JP2000250272A

JP2000250272A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000250272A
Application number: JP11053609A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Okuno; 辰男奥野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】画質がよく小型で紙詰まりを起こしにくい両
面画像形成の可能な画像形成装置を提供することを目的
とする。【解決手段】感光体ドラム上に形成されたトナー像を
転写定着領域Ｔに搬送する第１の中間転写体２と、転写
定着領域Ｔにおいて第１の中間転写体２と接触して中間
転写体２と同一方向に進み、循環移動しながら第１の中
間転写体２上のトナー像の転写を受けてそのトナー像を
転写定着領域Ｔ上流位置に搬送する第２の中間転写体１
８と、転写定着領域Ｔ下流位置における第１の中間転写
体２および第２の中間転写体１８の温度がトナーの軟化
点温度以下に冷却する冷却手段１７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置として、特
公昭４９−２０９号公報、特開昭６２−２０６５６７号
公報などに開示されたものが知られている。代表的な構
成例を図４に示す。

【０００３】図４は、従来のカラー画像形成装置の概略
構成図である。

【０００４】図４に示すように、このカラー画像形成装
置１００では、感光体ドラム１０１上に形成された未定
着トナー像ｔをベルト状の中間転写体１０２に一次転写
し、この未定着トナー像ｔを中間転写体１０２から記録
媒体Ｐへ二次転写して記録媒体Ｐ上に所望の画像を形成
するように構成されている。感光体ドラム１０１の周囲
には、図示のようにブラック（Ｂｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各色に対
応した現像器１０３，１０４，１０５，１０６が備えら
れ、感光体ドラム１０１の一回転毎に形成された各色の
未定着トナー像ｔは中間転写体１０２上で重ね合わされ
て合成像が形成され、この合成像が記録媒体Ｐに一括転
写されてカラー画像が形成されるように構成されてい
る。

【０００５】このような中間転写方式のカラー画像形成
装置１００が出現する以前のカラー画像形成装置では、
感光体ドラム上に形成された各色の未定着トナー像を記
録媒体に直接多重転写していたので、記録媒体の厚さや
表面特性、感光体ドラムに対する記録媒体の搬送特性な
どの多くの不安定要因により記録媒体上に形成されるカ
ラー画像の画質が左右されていた。しかし、図４に示す
ような中間転写方式のカラー画像形成装置１００では、
中間転写体１０２上で多重転写されて形成された合成像
を記録媒体Ｐに一括転写するので、上記のような不安定
要因による影響を排除することができ、多重転写時にお
ける画像の乱れや色ずれの発生を効果的に防止すること
ができるという利点を有している。

【０００６】このように構成されたカラー画像形成装置
１００において、感光体ドラム１０１から中間転写体１
０２へ、あるいは中間転写体１０２から記録媒体Ｐへの
未定着トナー像ｔの転写は静電転写法により行われ、各
転写位置において被転写体の裏面側に配設された転写コ
ロトロン１０７およびバイアスローラ１０８にトナーと
逆極性の電圧を印加することにより、未定着トナー像ｔ
が感光体ドラム１０１から中間転写体１０２に転写さ
れ、さらに中間転写体１０２から記録媒体Ｐに転写され
る。

【０００７】しかし、このような従来のカラー画像形成
装置１００では、以下のような問題点が発生する。すな
わち、感光体ドラム１０１上に形成された未定着トナー
像ｔを、転写コロトロン１０７の帯電によって中間転写
体１０２上に１次転写を行う際に、ライントナー像を多
重転写すると、上に重ねられた色のライントナー像が激
しく飛散するという問題点がある。この原因は一般には
次の２つの現象によるものと考えられている。

【０００８】（１）転写プレニップ部において、感光体
と中間転写体が密着していない領域で転写電界が作用す
るため。

【０００９】（２）感光体と中間転写体が剥離する際に
放電を発生するため。

【００１０】従来より、このライントナー像の飛散現象
を改善する種々の工夫がなされているが、十分な改善効
果は得られていない。

【００１１】しかし、本発明者らの調査によれば、中間
転写体として半導体材料を用いた場合にトナー飛散が特
に顕著に現れることがわかっている。その原因の１つ
は、中間転写体が低抵抗であると、転写電荷が中間転写
体を通って転写プレニップ部まで広がり、上記（１）項
に記した様に、感光体と中間転写体が密着していない領
域で転写電界がトナー像に作用するためである。しか
し、これ以上に、所定の電荷を持つトナー層を中間転写
体に静電的に転写した後、転写領域を離れるに従い転写
の原動力である転写コロトロン１０７から供給された電
荷が中間転写体１０２から減衰していくため、トナー保
持能力が減少しトナーの持つ電荷同士の反発によりトナ
ーが飛散するという効果の方が大きいことも確かめられ
ている。

【００１２】従って、トナー飛散を防ぐためには、中間
転写体１０２からの電荷減衰を防げばよいことがわか
る。しかし、中間転写体１０２から記録媒体Ｐに未定着
トナー像ｔを２次転写する際に、多重転写された高密度
なトナー像を一括で転写するためには高転写電界を必要
とし、電荷減衰がない中間転写体を使用した場合は、中
間転写体と記録媒体間で放電を発生し画質欠陥を起こし
やすい。

【００１３】このような画質欠陥を防止するためには、
特公平３−６３７５８号公報に開示されているように、
２次転写の際に加熱加圧手段を用いてトナー像を溶融し
て転写することにより記録媒体への一括転写時の中間転
写体と記録媒体間での放電を防止することが有効であ
る。

【００１４】また、この加熱加圧手段を用いて中間転写
体上のトナー像を溶融して転写する方式により、記録媒
体の両面に画像を記録する技術として、特開平４−２９
８７７７号公報や特開平８−２７２１５７号公報などが
知られている。特開平４−２９８７７７号公報には、像
形成工程、転写工程、および定着工程が記録媒体の表裏
面同時に行われるように構成した画像形成装置が開示さ
れている。また、特開平８−２７２１５７号公報には、
記録媒体が一次転写部を通過した後に、二次転写部を通
過するように記録媒体搬送路を構成することにより、一
次転写部で記録媒体の第１面へのトナー像転写を行い、
二次転写部で第２面へのトナー像転写を行う方式の画像
形成装置が開示されている。この方式によれば、一般的
な複写機などで使用されているような記録媒体の表裏面
反転装置が不要になるので紙詰まりの発生も少なくなり
記録速度の高速化も期待できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平４−２
９８７７７号公報に開示された画像形成装置では、像担
持体、潜像形成部材、現像器など像形成部材が、記録媒
体の両面分としてそれぞれ２組必要となるため、装置が
大型化し製造コストも高くなることが予想される。ま
た、特開平８−２７２１５７号公報に開示された画像形
成装置では、記録媒体搬送路を、一次転写部と二次転写
部とを経由するループ状の形状としているため、記録媒
体として厚紙を用いた場合に紙詰まりを起こしやすいと
いう問題がある。

【００１６】本発明は、上記の事情に鑑み、画質がよく
小型で紙詰まりを起こしにくい両面画像形成の可能な画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の画像形成装置は、表面にトナー像が形成される像
担持体と、その像担持体上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、所定の方向に循環移動しながら上記像担
持体上に形成されたトナー像の転写を受けてそのトナー
像を所定の転写定着領域上流位置に搬送する第１の中間
転写体と、上記像担持体上のトナー像を上記第１の中間
転写体に転写する一次転写手段と、上記転写定着領域に
おいては上記第１の中間転写体と接触して第１の中間転
写体と同一方向に進み、循環移動しながら第１の中間転
写体上のトナー像の転写を受けてそのトナー像を上記転
写定着領域上流位置に搬送する第２の中間転写体と、上
記転写定着領域上流位置に所定の記録媒体を供給する記
録媒体供給手段と、上記転写定着領域上流位置に配置さ
れた、上記第１の中間転写体上のトナー像を加熱しなが
ら、上記転写定着領域上流位置に記録媒体が供給される
か否かに応じて、第１の中間転写体上のトナー像を、そ
れぞれ、記録媒体あるいは上記第２の中間転写体に転写
する加熱転写手段と、上記転写定着領域下流位置におけ
る上記第１および第２の中間転写体の温度がトナーの軟
化点温度以下に冷却されるように、転写定着領域におけ
る上記第１および第２の中間転写体を冷却する冷却手段
と、上記第１の中間転写体から上記第２の中間転写体上
に転写された第１のトナー像が第２の中間転写体により
上記転写定着領域上流位置に搬送されてくるタイミング
と、上記第１の中間転写体上に転写された第２のトナー
像を上記転写定着領域上流位置に搬送するタイミング
と、転写定着領域上流位置に記録媒体を搬送するタイミ
ングとを調整し、上記第２の中間転写体上の第１のトナ
ー像と上記第１の中間転写体上の第２のトナー像を記録
媒体の表裏面それぞれに同時に転写するタイミング調整
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１９】図１は、本発明の画像形成装置を適用した
カラー複写機の概略構成図である。

【００２０】このカラー複写機は、（１）表面にトナー
像が形成される、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、およびシアン（Ｃ）の各色に対応する
感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、（２）感光体
ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ上にトナー像を形成す
る現像器５，６，７，８、（３）矢線Ｂ方向に循環移動
しながら感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ上に形
成されたトナー像の転写を受け、それらのトナー像を担
持して転写定着領域Ｔ上流位置に搬送する第１の中間転
写体２、（４）各感光体ドラム上のトナー像を第１の中
間転写体２に転写する４つの転写コロトロン９、（５）
転写定着領域Ｔにおいては第１の中間転写体２と接触し
て第１の中間転写体２と同一方向に進み、循環移動しな
がら第１の中間転写体２上のトナー像の転写を受けてそ
のトナー像を転写定着領域Ｔ上流位置に搬送する第２の
中間転写体１８、（６）転写定着領域Ｔ上流位置に記録
媒体Ｐを供給するフィードローラ１２、（７）転写定着
領域Ｔ上流位置に配置された、第１の中間転写体２上の
トナー像を加熱しながら、転写定着領域Ｔ上流位置に記
録媒体Ｐが供給されるか否かに応じて、第１の中間転写
体２上のトナー像を、それぞれ、記録媒体Ｐあるいは第
２の中間転写体１８に転写する加熱転写ローラ１１およ
びプレッシャーローラ４、（８）転写定着領域Ｔ下流位
置における第１および第２の中間転写体２，１８の温度
がトナーの軟化点温度以下に冷却されるように、転写定
着領域Ｔにおける第１および第２の中間転写体２，１８
を冷却する熱輸送体１７、および（９）第１の中間転写
体２から第２の中間転写体１８上に転写された第１のト
ナー像が第２の中間転写体１８により転写定着領域Ｔ上
流位置に搬送されてくるタイミングと、第１の中間転写
体２上に転写された第２のトナー像を転写定着領域Ｔ上
流位置に搬送するタイミングと、転写定着領域Ｔ上流位
置に記録媒体Ｐを搬送するタイミングとを調整し、第２
の中間転写体１８上の第１のトナー像と第１の中間転写
体２上の第２のトナー像を記録媒体Ｐの表裏面それぞれ
に同時に転写するタイミング調整手段（図示せず）を備
えている。

【００２１】なお、本実施形態における感光体ドラム１
ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、本発明にいう像担持体に相
当するものであり、現像器５，６，７，８は、本発明に
いうトナー像形成手段に相当するものであり、４つの転
写コロトロン９は、本発明にいう一次転写手段に相当す
るものであり、フィードローラ１２は、本発明にいう記
録媒体供給手段に相当するものであり、加熱転写ローラ
１１およびプレッシャーローラ４は、本発明にいう加熱
転写手段に相当するものであり、熱輸送体１７は、本発
明にいう冷却手段に相当するものである。

【００２２】このカラー複写機は、加熱転写手段である
加熱転写ローラ１１およびプレッシャーローラ４により
第１の中間転写体２上のトナー像を記録媒体Ｐに転写す
ることにより記録媒体Ｐの片面に画像を形成する片面画
像形成モード、および、上記加熱転写手段により第１の
中間転写体２から第２の中間転写体１８上に転写された
第１のトナー像と第１の中間転写体２上に転写された第
２のトナー像との双方を記録媒体Ｐの表裏面に同時に転
写する両面画像形成モードの２つのモードを有してい
る。

【００２３】このカラー複写機では、第２の中間転写体
１８として、転写定着領域Ｔのそれぞれ上流側および下
流側に配置された２本のローラ、すなわちプレッシャー
ローラ４およびテンションローラ１９により張架された
ベルトが用いられている。

【００２４】このカラー複写機が両面画像形成モードに
設定されている時には、プレッシャーローラ４からテン
ションローラ１９までの転写定着領域Ｔにおいて、第２
の中間転写体１８は第１の中間転写体２と接触して第１
の中間転写体２と同一方向に進み、循環移動しながら第
１の中間転写体２上のトナー像の転写を受け、そのトナ
ー像を転写定着領域Ｔ上流位置に搬送する。

【００２５】また、このカラー複写機における第２の中
間転写体１８は、記録媒体搬送方向に関し最長寸法の記
録媒体Ｐの搬送方向の寸法よりも長い周長を有してい
る。それは、このカラー複写機が上記の両面画像形成モ
ードで動作する際に、第１のトナー像が第１の中間転写
体２から第２の中間転写体１８に転写された後、第１の
中間転写体２上に形成された第２のトナー像が転写定着
領域Ｔに到達する時点で、第２の中間転写体１８が、第
１の中間転写体２から転写された第１のトナー像を担持
するのに十分な周長を有している必要があるからであ
る。このように、第２の中間転写体１８が記録媒体搬送
方向に関し最長寸法の記録媒体Ｐの搬送方向の寸法より
も長い周長を有していることにより、最長寸法の記録媒
体Ｐを使用して画像形成する場合でも、第２の中間転写
体１８に担持された第１のトナー像と第１の中間転写体
２に担持された第２のトナー像との双方を記録媒体Ｐの
表裏面に同時に転写することが可能となる。

【００２６】なお、このカラー複写機は、片面画像形成
モードに設定されている時に、第２の中間転写体１８を
張架するローラのうち転写定着領域Ｔ下流側に配置され
たテンションローラ１９を第１の中間転写体２から離れ
る方向に移動させるリトラクト装置２５を備えている。
このリトラクト装置２５の作用については後述する。

【００２７】次に、このカラー複写機を用いて両面画像
形成を行う場合の動作について説明する。

【００２８】感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃを
矢線Ａ方向に回転させながらその表面に周知の電子写真
プロセスにより画像情報に応じた静電潜像を形成する。
感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ上に形成された
静電潜像は、それぞれブラック（ＢＫ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、およびシアン（Ｃ）の各色に
対応した現像器５，６，７，８により現像され、各感光
体ドラム上にはそれぞれの色のトナー像が形成される。

【００２９】複数のローラに張架されて矢線Ｂ方向に循
環移動するベルト状の第１の中間転写体２は感光体ドラ
ム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃそれぞれの表面に当接され
るように配置されている。

【００３０】第１の中間転写体２としては、耐熱性、剛
性に優れたポリイミド樹脂、アラミド樹脂などの表面に
トナー離型性のよいフッ素樹脂、シリコンゴム、フッ素
ゴムなどを積層して構成したものが用いられる。その電
気抵抗値は、一次転写後の電荷減衰と転写プレニップ部
への電荷拡散を防ぎトナー像の飛散を防止するために、
体積抵抗率は１０¹³Ω・ｃｍ以上、表面・裏面抵抗率は
１０¹²〜１０¹⁵Ω／ロに調整されている。これは、体積
抵抗率が１０¹³Ω・ｃｍ以上になると電荷減衰の時定数
が１０秒以上になり中間転写体が１回転しても電荷を十
分に保持するからである。また、表面・裏面抵抗率が１
０¹⁶Ω／ロ以上になると感光体と中間転写体が剥離する
際に放電を発生するためにトナー像が飛散しやすくな
る。

【００３１】なお、上記中間転写体の電気抵抗率は、高
抵抗抵抗率計（ハイレスタＩＰ、三菱油化製）にＨＲ１
００プローブ（内側電極直径５０ｍｍ，リング電極内径
５３ｍｍ、三菱油化製）を接続し、電極間に５００Ｖの
電圧を印加してから１分経過後の測定値を用いている。
また、同プローブを使用して、上記と同一条件で、定電
圧電源を用い、微小電流計で測定した値から換算して求
めてもよい。

【００３２】感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ上
に形成された未定着トナー像は、感光体ドラム１ＢＫ，
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと第１の中間転写体２とが接するそれ
ぞれの一次転写位置で感光体ドラム１ＢＫ，１Ｙ，１
Ｍ，１Ｃから第１の中間転写体２の表面に各色の未定着
トナー像が重ね合わされて転写される。これらの各一次
転写位置において、第１の中間転写体２の裏面側には一
次転写手段として、転写バッフルにより転写プレニップ
部への帯電が防止された転写コロトロン９がそれぞれ配
置されており、これらの転写コロトロン９にトナーの帯
電極性と逆極性の電圧を印加することにより、感光体ド
ラム１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ上の未定着トナー像は第
１の中間転写体２に静電吸引される。この一次転写手段
は、静電力を利用したものであれば、転写コロトロンに
限らず、電圧が印加された導電性ローラや導電性ブラシ
などを用いてもよい。ここで一次転写手段に静電力を利
用した転写装置を用いる理由は、熱や圧力によるトナー
の粘着力を利用した転写装置を用いて一次転写を行うと
感光体を損傷させやすいからである。

【００３３】このようにして第１の中間転写体２に一次
転写された未定着トナー像は、第１の中間転写体２に担
持されて矢線Ｂ方向に搬送され、熱輸送体１７の加熱側
接触部材１７ａにより加熱された後、転写定着領域Ｔの
上流に配置された加熱板２１により加熱される。

【００３４】熱輸送体１７は加熱側接触部材１７ａによ
り第１の中間転写体２を加熱する機能を有するととも
に、冷却側接触部材１７ｂにより転写定着領域Ｔにおけ
る第１の中間転写体２および第２の中間転写体１８を冷
却する機能を有している。熱輸送体１７の構造について
は後述する。

【００３５】加熱板２１は、第１の中間転写体２を、裏
面よりトナーの軟化点温度以上の温度、すなわち１５０
度から２００度程度に加熱するものであり、未定着トナ
ー像は第１の中間転写体２上で加熱溶融される。

【００３６】次に、未定着トナー像は、記録媒体Ｐの搬
送経路に面した転写定着領域Ｔへと搬送される。転写定
着領域Ｔには、セラミックヒータやハロゲンランプなど
の熱源を内蔵し１００度から１５０度に加熱された硬度
５０度から９０度の加熱転写ローラ１１が第１の中間転
写体２の裏面側に接して配置されている。また、転写定
着領域Ｔにおける加熱転写ローラ１１に対向する位置に
は、加熱転写ローラ１１と同様にセラミックヒータやハ
ロゲンランプなどの熱源を内蔵し、１００度から１５０
度に加熱された硬度５０度から９０度のプレッシャーロ
ーラ４が配置されている。これら加熱転写ローラ１１お
よびプレッシャーローラ４により加熱転写手段が構成さ
れる。

【００３７】本実施形態では、この転写定着領域Ｔにお
ける第１の中間転写体２の非画像面（裏面側）に、第１
の中間転写体２および第２の中間転写体１８を冷却する
冷却手段が設けられているが、第１の中間転写体２と第
２の中間転写体１８とにそれぞれ専用の冷却手段を設け
てもよい。冷却手段としては、ファンを使用するのが一
般的であるが、本実施形態では、冷却手段で回収した熱
を転写定着領域Ｔよりも上流側で第１の中間転写体２に
移動させるため、ヒートパイプを利用した熱輸送体１７
を用いている。

【００３８】図２は、本実施形態の冷却手段として用い
られるヒートパイプを利用した熱輸送体の上面図
（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）である。

【００３９】図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、こ
の熱輸送体１７は、第１の中間転写体２と接触する加熱
側接触部材１７ａ、冷却側接触部材１７ｂ、およびこれ
ら両接触部材を貫通する環状のヒートパイプ１７ｃから
なり、これらが第１の中間転写体２に上下を挟まれた形
状で第１の中間転写体２の移動方向Ｂに４組並べて配置
されている。

【００４０】各ヒートパイプ１７ｃ内部には冷媒として
純水が封入されている。ヒートパイプは、温度差のある
２つの物体間に接触し、高温部で気化、低温部で液化を
繰り返し、高温の物体から低温の物体へ熱エネルギーを
移動する機能を有する。本実施形態ではこのヒートパイ
プを冷却手段として用いることにより、冷却で奪われた
熱を再利用することができるので省電力の上で極めて有
効である。

【００４１】加熱転写ローラ１１およびプレッシャーロ
ーラ４により熱溶融されたトナー像は、転写定着領域Ｔ
において第２の中間転写体１８と密着したまま、転写定
着領域Ｔ下流側の第１の中間転写体２および第２の中間
転写体１８の温度がトナーの軟化点温度以下、一般的に
は約１００℃以下になるように冷却される。このように
構成したことにより、第２の中間転写体１８として特別
に強いトナー付着力を有する材料を選択しなくても、第
１の中間転写体２から第２の中間転写体１８へトナー像
を分断させることなく均一に転写することができる。そ
の理由は、転写定着領域Ｔ下流側では、第１のトナー像
が十分に冷却されて固化するので、第２の中間転写体１
８へのトナー付着力が低くかつ不均一であっても、トナ
ー像が固化することにより、隣接するトナー相互の凝集
力によって第２の中間転写体１８表面とトナーとの付着
力が画像全体に及び、均一な転写が行われるからであ
る。ここで、トナーの軟化点温度は、トナーの粘度が１
×１０⁴Ｐａ・ｓになる温度と定義している。トナー軟
化点温度の測定条件は以下の通りである。島津製作所製
フローテスタＣＦＴ５００Ｃを用い、測定開始温度８０
℃から最高測定温度１７０℃までの昇温速度：３℃／ｍ
ｉｎ、予熱時間：３００ｓｅｃ、シリンダー圧力：１０
Ｋｇｆ／ｃｍ²、ダイの寸法：Ｌ＝１．０ｍｍ、Ｄ＝
１．０ｍｍの条件で温度と粘度の関係を測定し、粘度が
１×１０⁴Ｐａ・ｓになる温度を求め、それをトナーの
軟化点温度としている。

【００４２】第２の中間転写体１８は、第１の中間転写
体２と同一構成のものを用いてもよい。ただし、第１の
中間転写体２よりも高い柔軟性と第１の中間転写体２よ
りも低いトナー離型性を有するものとすることが好まし
い。

【００４３】高い柔軟性が好ましい理由は、第２の中間
転写体１８の場合は、第１の中間転写体２のように一次
転写時の各色の位置ずれ（色ずれ）を防止するための高
い剛性を必要とせず、第１の中間転写体２との密着性を
高めるためには柔軟性が高い方が好都合だからである。
そこで、第２の中間転写体１８は、柔軟性を有するシリ
コーンゴムからなる単層のベルト、またはさらにその上
へ薄層のフッ素樹脂などのトナー離型性を有する樹脂を
被覆することが有効である。また、低いトナー離型性が
好ましい理由は、両面画像形成モード時において、第１
のトナー像が第１の中間転写体２から第２の中間転写体
１８に転写される際に、トナー像が第１の中間転写体２
上に残留しないようにするためである。そのため、第２
の中間転写体１８には、例えばシリコーンゴムに少量の
シリカ（ＳｉＯ₂）を分散させて構成するようにするこ
とが好ましい。

【００４４】第２の中間転写体１８は、第１の中間転写
体２に従動させてもよく、あるいは単独で駆動させても
よいが、第２の中間転写体１８上では色ずれが起きる恐
れがないので、第１の中間転写体２に従動させる方が転
写定着領域Ｔにおける第１の中間転写体２との密着性を
高めることができるので好ましい。

【００４５】このようにして、第２の中間転写体１８上
に第１のトナー像が転写されるが、前述のように本実施
形態の第２の中間転写体１８は、最長寸法の記録媒体の
搬送方向の寸法よりも長い周長を有しているので、両面
画像形成モードで、かつ最長寸法の記録媒体の使用時で
あっても、第１のトナー像は第２の中間転写体１８上に
担持される。

【００４６】本実施形態においては、第２の中間転写体
１８が、トナーの軟化点温度以上、一般的には約１００
℃以上に加熱された状態で転写定着領域Ｔ上流位置に達
するように転写定着領域Ｔよりも第２の中間転写体１８
上流側に、第２の中間転写体１８を加熱する加熱手段と
して、セラミックヒータやハロゲンランプなどの熱源を
内蔵したプレッシャーローラ４が備えられている。この
プレッシャーローラ４は、本実施形態では加熱転写手段
と兼用されている。このプレッシャーローラ４を用いて
転写定着領域Ｔに入る前に第２の中間転写体１８をトナ
ーの軟化点温度以上に加熱し十分にトナーを軟化させて
おかないと、加熱転写ローラ１１とプレッシャーローラ
４との狭い転写ニップ部では十分な定着性を得ることが
できない。本実施形態では、第２の中間転写体１８がプ
レッシャーローラ４に１８０°巻き付くように構成され
ており、転写定着領域Ｔ上流位置に達するまでに、十分
にトナーを加熱しておくことが可能である。

【００４７】ところで、前述のように本実施形態のカラ
ー複写機にはタイミング調整手段が備えられており、こ
のタイミング調整手段により、第２の中間転写体１８上
に担持された第１のトナー像の先端が転写定着領域Ｔ上
流位置に搬送されてくるタイミングと、第２のトナー像
の先端が転写定着領域Ｔ上流位置に搬送されてくるタイ
ミングとが一致するように、第２のトナー像の形成のタ
イミングが調整される。それと同時に、タイミング調整
手段は、フィードローラ１２によりトレイ１３から搬出
された記録媒体Ｐが転写定着領域Ｔ上流位置に搬送され
てくるタイミングと、上記の第１のトナー像の先端およ
び第２のトナー像の先端が転写定着領域Ｔ上流位置に搬
送されてくるタイミングとを一致させるように調整する
ことにより、第１のトナー像と第２のトナー像が記録媒
体Ｐの表裏面それぞれに同時に転写される。

【００４８】表裏面にトナー像が転写された記録媒体Ｐ
は、第１の中間転写体２と第２の中間転写体１８とが互
いに接触しながら移動する転写定着領域Ｔ、すなわち加
熱転写ローラ１１とプレッシャーローラ４の転写ニップ
部からテンションローラ１９までの区間を第１の中間転
写体２と第２の中間転写体１８とに挟まれて搬送され
る。第１の中間転写体２、第２の中間転写体１８ともに
トナー離型性がよいので、転写定着領域Ｔ下流側におけ
る第１の中間転写体２、第２の中間転写体１８双方の温
度をトナーの軟化点温度以下になるように冷却すること
により、記録媒体Ｐの表裏面にそれぞれ第１のトナー像
および第２のトナー像を同時に転写定着することができ
る。

【００４９】なお、片面画像形成モードの時には、第２
の中間転写体１８を張架しているローラのうちの転写定
着領域Ｔの下流側に配置されたテンションローラ１９を
第１の中間転写体２から離れる方向に移動させることに
より第２の中間転写体１８と第１の中間転写体２との接
触領域を減少させて熱輸送体１７が第１の中間転写体２
のみを冷却するように構成されており、テンションロー
ラ１９にはそのためのリトラクト装置２５が備えられて
いる。このリトラクト装置２５を用いてテンションロー
ラ１９をリトラクトさせることにより、第２の中間転写
体１８は熱輸送体１７による冷却作用を受けないように
することができるので、省電力化を計ることができる。

【００５０】表裏面にそれぞれ第１のトナー像および第
２のトナー像が転写定着された記録媒体Ｐは、転写定着
領域Ｔでトナー像が固化した後に、剥離爪１４によって
第１の中間転写体２から剥離され、搬送ベルト１５によ
って機外に排出される。

【００５１】二次転写を終了した第１の中間転写体２上
に残留したトナーは、加熱板２１により熱溶融されクリ
ーナ１６の粘着力によって第１の中間転写体２から除去
される。このクリーニングを必要とするのは、片面画像
形成モード時の、記録媒体Ｐに転写されない、第１の中
間転写体２上の非通紙部のかぶりトナーおよび紙詰まり
などによって発生した未転写トナーである。

【００５２】両面画像形成モード時の第１の中間転写体
２から第２の中間転写体１８への転写効率、および片面
画像形成モード時の第１の中間転写体２から記録媒体Ｐ
への転写効率はともに１００％であるので第１の中間転
写体２のクリーニングは不要である。非通紙部のかぶり
トナーは、使用記録媒体のサイズを変更した時、記録媒
体へかぶりとなって転写されるが、必ずしも毎回クリー
ニング動作を行う必要はなく、少なくとも記録媒体のサ
イズを変更する前に行えばよい。

【００５３】図３は、本実施形態のカラー複写機におけ
るクリーナの概略構成図である。

【００５４】図３に示すクリーナは、図１に示すカラー
複写機における第１の中間転写体２用のクリーナ１６、
および第２の中間転写体１８用のクリーナ２０の構成を
示している。このクリーナ１６，２０は、クリーニング
ローラ２２、金属ブレード２３、およびローラに内蔵さ
れたセラミックヒータまたはハロゲンランプなどの熱源
２４からなる。

【００５５】クリーニングローラ２２はアルミニウムの
コア層２２ｃの上に、フッ素ゴムを被覆して形成した硬
度３０度、２ｍｍ厚のシリコーンゴムからなる弾性層２
２ｂを設け、その上にポリエステル樹脂（ガラス転移点
６６度、融点１１０度）からなる熱溶融性の粘着層２２
ａを被覆して形成する。コア層２２ｃとしては、上記の
他に、ステンレス、ニッケルなどの金属を用いることが
できる。弾性層２２ｂとしては、ＥＰＤＭ、フッ素など
のゴムを用いることができる。または弾性層を持たない
構成として、コア上にポリイミド、ナイロン、フッ素な
どの樹脂表面材料を被覆したものを使用することもでき
る。粘着層２２ａとしては、トナーとの相溶性を考慮し
て選択されるが、ブタジェン、アクリル系の樹脂を使用
することもできる。クリーニングローラ２２は内蔵され
た熱源２４により温度１００度に加熱される。

【００５６】金属ブレード２３は、各中間転写体からク
リーニングローラ２２にクリーニングされたトナーを除
去するための部材である。

【００５７】一方、第１のトナー像の記録媒体Ｐへの二
次転写が終了した後の第２の中間転写体１８は、プレッ
シャーローラ４に１８０°巻き付く構成となっているの
で、第２の中間転写体１８上の残留トナーはプレッシャ
ーローラ４により加熱されて熱溶融し、プレッシャーロ
ーラ４に接触するクリーナ２０の粘着力によって除去さ
れる。ここでクリーニングされる残留トナーは、記録媒
体Ｐへ転写されない非通紙部のトナーと紙詰まりなどに
よって発生した未転写トナーである。

【００５８】従って、両面画像形成モード時には、画像
形成動作開始前、画像形成動作終了後、一定プリント枚
数毎、記録媒体サイズ変更時、あるいは紙詰まりなどの
異状時のいずれかの時点において間欠的に付着物除去動
作が行われる。なお、片面画像形成モード時には、連続
的に付着物除去動作を行うようにしてもよい。クリーナ
２０の構成は第１の中間転写体２用ののクリーナ１６と
同様のものでよい。

【００５９】なお、本実施形態では、像担持体として感
光体ドラムを複数備えるとともに、一次転写手段として
転写コロトロンをこれら複数の像担持体に対応して備
え、これら一次転写手段が各像担持体上に形成された各
トナー像を第１の中間転写体上に順次重ね合わせるよう
に転写する方式の画像形成装置について説明したが、本
発明はこの方式に限られるものではなく、例えば１つの
像担持体および複数の現像器を備え、像担持体１サイク
ル毎に１色のトナー像を像担持体上に形成しそれを第１
の中間転写体に転写する工程を複数サイクル繰り返すこ
とにより第１の中間転写体上に複数色のカラー画像を形
成する方式の画像形成装置に対しても適用することがで
きる。ただし、この方式の画像形成装置により両面画像
形成を行う場合には、第１の中間転写体上に形成した第
１のトナー像を第２の中間転写体に転写した後に、第１
の中間転写体を複数回回転させて第１の中間転写体上に
第２のトナー像を形成している間は、第２の中間転写体
を第１の中間転写体から離間させておき、第２のトナー
像が第１の中間転写体上に形成された後に、第２の中間
転写体を第１の中間転写体と接触させた上で第１および
第２のトナー像先端が転写定着領域に搬送されてくるタ
イミングに合わせて記録媒体を転写定着領域に供給する
ことにより両面画像形成を行うことができる。なお、第
２の中間転写体に第１のトナー像を形成するプロセス
は、１サイクル毎に１色ずつ第１の中間転写体から第２
の中間転写体へ転写して第２の中間転写体上で多重転写
を行って多色トナー像を形成するようにしてもよいし、
または第１の中間転写体上で多重転写を行い、多重転写
により形成された多色トナー像を一括して第２の中間転
写体へ転写するようにしてもよい。ただし、後者の方式
を採用した場合は、第１の中間転写体への多重転写を行
っている間は、第２の中間転写体を第１の中間転写体か
ら離間させておく必要がある。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、第１のトナー像を第１の中間転写体上に
形成し、加熱転写手段によりその第１のトナー像を第１
の中間転写体上から第２の中間転写体上へ転写するため
に、第１の中間転写体と第２の中間転写体とが接触して
同一方向に進む転写定着領域を形成し、その転写定着領
域下流側で第１の中間転写体および第２の中間転写体の
温度をトナーの軟化点温度以下に冷却する冷却手段を設
けたことにより、第２の中間転写体の材料として過度に
強いトナー付着力を有する材料を選択しなくても、第１
の中間転写体から第２の中間転写体へ第１のトナー像を
分断させることなく均一に転写することができる。さら
に、第２のトナー像を第１の中間転写体上に形成した
後、転写定着領域上流位置に記録媒体を供給し記録媒体
の表裏面に第１および第２のトナー像を同時に転写する
際に、転写定着領域下流側で第１の中間転写体および第
２の中間転写体の温度がトナーの軟化点温度以下に冷却
されており、かつ、第１の中間転写体および第２の中間
転写体へのトナー付着力が低いので、記録媒体の表裏面
に第１および第２のトナー像を同時に均一に転写するこ
とができる。

【００６１】また、従来の両面複写機などで広く採用さ
れている記録媒体の表裏面反転装置や長い記録媒体搬送
路が不要になるため、厚紙を用いても紙詰まりの発生の
恐れが少なく記録速度を高速化することができる。

【００６２】従って、本発明によれば、画質がよく小型
で紙詰まりを起こしにくい両面画像形成の可能な画像形
成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を適用したカラー複写機
の概略構成図である。

【図２】本実施形態の冷却手段として用いられるヒート
パイプを利用した熱輸送体の上面図（ａ）、正面図
（ｂ）、側面図（ｃ）である。

【図３】本実施形態のカラー複写機におけるクリーナの
概略構成図である。

【図４】従来のカラー画像形成装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ＢＫ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ感光体ドラム（像担持
体）２第１の中間転写体４プレッシャーローラ５，６，７，８現像器９転写コロトロン１１加熱転写ローラ１２フィードローラ１３トレイ１４剥離爪１５搬送ベルト１６，２０クリーナ１７熱輸送体１７ａ加熱側接触部材１７ｂ冷却側接触部材１７ｃヒートパイプ１８第２の中間転写体１９テンションローラ２１加熱板２２クリーニングローラ２２ａ粘着層２２ｂ弾性層２２ｃコア層２３金属ブレード２４熱源２５リトラクト装置１００カラー画像形成装置１０１感光体ドラム１０２中間転写体１０３，１０４，１０５，１０６現像器１０７転写コロトロン１０８バイアスローラＰ記録媒体Ｔ転写定着領域ｔ未定着トナー像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー像が形成される像担持体
と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段
と、所定の方向に循環移動しながら前記像担持体上に形成さ
れたトナー像の転写を受けて該トナー像を所定の転写定
着領域上流位置に搬送する第１の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記第１の中間転写体に転
写する一次転写手段と、前記転写定着領域においては前記第１の中間転写体と接
触して該第１の中間転写体と同一方向に進み、循環移動
しながら該第１の中間転写体上のトナー像の転写を受け
て該トナー像を前記転写定着領域上流位置に搬送する第
２の中間転写体と、前記転写定着領域上流位置に所定の記録媒体を供給する
記録媒体供給手段と、前記転写定着領域上流位置に配置された、前記第１の中
間転写体上のトナー像を加熱しながら、該転写定着領域
上流位置に記録媒体が供給されるか否かに応じて、該第
１の中間転写体上のトナー像を、それぞれ、該記録媒体
あるいは前記第２の中間転写体に転写する加熱転写手段
と、前記転写定着領域下流位置における前記第１および第２
の中間転写体の温度がトナーの軟化点温度以下に冷却さ
れるように、該転写定着領域における前記第１および第
２の中間転写体を冷却する冷却手段と、前記第１の中間転写体から前記第２の中間転写体上に転
写された第１のトナー像が該第２の中間転写体により前
記転写定着領域上流位置に搬送されてくるタイミング
と、前記第１の中間転写体上に転写された第２のトナー
像を前記転写定着領域上流位置に搬送するタイミング
と、該転写定着領域上流位置に記録媒体を搬送するタイ
ミングとを調整し、前記第２の中間転写体上の第１のト
ナー像と前記第１の中間転写体上の第２のトナー像を記
録媒体の表裏面それぞれに同時に転写するタイミング調
整手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記像担持体を複数備えるとともに、前
記一次転写手段をこれら複数の像担持体に対応させて備
え、かつ前記各一次転写手段が、前記各像担持体上に形
成された各トナー像を前記第１の中間転写体上に順次重
ね合わせるように転写するものであることを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記第２の中間転写体が、搬送方向に関
し最長寸法の記録媒体の搬送方向の寸法よりも長い周長
を有するものであることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項４】前記冷却手段が、前記転写定着領域にお
いて、前記第１の中間転写体の、トナー像を担持する表
面に対する裏面側から該第１の中間転写体を冷却すると
ともに、該第１の中間転写体を介して前記第２の中間転
写体を冷却するものであることを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記冷却手段が、前記転写定着領域と前
記一次転写手段によるトナー像の転写を受けたトナー像
担持領域との双方において前記第１の中間転写体と接触
し、該転写定着領域における該第１および第２の中間転
写体の熱を、該第１の中間転写体の該トナー像担持領域
に移動させる熱輸送体であることを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記転写定着領域よりも前記第１の中間
転写体移動方向上流側に、前記第１の中間転写体をトナ
ーの軟化点温度以上の温度に加熱する加熱手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記第２の中間転写体が、トナーの軟化
点温度以上の温度に加熱された状態で前記転写定着領域
上流位置に達するように該転写定着領域よりも該第２の
中間転写体移動方向上流側に、該該第２の中間転写体を
加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。
【請求項８】前記第２の中間転写体が、前記転写定着
領域のそれぞれ上流側および下流側に配置された少なく
とも２本のローラにより、前記転写定着領域で前記第１
の中間転写体と接触した状態に張架されたベルトであ
り、かつこの画像形成装置が、前記加熱転写手段によ
り、前記第１の中間転写体上のトナー像を記録媒体に転
写することにより該記録媒体の片面に画像を形成する片
面画像形成モード、および、前記加熱転写手段により、
前記第１の中間転写体から前記第２の中間転写体上に転
写された第１のトナー像と前記第１の中間転写体上に転
写された第２のトナー像との双方を記録媒体の表裏面に
同時に転写する両面画像形成モードの２つのモードを有
するものであって、この画像形成装置が前記片面画像形成モードに設定され
ている時には、前記第２の中間転写体を張架するローラ
のうち前記転写定着領域下流側に配置されたローラを前
記第１の中間転写体から離れる方向に移動させることに
より該第２の中間転写体と前記第１の中間転写体との接
触領域を減少させるリトラクト手段を備えたことを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】前記第２の中間転写体が、前記第１の中
間転写体よりも高い柔軟性を有し、かつ該第１の中間転
写体よりもトナー離型性の低い材質からなる表面を有す
るベルトであることを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項１０】前記第２の中間転写体上に残留するト
ナーを含む付着物を該第２の中間転写体から除去するク
リーニング部材を備え、該クリーニング部材が、この画像形成装置が前記片面画
像形成モードに設定されている時には前記第２の中間転
写体からの付着物除去動作を連続的に行うものであり、
この画像形成装置が前記両面画像形成モードに設定され
ている時には前記第２の中間転写体からの付着物除去動
作を間欠的に行うものであることを特徴とする請求項８
記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記クリーニング部材が、この画像形
成装置が前記両面画像形成モードに設定されている時に
は、画像形成動作開始前、画像形成動作終了後、一定プ
リント枚数毎、記録媒体サイズ変更時、あるいは紙詰ま
りなどの異常時のいずれかの時点で付着物除去動作を行
うものであることを特徴とする請求項１０記載の画像形
成装置。
【請求項１２】前記クリーニング部材が、表面に熱溶
融性の粘着層を有するものであることを特徴とする請求
項１０記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記第２の中間転写体が、前記第１の
中間転写体に従動して循環移動するものであることを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。