JP4474210B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳しく言えば、装置稼動中でも故障個所を修理可能にして装置稼働率を向上させる技術に関するものである。

特開２００２−１８９３８７号公報 特開２００３−５７８９８号公報

従来の画像形成装置では、作像ユニットの一部にでも故障が生じたり寿命に達したりした場合、基本的には全システム（即ち機械）を止めて修理あるいはメンテナンスを実行している。例えば、複数の作像ユニットを備えるカラーシステムであっても装置全体を停止させて修理あるいはメンテナンスを行なうものである。つまり故障が生じた部分あるいは寿命となった部分のみを停止させて他の作像ユニットを稼働させると言った発想が無かった。従って機械を稼働させた（単色画像であっても）状態で故障（寿命含む）のユニットを機械から取り出して修理あるいはメンテナンスし、さらに稼働中に取り付ける様な考案はなされていない。同様に複数の作像部を有する２ステーション以上の複雑な構成の高級機においても一部の作像ユニット（作像ステーション）を止めて他を稼働させるような事はなされたことがない。

例えば、上記特許文献１には、第１作像部及び第２作像部の二つの作像ステーションを有し、１回の通紙で両面記録の可能な１パス両面方式の画像形成装置が開示されている。

また、上記特許文献２には、第１及び第２の二つの二つの作像ステーションを有する１パス両面方式の画像形成装置が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１及び２のものは、二つの作像ステーションを有してはいるが、一方の作像ステーションで故障等が生じた場合でも他方の作像ステーションで画像形成を継続するものではない。

従来、カートリッジ内のトナーが消費された場合に、装置稼働中にトナーカートリッジを交換可能とするものを本願出願人が実施しているが、この装置の場合、トナーカートリッジは作像ユニットから離れており、実際の作像行程に影響無いことから実施されていたにすぎず、また機械の故障（メンテナンス）とも関係なく通常ユーザーの実施しているサプライの交換作業の一部といえ、機能不全のユニットのみを停止させて他のユニットを使って機械を稼働させながら、不良部分を取り出して修理（メンテナンス）を可能にしようとする技術思想とは根本的に異なるものである。

すなわち、従来の画像形成装置では、作像ユニットの一部にでも故障が生じたり寿命に達したりした場合、基本的には全システム（即ち機械）を止めて修理あるいはメンテナンスを実行しなければならず、装置稼働率が低下して生産性が低下するという問題があった。

本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、装置を停止させることなく作像部で故障などが生じたユニット等の交換・修理が可能な画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、中間転写体とその周囲に配置された少なくとも一つの作像ユニットからなる作像ステーションを複数ステーション有し、該複数ステーションで形成した画像を記録媒体の各面に転写することにより両面記録可能な画像形成装置において、前記各作像ユニットはそれぞれ独立して駆動され、前記各作像ユニットと前記中間転写体の係合を個別に解除可能に設け、前記各作像ユニットを装置本体に対して個別に着脱可能に構成するとともに、前記各作像ユニットの動作停止を指示する入力手段を有し、該入力手段からの指示により動作を停止させた作像ユニットを装置稼動中に装置本体から取り出し可能に設け、前記取り出した作像ユニットを装置本体に装着後、前記入力手段から該作像ユニットの動作停止解除を指示することにより、該作像ユニットの感光体と前記中間転写体とが紙間のタイミングにおいて係合されることにより解決される。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記各作像ステーションが複数の前記作像ユニットを備える場合、任意の単数又は複数の作像ユニットが装置本体から取り出し可能であることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記複数の作像ステーションの中間転写体が接触して設けられ、一方の中間転写体から他方の中間転写体へ画像の転写が可能であり、両面記録時に前記いずれかの作像ステーションで作像ユニットに異常が生じた場合、作像可能な作像ステーションで作成した第一面画像を当該作像ステーションの中間転写体から他方の作像ステーションの中間転写体へ転写させ、該第一面画像を担持する中間転写体を１周させるとともに、前記作像ユニットに異常が生じた作像ステーションで作成すべき第二面画像を前記作像可能な作像ステーションで作成して、該第二面画像を当該作像ステーションの中間転写体へ転写させ、前記各中間転写体から前記第一面画像および前記第二面画像を記録媒体の両面に転写して両面記録を行うことを提案する。

本発明の画像形成装置によれば、動作を停止させた作像ユニットを装置稼動中に装置本体から取り出し可能に設けたので、作像ユニットに故障や寿命などの異常が発生した場合は、その異常が発生した作像ユニットを装置を稼動させたまま取り出して修理あるいはメンテナンスを行うことができ、装置全体を停止させる必要がないので生産性の低下を抑制することができる。

そして、交換又は修理した作像ユニットを、装置を稼動させたまま再装着して作像動作を再開できるので、生産性の低下を防ぐことができる。

請求項２の構成により、複数の作像ユニットを備える場合には任意の単数又は複数の作像ユニットが装置本体から取り出し可能であるので、多様な異常発生への対応が可能である。

請求項３の構成により、一方の中間転写体から他方の中間転写体へ画像の転写が可能であるので、異常が発生していない作像ステーションを用いて両面記録を行うことができる。

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、本発明に係る画像形成装置の一例における概略構成を示す断面図である。この図に示す画像形成装置は、本体１００の内部に第１作像ステーション１１及び第２作像ステーション１２の二つの作像ステーションを有している。各作像ステーション１１，１２は、共に中間転写ベルトの１辺に沿って複数の（本例では４つの）作像ユニットを並べて配置したいわゆる４連タンデム型の作像ステーションである。したがって、本例の画像形成装置は、１回の通紙で用紙両面にフルカラー画像の記録が可能な１パス両面型のカラー画像形成装置である。

第１作像ステーション１１において、複数の支持ローラに張架された中間転写ベルト２１は、図中時計回りに回転駆動される。そのベルト上辺部に沿って、４つの作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋが等間隔でベルト回動方向に並設されている。各作像ユニット３０は、扱うトナーの色が異なるのみでその構成は同じであるので、１つを代表して図２により説明する。

図２に示すように、像担持体としての感光体ドラム１の周囲には、帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、露光装置４、現像装置５、クリーニング装置２、光除電装置６、電位センサ７、画像センサ８等が配設されている。

感光体ドラム１は、例えば直径３０〜１２０ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものを用いることができる。また、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体等も採用可能である。あるいはベルト状の感光体を採用することもできる。

感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電手段３としては、本例のスコロトロンチャージャのほかに、感光体表面に接触するタイプ、たとえば帯電ローラを採用することもできる。

露光装置４は、各色毎の画像データに対応した光を感光体ドラム１の表面に走査して静電潜像を形成する。図示例の露光装置４は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。

現像装置５は、現像ローラ５ａ、層厚規制ブレード５ｂ、攪拌・搬送用スクリュー５ｃ及び５ｄ、トナー検知手段５ｅを備えており、本例ではトナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を用いる現像方式である。また本例では、負荷電の感光体１に対し露光装置４により各色感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる、いわゆる反転現像がおこなわれる。

イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色トナーは、各色を扱う現像装置５で消費されると、透磁式のトナー検知手段５ｅにより検知され、画像形成装置のトナーカートリッジ収納部８５（図１）に備えるトナーカートリッジ８６から、不図示の供給手段により、各色のトナーを各現像装置５に供給される。そのトナー供給手段として公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。このモーノポンプによればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、画像形成装置内部のスペース配分に対し有利である。またトナーが適時補給できるため、現像装置に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置の小型化がはかれる。

現像装置５が画像形成装置１００に装着されているとき、トナー補給手段の一端が、スクリュー５ｄの一部に接続されている。スクリュー５ｃによりトナーは、図中時計回り方向に回転する現像ローラ５ａに供給されるが、ブレード５ｂにより現像ローラ５ａ表面のトナー層の厚みが所定の厚みになるように規制される。現像ローラ５ａは、ステンレスやアルミニュウム製の円筒で、回転可能にかつ感光体との距離が正規に確保されるように現像装置５のフレームに支持され、内部には所定の磁力線が構成されるようにマグネットが備えてある。なおトナーは従来から公知の方法で得られる球形や不定形のトナーが用いられる。体積平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下３μｍ以上の粒子からなるものである。またキャリヤも従来公知の方法で得られるものが用いられる。キャリヤの粒径として、体積平均粒径が２５μｍから６０μｍ程度である。

そして、中間転写ベルト２１の内側には、ベルト２１を挟んで感光体ドラム１に対向する位置に一次転写手段の一例である転写ローラ２２が配置されている。この転写ローラ２２が中間転写ベルト２１の裏面に当接し、感光体ドラム１と中間転写ベルト２１との適正な転写ニップが確保されている。転写ローラ２２は、芯金たる金属ローラの表面に導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に不図示の電源からバイアスが印加される。導電性ゴム材料はウレタンゴムにカーボンが分散され、体積抵抗１０Ｅ５Ωｃｍ程度に抵抗が調整されている。この転写ローラ２２には感光体ドラム１上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性、本例ではプラス極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム１と中間転写ベルト２１との間に転写電界が形成され、感光体ドラム１上のトナー像が、その感光体ドラムと同期して回転駆動される中間転写ベルト２１上に静電的に転写される。このように、一次転写手段２２は、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト２１の表面に静電転写する用をなす。

トナー像を中間転写ベルト２１に転写したあとの感光体ドラム１表面に付着する転写残トナーはクリーニング装置２によって除去され、感光体ドラム１の表面が清掃される。クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ及び回収部材２ｃを備え、感光体ドラム１表面に残留するトナー等の異物を除去し、そして回収する。

各色作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋにおいて、各感光体ドラム１に形成された静電潜像に対し、各色作像ユニットの現像装置５からイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナーが付与され、互いに異なった色のトナー像を形成する。その各色感光体ドラム１上に形成された各色のトナー像は、各色作像ユニットの各感光体ドラム１に対向配置された転写ローラ２２によって、中間転写ベルト２１上に順次重ねて静電転写される。

像担持体としての中間転写ベルト２１は、複数のローラ２４，２５，２６（２個），２７，２８，２９により支持されて図中時計回り方向に走行する。支持ローラ２８と２９の間のベルト走行辺には、ベルト２１の表面に残留する不要なトナーや紙粉などの異物を拭い去るためのベルトクリーニング装置２３が設けられている。そのベルトクリーニング装置２３のブレードに対向する位置のベルトループ内には、対向ローラが設けられている。

各色作像ユニットの各感光体ドラム１に対向して配置されている各転写ローラ２２は、図示しない付勢機構によりベルト２１を押圧して、ベルト２１を各色作像ユニットの各感光体ドラム１に圧接させている。また、各転写ローラ２２の付勢機構は付勢を個別に解除できるように構成されており（例えば、ソレノイド等を用いることで実現できる）、転写ローラ２２の付勢を個別に解除することによって、各色作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋの各感光体ドラム１へのベルト２１の圧接が解除され、各色作像ユニットは装置本体１００から独立して着脱可能に構成されている。

また、中間転写ベルト２１に関連する部材（支持ローラ２４〜２９，各転写ローラ２２，ベルトクリーニング装置２３等）は、第１ベルトユニット２０として一体的に構成してあり、装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。

次に、第２作像ステーション１２について説明する。第２作像ステーション１２の構成は基本的に第１作像ステーション１１と同様であり、中間転写ベルト４１の張り方や各色作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋの向きが第１作像ステーション１１と異なるだけである。したがって、第１作像ステーション１１と異なる部分を中心に説明する。

図１に示すように、複数の支持ローラに張架された中間転写ベルト４１は、図中反時計回りに回転駆動される。２つの支持ローラ４６，４６間のベルト斜辺部に沿って、４つの作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋが等間隔でベルト回動方向に並設されている。各作像ユニット５０は、扱うトナーの色が異なるのみでその構成は同じである。代表して１つの作像ユニット５０を図３に示すが、図２で説明した第１作像ステーション１１の作像ユニット３０と左右対称形に構成されていること以外は作像ユニット３０と同じである。各作像ユニット５０の現像装置５には、第１作像ステーション１１の場合と同様、トナーカートリッジ収納部１３（図１）に備えるトナーカートリッジ１４からトナーが供給される。用いるトナー及びキャリアも同一である。

そして、中間転写ベルト４１の内側には、ベルト４１を挟んで感光体ドラム１に対向する位置に一次転写手段の一例である転写ローラ４２が配置されていることも、第１作像ステーション１１の場合と同様である。転写ローラ４２の構成も第１作像ステーション１１の一次転写手段である転写ローラ２２と同じである。第２作像ステーション１２では、支持ローラ４９に対向する位置にベルトクリーニング装置４３が設けられている。

第１作像ステーション１１の場合と同様、各色作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋの各感光体ドラム１に対向して配置されている各転写ローラ４２は、図示しない付勢機構によりベルト４１を押圧して、ベルト４１を各色作像ユニットの各感光体ドラム１に圧接させている。また、各転写ローラ４２の付勢機構は付勢を個別に解除できるように構成されており、転写ローラ４２の付勢を個別に解除することによって、各色作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋは、装置本体１００から独立して着脱可能に構成されている。

また、中間転写ベルト４１に関連する支持ローラ４４〜４９，各転写ローラ４２，ベルトクリーニング装置４３等の各部材は、第２ベルトユニット４０として一体的に構成してあり、装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。

ところで、第１作像ステーション１１と第２作像ステーション１２では、中間転写ベルト２１と４１の配設形状が異なっており、第１作像ステーション１１では作像ユニット３０の感光体ドラム１がベルトの水平部（ベルトが水平に張られた部分）に接触されるのに対し、第２作像ステーション１２では作像ユニット５０の感光体ドラム１がベルトの斜辺部（ベルトが斜めに張られた部分）に接触されている。したがって、両方の作像ステーションにおいて同一構成の作像ユニットを使用する（同一構成の作像ユニットが使用可能である）ためには、作像ユニットの構成が重要である。すなわち、感光体ドラム１に対して中間転写ベルトを水平でも斜めでも接触可能な構成を、作像ユニットが備えていなければならない。

図４に示すように、第１作像ステーション１１の作像ユニット３０と第２作像ステーション１２の作像ユニット５０は、感光体ドラム１の回転軸１ａを通るｙ軸に対して対称の形をしている。ここで、感光体ドラム１に対して中間転写ベルトを接触できる範囲は、ベルトが感光体ドラム１の周囲に配置された各部材に接触しない範囲、一点鎖線Ａ１とＡ２の図示矢印側の範囲内である。本例における作像ユニット３０及び５０は、クリーニング装置２から現像装置５までの機器が何も配置されない角度範囲（一点鎖線Ａ１とＡ２の図示矢印側の範囲）を大きく設けているため、感光体ドラム１に対して中間転写ベルト２１を水平に接触させる第１作像ステーション１１と、感光体ドラム１に対して中間転写ベルト２１を斜めに接触させる第２作像ステーション１２で作像ユニットの構成を同じにし、現像装置やクリーニング装置等の各機器として異なるものを準備する必要がなく、部品の製造及び管理上での効率を高め、装置全体のコスト低減を計ることができる。

仮に、第１作像ステーション１１と第２作像ステーション１２で異なる構成の作像ユニットを用いる場合には、部品点数が増加し、また、部品の製造及び管理上での効率が低下し、コストが上昇してしまう。

また、第１作像ステーション１１と第２作像ステーション１２で同構成の作像ユニットを用いる場合でも、各ステーションにおいて作像ユニットを上下反転して配置する（感光体ドラム１の回転軸１ａを通るｘ軸（水平線）に対して対称に配置する）場合には、地球重力の影響があるため、少なくとも現像装置５においては、トナーの攪拌や現像ローラ５ａへのトナー補給等の条件が異なってくるため、それぞれ最適化しなければならず、部品の共通化もできなくなる。

しかし、本例においては、上記のように、作像ユニット３０及び５０は感光体に対して中間転写ベルトを接触できる領域を広く（接触できる角度範囲を大きく）設けることにより、複数の作像ステーションにおいて逆向きに（感光体ドラムの回転軸を通るｙ軸に対して対称に構成した）作像ユニットを配置することが可能となり、また、感光体に対して接触させるベルトの角度にも自由度が増し、複数の作像ステーションに同一構成の作像ユニットを使用できることから、部品の製造及び管理上での効率を高め、装置全体のコスト低減を計ることができる。もちろん、第１作像ステーション１１と第２作像ステーション１２で作像ユニットの向きを逆にして配置するために、装置本体１００との結合部、たとえば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮しておく必要がある。

第１及び第２作像ステーション１１，１２の中間転写ベルト２１，４１は、例えば基体の厚さが５０〜６００μｍ の樹脂フィルムあるいはゴムを基体とするベルトであって、各作像ユニットの感光体１が担持するトナー像を一次転写ローラ２２，４２に印加するバイアスにより静電的にベルト表面に転写を可能とする抵抗値を有する。具体的に一例を挙げると、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は１０Ｅ６〜１０Ｅ１２Ωｃｍ程度に抵抗が調整されたものである。また、ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブを、ベルト片側あるいは両側端部に設けてある。

一次転写手段である転写ローラ２２，４２は、例えば、芯金である金属ローラの表面に導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に不図示の電源からバイアスが印加される。具体的に一例を挙げると、導電性ゴム材料はウレタンゴムにカーボンが分散され体積抵抗１０Ｅ５〜１０Ｅ８Ωｃｍ程度に抵抗が調整されている。

本実施形態の画像形成装置はフルカラー画像の形成が可能であるが、もちろん、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。モノクロ記録時には、使用されない作像ユニットが存在する。そこで使用されない作像ユニット（Ｙ，Ｃ，Ｍ）の感光体ドラム１及び現像装置５を稼動させないだけでなく、これら使用されない感光体１と中間転写ベルト２１及び４１とを非接触に保つための機構を備えている。本実施の形態では、ベルトユニット２０及び４０において、ブラック作像ユニット（Ｂｋ）側の支持ローラ２６（４６）と一次転写ローラ２２（４２）を支持する内部フレーム（不図示）を設けておき、ある点を中心に回動可能に支持し、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、ブラック作像ユニットの感光体だけが像担持ベルト２１（４１）と接触して作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。この構成により、感光体の寿命向上の点で有利である。

さらに、第１作像ステーション１１の最下部に位置して中間転写ベルト２１の外側で、支持ローラ２８に対向して第１の二次転写手段である転写ローラ５１が設けてある。この二次転写ローラ５１は芯金たる金属ローラの表面に導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に不図示の電源からバイアスが印加される。上記ゴムにはカーボンが分散されており、体積抵抗は１０Ｅ６〜１０Ｅ９Ωｃｍ程度に抵抗が調整されたものである。中間転写ベルト２１と二次転写ローラ５１の間に記録媒体（以下用紙Ｐ）を通過させながら二次転写ローラ５１にバイアスを印加することで、中間転写ベルト２１が担持するトナー画像が用紙Ｐに転写される。なお、後述するチャージャ５２にトナーと同極性のバイアスを印加しローラ５１をアースしても良い。

また、第２作像ステーション１２の最上部に位置して中間転写ベルト４１の外側で、支持ローラ４４に対向して第２の二次転写手段である転写チャージャ５２が設けてある。この転写チャージャ５２は公知のタイプのものを使用可能で、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。中間転写ベルト４１と転写チャージャ５２の間に用紙Ｐを通過させながら転写電流を印加することで、中間転写ベルト４１が担持するトナー画像が用紙Ｐに転写される。二次転写手段である転写ローラ５１と転写チャージャ５２に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆極性（本例ではプラス）である。

装置本体１００の右側には用紙を供給可能に収納した給紙装置８０が配備されている。この給紙装置８０は複数段の給紙部を備えており、本例では上段に大量の用紙を収納した給紙トレイ８１、その下方に３段の給紙カセット８２ａ〜ｃが配設されている。これらの給紙トレイ８１及び給紙カセット８２ａ〜ｃは、それぞれ紙面に対し直角手前側（操作面側）に引出し可能に構成されている。給紙トレイ８１や給紙カセット８２ａ〜ｃ内に収納された用紙のうち、最上位置の用紙は、対応する給紙・分離手段８３ａ〜ｄにより選択的に分離給送され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対８４により記録紙搬送経路８５や８６に送られる。

装置本体１００内の記録紙搬送経路８６には、二次転写位置へ用紙を送り出す給送タイミングをとるため、一対のレジストローラ５３が設けられている。さらに用紙の搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするためのジョガー５５が記録紙搬送経路８６に設けてある。ジョガー５５は、用紙の搬送方向に対し両側から用紙の端部に向け移動するガイド部材を備えていて、走行中の用紙の両側からガイドが用紙を一瞬押しつけることで用紙を所定の位置に整合させる。

用紙はレジストローラ対５３から、第１作像ステーションの中間転写ベルト２１と二次転写ローラ５１で構成される第１の転写ステーションたる転写領域に向けて搬送される。その後、第２作像ステーションの中間転写ベルト４１と転写チャージャ５２で構成される第２の転写ステーションたる転写領域に向けて搬送される。なお、給紙装置８０の上部に形成された記録紙搬送路８８には複数の搬送ローラ対８４が備えられており、その搬送方向上流に設置した別の給紙装置９０から用紙が供給可能となっている。

給紙装置８０では、給紙トレイ８１の最上位の用紙が給紙され、その後曲げられることなく、ほぼ水平に真直ぐ搬送されるように、給紙トレイ８１の上部給紙面が配備してある。そのため厚い用紙、剛性の高い板紙でも確実に給紙できる。なお給紙トレイ８１には、多様な特性の用紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。図示していないが、記録紙搬送路の要所には用紙を検知するためのセンサが具備されていて、用紙の存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。また、給紙装置８０の最上部には、自動原稿給送装置を備えた原稿読取装置８９が装備されている。

装置本体１００に戻り、記録紙搬送路８６の延長上に、上記第２の転写ステーションを通過した用紙を、記録紙搬送方向下流に備えた定着装置１５における定着ニップまで平面状態を保って搬送させるための、記録紙移送手段６０を備えている。記録紙移送手段６０は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト６１を支持する複数のローラを有し、搬送ベルト６１の外側には、クリーニング装置６２，記録紙をベルトに吸着させるための吸着用チャージャ６３、除電・分離チャージャ６４を備えている。

未定着のトナー画像と接触しながら記録紙とともに移動する搬送ベルト６１は、吸着用チャージャ６３によりトナーの帯電極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト６１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。このベルト６１の走行速度は、定着装置における記録体の走行速度と合わせてある。

記録紙搬送手段６０の用紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置１５が設けられている。定着装置１５としては、ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。用紙両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した用紙を冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対１６を定着後の搬送路に備えている。冷却ローラ対には放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された用紙は、排紙ローラ対１７により、装置本体１００の左側に設けた排紙スタック部１９に排紙、スタックされる。

装置本体１００の上部に設けられたトナーカートリッジ収納部１３には、未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ、１４Ｂｋが、着脱可能に収納されている。このトナーカートリッジ１４から不図示のトナー搬送手段により、各作像ユニットの現像装置５に必要に応じトナーを供給するようになっている。本例の構成は、上下に配された第１及び第２作像ステーション１１，１２に対し、トナーカートリッジは共通にしているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ１４Ｂｋを、特に大容量としておくことも可能である。

トナーカートリッジ収納部１３に隣接して、操作・表示ユニット３３が設けられている。この操作・表示ユニット３３にはキーボード等が備えてあり、画像形成のための条件などがインプットできるし、装置の状態等を表示部に表示させ、操作者と画像形成装置との情報交換を容易なものとする。

装置本体１００の内部には廃トナー収納部３１が備えられており、各作像ユニットのクリーニング装置２、中間転写ベルト２１，４１のクリーニング装置２３，４３、および搬送ベルト６１のクリーニング装置６２と連結されており、一括して廃トナーや紙粉等の異物を回収して収納する。また装置本体１００内部に備えた電装・制御装置３２には、各種電源や制御基板などが板金フレームに保護され収納されている。

そして、定着装置１５による熱や電装装置３２からの発熱により、画像形成装置内部は高温になるが、その対策としてファン１８を設けて、内部の熱による機能低下を防止している。またこのファン１８は冷却ローラ対１６の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対１６の冷却効果を確実にしている。

この画像形成装置における画像形成動作について詳しくは後述するが、片面記録の場合、第１作像ステーション１１あるいは第２作像ステーション１２のどちらを使用しても片面記録が可能であり、操作部３３から指示選択できるようになっている。第２作像ステーション１２を用いる場合は、記録紙搬送路８６を搬送されてきた用紙の下面に画像を転写し、排紙スタック部１９に排紙・スタックすることで、複数ページの記録物をページ順にスタックすることができる（記録面を下に向けたフェイスダウン排紙となる）。第１作像ステーション１１を用いる場合は、そのままだとページ順とならないので、最終ページから（逆ページ順に）作像し、記録紙搬送路８６を搬送されてきた用紙の上面に画像を転写し、排紙スタック部１９に排紙・スタックすることで、複数ページの記録物をページ順にスタックすることができる（記録面を上に向けたフェイスアップ排紙となる）。

一方、両面記録の場合は、第２作像ステーション１２で表面画像を、第１作像ステーション１１で裏面画像をそれぞれ形成して用紙両面に転写することで、排紙スタック部１９に排紙・スタックした場合にページ順に揃った複数ページの両面記録物を得ることができる。この場合、第１ページが下向きになって排紙スタック部１９に排紙・スタックされる。なお、両面記録においても、最終ページから（逆ページ順に）作像し、第２作像ステーション１２で裏面画像を、第１作像ステーション１１で表面画像をそれぞれ形成して用紙両面に転写することで、ページ順に揃った複数ページの両面記録物を得ることも可能である。この場合、第１ページが上向きになって排紙スタック部１９にスタックされる。

さて、本実施形態の画像形成装置では、上述したように、第１作像ステーション１１の各色作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋは装置本体１００から独立して着脱可能に構成されている。また、第１ベルトユニット２０も装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。したがって、第１作像ステーション１１を装置本体１００に対して着脱可能である。また、第２作像ステーション１２においても同様に、各色作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋは装置本体１００から独立して着脱可能に構成されている。また、第２ベルトユニット４０も装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。したがって、第２作像ステーション１２を装置本体１００に対して着脱可能である。

そして、各作像ユニット、各ベルトユニット、あるいは各作像ステーションを装置筐体から取り出し及び挿入可能とするため、図５に示すように、装置本体に複数のドアが設けられている。すなわち、第１ステーションドア１０１，第２ステーションドア１０２，第１ユニットドア１１１，第２ユニットドア１１２，第３ユニットドア１１３，第４ユニットドア１１４，第５ユニットドア１１５，第６ユニットドア１１６，第７ユニットドア１１７，第８ユニットドア１１８の８つのドアである。

第１ステーションドア１０１を開けると、第１作像ステーション１１全体、あるいは第１ベルトユニット２０、もしくは作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋ（図１参照）を装置本体に着脱することができる。

第１〜第４のユニットドア１１１〜１１４を開けると、第１作像ステーション１１の作像ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋを個別に装置本体に着脱することができる。

第２ステーションドア１０２を開けると、第２作像ステーション１２全体、あるいは第１ベルトユニット２０、もしくは作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋ（図１参照）を装置本体に着脱することができる。

第５〜第８のユニットドア１１５〜１１８を開けると、第２作像ステーション１２の作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋを個別に装置本体に着脱することができる。

そして、本実施形態においては、第１及び第２作像ステーション１１，１２のどこかが故障あるいは部品が寿命に達した場合には、装置全体を停止させて修理あるいはメンテナンスを行なうのではなく、対象部分のみを停止させて作像ユニット又はベルトユニットあるいは作像ステーション単位で機外に取り出して修理あるいはメンテナンスをできるように構成している。

故障又は寿命が発生した場合の対象部分の修理・メンテナンスについて、具体的な例を挙げて説明する。なお、ここでは、各作像ユニット、各作像ステーション、あるいは各ベルトユニットにおいて故障又は寿命が発生する場合の全ての組み合わせ例を示すことはできないので、いくつかの代表的な例を挙げて説明する。

［例１−１］
用紙両面への画像形成動作中に第１作像ステーション１１の作像ユニット３０Ｃに異常が生じて用紙裏面への正常なカラー画像が得られなくなったとする。この例では、ユニット３０Ｃの作像を停止する信号を操作部３３から入力し、用紙裏面（第１作像ステーション１１）については単色画像での記録（モノクロプリント）を指示し用紙表面（第２作像ステーション１２）についてはそのままカラー画像の作像を続ける。さらに、作像ユニット３０Ｃへの停止信号と連動してユニット３０Ｃに関連する駆動と中間転写ベルト２１への転写ローラ２２（ユニット３０Ｃに対向するもの）のバイアス電荷印加の停止及びベルトへの転写ローラ接触が解除される。また、図５に示した第２ユニットドア１１２（ユニット３０Ｃに対応するドア）の開閉を許可し、このユニットドア１１２を開いて作像ユニット３０Ｃを機外に取り出すことが出来る。

各ユニットドアはロック手段を有しており、このロック手段は、操作部３３からの各ユニットの動作停止信号に連動してロックが解除される。具体的には、ソレノイド等を用いることにより、自動ロック及び自動ロック解除を実現できる。

各作像ユニットには、作像ステーションに設置されており機内に有る状態では外部の光に影響されないように内装カバーが設けられているので、ユニットドア１１２を開いても他の作像ユニットにおける作像に問題は発生しない。その後、交換用作像ユニット（又は修理したユニット）３０Ｃを取り付け、作像停止信号を解除し通常のカラー画像記録を用紙裏面についても開始する。再装着した作像ユニットは、操作部３３からの作像停止信号の解除により、例えば紙間のタイミングにおいて中間転写ベルト２１と感光体ドラム１を係合させるよう転写ローラ２２が付勢され、作像ユニットの動作が再開されるよう構成する。

この様に、一部の機能が停止しても機械全体を止める必要が無く、多少の機能を低下させるだけで済み、機械の完全停止による生産性の低下を防止することができる。なお、ここでは第１作像ステーション１１の作像ユニット３０Ｃに異常が生じた場合について説明したが、第１作像ステーション１１の他の作像ユニットあるいは第２作像ステーション１２のいずれかの作像ユニットで異常が生じた場合も同様に、その異常が生じた作像ユニットだけを停止させて交換・修理することが可能である。

［例１−２］
第２作像ステーション１２を用いた片面記録中に中間転写ベルト４１に異常が生じて正常なカラー画像が得られなくなったとする。この例では、第２作像ステーション１２全体の作像動作を停止させる信号を操作部３３から入力するとともに、第１作像ステーション１１を用いて画像形成を継続する指示を操作部３３から入力した。これにより、異常発生以降のページは、第１作像ステーション１１を用いて正常なカラー画像の形成を行った。なお、上記停止信号と連動して、第２作像ステーション１２に関連する駆動と各転写ローラ４２への電荷印加の停止が行なわれる。また、図５に示した第２ステーションドア１０２の開閉を許可し、このドア１０２を開いて第２作像ステーション１２を機外に取り出すことができる。ステーションドアのロック手段はユニットドアのロック手段と同様である。

各作像ユニットには、作像ステーションに設置されており機内に有る状態では外部の光に影響されないように内装カバーが設けられているので、第２ステーションドア１０２を開いても第１作像ステーション１１の作像ユニットにおける作像に問題は発生しない。その後、交換用第２作像ステーション（又は修理したステーション）１２を取り付け、作像停止信号を解除すれば第２作像ステーション１２で通常のカラー画像記録が可能となる。

このように、一方の作像ステーションで故障等が発生しても、機械全体を止めずに他方の作像ステーションで片面記録を継続しながら修理や交換が可能であり、機械の完全停止による生産性の低下を防止することができる。なお、記録物は途中から排紙トレイ１９でのスタックの向きが逆になるが、操作者が揃えてやれば良い。また、ここでは第２作像ステーション１２で故障が発生した場合について説明したが、第１作像ステーション１１で異常が生じた場合も同様にすることができる。

［例１−３］
用紙両面への画像形成動作中に第１作像ステーションの作像ユニット３０Ｍと第２作像ステーションの作像ユニット５０Ｂｋに異常が生じて正常なカラー画像が得られなくなったとする。この例では、ユニット３０Ｍとユニット５０Ｂｋの作像を停止する信号を操作部３３から入力した。また同時に、第１作像ステーション１１では黒（ユニット３０Ｂｋ）単色での作像を、第２作像ステーション１２ではマゼンタ（ユニット５０Ｍ）単色での作像を指示して機械を稼動させた。また、上記停止信号と連動して、ユニット３０Ｍ及びユニット５０Ｂｋに関連する駆動と中間転写ベルト２１，４１への転写ローラ２２，４２（それぞれユニット３０Ｍとユニット５０Ｂｋに対向するもの）のバイアス電荷印加の停止及びベルトへの転写ローラ接触が解除される。さらに、図５に示した第３ユニットドア１１３（ユニット３０Ｍに対応するドア）と第８ユニットドア１１８（ユニット５０Ｂｋに対応するドア）の開閉を許可し、このユニットドア１１３及び１１８を開いて作像ユニット３０Ｍ及び５０Ｂｋを機外に取り出すことが出来る。異常が発生したユニットの交換又は修理後、ユニットを各作像ステーションに取り付け、停止信号を解除することで、正常動作を再開させる。

このように、２つの作像ステーションにまたがる異常発生においても、一部の機能を停止させるのみで最低限の作像動作を実行することができる。しかも、装置を使用しながらの故障修理が可能であることが実証できた。

なお、各作像ユニット、各作像ステーションの独立駆動は、既知の手段（例えば、ユニットあるいはステーションごとの独立モータ、あるいは、駆動系列中に電磁クラッチを設けたり、ソレノイドを用いる機構等）で対応が可能である。

また、各作像ユニット、各作像ステーションの装置本体からの取り外し及び再装着についても、ユニットやステーションをレール等により保持し移動可能に構成することで、修理交換作業が他のユニットあるいはステーションにおける作像動作に影響しないようにすることができる。ステーションドア１０１，１０２及びユニットドア１１１〜１１８についても、ドアをユニット取り出しの補助部材として使用できるように開閉位置等を考慮している。

ここで、本例の画像形勢装置で使用するトナーについて説明する。
先に、「トナーは従来から公知の方法で得られる球形や不定形のトナーが用いられる。体積平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下３μｍ以上の粒子からなるもの」として記述したが、単に画像を得るだけであれば上記のトナーで問題はないが、高画質・高安定の品質を得るためには下記のような粒径分布と円形度を必要とする。特に本例の画像形成装置のように１回の通紙のみで両面に画像形成する場合、一般的に転写紙の表裏で紙質（特に面の粗さ）が異なり転写性能に対しての影響が大きい（転写を通過することで裏面の粗さは緩和される）。従って、これらの影響を受けにくいトナーを用いることは重要になってくる。粒径が小さく分布が揃っているトナー（重量平均粒径が３〜８μｍで重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０〜１．４）は電気的な特性も均一で現像時にトナー層の密度が高く均一となり画質の向上が計れると同時に転写性が良くなり、紙質（粗さ）の影響も受けにくくなる。同様に円形度の高いトナー（平均円形度が０．９３〜１．００）も粒子表面が滑らかで、しかも他との接触面積が小さいため、流動性が良く転写性が非常に良好で両面での画像品質が安定する。したがって、このような粒径分布と円形度を備えたものが、本例の画像形成装置で使用するには理想的なトナー特性と言える。

本願発明者は、各作像ユニットにて使用するトナーの特性として、トナー粒径が重量平均粒径３〜８μmで、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０〜１．４のものを使ったところ、表裏各面の画像濃度差が０．１以下となりベタの埋まり具合にも差がほとんど見られなかったことを確認した。

トナー粒子の粒度分布の測定方法についてはコールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）等で行うことが出来る。また、円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。

次に、図１の画像形成装置における作像動作について、片面記録と両面記録に分けて説明する。
まず、片面記録動作について。先に簡単に説明したように、第１作像ステーション１１あるいは第２作像ステーション１２のどちらを使用しても片面記録が可能であり、操作部３３から指示選択できるようになっている。本例の画像形成装置の構成では、第１作像ステーションの中間転写ベルト２１に担持させた画像を用紙の片面に転写すると画像が用紙の上面に、第２作像ステーションの中間転写ベルト４１に担持させた画像を用紙の片面に転写すると画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数ページになるケースでは、排紙スタック部１９上でページが揃うように作像順序を制御するのが好都合である。ここでは、最後のページの画像データから順に（逆ページ順に）記録してページ揃えをするよう、第１作像ステーションを用いて片面記録を行なう動作について説明する。

画像形成の開始が指示されると、第１作像ステーション１１において中間転写ベルト２１と各作像ユニット３０Ｙ〜３０Ｂｋにおける感光体１が回動する。同時に第２作像ステーション１２において中間転写ベルト４１が回動するが、こちらの各作像ユニット５０Ｙ〜５０Ｂｋにおける感光体１は中間転写ベルト４１から離間状態とされるとともに不回転状態にされる。フルカラー画像ではイエローの作像ユニット３０Ｙから作像が開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置４の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置３により一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ５ａによりイエロートナーで現像されて可視像となり、一次転写ローラ２２の作用により感光体１Ｙと同期して移動する中間転写ベルト２１上に静電的に一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写動作が他の作像ユニット３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋでもタイミングをとって順次同様に行われる。

この結果、中間転写ベルト２１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、中間転写ベルト２１とともに移動される。

一方、給紙装置４０のなかの給紙トレイ８１あるいは給紙カセット８２ａ〜ｃから、記録に使われる用紙がその供給のための分離給送手段８３ａ〜ｄの一つにより繰り出され、搬送ローラ対８４等により記録紙搬送路８６に搬送される。用紙の先端がレジストローラ対５３に咥えられない前に、ジョガー５５は、用紙の搬送方向に対し両側の横方向から用紙両辺を押すように作動し、用紙横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対５３はまだ静止しており、用紙の先端はレジストローラ対５３のニップに入り込んだ状態で静止するが、中間転写ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対５３が回転し、用紙を転写領域に送り出す。

上記のように中間転写ベルト２１上に担持されたフルカラートナー画像は、中間転写ベルト２１と同期して搬送される用紙の上面に、二次転写ローラ５１による作用を受けて転写される。二次転写ローラ５１に与えられるバイアスは、本例ではトナーの帯電極性と逆のプラス極性である。

その後、中間転写ベルト２１の表面はベルトクリーニング装置２３によりクリーニングされる。また一次転写を終了した各作像ユニット３０Ｙ〜３０Ｂｋにおける感光体ドラム１の表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置２のクリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂにより、各感光体の表面から除去される。各感光体１の表面は除電装置６による残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収手段２ｃにより、回収部３１に送られる。なおセンサ７，８は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出力する。

中間転写ベルト２１に重ねられてベルト上のトナー像が転写された用紙は、搬送装置６０の搬送ベルト６１により定着装置１５に向け移送される。用紙を確実に搬送ベルト６１とともに移送できるよう、あらかじめ移送ベルト６１の表面を用紙吸着用チャージャ６３により帯電する。また、用紙が搬送ベルト６１から分離され、確実に定着装置１５に送られるように、除電・分離チャージャ６４が設けられている。

用紙上に転写された各色トナー像は定着装置１５の熱と圧力による定着作用を受け、溶融・混色されて完全にカラー画像となる。用紙の片面（ここでは上面）だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられると画像が欠落したり乱れたりするので、冷却手段である冷却ローラ対１６が作動し、トナーと用紙を冷却する。その後、排紙ローラ１７により排紙スタック部１９に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部１９では若いページの記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているのでページ順が揃うようになっている。

第２作像ステーション１２を用いた片面記録動作は、排紙スタック部１９にページ順で排紙されるように先頭ページから（ページ順に）画像形成を行うことが異なっているが、基本的には上記した第１作像ステーションでの作像動作と同様であるので、説明を省略する。

次に、用紙の両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
画像形成の開始が指示されると、上記の片面記録動作で説明したと同様に第１作像ステーション１１での各色ごとの画像形成動作を行ない（以下、第１作像ステーション１１で作成した画像を第１画像と呼ぶ）、これとほぼ平行して、第２作像ステーション１２の各作像ユニット５０Ｙ〜５０Ｂｋで順次形成した各色ごとのトナー画像を中間転写ベルト４１に順次一次転写させ、第２画像として担持させる工程がおこなわれる。図１に示すような装置構成なので、上記第１画像と第２画像が、用紙の搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１画像の形成開始より遅れて第２画像の形成が開始される。また用紙はレジストローラ対５３で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガー５５で整合される。レジストローラ対５３は、タイミングをとって用紙を第１の二次転写手段である転写ローラ５１と中間転写ベルト２１で構成された第１転写部に搬送する。ここで転写ローラ５１にプラス極性の転写電流が印加され、中間転写ベルト２１から用紙の片面（ここでは上面）に第１画像が転写される。

片面（上面）に画像（第１画像）を転写されたた用紙は、転写ローラ５１の搬送作用により、引き続き第２の二次転写手段である転写チャージャ５２のある第２転写部に送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、中間転写ベルト４１にあらかじめ担持されているフルカラーの第２画像が、一括して用紙の下面に転写される。

このようにして両面にフルカラートナー像が転写された用紙は、搬送ベルト６１により定着装置１５へと搬送される。吸着用チャージャ６３により、搬送ベルト６１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。したがって用紙下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにされている。そして除電・分離チャージャ６４に交流電圧が印加され、用紙はベルト６１から分離され、定着装置１５へと移送される。定着装置１５の熱と圧力による定着処理を受け、用紙両面のトナー画像が溶融・混合される。用紙は引き続いて冷却ローラ対１６を通過し、排紙ローラ１７により排紙スタック部１９上に排紙される。

複数ページの両面記録を行なう場合、若いページの画像が下面となって排紙スタック部１９にスタックされるように作像順序を制御する。このような作像順序の制御や、定着装置の電力を片面記録時より増やすなどの制御は、図示しない制御手段により実行される。なお、ここでは片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録の例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。

次に、図５を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
図５に示す画像形成装置は、前記図１の装置と同じく第１及び第２の２つの作像ステーション２１１，２１２を備えている。

第１作像ステーション２１１では、中間転写ベルト２２１が横長に張設されており、そのベルト２２１の上辺部に沿って４つの作像ユニット２３０Ｙ〜２３０Ｂｋが並設されている。また、ベルト上辺部にはベルトクリーニング装置２２３も配置されている。本例の作像ユニット２３０Ｙ〜２３０Ｂｋは共通の露光装置２０８からのレーザ光で光書き込みが行われる構成である。各作像ユニット２３０Ｙ〜２３０Ｂｋは感光体ドラム１を有しており、その感光体ドラム１の周囲には電子写真プロセスに必要な各機器が配置されている。中間転写ベルト２２１の内部で各作像ユニットの感光体ドラム１に対応する位置に、一次転写手段である転写ローラ２２２がそれぞれ配置されている。中間転写ベルト２２１が張架される複数のローラのうち、ローラ２０４は二次転写手段としての転写ローラである。

第２作像ステーション２１２では、中間転写ベルト２４１が縦長に張設されており、そのベルト２２１の図における右辺部に沿って４つの作像ユニット２５０Ｙ〜２５０Ｂｋが並設されている。また、ベルト最上部にはベルトクリーニング装置２４３が配置されている。こちらの作像ユニット２５０Ｙ〜２５０Ｂｋも共通の露光装置２０８からのレーザ光で光書き込みが行われる構成である。各作像ユニット２５０Ｙ〜２５０Ｂｋは感光体ドラム１を有しており、その感光体ドラム１の周囲には電子写真プロセスに必要な各機器が配置されている。中間転写ベルト２４１の内部で各作像ユニットの感光体ドラム１に対応する位置に、一次転写手段である転写ローラ２４２がそれぞれ配置されている。中間転写ベルト２４１が張架される複数のローラのうち、ローラ２３４は二次転写手段としての転写ローラである。転写ローラ２０４に対向するローラ２３５、転写ローラ２３４に対向するローラ２０３は、それぞれ接地してありアースローラとして作用する。

中間転写ベルト２２１と中間転写ベルト２４１とは、回転ローラ２０３，２０４及び回転ローラ２３４，２３５部にて接触し、所定の転写ニップを形成する。このニップ部における中間転写ベルト２２１と２４１の接触が解除できるよう、本例においては、支持ローラ１３，１４あるいは支持ローラ２３４，２３５を移動可能に構成している。その移動は、図示しないスプリングとソレノイド等の機構により行われる。

また、図１の画像形成装置１００と同様に、各中間転写ベルト内の複数の一次転写ローラ２２２あるいは２４２は、それぞれベルトへの付勢機構を備えており、その付勢を個別に解除できるように構成されている。したがって、一次転写ローラ２２２あるいは２４２の付勢を個別に解除することによって、各色作像ユニット２３０Ｙ〜２３０Ｂｋ及び２５０Ｙ〜２５０Ｂｋの各感光体ドラム１へのベルト２２１，２４１の圧接が解除され、各色作像ユニットは装置本体から独立して着脱可能に構成されている。

また、中間転写ベルト２２１又は２４１に関連する部材は、それぞれ第１ベルトユニット２２０、第２ベルトユニット２４０として一体的に構成してあり、装置本体に対して着脱可能に構成されている。各ベルトユニットを着脱する場合は、中間転写ベルト２２１と２４１の接触を解除させて行なう。

装置内の下部には給紙部が設けられており、給紙カセット２８２ａ，ｂが配置されている。各給紙カセットからは、給紙手段２８３ａ，ｂによりカセット内の用紙が給送される。給紙部から給送された用紙はレジストローラ対２５３によりタイミングを取って送出され、各中間転写ベルト２２１，２４１から画像を転写された後、定着装置２１５でトナー像の定着が行われ、排紙ローラ対２１７により、装置上面に形成された排紙スタック部２１９に排出されてスタックされる。

本例の画像形成装置形成装置２００における画像形成動作について簡単に説明する。
両面プリントを行う場合、第１作像ステーション２１１で形成した画像を中間転写ベルト２２１から用紙の一方側の面に転写し、第２作像ステーション２１２で形成した画像を中間転写ベルト２４１から用紙の他方側の面に転写し、定着装置２１５にて用紙上に画像を定着して排紙トレイ２１９に排出する。各作像ユニットで感光体ドラム１上に形成する画像は共に正象であり、各中間転写ベルト上では鏡像（逆像）に、用紙に転写すると正象となる。排紙トレイ２１９にフェイスダウン排紙でページ順にスタックする場合、第１作像ステーション２１１で形成した画像が表面画像であり、第２作像ステーション２１２で形成した画像が裏面画像である。

片面プリントの場合、排紙トレイ２１９にフェイスダウン排紙でページ順にスタックするときは、第１作像ステーション２１１のみで画像を形成し、これを用紙の片面に転写して排紙する。この場合、感光体ドラム１上に形成する画像は正象であり、中間転写ベルト２２１上では鏡像（逆像）に、用紙に転写すると正象となる。

一方、片面プリント時に排紙トレイ２１９にフェイスアップ排紙でページ順にスタックする場合は、第２作像ステーション２１２のみで画像を形成し、これを用紙の片面に転写して排紙する。この場合、画像形成順は逆ページ順となる（後のページから作成する）。また、このとき感光体ドラム１上に形成する画像は正象であり、中間転写ベルト２４１上では鏡像（逆像）に、用紙に転写すると正象となる。

ところで、本実施形態の装置では、中間転写ベルト２２１上に担持したトナー像を他方の中間転写ベルト２４１に転写すること、および、中間転写ベルト２４１上に担持したトナー像を他方の中間転写ベルト２２１に転写することが可能となっている。すなわち、中間転写ベルト２２１上に担持されたトナー像がベルトの回動によって転写領域へ来たときに、二次転写ローラ２０４にトナーの帯電極性と同極性の転写バイアスを印加することで、ベルト２２１上のトナー像がベルト２４１へと転写される。同様に、中間転写ベルト２４１上に担持されたトナー像がベルトの回動によって転写領域へ来たときに、二次転写ローラ２３４にトナーの帯電極性と同極性の転写バイアスを印加することで、ベルト２４１上のトナー像がベルト２２１へと転写される。

さて、本第２実施形態においても、上記したように両作像ステーション２１１，２１２において、各作像ユニット２３０Ｙ〜２３０Ｂｋ，２５０Ｙ〜２５０Ｂｋ、及び各ベルトユニット２２０，２４０が装置本体に対して着脱可能に構成されている。そして、図示は省略するが、第１実施形態において図５に示したと同様に、各作像ユニットを個別に着脱するための計８個のユニットドアと、各ベルトユニットあるいは各ステーション全体を着脱するための計２個のステーションドアが設けられている。

したがって、第１及び第２作像ステーション２１１，２１２のどこかが故障あるいは部品が寿命に達した場合には、装置全体を停止させて修理あるいはメンテナンスを行なうのではなく、対象部分のみを停止させて作像ユニット又はベルトユニットあるいは作像ステーション単位で機外に取り出して修理あるいはメンテナンスができるようになっている。

故障又は寿命が発生した場合の対象部分の修理・メンテナンスについて、具体的な例を挙げて説明する。なお、ここでは、各作像ユニット、各作像ステーション、あるいは各ベルトユニットにおいて故障又は寿命が発生する場合の全ての組み合わせ例を示すことはできないので、いくつかの代表的な例を挙げて説明する。

［例２−１］
用紙両面への画像形成動作中に第２作像ステーション２１２の作像ユニット２５０Ｙに異常が生じて用紙裏面への正常なカラー画像が得られなくなったとする。この例では、ユニット２５０Ｙだけでなく第２作像ステーション２１２の全作像ユニット２５０の作像を停止する信号を操作部３３から入力し、用紙裏面全体に対応する作像ユニットの動作を中止させる。ただし、用紙表面について、すなわち第１作像ステーション２１１においてはそのままカラー画像の作像を続ける。そして、上記停止信号と連動して第２作像ステーション２１２の全作像ユニット２５０の駆動と中間転写ベルト２４１への全転写ローラ４２のバイアス電荷印加の停止及びベルトとの転写ローラ接触も解除する。ただし、中間転写ベルト２４１は稼働させ、第１作像ステーション２１１の作像ユニット２３０で作成したカラー像を中間転写ベルト２２１から中間転写ベルト２４１上に転写させる。このベルト２４１上に転写したトナー像（１ページ目の画像）は、ベルト２４１に担持されたまま１周させる。

次に、第２作像ステーション２１２で作成されるはずであった２ページ目の画像を第１作像ステーション２１１で形成し（先の１ページ目画像と位置が合うタイミングで形成し）、中間転写ベルト２２１に担持させる。そして、両画像に合わせて給紙カセット２８２から用紙を給送し、ベルト２４１に担持した１ページ目画像と中間転写ベルト２２１に担持した２ページ目画像とを、転写領域にて用紙の両面に転写紙、定着装置２１５で定着して排紙トレイ２１９にスタックさせる。

この間に、異常が発生した作像ユニット２５０Ｙに対応するユニットドア（図示せず）の開閉が可能となっており、該ドアを開けて異常が発生したユニット２５０Ｙを取り出して交換又は修理し、交換又は修理した作像ユニット２５０Ｙを装置本体に再装着する。そして作像停止信号を解除し通常のカラー画像を第２作像ステーション２１２でも開始した。

この様に、本例では、異常が発生していない作像ステーションにて両面画像を順次形成し、その両面画像を２つの中間転写ベルト２２１，２４１から用紙両面に転写することができるので、作像スピードは低下するが機械全体を止める必要が無く、機械の完全停止を防止して生産性の低下を防ぐことができる。もちろん、第１作像ステーション２１１側で異常が発生した場合は、第２作像ステーション２１２を用いて同様の動作が可能である。

その他、第１実施形態の例１−１〜１−３で説明した場合と同様に、１つあるいは複数の作像ステーション、又は中間転写ベルトに異常が発生した場合などには、対応するユニットドアあるいはステーションドアを開放して、装置稼動状態で異常に対応するユニットあるいはステーションを取り出して交換・修理等を行うことが可能であり、装置全体を停止させる必要がなく、生産性の低下を防ぐことができる。

また、本実施形態において、各作像ユニットにて使用するトナーの特性として、平均円形度が０．９３〜１．００のものを使用したところ、表裏とも紙への転写率がほぼ１００％に近くなり（ベルト上の残トナー量を計測出来なかった）、表裏で画像上の差を見いだせなかった。例２−１のケースでは、異常が発生した側の中間転写ベルトから用紙へ転写した画像は、他方側の画像よりも転写回数が１回多くなる（異常発生側：ベルト→ベルト→用紙の３回、正常側：ベルト→用紙の２回）が、正常側画像との差はほとんど確認できないレベルであった。

以上、本発明を図示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い。
例えば、各作像ステーションは、それぞれ１つの作像ユニットを備え、各作像ステーションがモノクロ記録を行う構成とすることもできる。

また、一方の作像ステーションが１つの作像ユニットを備え、他方の作像ステーションが複数の作像ユニットを備え、一方の作像ステーションでモノクロ記録を行い、他方の作像ステーションでカラー記録が可能な構成とすることもできる。

作像ステーションでフルカラー記録を可能とする構成の場合、作像ユニットの数は４つに限らず、３つの作像ユニットを有する構成も可能である。
また、各作像ユニットにおける像担持体は、感光体ドラムに限らず、ベルト状感光体でも構わない。

また、各作像ステーションの中間転写体は、ベルト状に限らず、ドラム状中間転写体を用いることも可能である。
また、一次転写手段、二次転写手段は、転写ローラ、転写チャージャに限らず、任意の構成の接触式あるいは比接触式の転写手段を採用することができる。

また、定着装置の方式や露光装置の方式、あるいは画像読取手段の有無等、任意の構成を採用することができる。
また、感光体及びトナーの帯電極性、現像バイアス、転写バイアスの極性等は適宜設定することが可能である。

本発明に係る画像形成装置の一例における概略構成を示す断面図である。 第１作像ステーションの作像ユニットを示す断面図である。 第２作像ステーションの作像ユニットを示す断面図である。 第１及び第２作像ステーションの作像ユニットの特性を説明するための模式図である。 作像ユニット及び作像ステーションを着脱するためのドアを示す模式図である。 本発明に係る画像形成装置の別例における概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
１１，１２ 作像ステーション
２０，４０ ベルトユニット
２１，４１ 中間転写ベルト
２２，４２ 一次転写ローラ
３０，５０ 作像ユニット
３３ 操作部
５１ 二次転写ローラ
５２ 二次転写チャージャ
８０ 給紙装置
１００，２００ 画像形成装置
２０４，２３４ 二次転写ローラ
２１１，２１２ 作像ステーション
２２０，２４０ ベルトユニット
２２１，２４１ 中間転写ベルト
２２２，２４２ 一次転写ローラ

Claims (3)

1. 中間転写体とその周囲に配置された少なくとも一つの作像ユニットからなる作像ステーションを複数ステーション有し、該複数ステーションで形成した画像を記録媒体の各面に転写することにより両面記録可能な画像形成装置において、
   前記各作像ユニットはそれぞれ独立して駆動され、前記各作像ユニットと前記中間転写体の係合を個別に解除可能に設け、前記各作像ユニットを装置本体に対して個別に着脱可能に構成するとともに、
   前記各作像ユニットの動作停止を指示する入力手段を有し、該入力手段からの指示により動作を停止させた作像ユニットを装置稼動中に装置本体から取り出し可能に設け、
   前記取り出した作像ユニットを装置本体に装着後、前記入力手段から該作像ユニットの動作停止解除を指示することにより、該作像ユニットの感光体と前記中間転写体とが紙間のタイミングにおいて係合されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各作像ステーションが複数の前記作像ユニットを備える場合、任意の単数又は複数の作像ユニットが装置本体から取り出し可能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。
3. 前記複数の作像ステーションの中間転写体が接触して設けられ、一方の中間転写体から他方の中間転写体へ画像の転写が可能であり、
   両面記録時に前記いずれかの作像ステーションで作像ユニットに異常が生じた場合、作像可能な作像ステーションで作成した第一面画像を当該作像ステーションの中間転写体から他方の作像ステーションの中間転写体へ転写させ、該第一面画像を担持する中間転写体を１周させるとともに、前記作像ユニットに異常が生じた作像ステーションで作成すべき第二面画像を前記作像可能な作像ステーションで作成して、該第二面画像を当該作像ステーションの中間転写体へ転写させ、
   前記各中間転写体から前記第一面画像および前記第二面画像を記録媒体の両面に転写して両面記録を行うことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。

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