(57)【要約】【課題】第１面に画像を形成した転写材を再給送して第２面に画像を形成する画像形成装置において、第２面の画像形成時におけるシワの発生を抑え、画像抜けを防止した画像形成装置を提供すること。【解決手段】少なくとも潜像が形成される像担持体と、該潜像を現像する現像手段とを有し、略直線上に複数配置された画像形成手段と、転写材を担持して搬送する転写材担持搬送手段と、転写材を前記転写材担持搬送手段に吸着させる吸着部材と、前記吸着部材にバイアスを印加するバイアス手段を備え、第１面に画像を形成した転写材を再給送して第２面に画像を形成する画像形成装置において、前記吸着部材に印加するバイアスを、第１面に画像形成するために搬送する場合と、第２面に画像形成するために搬送する場合とで異ならせることを特徴とする。【選択図】図３
2005181363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも潜像が形成される像担持体と、該潜像を現像する現像手段とを有し、略直線上に複数配置された画像形成手段と、転写材を担持して搬送する転写材担持搬送手段と、転写材を前記転写材担持搬送手段に吸着させる吸着部材と、前記吸着部材にバイアスを印加するバイアス手段を備え、第１面に画像を形成した転写材を再給送して第２面に画像を形成する画像形成装置において、
前記吸着部材に印加するバイアスを、第１面に画像形成するために搬送する場合と、第２面に画像形成するために搬送する場合とで異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも潜像が形成される像担持体と、該潜像を現像器内のトナーで現像する現像手段とを有し、所定方向へ略直列に配列された異なる色の画像をそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、転写材が前記複数の画像形成手段をそれぞれ順に通過するように、前記転写材を一定の搬送速度で前記所定方向へ担持搬送する無端状転写材搬送手段と、前記転写材搬送手段により搬送される転写材に、前記複数の画像形成手段によりそれぞれ形成された画像を順に重ねて転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
トナーの粒径をＤ（μｍ）、前記無端状転写材担持搬送手段の表面粗さＲｚをｒとすると、２μｍ≦ｒ≦Ｄ若しくは２μｍ≦ｒ≦１０μｍであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記転写材担持搬送手段の表面粗さは、無方向性であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写材担持搬送手段のクリーニングを静電クリーニング方式にて行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸着部材に印加するバイアスとは、定電流バイアス又は定電圧バイアスであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記吸着部材に印加するバイアスは、第１面に画像形成するために搬送する場合より、第２面に画像形成するために搬送する場合の方を低くしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリンタ、複写機等の電子写真方式或は静電記録方式を採用した画像形成装置に関し、特に複数の画像形成手段を鉛直方向に配置した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置は、高速化、高機能化、カラー化が進められてきており、各種方式のプリンタや複写機が市販されている。これらの中でも、複数色の画像形成手段を直列に配置し、順次トナー像を多重転写するインライン方式の画像形成装置は、高速でのカラー画像の形成が可能なことから、今後のカラープリンタ等の主力になると考えられている。これらインライン方式の画像形成装置には、シート（転写材）をベルト状の搬送手段の表面に担持し、搬送しながら、順次トナー像をシートに多重転写することによりカラー画像を得る方式がある。
【０００３】
従来の画像形成装置の構成について説明する。
【０００４】
図４は従来例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【０００５】
図に示すように、画像形成装置には色の異なる４つの画像形成手段であるプロセスステーション１００ａ〜１００ｄが、略垂直方向の略直線上に４つ配置されている。各プロセスステーション１００は、像担持体である感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、現像手段１０２ａ〜１０２ｄ及びその他のプロセス手段を有している。各プロセスステーション１００に当接するように転写材担持搬送手段である転写搬送ベルト１０３が配置されており、転写部材である転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄによって感光体ドラム１０１上のトナー像を転写される。その後、シートＳは定着器１０４によって熱と圧力を印加され、画像が定着される。
【０００６】
シートＳの両面に画像を形成する場合には、シート後端が定着器１０４を通過した後に搬送方向を反転し、再搬送経路１０６を通って再給送され、第１面と同様に第２面に画像を形成する。
【０００７】
上記転写搬送ベルト１０３には、その表面に吸着部材である吸着ローラ１０７を当接させて通過するシートＳを挟持し、バイアス手段である定電流電源１０８によって吸着バイアスを印加することによりシートＳを帯電させ、これによりシートＳを転写搬送ベルト１０３に吸着させて搬送している。シートＳは、４回の転写工程を経るに従い、徐々に帯電していき転写搬送ベルトとの吸着力も徐々に大きくなる。
【０００８】
このとき、吸着ローラ１０７に転写ローラ１０５と同極性の吸着バイアスを印加することにより、シートＳを転写搬送ベルト１０３に安定的に吸着させ、又、トナー像の転写性を高めている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０３４０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記構成の従来例において、シートＳは４回の転写工程を経るため、吸着ローラ１０７に大きな吸着バイアス（例えば２０μＡ）を印加することにより、シートＳはを転写搬送ベルト１０３に強固に吸着し搬送されるが、一方、転写搬送ベルト１０３からの分離部で剥離する過程において、裏面の剥離放電が生じるために表面に転写されたトナー像画像が乱れることがある。特に、低温・低湿環境での印字や、一度定着工程を通過した両面印字の２面目等、シートＳの抵抗が上昇する使用条件においてこの現象は顕著に現れる。
【００１１】
このため、転写搬送ベルトからの剥離部分にコロナ帯電器１０９等を設けてシートＳの除電を行い、剥離放電を防止することで剥離放電に伴う異常画像を防止することが一般的に行われる。
【００１２】
しかし、コロナ帯電器は高圧を生じさせる電源や、φ８０μｍ程度の非常に細い金属ワイヤが必要であり、コストの掛かる装置である上、放電によってオゾンが生じる等の問題がある。ワイヤ切断時の安全性に対する配慮等の問題もある反面、転写性を向上させることができる。
【００１３】
しかし、平面度の良好な第１面の画像形成時には転写搬送ベルト１０３に均一に吸着するが、第２面の画像形成時には一度定着器１０４を通過したシートＳは熱を掛けられているために周囲が波打っている場合が多く、大きな電流を流して強い吸着力を与えると波打った部分も強力に吸着するため、図５に示すように、波打ち部分がシート後端に向かって寄せられてシワを誘発し、感光体ドラム１０１に対するシワの凹部に転写行程で画像抜けが発生する場合がある。
【００１４】
そこで、本発明は、転写搬送ベルトの表面粗さを適切に保つことで、転写搬送ベルトとシートとの吸着力が必要以上に高くなることを防ぎ、高価なコロナ帯電装置無しで剥離放電現象を防止し、剥離放電に伴う画像不良を防止した第１面に画像を形成した転写材を再給送して第２面に画像を形成する画像形成装置において、第２面の画像形成時におけるシワの発生を抑え、画像抜けを防止した画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、少なくとも潜像が形成される像担持体と、該潜像を現像する現像手段とを有し、略直線上に複数配置された画像形成手段と、転写材を担持して搬送する転写材担持搬送手段と、転写材を前記転写材担持搬送手段に吸着させる吸着部材と、前記吸着部材にバイアスを印加するバイアス手段を備えた、第１面に画像を形成した転写材を再給送して第２面に画像を形成する画像形成装置において、前記転写材担持搬送手段の表面粗さを２μｍＲｚ以上、トナー粒径より小さく設定するか、若しくは２μｍＲｚ以上１０μｍＲｚ以下に設定することで転写材担持搬送手段と転写材との過度な吸着力を防止し、剥離放電に伴う画像不良を防止することを吸着部材に印加するバイアスを、第１面に画像形成するために搬送する場合と、第２面に画像形成するために搬送する場合とで異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置においては、転写搬送ベルトの表面粗さを２μｍＲｚ以上、表面粗さの最大値をトナーの粒径以下若しくは１０μｍＲｚに設定することにより、低温・低湿時や２面目印字時における転写搬送ベルトからの分離時の剥離放電による画像不良を防止することができる。吸着部材に印加するバイアスを、第１面に画像形成するために搬送する場合より、第２面に画像形成するために搬送する場合に低くすることにより、第２面の画像形成時にシート周囲の波打ちの寄せ集めによるシワを防止し、画像抜けの発生を防止することができる。これにより、従来のコロナ帯電器による除電方式に比べ、非常に低コストで第１面の画像形成時の転写性を損なうことなく、良好な両面画像形成を行うことができる画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成図、図２は第１面の画像形成時の転写材の剥離時の画像乱れ吸着搬送の様子を説明する斜視図、図３は第２面の画像形成時の転写材吸着搬送の様子を説明する斜視図である。
【００１９】
図１に示すのは電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置であって、色の異なる４つの画像形成手段であるプロセスステーション１ａ〜１ｄが、略垂直方向の略直線上に４つ配置されている。各プロセスステーション１は、像担持体である感光体ドラム２ａ〜２ｄの周囲に、感光体ドラム２を一様に帯電する帯電手段である帯電ローラ３ａ〜３ｄ、感光体ドラム２上にレーザ光を照射して潜像を形成する光学手段である露光器４ａ〜４ｄ、潜像をマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナーで現像して顕像化させる現像手段５ａ〜５ｄ、感光体ドラム２上の残留トナーを除去するクリーニング装置６ａ〜６ｄ等を有している。
【００２０】
現像手段５ａ〜５ｄが有する現像剤担持体である各現像スリーブ５ａ１〜５ｄ１は、対向する感光体ドラム２ａ〜２ｄと接触若しくは所定の間隙を有して支持されており、現像時には感光体ドラム２ａ〜２ｄと現像スリーブ５ａ１〜５ｄ１の間に現像バイアスが印加される。
【００２１】
各プロセスステーション１ａ〜１ｄに沿って、転写材であるシートＳを担持して搬送する転写材担持搬送手段を構成する転写搬送ベルト７が配置されている。転写搬送ベルト７は駆動ローラ８、従動ローラ９及びベルト張架ローラ１０，１１に張架され、図示矢印方向に回転駆動される。この転写搬送ベルト７は、各プロセスステーション１ａ〜１ｄの感光体ドラム２ａ〜ｄに当接するよう配置され、搬送するシートＳを感光体ドラム２ａ〜２ｄに対し順に当接させつつ搬送する。
【００２２】
転写搬送ベルト７の上流側の表面には、従動ローラ９に対向して吸着部材である吸着ローラ１２が当接され、通過するシートＳを挟持する。吸着ローラ１２にはバイアス手段である定電流電源１３が接続されており、定電流バイアスを印加することによりシートＳを帯電させ、これにより図２に示すように、シートＳを転写搬送ベルト７に吸着させている。
【００２３】
転写搬送ベルト７の内部には、感光体ドラム２ａ〜２ｄと対向する位置に転写部材である転写ローラ１４ａ〜１４ｄが配置され、転写搬送ベルト７を介して感光体ドラム２ａ〜２ｄに圧接している。転写ローラ１４ａ〜１４ｄには転写バイアスが印加され、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上の各色のトナー像をシートＳ上に転写させる。
【００２４】
シートＳは装置下部に備えられた給送部１５に積載収納されており、給送手段である給送ローラ１６によって１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１７に搬送される。レジストローラ対１７は、感光体ドラム２ａ〜ｄ上の画像と同期して、転写搬送ベルト７へとシートＳを送出する。トナー像を転写されたシートＳは定着手段である定着器１８によって熱と圧力を印加されて画像が定着された後に、装置外部の排出トレイ１９へと排出される。
【００２５】
シートＳの両面に画像を形成する場合には、第１面への画像形成が終了してシート後端が定着器１８を通過した後に、完全に排出される前に搬送方向を反転し、再搬送経路２０を通って再搬送コロ２１によってレジストローラ対１７へと再給送する。そして、上記第１面と同様にして第２面にも画像を形成し、排出トレイ１９へとシートＳを排出する。
【００２６】
ここで、４回の転写工程を経たシートＳは、転写搬送ベルト７から分離部で剥離され定着工程に送り出されるが、特に低温・低湿環境や、２面目印字時の一度定着工程を通過して乾燥したシートＳは、転写搬送ベルト７と静電的に強固に吸着しているため（このとき、転写搬送ベルト７の体積抵抗率は例えば１０９
〜１０１２Ωｃｍである）、分離部においてシートＳ裏面で剥離放電が生じ、その現象に伴って表面に転写されたトナー像に、図２に示すような乱れが生じる。
【００２７】
第１面の画像形成後に定着器１８を通過する際、加えられた熱やストレス等の影響でシートＳの周囲に波打ちを生じる。このため、前記従来例にて説明したように、分離部でコロナ帯電装置でシートＳの除電を行い、剥離放電を防止するが、コロナ帯電器は高価である上、オゾンを発生する等の問題がある。ワイヤ切断時の安全性等にも問題がある。波打ちを生じたシートＳの第２面に画像形成をする場合に第１面と同様な吸着バイアスを印加すると、波打ち部も強力に吸着するため、図５に示すように波打ち部分がシート後端に向かって寄せられてシワを誘発し、感光体ドラム２に対するシワの凹部に転写行程で画像抜けが発生する場合がある。
【００２８】
そこで、本発明によれば、転写搬送ベルト７の表面粗さを規定値以上に設定することで転写搬送ベルトとシートＳの静電的な吸着力が必要以上に上昇するのを防止し、剥離時の放電現象を低減することで画像の乱れを防止する。
【００２９】
このとき、剥離放電現象のみを防止するためならば表面粗さは大きいほど有利になる。しかし、シートＳとの静電吸着力が低くなり過ぎると搬送の安定性を損ね、又、転写工程における通電の安定性確保の必要性や、転写搬送ベルト上のトナーをクリーニングする必要性があるため、無制限に荒らすことはできない。ここで、特に重要になるのが、ジャム時等に転写搬送ベルト上に残留したトナーのクリーニングである。
【００３０】
通常、表面の凹凸がトナー粒径より小さければ、ブレードでのクリーニングは可能である。しかし、表面粗さの最大値が、トナー粒径を超えるとトナーが凹凸の谷部に入り込んだ場合、クリーニングしにくくなる恐れがある。よって、表面粗さの最大値はトナー粒径よりも小さいことが必要になる。
【００３１】
又、ブレードクリーニング方式を採用している場合、Ｒｚを２μｍ以上に取ると、ブレードの先端磨耗等の懸念が生じることもある。よって、転写搬送ベルトのクリーニングは、転写部で転写時とは逆のバイアスを転写部材に印加し、転写搬送ベルト上のトナーを静電的に感光体ドラムに戻す、静電クリーニング方式を採用することが望ましい。
【００３２】
又、表面粗さに一定の方向性があると、規定の粗さ内の数値でも放電現象がその方向性に従って集中して発生し、画像の乱れが発生する場合があるため、粗さに方向性があってはならない。
【００３３】
図３は低温・低湿環境下（１０℃・１５％）における転写搬送ベルト７とシートＳの静電吸着力Ｆ（転写部で７μＡの電流を通電した場合、搬送方向に引っ張った場合の吸着力）を、転写搬送ベルトの表面粗さを変化させ、シートの種類別に示したものである。
【００３４】
この図３より、画像不良の発生する静電吸着力の上限以下、搬送に必要な静電吸着力の下限以上、トナーの粒径以下の表面粗さを規定することが必要になる。よって、表面粗さは２μｍＲｚ以上、トナーの粒径以下若しくは１０μｍＲｚとなる。
【００３５】
先ず、第１面の画像形成時には、吸着ローラ１２に定電流電源１３によって、転写搬送ベルト７に対する十分な吸着力と、転写性向上に十分な吸着バイアス（例えば２０μＡ）を印加する（図２参照）。この場合、可能な限り多くの電流を流すことが好ましい。そして、第２面の画像形成時には、例えば第２面目の再給送信号に同期させて、搬送に最低限必要な吸着バイアス（例えば５μＡ）に低下させる。この場合、波打ち部分まで強力に吸着してしまわない程度に吸着バイアスの強さを設定する。
【００３６】
このように転写搬送ベルト７の表面粗さを規定して吸着バイアスの制御を行うことで、転写搬送ベルト７とシートＳとの静電吸着力が必要以上に上昇することを防止し、剥離放電現象を低減することができるため、コロナ帯電器等のコストの高い除電装置無しで剥離、図３に示すように、第２面の画像形成時においてシートＳの中央部は転写搬送ベルト７に吸着し、周囲の波打ち部は転写搬送ベルト７に吸着しないで吸着ローラ１２を通過するため、シート周囲の波打ちの寄せ集めによるシワは発生せず、画像抜けの発生を防止することができる。尚、一度定着器１８を通過したシートＳは、シートＳが適度に乾燥するために転写性は安定しており、吸着バイアスによるシートＳの帯電による転写性の向上は必須ではないため、本実施の形態の構成であっても転写性を損ねることはない。
【００３７】
＜実施の形態２＞
本発明に係る画像形成装置の実施の形態２について説明する。
【００３８】
前記実施の形態１においては、定電流電源１３を用いて吸着ローラ１２に吸着バイアスを印加していたが、定電流電源の代わりに定電圧電源を用いることでも良い。この場合においても、第１面の画像形成時の吸着バイアスの電圧（例えば２ｋＶ）よりも、第２面目の画像形成時の電圧を低く（例えば０．５ｋＶ）する。これにより、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。放電現象を防止し、それに伴う画像不良を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、前記実施の形態１，２にて説明した定電流電源又は定電圧電源は、直流電圧と交流電圧を重畳して印加するよう構成することでも良い。又、プロセスステーション１を略垂直方向の略直線上に配置して説明したが、略水平方向の略直線上に配置した画像形成装置にあっても、本願発明を適用することができ、又、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１面の画像形成時の転写材吸着搬送時の分離部での画像不良の様子を説明する斜視図である。
【図３】第２面の表面粗さと静電吸着力の関係を示すグラフである。
【図４】従来例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ    シート
１    プロセスステーション
２    感光体ドラム
３    帯電ローラ
４    露光器
５    現像手段
６    クリーニング装置
７    転写搬送ベルト
８    駆動ローラ
９    従動ローラ
１０  ベルト張架ローラ
１１  ベルト張架ローラ
１２  吸着ローラ
１３  定電流電源
１４  転写ローラ
１５  給送部
１６  給送ローラ
１７  レジストローラ対
１８  定着器
１９  排出トレイ
２０  再搬送経路
２１  再搬送コロ
２２  クリーニング装置  
１００  プロセスステーション
１０１  感光体ドラム
１０２  現像手段
１０３  転写搬送ベルト
１０４  定着器
１０５  転写ローラ
１０６  再搬送経路
１０７  吸着ローラ
１０８  定電流電源
１０９  コロナ帯電器
【図１】
2005181363.tif 000003
【図２】
2005181363.tif 000004
【図３】
2005181363.tif 000005
【図４】
2005181363.tif 000006