[go: up one dir, main page]

JP2006184644A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006184644A
JP2006184644A JP2004378913A JP2004378913A JP2006184644A JP 2006184644 A JP2006184644 A JP 2006184644A JP 2004378913 A JP2004378913 A JP 2004378913A JP 2004378913 A JP2004378913 A JP 2004378913A JP 2006184644 A JP2006184644 A JP 2006184644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner image
transfer
toner
image
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004378913A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Taguma
健一 田熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2004378913A priority Critical patent/JP2006184644A/ja
Publication of JP2006184644A publication Critical patent/JP2006184644A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Counters In Electrophotography And Two-Sided Copying (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

【課題】 第1中間転写ベルト21上の第1トナー像を前段転写部で転写紙Pの第1面に転写した後、第2中間転写ベルト31上の第2トナー像を後段転写部で転写紙の第2面に転写するワンパス方式の複写機において、前段転写部における第1トナー像の転写不良を抑える。
【解決手段】 第2中間転写ベルト31を前段転写部から離れた位置に配設するとともに、第1中間転写ベルト31に当接する導電性部材たる転写ローラ46を前段転写部に設け、前段転写部にて、第1中間転写ベルト21と転写ローラ46との間に転写紙Pを挟み込んで、転写ローラ46によって転写紙Pをその第2面側から第1中間転写ベルト21に向けて押圧しながら、第1中間転写ベルト21上の第1トナー像を第1面に転写させるようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、いわゆるワンパス方式によって転写紙等の記録体の両面に画像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
従来、記録体の両面に画像を形成する画像形成装置としては、特許文献1に記載のスイッチバック方式を用いるものが知られている。スイッチバック方式は、記録体を転写手段と定着手段とに通してその一方の面に画像を記録した後、反転搬送路で記録体を反転させる。そして、転写手段及び定着手段にスイッチバックさせて、もう一方の面にも画像を記録する方式である。
また、特許文献2、3、4、5などに記載の画像形成装置のように、ワンパス方式で記録体の両面に画像を形成するものも知られている。これらの画像形成装置では、まず、第1トナー像担持体としての感光体あるいは第1中間転写ベルトから、第2トナー像担持体としての中間転写ベルトあるいは第2中間転写ベルトに向けて、第2トナー像を転写する。次に、第1トナー像担持体と第2トナー像担持体との接触部である前段転写部に、記録体としての転写紙を挟み込んで、転写紙の第1面を第1トナー像担持体に密着させるとともに、第2面を第2トナー像担持体に密着させる。そして、第1トナー像担持体と第2トナー像担持体との間に転写電流を流して、第1トナー像担持体上の第1トナー像を転写紙の第1面に静電転写する。次いで、転写紙を上記前段転写部から排出した後、第2トナー像担持体の表面移動により、転写紙を第2トナー像担持体と転写チャージャーとが所定の間隙を介して対向する後段転写部まで搬送する。そして、この後段転写部において、転写紙の第1面に電荷を付与して、第2面に接触している第2トナー像担持体から第2面に第2トナー像を転写する。つまり、特許文献2、3、4、5に記載の画像形成装置は、前段転写部において第1トナー像を接触方式によって転写紙の第1面に静電転写した後に、後段転写部において第2トナー像を非接触のチャージャー方式によって転写紙の第2面に転写する。このようなトナー像の転写により、転写装置に1度だけ通した記録体の両面にそれぞれトナー像を形成するワンパス方式を実現している。ワンパス方式では、記録体をスイッチバックさせて転写装置に2回通す必要がないので、スイッチバック方式に比べて画像形成速度の高速化を図ることができる。
特開平5−8948号公報 特開2000−187401号公報 特開2002−244455号公報 特開2002−202638号公報 特開2004−109493号公報
本発明者は、このようにして記録体の両面にワンパス方式で画像を形成する画像形成装置を研究しているうちに、第1トナー像が記録体の第1面に転写される際に転写不良を引き起こす場合があることを見出した。また、かかる転写不良は、第2トナー像の濃淡差が比較的大きくなったり、第2トナー像の画像部が比較的点在した状態になったりするときに発生することも見出した。
そこで、本発明者は、かかる転写不良が生ずる原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、第2トナー像の濃淡差が比較的大きくなったり、第2トナー像の画像部が比較的点在した状態になったりすると、上述した前段転写部において、転写電流の値に紙面方向のバラツキが発生し易くなることがわかってきた。
図1は、前段転写部の構成の一例を示す拡大模式図である。同図において、符号21は、記録体の第1面に記録される第1トナー像を担持する第1トナー像担持体としての第1中間転写ベルトを示している。また、符号31は、記録体の第2面に記録される第2トナー像を担持する第2トナー像担持体としての第2中間転写ベルトを示している。一連の画像形成プロセスにおいて、転写工程が実施されないときには、同図における第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト31とが互いに当接しながらそれぞれ同じ方向に移動する。転写工程が開始されると、両中間転写ベルトの当接部に記録体としての転写紙Pが送り込まれて、同図に示すように両中間転写ベルトの間に挟み込まれる。そして、転写紙Pの第1面が第1中間転写ベルト21に密着するとともに、第2面が第2中間転写ベルト31に密着する。
前段転写部において、第2中間転写ベルト31の裏面には導電性部材たる転写ローラ46が当接しており、これにはトナーの帯電極性とは逆極性(図示の例ではプラス)の転写バイアスが印加されている。また、第1中間転写ベルト21の裏面には転写対向ローラ28が当接しており、これはアース接続されている。かかる構成により、前段転写部においては、転写対向ローラ28と転写ローラ46との間には、第1中間転写ベルト21と転写紙Pと第2中間転写ベルト31とを介して転写電流が流れる。
図2は、画像部が点在しておらずベタ状になっている第2トナー像が形成された場合における前段転写部を示す拡大模式図である。図示のように、紙面方向において均一な厚みのベタ状の第2トナー像p2が形成された場合、転写電流の値は紙面方向においてほぼ均一になる。このような場合、前段転写部において、第2トナー像p2の転写不良は起こり難い。
図3は、画像部が点在した状態になる第2トナー像p2が形成された場合における前段転写部を示す拡大模式図である。図示のように、第2トナー像の画像部が点在している場合には、画像部に流れる転写電流よりも非画像部に流れる転写電流の方が大きくなる。紙面方向において転写電流の値が大きくばらつくのである。このように転写電流の値がばらつくと、画像部における転写電流が不足して、転写不良が起こり易くなる。このような理由により、転写不良が生じていたのである。なお、第2トナー像p2として、画像部が点在した状態になるものが形成された場合における転写不良について説明したが、画像部の濃淡差が比較的大きくなるものが形成された場合にも、同様の転写不良が起こり易くなる。高濃度箇所のトナー層の厚みが低濃度箇所のトナー層の厚みよりも大きくなって、高濃度箇所に流れる転写電流が低濃度箇所に流れる転写電流よりも小さくなるからである。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、前段転写部における第1トナー像の転写不良を抑えることができるワンパス方式の画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、記録体の第1面に記録される第1トナー像を第1トナー像担持体に形成し、且つ該記録体の第2面に記録される第2トナー像を第2トナー像担持体に形成するトナー像形成手段と、該第1トナー像担持体と該第1面とを接触させる前段転写部にて、該第1トナー像担持体と該第1面との間に転写電流を生じせしめて、該第1トナー像を該第1面に転写した後、該第1面に対して所定の間隙を介して電荷付与手段を対向させる後段転写部にて、該第2トナー像担持体と該第2面とを接触させながら、該電荷付与手段によって該第1面に電荷を付与して、該第2トナー像を該第2面に転写する転写手段と、該転写手段を経由した後の該記録体の両面にそれぞれトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、ワンパス方式によって該記録体の両面に画像を形成する画像形成装置において、上記第2トナー像担持体を上記前段転写部から離れた位置に配設するとともに、上記第1トナー像担持体に当接する導電性部材を上記前段転写部に設け、該前段転写部にて、該第1トナー像担持体と該導電性部材との間に上記記録体を挟み込んで、該導電性部材によって該記録体をその第2面側から上記第1トナー像担持体に向けて押圧しながら、該第1トナー像担持体上の上記第1トナー像を上記第1面に転写させるように、上記転写手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、画像情報に基づいて、記録体の第1面に記録される第1トナー像、及び該記録体の第2面に記録される第2トナー像を同一のトナー像担持体に形成するか、あるいは個々のトナー像を互いに異なるトナー像担持体に形成するかするトナー像形成手段と、該第1トナー像が形成されたトナー像担持体表面と該第1面とを接触させる前段転写部にて、該トナー像担持体表面と該第1面との間に転写電流を生じせしめて、該第1トナー像を該トナー像担持体表面から該第1面に転写した後、該第1面に対して所定の間隙を介して電荷付与手段を対向させる後段転写部にて、該第2トナー像担持体と該第2面とを接触させながら、該電荷付与手段によって該第1面に電荷を付与して、該第2トナー像を該第2面に転写する転写手段と、該転写手段を経由した後の該記録体の両面にそれぞれトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、ワンパス方式によって該記録体の両面に画像を形成する画像形成装置において、上記画像情報に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像との関係を逆転させて、第1トナー像を第2トナー像として形成し且つ第2トナー像を第1トナー像として形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の最大画像濃度と最小画像濃度との差に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の画像面積率情報に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の平均画像濃度に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項2乃至5の何れかの画像形成装置において、上記定着手段を経由した後の上記記録体の表裏を反転させる反転手段と、定着手段を経由した後の該記録体の搬送路を、裏表反転させる経路と反転させない経路とで切り換える搬送路切換手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項2乃至6の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に応じて上記転写電流を変化させるように、上記転写手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項2乃至7の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に応じて、上記前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する上記第1面との接触圧力を変化させる接触圧変化手段を、上記転写手段に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の画像形成装置において、上記接触圧変化手段として、偏心カムの回転を利用して上記接触圧力を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項2乃至7の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に応じて、上記前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する上記第1面との接触面積を変化させる接触面積変化手段を、上記転写手段に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の画像形成装置において、上記トナー像担持体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動せしめられるトナー担持ベルトを用い、且つ、上記接触面積変化手段として、該張架部材を移動させて該トナー担持ベルトの張架姿勢を変化させることで、上記接触面積を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項7乃至11の何れかの画像形成装置において、上記転写電流、接触圧及び接触面積のうちの少なくとも2つを互いに独立して変化させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12の何れかの画像形成装置において、上記トナー像形成手段に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を設け、重量平均粒径が3〜8[μm]で、且つ重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40であるトナーを、該トナー収容手段に収容したことを特徴とするものである。
これらの画像形成装置において、請求項1の構成を備えるものでは、前段転写部にて、第2トナー像担持体を記録体の第2面に接触させずに、導電性部材を接触させることで、記録体が挟み込まれる第1トナー像担持体と導電性部材との間に第2トナー像担持体を介在させることがなくなる。このため、第1トナー像担持体と導電性部材との間で、第2トナー像担持体に担持される第2トナー像の濃淡差や画像部点在によって転写電流を記録体面方向にばらつかせるといった事態を回避する。そして、このことにより、前段転写部における第1トナー像の転写不良を抑えることができる。
また、請求項2の構成を備えるものでは、画像情報に基づいて、第2トナー像の濃淡差や画像部点在度合が第1トナー像よりも大きくなることが判明した場合に、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成することが可能になる。このようにしてそれぞれのトナー像を形成すれば、2つのトナー像のうち、濃淡差や画像部点在度合が小さい方のトナー像を第2トナー像として形成して、第2トナー像の濃淡差や画像部点在による第1トナー像の転写不良を抑えることができる。
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機(以下、単に複写機という)に適用した第1実施形態について説明する。
図4は、本第1実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、本複写機は、プリンタ部100、操作・表示ユニット90、給紙装置40、自動画像読取装置200、紙補給装置300等を有している。
プリンタ部100は、紙搬送路43Aを境にして、その上方に配設された第1画像形成部と、下方に配設された第2画像形成部とを有している。第1画像形成部は、図中矢印方向に無端移動する第1中間転写ベルト21を有する第1転写ユニット20を備えている。また、第2画像形成部は図中矢印方向に無端移動する第2中間転写ベルト31を有する第2転写ユニット30を備えている。第1中間転写ベルト21の上部張架面の上方には、4個の第1プロセスユニット80Y,M,C,Kが配置されている。一方、第2中間転写ベルト31の側部張架面の側方には、4個の第2プロセスユニット81Y,M,C,Kが配置されている。これら第1、第2プロセスユニットの番号に付したY,M,C,Kという添字は、それぞれ取り扱われるトナーの色を示している。プロセスユニット内の各機器にも同様の添字を付している。
各プロセスユニット(80Y,M,C,K、81Y,M,C,K)は、それぞれ潜像担持体たる感光体(1Y,M,C,K)を有している。第1プロセスユニット80Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kは等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第1中間転写ベルト21の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第1受像面という。
一方、第2プロセスユニット81Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kも等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第2中間転写ベルト21の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第2受像面という言う。
第1中間転写ベルト21は、複数のローラにより、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢であり、且つその第1受像面をほぼ水平に延在させる姿勢で張架されている。第1プロセスユニット80Y,M,C,Kは、このようなほぼ水平の第1受像面に接するように、互いにほぼ水平な状態で並列配設されている。
一方、第2中間転写ベルト31は、複数のローラにより、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢であり、且つその第2受像面を図中左上から右下にかけて傾斜させる姿勢で張架されている。第2プロセスユニット81Y,M,C,Kは、このように傾斜している第2受像面に接するように、第2中間転写ベルト31の図中左側方にて、図中左上から右下にかけての斜めの配列になるように配設されている。
図5は、4つの第1プロセスユニット80Y,M,C,Kのうちの1つを示す拡大構成図である。4つの第1プロセスユニット80Y,M,C,Kは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「80」に付すY,M,C,Kという添字を省略している。同図において、感光体1は、プリンタ部(100)の動作時に、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。かかる感光体1の周囲には、帯電手段であるスカムトロンチャージャー3、露光装置4、現像装置5、クリーニング装置2、光除電装置Q等の作像部材や、電位センサS1、画像センサS2等が配設されている。
ドラム状の感光体1は、例えば直径30〜120[mm]程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層(OPC)が被覆されたものである。アモルファスシリコン(a−Si)層を被覆したものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。
クリーニング装置2は、クリーニングブラシ2a、クリーニングブレード2b、回収部材2c等を有し、後述の1次転写ニップを通過した後の感光体表面に残留する転写残トナーを除去、回収する。
スカムトロンチャージャー3は、回転駆動される感光体1の表面を例えばマイナス極性に一様帯電せしめるものである。かかる一様帯電を行う帯電手段として、スカムトロンチャージャーの代わりに、カムトロンチャージャーを用いても良い。また、帯電バイアスが印加される帯電バイアス部材を感光体1の表面に接触させる方式のものでもよい。
露光装置4は、各色のうちの1色に対応する画像データに基づいて生成した光で、一様帯電後の感光体1の表面を光走査して、感光体1の表面に静電潜像を形成する。図示の例では、露光装置4として、LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなるものを用いている。レーザ光源やポリゴンミラー等を用いて、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式のものでもよい。
現像装置5は、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いて感光体1上の静電潜像を現像する二成分現像方式のものである。かかる二成分現像剤を2つの搬送スクリュウ5cによって攪拌しながら、図中奥行き方向に搬送する。これら2つの搬送スクリュウ5cの現像剤搬送方向は互いに逆方向である。例えば、図中左側の搬送スクリュウ5cの現像剤搬送方向が図中奥側から手前側であれば、図中右側の搬送スクリュウ5cの現像剤搬送方向は図中手前側から奥側である。前者の搬送スクリュウ5cによって現像装置5の図中奥行き方向端部まで搬送された二成分現像剤は、後者の搬送スクリュウ5cに受け渡される。そして、その端部から反対側の端部に向けて攪拌搬送される過程で、一部が後述の現像ロール5bに担持される。また、担持されなかったり、現像ロール5bから右側の搬送スクリュウ5cに戻されたりした二成分現像剤は、上記反対側の端部で左側の搬送スクリュウ5cに受け渡される。このようにして、二成分現像剤が現像装置5内で循環搬送される。なお、現像装置5として、磁性キャリアを含まずにトナーを主成分とする一成分現像剤による一成分現像方式のものを用いてもよい。
現像ロール5aは、ステンレスやアルミニュウム等からなる非磁性円筒であって図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動せしめられるスリーブと、これに連れ回らないように内部固定されたマグネットローラとを有している。マグネットローラは、スリーブの内部にて、その周方向に分かれる複数の磁極を有している。図中右側の搬送スクリュウ5cによって搬送される二成分現像剤は、このマグネットローラの発する磁力によって引き寄せられて、回転駆動されるスリーブの表面で汲み上げられる。そして、スリーブ表面に連れ回って感光体1に対向する現像領域に搬送されるのに先立ち、ブレード5bとの対向位置である規制位置を通過する。
ブレード5bは、所定の間隙を介してその先端をスリーブ表面に近接させるように配設されている。そして、スリーブ表面上の二成分現像剤がその直下である規制位置を通過する際に、二成分現像剤の厚みを所定の大きさに規制する。
このようにして層厚が規制された二成分現像剤は、スリーブの回転に伴って感光体1との対向位置である現像領域に搬送される。マイナス極性に一様帯電せしめられた感光体1の表面に対する光走査によって電荷が減衰せしめられて形成された静電潜像は、現像領域にてスリーブ表面上の二成分現像剤に摺擦せしめられる。そして、潜像と同極性であるマイナス帯電性のトナーの付着によって、Y,M,C,Kの何れかの色に現像される。第1プロセスユニット80においては、いわゆる反転現像が行われるのである。これにより、感光体1上には、Y,M,C,Kの何れかの色のトナー像が形成される。
上記現像領域でトナーを消費した二成分現像剤は、上記スリーブの回転に伴って現像装置5内に戻る。そして、上記マグネットローラの互いに同極で隣り合う磁極によって形成される反発磁界の影響を受けて、スリーブ表面から離脱して、図中右側の搬送スクリュウ5c上に戻された後、図中左側の搬送スクリュウ5cに受け渡される。
図中左側の搬送スクリュウ5cの下方には、トナー濃度センサ5eが配設されており、左側の搬送スクリュウ5cによって搬送される二成分現像剤の透磁率を検知する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度と相関があるので、トナー濃度センサ5eは、トナー濃度を検知していることになる。
図示しない制御部は、このトナー濃度センサ5eからの出力信号に基づいて二成分現像剤のトナー濃度を所定の目標濃度値未満であると判断すると、図示しない8つのトナー供給手段のうち、その二成分現像剤に対応するものを所定時間駆動する。これら8つのトナー供給手段は、それぞれ、第1プロセスユニット(80Y,M,C,K)の4つの現像装置、あるいは、第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)の4つの現像装置の何れか1つに対応するものである。プリンタ部(100)の上部のボトル収納部85に着脱可能にセットされた4つのY,M,C,Kトナーボトル(図4の86Y,M,C,K)の何れかに接続されている。そして、接続されたトナーボトルから、対応する現像装置内における図中左側の搬送スクリュウ5c上に、所定色のトナーを供給する。これにより、現像によってトナーを消費した二成分現像剤のトナー濃度が回復する。かかる構成のトナー供給手段としては、従来から公知のモーノポンプによる吸引力で、トナーボトル内のトナーを吸引して現像装置内まで搬送する方式のものがよい。この方式によれば、トナーボトルの設置場所の制約が少ないため、プリンタ部(100)内部のスペース配分に有利である。またトナーが適時補給できるため、現像装置5に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置5の小型化を図ることができる。
図6は、4つの第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)のうちの1つを示す拡大構成図である。4つの第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)も、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、第2プロセスユニット81は、第1プロセスユニット(80)と構成部材が同じであるが、感光体1の回転方向が異なっている。しかし互いに、感光体1の回転軸1aを通るy軸に対し対象の形をしている。この形状は、感光体1の周囲に設ける部材の配置にも関係するが、重要な事項である。具体的には、プリンタ部100本体との結合部、たとえば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮している。これにより、第1プロセスユニット(80Y,M,C,K)と、第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)とに互換性をもたせることができる。従って第1プロセスユニットと第2プロセスユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減化を図ることができる。
先に示した図4において、第1画像形成部は、複数の第1プロセスユニット(80Y,M,C,K)と、第1転写ユニット20とから構成されている。また、第2画像形成部は、複数の第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)と、第2転写ユニット30とから構成されている。また、プリンタ部100においては、第1転写ユニット20と第2転写ユニット30とにより、両面転写装置が構成されている。
第1転写ユニット20は、第1中間転写ベルト21を複数のローラ22(4個),23,24,25,26(2個),27,28,29によって張架して、第1プロセスユニット80Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kに接触させている。この接触により、第1転写ユニット20では、感光体1Y,M,C,K上のY,M,C,Kトナー像(以下、単色第1トナー像とも言う)を、第1中間転写ベルト21上に重ね合わせて転写するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成される。第1中間転写ベルト21は、これら4つの1次転写ニップを形成しながら、図中時計回りに無端移動せしめる。各1次転写ニップでは、図示しない電源によって1次転写バイアスが印加される4つの1次転写ローラ22の何れかが、感光体1Y,M,C,Kとの間に第1中間転写ベルト21を挟み込んでいる。この1次転写バイアスやニップ圧の影響により、各1次転写ニップで単色の単色第1トナー像が第1中間転写ベルト21に重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第1中間転写ベルト21上に、他色第1トナー像が形成される。
第1中間転写ベルト21の外周部には、ローラ23に対向する位置にクリーニング装置20Aが設けられている。このクリーニング装置20Aは、各1次転写ニップを通過した後の第1中間転写ベルト21の表面に残留する転写残トナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第1中間転写ベルト21に関連する部材は、第1転写ユニット20として一体的に構成してあり、プリンタ部100に対し着脱が可能となっている。
一方、第2転写ユニット30は、第2中間転写ベルト31を複数のローラ32(4つ),33,34,35,36(2つ)によって張架して感光体1Y,M,C,Kに接触させている。この接触により、第2転写ユニット30では、感光体1Y,M,C,K上のY,M,C,K第2トナー像(以下、単色第2トナー像ともいう)を、第2中間転写ベルト31上に重ね合わせて転写するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成される。第2中間転写ベルト31は、これら4つの1次転写ニップを形成しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。各1次転写ニップでは、図示しない電源によって1次転写バイアスが印加される4つの1次転写ローラ32の何れかが、感光体1Y,M,C,Kとの間に第2中間転写ベルト31を挟み込んでいる。この1次転写バイアスやニップ圧の影響により、各1次転写ニップでY,M,C,K第2トナー像が第2中間転写ベルト31に重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第2中間転写ベルト31に、他色第2トナー像が形成される。
第2中間転写ベルト31の外周部には、ローラ33に対向する位置にクリーニング装置30Aが設けられている。このクリーニング装置30Aは、各1次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト31の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第2中間転写ベルト31に関連する部材も、第2転写ユニット30として一体的に構成してあり、プリンタ部100に対し着脱が可能となっている。
2つの中間転写ベルト(21,31)は、それぞれ例えば、基体の厚さが50〜600[μm]の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトである。そして、感光体1が担持する可視像たるトナー像を、1次転写ローラ(22,32)に印加される1次転写バイアスによって静電的にベルト表面に転写を可能とする電気抵抗値を発揮する。かかる中間転写ベルトの一例として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、10〜1012[Ωcm]程度に抵抗が調整されたものを挙げることができる。ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブが、ベルト片側あるいは両側端部に設けられている。ベルトの周長は約1500[mm]である。
第1転写ユニット20の1次転写手段たる4つの1次転写ローラ22や、第2転写ユニット30の1次転写手段たる4つの1次転写ローラ32としては、例えば次のような構成のものを用いることができる。即ち、芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加されるものである。本第1実施形態では、導電性ゴム材料として、ウレタンゴムにカーボンを分散したものを用い、体積抵抗を10Ωcm程度に調整している。
プリンタ部100は、Kトナーだけによるモノクロ画像の出力も可能である。モノクロ画像を出力する場合には、第1転写ユニット20におけるY,M,C用のプロセスユニット80Y,M,Cを使用しない。そして、プロセスユニット80Y,M,Cを稼動させないだけでなく、これらと第1中間転写ベルト21とを非接触に保つための機構を備えている。ローラ26と1次転写ローラ22を支持する内部フレーム(不図示)を設けておき、ある点を中心に回動可能に支持している。そして、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、感光体1Kだけを第1中間転写ベルト21と接触させて、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。かかる構成では、感光体の寿命向上の点で有利である。なお、第2転写ユニット30も同様に、モノクロ画像出力時にプロセスユニット81Y,M,Cを第2中間転写ベルト31から待避させるようになっている。
第1中間転写ベルト21の外周には、転写ローラ46が、第1中間転写ベルト21を裏面で支えながら張架している転写対向ローラ28との間に第1中間転写ベルト21を挟み込むように配設されている。これにより、第1転写ユニット20においては、第1中間転写ベルト21と転写ローラ46とが当接する2次転写ニップが形成されている。転写対向ローラ28からこの2次転写ニップを経て転写ローラ46に至るまでの領域が、両面転写装置における前段転写部になっている。
転写ローラ46は芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に対して、図示しない2次転写バイアス電源から2次転写バイアスが印加される。導電性ゴムはカーボンの分散によって体積抵抗が10Ωcm程度に調整されたものである。
上述の2次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対45が配設されている。このレジストローラ対45は、プリンタ部100の図中右側方に配設された給紙装置40から送られて来る転写紙Pをローラ間に挟み込んだ後、両ローラの回転を一時中断する。そして、第1中間転写ベルト21上の重ね合わせトナー像である4色トナー像に同期させ得るタイミングで、転写紙Pを2次転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Pは、2次転写ニップでその一方の面である第1面(図中上側を向く面)に4色トナー像が密着せしめられる。そして、2次転写バイアスやニップ圧の影響により、第1中間転写ベルト21上の4色トナー像がその第1面に一括2次転写される。2次転写ニップを通過した転写紙Pは、第1中間転写ベルト21や転写ローラ46から離れて、第2中間転写ベルト31に受け渡される。
第2転写ユニット30においては、第2中間転写ベルト31を張架している上部張架ローラ34によるベルト掛け回し箇所が、第2中間転写ベルト31の上部張架面になっている。この上部張架面の上方には、電荷付与手段たる転写チャージャー47が上部張架面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。転写チャージャー47からこの所定の間隙を経由して、上部張架ローラ34に至るまでの領域が、第2転写ユニット30の後段転写部となっている。
転写チャージャー47は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。第2中間転写ベルト31と転写チャージャー47の間に転写紙Pを通過させながら、その第1面に転写チャージャー47から発せられる電荷を付与することで、第2中間転写ベルト31上の4色トナー像を転写紙Pの第2面に一括2次転写する。上述の2次転写バイアスや、転写チャージャー47による付与電荷は、何れもトナーの極性と逆のプラス極性である。
プリンタ部100の図中右側方には転写紙Pを供給可能に収納した給紙装置40が配備されている。この給紙装置は、複数の紙収容手段を備えている。具体的には、最も上段に配設された給紙トレイ40a、これの下方に配設された第1給紙カセット40b、これの下方に配設された第2給紙カセット40c、これの下方に配設された第3給紙カセット40dを備えている。これら紙収容手段は、それぞれ紙面に対し直角手前側(操作面側)に引出し可能に配設されている。また、それぞれサイズの異なる転写紙Pを収容している。各紙収容手段において、最上位置の転写紙Pは、対応する給紙・分離手段41A〜41Dにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対42Bにより紙搬送路43Bや43Aに送られる。
紙搬送路43Aには、転写紙Pを両面転写装置の前段転写部や後段転写部へ送り出す給送タイミングをとるための、一対のレジストローラ45が設けられている。さらに転写紙Pの搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするための横レジ補正機構44が、紙搬送路43Aに設けられている。横レジ補正機構44としては、次のものを例示することができる。即ち、図示しない横方向の基準ガイドと斜行カム対から構成され、転写紙の横方向端部を該基準ガイドに押付けるように転写紙Pをスライド搬送する。そして、転写紙を所定の位置に整合させる。この基準ガイドは転写紙Pのサイズにより、所定の位置に移動、配置される。なお、横レジ補正機構44は転写紙Pの搬送方向に対し転写紙Pの両方の横方向から、転写紙Pの両辺を短時間及び複数回押し、転写紙Pを所定の位置に整合させる規制部材から構成されるジョガー方式でもよい。
転写紙Pは、レジストローラ対45から、第1中間転写ベルト21と転写ローラ46の当接によって2次転写ニップが形成されている前段転写部に向けて搬送される。その後、第2中間転写ベルト31と転写チャージャー47とが対向している後段転写部に向けて送られる。
給紙装置40においては、複数の給紙トレイのうち、最も上に配設されている給紙トレイ40aから排出される転写紙Pが、プリンタ部100の紙搬送路43Aに対して、曲げられることなくほぼ水平に真直ぐ搬送されるようになっている。このため厚い転写紙Pや剛性の高い板紙でも、給紙トレイ40a内に収容すれば、プリンタ部100の紙搬送炉43Aに確実に給紙することができる。なお、給紙トレイ40aには、多様な特性の転写紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。図示を省略しているが、紙搬送路43Aの要所には転写紙Pを検知するためのセンサを設けており、転写紙Pの存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。
最も上側に配設されている給紙トレイ40aの上方には、第2給紙路43Cが設けられている。この第2給紙路43Cに対しては、給紙装置40の図中右側方に設置されている第2給紙装置300から、転写紙Pを供給することができる。
第2転写ユニット30の図中左側方には、複数の張架ローラ52,53,54,55,56によって紙搬送ベルト51を張架しながら図中反時計回りに無端移動させる紙搬送ユニット50が配設されている。紙搬送ベルト51は、第2転写ユニット30の後段転写部から排出される転写紙Pを、複数の張架ローラの1つである受入ローラ52によるベルト掛け回し箇所にて、紙搬送ベルト51上に受け取る。この受け取りよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト51のおもて面には、静電吸着チャージャー57によって電荷が付与される。この電荷の付与により、紙搬送ユニット50は、後段転写部から排出されてくる転写紙Pを紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着させることができる。
転写紙Pをおもて面に静電吸着させた紙搬送ベルト51は、その無端移動に伴って転写紙Pを図中右側から左側へと搬送する。そして、紙搬送ユニット50の図中左側方に配設されている定着手段たる定着装置60に向けて、転写紙Pを受け渡す。この受け渡しよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着せしめられている転写紙Pに対して、分離チャージャー58によって電荷が付与される。この電荷の付与により、それまで紙搬送ベルト51のおもて面に静電吸着していた転写紙Pがベルトから容易に分離されるようになる。そして、複数の張架ローラのうち、定着装置60の最も近くに配設されている分離ローラ54によるベルト掛け回し箇所で、分離ローラ54の曲率にならって急激に移動方向を変えようとするベルトから転写紙Pが分離して、定着装置60に受け渡される。
定着装置60としては、定着ローラ内部にヒータを備える方式のもの、加熱されるベルトを走行させる方式のもの、誘導加熱を採用した方式のものなどを採用することができる。同図においては、2つの定着ローラを当接して形成した定着ニップで、転写紙Pを両面側からそれぞれ加熱して他色第1トナー像及び他色第2トナー像を定着させる方式のものを採用している。転写紙P両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、2つの定着ローラについては、ベルト材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより、それぞれの面に対して最適な定着条件をつくりだすように、定着装置60の各種パラメータが制御されるようになっている。
定着装置60による定着処理が終了した転写紙Pは、排出路に向けて送り出される。この排出路には、定着処理後の転写紙Pを冷却して、不安定なトナーの状態を早期に安定させる目的で、冷却機能を有した冷却ローラ対70が配設されている。この冷却ローラ対70としては、放熱部を有するヒートパイプ構造のローラを採用することができる。冷却ローラ対70によって冷却された転写紙Pは、排紙ローラ対71により、プリンタ部100の左側に設けられた排紙スタック部75に排紙、スタックされる。この排紙スタック部は、大量の転写紙をスタック可能にすべく、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部75を通過させ、別の後処理装置に向けて転写紙を搬送させることもできる。別の後処理装置として、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置などを設けることもできる。
プリンタ部100の上面には、未使用のトナーが収納された各色のトナーボトル86Y,M,C,Kが、着脱可能にボトル収納部85に収納されている。このボトル収容部85は、プリンタ部100上面で操作方向から見て奥側にあって、プリンタ部100上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用することができる。上述のトナー供給手段により、各現像装置に必要に応じトナーを供給するようになっている。本第1実施形態では、上下に配設した第1画像形成部と第2画像形成部とで、互いに同色のトナーを扱う現像装置に対しては、共通のトナーボトルからトナーを供給するようになっているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のトナーボトル86Kは、特に大容量としておくことも可能である。
プリンタ部100の上面に設けられた操作・表示ユニット90には、キーボード等からなる図示しない入力操作部が設けられており、これにより画像形成のための条件などがインプットされる。また、ディスプレイ等からなる図示しない表示部に各種の情報を表示することもでき、操作者とプリンタ部100との情報交換を容易なものとする。
プリンタ部100内部に設けられた廃トナー収納部87は、クリーニング装置2や、中間転写ベルトのクリーニング装置20A,30Aなどと連結されている。そして、これらから送られる廃トナーや紙粉等の異物を一括して回収して収納する。これらのクリーニング装置(2,20A,30A,50A)に大容量の廃トナー収納部を備えないため、クリーニング装置が小型にでき、さらに廃トナーの廃棄の操作性も良好となっている。満杯センサ(不図示)を使って廃トナー収納部87内のトナー廃棄、あるいは容器交換などの警告を発する。
プリンタ部100内部に設けられた制御部95には、各種電源や制御基板などが板金フレームに保護され収納されている。定着装置60による熱や電装装置からの発熱により、画像形成装置内部は高温になるが、その対策としてファンFを設けて、内部部材の熱による機能低下を防止している。またこのファンFは冷却ローラ対70の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対70の冷却効果を確実にしている。
給紙装置40の上部には、周知の技術によって原稿を自動搬送しながらその原稿の画像を読み取る自動画像読取装置(ADF)200が設けられており、これによる読取情報が制御部95に送られる。送られた読取情報に基づいて、プリンタ部100が駆動制御されて、原稿と同じ画像が出力される仕組みである。また、プリンタ部100に対しては、図示しないパーソナルコンピュータ等からの画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。更に、図示しない電話回線から送られてくる画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。給紙装置40の図中右側方には、上述のように、給紙装置40に転写紙Pを補給する第2紙補給装置300が配設されている。
次にプリンタ部100において、転写紙の片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に2種類あって、選択が可能となっている。2種類のうちの1つは、第1中間転写ベルト21に転写した4色トナー像を転写紙Pの第1面に一括2次転写する方法である。また、もう1つの方法は、第2中間転写ベルト31に転写した4色トナー像を転写紙Pの第2面に一括2次転写する方法である。以下、前者の方法を例にして説明する。
プリンタ部100を稼動させると、第1中間転写ベルト21と第1プロセスユニット80Y,M,C,Kにおける感光体1Y,M,C,Kが回転する。同時に第2中間転写ベルト31が無端移動するが、第2プロセスユニット81Y,M,C,Kにおける感光体1Y,M,C,Kは第2中間転写ベルト31と離間されるとともに不回転状態にされる。そして、第1プロセスユニット80Yによる画像形成が開始される。LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置4の作動により、LEDから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置3によって一様帯電された感光体1Yの表面に照射されて静電潜像が形成される。
この静電潜像は、Y用の第1プロセスユニット81Yの現像装置によってYトナー像に現像され、Y用の1次転写ニップで第1中間転写ベルト21上に静電的に1次転写される。このような潜像形成、現像、1次転写動作が感光体1M,C,K側でもタイミングをとって順次同様に行われる。そして、第1中間転写ベルト21上のYトナー像に対して、M,C,K用の1次転写ニップでM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせの1次転写により、第1中間転写ベルト21上に4色トナー像が形成される。
一方、給紙装置40は、内部の給紙トレイ40aあるいは給紙カセット40bc,dから、画像データに対応する転写紙を給紙・分離手段41A,B,C,Dの何れか1つのよって送り出す。そして、搬送ローラ対42B,42Cによってプリンタ部100の紙搬送路43Cに向けて搬送する。そして、横レジ補正機構44に送られる。
横レジ補正機構44は、記録体供給手段たる給紙装置40から両面転写装置(第1、第2転写ユニット)に向けて搬送されている途中の転写紙Pにおける搬送方向からの姿勢の傾きを補正する傾き補正手段である。レジストローラ対45よりも搬送方向上流側で、搬送方向に直交する紙面方向に並べられたガイド板対を、転写紙Pの搬送方向に直交する両端に突き当てることで、転写紙Pの姿勢の傾きを補正する。ガイド板対の2つのガイド板は、搬送方向に直交する紙面方向に移動可能になっており、給紙された転写紙Pの幅に合わせて移動することで、板間距離を転写紙Pの幅に合わせることができる。
横レジ補正機構44によって姿勢の傾きが補正された転写紙Pは、レジストローラ対45のローラ間に至り、そこでタイミングが計られて前段転写部に送り出される。そして、前段転写部の2次転写ニップにて、第1中間転写ベルト21上の4色トナー像が第1面に一括2次転写される。2次転写ニップを通過した第1中間転写ベルト21のおもて面は、ベルトクリーニング装置20Aによって転写残トナーがクリーニングされる。
各第1プロセスユニット80Y,M,C,Kでは、それぞれ、1次転写ニップを通過した後の感光体1Y,M,C,K上に残留する転写残トナーが、クリーニング装置(2)によってクリーニングされる。このクリーニング装置(2)は、先に図5に示したように、クリーニングブラシ2aやクリーニングブレード2bによって第1中間転写ベルト21から転写残トナーを除去するものである。除去したトナー等の異物については、回収手段2cによって回収部87に送る。なおセンサS1、S2は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。また、クリーニング後の感光体1の表面は除電装置Qによって残留電荷が除電されて初期化せしめられる。
前段転写部の2次転写ニップで第1面に4色トナー像が2次転写された転写紙は、第2転写ユニット30の第2中間転写ベルト31に受け渡された後、紙搬送ユニット50に送られる。そして、紙搬送ユニット50から定着装置60に受け渡されるが、この受け渡しに先立って、転写紙Pに対して分離チャージャー58による電荷が付与される。この付与により、第2中間転写ベルト31に静電吸着していた転写紙がベルトから容易に分離されるようになる。
定着装置60内では、転写紙Pの第1面に担持されているフルカラー画像中の各色トナーが、加熱によって溶融、混色される。転写紙Pはその第1面だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーが少なくて済む。制御部95が画像に応じて定着装置60の使用する電力を最適に制御する。定着処理が施された後であっても、転写紙P上で完全に固着するまでは、トナー像は搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するべく、定着装置60を通過した転写紙は、冷却手段である冷却ローラ対70が設けられているのである。
本複写機においては、排紙スタック部75で若い頁の転写紙が順次上に重ねられるように、作像順序がプログラムされているので、スタック部75で頁順が揃う。排紙スタック部75は、排紙される転写紙Pの増加に従って、下降するので、転写紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの転写紙を排紙スタック部75に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施したり、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
転写紙Pの片面に画像を形成する他の方法では、第1プロセスユニット80Y,M,C,Kでの画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なる。しかし、基本的には上述の片面記録の工程と同じなので、説明を省略する。
次に転写紙の両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
プリンタ部100に画像信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第1プロセスユニット80Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kに、Y,M,C,Kトナー像が形成される。そして、これらは、Y,M,C,K用の1次転写ニップで第1中間転写ベルト21に順次重ね合わせて1次転写される。この工程とほぼ並行して、第2プロセスユニット81Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kに、Y,M,C,Kトナー像が形成される。そして、これらは、Y,M,C,K用の1次転写ニップで第2中間転写ベルト31に順次重ね合わせて1次転写される。このようにして、第1中間転写ベルト21、第2中間転写ベルト31上に、それぞれ4色トナー像が形成される。
第2プロセスユニット81Y,M,C,Kのユニット間隔は、第1プロセスユニット80Y,M,C,Kのユニット間隔よりも小さくなっている。これにより、第2転写ユニット30では、第1転写ユニット20よりも速く重ね合わせ1次転写が終了する。
タイミングが計られてレジストローラ対45から前段転写部の2次転写ニップに送られた転写紙Pは、その第1面に第1中間転写ベルト21上の4色トナー像が2次転写された後、後段転写部に受け渡される。そして、第2中間転写ベルト31と転写チャージャー47とが所定の間隙を介して対向している後段転写部にて、第2中間転写ベルト31上の4色トナー像が第2面に2次転写される。
このようにして両面にフルカラー画像が形成された転写紙Pは、紙搬送ユニット50を経由して定着装置60に受け渡される。そして、定着装置60内で加熱や加圧による定着処理が行われて、両面のトナー画像がそれぞれ溶融、混合される。更に、冷却ローラ対70と排紙ローラ71とを経た後、排紙スタック部75上に排紙される。
複数の頁の転写紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部75にスタックされるように作像順序を制御する。これにより排紙スタック部75から取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に1頁、その裏に2頁、2枚目が3頁、その裏が4頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御部95によって実行される。
片面記録動作、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。
以上の構成の本複写機においては、上述した第1画像形成部と制御部95との組合せにより、第1トナー像担持体たる第1中間転写ベルト21の表面に第1トナー像たる多色第1トナー像を形成する第1トナー像形成部が構成されている。また、第2画像形成部と制御部95との組合せにより、第2トナー像担持体たる第2中間転写ベルト31の表面に第2トナー像たる多色第2トナー像を形成する第2トナー像形成部が構成されている。また、第1画像形成部と第2画像形成部と制御部95との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。なお、第1トナー像とは、複数の単色第1トナー像の重ね合わせによる他色第1トナー像と、Y,M,C,K何れかの単色第1トナー像だけからなるトナー像との総称である。また、第2トナー像とは、複数の単色第2トナー像の重ね合わせによる他色第2トナー像と、Y,M,C,K何れかの単色第2トナー像だけからなるトナー像との総称である。
上記第1画像形成部や第2画像形成部は、トナー像を構成する画素のうち、トナーを付着させる画素であるトナー付着画素であるドットの密度によって階調を表現するようになっている。よって、トナー像の中間調部やハイライト部では、各ドットの間、あるいは、所定数のドットの集合によるドットユニット間に、ある程度の間隔があけられる。
次に、本第1実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図7は、本複写機の前段転写部と後段転写部とを拡大して示す拡大構成図である。図示しないレジストローラ対45から送り出された転写紙Pは、転写対向ローラ28と転写ローラ46とが対向している前段転写部に進入する。そして、アース接続されている転写対向ローラ28にバックアップされる第1中間転写ベルト21と、正極性の2次転写バイアスが印加されている転写ローラ46との当接によって形成されている2次転写ニップに挟み込まれる。
ここで、本複写機においては、前段転写部において、第1トナー像を担持する第1中間転写ベルト21と、トナー像を担持しない転写ローラ46との接触によって2次転写ニップを形成している。第2トナー像担持体たる第2中間転写ベルト31は、前段転写部から離れた位置に配設されている。このため、2次転写ニップに挟み込まれた転写紙Pの第1面(図中上を向く面)には、第1中間転写ベルト21表面の第1トナー像を接触させるが、第2面(図中下を向く面)には、第2中間転写ベルト31上の第2トナー像を接触させることがない。前段転写部では、導電性部材である転写ローラ46を接触させて転写紙Pを第1中間転写ベルト21に向けて押圧しながら、第1中間転写ベルト21上の第1トナー像を第1面に転写するように、両面転写手段たる両面転写装置が構成されているのである。
かかる構成では、前段転写部において、転写紙Pが挟み込まれる第1中間転写ベルト21と転写ローラ46との間に第2中間転写ベルト31を介在させることがなくなる。このため、第1中間転写ベルト21と転写ローラ46との間で、第2中間転写ベルト31に担持される第2トナー像の濃淡差や画像部点在によって転写電流を紙面方向にばらつかせるといった事態を回避する。そして、このことにより、前段転写部における第1トナー像の転写不良を抑えることができる。
次に、本発明を適用した第2実施形態に係る複写機について説明する。なお、本第2実施形態に係る複写機の構成は、以下に特筆しない限り、第1実施形態に係る複写機と同様である。
図8は、本複写機の要部構成を示す概略構成図である。本複写機は、次に掲げる点が第1実施形態に係る複写機と異なっている。即ち、第1実施形態に係る複写機においては、第1トナー像と第2トナー像とのうち、第1トナー像だけを専用に形成するための第1プロセスユニット80Y,M,C,Kと、第2トナー像だけを専用に形成するための第2プロセスユニット(81Y,M,C,K)とを有していた。これに対し、本第2実施形態に係る複写機では、プロセスユニットとして、4つの第1プロセスユニット80Y,M,C,Kだけしか有していない。これら第1プロセスユニット80Y,M,C,Kは、第1トナー像と第2トナー像とをそれぞれ第1トナー像担持体たる第1中間転写ベルト21上に形成するものである。また、本複写機では、前段転写部において、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト31との当接によって2次転写ニップが形成されている。このため、前段転写部において、転写紙Pの第2面に第2トナー像担持体たる第2中間転写ベルト31を接触させる構成になっている。なお、同図においては、便宜上、画像読取装置(スキャナ)の図示を省略している。
本複写機では、まず、各第1プロセスユニット80Y,M,C,Kにて、転写紙Pの第2面に転写するための第2単色トナー像を、転写紙Pの第1面に転写するための第1単色トナー像よりも先に形成する。そして、それぞれを第1中間転写ベルト21上に重ね合わせて転写する。これにより、第1中間転写ベルト21上には、まず、第2多色トナー像が形成される。この第2多色トナー像は、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト31とが当接する2次転写ニップにて、第2中間転写ベルト31上に2次転写される。
各第1プロセスユニット80Y,M,C,Kは、それぞれ第1単色トナー像を形成してしばらくすると、今度はそれぞれ第2単色トナー像を形成して第1中間転写ベルト21上に重ね合わせて転写する。その後、2次転写ニップに、転写紙Pが送り込まれる。そして、2次転写ニップにおいて、第1中間転写ベルト21上の第1多色トナー像が転写紙Pの第1面に密着して一括2次転写される。次いで、転写紙Pが2次転写ニップを通過して転写チャージャー47との対向位置まで搬送されると、第2中間転写ベルト31上の第2多色トナー像が転写紙Pの第2面に一括2次転写される。
かかる構成の本複写機においては、第1トナー像を形成するための専用の第1プロセスユニット等からなる第1画像形成部と、第2トナー像を形成するための専用の第2プロセスユニット等からなる第2画像形成部との両方を設けなくても、転写紙の両面に対してそれぞれワンパス方式でトナー像を形成することができる。但し、第1トナー像と第2トナー像とをそれぞれ時間をずらして形成する必要があることから、両トナー像を並行して形成することができる第1実施形態に係る複写機に比べて、画像形成速度を低下させてしまう。これに対し、第1実施形態に係る複写機では、第1画像形成部と第2画像形成部との両方を設けることでコストアップを引き起こす代わりに、画像形成速度を高速化させることができる。
本複写機のように、前段転写部において、転写紙Pの第1面に第1中間転写ベルト21等の第1トナー像担持体を接触させつつ、第2面に第2中間転写ベルト31等の第2トナー像担持体を接触させるものでは、第1トナー像の転写不良を引き起こし易くなる。第2トナー像担持体に担持される第2トナー像の濃淡差が大きかったり、画像部の点在度合が大きかったりすると、転写電流が紙面方向に大きくばらついてしまうからである。
図9は、第2トナー像(他色第2トナー像)として、画像部の点在度合が第1トナー像(多色第1トナー像)よりも大きなものを形成した場合における前段転写部の状態を示す拡大模式図である。同図において、転写電流は、転写対向ローラ28から、第1中間転写ベルト21と、第1トナー像p1と、転写紙Pと、第2トナー像p2と、第2中間転写ベルト31とを介して、転写ローラ46に流れ込む。第1中間転写ベルト21と転写紙Pの第1面との間や、転写紙Pの第2面と第2中間転写ベルト31との間においては、電気抵抗の非常に大きなトナーが少ない箇所で主に転写電流が流れる。すると、第1中間転写ベルト21と転写紙Pの第1面との間における転写電流の紙面方向のバラツキは、転写紙Pの第2面と第2中間転写ベルト31との間に挟み込まれる第2トナー像p2の紙面方向における濃淡差や画像部点在の度合によって左右される。第2トナー像p2の紙面方向における濃淡差や画像部点在の度合が大きいと、図示のように、第1中間転写ベルト21からの転写電流が、主に、第2面のトナー存在箇所(あるいはトナー量の少ない箇所)に向けて流れる。このため、第1トナー像p1において、第2面のトナー存在箇所(あるいはトナー量の多い箇所)に対向する部分に流れる転写電流が不足して、転写不良を引き起こすことになる。
図10は、第2トナー像として、画像部の点在度合が第1トナー像よりも小さいものを形成した場合における前段転写部の状態を示す拡大模式図である。同図においては、転写紙Pの第2面と、第2中間転写ベルト31との間で、第2トナー像p2が紙面方向にほぼ均一な厚みで挟み込まれている。すると、第1中間転写ベルト21からの転写電流が、第1中間転写ベルト21と転写紙Pの第1面との間において、紙面方向にほぼ均一に流れるようになるため、第1トナー像p1の転写不良が抑えられる。
そこで、本複写機においては、先に示した図8において、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に応じて、トナー像を次のように形成させるように、トナー像形成手段を構成している。即ち、必要に応じて、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて、第1トナー像を第2トナー像として形成し且つ第2トナー像を第1トナー像として形成するのである。より詳しくは、画像情報に基づいて、第2トナー像の紙面方向における濃淡差や画像部点在の度合が第1トナー像よりも大きいと判断した場合には、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させるのである。これにより、画像情報で第1トナー像として表されていたトナー像が第2トナー像として形成されて、前段転写部において、転写紙Pの第2面と第2中間転写ベルト31との間に挟み込まれる。すると、画像情報の通りにトナー像を形成すると、図9に示したような状態になって第1面でトナー像の転写不良が引き起こされてしまうところを、図10に示したような状態にして、第1面でのトナー像の転写不良を抑えることができる。
本複写機は、トナー像の形成に用いるY,M,C,Kトナーとして、次の(a)〜(d)の条件を何れも具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
(a)重量平均粒径が3〜8[μm]である。
(b)重量平均粒径D4を個数平均粒径D1で除算した値が1.00〜1.40である。
(c)平均円形度が0.93〜1.00である。
(d)平均粒径が50〜300[nm]で嵩密度が0.3[g/cm]以上のシリカ微粒子を、表面に保持している(外添している)。
かかるトナーを使用させるようにユーザーに指定する方法としては、例えば、上記(a)〜(e)の条件を全て具備するトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することが挙げられる。また例えば、かかるトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体やこの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記製品番号や商品名などを通知することによって行ってもよい。また例えば、かかるトナーを収容しているトナー収容手段であるトナーボトルをプリンタ本体にセットした状態で出荷することによって行うこともできる。本プリンタでは、これら全ての方法を採用しているが、少なくとも何れか1つの方法を採用すれば足りる。
上記(a)の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、重量平均粒径が3[μm]よりも小さいトナーでは、二成分現像剤として用いた場合に現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させるからである。また、一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させ易くなる。逆に、重量平均粒径が0.99よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなるからである。
解像度600dpi以上の微少ドットを再現する場合には、特に重量平均粒径3〜8μmという特性が有効になる。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
重量平均粒径が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。また、重量平均粒径(D4)が8μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
上記(b)の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40の範囲にあると、様々なメリットが発生する。例えば、トナーの中から、静電潜像のパターンに適した粒径のトナー粒子が他のトナーに優先して現像に寄与するといった現象が進みやすいため、様々なパターンの画像を安定して形成することが可能になるというメリットがある。また、感光体等の像担持体に残留したトナーを回収してリサイクル使用する構成を装置に採用している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。このようなリサイクルにおいて上述の値の比較的大きいものを用いると、新たなトナー補給から次のトナー補給に至るまでのトナー粒径変動が大きいことにより、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。
なお、トナーの重量平均粒径や個数平均粒径については、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)によって測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。電解水溶液としては1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を2〜20mg加える。そして、その溶液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナーの重量及び個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径と、個数平均粒径とを求めることができる。なお、チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満のトナー粒子を対象とする。
上記(c)の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、トナーの平均円形度が0.93を下回ると、即ち、トナーの形状が球形ではなく不定形になり始めると、転写性が急激に悪化し始めるとともに、静電転写時における転写チリが急激に起こり易くなるからである。更に、平均円形度が0.93未満であると、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのが困難になるからでもある。平均円形度が0.90〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じ難い。加えて、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。なお、より好ましい平均円形度の範囲は0.93〜0.97であり、円形度が0.94未満になるトナー粒子を10%以下に留めると更に好適である。
トナーの平均円形度については、次のようにして測定することができる。即ち、まず、被検トナーのトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的にその粒子画像を撮影する。そして、個々の粒子画像について、投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を求めたものの平均値を算出する。この平均値が平均円形度である。かかる平均円形度を測定するには、例えばフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(東亜医用電子株式会社製)などを用いるとよい。この装置を用いる場合には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に被検トナーを0.1〜0.5[g]程度加える。そして、この懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、分散液濃度を3000〜1[万個/μl]に調整したものを、上記装置にかけてトナーの形状及び分布を測定する。
上記(d)の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、トナーの母体樹脂に、平均粒径が50〜300[nm]で嵩密度が0.3[g/cm]以上のシリカ微粒子を外添すると、転写ベルトなどの転写元からのトナーの離型性が急激に良好になり、優れた転写性を発揮させることができるからである。
次に、本第2実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した各実施例の複写機について説明する。
[第1実施例]
本第1実施例に係る複写機では、トナー像形成手段が次のように構成されている。即ち、画像読取装置やパーソナルコンピュータから送られてくる画像情報の基づいて、第1トナー像の画像面積率と、第2トナー像の画像面積率とを周知の技術によって算出する。この画像面積率とは、感光体上で画像形成可能な領域の全画素における、トナーを付着させるトナー付着画素の割合のことである。画像面積率の大きなトナー像は、画像面積率の小さなトナー像に比べて、画像部(紙面上でトナーを付着させる部分)の点在度合が大きくなる可能性が高い。そこで、画像情報によって基づいて算出した第2トナー像の画像面積率が、第1トナー像の画像面積率よりも小さい場合には、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて、それぞれのトナー像を形成する。
[第2実施例]
本第1実施例に係る複写機では、トナー像形成手段が次のように構成されている。即ち、画像読取装置やパーソナルコンピュータから送られてくる画像情報の基づいて、第1トナー像の画像面積率と、第2トナー像の画像面積率とを周知の技術によって算出する。この画像面積率とは、感光体上で画像形成可能な領域の全画素における、トナーを付着させるトナー付着画素の割合のことである。画像面積率の小さなトナー像は、画像面積率の大きなトナー像に比べて、画像部(紙面上でトナーを付着させる部分)の点在度合が大きくなる可能性が高い。そこで、画像情報に基づいて算出した第2トナー像の画像面積率が、第1トナー像の画像面積率よりも小さい場合には、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて、それぞれのトナー像を形成する。
本発明者は、次のような実験を行った。即ち、まず、第1トナー像の画像面積率が90[%]となり、且つ、第2トナー像の画像面積率が60[%]となる画像情報を本複写機に送って、それぞれのトナー像をそのまま形成させた。すると、第1トナー像に部分的な転写不良が発生してしまった。次に、同じ画像情報を送り、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて両トナー像を形成させてみた。すると、転写紙Pの第1面に形成されたトナー像(これは画像情報では第2トナー像として表されている)が転写不良を引き起こすことなく、安定した品質となった。よって、画像面積率に基づいて、必要に応じて第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させることで、第1面上での転写不良を良好に抑え得ることが実験によって確かめられた。
なお、上述した実験においては、第1中間転写ベルト21として、表面抵抗が1.0×1011[Ω/□]、体積固有抵抗が5.0×10[Ω・cm]であるものを用いた。また、第2中間転写ベルト31として、表面抵抗が1.0×10[Ω/□]、体積固有抵抗が1.0×10[Ω・cm]であるものを用いた。また、転写ローラ46として、体積固有抵抗が1.0×10[Ω・cm]であるものを用いた。また、前段転写部における転写電流を、定電流制御によって20[μA]に維持した。また、前段転写部における転写ニップ圧を230[g/cm]に設定した。また、転写チャージャー47による転写電流を230[μA]に設定した。
[第2実施例]
本第2実施例に係る複写機では、トナー像形成手段が次のように構成されている。即ち、画像読取装置やパーソナルコンピュータから送られてくる画像情報の基づいて、第1トナー像の平均画像濃度と、第2トナー像の平均画像濃度とを周知の技術によって算出する。この平均画像濃度については、ディザによって中間調を表現するものにおいては、感光体上で画像形成可能な領域の全画素における、トナー付着画素の割合を各色毎に求めて、それらの平均を算出することによって求めることができる。また、各トナー付着画素に対するトナー付着量を変化させて中間調を表現するものにおいては、各トナー付着画素のトナー付着量の累積に基づいて求めることができる。平均画像濃度の低いトナー像は、平均画像濃度の高いトナー像に比べて、中間調部の濃淡差が大きくなる可能性が高い。そこで、画像情報に基づいて算出した第2トナー像の平均画像濃度が、第1トナー像の平均画像濃度よりも低い場合には、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて、それぞれのトナー像を形成する。
[第3実施例]
本第3実施例に係る複写機では、トナー像形成手段が次のように構成されている。即ち、画像読取装置やパーソナルコンピュータから送られてくる画像情報の基づいて、第1トナー像の最大画像濃度と最小画像濃度(中間調部における最小画像濃度)との差、及び、第2トナー像の最大画像濃度と大小画像濃度との差を、周知の技術によって算出する。最大画像濃度と最小画像濃度との差が大きいトナー像は、同差が小さいトナー像に比べて、濃淡差が大きくなる可能性が高い。そこで、画像情報に基づいて算出した第2トナー像の同差が、第1トナー像よりも大きい場合には、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆転させて、それぞれのトナー像を形成する。
[第4実施例]
本第4実施例に係る複写機は、先に図8に示した定着装置60の側方に、図11に示す反転ユニットを備えている。同図において、定着装置60からは、図示しない転写紙Pがほぼ水平に延在する姿勢で、反転ユニットに受け渡される。反転手段たる反転ユニットは、定着装置60から送り出された転写紙を、その姿勢のまま、第1搬送路C1に受け入れる。この第1搬送路C1の末端近傍には、切換爪61が回動軸61aを軸にして回動可能に配設されている。切換爪61が図示のようにその本体をほぼ水平に延在させるような姿勢で回動を停止しているときには、転写紙は、定着装置60から送り出された直後の姿勢を保ったまま、切換爪61の上面を通過して、第2搬送路C2に至る。そして、第2搬送路C2から、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。つまり、切換爪61が図示の状態のときには、定着装置60から送り出された転写紙が、送り出し直後の姿勢を保ったまま、機外へと排出される。
一方、切換爪61が回動軸61aを中心にして図中反時計回りに所定の角度で回転した状態でその回転を停止すると、定着装置60から送り出された転写紙は、第1搬送路C1に受け入れられた後、切換爪61aに突き当たって、その先端を図中下方に向ける。そして、第3搬送路C3に進入して図中上方から下方へと送られた後、今度はその先端を図中右方向に向けて、第4搬送路C4内に進入する。更に、第4搬送路C4内を、図中左側から右側に向けて送られる。この搬送によって転写紙のほぼ全体が第4搬送路C4内に進入すると、第4搬送路C4の入口に設けられた搬送ローラ対が、それぞれ逆方向に回転し始める。すると、転写紙は、今度はその後端を先頭にして、図中右側から左側へと送られて、第5搬送路C5内に進入する。そして、第5搬送路C5内で、図中下側から上側に向けて送られて、図示しない排紙ローラ対に至る。このとき、転写紙は、定着装置60から送られた直後の状態とは表裏反転した姿勢になっている。このようにして、図示の反転ユニットは、定着装置60から送り出された転写紙を、必要に応じて表裏反転させて、図示しない排紙ローラ対に送り出す。
画像情報に基づいて、必要に応じて第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にして両トナー像を形成すると、本来は第1面に転写するはずであったトナー像を第2面に、第2面に転写するはずであったトナー像を第1面に、それぞれ転写することになる。すると、プリントアウト後の転写紙の状態が、本来のものとは表裏反転した状態になってしまう。そこで、本複写機では、同図に示した反転ユニットを設けて、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にして両トナー像を形成した場合には、転写紙を表裏反転させてから排出するようになっている。また、同関係を逆にしないで両トナー像を形成した場合には、転写紙を表裏反転させないで排出するようになっている。表裏反転の有無については、転写紙を表裏反転させる経路(C3〜C5)と、表裏反転させない経路(C2)とで、記録体の搬送経路を切り換える搬送路切換手段たる切換爪61によって行うことで選択することができる、かかる構成では、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にして両トナー像を形成したり、逆にしないで形成したりしても、機外に排出する転写紙の上面と下面との関係を、本来の関係に揃えることができる。
[第5実施例]
本第5実施例に係る複写機は、第1実施例に係る複写機と同様に、画像面積率に基づいて、必要に応じて第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にして両トナー像を形成するようになっている。
図12は、本複写機の前段転写部を示す拡大構成図である。先に第1実施例で説明した実験においては、図12に示す2次転写ニップにおいて、図13に示す画像面積率60%のベタ画像を転写紙の第1面に形成して第1中間転写ベルト21上に転写した。このとき、2次転写ニップにおいては、図14に示す画像面積率90%のベタ画像が、第2トナー像として、転写紙の第2面と第2中間転写ベルト31との間に介在していた。図13と図14とを比較すると、それぞれ、転写紙の全面にトナーが付着する画像部が形成されている。その画像部の中の各ドットの密度が図14のものよりも図15のものの方が低くなっているだけである。
図15は、画像面積率95%程度の全面ベタトナー像piを転写紙Pとともに示す模式図である。また、図16は、単位面積あたりのトナー付着量が図15の全面ベタトナー像と同様になる5つのパッチベタトナー像piを転写紙Pとともに示す模式図である。図16の転写紙Pは、その全面にベタトナー像が形成されているのではなく、所々にパッチベタトナー像piが点在した状態となっている。このような場合、パッチベタトナー像piの箇所と、非画像部とで、トナー量に非常に大きな差が出る。このため、図16に示したバッチを第2トナー像として形成した場合における転写電流の紙面方向のバラツキは、図13に示したトナー像を第2トナー像として形成した場合における転写電流の紙面方向のバラツキよりも遙かに大きくなる。
図16に示したパッチトナー像と、図15に示した全面ベタトナー像とを、第2トナー像と第1トナー像との関係から、第1トナー像と第2トナー像との関係に逆転させた場合、逆転させないよりも第1面における転写不良を抑えることができた。但し、それでも、視認できる程度の転写不良が確認された。
そこで、本複写機においては、一方のトナー像の画像面積率と、他方のトナー像の画像面積率とに、所定の閾値を超える差が出た場合には、転写電流を標準値から変化させて、より良好な転写性を発揮させるように構成されている。周知の定電流制御における電流目標値を変化させることで、転写電流を変化させるのである。このように構成した本複写機により、図16に示したパッチを第1トナー像として形成する一方で、図15に示した全面ベタトナー像を第2トナー像として形成してみたところ、第1面上における第1トナー像の転写不良が大きく改善された。
[第6実施例]
本第6実施例に係る複写機は、第5実施例に係る複写機と同様に、一方のトナー像の画像面積率と他方のトナー像の画像面積率とに閾値以上の差があった場合に、前段転写部における転写条件を変化させるようになっている。但し、転写条件として、転写電流ではなく、ニップ圧(転写圧)を変化させる。ニップ圧の変化のさせ方としては、図17に示す方法を採用している。即ち、転写ローラ46の軸部材46aに偏心カム62の周面を突き当てて転写ローラ46を転写対向ローラ28に向けて付勢する構成において、偏心カム62の偏心回動により、カムによる付勢力を変化させることで、ニップ圧を変化させるのである。かかる構成に代えて、図18に示すように、第2転写ユニット(30)をこれを支持する支持体とともに上下移動させることで、転写対向ローラ28と転写ローラ46との当接圧力を変化させるようにしてもよい。支持体を上下移動させる方法としては、図示のように支持体に偏心カム62を突き当てる方法の他、ソレノイドによる移動方式などを採用してもよい。
このようにして、必要に応じてニップ圧を変化させることによっても、第5実施例に係る複写機と同様に、第1面にベタ、第2面にパッチ(画像情報における関係はこれと逆)をそれぞれ形成する場合でも、第1面のベタの転写不良を有効に抑えることができた。
なお、図17における転写ローラ46や支持体を上下移動させる機構は、前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する第1面との接触圧力を変化させる接触圧変化手段として機能している。
[実施例7]
本第7実施例に係る複写機も、第5実施例に係る複写機と同様に、一方のトナー像の画像面積率と他方のトナー像の画像面積率とに閾値以上の差があった場合に、前段転写部における転写条件を変化させるようになっている。但し、転写条件として、転写電流やニップ圧ではなく、ニップ幅を変化させる。ニップ幅とは、ニップ(本例では2次転写ニップ)の記録体搬送方向の長さのことである。ニップ幅の変化のさせ方としては、図19に示す方法を採用している。即ち、第2中間転写ベルトのループ内側において、転写ローラ46に対して、第2中間転写ベルト31の移動方向下流側で隣り合うニップ下流ローラ48を設け、これを上下移動させるのである。ニップ下流ローラ48が図中上側に移動すると、第2中間転写ベルト31の転写対向ローラ28に対する巻き付き量がより大きくなって、ニップ幅が大きくなる。これとは逆に、ニップ下流ローラ48が図中下側に移動すると、第2中間転写ベルト31の転写対向ローラ28に対する巻き付き量がより小さくなって、ニップ幅が小さくなる。
ニップ幅を変化させる方法としては、図20に示すように、図19に示したニップ下流ローラの代わりに、転写ローラ46に対してベルト移動方向上流側の近傍で隣り合うニップ上流ローラ49を設け、これを上下移動させるようにしてもよい。また、図21に示すように、転写ローラ46を転写対向ローラ28にベルトを介して当接する位置からずらして配設して、これを上下移動させつつ、ニップ上流ローラ49を上下移動させる構成を採用してもよい。
以上のようにして、必要に応じてニップ幅を変化させることによっても、第5実施例に係る複写機と同様に、第1面にベタ、第2面にパッチ(画像情報における関係はこれと逆)をそれぞれ形成する場合でも、第1面のベタの転写不良を有効に抑えることができた。
なお、図19〜図21に示したローラを上下移動させる機構は、前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する第1面との接触面積を変化させる接触面積変化手段として機能している。
これまで、潜像担持体としてドラム状の感光体を用いた例について説明したが、ベルト状の感光体など、他の方式のものを用いてもよい。また、フルカラー画像を形成する例について説明したが、1つの感光体(像担持体)を用いて単色画像を形成する画像形成装置でもよい。また、トナー像担持体たる中間転写ベルトから転写紙Pにトナー像を転写する複写機について説明したが、トナー像担持体たる感光体などの潜像担持体から、転写紙Pにトナー像を転写する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。また、電子写真方式で画像を形成する複写機について説明したが、直接記録方式など、他の方式によってトナー像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。この直接記録方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を記録体や中間記録体に直接付着させてドット像を形成することで、記録体や中間記録体に対してトナー像を直接形成する方式である。トナー飛翔装置から中間記録体に向けてトナーを飛翔させてドット像を形成した後、中間記録体から転写紙等の記録体にトナー像を転写する構成では、電子写真方式と同様に、記録体の表面平滑性に応じて画像のザラツキ感が異なってくる。
以上、第3実施例に係る複写機においては、画像情報に基づいて算出したトナー像の最大画像濃度と最小画像濃度との差に応じて、第1トナー像と第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、各第1プロセスユニットや制御部95等からなるトナー像形成手段を構成している。かかる構成では、上述したように、同差に応じて、前段転写部における紙面方向の転写電流のバラツキを抑えるように、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にすることができる。
また、第1実施例に係る複写機においては、画像情報に基づいて算出したトナー像の画像面積率に応じて、第1トナー像と第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、トナー像形成手段を構成している。かかる構成では、上述したように、画像面積率に応じて、前段転写部における紙面方向の転写電流のバラツキを抑えるように、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にすることができる。
また、第2実施例に係る複写機においては、画像情報に基づいて算出したトナー像の平均画像濃度に応じて、第1トナー像と第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、トナー像形成手段を構成している。かかる構成では、上述したように、平均画像濃度に応じて、前段転写部における紙面方向の転写電流のバラツキを抑えるように、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にすることができる。
また、第4実施例に係る複写機においては、定着手段たる定着装置60を経由した後の転写紙の表裏を反転させる反転手段たる反転ユニットを設けている。更には、この反転ユニットに、定着装置60定着手段を経由した後の転写紙Pの搬送路を、裏表反転させる経路と反転させない経路とで切り換える搬送路切換手段たる切換爪61を設けている。かかる構成では、上述したように、第1トナー像と第2トナー像との関係を逆にして両トナー像を形成したり、逆にしないで形成したりしても、機外に排出する転写紙の上面と下面との関係を、本来の関係に揃えることができる。
また、第5実施例に係る複写機においては、画像情報に応じて転写電流を変化させるように、第1転写ユニット、第2転写ユニット、転写バイアス電源等からなる両面転写手段を構成している。かかる構成では、上述したように、パッチ画像のように、転写電流の紙面方向におけるバラツキを非常に大きくするトナー像を形成する場合でも、第1面における転写不良を有効に抑えることができる。
また、第6実施例に係る複写機においては、画像情報に応じて、前段転写部における第1中間転写ベルト21表面とこれに接触する転写紙の第1面との接触圧力を変化させる接触圧変化手段を設けているので、上述した理由により、パッチ画像のように、転写電流の紙面方向におけるバラツキを非常に大きくするトナー像を形成する場合でも、第1面における転写不良を有効に抑えることができる。
また、第7実施例に係る複写機においては、画像情報に応じて、前段転写部における第1中間転写ベルト21表面とこれに接触する転写紙の第1面との接触面積を変化させる接触面積変化手段を設けているので、上述した理由により、パッチ画像のように、転写電流の紙面方向におけるバラツキを非常に大きくするトナー像を形成する場合でも、第1面における転写不良を有効に抑えることができる。
なお、第5、第6、第7実施例に係る複写機において、転写電流、ニップ圧、ニップ幅の少なくとも2つを互いに独立して変化させるようにすれば、第1面における転写不良を更に良好に抑えることができる。
前段転写部の構成の一例を示す拡大模式図。 画像部が点在しておらずベタ状になっている第2トナー像が形成された場合における前段転写部を示す拡大模式図。 画像部が点在した状態になる第2トナー像p2が形成された場合における前段転写部を示す拡大模式図。 第1実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機の第1プロセスユニットを示す拡大構成図。 同複写機の第2プロセスユニットを示す拡大構成図。 同複写機の前段転写部と後段転写部とを拡大して示す拡大構成図。 第2実施形態に係る複写機の要部構成を示す概略構成図。 第2トナー像として、画像部の点在度合が第1トナー像よりも大きなものを形成した場合における同複写機の前段転写部の状態を示す拡大模式図。 第2トナー像として、画像部の点在度合が第1トナー像よりも小さいものを形成した場合における同複写機の前段転写部の状態を示す拡大模式図。 第4実施例に係る複写機の反転ユニットを示す概略構成図。 第5実施例に係る複写機の前段転写部を示す拡大構成図。 画像面積率60%の全面ベタ画像が形成された転写紙を示す模式図。 画像面積率90%の全面ベタ画像が形成された転写紙を示す模式図。 画像面積率95%の全面ベタ画像が形成された転写紙を示す模式図。 5つのパッチベタ画像が形成された転写紙を示す模式図。 第6実施例に係る複写機の前段転写部を示す拡大構成図。 同複写機の両面転写装置の変形例を示す構成図。 第7実施例に係る複写機の前段転写部を示す拡大構成図。 同複写機の前段転写部の第1変形例を示す拡大構成図。 同複写機の前段転写部の第1変形例を示す拡大構成図。
符号の説明
P 転写紙(記録体)
1Y,M,C,K 感光体(潜像担持体)
5 現像装置(現像手段)
20 第1転写ユニット(転写手段の一部)
21 第1中間転写ベルト(第1トナー像担持体)
30 第2転写ユニット(転写手段の一部)
46 導電性部材
80Y,M,C,K 第1プロセスユニット(トナー像形成手段の一部)
81Y,M,C,K 第2プロセスユニット(トナー像形成手段の一部)
95 制御部(トナー像形成手段の一部)

Claims (13)

  1. 記録体の第1面に記録される第1トナー像を第1トナー像担持体に形成し、且つ該記録体の第2面に記録される第2トナー像を第2トナー像担持体に形成するトナー像形成手段と、
    該第1トナー像担持体と該第1面とを接触させる前段転写部にて、該第1トナー像担持体と該第1面との間に転写電流を生じせしめて、該第1トナー像を該第1面に転写した後、該第1面に対して所定の間隙を介して電荷付与手段を対向させる後段転写部にて、該第2トナー像担持体と該第2面とを接触させながら、該電荷付与手段によって該第1面に電荷を付与して、該第2トナー像を該第2面に転写する転写手段と、
    該転写手段を経由した後の該記録体の両面にそれぞれトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、
    ワンパス方式によって該記録体の両面に画像を形成する画像形成装置において、
    上記第2トナー像担持体を上記前段転写部から離れた位置に配設するとともに、上記第1トナー像担持体に当接する導電性部材を上記前段転写部に設け、該前段転写部にて、該第1トナー像担持体と該導電性部材との間に上記記録体を挟み込んで、該導電性部材によって該記録体をその第2面側から上記第1トナー像担持体に向けて押圧しながら、該第1トナー像担持体上の上記第1トナー像を上記第1面に転写させるように、上記転写手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 画像情報に基づいて、記録体の第1面に記録される第1トナー像、及び該記録体の第2面に記録される第2トナー像を同一のトナー像担持体に形成するか、あるいは個々のトナー像を互いに異なるトナー像担持体に形成するかするトナー像形成手段と、
    該第1トナー像が形成されたトナー像担持体表面と該第1面とを接触させる前段転写部にて、該トナー像担持体表面と該第1面との間に転写電流を生じせしめて、該第1トナー像を該トナー像担持体表面から該第1面に転写した後、該第1面に対して所定の間隙を介して電荷付与手段を対向させる後段転写部にて、該第2トナー像担持体と該第2面とを接触させながら、該電荷付与手段によって該第1面に電荷を付与して、該第2トナー像を該第2面に転写する転写手段と、
    該転写手段を経由した後の該記録体の両面にそれぞれトナー像を定着せしめる定着手段とを備え、
    ワンパス方式によって該記録体の両面に画像を形成する画像形成装置において、
    上記画像情報に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像との関係を逆転させて、第1トナー像を第2トナー像として形成し且つ第2トナー像を第1トナー像として形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2の画像形成装置において、
    上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の最大画像濃度と最小画像濃度との差に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項2の画像形成装置において、
    上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の画像面積率情報に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項2の画像形成装置において、
    上記画像情報に含まれるか、あるいは該画像情報に基づいて算出されるかするトナー像の平均画像濃度に応じて、上記第1トナー像と上記第2トナー像の関係を逆転させてそれぞれのトナー像を形成させるように、上記トナー像形成手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項2乃至5の何れかの画像形成装置において、
    上記定着手段を経由した後の上記記録体の表裏を反転させる反転手段と、
    定着手段を経由した後の該記録体の搬送路を、裏表反転させる経路と反転させない経路とで切り換える搬送路切換手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項2乃至6の何れかの画像形成装置において、
    上記画像情報に応じて上記転写電流を変化させるように、上記転写手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項2乃至7の何れかの画像形成装置において、
    上記画像情報に応じて、上記前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する上記第1面との接触圧力を変化させる接触圧変化手段を、上記転写手段に設けたことを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項8の画像形成装置において、
    上記接触圧変化手段として、偏心カムの回転を利用して上記接触圧力を変化させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項2乃至7の何れかの画像形成装置において、
    上記画像情報に応じて、上記前段転写部におけるトナー像担持体表面とこれに接触する上記第1面との接触面積を変化させる接触面積変化手段を、上記転写手段に設けたことを特徴とする画像形成装置。
  11. 請求項10の画像形成装置において、
    上記トナー像担持体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動せしめられるトナー担持ベルトを用い、
    且つ、上記接触面積変化手段として、該張架部材を移動させて該トナー担持ベルトの張架姿勢を変化させることで、上記接触面積を変化させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項7乃至11の何れかの画像形成装置において、
    上記転写電流、接触圧及び接触面積のうちの少なくとも2つを互いに独立して変化させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
  13. 請求項1乃至12の何れかの画像形成装置において、
    上記トナー像形成手段に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を設け、
    重量平均粒径が3〜8[μm]で、且つ重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40であるトナーを、該トナー収容手段に収容したことを特徴とする画像形成装置。
JP2004378913A 2004-12-28 2004-12-28 画像形成装置 Withdrawn JP2006184644A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004378913A JP2006184644A (ja) 2004-12-28 2004-12-28 画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004378913A JP2006184644A (ja) 2004-12-28 2004-12-28 画像形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006184644A true JP2006184644A (ja) 2006-07-13

Family

ID=36737798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004378913A Withdrawn JP2006184644A (ja) 2004-12-28 2004-12-28 画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006184644A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018151444A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018151444A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4810232B2 (ja) 画像形成装置
JP4610939B2 (ja) 画像形成装置
JP4451205B2 (ja) 両面転写方法、両面転写装置、画像形成方法、画像形成装置及び画像形成システム
JP2006330199A (ja) 画像形成装置、トナー及びキャリア
JP4800636B2 (ja) 画像形成装置
JP4672291B2 (ja) 画像形成装置
JP2005352357A (ja) 両面転写装置及び画像形成装置
JP2006184644A (ja) 画像形成装置
JP2006184476A (ja) 画像形成装置
JP2006251246A (ja) 画像形成装置
JP2006315787A (ja) 記録体搬送装置及び画像形成装置
JP4358049B2 (ja) 画像形成装置
JP2007226165A (ja) 搬送装置、画像形成装置及びトナー
JP2006084716A (ja) 画像形成装置及び制御方法
JP2005242169A (ja) 画像形成装置
JP2005189607A (ja) 画像形成装置
JP2010210915A (ja) 画像形成装置
JP2005352401A (ja) 画像形成装置
JP4877723B2 (ja) 画像形成装置
JP2006085016A (ja) 画像形成装置
JP4953188B2 (ja) クリーニング方法及び画像形成装置
JP4340524B2 (ja) 画像形成装置
JP2006313283A (ja) 画像形成装置
JP4855731B2 (ja) 画像形成装置及びそのクリーニング方法
JP2006285172A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304