JP2006113523A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 記録体の両面に2つのトナー像担持体を用いてワンパス方式で画像を形成し、且つ、片面のみに画像を形成する際は、2つのトナー像の一方のみを走行させることで、トナー像形成に係る部材の寿命の長期化を図ることができる画像形成装置である。
【解決手段】 転写紙Pの片面のみへ第1中間転写ベルト21が担持する画像を形成する時には、転写紙Pは第1中間転写ベルト21のみと接触し、第2中間転写ベルト41とは接触しない。
【選択図】 図8

Description

本発明は、いわゆるワンパス方式で記録体の両面にそれぞれ画像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
従来、転写紙等の記録体の両面に画像を形成する方式として、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は、転写手段と定着手段とを通過して一方の面に画像が形成された記録体を反転させた後、転写手段と定着手段とにスイッチバックさせる。そして、もう一方の面にも画像を形成する。これに対し、ワンパス方式は、両面転写手段によって記録体の両面に可視像を転写した後、その記録体を定着手段に通して両面の可視像を同時に定着せしめる。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機構を設けることによる機構の複雑化、スイッチバックによる画像形成時間の長期化、定着手段による加熱でカールさせた記録体をスイッチバックさせることによるジャムを、何れも回避し得る点である。かかるワンパス方式で記録体の両面に画像を形成する画像形成装置としては、例えば特許文献1や特許文献2に記載のものが知られている。
特許文献1には、2つのトナー像担持体である中間転写ベルトのそれぞれに画像を形成し、この2つの中間転写ベルト上の画像を、転写位置をずらして記録体の両面に転写する1パス両面作像方式の画像形成装置が記載されている。
特許文献2には、2つのトナー像担持体である中間転写ベルトのそれぞれに画像を形成する。そして、一方の中間転写ベルト上のトナー像の帯電極性を反転させ、両面の画像を一つの転写位置で記録体に転写する1パス両面作像方式の画像形成装置が記載されている。
特開2004−128529号公報 特開2000−352889号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の何れの画像形成装置においても、記録体の片面だけに画像形成をする場合でも、2つの中間転写ベルトの両方ともを走行させなければならない。片面だけに画像形成する時に、トナー像を担持していない中間転写ベルトを走行させることは、中間転写ベルト及びその駆動手段を無駄に稼動させることになり、部材の不要な消耗につながる。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、記録体の両面に2つのトナー像担持体を用いてワンパス方式で画像を形成し、且つ、片面のみに画像を形成する際は、2つのトナー像の一方のみを走行させることで、トナー像形成に係る部材の寿命の長期化を図ることができる画像形成装置である。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、記録体を搬送する記録体搬送手段と、該記録体の第一面の画像を形成する第1トナー像形成手段と、該記録体の第二面の画像を形成する第2トナー像形成手段と、第1トナー像形成手段で形成された第1トナー像を担持し、無端移動することで搬送する第1トナー像担持体と、第2トナー像形成手段で形成された第2トナー像を担持し、無端移動することで搬送する第2トナー像担持体と、該第1トナー像担持体上の該第1トナー像を記録体の一方の面に転写し、該第2トナー像担持体上の該第2トナー像を該記録体の他方の面に転写する両面転写手段と、該記録体を両面転写手段に供給する記録体供給手段と、該両面転写手段によって該記録体表面上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、該記録体の両面に画像形成が可能な画像形成装置において、該記録体の片面のみへ画像形成を行う時には、該記録体は該第1トナー像担持体および該第2トナー像担持体のうちトナー像を担持する像担持体のみと接触し、トナー像を担持しない像担持体とは接触しない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、上記記録体の両面に画像を形成する場合と該記録体の片面に画像を形成する場合とによって、該記録体を搬送する搬送経路を変更する搬送経路変更手段を有する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、上記搬送経路変更手段として、上記両面転写手段の上記記録体搬送方向上流側で上記第1トナー像担持体または上記第2トナー像担持体に接する位置に該記録体を案内する転写前記録体ガイド部材を有し、該両面転写手段は、該第1トナー像担持体が担持するトナー像を転写する第1転写位置が、該第2トナー像担持体が担持するトナー像を転写する第2転写位置に対して該記録体の搬送方向について上流側に配置し、該第1転写位置には接触型転写部材を設け、該第2転写位置には非接触型転写部材を設けており、該接触型転写部材は、上記第1トナー像を該記録体に転写する時には該第1トナー像担持体と近接し、上記第2トナー像のみを該記録体に転写する時には該第2トナー像担持体と近接し、該転写前記録体ガイド部材は該接触型転写部材と該接触型転写部材が近接するトナー像担持体との間に該記録体を案内する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3の画像形成装置において、上記第1トナー像担持体が担持する上記第1トナー像を上記記録体に転写し、該記録体の第一面のみに画像を形成する場合、上記第1転写位置を通過した該記録体が上記第2トナー像担持体に接触しないように上記定着手段に案内する転写後記録体ガイド部材を有し、該転写後記録体ガイド部材は上記非接触型転写部材を形成する外壁部が兼ねる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、2、3または4の画像形成装置において、該定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持する複数の支持部材と、該ベルト部材を加熱する加熱手段とを有するベルトユニットの対であるベルトユニット対を備え、該ベルトユニット対の2つのベルト部材を所定の距離をおいて対向させているベルト対向領域で受け入れた上記記録体を、何れか一方のベルト部材の表面に保持しながら、両ベルト部材を当接させている定着ニップに向けて搬送するものである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1、2、3、4または5の画像形成装置において、上記第1トナー像形成手段と上記第1トナー像担持体とを含む第1像形成ユニットと、上記第2トナー像形成手段と上記第2トナー像担持体とを含む第2像形成ユニットとをそれぞれ使用可能か使用不可能かを検知し、その検知結果に応じて画像形成を行うことを特徴とするものである。
上記請求項1乃至6の画像形成装置においては、定着手段に送る前の記録体に対して、その第一面に第1トナー像担持体上の第1トナー像を転写し、且つその第二面に該第2トナー像担持体上の第2トナー像を転写することで、記録体の両面にワンパス方式で画像を形成することができる。
また、記録体の片面のみへ画像形成を行う時には、記録体は第1トナー像担持体および第2トナー像担持体のうちトナー像を担持する像担持体のみと接触し、トナー像を担持しない像担持体とは接触しない。トナー像を担持しない像担持体と記録体とが接触しないため、トナー像を担持しない像担持体の走行を停止させたとしても、搬送される記録体と停止した像担持体との摺擦によって像担持体に磨耗が生じたり、記録体から紙粉が発生したりすることがない。よって、片面のみに画像を形成する際は、2つのトナー像担持体のうち形成する画像を担持したトナー像担持体のみを走行させることで画像を形成することができる。
請求項1乃至6の発明によれば、両面ワンパス方式で画像を形成する画像形成装置で、片面のみに画像を形成する際に2つのトナー像担持体のうち形成する画像を担持したトナー像担持体のみを走行させることで画像を形成することができる。よって、トナー像を担持していないトナー像担持体及びその駆動手段を無駄に稼動させることがなく、部材の不要な消耗に防止することができる。これにより、トナー像形成に係る部材の寿命の長期化を図ることができるという優れた効果がある。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
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100は、可視像たるトナー像を形成する第1トナー像形成手段としての第1プロセスユニット群1と、第2トナー像形成手段としての第2プロセスユニット群11とを備えている。第1プロセスユニット群1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y,M,C,Kと記す)の第1トナー像をそれぞれ個別に形成するための4つの第1プロセスユニット2Y,M,C,Kからなる。また、第2プロセスユニット群11は、Y,M,C,Kの第2トナー像をそれぞれ個別に形成するための4つの第2プロセスユニット12Y,M,C,Kからなる。なお、第1トナー像は、記録体である転写紙Pの第一面と第二面とのうち、第一面に転写されるトナー像である。また、第2トナー像は、第二面に転写されるトナー像である。
4つの第1プロセスユニット2Y,M,C,Kは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Yトナー像を生成するための第1プロセスユニット2Yを例にすると、これは、図2に示すような構成になっている。具体的には、Y用の第1プロセスユニット2Yは、潜像担持体たるドラム状の感光体3Y、一様帯電装置4Y、光書込装置5Y、現像装置6Y、ドラムクリーニング装置7Y、除電装置8Y等を有している。なお、光書込装置5Y、M,C、Kは、寿命も長いので、各プロセスユニット2Y、M,C、Kに備えておかなくてもよい。
Y用の第1プロセスユニット2Yの感光体3Yは、直径25〜120[mm]のアルミ製円筒に、光導電性物質である有機半導体の表面層が被覆されている。アモルファスシリコン性の表面層が被覆されたものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。
一様帯電装置4Y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3Yの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体3Yの表面は、光書込装置5Yから発せられるレーザー光LYによって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。このYの静電潜像は、Yトナーを用いる現像装置6YによってY第1トナー像に現像される。そして、第1トナー像担持体である第1中間転写ベルト21上に1次転写される。ドラムクリーニング装置7Yは、中間転写工程を経た後の感光体3Y表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置8Yは、クリーニング後の感光体3Yの残留電荷を除電する。この除電により、感光体3Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他の第1プロセスユニット2M,C,Kにおいても、同様にして感光体3M,C,K上にM,C,K第1トナー像が形成され、第1中間転写ベルト21上に重ね合わせて1次転写される。
先に示した図1において、プリンタ本体の筺体内における図中左上のスペースには、後述する制御部E2と、画像データ処理装置E1とが配設されている。画像データ処理装置E1は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報信号に基づいて、露光走査制御信号を生成する。そして、図2に示した第1プロセスユニット2Yの光書込装置5Yに、その露光走査制御信号を送る。潜像形成手段たる光書込装置5Yは、この露光走査制御信号に基づいて発したレーザー光LYを、第1プロセスユニット2Yの感光体3Yに照射する。この照射を受けて露光された感光体3Y上には、Y用の静電潜像が形成される。なお、光書込装置5Yは、光源から発したレーザー光LYを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の光書込装置5Yに代えて、LEDアレイからのLED光を照射する光書込手段を採用しても良い。
図1において、第1プロセスユニット群1の図中右側方には、第1像担持ベルトたる第1中間転写ベルト21を張架しながら無端移動せしめる第1転写ユニット20が配設されている。この第1転写ユニット20は、4つの1次転写ローラ22Y ,M,C,K、クリーニングバックアップローラ23、2次転写部第1入口ローラ24、2次転写部第1出口ローラ25を有している。第1中間転写ベルト21は、これらのローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。1次転写ローラ22Y,M,C,Kは、それぞれ、このように無端移動せしめられる第1中間転写ベルト21を、第1プロセスユニット群1の感光体3Y,M,C,Kとの間に挟み込んでY,M,C,K用の1次転写ニップを形成している。これら1次転写ローラは、第1中間転写ベルト21の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の1次転写バイアスを印加する方式のものであるが、電極から放電させるチャージャ方式のものであってもよい。
第1中間転写ベルト21は、1次転写バイアスによる静電転写を実現するのに適した電気抵抗条件になっている。具体的には、ポリイミド、ポリアミド、ゴムなどからなる50〜500[μm]の厚みのベルト基体に、低表面エネルギーの材料からなる表面層がコートされ、全体の体積抵抗値が10〜1014[Ωcm]になっている。また、表面抵抗率が、10〜1015[Ω/□]の範囲に調整されている。そして、無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく。各1次転写ニップでは、第1プロセスユニット群1の感光体3Y,M,C,K上のY,M,C,K第1トナー像がニップ圧や1次転写バイアスの作用によって第1中間転写ベルト21上に重ね合わせて1次転写される。これにより、第1中間転写ベルト21上に4色重ね合わせ第1トナー像(以下、4色第1トナー像という)が形成される。1次転写ローラ22Y,M,C,Kを除くローラは、全て電気的に接地されている。
転写紙Pの第一面に転写する第1トナー像を形成する第1プロセスユニット群1と第1転写ユニット20とを含むユニットを第1像形成ユニット200とする。
第2プロセスユニット群11は、第1プロセスユニット群1の図中右下に配設されている。第2プロセスユニット群11の各第2プロセスユニット12Y,M,C,Kは、第1プロセスユニット群1の各プロセスユニット2Y,M,C,Kとほぼ同様の構成になっている。Y用の第2プロセスユニット12Yを例にすると、これは図3に示すように、Y用の第1プロセスユニット2Yの光書込装置5Y以外の部材を水平方向に180°反転させた構造になっている。
このように、各プロセスユニット2Y,M,C,Kと各プロセスユニット12Y,M,C,Kとを水平方向に反転させた構造にできるのは、次の理由による。即ち、クリーニング装置7Y,M,C,K及び17Y,M,C,Kと、現像装置6Y,M,C,K及び16Y,M,C,Kとが感光体3Y,M,C,K及び13Y,M,C,Kの周上にある程度のスペースを確保していること。更に、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41とに感光体3Y,M,C,K及び13Y,M,C,Kが当接する部分の張架面の角度を最適にしたことによる。
なお、図3における光書込装置15Yは図2における光書込装置5Yと同じ構造である。
各第1プロセスユニット2Y,M,C,Kと各第2プロセスユニット12Y,M,C,Kとを水平方向に反転させた構造にできることにより、次のようなメリットがある。即ち、2つのプロセスユニット群は、互いに現像装置やクリーニング装置を鉛直方向で上下逆さにする必要がなく、構成できるため2つのプロセスユニット群の間で共通に使用できる部材が多くなる。また、光書込装置については、反転させることなく同じ向きで各第1プロセスユニット2Y,M,C,Kと各第2プロセスユニット12Y,M,C,Kとに設けることができ、共通の光書込装置を使用することができる。これにより、部品や装置の設計、製造や管理、サービス部品の管理に至るまで無駄を省くことができる。
図1において、第2プロセスユニット群11Yの図中右側方には、第2像担持ベルトたる第2中間転写ベルト41を張架しながら無端移動せしめる第2転写ユニット40が配設されている。この第2転写ユニット40は、4つの1次転写ローラ42Y,M,C,Kを有している。更に、クリーニングバックアップローラ43、テンションローラ44、ニップ上流ローラ45、2次転写部第2入口ローラ45、2次転写部第2出口ローラ46を有している。第2中間転写ベルト41は、これらのローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。1次転写ローラ42Y,M,C,Kは、それぞれ、このように無端移動せしめられる第2中間転写ベルト41を、第2プロセスユニット群11の感光体13Y,M,C,Kとの間に挟み込んでY,M,C,K用の1次転写ニップを形成している。これら1次転写ローラは、第2中間転写ベルト41の裏面にトナーとは逆極性(例えばプラス)の1次転写バイアスを印加する方式のものであるが、電極から放電させるチャージャ方式のものであってもよい。
第2中間転写ベルト41は、第1転写ユニット20の第1中間転写ベルト21と同様の構成のものを用いることができる。そして、無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく。第2転写ユニット40の各1次転写ニップでは、第2プロセスユニット群11の感光体13Y,M,C,K上のY,M,C,K第2トナー像がニップ圧や1次転写バイアスの作用によって第2中間転写ベルト41上に重ね合わせて1次転写される。これにより、第2中間転写ベルト41上に4色重ね合わせ第2トナー像(以下、4色第2トナー像という)が形成される。
転写紙Pの第二面に転写する第1トナー像を形成する第2プロセスユニット群11と第2転写ユニット40とを含むユニットを第2像形成ユニット400とする。
図4を用いてプリンタ100の両面転写の概略を説明する。第1転写ユニット20では、第1トナー像担持体としての第1中間転写ベルト21が矢印α方向に無端移動する。感光体3Y,M,C,Kは第1中間転写ベルト21を張架する2つのローラ23と24との間の張架面に沿って、等間隔で第1中間転写ベルト21に接触して配備されている。これら各感光体3Y,M,C,Kの表面にはレーザー光LY,LM,LC,LKにより各色の潜像が形成され、現像装置6Y,M,C,Kにより色の異なるトナー像が形成される。そして、各感光体3Y,M,C,Kと各一次転写ローラ22Y,M,C,Kとが対向する位置において、感光体3Y,M,C,Kとともに走行する第1中間転写ベルト21の表面に重ねられ4色第1トナー像IMG1が形成される。そして、4色第1トナー像IMG1は、両面転写手段である2次転写部300の第1転写位置である第1転写ステーションT1にて2次転写ローラ123によって、第1中間転写ベルト21とともに走行する転写紙Pの第一面(図中上面)に転写される。
一方、第2転写ユニット40では、第2トナー像担持体としての第2中間転写ベルト41が矢印β方向に無端移動する。感光体13Y,M,C,Kは第2中間転写ベルト41を張架する2つのローラ44と45との間の張架面に沿って、等間隔で第2中間転写ベルト41に接触して配備されている。これら各感光体13Y,M,C,Kの表面にはレーザー光Ly,Lm,Lc,Lkにより各色の潜像が形成され、現像装置16Y,M,C,Kにより色の異なるトナー像が形成される。そして、各感光体13Y,M,C,Kと各一次転写ローラ42Y,M,C,Kとが対向する位置において、感光体13Y,M,C,Kとともに走行する第2中間転写ベルト41の表面に重ねられ4色第2トナー像IMG2が形成される。そして、4色第2トナー像IMG2は、2次転写部300の第2転写位置である第2転写ステーションT2にて2次転写チャージャ124によって、第1転写ステーションT1を通過し、第2中間転写ベルト41とともに走行する転写紙Pの第二面(図中下面)に転写される。
図4では、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41との間隔を広く描いているため、第1中間転写ベルト21に対する2次転写ローラ123は破線で示す位置となっている。実際は第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41との間隔は狭く、二次転写ローラ123の位置は実線で示す位置となる。
トナー像が中間転写ベルト上で重ねられるように順次形成されるが、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41とにおいて、トナー像が重ねられる順番は同じである。プリンタ100では、最初がイエローで最後がブラックであるが、この順番は最終的に転写紙P上で定着される画像の色味、発色性とトナーの特性を考慮して選定できる。転写紙両面での色味を同等にするために、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41とのトナー像を重ねる色の順番は同一にすることが好ましい。
更に、ブラックだけの画像、いわゆるモノクロ画像を得るときにブラックの画像形成部が2次転写部に距離的に近い方が、一枚目の画像を形成するまでの時間が短縮できるため、ブラックを最後に重ねる転写位置にしている。プリンタ100では転写紙Pへ画像を形成するにあたり、順番として中間転写ベルト上の画像が二次転写部に到達するのに多くの時間を要するベルトの方から画像形成を開始することが能率的である。そして転写紙Pの給紙開始、あるいはレジストローラ対128からの搬送開始タイミングを4色第1トナー像IMG1と4色第2トナー像IMG2と転写紙Pとが最終的に所定の位置関係となるように制御している。
また、第1中間転写ベルト21の内側にはマーク211aが設けてあり、このマークを読み取るためのマークセンサ310aがベルトループの内側に配備されている。更に、第2中間転写ベルト41の内側にはマーク211bが設けてあり、このマークを読み取るためのマークセンサ310bがベルトループの内側に配備されている。図1ではマークは211a、211bのそれぞれ一つずつであるが、実際はベルトの内側略全周にわたって多数のマーク部材が設けられてある。
2つの中間転写ベルトを張架するローラのうち、2次転写部第1出口ローラ25及び2次転写部第2出口ローラ46は、不図示のモータから回転駆動力が伝達され、それぞれのベルトを走行駆動する。上述の多数のマークはは等間隔に設けてあり、もし、中間転写ベルトの速度が所定の速度に対して変化すると、マークセンサがベルトの速度の際を検知して、制御手段E1が駆動ローラである2次転写部第1出口ローラ25または2次転写部第2出口ローラ46の表面移動速度を変えるように、いずれかのモータに信号を発する。これにより、所定の搬送速度で第1中間転写ベルト21及び第2中間転写ベルト41に正規の画像が転写、担持される。
図4を用いて述べたように、転写紙Pの両面にトナー像を転写させるための2次転写部が第1転写位置である第1転写ステーションT1と、第2転写位置である第2転写ステーションT2の2箇所に設けられてある。第1転写ステーションT1では、第1中間転写ベルト21と第2中間転写ベルト41とは離れているが、2つの転写ベルトは水平投影面で重なる状態であり、転写手段として2次転写ローラ123が設けてある。第2転写ステーションT2では、第2中間転写ベルト41が2次転写部第2出口ローラ46によって支持されるところで、転写手段としての2次転写チャージャ124が放電側を第2中間転写ベルト41に対向して設けてある。2次転写ローラ123は図1では2つの中間転写ベルトの何れとも非接触であるが、選択的に移動が可能で、転写紙Pをいずれかのベルトに押し付け、いわゆる転写ニップが形成される。そして、この二次転写にかかわる2次転写ローラ123及び2次転写チャージャ124は不図示の高圧電源に接続される。
定電流の転写電流が印加される2次転写ローラ123は金属あるいは導電性の樹脂、あるいは金属の芯金の周囲を導電性のゴムで被覆したローラである。そして、転写紙Pの第一面に転写するか、第二面のみに転写するかによって、変位可能となっている。
2次転写チャージャ124はタングステンや金などの細線をコの字状の金属ケーシングで囲んだ形状である。プリンタ100で用いるものでは、電極線から用紙への放電側の裏側の金属ケーシングが転写紙搬送方向に長く形成され、転写後記録体ガイド部材である転写後ガイド板124Gとなっている。この転写後ガイド板124Gによって転写後の転写紙を定着装置60へのガイドを行う。したがって、この転写後ガイド板124Gの表面は、全面平坦であるより、ある間隔で凸状を形成したり、金属の露出ではなく樹脂で形成したりする。転写後ガイド板124Gは、転写紙Pの転写条件によって搬送経路を変えるために、変位可能に支持されている。また、転写後記録体ガイド部材としては転写後ガイド板124Gのように2次転写チャージャ124の一部をガイド部材と用いるものに限らず、専用のガイド部材を採用することも可能である。上述の2次転写ローラ123及び転写後ガイド板124Gの変位可能な構成ついての詳細は後述する。
また、プリンタ100内部には不図示の温湿度センサが設けられており、温湿度センサの検出結果から2次転写部300での高圧電源の出力を補正し、2次転写ローラ123あるいは2次転写チャージャ124に印加される転写電界の補正を行っている。温湿度センサとしては公知のものを採用可能である。転写電界の補正に関しては、転写紙Pの表面性(平滑度)にも関連した補正係数を考慮してあり、制御部E2によって制御される。
第1ベルトユニットとしての第1転写ユニット20において、第1中間転写ベルト21を張架している複数の張架ローラのうち、互いに最も離れた位置にある2つは、クリーニングバックアップローラ23と2次転写部第1出口ローラ25である。これら2つの張架ローラの一方であって他方よりも第2転写ユニット40から離れた位置にある張架ローラは、クリーニングバックアップローラ23である。また、他方の張架ローラは、2次転写部第1出口ローラ25である。以下、これらクリーニングバックアップローラ23、2次転写部第1出口ローラ25を、それぞれ、ローラRa、ローラRbとも言う。
また、第2ベルトユニットとしての第2転写ユニット40において、第2中間転写ベルト41を張架している複数の張架ローラのうち、互いに最も離れた位置にある2つは、2次転写部第2出口ローラ46とテンションローラ44である。これらのうちの一方であって他方よりも第1転写ユニット20から離れた位置にあるものは、テンションローラ44である。また、他方の張架ローラは、2次転写部第2出口ローラ46である。以下、これらテンションローラ44、2次転写部第2出口ローラ46を、それぞれ、ローラRd、ローラRcとも言う。
図5は、第1転写ユニット20及び第2転写ユニット40の位置関係を示す概略構成図である。図5において、線分L1は、ローラRaの中心と、ローラRbの中心とを結ぶ線分である。また、線分L2は、ローラRcの中心と、ローラRdの中心とを結ぶ線分である。また、線分L3は、ローラRaの中心と、ローラRdの中心とを結ぶ線分である。
本プリンタでは、同図に示すように、線分L1、線分L2、線分L3を、それぞれ傾斜させるように、各張架ローラを配設している。そして、これら線分のうち、線分L3を最も長くしている。このような構成において、第1転写ユニット20は、線分L1を通る箇所の両端で最も寸法が長くなる。また、第2転写ユニット40は、線分L2を通る箇所の両端で最も寸法が長くなる。そして、第1転写ユニット20と第2転写ユニット40とからなる複合ユニットたる両面転写装置は、線分L3を通る箇所の両端で最も寸法が長くなる。画像形成装置の筺体内は、図示のように、天板の左右方向の一端と、底板の左右方向の反対側の端とを結ぶ対角線上で、最もスペースが長くなる。本プリンタでは、線分L3を傾斜させたことで、両面転写装置において最も寸法の長くなる線分L3の箇所を通る箇所を、筺体内で最もスペースが長くなる対角線に沿うように位置させることができる。そして、このことにより、縦、横の両方向におけるスペース拡大を抑えて、両面転写装置のレイアウトを縦横にバランスのとれたものにすることができる。
なお、線分L1と線分L2とのなす角度については、120〜180[°]に設定することが望ましい。この角度について、感光体あるいは露光装置を配置するために120[°]以上確保する必要がある。また、180[°]以上に設定すると、縦横にバランスのとれたレイアウトにし得るというメリットが、得られ難くなる。そこで、線分L1と線分L2とのなす角度を120〜170[°]にして、感光体は直径100[mm]のものを採用すると、この感光体に配備する現像装置やクリーニング装置などの設置をも無理なくできた。
線分L3よりも上方の領域と、線分L3よりも下方の領域とのうち、後者の領域には、先に図1に示したように、第1給紙カセット81、第2給紙カセット82が配設されている。これらは、第1転写ユニット20及び第2転写ユニット40に向けて供給するための転写紙Pを収容する記録体収容手段として機能しており、それぞれ、内部に複数の転写紙を重ねた転写紙束を収容している。そして、一番上の転写紙Pに、第1給紙ローラ83、第2給紙ローラ84を当接させており、その回転駆動によって転写紙Pを一枚ずつ第1給紙路85に向けて送り出す。送り出された転写紙Pは、複数の搬送ローラ対86と、レジストローラ対128とを経由した後、上述の2次転写部300内に搬送される。
搬送経路85には、搬送された転写紙Pの種類を検出する転写紙センサSpが2つ、転写紙Pの幅方向に位置をずらして設けてある。このよう紙センサSpは、転写紙Pの両面の表面状態を検知するもので、光を出す発光部と反射光を受ける受光部からなる。平滑性の良い、表面の滑らかな場合には、反射光が発散することなく、集中し、平滑性の悪い表面では反射光が分散するので、その違いを基にして平滑性を判断する。なお、転写紙センサSpとして別に転写紙厚みセンサを設けておき、その検知結果から転写紙の厚さに応じた転写条件や定着条件に制御することができる。このような転写紙Pの特性を検知するには、いずれも転写紙Pが2次転写部300に達する以前に、制御や露光タイミングに時間的余裕を持たせるのなら、転写紙Pがレジストローラ対128に到達する前に検知が可能なように、転写紙センサSpを配置しておくことが好ましい。搬送中に検知しないであらかじめ転写紙Pの特性が判明しているケースでは、その転写紙Pの特性情報を操作部や接続されているパソコンを通じて入力することも可能である。
搬送経路85には転写紙Pの存在を検知するための不図示のセンサが設けられており、転写紙とその両方の面に転写すべき画像の位置を正規のものとするよう、画像形成開始のタイミングやレジストタイミングを取るために利用される。
一般に、画像形成装置において、給紙カセットは、装置本体に対して比較的に頻繁に出し入れされる。また、転写紙束を収容することから、重量が比較的重い機器となっている。本プリンタでは、このように頻繁に出し入れされ且つ重い第1給紙カセット81、第2給紙カセット82を、上述の線分L3よりも下方に配設している。かかる構成では、線分L3よりも上方に配設した場合とは異なり、給紙カセット用の支持台を、第1転写ユニット20や第2転写ユニット40に邪魔されることなく、装置本体筺体の底面上に固定することが可能である。よって、重くて出し入れが頻繁な給紙カセットを各転写ユニットの上方で確実に支持させるために筺体の側板を補強するといった対策を講ずることなく、第1給紙カセット81、第2給紙カセット82を筺体内で確実に支持することができる。
上述の線分L3と、第1給紙カセット81との間には、第1転写ユニット20及び第2転写ユニット40に向けて供給するための転写紙Pを筺体外で手差しで載置する手差し載置台88が設けられている。この手差し載置台88が設けられたところでは、装置本体の筺体が側方から筺体内に食い込むような形状になっている。このため、第1給紙カセット81の上方であっても、手差し載置台88は、筺体外となっている。
従来の画像形成装置では、手差し載置台を本体筺体の側板に開閉可能に設けていた。このような手差し載置台88は、筺体の側板から大きく外側に出っ張ることから、画像形成装置の設置スペースを大きくしていた。しかしながら、本プリンタでは、手差し載置台88を、上述の線分L1と第1給紙カセット80との間に設けることで、図示のように、手差し載置台88を、筺体内に食い込ませて配設することができる。これにより、筺体の側板に開閉可能に設けた手差し載置台88を本体外側に出っ張らせることによる本体の設置スペースの増加を回避することができる。さらに、手差し載置台88は転写紙Pを載置する面と、手差し載置台88上部の筺体とを仕切る面はともに図で右下がりにしてある。この傾斜方向は第1中間転写ベルト21の張架面の傾斜方向(図5における線分L1の傾斜方向)と同じである。そのためプリンタ100本体内部のスペースが無駄なく、手差しによる給紙操作も良好にできる。
なお、手差し載置台88上に載置された転写紙Pは、手差し給紙ローラ89の回転によって第1給紙路85に向けて送り出される。特に給紙、搬送が困難な厚い転写紙、不定形など特殊な転写紙のために手差し載置台88は用いられる。したがって、手差し載置台88から定着装置60に至る搬送経路は全体的に屈曲した箇所が少ない、緩やかな搬送経路となっている。
また、プリンタ100は別体の給紙装置90が接続可能である。給紙装置90の給紙面から矢D方向に給紙される転写紙は、搬送経路93を経て手差し載置台88からの搬送経路と合流する。この給紙装置90からの搬送経路93は、第1給紙カセット81の転写紙載置面と平行の水平に構成されている。そして、搬送経路93から定着装置60までの搬送経路は緩やかなカーブで構成されているので、厚い転写紙や剛性の高い転写紙も円滑に給紙、搬送させることが可能である。搬送経路93は手差し載置台88の転写紙載置部を開くことで、開放が可能になる。
なお、本プリンタでは、上述した線分L3を傾斜させ、且つ、その下方に給紙カセットを設けたことにより、図1に示すように、給紙カセットを2次転写部にかなり近づけてファーストプリント速度を速めることができる。
また、レジストローラ対128の転写紙搬送方向下流側には、転写紙Pを2次転写部300に案内するため転写前記録体ガイド部材としての転写前ガイド129を備える。この転写前ガイド129は一対のガイド板からなり、変位可能となっている。転写前ガイド129が変位可能な構成についての詳細は後述する。
2次転写部300で両面にフルカラートナー像が形成された転写紙Pは、2次転写部300から、定着装置60に受け渡される。この定着装置60は、互いに無端移動しながら当接する第1定着ベルト61、第2定着ベルト64を有している。第1定着ベルト61は、第1加熱ローラ62と第1加圧ローラ63とによって張架されながら、第1加圧ローラ63に対するベルト掛け回し箇所を第2定着ベルト64に当接させている。また、第2定着ベルト64は、第2加熱ローラ65と第2加圧ローラ66とによって張架されながら、第2加圧ローラ66に対するベルト掛け回し箇所を第1定着ベルト61に当接させている。この当接により、両定着ベルトが当接しながら互いに順方向に移動する定着ニップが形成されている。第1加熱ローラ63、第2加熱ローラ66は、それぞれ、内部にハロゲンランプ等の熱源を有しており、第1定着ベルト61、第2定着ベルト64を加熱する。第1定着ベルト61、第2定着ベルト64は、それぞれ図示しない温度検知手段によって表面温度が検知される。この温度検知手段は、上述の制御部E2に温度検知信号を送信する。制御部E2は、温度検知手段から送られてくる表面温度の検知結果に基づいて、第1加熱ローラ63、第2加熱ローラ66の熱源に対する電源供給をON/OFF制御して、第1定着ベルト61、第2定着ベルト654の表面温度を一定範囲(目標範囲)に維持する。
また、定着装置60は、第1定着ベルト61と第2定着ベルト64とが、2次転写部300に向けて末広がりにする日本語カタカナ「ハ」の字のような姿勢をとらせている。そして、「ハ」の字状の形状の上端で第1定着ベルト61と第2定着ベルト64とを互いに当接させて定着ニップを形成している。定着ニップよりもベルト移動方向の上流側では、第1定着ベルト61と第2定着ベルト64とが互いに距離をおいて対向しており、それぞれ定着ニップに向けて徐々に近づいていく。このように第1定着ベルト61と第2定着ベルト64とが互いに距離をおいて対向しているベルト対向領域が、定着装置60の転写紙受入部となっている。
上述のように定着装置60としてベルト式定着装置を採用し、転写紙Pが侵入する側を日本語カタカナ「ハ」の字における末広がり部の如く構成することで次のようなメリットがある。即ち、転写紙Pが進入する側の2つの定着ベルトの間隔を広く確保した構成であるので、2次転写部300で転写を終えた転写紙Pの定着装置60への進入を確実にすることができる。
熱源としては、ランプヒータを第1加熱ローラ62と第2過熱ローラ65とに内蔵している。熱源の構成はこれに限るものではなく、第1加圧ローラ63及び第2加圧ローラ66とに内蔵し、加圧ローラと加熱ローラとを兼用させたり、ベルト周面を直接加熱する加熱手段を設けたりしてもよい。また、熱源としてはランプヒータに限らず、電熱線や電磁誘導等を用いた加熱方式を採用しても良い。
定着装置60の熱源からの影響で、2つの中間転写ベルト21、41やクリーニング装置49等が加熱されないように、断熱部材67、68を設けている。また、プリンタ100内部の温度が上昇し過ぎないように、2つの冷却ファンF1、F2を備えている。プリンタ100は画像データ処理装置及び制御部は図1中のE1及びE2に格納されており、E2には電源を収納している。これら画像データ処理装置E1及び制御部E2に対しても温度が上昇しすぎることを防止するため、不図示のファン等の放熱手段を設ける。
定着装置60の転写紙P搬送方向下流側には、切り替えガイド73aと、これに続く2つの排紙ガイド70及び72、排紙ローラ対71及び73、排紙スタック部72及び74とを備えている。切り替えガイド73aが図1のような状態の場合、定着装置60を通過した転写紙は第1排紙ガイド70aを経て第1排紙ローラ対71により矢印A方向に排紙され、第1排紙トレイ72にスタックされる。
転写紙Pが手差し載置台88から給紙される厚い用紙の場合は、切り替えガイド73aが図1の状態から時計回りに回動する。これにより、転写紙Pは第2排紙ガイド70b、第2排紙ローラ73を経て、矢印B方向に排紙され、第2排紙トレイ74にスタックされる。第2排紙ガイド70bで形成される搬送経路は第1排紙ガイド70aで構成される搬送経路に比べて、緩やかな形状の搬送経路となっている。これにより、手差し載置台88から第2排紙ローラ73までの搬送経路が緩やかになり、厚みがあるなど剛性の高い転写紙を搬送する際には搬送時の抵抗が少なく、搬送信頼性が確保できるため好都合である。なお、第2排紙トレイ74は本体に設けた上下可動機構に支持されており、第2排紙トレイ74への排紙枚数が増加するに伴い、矢印方向に下降することが可能である。これにより、大量の排紙スタックが可能で、且つ最初から最後までスタックが乱れることなく排紙することができる。
切り替えガイド70aの位置を適宜切り替えることにより、片面画像形成時、両面画像形成時ともにフェイスアップ排紙またはフェイスダウン排紙を選択することができる。なお、この排紙機構を用いないで更に搬送経路を設けて、後処理装置に記録済みの用紙を搬送させることもできる。後処理装置の例として、綴じ装置、穴あけ装置、折り装置などがある。
第1中間転写ベルト21の上方で、第1排紙スタック72の下方には、第1プロセスユニット群1に供給されるトナーを収容した補給用のトナーボトルが収容できる第1収納部94を備えている。また、第2中間転写ベルト41の斜め上方には、第2プロセスユニット群11に供給されるトナーを収容した補給用のトナーボトルが収容できる第2収納部95を備えている。
トナーの色はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色である。図1ではBY,BM,BC,BK及びBy、Bm,Bc,Bkがトナーボトルであり、トナーボトルはカートリッジ形態にしてある。それぞれ対応するトナー色を扱う現像装置に粉体ポンプあるいはオーガで補給される。
制御部E2は転写紙Pの表裏の画像が先端やサイドで所定の位置に合致するように制御する機能を有している。転写紙Pに2つの中間転写ベルト21、41が担持する画像を2次転写する2次転写部300の転写位置が第1転写位置T1と第2転写位置T2とで一致していない。また、感光体から中間転写ベルトへ転写する1次転写部から中間転写ベルトのトナー像を転写紙に転写する2次転写部までの距離が2つの中間転写ベルト21と41とで差がある。更に、給紙されるシート状の点差H紙Pは一度レジストローラ対128で停止し、再送される。これらの点を鑑み画像形成のタイミング及び転写紙Pの搬送タイピングまで制御部E2によって正確に制御される。
2つの中間転写ベルト21、41にはそれぞれトナー像形成手段としてのプロセスユニット群1及び11が配設され、画像形成部が2箇所あり、転写紙Pの両面に画像を得ようとするとき、2つの中間転写体ベルト21、41の表面に並行して画像を形成できるため、画像形成の生産性を向上することができる。また、像担持体である複数の感光体により形成される、異なる色の画像が中間転写体ベルトに重ねられる順序は第1中間転写ベルト21及び第2中間転写ベルト41で同じであるので、転写紙Pに転写され、定着された表裏のカラー画像の色合いを同等にすることができる。また、第2中間転写ベルト41の張架面のうち第2プロセスユニット群11と対向する張架面を2次転写部300に対して第2搬送ベルト41の移動方向上流側の近い位置としている。よって、第2プロセスユニット群11で形成されたトナー像は短い移動距離で2次転写部300に到達できる。これにより、第2中間転写ベルト41上に転写された画像が2次転写部300に到達する時間を短縮でき、ファーストプリント時間を節約することができる。
図10は、内部紙搬送路を露出させた状態の本プリンタを示す概略構成図である。プリンタ100は図示のように、転写紙Pを搬送するための内部紙搬送路を境にして、左右方向に筺体を2分できるようにしている。筺体下部の伸縮アーム96Aの伸縮によって筺体が2分すると、第2転写ユニット40やその周囲の機器を含めたフレーム96が図中右方向にスライドする。これにより、内部紙搬送路の全体を外部に露出させて、用紙のジャム処理を容易に行うことができる。この状態で不図示の安全スイッチが作動し、搬送経路内でジャムした転写紙Pの処理が容易にできる。また、この状態で第2転写ユニット40や定着装置60に関連する部品をユニットとして構成しておくと、部品交換時などに取り出すことも容易となる。
プリンタ100本体が分断されても、2つの排紙スタックのどちらも分断されないので、排紙スタック72、74に画像形成済みの転写紙Pが存在している時にフレーム96を開放しても、画像形成済みの転写紙Pが排紙スタック72、74から落下し、ページジュンが狂うような不具合が生じない。また、このフレーム96は第2収納部95と第2プロセスユニット群11とを一体的に納めているで、フレーム96が移動することによりトナー補給路が分断されることに起因する、トナーの落下や飛散が発生しない。
プリンタ100では、感光体3Y,M,C,Kおよび13Y,M,C,Kに作像されるトナー像のトナーの極性はマイナスである。1次転写ローラ22Y,M,C,Kおよび42Y,M,C,Kにプラスの電荷を与えることで、感光体3Y,M,C,Kおよび13Y,M,C,Kに作像されたトナー像は中間転写ベルト21及び41に転写され、担持される。
図1で示した一次転写手段は中間転写ベルトに接触したローラタイプであるが、これに限るものではなく、ブラシ状のものブラシローラ状のものも採用できる。非接触の放電タイプも採用可能である。
2次転写部を通過した後の第1中間転写ベルト21は、第1転写ユニット20のクリーニングバックアップローラ23と、第1ベルトクリーニング装置28との間に挟み込まれて、表面の転写残トナーが機械的又は静電的にクリーニングされる。クリーニングによって第1ベルトクリーニング装置28に回収された転写残トナーは、図示しない廃トナー収容器に送られる。また、2次転写部を通過した後の第2中間転写ベルト41は、第2転写ユニット40のクリーニングバックアップローラ43と、第2ベルトクリーニング装置49との間に挟み込まれて、表面の転写残トナーが機械的又は静電的にクリーニングされる。クリーニングによって第2ベルトクリーニング装置49に回収された転写残トナーは、図示しない廃トナー収容器に送られる。なお、第2ベルトクリーニング装置49によるクリーニング位置を通過した第2中間転写ベルト41は、そのおもて面が押圧ローラ50によって押圧されることにより、ループ軌道がループ内に湾曲せしめられる。
プリンタ100の2次転写部300では、転写紙Pの片面のみ画像を形成する時には、転写紙Pは第1中間転写ベルト21または第2中間転写ベルト41のうちトナー像を担持する中間転写ベルトのみと接触し、トナー像を担持しない中間転写ベルトとは接触しない構成である。このような構成を実現するために、以下の3つの画像形成モードに応じて、2次転写部300を転写紙Pが通過する搬送経路を変更する搬送経路変更手段を設ける。1つ目の画像形成モードは2つの中間転写ベルトにトナー像を担持し、転写紙Pの両面に画像を形成する両面画像形成モードである。2つ目の画像形成モードは、第1中間転写ベルト21のみにトナー像を担持し、転写紙Pの第一面のみに画像を形成する第1片面画像形成モードである。3つ目の画像形成モードは、第2中間転写ベルト41のみにトナー像を担持し、転写紙Pの第二面のみに画像を形成する第2片面画像形成モードである。
両面画像形成モードの場合は、転写紙Pが2つの中間転写ベルトの両方からトナー像の転写を受けるため、転写紙Pの搬送経路は2つの中間転写ベルト両方に接触する搬送経路となる。
そして、第一面片面画像形成モードの場合は、転写紙Pは第1中間転写ベルト21のみからトナー像の転写を受けるため、転写紙Pの搬送経路は第1中間転写ベルト21にのみ接触し、第2中間転写ベルト41には接触しない搬送経路となる。
一方、第二面片面画像形成モードの場合は、転写紙Pは第2中間転写ベルト41のみからトナー像の転写を受けるため、転写紙Pの搬送経路は第2中間転写ベルト41にのみ接触し、第1中間転写ベルト21には接触しない搬送経路となる。
以下、図面を用いて2次転写部300の具体的な構成について説明する。
次に2次転写部300の機構について図6を用いて説明する。
搬送経路を変更する搬送経路変更手段は複数の搬送補助部材からなり、搬送補助部材としては、転写前ガイド129、2次転写ローラ123及び転写後ガイド板124Gがある。これらの搬送補助部材は図6中で実線と破線とで示した位置HまたはLに、画像形成モードに応じてそれぞれ移動するものである。
転写前ガイド129は、レジストローラ対128に近いところに設けた回動中心の周りで回動可能である。
2次転写ローラ123は、不図示であるが転写ローラの両端部に設けたレバーを介し、矢印方向に所定の角度で回動し、HまたはLの位置とする。バイアス印加のための電極は2次転写ローラ123と共に回動する。
転写後ガイド板124Gは、本実施形態では2次転写チャージャ124の上面を使用しているので、2次転写チャージャ124と一体にある回動中心のまわりで、印加のための電極と共に矢印方向に回動する。これらの回動のための駆動源として電磁ソレノイドやモータ等を採用する。
図7乃至図9は、それぞれの画像形成モードにおいて、転写紙Pの両面或いは片面に第1、第2の中間転写ベルト21、41が担持している画像を静電的に転写する2次転写部300を模式的に示した概略図である。
図7は両面画像形成モードにおける2次転写部300の概略図である。
両面にワンパスで転写するため、2つの中間転写ベルト21、41の表面には4色第1トナー像IMG1および4色第2トナー像IMG2が担持されている。これらのトナー像は図中黒丸で示す。
この時、2次転写ローラ123は第1中間転写ベルト21側、つまり図6の破線で示した位置Hに移動し、第1中間転写ベルト21に近接している。転写前ガイド129は転写紙Pの先端を第1中間転写ベルト21側に案内する位置、つまり図6の実線で示した位置Hに移動している。そして、転写後ガイド板124Gは転写紙Pが2次転写チャージャ124側を通る位置、つまり図6の実線で示した位置Hにある。
転写前ガイド129の移動により、レジストローラ対128を通過した転写紙Pの先端は転写前ガイド129を経て、第1中間転写ベルト21と2次転写ローラ123との間に進入し、第1中間転写ベルト21と当接する。2次転写ローラ123にトナーと逆極性のプラスの電荷を印加することで、第1中間転写ベルト21表面の4色第1トナー像IMG1は転写紙Pの第一面(図中上面)に吸着され、前段転写が行われる。
引き続き転写紙Pの先端は、第1中間転写ベルト21に沿ってガイドされながら搬送され、第2中間転写ベルト41の表面に移動する。第2中間転写ベルト41の表面に担持されている4色第2トナー像IMG2は、2次転写チャージャ124からプラスの極性の電荷が印加されることで転写紙Pの第二面(図中下面)に吸着され、後段転写が行われる。
転写紙Pに転写がなされた4色第1トナー像IMG1および4色第2トナー像IMG2は、定着装置60によって転写紙Pに定着定着される。
図8は第1片面画像形成モードにおける2次転写部300の概略図である。
第1中間転写ベルト21から転写するため、第1中間転写ベルト21の表面には4色第1トナー像IMG1が担持されている。このトナー像を図中黒丸で示す。
2次転写ローラ123は第1中間転写ローラ21側、つまり図6の破線で示した位置Hに移動し、第1中間転写ベルト21に近接している。転写前ガイド129は転写紙Pの先端を第1中間転写ベルト21側に案内する位置、つまり図6の実線で示した位置Hに移動している。そして、転写後ガイド板124Gは、転写紙P搬送方向上流側の端部を下げて、図6の破線で示した位置Lに移動する。
転写前ガイド129の移動により、レジストローラ対128を通過した転写紙Pの先端は転写前ガイド129を経て、第1中間転写ベルト21と2次転写ローラ123との間に進入し、第1中間転写ベルト21と当接する。転写後ガイド板124Gの移動により中間転写ベルト21から離れる転写紙Pの先端を転写後ガイド板124Gが受け取る。
2次転写ローラ123にトナーと逆極性のプラスの電荷を印加することで、第1中間転写ベルト21表面の4色第1トナー像IMG1は転写紙Pに吸引され転写が行われる。引き続き転写紙Pの先端は、第1中間転写ベルト21に沿ってガイドされながら搬送され、転写後ガイド板124Gの表面に移動する。その後転写後ガイド板124Gに導かれ、定着装置60へと搬送される。
この時、2次転写チャージャ124への電荷の印加は去れない。また、第2中間転写ベルト41も転写紙の搬送や転写のように供していない。第1中間転写ベルト21から転写紙Pに転写された4色第1トナー像IMG1は、定着装置60により転写紙Pの第一面に定着がなされる。
第1片面画像形成モードでは、転写紙Pが第2中間転写ベルト41に接触しないため、第2中間転写ベルト41を転写紙Pの搬送にあわせて走行させなくても、ベルト表面の磨耗や紙粉が発生しない。よって、第2中間転写ベルト41の走行を停止することができる。これにより、第1中間転写ベルト21に担持したトナー像のみを転写紙Pに転写する際に、第2中間転写ベルト41の可動に係る部材の不要な消耗を防止することができる。
図9は第2片面画像形成モードにおける2次転写部300の概略図である。
第2中間転写ベルト41から転写するため、第2中間転写ベルト41の表面には4色第2トナー像IMG2が担持されている。このトナー像を図中黒丸で示す。
2次転写ローラ123は第2中間転写ベルト41側、つまり図6の実線で示した位置Lに移動し、第2中間転写ベルト41に近接している。転写前ガイド129は転写紙Pの先端を第2中間転写ベルト41側に案内するような位置、つまり図6の破線で示した位置Lに移動する。転写後ガイド板124Gは、図7で示した両面画像形成モードと同様に図6の実線で示した位置Hとなる。
転写前ガイド129の移動により、レジストローラ対128を通過した転写紙Pの先端は転写前ガイド129を経て、第2中間転写ベルト41と2次転写ローラ123との間に進入、第1中間転写ベルト21と当接する。
2次転写ローラ123にトナーと逆極性のプラスの電荷を印加することで、第2中間転写ベルト41表面の4色第2トナー像IMG2は転写紙Pに吸引され転写が行われる。引き続き転写紙Pの先端は、第2中間転写ベルト41に沿ってガイドされながら搬送され、定着装置60へと搬送される。
この時、2次転写チャージャ124への電荷は付与されない。また、第1中間転写ベルト21も用紙の搬送や転写の用に供していない。第2中間転写ベルト41から転写紙Pに転写された4色第2トナー像IMG2は、定着装置60により転写紙Pの第二面に定着がなされる。
第2片面画像形成モードでは、転写紙Pが第1中間転写ベルト21に接触しないため、第1中間転写ベルト21を転写紙Pの搬送にあわせて走行させなくても、ベルト表面の磨耗や紙粉が発生しない。よって、第1中間転写ベルト21の走行を停止することができる。これにより、第2中間転写ベルト41に担持したトナー像のみを転写紙Pに転写する際に、第1中間転写ベルト21の可動に係る部材の不要な消耗を防止することができる。
第1片面画像形成モードは転写後ガイド板124Gによってガイドされるため、他の画像形成モードとは2次転写部300から転写紙Pが排出される位置が異なる。画像形成モードによって2次転写部300から転写紙Pが排出される位置が異なっていても、定着装置60は転写紙Pが進入する側の2つの定着ベルトの間隔を広く確保した構成であるので、2次転写部300で転写を終えた転写紙Pの定着装置60への進入を確実にすることができる。
上述の2次転写ローラ123及び2次転写チャージャ124に印加する転写電界は、不図示の湿温度センサの検出結果により対環境条件を反映したり、転写紙Pの特性(厚さ、抵抗値、平滑度など)に対応したりするように、あらかじめ用意されているテーブルデータに基づき出力される。
従来のワンパスタイプのプリンタでは、走行する2つの転写ベルトの間で転写紙Pを搬送しており、転写紙Pの片面に画像を形成する場合でも転写ベルトを必ず2つとも走行させていた。一方、プリンタ100のように搬送経路変更手段としての搬送補助部材を用いてガイドさせるので、2つの転写ベルトのうち、一方のみを使用し、他方を使用しないで転写紙Pの片面に画像形成が可能である。そのため、2つの像形成ユニットのうちどちらか一方に異常が発生したときでも、装置全体を停止させることなく、他方の像形成ユニットを使用して稼動できる。
以下、第1像形成ユニット200と第2像形成ユニット400とをそれぞれ使用可能か不可能かを検知し、その検知結果に応じて画像形成を行う構成について説明する。
図11は、2つの像形成ユニットが使用可能か不可能かを検知するために、画像形成前のスタンバイ状態において、制御部E2において実行されるそれぞれの像形成ユニットが画像形成可能か否かを判定する検査モードの診断プログラムのフローチャート図である。これは、スタンバイの状態で、操作者が操作部に示された状況の表示から、画像形成モードを選択、入力する手動入力の例である。
検査モードにおいて、ステップ1でそれぞれの像形成ユニット内の各色プロセスユニット、転写ユニット及び像形成ユニットといった、プリンタ本体に対して着脱可能ユニットの存否をチェックする。
第1像形成ユニット200ではセットされていることが検知されない場合はN1を操作部に表示する。第1像形成ユニット200でセットされていることが検知されれば、ステップ2で第1像形成ユニット200においてトナー像が形成可能かの稼動チェックを行う。正常に稼動する場合は、操作部にY1、Y2を表示する。正常に稼動しない場合はN2を操作部に表示する。
第2像形成ユニット400においても同様の検査モードが実行されて、その検知結果に応じて、操作部にY3,Y4,N3,N4の内容が表示される。
状況表示の内容がY1,Y2,Y3,Y4であれば両面作像工程が開始できる状態である。すべての画像形成モードが実行可能である。
状況表示がN1,N3のいずれかの内容が表示された場合、欠落ユニットの装着を指示があれば、操作者がその装着をおこなう。ここで欠落ユニットを装着する前でも、セットしている側の像形成ユニットが使用可能あれば、セットされている側の像形成ユニットを稼動させる片面画像形成が可能と判断され、操作者は、片面での画像形成のスタートを、操作部あるいは接続されているコンピュータから指示することができる。例えば、状況表示がY1,Y2,N3であれば第1像形成ユニット200は画像形成可能であるので、第1片面画像形成モードによって、転写紙Pの片面に画像形成することができる。
これにより、第1プロセスユニット群1と第2プロセスユニット群11との何れか、或いは第1転写ユニット20と第2転写ユニット40の何れかが、プリンタ100に対して具備されていない状態でも、転写紙Pの片面に画像形成することができる。つまり、具備されている方のプロセスユニット群及び転写ユニットによって転写紙Pの片面に画像形成することができる。よって、作像手段の一部欠品によるダウンタイムに起因する画像形成の生産ロスを防ぐ事ができる。
状況表示がN2,N4のいずれかの内容が表示された場合、故障部に対してサービスマン或いは操作者による保守が促される。ここで、保守作業がなされる前でも、故障していない側の像形成ユニットを稼動させる片面画像形成が可能と判断され、操作者は、片面での画像形成のスタートを、操作部あるいは接続されているコンピュータから指示することができる。例えば、状況表示がY3,Y4,N2であれば第2像形成ユニット400は使用可能であるので、第2片面画像形成モードによって、転写紙Pの片面に画像形成が可能である。
これにより、第1像形成ユニット200または第2像形成ユニット400のどちらか一方が故障により稼動不能な状態でも、稼動可能な像形成ユニットを用いて、転写紙Pの片面に画像形成が可能である。これにより、作像手段の一部故障によるダウンタイムに起因する画像形成の生産ロスを防ぐ事ができる。
ここでは、操作者が、操作部に示された状況の表示にもとづき、画像形成工程を選択、指示した例であるが、自動的制御が実行できる制御方式の採用により、片面記録時に稼動させるベルトの選択、稼動を自動的に決定、実行させることも可能である。
また、図11での着脱可能ユニットとしては、上述した像形成ユニット、各色プロセスユニット及び転写ユニットだけでなくトナーカートリッジや、現像装置あるいは感光体とのセットになったプロセスカートリッジなどである。
また、稼動チェックの対象としては、光学系、高圧出力〔帯電、現像バイアス、転写バイアス〕、感光体とベルトの回転速度などである。これらの稼動チェックとしては公知の自己診断手段が採用できる。
このように、いずれか一方の像形成ユニットが稼動不可能な場合、他方の像形成ユニットのみによって上記記録体の片面に画像を形成することができるので、修理等の保守作業完了まで待機する必要がなく、ダウンタイムが発生しない。
また一方の像形成ユニットにおいて欠品または故障がある状態で両面画像形成を所望する場合は、以下の手順により両面画像形成が可能である。即ち、一方のベルト側で画像形成が可能であれば、転写紙Pの片面に画像を形成し、排紙させた後に再度給紙位置(例えば、手差し載置台88)に入れ、転写紙Pの他面に画像を形成させることで転写紙の両面に画像を形成することが可能となる。
プリンタ100では第1中間転写ベルト21が担持するIMG1及び第2中間転写ベルト41が担持するIMG2は4色のトナー像であったが、これに限るものではなく、単色や2色以上のトナーを組み合わせたトナー像としても良い。
また、プリンタ100では、転写紙Pに画像を転写するトナー像担持体として中間転写ベルトを採用したが、トナー像担持体としては図12のように光書き込み手段によって潜像を形成され、現像装置によってトナー像を担持する感光体ベルト21A、41Aを採用しても良い。
以上、本実施形態によれば、転写前ガイド129、2次転写ローラ123及び転写後ガイド板124Gといった搬送経路変更手段により、画像形成モードに応じて2次転写部300での転写紙Pの搬送経路を変更することができる。具体的には以下のとおりである。両面画像形成モードの場合は、転写紙Pが第1中間転写ベルト21及び第2中間転写ベルト41の両方に接触する搬送経路となる。第1片面画像形成モードの場合は、転写紙Pは第1中間転写ベルト21のみと接触し、第2中間転写ベルト41とは接触しない搬送経路となる。第2片面画像形成モードの場合は、転写紙Pは第2中間転写ベルト41のみと接触し、第1中間転写ベルト21とは接触しない搬送経路となる。
片面のみに画像形成を行う際に、トナー像を担持しない中間転写ベルトとは接触しないため、トナー像を担持しない中間転写ベルトの走行を停止することができる。よって、トナー像を担持していない中間転写体及びその稼動に係る部材を無駄に稼動させることがなく、部材の不要な消耗に防止することができる。これにより、トナー像形成に係る部材の寿命の長期化を図ることができる。
また、2次転写部300は以下の構成になっている。第1転写位置である第1転写ステーションT1では転写紙Pの非画像部に接触させる2次転写ローラ123としている。2次転写ローラ123は転写紙Pの搬送の機能を有するので転写紙Pに確実に転写し、転写紙Pを確実に搬送することができる。そして、第2転写位置である第2転写ステーションT2では転写紙Pに接触しない2次転写チャージャ124としている。2次転写チャージャ124は非接触であるので転写紙Pの第一面にトナー像が担持されている場合でも画像を乱す事がない。さらに、2次転写ローラ123は画像形成モードに応じて、2つの中間転写ベルトの何れかに近接し、転写前記録体ガイド部材である転写前ガイド129は2次転写ローラ123とそれに近接する中間転写ベルトとの間に転写紙Pを案内する。第1片面画像形成モード及び第2片面画像形成モードのいずれにおいても、転写部材として、2次転写ローラ123を用いることにより、安定した転写を行うことができる。何れの画像形成モードにおいても2次転写ローラ123を用いているので、部材点数を少なくでき、構成の単純化を図ることができる。そして、2次転写ローラ123は転写紙Pの搬送の機能も有し、転写前ガイド129により2次転写ローラ123まで案内することにより、何れの画像形成モードにおいても転写紙Pのより確実な搬送を行うことができる。
また、転写後記録体ガイド部材である転写後ガイド板124Gは、非接触型転写部材である2次転写チャージャ124の電極線から用紙への放電側の裏側の金属ケーシングが兼ねている。これにより、部品兼用による2次転写部300の構成の単純化を図ることができる。
また、定着装置60としてベルト式定着装置を採用し、転写紙Pが侵入する側を日本語カタカナ「ハ」の字における末広がり部の如く構成している。画像形成モードによって2次転写部300から転写紙Pga排出される位置が異なっていても、転写紙Pが進入する側の2つの定着ベルトの間隔を広く確保した構成であるので、2次転写部300で転写を終えた転写紙Pの定着装置60への進入を確実にすることができる。
また、第1像形成ユニット200と第2像形成ユニット400とをそれぞれ使用可能か使用不可能かを検知し、その検知結果に応じて画像形成を行っている。つまり、2つの像形成ユニットの両方とも使用可能であるとことを検知すると全ての画像形成モードを実行可能とする。そして、何れか一方の像形成ユニットが使用不可能であると検知した場合でも、他方の像形成ユニットのみで片面画像形成モードを実行可能としている。これにより、何れか一方の像形成ユニットが使用不可能な状態によるダウンタイムに起因する画像形成の生産ロスを防ぐことができる。
上述の実施形態では、搬送経路変更手段を設けることで、転写紙Pの片面のみに画像形成をするときにはトナー像を担持する中間転写ベルトのみに転写紙を接触させ、トナー像を担持しない中間転写ベルトには転写紙が接触しない構成である。
転写紙Pの片面に画像形成を行う時にトナーを担持する中間転写ベルトのみに転写紙Pを接触させる構成としては、転写紙Pの搬送経路を変更するものに限らず、搬送経路に対して中間転写ベルトを接離可能な構成を用いても良い。このような構成においては、転写紙の両面に画像を形成するときには、2つの中間転写ベルトをともに搬送経路に接するようにする。そして、転写紙の片面のみに画像形成をする時にはトナー像を担持しない中間転写ベルトを搬送経路から離間させることで、走行する転写紙とトナー像を担持しない中間転写ベルトとが接触しない構成とすることができる。
実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのY用の第1プロセスユニットを示す拡大構成図。 同プリンタのY用の第2プロセスユニットを示す拡大構成図。 中間転写ベルトを用いた両面転写の概略説明図。 2つの転写ユニットの位置関係を示す概略構成図。 2次転写部の概略構成図。 両面画像形成モードの2次転写部の概略構成図。 第1片面画像形成モードの2次転写部の概略構成図。 第2片面画像形成モードの2次転写部の概略構成図。 内部紙搬送路を露出させた状態の同プリンタを示す概略構成図。 像形成ユニット診断プログラムのフローチャート。 感光体ベルトを用いた両面転写の概略説明図。
符号の説明
1 第1プロセスユニット群
2Y,M,C,K 第1プロセスユニット
3Y,M,C,K 感光体
4 帯電装置
5Y,M,C,K 光書込装置
6Y,M,C,K 現像装置
7Y,M,C,K クリーニング装置
8 除電装置
11 第2プロセスユニット群
12Y,M,C,K 第2プロセスユニット
13Y,M,C,K 感光体
16Y,M,C,K 現像装置
17Y,M,C,K クリーニング装置
20 第1転写ユニット
21 第1中間転写ベルト
22Y,M,C,K 1次転写ローラ
40 第2転写ユニット
41 第2中間転写ベルト
42Y,M,C,K 1次転写ローラ
60 定着装置
100 プリンタ
123 2次転写ローラ
124 2次転写チャージャ
124G 転写後ガイド板
128 レジストローラ対
129 転写前ガイド
200 第1像形成ユニット
300 2次転写部
400 第2像形成ユニット

Claims (6)

  1. 記録体を搬送する記録体搬送手段と、
    該記録体の第一面の画像を形成する第1トナー像形成手段と、
    該記録体の第二面の画像を形成する第2トナー像形成手段と、
    第1トナー像形成手段で形成された第1トナー像を担持し、無端移動することで搬送する第1トナー像担持体と、
    第2トナー像形成手段で形成された第2トナー像を担持し、無端移動することで搬送する第2トナー像担持体と、
    該第1トナー像担持体上の該第1トナー像を記録体の一方の面に転写し、該第2トナー像担持体上の該第2トナー像を該記録体の他方の面に転写する両面転写手段と、
    該記録体を両面転写手段に供給する記録体供給手段と、
    該両面転写手段によって該記録体表面上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、該記録体の両面に画像形成が可能な画像形成装置において、
    該記録体の片面のみへ画像形成を行う時には、該記録体は該第1トナー像担持体および該第2トナー像担持体のうちトナー像を担持する像担持体のみと接触し、トナー像を担持しない像担持体とは接触しないことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1の画像形成装置において、
    上記記録体の両面に画像を形成する場合と該記録体の片面に画像を形成する場合とによって、該記録体を搬送する搬送経路を変更する搬送経路変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2の画像形成装置において、
    上記両面転写手段は、上記第1トナー像担持体が担持するトナー像を転写する第1転写位置が、上記第2トナー像担持体が担持するトナー像を転写する第2転写位置に対して上記記録体の搬送方向について上流側に配置し、該第1転写位置には接触型転写部材を設け、該第2転写位置には非接触型転写部材を設けており、
    該接触型転写部材は、上記第1トナー像を該記録体に転写する時には該第1トナー像担持体と近接し、上記第2トナー像のみを該記録体に転写する時には該第2トナー像担持体と近接し、
    上記搬送経路変更手段として、該両面転写手段の該記録体搬送方向上流側で該第1トナー像担持体または該第2トナー像担持体に接する位置に該記録体を案内する転写前記録体ガイド部材を有し、
    該転写前記録体ガイド部材は該接触型転写部材と該接触型転写部材が近接するトナー像担持体との間に該記録体を案内することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項3の画像形成装置において、
    上記第1トナー像担持体が担持する上記第1トナー像を上記記録体に転写し、該記録体の第一面のみに画像を形成する場合、
    上記第1転写位置を通過した該記録体が上記第2トナー像担持体に接触しないように上記定着手段に案内する転写後記録体ガイド部材を有し、
    該転写後記録体ガイド部材は上記非接触型転写部材を形成する外壁部が兼ねることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1、2、3または4の画像形成装置において、
    該定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持する複数の支持部材と、該ベルト部材を加熱する加熱手段とを有するベルトユニットの対であるベルトユニット対を備え、
    該ベルトユニット対の2つのベルト部材を所定の距離をおいて対向させているベルト対向領域で受け入れた上記記録体を、何れか一方のベルト部材の表面に保持しながら、両ベルト部材を当接させている定着ニップに向けて搬送するものであることを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1、2、3、4または5の画像形成装置において、
    上記第1トナー像形成手段と上記第1トナー像担持体とを含む第1像形成ユニットと、上記第2トナー像形成手段と上記第2トナー像担持体とを含む第2像形成ユニットとをそれぞれ使用可能か使用不可能かを検知し、
    その検知結果に応じて画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
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