JP7059653B2 - 画像形成装置および画像形成ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置および画像形成ユニットに関する。
従来技術として、特許文献1には、記録紙上にカラー画像を形成するプリンタであって、黒色の画像が記録紙に転写される黒色画像形成ユニットと、各色の画像が記録紙に転写される有彩色画像形成ユニットとを備えるプリンタが開示されている。
例えばYMCK色等の画像を形成する第1画像形成部の他に、例えば特色等の画像を形成する第2画像形成部を備える画像形成装置では、設置面積を小さくする等の目的で、第1画像形成部の重力方向の上方に第2画像形成部を設ける場合がある。
特開2004-205944号公報
しかしながら、第1画像形成部の重力方向の上方に第2画像形成部を設けた場合には、例えば第2画像形成部において重力方向の上方へ搬送される記録材に対して水平方向から画像を形成する構成とすると、画像形成装置の重力方向の寸法が大きくなりやすい。
本発明は、第1画像形成部の重力方向の上方に第2画像形成部を設けた画像形成装置において、第2画像形成部で重力方向の上方へ搬送される記録材に対して水平方向から画像を形成する場合と比較して、画像形成装置の重力方向の寸法を小さくすることを目的とする。
請求項1に係る発明は、記録材の一方の面に画像を形成する第1画像形成部と、前記第1画像形成部の重力方向の上方に設けられ、当該第1画像形成部から受け取った記録材を前記一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送し、当該一方の面に対して重力方向の下方から画像を形成する第2画像形成部と、前記第1画像形成部にて画像が形成された記録材を排出する排出部とを備え、前記第2画像形成部は、記録材の搬送方向において前記第1画像形成部と前記排出部との間に設けられ、記録材の前記一方の面に重力方向の下方からトナー像を形成するトナー像形成部と、当該トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する定着部とを備え、当該第1画像形成部から受け取った記録材に対して画像を形成しない場合に、当該トナー像形成部または当該定着部の少なくとも一つを用いて記録材を当該排出部へ搬送することを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明は、前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の搬送経路が、重力方向の上方へ湾曲していることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3に係る発明は、前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部における記録材の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の上方へ傾いていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置である。
請求項4に係る発明は、前記第2画像形成部は、前記定着部における記録材の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の下方へ傾いていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置である。
請求項5に係る発明は、前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の前記搬送経路に、重力方向の上方へ搬送される記録材を重力方向の下方へ案内する案内部を有することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置である。
請求項6に係る発明は、前記案内部は、重力方向の上方に凹んだ形状を有し記録材の他方の面に接触して記録材を重力方向の下方へ案内する案内面を有することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置である。
請求項7に係る発明は、前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の搬送経路において気体の流れによって記録材を重力方向の上方へ誘導する誘導部をさらに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である。
請求項8に係る発明は、前記第1画像形成部は、記録材の前記一方の面にトナー像を形成する他のトナー像形成部と、当該他のトナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する他の定着部とを備え、前記第2画像形成部は、前記第1画像形成部から受け取った記録材に対して画像を形成しない場合に、前記定着部を用いて記録材を加熱した後に前記排出部へ搬送することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項9に係る発明は、記録材の一方の面に画像を形成する第1画像形成部と、前記第1画像形成部の重力方向の上方に設けられ、当該第1画像形成部から受け取った記録材を前記一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送し、当該一方の面に対して重力方向の下方から画像を形成する第2画像形成部とを備え、前記第1画像形成部は、記録材の前記一方の面にトナー像を形成する第1トナー像形成部と、当該第1トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第1定着部とを備え、前記第2画像形成部は、記録材の前記一方の面に重力方向の下方からトナー像を形成する第2トナー像形成部と、当該第2トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第2定着部とを備え、前記第1画像形成部は、記録材に対して画像を形成しない場合に、前記第1定着部で記録材を加熱し、前記第2画像形成部は、前記第1画像形成部の前記第1定着部で加熱された記録材を受け取って、前記一方の面に対して画像を形成する画像形成装置である。
請求項10に係る発明は、記録材の一方の面にトナー像を形成する第1トナー像形成部と、当該第1トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第1定着部とを備える画像形成装置から重力方向の上方へ搬送される記録材を受け取って、当該一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される記録材の前記一方の面に対して重力方向の下方からトナー像を形成する第2トナー像形成部と、前記第2トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第2定着部とを備え、前記搬送部は、前記画像形成装置の前記第1トナー像形成部によりトナー像が形成されずに前記第1定着部で加熱された記録材を受け取り、前記第2トナー像形成部は、前記第1定着部で加熱された記録材の前記一方の面に対して画像を形成することを特徴とする画像形成ユニットである。
請求項1に係る発明によれば、第1画像形成部の重力方向の上方に第2画像形成部を設けた画像形成装置において、第2画像形成部で重力方向の上方へ搬送される記録材に対して水平方向から画像を形成する場合と比較して、画像形成装置の重力方向の寸法を小さくすることができる。
請求項2に係る発明によれば、トナー像形成部から定着部へ向かう記録材の搬送経路が重力方向の上方へ湾曲していない場合と比較して、トナー像形成部で記録材に形成された画像が他の部材に接触することを抑制できる。
請求項3に係る発明によれば、トナー像形成部における記録材の搬送方向が重力方向の上方へ傾斜していない場合と比較して、記録材を重力方向の上方へ湾曲した状態にしやすくなる。
請求項4に係る発明によれば、定着部における記録材の搬送方向が重力方向の下方へ傾斜していない場合と比較して、重力方向の上方へ湾曲した状態の用紙を円滑に定着部に案内することができる。
請求項5に係る発明によれば、案内部を有しない場合と比較して、トナー像形成部で記録材に形成された画像が他の部材に接触することを抑制できる。
請求項6に係る発明によれば、重力方向の上方に凹んだ形状の案内面を有しない場合と比較して、用紙を定着部に向けて滑らかに案内することができる。
請求項7に係る発明によれば、誘導部を有しない場合と比較して、トナー像形成部で記録材に形成された画像が他の部材に接触することを抑制できる。
請求項8に係る発明によれば、第1画像形成部から受け取った記録材に対して画像を形成しない場合に、記録材を定着部で加熱しない場合と比較して、記録材に対する第1画像形成部で形成された画像の定着性を向上させることができる。
請求項9に係る発明によれば、第1画像形成部の重力方向の上方に第2画像形成部を設けた画像形成装置において、第2画像形成部で重力方向の上方へ搬送される記録材に対して水平方向から画像を形成する場合と比較して、画像形成装置の重力方向の寸法を小さくすることができる。
請求項10に係る発明によれば、画像形成装置の重力方向の上方に画像形成ユニットを設けた場合に、画像形成ユニットで重力方向の上方へ搬送される記録材に対して水平方向から画像を形成する場合と比較して、画像形成装置の重力方向の寸法を小さくすることができる。
実施の形態1が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。 実施の形態1が適用される第2画像形成ユニットの構成を示した図である。 (a)~(b)は、第2画像形成部における感光体ドラムと転写ロールとの配置を説明するための図である。 実施の形態2が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。 実施の形態3が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1が適用される画像形成装置1の全体構成を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、記録材の一例としての用紙に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)(以下、これらの色を通常色と称する場合がある)の画像を形成する第1画像形成ユニット100を有している。また、画像形成装置1は、第1画像形成ユニット100の重力方向の上方(図1における上方)に重ねられ、第1画像形成ユニット100から搬送された用紙に、通常色とは異なる特色の画像を形成する第2画像形成ユニット200とを有している。
本実施の形態の画像形成装置1では、通常色すなわち、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像の形成が行えるとともに、通常色の画像に特色の画像をさらに重畳させた画像の形成も行えるようになっている。
また、この例では、第2画像形成ユニット200は、第1画像形成ユニット100に対して着脱可能に設けられている。そして、第2画像形成ユニット200を第1画像形成ユニット100から取り外した場合には、第1画像形成ユニット100を単独で、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像を形成するカラープリンタとして用いることができる。
第1画像形成ユニット100は、所謂タンデム型のカラープリンタである。第1画像形成ユニット100は、画像データに対応して用紙に画像形成を行う第1画像形成部10を備えている。また、第1画像形成ユニット100は、第1画像形成部10に対して用紙を供給する用紙供給部31と、第1画像形成部10または後述する第2画像形成部20で画像が形成された用紙が排出される排出部の一例としての用紙排出部32と、用紙排出部32から排出された用紙が積載される用紙積載部33とを備えている。さらに、第1画像形成ユニット100は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応し、第1画像形成部10に対して各色のトナーを供給するトナーカートリッジ35を備えている。
さらにまた、第1画像形成ユニット100は、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部50を備えている。
また、第1画像形成ユニット100には、用紙供給部31から第1画像形成部10を通って用紙排出部32に向けて用紙を搬送する第1用紙搬送経路R1が設けられている。さらに、第1画像形成ユニット100には、第1画像形成部10にて画像が形成された用紙の表裏を反転させてこの用紙を再び第1画像形成部10に搬送する用紙反転経路R2が設けられている。さらにまた、第1画像形成ユニット100には、後述する第1定着装置16の下流側にて第1用紙搬送経路R1に接続され、第1画像形成部10を通過した用紙を第2画像形成ユニット200へ受け渡す用紙受渡経路R3が設けられている。
第1用紙搬送経路R1は、用紙供給部31から第1画像形成部10に向けて重力方向の上方に延びた後、用紙排出部32に向けて水平方向に延びるように形成されている。また、用紙受渡経路R3は、第1用紙搬送経路R1との接続部から第2画像形成ユニット200に向けて重力方向の上方に延びている。
第1画像形成部10は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応し水平方向に並列配置される4つの感光体ドラム11と、各感光体ドラム11に対応して配置される4つの一次転写ロール12と、各感光体ドラム11上に形成されたトナー像が順次転写される中間転写ベルト13と、中間転写ベルト13に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する第1トナー像形成部の一例としての二次転写ロール14と、中間転写ベルト13を挟んで二次転写ロール14に対向配置されるバックアップロール15とを有している。
また、第1画像形成部10は、二次転写されたトナー像を用紙上に定着させる第1定着部の一例としての第1定着装置16を有している。
それぞれの感光体ドラム11は、不図示の駆動手段により、予め定めた方向(図1における矢印A方向)に回転駆動される。
また、各感光体ドラム11の周囲には、それぞれ、感光体ドラム11の表面を帯電する帯電装置、帯電装置によって帯電された感光体ドラム11の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置、感光体ドラム11に形成された静電潜像を各色のトナーで現像し可視化する現像装置、一次転写後に感光体ドラム11に残存するトナーを除去するクリーナ等が順に配置されている(いずれも不図示)。
各一次転写ロール12は、それぞれに対応する感光体ドラム11に、中間転写ベルト13を介して対向配置される。これらの一次転写ロール12は、対応する感光体ドラム11上に形成されたトナー像を中間転写ベルト13上に一次転写するものである。
中間転写ベルト13は、一次転写ロール12および複数の支持ロール(不図示)によって回転可能に掛け渡されている。そして、中間転写ベルト13は、複数の支持ロールのうちの駆動ロール(不図示)によって矢印B方向に回転駆動される。
二次転写ロール14は、中間転写ベルト13に対向して設けられ、中間転写ベルト13を介してバックアップロール15に押圧されている。二次転写ロール14は、バックアップロール15との間に二次転写部Taを形成する。そして、二次転写部Taでは、不図示の電源により二次転写ロール14またはバックアップロール15に対して転写電圧が形成され、二次転写ロール14は、二次転写部Taにおいて中間転写ベルト13上に順次一次転写された各色のトナー像を用紙に対して二次転写(一括転写)する。この例では、二次転写ロール14は、用紙供給部31から供給され第1用紙搬送経路R1を搬送される用紙に対して、図中左側からトナー像を二次転写する。
第1定着装置16は、例えばハロゲンランプ、抵抗発熱体、誘導加熱コイル等の熱源を有する加熱部材と、加熱部材との間に加圧部Naを形成する加圧部材とを備え、この加圧部Naに用紙を通過させることで、熱および圧力によって用紙にトナー像を定着させる。
また、詳細については後述するが、第1定着装置16にてトナー像が定着された用紙は、画像形成面を図中左側に向けた状態で重力方向の上方へ搬送される。
図2は、実施の形態1が適用される第2画像形成ユニット200の構成を示した図である。
第2画像形成ユニット200は、画像形成ユニットの一例であって、用紙に特色の画像を形成する所謂直接転写方式の単色プリンタである。ここで、特色とは、通常色とは異なる色であり、例えば通常色すなわち、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーからは実現することが難しい色を挙げることができる。このような特色として具体的には、白、透明色、ライトシアン、ライトマゼンタ、オレンジ、ヴァイオレット、グリーン等の他、金属顔料を用いて着色される金や銀等のメタリックカラーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
図2に示すように、第2画像形成ユニット200は、画像データに対応して用紙に重力方向の下方から画像形成を行う第2画像形成部20を備えている。
また、第2画像形成ユニット200は、第2画像形成部20に対してトナーを供給するトナーカートリッジ36を備えている。この例では、トナーカートリッジ36は、第2画像形成部20に対して水平方向にずれた位置に設けられている。より具体的には、トナーカートリッジ36は、第2画像形成部20に対して、後述する第2定着装置26から離れる方向にずれた位置に設けられている。これにより、本実施の形態の画像形成装置1では、トナーカートリッジ36と第2画像形成部20とが重力方向に重なって配置される場合と比較して、第2画像形成ユニット200の重力方向の寸法を小さくすることができる。また、トナーカートリッジ36が第2定着装置26に近い位置に設けられる場合と比較して、第2定着装置26からの熱によるトナーの劣化が抑制される。
また、第2画像形成ユニット200には、第1画像形成ユニット100の用紙受渡経路R3から受け取った用紙を、第2画像形成部20を通って用紙積載部33に搬送する搬送部の一例としての第2用紙搬送経路R4が設けられている。第2用紙搬送経路R4は、第1画像形成ユニット100の用紙受渡経路から用紙を受け取り重力方向の下方から上方へ用紙を搬送する上流部R4aと、上流部R4aにおける重力方向の上端から第2画像形成部20を通って水平方向へ延び用紙を用紙積載部33に向けて搬送する下流部R4bとを有している。
本実施の形態の第2画像形成ユニット200では、第2画像形成部20が、第2用紙搬送経路R4における下流部R4bに設けられている。第2用紙搬送経路R4の下流部R4bでは、用紙は、第2画像形成部20にて画像が形成される画像形成面が重力方向の下方へ向くように搬送される。そして、第2画像形成部20では、用紙に対して重力方向の下方から画像形成を行う。
本実施の形態では、第2画像形成部20が第2用紙搬送経路R4の下流部R4bにおいて重力方向の下方から画像形成を行う構成とすることで、例えば第2画像形成部20が上流部R4aにおいて水平方向から画像を形成する場合と比較して、重力方向に延びる上流部R4aの長さを短くすることができる。これにより、第2画像形成部20が上流部R4aにおいて水平方向から画像を形成する場合と比較して、第2画像形成ユニット200および画像形成装置1全体の重力方向の寸法を小さくすることができる。
なお、第2画像形成部20が重力方向の下方から画像形成を行う構成とすると、第2画像形成部20が水平方向から画像を形成する場合と比較して、第2画像形成ユニット200の水平方向の寸法が大きくなる場合がある。しかしながら、第2画像形成ユニット200は、第1画像形成ユニット100と比べて構成部材の数が少ないため、第1画像形成ユニット100と比べて水平方向の寸法が大きくなりにくい。したがって、第2画像形成部20が重力方向の下方から画像形成を行う構成とした場合であっても、画像形成装置1全体の水平方向の寸法が大きくなることは抑制される。
第2画像形成部20は、感光体ドラム21と、感光体ドラム21との間に転写部Tbを形成し感光体ドラム21上に形成されたトナー像を用紙に転写するトナー像形成部または第2トナー像形成部の一例としての転写ロール22と、転写されたトナー像を用紙上に定着させる定着部または第2定着部の一例としての第2定着装置26とを有している。また、第2画像形成部20は、転写部Tbにてトナー像が転写され第2定着装置26に向けて搬送される用紙を案内する案内部28を有している。
感光体ドラム21は、不図示の駆動手段により、予め定めた方向(図1、図2における矢印C方向)に回転駆動される。
また、感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21の表面を帯電する帯電装置、帯電装置によって帯電された感光体ドラム21の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置、感光体ドラム21に形成された静電潜像をトナーで露光して静電潜像を形成する現像装置、転写後に感光体ドラム21に残存するトナーを除去するクリーナ等が順に配置されている(いずれも不図示)。
上述したように、第2画像形成部20では、転写部Tbにおいて、用紙の画像形成面が重力方向の下方を向くように搬送される。そして、第2画像形成部20では、転写部Tbにおいて、第1画像形成ユニット100から搬送された用紙に対して重力方向の下方から画像を形成する。
図3(a)~(b)は、第2画像形成部20における感光体ドラム21と転写ロール22との配置を説明するための図であり、感光体ドラム21と転写ロール22との配置の一例を示した図である。
本実施の形態のように転写部Tbが回転する感光体ドラム21および転写ロール22により形成される場合、転写部Tbにおいて重力方向の下方から画像を形成するとは、トナー像を保持する感光体ドラム21が転写ロール22と比べて重力方向の下方に配置されることを意味する。より具体的には、感光体ドラム21の回転中心21aが、転写ロール22の回転中心22aよりも重力方向の下方に位置することを意味する。
したがって、転写部Tbにおいて重力方向の下方から画像を形成する場合とは、例えば図3(a)に示すように、感光体ドラム21の全体が転写ロール22よりも重力方向の下方に位置する形態の他、図3(b)に示すように、感光体ドラム21と転写ロール22との重力方向の位置が一部重複しているような形態も含む。
また、本実施の形態において「用紙の画像形成面が重力方向の下方を向く」とは、転写部Tbにおいて画像形成面が向く方向(転写部Tbにおける画像形成面の垂線)が、少なくとも重力方向の下方へ向く成分を有していることを意味する。
図2に戻り、本実施の形態の第2画像形成部20では、図3(b)に示した例と同様に、感光体ドラム21と転写ロール22との重力方向の位置が一部重複するように配置されている。これにより、第2画像形成部20では、図2に示すように、転写部Tbにおける用紙の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の上方へ傾斜している。
また、第2定着装置26は、例えばハロゲンランプ、抵抗発熱体、誘導加熱コイル等の熱源を有する加熱部材と、加熱部材との間に加圧部Nbを形成する加圧部材とを備え、この加圧部Nbに用紙を通過させることで、熱および圧力によって用紙にトナー像を定着させる。本実施の形態の第2定着装置26では、図2に示すように、加圧部Nbにおける用紙の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の下方へ傾斜している。
案内部28は、転写部Tbと加圧部Nbとの間で、用紙の搬送を案内する。具体的には、案内部28は、転写部Tbにてトナー像が転写され重力方向の上方へ傾斜して搬送されてきた用紙を、加圧部Nbに向けて重力方向の下方へ傾斜するように、用紙の搬送方向を変化させる。
本実施の形態の案内部28は、用紙に接触し用紙の搬送を案内する。案内部28は、第2用紙搬送経路R4の下流部R4bに対向する部分に、重力方向の上方に凹んだ円弧形状の案内面28aが形成されている。
案内面28aは、転写部Tbから重力方向の上方に傾斜して搬送されてきた用紙の画像形成面(一方の面)とは反対側の面(他方の面)に接触することで、用紙を重力方向の上方に膨らんだ形状にし、用紙の先端を重力方向の下方に傾斜させて加圧部Nbへ案内する。本実施の形態の案内部28では、案内面28aが円弧形状の曲面からなることで、例えば案内面28aが例えば逆V字状に曲げられた平面により構成される場合と比べて、用紙を滑らかに案内することができる。
なお、用紙に接触して用紙の搬送を案内する案内部28の形状は、用紙に接触して転写部Tbから搬送された用紙の進行方向を変えて重力方向の下方へ傾斜した方向にすることができれば、図2に示した形状に限定されるものではない。また、案内部28は複数の部材から構成されていてもよい。
さらにまた、案内部28としては、例えば用紙の画像形成面側に部分的に接触して用紙の搬送を案内するスターホイール等を用いてもよい。
このように、本実施の形態では、用紙が案内部28により案内される転写部Tbと加圧部Nbとの間の第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)が、重力方向の上方へ膨らんだ形状を有している。言い換えると、転写部Tbと加圧部Nbとの間の第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)では、用紙の搬送方向が、重力方向の上方へ傾斜した方向から重力方向の下方へ傾斜した方向へ変化している。
これにより、例えば転写部Tbと加圧部Nbとの間の第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)が水平方向に沿い重力方向の上方へ膨らんでいない場合と比べて、転写部Tbにてトナー像が転写された用紙の画像形成面と、第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)の重力方向の下方に設けられたガイド(不図示)等との距離を大きくすることができる。この結果、転写部Tbにおいて用紙に転写された未定着のトナー像が、第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)の重力方向の下方に設けられたガイド等に接触することが抑制される。そして、未定着のトナー像がガイド等に接触することに伴う画像の擦れや画像の乱れ等が抑制される。
また、第2画像形成部20では、上述したように転写部Tbにおける搬送方向が水平方向に対して重力方向の上方へ傾斜していることで、転写部Tbから排出された用紙を、転写部Tbと加圧部Nbとの間の第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)において重力方向の上方へ膨らんだ形状にしやすくなる。
さらに、第2画像形成部20では、上述したように加圧部Nbにおける搬送方向が水平方向に対して重力方向の下方へ傾斜していることで、転写部Tbと加圧部Nbとの間の第2用紙搬送経路R4b(下流部R4b)にて重力方向の下方へ搬送方向を変えられた用紙を加圧部Nbに搬送しやすくなる。
なお、第2画像形成ユニット200は、用紙を積載する積載部を有していない。詳細については後述するが、第2画像形成部20にて特色の画像が形成された用紙は、第2用紙搬送経路R4の下流部4bに沿って搬送されて、第1画像形成ユニット100に設けられた用紙積載部33に積載される。これにより、例えば第1画像形成ユニット100および第2画像形成ユニット200のそれぞれに用紙を積載する積載部を設けるような場合と比較して、画像形成装置1の構成を簡素化することができる。
続いて、本実施の形態の画像形成装置1にて行われる画像形成動作について説明する。以下に説明する画像形成動作は、制御部50による制御のもとで実行される。
まず、画像形成装置1において用紙の一方の面に、第1画像形成ユニット100(第1画像形成部10)にて通常色の画像を形成した後、通常色の画像が形成された用紙の一方の面に、第2画像形成ユニット200(第2画像形成部20)にて特色の画像を重畳して形成する場合の動作について説明する。
画像形成装置1では、不図示のPC等から受信された画像データは、制御部50にて画像処理が施され、第1画像形成ユニット100の第1画像形成部10および第2画像形成ユニット200の第2画像形成部20に供給される。
第1画像形成ユニット100の第1画像形成部10では、通常色の各色に対応するそれぞれの感光体ドラム11が矢印A方向に回転しながら、帯電装置により予め定められた電位に帯電され、制御部50から供給された画像データに基づいた発光を行う露光装置により露光される。これにより、それぞれの感光体ドラム11上には、各色の画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム11上に形成された静電潜像は、現像装置により現像され、それぞれの感光体ドラム11上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が形成される。
それぞれの感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像は、矢印B方向に移動する中間転写ベルト13に対して、それぞれの一次転写ロール12を用いて多重転写される。
また、中間転写ベルト13に多重転写されたトナー像が二次転写ロール14に到達するタイミングに合わせて、用紙供給部31から第1用紙搬送経路R1を介して二次転写部Taに用紙が搬送される。そして、中間転写ベルト13上の通常色のトナー像は、二次転写部Taにおいて二次転写ロール14により用紙の一方の面上に一括転写される。
その後、通常色のトナー像が転写された用紙は中間転写ベルト13から分離され、第1用紙搬送経路R1に沿って重力方向の上方へ搬送され、第1定着装置16に到達する。第1定着装置16に搬送された用紙上の通常色のトナー像は、第1定着装置16によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、通常色のトナー像が定着された用紙は、画像形成面を水平方向(この例では、図中左側)に向けた状態で重力方向の上方へ搬送され、用紙受渡経路R3を介して第2画像形成ユニット200へ受け渡される。
第2画像形成ユニット200では、第1画像形成ユニット100から受け渡された用紙が、第2用紙搬送経路R4に沿って搬送される。具体的には、用紙は、通常色のトナー像が形成された画像形成面を図中左側へ向けながら、第2用紙搬送経路R4の上流部R4aに沿って重力方向の上方へ搬送される。続いて、用紙は、第2用紙搬送経路R4の下流部R4bに沿って進行方向を変え、画像形成面を重力方向の下方へ向けながら水平方向に図中左側へ搬送され、転写部Tbに到達する。
また、第2画像形成ユニット200の第2画像形成部20では、感光体ドラム21が矢印C方向に回転しながら、帯電装置により予め定められた電位に帯電され、制御部50から供給された画像データに基づいた発光を行う露光装置により露光される。これにより、感光体ドラム21上には、特色の画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム21上に形成された静電潜像は、現像装置により現像され、感光体ドラム21上に特色のトナー像が形成される。
そして、感光体ドラム21上に形成された特色のトナー像は、転写部Tbに搬送された用紙の重力方向の下方を向く画像形成面に対して、転写ロール22により重力方向の下方から静電転写される。
その後、特色のトナー像が転写された用紙は、感光体ドラム21の表面から剥離され、第2用紙搬送経路R4の下流部R4bに沿って、画像形成面を重力方向の下方へ向けながら第2定着装置26まで搬送される。この際、用紙は、案内部28により重力方向の上方へ膨らんだ形状で搬送されることで、画像形成面が第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)の重力方向の下方に設けられるガイド等に接触することが抑制される。
第2定着装置26に搬送された用紙上のトナー像は、第2定着装置26によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、通常色および特色の定着画像が形成された用紙は、画像形成面を重力方向の下方へ向けた状態で第2用紙搬送経路R4に沿って搬送され、第1画像形成ユニット100に設けられた用紙積載部33に排出される。
このように、プリント枚数分のサイクルだけ画像形成処理が繰り返して実行される。
なお、このように用紙の一方の面に通常色の画像と特色の画像との重畳画像を形成する場合、第1画像形成ユニット100の第1定着装置16と、第2画像形成ユニット200の第2定着装置26との双方で定着処理を行うことになる。第1定着装置16や第2定着装置26において定着処理に必要な熱を生成するためには電力を必要とする。そして、第1定着装置16と第2定着装置26とで、定着処理に必要な熱を生成する電力が大きくなるピークが重なった場合には、画像形成装置1における電力負担が大きくなりやすい。したがって、本実施の形態では、制御部50による制御に基づいて、第1定着装置16において熱を生成する電力のピークと、第2定着装置26において熱を生成する電力のピークとをずらすことが好ましい。
続いて、第1画像形成ユニット100(第1画像形成部10)にて用紙の一方の面に通常色の画像のみを形成し、第2画像形成ユニット200(第2画像形成部20)では特色の画像を形成しない場合の動作について説明する。
第1画像形成ユニット100の第1画像形成部10では、上述した例と同様に画像形成動作が行われ、二次転写部Taにおいて用紙の一方の面に通常色のトナー像が一括転写される。その後、通常色のトナー像が転写された用紙は第1定着装置16に搬送され、第1定着装置16によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙上に定着される。
そして、通常色のトナー像が定着された用紙は、第1用紙搬送経路R1に沿って搬送され、画像形成面を重力方向の下方へ向けた状態で用紙排出部32を介して用紙積載部33に排出される。このように、プリント枚数分のサイクルだけ画像形成処理が繰り返して実行される。
本実施の形態の画像形成装置1では、用紙に通常色の画像のみを形成し特色の画像を形成しない場合に、用紙を、第2画像形成ユニット200を介さずに用紙積載部33に直接排出する。これにより、第2画像形成ユニット200を介して用紙を排出する場合と比べて用紙の搬送経路を短くでき、生産性を向上させることができる。
ところで、用紙の種類や画像密度等によって、用紙に対するトナー像の定着性が異なる場合がある。例えば、坪量の大きな用紙に画像を形成する場合や、画像密度が高い場合には、用紙に対するトナー像の定着性が低くなりやすい。このような場合には、用紙に対するトナー像の定着性を高めるために、用紙に対してより多くの熱および圧力を与えることが好ましい。また、用紙に形成する画像のグロス(光沢)を高める場合にも、用紙に対してより多くの熱および圧力を与えることが好ましい。
本実施の形態の画像形成装置1では、用紙に対してより多くの熱を与える必要がある場合には、制御部50による制御に基づき、第1定着装置16にて定着処理が施された後の用紙を第2画像形成ユニット200へ搬送する。そして、第2画像形成ユニット200の第2定着装置26で再び熱および圧力による定着処理を行う。これにより、例えば坪量の大きな用紙に画像を形成する場合や画像密度が高い場合であっても、第2定着装置26で再び定着処理を行わない場合と比べて、定着不良の発生を抑制することができる。また、第2定着装置26で再び定着処理を行わない場合と比べて、画像のグロス(光沢)を高めることが可能になる。
なお、本実施の形態の説明において「定着処理を行わない」とは、定着装置(第1定着装置16、第2定着装置26)の加熱源に電力を供給しない場合を意味し、例えば加熱源に電力を供給せずに加熱部材または加圧部材を回転させて定着装置において用紙を搬送する場合も「定着処理を行わない」場合に含む。
続いて、第1画像形成ユニット100(第1画像形成部10)では通常色の画像を形成せずに、第2画像形成ユニット200(第2画像形成部20)にて用紙の一方の面に特色の画像のみを形成する場合の動作について説明する。
第1画像形成ユニット100では、用紙が、用紙供給部31から第1用紙搬送経路R1に沿って搬送され、用紙受渡経路R3を介して第2画像形成ユニット200へ受け渡される。この際、例えば第1画像形成ユニット100の二次転写ロール14や第1定着装置16の加熱部材または加圧部材を回転させることで、これらにより用紙を搬送してもよい。
第2画像形成ユニット200の第2画像形成部20では、上述した例と同様に画像形成動作が行われ、転写部Tbにおいて用紙の一方の面に重力方向の下方から特色のトナー像が転写される。その後、特色のトナー像が転写された用紙は第2定着装置26に搬送され、第2定着装置26によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙上に定着される。
そして、特色のトナー像が定着された用紙は、画像形成面を重力方向の下方へ向けた状態で第2用紙搬送経路R4に沿って搬送され、用紙積載部33に排出される。このように、プリント枚数分のサイクルだけ画像形成処理が繰り返して実行される。
また、本実施の形態の画像形成装置1では、第2画像形成ユニット200(第2画像形成部)にて用紙に特色の画像のみを形成する場合に、第2画像形成ユニット200に用紙を搬送する前に第1画像形成ユニット100の第1定着装置16で用紙を予め加熱してもよい。これにより、用紙を第1定着装置16で予め加熱しない場合と比べて、第2画像形成ユニット200へ搬送される用紙の温度を上げることができ、第2画像形成ユニット200で形成される特色のトナー像の用紙に対する定着性を向上させることができる。
(実施の形態2)
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明は省略する。図4は、実施の形態2が適用される画像形成装置1の全体構成を示した図である。
実施の形態1の画像形成装置1では、特色の画像を形成する第2画像形成部20を、第1画像形成部10を有する第1画像形成ユニット100に対して着脱可能な第2画像形成ユニット200に設けている。これに対し、実施の形態2の画像形成装置1では、第1画像形成部10と第2画像形成部20とを、ともに画像形成装置1の共通する筐体内に配置している。
具体的に説明すると、実施の形態2の画像形成装置1には、実施の形態1の第1画像形成ユニット100と同様に、用紙供給部31から第1画像形成部10を通って用紙排出部32に向けて用紙を搬送する第1用紙搬送経路R1と、表裏を反転された用紙を再び第1画像形成部10に搬送する用紙反転経路R2とが設けられている。
そして、実施の形態2の画像形成装置1では、第1用紙搬送経路R1における用紙の搬送方向において第1画像形成部10と用紙排出部32との間に、第2画像形成部20が配置されている。言い換えると、実施の形態2の画像形成装置1では、第1画像形成部10と第2画像形成部20とで、用紙積載部33に用紙が搬送経路および用紙排出部32が共通している。
これにより、実施の形態2の画像形成装置1では、実施の形態1のように第1画像形成部10と第2画像形成部20とで画像が形成された後の用紙の搬送経路および用紙排出部32が共通しない場合と比較して、画像形成装置1の構成を簡素化することができる。
また、実施の形態2の画像形成装置1では、第1画像形成ユニット100(図1参照)から第2画像形成ユニット200に用紙を受け渡すための重力方向へ延びる用紙受渡経路R3(図1参照)を設ける必要がないため、画像形成装置1の重力方向の寸法を小さくすることができる。さらに、実施の形態2の画像形成装置1では、用紙受渡経路R3を設ける必要がないため、用紙に通常色の画像と特色の画像とを形成する場合の用紙の搬送経路を短くすることができ、画像形成動作の生産性を向上させることができる。
また、実施の形態2の第2画像形成部20は、第1画像形成ユニット100から搬送された用紙に対して、異なる2種の特色(第1の特色、第2の特色)の画像を形成する。図4に示すように、第2画像形成部20は、第1の特色および第2の特色に対応し水平方向に並列配置される2つの感光体ドラム21と、それぞれの感光体ドラム21に対応して配置される2つの転写ロール22とを有している。また、第2画像形成部20は、用紙に特色の画像を定着させる第2定着装置26と、転写部Tbにてトナー像が転写され第2定着装置26に向けて搬送される用紙を案内する誘導部の一例としての案内部28を有している。
実施の形態2の案内部28は、気流によって用紙を重力方向の上方へ案内する。案内部28は、例えば重力方向の下方から上方へ向かう気流により用紙を吸引する吸引ファンにより構成される。また、気流によって用紙を案内する案内部28としては、吸引ファンに限られず、例えば重力方向の下方から上方へ向かって送風する送風ファンによって、用紙をガイド等から重力方向の上方へ浮かせる構成としてもよい。
そして、案内部28は、気流によって用紙を重力方向の上方向へ案内することで、用紙の画像形成面が第2用紙搬送経路R4(下流部R4b)の重力方向の下方に設けられたガイド等に接触することを抑制する。
ここで、実施の形態2の画像形成装置1では、第1画像形成部10にて用紙に通常色の画像のみを形成し、第2画像形成部20では特色の画像を形成しない場合、第2画像形成部20の感光体ドラム21、転写ロール22、第2定着装置26における加熱部材および加圧部材の少なくとも1つを回転させることが好ましい。回転させることで、これらが用紙を第1用紙搬送経路R1に沿って搬送する搬送部材としても機能する。
また、実施の形態1でも説明したように、坪量の大きな用紙に画像を形成する場合やグロスの高い画像を形成する場合等、用紙に対してより多くの熱を当たる必要がある場合には、第2画像形成部20の第2定着装置26で再び熱および圧力により定着処理を行ってもよい。
(実施の形態3)
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明は省略する。図5は、実施の形態3が適用される画像形成装置1の全体構成を示した図である。
実施の形態3の画像形成装置1は、実施の形態1と同様に、用紙に対して通常色の画像を形成する第1画像形成ユニット100と、第1画像形成ユニット100の重力方向の上方に積載され第1画像形成ユニット100から搬送された用紙に対して特色の画像を形成する第2画像形成ユニット200とを有している。
第1画像形成ユニット100は、所謂ロータリー式のカラープリンタである。第1画像形成ユニット100の第1画像形成部10は、感光体ドラム11と、ロータリー式の現像装置17と、感光体ドラム11上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト13と、中間転写ベルト13上に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する二次転写ロール14と、中間転写ベルト13を挟んで二次転写ロール14に対向配置されるバックアップロール15とを有している。また、第1画像形成部10は、二次転写されたトナー像を用紙上に定着させる第1定着装置16を有している。
また、図5に示すように、実施の形態3の第1画像形成ユニット100は、用紙供給部31から第1画像形成部10を介して用紙積載部33に用紙を搬送する第1用紙搬送経路R1がS字形状に形成されている。
そして、実施の形態3の第1画像形成ユニット100では、第1定着装置16が、二次転写ロール14とバックアップロール15との間に形成される二次転写部Taに対して、水平方向に並んで配置されている。これにより、例えば第1定着装置16が二次転写部Taに対して重力方向の上方に配置される場合と比べて、第1画像形成ユニット100の重力方向の寸法を小さくすることができる。
また、実施の形態3では、第2画像形成部20が、実施の形態1の感光体ドラム21(図1参照)、転写ロール22(図1参照)および第2定着装置26(図1参照)に代えて、所謂インクジェット方式により用紙に特色の画像を形成するインクジェットヘッド29を有している。本実施の形態では、インクジェットヘッド29は、画像形成面を重力方向の下方に向けて第1用紙搬送経路R1を搬送される用紙に対して、重力方向の下方から画像を形成する。言い換えると、インクジェットヘッド29によるインクの吐出方向が、少なくとも重力方向の上方へ向く成分を有している。
ここで、インクジェットヘッド29を用いてインクジェット方式により用紙に画像を形成する場合、電子写真方式とは異なり、第2画像形成部20は、用紙に対する定着処理を必要としない。ここで、「用紙に対する定着処理を必要としない」とは、用紙に画像を定着するために電力を必要としないことを意味し、より具体的には、第2定着装置26(図1参照)等の加熱源に電力を供給する必要がないことを意味する。
本実施の形態では、第2画像形成部20として定着処理を必要としない画像形成方式を採用することで、第2画像形成部20にて特色の画像が形成された用紙の画像形成面が、第1用紙搬送経路R1に隣接して設けられるガイド等に接触した場合であっても、画像に乱れが生じることが抑制される。また、第2定着装置26や、用紙の画像形成面がガイド等に接触しないように用紙を案内する案内部28(図1参照)を設ける必要がないため、画像形成装置1の構成を簡易にすることができ、画像形成装置1の寸法の大型化を抑制できる。
以上説明したように、画像形成装置1では、第1画像形成部10と、第1画像形成部10の重力方向の上方に設けられる第2画像形成部20とを備える場合に、第2画像形成部20において画像形成面を重力方向の下方に向けて搬送される用紙に対して重力方向の下方から画像を形成する。これにより、例えば第2画像形成部20において水平方向から画像を形成する場合と比較して、画像形成装置1の重力方向の寸法を小さくすることができる。
なお、上述した各実施の形態では、第1画像形成部10にて通常色すなわち、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像を形成し、第2画像形成部20にて特色の画像を形成する例について説明したが、これに限定されるものではない。第1画像形成部10および第2画像形成部20は、それぞれ、通常色のカラー画像を形成するものであってもよく、特色の画像を形成するものであってもよく、通常色または特色から選択された一または複数色の画像を形成するものであってもよい。
また、第1画像形成部10および第2画像形成部20における画像形成方式は特に限定されない。第1画像形成部10および第2画像形成部20は、それぞれ、タンデム式の画像形成部であってもよく、ロータリー式の現像装置を備える画像形成部であってもよく、中間転写ベルトを用いることなく感光体ドラムから直接用紙に画像を転写する直接転写式の画像形成部であってもよい。また、第1画像形成部10および第2画像形成部20は、インクジェット方式等の電子写真方式以外の方式によって画像を形成する画像形成部であってもよい。さらに、第1画像形成部10と第2画像形成部20との画像形成方式は、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。
さらにまた、第1画像形成部10または第2画像形成部20として電子写真方式の画像形成部を採用する場合に、用紙に画像を定着する定着装置は、熱および圧力を用いて定着処理を行う方式のほか、例えば光エネルギーを用いて定着処理を行うフラッシュ定着等の方式を採用してもよい。
1…画像形成装置、10…第1画像形成部、16…第1定着装置、20…第2画像形成部、26…第2定着装置、28…案内部、100…第1画像形成ユニット、200…第2画像形成ユニット

Claims (10)

  1. 記録材の一方の面に画像を形成する第1画像形成部と、
    前記第1画像形成部の重力方向の上方に設けられ、当該第1画像形成部から受け取った記録材を前記一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送し、当該一方の面に対して重力方向の下方から画像を形成する第2画像形成部と
    前記第1画像形成部にて画像が形成された記録材を排出する排出部と
    を備え
    前記第2画像形成部は、記録材の搬送方向において前記第1画像形成部と前記排出部との間に設けられ、記録材の前記一方の面に重力方向の下方からトナー像を形成するトナー像形成部と、当該トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する定着部とを備え、当該第1画像形成部から受け取った記録材に対して画像を形成しない場合に、当該トナー像形成部または当該定着部の少なくとも一つを用いて記録材を当該排出部へ搬送することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の搬送経路が、重力方向の上方へ湾曲していることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部における記録材の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の上方へ傾いていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第2画像形成部は、前記定着部における記録材の搬送方向が、水平方向に対して重力方向の下方へ傾いていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の前記搬送経路に、重力方向の上方へ搬送される記録材を重力方向の下方へ案内する案内部を有することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  6. 前記案内部は、重力方向の上方に凹んだ形状を有し記録材の他方の面に接触して記録材を重力方向の下方へ案内する案内面を有することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第2画像形成部は、前記トナー像形成部から前記定着部へ向かう記録材の搬送経路において気体の流れによって記録材を重力方向の上方へ誘導する誘導部をさらに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。
  8. 前記第1画像形成部は、記録材の前記一方の面にトナー像を形成する他のトナー像形成部と、当該他のトナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する他の定着部とを備え、
    前記第2画像形成部は、前記第1画像形成部から受け取った記録材に対して画像を形成しない場合に、前記定着部を用いて記録材を加熱した後に前記排出部へ搬送することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  9. 記録材の一方の面に画像を形成する第1画像形成部と、
    前記第1画像形成部の重力方向の上方に設けられ、当該第1画像形成部から受け取った記録材を前記一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送し、当該一方の面に対して重力方向の下方から画像を形成する第2画像形成部と
    を備え
    前記第1画像形成部は、記録材の前記一方の面にトナー像を形成する第1トナー像形成部と、当該第1トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第1定着部とを備え、
    前記第2画像形成部は、記録材の前記一方の面に重力方向の下方からトナー像を形成する第2トナー像形成部と、当該第2トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第2定着部とを備え、
    前記第1画像形成部は、記録材に対して画像を形成しない場合に、前記第1定着部で記録材を加熱し、
    前記第2画像形成部は、前記第1画像形成部の前記第1定着部で加熱された記録材を受け取って、前記一方の面に対して画像を形成する画像形成装置。
  10. 記録材の一方の面にトナー像を形成する第1トナー像形成部と、当該第1トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第1定着部とを備える画像形成装置から重力方向の上方へ搬送される記録材を受け取って、当該一方の面が重力方向の下方へ向くように搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送される記録材の前記一方の面に対して重力方向の下方からトナー像を形成する第2トナー像形成部
    前記第2トナー像形成部により形成されたトナー像を加熱して記録材に定着する第2定着部とを備え、
    前記搬送部は、前記画像形成装置の前記第1トナー像形成部によりトナー像が形成されずに前記第1定着部で加熱された記録材を受け取り、
    前記第2トナー像形成部は、前記第1定着部で加熱された記録材の前記一方の面に対して画像を形成することを特徴とする画像形成ユニット。
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