JP2006251535A - 画像形成装置、および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー画像形成が可能な画像形成装置にて、白黒画像形成に際して高い転写効率を確保し、高品質の画像を出力する。
【解決手段】 トナー像を中間転写ベルト２１に一旦、担持させた後に用紙に転写する中間転写機構と、トナー像を用紙に直接、転写するダイレクト転写機構と、この中間転写機構とダイレクト転写機構とを共に経由させて用紙を搬送する第１の搬送路３４Ａと、ダイレクト転写機構には経由させるが中間転写機構には経由させずに用紙を搬送する第２の搬送路３４Ｂとを備え、カラー画像を出力する際には中間転写機構およびダイレクト転写機構の両者を用いて一のプリント画像を出力し、白黒画像を出力する際には中間転写機構を用いずにダイレクト転写機構だけで一のプリント画像を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に係り、より詳しくは、カラー画像を形成可能な画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置では、フルカラーの画像を記録媒体上に形成するに際し、例えば、タンデム型の中間転写方式が採用されている(例えば、特許文献１参照)。このような中間転写方式を採用する画像形成装置では、例えば、複数のロールによって張架された中間転写ベルトに対し、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の画像形成ユニットが並列的に配置される。これらの画像形成ユニットにて形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像は、この中間転写ベルト上に多重に転写された後、所謂二次転写部にて、記録媒体上に一括転写(二次転写)される。

また、従来技術として、タンデム型以外の方式による中間転写方式の画像形成装置が存在する(例えば、特許文献２参照)。この特許文献２に記載の方法では、中間転写ベルトが例えば４回転することで、この中間転写ベルト上に順次、トナー像が重ね合わされて一次転写がなされる。その後、この中間転写ベルト上に多重に転写されたカラーのトナー像は、所謂二次転写部にて、記録媒体上に一括転写(二次転写)されている。

特開２００１−１１７３８４号公報 特開２００４−１９１７７１号公報

しかしながら、上記特許文献に示すような中間転写方式では、以下に示すような課題が存在する。
まず、上記特許文献１に示すようなタンデム型の画像形成装置は、中間転写ベルトの周長が長くなることから、画像形成装置の全体コストが高くなることが問題となる。即ち、中間転写ベルトのコストは、材料費の他、生産性からも影響を受ける。そこで、生産性を上げることの可能な金型のサイズに中間転写ベルトのサイズ(径)を収めることができれば、画像形成装置のコストを飛躍的に低減させることが可能となる。
また、このタンデム型の画像形成装置でカラー画像を形成しない、所謂白黒画像モードの場合には、黒(Ｋ)色以外の画像形成ユニット(エンジン)のライフが摩耗等によって短くなることを防ぐために、例えば感光体ドラムを中間転写ベルトから離間させることが好ましい。しかし、これらを離間させるためには、所定のリトラクト機構が必要となり、装置が複雑化してしまう。
更に、中間転写ベルトに対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成ユニットを並列的に配置されて構成される中間転写ユニットでは、配置される画像形成ユニットの数が多いことから、中間転写ユニット全体が大きく、且つ重くなる。そのために、例えば、この中間転写ユニットに対するメンテナンスに際し、その作業効率が著しく低下していた。また、例えば白黒画像をプリントまたはコピーしたいのに、カラー画像形成ユニットの交換時期が重なると、交換されるまでマシン自体動作しなくなり、一定期間プリントが取れないという事態が発生していた。

また、特許文献１や特許文献２に記載されているような中間転写ベルト方式では、白黒モード時に黒(Ｋ)色は一次転写と二次転写の２回の転写を受けるために、白黒専用機に比べて転写効率が悪くなるといった問題がある。特に黒(Ｋ)色のトナーは、転写後の帯電がブロード極性(マイナス極性が鈍ってプラス側に極性が少し移る現象)になり易く、記録媒体に一旦、転写されたトナーが中間転写ベルト側に移る所謂リトランスファーが生じやすい。
更に、これらの中間転写方式において、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)は、全ての一次転写が済んで中間転写ベルト上に多重画像を得た後、黒(Ｋ)の画像形成ユニット(エンジン)でリトランスファーを受ける。これによって、多重一次転写の効率が落ちてしまうことも問題となっていた。

また更に、二次転写部では、記録媒体に対して多重転写を成立させるために高電圧に設定され、且つ、多重転写に合わせた電圧設定がなされている。そのために、特に黒(Ｋ)色のような帯電量の低いトナーは、二次転写部にて圧力過多および電流過多となり、転写画像の虫食い現象が起こり易い。
また、二次転写電圧は、通常、Ｙ、Ｍ、Ｃの多重色が転写できるだけの電圧を印加しなければならないが、この電圧値は、フルカラー画像中の単色画像、特に、単色の黒(Ｋ)色のハイライトパターンにとっては過剰な電圧であることが多い。そのために、特に高温・高湿環境では粒状性が悪化し、特に低温・低湿環境下ではマイクロホワイトスポッツ(ＭＷＳ)と呼ばれる放電状の抜けが発生し易くなる。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その主たる目的は、複数色の画像形成が可能な装置にて、単色の画像形成に際して高い転写効率を確保することにある。
また他の目的は、複数色の画像形成が可能な装置の小型化、軽量化を図り、低コスト化、メンテナンス性向上を実現することにある。
更に他の目的は、装置を構成するカラー画像形成ユニットの寿命を大幅に向上させることにある。

かかる目的のもと、本発明では、画像形成方式が中間転写方式とダイレクト転写方式とに分かれて構成され、フルカラー画像形成か、白黒画像の形成かによってこれらの方式を選択している。即ち、本発明では、トナー像を中間転写体に一旦、担持させた後に記録媒体に転写する中間転写機構と、トナー像を記録媒体に直接、転写するダイレクト転写機構と、プリントする画像の種類に応じて、ダイレクト転写機構だけを用いたプリントのための制御、または中間転写機構およびダイレクト転写機構の両者を用いたプリントのための制御を行う制御部とを含む。

ここで、この制御部は、プリントする画像が単色画像である場合にダイレクト転写機構だけを用いたプリントのための制御を実行し、プリントする画像が複数色画像である場合に中間転写機構およびダイレクト転写機構の両者を用いたプリントのための制御を実行することを特徴とすれば、例えば、白黒画像の単色画像にて、白黒専用機と同等の転写効率を確保することができる点で好ましい。
また、この中間転写機構は、中間転写体に対してイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像を多重転写した後、中間転写体に担持された各色のトナー像を記録媒体に対して一括転写することを特徴とすることができる。

一方、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像を中間転写体に一旦、担持させた後に記録媒体に転写する中間転写機構と、トナー像を記録媒体に直接、転写するダイレクト転写機構と、この中間転写機構とダイレクト転写機構とを共に経由させて記録媒体を搬送する第１の搬送路と、ダイレクト転写機構には経由させるが中間転写機構には経由させずに記録媒体を搬送する第２の搬送路とを備え、カラー画像を出力する際には中間転写機構およびダイレクト転写機構の両者を用いて一のプリント画像を出力し、白黒画像を出力する際には中間転写機構を用いずにダイレクト転写機構だけで他の一のプリント画像を出力することを特徴とすることができる。
ここで、この中間転写機構は、中間転写体に多重転写された複数色のトナー像を記録媒体に一括転写し、このダイレクト転写機構は、黒(Ｋ)色のトナー像を記録媒体に転写することを特徴とすることができる。

更に他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、複数色の像を担持体に多重転写した後に複数色の像を記録媒体に一括転写する第１の転写部と、単色の像を記録媒体に転写する第２の転写部と、この第１の転写部と第２の転写部とを共に経由させて記録媒体を搬送し、記録媒体に像を形成する第１の搬送路と、第２の転写部は経由させるが第１の転写部は経由させずに記録媒体を搬送し、記録媒体に像を形成する第２の搬送路とを含む。

ここで、この第１の転写部および第２の転写部の何れか一方に向けてタイミングを合わせて記録媒体を搬送するための搬送部材と、この搬送部材の下流側に設けられ、第１の搬送路および第２の搬送路の何れか一方の搬送路を選択するためのゲートとを更に備えたことを特徴とすることができる。かかる構成によれば、単色の像を記録媒体に転写する際に、第１の転写部を経由させる必要がなく、この第１の転写部を構成する部材の寿命を大幅に延長できる点で優れている。

また、本発明を方法のカテゴリから捉えると、本発明が適用される画像形成方法は、入力画像データから、出力すべき画像がカラー画像か白黒画像かを判断する判断ステップと、 白黒画像と判断される場合に、Ｋ(黒)色単独の画像形成ユニットは経由させるが複数色の画像形成ユニットは経由させずに記録媒体を搬送するように制御するステップと、白黒画像と判断される場合に、複数色の画像形成ユニットを動作させずＫ(黒)色単独の画像形成ユニットを動作させるステップと、カラー画像と判断される場合に、複数色の画像形成ユニットとＫ(黒)色単独の画像形成ユニットとを共に経由させて記録媒体を搬送するように制御するステップと、カラー画像と判断される場合に、複数色の画像形成ユニットおよびＫ(黒)色単独の画像形成ユニットを動作させるステップとを含む。

本発明によれば、カラー画像を形成可能な画像形成装置において、例えば白黒画像などの単色画像を出力した際の画像品質を向上させることができると共に、カラー画像形成ユニットの寿命を大幅に向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録媒体(用紙、シート)を搬送する用紙搬送系３０を備えている。また、例えば図示しないパーソナルコンピュータやスキャナユニット等に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置(ＩＰＳ：Image Processing System)４０を備えている。更に、画像プロセス系１０や用紙搬送系３０を制御する制御部５０を備えている。

本実施の形態における画像プロセス系１０は、中間転写機構とダイレクト転写機構との両者を備えている点に特徴がある。この中間転写機構は、中間転写ベルト２１と、この中間転写ベルト２１に対向して一定の間隔を置いて並列的に配置されるイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の３つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃとを含んでいる。本実施の形態では、この中間転写機構を構成するユニットの全体を含めて「カラー画像形成ユニット」と呼ぶ。一方、ダイレクト転写機構は、記録媒体の搬送路上に設けられる黒(Ｋ)色の画像形成ユニットであるＫ画像形成ユニット１１Ｋと、このＫ画像形成ユニット１１Ｋに形成された黒のトナー像を記録媒体に転写するための転写ロール１９を備えている。

中間転写機構を構成し中間転写方式を採用するカラー画像形成ユニットに含まれる３つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃは、各々、画像形成プロセスを実行するための同様な要素を備えている。図１では画像形成ユニット１１Ｙの部分に対して符号が付されているが、他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃも同様である。具体的には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロールを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２に光を照射して感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する露光器１４、この露光器１４によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器１５、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１６、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ１７を備えている。ここで、露光器１４は、例えばＬＥＤアレイとレンズアレイとで構成されるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)によって形成されている。感光体ドラム１２は、中間転写ベルト２１との対向部において中間転写ベルト２１の移動方向(矢印Ｂ方向)に合わせて矢印Ａ方向に回転駆動される。また、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ、およびＫ画像形成ユニット１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋが設けられている。

また、カラー画像形成ユニットでは、重畳された各色のトナー像を記録媒体に二次転写するためのバックアップロール２２、中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２３、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このバックアップロール２２、ドライブロール２３およびテンションロール２４との間に一定のテンションで掛け回されている。そして、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２３により、図１の矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。

ダイレクト転写方式を採用するＫ画像形成ユニット１１Ｋも、カラー画像形成ユニットの３つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃと同様な要素を備えている。即ち、感光体ドラム１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、およびドラムクリーナ１７を備え、図の矢印Ｃ方向に回動することによって画像形成プロセスを実行している。但し、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋの感光体ドラム１２は中間転写ベルト２１に当接しておらず、また、一次転写ロール１６の代わりに転写ロール１９を備えている。これによって、感光体ドラム１２に担持されているトナー像は、一次転写ロール１６を用いて中間転写ベルト２１に転写されるのではなく、転写ロール１９によって直接、記録媒体上に転写される。
また本体１には、中間転写機構および/またはダイレクト転写機構によって記録媒体上に多重転写または転写されたトナー像を、熱および圧力を用いて記録媒体に定着させる定着器２９を備えている。

用紙搬送系３０は、画像が記録される記録媒体を積載して供給する給紙トレイ３１、給紙トレイ３１から記録媒体を取り上げて供給するナジャーロール３２、ナジャーロール３２から供給された記録媒体を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール３３を備えている。また、フィードロール３３により搬送される記録媒体を画像転写部に向けて搬送する搬送路３４を備えている。更に、この搬送路３４上には、数々の用紙搬送機構が設けられている。例えば、搬送路３４に搬送された記録媒体を一旦、停止させ、トナー像の転写位置(二次転写位置(第１の転写部)またはダイレクト転写位置(第２の転写部))に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール３５、レジストロール３５により搬送される記録媒体の搬送経路(第１の搬送路３４Ａまたは第２の搬送路３４Ｂ)を切り換える切り換えゲート３６、二次転写位置に設けられる二次転写ロール３７を備えている。この二次転写ロール３７は、バックアップロール２２と対峙する位置に配置され、搬送される記録媒体および中間転写ベルト２１をバックアップロール２２とともに挟んで圧接かつ図示しない転写電界を印加することで、記録媒体上にトナー像を二次転写している。また更に、用紙搬送系３０は、定着器２９によってトナー像が定着された記録媒体を本体１の機外に排出する排出ロール３８、排出ロール３８によって排出された記録媒体を積載する排出トレイ３９を備えている。この第１の搬送路３４Ａは、中間転写機構とダイレクト転写機構とを共に経由させて記録媒体を搬送するための搬送経路を形成する。一方、第２の搬送路３４Ｂは、ダイレクト転写機構には経由させるが中間転写機構には経由させずに記録媒体を搬送する搬送経路を提供している。

次に、図１を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。例えば図示しないスキャナユニットによって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ４０に入力される。ＩＰＳ４０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、中間転写機構を構成する画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ、およびダイレクト転写機構を構成するＫ画像形成ユニット１１Ｋの露光装置１４に出力される。入力される画像データが白黒の画像データである場合には、ダイレクト転写機構を構成するＫ画像形成ユニット１１Ｋだけが動作する。

まず、フルカラー画像を形成する際、カラー画像形成ユニットを構成する各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃでは、感光体ドラム１２が帯電器１３によって所定の電位に帯電される。また、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃの露光装置１４では、ＩＰＳ４０より入力された色材階調データに応じて、対応するＬＥＤを発光させ、レンズアレイを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃの感光体ドラム１２に照射している。各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃの感光体ドラム１２では、帯電された表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃの各現像器１５にて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の各色のトナー像として現像される。この各感光体ドラム１２上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト２１上に、順次、転写され、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)のトナー像が多重転写される。また、転写後の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃの各感光体ドラム１２上の残留トナーは、ドラムクリーナ１７によってクリーニングされる。
一方、用紙搬送系３０では、画像形成のタイミングに対応してナジャーロール３２が回転し、給紙トレイ３１から所定サイズの記録媒体が供給される。フィードロール３３により１枚ずつ分離された記録媒体は、搬送路３４を経てレジストロール３５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール３５が回転する。

図２は、フルカラー画像の形成時における記録媒体の搬送を説明するための図である。
まず、フルカラー画像の形成時には、図２に示すように、切り換えゲート３６の切り換えによって第１の搬送路３４Ａを記録媒体が通過する。この記録媒体は、搬送部材であるレジストロール３５によって、カラー画像形成ユニットの動きとタイミングを合わせて搬送されており、このタイミングが合わされた状態で、第１の転写部である二次転写位置(二次転写ロール３７と中間転写ベルト２１とが当接する位置)に到達する。そして、この二次転写位置で圧接力および所定の電界が用いられ、中間転写ベルト２１上に多重転写されているトナー像が、記録媒体上に順次、転写される。

このようにして、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)のトナー像が一括転写された記録媒体は、第２の転写部であるＫ画像形成ユニット１１Ｋのダイレクト転写位置(感光体ドラム１２と転写ロール１９との当接位置)に搬送され、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋにて、黒(Ｋ)のトナー像が記録媒体上に転写される。即ち、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が帯電器１３によって所定の電位に帯電され、ＩＰＳ４０より入力された階調データに応じて、露光装置１４にてＬＥＤを発光させレンズアレイを介して感光体ドラム１２を照射する。このようにして、帯電され、露光されることで、感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１５にて、黒(Ｋ)のトナー像として現像され、転写ロール１９によって、記録媒体上に転写される。
このようにして、カラー画像形成ユニットによりカラーのトナー像が転写された後、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋにて黒(Ｋ)のトナー像が転写された記録媒体は、定着器２９にて定着され、フルカラーのプリントとして出力される。

図３は、白黒画像形成時の形成時における記録媒体の搬送を説明するための図である。白黒画像の形成時には、図３に示すように、切り換えゲート３６の切り換えによって第２の搬送路３４Ｂを記録媒体が通過する。第２の搬送路３４Ｂは、図１や図２に示す第１の搬送路３４Ａとは異なり、中間転写機構であるカラー画像形成ユニットによる画像形成部を経由しない。この記録媒体は、レジストロール３５によって、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋの動きとタイミングを合わせて搬送される。即ち、上述した画像形成プロセスによって、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋの感光体ドラム１２に黒(Ｋ)のトナー像が形成され、転写ロール１９が備えられるダイレクト転写位置にて、トナー像が、記録媒体上に順次、転写される。このように、白黒画像の形成時には、カラー画像形成ユニットを動作させる必要はなく、Ｋ画像形成ユニット１１Ｋだけを動作させて画像を形成することが可能となる。

次に、本実施の形態が適用される画像形成装置にて、制御部５０によって実行される処理について説明する。
図４は、制御部５０による画像形成および記録部材搬送のための処理を示したフローチャートである。制御部５０では、ＩＰＳ４０から得られる(入力される)画像データから、出力すべき画像がカラー画像か白黒画像かを判断する(ステップ１０１)。白黒画像である場合には、カラー画像形成ユニットによる画像形成部を経由しないように切り換えゲート３６を切り換え、ダイレクト転写機構であるＫ画像形成ユニット１１Ｋ方向へ向けて記録媒体を搬送するように制御する(ステップ１０２)。また、この搬送制御に前後して、所定のタイミングでＫ色の画像形成を実行する(ステップ１０３)。その後、搬送される記録媒体と同期させて、感光体ドラム１２上のＫ色のトナー像を記録媒体に転写し(ステップ１０４)、定着器２９を経て記録媒体が出力されるように制御する。ここで制御部５０では、次の出力要求があるか否かが判断され(ステップ１０５)、次の出力要求がある場合にはステップ１０１へ戻り、次の出力要求がない場合には処理が終了する。

一方、ステップ１０１で出力すべき画像がカラー画像であると判断される場合には、中間転写機構(カラー画像形成ユニット)による画像形成が実行される。即ち、制御部５０は、画像形成ユニット１１ＹによるＹ色の画像形成を開始し、感光体ドラム１２に担持されたＹ色のトナー像を中間転写ベルト２１へ一次転写する(ステップ１０６)。また、制御部５０は、画像形成ユニット１１ＭによるＭ色の画像形成を開始し、感光体ドラム１２に担持されたＭ色のトナー像を中間転写ベルト２１上のＹ色のトナー像に重ねて一次転写する(ステップ１０７)。同様に、制御部５０は、画像形成ユニット１１ＣによるＣ色の画像形成を開始し、感光体ドラム１２に担持されたＣ色のトナー像を中間転写ベルト２１上のＹ色およびＣ色のトナー像に重ねて一次転写する(ステップ１０８)。以上のような中間転写ベルト２１上への多重転写に前後して、制御部５０は、カラー画像形成ユニットによる画像形成部に向けて記録媒体が搬送されるように切り換えゲート３６を切り換え、記録媒体を搬送するように制御する(ステップ１０９)。そして、中間転写ベルト２１上に担持された多重色のトナー像を、搬送される記録媒体上に二次転写する(ステップ１１０)。この二次転写作業に前後して、前述したステップ１０３により、ダイレクト転写機構であるＫ画像形成ユニット１１ＫにてＫ色のトナー像を感光体ドラム１２上に担持させ、ステップ１０４により、多重色のトナー像が転写されている記録媒体の上に、このＫ色のトナー像を転写させる。その後、定着器２９を経て記録媒体が出力されるように制御する。その後、前述のステップ１０５と同様に次の出力要求があるか否かが判断され、次の出力要求がある場合にはステップ１０１へ戻り、次の出力要求がない場合には処理が終了する。

以上、詳述したように、本実施の形態では、中間転写機構であるカラー画像形成ユニットと、ダイレクト転写機構であるＫ画像形成ユニット１１Ｋとを分けて構成し、それぞれの工程によってトナー像を記録部材に転写して、フルカラー画像を形成している。本実施の形態が適用される画像形成装置によれば、黒(Ｋ)のＫ画像形成ユニット１１Ｋが完全に分離され、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)に対応した画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃとこれらに対応した中間転写ベルト２１とでカラー画像形成ユニットが形成される。そのために、従来に比べて、装置を大幅に小型化、軽量化、低コスト化でき、メンテナンス性、信頼性を向上させることが可能となる。更に大きなメリットとしては、中間転写ベルト２１の周長を大幅に短くすることが出来るため、金型径が小さくなり、ベルトの生産性を向上させることができる。その結果、製造コストを大幅に低減させることが可能となる。

また本実施の形態が適用される画像形成方法によれば、黒(Ｋ)の画像はダイレクトに記録媒体に転写されることから、中間転写方式に比べて転写効率が良くなり、画質を向上させることができる。また、カラー画像形成ユニットによる二次転写時に、黒(Ｋ)の転写を考慮しなくて済むことから、二次転写電圧の設定許容値が広がり、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の多重色に対して十分な電圧を印加することができる。更には、従来、二次転写部で黒(Ｋ)を転写する際に問題であった、電流過多による含水紙の転写不良や、マイクロホワイトスポッツが発生しないため、常に良好な画像が得られる。また更には、Ｋ画像形成ユニットは他の画像形成プラットフォームと技術を共通化できることも利点の１つである。

尚、図２に示すフルカラー画像形成時において、記録媒体は、最初に中間転写機構にて多重トナー像が転写された後にダイレクト転写機構にてトナー像が転写されているが、この順序を逆にすることも可能である。即ち、最初にダイレクト転写機構にて黒(Ｋ)トナー像を転写させ、その後、中間転写機構にてイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)のトナー像を転写させることができる。かかる場合には、図２および図３に示す搬送経路は異なったものとなり、カラー画像を形成する場合と白黒画像を形成する場合とで、共通して経由するダイレクト転写機構を経た後に、搬送路を切り換えるゲートが用いられる。この場合には、ゲートによって記録媒体上に形成されたトナー像を乱さないように各構成要素が配置されることが好ましい。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図５は、タンデム型以外の方式による中間転写方式の画像形成装置に本実施の形態を適用した場合の例を示した図である。図５に示す画像形成装置では、３サイクルでカラートナー像を形成する中間転写機構２１０と、図１に示すＫ画像形成ユニット１１Ｋと同様な構成からなるダイレクト転写機構２３０とを備えている。

中間転写機構２１０は、トナー像を担持する感光体ドラム２１１と、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)のトナーが収容された現像器を搭載し、回転軸を中心に回動するロータリ現像器２１２とを備えている。また、感光体ドラム２１１に当接するように配置され、感光体ドラム２１１から順次、一次転写されるイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)のトナー像を重ねて担持する中間転写ベルト２２０と、中間転写ベルト２２０にトナー像を一次転写するための一次転写ロール２１３とを備えている。更に、記録媒体の搬送路上の二次転写位置(第１の転写部)に設けられ、中間転写ベルト２２０に担持されたトナー像を一括転写するための二次転写ロール２２２を備えている。また、中間転写ベルト２２０の裏面側(内側)に配設されて二次転写ロール２２２の対向電極をなすバックアップロール２２１を備えている。
一方、ダイレクト転写機構２３０は、Ｋ(黒)色のトナー像を担持する感光体ドラム２３１と、記録媒体の搬送路上のダイレクト転写位置(第２の転写部)に設けられ、感光体ドラム２３１上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写ロール２３２とを含んでいる。

また、用紙搬送系として、搬送された記録媒体を一旦、停止させ、トナー像の転写位置(二次転写位置(第１の転写部)またはダイレクト転写位置(第２の転写部))に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール２５１と、このレジストロール２５１により搬送される記録媒体の搬送経路(第１の搬送路２５３または第２の搬送路２５４)を切り換える切り換えゲート２５２とを備えている。

図５に示す装置にて、複数色のトナー像を記録媒体に転写する場合には、感光体ドラム２１１上でのトナー像の形成並びにこのトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。図５に示す例では３色のトナー像を重ね合わせるために、感光体ドラム２１１上には、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の順でトナー像が形成され、順次、中間転写ベルト２２０に一次転写される。一方、中間転写ベルト２２０は、最初に一次転写されたイエロー(Ｙ)のトナー像を保持したまま感光体ドラム２１１と同一周期で回動する。そして、中間転写ベルト２２０上には、所定の位置に、その一回転毎にマゼンタ(Ｍ)、およびシアン(Ｃ)のトナー像が重ねられていく。

このようにして、中間転写ベルト２２０上に多重に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、記録媒体は、搬送部材であるレジストロール２５１によって、中間転写機構２１０の動きとタイミングを合わせて搬送される。このとき、切り換えゲート２５２は、記録媒体を第１の搬送路２５３へ導くように切り換えられており、記録媒体は、この第１の搬送路２５３を経由して下流側に搬送され、第１の転写部である二次転写位置に到達する。そして、この二次転写位置で圧接力および所定の電界(二次転写バイアス)が用いられ、中間転写ベルト２２０上に多重転写されているトナー像が、記録媒体上に一括転写され、副走査方向(記録媒体の搬送方向)に順次、転写される。その後、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)のトナー像が一括転写された記録媒体は、第２の転写部であるダイレクト転写位置に搬送され、ダイレクト転写機構２３０により黒(Ｋ)のトナー像が記録媒体上に転写される。以上のようにして、複数色のトナー像が記録媒体上に形成される。

一方、図５に示す装置にて、単色のトナー像を記録媒体に転写する場合には、切り換えゲート２５２は、第２の搬送路２５４を記録媒体が通過できるように切り換えられる。この第２の搬送路２５４は、第１の搬送路２５３とは異なり、中間転写機構２１０の二次転写位置を経由しない。記録媒体は、レジストロール２５１によって、ダイレクト転写機構２３０の動きとタイミングを合わせて搬送される。即ち、最も一般的な単色の画像形成プロセスによって、ダイレクト転写機構２３０の感光体ドラム２３１に黒(Ｋ)のトナー像が形成され、転写ロール２３２が備えられるダイレクト転写位置にて、トナー像が、記録媒体上に順次、転写される。このように、白黒画像の形成時には、カラー画像形成ユニットである中間転写機構２１０を動作させる必要はなく、単色の画像形成ユニットであるダイレクト転写機構２３０だけを動作させて画像を形成することが可能となる。

本発明は、例えば、プリンタや複写機、印刷機等の画像形成装置、特に、カラー画像を出力可能な画像形成装置に適用して高い効果が得られる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。 フルカラー画像の形成時における記録媒体の搬送を説明するための図である。 白黒画像形成時の形成時における記録媒体の搬送を説明するための図である。 制御部による画像形成および記録部材搬送のための処理を示したフローチャートである。 タンデム型以外の方式による中間転写方式の画像形成装置に本実施の形態を適用した場合の例を示した図である。

符号の説明

１…本体、１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１６…一次転写ロール、１９…転写ロール、２１…中間転写ベルト、２２…バックアップロール、３０…用紙搬送系、３４…搬送路、３４Ａ…第１の搬送路、３４Ｂ…第２の搬送路、３５…レジストロール、３６…切り換えゲート、３７…二次転写ロール、５０…制御部、２１０…中間転写機構、２３０…ダイレクト転写機構、２５１…レジストロール、２５２…切り換えゲート、２５３…第１の搬送路、２５４…第２の搬送路

Claims (15)

1. トナー像を中間転写体に一旦、担持させた後に記録媒体に転写する中間転写機構と、
   トナー像を記録媒体に直接、転写するダイレクト転写機構と、
   プリントする画像の種類に応じて、前記ダイレクト転写機構だけを用いたプリントのための制御、または前記中間転写機構および当該ダイレクト転写機構の両者を用いたプリントのための制御を行う制御部と
   を含む画像形成装置。
2. 前記制御部は、プリントする画像が単色画像である場合に前記ダイレクト転写機構だけを用いたプリントのための制御を実行し、プリントする画像が複数色画像である場合に前記中間転写機構および当該ダイレクト転写機構の両者を用いたプリントのための制御を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記単色画像は白黒画像であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写機構は、中間転写体に対してイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像を多重転写した後、当該中間転写体に担持された各色のトナー像を記録媒体に対して一括転写することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. トナー像を中間転写体に一旦、担持させた後に記録媒体に転写する中間転写機構と、
   トナー像を記録媒体に直接、転写するダイレクト転写機構とを備え、
   前記中間転写機構および前記ダイレクト転写機構の両者を用いて一のプリント画像を出力する画像形成装置。
6. 前記中間転写機構を用いずに前記ダイレクト転写機構だけで一のプリント画像を出力する請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写機構は前記中間転写体に多重転写された複数色のトナー像を記録媒体に一括転写し、
   前記ダイレクト転写機構は黒(Ｋ)色のトナー像を記録媒体に転写することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 前記中間転写機構と前記ダイレクト転写機構とを共に経由させて記録媒体を搬送する第１の搬送路と、
   前記ダイレクト転写機構には経由させるが前記中間転写機構には経由させずに記録媒体を搬送する第２の搬送路と
   を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
9. 複数色の像を記録媒体に転写する第１の転写部と、
   単色の像を記録媒体に転写する第２の転写部と、
   前記第１の転写部と前記第２の転写部とを共に経由させて記録媒体を搬送し、記録媒体に像を形成する第１の搬送路と、
   前記第２の転写部は経由させるが前記第１の転写部は経由させずに記録媒体を搬送し、記録媒体に像を形成する第２の搬送路と
   を含む画像形成装置。
10. 前記第１の転写部および前記第２の転写部の何れか一方に向けてタイミングを合わせて記録媒体を搬送するための搬送部材を更に備えたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記搬送部材の下流側に設けられ、前記第１の搬送路および前記第２の搬送路の何れか一方の搬送路を選択するためのゲートを更に備えたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
12. 前記第１の転写部は、複数色の像を担持体に多重転写した後に記録媒体に一括転写することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
13. 入力画像データから、出力すべき画像がカラー画像か白黒画像かを判断する判断ステップと、
    白黒画像と判断される場合に、Ｋ(黒)色単独の画像形成ユニットは経由させるが複数色の画像形成ユニットは経由させずに記録媒体を搬送するように制御するステップと、
    カラー画像と判断される場合に、前記複数色の画像形成ユニットと前記Ｋ(黒)色単独の画像形成ユニットとを共に経由させて記録媒体を搬送するように制御するステップと
    を含む画像形成方法。
14. 前記判断ステップにより白黒画像と判断される場合に、前記複数色の画像形成ユニットを動作させず前記Ｋ(黒)色単独の画像形成ユニットを動作させるステップを更に備えたことを特徴とする請求項１３記載の画像形成方法。
15. 前記判断ステップによりカラー画像と判断される場合に、前記複数色の画像形成ユニットおよび前記Ｋ(黒)色単独の画像形成ユニットを動作させるステップとを更に備えたことを特徴とする請求項１３記載の画像形成方法。

Images