記構成によれば、記録媒体を第1及び第2の像担持体の接触部の間を通過させることにより、その記録媒体の各面にトナー像を転写することができる。ところが、この構成によると、第1の転写部材によって記録媒体の一方又は他方の面に静電的に転写されたトナー像が、第2の転写部材によって記録媒体の他方又は一方の面にトナー像を転写するときに像担持体の側に静電的に再転写され、これにより記録媒体に形成された記録画像の画質が劣化するおそれがある。
本発明は、上記認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、第1の転写部材の作用により記録媒体に転写されたトナー像が、第2の転写部材の作用によって記録媒体にトナー像を転写するとき、像担持体に再転写されてしまう不具合を効果的に抑え、高品質な両面画像の得られる冒頭に記載した形式の画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above recognition, and an object of the present invention is to record a toner image transferred to a recording medium by the action of the first transfer member by the action of the second transfer member. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus of the type described at the beginning, which effectively suppresses a problem that a toner image is re-transferred to an image carrier when a toner image is transferred to the image bearing member.
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置において、前記第1及び第2の像担持体が接触した接触部に沿って配置された第1及び第2の転写部材を有し、該第1の転写部材は第2の転写部材よりも第1及び第2の像担持体の移動方向上流側に位置し、第1及び第2の転写部材のうちの一方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた記録媒体の一方の面に第1の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写し、第1及び第2の転写部材のうちの他方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた前記記録媒体の他方の面に第2の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写するように構成すると共に、前記第1の転写部材によって形成される転写電界をE(U)、その第1の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq1とし、前記第2の転写部材によって形成される転写電界をE(D)、その第2の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq2としたとき、F(U)=q1×E(U)とF(D)=q2×E(D)とで表わされるトナー像を記録媒体に転写させようとする力の絶対値の関係が、F(U)≧F(D)となるようにトナー像の転写条件を設定したことを特徴とする画像形成装置を提案する(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in the image forming apparatus of the type described at the beginning, the first and second transfer units arranged along the contact portion where the first and second image carriers are in contact with each other. A first transfer member positioned upstream of the second transfer member in the moving direction of the first and second image carriers, and one of the first and second transfer members. By the action of the transfer member, the toner image formed on the surface of the first image carrier is transferred to one surface of the recording medium sent between the first and second image carriers in contact with each other, A second image carrier on the other surface of the recording medium sent between the first and second image carriers in contact with each other by the action of the other of the first and second transfer members. And transferring the toner image formed on the surface of the first transfer member to the first transfer member. The transfer electric field formed by the first transfer member is defined as E (U), and the charge amount of toner per unit volume of the toner image transferred by the action of the first transfer member is defined as q1. When the transfer electric field is E (D) and the charge amount of the toner per unit volume of the toner image transferred by the action of the second transfer member is q2, F (U) = q1 × E (U) and F Transfer of the toner image so that the relationship between the absolute values of the forces to transfer the toner image represented by (D) = q2 × E (D) to the recording medium satisfies F (U) ≧ F (D). An image forming apparatus characterized in that conditions are set is proposed.
また、上記請求項1に記載の画像形成装置において、前記第1及び第2の転写部材として、第1及び第2の像担持体に接触しない非接触型の転写部材を用いると共に、トナー像転写後の第1及び第2の像担持体の残留電荷を除去するための除電手段を設けると有利である(請求項2)。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a non-contact type transfer member that does not contact the first and second image carriers is used as the first and second transfer members, and toner image transfer is performed. It is advantageous to provide a charge-removing means for removing the residual charges of the first and second image carriers later.
さらに、上記請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記第1及び第2の像担持体が、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成り、該無端ベルトの幅方向各端部の裏面側には、支持ローラの各端面に係合するベルト寄り防止リブが固定され、該ベルト寄り防止リブは、前記無端ベルトとほぼ等しい体積抵抗率と比誘電率を有する材料によって構成されていると有利である(請求項3)。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first and second image carriers are endless belts wound around a plurality of support rollers, and each end in the width direction of the endless belt. A belt slip prevention rib that engages with each end face of the support roller is fixed to the back side of the portion, and the belt slip prevention rib is made of a material having a volume resistivity and a relative dielectric constant substantially equal to the endless belt. (Claim 3).
また、上記請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第2の像担持体は、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成り、一方の面と他方の面にトナー像を転写された記録媒体が該第2の像担持体から離れる当該第2の像担持体部分を分離部としたとき、該分離部を巻き掛けた支持ローラが、記録媒体の帯電極性と同極性の電圧を印加される印加部材として構成され、該印加部材よりも第2の像担持体の移動方向下流側に該第2の像担持体を接地するアース部材が設けられていると有利である(請求項4)。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second image carrier is formed of an endless belt wound around a plurality of support rollers, and is provided on one surface and the other surface. When the recording medium to which the toner image has been transferred is separated from the second image carrier, the second image carrier part is a separation part, and the support roller around which the separation part is wound It is advantageous if an application member to which a voltage of the same polarity is applied is provided, and an earth member for grounding the second image carrier is provided downstream of the application member in the moving direction of the second image carrier. (Claim 4).
さらに、上記請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第1の像担持体は、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成り、一方の面と他方の面にトナー像を転写された記録媒体が該第1の像担持体から離れる当該第1の像担持体部分を分離部としたとき、該分離部を巻き掛けた支持ローラが、記録媒体の帯電極性と同極性の電圧を印加される印加部材として構成され、該印加部材よりも第1の像担持体の移動方向下流側に該第1の像担持体を接地するアース部材が設けられていると有利である(請求項5)。 Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, the first image carrier is composed of an endless belt wound around a plurality of support rollers, and is provided on one surface and the other surface. When the recording medium to which the toner image is transferred is separated from the first image carrier, the first image carrier part is a separation part, and the support roller around which the separation part is wound is connected to the charging polarity of the recording medium. It is advantageous if an application member to which a voltage of the same polarity is applied is provided, and a grounding member for grounding the first image carrier is provided downstream of the application member in the moving direction of the first image carrier. (Claim 5).
また、上記請求項4又は5に記載の画像形成装置において、前記印加部材を構成する支持ローラの直径が20mm以下に設定されていると有利である(請求項6)。
In the image forming apparatus according to
本発明によれば、第1の転写部材の作用により記録媒体に転写されたトナー像が、第2の転写部材の作用によって記録媒体にトナー像を転写するとき、像担持体に再転写されてしまう不具合を効果的に抑え、記録媒体の両面に高品質な画像を形成することができる。 According to the present invention, the toner image transferred to the recording medium by the action of the first transfer member is retransferred to the image carrier when the toner image is transferred to the recording medium by the action of the second transfer member. It is possible to effectively suppress such problems and to form high quality images on both sides of the recording medium.
図1はプリンタとして構成された画像形成装置の一例を示す垂直断面図であり、ここに示した画像形成装置は、その本体筐体1内に配置された複数の感光体、図示した例では第1乃至第4の4つの感光体2Y,2M,2C,2BKが設けられている。各感光体上には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成され、図1に示した例では、これらの感光体2Y,2M,2C,2BK上に、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an image forming apparatus configured as a printer. The image forming apparatus shown here includes a plurality of photoconductors arranged in a main body housing 1, in the illustrated example, First to fourth four
図1に示した各感光体2Y,2M,2C,2BKはドラム状に形成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の感光体を用いることもできる。ドラム状の感光体は、例えば、直径が30乃至100mm程度のアルミニウム製の円筒状の基体の表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けたものから構成することができる。有機半導体以外の光導電性物質も使用できる。
Although each of the
第1乃至第4の感光体2Y,2M,2C,2BKに対向して中間転写体として構成された第1の像担持体3が配置され、各感光体2Y,2M,2C,2BKが第1の像担持体3の表面に当接している。ここに示した第1の像担持体3は、支持ローラ4,5,6,7に巻き掛けられて矢印A方向に回転駆動される無端ベルトにより構成され、これらの支持ローラのうちの1つのローラ又は他のローラによって、無端ベルトより成る第1の像担持体に所定のテンションが付与されている。第1の像担持体3は、例えば樹脂フィルム又はゴムを基体にした耐熱性のベルトより成る。かかる第1の像担持体3の表面に、各感光体2Y,2M,2C,2BK上に形成された各色のトナー像が重ねて転写される。
A
第1乃至第4の感光体2Y,2M,2C,2BK上にトナー像を形成する構成と、その各トナー像を第1の像担持体3上に転写する構成は実質的に全て同一であり、形成される各トナー像の色が異なるだけである。よって、第1の感光体2Yにトナー像を形成し、そのトナー像を第1の像担持体3上に転写する構成と作用だけを説明する。
The configuration for forming a toner image on the first to
この感光体2Yは図1における時計方向に回転駆動され、このとき感光体表面に除電装置8からの光が照射され、該感光体2Yの表面電位が初期化される。初期化された感光体表面は帯電装置9によって所定の極性、この例ではマイナス極性に一様に帯電される。この帯電面に、露光装置10から出射する光変調されたレーザビームLが照射され、感光体2Yの表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。図1に示した画像形成装置においてはレーザビームを出射するレーザ書き込み装置より成る露光装置10が用いられているが、LEDアレイと結像手段を有する露光装置などを用いることもできる。
The
感光体2Yに形成された静電潜像は、これが現像装置11を通るとき、イエロートナー像として可視像化される。ここに一例として示した現像装置11は、乾式のトナーを担持して搬送する現像ローラ12を有し、この現像ローラ12に担持されて搬送されるトナーが、静電潜像に静電的に移行して該潜像がトナー像として可視像化される。トナーはプラス又はマイナスのいずれかの極性に帯電しているが、本例ではトナーがマイナスに帯電しているものとする。
The electrostatic latent image formed on the
一方、無端ベルトより成る第1の像担持体3の内側には、その第1の像担持体3を挟んで感光体2Yに対向して位置する転写ローラによって構成された転写部材13と、裏当てローラ14が配置されている。この転写部材13と裏当てローラ14が第1の像担持体3の裏面に当接し、感光体2Yと第1の像担持体3との適正な転写ニップが確保されている。
On the other hand, on the inner side of the
上記転写部材13には、感光体2Y上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性、この例ではプラス極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体2Yと第1の像担持体3との間に転写電界が形成され、感光体2Y上のトナー像が、その感光体2Yと同期して回転駆動される第1の像担持体3上に静電的に転写される。トナー像を第1の像担持体3に転写したあとの感光体2Y表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置15によって除去され、感光体2Yの表面が清掃される。
The
全く同様にして、第2乃至第4の各感光体2M,2C,2BKには、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、その各色のトナー像は、イエロートナー像の転写された第1の像担持体3上に順次重ねて静電転写される。このようにして形成された第1の像担持体3上のトナー像は、次に説明する第2の像担持体16に転写されるが、このように第1の像担持体3から第2の像担持体16に転写されるトナー像を必要に応じて第1のトナー像と称することにする。
In exactly the same manner, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are respectively formed on the second to
一方、第1の像担持体3の右方には上述の第2の像担持体16が配置されている。この第2の像担持体16も支持ローラ17,18,19,20,21に巻き掛けられて、第1の像担持体3に同期して矢印B方向に回転駆動される無端ベルトにより構成されている。この場合、複数の支持ローラ17乃至21のうちの1つのローラ、又は他のローラによって、無端ベルトより成る第2の像担持体16に所定のテンションが付与される。この第2の像担持体16も、例えば樹脂フィルム又はゴムを基体とした耐熱性ベルトより成る。
On the other hand, the above-described
第1の像担持体3と第2の像担持体16は、図1に符号Cで示す部分において互いに接触しており、かかる第1の像担持体3の表面に前述の如くして形成された第1のトナー像が第2の像担持体16の表面に後述する態様で静電的に転写される。第2の像担持体16に第1のトナー像を転写したあとの第1の像担持体3の表面に付着する転写残トナーは、紙粉などと共に、クリーニング装置22によって除去され、第1の像担持体3の表面が清掃される。
The
第2の像担持体16に転写された第1のトナー像が、その第2の像担持体16の回転に伴って所定のところまで移動した時、前述したところと全く同様にして、複数の感光体2Y,2M,2C,2BK上に順次各色のトナー像がそれぞれ形成され始め、これらのトナー像が第1の像担持体3の表面に重ねて静電転写される。このようにして第1の像担持体3上に形成されたトナー像を必要に応じて第2のトナー像と称することにする。
When the first toner image transferred to the
一方、本体筐体内の下部には、記録媒体給送装置23が設けられている。ここに例示した記録媒体給送装置23は、転写紙や樹脂シートなどから成る記録媒体Pを積載収容した2つの給紙カセット24,24Aと、その各給紙カセットから記録媒体Pを送り出す給紙ローラ25,25Aを有し、そのいずれかの給紙ローラが最上位の記録媒体上面に当接して回転することにより、その最上位の記録媒体が送り出され、ガイド部材により構成された搬送路を通ってレジストローラ対26へ搬送される。
On the other hand, a recording medium feeding device 23 is provided at the lower part in the main body casing. The recording medium feeding device 23 exemplified here has two
レジストローラ対26は、第1の像担持体3上の第2のトナー像と第2の像担持体16上の第1のトナー像が記録媒体Pの各面にそれぞれ整合して転写されるタイミングで記録媒体Pを送り出す。このようにしてレジストローラ対26から送り出された記録媒体は、互いに接触した第1の像担持体3と第2の像担持体16との間に送り込まれ、ここを通過する。このとき、後述する態様で第1の像担持体3上の第2のトナー像が記録媒体Pの一方の面に静電転写されると共に、第2の像担持体16上に形成された第1のトナー像が、同じ記録媒体の他方の面に静電転写される。このように、本例の画像形成装置は、表面にトナー像が形成される第1及び第2の像担持体3,16を有し、該第1及び第2の像担持体3,16に形成された同極性に帯電したトナーより成る各トナー像、すなわち第2のトナー像と第1のトナー像を記録媒体Pの一方の面と他方の面にそれぞれ転写して記録画像を得るように構成されている。
The
第1のトナー像と第2のトナー像を転写された記録媒体Pは、第1及び第2の像担持体3,16の接触部Cを離れてさらに上方に搬送され、定着装置27を通過する。このとき熱と圧力の作用によって、記録媒体Pに転写された第1のトナー像と第2のトナー像が一度に記録媒体Pに定着される。定着装置27を通過した記録媒体Pは、排出ローラ対28によって、記録媒体排出部29へ矢印Dで示すように排出される。このようにして、両面にフルカラー画像の形成された記録媒体が得られる。
The recording medium P to which the first toner image and the second toner image have been transferred is transported further away from the contact portion C of the first and
第2のトナー像を記録媒体Pの一方の面に転写したあとの第1の像担持体3の表面はクリーニング装置22によって清掃される。また、第1のトナー像を転写したあとの第2の像担持体16の表面に付着する転写残トナーは、その第2の像担持体16の表面に圧接するクリーニング装置30のクリーニング部材31によって除去され、その表面が清掃される。除去されたトナーは図示していないトナー搬送手段により同じく図示していない収納部に集められる。クリーニング部材31は、第2の像担持体16に担持された第1のトナー像がそのクリーニング部材31を通るとき、第2の像担持体16の表面から離間し、その表面に付着した転写残トナーを除去する時に、当該表面に当接する。
The surface of the
記録媒体Pの一方の面に転写された第2のトナー像と、その他方の面に転写された第1のトナー像が共に正像となるようにするには、第1のトナー像用の各トナー像を各感光体2Y乃至2BK上に形成するとき、その各感光体に逆像の静電潜像を形成し、第2のトナー像用の各トナー像を各感光体2Y乃至2BK上に形成するときは、その各感光体に正像の静電潜像を形成する必要があるが、このような露光の切り換えは、図示していない書き込み制御コントローラによって制御される。
In order for both the second toner image transferred to one surface of the recording medium P and the first toner image transferred to the other surface to be a normal image, the first toner image When each toner image is formed on each
また、記録媒体排出部29を図1に示したように配置した場合、記録媒体は、第1の像担持体3から直に第2のトナー像を転写された面を下にして記録媒体排出部29に載置されるので、記録媒体排出部29に排出された記録媒体の頁順が揃うようにするには、第1のトナー像が2頁目の画像となり、第2のトナー像が1頁目の画像となるように、各感光体にトナー像を形成すればよい。このようにすれば多数枚の記録媒体を記録媒体排出部29に排出したときも、その頁順を全て揃えることができる。
When the recording
また、図1に示した画像形成装置によって、記録媒体の片面にのみ画像を形成することもできる。この場合には、各感光体2Y乃至2BKに形成した各色のトナー像を第1の像担持体3上に重ねて転写し、第1の像担持体3と第2の像担持体16の接触部Cに給送された記録媒体Pの一方の面に、第1の像担持体3上に転写されたトナー像を転写する。第1及び第2の像担持体3,16の接触部Cを出た記録媒体は、この場合も定着装置27を通り、このとき記録媒体P上のトナー像が定着され、次いでその記録媒体は記録媒体排出部29に排出される。
Further, the image forming apparatus shown in FIG. 1 can form an image only on one side of the recording medium. In this case, the toner images of the respective colors formed on the
次に、像担持体3,16上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写するための構成を説明する。
Next, a configuration for transferring the toner image formed on the
先ず、図1に示した第1及び第2の像担持体3,16の接触部Cに沿って第1及び第2の転写部材が配置されている。これらの転写部材は各種の形態で構成することができるが、図1に示した画像形成装置においては、第1の像担持体3を支持する導電性の支持ローラ4と、第2の像担持体16を支持する導電性の支持ローラ17の一方によって第1の転写部材が構成され、その他方によって第1の転写部材の対向電極が構成される。同様に、第1の像担持体3を支持する導電性の支持ローラ5と、第2の像担持体16を支持する導電性の支持ローラ18の一方によって第2の転写部材が構成され、その他方によって第2の転写部材の対向電極が構成される。転写部材と対向電極を構成する支持ローラ以外の支持ローラは接地されている。
First, first and second transfer members are arranged along the contact portion C of the first and
図2はその一例として、支持ローラ4が第1の転写部材として構成され、これに対向した支持ローラ17が対向電極として構成されていると共に、支持ローラ5が第2の転写部材として構成され、これに対向した支持ローラ18が対向電極として構成された例を示す。支持ローラ4より成る第1の転写部材は、支持ローラ5より成る第2の支持ローラ5よりも、第1及び第2の像担持体3,16の移動方向上流側に位置している。図2に示した例においては、支持ローラ4より成る第1の転写部材にプラスの転写電圧が印加され、支持ローラ5より成る第2の転写部材にはマイナスの転写電圧が印加される。第1の転写部材の対向電極を構成する支持ローラ17と、第2の転写部材の対向電極を構成する支持ローラ18は、図2に示したようにアースされるか、又は第1及び第2の転写部材に印加される転写電圧と逆極性の電圧が印加される。
As an example of FIG. 2, the support roller 4 is configured as a first transfer member, the
図2においては、第2の像担持体16上に形成された第1のトナー像を構成するトナー粒子T1と、第1の像担持体3上に形成された第2のトナー像を構成するトナー粒子T2をそれぞれ模式的に示してある。これらのトナー粒子T1,T2は共にマイナスに帯電している。従って、互いに接触した第1及び第2の像担持体3,16の間に送り込まれた記録媒体Pには、先ずその他方の面P2に、支持ローラ4より成る第1の転写部材の作用によって、第2の像担持体16上の第1のトナー像が静電的に転写される。次いで、支持ローラ5より成る第2の転写部材の作用によって、第1の像担持体3上の第2のトナー像が記録媒体Pの一方の面P1に静電的に転写される。
In FIG. 2, the toner particles T1 constituting the first toner image formed on the
第1の転写部材を構成する支持ローラ4にマイナスの転写電圧を印加すると共に、第2の転写部材を構成する支持ローラ5にプラスの転写電圧を印加すれば、先ず、第1の転写部材の作用により第1の像担持体3上の第2のトナー像が記録媒体Pの一方の面P1に転写され、次いで第2の転写部材の作用により第2の像担持体16上の第1のトナー像が記録媒体Pの他方の面P2に転写される。
If a negative transfer voltage is applied to the support roller 4 constituting the first transfer member and a positive transfer voltage is applied to the
上述のように、支持ローラ4と17のうちの一方を第1の転写部材とし、同じく支持ローラ5と18のうちの一方を第2の転写部材とすると共に、第1の像担持体3上に形成された第2のトナー像が記録媒体Pの一方の面P1に静電転写され、第2の像担持体16上に形成された第1のトナー像が記録媒体Pの他方の面P2に静電転写されるように、その第1及び第2の転写部材に適正な極性の転写電圧を印加するのである。
As described above, one of the
図1に示した例では、第1の像担持体3用の支持ローラ、或いは第2の像担持体16用の支持ローラによって、第1及び第2の転写部材を構成したが、第1及び第2の像担持体の接触部Cに沿って、例えば電極から放電する転写チャージャ、ブラシ又はブレードなどから成る転写部材を用いることもできる。
In the example shown in FIG. 1, the first and second transfer members are configured by the support roller for the
上述のように、画像形成装置は、第1及び第2の像担持体が接触した接触部に沿って配置された第1及び第2の転写部材を有し、その第1の転写部材は第2の転写部材よりも第1及び第2の像担持体の移動方向上流側に位置し、第1及び第2の転写部材のうちの一方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた記録媒体の一方の面に第1の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写し、第1及び第2の転写部材のうちの他方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた前記記録媒体の他方の面に第2の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写するように構成されている。 As described above, the image forming apparatus includes the first and second transfer members disposed along the contact portion where the first and second image carriers are in contact, and the first transfer member is the first transfer member. The first and second transfer members are located upstream of the two transfer members in the moving direction of the first and second image carriers and are in contact with each other by the action of one of the first and second transfer members. The toner image formed on the surface of the first image carrier is transferred to one surface of the recording medium fed between the two image carriers, and the other of the first and second transfer members is transferred. By the action of the member, the toner image formed on the surface of the second image carrier is transferred to the other surface of the recording medium fed between the first and second image carriers in contact with each other. It is configured.
第1の像担持体3に形成された第1のトナー像を第2の像担持体16に転写するときと、記録媒体の片面にだけ画像を形成すべく、第1の像担持体3に形成されたトナー像を記録媒体Pの一方の面にだけ転写するときも、上述の第1又は第2の転写部材を用いることができる。例えば、第1の像担持体3上の第1のトナー像を第2の像担持体16に転写し、又は第1の像担持体3上のトナー像を記録媒体Pに転写するとき、図2に示した支持ローラ5より成る第2の転写部材にマイナスの転写電圧を印加する。或いは支持ローラ4より成る第1の転写部材にマイナスの転写電圧を印加して、第1の像担持体3上の第1のトナー像を第2の像担持体16上に転写し、或いは第1の像担持体3上のトナー像を記録媒体Pの一方の面に転写する。
When the first toner image formed on the
ここで、上述のように、第1及び第2の転写部材によって、第1の像担持体3上の第2のトナー像を記録媒体Pの一方の面に転写し、第2の像担持体16上の第1のトナー像を記録媒体Pの他方の面に転写する構成を採用した場合、先に説明したように、第2の転写部材の作用により、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するとき、第1の転写部材によって既に記録媒体に転写されているトナー像が像担持体の側に静電的に戻されて再転写されてしまうおそれがある。例えば、図2に示したように、支持ローラ5より成る第2の転写部材にマイナスの転写電圧を印加して、第1の像担持体3上の第2のトナー像を記録媒体Pの一方の面P1に転写するとき、記録媒体Pの他方の面に既に転写されている第1のトナー像が第2の像担持体16の表面に静電的に再転写されてしまうおそれがある。
Here, as described above, the second toner image on the
そこで、図2に示した画像形成装置においては、支持ローラ4より成る第1の転写部材に転写電圧を印加したときに形成される転写電界をE(U)、その第1の転写部材により転写される第2の像担持体16上のトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq1とし、支持ローラ5より成る第2の転写部材に転写電圧を印加したときに形成される転写電界をE(D)、その第2の転写部材の作用により転写される第1の像担持体3上のトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq2としたとき、その各トナー像を記録媒体Pに転写させようとする力は、F(U)=q1×E(U)とF(D)=q2×E(D)とで表わされるが、このときその両者の力の絶対値がF(U)≧F(D)となるように転写条件が設定されている。この構成によれば、最初に第1の転写部材によって、第2の像担持体16から記録媒体Pの他方の面P2に強い力で第1のトナー像を転写して、そのトナー像を記録媒体Pに強い力で付着させ、次いで第2の転写部材によって、第1の像担持体3上の第2のトナー像を第1のトナー像の場合よりも小さな力又は同等の力で記録媒体Pの一方の面に転写することができ、これによって第2の転写部材による第2のトナー像の転写時に、記録媒体Pの他方の面P2に転写されているトナー像が第2の像担持体16の側へ再転写される不具合をなくし、ないしはこれを効果的に抑制することができる。これにより、記録媒体Pの両面に高品質な画像を形成することができる。
Therefore, in the image forming apparatus shown in FIG. 2, the transfer electric field formed when a transfer voltage is applied to the first transfer member composed of the support roller 4 is E (U), and is transferred by the first transfer member. A transfer electric field formed when a transfer voltage is applied to the second transfer member composed of the
上述した技術思想は、図2以外の構成を採用した場合にも適用でき、要は、第1の転写部材によって形成される転写電界をE(U)、その第1の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq1とし、第2の転写部材によって形成される転写電界をE(D)、その第2の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq2としたとき、F(U)=q1×E(U)とF(D)=q2×E(D)とで表わされるトナー像を記録媒体に転写させようとする力の絶対値の関係が、F(U)≧F(D)となるようにトナー像の転写条件を設定するのである。 The technical idea described above can also be applied when a configuration other than that shown in FIG. 2 is adopted. In short, the transfer electric field formed by the first transfer member is E (U) and is transferred by the action of the first transfer member. The toner charge amount per unit volume of the toner image to be transferred is q1, the transfer electric field formed by the second transfer member is E (D), and the unit of the toner image transferred by the action of the second transfer member When the charge amount of toner per volume is q2, an attempt is made to transfer a toner image represented by F (U) = q1 × E (U) and F (D) = q2 × E (D) to a recording medium. The toner image transfer conditions are set so that the relationship between the absolute values of the forces to be applied satisfies F (U) ≧ F (D).
以上説明した各構成は、図1及び図2に示した画像形成装置以外の画像形成装置にも広く適用できる。例えば、図3に示した画像形成装置は、第1及び第2の像担持体3,16が共に複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成る感光体によって構成され、その各像担持体3,16上にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックトナー像を重ね合わせたトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、第1及び第2の像担持体3,16が互いに接触した接触部Cに給送された記録媒体Pの一方の面と他方の面にそれぞれ転写され、その転写された各トナー像が定着装置27により定着される。
Each configuration described above can be widely applied to image forming apparatuses other than the image forming apparatuses shown in FIGS. For example, the image forming apparatus shown in FIG. 3 is constituted by a photoconductor composed of an endless belt in which both first and
図4に示した画像形成装置においては、無端ベルトより成る感光体として構成された第1の像担持体3上に色の異なる複数のトナー像を重ねた第1のトナー像が形成され、その第1のトナー像が無端ベルトより成る中間転写体として構成された第2の像担持体16上に転写され、再び第1の像担持体3上に重ね合わせトナー像より成る第2のトナー像が形成され、その第2のトナー像と第2の像担持体16上の第1のトナー像が記録媒体Pの一方の面と他方の面に転写される。
In the image forming apparatus shown in FIG. 4, a first toner image is formed by superimposing a plurality of toner images of different colors on a
図5に示した画像形成装置は、第1及び第2の像担持体3,16が共に無端ベルトより成る中間転写体として構成され、その各像担持体3,16上に、第1乃至第4の感光体2Y乃至2BK上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像が転写され、その各トナー像が記録媒体Pの一方の面と他方の面にそれぞれ転写される。
The image forming apparatus shown in FIG. 5 is configured as an intermediate transfer member in which the first and
図6に示した記録媒体は、第1の像担持体3がドラム状の感光体によって構成され、その第1の像担持体3上に4色のトナー像を重ねた第1のトナー像が形成され、この第1のトナー像が無端ベルトの中間転写体より成る第2の像担持体16上に転写される。次いで、第1の像担持体3上に上述したところと同じく、4色のトナー像を重ねた第2のトナー像が形成され、この第2のトナー像と第2の像担持体16上の第1のトナー像が記録媒体Pの一方の面と他方の面に転写される。
In the recording medium shown in FIG. 6, the
図7に示した画像形成装置は、1つの感光体2上に順次異なった色のトナー像が形成され、その各トナー像がドラム状の中間転写体より成る第1の像担持体3上に順次転写されて、その第1の像担持体3上に第1のトナー像が形成される。この第1のトナー像は、無端ベルトの中間転写体より成る第2の像担持体16上に転写される。引き続き、第1の像担持体3上に感光体2から順次色の異なるトナー像が転写されて、その第1の像担持体3上に第2のトナー像が形成される。この第2のトナー像と第2の像担持体16上の第1のトナー像が記録媒体Pの各面に転写される。
In the image forming apparatus shown in FIG. 7, toner images of different colors are sequentially formed on one
図3乃至図7に示した各画像形成装置にも、先に説明した構成を採用することができる。次に他の具体例と比較例を説明する。 The configuration described above can also be adopted in each of the image forming apparatuses shown in FIGS. Next, other specific examples and comparative examples will be described.
図8は、図1に示した画像形成装置の第1及び第2の像担持体3,16の接触部Cに沿って、第1及び第2の転写チャージャ33,34より成る第1及び第2の転写部材を配置した具体例を示す。この例では、支持ローラ4,5,17,18は転写部材としての機能を有していない。第1の転写チャージャ33は、第2の転写チャージャ34よりも、第1及び第2の像担持体3,16の移動方向上流側に位置し、両転写チャージャ33,34は第1及び第2の像担持体3,16を挟んで互いに反対側に位置している。第1及び第2の像担持体3,16は、その表面抵抗率が1011Ω/□、体積抵抗率が107Ω・cmのポリイミドベルトより成る。
FIG. 8 shows first and
第1の転写チャージャ33には、+300μAの転写電流が得られるようにプラスの転写電圧を印加し、第2の転写チャージャ34には、+150μAの転写電流が得られるようにプラスの転写電圧を印加した。互いに接触した第1及び第2の像担持体3,16の間に記録媒体Pを送り込んで、第1及び第2の像担持体3,16上のトナー像を記録媒体Pの各面に転写し、次いでその各トナー像を定着装置により記録媒体に定着したところ、高品質な画像を得ることができた。
A positive transfer voltage is applied to the
比較例として、第1の転写チャージャ33には、+150μAの転写電流が得られ、第2の転写チャージャ34には+300μAの転写電流が生じるように、各転写チャージャに転写電圧を印加したところ、記録媒体Pの片面しか満足な転写が行なえなかった。
As a comparative example, when a transfer voltage is applied to each transfer charger so that a transfer current of +150 μA is obtained in the
図9に示した画像形成装置は、第1の像担持体3が複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成る感光体により構成されている。すなわち、ゴムを基体にした耐熱性(熱変形温度350℃以上)のベルトの表面に光導電性物質である有機半導体の層を設けたベルト感光体により第1の像担持体3が構成されている。また第2の像担持体16は、表面抵抗率が1012Ω/□、体積抵抗率が108Ω・cmのポリイミドより成る無端ベルトの中間転写体により構成されている。第1の像担持体3と第2の像担持体16はそれぞれ矢印A,B方向に駆動され、支持ローラ4,5の間の第1の像担持体部分と、支持ローラ17,18の間の第2の像担持体部分が互いに接触した接触部Cとなっている。
In the image forming apparatus shown in FIG. 9, the
図2の場合と同じく、支持ローラ4,5が第1及び第2の転写部材として構成され、その支持ローラ4,5に対抗する各支持ローラ17,18が対向電極として構成され、第1の支持ローラ4は、第2の支持ローラ5よりも第1及び第2の像担持体3,16の移動方向上流側に位置している。これらの支持ローラ4,5は導電性のゴムローラより成り、支持ローラ4,17と5,18は第1及び第2の像担持体3,16を介してニップ幅2.5mm、転写圧22Nで圧接している。
As in the case of FIG. 2, the
第1の像担持体3上に形成された第1のトナー像は、マイナスの転写電圧の印加された支持ローラ5より成る第2の転写部材によって第2の像担持体16上に転写され、この第1のトナー像と、第1の像担持体3上に引き続き形成された第2のトナー像を、互いに接触した像担持体3,16の間に送り込まれた記録媒体Pの各面に転写した。トナーの帯電極性はマイナスである。その際、上流側の第1の転写部材である支持ローラ4には+50μA、下流側の第2の転写部材である支持ローラ5には−30μAの各転写電流が生じるように、それぞれプラスの転写電圧とマイナスの転写電圧を印加し、第2及び第1の像担持体16,3上の第1及び第2のトナー像を記録媒体Pの一方の面と他方の面にそれぞれ転写した。その各トナー像を定着装置によって記録媒体の各面に転写したところ、記録媒体の両面に高品質な記録画像が得られた。
The first toner image formed on the
比較例として、図9に示した上流側の支持ローラ4と下流側の支持ローラ5に、+30μA,−50μAの転写電流が生じるように転写電圧を印加し、前述の力の絶対値の関係がF(D)≧F(U)となるようにして転写動作を行ったところ、記録媒体の片面にしか満足な転写が行なえなかった。
As a comparative example, a transfer voltage is applied to the upstream support roller 4 and the
ところで、図8に示したように、第1及び第2の転写部材及び、その対向電極35,36として、第1及び第2の像担持体3,16に接触しない非接触型の転写部材を用いると、トナー像転写後の第1及び第2の像担持体3,16に大きな電荷が残留し、これによってこれらの像担持体に次に形成されるトナー像の画質に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、この場合には、トナー像転写後の第1及び第2の像担持体3,16の残留電荷を除去するための除電手段を設けることが好ましい。図8に示した例では、第1及び第2の像担持体3,16をアースすることによって、その残留電荷を除去している。
By the way, as shown in FIG. 8, the first and second transfer members and the
また、図10及び図11に示す画像形成装置においては、第1及び第2の像担持体3,16が、ポリイミドの無端ベルトより成る中間転写体によって構成され、その両像担持体3,16の接触部Cに沿って、その上流側に第1の転写チャージャ33より成る第1の転写部材が配置され、その下流側には転写チャージャ34より成る第2の転写部材が配置され、これらの転写チャージャ33,34は共に、第1及び第2の像担持体3,16に接触していない。これらの転写チャージャ33,34を用いて、図8に関連して先に説明したところと同様にして、第1の像担持体3上に形成された第2のトナー像を記録媒体Pの一方の面に転写し、第2の像担持体16に形成された第1のトナー像を記録媒体Pの他方の面に転写した。その際、図10に示す画像形成装置においては、コロナ放電器37より成る除電手段により第1の像担持体3を除電すると共に、支持ローラ20より成る除電手段によって第2の像担持体16を除電するように構成されている。また図11に示した画像形成装置においては、除電ブラシ38より成る除電手段によって第1の像担持体3を除電し、除電ブレード41より成る除電手段によって第2の像担持体16を除電するように構成されている。かかる構成により、第1及び第2の像担持体3,16に転写ごとに残留する電荷を除去でき、連続で良好な両面画像を得ることができる。
Further, in the image forming apparatus shown in FIGS. 10 and 11, the first and
以上説明した各画像形成装置において、第1及び第2の像担持体3,16が、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成る場合には、図12に示すように、その無端ベルトの幅方向各端部の裏面側に、図13に示した支持ローラRの各端面に係合するベルト寄り防止リブ39が固定されていると、その無端ベルトの作動中に、これが軸線方向に寄ることを防止できる。その際、そのベルト寄り防止リブ39が、無端ベルトより成る第1又は第2の像担持体3,16とほぼ等しい体積抵抗率と比誘電率を有する材料によって構成されていることが好ましい。例えば、無端ベルトより成る第1及び第2の像担持体3,16と、これに固定されたベルト寄り防止リブ39を共にポリイミドにより一体に成形するのである。これにより、ベルト寄り防止リブ39にも、第1及び第2の像担持体3,16と同程度の転写電流を流すことができ、そのリブ39に対応する像担持体3,16の表面にもトナー像を形成することができる。図13に示した例では、無端ベルトより成る第1及び第2の像担持体3,16の全幅Wにトナー像を形成することができ、その像担持体を有効に利用することができる。
In each of the image forming apparatuses described above, when the first and
図14は図1に示した画像形成装置の一部を示す説明図である。第1及び第2の像担持体3,16から一方の面と他方の面にトナー像を転写された記録媒体Pは、第2の像担持体16から離れて図1に示した定着装置27に搬送されるが、このとき第2の像担持体16の残留電荷と記録媒体Pの帯電電荷による静電気力によって、記録媒体Pが第2の像担持体16から分離されないことがある。そこで、記録媒体Pが第2の像担持体16から分離される分離部を巻き掛けた支持ローラ19に対して、電源40によって記録媒体Pの帯電極性と同極性の電圧を印加し、記録媒体Pを第2の像担持体16から静電的に反発させて、効率よくその記録媒体Pを第2の像担持体16から分離させ、記録媒体のジャム発生を防止することが好ましい。その際、支持ローラ19よりも第2の像担持体移動方向下流側の支持ローラ20を接地して、第2の像担持体16に電荷が残留しないようにする。このように、この例では支持ローラ20が第2の像担持体16を除電するアース部材を構成しているが、他のアース部材を設けてもよい。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a part of the image forming apparatus shown in FIG. The recording medium P on which the toner image is transferred from the first and
上述のように、第2の像担持体が、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成り、一方の面と他方の面にトナー像を転写された記録媒体が第2の像担持体から離れる当該第2の像担持体部分を分離部としたとき、その分離部を巻き掛けた支持ローラが、記録媒体の帯電極性と同極性の電圧を印加される印加部材として構成され、該印加部材よりも第2の像担持体の移動方向下流側に該第2の像担持体を接地するアース部材が設けられていると、記録媒体が第2の像担持体に巻き付いてジャムを起こす不具合を防止できる。 As described above, the second image carrier is composed of an endless belt wound around a plurality of support rollers, and the recording medium on which the toner image is transferred to one surface and the other surface is the second image carrier. When the second image carrier part away from the separation unit is a separation unit, the support roller around which the separation unit is wound is configured as an application member to which a voltage having the same polarity as the charging polarity of the recording medium is applied. If a grounding member for grounding the second image carrier is provided downstream of the member in the moving direction of the second image carrier, the recording medium is wound around the second image carrier and causes a jam. Can be prevented.
上述した構成は、第1の像担持体3に対しても適用できるものである。すなわち、第1の像担持体が、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトより成り、一方の面と他方の面にトナー像を転写された記録媒体が第1の像担持体から離れる当該第1の像担持体部分を分離部としたとき、その分離部を巻き掛けた支持ローラが、記録媒体の帯電極性と同極性の電圧を印加される印加部材として構成され、該印加部材よりも第1の像担持体の移動方向下流側に該第1の像担持体を接地するアース部材が設けられていると、記録媒体が第1の像担持体に巻き付いてジャムを起こす不具合を防止できる。
The configuration described above can also be applied to the
また、上述した各構成の印加部材を構成する支持ローラの直径が20mm以下、特に16mm以下に設定されていると、記録媒体Pを、曲率分離によって、第2の像担持体16又は第1の像担持体3からより一層安定した状態で分離することができ、記録媒体のジャム発生をより効果的に防止することができる。
Further, when the diameter of the support roller constituting the application member of each configuration described above is set to 20 mm or less, particularly 16 mm or less, the recording medium P is separated from the
3 第1の像担持体
4,5,6,7,17,18,19,20,21 支持ローラ
16 第2の像担持体
39 ベルト寄り防止リブ
C 接触部
P 記録媒体
P1 一方の面
P2 他方の面
T1,T2 トナー
3
Claims (6)
前記第1及び第2の像担持体が接触した接触部に沿って配置された第1及び第2の転写部材を有し、該第1の転写部材は第2の転写部材よりも第1及び第2の像担持体の移動方向上流側に位置し、第1及び第2の転写部材のうちの一方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた記録媒体の一方の面に第1の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写し、第1及び第2の転写部材のうちの他方の転写部材の作用によって、互いに接触した第1及び第2の像担持体の間に送り込まれた前記記録媒体の他方の面に第2の像担持体の表面に形成されたトナー像を転写するように構成すると共に、前記第1の転写部材によって形成される転写電界をE(U)、その第1の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq1とし、前記第2の転写部材によって形成される転写電界をE(D)、その第2の転写部材の作用により転写されるトナー像の単位体積当りのトナーの帯電量をq2としたとき、F(U)=q1×E(U)とF(D)=q2×E(D)とで表わされるトナー像を記録媒体に転写させようとする力の絶対値の関係が、F(U)≧F(D)となるようにトナー像の転写条件を設定したことを特徴とする画像形成装置。 The first and second image carriers on which toner images are formed are formed on the surface, and each toner image made of toner of the same polarity formed on the first and second image carriers is recorded on the recording medium. In an image forming apparatus that obtains a recorded image by transferring to one side and the other side,
The first and second transfer members are disposed along contact portions where the first and second image carriers are in contact with each other, and the first transfer member has a first transfer member and a second transfer member that are more than the first transfer member. It is located between the first and second image carriers that are in contact with each other by the action of one of the first and second transfer members, which is located upstream in the movement direction of the second image carrier. The toner image formed on the surface of the first image carrier is transferred to one surface of the recorded recording medium, and the first and second transfer members are in contact with each other by the action of the other transfer member. The toner image formed on the surface of the second image carrier is transferred to the other surface of the recording medium fed between the first and second image carriers, and the first transfer The transfer electric field formed by the member is E (U), and is transferred by the action of the first transfer member. The charge amount of toner per unit volume of the toner image is q1, the transfer electric field formed by the second transfer member is E (D), and the unit volume of the toner image transferred by the action of the second transfer member A toner image represented by F (U) = q1 × E (U) and F (D) = q2 × E (D) is transferred to the recording medium when the charge amount of the toner per unit is q2. An image forming apparatus, wherein a toner image transfer condition is set so that a relationship between absolute values of force is F (U) ≧ F (D).
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