JP3826565B2 - 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、像形成体の周辺に帯電手段、画像書込手段及び現像手段を配置して像形成体上に形成したトナー像を転写材上に転写、定着する複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、両面画像形成においては、像形成体上に形成した一方の面の画像を転写材上に転写、定着し、これを一旦両面反転給紙装置に収納し、再び像形成体上に形成した画像とタイミングを合わせて両面反転給紙装置より転写材を給送し、転写材の他方の面に画像を転写、定着する方法がとられている。
【0003】
この両面画像形成装置では、上記の如く、両面反転給紙装置への給送や定着装置を2度通す等の転写材の搬送が行われるので、転写材搬送の信頼性が低く、ジャムや転写材のしわ等を引き起こす原因となっていた。これに対し、特公昭49−37538号公報、同54−28740号公報、特開平1−44457号公報、同4−214576号公報等により転写材の両面にトナー像を形成後、1回で定着を行うものが提案されている。
【0004】
同様に本願発明者らは、像形成体(感光体ドラム)の周りに帯電手段、画像書込手段、現像手段等よりなるトナー像形成手段を配置し、感光体ドラム上に形成したトナー像を第1の転写手段により一旦ベルト状の中間転写体(トナー像受像体)に転写し、再度感光体ドラム上にトナー像を形成し、トナー像受像体上を搬送される転写材の両面にそれぞれ、感光体ドラム上のトナー像を第1の転写手段により表面画像として転写し、またトナー像受像体上のトナー像を第2の転写手段により裏面画像として転写した後、転写材分離手段により転写材を除電してトナー像受像体から分離し、転写材上のトナー像を定着手段により定着して両面画像を形成する画像形成装置を作製し、該装置を用いて両面画像形成を検討している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像形成装置において、体積抵抗率が低いトナー像受像体を用いた場合、第2の転写手段や転写材分離手段よりの放電が転写材の前後或いは両端部においてトナー像受像体上に落雷し、トナー像受像体が破損されて裏面画像に画像欠陥が発生したり、表面画像に転写不良が生じるという問題が起こる。また、中間転写体から転写材を分離する際に第2の転写手段による転写を受けた後の転写材は、中間転写体に強固に静電吸着してしまうため非常に分離しづらく、そのために転写材分離手段を設けるが、第2の転写手段と転写材分離手段とを、共にトナー像受像体を搬送する駆動ローラに対向して設けた場合、第2の転写手段および転写材分離手段を共に小さくする必要があるため、第2の転写手段および転写材分離手段による放電が不足したり、或いは第2の転写手段および転写材分離手段が近接して配置されるため、第2の転写手段および転写材分離手段よりの放電が干渉したりして、トナー像受像体から転写材の裏面へのトナー像の転写や、トナー像受像体からの転写材の分離が安定して行われないという問題が生じる。
【0006】
特に、第2の転写手段および転写材分離手段を近接して配置すると、第2の転写手段によって帯電される中間転写体の電荷が分離位置までの間にリークされず分離が安定して行われないという問題が生じる。
【0007】
本発明は上記の問題点を改良し、中間転写体が破損されることなく、転写材裏面へのトナー像の転写や中間転写体からの転写材の分離が安定して行われる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、像形成体と、前記像形成体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像形成体上のトナー像を転写可能でありかつ転写材を搬送する手段であるベルト状の中間転写体と、前記像形成体上のトナー像を前記中間転写体または前記転写材の表面に転写する第1の転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材の裏面に転写する第2の転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記中間転写体の体積抵抗率を10 12 〜10 15 Ω・cmとするとともに、前記中間転写体を介して前記第2の転写手段に対向する位置および前記転写材を前記中間転写体より分離する位置のそれぞれに導電性の回動ローラを接地して設け、更に、分離する位置に設けられる前記回動ローラの中心位置と前記第2の転写手段に対向する位置に設けられる回動ローラの中心位置との間隔を30mm以上とする、ことを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本願の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0011】
また、以下の実施形態の説明において、カラートナー像の転写材への転写の際に、像形成体に対向する側の転写材の面を表面、転写材の他方の側の面すなわち中間転写体に対向する側の転写材の面を裏面といい、転写材の表面に転写する画像を表面画像、転写材の裏面に転写する画像を裏面画像という。
【0012】
本発明にかかわる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス、各機構について、図1〜図5を用いて説明する。図1は、本発明にかかわる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図2は、図1の像形成体の側断面図であり、図3は、本発明にかかわる画像形成装置の両面のトナー像形成状態を示す図であり、図3(A)は、像形成体に形成したトナー像を中間転写体上に転写し裏面画像を形成する図であり、図3(B)は、中間転写体上の裏面画像と同期して像形成体に表面画像を形成する図であり、図3(C)は、転写材上への両面画像形成を示す図であり、図4は、第1の転写手段と第2の転写手段に対向する位置に設けられる回動ローラと中間転写体からの転写材分離位置に設けられる回動ローラとの位置関係を示す図であり、図5は、拍車による転写材の定着手段への誘導を示す図である。
【0013】
図1において、10は像形成体である感光体ドラム、11は各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は各色毎の画像書込手段である露光光学系、13は各色毎の現像手段である現像器、14aは中間転写体であるトナー像受像体、14cは第1の転写手段である転写器、14gは第2の転写手段である裏面転写器、150は転写材帯電手段である紙帯電器、14hは転写材分離手段である紙分離AC除電器、160は拍車162を有する搬送部、17は定着手段である定着装置である。
【0014】
像形成体である感光体ドラム10は、例えば、光学ガラスや透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、a−Si層あるいは有機感光層(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図1の矢印で示す時計方向に回転される。
【0015】
感光体ドラム10は、図2に示すように、それを係合固定する両端部のフランジ部材10a及び10bに嵌込まれたベアリングB1,B2により装置本体に架設固定されるドラム軸30に対し軸受けされて回転自在に支持され、フランジ部材10bの一体とする歯車Gが装置本体側の不図示の駆動歯車と噛合して駆動されることにより所定の方向に定速で回転される。
【0016】
本実施形態においては、各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器11、各色毎の画像書込手段である露光光学系12及び各色毎の現像手段である現像器13は、これらを1組として、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)および黒色(K)の各色の画像形成プロセス用として4組設けられ、図1の矢印にて示す感光体ドラム10の回転方向に対して、Y、M、C、Kの順に配置される。
【0017】
各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器11は、それぞれ所定の電位に保持された制御グリッドと例えば鋸歯状電極からなる放電電極11aとを有し、感光体ドラム10の感光層と対峙して取付けられ、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用(本実施形態においてはマイナス帯電)を行い、感光体ドラム10に対し一様な電位を与える。放電電極11aとしては、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。
【0018】
各色毎の画像書込手段である露光光学系12は、感光体ドラム10上での露光位置が、前述した各色毎のスコロトロン帯電器11に対して感光体ドラム10の回転方向下流側に位置するようにして感光体ドラム10の内部に配置される。図2に示すように、それぞれの露光光学系12は、ドラム軸30と平行に主走査方向に配列された像露光光の発光素子としてのLED(発光ダイオード)を複数個アレイ状に並べた線状の露光素子12aと、結像素子としての光集束性光伝送体(商品名:セルフォックレンズアレイ)12bと、レンズホルダ12cとで構成される露光用ユニットであり、保持部材20に取付けられる。保持部材20には各色毎の露光光学系12の他に転写同時露光器12d及び一様露光器12eが取付けられ、一体となって感光体ドラム10の基体内部に収容される。各色毎の露光光学系12は、別体の画像読み取り装置によって読み取られメモリに記憶された各色の画像データに従って感光体ドラム10の感光層を裏面から像露光し、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。露光素子12aとしては、その他FL(蛍光体発光),EL(エレクトロルミネッセンス),PL(プラズマ放電)等の複数の発光素子をアレイ状に並べたものを用いることも可能である。なお、像露光光発光素子の発光波長は、通常Y,M,Cのトナーに対して透過性の高い780〜900nmの範囲のものが用いられるが、本実施形態においては裏面から像露光を行う方式であるためカラートナーに対して透過性を十分に有しないこれより短い400〜780nmの波長でもよい。なお図2において、WAは像露光手段の発光素子(LED)よりのリード線である。
【0019】
各色毎の現像手段である現像器13は、感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体ドラム10の回転方向と順方向に回転する例えば厚み0.5〜1mm、外径15〜25mmの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ131と、現像ケーシング138を有し、内部にイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)および黒色(K)の一成分或いは二成分現像剤を収容している。それぞれの現像器13は不図示の突き当てコロにより感光体ドラム10と所定の間隙、例えば100〜500μmをあけて非接触に保たれており、現像スリーブ131に対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非接触の反転現像を行い、感光体ドラム10上にトナー像を形成する。
【0020】
中間転写体であるトナー像受像体14aは体積抵抗率1010〜1016Ω・cm、好ましくは1012〜1015Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.1〜1.0mmの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ5〜50μmのフッ素コーティングを行った、2層構成のシームレスベルトである。ベルトの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.5〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。トナー像受像体14aは、駆動ローラ14dと支持ローラ14jと従動ローラ14eとガイドローラ14fとテンションローラ14iとに内接して張架され、図1の矢印で示す反時計方向に回転される。トナー像受像体14aの回転方向に従い従動ローラ14e、支持ローラ14j、駆動ローラ14d、テンションローラ14i、ガイドローラ14fの順に設けられ、従動ローラ14e、支持ローラ14j、駆動ローラ14d及びガイドローラ14fは固定して回転され、テンションローラ14iはトナー像受像体14aの弾力により回転中に移動可能である。後述するように駆動ローラ14dと支持ローラ14jと従動ローラ14eとは共に接地された導電性の回動ローラであり、中間転写体であるトナー像受像体14aを介して従動ローラ14eが転写材帯電手段である紙帯電器150と対向し、支持ローラ14jが第2の転写手段である裏面転写器14gと対向し、駆動ローラ14dが転写材分離手段である紙分離AC除電器14hと対向して設けられる。不図示の駆動モータよりの駆動をうけて駆動ローラ14dが回転され、トナー像受像体14aが駆動回転される。トナー像受像体14aの回転により支持ローラ14j、従動ローラ14e、ガイドローラ14f及びテンションローラ14iが従動回転される。回転中のトナー像受像体14aのベルト弛みがテンションローラ14iにより緊張される。
【0021】
第1の転写手段である転写器14cは、トナー像受像体14aを挟んで感光体ドラム10に対向して設けられ、トナー像受像体14aと感光体ドラム10との間に転写域14bを形成する。転写器14cにはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧を印加し、転写域14bに転写電界を形成することにより、感光体ドラム10上のトナー像をトナー像受像体14a上または転写材である記録紙Pの表面に転写する。
【0022】
第2の転写手段である裏面転写器14gはトナー像受像体14aを挟んで接地された導電性の回動ローラである支持ローラ14jに対向して設けられ、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加され、トナー像受像体14a上のトナー像を記録紙Pの裏面に転写する。
【0023】
転写材帯電手段である紙帯電器150はトナー像受像体14aを挟んで接地された従動ローラ14eと対向して設けられ、支軸152を回転支点としてトナー像受像体14aに当接及び当接解除であり、記録紙Pを帯電してトナー像受像体14aに吸着させる。
【0024】
転写材分離手段である紙分離AC除電器14hは必要に応じてトナー像受像体14aの定着装置17側端部にトナー像受像体14aを挟んで接地された導電性の回動ローラである駆動ローラ14dに対向して設けられ、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、トナー像受像体14aにより搬送される記録紙Pを除電する。
【0025】
搬送部160はトナー像受像体14aと定着装置17との間に設けられ、搬送部160の上面には拍車162が設けられる。拍車162は、記録紙Pがトナー像受像体14aより分離される際に、トナー像受像体14a方向へ曲がって搬送されようとする記録紙Pをすくい上げるとともに、裏面にトナー像を有する記録紙Pを裏面トナー像の乱れを防止しながら定着装置17へと搬送する。
【0026】
定着手段である定着装置17は、内部にヒータを有する定着ローラ17aと圧着ローラ17bとの2本のローラで構成され、定着ローラ17aと圧着ローラ17bとの間で熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のトナー像を定着する。
【0027】
次に画像形成プロセスを説明する。
【0028】
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動により感光体ドラム10が図1の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にイエロー(Y)のスコロトロン帯電器11の帯電作用により感光体ドラム10に電位の付与が開始される。
【0029】
感光体ドラム10は電位を付与されたあと、Yの露光光学系12によって第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体ドラム10の表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像を形成される。
【0030】
前記の潜像はYの現像器13により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム10上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。
【0031】
次いで感光体ドラム10は、Yのトナー像の上からマゼンタ(M)のスコロトロン帯電器11の帯電作用により電位が付与され、Mの露光光学系12によって第2の色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による画像書込が行われ、Mの現像器13による非接触の反転現像によって前記のイエロー(Y)のトナー像の上にマゼンタ(M)のトナー像が重ね合わせて形成される。
【0032】
同様のプロセスにより、シアン(C)のスコロトロン帯電器11、Cの露光光学系12およびCの現像器13によってさらに第3の色信号に対応するシアン(C)のトナー像が重ね合わせて形成され、更にその上に黒色(K)のスコロトロン帯電器11、Kの露光光学系12およびKの現像器13によって第4の色信号に対応する黒色(K)のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム10の一回転以内にその周面上にイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)および黒色(K)の4色の重ね合わせカラートナー像が形成される(トナー像形成手段)。
【0033】
これらY,M,C及びKの露光光学系12による感光体ドラム10の感光層に対する画像書込はドラムの内部より前述した透明の基体を通して行われる。従って第2,第3および第4の色信号に対応する画像の書込は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第1の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。
【0034】
上記の画像形成プロセスによって像形成体である感光体ドラム10上に形成された裏面画像となる重ね合わせカラートナー像は、転写域14bにおいて、第1の転写手段である転写器14cによって、中間転写体であるトナー像受像体14a上に一括して転写される(図3(A))。この際、良好な転写がなされるように、感光体ドラム10の内部に設けた転写同時露光器12dによる一様露光が行われるようにしてもよい。
【0035】
転写後の感光体ドラム10の周面上に残ったトナーは感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、感光体ドラムクリーニング手段としてのクリーニング装置19にいたり、感光体ドラム10に当接したゴム材から成るクリーニングブレード19aによってクリーニングされ、スクリュウ19bによって図示せぬ排トナー容器に回収される。また、感光体ドラム10の周面は、例えば発光ダイオードを用いた帯電前の一様露光器12eによる露光によって先の画像形成における感光体ドラム10の履歴が解消される。
【0036】
以上のようにして感光体ドラム10上に裏面画像となる重ね合わせカラートナー像が形成された後、引続き表面画像となる重ね合わせカラートナー像が上記のカラー画像形成プロセスと同様にして形成される(図3(B))。この際、感光体ドラム10上に形成される表面画像は、前記感光体ドラム10上に形成した裏面画像に対して鏡像となるように画像データが変更される。
【0037】
感光体ドラム10上への表面画像形成にともなって転写材である記録紙Pが転写材収納手段である給紙カセット15より、送り出しローラ15aにより送り出され、転写材給送手段としてのタイミングローラ15bへ搬送され、タイミングローラ15bの駆動によって、感光体ドラム10上に担持された表面画像のカラートナー像と、トナー像受像体14aに担持されている裏面画像のカラートナー像との同期がとられて転写域14bへ給送される。この際、記録紙Pに当接状態とされトナーと同極性(本実施形態においてはマイナス極性)の直流電圧が印加された先端がブラシ状の紙帯電器150により、記録紙Pがトナーと同極性に紙帯電され、トナー像受像体14aに吸着されて転写域14bへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を行うことにより、トナー像受像体14a上のトナー像や感光体ドラム10上のトナー像と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止している。記録紙Pの通過と同時に紙帯電器150はトナー像受像体14aより離間され、当接が解除の状態となる。
【0038】
紙帯電器150は記録紙Pの後端の通過の直前或いは通過と同時にトナー像受像体14aより当接解除され記録紙Pと離間される。また、紙帯電器150への電圧の印加は記録紙Pの送られているときのみであり、記録紙Pとの離間と同時に紙帯電器150へ印加されている電圧が切断される。
【0039】
また、転写材帯電手段として、トナー像受像体14aに当接及び当接の解除可能でトナーと同極性の直流電圧が印加される導電性ローラや半導電性のフィルム部材またはブレード部材を用いることも可能である。
【0040】
転写域14bではトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加された第1の転写手段としての転写器14cによって感光体ドラム10上の表面画像が一括して記録紙Pの表面に転写される。このとき、トナー像受像体14a上の裏面画像は記録紙Pに転写されないでトナー像受像体14a上に存在する。転写器14cによる転写の際、良好な転写がなされるように、転写域14bと対向して感光体ドラム10の内部に設けられた、例えば発光ダイオードを用いた転写同時露光器12dによる一様露光が行われるようにしてもよい。
【0041】
表面にカラートナー像が転写された記録紙Pは、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧を印加した第2の転写手段としての裏面転写器14gへと搬送され、裏面転写器14gによりトナー像受像体14aの周面上の裏面画像が一括して記録紙Pの裏面に転写される(図3(C))。
【0042】
両面にカラートナー像が形成された記録紙Pは、次に駆動ローラ14dの曲率或いは必要に応じて転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hによる除電作用により、トナー像受像体14aから分離され、拍車162が設けられた搬送部160を経て、定着装置17へと搬送され、定着ローラ17aと圧着ローラ17bとの間で熱と圧力とを加えられることにより記録紙P上のトナー像が定着され、両面画像記録がなされた記録紙Pが表裏の画像を反転されて送られ、排紙ローラ18により装置外部のトレイへ排出される。
【0043】
転写後のトナー像受像体14aの周面上に残ったトナーは、トナー像受像体14aを挟んでガイドローラ14fに対向して設けられた、トナー像受像体14aに当接及び当接解除可能なトナー像受像体クリーニングブレード141とクリーニングローラ144とを有するトナー像受像体クリーニング装置140によりクリーニングされる。
【0044】
また、転写後の感光体ドラム10の周面上に残ったトナーは、感光体ドラムAC除電器16により除電を受けた後、クリーニング装置19により残留トナーを除去され、帯電前の一様露光器12eにより先の画像形成における感光体ドラム10の履歴が解消されて、次の画像形成サイクルにはいる。
【0045】
上記の方法を用いることにより、重ね合わせカラートナー像を一括転写するので、トナー像受像体14a上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ等が起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー画像形成がなされる。
【0046】
上記の実施形態では、図4に示すように、共に接地された駆動ローラ14dと支持ローラ14jとは導電性の回動ローラであり、中間転写体であるトナー像受像体14aを挟んで支持ローラ14jが裏面転写器14gと対向し、駆動ローラ14dが紙分離AC除電器14hと対向し、裏面転写器14gと紙分離AC除電器14hとが所定の間隔を空けて配置される。裏面転写器14gと紙分離AC除電器14hのそれぞれに対して接地された導電性の回動ローラを設けてそれぞれの回動ローラに放電電流を流すようにすることにより裏面転写器14gと紙分離AC除電器14hとの放電の干渉が防止され、それぞれの放電の安定化が図られる。また第2の転写手段と分離位置とを間隔を空けて分けることにより、転写材の分離位置での分離も容易となる。さらに裏面転写器14gに対向する接地した導電部材を導電性の回動ローラである支持ローラ14jとすることにより、裏面転写器14gの放電時にトナー像受像体14aと接地した導電部材との間に強い静電気力が作用し、接地した導電部材にトナー像受像体14aが密着して搬送が不安定になるという問題もなくなる。
【0047】
記録紙Pを中間転写体であるトナー像受像体14aより分離する位置に設けられる回動ローラである駆動ローラ14dの中心位置とトナー像受像体14aを介して第2の転写手段である裏面転写器14gに対向する位置に設けられる回動ローラである支持ローラ14jの中心位置との間隔をL1、支持ローラ14jの中心位置と第1の転写手段である転写器14cの位置との間隔をL2、転写器14cの位置と中間転写体であるトナー像受像体14aを介して転写材帯電手段である紙帯電器150と対向する位置に接地されて設けられる回動ローラである従動ローラ14eの中心位置との間隔をL3とするとき、間隔L1,L2,L3はそれぞれ20mm以上あることが好ましい。これにより、紙分離AC除電器14hと裏面転写器14gとの放電の干渉、裏面転写器14gと転写器14cとの放電の干渉、転写器14cと紙帯電器150との放電の干渉がそれぞれ防止される。特に紙帯電器150として非接触のコロナ放電器を用いる場合に、紙帯電器150と転写器14cとの放電の干渉が防止される。
【0048】
更に間隔L1を間隔L2より大きくとり(L1≧L2)、裏面転写器14gの転写の際にトナー像受像体14aに強固に静電吸着される記録紙Pの電荷や裏面転写器14gの転写の際に荷電されるトナー像受像体14aの電荷を分離位置までの間にリークさせることが好ましく、駆動ローラ14dの中心位置と支持ローラ14jの中心位置との間隔L1は20mm以上、200mm以下が好ましい。間隔L1が20mm未満であると裏面転写器14gにより帯電されたトナー像受像体14a上の電荷が紙分離AC除電器14hが設けられた分離位置に到達するまでの間にリークされず記録紙Pが分離しづらくなり、間隔L1が200mmを越えるとリークが略完全に行われるが、記録紙Pとトナー像受像体14aとの密着性が弱くなり、裏面画像が乱されることがある。なお、駆動ローラ14dの外径は10〜40mm、支持ローラ14jの外径は6〜20mmのものが通常用いられる。
【0049】
また下記に説明するトナー像受像体14aの体積抵抗率の範囲において、さらに駆動ローラ14dの中心位置と支持ローラ14jの中心位置との間隔L1は30mm以上、200mm以下が好ましい。
【0050】
前述した如く中間転写体であるトナー像受像体14aの体積抵抗率は1010〜1016Ω・cm、好ましくは1012〜1015Ω・cmである。体積抵抗率が1012Ω・cm、特に1010Ω・cm未満であるとそれぞれ接地された導電性の回動ローラの対向して設けられた裏面転写器14gや紙分離AC除電器14hよりの放電がトナー像受像体14aへの落雷となってトナー像受像体14aを破損する。また体積抵抗率が1015Ω・cm、特に1016Ω・cmを越えると裏面転写器14gにより帯電されたトナー像受像体14a上の電荷が紙分離AC除電器14hが設けられた分離位置に到達するまでの間にリークせず、分離しづらくなる。
【0051】
なお電荷のリークは、トナー像受像体14aの体積抵抗率が1010〜1016Ω・cm、好ましくは1012〜1015Ω・cmで、トナー像受像体14aの移動速度が50〜500mm/secの範囲の場合、駆動ローラ14dの中心位置と支持ローラ14jの中心位置との間隔が30mm以上において良好に行われるため、駆動ローラ14dの外径を10〜20mmの小径とすることにより、紙分離AC除電器14hを省略することも可能である。また駆動ローラ14dと支持ローラ14jとの間にトナー像受像体14aに内接し接地された導電性のブラシ等を設置することにより、電荷のリークをさらに促進することも可能である。
【0052】
上記の如く中間転写体の体積抵抗率の値を設定することにより、中間転写体が破損されることがなく、また、第2の転写手段による中間転写体上の電荷が分離位置までの間にリークされ、転写材の分離が容易となる。
【0053】
以上のように中間転写体であるトナー像受像体14aの体積抵抗値を所定の値に設定し、第2の転写手段に対向する位置及び分離位置のそれぞれに導電性の回動ローラを設けることにより、転写材である記録紙Pの分離の安定が図られるが、トナー像受像体14aにより搬送される記録紙Pが紙分離AC除電器14hによる除電作用或いは駆動ローラ14dの曲率により分離される際に、トナー像受像体14aと記録紙Pの静電密着力により記録紙Pがトナー像受像体14aの方向にやや曲げられた状態となる。そこで、図5に示すように、拍車162を有する搬送部160を設け、拍車162により記録紙Pの先端部をすくい上げて定着装置17へ誘導することが好ましい。
【0054】
上記の如く、中間転写体から分離された転写材を、拍車によりすくい上げて定着装置へ誘導することにより、転写材上の裏面トナー像を乱されることなく転写材が定着手段へと良好に搬送される。
【0055】
なお、上記の実施形態の説明中にも述べた如く転写材分離手段である紙分離AC除電器14hは必ずしも設ける必要はなく、分離方法として駆動ローラ14dによる曲率分離を用いたものにも本発明は適用されるものである。また、上記両面画像形成装置の実施形態としてカラー画像形成装置にて説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものでなく、図1にて説明したと同様のプロセスによるモノクロの両面画像形成装置にも適用されるものである。
【0056】
さらに、本発明の画像形成装置では、上述の実施形態で説明したような転写材の両面に画像を形成する両面画像形成の外に、転写材の表面または裏面のみの片側に画像を形成する片側画像形成もなされ得ることは勿論である。
【0057】
【発明の効果】
請求項1によれば、中間転写体の体積抵抗率の値を所定の範囲に設定し、第2の転写手段に対向する位置及び分離位置のそれぞれに導電性の回動ローラを設けることにより、中間転写体が破損されることなく、第2の転写手段による裏面画像の転写ならびに分離位置での分離の安定が図られる。
また、第2の転写手段による中間転写体上の電荷が分離位置までの間にリークされ、転写材の分離が確実となる。
【0060】
請求項2によれば、中間転写体により搬送され分離された後の転写材が、拍車によりすくい上げられ、転写材上のトナー像を乱されることなく定着手段へと良好に搬送される。
【0061】
請求項3によれば、分離位置での転写材の分離が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかわる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図2】図1の像形成体の側断面図である。
【図3】本発明にかかわる画像形成装置の両面のトナー像形成状態を示す図である。
【図4】第1の転写手段と第2の転写手段に対向する位置に設けられる回動ローラと中間転写体からの転写材分離位置に設けられる回動ローラとの位置関係を示す図である。
【図5】拍車による転写材の定着手段への誘導を示す図である。
【符号の説明】
10 感光体ドラム
11 スコロトロン帯電器
12 露光光学系
13 現像器
14a トナー像受像体
14c 転写器
14d 駆動ローラ
14g 裏面転写器
14h 紙分離AC除電器
14j 支持ローラ
17 定着装置
162 拍車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a copying machine, a printer, a FAX, etc., in which a charging unit, an image writing unit, and a developing unit are arranged around an image forming body to transfer and fix a toner image formed on the image forming body onto a transfer material. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in double-sided image formation, an image on one side formed on an image forming body is transferred and fixed onto a transfer material, which is once stored in a double-sided reversing paper feeding device and formed again on the image forming body. A method is adopted in which a transfer material is fed from a double-sided reversing paper feeding device in synchronization with the image, and the image is transferred and fixed on the other surface of the transfer material.
[0003]
In this double-sided image forming apparatus, as described above, the transfer material is conveyed such as feeding to the double-sided reversing paper feeding device and passing through the fixing device twice, so that the reliability of the transfer material conveyance is low, and jam and transfer It was a cause of wrinkling of the material. On the other hand, a toner image is formed on both surfaces of a transfer material according to Japanese Patent Publication Nos. 49-37538, 54-28740, JP-A-1-44457, and 4-214576, etc., and then fixed once. Something to do is proposed.
[0004]
Similarly, the inventors of the present application have arranged toner image forming means including charging means, image writing means, developing means, etc. around an image forming body (photosensitive drum), and a toner image formed on the photosensitive drum is obtained. The image is once transferred to a belt-like intermediate transfer member (toner image receiver) by the first transfer unit, and a toner image is formed again on the photosensitive drum, and the toner image receiver is conveyed on both sides of the transfer material. The toner image on the photosensitive drum is transferred as a front image by the first transfer unit, and the toner image on the toner image receiver is transferred as the back image by the second transfer unit and then transferred by the transfer material separating unit. An image forming apparatus for forming a double-sided image by forming the double-sided image by fixing the toner image on the transfer material by fixing the toner image from the toner image receiver and examining the double-sided image formation using the apparatus. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image forming apparatus, when a toner image receiver having a low volume resistivity is used, the discharge from the second transfer unit or transfer material separating unit is generated on the toner image receiver before and after the transfer material or at both ends. There is a problem that lightning strikes and the toner image receiver is damaged to cause image defects on the back surface image or transfer defects on the front surface image. In addition, when separating the transfer material from the intermediate transfer body, the transfer material after being transferred by the second transfer means is strongly electrostatically adsorbed to the intermediate transfer body and is therefore very difficult to separate. The transfer material separating means is provided. When both the second transfer means and the transfer material separating means are provided facing the driving roller for conveying the toner image receiver, the second transfer means and the transfer material separating means are provided. Since it is necessary to make both small, the second transfer unit and the transfer material separating unit are insufficiently discharged, or the second transfer unit and the transfer material separating unit are arranged close to each other. In addition, the transfer of the toner image from the toner image receiver to the back surface of the transfer material and the separation of the transfer material from the toner image receiver are not performed stably due to interference from the discharge from the transfer material separating means. Problems arise.
[0006]
In particular, when the second transfer unit and the transfer material separating unit are arranged close to each other, the charge of the intermediate transfer member charged by the second transfer unit is not leaked until the separation position, and the separation is performed stably. The problem of not.
[0007]
The present invention improves the above-described problems and provides an image forming apparatus in which transfer of a toner image to the back surface of a transfer material and separation of the transfer material from the intermediate transfer member are stably performed without damage to the intermediate transfer member. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The object is to form an image forming body, a toner image forming means for forming a toner image on the image forming body, and a belt-like shape capable of transferring the toner image on the image forming body and conveying a transfer material. An intermediate transfer member, first transfer means for transferring the toner image on the image forming member to the surface of the intermediate transfer member or the transfer material, and the toner image on the intermediate transfer member on the back surface of the transfer material. In the image forming apparatus having the second transfer means for transferring and the fixing means for fixing the toner image on the transfer material, the volume resistivity of the intermediate transfer member is set to 10 12 to 10 15 Ω · cm, A conductive rotation roller is provided in contact with the second transfer means via the intermediate transfer member and a position where the transfer material is separated from the intermediate transfer member, and further separated. Of the rotating roller provided in The distance of the center position and the center position of the rotation rollers provided at a position opposite to the second transfer means and above 30 mm, it Ru is achieved by an image forming apparatus according to claim.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The description of the present application does not limit the technical scope of the claims or the meaning of the terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
[0011]
In the description of the embodiments below, when transferring a color toner image to a transfer material, the surface of the transfer material facing the image forming body is the surface, and the other side of the transfer material, that is, an intermediate transfer body The surface of the transfer material facing the surface is called the back surface, the image transferred to the surface of the transfer material is called the front image, and the image transferred to the back surface of the transfer material is called the back image.
[0012]
An image forming process and each mechanism of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of the image forming body of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a toner image forming state on both sides of the image forming apparatus according to the invention, and FIG. 3A is a diagram for forming a back image by transferring the toner image formed on the image forming body onto the intermediate transfer member. FIG. 3B is a diagram in which a front surface image is formed on the image forming body in synchronization with the back surface image on the intermediate transfer member, and FIG. 3C is a diagram showing double-sided image formation on the transfer material. FIG. 4 shows the positional relationship between a rotation roller provided at a position facing the first transfer unit and the second transfer unit and a rotation roller provided at a transfer material separating position from the intermediate transfer member. FIG. 5 is a diagram showing guidance of the transfer material to the fixing means by a spur.
[0013]
In FIG. 1, 10 is a photosensitive drum as an image forming body, 11 is a scorotron charger as charging means for each color, 12 is an exposure optical system as image writing means for each color, and 13 is developing means for each color. 14a is a toner image receiver as an intermediate transfer member, 14c is a transfer device as a first transfer means, 14g is a back surface transfer device as a second transfer means, and 150 is a transfer material charging means. A paper charger, 14h is a paper separation AC static eliminator serving as a transfer material separating means, 160 is a transport unit having a
[0014]
The
[0015]
As shown in FIG. 2, the
[0016]
In the present embodiment, a
[0017]
A
[0018]
In the exposure
[0019]
The developing
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
The
[0024]
A paper separation AC
[0025]
The
[0026]
The fixing
[0027]
Next, the image forming process will be described.
[0028]
The
[0029]
After the
[0030]
The latent image is reversely developed in a non-contact state by the
[0031]
Next, a potential is applied to the
[0032]
By a similar process, a cyan (C) toner image corresponding to the third color signal is further superimposed by the cyan (C)
[0033]
Image writing to the photosensitive layer of the
[0034]
The superimposed color toner image, which is the back image formed on the
[0035]
The toner remaining on the peripheral surface of the
[0036]
After the superimposed color toner image to be the back image is formed on the
[0037]
Along with the surface image formation on the
[0038]
The
[0039]
Further, as the transfer material charging means, a conductive roller, a semiconductive film member, or a blade member that can be contacted and released from the
[0040]
In the
[0041]
The recording paper P on which the color toner image is transferred on the front surface is conveyed to a back
[0042]
The recording paper P on which the color toner images are formed on both sides is then separated from the
[0043]
The toner remaining on the peripheral surface of the
[0044]
Further, the toner remaining on the peripheral surface of the
[0045]
By using the above method, the superimposed color toner images are collectively transferred, so that color misregistration of the color image on the
[0046]
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0047]
Back surface transfer as a second transfer means via the central position of a driving
[0048]
Further, the interval L1 is set larger than the interval L2 (L1 ≧ L2), and the charge of the recording paper P that is strongly electrostatically attracted to the
[0049]
Further, in the volume resistivity range of the
[0050]
As described above, the volume resistivity of the
[0051]
The charge leakage is such that the volume resistivity of the
[0052]
By setting the volume resistivity value of the intermediate transfer member as described above, the intermediate transfer member is not damaged, and the charge on the intermediate transfer member by the second transfer unit is not transferred until the separation position. Leakage occurs and transfer material is easily separated.
[0053]
As described above, the volume resistance value of the
[0054]
As described above, the transfer material separated from the intermediate transfer member is scooped up by a spur and guided to the fixing device, so that the transfer material can be conveyed to the fixing unit without disturbing the back surface toner image on the transfer material. Is done.
[0055]
Note that the paper separation AC
[0056]
Furthermore, in the image forming apparatus of the present invention, in addition to the double-sided image formation for forming images on both sides of the transfer material as described in the above embodiment, one side for forming an image on only one side of the front or back surface of the transfer material. Of course, image formation can also be performed.
[0057]
【The invention's effect】
According to the first aspect, by setting the volume resistivity value of the intermediate transfer member within a predetermined range, and providing a conductive rotation roller at each of the position facing the second transfer unit and the separation position, The intermediate transfer member is not damaged, and the transfer of the back image by the second transfer unit and the separation at the separation position can be stabilized.
Further, the charge on the intermediate transfer member by the second transfer means leaks until the separation position, and the transfer material is reliably separated.
[0060]
According to the second aspect , the transfer material after being transported and separated by the intermediate transfer member is picked up by the spur and is favorably transported to the fixing unit without disturbing the toner image on the transfer material.
[0061]
According to the third aspect , the transfer material can be easily separated at the separation position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the image forming body of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a toner image forming state on both sides of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship between a rotation roller provided at a position facing the first transfer unit and the second transfer unit and a rotation roller provided at a transfer material separation position from the intermediate transfer member. .
FIG. 5 is a diagram showing guidance of a transfer material to a fixing unit by a spur.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中間転写体の体積抵抗率を10 12 〜10 15 Ω・cmとするとともに、
前記中間転写体を介して前記第2の転写手段に対向する位置および前記転写材を前記中間転写体より分離する位置のそれぞれに導電性の回動ローラを接地して設け、更に、
分離する位置に設けられる前記回動ローラの中心位置と前記第2の転写手段に対向する位置に設けられる回動ローラの中心位置との間隔を30mm以上とする、
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming member, a toner image forming unit that forms a toner image on the image forming member, an intermediate transfer member that can transfer the toner image on the image forming member and conveys a transfer material, A first transfer unit that transfers the toner image on the image forming body to the surface of the intermediate transfer member or the transfer material; and a second transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer member to the back surface of the transfer material. And an image forming apparatus having fixing means for fixing the toner image on the transfer material.
The volume resistivity of the intermediate transfer member is 10 12 to 10 15 Ω · cm,
A conductive rotation roller is provided in contact with the second transfer means via the intermediate transfer member and at a position where the transfer material is separated from the intermediate transfer member.
The interval between the center position of the rotation roller provided at the separating position and the center position of the rotation roller provided at a position facing the second transfer means is 30 mm or more.
An image forming apparatus.
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