JP4354222B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1回の通紙で記録媒体の両面にトナー像を転写可能な画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置であって記録媒体の両面にトナー像を形成可能な画像形成装置としては、記録媒体を搬送することによりその記録媒体の一方の面にトナー像を転写し、その記録媒体を表裏反転させて再度搬送することによりその記録媒体の他方の面にトナー像を転写する方式が広く普及している。
【0003】
また、記録媒体を1回通紙することによりその記録媒体の両面にトナー像を転写できる画像形成装置も知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特許第2906538号公報
【特許文献2】
特開2000−105513公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載された画像形成装置では、感光体上で形成された2面分(記録媒体の表裏2面分)のトナー像のうち、一方のトナー像の極性を切替えている。トナー像の極性の切替には、逆極性コロナ帯電手段等の極性切替手段を設けなければならず、構造が複雑になっている。
【0006】
また、特許文献2に記載された画像形成装置では、極性が異なる2種類のトナーを準備しておき、一方の面のトナー像を一方のトナーで形成し、他方の面のトナー像を極性が異なる他方のトナーで形成している。このため、極性が異なる2種類のトナーを収納する2つの現像装置が必要であり、構造が複雑になっている。
【0007】
本発明の目的は、記録媒体を1回通紙することによりその記録媒体の両面にトナー像を転写できる画像形成装置を簡単な構成により実現し、しかも、形成される画像の品質向上を図ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の画像形成装置は、像担持面にトナー像を担持して移動する第1像担持体と、像担持面にトナー像を担持して移動する第2像担持体と、前記第1像担持体の前記像担持面と前記第2像担持体の前記像担持面とが当接され、その間を両面にトナー像が転写される記録媒体が搬送される当接領域と、前記当接領域内において前記第1像担持体の前記像担持面の裏面に当接されて前記第1像担持体の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置された二つの導電性ローラと、前記当接領域内において前記第2像担持体の前記像担持面の裏面に当接されて前記第2像担持体の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置された二つの導電性ローラと、前記当接領域よりも記録媒体搬送方向下流側に設けられ前記記録媒体にトナー像を定着させる定着手段と、前記当接領域と前記定着手段との間に設けられ記録媒体を挾持して前記定着手段に向かって搬送する記録媒体搬送手段とを具備し、前記第1像担持体側の二つの前記導電性ローラと前記第2像担持体側の二つの前記導電性ローラとは、前記第1像担持体と前記第2像担持体とを挟持して上流側ニップ部と下流側ニップ部とを形成し、前記上流側ニップ部を形成する一対の前記導電性ローラと前記下流側ニップ部を形成する一対の前記導電性ローラとの夫々において、一方の前記導電性ローラが転写電流を印加される印加ローラとされて他方の前記導電性ローラがアースローラとされ、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは、前記記録媒体が前記定着手段に進入する前であり、前記記録媒体が前記記録媒体搬送手段に挾持され、且つ、前記記録媒体の後端が前記下流側ニップ部を通過した後である。
【0009】
したがって、像担持面にトナー像が担持された第1像担持体と像担持面にトナー像が担持された第2像担持体とが移動し、トナー像を担持した2つの像担持面が当接領域で対向するタイミングのときにその間を記録媒体が搬送され、上流側ニップ部を形成する印加ローラと下流側ニップ部を形成する印加ローラとに転写電流が印加されることにより、記録媒体を当接領域に1回通紙する間に第1像担持体のトナー像と第2像担持体のトナー像とが記録媒体の両面に転写される。
【0010】
この両面転写の機構は、第1像担持体と第2像担持体との像担持面を当接させた当接領域を設け、この当接領域において第1像担持体側と第2像担持体側とにそれぞれ2つの導電性ローラを配置し、上流側と下流側とで第1像担持体と第2像担持体とを挟持して上流側ニップ部と下流側ニップ部とを形成し、上流側ニップ部を形成する一対の導電性ローラと下流側ニップ部を形成する一対の導電性ローラとの夫々において、一方の導電性ローラを転写電流が印加される印加ローラとして他方の導電性ローラをアースローラとしたものであり、簡単な構造である。
記録媒体の両面への転写時において、記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過した後であって記録媒体の先端が定着手段側のニップ部に到達するまでの間に転写電流の印加をオフにすると、像担持体と記録媒体との静電的な密着がなくなり、定着手段への記録媒体の搬送が不安定になり、ジャム等を発生する。
これに対し、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングが、記録媒体が定着手段に進入する前であり、記録媒体が記録媒体搬送手段に挾持され、且つ、記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過した後であることで、転写電流の印加がオフになって像担持体と記録媒体との静電的な密着がなくなった後でも、定着手段への記録媒体の搬送は記録媒体搬送手段によって安定して行われる。
また、記録媒体の両面への転写時において、記録媒体の後端が上流側ニップ部を通過した後であって記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過する前に上流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオフにすると、オフにした瞬間に下流側の印加ローラから流れる転写電流の挙動が変化して負荷特性が変化し、その結果、下流側の印加ローラに印加される転写電流の作用で記録媒体に転写されるトナー像に濃度変化が生じる。
これに対し、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングを記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過した後とすることにより、記録媒体の両面へのトナー像の転写が確実に行われ、しかも、下流側でのトナー像の転写が行われている最中に上流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオフにした場合に発生する下流側の印加ローラに印加される転写電流の挙動変化がなく、この挙動変化が原因となって発生する記録媒体に転写されるトナー像の濃度変化が防止され、記録媒体上に形成される画像の品質が向上する。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1の画像形成装置において、
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングは、記録媒体の先端が前記上流側ニップ部に到達するとき又はそれ以前である。
記録媒体の両面への転写時において、記録媒体の先端が上流側ニップ部の位置まで搬送されたときに上流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオンにして一方のトナー像の転写を開始し、その後、記録媒体の先端が下流側ニップ部の位置まで搬送されたときに下流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオンにして他方のトナー像の転写を開始すると、下流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオンにした瞬間に上流側の印加ローラから流れる転写電流の挙動が変化して負荷特性が変化し、その結果、上流側の印加ローラに印加される転写電流の作用で記録媒体に転写されるトナー像に濃度変化が生じる。
【0012】
これに対し、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングを記録媒体の先端が上流側ニップ部に到達するとき又はそれ以前とすることにより、記録媒体の両面へのトナー像の転写が確実に行われ、しかも、上流側の印加ローラに転写電流を印加して上流側での転写が開始された後のタイミングで下流側の印加ローラに転写電流を印加した場合に発生する上流側の印加ローラに印加される転写電流の挙動変化がなく、この挙動変化が原因となって発生する記録媒体に転写されるトナー像の濃度変化が防止され、記録媒体上に形成される画像の品質が向上する。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングは同時である。
【0014】
したがって、二つの印加ローラに転写電流を印加オンするタイミングを調整する必要がなく、転写電流を印加するための機構が簡単になる。
【0020】
請求項4記載の発明は、請求項1、2または3記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは同時である。
【0021】
したがって、二つの印加ローラに転写電流を印加オフするタイミングを調整する必要がなく、転写電流を印加するための機構が簡単になる。
【0022】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか一記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流を印加する一つの電源が設けられている。
【0023】
したがって、電源が一つであるので、コストダウンを図れる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1ないし図4に基づいて説明する。図1は画像形成装置であるカラープリンタの概略を示す断面図である。
【0030】
このカラープリンタ100は、装置内のほぼ中央に4つの感光体ドラム1を並設した、いわゆるタンデム型のカラープリンタである。各感光体ドラム1の周囲には、図2に示すように、クリーニング装置2、除電装置3、帯電装置4、現像装置5が配設され、作像ユニット6を構成している。各作像ユニット6の構成は同じであり、現像装置5内に収納されているトナーの色が異なるのみである。4つの作像ユニット6の下方には、第1像担持体である第1中間転写ベルト7が設けられており、4つの感光体ドラム1は第1中間転写ベルト7の上辺に沿って接触並置されている。また、作像ユニット6の上方には露光装置8が配設されている。
【0031】
各作像ユニット6における現像装置5は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーをそれぞれ収納しており、感光体ドラム1上に形成された静電潜像に各色のトナーを付与する。
【0032】
帯電装置4と現像装置5の間は書き込み位置となっており、露光装置8より発せられるレーザ光Lが感光体ドラム1に照射される。なお、露光装置8は公知のレーザ方式であり、本実施の形態では、色分解され、現像するトナーの色に対応した光情報を、一様に帯電された感光体ドラム1の表面に潜像として照射する。露光装置8に代えて、LEDアレイと結像手段から成る露光装置を用いることもできる。第1中間転写ベルト7を挟んで感光体ドラム1と対向するように、転写ローラ9と裏当てローラ10とが配設されている。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、転写ローラ9の作用により第1中間転写ベルト7に転写される。
【0033】
各作像ユニット6の感光体ドラム1上に形成されたシアン,マゼンタ,イエロー,ブラックの各色のトナー像が順次第1中間転写ベルト7上に重ね転写され、第1中間転写ベルト7上にカラー画像が形成される。モノクロ画像を形成する場合は、ブラックトナーを扱う作像ユニット6のみでトナー像を形成し、第1中間転写ベルト7上にモノクロ画像を転写する。
【0034】
第1中間転写ベルト7は4個の回転ローラ11,12,13,14に張架支持され、外周面がトナー像を担持する像担持面7aとされ、図示矢印の如く反時計回り方向に移動可能になっている。第1中間転写ベルト7における像担持面7aの裏面であるベルトループ内において、回転ローラ14の左方には裏当てローラ15が設けられている。その裏当てローラ15に対向するように、ベルトループの外側にベルトクリーニング装置16が配置されている。
【0035】
カラープリンタ100の下部位置には、2段の給紙カセット17が設けられている。各給紙カセット17内には記録媒体Sが収納され、その記録媒体Sは最上位のものから順に給紙ローラ18により1枚ずつ給紙され、レジストローラ19に向けて送られる。
【0036】
第1中間転写ベルト7の右方には第2像担持体である第2中間転写ベルト20が配置されている。第2中間転写ベルト20は図示矢印の如く時計回り方向に移動可能に、回転ローラ21,22,23,24,25に張架、支持されている。第2中間転写ベルト20は外周面がトナー像を担持する像担持面20aとされている。
【0037】
第1中間転写ベルト7と第2中間転写ベルト20とは、像担持面7aの一部と像担持面20aの一部とが当接する当接領域26を有している。この当接領域26内において、第1中間転写ベルト7の裏面に回転ローラ13,14が当接され、第2中間転写ベルト20の裏面に回転ローラ24,25が当接されている。これらの回転ローラ13,14,24,25は導電性のローラであり、回転ローラ(以下、必要に応じて導電性ローラともいう)13,14は第1中間転写ベルト7の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置され、回転ローラ(以下、必要に応じて導電性ローラともいう)24,25は第2中間転写ベルト20の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置されている。上流側の導電性ローラ13,24は第1中間転写ベルト7と第2中間転写ベルト20とを挟持して上流側ニップ部27を形成し、下流側の導電性ローラ14,25は第1中間転写ベルト7と第2中間転写ベルト20とを挟持して下流側ニップ部28を形成している。導電性ローラ13と導電性ローラ14、及び、導電性ローラ24と導電性ローラ25とは、外周面の間隔が5mm以上200mm以下であることが好ましく、より好ましくは10mm以上100mm以下である。
【0038】
当接領域26は記録媒体Sがレジストローラ19により送り込まれる領域であり、トナー像を担持している第1中間転写ベルト7の像担持面7aとトナー像を担持している第2中間転写ベルト20の像担持面20aとが当接領域26で対向するタイミングに合わせて記録媒体Sが当接領域に送り込まれることにより、その記録媒体Sの両面にトナー像が転写される。当接領域26では、必要に応じて像担持面7aと像担持面20aとを離反させることが可能であり、回転ローラ21の軸心を回動中心として第2中間転写ベルト20を揺動させることにより離反される。
【0039】
第2中間転写ベルト20のループ外側の下方位置にはベルトクリーニング装置29が配置されている。ベルトクリーニング装置29は、内部にクリーニングブレードを備え、第2中間転写ベルト20の表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。
【0040】
第2中間転写ベルト20の上方には定着装置30が設けられている。定着装置30は、それぞれ発熱体により加熱される定着ローラ及び加圧ローラを備えている。定着後の記録媒体Sは、排出ローラ31により排紙され、排紙トレイ32上にスタックされる。
【0041】
図3は、当接領域26の周囲の構造を拡大して示す正面図である。上流側ニップ部27を形成する一対の導電性ローラ13,24のうち、一方の導電性ローラ13が転写電流を印加される印加ローラとされ、他方の導電性ローラ24がアースされたアースローラとされている。下流側ニップ部28を形成する一対の導電性ローラ14,25は、一方の導電性ローラ25が転写電流を印加される印加ローラとされ、他方の導電性ローラ15がアースローラとされている。印加ローラ13,25には転写電流を印加するための電源33が接続されている。
【0042】
当接領域26を通過した記録媒体Sの搬送方向に沿った定着装置30の入り口側には、当接領域26を通過した記録媒体Sを挟持する定着装置30側のニップ部としての拍車34が設けられている。
【0043】
ここで、このカラープリンタ100には、各種センサの検知結果や入力されたデータ等に応じて予め格納されているプログラムに従って各部を制御する制御部(図示せず)が設けられており、電源33のオン、オフの制御やレジストローラ19のオン、オフ制御等は、記録媒体Sの搬送を検知するセンサ(図示せず)からの検知結果に基づく制御部の制御により行われる。
【0044】
このように構成されたカラープリンタ100において1回の通紙で記録媒体Sの両面にカラートナー像を転写する両面プリントの動作について説明する。
【0045】
まず、各作像ユニット6で作成した各色のトナー像が感光体ドラム1から転写ローラ9の作用で第1中間転写ベルト7上に順次転写され、第1中間転写ベルト7上にカラートナー像が形成される。なお、このカラートナー像を形成しているトナーはマイナスに帯電されているものとする。第1中間転写ベルト7に形成されたカラートナー像は、このカラートナー像が当接領域26を通過するタイミングで電源33から印加ローラ13へマイナスの転写電流を印加されることにより第2中間転写ベルト20に転写される。この第2中間転写ベルト20に転写されたカラートナー像は、記録媒体Sに転写されたときに第1面画像(裏面画像)となる。第2中間転写ベルト20に転写されたカラートナー像(第1面画像)は、第2中間転写ベルト20の回転に伴って移動する。
【0046】
第1中間転写ベルト7から第2中間転写ベルト20へ第1面画像の転写が行われているとき、作像ユニット6では第2面画像(記録媒体Sの表面側に転写される画像)の形成が開始され、各作像ユニット6の感光体ドラム1上のトナー像が転写ローラ9の作用で第1中間転写ベルト7上に順次転写され、第1中間転写ベルト7上にカラートナー像(第2面画像)が形成される。第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とは、第1中間転写ベルト7と第2中間転写ベルト20との回転に伴って当接領域26に向けて運ばれる。
【0047】
第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とが当接領域26に運ばれるタイミングで、レジストローラ19により送り出された記録媒体Sが当接領域26に入り込む。そして、当接領域26に送り込まれた記録媒体Sの一方の面に第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)が転写され、記録媒体Sの他方の面に第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)が転写される。
【0048】
ここで、記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を図4のタイミングチャートを参照して詳しく説明する。
【0049】
第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とが当接領域26に運ばれるタイミングで、レジストローラ19により送り出された記録媒体Sの先端が当接領域26における上流側ニップ部27に到達すると(転写IN)、そのタイミングで電源33がオンされ、上流側の印加ローラ13と下流側の印加ローラ25とに−30μAの転写電流が同時に印加される。記録媒体Sの先端における転写OUTは、記録媒体Sの先端画が下流側ニップ部28を通過するタイミングである。
【0050】
上流側の印加ローラ13に転写電流が印加されることにより、マイナスに帯電されているトナーと転写電流のマイナス電荷との斥力作用で第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)が記録媒体Sの一方の面に転写される。このとき、印加ローラ13に印加された転写電流は第1・第2中間転写ベルト7,20に流れ、さらにその大部分はアースローラ24に流れる。また、下流側の印加ローラ25に転写電流が印加されることにより、マイナスに帯電されているトナーと転写電流のマイナス電荷との斥力作用で第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)が記録媒体Sの他方の面に転写される。このとき、印加ローラ25に印加された転写電流は第2・第1中間転写ベルト20,7に流れ、さらにその大部分はアースローラ14に流れる。
【0051】
その後、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過すると(転写OUT)、そのタイミングで電源33がオフにされ、印加ローラ13,25に対する転写電流の印加が同時に終了する。なお、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過する前に記録媒体Sの先端は拍車34により挟持されている(拍車IN)。このため、転写電流の印加がオフになって第2中間転写ベルト20と記録媒体Sとの静電的な密着がなくなった後でも、定着装置30への記録媒体Sの搬送は拍車34の作用で安定して行われる。
【0052】
参考構成例1を図5ないし図7に基づいて説明する。なお、図1ないし図4において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する(以下の参考構成例でも同じ)。
【0053】
本参考構成例の外観上の構成は、第1の実施の形態と比べて、拍車34が設けられていない点が異なる。図6は、小さいサイズの記録媒体Sに対して画像形成を行う場合であり、図7は、大きいサイズの記録媒体Sに対して画像形成を行う場合である。
【0054】
小さいサイズの記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を図6のタイミングチャートを参照して詳しく説明する。
【0055】
第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とが当接領域26に運ばれるタイミングで、レジストローラ19により送り出された記録媒体Sの先端が当接領域26における上流側ニップ部27に到達すると(転写IN)、そのタイミングで電源33がオンされ、上流側の印加ローラ13と下流側の印加ローラ25とに−30μAの転写電流が同時に印加される。
【0056】
上流側の印加ローラ13に転写電流が印加されることにより、第1の実施の形態で説明した場合と同じように、第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)が記録媒体Sの一方の面に転写される。また、下流側の印加ローラ25に転写電流が印加されることにより、第1の実施の形態で説明した場合と同じように、第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)が記録媒体Sの他方の面に転写される。
【0057】
その後、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過しても(転写OUT)、印加ローラ13,25に対する転写電流の印加が維持される。そして、記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに到達しとき(定着IN)、その到達のタイミングで電源33がオフにされて印加ローラ13,25に対する転写電流の印加が同時に終了する。このため、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過した後であっても記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに到達するまでの間は印加ローラ13,25に対する転写電流の印加がオンに維持されることにより、後端が下流側ニップ部28を通過した記録媒体Sが第2中間転写ベルト20に対して静電的に密着した状態を維持され、記録媒体Sは定着装置30まで安定して搬送される。
【0058】
大きいサイズの記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を図7のタイミングチャートを参照して詳しく説明する。
【0059】
第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とが当接領域26に運ばれるタイミングで、レジストローラ19により送り出された記録媒体Sの先端が当接領域26における上流側ニップ部27に到達すると(転写IN)、そのタイミングで電源33がオンされ、上流側の印加ローラ13と下流側の印加ローラ25とに−30μAの転写電流が同時に印加される。
【0060】
上流側の印加ローラ13に転写電流が印加されることにより、第1の実施の形態で説明した場合と同じように、第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)が記録媒体Sの一方の面に転写される。また、下流側の印加ローラ25に転写電流が印加されることにより、第1の実施の形態で説明した場合と同じように、第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)が記録媒体Sの他方の面に転写される。
【0061】
その後、記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに到達しても(定着IN)、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過するまでは印加ローラ13,25に対する転写電流の印加状態が維持され、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過した(転写OUT)タイミングで、印加ローラ13,25に対する転写電流の印加が同時に終了する。このため、下流側ニップ部28側でトナー像の転写が行われている最中に印加ローラ13,25に対する転写電流の印加がオフになることはなく、記録媒体Sの両面へのトナー像の転写が確実に行われる。
【0062】
参考構成例2を図8及び図9に基づいて説明する。本参考構成例では、上流側ニップ部27を形成する一対の導電性ローラ13,24のうち、第2中間転写ベルト20側の導電性ローラ24が転写電流を印加される印加ローラとされ、他方の導電性ローラ13がアースされたアースローラとされている。下流側ニップ部28を形成する一対の導電性ローラ14,25は、一方の導電性ローラ25が転写電流を印加される印加ローラとされ、他方の導電性ローラ15がアースローラとされている。上流側の印加ローラ24にはプラスの転写電流を印加する電源35が接続され、下流側の印加ローラ25にはマイナスの転写電流を印加する電源36が接続されている。
【0063】
記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を図9のタイミングチャートを参照して詳しく説明する。
【0064】
第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)と第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)とが当接領域26に運ばれるタイミングで、レジストローラ19により送り出された記録媒体Sの先端が当接領域26における上流側ニップ部27に到達すると(転写IN)、そのタイミングで電源35,36がオンされ、上流側の印加ローラ24には+50μAの転写電流が印加され、下流側の印加ローラ25には−30μAの転写電流が印加される。
【0065】
上流側の印加ローラ24にプラスの転写電流が印加されることにより、マイナスに帯電されているトナーと転写電流のプラス電荷との吸引作用で第1中間転写ベルト7上のカラートナー像(第2面画像)が記録媒体Sの一方の面に転写される。このとき、印加ローラ24に印加された転写電流は第2・第1中間転写ベルト20,7に流れ、さらにその大部分はアースローラ13に流れる。また、下流側の印加ローラ25にマイナスの転写電流が印加されることにより、マイナスに帯電されているトナーと転写電流のマイナス電荷との斥力作用で第2中間転写ベルト20上のカラートナー像(第1面画像)が記録媒体Sの他方の面に転写される。このとき、印加ローラ25に印加された転写電流は第2・第1中間転写ベルト20,7に流れ、さらにその大部分はアースローラ14に流れる。
【0066】
その後、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過すると(転写OUT)、記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに到達する前であっても電源35がオフになり、印加ローラ24に対する転写電流の印加が終了する。その後、記録媒体Sの先端が定着装置30のニップ部30aに到達した(定着IN)タイミングで電源36がオフになり、印加ローラ25に対する転写電流の印加が終了する。
【0067】
このため、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過した後であっても記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに到達するまでの間は印加ローラ25に対する転写電流の印加がオンに維持されることにより、後端が下流側ニップ部28を通過した記録媒体Sが第2中間転写ベルト20に対して静電的に密着した状態を維持され、記録媒体Sは定着装置30まで安定して搬送される。さらに、記録媒体Sの後端が下流側ニップ部28を通過した後であって記録媒体Sの先端が定着装置30側のニップ部30aに入り込むまでの間は、電源35がオフになって電源36のみがオンであるため、消費電力が低減され、また、印加ローラ25に対する転写電流の印加時間が短縮されることにより転写電流の印加に伴う部品劣化が防止され、印加ローラ25やその他の部品の耐久性が向上する。
【0068】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の画像形成装置によれば、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは、記録媒体が定着手段に進入する前であり、記録媒体が記録媒体搬送手段に挾持され、且つ、記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過した後であるで、転写電流の印加がオフになって像担持体と記録媒体との静電的な密着がなくなった後でも、記録媒体搬送手段によって記録媒体を定着手段へ安定して搬送することができる。また、記録媒体の両面への転写時において、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングを記録媒体の後端が下流側ニップ部を通過した後とすることにより、下流側でのトナー像の転写が行われている最中に上流側の印加ローラに対する転写電流の印加をオフにした場合に発生する下流側の印加ローラに印加される転写電流の挙動変化がなく、この挙動変化が原因となって発生する記録媒体に転写されるトナー像の濃度変化を防止することができ、記録媒体上に形成される画像の品質向上を図ることができる。
請求項2記載の発明によれば、記録媒体の両面への転写時において、上流側と下流側との二つの印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングを記録媒体の先端が上流側ニップ部に到達するとき又はそれ以前とすることにより、上流側の印加ローラに転写電流を印加して上流側での転写が開始された後のタイミングで下流側の印加ローラに転写電流を印加した場合に発生する上流側の印加ローラに印加される転写電流の挙動変化がなく、この挙動変化が原因となって発生する記録媒体に転写されるトナー像の濃度変化を防止することができ、記録媒体上に形成される画像の品質向上を図ることができる。
【0069】
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングは同時であるので、二つの印加ローラに転写電流を印加オンするタイミングを調整する必要がなく、転写電流を印加するための機構を簡単なものとすることができる。
【0071】
請求項4記載の発明によれば、請求項1、2または3記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは同時であるので、二つの印加ローラに転写電流を印加オフするタイミングを調整する必要がなく、転写電流を印加するための機構を簡単なものとすることができる。
【0072】
請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし4のいずれか一記載の画像形成装置において、上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流を印加する一つの電源が設けられているので、電源が一つであるのでコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のカラープリンタの概略を示す断面図である。
【図2】作像ユニットの構成を拡大して示す正面図である。
【図3】当接領域の周囲の構造を拡大して示す正面図である。
【図4】記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を説明するタイミングチャートである。
【図5】参考構成例1のカラープリンタにおける当接領域の周囲を拡大して
示す正面図である。
【図6】小さいサイズの記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を説明するタイミングチャートである。
【図7】大きいサイズの記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を説明するタイミングチャートである。
【図8】参考構成例2のカラープリンタにおける当接領域の周囲を拡大して
示す正面図である。
【図9】記録媒体Sの両面への第1面画像と第2面画像との転写工程を説明するタイミングチャートである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus capable of transferring a toner image onto both sides of a recording medium with a single sheet passing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, and the like that can form a toner image on both sides of a recording medium have a toner image on one side of the recording medium by conveying the recording medium. A method of transferring a toner image to the other surface of the recording medium by transferring the image, reversing the recording medium and conveying it again is widely spread.
[0003]
There is also known an image forming apparatus that can transfer a toner image onto both sides of a recording medium by passing the recording medium once (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2906538
[Patent Document 2]
JP 2000-105513 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the image forming apparatus described in Patent Document 1, the polarity of one of the two toner images formed on the photoconductor (the front and back surfaces of the recording medium) is switched. To switch the polarity of the toner image, polarity switching means such as a reverse polarity corona charging means must be provided, and the structure is complicated.
[0006]
In the image forming apparatus described in
[0007]
An object of the present invention is to realize an image forming apparatus capable of transferring a toner image onto both sides of a recording medium by passing the recording medium once, and to improve the quality of the formed image. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus according to claim 1 is a first image carrier that moves while carrying a toner image on an image carrying surface; a second image carrier that carries and moves a toner image on an image carrying surface; A contact area where the image bearing surface of the first image carrier and the image bearing surface of the second image carrier are brought into contact with each other, and a recording medium on which a toner image is transferred is conveyed between both surfaces; Two conductive elements disposed on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the first image carrier in contact with the back surface of the image carrier surface of the first image carrier in the contact area. A roller and two rollers disposed on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the second image carrier in contact with the back surface of the image carrier surface of the second image carrier in the contact area. Two conductive rollers and a toner image formed on the recording medium provided downstream of the contact area in the recording medium conveyance direction. And a recording medium conveying means provided between the contact area and the fixing means for holding the recording medium and conveying the recording medium toward the fixing means. The two conductive rollers on the second image carrier side include an upstream nip portion and a downstream nip portion that sandwich the first image carrier and the second image carrier. And a pair of the conductive rollers forming the upstream nip portion and a pair of the conductive rollers forming the downstream nip portion, one of the conductive rollers is applied with a transfer current. And the other conductive roller is an earth roller, and the transfer current application off timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is as follows:Before the recording medium enters the fixing means;The recording medium is held by the recording medium conveying means, and the rear end of the recording medium passes through the downstream nip portion.
[0009]
Accordingly, the first image carrier having the toner image carried on the image carrying surface and the second image carrier having the toner image carried on the image carrying surface move, and the two image carrying surfaces carrying the toner image are in contact with each other. The recording medium is conveyed between them at the timing of facing each other in the contact area, and a transfer current is applied to the application roller that forms the upstream nip portion and the application roller that forms the downstream nip portion. The toner image on the first image carrier and the toner image on the second image carrier are transferred to both sides of the recording medium while the paper is passed through the contact area once.
[0010]
This double-sided transfer mechanism has a contact area where the image bearing surfaces of the first image carrier and the second image carrier are brought into contact with each other, and the first image carrier side and the second image carrier side in the contact area. Two conductive rollers are disposed on the upstream side and the upstream side and the downstream side to sandwich the first image carrier and the second image carrier to form an upstream nip portion and a downstream nip portion. In each of the pair of conductive rollers forming the side nip portion and the pair of conductive rollers forming the downstream nip portion, one of the conductive rollers is used as an application roller to which a transfer current is applied. It is a ground roller and has a simple structure.
When transferring to both sides of the recording medium, the leading end of the recording medium is fixed after the trailing end of the recording medium has passed through the downstream nip.Means sideIf application of the transfer current is turned off before reaching the nip portion of the image, there is no electrostatic adhesion between the image carrier and the recording medium, and fixingmeansTransport of the recording medium to the head becomes unstable, causing jams and the like.
On the other hand, the application current off timing of the transfer current to the two application rollers on the upstream side and the downstream side isBefore the recording medium enters the fixing means,Since the recording medium is held by the recording medium conveying means and the rear end of the recording medium has passed through the downstream nip portion, the application of the transfer current is turned off, and the static force between the image carrier and the recording medium is obtained. Even after the electrical contact is lost, the recording medium is stably conveyed to the fixing unit by the recording medium conveying unit.
In addition, when the recording medium is transferred onto both sides, the recording medium is applied to the upstream application roller after the trailing edge of the recording medium has passed through the upstream nip portion and before the trailing edge of the recording medium has passed the downstream nip portion. When application of the transfer current is turned off, the behavior of the transfer current flowing from the downstream application roller changes at the moment when the transfer current is turned off, and the load characteristics change, and as a result, the transfer current applied to the downstream application roller changes. The density change occurs in the toner image transferred to the recording medium by the action.
On the other hand, the toner image on both sides of the recording medium can be obtained by setting the transfer current application off timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side after the trailing edge of the recording medium passes the downstream nip portion. Transfer to the downstream application roller that occurs when the transfer current application to the upstream application roller is turned off while the toner image is being transferred downstream. There is no change in the behavior of the applied transfer current, the change in the density of the toner image transferred to the recording medium caused by the change in behavior is prevented, and the quality of the image formed on the recording medium is improved.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect,
The on-timing of the transfer current applied to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is before or before the leading edge of the recording medium reaches the upstream nip portion.
When transferring the recording medium to both sides, when the leading edge of the recording medium is conveyed to the position of the upstream nip portion, the transfer current application to the upstream application roller is turned on to start the transfer of one toner image. After that, when the leading edge of the recording medium is conveyed to the position of the downstream nip portion, when the transfer current application to the downstream application roller is turned on and the transfer of the other toner image is started, the transfer to the downstream application roller is started. At the moment when the transfer current application is turned on, the behavior of the transfer current flowing from the upstream application roller changes to change the load characteristics. As a result, the recording medium is operated by the transfer current applied to the upstream application roller. A change in density occurs in the toner image transferred to the toner image.
[0012]
On the other hand, by setting the transfer current application on timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side when the leading edge of the recording medium reaches the upstream nip portion or earlier, the recording current is applied to both sides of the recording medium. When the toner image is transferred reliably and the transfer current is applied to the application roller on the downstream side at a timing after the transfer current is applied to the application roller on the upstream side and the transfer on the upstream side is started. There is no change in the behavior of the transfer current applied to the applied roller on the upstream side, and the change in the density of the toner image transferred to the recording medium caused by this behavior change is prevented and formed on the recording medium. This improves the quality of images.
[0013]
Claim3The described invention is claimed.2In the image forming apparatus described above, the application current on-timing of the transfer current to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is the same.
[0014]
Therefore, it is not necessary to adjust the timing for applying the transfer current to the two application rollers, and the mechanism for applying the transfer current is simplified.
[0020]
The invention according to
[0021]
Therefore, it is not necessary to adjust the timing for applying and applying the transfer current to the two application rollers, and the mechanism for applying the transfer current is simplified.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a single power source for applying a transfer current to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is provided. .
[0023]
Therefore, since there is one power source, the cost can be reduced.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventionThe fruitThe embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view schematically showing a color printer as an image forming apparatus.
[0030]
The
[0031]
The developing device 5 in each
[0032]
Between the
[0033]
Cyan, magenta, yellow, and black toner images formed on the photosensitive drum 1 of each
[0034]
The first
[0035]
A two-
[0036]
A second
[0037]
The first
[0038]
The abutting
[0039]
A
[0040]
A fixing
[0041]
FIG. 3 is an enlarged front view showing the structure around the
[0042]
On the entrance side of the fixing
[0043]
Here, the
[0044]
The operation of double-sided printing in which the color toner image is transferred onto both sides of the recording medium S in one pass through the
[0045]
First, each color toner image created by each
[0046]
When the transfer of the first surface image from the first
[0047]
At the timing when the color toner image (first surface image) on the second
[0048]
Here, the transfer process of the first surface image and the second surface image onto both surfaces of the recording medium S will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.
[0049]
At the timing when the color toner image (first surface image) on the second
[0050]
By applying a transfer current to the
[0051]
Thereafter, when the rear end of the recording medium S passes through the downstream nip portion 28 (transfer OUT), the
[0052]
Reference configuration example 1Will be described with reference to FIGS. The same parts as those described in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted (the following description is omitted).Reference configuration exampleBut the same).
[0053]
BookReference configuration exampleThe external configuration differs from the first embodiment in that the
[0054]
The transfer process of the first surface image and the second surface image onto both sides of the small-sized recording medium S will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.
[0055]
At the timing when the color toner image (first surface image) on the second
[0056]
By applying a transfer current to the
[0057]
Thereafter, even when the rear end of the recording medium S passes through the downstream nip portion 28 (transfer OUT), application of the transfer current to the
[0058]
The transfer process of the first side image and the second side image onto both sides of the large size recording medium S will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.
[0059]
At the timing when the color toner image (first surface image) on the second
[0060]
By applying a transfer current to the
[0061]
Thereafter, even if the leading end of the recording medium S reaches the
[0062]
Reference configuration example 2Will be described with reference to FIGS. BookReference configuration exampleThen, of the pair of
[0063]
The transfer process of the first side image and the second side image onto both sides of the recording medium S will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.
[0064]
At the timing when the color toner image (first surface image) on the second
[0065]
By applying a positive transfer current to the
[0066]
Thereafter, when the trailing edge of the recording medium S passes through the downstream nip portion 28 (transfer OUT), the
[0067]
For this reason, even after the trailing edge of the recording medium S has passed through the downstream nip
[0068]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of the first aspect of the invention, the transfer current application off timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is:Before the recording medium enters the fixing means,After the recording medium is held by the recording medium conveying means and the rear end of the recording medium passes through the downstream nip portion, the application of the transfer current is turned off and the electrostatic force between the image carrier and the recording medium is The recording medium can be stably conveyed to the fixing means by the recording medium conveying means even after the close contact is lost. In addition, when transferring to both sides of the recording medium, the transfer current application off timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is after the trailing end of the recording medium has passed the downstream nip part, There is no change in the behavior of the transfer current applied to the downstream application roller that occurs when the transfer current application to the upstream application roller is turned off during the transfer of the toner image on the downstream side. The change in the density of the toner image transferred to the recording medium caused by this behavior change can be prevented, and the quality of the image formed on the recording medium can be improved.
According to the second aspect of the present invention, when the recording medium is transferred to both sides, the leading end of the recording medium reaches the upstream nip portion when the transfer current is applied to the two application rollers on the upstream side and the downstream side. This occurs when the transfer current is applied to the downstream application roller at a timing after the transfer current is applied to the upstream application roller and the upstream transfer is started. There is no change in the behavior of the transfer current applied to the upstream application roller, and the change in the density of the toner image transferred to the recording medium caused by this change in behavior can be prevented and formed on the recording medium. It is possible to improve the quality of the image to be displayed.
[0069]
Claim3According to the described invention, the claims2In the image forming apparatus described above, since the transfer current application ON timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is the same, there is no need to adjust the timing for applying the transfer current to the two application rollers. The mechanism for applying the transfer current can be simplified.
[0071]
According to the invention of
[0072]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a single power source for applying a transfer current to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is provided. Therefore, the cost can be reduced because there is only one power source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the present invention.The fruit1 is a cross-sectional view illustrating an outline of a color printer according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged front view showing a configuration of an image forming unit.
FIG. 3 is an enlarged front view showing a structure around a contact area.
FIG. 4 is a timing chart for explaining a transfer process of a first surface image and a second surface image onto both sides of a recording medium.
[Figure 5]Reference configuration example 1Enlarge the area around the contact area in color printers
FIG.
FIG. 6 is a timing chart for explaining a transfer process of a first surface image and a second surface image onto both surfaces of a small size recording medium S;
FIG. 7 is a timing chart for explaining a transfer process of a first side image and a second side image on both sides of a large size recording medium S;
[Fig. 8]Reference configuration example 2Enlarge the area around the contact area in color printers
FIG.
FIG. 9 is a timing chart for explaining a transfer process of the first surface image and the second surface image onto both surfaces of the recording medium.
Claims (5)
像担持面にトナー像を担持して移動する第2像担持体と、
前記第1像担持体の前記像担持面と前記第2像担持体の前記像担持面とが当接され、その間を両面にトナー像が転写される記録媒体が搬送される当接領域と、
前記当接領域内において前記第1像担持体の前記像担持面の裏面に当接されて前記第1像担持体の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置された二つの導電性ローラと、
前記当接領域内において前記第2像担持体の前記像担持面の裏面に当接されて前記第2像担持体の移動方向に沿った上流側と下流側とに配置された二つの導電性ローラと、
前記当接領域よりも記録媒体搬送方向下流側に設けられ前記記録媒体にトナー像を定着させる定着手段と、
前記当接領域と前記定着手段との間に設けられ記録媒体を挾持して前記定着手段に向かって搬送する記録媒体搬送手段と
を具備し、
前記第1像担持体側の二つの前記導電性ローラと前記第2像担持体側の二つの前記導電性ローラとは、前記第1像担持体と前記第2像担持体とを挟持して上流側ニップ部と下流側ニップ部とを形成し、
前記上流側ニップ部を形成する一対の前記導電性ローラと前記下流側ニップ部を形成する一対の前記導電性ローラとの夫々において、一方の前記導電性ローラが転写電流を印加される印加ローラとされて他方の前記導電性ローラがアースローラとされ、
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは、前記記録媒体が前記定着手段に進入する前であり、前記記録媒体が前記記録媒体搬送手段に挾持され、且つ、前記記録媒体の後端が前記下流側ニップ部を通過した後であることを特徴とする画像形成装置。A first image carrier that carries and moves a toner image on an image carrying surface;
A second image carrier that carries and moves a toner image on an image carrying surface;
A contact area where the image bearing surface of the first image carrier and the image bearing surface of the second image carrier are brought into contact with each other, and a recording medium on which a toner image is transferred is conveyed between both surfaces;
Two conductive elements disposed on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the first image carrier in contact with the back surface of the image carrier surface of the first image carrier in the contact area. Laura,
Two conductive elements disposed on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the second image carrier in contact with the back surface of the image carrier surface of the second image carrier in the contact area. Laura,
A fixing unit provided on the downstream side in the recording medium conveyance direction from the contact area and fixing the toner image on the recording medium;
A recording medium conveying unit provided between the contact area and the fixing unit and holding the recording medium and conveying the recording medium toward the fixing unit;
The two conductive rollers on the first image carrier side and the two conductive rollers on the second image carrier side sandwich the first image carrier and the second image carrier and upstream Forming a nip and a downstream nip,
In each of the pair of conductive rollers forming the upstream nip portion and the pair of conductive rollers forming the downstream nip portion, one of the conductive rollers is an application roller to which a transfer current is applied. And the other conductive roller is an earth roller,
The transfer current application off timing to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is before the recording medium enters the fixing unit, the recording medium is held by the recording medium conveying unit, and An image forming apparatus, wherein the rear end of the recording medium passes through the downstream nip portion.
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングは、記録媒体の先端が前記上流側ニップ部に到達するとき又はそれ以前であることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the on-timing of the transfer current applied to the two application rollers on the upstream side and the downstream side is before or before the leading edge of the recording medium reaches the upstream nip portion.
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オンタイミングは同時であることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2.
Images forming device you wherein the application on the timing of the transfer current for two of the application roller between the upstream and downstream sides are simultaneous.
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流の印加オフタイミングは同時であることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3.
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the application current transfer-off timings for the two application rollers on the upstream side and the downstream side are the same.
上流側と下流側との二つの前記印加ローラに対する転写電流を印加する一つの電源が設けられていることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4.
An image forming apparatus, comprising: one power source for applying a transfer current to the two application rollers on the upstream side and the downstream side.
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