(57)【要約】【課題】第２の像担持体上のトナー像の帯電量を適正化して、第２の像担持体上のトナー像の転写不良を抑制することのできる画像形成装置および画像形成システムを提供する。【解決手段】転写ローラ２０よりも第２の像担持体たる転写ベルト移動方向下流側に配置された第２転写手段である転写チャージャ２１を用いて、第２の像担持体たる転写ベルト上のトナー像に電荷を付与することにより、転写ベルト上のトナーを、静電転写が良好に行うことのできる適正な帯電量にすることができ、転写紙裏面に形成される画像の転写不良を抑制することができる。【選択図】図１
2010054560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像担持体と、
第２の像担持体と、
前記第１の像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記第１の像担持体上のトナー像を記録体のおもて面または前記第２像担持体に転写する第１の転写手段と、
前記第２の像担持体上のトナー像を記録体の裏面に転写する第２の転写手段とを備え、
前記トナー像形成手段で、前記第１の像担持体上にトナー像を形成し、前記第１の転写手段で前記トナー像を前記第２の像担持体上に転写した後、前記トナー像形成手段で、前記第１の像担持体上にトナー像を形成し、前記第１の転写手段で前記第１の像担持体上のトナー像を前記記録体のおもて面に転写し、前記第２の転写手段で前記第２の像担持体上のトナー像を前記記録体の裏面に転写する画像形成装置において、
前記第２の像担持体上のトナー像に電荷を付与する電荷付与手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記電荷付与手段は、前記第１の像担持体上におけるトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
前記電荷付与手段は、前記第１の像担持体上におけるトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
前記電荷付与手段は、前記第２の像担持体上におけるトナーの電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]以上−２０[μＣ／ｇ]以下となるよう電荷を付与するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
前記電荷付与手段は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して非接触で電荷を付与するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記電荷付与手段として、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行う放電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記放電装置は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行うための放電部材を備え、該放電部材として放電針を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６の画像形成装置において、
前記放電装置は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行うための放電部材を備え、該放電部材として導電性薄板部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
前記第２の像担持体が前記記録体を担持して搬送する搬送領域において、前記第１の転写手段の配置位置よりも前記第２の像担持体表面移動方向下流側に前記電荷付与手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
前記第２の転写手段を前記電荷付与手段として用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、
前記第２の像担持体として表面抵抗が１０５[Ω／□]以上、１０１２[Ω／□]以下のベルト部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
前記ベルト部材としてエンドレスベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２の画像形成装置において、
前記ベルト部材と少なくとも前記ベルト部材を張架する複数の張架部材とをユニット化したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３いずれかの画像形成装置において、
前記第２の像担持体表面に設けたマークを検知するマーク検知手段を備え、
該マーク検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
前記第２の像担持体を駆動させるための専用の駆動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１５の画像形成装置において、
前記駆動手段としてステッピングモータを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６いずれかの画像形成装置において、
前記第２の像担持体を前記第１の像担持体に対して接離可能に構成し、
画像形成時以外は、前記第２の像担持体を前記第１の像担持体に対して離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、
前記第２の像担持体表面と当接して、前記第２の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材を、前記第２の像担持体に対して接離可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８の画像形成装置において、
前記第２の像担持体上の第２のトナー像が前記記録体の裏面に転写されたとき、前記クリーニング部材を前記第２の像担持体に当接させるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９いずれかの画像形成装置において、
前記トナー像を構成するトナーとして、平均円形度が０．９０以上０．９９以下のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０いずれかの画像形成装置において、
前記トナー像を構成するトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２０以上１８０以下であり、形状係数ＳＦ−２が１２０以上１９０以下のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１いずれかの画像形成装置において、
前記トナー像を構成するトナーとして、重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．０５〜１．３０のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２いずれかの画像形成装置とホストコンピュータとを接続したことを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるワンパス方式によって転写紙等の転写体の両面にトナー像を転写する画像形成装置および画像形成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、転写紙等の記録体の両面に画像を転写する方式として、いわゆるスイッチバック方式と、ワンパス方式とが知られている。スイッチバック方式では、まず、感光体等の像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段に記録体を通してその一方の面にトナー像を転写する。そして、記録体を反転させて転写手段にスイッチバックさせた後、そのもう一方の面にもトナー像を転写する方式である。これに対し、ワンパス方式は、転写手段として、記録体に対してその表裏の両側からトナー像の転写処理を施すことで、記録体をスイッチバックさせることなくその両面に画像を形成する。ワンパス方式は、次の点でスイッチバック方式よりも優れている。即ち、スイッチバック用の複雑な機構を設けることによるコストアップや、スイッチバックによる画像形成時間の長期化を回避し得る点である。かかるワンパス方式を実現する画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置は、第１の像担持体である感光体に記録体の裏面に転写される裏面トナー像を形成し、感光体と第２の像担持体である転写ベルトとが当接する転写ニップへ裏面用トナー像を搬送する。転写ニップに搬送された感光体上の裏面トナー像は、裏面トナー像を形成するトナーの極性と逆極性の転写バイアスの作用によって転写ベルトに静電転写される。次に、記録体のおもて面に転写されるおもて面トナー像を感光体に形成し、記録体のおもて面に感光体上のおもて面トナー像を静電転写し、記録体の裏面に転写ベルト上の裏面トナー像を静電転写する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２０９４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置において、記録体の裏面に転写される裏面トナー像に転写不良が生じる問題があった。この問題について本発明者が鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、転写ベルト上の裏面トナー像を形成するトナーの帯電量が上昇して転写不良が生じることがわかった。
感光体表面は、トナーと同極性の負極性に帯電しており、転写ベルト表面は、転写バイアスの影響により正極性に帯電する。その結果、転写ベルトと感光体とが剥離する転写ニップ出口で大きな電位差が生じ剥離放電が発生する。このような剥離放電が生じると、トナーの極性と逆極性の電荷が感光体へ移動し、トナーの極性と同極性の電荷が転写ベルトへ移動する。裏面トナー像を感光体から転写ベルトへ転写するときに剥離放電が生じると、以下のようになる。すなわち、転写ベルト上には、転写ニップで感光体から転写ベルトへ転写された裏面トナー像が存在するため、剥離放電によって感光体から転写ベルトへ移動してきたトナーの極性と同極性の電荷が、転写ベルト上の裏面トナー像に付与される。その結果、転写ベルト上の裏面トナー像を形成するトナーの帯電量が上昇する。転写ベルト上のトナーの帯電量が上昇する結果、転写ベルト上のトナーと転写ベルトとの静電的な吸着力が強くなり、その後、記録体に対して裏面トナー像を転写するにあたって転写不良が生じてしまう。これは、トナーの帯電量が上昇すると、転写電界によるトナーを記録体へ移動させる力も増加するが、その増加の影響よりもトナーと転写ベルトとの静電的な吸着力の増加の方が、勝るためである。このため、トナーの帯電量が上昇すると、転写電界によるトナーを記録体へ移動させる力よりもトナーと転写ベルトとの静電的な吸着力の方が勝ってしまい、転写不良が生じるのである。
【０００６】
また、剥離放電がほとんど生じない装置構成であっても、裏面トナー像に転写不良が生じることがわかった。これは、裏面トナー像を転写ベルトに転写するときに、転写バイアスによってトナーにトナーと逆極性の電荷が付与される。その結果、転写ベルト上のトナーに無帯電トナーや逆極性トナーが存在するようになり、転写ベルト上の無帯電トナーや逆極性トナーが記録体に転写されなくなる。これによって、裏面トナー像に転写不良が生じてしまう。
【０００７】
このように、剥離放電が生じる構成でもほとんど生じない構成でも、転写ベルト上の裏面トナー像を記録体に転写するときに転写不良が生じるという問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、第２の像担持体上のトナー像の帯電量を適正化して、第２の像担持体上のトナー像の転写不良を抑制することのできる画像形成装置および画像形成システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の像担持体と、第２の像担持体と、前記第１の像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記第１の像担持体上のトナー像を記録体のおもて面または前記第２像担持体に転写する第１の転写手段と、前記第２の像担持体上のトナー像を記録体の裏面に転写する第２の転写手段とを備え、前記トナー像形成手段で、前記第１の像担持体上にトナー像を形成し、前記第１の転写手段で前記トナー像を前記第２の像担持体上に転写した後、前記トナー像形成手段で、前記第１の像担持体上にトナー像を形成し、前記第１の転写手段で前記第１の像担持体上のトナー像を前記記録体のおもて面に転写し、前記第２の転写手段で前記第２の像担持体上のトナー像を前記記録体の裏面に転写する画像形成装置において、前記第２の像担持体上のトナー像に電荷を付与する電荷付与手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記電荷付与手段は、前記第１の像担持体上におけるトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与するよう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１の画像形成装置において、前記電荷付与手段は、前記第１の像担持体上におけるトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与するよう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１乃至３いずれかの画像形成装置において、前記電荷付与手段は、前記第２の像担持体上におけるトナーの電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]以上−２０[μＣ／ｇ]以下となるよう電荷を付与するよう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１乃至４いずれかの画像形成装置において、前記電荷付与手段は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して非接触で電荷を付与するよう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５の画像形成装置において、前記電荷付与手段として、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行う放電装置を用い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６の画像形成装置において、前記放電装置は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行うための放電部材を備え、該放電部材として放電針を用い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６の画像形成装置において、前記放電装置は、前記第２の像担持体上におけるトナー像に対して放電を行うための放電部材を備え、該放電部材として導電性薄板部材を用い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１乃至８いずれかの画像形成装置において、前記第２の像担持体が前記記録体を担持して搬送する搬送領域において、前記第１の転写手段の配置位置よりも前記第２の像担持体表面移動方向下流側に前記電荷付与手段を配置し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９の画像形成装置において、前記第２の転写手段を前記電荷付与手段として用い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１乃至１０いずれかの画像形成装置において、前記第２の像担持体として表面抵抗が１０５[Ω／□]以上、１０１２[Ω／□]以下のベルト部材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１１の画像形成装置において、前記ベルト部材としてエンドレスベルトを用い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１１または１２の画像形成装置において、前記ベルト部材と少なくとも前記ベルト部材を張架する複数の張架部材とをユニット化したことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１３いずれかの画像形成装置において、前記第２の像担持体表面に設けたマークを検知するマーク検知手段を備え、該マーク検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、前記第２の像担持体を駆動させるための専用の駆動手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１５の画像形成装置において、前記駆動手段としてステッピングモータを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１乃至１６いずれかの画像形成装置において、前記第２の像担持体を前記第１の像担持体に対して接離可能に構成し、画像形成時以外は、前記第２の像担持体を前記第１の像担持体に対して離間させることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、前記第２の像担持体表面と当接して、前記第２の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材を、前記第２の像担持体に対して接離可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１８の画像形成装置において、前記第２の像担持体上の第２のトナー像が前記記録体の裏面に転写されたとき、前記クリーニング部材を前記第２の像担持体に当接させるよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１乃至１９いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、平均円形度が０．９０以上０．９９以下のトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１乃至２０いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２０以上１８０以下であり、形状係数ＳＦ−２が１２０以上１９０以下のトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、請求項１乃至２１いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．０５〜１．３０のトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項１乃至２２いずれかの画像形成装置とホストコンピュータとを接続したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第２の像担持体上の第２トナー像に電荷を付与する電荷付与手段を設けたので、第２の像担持体上のトナー像に電荷を付与することができる。これにより、剥離放電が生じる装置構成であって、第２の像担持体上におけるトナーの帯電量が上昇する場合は、電荷付与手段で第２の像担持体上のトナーにトナーの帯電極性に対して逆極性の電荷を付与することにより、第２の像担持体上におけるトナーの帯電量を適正化することができる。これにより、第２の像担持体上におけるトナー像の転写不良を抑制することができる。
また、剥離放電がほとんど生じない装置構成であって、第２の像担持体上におけるトナー像に無帯電トナーや逆極性トナーが存在する場合は、電荷付与手段で第２の像担持体上のトナー像にトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与することにより、第２の像担持体上におけるトナー像の帯電量を適正化することができる。これにより、第２の像担持体上におけるトナー像の転写不良を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの概略構成図である。図において、このプリンタは、装置内の略中央に、第１の像担持体である感光体１を備えている。この感光体の周囲には、ドラムクリーニング装置２、除電装置Ｌ、帯電装置３、現像装置５などが配置されている。また、感光体１とドラムクリーニング装置２、除電装置Ｌ、帯電装置３、現像装置５などを一体に組み込んだプロセスユニットとして寿命到来時に交換されるようにしてもよい。
【００１２】
上記帯電装置３は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１の表面を例えば負極性に一様帯電せしめる。このように一様帯電せしめられた感光体１の表面は、後述の露光装置によって露光されて静電潜像を担持する。
【００１３】
上記現像装置５は、そのケーシングの開口から露出する現像ローラ上に担持したトナーにより、感光体１上の静電潜像を可視像たるトナー像に現像する。現像されたトナー像は、後述の転写ユニットによって第２の像担持体である転写ベルト１０あるいは記録体である転写紙に転写される。また、上記ドラムクリーニング装置２は、トナー像転写後の感光体１に残留した像形成物質たるトナーを除去することで、感光体１をクリーニングする。また、上記除電装置Ｌは、クリーニング後の感光体１の残留電荷を除電する。この除電により、感光体１の表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１４】
装置内の上方には、露光装置４が配設されている。この露光装置４は、画像情報に基づいて不図示の光源から発したレーザ光４Ａを、偏向器たるポリゴンミラーで偏向走査し、複数のミラー、ｆθレンズ４Ｃを通過させた後、帯電装置３と現像装置５の間の書き込み位置から感光体１に照射する。
【００１５】
装置内の下方には、記録体収容部である給紙カセット２６が配設されている。この給紙カセット２６には記録体としての転写紙Ｐが複数枚収納されるようになっており、一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、この一番上の転写紙Ｐが引き出され、ガイド２９などによって案内されてレジストローラ対２８へ搬送される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の転写ニップに向けて送り出す。
【００１６】
また、装置の図中右側方には開閉可能な手差しトレイ３５が設けられている。手差しトレイ３５の底板３７にセットされた転写紙Ｐの一番上の転写紙Ｐには手差し給紙ローラ３６が当接している。手差し給紙ローラ３６が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、この一番上の転写紙Ｐが引き出され、レジストローラ対２８へ搬送される。
【００１７】
本プリンタにおいては、帯電装置３、露光装置４、現像装置５でトナー像形成手段を実現させている。
【００１８】
一方、感光体１と給紙カセット２６との間には、第２の像担持体である転写ベルト１０、張架ローラ１１、１２、１３、裏当てローラ１４、１５、１６ａ、１６ｂ、第１の転写手段である転写ローラ２０、第２の転写手段である転写チャージャ２１、ベルトクリーニングユニット２５等を有する転写ユニット５０が配設されている。
【００１９】
図２は、転写ユニット５０の概略斜視図である。
図２に示すように、転写ユニット５０は箱型のフレーム５１の内部に転写ベルト１０を支持する構成になっている。フレーム５１には、張架ローラ１１，１２，１３が軸支され、この３本のローラに転写ベルト１０が張架される。フレーム５１の上部両側を補強部材５１ｂで連結している。なお、転写ローラ２０等、ここでの説明に必要ないものは図示を省略する。
【００２０】
張架ローラ１１の一方側の軸端には不図示のカップリングが設けられており、従動プーリ５２から延びる回転軸と連結している。この従動プーリ５２と駆動手段であるステッピングモータ５３の出力軸に固設された駆動プーリとの間に駆動ベルト５４が掛け渡されている。ステッピングモータ５３が駆動されることで、転写ベルト１０が走行する。ステッピングモータ５３は、第１の像担持体である感光体１を駆動するモータとは別に設けられたものであり、転写ベルト１０を駆動させるための専用の駆動手段になっている。
【００２１】
張架ローラ１１の軸は装置本体に対してスライド可能に設けられた図示しない支持体に回動可能に支持されており、張架ローラ１１の軸を中心に転写ユニット５０が揺動可能となっている。転写ユニット５０のフレーム５１は、張架ローラ１３側の端部の下方から、スプリング５６により上方（感光体１方向）に押し上げられている。このスプリング５６の加圧により転写ベルト１０が感光体１に所定の圧力で当接され、転写ニップを形成する。なお、フレーム５１に設けられた図示しない部材が感光体１の支持部材と当接することで、転写ベルト１０と感光体１との位置関係が適正に確保される。 
【００２２】
さらに、フレーム５１の張架ローラ１３側の端部両側の側面から突出してボス５５が設けられている。このボス５５にはコの字形をしたヨーク部材５７の先端に設けられたＵ字形のボス受部５８が嵌装される。ヨーク部材５７は、コの字の対向面の中心付近を貫通する軸５９によって、図示しない支持体に回動可能に支持されている。そして、ヨーク部材５７のコの字の側面部に突出軸６０が設けられている。この突出軸６０の上方には、ソレノイド６１が図示しない支持体に取り付けられており、そのプランジャ６２と突出軸６０の間がスプリング６３によって連結されている。 
【００２３】
ソレノイド６１がオンされるとプランジャ６２が引き込まれ、これによりヨーク部材５７が矢印Ｍの如く図中反時計回りに回動する。すると、ベルトユニットのフレーム５１は、スプリング５６の加圧に抗してボス５５が下方に押し下げられ、転写ユニット５０が矢印Ｎの如く図中時計回りに回動する。すなわち、転写ベルト１０が感光体１から離間される。そして、ソレノイド６１がオフされるとプランジャ６２の引き込みが解除され、スプリング５６の加圧により転写ユニット５０が矢印Ｎと反対方向に回動して当初位置に戻る。すなわち、転写ベルト１０が感光体１に当接される。このとき、ヨーク部材５７も矢印Ｍと反対方向に回動することはいうまでもない。
【００２４】
本実施形態では、非画像形成時においては、転写ベルト１０を感光体１から離間させており、画像形成が開始される際に、転写ベルト１０を感光体１へ当接させるようソレノイド６１のオン／オフを制御している。
【００２５】
また、先の図１に示すように、転写ベルト１０の端部の非画像形成領域には、不図示のマークが形成されており、このマークを検知するマーク検知手段たるマーク検知センサ７１が裏当てローラ１６ａと裏当てローラ１６ｂとの間の転写ベルトおもて面と対向するよう配置されている。本実施形態においては、マーク検知センサ７１として光学センサを用いている。転写ベルト１０は、黒色などの光を吸収する部材で構成し、光を反射する部材で構成された不図示のマークを転写ベルト１０の端部に貼り付けている。マーク検知センサ７１の検知箇所に転写ベルト１０が対向しているときは、マーク検知センサ７１から発する光は、反射せずに吸収されて、マーク検知センサ７１が光を検知しない。一方、マーク検知センサ７１の検知箇所にマークが対向するときは、マーク検知センサ７１から発する光が反射しマーク検知センサ７１は反射光を検知する。これにより、マーク検知センサ７１は、転写ベルト上のマークを検知することができる。本実施形態においては、詳細は後述するが、転写紙Ｐの両面に画像を形成する画像形成プロセスを、このマーク検知手段の検知結果に基づいて行っている。なお、マークを転写ベルト１０の裏面に形成し、マーク検知センサ７１を転写ベルト１０の裏面と対向するよう配置してもよい。
【００２６】
また、転写ベルト１０は、エンドレスベルトであり、静電的なトナーの転写が実現できるような電気抵抗条件になっている。具体的には、表面抵抗率が１０５〜１０１２［Ω／□］に調整されている。
【００２７】
第１の転写手段である転写ローラ２０は、転写ニップにおいて感光体１との間に転写ベルト１０を挟み込むように配設されており、図示しない電源から例えば正極性の転写バイアスが印加される。そして、この転写バイアスにより、感光体１との間に転写電界を形成する。この転写ニップにおいては、この転写電界やニップ圧の影響などにより、感光体１上のトナー像が転写ベルト１０や、上記レジストローラ対２８によって送り込まれてきた転写紙Ｐに転写される。この転写ニップで感光体１上のトナー像が転写せしめられた転写紙Ｐは、転写ベルト１０の無端移動に伴って転写チャージャ２１との対向位置を通過する。なお、この転写チャージャ２１の役割については後述する。
【００２８】
上記転写ユニット５０の図中左側には加熱定着装置３０が配設されている。転写ユニット５０内で上記転写チャージャ２１との対向位置を通過した転写紙Ｐは、転写ベルト１０から上記加熱定着装置３０に受け渡される。
【００２９】
上記加熱定着装置３０は、図示しないヒータを内蔵した加熱ローラ３０Ａ、加圧ローラ３０Ｂなどを有しており、転写ベルト１０から送り出されてくる転写紙Ｐを両ローラ間に挟み込む。そして、加熱搬送部材である加熱ローラ３０Ａの発する熱やローラ間の圧力などの作用によってトナー像を転写紙Ｐ上に定着せしめた後、転写紙Ｐを送り出す。このように、転写紙Ｐを加熱しながらこれにトナー像を定着せしめる加熱定着装置３０では、転写紙Ｐを加熱しない定着装置に比べ、トナー像の転写紙Ｐへの定着性を高めることができる。加熱定着装置から送り出された転写紙Ｐは、揺動軸４３を中心にして揺動可能に構成された切換ガイド４２の揺動停止位置に応じて、装置上方に設けられた第１排紙トレイ４０あるいは装置の図中左側方に設けられた開閉可能な第２排紙トレイ４４に向けて送られる。そして、第１排紙トレイ４０に向けて送られた場合には、ガイド部材３１Ａ、３１Ｂにガイドされながら第１排紙ローラ対３４Ａ、第２排紙ローラ対によって反転搬送され、第１排紙トレイ４０上にスタックされる。第２排紙トレイ４４に向けて送られた場合には、排紙ローラ対３２によって搬送され、第２排紙トレイ４４上にスタックされる。なお、加圧ローラ３０Ｂも熱源を有する加熱ローラとしてもよい。
【００３０】
給紙カセット２６と転写ユニット５０との間に配設された電装部Ｅ１や切換ガイド４２の下方に配設された制御装置Ｅ２は、各機器に対して電気的な制御を行うものである。また、プリンタ本体に配設されたファンＦ１は、機内空気を強制的に外部に排出して機内温度の過昇を抑えるものである。
【００３１】
本プリンタ１００は、図３に示すように、ホストコンピュータであるパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）２００などから送られてくる画像情報信号に基づいて画像を形成する。図３では、パソコン２００とプリンタ１００とを通信ケーブルによって接続した画像形成システムの例を示したが、無線方式による接続を採用してもよい。プリンタ本体の前面左隅には、タッチパネル等からなる操作表示部ＯＰが固定されている。ユーザーは、この操作表示部ＯＰのディスプレイに現れるガイド表示やパソコン２００にディスプレイに表示されるガイド表示に従って、作像プロセス条件や用紙条件等の各種パラメータを入力することができる。上述の片面プリントモードと、両面プリントモードとの切替については、この操作表示部ＯＰに用意されているモード切替ボタンを操作することによって行うことができる。また、パソコン２００から設定信号を送信させることによっても行うことができる。
【００３２】
プリンタ本体の前面には、前扉Ｄが開閉自在に設けられている。前扉Ｄが開かれると、転写ユニット５０を支持する不図示の支持体が大きく露出する。この支持体は、図示しないガイドレール上をプリンタ本体の前後方向にスライド移動可能に構成され、プリンタ本体内から前面側に向けて引き出されることで、上記転写ユニット５０を露出させる。そして、この露出により、上記転写ユニット５０の保守点検作業を容易にしている。また、用紙ジャムが発生したとき、上記転写ユニット５０を露出させることで、ジャム処理を容易に行うことができる。また、転写ユニット５０は、ユニット化されているので、支持体からの容易に転写ユニット５０を取り外すことが可能となり、転写ベルト１０などを容易に交換することができる。また、前扉Ｄが開かれると、プロセスユニットが露出する。プロセスユニットは、プリンタ前後方向に着脱される。紙カセット２６は、前扉Ｄの下方に配設され、前後方向のスライド移動によってプリンタ本体から着脱されるように構成されている。
【００３３】
また、本実施形態においては、非画像形成時においては、転写ベルト１０を感光体１から離間させている。よって、前扉Ｄを開いて、転写ユニット５０を支持体とともに引き出す際やプロセスユニットを着脱する際などに転写ベルト１０と感光体１とが摺擦することがない。よって、感光体１や転写ベルト１０に傷つくのを抑制することができる。
【００３４】
本プリンタ１００は、以下に説明するようなプロセスにより、転写紙Ｐの片面だけではなく、両面にトナー像を形成するように構成されている。即ち、本プリンタ１００は、図３に示したパソコン２００などから送られてくる画像情報信号に基づいて画像を形成するように構成されている。この画像情報信号が本プリンタ１００に受信されると、転写ベルト１０を回転駆動させて、マーク検知センサ７１で転写ベルト１０上マークを検知し、転写ベルト１０が定位置にイニシャライズされる。本実施形態においては、転写ベルト１０を駆動する駆動手段をステッピングモータ５３にしているので、転写ベルト１０を精度よく定位置に停止させることができる。また、ステッピングモータ５３は、転写ベルト１０を駆動させるための専用の駆動手段としているので、転写ベルト１０のみを駆動させて、スタート位置制御を行うことができる。
また、転写ベルト１０のスタート位置制御時は、転写ベルト１０を感光体１から離間させて行うことで、転写ベルト１０や感光体１が摺擦によって傷つくことが防止される。
【００３５】
このようにして、転写ベルト１０が定位置にイニシャライズされたら、ソレノイド６１をオフにして、転写ベルト１０を感光体１に当接させる。そして、感光体１と転写ベルト１０を所定のタイミングで同時駆動させるとともに、画像情報信号に基づいて上記露光装置４が駆動制御される。この駆動制御によって露光装置４から発せられたレーザ光（４Ａ）は、図示しないモータによって回転駆動されるポリゴンミラー４Ｂで走査される。そして、ミラー、ｆθレンズ４Ｃ等を経て感光体１に照射されて転写紙Ｐの裏面に形成される第２画像（２頁目の画像）に対応する第２静電潜像を形成する。
【００３６】
この第２静電潜像は像形成物質であるトナーを用いる現像装置５によって現像され、感光体１上で第２トナー像になる。この第２トナー像は、感光体１の回転に伴って上記転写ニップまで移動する。このとき、転写紙Ｐはまだ転写ニップに送り込まれておらず、第２トナー像は転写紙Ｐではなく転写ベルト１０上に転写される。転写ベルト１０は、スタート位置制御によって定位置にイニシャライズされてから駆動開始されているので、第２トナー像は、転写ベルト１０上の所定の位置に転写される。そして、転写後に転写ベルト１０が約一周分無端移動すると、再び転写ニップに戻ってくる。
【００３７】
このように転写ベルト１０が約一周分無端移動する間に、再びマーク検知センサ７１でマークが検知され、そのマーク検知センサの検知結果に基づいて、次の露光工程や現像工程が開始され、感光体１上に転写紙Ｐのおもて面に形成される第１画像（１頁目の画像）に対応する第１トナー像が形成される。また、マーク検知センサの検知結果に基づいて、給紙カセット２６からレジストローラ対２８に転写紙Ｐが送り込まれる。レジストローラ対２８は、マーク検知センサ７１の検知結果に基づいて、この転写紙Ｐの裏面（図中下側の面）を、転写ニップに再び戻ってくる第２トナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ニップに送り出す。
【００３８】
上記のようにマーク検知センサ７１の検知結果に基づいて、各工程が制御されることによって、上記第１トナー像は、転写ニップに送り出される転写紙Ｐのおもて面（図中上側の面）にピッタリ重なるようなタイミングで感光体１上に形成される。よって、上記第１トナー像が再び戻ってきた転写ニップでは、転写ベルト１０上の第２トナー像と、転写紙Ｐと、感光体１上の第２トナー像とがサンドイッチ状に挟まれる。そして、転写バイアスが付与される転写ローラ２０によって形成される転写電界などの影響を受けて第１トナー像が転写紙Ｐのおもて面に転写される。このとき、転写ベルト１０と転写紙Ｐの裏面との間に位置する第２トナー像には、転写ベルト１０側に引き付けられる静電力が転写電界によって作用する。このため、第２トナー像は転写紙Ｐの裏面に接触しているが、そこにはまだ転写されない。
【００３９】
転写ニップを出た転写紙Ｐは、転写ニップで転写された第１トナー像をおもて面に担持し、且つ転写ベルト１０上の第２トナー像を裏面に接触させた状態で、転写ベルト１０とともに移動する。そして、上記転写チャージャ２１との対向位置を通過する際に、それまで裏面に接触していただけの第２トナー像が裏面に向けて静電的に転写される。このとき、転写紙Ｐのおもて面と転写チャージャ２１との間には所定の間隙が保持されており、転写チャージャ２１との接触によって第１トナー像が乱れるようなことはない。
【００４０】
上記第２トナー像は、鏡像ではなく正像となるように感光体１上に形成される。これは次に説明する理由による。即ち、感光体１から転写紙Ｐへの直接転写の場合には感光体１上に鏡像を形成し、これを転写紙Ｐに直接転写すると正像が得られる。しかしながら、感光体→転写ベルト→転写紙Ｐという間接転写では感光体１上に鏡像を形成すると転写紙Ｐの裏面で鏡像にしてしまうからである。転写紙Ｐに直接転写される第１トナー像については、通常通り鏡像として感光体１上に形成することは言うまでもない。
【００４１】
両面にトナー像が転写された転写紙Ｐは、加熱定着装置３０へ送られ、転写紙上の第１トナー像と第２トナーとが一度に定着され、切換ガイド４２へ搬送される。切換ガイド４２の位置が図１に示す位置の場合は、転写紙Ｐのおもて面に形成された第１画像（１頁目の画像）が下面となって、第１排紙トレイ４０に排紙される。一方、切換ガイド４２を矢印Ｊの方向に揺動させた場合は、転写紙Ｐのおもて面に形成された第１画像（１頁目の画像）が下面となって、第１排紙トレイ４４に排紙される。
【００４２】
連続プリント時において、記録済みの転写紙の頁揃えを第１排紙トレイ４０上でするには、２頁目の第２画像を先に作成し転写ベルト１０上に第２トナー像を保持し、１頁目に相当する第１画像を後から作成し、感光体表面から転写紙に直接転写するように制御する。
一方、連続プリント時において、記録済みの転写紙の頁揃えを第２排紙トレイ４４上でするには、上記の作像順とは逆にする。すなわち、１頁目の第１画像を先に作成し転写ベルト１０上に第１トナー像を保持し、２頁目に相当する第２画像を後から作成し、感光体表面から転写紙に直接転写するように制御するのである。
【００４３】
また、厚紙に画像を形成する場合は手差しトレイ３５に厚紙をセットし、手差しトレイ３５から厚紙を給紙し、第２排紙トレイ４４に排紙させるとよい。搬送経路がほとんど直線状であるため、厚く、剛性の高い厚紙を抵抗なく搬送できジャムなどの発生を抑制することができる。
【００４４】
画像形成動作が終了して転写ベルト１０、感光体１が停止したら、転写ベルト１０を感光体１から離間させる。
【００４５】
以上は転写紙Ｐの両面にトナー像を形成するときに実施される画像形成プロセスであるが、転写紙Ｐの片面にトナー像を形成するときには、次のような画像形成プロセスが実施される。即ち、まず、転写ベルト１０を感光体に当接させ、画像形成動作を開始する。感光体１上に鏡像のトナー像が形成されて転写ニップに送られる。一方、給紙カセット２６からは転写紙Ｐがレジストローラ対２８に向けて送られ、レジストローラ対２８によってこのトナー像と重ね合わされるようなタイミングで転写ニップに送り出される。転写ニップを通過してそのおもて面にトナー像を担持した転写紙Ｐは、転写チャージャ２１からチャージを受けることなく上記搬送装置３００に送られる。
【００４６】
本プリンタでは、上記転写ニップにおいて、転写ベルト１０を感光体１に積極的に接触せしめながら感光体１上のトナー像をベルト側に転写する接触転写方式を採用している。かかる接触転写方式では、トナー像を転写体に向けて飛翔させる非接触転写方式とは異なり、トナー像を飛翔させることなく転写するので、トナー像の飛翔経路のズレに起因する転写ズレを回避することができる。
【００４７】
上述のように、転写ニップで感光体１から転写ベルト１０に転写されたトナー像は、転写紙Ｐとともに転写チャージャ２１との対向位置を通過する際に転写紙Ｐの裏面に転写される（図１参照）。このとき、転写紙Ｐと転写ベルト１０とが離間する際に、どうしても一部のトナーを転写ベルト１０上に残留させてしまう。この残留トナーがレジストローラ対２８から転写ニップに送り出された転写紙Ｐに接触すると、転写紙Ｐの裏面を汚してしまうことになる。
【００４８】
そこで、本プリンタは、図１に示したように、ベルトクリーニングユニット２５を備えている。このベルトクリーニングユニット２５は、クリーニング部材であるクリーニングローラ２５Ａ、掻き取りブレード２５Ｂ、搬送スクリュウ２５Ｃ、図示しない接離機構などを有している。
【００４９】
上記クリーニングローラ２５Ａは、上記転写ユニット５０の張架ローラ１１（転写紙Ｐの離間位置付近）よりもベルト移動方向下流側に配設されている。そして、ここで転写ベルト１０の裏面に接触する張架ローラ１３との間に転写ベルト１０を挟み込みながら回転するようになっている。クリーニングローラ２５Ａには図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加されている。これにより、クリーニングローラ２５Ａと張架ローラ１３との間には、トナーを張架ローラ１３側からクリーニングローラ２５Ａ側に静電的に移動させるようなクリーニング電界が形成されている。転写ベルト１０のおもて面の残留トナーは、このクリーニング電界の影響を受けて、転写ベルト１０からクリーニングローラ２５Ａに転移して除去される。上記掻き取りブレード２５Ｂは、クリーニングローラ２５Ａ表面に転移した残留トナーを掻き取って、その下方に配設された搬送スクリュウ２５Ｃ上に落とす。また、上記搬送スクリュウ２５Ｃは、掻き取りブレード２５Ｂから落下してくる残留トナーを受け止めながら回転することで、残留トナーをその軸線方向に搬送して図示しない回収部に送る。
【００５０】
なお、ベルトクリーニングユニット２５には、クリーニングローラ２５Ａを転写ベルト１０から接離させる図示しない接離機構も設けている。この接離機構は、例えば図示しないソレノイドのＯＮ／ＯＦＦにより、図１の矢印に示すように搬送スクリュウ２５Ｃを中心にしてベルトクリーニングユニット２５を揺動させる。この揺動により、クリーニングローラ２５Ａが転写ベルト１０に接離する。かかる接離機構によれば、第２トナー像をクリーニングしてしまうといった事態を次のようにして回避することができる。残留トナーではなく、上記第２トナー像がクリーニング位置に移動してくるようなときには、クリーニングローラ２５Ａを転写ベルト１０から離間させるのである。また、次のようにすること、クリーニング性能を消失させることなく、クリーニングローラ２５Ａの回転駆動手段や転写ベルト１０に対する負荷を低減することができる。即ち、転写ベルト１０に対し、クリーニングが必要なときだけクリーニングローラ２５Ａを接触させ、クリーニングが不要なときには離間させておくのである。具体的には、転写チャージャ２１が転写ベルト１０上のトナー像を転写紙の裏面に転写すべく、転写チャージャ２１がオンなってから所定のタイミングでクリーニングローラ２５Ａを転写ベルト１０に当接させる。そして、転写チャージャ２１がオフなってから所定のタイミングでクリーニングローラ２５Ａを転写ベルト１０から離間させる。
【００５１】
次に、本プリンタ１００の特徴点について説明する。
転写紙Ｐの裏面に転写されるトナー像を感光体１から転写ベルト１０に転写するときに、転写バイアスや剥離放電によってトナーに電荷が付与されてしまう。転写バイアスによる影響が大きい場合と剥離放電による影響が大きい場合とで、転写ベルト上のトナーの帯電分布が異なってくる。
図４は、転写バイアスの影響が大きい場合における感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布と、転写ベルト１０に担持されたトナーの転写後における帯電量分布を示すグラフである。図中実線が、感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布を示すグラフであり、図中点線が転写後における帯電量分布を示すグラフである。
図４の実線に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−１５〜−２０［μＣ／ｇ］を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している。一方、転写後の転写ベルト１０におけるトナーの帯電量は、図中点線に示すように、分布の中心が正極性側へシフトした分布となり、極性が正極性に反転したトナーやほとんど帯電していないトナーが存在してしまう。これは、転写ローラ２０に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるためだと考えられる。このような逆帯電トナーや無帯電トナーは、転写チャージャ２１による正極性バイアスにより転写紙Ｐに静電的に移動することなく転写ベルト１０に留まり続ける。その結果、転写紙Ｐの裏面に形成される画像に転写不良が生じてしまう。
【００５２】
図５は、剥離放電の影響が大きい場合における感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布と、転写ベルト１０に担持されたトナーの転写後における帯電量分布を示すグラフである。図中実線が、感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布を示すグラフであり、図中点線が転写後における帯電量分布を示すグラフである。
図５の点線に示すように、転写後の転写ベルト１０におけるトナーの帯電量は、剥離放電の影響が大きいと、分布の中心が負極性側へシフトした分布となり、電荷量が大幅に上がっていることがわかる。これは、転写ベルトへの転写時には、上述したときと同様に、転写ローラ２０に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けて、電荷量が低下するが、転写ベルト１０と感光体１とが剥離するところで剥離放電が生じると転写ベルト上のトナーに負極性電荷注入される。これは、感光体表面は、トナーと同極性の負極性に帯電し、転写ベルト表面は、転写ローラ２０に印加された正極性バイアスの影響により正極性に帯電する。その結果、転写ベルト１０と感光体１とが剥離するところで大きな電位差が生じ剥離放電が発生する。剥離放電が生じると、正極性の電荷が感光体側へ移動し、負極性の電荷が転写ベルト側へ移動する。その結果、図５の点線に示すように、転写ベルト上のトナーに負極性の電荷が注入され、転写ベルト１０上のトナー帯電量が上昇するのである。特に、トナーに添加される電荷調整剤の量によるが、トナーには電荷調整剤により負極性に帯電されやすくなっているので、このような負極性の電荷注入によって転写ベルト１０上のトナーの帯電量が上昇しやすい。転写ベルト上のトナー帯電量が上昇すると、正極性帯電した転写バイアスとの静電的な吸着力が高まり、転写チャージャ２１の正極性バイアスにより転写紙Ｐに静電的に移動することなく転写ベルト１０に留まり続ける。その結果、転写紙Ｐの裏面に形成される画像に転写不良が生じてしまう。
【００５３】
感光体の表面電位と転写ベルトの電位差が大きい構成や、転写ニップを抜けた後の感光体と転写ベルトとのギャップの広がりが大きい装置構成の場合は、剥離放電が生じやすく、転写ベルト１０上のトナーが剥離放電の影響によって帯電量が上昇する。一方、剥離放電が抑えられた構成においては、転写バイアスの影響によって、極性が正極性に反転したトナーやほとんど帯電していないトナーが存在してしまう。いずれにしても転写ベルト上のトナーの帯電量が適正でなくなり転写不良が生じてしまう。
【００５４】
そこで、本プリンタにおいては、転写ベルト上にトナー像が転写されて、転写ベルト上のトナー像が転写紙Ｐの裏面に転写されるまでの間に、転写ベルト上のトナーに電荷を付与して、転写ベルト上のトナー帯電量を適正化し、転写不良を抑制するようにしている。
本プリンタ１００においては、転写ローラ２０よりも転写ベルト移動方向下流側に配置された転写チャージャ２１を用いて、転写ベルト上のトナーに電荷を付与している。転写バイアスの影響によって転写ベルト上に極性が正極性に反転したトナーやほとんど帯電していないトナーが存在している場合は、負極性のＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳させたバイアスを転写チャージャに印加する。また、負極性のＤＣバイアスは、電荷付与後、転写ベルト上のトナーの平均電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]〜−２０[μＣ／ｇ]となるように調整されている。
一方、剥離放電の影響によって転写ベルト上のトナーの帯電量が上昇している場合は、正極性のＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳させたバイアスを転写チャージャ２１に印加する。また、正極性のＤＣバイアスは、電荷付与後、転写ベルト上の平均電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]〜−２０[μＣ／ｇ]となるように調整されている。
【００５５】
転写ベルト上のトナーの平均電荷量が−１５[μＣ／ｇ]未満だと、転写チリなどが生じ、トナーの平均電荷量が−２０[μＣ／ｇ]を超えると、転写不良が生じてしまう。転写ベルト上のトナーの平均電荷量を−１５[μＣ／ｇ]〜−２０[μＣ／ｇ]にすることによって、転写不良や転写チリのない良好な画像を得ることができる。
【００５６】
転写後の転写ベルト上のトナー像の先端が転写チャージャに対向するタイミングで、転写ベルト上の平均電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]〜−２０[μＣ／ｇ]となるように調整されたバイアスを転写チャージャに印加して、転写ベルト上のトナーの帯電量を適正化する。そして、転写チャージャ２１を通過後、バイアスをオフにし、転写ベルト上のトナー像を転写紙に転写するときは、転写チャージャに印加するバイアスを転写バイアスに切り替える。転写チャージャへのバイアス印加の制御（バイアス印加タイミングの制御）は、マーク検知センサ７１の検知結果に基づいて行う。また、転写ベルトを駆動する駆動モータとしてステッピングモータを用いている場合は、駆動パルス信号に基づいて、転写チャージャにバイアスを印加するタイミングや極性を切り替えるタイミングを制御することもできる。
【００５７】
このように、転写チャージャ２１によって、転写ベルト上のトナーに電荷を付与して、転写ベルト上のトナーを良好な転写性が得られるトナー平均帯電量（図４、図５に示す電位分布の中心）−１５[μＣ／ｇ]〜−２０[μＣ／ｇ]にすることによって、転写不良を抑えることができ、転写紙裏面の画像品質を良好にすることができる。
【００５８】
また、上記では、転写チャージャを用い、放電部材として転写ベルト幅方向に延びるワイヤーにバイアスを印加しているが、例えば、図６に示すように、導電性薄板部材２１ａを放電部材として用いてもよい。また、図７に示すように、放電部材として、導電性薄板部材の一長辺が鋸歯状になるように加工したものを用いてもよい。この図７に示す構成では、鋸歯状部が放電針２１ｂを構成する。そして、これら放電針２１ｂから放電することで、転写ベルト上のトナーの電荷量を適正化したり、転写ベルト上のトナー像を転写紙へ静電転写させたりする。
【００５９】
上記では第２の転写手段である転写チャージャを転写ベルト上のトナーに電荷を付与する電荷付与手段として用いているが、転写チャージャと電荷付与手段とを別々に設けてもよい。電荷付与手段は、転写ベルト上のトナー像が、転写チャージャによって転写紙へ転写されるまでの間に転写ベルト上のトナー像に電荷を付与できる位置であるならば、どこへ配置しても構わない。また、電荷付与手段は、転写ベルト１０と無接触として、転写ベルト１０上のトナー像を乱さないようにするのが好ましい。
【００６０】
次に、上記実施形態１および２の画像形成装置に好適に用いることができるトナーについて説明する。
本プリンタは、トナー像の形成に用いるトナーとして、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）平均円形度が０．９０〜０．９９である。
（ｂ）形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０である。
（ｃ）形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０である。
（ｄ）粒度分布（体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎ）が１．０５〜１．３０である。
【００６１】
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）〜（ｄ）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上記トナーボトル（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）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。
【００６２】
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、平均円形度が０．９０未満であるトナー、即ち、球形としてよりも不定形としての形状にあるトナーでは、転写性が急激に悪化するとともに、静電転写時における転写チリを急激に起こし易くなるからである。また、０．９０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。更には、平均円形度が０．９９を越えると、ブレードクリーニングを採用している装置では、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こし易くなるからでもある。画像面積率の比較的低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることは少ない。しかし、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合や、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合などに、特にクリーニング不良が発生し易くなる。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。
【００６３】
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。
【００６４】
上記（ｂ）や（ｃ）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、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。ここで言う形状係数ＳＦ−１とは、トナー粒子等の球形物質における丸さの度合いを示す値である。図８に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる楕円状図形における最大径箇所の長さＭＸＬＮＧの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００π／４を乗じた値である。つまり、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−１の値が１００の球形物質は真球であり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、球形物質の形状は不定形となる。
（式１）
形状係数ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００６５】
また、形状係数ＳＦ−２は、球形物質の表面における凹凸の度合いを示す数値である。図９に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００／４πを乗じて求められる値である。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−２の値が１００である球形物質は、その表面に凹凸が全く存在しない。形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほど、球形物質の表面の凹凸は顕著となる。
（式２）
形状係数ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００６６】
トナーの形状が真球に近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）ほど、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになっている。これは、真球に近づくほど、トナー粒子とこれに接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体など）との間の接触面積が小さくなって、トナー流動性が高まったり、モノに対する吸着力（鏡映力）が弱まって転写電界の影響を受け易くなったりするためと考えられる。本発明者の研究によれば、形状係数ＳＦ−１で１８０、形状係数ＳＦ−２で１９０をそれぞれ超えると、転写効率を急激に悪化させ始めることが明らかになった。
【００６７】
但し、トナーの形状が真球に近づくほど、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、クリーニング部材と被クリーニング体との僅かな間隙をトナーが容易に通過したりするためと考えられる。本発明者らの研究によれば、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２ともに、１２０を下回ると、クリーニング性が急激に悪化し始めることが明らかになった。
【００６８】
なお、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２については、次のようにして求めることが可能である。即ち、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー粒子を無作為に１００個選んで順次その画像を撮影し、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入してＭＸＬＩＮＧ、ＡＲＥＡ、ＰＥＲＩを求める。そして、上述した式によって得た形状係数の１００個あたりの平均値として算出するのである。
【００６９】
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、粒度分布（体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎ）とは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、様々なメリットが発生する。
【００７０】
例えば、体積平均粒径Ｄｖが４〜８［μｍ］であり、且つ、体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０である粉体トナーでは、次のようなメリットがある。即ち、その中から、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できる。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粒度分布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粒度変動が大きくなり、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。また、体積平均粒子径Ｄｖが上述の範囲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。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、体積平均粒子系Ｄｖが上述の範囲よりも大きいと、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。
【００７１】
また、上記の特性を満たすことにより、トナーのベタ埋まりが良くなる。よって、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。一般的に、画像濃度の高い部分のトナー付着量は多くなり、画像濃度の低い部分のトナー付着量は少なくなる。トナー付着量の多い部分と少ない部分との差が大きいと、付着しているトナー嵩が大幅に異なってしまい、トナー付着量が少ない部分にかかる圧力がトナー付着量の多い部分部分に比べて弱くなる。その結果、トナー付着量が少ない部分が圧力により十分に粘度低下せずに定着性が悪くなるおそれがある。しかし、上記の特性を満たすことにより、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。このため、画像濃度の高い部分のトナー付着量を抑えることができ、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナー付着量の差を少なくすることができる。その結果、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナーの嵩が大幅に異なることがなくなり、画像濃度の低い部分も圧力により十分に粘度低下し、転写紙に定着することができる。
【００７２】
なお、トナーの粒度分布については、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、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径Ｄｖ、個数平均粒径Ｄｎ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。
【００７３】
以上、本実施形態によれば、第２の像担持体たる転写ベルト上のトナー像に電荷を付与する電荷付与手段を設けることにより、転写ベルト上のトナーを、静電転写が良好に行うことのできる適正な帯電量にすることができ、転写紙裏面に形成される画像の転写不良を抑制することができる。
【００７４】
また、電荷付与手段は、転写ベルト上におけるトナー像の帯電極性と同極性の電荷を付与することで、転写ベルト上に存在する逆極性トナーや無帯電トナーを転写に最適な帯電量にすることができる。これにより、転写ベルト上のトナー像を静電転写が良好に行うことのできる適正な帯電量にすることができる。
【００７５】
また、電荷付与手段は、転写ベルト上におけるトナー像の帯電極性と逆極性の電荷を付与するよう構成してもよい。このように構成することで、転写ベルト上のトナー像の帯電量を下げることができ、転写ベルト上のトナー像を静電転写が良好に行うことのできる適正な帯電量にすることができる。
【００７６】
また、電荷付与手段は、前記第２の像担持体上におけるトナー像の電荷量が、−１５[μＣ／ｇ]以上−２０[μＣ／ｇ]以下となるよう電荷を付与することで、転写不良や転写チリのない良好な画像を得ることができる。
【００７７】
また、電荷付与手段は、転写ベルト上におけるトナー像に対して非接触で電荷を付与することで、転写ベルト上のトナー像を乱すことなく、電荷を付与することができる。
【００７８】
また、電荷付与手段として、転写ベルト上におけるトナー像に対して放電を行う放電装置たるチャージャを用いることで、トナー像に対して非接触で電荷を付与することができる。
【００７９】
また、放電針を用いて転写ベルト上におけるトナー像に対して放電を行ってもよいこのような構成でもトナー像に対して非接触で電荷を付与することができる。
【００８０】
さらに、導電性薄板部材を用い転写ベルト上におけるトナー像に対して放電を行ってもよいこのような構成でもトナー像に対して非接触で電荷を付与することができる。
【００８１】
また、転写ベルトが転写紙を担持して搬送する搬送領域において、第１の転写手段たる転写ローラの配置位置よりも転写ベルト表面移動方向下流側に電荷付与手段を配置することによって、電荷付与手段と第２の転写手段とを兼用することが可能となる。
【００８２】
また第２の転写手段たる転写チャージャを電荷付与手段として用いることにより、部品点数を減らすことができ、装置を安価にすることができる。
【００８３】
また、転写ベルト１０として表面抵抗が１０５[Ω／□]以上、１０１２[Ω／□]以下のベルト部材を用いることで、トナーを静電的に担持でき、かつ、静電転写に影響を及ぼさない程度に転写バイアスにより転写ベルト表面を帯電させることができる。
【００８４】
また、転写ベルトとしてエンドレスベルトを用いることで、ベルト表面を一方向の移動させるだけで、転写ベルト上のトナー像を再び転写ニップへ搬送させることができ、装置構成を簡素化することができる。
【００８５】
転写ベルトと少なくとも転写ベルトを張架する複数の張架部材たる張架ローラとをユニット化することで、装置本体から容易に取り外すことができ、交換作業性を高めることができる。
【００８６】
また、転写ベルト表面に設けたマークを検知するマーク検知手段たるマーク検知センサを備え、このマーク検知センサの検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行う。すなわち、マーク検知センサでマークを検知してから画像形成動作を開始することによって、転写ベルトの所定の位置にトナー像を転写することができる。その結果、転写ベルト上のマークと転写ベルト上のトナー像との位置関係が所定の関係になり、マーク検知センサの検知結果に基づいて、レジストローラ対を制御することによって、転写紙Ｐの裏面（図中下側の面）を、転写ニップに再び戻ってくる第２トナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ニップに送り出すことができる。また、マーク検知センサの検知結果に基づいて、転写紙おもて面に転写するトナー像の形成タイミングを制御することによって、感光体上のトナー像は、転写紙Ｐのおもて面（図中上側の面）にピッタリ重なるようなタイミングで転写ニップに送り出すことができる。これにより、副走査方向に画像の形成位置がずれることなく、転写紙の所定の位置に両面転写を行うことができる。
【００８７】
また、転写ベルトを駆動させるための専用の駆動手段を有することによって、転写ベルトのみを回転させて画像形成動作前のマーク検知センサによるマーク検知を行うことができる。
【００８８】
また、転写ベルトを駆動させる駆動手段としてステッピングモータを用いることで、転写ベルトの停止制御を精度良く行うことができる。
【００８９】
また、転写ベルトを感光体に対して接離可能に構成し、画像形成時以外は、転写ベルトを感光体に対して離間させる。これにより、感光体を装置本体から取り出し時や、転写ベルトを装置本体から露出させる際に感光体と転写ベルトとが摺擦しなくなり、感光体表面や転写ベルト表面の傷つきを抑制することができる。
【００９０】
また、転写ベルト表面と当接して、転写ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材たるクリーニングローラを、転写ベルトに対して接離可能に構成した。これにより、転写ベルト上のトナー像を再び転写ニップへ搬送するときに、クリーニングローラによって転写ベルト上のトナー像をクリーニングしてしまうという事態を回避することができる。
【００９１】
転写ベルト上のトナー像が転写紙の裏面に転写されたとき、クリーニングローラを転写ベルトに当接させることによって、クリーニングローラによって転写ベルト上のトナー像をクリーニングしてしまうという事態を回避し、かつ、転写ベルト上の残留トナーを除去することができる
【００９２】
また、本実施形態の画像形成装置によれば、、トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものを用いている。このことにより、安定した静電転写率を発揮して転写不足を抑えながら、転写チリをも抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００９３】
また、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものを指定しているので、転写不足と転写チリとをより抑えた高画質の画像を形成することができる。さらに、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものを用いているので、転写不足と転写チリとを更に抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００９４】
また、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものを用いているので、安定した現像性能で現像された高画質の画像を得ることができる。
また、上記の特性を満たすことにより、トナーのベタ埋まりが良くなる。よって、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。一般的に、画像濃度の高い部分のトナー付着量は多くなり、画像濃度の低い部分のトナー付着量は少なくなる。トナー付着量の多い部分と少ない部分との差が大きいと、付着しているトナー嵩が大幅に異なってしまい、トナー付着量が少ない部分にかかる圧力がトナー付着量の多い部分にかかる圧力に比べて弱くなる。その結果、トナー付着量が少ない部分が圧力により十分に粘度低下せずに定着性が悪くなるおそれがある。しかし、上記の特性を満たすことにより、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。このため、画像濃度の高い部分のトナー付着量を抑えることができ、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナー付着量の差を少なくすることができる。その結果、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナーの嵩が大幅に異なることがなくなり、画像濃度の低い部分も圧力により十分に粘度低下し、転写紙に定着することができる。
【００９５】
画像形成装置たるプリンタとホストコンピュータたるパソコンとを接続した画像形成システムとすることで、パソコンで扱う情報を目的や転写紙の種類に応じてプリントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】転写ユニットの概略斜視図。
【図３】同プリンタとパソコン等とからなる画像形成システムを示す斜視図。
【図４】転写バイアスの影響が大きい場合における感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布と、転写ベルト１０に担持されたトナーの転写後における帯電量分布を示すグラフ。
【図５】剥離放電の影響が大きい場合における感光体１上に担持されたトナーの転写直前における帯電量分布と、転写ベルト１０に担持されたトナーの転写後における帯電量分布を示すグラフ。
【図６】放電部材として導電性薄板部材を用いた例を示す概略構成図。
【図７】放電部材として導電性薄板部材に針電極を備えたものを用いた例を示す概略構成図。
【図８】形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図。
【図９】形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００９７】
１：感光体
２：ドラムクリーニング装置
４：露光装置
５：現像装置
１０：転写ベルト
２０：転写ローラ
２１：転写チャージャ
２５：ベルトクリーニングユニット
２６：給紙カセット
２８：レジストローラ対
３０：加熱定着装置
３２：切換ガイド
３５：手差しトレイ
４０：第１排紙トレイ
４４：第２排紙トレイ
５０：転写ユニット
５３：ステッピングモータ
７１：マーク検知センサ
１００：プリンタ
３００：スキャナ
【図１】
2010054560.tif 000003
【図２】
2010054560.tif 000004
【図３】
2010054560.tif 000005
【図４】
2010054560.tif 000006
【図５】
2010054560.tif 000007
【図６】
2010054560.tif 000008
【図７】
2010054560.tif 000009
【図８】
2010054560.tif 000010
【図９】
2010054560.tif 000011