JP2004212455A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一度の通紙で両面転写を行うための要素（像担持体等）を簡素・小型にし、効率的な動作を可能とする条件に従い複数枚両面画像形成の連続動作を行わせることにより省スペース化、生産性の向上を両立させる。
【解決手段】転写ベルト：第３像担持体１００の周長を用紙の最大サイズに通紙間隔を加えた長さ（複数枚両面画像形成動作に必要な最小限）に等しくし、２枚の両面転写画像を得る場合、通紙間隔をとって用紙の一面に転写される各像を中間転写ベルト:第２像担持体１０から転写、担持する。用紙の他面への画像は中間転写ベルト１０上に前記一面への画像の後に引き続いて間隔を空けずに作像され、一面の転写ベルト１００への転写終了後に直ちに(連続動作）、用紙への両面転写（一面を転写ベルト１００、他面を中間転写ベルト１０から）を各ベルト１０，１００から行うことが可能になる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のように、像担持体に作成した画像を記録媒体（用紙）に転写する方法を用いる画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置及びこれらの機能を複合させた装置等）に関し、より特定すれば、一度の通紙により記録媒体の両面に画像の転写を可能にした前記画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やプリンタなどの画像形成装置において、感光体ドラムの表面に静電潜像を生成し、それに現像剤（トナー）を付着させて現像を行い、さらに可視化（トナー）像を記録紙に転写し、転写された像を記録紙に定着させる、いわゆる電子写真方式が用いられている。なお、この方式では、周知のように、感光体ドラムに静電潜像を生成する際に、走査方式により画像の光書き込みを行う。即ち、感光体ドラムを回転させ（走査させ)ながら、回転と同期をとってライン画像を書き込むというやり方であり、その後、一連の処理として行われる転写ベルト等による像担持体間の転写（最終的に記録紙へ行う転写処理を含め）も走査方式によって行われる。
こうした電子写真方式の画像形成装置において、今日ではすでに記録媒体の両面への画像転写が一般的となっている。
記録媒体の両面への転写方法として導入されている方法の一つは、記録媒体の一方の面へ転写、定着した後に、両面反転装置を用いて記録媒体を反転させた後、他方の面へ転写、定着のプロセスを行っている。しかしながら、この方法によると、両面反転装置等が必要不可欠になるとともに、両面時のファーストプリントが遅くなるのは否めない。
こうした点を克服すべく、下記［特許文献１］に例示するような両面反転装置等を用いずに転写を行うことを可能にする画像形成装置について提案がなされた。
【特許文献１】
特開2000-352889号公報
［特許文献１］記載の画像形成装置では、記録シート（記録媒体）への画像転写は、各面に対応して感光体、現像部、中間転写ベルト等からなる画像形成部を設けるようにしており、こうした構成により、一度の通紙により両面の転写を行うことができるようにしている。しかしながら、［特許文献１］の装置においては、画像形成部を記録媒体の両面に夫々有しており、省スペースに対する要求が強い昨今においては、機械が大型化することはマイナス要因になり、さらに画像形成部をダブルに持つことからコスト面で非常に不利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、画像形成部をダブルに装備しない両面装置を本出願人は、先の出願（特願2002-272498号、以下この出願の発明を「先願発明」という）において提案している。
この先願発明においては、カラー画像の形成に対応する装置が示されており、カラー構成色(４色)の各色に対応する複数の感光体(第１像担持体)をシーケンシャルに並べて転写ベルト(第２像担持体)で色重ねを行う方式（いわゆる“タンデム方式”）によっている。転写ベルト(第２像担持体)で各色が重ねられた画像は、さらにもう一つの転写ベルト(第３像担持体)に転写され、両面転写する記録媒体における一面の画像とする。一面の画像を作成した後、中間転写ベルト(第２像担持体)に他面用の画像を転写し、第３像担持体の画像と第２像担持体の画像とを記録媒体の各面に一度の通紙により転写することによって両面に画像を形成する処理を行う。
この先願発明により、転写ベルト(第２像担持体)で色重ねを行うまでの過程は記録媒体の両面の画像に共通に用いることになるので、特許文献１で問題になった省スペース化やコスト面に対して有利になる。
【０００４】
さらに、この先願発明では、転写ベルト(第３像担持体)の長さ(画像を担持し得る無端ベルトの周長)をダブルレターサイズの長辺より長くすることを要件としており、この要件によって、レターサイズ以下の記録媒体であれば２枚連続して画像を形成することを可能にして、処理効率の向上を図ることができるようになる、としている。
しかしながら、この先願発明では、２枚連続して画像を形成する動作を行う際に、この動作をさらに継続して２枚以上の記録媒体に対する連続処理を行う場合を想定し、このような場合ついて、その生産性を向上させるための動作条件や、或いはその動作条件に適合する手段を省スペースで実現するための条件等について考慮していない。従って、画像形成部をダブルに装備しない両面装置の提供という、本来省スペース化を意図してなされた先願発明によりもたらされるメリットを減殺しかねず、上記した生産性との両立も果たせない。
本発明は、記録媒体の両面それぞれに形成すべく像担持体に作成した画像を記録媒体の両面に一度の通紙により転写することを可能にした画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置及びこれらの機能を複合させた装置等）における上述の従来技術及び先願発明における問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画像形成部をダブル装備する形式によらず、さらに一度の通紙で両面転写を行うために必要となる像担持体（先願発明における第３像担持体の転写ベルト）をできるだけ小さくして省スペース化、コストの低減化を図り、しかも、複数枚両面画像形成動作（前記像担持体へ複数枚担持可能なサイズを持つ画像を対象にして両面画像を形成する動作）を連続して行わせる際に、生産性の向上を可能にする動作条件に従った転写を行うための手段を備えた前記画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、無端周面に画像を担持可能とした第１像担持体、第２像担持体、第３像担持体の各像担持体と、第１像担持体上に担持させる画像を生成する画像生成手段と、像担持体間の転写を走査方式により行う第１像担持体上の画像を第２像担持体へ転写する第１転写手段、第２像担持体上の画像を第３像担持体へ転写する第２転写手段、第２像担持体上の画像を記録媒体の一方の面に転写する第３転写手段、第３像担持体上の画像を記録媒体の他方の面に転写する第４転写手段の各転写手段と、記録媒体の両面への転写を行うように前記各転写手段の動作を制御する転写制御手段とを有し、前記第３像担持体の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さに等しくした画像形成装置であって、前記画像生成手段は、第３像担持体に複数枚を担持可能なサイズを持つ画像を対象にして複数枚両面画像を形成する動作を行うときに、第２像担持体及び第３像担持体を経て記録媒体の他方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、第２像担持体を経て記録媒体の一方の面に転写する画像を生成することを特徴とする画像形成装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記画像生成手段は、第３像担持体に複数枚を担持可能なサイズを持つ画像を対象にして複数枚両面画像を形成する動作を行うときに、第２像担持体を経て記録媒体の一方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、次に画像形成を行う記録媒体に対して第２像担持体及び第３像担持体を経て該記録媒体の他方の面に転写する画像を生成することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像形成装置において、前記第２転写手段と第３転写手段を共通の手段としたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。
記録媒体(転写紙)の両面に一度の通紙により画像を形成する本発明の画像形成装置に係わる実施形態として、ここでは電子写真プロセスにより画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置を例示する。
図１は、本実施形態において例示する画像形成装置全体の構成を概略的に示す。図１には、カラー画像を形成する装置が示されており、カラー構成色(４色)の各色に対応する複数の感光体(第１像担持体)をシーケンシャルに並べて中間転写ベルト(第２像担持体)で色重ねを行う方式（いわゆる“タンデム方式”）によっている。中間転写ベルト(第２像担持体)で各色が重ねられた画像は、さらにもう一つの転写ベルト(第３像担持体)に転写され、両面転写する記録媒体における一面の画像とする。転写ベルト(第２像担持体)で色重ねを行うまでの過程は記録媒体の両面の各画像に共通に用いるようにするので、他面用の画像は、一面の画像と同様の処理過程で中間転写ベルトに作られる。従って、他面用の画像は、一面の画像の処理後に、中間転写ベルト(第２像担持体)に転写される。こうして作られた第３像担持体の画像と第２像担持体の画像とを記録媒体の各面に一度の通紙により転写することによって両面に画像を形成する処理を行う。
【０００７】
図1を参照して、本実施形態の装置の画像形成プロセスに係わる構成をより詳細に説明する。この実施例装置でも、第１像担持体としての感光体ドラム１に静電潜像を生成する際には、周知の方法である走査方式により画像の光書き込みを行う。この方式による場合、感光体ドラム１を回転させ（走査させ)ながら、回転と同期をとってライン画像を書き込むというやり方をとっており、その後、一連の処理として行われる像担持体間の転写（最終的に記録紙へ行う転写処理を含め）も走査方式によって行う。
走査方式に従って動作するために回転可能に支持され、矢印方向に回転する各色に対応して４個（a,b,c,d）設けられた感光体ドラム１の外周部には、それぞれ除電装置Ｌ、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置５が配備されている。帯電装置３と現像装置５の間には、露光装置４から発せられる画像情報を担った光ビームの入るスペースが確保されている。各色の感光体ドラム１それぞれの周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。ただし、当然であるが現像装置５が扱う現像材（トナー）の色は異なる。
感光体ドラム１は直径が30〜100ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。その一部が、第２像担持体としての中間転写ベルト１０に接している。なお、この実施形態では、感光体としてドラム状のものを用いているが、ベルト状の感光体も採用可能である。
【０００８】
走査方式に従って動作する感光体ドラム（第１像担持体）１上の画像の転写を受ける中間転写ベルト（第２像担持体）１０は、矢印方向に移動可能に、回転するローラ１１、１２、１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、感光体ドラム１から中間転写ベルト１０への転写用の第１転写手段２０がドラム１の近傍に配備されている。中間転写ベルト（第２像担持体）１０は、厚みが50〜600μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしており、感光体ドラム（第１像担持体）１からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
中間転写ベルト１０のベルトループの外側に、この中間転写ベルト用のクリーニング装置２５が配備されている。中間転写ベルト１０上の画像を転写した(後述するように転写ベルト１００或いは記録媒体への転写)後に、ベルト表面に残留する不要のトナーを拭い去る。
露光装置４は、公知のレーザビーム書き込み方式で、感光体ドラム１を回転させ（副走査させ)ながら、回転と同期をとって画像情報を担ったレーザビームで一様に帯電された感光体表面を照射（主走査）し、ライン画像を書き込む（感光体表面に潜像を生成する）。本例ではタンデム方式を採用しているから、４個（a,b,c,d）設けられた感光体ドラム１にフルカラー（Ｍ：マゼンタ，Ｃ：シアン，Ｙ：イエロー，Ｋ：ブラックの４色）に対応する画像を書き込み、感光体ドラム１から各色の画像を中間転写ベルト１０に転写することにより、ベルト１０上で転写される各色の画像の重ね合わせを行う。なお、レーザビーム書き込み方式に代えて、ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光方式を採用してもよい。
【０００９】
走査方式に従って動作する中間転写ベルト（第２像担持体）１０上の画像をさらに転写するために第３像担持体として転写ベルト１００を設ける。転写ベルト（第３像担持体）１００は、矢印方向に移動可能に、回転ローラ１１１、１１２、１１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、転写手段１２０が配備されている。転写手段１２０は、中間転写ベルト（第２像担持体）１０から転写ベルト（第３像担持体）１００への転写を行う第２転写手段として、さらに中間転写ベルト（第２像担持体）１０から記録媒体（転写紙）への転写を行う第３転写手段としても機能する。転写ベルト（第３像担持体）１００は、厚みが50〜600μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、中間転写ベルト（第２像担持体）１０からトナーを転写可能とする抵抗値を備えるベルトである。転写手段１２０、ローラ１１３及びローラ１１（中間転写ベルト１０を支持するローラ）により、中間転写ベルト１０と転写ベルト１００（或いは転写紙）は接触し、予め定められた転写ニップを形成する。
転写ベルト１００のベルトループの外側に、この転写ベルト用のクリーニング装置２５０、転写ベルト（第３像担持体）１００から記録媒体（転写紙）への転写を行う第４転写手段としてのチャージャＣＨ、などを配備する。クリーニング装置２５０は、転写ベルト１００上の画像を転写紙（記録媒体)に転写した後に、残留する不要のトナーを拭い去る。
【００１０】
記録媒体（転写紙）Ｐは図１の下方の給紙装置（給紙カセット）２６-１、２６-２に収納されており、カセットに載積された最上の転写紙が給紙ローラ２７で一枚ずつ取り出され、複数のガイド部材からなるガイド２９を経てレジストローラ対２８に搬送され、その後転写手段１２０(第３転写手段)及びチャージャＣＨ(第４転写手段)による転写を受ける。
図１の上方に、画像の転写された記録媒体（転写紙）に対して熱定着の処理をする定着手段３０と、排紙部を構成する排紙ガイド対３１、排紙ローラ対３２、排紙スタック部４０を配備する。
中間転写ベルト１０の上方で、排紙スタック部４０の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部ＴＳを設ける。トナーはＭ：マゼンタ，Ｃ：シアン，Ｙ：イエロー，Ｋ：ブラックの４色分を、カートリッジＴＣの形態にして備える。ここから粉体ポンプ等により各色に対応する現像を行う感光体ドラム１に付設する現像装置５に適宜補給される。
本体の一部のフレーム５０は、開閉支軸５０Ａを中心として、回動・開放が可能な構造にしておき、記録媒体（転写紙）の搬送路は大きく開き、ジャム状態にある転写紙の除去等の処理を容易にする。
【００１１】
次に、上記した画像形成装置（図１）の動作を説明する。下記では、両面に画像を形成する時の「両面動作モード」と片面のみに画像を形成する「片面動作モード」に分けて説明する。いずれの動作モードも、図示しない操作部からオペレータ（ユーザー）によって原画像情報に対して指示がなされ、指示された動作モード等の設定動作条件に従って、記録媒体（転写紙）に原画像情報に基づく画像を形成する一連の処理を行う。
この一連の画像形成処理は、画像形成装置の動作を制御するシステムコントローラ（図示せず)により本装置のシステムを構成する情報処理系及び駆動系の各部を制御することにより実行される。従って、この画像形成装置のシステムコントローラは、一連の画像形成処理に必要な動作を制御するプログラムを搭載し、内蔵するＣＰＵによってこの制御プログラムを実行することにより、以下に示す画像形成処理の実現を可能にする。
【００１２】
「両面動作モード」
中間転写ベルト(第２像担持体)１０で色重ねを行うまでの過程は記録媒体の両面の各画像に共通に用い、かつ記録媒体の各面に一度の通紙により画像を形成する処理を行うようにするために、先に感光体ドラム１で作成する画像を転写ベルト(第３像担持体)１００に一旦担持させ、次に感光体ドラム１で作成する画像を中間転写ベルト(第２像担持体)１０に転写しながら、転写ベルト(第３像担持体)１００と中間転写ベルト(第２像担持体)１０上に担持させた画像を同時に記録媒体の各面に転写する。
従って、動作の開始持に、まず感光体ドラム１上で作像が行われる。この作像処理は、露光装置４の作動により、ＬＤ(レーザ ダイオード)光源から画像（書き込み情報）を担ったレーザビーム光が、ライン走査光学系を経て、帯電装置３で一様に帯電された感光体ドラム１のうち、ａと記した感光体の表面を照射し（書き込みを行い）、回転する（走査方式により書き込みを行うために）感光体上にこの色成分の画像情報に対応した潜像を生成する。
感光体ドラム１上の潜像は、現像装置５で現像され、トナーによる顕像が感光体ドラム１の表面に形成・保持される。このトナー像は、第１転写手段２０により、感光体ドラム１の移動（回転）と同期して移動する中間転写ベルト１０の表面に転写される。
感光体ドラム１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置２でクリーニングされ、除電装置Ｌで除電され次の作像サイクルに備える。
【００１３】
中間転写ベルト１０は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。ｂと記された感光体ドラム１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、既に第２の像担持体に乗っている前の色の顕像に重ねるように転写するといった処理手順で、最終的に４色重ねられるまで順次各色成分の転写を行う。
このとき同期して転写ベルト（第３像担持体）１００は矢印方向に移動していて、第２転写手段１２０の作用で、転写ベルト１００の表面に中間転写ベルト（第２像担持体）１０表面に作られた画像が転写される。
タンデム形式である４個の感光体ドラム１上で画像を生成しながら、中間転写ベルト（第２像担持体）１０、転写ベルト（第３像担持体）１００が移動し、作像が進められるので、処理時間の短縮化が図られる。
記録媒体の一面に形成する画像を中間転写ベルト１０へ転写する処理の終了に引き続いて、記録媒体の他面に作成されるべきトナー画像を先に行ったと同様の過程で中間転写ベルト１０へ転写するために再度感光体ドラム１に作像する。この段階で、記録媒体の両面への転写が可能な状態になるので、給紙が開始される。
【００１４】
給紙ローラ２７が反時計方向に回転すると、給紙装置の給紙カセット２６−１，２６−２内の最上部にある記録媒体（転写紙）Ｐが引き出され、レジストローラ対２８に至るまで、搬送される。
レジストローラ対２８を経て、中間転写ベルト（第２像担持体）１０と転写ベルト（第３像担持体）１００の間に送られる記録媒体（転写紙）の片側の面に、第２転写手段１２０により中間転写ベルト（第２像担持体）１０表面のトナー像を転写する。
記録媒体（転写紙）をさらに搬送し続け、記録媒体のもう一方の面にチャージャＣＨにより第３の像担持体１００表面のトナー像を転写する。この転写に際して、記録媒体（転写紙）は転写ベルト１００及び中間転写ベルト１０と同期し、かつ画像が正規の位置になるよう、レジストローラ対２８でタイミングがられて搬送される。
本実施形態では、感光体ドラム１に作像されるトナーの極性は、マイナスである。第１転写手段２０にプラスの電荷を与えることで、感光体ドラム１に作像されたトナーは中間転写ベルト（第２像担持体）１０に転写される。第２転写手段１２０にプラスの電荷を与えることで、中間転写ベルト（第２像担持体）１０に作像されたトナーは転写ベルト（第３像担持体）１００に転写される。さらに、第２転写手段１２０は中間転写ベルト（第２像担持体）１０表面のトナーを記録媒体の片側の面に転写するときにも働く。また、チャージャＣＨからプラス極性の電荷与えることで、転写ベルト（第３像担持体）１００表面のマイナス極性のトナーは吸引されて、記録媒体の他の面に転写される。
【００１５】
上記の手順で処理を行うことにより両面にトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着手段３０に送られ、記録媒体（転写紙）上のトナー像（両面）が一度に溶融、定着され、ガイド対３１を経て排紙ローラ対３２により本体フレーム上部の排紙スタック部４０に排出される。
図１のような構造で排紙部を構成した場合、両面画像のうち中間転写ベルト（第２像担持体）１０から記録媒体（転写紙）に直接転写される面（頁）、すなわち後から感光体ドラム１上に画像を作成し転写される面が下面となって、排紙スタック部４０に載置されるから、頁揃えをしておくには感光体ドラム１上に画像を作成する順序として、２頁目の画像を先に作成し、転写ベルト（第３像担持体）１００にそのトナー像を保持し、１頁目の画像を中間転写ベルト（第２像担持体）１０から記録媒体（転写紙）に直接転写するようにすれば良い。
ここに、記録媒体（転写紙）両面に転写される画像は、それぞれ転写回数が異なる。つまり、中間転写ベルト（第２像担持体）１０から記録媒体に転写されるトナー像は、偶数回であるから感光体ドラム（第１像担持体）１表面で正像にし、他方、転写ベルト（第３像担持体）１００から記録媒体に転写されるトナー像は、奇数回であるから感光体ドラム（第１像担持体）１表面で逆像（鏡像）になるように露光する必要がある。
なお、このような頁揃えのための作像順は画像データをメモリに貯蔵する既知の技術で、また正、逆像（鏡像）に切り換える露光も、既知の画像処理技術により、実施することができる。
転写ベルト（第３像担持体）１００から記録媒体に転写した後、内部にブラシローラ、回収ローラ、ブレード等を備えたクリーニング装置２５０は、転写ベルト（第３像担持体）１００表面に残留する不要のトナーや紙粉を除去する。また、図１ではローラ２５０Ｃが転写ベルト１００表面から離れた状態にあるが、支点２５０Ａを中心として揺動可能で、転写ベルト１００表面に接離可能な構造になっている。記録媒体に転写する以前で、転写ベルト１００がトナー像を担持しているとき離し、クリーニングが必要のとき、図１において反時計方向に揺動させ、接触させ、動作状態とする。除去されたトナーは、トナー収納部２５０Ｂに集められる。このようなクリーニング装置２５０に関する構成は、既知の手段を適用することにより実施し得る。
【００１６】
「片面動作モード」
上記したようにして記録媒体の両面への画像形成動作が可能であるから、両面のうちのいずれかの動作により片面の画像形成動作が可能になることは明らかであるが、ここでは、転写ベルト（第３像担持体）１００にトナー像を転写する方の工程を省き、中間転写ベルト（第２像担持体）１０から記録媒体（転写紙）に直接転写する工程により片面画像を形成する場合を説明する。
本モードでは、まず感光体ドラム（第１像担持体）１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト（第２像担持体）１０に転写しながら、中間転写ベルト１０上に転写されたトナー像をさらに記録媒体（転写紙）Ｐに第２転写手段１２０によって転写する。
この転写に際して、記録媒体（転写紙）Ｐは転写ベルト１００及び中間転写ベルト１０と同期させ、かつ画像が転写紙Ｐ上において正規の位置になるよう、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像との位置合わせをするためにレジストローラ対２８で転写紙に対するタイミングの制御をして搬送を行う。
この転写動作では、転写手段であるチャージャＣＨは作動することはなく、記録媒体Ｐは転写ベルト１００とともに移動し、定着手段３０のある領域に送られ、トナーが定着される。その後、記録媒体Ｐは転写ベルト１００から離れ、ガイド対３１、排紙ローラ対３２を経て矢印Ａの方向に排出され、画像面が下になった状態（フェースダウン）で排紙スタック部４０に載置される。上記のような処理手順により動作させた場合には、数頁にわたる原稿を１頁から順に処理しても、排紙スタック部４０から取り出したとき、プリント物は頁順になっている。
なお、本実施形態の上述の例では、４色のカラー成分のトナーを使い、カラー画像を作像する場合に関して述べたが、モノクロ画像の作成にも、本発明の技術思想（即ち、中間転写ベルト（第２像担持体）１０に転写するまでの過程は記録媒体の両面の各画像に共通に用い、かつ記録媒体の各面に一度の通紙により画像を形成する処理を行うようにする）に沿う実施が可能である。
【００１７】
上記では、記録媒体の両面に一度の通紙により画像を形成する画像形成装置において、装置構成の大規模化を解決するために、中間転写ベルト（第２像担持体）１０に転写するまでの過程を記録媒体の両面の各画像に共通に用いるようにした装置の基本的な構成及び動作について説明した。
次に示す実施形態では、上記を基本構成とする画像形成装置において、両面転写を行うために必要となる像担持体（第３像担持体の転写ベルト）を可能な限り小さくして省スペース化を図り、コストを低減化すること、しかも、複数枚両面画像形成動作、即ち、第３像担持体の転写ベルトへ複数枚の画像を担持させて両面画像を形成する動作、を連続して行わせる際に、生産性の向上を可能にする動作条件に従った画像形成動作を行わせるようにすることを課題とする。
この課題を、本発明では、上記した画像形成装置（図１)において両面転写を行うために必要とした第３像担持体（転写ベルト）の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さに等しくし、複数枚担持可能なサイズを持つ画像を対象にして第３像担持体上に複数枚のトナー像を転写し、両面画像を形成する動作（複数枚両面画像形成動作）を連続して行わせる際に、生産性の向上を図ることを可能にする画像形成、転写等の動作条件を付加することによって解決するものである。以下に、その解決手段に係わる実施形態を「実施形態１」、「実施形態２」として示す。
【００１８】
「実施形態１」
図２は、本実施形態の第３像担持体（転写ベルト）の構成と、動作時の転写状態を示す図である。図２には、図１に示した画像形成装置（概略全体図）における一部の構成である、転写ベルト（第３像担持体）１００と転写ベルト１００へ転写されるトナー画像を担持する中間転写ベルト（第２像担持体）１０に係わる部分を示すものである。なお、説明の都合上、図１に示した構成要素の一部(例えば、第２転写手段１２０、チャージャＣＨ等)を省略している。
本実施形態では、転写ベルト（第３像担持体）１００の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さとすることで転写ベルト（第３像担持体）１００に関する機構の省スペース化を図るようにしたものである。ここに示した転写ベルト１００は、少なくとも両面画像形成の連続動作時には、トナー像の転写動作のために連続してベルト移動を行う。通紙間隔は、一枚の記録媒体転写を終了した後、次の記録媒体への転写が可能になるまでにベルトが移動する距離に基づいて決まる値（図２参照）で、装置の性能によって異なる値になる。図２に示す例では、転写ベルト１００上に記録媒体の最大サイズの半分のトナー像が２枚分転写され、トナー像間に通紙間隔を設けている。トナー像が最大サイズである場合には、通紙間隔をトナー像の端部間に設けることにより、転写ベルト１００の周長を両面画像形成の連続動作を可能にするために最低限必要な長さに制限する。
【００１９】
最大サイズの半分のトナー像２枚分を転写する場合の動作は、図２に示すように、転写ベルト１００に対するクリーニング装置２５０のブレード等の接触を解いてクリーニング動作を不作動とした後、転写部で中間転写ベルト（第２像担持体）１０と転写ベルト（第３像担持体）１００とを接触させながら図中の矢印に示す方向に両方のベルトを同期して移動させ、その間に中間転写ベルト１０から転写ベルト１００表面へトナー像を転写する。一枚目の画像の後に通紙間隔を開けて、２枚面の画像を転写すると、通紙間隔以外の転写ベルト１００の全周にわたってトナー像が担持され、図２に示すトナー像の担持状態で中間転写ベルト１０からの２枚の画像の転写を終える。
この転写の終了後には直ちに(連続動作により）、次の転写動作として中間転写ベルト（第２像担持体）１０と転写ベルト（第３像担持体）１００の各々から記録媒体への転写を行うことが可能になり、両面作像時において画像形成処理時間の短縮化、延いては生産性の向上を図ることが可能になる。つまり、図２に示すように、中間転写ベルト（第２像担持体）１０には、上記した中間転写ベルト１０から転写ベルト１００に転写されたトナー画像（この後記録媒体の一面へ転写さえる画像）の後に引き続いて間隔を空けずに、中間転写ベルト１０から直接記録媒体の他面に転写されるトナー画像が作像、担持されており、このような作像をすることにより、上記した連続動作が可能となる。
なお、図２に例示した最大サイズの半分のトナー像２枚分を転写する場合に、転写ベルト（第３像担持体）１００の利用率が最大になるが、最大サイズの半分以下のトナー像であっても、通紙間隔を間にして複数枚のトナー像がベルトの周長内に収まる場合には適用可能であり、生産性を向上させることができる。ただし、両面の画像を適正位置に形成するためには、中間転写ベルト（第２像担持体）１０と転写ベルト（第３像担持体）１００から記録媒体へそれぞれ転写する画像の同期性を保証する必要があるが、これを両面画像の作像条件（例えば、感光体ドラムへの作像タイミング）の調整により行うことが可能である。
【００２０】
「実施形態２」
上記実施形態１では、転写ベルト（第３像担持体）１００の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さとすることにより、複数枚両面画像形成の生産性を向上させるようにした画像形成装置の基本的な形態を示した。本実施形態では、上記実施形態１の方法により第３像担持体の転写ベルトへ複数枚の画像を担持させて両面画像を形成する動作を終えた後に、さらに次の記録媒体に対する作像過程を含め、複数枚両面画像形成動作を連続して行わせ、画像形成の生産性の向上を可能にする動作条件を付加して構成した形態を示す。
図３は、本実施形態の第３像担持体（転写ベルト）の構成と、動作時の転写状態を示す図である。図３には、図２の転写状態からさらに動作が進行して、転写ベルト（第３像担持体）１００に担持された２枚分の画像を記録媒体の一面に、また対応する中間転写ベルト（第２像担持体）１０の画像を記録媒体の他面に転写する両面転写工程の最終状態を示している。
図３に示すように、中間転写ベルト（第２像担持体）１０には、この中間転写ベルト１０から記録媒体へ直接転写しているトナー像の後に引き続いて、次の記録媒体へ転写するトナー像が間隔を空けずに担持された状態を示している。この後続するトナー像は、次の記録媒体へ転写するトナー像として担持されているもので、転写ベルト（第３像担持体）１００への転写を経て記録媒体へと転写処理される。
【００２１】
中間転写ベルト（第２像担持体）１０上で図３に示すような作像状態をとることにより、中間転写ベルト１０から記録媒体へ転写処理が終了したときには直ちに(連続動作により）、中間転写ベルト（第２像担持体）１０上に担持された次のトナー像に対する転写ベルト（第３像担持体）１００への転写を行うことが可能になり、両面作像時における複数枚両面画像形成動作の短縮化、延いては生産性の向上を図ることが可能になる。つまり、図２と図３の動作を連続させることにより複数の最大サイズの記録媒体に対する複数枚両面画像形成動作を最大の生産性で行うことが可能になる。
ここに、図３の状態（即ち記録媒体への転写の終了時）の次に行う中間転写ベルト（第２像担持体）１０上に担持されたトナー像の転写は、転写ベルト（第３像担持体）１００上に行われ、２枚分の画像を転写ベルト１００に担持させる場合を例にすると、画像間に通紙間隔分の未転写（空白）部分を持つ画像が転写され、転写後には、図２の転写ベルト（第３像担持体）１００上における担持状態になる。
なお、この一連の動作を行うために、転写ベルト（第３像担持体）１００を中間転写ベルト（第２像担持体）１０に対し離間／接触させる方向に可動とし、記録媒体の通紙時に動作させる必要がある。また、クリーニング装置２５０の動作は、初めのサイクルで記録媒体への転写を行うトナー像の終端通過後のタイミングで、次のサイクルの記録媒体に形成する画像の転写用の表面を用意するために、ベルト上に残存するトナーを除くために動作状態に移行させる必要がある。
【００２２】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明に対応する効果
一度の通紙で両面転写を行う画像形成装置において、第２像担持体に転写するまでの過程を記録媒体の両面の各画像に共通に用い、かつ両面転写を行うための要素である第３像担持体の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さに等しく（複数枚両面画像形成動作に必要な最小限）し、さらに
複数枚両面画像を形成する動作を行うときに、第２像担持体及び第３像担持体を経て記録媒体の他方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、第２像担持体を経て記録媒体の一方の面に転写する画像を生成するようにしたので、省スペース化（両面転写を可能にする構成要素の簡素・小型化）と生産性の向上（複数枚両面画像の形成処理時間の短縮化）を両立させることが可能になる。
（２） 請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、第２像担持体を経て直接記録媒体の一方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、次に画像形成を行う記録媒体に対して第２像担持体及び第３像担持体を経て該記録媒体の他方の面に転写する画像を生成するようにしたので、複数枚両面画像形成の連続動作における第３像担持体の利用率を高め、生産性を向上させることが可能になる。
（３） 請求項３の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、第２転写手段と第３転写手段を共通の手段としたことにより、さらに装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる画像形成装置全体の構成を概略的に示す。
【図２】第３像担持体（転写ベルト）の構成と、動作時の転写状態（実施形態１）を示す。
【図３】第３像担持体（転写ベルト）の構成と、動作時の転写状態（実施形態２）を示す。
【符号の説明】
１…第１像担持体（感光体ドラム）、 ４…露光装置、
１０…第２像担持体（中間転写ベルト）、２０…第１転写手段、
２８…レジストローラ対、 ＣＨ…チャージャ（第４転写手段）
１００…第３像担持体（転写ベルト）、 １２０…転写手段（第２，３転写手段）、
２５０…クリーニング装置。

Claims (3)

1. 無端周面に画像を担持可能とした第１像担持体、第２像担持体、第３像担持体の各像担持体と、第１像担持体上に担持させる画像を生成する画像生成手段と、像担持体間の転写を走査方式により行う第１像担持体上の画像を第２像担持体へ転写する第１転写手段、第２像担持体上の画像を第３像担持体へ転写する第２転写手段、第２像担持体上の画像を記録媒体の一方の面に転写する第３転写手段、第３像担持体上の画像を記録媒体の他方の面に転写する第４転写手段の各転写手段と、記録媒体の両面への転写を行うように前記各転写手段の動作を制御する転写制御手段とを有し、前記第３像担持体の周長を記録媒体の最大サイズに記録媒体間の通紙間隔を加えた長さに等しくした画像形成装置であって、前記画像生成手段は、第３像担持体に複数枚を担持可能なサイズを持つ画像を対象にして複数枚両面画像を形成する動作を行うときに、第２像担持体及び第３像担持体を経て記録媒体の他方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、第２像担持体を経て記録媒体の一方の面に転写する画像を生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、前記画像生成手段は、第３像担持体に複数枚を担持可能なサイズを持つ画像を対象にして複数枚両面画像を形成する動作を行うときに、第２像担持体を経て記録媒体の一方の面に転写する画像に続けて間隔を空けずに、次に画像形成を行う記録媒体に対して第２像担持体及び第３像担持体を経て該記録媒体の他方の面に転写する画像を生成することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、前記第２転写手段と第３転写手段を共通の手段としたことを特徴とする画像形成装置。

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