JP4349382B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持手段にトナー像を形成し、像担持手段上のトナー像を転写材に転写、定着して画像を形成する複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置、特に、転写材の両面に画像形成をすることが可能な画像形成装置に関する。

従来、両面画像形成においては、像担持手段上に形成したトナー像を転写材の一方の面に転写、定着し、転写材を一旦両面反転給紙装置に収納した後、再び像担持手段上に形成したトナー像とタイミングを合わせて転写材を両面反転給紙装置より給送し、像担持手段上のトナー像を転写材の他方の面に転写、定着して転写材の両面に画像を形成する方法がとられている。

この両面画像形成装置は、上記の如く、両面反転給紙装置への給送や定着装置を２度通す等の転写材の搬送が行われるので、転写材搬送の信頼性が低く、ジャムや転写材のシワ等を引き起こす原因となる。

さらに、転写材の搬送距離が長くなるため画像形成に多くの処理時間がかかり、また転写材を画像定着のため２度加熱処理することから紙質を傷める等の問題があった。

そこで本発明者は先に、２つの像形成手段と２つの転写手段を設けることにより、転写材の両面に対しトナー像を転写し、両面にトナー像を有した転写材を同時に定着する装置について研究を行い、両面画像形成の処理速度を著しく早めることのできる両面画像形成装置の実現を可能とした。

この両面画像形成装置においては、表裏にトナー像を転写した転写材は、定着装置による１度の加熱処理により両面のトナー像が同時に定着されるので、転写材の紙質を傷めるおそれがなく、また転写材の搬送路を短縮して画像形成の処理速度も早められるようになっている。

本発明者はさらにコピーの処理時間の短縮などについて研究を続け、先に提案した両面画像形成装置に比して、画像形成スピードを著しく早めることのできる画像形成装置の実現を課題とした。

更に、上記の機能に加えて良好な画像形成を行うことができる画像形成装置の提供、及び、この画像形成ユニットの使い勝手の向上を課題とする。

上記課題は、以下の構成により解決することができる。

上記課題は、以下の構成により解決することができる。
（第１発明） トナー像を担持する第１像担持手段、第２像担持手段、第３像担持手段と、前記第１像担持手段上にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、前記第２像担持手段上にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、前記第１トナー像形成手段により前記第１像担持手段に形成されたトナー像を、転写材の第１面に転写する第１転写手段と、前記第２トナー像形成手段により前記第２像担持手段に形成されたトナー像を、前記第３像担持手段に転写する第２転写手段と、前記第２転写手段により前記第３像担持手段に転写されたトナー像を、転写材の第１面とは反対側の第２面に転写する第３転写手段と、転写材の第１面及び第２面に転写されたトナー像を同時に定着する定着手段と、を有し、
前記第２転写手段による前記第３像担持手段への転写後に、前記第１転写手段により転写材の第１面への転写を行い、その後に、前記第３転写手段により転写材の第２面への転写を行うように構成された画像形成装置において、
前記第１転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、前記第２転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくし、
前記第３転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、前記第１転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくすることを特徴とする画像形成装置。

（第１発明の効果）第１、２像担持手段上にそれぞれ第１、２トナー像形成手段でトナー像を形成し、第２像担持手段上に形成されたトナー像は一旦第３像担持手段上に転写し、その後、第１像担手段上のトナー像、３像担持手段上のトナー像の順で転写材の両面に転写し、同時に定着するので、画像形成スピードを著しく早めることができる。

さらに、この画像形成装置においては、各転写の条件が同じ条件であると、転写材や第３像担持手段やトナー像の有無等により、転写の不良、トナー像の乱れなどの問題が生じるが、この第１発明のように構成することにより、これら問題を解決することができ、良好な画像形成を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

なお、以下の説明において、転写域において第１像担持手段に対向する側の転写材の面を表面（第１面）、転写材の他方の側の面を裏面（第２面）といい、転写材の表面に転写される画像を表面画像、転写材の裏面に転写される画像を裏面画像という。

まず、本発明の一実施形態の画像形成プロセス及び各機構について、図１〜図３を用いて説明する。

図１は本発明の画像形成装置の一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。

第３像担持手段である中間転写体１０は、周面上にトナー像の保持を可能とした無端状のベルトであり、例えば厚さ０．５〜２．０ｍｍ、体積抵抗率１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍのシリコンゴム或いはウレタンゴムからなる半導電性のゴムベルト基体の外側に、トナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍの半導電性のフッ素コーティングを行った２層構成とされる。

ゴムベルト基体の代わりに、厚さ０．１〜０．５ｍｍ、体積抵抗率１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍの半導電性のポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、変性ポリイミドやＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等を使用することもできる。

この中間転写体１０は、駆動ローラ１１Ａ、テンションローラ１３、従動ローラ１１Ｂ、案内ローラ１２Ｂ、従動ローラ１１Ｃ、案内ローラ１２Ｂとにより水平方向に張設された状態で、駆動ローラ１１Ａに伝達される動力により反時計方向に循環して搬送され、回転する。

回転する中間転写体１０上面には、第１及び第２プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂが水平配置されている。この第１及び第２プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂそれぞれは、トナー像を担持する像担持手段である感光体ドラム２１と感光体ドラム２１上にトナー像を形成するトナー像形成手段２６とで構成され、周知の電子写真プロセスで感光体ドラム２１上にトナー像を形成するプロセスユニット２０であり、後段において詳述するように、制御を除いて同じ構成を有している。

なお、第１及び第２プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂとで同じ構成の場合Ａ，Ｂの添え字を除いて符号を記す。

プロセスユニット２０は、図示しないガイド部材を介して装置本体の上方から各感光体ドラム２１の周面が前記の中間転写体１０に所定の当接圧をもって接するよう位置規制して装着される。

なお、トナー像形成手段２６は、帯電手段であるスコロトロン帯電器２２、露光手段である露光ユニット２５、現像手段である現像器２３及びクリーニング手段であるクリーニング装置２４とから構成されている。

第１及び第２像担持手段である感光体ドラム２１Ａ、２１Ｂは外径３０〜８０ｍｍの接地された円筒状のアルミニウム基体の外周に、有機感光層（ＯＰＣ）を形成したもので、装置本体の動力により時計方向に前記中間転写体１０の周速度と同速度をもって駆動回転される。

スコロトロン帯電器２２は、鋸歯状電極或いはワイヤ電極からなるコロナ放電電極と、感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持された制御グリッドとで構成され、感光体ドラム２１の移動方向に対して直交する方向に感光体ドラム２１と対峙し近接して取り付けられる。

スコロトロン帯電器２２は、トナーと同極性のコロナ放電（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム２１に対し一様な電位を与える。

露光ユニット２５は、感光体ドラム２１の軸と平行に主走査方向に配列された像露光光発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた線状の露光素子と、等倍結像素子としてのセルフォックレンズから構成される。

露光素子としては、その他ＦＬ（蛍光体発光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べた線状のものが用いられる。

露光ユニットは、別体の画像読み取り装置によって読み取られメモリに記憶された画像データに基づいて感光体ドラム２１に像露光を行い、感光体ドラム２１上に潜像を形成する。

現像器２３は、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１０〜３０ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ２３０を備え、内部に一成分あるいは二成分の現像剤を収容している。

現像スリーブ２３０は、感光体ドラム２１の回転方向と順方向に回転しており、現像スリーブ２３０に対しトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧あるいはさらに交流を加えた現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム２１の露光部に対して接触又は非接触状態で反転現像が行われる。

第１転写手段である転写器１４Ａ及び第２転写手段である転写器１４Ｂは、前記の中間転写体１０の背面にトナーと反対極性の電荷を付与して感光体ドラム２１との間にトナー像の転写域を形成するもので、それぞれの感光体ドラム２１の周面に対向して配置され、転写器１４Ａは感光体ドラム２１Ａのトナー像を供給される転写材である記録紙Ｐの上面（表面）に、一方転写器１４Ｂは感光体ドラム２１Ｂのトナー像を中間転写体１０上にそれぞれ転写する。

転写材帯電手段である紙帯電器１４Ｃは、ブラシ状をなした帯電器で、第１プロセスユニット２０Ａと第２プロセスユニット２０Ｂとの間に位置していて、接地した従動ローラ１１Ｃの周面に対向して配置され、中間転写体１０に接離を可能とし、記録紙Ｐの中間転写体１０への搬送時には摺接し供給される記録紙Ｐをトナーと同一極性に帯電し、帯電された記録紙Ｐは中間転写体１０上に転写器１４Ｂにより転写されたトナー像を介して或いは直接吸着して感光体ドラム２１Ａとの転写域へと搬送される。

なお紙帯電器１４Ｃはコロナ帯電器であってもよい。

第３転写手段である転写器１４Ｄは、中間転写体１０上の記録紙Ｐの上面（表面）にトナーと反対極性の電荷を付与することによって中間転写体１０上のトナー像を記録紙Ｐの下面（裏面）に転写するもので、接地した駆動ローラ１１Ａの周面に対向して配置される。

分離手段である除電器１４Ｅは、上下すなわち表裏両面にトナー像を転写された記録紙Ｐを、放電により除電して、中間転写体１０の周面より分離するもので、転写器１４Ｄに隣接して設けられ、接地した駆動ローラ１１Ａの周面に対向して配置される。

定着手段である定着装置１８は、共に内部にヒータを有する第１ローラ１８Ａと第２ローラ１８Ｂとから構成される熱ローラ方式の定着器であり、除電器１４Ｅで中間転写体１０から分離した記録紙Ｐを挟着搬送することにより表裏両面に転写されたトナー像を同時に圧着加熱して定着する。

次に、この画像形成装置のプロセスについて説明する。

図示しない画像読取装置或いはパソコンなどから画像データが入力されると、後段において詳述する画像処理を施した後、一旦メモリに格納されて画像形成のプロセスに対応して表面と裏面の画像データが鏡像関係に処理されて、順次（それぞれ選択されて）露光ユニット２５Ａ、２５Ｂに出力される。

先ず裏面の画像データが第２プロセスユニット２０Ｂの露光ユニット２５Ｂに入力され、第２プロセスユニット２０Ｂ（の第２トナー像形成手段２６Ｂ）においてはスコロトロン帯電器２２Ｂ、露光ユニット２５Ｂ、現像器２３Ｂの作用により第２像担持手段である感光体ドラム２１Ｂの周面上に、裏面の画像データに基づいた裏面のトナー像が形成され、このトナー像は第２転写手段である転写器１４Ｂにより中間転写体１０の背面を帯電して、中間転写体１０の周面上に一旦転写される。

裏面のトナー像の形成及び転写に並行して給紙カセット１５から記録紙Ｐが搬出ローラ１５Ａの作動により給紙を開始され、記録紙Ｐは給紙経路１６を経由してタイミングローラ１７に給送される。

一方、裏面の画像データの入力に所定の時間差を置いて表面の画像データが第１プロセスユニット２０Ａの露光ユニット２５Ａに入力され、第１プロセスユニット２０Ａ（の第１トナー像形成手段２６Ａ）においてはスコロトロン帯電器２２Ａ、露光ユニット２５Ａ、現像器２３Ａの作用により第１像担持手段である感光体ドラム２１Ａの周面上に表面のトナー像が形成される。

第１プロセスユニット２０Ａにおける感光体ドラム２１Ａの周面上の表面のトナー像の形成と、中間転写体１０上に転写した裏面のトナー像の位置の双方に同期してタイミングローラ１７の作動が開始され、表裏のトナー像先端位置と記録紙Ｐの先端位置が合致するように中間転写体１０上の裏面のトナー像を介して中間転写体１０上に給紙される。

このとき、記録紙Ｐは紙帯電器１４Ｃの帯電により中間転写体１０上のトナー像を介して中間転写体１０上に吸着し、中間転写体１０と一体で搬送される。

そして、第１転写手段である転写器１４Ａにより中間転写体１０の背面を帯電して、第１プロセスユニット２０Ａの感光体ドラム２１Ａの担持する表面のトナー像を、搬送されている記録紙Ｐの上面（第１面）に、転写する。

次いで、第３転写手段である転写器１４Ｄにより記録紙Ｐの表面を帯電して、第２プロセスユニット２０Ｂの感光体ドラム２１Ｂより転写された中間転写体１０上の裏面のトナー像を、記録紙Ｐの下面（第２面）に再転写する。

かくして表裏両面にトナー像が転写された記録紙Ｐは除電器１４Ｅの放電により除電されて中間転写体１０の周面より分離され、記録紙Ｐの下面をガイドする拍車部材１８Ｃを経て定着装置１８へと搬送され、定着装置１８においてトナー像を溶着したのち排紙ローラ１９Ａを経てトレイ１９Ｂに排出される。

なお、曲率分離を利用する場合、除電器１４Ｅは省略することができる。

一方、トナー像の転写を終えた各感光体ドラム２１及び中間転写体１０はそれぞれの備えるクリーニング装置２４あるいは１４０によって残留トナーを除去、清掃されて、続くトナー像の形成と転写に備える。

このように本実施の形態の画像形成装置においては、感光体ドラム２１Ａ、２１Ｂ上にそれぞれトナー像形成手段２６Ａ、２６Ｂでトナー像を形成し、感光体ドラム２１Ｂ上に形成されたトナー像は一旦中間転写体１０上に転写し、その後、感光体ドラム２１Ａ、中間転写体１０上のトナー像を記録紙Ｐの両面に転写し、同時に定着するので、画像形成スピードを著しく早めることができる。

特に、表裏の各トナー像が僅かな時間間隔で形成され、記録紙Ｐの表裏への転写が中間転写体１０の一回転中に行われることとなるので、両面画像の記録に要する時間が著しく短縮されることとなる。

なお、上述した記録紙Ｐの両面に画像形成する際には、転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの転写条件を各々異ならせている。

これは、各転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄによりトナー像を転写するときには、転写するトナー像と転写器との間に介在する記録紙やトナー像が異なるためである。そのため、本実施の形態では、各転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄに最適な転写条件を記憶手段（後段において説明する）に記憶させておき、上述の記録紙Ｐの両面に画像形成する際には、各転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの各転写条件を記憶手段から読み出し、これに基づいて各転写器に転写電流を供給或いは転写電圧を印加する電源１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｄ（図３参照）を制御する。これにより、良好な両面画像が形成できる。

さらに、詳述すると、転写器１４Ａによる転写においては、記録紙Ｐと裏面のトナー像とにより転写電界が転写器１４Ｂによる転写に比して弱められるため、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、転写器１４Ｂの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくする。

さらに、転写器１４Ｄによる転写においては、中間転写体１０の背面の電荷（転写器１４Ａ、１４Ｂによる電荷）を打ち消し、かつ、記録紙Ｐの表面のトナー像を極性変換する必要があるため、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくする。

ところで、上述した両面画像形成においては、第１トナー像形成手段２６Ａと第２トナー像形成手段２６Ｂとを同じ制御（プロセス）条件で画像形成を行うと、第１プロセスユニット２０Ａによる（表面の）画像形成は感光体ドラム２１Ａから記録紙Ｐの表面への１回の転写で済むのに対し、第２プロセスユニット２０Ｂによる（裏面）の画像形成は感光体ドラム２１Ｂから中間転写体１０、中間転写体１０から記録紙Ｐの裏面へと２回の転写を行うため、第２プロセスユニット２０Ｂにより形成された裏面画像の画像濃度が低くなる。これは転写の際に転写率が１００％でないことからトナー付着量が低下することに起因する。

この問題を解決するために、本実施形態においては、第１トナー像形成手段２６Ａと第２トナー像形成手段２６Ｂとは異なるプロセス条件とする。ここで、プロセス条件とは、帯電、露光、現像の条件であり、更に詳しくは、感光体ドラム２１の帯電電位、露光量（露光強度或いは露光時間）、現像バイアス或いは現像スリーブ２３０の回転速度のことである。

このように、第１、第２プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂを同じプロセスユニットとして構成させて低コスト化を図るとともに、変更が容易なプロセス条件を異ならせることにより、表面及び裏面ともに最適な画像形成を可能とする。

特に、上述したように、裏面の画像形成にはトナー付着量が低下するため、感光体ドラム２１Ｂに付着するトナー量が、感光体ドラム２１Ａに付着するトナー量より多くなる（同じ画像を形成する場合）ように異ならせる。

例えば、スコロトロン帯電器２２Ｂのコロナ放電電極或いは制御グリッドに印加する電流若しくは電圧の絶対値を、スコロトロン帯電器２２Ａのコロナ放電電極或いは制御グリッドに印加する電流若しくは電圧の絶対値よりも大きくするように帯電条件を変更する。

画像の最大濃度に対応する露光ユニット２５Ｂからの露光量を、同じ画像の最大濃度に対応する露光ユニット２５Ａからの露光量より多くするように、露光ユニットの発光強度或いはパルス幅を変更する。

現像スリーブ２３０Ｂに印加するバイアス電圧の絶対値或いは交流電圧を、現像スリーブ２３０Ａに印加するバイアス電圧の絶対値或いは交流電圧より大きくする。

現像スリーブ２３０Ｂの回転速度を、現像スリーブ２３０Ａの回転速度より速くする。

ところで、本実施の形態の画像形成装置において、原稿の画像を複写（画像形成）する場合、デジタル画像処理系の一例を示す図２で示すように、スキャナーなどのセンサにより原稿の画像を読み取り（Ｓ１）、読み取った画像情報をＡ／Ｄ変換（Ｓ２）した後、シェーディング補正（Ｓ３）した後、画像信号は、データ圧縮後（Ｓ４）、画像メモリ（Ｓ５）に蓄えられる。

なお、コンピュータなどからの信号を用いて画像形成する場合、その信号は、フォントデータなどからビットマップデータに展開されてラスタライズされた後、画像メモリ（Ｓ５）に入力される。

次に、出力命令に従って、順次画像メモリ（Ｓ５）から読み出された画像データは、データ復元処理（Ｓ６）された後、セレクタ（Ｓ７）によって、第２プロセスユニット２０Ｂで形成すべき画像データ、すなわち、裏面画像の画像データと、第１プロセスユニット２０Ａで形成すべき画像データ、すなわち、表面画像の画像データに振り分けられる。

表面画像の画像データはそのままフレームメモリ（ＳＡ９）に蓄えられるが、裏面画像の画像データは画像の左右を反転する鏡像処理された後（Ｓ８）フレームメモリ（ＳＢ９）に蓄えられる。

各フレームメモリ（ＳＡ９，ＳＢ９）は各々２画面分のメモリを有しており、１画面分のメモリは上記画像データの展開用として、他の１画面のメモリは画像データの出力用として交互に使用される。

フレームメモリ（ＳＡ９）からの画像データは、γ変換（ＳＡ１０）、フィルタリング（ＳＡ１１）及び多値化（ＳＡ１２）等の表面画像に応じた画像処理を経て第１プロセスユニット２０Ａの第１露光ユニット２５Ａに出力されるとともに、フレームメモリＳＢ９からの画像データは、γ変換（ＳＢ１０）、ＭＴＦ補正等のフィルタリング（ＳＢ１１）及び多値化（ＳＢ１２）等の裏面画像に応じた画像処理を経て、第２プロセスユニット２０Ｂの第２露光ユニット２５Ｂに出力される。

そして、本実施形態のような画像形成装置においては、表面の画像形成をするときと裏面の画像形成をするときとでは、すなわち、第１プロセスユニット２０Ａによる画像形成と第２プロセスユニット２０Ｂによる画像形成とでは、画像処理の条件を変更することが好ましい。

すなわち、本実施形態のように、第２プロセスユニット２０Ｂによる（裏面の）画像形成は２回の転写を行うため、中間調がつぶれ（γが高くなる）線が太くなるという傾向がある。

そこで本実施形態では、画像処理のうち１つであるγ変換に関して、第１プロセスユニット２０Ａによる（表面の）画像形成用のγ変換（ＳＡ１０）に比して、第２プロセスユニット２０Ｂ（裏面の）画像形成用のγ変換（ＳＢ１０）を、低γ補正を（ねかせたγ補正曲線を用いて）行う（すなわち、表面の画像形成時と裏面の画像形成時とでγ補正曲線を異ならせる）。

また、画像処理のうち１つであるフィルタリングに関して、第１プロセスユニット２０Ａによる（表面の）画像形成用のフィルタリング（ＳＡ１１）に比して、第２プロセスユニット２０Ｂ（裏面の）画像形成用のフィルタリング（ＳＢ１１）の方を、細線処理が強くなるような（ＭＴＦフィルターを強くする。すなわち、表面の画像形成時と裏面の画像形成時とでＭＴＦフィルターを異ならせる）処理を施す。

これら画像処理におけるγ補正曲線やＭＴＦフィルターは、予め決めておき（表面の画像形成時と裏面の画像形成時とで異なり、各々独立して設定され）、記録紙Ｐ上で表面画像と裏面画像が同じくなるように調整が行われることが好ましい。

上述したプロセス条件や画像処理条件などの画像形成条件を異ならせることは、本実施の形態の画像形成装置において、記録紙Ｐの両面に画像形成を行う場合に限らず、表面或いは裏面の片面のみに画像形成を行う場合でも同様である。

ここで、本実施の形態の画像形成装置における記録紙Ｐの片面のみの画像形成について説明する。

まず、記録紙Ｐの表面のみに画像形成を行う場合、図示しない画像読取装置或いはコンピュータなどから画像データが入力されると、前述の画像処理を施した後、一旦メモリに格納されて、順次露光ユニット２５Ａに出力される。

第１プロセスユニット２０Ａ（の第１トナー像形成手段２６Ａ）においてはスコロトロン帯電器２２Ａ、露光ユニット２５Ａ、現像器２３Ａの作用により感光体ドラム２１Ａの周面上に、画像データに基づいたトナー像が形成される。

一方、トナー像の形成に並行して給紙カセット１５から記録紙Ｐが搬出ローラ１５Ａの作動により給紙を開始され、記録紙Ｐは給紙経路１６を経由してタイミングローラ１７に給送されており、感光体ドラム２１Ａの周面上のトナー像の形成に同期してタイミングローラ１７の作動が開始され、トナー像先端位置と記録紙Ｐの先端位置が合致するように中間転写体１０上に給紙される。

記録紙Ｐは紙帯電器１４Ｃの帯電により中間転写体１０と一体で搬送されて、その上面（第１面）に第１プロセスユニット２０Ａの感光体ドラム２１Ａの担持するトナー像が転写器１４Ａにより転写される。表面のみにトナー像が転写された記録紙Ｐは除電器１４Ｅの放電により除電されて中間転写体１０の周面より分離され、拍車部材１８Ｃを経て定着装置１８へと搬送され、定着装置１８においてトナー像を溶着したのち、排紙ローラ１９Ａを経てトレイ１９Ｂに排出される。

次に、記録紙Ｐの裏面のみに画像形成を行う場合、図示しない画像読取装置或いはコンピュータなどから画像データが入力されると、前述の画像処理（勿論、上述したように、低γ補正や細線処理）を施した後、一旦メモリに格納されて、順次露光ユニット２５Ｂに出力される。

第２プロセスユニット２０Ｂ（の第２トナー像形成手段２６Ｂ）においてはスコロトロン帯電器２２Ｂ、露光ユニット２５Ｂ、現像器２３Ｂの作用により感光体ドラム２１Ｂの周面上に、画像データに基づいたトナー像が形成され（勿論、上述したようにプロセス条件を異ならせて）、このトナー像は転写器１４Ｂにより中間転写体１０の周面上に一旦転写される。一方、トナー像の形成及び転写に並行して給紙カセット１５から記録紙Ｐが搬出ローラ１５Ａの作動により給紙を開始され、記録紙Ｐは給紙経路１６を経由してタイミングローラ１７に給送されており、中間転写体１０上に転写したトナー像の位置に同期してタイミングローラ１７の作動が開始され、トナー像先端位置と記録紙Ｐの先端位置が合致するように中間転写体１０上のトナー像を介して中間転写体１０上に給紙される。

記録紙Ｐは紙帯電器１４Ｃの帯電により中間転写体１０と一体で搬送されて、第１プロセスユニット２０Ａの直下を通過した後、その下面（第２面）に第２プロセスユニット２０Ｂの感光体ドラム２１Ｂより転写された中間転写体１０上のトナー像が転写器１４Ｄにより再転写される。裏面のみにトナー像を転写された記録紙Ｐは除電器１４Ｅの放電により除電されて中間転写体１０の周面より分離され、拍車部材１８Ｃを経て定着装置１８へと搬送され、定着装置１８においてトナー像を溶着したのち排紙ローラ１９Ａを経てトレイ１９Ｂに排出される。

このように、本実施の形態の画像形成装置においては、記録紙Ｐの両面に画像形成を行う（両面画像形成モードともいう、ただし、後段において詳述するがこの両面画像形成モードは２つのモードがある）だけでなく、記録紙Ｐの表面あるいは裏面の片面のみに画像形成を行う（それぞれ、表面画像形成モード、裏面画像形成モードともいう）ことができる。

ところで、この画像形成装置において、記録紙Ｐの両面に画像形成を行う場合と、片面（第１面あるいは第２面）に画像形成を行う場合とで、トナー像を記録紙Ｐに転写する転写器１４Ａ及び／又は転写器１４Ｄの各転写の条件を同じ条件とすると、トナー像の有無等により、転写を行わないトナー像の存在によって、転写しようとするトナー像の転写が影響を受け、転写の不良、トナー像の乱れなどの問題が生じる。

詳述すると、転写器１４Ａの位置では、両面画像形成モード時には記録紙Ｐと中間転写体１０との間に裏面のトナー像が存在するが、表面画像形成モード時には裏面のトナー像が存在しない。

また、転写器１４Ｄの位置では、両面画像形成モード時には記録紙Ｐの表面に表面のトナー像が存在するが、裏面画像形成モード時には表面のトナー像が存在しない。

そして、両面画像形成モード時は、各転写器による転写させないトナー像が存在するため、片面画像形成モード（表面画像形成モード或いは裏面画像形成モード）時に比して、転写電界が弱められ、いずれのモードであって同じ転写条件とすると、転写の不良が生じる。

この問題を解決するために、本実施の形態においては、転写器１４Ａ及び／又は転写器１４Ｄの転写条件を、記録紙Ｐの片面のみに画像形成を行うときと、記録紙Ｐの両面に画像形成を行うときとで、異ならせている。

これについて、制御ブロックの概念図である図３に基づいて、詳細に説明する。

不図示の操作パネルに設けられた画像形成モード選択釦４１によって、両面画像形成モード（後段において詳述するがこの両面画像形成モードは２つのモードがあるが、ここでは１つのモードとして説明する）、表面画像形成モード、裏面画像形成モードのうち、いずれか１つが選択される。

なお、この選択は、コンピュータなど外部機器からでも行うことができる。モードが選択されると、制御部（ＣＰＵ）４２は、選択されたモードに応じて、記憶手段であるＲＯＭやＲＡＭに記憶されたシーケンス（上述したプロセス）に基づいて、画像形成装置を制御して、画像形成を行う。

このとき、記憶手段には予め実験等により求められた転写器１４Ａ、１４Ｄの最適な転写条件が記憶されており、この転写条件に基づいて制御部４２は転写器１４Ａに転写電流を供給或いは転写電圧を印加する電源１４０Ａ及び転写器１４Ｄに転写電流を供給或いは転写電圧を印加する電源１４０Ｄを制御する。

そして、上述したように、両面画像形成モードと片面画像形成モードとで転写器１４Ａ、１４Ｄの転写条件を異ならせるために、本実施の形態では、記憶手段に記憶されている転写条件を、両面画像形成モード用と片面画像形成モード用の少なくとも２つ記憶させておき、画像形成モード選択釦４１の選択に応じた転写条件を記憶手段から読み出し、これに基づいて電源１４０Ａ、１４０Ｄを制御するようにする。

これにより、両面画像形成モードと片面画像形成モードいずれのモードであっても、良好な転写が行われ、良好な画像形成ができる。

さらに、詳述すると、表面画像形成モード時（記録紙Ｐの表面のみに画像形成を行う場合）は、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、両面画像形成モード時（記録紙Ｐの両面に画像形成を行うとき）より小さくするとよい。

また、裏面画像形成モード時（記録紙Ｐの裏面のみに画像形成を行う場合）は、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、両面画像形成時より小さくするとよい。

換言すると、両面画像形成モード時の転写電流或いは転写電圧の絶対値を、片面画像形成モード時に比して大きくするとよい。

上述の転写器１４Ａ、１４Ｄの転写条件を両面画像形成モード時と片面画像形成モード時とで異ならせることと同様のことが、除電器１４Ｅについてもいえる。

すなわち、この場合は、記録紙Ｐの両面或いは裏面に画像形成を行う場合と、表面に画像形成を行う場合とで、除電器１４Ｅの分離条件を同じ条件とすると、転写器１４Ｄによる放電や記録紙Ｐの表面或いは裏面のトナー像の有無等により、記録紙Ｐ上に留まる電荷が異なり記録紙Ｐと中間転写体１０との付着力が異なるために、記録紙Ｐの分離性に影響を受け、分離が良好に行われない。

そのため、本実施の形態においては、除電器１４Ｅの分離条件を、記録紙Ｐの表面のみに画像形成を行うときと、記録紙Ｐの両面或いは裏面のみに画像形成を行うときとで、異ならせている。

そのために、本実施の形態では、記憶手段に記憶されている分離条件を、画像形成モード選択釦４１の選択に応じて読み出し、これに基づいて分離器１４Ｅに除電電流を供給或いは除電電圧を印加する電源１４０Ｅを制御するようにする。

これにより、いずれのモードであっても、良好な分離が行われ、良好な画像形成ができる。

さらに、詳述すると、表面画像形成モード時は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を、裏面画像形成モード時より小さくするとよい。

また／さらに、裏面画像形成モード時は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧を、両面画像形成モード時と等しいか或いは小さくするとよい。

上述の転写器１４Ａ、１４Ｄの転写条件、除電器１４Ｅの分離条件を両面画像形成モード時と片面画像形成モード時とで異ならせることと同様のことが、紙帯電器１４Ｃについてもいえる。

すなわち、この場合は、記録紙Ｐの両面或いは裏面に画像形成を行う場合と、表面に画像形成を行う場合とで、紙帯電器１４Ｃの帯電条件を同じ条件とすると、中間転写体１０上にトナー像があるかないかによって、記録紙Ｐと中間転写体１０との密着性が不良となり、中間転写体１０上のトナー像の乱れなど生じ、良好な画像形成ができない。

そのため、本実施の形態においては、紙帯電器１４Ｃの帯電条件を、記録紙Ｐの表面のみに画像形成を行うときと、記録紙Ｐの両面或いは裏面のみに画像形成を行うときとで、異ならせている。

そのために、本実施の形態では、記憶手段に記憶されている帯電条件を、画像形成モード選択釦４１の選択に応じて読み出し、これに基づいて紙帯電器１４Ｃに帯電電流を供給或いは帯電電圧を印加する電源１４０Ｃを制御するようにする。

これにより、いずれのモードであっても、良好な密着性が得られ、良好な画像形成ができる。

さらに、詳述すると、表面画像形成モード時は、紙帯電器１４Ｃの帯電条件である帯電電流或いは帯電電圧の絶対値を、両面画像形成モード時より小さくするとよい。

また／さらに、両面画像形成モード時は、紙帯電器１４Ｃの帯電条件である帯電電流或いは帯電電圧の絶対値を、裏面画像形成モード時と等しいか或いは小さくするとよい。

ところで、上述した転写器１４Ａ、１４Ｄ、除電器１４Ｅ、紙帯電器１４Ｃさらには転写器１４Ｂによる帯電、転写、分離特性は、記録紙Ｐの種類や環境条件の変化（さらには、繰り返し使用による中間転写体１０の変化や劣化）によって、変化するため、本実施の形態では、これらにも適応し、常に良好な画像形成が可能なように構成している。

以下、これについて図３を参照しながら説明する。

環境条件検出手段として画像形成装置内の湿度を検出する湿度検出センサ４３（図１においては図示せず）が、プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂの間であって、中間転写体１０に近接して設けられ、湿度検知信号として制御部４２に入力される。

なお、環境条件を検出するために、本実施の形態では湿度検出センサ４３を設けたが、この他に画像形成装置内の温度を測定する温度検出センサを設け、これにより検出された温度と合わせて環境条件を検出してもよい。

また、記録紙Ｐの種類は、不図示の操作パネル等に設けられた記録紙Ｐの種類を選択するスイッチ（例えば、記録紙Ｐが厚紙であるとき押圧する厚紙スイッチやＯＨＰであるとき押圧するＯＨＰスイッチなど）からの信号が転写材検知信号として制御部４２に入力される。

記録紙Ｐの種類の検出は、これに限らず、記録紙Ｐの抵抗や容量などを検出することにより、記録紙Ｐの種類を検出してもよい。

例えば、紙帯電器１４Ｃを用いて、記録紙Ｐの先端部分での通電電流値を検出することにより、記録紙Ｐの抵抗や容量を検出することができる。

なお、この場合、記録紙Ｐの巾が変化した場合、通電電流値が変化するので、記録紙Ｐの巾情報も参照しながら、記録紙Ｐの抵抗や容量を検出することが好ましい。

さらに、繰り返し使用による中間転写体１０の変化や劣化を検出するために、本実施の形態では、紙帯電器１４Ｃを用いて検出している。

すなわち、中間転写体１０の変化や劣化は、中間転写体１０の抵抗や容量によって検出することができるので、記録紙Ｐが中間転写体１０上を通過しないときに、紙帯電器１４Ｃを中間転写体１０に当接させて電圧を印加し、通電電流値を検知する。

そして、この信号を、中間転写体抵抗・容量検知信号として制御部４２に入力する。

制御部４２では、これら入力された湿度検知信号、転写材検知信号、中間転写体抵抗・容量検知信号に応じて、転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの各転写条件、除電器１４Ｅの分離条件、紙帯電器１４Ｃの帯電条件を、記憶手段から読み出し或いは演算して、この条件に基づいて各々を制御する。

これにより、帯電、転写、分離の不良の発生をなくし、良好な画像形成が可能となる。すなわち、湿度が高くなる、記録紙Ｐの帯電特性が悪化する、中間転写体１０の帯電特性が悪化するなどが発生した場合、各条件の電流或いは電圧の絶対値を大きくすることにより、これらの影響をカバーすることができる。

なお、本実施の形態では、転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの各転写条件、除電器１４Ｅの分離条件、紙帯電器１４Ｃの帯電条件の制御は、記録紙Ｐの種類、環境条件、中間転写体１０の劣化の３つに応じて行ったが、これに限らず、この３つのうちの少なくとも１つに応じて行ってもよい。

さらに、本実施の形態では、転写器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの各転写条件、除電器１４Ｅの分離条件、紙帯電器１４Ｃの帯電条件のうち少なくとも２つを連動して変更するようにしている。

これは、既に述べたように、本実施の形態の画像形成装置においては、両面画像形成モード、表面画像形成モード、裏面画像形成モードの各モードによって、駆動（制御）する手段が各々異なり、これら複雑に絡み合う制御を、少なくとも２つを連動して変更することにより、容易に最適条件に設定することができる。

例えば、それぞれの制御を独立に行った場合、各制御は各々独立したものではなく、複雑に関連したものであり、各制御の最適設定範囲が極大値を持っているので、例えば電流値を大きくしすぎたり、或いは電流値の増加幅を少なくしすぎたりするような場合が生じ、必ずしも最適条件に設定することができないばかりでなく、この制御が非常に複雑となる。

さらに詳細にこの制御について説明すると、以下のａ）〜ｉ）のうち少なくとも１つを行うことが好ましい。

ａ）両面画像形成モード時に、転写器１４Ｂの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする。これにより、良好な両面画像を形成することができる。

ｂ）両面画像形成モード時に、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な両面画像を形成することができる。

ｃ）両面画像形成モード時に、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な両面画像を形成することができる。

ｄ）両面画像形成モード時に、紙帯電器１４Ｃの帯電条件である帯電電流或いは帯電電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な両面画像を形成することができる。

ｅ）表面画像形成モード時に、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な表面画像を形成することができる。

ｆ）表面画像形成モード時に、紙帯電器１４Ｃの帯電条件である帯電電流或いは帯電電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ａの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な表面画像を形成することができる。

ｇ）裏面画像形成モード時に、転写器１４Ｂの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする。これにより、良好な裏面画像を形成することができる。

ｈ）裏面画像形成モード時に、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくしたとき、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な裏面画像を形成することができる。

ｉ）裏面画像形成モード時に、紙帯電器１４Ｃの帯電条件である帯電電流或いは帯電電圧の絶対値を大きくしたとき、転写器１４Ｄの転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を大きくする、又は、除電器１４Ｅの分離条件である除電電流或いは除電電圧の値を大きくする。これにより、良好な裏面画像を形成することができる。

ところで、両面画像形成モード（以下、第１両面画像形成モードともいう）で奇数頁の画像を第１感光体ドラム２１Ａ上（記録紙Ｐの表面）に形成し、偶数頁の画像を第２感光体ドラム２１Ｂ上（記録紙Ｐの裏面）に形成した場合、トレイ１９Ｂ上に排紙される記録紙Ｐは、図４（ａ）に示すように、１頁目の画像が下側に向いた、所謂フェイスダウンの状態で排紙され、全ての頁の画像形成が終了すると、頁の揃った画像形成が可能となる。

ところが、ユーザー側の要望としては、１頁目の画像が上側に向いた、所謂フェイスアップの状態で画像形成しようとする場合がある。

本実施の形態の画像形成装置は、このようなユーザーの要望にも対応することができ、使い勝手の向上を図ることができる。

これについて、以下、画像形成された記録紙Ｐの排紙状態を模式的に示した図４に基づき説明する。

上述したように、第１両面画像形成モードで画像形成を行うとフェイスダウンの状態で頁の揃った画像となる。

これに対して、ユーザーが排紙の形態としてフェイスアップを要望した場合、本実施の形態では、画像信号の出力先及び出力順を変更した第２両面画像形成モードで画像形成を行う。

すなわち、偶数頁の画像を第１感光体ドラム２１Ａ上（記録紙Ｐの表面）に形成し、奇数頁の画像を第２感光体ドラム２１Ｂ上（記録紙Ｐの裏面）に形成し（換言すると、画像信号の出力先を第１両面画像形成モードとは逆にする）、さらに、ｎ頁の画像に対しては１、２頁目から画像形成を行うのではなくｎ、ｎ−１頁目から画像形成をするように画像信号の出力順を変更する。

これによって、図４（ｂ）に示す如く、フェイスアップの状態で、頁の揃った画像を形成することができる。

また、同様なことが片面画像形成時にもいえる。すなわち、トレイ１９Ｂ上に排紙された記録紙Ｐは、フェイスダウンの状態となっているので、既に述べた表面画像形成モードでは、１頁目から画像形成を行うことにより、頁の揃った画像を形成することができる（図４（ｃ））。

これに対して、裏面画像形成モードにおいては、トレイ１９Ｂ上に排紙された記録紙Ｐは、フェイスアップの状態となっているので、１頁目から画像形成を行うのではなく、ｎ頁目から画像形成をするように画像信号の出力順を変更する。

これによって、図４（ｄ）に示す如く、フェイスアップの状態で、頁の揃った画像を形成することができる。

このように、本実施の形態では、記録紙Ｐの排紙形態（フェイスアップかフェイスダウンか）に応じて、トナー像を形成するための画像信号の出力先又は／及び出力順を変更するよう構成したので、頁の揃った画像形成が可能となり、使い勝手の向上となる。

なお、本実施の形態では、記録紙Ｐは画像形成装置の上部に設けたトレイ１９Ｂ（第２排紙手段）上に排紙するように構成したので、トレイ１９Ｂ上の記録紙Ｐは第２面を上側にして排紙されるが、定着装置１８から排出された記録紙Ｐを画像形成装置の側方（第１図において左方）に排紙できるように、トレイ１９Ｂとは別体の不図示のトレイ（第１排紙手段）を設け、記録紙Ｐの第１面を上側にして排紙するように構成しても良い。

この場合、第１両面画像形成モード時においては、第１感光体ドラム２１Ａ上に奇数頁を、第２感光体ドラム２１Ｂ上に偶数頁を画像形成し、ｎ、ｎ−１頁目から画像形成をするように画像信号の出力順を変更することにより、フェイスアップ状態で頁の揃った画像を形成することができる。

また、この場合、第２両面画像形成モード時においては、第１感光体ドラム２１Ａ上に偶数頁を、第２感光体ドラム２１Ｂ上に奇数頁を画像形成し、１、２頁目から画像形成をするように画像信号の出力順を変更することにより、フェイスダウン状態で頁の揃った画像を形成することができる。

また、この場合、表面画像形成モード時においては、ｎ頁目から画像形成を行うことにより、フェイスアップ状態で頁の揃った画像を形成することができる。

また、この場合、裏面画像形成モード時においては、１頁目から画像形成を行うことにより、フェイスダウン状態で頁の揃った画像を形成することができる。

さらに、記録紙Ｐの第１面を上側にして排紙するトレイ１９Ｂと、記録紙Ｐの第２面を上側にして排紙するトレイと、定着装置１８以降にこの両トレイのいずれか一方に記録紙Ｐを排紙するように切り替える切換手段とを設け、この切換手段の切換に応じて、上述したように、頁が揃った状態となるにように、画像信号の出力先又は／及び出力順を変更してもよい。

以上説明した本実施の形態のトナー像形成手段２６Ａ、２６Ｂは、感光体ドラム２１Ａ、２１Ｂ上にモノクロのトナー像を形成する手段であるが、これに限らず、カラーのトナー像を形成する手段であってもよい。

この場合、少なくとも、イエロー、マゼンタ、シアン（好ましくは、更に黒）のトナー像を形成するために、スコロトロン帯電器２２、露光ユニット２５、現像器２３を各色毎に設ければよい。

さらに、感光体ドラム２１Ａ、２１Ｂ上で重ね合わせてカラートナー像を形成するのではなく、プロセスユニット２０Ａ、２０Ｂを、それぞれ色毎に設け、各プロセスユニットで形成されたトナー像を、中間転写体１０或いは記録紙Ｐ上で重ね合わせてカラートナー像を形成する画像形成装置であってもよい。

画像形成装置の一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。 デジタル画像処理系の一例を示す図である。 制御ブロックの概念図である。 画像形成された転写材の排紙状態を模式的に示した図である。

符号の説明

１０ 中間転写体（第３像担持手段）
１４Ａ 転写器（第１転写手段）
１４Ｂ 転写器（第２転写手段）
１４Ｃ 紙帯電器（転写材帯電手段）
１４Ｄ 転写器（第３転写手段）
１４Ｅ 除電器（分離手段）
２０Ａ，２０Ｂ プロセスユニット
２１Ａ，２１Ｂ 感光体ドラム（第１、２像担持手段）
２６Ａ，２６Ｂ トナー像形成手段

Claims (1)

1. トナー像を担持する第１像担持手段、第２像担持手段、第３像担持手段と、
   前記第１像担持手段上にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、
   前記第２像担持手段上にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、
   前記第１トナー像形成手段により前記第１像担持手段に形成されたトナー像を、転写材の第１面に転写する第１転写手段と、
   前記第２トナー像形成手段により前記第２像担持手段に形成されたトナー像を、前記第３像担持手段に転写する第２転写手段と、
   前記第２転写手段により前記第３像担持手段に転写されたトナー像を、転写材の第１面とは反対側の第２面に転写する第３転写手段と、
   転写材の第１面及び第２面に転写されたトナー像を同時に定着する定着手段と、を有し、
   前記第２転写手段による前記第３像担持手段への転写後に、第１像担持手段と第３像担持手段との間に、第３像担持体手段上に転写されたトナー像と転写材とを挟みながら、前記第１転写手段により転写材の第１面への転写を行い、その後に、前記第３転写手段により転写材の第２面への転写を行うように構成された画像形成装置において、
   前記第１転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、前記第２転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくし、
   前記第３転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値を、前記第１転写手段の転写条件である転写電流或いは転写電圧の絶対値より大きくすることを特徴とする
   画像形成装置。

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