JP2009294556A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
低コストで大型化することなく、中間転写ベルト上に１次転写したトナーを使用又は回収する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】
給送装置40に格納されている被転写材Ｓを転写位置まで搬送する際に、制御部90、91が搬送エラーを検出すると、待機搬送路70に格納されている被転写材Ｓを転写位置に搬送する。そして、この被転写材Ｓに中間転写ベルト11上のトナー画像が転写される。被転写材Ｓの待機搬送路70への格納は、画像処理装置101が画像形成処理を実行していない間に実行される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体上のトナーを所定の転写位置で被転写材に転写する複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置ではタンデム型という複数の感光ドラムを並列に並べ、これらの感光ドラムに対向してベルトが張架されているタイプが多くある。

ベルトの種類は大きくわけて次の２つがある。第一は、トナーを感光ドラムから被転写材（シート）に直接転写する方式に用いられる、シートを搬送するための静電吸着ベルトである。第二は、トナーを感光ドラムからベルトへ１次転写を行いベルトからシートへ２次転写を行う方式に用いられる、現像したトナーを保持する中間転写ベルトでる。

中間転写ベルトを用いると給送不送りやシート切れ、シート搬送時での紙詰まり等が発生した際、中間転写ベルト上に１次転写してしまったトナーを廃トナーとして回収しなければならない。尚、静電吸着ベルトを用いた場合は、トナーを感光ドラムから被転写材に直接転写するために廃トナーが少ない。

図４は、従来のカラー画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置100は、左右方向に直線状に並設された、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。各感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して像担持体となる中間転写ベルト11が配置されている。感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面を均一に帯電するための帯電手段となる１次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配されている。１次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより一様に帯電された感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に画像情報に基づいてレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光装置30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄが配置されている。

更には、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面には各色のトナーを付着させてトナー画像として顕像化する現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられている。また、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面には、転写後の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配置されている。

また、各感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して中間転写ベルト11に感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に形成されたトナー画像を転写する１次転写ローラ12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄが設けられている。

被転写材Ｓは、給送台41に置かれていて給送台41から給送ローラ42により１枚ずつ送り出され、２次転写ローラ51と中間転写ベルト11で構成されるニップ部に搬送されて、中間転写ベルト11上のトナー画像が２次転写される。

定着器20は、被転写材Ｓ上の画像を被転写材Ｓに熱と圧力とで定着するようになっている。排出ローラ23は、被転写材Ｓを排出トレイ81に排出し、積載するようになっている。

また、中間転写ベルトを用いた例として特許文献１のように、シートサイズの間違いで生じるミスプリントによる無駄なトナーの消費を抑えるために、給送後のシートサイズを検知して両面ユニット内へ格納し、両面ユニット内からシートを給送してプリントするものがある。

特開平５−１１２０５５

しかしながら、中間転写ベルトを用いる画像形成装置では、２次転写位置の配置によって給送不送りやシート切れ、シート搬送時での紙詰まり等が発生した際に、中間転写ベルト上に１次転写したトナーが大量の廃トナーとなる。そのため、大容量の廃トナー容器が必要となり、画像形成装置の大型化やコストアップとなる。

また、ミスプリントによる無駄なトナーの消費を抑えるために、給送後のシートサイズを検知して両面ユニット内の中間トレイへ格納し、両面ユニット内の中間トレイからシートを給送してプリントした場合であっても、次のような問題がある。すなわち、給送不送りやシート切れ、シート搬送時での紙詰まり等が発生した際に、中間トレイからシートを給送しても中間転写ベルト上に１次転写したトナーが大量の廃トナーとなる。そのため、大容量の廃トナー容器が必要となり、画像形成装置の大型化やコストアップとなる。

本発明の目的は、低コストで大型化することなく被転写材の搬送エラーが生じても像担持体上に１次転写したトナーを使用することのできる画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体上のトナーを所定の転写位置で被転写材に転写する画像形成装置であって、被転写材を格納する第１の被転写材格納手段と、被転写材を一時的に格納する第２の被転写材格納手段と、第１の被転写材格納手段に格納されている被転写材を転写位置まで搬送する第１の搬送手段と、第１の記搬送手段によって被転写材の搬送エラーが起こったことを検出する搬送エラー検出手段と、搬送エラー検出手段によって搬送エラーが検出された場合に第２の転写材格納手段に格納されている被転写材を転写位置まで搬送する第２の搬送手段とを具備することを特徴としている。

第１の被転写材格納手段から転写位置へ被転写材が搬送されるときに搬送エラーが起こった場合に、像担持体上に形成されているトナー画像が第２の被転写材格納手段に格納されている被転写材に転写される。このため、廃トナーを少なくすることができる。

次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
［画像形成装置の全体構成］
図１は本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。同図に示すように、画像形成装置101は、露光装置30を有しており、この露光装置30に対向してプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが横方向に設けられている。プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有している。さらに、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには、各感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが設けられている。また、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対向して中間転写ベルト11が配置されている。中間転写ベルト11の内側で感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと対向する位置には１次転写ローラ12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄが配置されている。

中間転写ベルト11は、中間転写ベルト駆動ローラ13と、２次転写対向ローラ14、テンションローラ15の３軸で回転するようになっており、バネ16でテンションローラ15を押圧することによって張架されている。尚、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと現像ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び中間転写ベルト11は駆動手段（不図示）によって、それぞれほぼ等速となるように回転させられている。

２次転写対向ローラ14に対向して中間転写ベルト11の外側には２次転写ローラ51が配置されている。また、２次転写対向ローラ14の上方には中間転写ベルト11と接するようにクリーニング装置60が配置されている。クリーニング装置60にはクリーニングブレード61が設けられている。なお、２次転写ローラ51と２次転写対向ローラ14とで挟まれるニップ部（所定の転写位置）が形成され、そこで２次転写が行われる。

また、給送ローラ42と２次転写ローラ51の間にはレジストローラ44が配置されている。さらに、定着器20と２次転写ローラ51の横方には一時的に被転写材Ｓを格納するための待機搬送路（第２の被転写材格納手段）70があり、搬送ローラ71，72が配置されている。定着器20は、加熱ローラ21と加圧ローラ22から構成される。

なお、画像形成装置101には、装置各部の動作を制御するマイクロプロセッサーを搭載した制御部（搬送エラー検出手段）90が設けられている。

［待機搬送路への被転写材の格納］
次に待機搬送路70における被転写材Ｓの格納動作について説明する。

まず、画像形成装置101がプリント動作をしていないとき、すなわち画像形成処理を実行していないときに、制御部90は、給送装置（第１の被転写材格納手段）40から被転写材Ｓを給送するように各部を制御する。レジストローラ44と中間転写ベルト11及び定着器20は駆動させ、被転写材Ｓは給送後に未転写のまま、搬送路95，96をとおり排出ローラ23まで搬送される。この際、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上にトナー画像は現像していないので、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの帯電や現像ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，１次転写、２次転写等に必要な電圧は印加しなくても良い。また、定着器20も被転写材Ｓが搬送されればよいので、加熱ローラ21へ熱供給をしなくて良い。

被転写材Ｓが排出ローラ23まで搬送されると、被転写材Ｓの後端検知手段（不図示）によって被転写材Ｓの後端が検知される。すると、制御部90は、被転写材Ｓが排出ローラ23と排出ローラ対向コロ24で保持されている状態で排出ローラ23の回転方向を反転させ、被転写材Ｓを待機搬送路70における被転写材Ｓの格納位置まで搬送ローラ71，72を用いて搬送するように制御する。

格納位置は搬送ローラ72と２次転写ローラ51の間であり、搬送ローラ72の下流にある被転写材検知センサ（不図示）で待機搬送時における被転写材Ｓの先端を検知し特定時間後に停止させた位置である。

被転写材の搬送手段としては、給送装置40に格納されている被転写材を２次転写位置まで搬送する第１の搬送手段と、前記待機搬送路に格納されている被転写材を前記２次転写位置まで搬送する第２の搬送手段とが設けられている。本実施形態では給送ローラ42、レジストローラ44、搬送路95は第１の搬送手段を構成する。また、搬送ローラ71，72は第２の搬送手段を構成する。

また、搬送エラー検出手段を構成する制御部90は、被転写材が給送装置40から二次転写位置に搬送される際に搬送路で詰まったことを検出する。これは、第１の搬送手段によって給送装置40に格納されている被転写材を搬送開始してから所定時間経過しても二次転写位置より上流側に配置された検出センサ（不図示）が被転写材を検出しないときは、被転写材が詰まったと判別する。さらに、制御部90は、後述するように給送装置40に被転写材が格納されているか否かも判別する。

図２は待機させる被転写材Ｓを曲率のつかない状態で格納する場合の構成を示す図である。同図に示すように、搬送ローラ73を追加し、曲率の無い個所を常備位置としている。そして、画像形成装置101がプリントジョブを受けると被転写材Ｓを搬送ローラ72と２次転写ローラ51の間の特定位置まで搬送し、待機させる。プリントジョブが終わって特定時間後には曲率の無い常備位置まで反転搬送すれば良い。このように、被転写材を曲率がつかない位置で待機させることで、ある程度の期間待機させたとしても被記録材にカール等が生ずることがない。

また画像形成処理に影響がない範囲であれば、待機搬送路70に被転写材Ｓを格納している際に画像形成を行っても良い。尚、この待機搬送路70を両面搬送路としても良い。また、待機搬送路70を一時保管トレイとしても良い。

次に、画像形成装置101が連続プリントもしくは複数のプリントジョブを受け連続プリント中に給送装置40に格納されていた被転写材Ｓがなくなった場合を考える。この場合には、給送装置40に設けられている被転写材有無センサ（不図示、搬送エラー検出手段）が給送装置40内の被転写材Ｓが無い状態を検知する。しかし、この時にはすでに中間転写ベルト11上には最終被転写材以降の被転写材Ｓのトナー画像を形成している。そこで、被転写材有無センサ（不図示）が給送装置40内の被転写材Ｓが無い状態を検知した際に、最終被転写材の次の被転写材Ｓまでのトナー画像を形成し、その後のトナー画像の形成はしないようにする。そしてユーザへ被転写材が切れている情報をプリンタドライバ等で伝え、プリントを中断する。最終被転写材の次のトナー画像は待機搬送路70に格納している被転写材Ｓを用いて中間転写ベルト11上のトナー画像を転写してプリントする。

その後は、待機搬送路70に被転写材Ｓが格納されていないので、画像形成装置101がプリントジョブを受けていないときに待機搬送路70へ前述の方法で被転写材Ｓを搬送して格納しておく。

なお、この場合、給送装置40から所定の転写位置であるニップ部までの搬送距離よりも待機搬送路70に格納されている被転写材Ｓからニップまでの搬送距離の方が短い。このため、中間転写ベルト11上にすでに形成されているトナー像を被転写材Ｓに転写する時間的余裕がある。

また、２次転写ローラ51と２次転写対向ローラ14とのニップ位置より上流で被転写材Ｓが詰まった場合には、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓを用いて中間転写ベルト11上のトナー画像を転写してプリントする。給送ローラ42が被転写材Ｓをピックしなかった場合にも、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓを用いて中間転写ベルト11上のトナー画像を転写してプリントする。その後、画像形成装置101がプリントジョブを受けていないときに待機搬送路70へ前述の方法で被転写材Ｓを搬送し格納する。そして、被転写材Ｓが詰まった場合であったら、ユーザが詰まった被転写材Ｓを処理した後に、待機搬送路70へ前述の方法で被転写材Ｓを搬送し格納する。

このように、中間転写ベルト11にトナー画像を転写した後で搬送される被転写材Ｓが詰まったとしても、待機搬送路70に格納されている被転写材を搬送してこれにトナー像を転写するのでトナーの無駄をなくすことができる。このとき、前述したように給送装置40から二次転写ニップ部までの搬送距離よりも待機搬送路70に格納されている被転写材Ｓからニップまでの搬送距離の方が短い。このため、給送装置40から搬送される被転写材の詰まりを検出してから待機搬送路70で待機している被転写材を搬送しても時間的余裕がある。

画像形成装置101が両面プリントジョブを受けた場合には、待機搬送路70を被転写材Ｓの表裏を反転させることのできる両面搬送路として、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓを用いてトナー画像を両面プリントするようにしてもよい。その後、画像形成装置101がプリントジョブを受けていないときに待機搬送路70へ前述の方法で被転写材Ｓを搬送し格納する。

なお、待機搬送路70へ被転写材Ｓを長期間格納しておくと、被転写材Ｓが待機搬送路70の曲率によって曲がり癖が付いたり、搬送ローラによりローラ跡が付いたりするため、転写や定着等に影響の出ない期間だけ被転写材Ｓを格納する。その期間を超える場合には格納している被転写材Ｓを用いてプリントする。その後、画像形成装置101がプリントジョブを受けていないときに再び待機搬送路70へ前述の方法で被転写材Ｓを搬送し格納する。

このように、給送装置40内の被転写材Ｓが無くなった場合、２次転写ニップ位置より上流で被転写材Ｓが詰まった場合、および、給送ローラ42が被転写材Ｓをピックしなかった場合に待機搬送路70に格納している被転写材Ｓが用いられる。すなわち、これらの場合に、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓに中間転写ベルト11上のトナー画像を転写してプリントすることで廃トナーを減少させることができる。このため、大型の廃トナー容器を用いる必要がなくなり、画像形成装置を低コストで小型化することができる。

なお、画像形成装置101は中間転写ベルト11を用いた構成であるが、中間転写ドラムを用いても同様の効果がある。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。図３は本発明の画像形成装置の他の実施形態の構成を示す図である。この実施形態では感光体ベルトを用いている。なお、図１、図２に示す実施形態の部分と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。

図３に示すように、カラー画像形成装置102は、露光装置30を有している。そして
露光装置30の下方に１次帯電器２が配置されている。１次帯電器の右横方向には現像ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを含む現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが横方向もしくは略横方向に配置されている。また、現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに対抗して感光体ベルト８が配置されている。

１次帯電器２の左横方向には、感光体ベルト８の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段６が配置され、更にその横下方向には１次転写ローラ12が配置されている。１次転写ローラ12の上方向には定着器20が配置されている。また、定着器20と１次転写ローラ12の横方には待機搬送路70があり、搬送ローラ71，72が配置されている。

なお、画像形成装置101には、装置各部の動作を制御するマイクロプロセッサーを搭載した制御部（搬送エラー検出手段）91が設けられている。

被転写材Ｓは、給送台41に置かれていて給送台41から給送ローラ42により１枚ずつ送り出され、１次転写ローラ12と感光体ベルト８で構成されるニップ部に搬送されて、多重現像された感光体ベルト８上のトナー画像が転写される。定着器20は、被転写材Ｓ上の画像を被転写材Ｓに熱と圧力とで定着する。排出ローラ23は、被転写材Ｓを排出トレイ81に排出し、積載するようになっている。

待機搬送路70における被転写材Ｓの格納は、非プリント時に画像形成処理を停止し、給送装置40から被転写材Ｓを給送する。この際、感光体ベルト８は回転のみさせておく。

レジストローラ44と定着器20は動作しているので、被転写材Ｓは給送後に未転写のまま排出ローラ23まで搬送される。このとき、感光体ベルト８上にトナー画像は現像しないので、感光体ベルト８への帯電や現像ローラ３，１次転写等に必要な電圧は流さなくてもよい。また、定着器20も被転写材Ｓが搬送されればよいので、加熱ローラ21へ熱供給をしなくて良い。

排出ローラ23まで被転写材Ｓが搬送された後は、図１、図２に基づいて説明した実施形態と同様である。

尚、この待機搬送路70を両面搬送路としても良い。また、常備位置を一時保管トレイとしても良い。また画像形成処理に影響がない範囲であれば、待機搬送路70に被転写材Ｓの格納しているときに画像形成を行っても良い。

給送装置40に設けられている被転写材有無センサ（不図示）が給送装置40内の被転写材Ｓが無い状態を検知したときにカラー画像形成装置102が連続プリント中であった場合のプリント動作については図１、図２を用いて説明した実施形態と同様である。また、１次転写ローラ12と感光体ベルト８を介して１次転写対向ローラ17とのニップ位置より上流で被転写材Ｓが詰まった場合の動作についても上述した実施形態と同様である。さらに、給送ローラ42が被転写材Ｓをピックしなかった場合についても上述した実施形態と同様である。なお、カラー画像形成装置102が両面プリントジョブを受けた場合についても上述した実施形態と同様である。さらに、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓを一定期間のみ格納して、この期間経過後にプリントに使用することも上述した実施形態と同様である。

このように、給送装置40内の被転写材Ｓが無くなった場合、２次転写ニップ位置より上流で被転写材Ｓが詰まった場合、および、給送ローラ42が被転写材Ｓをピックしなかった場合に待機搬送路70に格納している被転写材Ｓが用いられる。すなわち、これらの場合に、待機搬送路70に格納している被転写材Ｓに感光体ベルト８上のトナー画像を転写してプリントすることでコストアップせずに廃トナーを減少することがでる。廃トナーを減少させることができる。このため、大型の廃トナー容器を用いる必要がなくなり、画像形成装置を低コストで小型化することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の待機搬送路の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 従来の画像形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

Ｓ …被転写材
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ …感光体ドラム
８ …感光体ベルト
11 …中間転写ベルト
12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ …１次転写ローラ
20 …定着装置
21 …加熱ローラ
22 …加圧ローラ
23 …排出ローラ
24 …排出ローラ対向コロ
40 …給送装置
41 …給送台
42 …給送ローラ
44 …レジストローラ
51 …２次転写ローラ
70 …待機搬送路
71，72，73 …搬送ローラ

Claims (11)

1. 像担持体上のトナーを所定の転写位置で被転写材に転写する画像形成装置であって、
   被転写材を格納する第１の被転写材格納手段と、
   被転写材を一時的に格納する第２の被転写材格納手段と、
   前記第１の被転写材格納手段に格納されている被転写材を前記所定の転写位置まで搬送する第１の搬送手段と、
   前記第１の搬送手段によって被転写材の搬送エラーが起こったことを検出する搬送エラー検出手段と、
   前記搬送エラー検出手段によって搬送エラーが検出された場合に前記第２の被転写材格納手段に格納されている被転写材を前記所定の転写位置まで搬送する第２の搬送手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の被転写材格納手段に格納されている被転写材の先端と前記所定の転写位置との間の搬送距離は、前記第１の被転写材格納手段に格納されている被転写材の先端と前記所定の転写位置との間の搬送距離よりも短いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、前記第１の被転写材格納手段に格納されている被転写材の一部を、前記画像形成装置が画像形成処理を実行していない間に、前記第２の被転写材格納手段に搬送することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の被転写材格納手段は、被転写材を曲率がつかない状態で格納することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送エラー検出手段は、被転写材が前記第１の被転写材格納手段から前記所定の転写位置に搬送される際に被転写材が搬送路で詰まったことを検出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送エラー検出手段は、前記第１の被転写材格納手段に被転写材が格納されていないことを検出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体は、感光体ドラムから１次転写されたトナーを被転写材に前記所定の転写位置で２次転写するための中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体は、感光体ベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第２の被転写材格納手段は、一時保管トレイであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第２の被転写材格納手段は、両面に画像を形成するために前記転写材の表裏を反転させる両面搬送路に被転写材を格納することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置が両面プリントジョブを受けた場合に、前記第２の被転写材格納手段に格納されている被転写材に両面プリントをすることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。

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