JP2007163809A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写紙を有効に使い、その生産性を落すことなく画像形成動作を行い、また、その構成を煩雑化せず、コストを安価に抑える、２つの画像形成部を有する高速化に対応した画像形成装置を提供する。
【解決手段】２つの画像形成部２０、３０を備え、転写紙２ａの両面に記録を行う時は各々画像形成部２０、３０で転写紙２ａの異なる面に記録を行い、転写紙の片面に記録を行う時は２つの画像形成部２０、３０で並列的に記録を行う電子写真方式の画像形成装置において、転写紙２ａを給送手段４ａから画像形成部２０、３０の何れか一方へ直接搬送できる搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆと、転写紙２ａを直接排紙部へ搬送できる排紙搬送手段１０ａ、１０ｂと、搬送経路Ｂに転写紙反転部６ａと、その画像形成部２０から他方の画像形成部３０に至る転写紙の搬送経路と、この搬送経路Ｃに転写紙反転部６ｂとを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、または、それらの複合機などの、電子写真方式を用いて画像形成を行う２つの画像形成部を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真式複写機に対しては、年々画像形成スピードの高速化が求められている。高速化に対応するための一般的な手法として、作像線速を上げる必要がある。また、定着装置ではトナーを転写紙上に定着するために、定着ニップ幅を広くする必要がある。しかし、定着ローラの大径化が必要となり、分離部で曲率が大きくなり、転写紙の分離性が悪くなるという不具合がある。
転写紙に画像形成を行う画像形成装置において、かかる画像形成スピードの高速化に対応するための１手法が、従来技術の構成から知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記従来技術の構成は、特許文献１の図１０及び図１１に示されているように、２つの画像形成部を有しており、両面時には第１の画像形成部で第１面に、第２の画像形成部では第２面に画像形成を行う。また、片面時には第１及び第２の画像形成部を並列的に利用し、同一方向の面に画像形成を行う。
このように画像形成部を２つ有することにより、本来１つの画像形成部しか持たない画像形成装置で行う作像線速のおおよそ半分の作像線速で画像形成（定着）することにより、分離性の問題を解決して高速化に対応できる。
特開２０００−２８４６４４公報

しかしながら、この方法では片面のみの画像形成時と、両面に対する画像形成時とでそれぞれに欠点ある。前者では、少なくとも２つ有する給送手段のうち、どちらか一方の給送手段に収容されている転写紙がなくなった場合、そこで画像形成動作を一旦終了してユーザに転写紙の補充を促す必要があり煩わしい。または、片方の給送手段と画像形成部でのみ画像形成を行うことも可能であるが、装置全体としては半分の画像形成速度となってしまう。
後者では、片面時にしか使用できない転写紙があり、両面印刷時に両方の画像形成部に転写紙を搬送できる給送手段の転写紙（記録材）がなくなった場合、そこで画像形成動作を一旦終了してユーザに転写紙の補充を促す必要があり煩わしい。
さらには、片面時、両面時で画像形成部を回転する必要があり、装置自体の機構が煩雑になる。また、第１の画像形成部の構成と第２の画像形成部の構成が異なり、コスト面でも不利である。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、転写紙を有効に使い、あるいはその生産性を落すことなく、画像形成動作を行ない、また、その構成を煩雑化せず、さらにコストを安価に抑える、２つの画像形成部を有する高速化に対応した画像形成装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、転写紙に画像形成を行う２つの画像形成部を備え、前記転写紙の両面に記録を行う時は各々画像形成部で前記転写紙の異なる面に記録を行い、複数枚の転写紙の片面に記録を行う時は２つの画像形成部で並列的に転写紙の片面に記録を行う電子写真方式の画像形成装置において、前記転写紙を対応する何れかの給送手段から前記画像形成部の何れか一方へ他方の画像形成部を通過することなく直接搬送できる搬送経路切り換え手段と、前記転写紙を前記画像形成部の何れか一方から他方の画像形成部を通過することなく直接排紙部へ搬送できる排紙搬送手段と、各給送手段と一方の画像形成部に至る搬送経路に前記転写紙を反転する転写紙反転部と、その画像形成部から他方の画像形成部に至る転写紙の搬送経路と、この搬送経路に前記転写紙を反転する転写紙反転部とを設ける画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記２つの画像形成部の第１の画像形成部を転写紙が通過する速度Ｖ１、第２の画像形成部を転写紙が通過する速度Ｖ２、前記給送手段から前記第１の画像形成部に向けて転写紙を搬送する速度をＶａ、前記給送手段から前記第２の画像形成部に向けて転写紙を搬送する速度をＶｂとした時、次式
Ｖ１＝Ｖ２、Ｖａ＝Ｖｂ、Ｖａ≧２×Ｖ１
が成り立つ請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、転写紙が前記第１の画像形成部及び前記第２の画像形成部それぞれから他の画像形成部を通過することなく排紙される場合、同一の排紙部に前記転写紙を排出する請求項１又は２記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、２つの画像形成部を有する画像形成部を有する高速化に対応した画像形成装置において、画像形成装置内の記録材を有効に使い、あるいは画像形成装置の生産性を落すことなく、画像形成動作をすることができ、さらには、画像形成装置の構成を煩雑化せず、コストを安価に抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の実施の形態の構成を説明する概略図である。画像形成装置本体１は、転写紙２ａ、２ｂを載置する給紙トレイ３ａ、３ｂ、給送手段４ａ、４ｂ、搬送経路切り換え手段５ａ〜５ｆ、転写紙反転部６ａ、６ｂ、転写紙搬送装置７、８ａ、８ｂ、レジストローラ９ａ、９ｂ、排紙装置１０ａ、１０ｂ、排紙トレイ１１、第１画像形成部２０、第２画像形成部３０を有している。画像形成部２０、３０は全く同一の構成である。

図２は図１の第１画像形成部の構成を示す概略図である。図２において、画像形成部２０は、像担持体２１、帯電装置２２、書き込み装置２３、現像装置２４、転写装置２５、像担持体クリーニング装置２６、定着装置２７等を有している。
これらの構成からなる画像形成部２０の画像形成では、像担持体２１は図中矢印の方向に回転する。まず、帯電装置２２により像担持体２１表面を一様な電位に帯電させる。続いて、書き込み装置２３によって像担持体２１上に露光を行い、潜像を形成し、現像装置２４により潜像をトナーにより現像する。
現像されたトナーは転写部で転写装置２５により転写紙（図示せず）上に転写され、定着装置２７に搬送され、トナーは転写紙上に定着される。また、転写後の像担持体２１上の転写残トナーは像担持体クリーニング装置２６によって回収される。
この動作を連続的に繰り返し行なうことにより画像形成がなされる。なお、画像形成部は一般的な構成として例をあげたが、１つの画像形成部が（４連タンデム構成＋定着装置）となっている場合も含む。また、中間転写装置などを介して転写材に画像形成するような構成をも含むものとする。

これらの構成において、画像形成の流れをモードごとに説明する。本画像形成装置が搭載するモードは、
（１）片面に画像形成した転写紙（片面コピー転写紙）を１枚得る場合
（２）片面に画像形成した転写紙（片面コピー転写紙）を複数枚得る場合
（３）両面に画像形成した転写紙（両面コピー転写紙）を１枚得る場合
（４）両面に画像形成した転写紙（両面コピー転写紙）を複数枚得る場合
の４つである。
先ず、（１）の片面コピー転写紙を１枚得る場合について説明する。図１および図２において、本発明による画像形成装置１には２つの画像形成部２０、３０があり、転写紙への画像形成は何れの画像形成部を用いても行うことができる。
第１画像形成部２０を用いて画像形成を行う場合には、給紙トレイ３ａにセットされている転写紙２ａは給送手段４ａから給送され、搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂ、５ｃを通り、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ａに達して一旦停止する。
この時までに第１画像形成部２０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ａにより転写紙２ａが搬送され、第１画像形成部２０を通過して転写紙２ａ上に画像形成が行われる。転写紙２ａは搬送経路切り換え手段５ｄ、５ｅ、排紙装置１０ａを通り、排紙トレイ１１に排出される。

第２画像形成部３０を用いて画像形成を行う場合には、給紙トレイ３ａにセットされている転写紙２ａは給送手段４ａから給送され、搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂを通り、搬送装置７を通って、搬送経路切り換え手段５ｆによってレジストローラ９ｂへ向い、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ｂに達したところで一旦停止する。
この時までに第２画像形成部３０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ｂにより転写紙２ａが搬送され、第２画像形成部３０直下の転写部を通過して転写紙２ａ上にトナー像が転写され、その後定着装置による定着が行われて画像形成が行なわれる。転写紙２ａは排紙装置１０ｂを通り、排紙トレイ１１に排出される。

次に、（２）の片面コピー転写紙を複数枚得る場合を、まず、大まかに説明する。奇数枚目の転写紙２ａは第１画像形成部２０にて、偶数枚目の転写紙は第２画像形成部３０で夫々画像形成が行われる。これを繰り返すことにより片面の複数枚画像形成を行う。
奇数枚目の転写紙２ａは給送手段４ａから給送され、搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂ、５ｃを通り、転写紙反転装置６ａを通りながら転写紙２ａの後端が搬送経路切り換え手段５ｃを抜けた時点で一旦停止する、転写紙反転装置６ａで転写紙２ａの搬送方向を逆転させて搬送し始める。その後、再び搬送経路切り換え手段５ｃを通り、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ａに達して一旦停止する（後述する図３のＶａ部分）。
この時までに第１画像形成部２０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ａにより転写紙２ａが搬送され、第１画像形成部２０下方に位置する転写部を通過する際にトナー像を転写され、その後定着装置により定着されて転写紙２ａ上に画像形成がされる。転写紙２ａは搬送経路切り換え手段５ｄ、５ｅ、排紙装置１０ａを通り、排紙トレイ１１に排出される（後述する図３のＶ１部分）。

奇数枚目の転写紙２ａの後端が給送手段４ａを抜けた直後に、偶数枚目の転写紙２ａは給送手段４ａから給送され、搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂ、搬送装置７、搬送経路切り換え手段５ｆを通り、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ｂに達して一旦停止する（後述する図３のＶｂ部分）。
この時までに第２画像形成部３０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ｂにより転写紙２ａが搬送され、第２画像形成部３０の直下の転写部を通過して転写紙２ａ上にトナー像が転写され、その後定着装置により定着されて画像形成がされる。その後転写紙２ａは排紙装置１０ｂを通り、排紙トレイ１１に排出される（後述する図３のＶ２部分）。

図３は片面コピー転写紙を複数枚得る場合の各搬送経路における搬送速度を示す説明図である。また、各搬送経路における転写紙の搬送速度は次式が成り立つように設定する。
Ｖ１＝Ｖ２、Ｖａ＝Ｖｂ、Ｖａ≧２×Ｖ１
図３に示すように、ここで、Ｖａは奇数枚目の転写紙が給紙トレイを出て、レジストローラ９ａに達するまでの搬送速度、Ｖｂは奇数枚目の転写紙が給紙トレイを出て、レジストローラ９ｂに達するまでの搬送速度、Ｖ１はレジストローラ９ａを出て第１画像形成部２０を通過し、排紙トレイ１１に達するまでの搬送速度、そしてＶ２はレジストローラ９ａを出て第１画像形成部２０を通過し、排紙トレイ１１に達するまでの搬送速度である。
また、ここでは、奇数枚目の転写紙を第１画像形成部２０で、偶数枚目の転写紙を第２画像形成部３０で画像形成する例を示したが、この逆の組み合せでも構わない。

次に、上述した（３）の両面コピー転写紙を１枚得る場合の画像形成動作について説明する。給紙トレイ３ａにセットされている転写紙２ａのうちの１枚は給送手段４ａから給送され、搬送経路切り換え手段５ａ、５ｂ、５ｃを通り、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ａに達して一旦停止する。
この時までに第１画像形成部２０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ａにより転写紙２ａが搬送され、第１画像形成部２０を通過して転写紙２ａ上に画像形成がされる。
転写紙２ａは搬送経路切り換え手段５ｄを通り、転写紙反転装置６ｂを通りながら転写紙２ａの後端が搬送経路切り換え手段５ｄを抜けた時点で一旦停止して、転写紙反転装置６ｂで転写紙２ａの搬送方向を逆転させて搬送し始める。その後搬送経路切り換え手段５ｄ、５ｅ、搬送装置８ａ、８ｂを通り、転写紙２ａの先端がレジストローラ９ｂに達して一旦停止する。
この時までに第２画像形成部３０では画像形成動作が開始されており、画像形成動作の途中の所定タイミングでレジストローラ９ｂにより転写紙２ａが搬送され、第２画像形成部３０の直下の転写部を通過する際にトナー像を転写され、その後定着装置によりトナー像の定着を受けて転写紙２ａ上に画像形成がされる。転写紙２ａは排紙装置１０ｂを通り、排紙トレイ１１に排出される。

最後に、上述した（４）の両面コピー転写紙を複数枚得るための画像形成動作について説明する。基本的には、上記（３）の動作を連続的に行うだけでよいが、転写紙の給送、搬送等は、転写紙反転部６ｂで転写紙が２枚重ならないような適宜なタイミングに設定する必要がある。
上述したように、本発明による画像形成装置は転写紙に画像形成を行う２つの画像形成部２０、３０を備え、転写紙の両面に記録を行う時は各々画像形成部で転写紙の異なる面に記録を行い、複数枚の転写紙の片面に記録を行う時は２つの画像形成部２０、３０で並列的に転写紙の片面に記録を行うようにしている。

かかる場合に、図１の構成によれば、転写紙（２ａ又は２ｂ）を対応する何れかの給送手段（４ａ又は４ｂ）から何れかの画像形成部（２０又は３０）へ他の画像形成部（２０又は３０）を通過することなく直接搬送できる搬送経路切り換え手段（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ）と、転写紙（２ａ又は２ｂ）を何れかの画像形成部（２０又は３０）から他の画像形成部（２０又は３０）を通過することなく直接排紙部１１へ搬送できる排紙搬送手段（１０ａ又は１０ｂ）と、各給送手段（４ａ又は４ｂ）と一方の画像形成部（２０）に至る搬送経路（Ｂ）に転写紙（２ａ又は２ｂ）を反転する転写紙反転部（６ａ）と、その画像形成部（２０）から他方の画像形成部（３０）に至る転写紙（２ａ又は２ｂ）の搬送経路（Ｃ）と、この搬送経路（Ｃ）に転写紙（２ａ又は２ｂ）を反転する転写紙反転部（６ｂ）とを設けている。

上記（１）〜（４）の各モードでは具体的な給送タイミング等は説明していないが、各給紙トレイからの距離又は紙サイズに応じて所定のタイミングで適宜給送するように設定してやればよい。また、搬送経路切り換え手段では上記各モードで示したルートで転写紙を搬送できるように適宜なタイミングで搬送方向を切り換えるように設定すればよい。
また、上記以外で転写紙搬送手段を適宜設置し、画像形成装置で使用できる最小の（通紙方向への）長さに応じた位置に設けてやればよい。また、上記説明では、給紙トレイ３ａから転写紙２ａを給送する場合について説明しているが、残る給紙トレイ３ｂ、又はこれ以外で搬送経路切り換え手段５ａより上流に設けた給紙トレイなどから転写紙を搬送するようにしてもよい。

また、画像形成ジョブが残っているにも拘わらず、或る給紙トレイ内の転写紙を使い切ってしまった場合は、一旦画像形成動作を止め、同サイズ、同方向にセットされた転写紙がある他の給紙トレイから給送するように制御すればよい。
このようにすれば、画像形成装置本体内に同サイズの転写紙が残っている場合は、ユーザの手を煩わせて転写紙の補充をする必要がなくなるとともに、生産性を落さずに画像形成を継続できる。
さらには、それぞれの画像形成部２０、３０の各構成部（帯電装置、書き込み装置、現像装置、転写装置、定着装置、クリーニング装置、トナー補給装置、あるいは、これらの幾つかを組み合わせた構成部など）は同一の構成であり、同一の構成部はそれぞれ互換性があり、製品コストの削減やサービス部品数の低減に繋がるメリットがある。

本発明による画像形成装置の実施の形態の構成を説明する概略図である。 図１の第１画像形成部の構成を示す概略図である。 片面に複数枚の画像形成を行う場合の各搬送経路における搬送速度の説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ａ 転写紙
４ａ 給送手段
２０ 画像形成部（第１の画像形成部）
３０ 画像形成部（第２の画像形成部）
５ａ 搬送経路切り換え手段
５ｂ 搬送経路切り換え手段
５ｃ 搬送経路切り換え手段
５ｄ 搬送経路切り換え手段
５ｅ 搬送経路切り換え手段
５ｆ 搬送経路切り換え手段
６ａ 転写紙反転部
６ｂ 転写紙反転部
Ａ 搬送経路
Ｂ 搬送経路
Ｃ 搬送経路

Claims (3)

1. 転写紙に画像形成を行う２つの画像形成部を備え、前記転写紙の両面に記録を行う時は各画像形成部で前記転写紙の異なる面に記録を行い、複数枚の転写紙の片面に記録を行う時は２つの画像形成部で並列的に各転写紙の片面に記録を行う電子写真方式の画像形成装置において、前記転写紙を対応する何れかの給送手段から前記画像形成部の何れか一方へ他方の画像形成部を通過することなく直接搬送できる搬送経路切り換え手段と、前記転写紙を前記画像形成部の何れか一方から他方の画像形成部を通過することなく直接排紙部へ搬送できる排紙搬送手段と、各給送手段と一方の画像形成部に至る搬送経路に前記転写紙を反転する転写紙反転部と、その画像形成部から他方の画像形成部に至る転写紙の搬送経路と、この搬送経路に前記転写紙を反転する転写紙反転部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記２つの画像形成部の第１の画像形成部を転写紙が通過する速度をＶ１、第２の画像形成部を転写紙が通過する速度をＶ２、前記給送手段から前記第１の画像形成部に向けて転写紙を搬送する速度をＶａ、前記給送手段から前記第２の画像形成部に向けて転写紙を搬送する速度をＶｂとした時、次式
   Ｖ１＝Ｖ２、Ｖａ＝Ｖｂ、Ｖａ≧２×Ｖ１
   が成り立つことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 転写紙が前記第１の画像形成部及び前記第２の画像形成部それぞれから他の画像形成部を通過することなく排紙される場合、同一の排紙部に前記転写紙を排出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

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