JP3625132B2

JP3625132B2 - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP3625132B2
Application number: JP08956998A
Authority: JP
Inventors: 友宏三浦
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: JPH11272036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の搬送ユニットを交換して小型記録媒体と大型記録媒体とに画像を転写することを特徴とする画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録媒体のサイズを変えて記録媒体収納庫に配置し、該記録媒体収納庫を装置本体に対して交換することで、小型記録媒体と大型記録媒体とに画像を転写することは、すでに公知のことである。
この技術は、大型記録媒体に対応する画像記録面積を有する中間転写体または、記録媒体を外周に巻き付けて保持する転写ドラムが用いられる。そして、小型記録媒体に画像を転写する場合は、小型記録媒体用の記録媒体収納庫を装置本体に装着して、画像の転写が行われる。
【０００３】
一方、ユーザーにおいては装置本体の画像形成時間を短縮して、短時間に多くの枚数の画像転写が望まれている。
そして、１分間における画像転写が完了する記録媒体の枚数をマシーンスピードＭＳ（ＰＰＭ）と定義すると、１転写体による４色カラー画像形成の場合、ａ：記録媒体の搬送方向の長さ、ｂ：現像器の切り換えに必要とする時間、転写体クリーニング時間、記録媒体の転写ローラへの着脱時間等のうち長いほうの時間を周長上の距離にしたもの、ｖ：転写体の外周の線速、とすると、前記ＭＳは、
ＭＳ＝［６０ｓｅｃ／｛（ａ＋ｂ）×４／ｖ）｝］・・・・（１）
で表すことができる。
よって、マシーンスピードＭＳを上げるためには、前記ａ，及びｂを可能な限り小さく、前記線速ｖを可能な限り大きくする事が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大型記録媒体に対応する大型の前記中間転写体もしくは転写ドラムの線速ｖを上げることは高度な技術を必要とする。また、前記ｂは転写体の線速ｖにより影響し、単独で小さくするには限界があり、前記ａの記録媒体の搬送方向長さよりはるかに小さいものである。
よって、記録媒体の搬送方向長さを短くすることにより、マシーンスピードＭＳを上げることができる。
【０００５】
また、小型（記録媒体）紙と大型（記録媒体）紙とを比べると、一般ユーザーは、例えば、Ａ４サイズの記録紙とＡ３サイズの大型紙とでは小型のＡ４サイズの使用が圧倒的に多い。
また、Ａ３サイズ対応機は、大型な部材を用いることが必要であるためにコストが上昇する。
よって、常時Ａ３サイズが使用できる大型紙用の画像形成装置を提供するよりも、使用頻度が多いＡ４サイズが対応する装置においてマシーンスピードを上げ、使用頻度の低いＡ３サイズ対応搬送ユニットを交換装着可能に提供するほうが、かえってトータルコストが低下する。
【０００６】
上述の事情に鑑み、本発明は、小型紙と大型紙を交換使用可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、小型紙用搬送ユニット装着時はマシーンスピードを向上する画像形成装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、小型紙へ画像転写時の記録紙転写速度で大型紙へ画像を転写する画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中間転写体を介して感光体上の画像が記録媒体に転写されるカラー画像形成装置において、
前記中間転写体が配置された装置本体に対して着脱可能で、前記記録媒体を前記中間転写体に押圧させる転写ローラを有する第１搬送ユニットと、
装置本体に対して着脱可能で、前記記録媒体を前記中間転写体に押圧させ、かつ表面に前記記録媒体を巻き付け可能で前記中間転写体よりも周長の長い転写ドラムを有する第２搬送ユニットとを備え、
前記第１搬送ユニットおよび前記第２搬送ユニットを前記装置本体に対し交換可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１搬送ユニットと第２搬送ユニットとを交換可能に構成するとともに、装置本体側に配置された中間転写体を共用しているので、前記中間転写体に画像を形成する装置は共用され、第１搬送ユニット及び、第２搬送ユニットをそれぞれ最小の専用部品で構成できるので、各ユニットが単純化され、各ユニットの金型、部品の設計、管理が容易である。
【０００９】
また、前記第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットには記録媒体を収納可能に構成したり、
また、前記第２搬送ユニットは前記第１搬送ユニットよりも大きい記録媒体を収納可能に構成したり、
また、前記第２搬送ユニットは搬送方向の長さが前記中間転写体の周長よりも長い記録媒体を収納可能に構成することも本発明の有効な手段である。
【００１０】
前記第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットに記録媒体を収納可能に構成することにより、装置本体に搬送ユニット別の給紙カセットを別途設ける必要がなく、交換可能な前記第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットに前記給紙カセットとともに記録媒体の収納スペースが用意された状態で交換されるので装置本体が小型化される。
【００１１】
また、前記第２搬送ユニットを前記第１搬送ユニットよりも大きい記録媒体を収納可能に構成したり、前記第２搬送ユニットは搬送方向の長さが前記中間転写体の周長よりも長い記録媒体を収納可能に構成することにより、大型記録媒体用の第２搬送ユニットと小型記録媒体用の第１搬送ユニットとが交換可能に構成されるので、小型紙用の画像形成装置を購入しているユーザーが大型紙用の画像形成が必要になった場合は、第２搬送ユニットのみの購入で済み経済的である。
【００１２】
また、前記中間転写体の周長よりも短い小型記録媒体を印刷する場合は、前記中間転写体上で多色の画像形成した後に前記第１搬送ユニットの転写ローラまたは第２搬送ユニットの転写ドラム上で前記小型記録媒体に転写し、
前記中間転写体の周長より長い大型記録媒体を印刷する場合は、前記中間転写体上で一色の画像を形成して第２搬送ユニットの転写ドラム上で前記大型記録媒体に転写した後、前記転写ドラムに巻き付け、前記大型記録媒体が再度転写位置に到達するまでの間に前記中間転写体上に別の一色の画像を形成して前記大型記録媒体に転写することを繰り返すように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１３】
本発明の装置において、小型記録媒体を印刷する場合は、前記中間転写体上で多色の画像形成した後、すなわち、前記中間転写体に少なくとも画像（多色の画像）の先端が感光体から転写された後に、その下流側に配置される小型記録媒体に転写される。
よって前記第１搬送ユニットにおいては、転写ローラによって搬送中の小型記録媒体に中間転写体からの画像が転写され、前記第２搬送ユニットにおいては、転写ドラム上が転写ローラと同様の作用をなして画像が前記小型記録媒体に転写される。
【００１４】
また、大型記録媒体を印刷する場合は、前記第２搬送ユニットを使用する。そして、前記中間転写体上で多色画像を形成させないで、すなわち、前記中間転写体に少なくとも画像（一色の画像）の先端が感光体から転写された後に、その画像の先端が大型記録媒体に転写される。
この大型記録媒体は、前記転写ドラムに巻き付き、その後前記大型記録媒体の画像先端が再度転写位置に到達するまでの間に前記中間転写体上に別の一色の画像を形成して前記大型記録媒体に転写することを繰り返す。
【００１５】
また、前記第１搬送ユニットには長方形状にカットされ、該形状の短手辺方向に搬送される第１記録媒体を収納するとともに、前記第２搬送ユニットには前記第１記録媒体の短手辺より長い寸法を搬送方向に有した第２記録媒体を収納し、前記第２搬送ユニットが装置本体に装着時は、前記転写ドラムの回転数に対して前記中間転写体は２倍回転して前記第２記録媒体への転写処理が行われるように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１６】
前記第１搬送ユニットには長方形状にカットされ、該形状の短手辺方向に記録媒体を搬送するので、小型記録媒体転写時には前記（１）式の記録媒体の搬送方向の長さａ寸法を短縮することができ、マシーンスピードＭＳを上げることができる。
【００１７】
そして、前記第２搬送ユニットにおいては、前記中間転写体の１回転で前記小型紙用の画像形成範囲が転写される。それに続く前記中間転写体の１回転で残りの範囲が転写される。よって、前記中間転写体は感光体ドラムに付設される各色の現像器の数の２倍回転し、記録媒体を支持する前記転写ドラムは各色の現像器の数だけ回転する。
すなわち、大型記録媒体の場合は小型紙へ画像転写時の記録紙転写速度で大型紙へ画像を転写することができる。
【００１８】
また、前記感光体、前記中間転写体及び前記転写ドラムの周長はそれぞれ整数倍の関係に設定することも本発明の有効な手段である。このように、前記感光体、前記中間転写体及び前記転写ドラムの周長はそれぞれ整数倍の関係に設定されているので、前記３者のうち一番小さい周長を有する部材の１回転を駆動源の整数倍の回転に対応させることにより、駆動源をパルス周波数制御することにより精度よく画像転写動作を制御することができる。
【００１９】
また、前記転写ドラムの表面の体積電気抵抗率は前記中間転写体の表面の体積電気抵抗率より低く設定するのがよい。このように構成することにより、転写時に前記転写ドラム側の記録紙上の電荷が前記中間転写体側にリークして転写不良となることがない。
前記転写ドラムの表面の体積電気抵抗率を１０^６〜^３Ωｃｍ、前記中間転写体の表面の体積電気抵抗率を１０^１１〜^１３Ωｃｍに設定することが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎない。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る第１搬送ユニットを装着した画像形成装置の概略構成図である。
同図において、画像形成装置１の装置本体２９下方には第１搬送ユニット１８が図上垂直方向に着脱可能に配置され、該第１搬送ユニット１８には装置本体側に配置された中間転写体３に対面して転写ローラ１１、図示しない記録紙（第１記録媒体）収納庫が配設され、その収納庫から記録紙が搬送路１７を通って装置本外側に配置されたレジストローラ対１４に搬送可能に構成されている。
【００２２】
装置本体側には、レジストローラ対１４の下流側に、表面を継ぎなしの表面電気抵抗１０^１１〜^１３Ωｃｍを有するシートでシームレス状に形成された中間転写体３及び、中間転写体３の時計方向の回転方向にそって、クリーニング機構１２、感光体ドラム２が配設されている。
尚、帯電器、その他感光体ドラム２から転写に必要な諸機構は省略している。
また、前記感光体ドラム２と中間転写体３とのそれぞれ周長さは同寸法に設定しているが、これは互いに整数倍の周長に設定することができる。
【００２３】
前記感光体２には、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する現像装置４，５，６，７が配設されるとともに、ポリゴンモータ９を有したデータ書き込み用光学ユニット８が配設されている。尚、帯電器、クリーニング装置等は便宜上図示を省略している。
【００２４】
また、前記中間転写体３の下流側には定着器１３が配置され、記録紙は転写終了後、定着器１３を経て上部のトレイ２８に集積されるように構成されている。
【００２５】
次に図４を用い、本実施の形態に用いられる中間転写体３の構成を説明する。円筒状に形成される中間転写体３は回転軸心１６の回りを回転可能に配置されるが、直径Ｌ１のπ倍である、表面の周長さＬ２と記録紙の短手辺方向長さＳ４との関係をＳ４≦Ｌ２、前記Ｌ２と軸方向長さＬ３との比である（Ｌ２／Ｌ３）を、（Ｌ２／Ｌ３）≦０．６８に設定している。
【００２６】
少なくとも、現存のカット記録紙のサイズによる（短手／長手）の比は、Ａ３：｛（２９７／４３２）＝０．６８７｝、Ａ４：｛（２１６／２９７）＝０．７２７｝、Ｂ４：｛（２６０／３６０）＝０．７２２｝、Ｂ５：｛（１８０／２６０）＝０．６９｝である。
【００２７】
本実施の形態は、記録紙の短手辺方向に記録紙を搬送するように構成されている。
よって、中間転写体３の表面の周長さＬ２と記録紙の短手辺方向長さＳ４との関係をＳ４≦Ｌ２と設定することにより、記録紙の短手長さを越えて中間転写体上の画像が形成されることはなく、また、（Ｌ２／Ｌ３）≦０．６８に設定しているので、記録紙の長手辺方向の長さが中間転写体の軸方向の長さより長くなることがなく、該中間転写体３の支持部材または中間転写体３の駆動部材に干渉することがない。
【００２８】
本実施の形態は、上述のように構成されているので、図５に示すように記録紙１５の短手Ｓ１の搬送方向である矢印の方向に、記録紙１５は搬送される。
そして、記録紙の短手Ｓ１は中間転写体３の周長Ｌ２より大きくないので、記録紙の所定表面内に画像が転写される。
【００２９】
また、記録紙の短手方向に搬送しているので、前記（１）式で表されるマシーンスピードＭＳにおいて、ａ寸法が短縮され、よって中間転写体の線速ｖを従来と同じ速度にしてあってもマシーンスピードＭＳを増加することができ、転写処理枚数を上げることができる。
【００３０】
また、ａ寸法が短縮されているので、中間転写体の線速ｖを遅くして従来と同じマシーンスピードもしくはそれ以上のマシーンスピードに設定することができる。その際には、定着装置の速度を中間転写体の線速に合わせて落とすことができ、それにより定着時間を長く設定でき高品質の画像を提供することができる。
【００３１】
次に、大型紙が収納される第２搬送ユニットを用いた画像形成装置を説明する。図２において、装置本体２９下方には、第２搬送ユニット１９が図面垂直方向に着脱可能に配置される。
該第２搬送ユニット１９には、装置本体２９側の中間転写体３に対面して、アルミ素管で形成されその最外周が高抵抗の誘電体層であって中間転写体表面の体積電気抵抗率より低い１０^６〜^３Ωｃｍである、若干弾力性を付与されたシート体を有する転写ドラム２０が配置されている。
そして、該転写ドラム２０は、中間転写体３の周長より長い周長を有し、図３に示す記録紙２５が矢印方向に巻き付き可能に構成されている。
尚、記録紙を静電吸着及び画像を記録紙へ転写するための転写吸着チャージャは図示を省略している。
【００３２】
図６は、転写ドラム２０の構成を示す図であり、（ａ）は、アルミ素管その他の金属等の剛体で円筒状に形成されたリング２０Ａｃと、その外周に囲繞した弾力性を有するスポンジ体２０Ａｂと、最外周に耐熱性を有する非伸縮性の樹脂フィルムにより形成された転写シート材２０Ａａを積層している。
【００３３】
また、（ｂ）は、アルミ素管その他の金属等の剛体で円筒状に形成されたリング２０Ｂｃと、その外周の最外周に耐熱性を有する非伸縮性の樹脂フィルムにより形成された転写シート材２０Ｂａを積層している。
また、（ｃ）は、導電性樹脂で円筒状に形成されたリング２０Ｃｃ外周表面を鏡面コートした。
尚、前記転写シート材２０Ａａ、及び２０Ｂａは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネイト、フッソ樹脂等を用いて押し出し成型する。
【００３４】
転写ドラム２０の周囲にはレジストローラ対１４の下流側に記録紙にカーリング特性を付与して転写ドラム２０の表面に吸着を容易にする吸着ローラ２２、転写時、転写ドラム２０の表面から離間し、転写終了によって記録紙を分離するために表面に接触する分離爪２１、転写ドラム２０の表面に記録紙が保持されているときは離間し、前記分離爪２１が記録紙の分離を始め、記録紙の後端が十分に反時計方向に回動して離間されたときに転写ドラム２０の表面に摺接するクリーニングローラ２６、及び除電器２７が配設されている。
【００３５】
そして、第２搬送ユニット１９の下方には、図示しない記録紙収納庫が配置され、搬送ローラ２３を介して通路２４を通ってレジストローラ対１４へ記録紙を搬送可能に構成されている。
【００３６】
この第２搬送ユニット１９は、図４に示す中間転写体３の軸方向長さＬ３と同じ寸法の軸方向長さを有している。
そして、前記収納庫に収納される第２記録媒体２５は、図５に示す第１記録媒体１５の短手辺Ｓ１の２倍の長さ（Ｓ５＝２・Ｓ１）が長手辺Ｓ５となり（図３）、該長手辺方向に搬送され、感光体ドラム、中間転写体の寸法は変更せずに共用される。
【００３７】
そして、分離爪２１が転写ドラム２０の表面から離間した状態で、順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する現像装置４，５，６，７を動作させて、中間転写体３に転写されているイエローによる画像が中間転写体３から転写ドラム２０側へ転写される転写位置へ到達するタイミングをとって、記録紙がレジストローラ対１４から搬送され、吸着ローラ２２を介して転写ドラム２０に静電吸着し、中間転写体３が２回転して記録紙の長手辺Ｓ５に対応する画像が記録紙に転写される。
【００３８】
感光体ドラム２からイエローの画像が中間転写体３に転写が終了すると、マゼンタによる現像装置５が作動して感光体ドラム２の潜像が現像され、中間転写体３に画像の転写が行われる。
このようにシアン、ブラックの画像が中間転写体３に転写され、記録紙に転写されると、実際は中間転写体３からブラックの画像が転写ドラム２０に吸着している記録紙に画像の先端が転写され始めると、分離爪２１の先端は図２のごとく転写ドラム２０の表面に接触し、記録紙を該表面から分離し、定着器１３に搬送して定着する。
【００３９】
上述したように、前記第２搬送ユニットが装置本体に装着されると、前記転写ドラムの回転数に対して前記中間転写体は２倍回転して画像が前記第２記録媒体に転写される。すなわち、前記中間転写体の１回転で前記小型紙用の画像形成範囲が転写され、それに続く前記中間転写体の１回転で残りの範囲が転写される。よって、前記中間転写体は感光体ドラムに付設される各色の現像器の数の２倍回転し、記録媒体を支持する前記転写ドラムは各色の現像器の数だけ回転することになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上記載した如く本発明によれば、第１搬送ユニット及び、第２搬送ユニットをそれぞれ最小の専用部品で構成し、他の部材は共用できるので、各ユニットが単純化され、各ユニットの金型、部品の設計、管理が容易である。
また、ユーザーの使用頻度が高い第１搬送ユニットの場合、記録媒体の短手方向に記録媒体を搬送することにより記録紙の画像転写処理時間が短縮される。
また、大型紙用の画像形成装置において、小型紙を転写する場合より、転写体の耐久性及び、プリント速度を向上する画像形成装置を提供することができる。また、小型紙用の画像形成装置を購入しているユーザーが大型紙用の画像形成が必要になった場合は、第２搬送ユニットのみの購入で済み経済的である。
等の種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る第１搬送ユニットを装着した画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る第２搬送ユニットを装着した画像形成装置の概略構成図である。
【図３】第２搬送ユニットに収納される記録紙を説明する説明図である。
【図４】本実施の形態に用いられる中間転写体の概略構成図である。
【図５】本実施の形態に用いられる第１搬送ユニットに収納される記録紙の説明図である。
【図６】転写ドラムの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２感光体
３中間転写体（転写体）
１５記録紙（第１記録媒体）
１８第１搬送ユニット
１９第２搬送ユニット
２０転写ドラム（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）
２５記録紙（第２記録媒体）

Claims

中間転写体を介して感光体上の画像が記録媒体に転写されるカラー画像形成装置において、
前記中間転写体が配置された装置本体に対して着脱可能で、前記記録媒体を前記中間転写体に押圧させる転写ローラを有する第１搬送ユニットと、
前記装置本体に対して着脱可能で、前記記録媒体を前記中間転写体に押圧させ、かつ表面に前記記録媒体を巻き付け可能で前記中間転写体よりも周長の長い転写ドラムを有する第２搬送ユニットとを備え、
前記第１搬送ユニットおよび前記第２搬送ユニットを前記装置本体に対し交換可能に構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。
前記第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットには記録媒体を収納可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
前記第２搬送ユニットは前記第１搬送ユニットよりも大きい記録媒体を収納可能に構成したことを特徴とする請求項２記載のカラー画像形成装置。
前記第２搬送ユニットは搬送方向の長さが前記中間転写体の周長よりも長い記録媒体を収納可能構成したことを特徴とする請求項２記載のカラー画像形成装置。
前記中間転写体の周長よりも短い小型記録媒体を印刷する場合は、前記中間転写体上で多色の画像形成した後に前記第１搬送ユニットの転写ローラまたは第２搬送ユニットの転写ドラム上で前記小型記録媒体に転写し、
前記中間転写体の周長より長い大型記録媒体を印刷する場合は、前記中間転写体上で一色の画像を形成して第２搬送ユニットの転写ドラム上で前記大型記録媒体に転写した後、前記転写ドラムに巻き付け、前記大型記録媒体が再度転写位置に到達するまでの間に前記中間転写体上に別の一色の画像を形成して前記大型記録媒体に転写することを繰り返すことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
前記第１搬送ユニットには長方形状にカットされ、該形状の短手辺方向に搬送される第１記録媒体を収納するとともに、前記第２搬送ユニットには前記第１記録媒体の短手辺より長い寸法を搬送方向に有した第２記録媒体を収納し、
前記第２搬送ユニットが装置本体に装着時は、前記転写ドラムの回転数に対して前記中間転写体は２倍回転して前記第２記録媒体への転写処理が行われることを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
前記感光体、前記中間転写体及び前記転写ドラムの周長はそれぞれ整数倍の関係に設定されることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
前記転写ドラムの表面電気抵抗は前記中間転写体の表面電気抵抗より低く設定したことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。