JP2006227084A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体に保持された複数のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、後続するトナー像を転写し、先のトナー像を後続するトナー像の後に割込み形成することによって、トナー消費量を低減しプリントスピードの低下を軽減する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体に形成されたトナー像が一次転写され、同時に複数面のトナー像を保持可能な中間転写体５４と、中間転写体上のトナー像を用紙に二次転写する二次転写手段と、二次転写後のトナー像を中間転写体から除去するクリーニング手段５５と、二次転写手段に用紙を供給する給紙手段とを備えた画像形成装置であって、二次転写手段は、給紙された用紙に対する中間転写体上の先のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、中間転写体５４上の後続するトナー像を転写する遅延転写モードを備えて構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体に形成されたトナー像が一次転写され、同時に複数面のトナー像を保持可能な中間転写体と、前記中間転写体に保持されたトナー像を用紙に二次転写する二次転写手段と、二次転写後のトナー像を前記中間転写体から除去するクリーニング手段と、前記二次転写手段に用紙を供給する給紙手段とを備えて構成される画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどで同時に複数面分の画像形成を行うことが可能な画像形成装置において、出力対象となる画像サイズのトナー像を中間転写ベルトに複数画面転写し、中間ベルトに転写した複数画面のトナー像を用紙に転写する際にペーパーエンドが生じた場合、転写工程を中断し、中間転写ベルトの画像面をクリーニングしてから再度画像形成処理を行う画像形成装置が提案されている。
特開平１１−３１１９２１号公報

しかし、上述した従来の画像形成装置は、中間転写ベルトの画像面をクリーニングする際、まだ転写されていない画像もクリーニングしてしまうため、トナーの無駄な消費量が多くなるという問題があった。また、一旦除去されたトナー像を再度形成するのでプリントスピードが低下するという問題があった。

本発明は、上述の従来欠点に鑑み、複数のトナー像が同一の画像である場合、中間転写体上の先のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、後続するトナー像を先に転写し、トナー消費量の低減しプリントスピードの低下を回避することを可能とした画像形成装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、像担持体に形成されたトナー像が一次転写され、同時に複数面のトナー像を保持可能な中間転写体と、前記中間転写体に保持されたトナー像を用紙に二次転写する二次転写手段と、二次転写後のトナー像を前記中間転写体から除去するクリーニング手段と、前記二次転写手段に用紙を供給する給紙手段とを備えて構成される画像形成装置であって、前記二次転写手段は、前記給紙手段から給紙された用紙に対する前記中間転写体上の先のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、前記中間転写体上の後続するトナー像を転写する遅延転写モードを備えている点にある。

上述の構成によれば、複数のトナー像が形成された中間転写体上の、先のトナー像の転写タイミングが遅延した場合、トナー像を転写する動作を中断せずに、後続するトナー像が転写されるため、プリントスピードの低下が軽減でき、無駄なトナー消費を低減できるのである。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記遅延転写モードは、前記中間転写体に保持された複数のトナー像が同一の画像であるときに作動するように構成されている点にある。

上述の構成によれば、複数の同一のトナー像が転写されるときに、用紙が遅延すると遅延転写モードが作動し、２画面目のトナー像が先に転写されるので、２画面目以降のトナー像を無駄にすることなく転写処理が行われ、トナー消費量を低減することが可能になるのである。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記先のトナー像と同一のトナー像が前記像担持体に割込み形成される点にある。

上述の構成によれば、遅延転写モードが作動したときに中間転写体上の後のトナー像が転写され、転写タイミングの遅延によって除去された先のトナー像は、後続するトナー像の後に割込み形成されるため、プリントスピードが低下することを軽減することが可能となるのである。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一または第三の何れかの特徴構成に加えて、前記遅延転写モードの作動時に、トナー像が転写された用紙の排紙順序を整合させる用紙整合手段が設けられている点にある。

上述の構成によれば、遅延転写モードが作動したときに、先のトナー像と同一のトナー像が割込み形成され、出力される用紙の順序が前後しても、用紙整合手段が設けられているため、トナー像の転写順序が異なっても正しい順序で用紙が排出されるようになるのである。

以上説明した通り、本発明によれば、中間転写体に保持された複数のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、後続するトナー像を転写し、先のトナー像を後続するトナー像の後に割込み形成することによって、トナー消費量を低減しプリントスピードの低下を軽減する画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による画像記録装置がプリンタや複写機としての機能を備えたカラー複合機により実現される場合の実施の形態を説明する。図１に示すように、カラー複合機１は、スキャナ部２、画像処理部３、ＬＳＵ４、画像形成部５、給紙搬送部６、定着部７、ＤＦ部８、用紙整合部９などの複数のプロセス処理部を備えて構成されている。

前記ＤＦ部８は、原稿トレイ８１に載置された複数枚の原稿８０を１枚ずつスキャナ部２による原稿読取位置に搬送し、読取が終了した原稿を排紙トレイ８２に排出する。

前記スキャナ部２は、原稿に光をあて反射する光をＲＧＢのフィルタを介してＣＣＤイメージセンサ２１に送りここで電気信号に変換される。前記画像処理部３は前記ＣＣＤイメージセンサ２１からの信号を、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、色調補正、その他画像処理を施して最終の出力画像データに加工し、またはコンピュータから出力された出力ファイルデータを出力画像データに加工する部分である。前記ＬＳＵ４は前記画像処理３の出力画像データをレーザー光に変換し、感光体ドラム５１に照射する。

前記画像形成部５は、感光体ドラム５１、主帯電部５２、現像部５３、中間転写体５４、クリーニング部５５、リサイクルトナー補給手段５６、除電ランプ５７とからなり、現像部５３はシアン現像器５３１、マゼンタ現像器５３２、イエロー現像器５３３、ブラック現像器５３４、リサイクル現像器５３５の５つの現像器を有している。各現像器には、対応する色のトナーが充填されたトナーカートリッジが着脱自在に取り付けられ、トナーカートリッジから現像器に対してトナーが供給されるように構成される。

前記主帯電器５２は感光体ドラム５１に向かって開口したシールドケース内に５０〜１００μｍの細いタングステン線を感光体ドラム５１の長手方向に張り、これに＋５ＫＶ程度の高圧を印加することにより前記感光体ドラム５１を正帯電させる。この帯電した前記感光体ドラム５１の表面にＬＳＵ４が画像情報に応じたレーザー光線を照射することにより感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。前記感光体ドラム５１のレーザーが照射された部分に前記現像器５３内で撹拌されてプラス帯電したトナーに現像ローラのバイアス電圧と感光体ドラム表面の電位が作用することによりトナー像が形成されこれを前記中間転写体５４の表面に一次転写し、前記中間転写体５４は、同時に複数面のトナー像を保持可能に構成されている。前記感光体ドラム５１上の転写されなかったトナーは次のプロセスのクリーニング手段５５のゴムブレード５５１により掻き落とされて、表面の残留電位をおとして均一にすべく除電ランプ５７により除電されてその後は次の一連のプロセスに備える。

カラー画像出力モードの場合は上述の動作をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色で行い前記中間転写体５４上で重ねられ、このトナー像を二次転写部（５４１ａ，５４１ｂ）で用紙上に転写する。

モノクロ画像出力モードの場合は前記シアン現像器５３１、マゼンタ現像器５３２、イエロー現像器５３３は作動せず、ブラック現像器５３４のみで行い、要求のあった場合にはリサイクル現像器５３５のみで出力を行う。

給紙手段としての前記給紙搬送部６は、給紙カセット６１１，６１２、給紙ローラ６２１，６２２、垂直搬送路６３、レジストローラ対６４ａ，６４ｂ、搬送ベルト６５からなっている。前記給紙カセット６１１，６１２には用紙積載板がありこの上に複数の用紙が積載されており用紙積載板がバネ、又はリフトモータなどで積載された用紙の一番上の用紙が前記給紙ローラ６２１，６２２に接するように付勢する。前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂの手前に用紙を検出する用紙検知センサが設けられ、搬送されてきた用紙と前記画像形成部５の前記感光体ドラム５１のトナー像の転写のタイミングを合わせるためと、用紙先端を整えるために一端用紙を止めてから前記画像形成手段５へ用紙を搬送する役割をもつ。前記搬送ベルト６５は未定着トナーを転写された用紙を前記定着手段７に搬送する。またそれぞれの搬送路にある搬送ローラは適宜必要な本数がレイアウトされている。

前記定着部７は、第１の熱ローラ７１とその内部の第１のヒータ７１１と、第２の熱ローラ７２その内部の第２のヒータ７２１、定着排出ローラ対７３ａ，７３ｂなどから構成される。前記熱ローラ対７１，７２は熱伝導性のよいアルミ等にフッ素コートを施したものを用い前記２つのヒータ７１１，７２１を内蔵することにより定着に必要な所定の温度に制御されている。前記第１の熱ローラ７１は前記第２の熱ローラ７２に対向し適当な圧力で接触し、駆動手段（図示していない）により駆動されている。この前記熱ローラ対７１，７２は基材が熱伝導性の良いアルミのローラからなり定着のニップ幅を確保するために周辺は弾性層で覆われている。また図示していないが各ローラに対しては用紙を剥がすための爪部材やクリーニングするローラやウェブを設けてある。

この画像形成装置の制御部１０は、図２に示すように前記スキャナ部２とホストインターフェース１１に接続され、読み取った原稿の画像データやパーソナルコンピュータなどのホスト装置から送信された画像データを処理して装置全体の動作を管理する中央制御部１０１と、画像処理部３、一次転写部５ａ、二次転写部５ｂ、給紙部６，８、定着部７、用紙整合部９の動作を制御する転写制御部１０２から構成されている。

画像形成の処理について説明する。操作パネル（図示せず）のスタートスイッチが操作されると、前記スキャナ部２によって原稿の画像が読み取られ、前記給紙カセット６１１，６１２にセットされた用紙が前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂまで搬送される。読み取られた画像データに基づいて均一に帯電処理された前記感光体ドラム５１の表面が露光され、前記現像器５３によって１画面目のトナー像が形成され、形成されたトナー像が前記中間転写体５４に一次転写される。引き続き前記感光体ドラム５１に２画面目のトナー像が形成される。前記感光体ドラム５１上に形成されたトナー像が前記中間転写体５４に一次転写される間に、前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂまで搬送されて待機している用紙が所定タイミングで搬送され、二次転写手段によって当該用紙に前記中間転写体５４上のトナー像が二次転写される構成となっている。

前記中間転写体５４に保持されたトナー像を用紙に二次転写するために前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂを駆動する所定タイミングに、前記給紙手段から給紙された用紙が前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂまで搬送されずに遅延しているときに、前記中間転写体５４上に転写されている２画面目のトナー像を先に転写する遅延転写モードが作動する。図３（ａ）に示すような順序で同一画像のトナー像が形成されているとして、前記遅延転写モードでは、例えば前記用紙検知センサ６５によって用紙の先端が検知され、待機状態に移行したときのタイミングが、前記中間転写体５４に保持された１画面目のトナー像の転写タイミングに間に合わなかった場合、図３（ｂ）に示すように、遅延した用紙に２画面目のトナー像を先に転写させ、前記像担持体に形成される３画面目の画像形成プロセスに対して割込み、１画面目のトナー像を再度形成するように構成されている。

前記用紙整合部９は、前記遅延転写モード作動時に、トナー像が転写された用紙の排紙順序を整合させる用紙整合手段として、用紙搬送パス切替爪９１、用紙収容部９２、用紙搬送コロ９３、圧着ローラ９４、用紙排出ローラ対９５ａ，９５ｂ、排紙トレイ９６から構成されている。前記用紙搬送パス切替爪９１は、水平軸心周りに揺動することによって、用紙の搬送先を前記排紙トレイ９６と前記用紙収容部９２との間で切り替える構成となっている。

前記遅延転写モードによって排紙順序が異なったときに、前記用紙搬送パス切替爪９１が垂直状態に揺動し、正しい順序で排紙されるように、一旦用紙を前記用紙収容部９２内に待機させる。次のトナー像、つまり割込み形成された１画面目のトナー像が用紙に転写され排出されるときに、前記圧着ローラ９４が待機していた２画面目のトナー像が転写された用紙を前記搬送コロ９３との間に挟持し、前記用紙排出ローラ対９５ａ，９５ｂまで搬送し、待機していた用紙が排紙されるべきタイミングで前記用紙排出ローラ対９５ａ，９５ｂによって前記排紙トレイ９６に排紙される。用紙の排紙順序を整合させる必要がないとき、つまり1画面目と２画面目に同一画像が形成されるときには、前記用紙搬送パス切替爪９１が水平状態に揺動し、前記定着排出ローラ対７３ａ，７３ｂを通過した用紙が前記排紙トレイ９６へそのまま排出される。

図４のフローチャートを用いて、前記給紙手段から給紙された用紙の搬送が前記中間転写体上の先のトナー像に対する転写タイミングより遅延した場合の処理について説明する。スタートスイッチが操作されると、作像処理、つまり、前記スキャナ部２で原稿の画像の読み取りが開始されると同時に、前記給紙カセット６１１，６１２にセットされた用紙が前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂまで搬送される（Ｓ１，Ｓ２）。読み取られた画像データに基づいて前記感光体ドラム５１が露光され、現像され、前記中間転写体５４にトナー像が一次転写される（Ｓ３）。前記用紙検知センサ６５によって給紙された用紙の先端が検出された後に所定時間まで給紙して先端矯正のため、前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂにループを形成するようにして待機する。

前記中間転写体５４のトナー像を当該用紙に二次転写するために前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂを駆動する所定タイミングに当該用紙が待機状態に無く、例えば、前記用紙検知センサ６５によって用紙が無いと判断された場合で（Ｓ４）、１画面目と２画面目のトナー像が同一原稿に対するものであれば（Ｓ５）、１画面目のトナー像は転写されずにクリーニング部で除去され、２画面目のトナー像の後に同一のトナー像を割込み形成するように制御する（Ｓ６，Ｓ７）。

次に、遅れて待機状態にある用紙を２画面目のトナー像に対する転写のための所定タイミングで前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂを駆動することで、２画面目のトナー像を一枚目の用紙に二次転写する（Ｓ８）。その後、２画面目のトナー像の後に割込み形成された先のトナー像が二枚目に給紙された用紙に二次転写されて順次排出される（Ｓ９）。このとき、前記中間転写体５４に形成される先の画像と後の画像の順序が入れ替わるが、同一画像であるため何ら問題は生じない。

ステップＳ５で、１画面目と２画面目のトナー像が異なる原稿に対するものであれば、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と同様に、１画面目のトナー像は転写されずにクリーニング部で除去され、２画面目のトナー像の後に同一のトナー像を割込み形成するように制御され（Ｓ１０，Ｓ１１）、次に、遅れて待機状態にある用紙を２画面目のトナー像に対する転写のための所定タイミングで前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂを駆動することで、２画面目のトナー像を一枚目の用紙に二次転写される（Ｓ１２）。

この場合、２画面目のトナー像が転写された用紙が先に排紙されると、用紙の排紙順序が本来の画像の順序と異なるため、用紙の整合が必要であると判断され（Ｓ１３）、１画面目のトナー像から順に排紙されるように用紙を整合させる用紙整合手段としての前記用紙搬送パス切替爪９１が作動する（Ｓ１４）。前記用紙搬送パス切替爪９１が垂直姿勢に揺動されて、２画面目のトナー像が転写された一枚目の用紙が前記用紙収容部９２に導かれて一時待機し、割込み形成された１画面目のトナー像が転写された二枚目の用紙が排紙されてから、待機していた用紙が排紙される（Ｓ９）。このようにして、遅延転写モードが作動したときに、トナー像が転写された用紙の順序が原稿画像の読込み順序と異なる場合でも、用紙整合手段によって原稿画像の順に整合されて排紙されるようになる。

また、ステップ４（Ｓ４）において、前記用紙検知センサ６５によって検出された用紙が１画面目のトナー像の転写タイミングに間に合うと判断された場合には、前記中間転写体５４から用紙への二次転写が行われ（Ｓ１５）、用紙が排紙される（Ｓ９）。

このように、複数の同一のトナー像が形成され、用紙に二次転写を行うタイミングが遅延した場合、１画面目を除去し２画面目を用紙に転写した後に１画面目を転写することによって、プリントスピードの低下を防ぐことが可能となる。また、２画面目以降のトナー像を全て除去する必要はないので、トナー消費量を低減することが可能となる。

以下に別実施形態について説明する。上述した実施形態では、１画面目と２画面目のトナー像が異なる原稿に対するものであっても、用紙整合手段を設けることによって遅延転写モードが実行可能に構成されるものを説明したが、用紙整合手段を備えない場合には、２画面目以降のトナー像の作像処理を中止し、１画面目のトナー像をそのまま保持して遅れて待機状態に移行した用紙に転写するように構成してもよく、また、前記中間転写体５４上に形成されているトナー像を全てクリーニング除去した後に１画面目から再度画像形成プロセスを実行するように構成してもよい。

上述の実施形態では、同一のトナー像が連続して形成される場合で、転写タイミングが遅延したときに先のトナー像を後続するトナー像の直後に割込み形成する構成について説明したが、同一画像が複数枚連続形成される場合には、それらの画像形成プロセスの何れかに先のトナー像を割込み形成するように構成してもよい。

画像形成装置（複合機）の説明図 制御部のブロック構成図 中間転写体上のトナー像の説明図 フローチャート

符号の説明

１：複合機
５ａ：一次転写部
５ｂ：二次転写部
５１：感光体ドラム
５４：中間転写体

Claims (4)

1. 像担持体に形成されたトナー像が一次転写され、同時に複数面のトナー像を保持可能な中間転写体と、前記中間転写体に保持されたトナー像を用紙に二次転写する二次転写手段と、二次転写後のトナー像を前記中間転写体から除去するクリーニング手段と、前記二次転写手段に用紙を供給する給紙手段とを備えて構成される画像形成装置であって、
   前記二次転写手段は、前記給紙手段から給紙された用紙に対する前記中間転写体上の先のトナー像の転写タイミングが遅延したときに、前記中間転写体上の後続するトナー像を転写する遅延転写モードを備えている画像形成装置。
2. 前記遅延転写モードは、前記中間転写体に保持された複数のトナー像が同一の画像であるときに作動するように構成されている請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記先のトナー像と同一のトナー像が前記像担持体に割込み形成される請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記遅延転写モードの作動時に、トナー像が転写された用紙の排紙順序を整合させる用紙整合手段が設けられている請求項１または３記載の画像形成装置。

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