JP4031923B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の両面に画像を形成可能な装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録媒体(以下、用紙という)の両面に画像を形成できるように構成されたものがある。従来の両面記録可能な画像形成装置では、像担持体上に形成した一方の面の画像(顕画像)を用紙に転写して定着し、その用紙を反転路等により反転させ、再度給送して用紙の裏面にもう一方の面の画像(顕画像)を転写して定着させる方式が一般に使用されている。
【0003】
この方式による両面記録の場合、用紙の搬送方向切り換えや、片面画像の定着による用紙カールなどにより、用紙搬送の信頼性確保に多くの課題を有している。
これに対し、特開平1−209470号公報、特開平10−142869号公報には、第1の像担持体と第2の像担持体とを用いて用紙の両面にトナー像を転写した後、1回で定着を行う方式のものが開示されている。
【0004】
特開平1−209470号公報に記載のものは、感光体上に形成した第1画像を第1の転写手段で転写ベルトに転写し、次に感光体上に形成した第2画像を第1の転写手段で用紙の一面に転写する。その後、転写ベルト上の第1画像を第2の転写手段で用紙の他面に転写することで、用紙の両面に画像を転写し、その用紙を定着装置に搬送して定着するものである。
【0005】
また、特開平10−142869号公報に記載のものは、転写手段は2つ備えるタイプのもので、カラー画像を用紙の両面に転写して定着装置に搬送し、一度に定着するものである。この装置では、両面に未定着トナー像を保持した用紙の搬送をガイドする部材として、周面に複数の突起を有する拍車を設けている。
【0006】
ところが、このような従来の両面記録可能な画像形成装置では画像を転写する用紙の面が固定されている(例えば、常に用紙上面に第1ページ画像が、用紙下面に第2ページ画像が転写されるなどと決まっている)ため、用紙の排出形態によっては頁揃えに不具合が生じる場合がある。
【0007】
これに対し、装置内に反転搬送部を備えることでフェイスダウンまたはフェイスアップ排紙の切り換えを可能としたものが特開2000−19799号公報に記載されている。
【0008】
該公報に記載の装置の場合、反転搬送部により用紙を反転させることにより、用紙に対する画像転写面を固定したままでフェイスダウンとフェイスアップ排紙の切り換えを可能としている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、厚紙等の特殊紙の場合には、通常の(用紙の)場合と同様に画像形成したのでは、搬送経路によっては用紙に無理がかかったり(用紙が折り曲げられる)、ジャムしたり、あるいは画像濃度や定着性などの面で画像品質が低下するなどといった問題がある。このような問題に対し、上記各公報に記載の装置においては考慮がなされていない。
【0010】
本発明は、従来の画像形成装置及び画像形成方法における上述の問題を解決し、特殊紙に対しても適正な画像形成を行なうことのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、第1の像担持体と第2の像担持体を有し、前記第1の像担持体から第2の像担持体へ一旦転写した顕像を第2の像担持体から記録媒体の一方の面に転写するとともに、前記第1の像担持体から顕像を記録媒体の他方の面に転写することにより記録媒体の両面に顕像を転写可能な画像形成装置において、画像形成後の記録媒体が反転状態で排出される第1排紙部と、非反転の状態で排出される第2排紙部とを有し、所定の給紙部から前記第2排紙部までの記録媒体搬送路がほぼ直線状となるように設けられ、記録媒体として封筒又は厚紙等の特殊紙を用いて画像形成する場合、前記所定の給紙部から給紙した記録媒体を前記第2排紙部へ排出してページ順が揃うように前記第1の像担持体での顕像形成順序を制御するとともに、記録媒体へ顕像を転写させる際の転写バイアス及び記録媒体へ顕像を定着させる定着温度を通常記録媒体への画像形成時よりも増加させることにより解決される。
【0012】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第2の像担持体と記録媒体を重ねた状態で記録媒体に転写した顕像の定着を行う定着手段を備えることを提案する。
【0013】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、第2の像担持体上に転写された画像の帯電極性を反転させる極性反転手段を備え、前記第1の画像及び前記第1の像担持体上に形成した第2の画像を記録媒体の両面に同時に転写可能とすることを提案する。
【0014】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、記第1の像担持体に対向して配置される転写手段として、前記第2の像担持体の非像担持面に接触する接触型転写手段を設けることを提案する。
【0015】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第2の像担持体が無端ベルト状に形成され、定着領域まで又は定着領域の直近まで延在することを提案する。
【0016】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記所定の給紙部が手差し給紙部であることを提案する。
【0017】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、記録媒体として前記特殊紙を用いることを指定する指定手段を操作パネルに設けることを提案する。
【0018】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、記録媒体として前記特殊紙を用いることを、当該画像形成装置が接続された外部装置から指定可能なことを提案する。
【0019】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、両面記録時と片面記録時とで、用紙各面に対する定着ローラの温度を個別に制御することを提案する。
【0020】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、複数の作像ユニットを中間転写ベルトに沿って並設させ、前記中間転写ベルトが前記第1の像担持体を構成するとともに、前記中間転写ベルトから画像を転写可能な第2の中間転写ベルトを有し、該第2の中間転写ベルトが前記第2の像担持体を構成することを提案する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す断面構成図である。
【0029】
この図に示すプリンタ100は、装置内のほぼ中央に第1像担持体である感光体ドラム1を配置している。感光体ドラム1の周囲には、クリーニング装置2,除電装置3,帯電装置4,現像装置5が配設されている。そして、感光体ドラム1の上方には露光装置7が設けられ、露光装置7より発せられるレーザ光Lが、帯電装置4と現像装置5の間の書き込み位置にて感光体1に照射される。
【0030】
本実施形態では、感光体ドラム1,クリーニング装置2,除電装置3,帯電装置4,現像装置5などを一体に組み込んでユニット化し、プロセスカートリッジとして寿命到来時に交換できるように構成されている。
【0031】
感光体ドラム1の下方にはベルトユニット20が設けられている。ベルトユニット20は第2像担持体としての中間転写ベルト10を中心とするもので、感光体1はその一部が中間転写ベルト10に接するように設けられている。中間転写ベルト10はローラ11,12,13に張架され、図中反時計回りに走行可能に支持されている。この中間転写ベルト10は耐熱性を有しており、かつトナーを転写可能とする抵抗値を備えるものである。
【0032】
中間転写ベルト10のループの内側には、裏当てローラ14,15、冷却手段16,16、定着ローラ18、第1転写手段21等が配備されている。定着ローラ18はヒータ等の熱源を内蔵し、用紙に転写されたトナー像を用紙上に定着させるものである。第1転写手段21は、ベルト10を挟んで感光体1と対向する位置に設けられ、感光体1上に形成したトナー像を中間転写ベルト10又は用紙上に転写させるものである。なお、ベルトループ内の各機器は、転写手段21以外は、適宜、装置フレームに接地されている。
【0033】
中間転写ベルト10の外周部には、第2転写手段22、定着装置30、ベルト用クリーニング装置25が配備されている。
定着装置30は、ヒータ等の熱源を内蔵する定着ローラ19を有しており、用紙に転写されたトナー像を用紙上に定着させるものである。この定着装置30は、支点30aを中心として回動可能に支持されている。そして、図示しない機構により矢印Gの如く回動され、ベルト10(及び用紙)を挟んで定着ローラ18に圧接及び離間できるように構成されている。定着装置30の左上方には機内空気を排出して機内温度の過昇を防止するためのファンF1が設けられている。
【0034】
中間転写ベルト10用のクリーニング装置25は、内部にクリーニングローラ25a,ブレード25b,トナー搬送手段25c等を備え、中間転写ベルト10の表面に残留する不要トナーを拭い去る機能を有している。クリーニング装置25内に溜まったトナーは、トナー搬送手段25cにより図示しない回収容器に搬送される。このクリーニング装置25は、回動支点25dを中心として矢印Hの如く回動可能に構成されている。図示しない機構によりクリーニング装置25全体を回動させることで、クリーニングローラ25aは中間転写ベルト10に対し接離することができる。
【0035】
装置本体の下部には給紙カセット26が設けられている。この給紙カセット26は装置手前側(図面に垂直な方向の手前)に引き出し可能に構成されている。カセット26内には記録材としての転写紙Pが収納される。カセット26の給紙方向先端側(図の右側)の上部位置に給紙ローラ27が設けられている。また、感光体ドラム1の右側方にレジストローラ対28が設けられており、レジストローラ28から転写位置へ用紙を案内するガイド部材29が設けられている。カセット26の上方には、電装部E1及び制御装置E2が配置されている。また、装置右側面には手差し給紙装置35が設けられ、用紙セット台37上にセットした用紙Pを送出するための給紙ローラ36が設けられている。手差し給紙装置35から給送される用紙は、ガイド部材29にガイドされてレジストローラ28へと送られる。
【0036】
図1において、定着装置30の左側位置に切換爪42が設けられている。この切換爪42は支点43を中心に揺動可能に構成され、ベルトユニット20から送り出された用紙の搬送方向を、装置本体の上面に設けられた排紙スタック部40または装置側面の排紙トレイ44に切り換える。切換爪42は、図示しないアクチュエータ(例えばソレノイド等)により作動される。切換爪42が図の位置にあるとき、用紙は排紙スタック部40に送られ、切換爪42を矢印Jの方向に切り替えると、用紙は排紙トレイ44に送られる。
【0037】
切換爪42の上方に、用紙を搬送するための搬送ローラ対33が配設されている。また、さらに上方には用紙を排紙スタック部40に排出するための排紙ローラ対34が配設されている。搬送ローラ対33と排紙ローラ対34間はガイド部材31a,bによってガイドされる。一方、切換爪42の左方には、用紙を排紙トレイ44に排出するための排紙ローラ対32が配設されている。
【0038】
上記のように構成された本実施形態における画像形成動作について説明する。まず、用紙の両面に画像を得る場合の動作から説明する。なお、用紙両面に画像を得る場合、先に形成する画像を第1面画像、後から形成する画像を第2面画像と呼び、第1面画像が転写される用紙面を用紙第1面、第2面画像が転写される用紙面を用紙第2面と呼ぶことにする。
【0039】
本実施形態の画像形成装置はいわゆるプリンタであり、書き込みのための信号はホストマシーン、例えばコンピュータHC(図3参照)から送られてくる。受信した画像信号に基づいて露光装置7が駆動され、露光装置のレーザ光源(図示せず)からの光は、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー7aによって走査され、ミラー7b,fθレンズ7c等を経て、帯電装置4により一様に帯電された感光体ドラム1に照射され、感光体1上に書き込み情報に対応した潜像を形成する。
【0040】
感光体1上の静電潜像は現像装置5によって現像され、トナーによる顕像が感光体表面に形成・保持される。感光体1上のトナー像は、第2の像担持体である中間転写ベルト10の裏側にある第1転写手段21により、感光体1と同期して走行する中間転写ベルト10の表面に転写される。
【0041】
感光体1の表面は、残存するトナーがクリーニング装置2でクリーニングされ、除電装置3で除電され次の作像サイクルに備える。
中間転写ベルト10は、表面に転写されたトナー像(用紙第1面に転写される画像)を担持して図中反時計回りに走行する。このとき、トナー像が乱されないよう第2転写手段22、定着装置30及びクリーニング装置25は非作動状態(電気入力断或いは中間転写ベルト10から離間)を保持するように制御される。
【0042】
中間転写ベルト10が所定のところまで走行すると、用紙の別の面(第2面)に作成されるべきトナー画像が感光体1に、前述したような工程で形成され始め、給紙が開始される。給紙ローラ27あるいは36が矢印の方向に回転すると、給紙カセット26内あるいは手差しトレイ35の最上部に在る用紙Pが引き出され、レジストローラ対28に搬送される。
【0043】
中間転写ベルト10は感光体1と同期して走行し、先に中間転写ベルト10上に転写されたトナー像(第1面画像)は、1回りしてベルト10と感光体1が接触する位置に向けて搬送される。
【0044】
レジストローラ対28を経て中間転写ベルト10と感光体1の間に送られる用紙(第2面)にまず感光体1表面のトナーが、第1転写手段21により転写される。この転写に際して、用紙と画像(第2面画像)の位置が正規のものとなるよう、レジストローラ対28によりタイミングがとられて搬送される。なお、用紙と第1面画像の位置も正規のものとなるよう構成されていることは言うまでもない。
【0045】
本実施形態では、第1の像担持体である感光体ドラム1に対向する位置に配置された第1転写手段21は、第2の像担持体である中間転写ベルト10の裏面に圧接される転写ローラタイプであるので、感光体ドラム1と用紙との密着性が良く、転写性が良好である。
【0046】
感光体1から用紙にトナー(第2面画像)が転写されている間、用紙の他面は中間転写ベルト10の上に乗っているトナーと共に(用紙の第1面がベルト10上に転写された第1面画像に密着されて)移動する。用紙が第2転写手段22の作用領域を通過するとき、この転写手段22に電圧が印加され、中間転写ベルト10上のトナーが用紙に転写される。
【0047】
第1転写手段21と第2転写手段22の作用で、その両面にトナー像が転写された用紙は、ベルト10の走行により定着領域に送られる。ここで、定着ローラ19がベルト10を挟んで定着ローラ18に圧接されるように定着装置30が回動され、定着ローラ19と定着ローラ18との協働で用紙上のトナー像(両面)が一度に定着される。図1の構成では、中間転写ベルト10が定着領域にまで延在しているので、トナー像転写後、用紙を中間転写ベルト10から離さずに用紙と中間転写ベルト10を重ねた状態で定着するので、トナー像が乱れることがなく、画像ブレの発生が防止される。
【0048】
定着後の用紙は、ローラ11部にて中間転写ベルト10から曲率分離され、分岐爪42により搬送方向が切り替えられ、装置上面の排紙スタック部40または装置側面の排紙トレイ44に排出される。
【0049】
装置上面の排紙スタック部40に用紙を排出する場合は、両面画像のうちの第2面、すなわち感光体から用紙に直接転写される面が下面となって、排紙スタック部40に載置されるから、頁揃えをしておくには2頁目の画像を先に作成し中間転写ベルト10上にそのトナー像を保持し、1頁目の画像を後から作成し、感光体1表面から用紙に直接転写するようにすればよい。したがって、排紙スタック部40に頁順に用紙を排出(フェイスダウン排紙)する場合は、第1面画像が2頁目の画像であり、第2面画像が1頁目の画像である。3頁以降の画像についても同様であり、偶数頁に画像がある場合は、その偶数頁の画像を先に形成して中間転写ベルト10上に転写・保持し、その偶数頁の1つ手前の奇数頁を後から作成し、感光体1表面から用紙に直接転写する。この場合の作像順をページ数で示すと、2→1→4→3→6→5・・・となる。
【0050】
一方、装置側面の排紙トレイ44に用紙を排出する場合は、両面画像のうちの第2面、すなわち感光体から用紙に直接転写される面が上面となって排紙トレイ44に載置される。したがって、排紙トレイ44に用紙を排出するときに頁を揃える(フェイスアップ排紙)場合には、第1面画像が1頁目の画像であり、第2面画像が2頁目の画像である。3頁以降の画像についても同様であり、奇数頁に画像がある場合は、その奇数頁の画像を先に形成して中間転写ベルト10上に転写・保持し、その奇数頁の1つ後の偶数頁を後から作成し、感光体1表面から用紙に直接転写する。この場合の作像順をページ数で示すと、1→2→3→4→5→6・・・となる。
【0051】
上記のような頁揃えのための作像順の変更は、画像形成装置データをメモリに蓄積する公知の技術で実現することが可能である。
本実施形態では、手差しトレイ35から給紙して排紙トレイ44に排紙する場合には、用紙面が反転されず、給紙部から排紙部までの用紙搬送経路がほぼ直線状となる。したがって、腰の強い用紙、例えば厚紙やOHPフィルムなどに記録する場合には、手差しトレイ35を用いて排紙トレイ44を指定することによって、厚く剛性が高い記録媒体の場合でも、搬送性を損なうことなく、頁揃えされた両面印刷を得ることができる。
【0052】
通常の用紙を用いる場合には、給紙カセット26又は手差しトレイ35のどちらからでも給紙することができ、排紙部もスタック部40または排紙トレイ44のどちらでも指定することができる。もちろん、その場合にも、頁揃えされた両面印刷を得ることができる。使用頻度の高い通常の用紙を対象として、給紙カセット26から給紙してスタック部40に排出する動作を、デフォルト設定として設けるようにしても良い。
【0053】
ところで、通常は、感光体1上に逆像(鏡像)を形成し、これを用紙に直接転写すると正像が得られるわけであるが、中間転写ベルト10上に転写した画像を用紙に転写する場合、感光体1上で鏡像に形成した場合には用紙転写時に鏡像となってしまう。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト10から用紙に転写される画像(第1面画像)は感光体1表面で正像に形成し、感光体1から用紙に直接転写されるトナー像(第2面画像)は、感光体表面で鏡像になるよう、露光される。このような正・逆像に切り換える露光は、公知の画像処理技術により実現できている。
【0054】
中間転写ベルト10から離れていたクリーニング装置25は、中間転写ベルト10から用紙に画像が転写された後に、クリーニングローラ25aがベルト10に接触するようクリーニング装置25が回動され、用紙に転写した後の残留トナーをクリーニングローラ25aの表面に移し、ブレード25bで掻き取る。掻き取られたトナーはトナー搬送手段25cにより、不図示の収納部に集められる。定着手段18,19により加熱された上記残留トナーは、冷却される前のほうがクリーニングローラ25aに転移し易いので、冷却手段16,16より上流でクリーニングするのが望ましい。
【0055】
上記クリーニング領域を通過した中間転写ベルト10は、冷却手段16,16の作動により冷却される。冷却手段16としては、各種放熱方式が採用できる。空気を流通させる方式では、中間転写ベルト10表面に保持されたトナー像を乱すことがないよう、記録媒体(用紙)に転写した後に空気を流通させると好都合である。中間転写ベルト10のループ内面に直接接触させて熱を奪う、ヒートパイプによる冷却手段も採用できる。
【0056】
次に、用紙の片面に画像を得る場合の動作について説明する。
片面記録時の動作については装置上面の排紙スタック部40に排紙する場合と、装置側面の排紙トレイ44に排紙する場合とで分けて説明する。
【0057】
まず、装置上面の排紙スタック部40に排紙する場合の片面記録動作について説明する。
この場合には、中間転写ベルト10にトナーを転写する工程を省くことができ、感光体1の表面に形成されたトナー像を用紙に直接転写する。片面画像の場合に感光体1上でのトナー像は鏡像であり、用紙に転写されると正像となる。
【0058】
図1において、感光体1上に形成されたトナー像との位置合わせのため同期をとって、用紙Pは感光体1と中間転写ベルト10の間に送られ、第1転写手段21により用紙上(用紙上面:感光体1側の面)にトナー像が感光体1から転写される。
【0059】
第2転写手段22は作動することなく、用紙は中間転写ベルト10とともに移動し、トナーが定着される。その後、用紙は中間転写ベルト10から離間され、ガイド部材31、排紙ローラ対32を経て矢印A1の方向に排出され、画像面が下になった状態(フェースダウン)で排紙スタック部40に載置される。このような構成により、数頁にわたる原稿を1頁から順に処理しても、排紙スタック部40から取り出したとき、プリント物は頁順になっている。このときの作像順は1→2→3→4→5→6・・・となる。
【0060】
次に、装置側面の排紙トレイ44に排紙する場合の片面記録動作について説明する。
この場合、感光体1上に作成したトナー像を中間転写ベルト10に一旦転写する(第1転写手段21の作用)。そのトナー像を担持して中間転写ベルト10が1回転し、中間転写ベルト10上のトナー像との位置合わせのため同期をとって、用紙Pは感光体1と中間転写ベルト10の間に送られ、第2転写手段22により用紙上(用紙下面:ベルト10側の面)にトナー像が中間転写ベルト10から転写される。このような構成により、数頁にわたる原稿を1頁から順に処理しても、排紙トレイ44から取り出したとき、プリント物は頁順になっている。このときの作像順は1→2→3→4→5→6・・・となる。
【0061】
片面印刷の場合には、装置上面の排紙スタック部40に排紙する場合も装置側面の排紙トレイ44に排紙する場合も、作像順は1→2→3→4→と同じであるが、画像を転写する用紙の面が異なっている。すなわち、前者では用紙上面=感光体1側の面にトナー像が感光体1から転写されるのに対し、後者では用紙下面=ベルト10側の面にトナー像が中間転写ベルト10から転写される。
【0062】
片面印刷においても、腰の強い用紙、例えば厚紙やOHPフィルムなどに記録する場合には、手差しトレイ35を用いて排紙トレイ44を指定することによって、用紙面が反転されず、厚く剛性が高い記録媒体の場合でも、搬送性を損なうことなく、頁揃えされた片面印刷を得ることができる。
【0063】
ところで、両面印刷の場合も片面印刷の場合も同様であるが、厚紙や封筒(記録材の一部に重なりを有している形態)などを記録媒体として使用する場合、転写不良による画像のかすれや濃度不足などが発生することが考えられる。そこで、本実施形態では、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、転写電流(用紙へトナー像を転写する場合の第1転写手段21に印加する転写バイアスの出力、第2転写手段22に印加する転写バイアスの出力)を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。
【0064】
また、定着装置における定着温度も、厚紙や封筒などを記録媒体として使用する場合には(通常と同じでは)温度不足となることが考えられる。そこで、本実施形態では、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、定着ローラ18,19の温度を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。
【0065】
転写電流及び定着温度を通常時から増加させる特殊紙の種類としては、厚紙や封筒のほか、任意のものを適宜設定することが可能である。例えば、用紙表面の平滑度が低いもの(多少の凹凸があるもの)や、繊維が混入されているラグ紙などを特殊紙として設定することができる。
【0066】
さらに、定着温度については、両面印刷の場合と片面印刷の場合とで、用紙各面に対する定着ローラを個別に温度制御することで、より適切な定着性を得ることができる。
【0067】
具体的な例を挙げると、片面モード時(感光体ドラム1から用紙に直接画像を転写する場合)は定着ローラ19を160〜180℃、定着ローラ18は非加熱とし、両面モード時は定着ローラ19を160〜180℃、定着ローラ18を180〜190℃とする。両面モード時にベルトループ内側の定着装置である定着ローラ18の温度が定着ローラ19よりも高いのは、中間転写ベルト10を介して用紙を加熱するためである。また、両面モード時は、定着ローラ18の熱の影響により定着ローラ19の温度を片面時よりも低くできる可能性もある。いずれにしても、ここに挙げた各定着装置の温度はあくまで一例であり、使用するトナーの特性や中間転写ベルト10の材質・厚さ等の諸条件により、適切な値に設定されるものである。
【0068】
また、図示していないが、温度検知手段を各定着ローラ18,19に付設し、その温度検知手段の検知出力に基づいて各定着ローラ(の定着ヒータ)を制御することができる。例えば、温度検知手段による温度検知の結果、温度が高くなりすぎた場合は、各定着ヒータの付勢を弱めるように制御することができる。
【0069】
図2は、本実施形態であるプリンタの操作パネルを示す平面図である。
この図に示すように、操作パネル50には、液晶ディスプレイ51のほかに各種の設定ボタン52〜59が設けられている。オンラインボタン52はプリンタのオンライン/オフラインの切り替えを行なうための入力キーである。リセットボタン53は、それまでの設定をリセットするための入力キーである。給紙ボタン54は使用する用紙種類を指定(選択)するための入力キーであり、厚紙等の特殊紙を使用する場合にこの給紙ボタン54を押して設定する。両面ボタン55は両面印刷を指定するための入力キーである。設定ボタン56は各種の設定を行なうための入力キーであり、この設定ボタンを押すことによって液晶ディスプレイ51に表示された設定項目を上下の矢印キー58,59によって選択し、実行ボタン56を押すことによってその項目の選択(指定)が完了する。設定ボタン56による設定項目としては、給紙部の選択及び排紙部の選択、頁揃えでの排出等がある。なお、給紙部として手差しトレイ35が指定された場合は、自動的に紙種が特殊紙に設定されるようにしても良い。
【0070】
本実施形態において、用紙両面への印刷を行う場合は両面ボタン55を押して両面印刷モードを選択することによって、用紙両面に印字された印刷物を得ることができる。その際、設定ボタン56から給紙部を指定することによって給紙カセット26又は手差しトレイ35からの給紙を選択することができる。また、設定ボタン56から排紙部を指定することによって装置上面の排紙スタック部40又は装置側面の排紙トレイ44を選択することができる。もちろん、給紙部と排紙部を組み合わせて、さらには、それらに頁揃えでの排出指定を組み合わせて指定することもできる。なお、片面印刷時にも同様にして給紙部と排紙部及び頁揃えの指定を選択することができる。
【0071】
本実施形態では、給紙部と排紙部及び頁揃えの指定を行った場合、作像順及び転写工程の順序が適切に制御されて、所望の給紙部からの給紙と排出形態(排紙部、頁揃えの有無)が自動的に行なわれる。
【0072】
図3は、プリンタ100とそのホストマシンであるパソコン200がネットワークで接続された様子を示す斜視図である。もちろん、プリンタ100が接続されるホストマシンは複数台でも構わない。また、ケーブルを介さず、無線で繋がれたシステムでもよい。このようなシステムにおいては、プリンタ100の操作パネル50から行なう各種設定と同様の設定をホストコンピュータHCから行なうことができる。このため、ホストコンピュータの使用者は、プリンタ本体から離れた場所で給紙部、排紙部、紙種等の設定を行なうことができ、それらの設定がなされた場合に必要な作像・転写制御が自動的に行なわれ、どの排紙部に対しても適正な頁揃えでの片面又は両面印刷物を得ることができる。
【0073】
使用する記録媒体の特性を入力(インプット)するには、プリンタ100の操作パネル50あるいはホストコンピュータHCからの入力が可能である。この他、プリンタ100の給紙カセット26部に用紙選択スイッチを設けておき、セットした用紙に対応するスイッチを選択する方法を採ることができる。あるいは、封筒専用のトレイ(カセット)や葉書専用のトレイ(カセット)を用意しておき、そのトレイあるいはカセットをプリンタ100にセットすることで、そのトレイあるいはカセットを認識させ、使用する用紙の特性をインプットすることもできる。さらには、手差しトレイ35の開放を検知するセンサ38(図1)を設け、該センサがONした場合は特殊紙が使用されると判断するように設定することも可能である。
【0074】
定着部の構成の異なる別実施例を図4に示す。
この図に示すように、本例では中間転写ベルト10のループ外に定着装置30Bが配設されている。この定着装置は2つの定着ローラ18,19を備えており、各定着ローラはヒータを内蔵している。中間転写ベルト10上に転写されたトナー像の有無に関係なく、2つの定着ローラ18,19は常に圧接されている。そして、定着装置30Bは固定的に配置されており、中間転写ベルト10に対して定着装置30Bを接離させる機構は必要ない。定着部の構成以外は図1に示す実施例と同様の構成である。
【0075】
この実施例における両面記録時の作像工程を図5に示す。
図5では、両面記録時の作像工程を(ア)現像と一次転写、(イ)二次現像(第2面現像)、(ウ)二次転写、(エ)三次転写、定着、ベルトクリーニングの4工程に分けて示している。なお、便宜上、図5では感光体1と中間転写ベルト10が離れているように図示されているが、感光体1と中間転写ベルト10は接触して設けられているものである。
【0076】
図5(ア)では、帯電手段4により感光体1を帯電(−)させ、露光装置よりの書き込み光Lによって形成された静電潜像に対して現像装置5より(−)帯電のトナー(図に黒丸印で示されている)が付与され、さらに、第1転写手段21の作用(+電圧を印加)によって中間転写ベルト10にトナーが一次転写される様子が示されている。
【0077】
図5(イ)では、感光体1上に第2面のトナー像(−帯電)が形成されるとともに、中間転写ベルト10に担持されたトナー像(第1面画像)が1回りして来ており、さらに、これらのトナー像との位置が正規になるようにタイミングを取って用紙Pがレジストローラ28により送出される様子が示されている。
【0078】
図5(ウ)では、第1転写手段21の作用(+電圧を印加)によって感光体1上の第2面画像(−帯電)が用紙P上に転写(二次転写)される様子が示されている。このとき、用紙の第1面がベルト10上の第1面画像に重ねられる。本実施形態では、第2の像担持体である中間転写ベルト10として中抵抗のベルトを使用することで、用紙の持つ電荷に対向する自然電荷で用紙をベルトに保持しており、バイアス等は印加していない。
【0079】
図5(エ)では、第2転写手段22の作用(+電圧を印加)によってベルト10上の第1面トナー像(−帯電)が用紙P上に転写(二次転写)され、さらに、用紙Pが定着領域に搬送され、定着装置30Bが加熱(ON)されることによって用紙両面にトナー像が定着される様子が示されている。ベルト10は定着装置30Bの直近まで延在しているので、用紙上のトナー像を乱すことなく用紙を円滑にベルト10から定着装置30Bに受け渡すことができる。そして、ベルト用クリーニング装置25がベルト10に押圧され、ベルト10上の残留トナーを除去している。
【0080】
図6は、中間転写ベルト10上でトナー像の極性反転を可能に構成した別実施例を示すものである。
図6に示すように、中間転写ベルト10の下側で、従動ローラ12に近い位置に帯電手段(本例ではチャージャ)17が設けられている。そして、本実施例では第2の転写手段22(図1、図4参照)は設けられていない。これ以外の構成は図4の実施例と同様である。
【0081】
この実施例における両面記録時の作像工程を図7に示す。
図7では、両面記録時の作像工程を(ア)現像と一次転写(ベルト10への転写)、(イ)二次現像(第2面現像)、(ウ)二次転写(用紙への両面転写)、(エ)定着、ベルトクリーニングの4工程に分けて示している。なお、便宜上、図7では感光体1と中間転写ベルト10が離れているように図示されているが、感光体1と中間転写ベルト10は接触して設けられているものである。
【0082】
図7(ア)では、帯電手段4により感光体1を帯電(−)させ、露光装置よりの書き込み光Lによって形成された静電潜像に対して現像装置5より(−)帯電のトナー(図に黒丸印で示されている)が付与され、さらに、転写手段21の作用(+電圧を印加)によって中間転写ベルト10にトナーが一次転写される様子が示されている。
【0083】
図7(イ)では、感光体1上に第2面のトナー像(−帯電)が形成されるとともに、中間転写ベルト10に担持されたトナー像(第1面画像)が搬送され、その搬送途中で帯電手段17のチャージによってベルト10に担持されたトナー像の極性が正極性に反転される。さらに、これらのトナー像との位置が正規になるようにタイミングを取って用紙Pがレジストローラ28により送出される様子が示されている。
【0084】
図7(ウ)では、転写手段21の作用(+電圧を印加)によって、用紙の表裏両面(第1面、第2面)にトナー像が一度に転写(二次転写)される様子が示されている。中間転写ベルト10上のトナー(+帯電)は+電圧が印加された転写ローラ21により静電的に反発して用紙に転写され、感光体1から用紙へはトナー(−帯電)が静電的に吸引転写されることによって、用紙両面にトナーが同時に転写される。
【0085】
図7(エ)では、用紙が中間転写ベルト10から定着装置30Bに搬送され、用紙両面にトナー像が定着される様子が示されている。また、ベルト用クリーニング装置25がベルト10に押圧され、ベルト10上の残留トナーを除去している。
【0086】
このように、本実施例では、中間転写ベルト10上で、ベルト10に担持した(一次転写した)トナーの極性を帯電チャージャ17によって極性切替を行っているために、1つの転写手段(転写ローラ21)により用紙両面にトナー像の同時転写(二次転写)が可能であり、しかも、一次転写と二次転写で転写手段の印加電圧の極性を変える必要がなく、転写手段の印加電圧極性切替の構成が不要なためコスト的にも優れている。さらに、トナーが転写されている用紙の開放面からチャージを印加しない(第2転写手段22が不要)ため、用紙上面(第2面)に転写されたトナー像の乱れや、転写紙のチャージアップによる定着時の静電オフセット等が防止される。
【0087】
なお、用紙片面(感光体1側の面)に画像を得る場合は、感光体1に形成したトナー像を直接用紙に転写してやればよく、+電圧を印加した転写ローラ21により感光体1上のトナー(−帯電)を吸引転写する。ただし、中間転写ベルト10側の用紙片面に画像を得る場合は、帯電チャージャ17によって極性切替を行なう。
【0088】
また、上記説明における感光体帯電極性、トナー帯電極性は一例であり、本実施例と逆極性にすることも可能である。
図4及び図6に示した実施例においても、図1の実施例と同様に、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、転写電流を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。また、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、定着ローラ18,19の温度を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。さらに、定着温度については、両面印刷の場合と片面印刷の場合とで、用紙各面に対する定着ローラを個別に温度制御することで、より適切な定着性を得ることができる。また、温度検知手段を各定着ローラ18,19に付設し、その温度検知手段の検知出力に基づいて各定着ローラ(の定着ヒータ)を制御することができる。
【0089】
次に、用紙両面へのフルカラー画像の形成を可能にした実施例について説明する。
図8に示す実施例においては、フルカラー画像の形成が可能な画像形成部PUを装置本体のほぼ中央部に配設している。その画像形成部PUは、4個の回転ローラ61,62,63,64に張架した中間転写ベルト60の上辺に沿って4つの作像ユニットSUをベルト60に接触させて並設している。その上方には露光装置7が配設されている。各作像ユニットSUの構成は同じであり、扱うトナーの色が異なるのみであるので、1つを代表として図9により説明する。
【0090】
図9に示すように、作像ユニットSUにおいては、感光体ドラム1の周囲にクリーニング装置2,除電装置3,帯電装置4,現像装置5が配設されている。各作像ユニットSUの現像装置5は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーをそれぞれ収納しており、感光体ドラム1上に形成された静電潜像に各色トナーを付与する。帯電装置4と現像装置5の間は書き込み位置となっており、露光装置7より発せられるレーザ光Lが感光体1に照射される。なお、露光装置7は公知のレーザ方式であり、本実施例では、色分解され、現像するトナーの色に対応した光情報を、一様に帯電された感光体1表面に潜像として照射する。LEDアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。また、中間転写ベルト60を挟んで感光体ドラム1と対向するように、転写ローラ65が配設されている。符号66は裏当てローラである。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、転写ローラ65の作用により中間転写ベルト60に転写される。なお、ベルト60のループ内の各機器は、転写手段以外は、適宜、装置フレームに接地されている。
【0091】
フルカラー画像の形成にあたり、4つの作像ユニットSUにて感光体ドラム1上に形成されたシアン,マゼンタ,イエロー,ブラックの各色トナー像は順次中間転写ベルト60上に重ね転写され、ベルト60上にフルカラー画像が形成される。モノクロ画像を形成する場合は、ブラックトナーを扱う作像ユニットSUのみでトナー像を形成し、中間転写ベルト60上にモノクロ画像を転写する。
【0092】
画像形成部PUの下方にはベルト状の中間転写体110が配置されている。中間転写体110は図示矢印の如く図中反時計回りに回動可能に、回転ローラ111,112,113,114に張架・支持されている。中間転写体110のベルトループ内において、転写手段である転写ローラ21が画像形成部PUの中間転写ベルト60を支持するローラ63に対向して配置されている。ベルトループの外側には、ベルトクリーニング装置25、転写チャージャ22が配置されている。前記転写ローラ21、従動ローラ114、中間転写ベルト60を支持するローラ63により、中間転写ベルト60と中間転写体110は接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。なお、中間転写体110のベルトループ内の各機器は、転写手段以外は、適宜、装置フレームに接地されている。
【0093】
装置の下部位置には、3段の給紙装置(給紙カセット)26-1,26-2,26−3が配設されている。各カセット内に収納された用紙の最上位の用紙が、給紙ローラ27により1枚ずつ給紙され、レジストローラ対28に送られる。
【0094】
中間転写体110の左方には定着装置30Bが設けられている。この定着装置は、図4の実施例と同じものである。
本実施例では、画像形成部PUで作成されたトナー像は中間転写ベルト60上に担持され、そのベルト60上のトナー像は、中間転写体110のベルト表面またはレジストローラ対28により送出された用紙の片面に転写される。
【0095】
本実施例において用紙両面に画像を得る場合は、まず画像形成部PUで作成した第1面画像を中間転写ベルト60から中間転写体110に転写し、続いて画像形成部PUで第2面画像を作成する。レジストローラ対28より送出した用紙の第2面に対して中間転写ベルト60から第2面画像を転写する。この第2面画像の転写は中間転写体110のベルトループ内に配置した転写ローラ21の作用による。このとき、先に中間転写体110に転写されている第1面画像は中間転写体110に担持されて1周してきており、用紙の第1面と重ねられる。第2面画像を片面に転写され、他面に第1面画像が重ねられた用紙は中間転写体110によって左方向に搬送され、転写チャージャ22の位置で中間転写体110上のトナー像(第1面画像)が転写チャージャ22の作用により用紙第1面に転写される。
【0096】
このようにして用紙両面に画像を転写された用紙はローラ111部で曲率分離され、定着装置30Bによってトナー像が用紙上に定着される。トナー像定着後の用紙は、装置上面の排紙スタック部40または装置側面の排紙トレイ44に排出される。
【0097】
一方、本実施例において用紙片面に画像を得る場合は、中間転写体110に画像を転写する必要はなく、画像形成部PUで形成した画像を中間転写ベルト60から直接用紙上に転写する。ただし、装置側面の排紙トレイ44にページ揃えで排出する場合、片面プリントにおいて中間転写体110を介して用紙下面に画像を転写するようにもできる。
【0098】
このように、本実施例においては、画像形成部PUで作成したトナー像を、中間転写ベルト60から用紙または中間転写体110に転写している。したがって、本実施例では、画像形成部PUの中間転写ベルト60が第1の像担持体に、中間転写体110が第2の像担持体に相当する。
【0099】
フルカラー画像の両面プリントが可能な本実施例においても、腰の強い用紙を使用する場合は手差しトレイ35から給紙して排紙トレイ44に排紙することによって、厚く剛性の高い用紙においても搬送性を損なうことなく、頁揃えされた両面印刷を得ることができる。通常の用紙の場合は給紙カセット26又は手差しトレイ35のどちらからでも給紙することができ、排紙部もスタック部40または排紙トレイ44のどちらでも指定することができる。もちろん、その場合にも、頁揃えされた両面印刷を得ることができる。片面印刷においても、腰の強い用紙、例えば厚紙やOHPフィルムなどに記録する場合には、手差しトレイ35を用いて排紙トレイ44を指定することによって、用紙面が反転されず、厚く剛性が高い記録媒体の場合でも、搬送性を損なうことなく、頁揃えされた片面印刷を得ることができる。
【0100】
本実施例においても、図1の実施例と同様に、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、転写電流(中間転写ベルト60から用紙へトナー像を転写する場合の転写手段に印加する転写バイアスの出力、中間転写体110から用紙へトナー像を転写する場合の転写手段に印加する転写バイアスの出力)を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。また、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、定着ローラ18,19の温度を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。さらに、定着温度については、両面印刷の場合と片面印刷の場合とで、用紙各面に対する定着ローラを個別に温度制御することで、より適切な定着性を得ることができる。また、温度検知手段を各定着ローラ18,19に付設し、その温度検知手段の検知出力に基づいて各定着ローラ(の定着ヒータ)を制御することができる。
【0101】
ここで、上記各実施例に共通する、使用する記録用紙の特性に応じた画像形成条件の制御について図10のフローチャートを参照して説明する。
図10のフローチャートにおいて、まず、S1では、ユーザによるモード設定が画像形成装置の操作パネル又はホストコンピュータ上から行われる。ここでのモード設定は、用紙を供給する給紙部の指定、プリント後の用紙を排出する排紙部の指定、使用する用紙の種類の指定などである。S2では、その設定されたモードが実行可能かどうかを判断する。例えば、用紙種類として厚紙等の特殊紙が指定され、排紙部として装置上面の排紙スタック部40が指定された場合は、モードの実行が不可であると判断する。また、特殊紙の指定と給紙部として給紙カセット26が指定された場合もモードの実行が不可であると判断する。S2でモードの実行が不可であると判断した場合は、S2-1に進んで操作パネルの表示部又は(及び)ホストコンピュータのモニタ上に警告表示を行い、モードの再設定を促す。設定されたモードが実行可能なモードであれば、S3に進んで操作パネルの表示部又は(及び)ホストコンピュータのモニタ上にモード内容を表示する。
【0102】
次に、S4で、モード設定にて指定された用紙が特殊紙である場合はS4-1に進み、転写電流を通常用紙時から10〜30%程度増やすよう条件設定する。さらに、S4-2に進み、定着温度を通常用紙時から10〜30%程度増やすよう条件設定する。一方、モード設定にて指定された用紙が通常用紙の場合は転写電流及び定着温度の増加は指示されず、S4からS5に進む。
【0103】
S5では、両面印刷が指定されたかどうかを判断する。両面印刷が指定された場合はS5-1に進み、用紙各面に対応する定着ローラ温度の個別制御を行なう。
そして、S6で、上記設定されたモード及び条件にしたがって制御シーケンス(形成画像の頁順序、第2の像担持体に画像を転写するか、など)と作像条件(転写電流、定着温度、など)を決定し、S7で、画像形成動作を実行する。
【0104】
図11は、上記のような制御を実行する制御部の構成を示すブロック図である。メイン制御板70はCPU,ROM,RAM等を有し、操作パネル50又は図示しないインターフェースを介して接続されているホストコンピュータから入力されたモード設定に従い、露光装置7、転写手段20,21,CH、クリーニング装置2、給紙装置26,35、定着装置30,30B、排紙切換爪42等の各機器を制御する。また、上記したモード内容の表示や警告表示を操作パネル50又はホストコンピュータに出力する。
【0105】
図12は、フルカラー対応の別実施例を示す断面構成図である。
図12に示す実施例においては、フルカラー画像の形成が可能な画像形成部PUを装置本体のほぼ中央部に配設している。その画像形成部PUは、斜めに傾斜して配置した中間転写ベルト60の下辺に沿って4つの作像ユニットSUをベルト60に接触させて並設している。その下方には露光装置7が配設されている。各作像ユニットSUの構成は図9で説明したものと同様であり、各機器の位置関係が異なるだけである。
【0106】
中間転写ベルト60は駆動ローラ11と従動ローラ12に張架され、図示矢印の如く図中反時計回りに回動する。なお、ベルト60のループ内の各機器は、転写手段以外は、適宜、装置フレームに接地されている。従動ローラ12の位置で、ベルトクリーニング装置25が設けられている。中間転写ベルト60の上方には、補給用のトナーを収納するトナーカートリッジTCを有するトナー収納部TSが設けられている。a〜dの各トナーカートリッジにはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色トナーが収められており、不図示の粉体ポンプによって対応する色の現像装置に補給される。
【0107】
フルカラー画像の形成にあたり、4つの作像ユニットSUにて感光体ドラム1上に形成されたシアン,マゼンタ,イエロー,ブラックの各色トナー像は順次中間転写ベルト60上に重ね転写され、ベルト60上にフルカラー画像が形成される。モノクロ画像を形成する場合は、ブラックトナーを扱う作像ユニットSUのみでトナー像を形成し、中間転写ベルト60上にモノクロ画像を転写する。
【0108】
画像形成部PUの右方にはベルト状の中間転写体110が配置されている。中間転写体110は図示矢印の如く図中時計回りに回動可能に、回転ローラ113,115,116,117間に張架、支持されている。中間転写体110のベルトループ内において、転写手段である転写ローラ120が画像形成部PUの中間転写ベルト60を支持するローラ11の近傍に配置されている。他に加熱ローラ130、裏当てローラ114,115、裏当て板BPが配置されている。回転ローラ116は冷却手段も兼ねている。なお、中間転写体110のベルトループ内の各機器は、転写手段以外は、適宜、装置フレームに接地されている。ベルトループの外側に、ベルトクリーニング装置250、チャージャCHなどが配置されている。クリーニング装置250は、内部にローラ250A、ブレード250B、トナー搬送手段250Cなどを備え、用紙にトナーを転写した後、中間転写体110表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。図ではローラ250Aが中間転写体110表面から離れた状態にある。支点250Dを中心として回動可能で、中間転写体110表面に接離可能な構造になっている。用紙に画像を転写する以前で中間転写体110がトナー像を担持しているときには離し、クリーニングが必要なとき、図で反時計方向に回動し接触する。
【0109】
前記転写ローラ120、裏当てローラ115、中間転写ベルト60を支持するローラ11により、中間転写ベルト60と中間転写体110は接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。転写ローラ120上方にある裏当て板BPに対向して、中間転写体110のベルトループの外側に、チャージャCHが設けられている。
【0110】
画像形成部PUの下方の装置下部位置には、2段の給紙装置(給紙カセット)26-1,26-2が配設されている。各カセット内に収納された用紙の最上位の用紙が、給紙ローラ27により1枚ずつ給紙され、各ガイド板29により案内されてレジストローラ対28に送られる。
【0111】
中間転写体110のベルトループ内に設けられた加熱ローラ130に対向するよう、定着装置30が設けられている。この定着装置30は図1の実施例における定着装置30と同様、図示しない接離機構により定着ローラを中間転写体110に接離できるよう設けられている。図では定着装置30の定着ローラが中間転写体110に接触した状態が描かれている。
【0112】
本実施例において用紙両面に画像を得る場合は、まず画像形成部PUで作成した第1面画像を中間転写ベルト60から中間転写体110に転写し、続いて画像形成部PUで第2面画像を作成する。レジストローラ対28より送出した用紙の第2面に対して中間転写ベルト60から第2面画像を転写する。この第2面画像の転写は中間転写体110のベルトループ内に配置した転写ローラ120の作用による。このとき、中間転写体110に転写された第1面画像は中間転写体110に担持されて1周してきており、用紙の第1面と重ねられる。第2面画像を片面に転写され、他面に第1面画像が重ねられた用紙は中間転写体110によって上方に搬送され、チャージャCHの位置で中間転写体110上のトナー像(第1面画像)がチャージャCHの作用により用紙第1面に転写される。このようにして用紙両面に画像を転写された用紙は定着領域に搬送され、ベルトループ外の定着装置30の定着ローラとベルトループ内の加熱ローラ130によって、トナー像が用紙上に定着される。定着作動時は、定着装置30の定着ローラが中間転写体110を挟んでベルトループ内の加熱ローラ130に圧接されるよう移動される。トナー像定着後の用紙は、排紙ローラ対34により装置上面の排紙スタック部40に排出される。
【0113】
一方、本実施例において用紙片面に画像を得る場合は、中間転写体110に画像を転写する必要はなく、画像形成部PUで形成した画像を中間転写ベルト60から直接用紙上に転写する。
【0114】
このように、本実施例においては、画像形成部PUで作成したトナー像を、中間転写ベルト60から用紙または中間転写体110に転写している。したがって、本実施例では、画像形成部PUの中間転写ベルト60が第1の像担持体に、中間転写体110が第2の像担持体に相当する。
【0115】
本実施例においても、上記実施例と同様、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、転写電流(中間転写ベルト60から用紙へトナー像を転写する場合の転写手段に印加する転写バイアスの出力、中間転写体110から用紙へトナー像を転写する場合の転写手段に印加する転写バイアスの出力)を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。また、厚紙や封筒などの特殊紙の場合には、定着温度を通常用紙時から10〜30%程度増やすようにしている。さらに、定着温度については、両面印刷の場合と片面印刷の場合とで、用紙各面に対する定着ローラを個別に温度制御することで、より適切な定着性を得ることができる。また、温度検知手段を各定着ローラに付設し、その温度検知手段の検知出力に基づいて各定着ローラ(の定着ヒータ)を制御することができる。
【0116】
なお、本実施例の装置では、手差しトレイ及び装置側面の排紙トレイを有していないが、本実施例の構成においては装置下部に設けた給紙部26−1,26−2から用紙を上方に搬送して装置上面の排紙スタック部40に排出することから、用紙搬送経路が比較的直線状であるので、特殊紙の使用が可能である。
【0117】
ところで、本実施例においては、図13に示すように、中間転写体110を含む部分が装置本体から開放できるように構成されている。この開放できる部分には、中間転写体110とそのベルトループ内に配置された機器およびベルトクリーニング装置250等がある。排紙ローラ対34は、上部のローラ34aが開放可能な側に設けられ、下部のローラ34bが本体側に設けられている。図13に示すように、中間転写体110を含む部分を装置本体から開放した場合、装置下部の給紙部から装置上部の排紙ローラ対34までの用紙搬送経路が開放され、用紙ジャムが発生した場合の処理を容易にしている。
【0118】
図14は、図12に示した実施例に対して、定着装置30Bを中間転写体110のベルトループの外に離して配置したものである。これ以外の構成は図12に示した実施例と同様であるので、重複する説明は省略する。なお、この実施例においては、図15に示すように、定着装置30Bは本体装置側に固定配置されており、中間転写体110を含む部分を開放した場合も本体装置側に支持されている。定着装置30Bは、中間転写体110を含む部分を開放したときに2本の定着ローラが互いに離間するような構成とすると、ジャム処理を容易にすることができる。
【0119】
図16は、図12又は図14に示した実施例のプリンタ2台がネットワークによりホストコンピュータHCに接続された様子を示すものである。ケーブルを介さず、無線で繋がれたシステムでも良い。符号OPは操作パネルである。
【0120】
図12又は図14に示した実施例のプリンタにおいては、図12に詳しく示したように、排紙スタック部40の底面がトナー収納部TSのカバー40Aとなっており、このカバー40Aは回動軸40Bを支点として開閉可能に構成されている。図16に示すように、カバー40Aを開放することでトナーカートリッジの扱いが可能になる。回動軸40Bは排紙ローラ32の側にあるので、排紙スタック部40に記録済み用紙が存在しているときにカバー40Aを開放しても、記録済み用紙が落下し、ページ順が狂うような不具合が生じない。
【0121】
装置前面に設けられたドア67は左辺を支点として手前側に開くことができ、このドア67を開くことで、画像形成部PUにアクセスして作像部の保守を行うことができる。画像形成部PUは、中間転写ベルト60と4つの作像ユニットSU及びそれら周囲の構成部品が、露光装置7を本体に残した状態で、装置手前側に引き出すことが可能である。引き出した状態で中間転写ベルト60及び各作像ユニットSUの取り出しが可能にしてある。引き出しが容易で確実にできるよう、不図示のガイドレールによって案内される。ドア67は垂直方向のヒンジで支持されているので、ドアを開いたときでも、その下方の保守部品に対する視認性がよい。また、ドア67を開いた状態でも給紙トレイ26-1,26-2への用紙補給作業がより易い。図示していないが、露光装置7の構成部品がトナー等により汚染されないように、シール部材が設けられている。なお、露光装置7による露光は、鏡像、正像の両方を実行する必要があるが、書き込みを制御するコントローラ(不図示)で対応している。
【0122】
また、2段の給紙トレイ26-1,26-2は、装置手前側に引き出し可能に構成され、引き出した状態で記録用紙の補給・交換が行われる。図16の下方に示した装置では、ドア67を開き給紙トレイ26-2を引き出した状態で示してある。
【0123】
図17は、画像形成部PUの構成が図14の実施例と異なる別実施例を示す断面構成図である。この実施例では、画像形成部PUにおいて中間転写ベルト60が三角形状に張架され、その下辺部に沿って4つの作像ユニットSUが水平方向に並設されている。また、その下方にある露光装置7が水平方向に配設されている。これ以外の構成は図14で説明した実施例とほぼ同様であるため、重複する説明を省略する。
【0124】
図18は、画像形成部PUの構成が図14の実施例及び図17の実施例と異なる更に別の実施例を示す断面構成図である。この実施例では、画像形成部PUにおいて中間転写ベルト60の上辺部が水平となるように張架され、その上辺部に沿って4つの作像ユニットSUが水平方向に並設されている。また、その上方にある露光装置7が水平方向に配設されている。これ以外の構成は図14で説明した実施例とほぼ同様であるため、重複する説明を省略する。
【0125】
図18の実施例では、原稿読取装置200及び自動原稿給送装置(ADF)250を支持スタンドSTDを介してプリンタ100Bの上部に装着し、複写機として使用可能なシステムに構成している。図19に、原稿読取装置200とADF250及び支持スタンドSTDを斜視図にて示す。
【0126】
原稿読取装置200とADF250について図18を参照して説明する。
原稿読取部のフレーム201の上部にはコンタクトガラス202,203が配設されている。大きいほうのコンタクトガラス202は、当該コンタクトガラス上に原稿を固定載置して原稿画像を読み取る場合に用いられる。小さいほうのコンタクトガラス203は、ADF250により原稿を走行させながら原稿画像を読み取る場合に用いられる。
【0127】
原稿読取部200の内部には、照明用光源とミラーを搭載した第1走行体204と、2枚のミラーを搭載した第2走行体205がコンタクトガラス202に平行に移動可能に設けられている。第2走行体205は、第1走行体204の1/2の速度で移動する公知の光学系を採用しており、これらの走行体204,205が移動しながらコンタクトガラス202上の原稿画像を走査する。また、原稿を走行させながら画像を読み取る場合には、第1・第2走行体204,205を図18に示す位置に停止させた状態でコンタクトガラス203上を移動する原稿画像を走査する。
【0128】
上記光源で照明された原稿は、固定されたレンズ206で結像され、固体撮像素子(CCD)207に取り込まれる。このデータはデジタル信号として適宜処理され、ファクシミリ機能により遠隔地へ送られたり、本実施形態の画像形成装置で印刷される。なお、このデータをコンピュータに取り込み、画像処理して適宜利用することもできる。
【0129】
ADF250は、原稿束を載置するための原稿台251を有している。原稿台251には可動板252が備えられている。図18において原稿台251の左側部分はADF250の給紙搬送部253となっている。給紙搬送部253には、可動板252の先端上部にある給紙ローラ254、分離ローラ対255、搬送ローラ対256、イメージセンサ258、イメージセンサ258に対向して設けられた搬送ローラ257、圧板259、搬送ローラ260、排紙ローラ261等が設けられている。また、原稿台251の下方には排紙トレイ262があり、原稿台251と排紙トレイ262間が排紙空間となっている。トレイ262の下部位置に圧板263があり、コンタクトガラス202上にセットされた原稿を圧板263が押圧する。圧板263の下面には白色シートが貼付されている。このADF250は圧板263を伴ってコンタクトガラス202、203を境に上方に開放できるよう構成されている。また本のような厚い原稿の場合でも圧板263が原稿を押しつけられるような機構にしてある。シート状の原稿は、このADF250を使って自動給送させると好都合である。
【0130】
複数頁のシート原稿Gは、原稿台251の可動板252上に1頁目を上面にしてセットする。給紙ローラ254が矢印方向(図中時計回り)に回転し、最上部のシート原稿が送り出されて給紙搬送部253に送られる。原稿は分離ローラ対255により確実に1枚づつ搬送される。その原稿は搬送用ローラ256、257、260を経て排紙ローラ261から矢印方向に排出され、原稿排紙トレイ262上に1頁目が下面になってスタックされる。
【0131】
排出までの間に、イメージセンサ258により、2頁目の画像が読み取られる。その後1頁目の画像はシート圧板259とコンタクトガラス203の間を通過中に、前述の原稿読取部200で読み取られる。この原稿読取部で第2のコンタクトガラス203を通過する原稿を読み取る場合、先述の第1、第2走行体204,205をその読み取り位置に静止させる。
【0132】
すなわち、ADF250により原稿画像を読み取る場合、シート原稿の両面が1度の搬送で、ずらして配置された2カ所の読み取り場所で読み取とられる。以下、シート状原稿を搬送しながら読み取る読取部をY1、原稿を固定し走行体204,205により読み取る読取部をY2と呼ぶことにする。
【0133】
ここで、図18においては、ADF250内のイメージセンサ258部分を指して符号Y1を付し、原稿読取部200内に符号Y2を付してあるが、原稿読取部200は、原稿を固定した(圧板263を用いた)読み取りを行う場合は読取部Y2であるが、走行体を読み取り位置に静止させてADF250により原稿を搬送しながら読み取る場合は読取部Y1の一部となる。すなわち、読取部Y1は、ADF250内のイメージセンサ258を中心とする部分と、走行体停止状態の原稿読取部200とで構成されるものである。
【0134】
なお、裏面が透けるような薄い原稿の場合には、圧板の色が読み取り手段で背景として読み取られてしまう恐れがある。そのため、圧板263の原稿に接する部分には白色シートが貼りつけられて白色にしてある。同じ理由で、搬送ローラ257、シート圧板259も白色にしてある。
【0135】
図20は、イメージセンサ258の詳細を示す断面図である。原稿に対面するガラス271、原稿の読み取り面を照明する光源、たとえばLEDアレイ272、結像素子であるレンズアレイ273、等倍センサ274から構成されている。以上の形式以外のイメージセンサ、例えば結像レンズを使用しない密着センサなどを採用することも可能である。
【0136】
図18に示すADF250は、厚い本などの原稿を読取部Y2にセットする場合、圧板263で押しつけるが、ADF本体と一体に構成されている第1の読取部Y1も若干浮き上がり、第2のコンタクトガラス203とシート圧板259が離れてしまう。そのためシート圧板259がコンタクトガラス203から離れていることを検知するセンサ(不図示)を設け、この検知結果をもとに、第1の読取部Y1の使用を禁止するようにしてある。
【0137】
シート原稿を第1の読取部Y1で取り中に、緊急の読み取り・画像形成の必要が生じた場合、たとえシート原稿が原稿台251あるいは原稿排紙トレイ262に存在していても、割り込み作業として、コンタクトガラス202と圧板263を使用する第2の読取部Y2が使用できるようにしてある。割り込み時の指令の操作は操作パネルOP(図16参照)のキーにより指示できる。
【0138】
図21は、プリンタ100Bの下部にオプションの給紙装置260を装着し、また、画像読取部200を装着したシステムを示す斜視図である。この図においては、画像読取部200の圧板263が開放された様子が示されている。
【0139】
以上、本発明を図示の各実施例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、転写手段20,21,65は上記実施例では中間転写ベルトに接触したローラタイプであるが、ブラシ状のものや、ブラシでローラ状にしたものを採用することができる。あるいは、中間転写ベルトに非接触の放電タイプ(チャージャ)を採用することもできる。
【0140】
また、感光体ドラム1をベルト式の像担持体とすることもできる。そして、感光体に対する帯電手段、現像装置、定着装置の構成なども、適宜の方式を採用し得るものである。もちろん、操作パネルの構成、操作パネル上の各種設定手段の構成も上記実施形態に限定されない。
【0141】
また、図4,6の実施例において、用紙を中間転写ベルト10上に保持したまま定着を行う(図1のような)方式の定着装置とすることもできる。あるいは、図8の実施例において、用紙を中間転写体110上に保持したまま定着を行う(図1のような)方式の定着装置とすることもできる。
また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリでもよいことは言うまでもない。
【0142】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、特殊紙を用いて画像形成する場合でも、ページ揃えされた適正かつ高品質な画像を得ることができる。
【0143】
請求項2の構成により、第2の像担持体と記録媒体を重ねた状態で顕像の定着を行うことで定着時の画像ズレを防止し、特殊紙を確実に定着することができる。
【0144】
請求項3の構成により、記録媒体両面に同時に画像転写を可能とするとともに、特殊紙に高品質な画像を得ることができる。
【0145】
請求項4の構成により、第1の像担持体(像担持体)と記録媒体の密着性が高く、良好な転写姓を得ることができる。
【0146】
請求項5の構成により、厚紙や封筒など特殊紙の搬送性が向上し、高品質な画像を得ることができる。
【0147】
請求項6の構成により、手差し給紙部から特殊紙をほぼ直線状に搬送して画像形成し排出することができる。
【0148】
請求項7の構成により、記録媒体として特殊紙を用いることを指定する指定手段を操作パネルに設けたので、特殊紙の使用を容易に設定することができる。
【0149】
請求項8の構成により、記録媒体として特殊紙を用いることを外部装置から容易に設定することができる。
【0150】
請求項9の構成により、両面記録時と片面記録時とで、用紙各面に対する定着ローラの温度を個別に制御するので、より適切な定着性を得ることができる。
【0151】
請求項10の構成により、フルカラー画像を短時間で形成可能な装置構成において、特殊紙を用いて画像形成する場合でもページ揃えされた適正かつ高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す断面構成図である。
【図2】そのプリンタの操作パネルを示す平面図である。
【図3】そのプリンタがホストコンピュータに接続された様子を示す斜視図である。
【図4】定着部の構成の異なる別実施例を示す断面図である。
【図5】その実施例における両面記録時の作像工程を示す模式図である。
【図6】中間転写ベルト上でトナー像の極性反転を可能に構成したさらに別の実施例を示す断面図である。
【図7】その実施例における両面記録時の作像工程を示す模式図である。
【図8】フルカラー画像の形成を可能にした実施例を示す断面構成図である。
【図9】その実施例における作像ユニットの構成を示す断面図である。
【図10】用紙特性に応じた画像形成条件の制御を示すフローチャートである。
【図11】各実施例のプリンタにおける制御部の構成を示すブロック図である。
【図12】フルカラー対応の別実施例を示す断面構成図である。
【図13】その実施例において、用紙搬送経路を開放した様子を示す部分断面図である。
【図14】フルカラー対応の定着装置の構成が異なる別実施例を示す断面構成図である。
【図15】その実施例において、用紙搬送経路を開放した様子を示す部分断面図である。
【図16】図12又は図14に示した実施例のプリンタがネットワーク接続された様子を示す斜視図である。
【図17】画像形成部の構成が図14の実施例と異なる別実施例を示す断面構成図である。
【図18】画像形成部の構成が図14の実施例及び図17の実施例と異なる更に別の実施例を示す断面構成図である。
【図19】原稿読取装置とADF及び支持スタンドを示す斜視図である。
【図20】その原稿読取装置のイメージセンサの詳細を示す断面図である。
【図21】図12又は図14に示した実施例のプリンタにオプションの給紙装置及び画像読取装置を装着したシステムを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム(第1の像担持体)
10 中間転写ベルト(第2の像担持体)
17 帯電手段
18,19 定着ローラ
20 ベルトユニット
21 転写ローラ(第1転写手段)
22 転写チャージャ(第2転写手段)
25 ベルトクリーニング装置
30,30B 定着装置
35 手差しトレイ
40 排紙スタック部
44 排紙トレイ
50,OP 操作パネル
60 中間転写ベルト(第1の像担持体)
100 プリンタ
110 中間転写体(第2の像担持体)
200 画像読取部
250 ADF
HC ホストコンピュータ
PU 画像形成部
SU 作像ユニット
Claims (10)
- 第1の像担持体と第2の像担持体を有し、
前記第1の像担持体から第2の像担持体へ一旦転写した顕像を第2の像担持体から記録媒体の一方の面に転写するとともに、前記第1の像担持体から顕像を記録媒体の他方の面に転写することにより記録媒体の両面に顕像を転写可能な画像形成装置において、
画像形成後の記録媒体が反転状態で排出される第1排紙部と、非反転の状態で排出される第2排紙部とを有し、
所定の給紙部から前記第2排紙部までの記録媒体搬送路がほぼ直線状となるように設けられ、
記録媒体として特殊紙を用いて画像形成する場合、前記所定の給紙部から給紙した記録媒体を前記第2排紙部へ排出してページ順が揃うように前記第1の像担持体での顕像形成順序を制御するとともに、記録媒体へ顕像を転写させる際の転写バイアス及び記録媒体へ顕像を定着させる定着温度を通常記録媒体への画像形成時よりも増加させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の像担持体と記録媒体を重ねた状態で記録媒体に転写した顕像の定着を行う定着手段を備えることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 第2の像担持体上に転写された画像の帯電極性を反転させる極性反転手段を備え、前記第1の画像及び前記第1の像担持体上に形成した第2の画像を記録媒体の両面に同時に転写可能とすることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1の像担持体に対向して配置される転写手段として、前記第2の像担持体の非像担持面に接触する接触型転写手段を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第2の像担持体が無端ベルト状に形成され、定着領域まで又は定着領域の直近まで延在することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記所定の給紙部が手差し給紙部であることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 記録媒体として前記特殊紙を用いることを指定する指定手段を操作パネルに設けたことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 記録媒体として前記特殊紙を用いることを、当該画像形成装置が接続された外部装置から指定可能なことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 両面記録時と片面記録時とで、用紙各面に対する定着ローラの温度を個別に制御することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 複数の作像ユニットを中間転写ベルトに沿って並設させ、前記中間転写ベルトが前記第1の像担持体を構成するとともに、前記中間転写ベルトから画像を転写可能な第2の中間転写ベルトを有し、該第2の中間転写ベルトが前記第2の像担持体を構成することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
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