(57)【要約】【課題】第２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を提供する。【解決手段】第１像担持体である感光体１から第２像担持体である転写ベルト１０に転写された、転写ベルト上における第２トナー像のトナーの極性を、分離チャージャ２１で感光体１上のトナーの極性と反対の極性に変換する。トナーの極性が変換された転写ベルト１０上の第２トナー像を再び、転写ニップへ搬送する。そして、転写ニップで、感光体１上の第１トナー像を転写紙のおもて面に静電転写すると同時に、転写ベルト１０上の第２トナー像を転写紙の裏面に静電転写する。【選択図】図１
2010066515.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の像担持体から前記第２の像担持体に第２トナー像を転写した後、前記第２の像担持体に転写された前記第２の像担持体上の第２トナー像を、記録体の裏面に転写し、前記第１のトナー像担持体上の第１トナー像を、前記記録体のおもて面に転写する両面転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記第２の像担持体上の記録体転写前における第２トナー像のトナーの極性を、前記第１像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換する極性変換手段を設け、
前記第１の像担持体上と前記第２の像担持体上の記録体とが当接する転写ニップを形成し、前記第２像担持体の裏面から前記第１トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加することで、前記第１の像担持体上の第１トナー像を記録体のおもて面に静電転写すると同時に、前記第２の像担持体上の第２トナー像を記録体の裏面に静電転写するよう両面転写手段を構成し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、
両面にトナー像が形成された第２像担持体上の記録体を除電する除電手段を備え、
前記極性変換手段として、前記除電手段を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記記録体の除電および前記第２トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または３の画像形成装置において、
前記除電手段は、前記第２像担持体に向かって放電する放電部材を備え、
両面にトナー像が形成された第２像担持体上の記録体を除電するときは、前記放電部材に交流バイアスを印加し、前記第２の像担持体上の記録体転写前における第２トナー像のトナーの極性を変換するときは、前記放電部材に直流バイアスを印加するよう除電手段を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４の画像形成装置において、
前記放電部材に印加する直流バイアスは、交流を整流して得たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５の画像形成装置において、
前記放電部材として、放電針を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４または５の画像形成装置において、
前記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８】
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像担持体を、駆動ローラと、少なくとも１つ以上の張架ローラとによって張架されて無端移動する無端ベルトとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
前記駆動ローラは、記録体が第２像担持体から分離する分離部に設けられており、
前記駆動ローラの径を１６[ｍｍ]以上としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９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１１】
請求項８乃至１０いずれかの画像形成装置において、
前記第２像担持体と、少なくとも前記第像担持体を張架する複数の張架ローラ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１２】
請求項１乃至１１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１３】
請求項１２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１５】
請求項１乃至１４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１６】
請求項１乃至１５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、転写紙等の記録体の両面にトナー像を転写し、両面のトナー像を同時に定着するワンパス方式の画像形成装置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第２トナー像を形成する。感光体に形成された第２トナー像は、第２の像担持体である転写ベルト裏面から転写ローラを感光体側へ押圧することで形成された感光体と転写ベルトとが当接する転写ニップへ搬送される。転写ニップに搬送された感光体上の第２トナー像は、第２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第１トナー像を感光体に形成し、感光体上の第１トナー像を転写ニップにて記録体のおもて面に静電転写する。記録体のおもて面に第１トナー像を転写した後、上記転写ニップよりも記録体搬送方向下流側で、ベルトに対して所定の間隙を介して対向配設された転写チャージャによって転写ベルト上の第２トナー像を記録体の裏面に静電転写する。両面にトナー像が転写された記録体は、転写ベルトから分離して定着装置へ搬送される。
【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】
上述したように、第２トナー像は、記録体のおもて面に転写された第１トナー像を乱さないよう、ベルトに対して所定の間隙を介して対向配設された転写チャージャによって記録体の裏面に転写される。このため、第２トナー像を記録体の裏面に転写する際、記録体が転写ベルトから浮き上がる場合がある。記録体が転写ベルトから浮き上がると、記録体の裏面と転写ベルトとの間の転写電界が弱まって、第２トナー像を記録体裏面に十分に静電転写することができなくなってしまう。その結果、第２トナー像に転写不良が生じてしまうという問題があった。
【０００６】
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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の像担持体から前記第２の像担持体に第２トナー像を転写した後、前記第２の像担持体に転写された前記第２の像担持体上の第２トナー像を、記録体の裏面に転写し、前記第１のトナー像担持体上の第１トナー像を、前記記録体のおもて面に転写する両面転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記第２の像担持体上の記録体転写前における第２トナー像のトナーの極性を、前記第１像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換する極性変換手段を設け、前記第１の像担持体上と前記第２の像担持体上の記録体とが当接する転写ニップを形成し、前記第２像担持体の裏面から前記第１トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加することで、前記第１の像担持体上の第１トナー像を記録体のおもて面に静電転写すると同時に、前記第２の像担持体上の第２トナー像を記録体の裏面に静電転写するよう両面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、請求項１の画像形成装置において、両面にトナー像が形成された第２像担持体上の記録体を除電する除電手段を備え、前記極性変換手段として、前記除電手段を用い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、前記記録体の除電および前記第２トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行う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または３の画像形成装置において、前記除電手段は、前記第２像担持体に向かって放電する放電部材を備え、両面にトナー像が形成された第２像担持体上の記録体を除電するときは、前記放電部材に交流バイアスを印加し、前記第２の像担持体上の記録体転写前における第２トナー像のトナーの極性を変換するときは、前記放電部材に直流バイアスを印加するよう除電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４の画像形成装置において、前記放電部材に印加する直流バイアスは、交流を整流して得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４または５の画像形成装置において、前記放電部材として、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７の発明は、請求項４または５の画像形成装置において、前記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８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像担持体を、駆動ローラと、少なくとも１つ以上の張架ローラとによって張架されて無端移動する無端ベルトとし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、前記駆動ローラは、記録体が第２像担持体から分離する分離部に設けられており、前記駆動ローラの径を１６[ｍｍ]以上と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８または９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１１の発明は、請求項８乃至１０いずれかの画像形成装置において、前記第２像担持体と、少なくとも前記第像担持体を張架する複数の張架ローラ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１２の発明は、請求項１乃至１１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１３の発明は、請求項１２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１５の発明は、請求項１乃至１４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１６の発明は、請求項１乃至１５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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、極性変換手段で第２像担持体における第２トナー像のトナーの極性を、第１の像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換しているので、転写ニップにおいて、第１像担持上の第１トナー像のトナー極性と第２像担持体における第２トナー像のトナーの極性とを異ならせることができる。第２像担持体の裏面から第１トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加すると、第１像担持体上の第１トナー像が記録体側へ静電的に引き寄せられ、記録体のおもて面に第１トナー像が静電転写される。一方、第２像担持体における第２トナー像は、第２像担持体の裏面から第１トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスによって、第２像担持体表面に対して静電的に反発するとももに、第１像担持体上のトナーに静電的に引き寄せられる。これにより、第２像担持体上の第２トナー像が記録体の裏面に転写される。
このように、極性変換手段で第２像担持体における第２トナー像のトナーの極性を、第１の像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換することで、転写ニップで第１トナー像と第２トナー像とを記録体に同時転写することができる。その結果、第２像担持体と記録体とが密着した状態で第２トナー像が記録体に静電転写される。よって、従来のように、第２像担持体上のトナー像を、記録体に非接触の転写手段で記録体の裏面に転写するものに比べて、第２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】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、駆動ローラ１１、張架ローラ１２、１３、裏当てローラ１４、１５、１６ａ、１６ｂ、両面転写手段である転写ローラ２０、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。
【００１７】
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。
【００１８】
転写ベルト１０における転写紙を定着装置に受け渡すために、転写ベルト１０から転写紙を分離する分離部に設けられた張架ローラ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。すなわち、本実施形態においては、張架ローラ１１を駆動ローラとして用いている。駆動ローラ１１は、１６[ｍｍ]以上の径を有している。駆動ローラ１１の径を１６[ｍｍ]以上とすることで、転写ベルトとの巻き付き面積が増え、転写ベルトと駆動ローラとの間のスリップを抑制し、転写ベルトの速度変動を抑制できる。また、転写ベルトにおける転写紙を分離する分離部に設けられた張架ローラ１１を駆動ローラとすることで、転写ベルトの転写紙担持領域が、駆動ローラによって引っ張られるようになり、転写ベルトの転写紙担持領域における転写ベルトの撓みなどを抑制することができる。これにより、転写紙と転写ベルトとの間でずれなどが生じにくくなり、転写ベルト上のトナー像の乱れを抑制することができる。
【００１９】
駆動ローラ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、駆動ローラ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。 
【００２０】
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。 
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
転写ベルト１０の表面抵抗に応じて、平面方向への電流の流れやすさは変化する。このため、転写ベルト１０の表面抵抗率に応じて転写ニップの電圧が異なる電圧降下傾きを持つこととなる。すなわち、転写ベルト１０の表面抵抗率が１０５（Ω／□）未満の低い表面抵抗率だと、写ローラ２０に印加された電圧と転写ニップ位置の電圧の差は小さく、印加電圧を低くすることができる。しかし、表面抵抗率が１０５（Ω／□）未満の低い値だと、転写ニップ上流の転写ニップ入口部の電位も高くなる。その結果、転写ニップ入口の転写ベルト１０と感光体間との空隙電界が高くなり、感光体表面に形成されたトナー像の一部が、空隙を飛翔する空隙転写が行われ、特に文字で顕著に見られるチリ画像となってしまう。
【００２５】
一方、中間転写ベルト１０の表面抵抗率が１０１２［Ω／□］を越えて高くなると良好な転写性を確保するために転写ローラ２０へ印加する印加電圧は高くなり、電源容量の不足が発生する。また、転写ニップ出口の中間転写ベルト電位が高くなり、転写ベルト１０と感光体間の中間転写ニップ出口の空隙部で異常放電が発生しやすくなる。
【００２６】
本実施形態においては、転写ベルト１０の表面抵抗率を、１０５〜１０１２［Ω／□］としているので、チリ画像などの画像劣化のない良好な画像を得ることができる。また、転写バイアスを低く抑えることができ、電源の電源容量を低く抑えることができる。
【００２７】
両面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感光体上のトナーと逆極性（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。
【００２８】
転写紙は、転写バイアスの影響により帯電し、転写ベルト１０に静電吸着する。転写ベルト１０に静電吸着した転写紙は、加熱定着装置３０の最も近くに配設されている駆動ローラ１１によるベルト掛け回し箇所で、駆動ローラ１１の曲率にならって急激に移動方向を変えようとする転写ベルト１０から転写紙が分離して、加熱定着装置３０に受け渡される。しかし、本プリンタにおいては、上述したように、転写ベルト１０を安定的に無端移動させるため、駆動ローラ１１の径を１６[ｍｍ]以上のものを用いているため、駆動ローラ１１によるベルト掛け回し箇所における駆動ローラ１１の曲率が大きい。その結果、転写紙が曲率分離できず、用紙ジャムが発生するおそれがある。
【００２９】
そこで、本プリンタにおいては、先の図１に示すように、転写ベルト１０と転写紙とが分離する分離部に、転写ベルト１０のおもて面と対向し、転写紙を除電する除電手段としての分離チャージャ２１が設けられている。分離チャージャ２１で転写紙を除電することで、転写紙と転写ベルト１０との静電的な吸着力を弱めることができる。これにより、駆動ローラ１１の径を１６[ｍｍ]以上で、駆動ローラ１１によるベルト掛け回し箇所における駆動ローラ１１の曲率が大きくても、転写紙を転写ベルト１０から良好に分離することができる。
【００３０】
また、この分離チャージャ２１は、転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する極性変換手段として機能する。
図３は、分離チャージャ２１による転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性変換について説明する図である。
図３に示すように、分離チャージャにＡＣバイアスを印加するための交流電源２０１と、交流を整流して直流にする整流器２０２とが設けられている。転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際は、図３に示すように、交流電源２０１の交流電流を整流器２０２に流し、整流器２０２で整流して直流電流を作り出す。この直流電流を分離チャージャ２１に印加する。これにより、分離チャージャにＤＣバイアスが印加される。また、転写ベルト上の転写紙を除電する場合は、スイッチ２０３を切替えて、ＡＣバイアスが除電バイアスに印加される。また、交流電源と直流電源とを設け、転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際は、交流電源から直流電源に切り替えるよう構成してもよい。なお、転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際に分離チャージャ２１に印加するＤＣバイアスの極性は、感光体上のトナーの極性と反対の極性である。
【００３１】
転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際に分離チャージャ２１に感光体上のトナーの極性と反対の極性のＤＣバイアスを印加することで、転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性（負極性）と逆極性（正極性）の電荷が転写ベルト上のトナーに付与される。これにより、転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性が、感光体上のトナー極性と反対の極性（正極性）に変換される。このように、転写ベルト上のトナー像のトナー極性が、感光体上のトナー極性と反対の極性に変換されることで、後述するように、転写ニップで、感光体１上のトナー像が転写紙のおもて面に転写されると同時に、転写ベルト１０上のトナー像が転写紙の裏面に転写することができる。
【００３２】
転写ベルト上の転写紙を除電する場合は、ＡＣバイアスを印加することで、転写紙に転写紙の帯電極性と反対極性の電荷を転写紙に付与できるとともに、転写ベルトの帯電極性と反対極性の電荷を転写ベルトに付与することができる。これにより、転写紙のみならず、転写ベルトも除電することができ、分離部で転写紙を良好に分離することができる。
【００３３】
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。分離チャージャ２１で除電された転写紙Ｐは、転写ベルトの分離部から上記加熱定着装置３０に受け渡される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、不図示のパソコン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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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７１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７１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。
【００４１】
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２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１トナー像とがサンドイッチ状に挟まれる。
【００４２】
そして、図４に示すように、電源２０ａから感光体上の第１トナー像と逆極性（正極性）の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。転写ベルト上の第２トナー像を形成するトナーは、上述したように、分離チャージャ２１によって感光体上のトナーの極性と反対の極性（正極性）に変換されている。このため、第１トナー像が転写紙Ｐのおもて面に転写される際、転写ローラ２０によって形成される転写電界の影響で、転写ベルト１０と転写紙Ｐの裏面との間に位置する第２トナー像とには、斥力が働き、この斥力により、第２トナー像が転写紙Ｐの裏面に静電転写される。
【００４３】
このように、本プリンタでは、転写ベルト上の第２トナー像を形成するトナーを、分離チャージャ２１によって感光体上のトナーの極性と反対の極性（正極性）に変換することにより、転写ニップで、第２トナー像を転写紙の裏面に転写することができる。これにより、転写紙と転写ベルトとが密着状態で第２トナー像が転写紙Ｐの裏面に静電転写することができ、第２トナー像の転写不良を抑制することができる。
【００４４】
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、裏面に第２トナー像を担持して、転写ベルト１０とともに移動する。そして、上記分離チャージャ２１との対向位置を通過する際に、高圧のＡＣバイアスが印加され、転写ベルト１０上の転写紙が除電される。このとき、転写紙Ｐのおもて面と分離チャージャ２１との間には所定の間隙が保持されており、分離チャージャ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。
【００４５】
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。
【００４６】
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トナー像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。
【００４７】
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画像に対応するトナー像を保持し、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画像に対応するトナー像を保持し、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、分離チャージャ２１からチャージを受け、除電されてから定着装置３０へ受け渡される。
【００５１】
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。また、接触転写方式で、感光体上のトナー像を転写紙のおもて面に転写し、転写ベルト上のトナー像を転写紙の裏面に転写する。よって、転写紙のおもて面に転写されたトナー像、裏面に転写されたトナー像の両方、転写ズレを回避することができる。
【００５２】
転写ベルト上のトナーを転写紙に転写後、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。
【００５３】
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。
【００５４】
上記クリーニングローラ２５Ａは、上記転写ユニット５０の駆動ローラ１１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。
【００５５】
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。例えば、分離チャージャ２１にＡＣバイアスが印加され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、分離チャージャ２１がＯＦＦになって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。
【００５６】
また、上記では、除電手段として分離チャージャを用い、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５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６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６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極性を変換したり、転写ベルト上の転写紙を除電したりする。
【００５７】
上記では除電手段である除電ャージャを転写ベルト上のトナーの極性を変換する極性変換手段として用いているが、分離チャージャと極性変換手段とを別々に設けてもよい。極性変換手段は、転写ベルト上のトナー像が、転写ニップに到達するまでの間に転写ベルト上のトナー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、極性変換手段は、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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７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）
【００６３】
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）
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、極性変換手段で第２像担持体たる転写ベルトにおける第２トナー像のトナーの極性を、第１の像担持体たる感光体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換している。これにより、転写ニップで第１トナー像と第２トナー像とを転写紙に同時転写することができる。その結果、第２トナー像が、第２像担持体と転写紙とが密着した状態で静電転写を行うことがきる。よって、従来のように、第２像担持体上のトナー像を、転写紙に非接触の転写手段で転写紙の裏面に転写するものに比べて、第２トナー像の転写不良を抑制することができる。
【００７２】
また、極性変換手段として、除電手段たる分離チャージャを用いることで、極性変換手段と分離チャージャとをそれぞれ個別に設けるものに比べて、装置を安価することができる。
【００７３】
また、転写紙の除電および第２トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行うことで、転写紙除電のとき、転写紙のおもて面に転写された第１トナー像を乱すことがない。また、極性変換のとき、転写ベルト上の第２トナー像を乱すことがない。
【００７４】
また、転写ベルト上の転写紙を除電するときは、交流バイアスを印加することで、転写ベルトと、転写ベルトと逆極性に帯電した転写紙との両方を除電することができ、分離で転写紙を良好に分離することができる。
また、転写ベルト上の第２トナー像のトナーの極性を変換するときは、直流バイアスを印加することで、第２トナー像のトナー極性と反対の極性の電荷のみを付与することができ、第２トナー像のトナーの極性を良好に変換することができる。
【００７５】
また、上記直流バイアスは、交流を整流して得ることによって、交流電源のみで、交流バイアスと直流バイアスとを分離チャージャに印加することができる。
【００７６】
また、放電針を用いて転写ベルト上におけるトナー像および転写紙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のトナーの極性を非接触で変換できるとともに、転写ベルト上の転写紙を非接触で除電することができる。
【００７７】
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のトナーの極性を非接触で変換できるとともに、転写ベルト上の転写紙を非接触で除電することができる。
【００７８】
また、転写ベルトを無端ベルトとす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。ことを特徴とする画像形成装置。
【００７９】
また、駆動ローラは、転写紙が転写ベルトから分離する分離部に設けられており、駆動ローラの径を１６[ｍｍ]以上としている。駆動ローラを転写紙が転写ベルトから分離する分離部に設けることで、転写ベルトの転写紙を担持する領域は、駆動ローラの駆動力によって、引っ張られた状態となるこれにより、転写ベルトの転写紙を担持する領域における転写ベルトの撓みなどを抑制することができ、転写ベルトと転写紙裏面との間の第２トナー像が転写ベルトと摺擦して、転写紙裏面に転写された第２トナー像を乱すのを抑制することができる。
また、駆動ローラの径を１６[ｍｍ]以上とすることで、転写ベルトとの巻き付き量が多くなり、転写ベルトと駆動ローラとの間でスリップなどが発生し難くなる。その結果、転写ベルトの速度変動を抑制することができる。
【００８０】
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、チリ画像などの画像劣化のない良好な画像を得ることができる。また、転写バイアスを低く抑えることができ、電源の電源容量を低く抑えることができる。
【００８１】
転写ベルト１０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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【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】分離チャージャ２１による転写ベルト１０に担持されたトナー像のトナーの極性変換について説明する図。
【図４】転写ニップにおける転写紙両面への同時転写について説明する図。
【図５】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６】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７】形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図。
【図８】形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００９０】
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：分離チャージャ
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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