JP2007004117A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面の未定着画像を乱すことなく高品質な画像を形成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】第２画像形成ユニット６１からの第２画像を第２像担持ベルト３１に担持させる第２像担持ユニット３０と、第１及び第２転写ステーションの間に記録体Ｐを供給かつ搬送させる搬送手段４２Ａ，４５を含む記録体搬送路４３Ａを備える画像形成装置において、耐熱ベルトである第２像担持ベルト３１は記録体搬送路４３Ａ及び定着装置６３にまで延び、そして記録体Ｐの種類に応じて速度制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光体に形成されたトナー画像を転写紙等の記録体に転写し、転写トナー像を定着する定着装置を含んでいる画像形成装置に関するものである。

従来では、記録体（転写紙）の表裏両面に画像を記録させる方式として、一度定着装置を通過させた記録体を反転させ、再度転写紙の別の面にトナーを転写させ定着させる方式が一般的に使用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

ところが、この方式では、記録体の搬送方向切り換えや、一度記録体が定着装置を通って加熱・加圧されることによって記録体にカールが発生するため、搬送の信頼性確保に多くの課題を有している。

このような不具合を解消する方式として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この方式は記録体の両面にトナー像を形成した後、１回で定着を行うものである。

詳細には、感光体上に形成した第１の画像を第１の転写手段で転写ベルトに転写し、次いで、感光体上に形成した第２の画像を第１の転写手段で記録体の一面に転写する。その後、転写ベルト上の第１の画像を第２の転写手段で記録体の他面に転写することで記録体の両面に画像を転写し、定着するものである。

しかし、特許文献１の方式では、未定着の画像を持った記録体の先端が転写ベルトから搬出されて定着装置に搬入されるまで、記録体の先端がフリーの状態になるため、未定着のトナー像が乱れてしまう。

このため、特許文献２のように記録体の両面にトナー像を転写した後、定着装置に記録体を搬送するものにおいて、その搬送路に拍車を設置して未定着のトナー像の乱れを防止するようにすることが考えられる。
特開平１−２０９４７０号公報 特開平１０−１４２８６９号公報

しかしながら、このようにした場合には、未定着のトナー像を担持した記録体を定着装置まで搬送する拍車が経時的にトナーで汚れ、画像にそのトナーが移り、結果として、画像品質を劣化させてしまう。

そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、両面の未定着像を画像劣化なく定着部に搬送するために、像担持体を搬送部材と兼用して定着装置の定着ニップまで記録体を像担持体に密着させて搬送ることによって両面の未定着画像を乱すことなく高品質な画像を形成する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１画像形成ユニットからの第１画像を第１像担持ベルトに担持させる第１像担持ユニットと、第２画像形成ユニットからの第２画像を第２像担持ベルトに担持させる第２像担持ユニットと、第１及び第２像担持ユニットが担持する第１画像と第２画像を記録体の第１の面に転写させるための第１転写手段を含む第１転写ステーションと、記録体の第２の面に転写させるための第２転写手段を含む第２転写ステーションと、第１及び第２転写ステーションの間に記録体を供給かつ搬送させる搬送手段を含む記録体搬送路を備える画像形成装置において、耐熱ベルトである第２像担持ベルトは記録体搬送路及び定着装置にまで延び、そして記録体の種類に応じて速度制御される画像形成装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第１像担持ベルト及び第２像担持ベルトは単独で駆動することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２像担持ベルトは、坪量１０４．７ｇ/ｍ²以上の記録体において、その速度を減速することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２像担持ベルトは、坪量１０４．７ｇ/ｍ²以上の記録体において、その速度を望ましくは１／２にすることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２像担持ベルトの速度切り換えが、記録体が第２の転写手段を通過した後であることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２像担持ベルトが、最大画像長以上である第２の転写手段から定着ニップまでの距離Ｘを有する搬送部を備えることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２の像担持ベルトの表面粗さが（Ｒｚ）１０μ以下であることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２の像担持ベルトの表面にコート層を持たせることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２の像担持ベルトを冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、記録体の片面のみに画像を得る場合と記録体の両面に画像を得る場合に対応して、定着手段の温度を変更することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第２の像担持ベルトループ内に配置した冷却手段、及びベルトループ外に配置した冷却手段が、個別に温度制御可能であることを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、定着装置における定着ローラの両者は熱源を持つことを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、記録体搬送路における記録体の搬送方向上流に、記録体搬送路とほぼ同じ給紙供給面から記録体を供給可能な給紙装置を備えることを特徴とする。

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、記録体搬送路が給紙部の給紙面から定着ニップまでほぼ同一面であることを特徴とする。

また、請求項１５に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第１転写ステーションより上流に構成した平面の記録体搬送路に、記録体のレジストレ−ション整合手段を配備し、整合後に記録体への画像を得させることを特徴とする。

また、請求項１６に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第１転写ステーションと第２転写ステーションにおいて、第１中間転写ベルトと第２中間転写ベルトが非接触であり、それぞれの転写ステーションに配備される転写手段のうち、記録体搬送方向において上流に配備した転写手段には、バイアス印加可能の転写ローラを採用したことを特徴とする。

また、請求項１７に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。

また、請求項１８に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、使用するトナーのＤｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする。

本発明によれば、両面の未定着像が定着部まで第２像担持ベルトから離れないため未定着像を乱すことなく高画質の画像形成装置が提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。図１に示す画像形成装置本体６の内部には、記録体搬送路４３Aを境にして、上部に矢印方向に無端移動する第１像担持ベルト２１を備えた第１像担持体ユニット２０を、下部に矢印方向に無端移動する第２像担持ベルト３１を備えた第２像担持体ユニット３０を配備している。

第１像担持ベルト２１の上部張架面には、４個の第１画像形成ユニット６０Y，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋが、第２像担持ベルト３１の傾斜した張架面には、４個の第２画像形成ユニット６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋが配備されている。

これら第１及び第２画像形成ユニット２０，３０の番号に添えたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。

第１及び第２画像形成ユニット２０，３０に備えられ、第１像担持ベルト２１と第２像担持ベルト３１とともに回転する感光体１に対しても同じ意味合いでＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを添えている。なお感光体１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第１及び第２像担持ベルト２１，３１との張架部の一部と接触する。

画像形成装置６の上面に備えた操作・表示ユニット９には、キーボード等が備えてある。このキーボード等によって画像形成のための条件などを入力し、装置の状態等を表示部に表示し、操作者と画像形成装置との間の情報交換を容易なものとする。符号７で示すのは原稿読み取り装置、８は追加設置可能の給紙装置である。

画像形成装置６内部に備える廃トナー収納部（図示せず）は、画像形成ユニット６０，６１のクリーニング装置２、及び像担持ベルトのクリーニング装置２０Ａと３０Ａ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。

上記のクリーニング装置（２、２０Ａ，３０Ａ）に大容量の廃トナー収納部を備えないため、各クリーニング装置が小型にでき、さらに廃トナーの廃棄の操作性も良好となっている。満杯センサ（図示せず）を使って廃トナー収納部内のトナー廃棄、あるいは容器交換などの警告を発する。また、画像形成装置６内部に備える電装・制御装置４８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。

各感光体の表面は除電装置Ｑ（図２、図３）による残留電位の除電作用が行なわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー、紙粉等の異物は、回収手段２ｃにより、回収部（図示せず）に送られる。

図２は、画像形成のための一方の主要部である第１画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。第１像担持体ユニット２０において、扱うトナーの色は異なるが、第１画像形成ユニット６０Y，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋの構成は同じであるので、代表として第１画像形成ユニット６０の構成を説明する。

図２において、円筒状の感光体１は、画像形成装置６（図１）の動作時に、図示してない駆動源により矢印方向に回転するように回転可能に支持されている。感光体１の周囲には、静電写真プロセスにしたがい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Q等の作像部材や電位センサＳ１、画像センサＳ２が配設されている。

感光体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）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。

またベルト状の感光体も採用できる。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、回収部材２ｃを備え、感光体表面に残留するトナー等の異物を除去及び回収する。

露光装置４は、色毎の画像データ対応の光を、帯電手段３によって一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、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としている。

しかしながら、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。また、帯電手段として、スコロトロンチャージャ３のほかに、感光体１の表面に接触させるタイプ、例えば、帯電ローラも採用できる。

本実施の形態の現像はトナーとキャリヤからなる２成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体１及び帯電極性と同極性（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行なわれる。

現像装置５には、トナーとキャリヤの攪拌及び搬送用のスクリュー５ｃや５ｄが備えてある。現像装置５が画像形成装置６に装着されているとき、上記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。

トナーはスクリュー５ｃにより矢印方向に回転する現像ローラ５ａに供給されるが、現像ローラ５ａ表面のトナー層の厚みは、ブレード５ｂにより、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ウム製の円筒で、回転可能にかつ感光体１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を構成するように図示してないマグネットが備えられる。

なお、電位センサＳ１及び画像センサＳ２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どうかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために図示してない制御手段に情報を送り出す。

使用するトナーの平均円形度は０．９０〜０．９９である。とくに、高画質を得るためにトナーの球形化が求められており、トナーの球形化は転写紙との接触面積が小さいことから、転写紙の搬送に大きく影響し、改善が求められる。

トナーは特定の形状と形状の分布を有することが重要である。平均円形度が０．９０未満で球形から離れた不定形の形状のトナーでは満足した転写性や塵のない高画質が得られない。

また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上及び転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こすようになる。

使用するトナーの形状係数ＳＦ−１を１２０〜１８０に、形状係数ＳＦ−２を１２０〜１９０にすることができる。また、使用するトナーのＤｖ／Ｄｎを１．０５〜１．３０にすることができる。

本発明において、使用するトナーはＤｖ（体積平均粒径）／Ｄｎ（個数平均粒径）が１．０５〜１．３０である。ここで、Ｄｖは体積平均粒径（μｍ）、Ｄｎは個数平均粒径（μｍ）である。

Ｄｖ／Ｄｎが１．０５より小さい場合、２成分現像剤では、現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、１成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミング、またはトナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生し易くする。また、Ｄｖ／Ｄｎが１．３０よりも大きい場合も同様である。

さらに、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい。しかし、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方、ベタ画像を、大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、好ましくない。

図３は画像形成のための他方の主要部である第２画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。第２像担持体ユニット３０に使われる第２の画像形成ユニット６１Ｙ〜６１Ｋについても、代表して第２の画像形成ユニット６１として、図３により説明する。

図３に示した第２の画像形成ユニット６１は、第１の画像形成ユニット６０と構成部材が同じであるが、図３のものと比べ感光体１の回転方向が異なっている。しかし、図中の矢印で示す感光体１の回転軸１ａを通るｙ軸に対し互いに対称の形をしている。

図１に示すように、像担持体としての第１像担持ベルト２１は、複数のローラ２３，２４，２５、２６（２個）、２７、２８、２９により支持されて矢印方向に走行し、第１の画像形成ユニット６０Ｙ〜６０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下部に設けられている。

この第１像担持ベルト２１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架かつ配置されている。また第１像担持ベルト２１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ２２が設けられている。

第１像担持ベルト２１の外周部には、ローラ２３に対向する位置にクリーニング装置２０Ａが設けられている。このクリーニング装置２０Ａは像担持ベルトベルト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に設けられる。上記の第１像担持ベルト２１に関連する部材は、第１像担持体ユニット２０として一体的に構成してあり、画像形成装置６に対して着脱が可能となっている。

像担持体としての第２像担持ベルト３１は、複数のローラ３３、３４、３５、３６（２個）、３７、３８（２個）により支持されて矢印方向に走行し、かつ第２の画像形成ユニット６１Ｙ〜６１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに接触して設けられている。

この第２像担持ベルト３１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架かつ配置されている。第２像担持ベルト３１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ３２が設けられている。

この第２像担持ベルト３１は無端状で、定着装置６３まで延びてこれを含めた構成になっている。また、前記第２の転写ステーションを通過した記録体をこの記録体の搬送方向下流に備えた定着装置６３における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させる搬送機能も備えている。

これは両面の未定着像を乱すことなく転写部から定着部まで送ることを目的にしている。その搬送機能の長さＸ（後述する第２の転写ステーションから定着手段のニップまでの距離）は最大印刷画像長さ以上確保している。各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架かつ配置されている。

このように、第２像担持ベルト３１は、第２の転写手段４７から定着ニップまでの距離Ｘを最大画像長以上有する搬送部を備えている。これにより定着ニップから第２の転写手段４７までの距離を最大画像長さにすることで転写後記録体先端が定着ニップ突入前に切り換えができる。

第２像担持ベルト３１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ３２が設けられている。第２像担持ベルト３１の外周部には、定着装置６３で熱せられた第２像担持ベルト３１を冷却する冷却ローラ６２及びローラ３３に対向する位置にクリーニング装置３０Ａが設けられている。

このクリーニング装置３０Ａは、第２像担持ベルトベルト３１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。冷却ローラ６２はヒートパイプを使用している。上記の第２像担持ベルト３１に関連する部材は、第２像担持体ユニット３０として一体的に構成してあり、画像形成装置６に対し着脱が可能となっている。

次に、像担持ベルトの構成、材質について説明する。像担持ベルト２１，３１は、例えば、基体の厚さが５０〜６００μｍ の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトである。このベルトは、各感光体１が担持するトナー像を、１次転写ローラ２２，３２に印加するバイアスにより静電的にベルト表面に転写し得る抵抗値を有する。

かかる像担持ベルトは、１つの実施の形態として、ポリイミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値を、１０⁶〜１０¹²Ωｃｍ程度に調整したものである。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。

また、像担持ベルト３１はトナーの離型性を得るために表面にＰＦＡのコート層を備えている。第２像担持ベルト３１の材質は、上述したように、ポリイミドにすることができる。ポリイミドは耐熱材であるため定着装置に応用できる。

１次転写ローラの構成について説明する。１つの実施の形態として、１次転写ローラ２２，３２は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、図示してない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１０⁵Ωｃｍ程度に抵抗が調整されている。

ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。このような場合にあっては、使用されない感光体が存在する。そこで使用されない感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍあるいは現像装置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と像担持ベルト２１あるいは３１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、ローラ２６と１次転写ローラ２２を支持する内部フレーム（図示せず）を設けて置く。この内部フレームは或る点を中心に回動可能に支持され、感光体１から遠ざかる方向に回動させられる。

これによって、感光体１Ｋだけが像担持ベルト２１あるいは３１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とができる。感光体１の寿命向上の点で有利である。

さらに、上記第１像担持ベルト２１の外周で、支持ローラ２８の近傍には、第１の２次転写ローラ４６が設けてある。２次転写ローラ４６は芯金である金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したものである。この芯金に図示してない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１０⁷Ωｃｍ程度に抵抗が調整されたものである。

第１像担持ベルト２１と２次転写ローラ４６の間に用紙（以下、記録体Ｐ）を通過させながら、第１の２次転写ローラ４６にバイアスを印加することで第１像担持ベルト２１が担持するトナーによる画像が記録体Ｐに転写される。

上記第２像担持ベルト３１の外周で、支持ローラ３４の近傍には、第２の２次転写手段である転写チャージャ４７が設けてある。転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシング（図示せず）で保持し、放電電極に図示してない電源から転写電流が印加される。

像担持ベルト３１と転写チャージャ４７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第２像担持ベルト３１が担持するトナーによる画像が用紙Ｐに転写される。上記転写ローラ４６と転写チャージャ４７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のプラス極性である。

画像形成装置６の右側には記録体を供給可能に収納した給紙装置４０が配備されている。複数段、例えば上段に大量の記録体を収納した給紙装置（トレイ）４０ａ、その下方に３段の給紙カセット４０ｂ，４０ｃ，４０ｄがそれぞれ紙面に対し直角手前側（操作面側）に引き出し可能に配設されている。

これらの給紙トレイ４０ａや給紙カセット４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内に収納された用紙Ｐのうち、最上位置の記録体（用紙）Ｐは、対応する給紙・分離手段４１Ａ〜４１Ｄにより選択的に給紙、分離され、確実に１枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより記録体搬送経路４３Ｂや４３Ａに送られる。

横方向の寸法を抑えた画像形成装置を提供するために、記録体搬送路４３Ａをほぼ水平に構成し、転写搬送路を境にして第１像担持ユニット２０と第２像担持ユニット３０とを上下に配備し、水平投影面上で重なる状態に配備する。

記録体搬送路４３Ａの上方に第１像担持ユニット２０を配備し、この第１像担持ユニット２０における第１像担持ベルト２１を水平方向に長く張架し、受像面をこの第１像担持ベルト２１の張架面のうち、上方の張架面に構成する。

記録体搬送路４３Ａを境に上方には第１像担持ベルト（中間転写ベルト）２１を平坦にするよう、水平方向に長く張架し、下方には縦長で傾斜した１次転写面を有する第２中間転写ベルト３１を配備するレイアウトとしている。

したがって、画像形成装置の高さ寸法が抑えられ、記録体搬送路４３Ａの高さも或る程度高い位置となり、ジャムした記録体の処理時、かがむことなく楽に処理できる。また縦長の第２中間転写ベルト３１の範囲に、給紙装置が設置可能となり、記録体の収容枚数が多くできる。

記録体搬送路４３Ａにおける記録体Ｐの搬送方向上流に、この記録体搬送路４３Ａとほぼ同じ給紙供給面から記録体Ｐを供給可能な給紙装置４０ａを備えるようにする。これによりストレートの記録体搬送経路となり、高剛性の記録体Ｐをも供給かつ搬送でき、記録体Ｐの種類及び特性に広く対応できる画像形成装置を提供できる。この場合に、記録体搬送路４３Ａは給紙部の給紙面から定着ニップまでほぼ同一面にある。

記録体搬送経路４３Ａには、２次転写位置へ記録体Ｐを送り出す給送タイミングを取るため、１対のレジストローラ４５が設けられている。さらに記録体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４４が、記録体搬送経路４３Ａに設けてある。

ジョガー４４は、記録体の搬送方向に対し両側から記録体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記録体を一瞬押し付けることで記録体を所定の位置に整合させる。

用紙Ｐは、レジストローラ対４５から、第１像担持ベルト２１と２次転写ローラ４６で構成される第１の転写ステーションである転写領域に向けて搬送される。その後、第２像担持ベルト３１と転写チャージャ４７で構成される第２の転写ステーションである転写領域に向けて搬送される。

なお、搬送ローラ対４２Ｃを有する記録体搬送路４３Ｃには、その搬送方向上流に設置可能な別の給紙装置８から記録体が供給可能となっている。給紙トレイ４０ａの最上位の記録体が給紙され、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４０ａの上部給紙面は配備してある。そのため厚い記録体、剛性の高い板紙でも確実に給紙できる。

なお、給紙トレイ４０ａには、多様な特性の記録体が収納されても確実に給紙できるように、バキューム機構からなるエア給紙を採用すると好都合である。図示していないが、記録体搬送路の要所には記録体を検知するためのセンサが具備されていて、記録体の存在を基準とする各種信号のトリガとしている。

記録体搬送手段４３Ａの用紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６３が設けられている。この定着装置６３としては加熱ローラ６３Ａ、加熱ローラ６３Ｂの内部に発熱体（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を採用できる。

用紙両面の画像の色合い、光沢度を同じにするために、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に、図示してない制御手段により制御される。

定着の終了した用紙（記録体）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に、冷却機能を有した冷却ローラ対６２を定着後の搬送路に備えている。冷却ローラ対６２としては、放熱部を有するヒートパイプ構造のローラを採用できる。

冷却された用紙は、排紙ローラ対６４により、画像形成装置６の左側に設けた排紙スタック部５９に排紙、スタックさせる。この排紙スタック部５９は、大量の用紙をスタック可能にするために、図示してないエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。

なお、排紙スタック部５９を通過させ、別の後処理装置に向けて記録体を搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折り、綴じなど製本のための装置である。符号７で示すのは原稿読み取り装置、８は追加設置可能の給紙装置である。

上記の構成において、用紙（記録体）Ｐの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。

２種類のうちの１つは第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｐの片面に直接転写する方法である。他の方法は第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｐの片面に直接転写する方法である。

本実施の形態では画像形成装置６の構成から、第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｐの片面に直接転写する場合には、画像が記録体Ｐの上面に、第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｐの片面に直接転写する場合には、画像が記録体Ｐの下面に形成される。

記録すべきデータが複数の頁になる場合では、排紙スタック部５９上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるように、第１の像担持ベルト２１に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。

定着装置６３は前記したように定着ローラ６３Ａ、６３Ｂに発熱体を有し、片面の場合、転写面の定着ローラが稼動するよう制御される。この場合６３Ａが稼動される。

画像形成装置６を稼動させると、第１の像担持ベルト２１と第１の画像形成ユニット６０Ｙ〜６０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが回動する。同時に第２の像担持ベルト３１が回動するが、第２の画像形成ユニット６１Ｙ〜６１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは第２の像担持ベルト３１と離間されるとともに不回転状態にされる。

まず、画像形成ユニット６０Ｙによる画像形成から開始される。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（図２、図３参照）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、可視像となり、１次転写ローラ２２の転写作用により感光体１Ｙと同期して移動する第１像担持ベルト２１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ側でもタイミングを取って順次同様に行われる。

この結果、第１像担持ベルト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、第１像担持ベルト２１とともに矢印の方向に移動される。

同時に給紙装置４０のなかの給紙トレイ４０ａあるいは給紙カセット４０ｂ〜４０ｄから、記録に使われる記録体Ｐがその供給のための給紙・分離手段４１Ａから４１Ｄの１つにより繰り出され、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃにより記録体搬送路４３Ｃに搬送される。

記録体Ｐの先端がレジストローラ対４５に咥えられない前に、ジョガー４４は、用紙の搬送方向に対し両方の横方向から、記録体Ｐの両辺を押すように作動し、記録体Ｐの横方向の位置整合が図られる。

レジストローラ対４５は静止しており、記録体Ｐの先端はレジストローラ対４５のニップに入り込んだ状態で静止するが、第１像担持ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるように、タイミングを取ってレジストローラ対４５が回転し、記録体Ｐを転写領域に搬送する。

第１像担持ベルト２１上のこのフルカラートナー画像は、第１像担持ベルト２１と同期して搬送される記録体Ｐの上面に、２次転写ローラ４６による転写作用を受けて転写される。２次転写ローラ４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。

その後、第１像担持ベルト２１の表面が、ベルトクリーニング装置２０Ａによりクリーニングされる。また１次転写を終了した第１の画像形成ユニット６０Ｙ〜６０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ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（図２、図３）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。

各感光体の表面は除電装置Ｑ（図２、図３）による残留電位の除電作用が行なわれて次の作像・転写工程に備える。なお、センサＳ１，Ｓ２（図２、図３）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どうかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために図示してない制御手段に情報を送り出す。

像担持ベルト２１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された記録体（用紙）Ｐは、定着装置６３の搬送ベルトにより定着装置６３に向け移送される。記録体Ｐ上に重ねられていた各色のトナーは定着装置６３の熱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。

記録体Ｐの片面（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。図示してない制御手段が画像に応じて定着装置６３の使用する電力を最適に制御する。

表面あるいは裏面のみの片面画像や両面画像のそれぞれに対応して、適正なエネルギ消費を行なうために、記録体Ｐの片面のみに画像を得る場合と記録体Ｐの両面に画像を得る場合とで、前記定着装置６３の温度を変更する。これにより、定着装置６３の制御温度を片面画像のときと両面画像のときで変えることによって適正なエネルギ消費を行なう。

定着されたトナーも記録体Ｐ上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等に擦られ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するために、冷却手段である冷却ローラ対６２が作動し、トナーと記録体Ｐを冷却する。

その後、排紙ローラ６４により排紙スタック部５９に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部５９では、作像順序は、若い頁の記録物が順次上に重ねられかつスタックされるように、プログラムされている。これによって頁順が揃う。

排紙スタック部５９は、排紙される記録体の増加にしたがって下降するので、用紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることはない。記録済みの記録体Ｐを排紙スタック部５９に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。

記録体Ｐの片面に画像を形成させる他の方法では、第１の画像形成ユニット６０Ｙ〜６０Ｋにおける画像の形成を行なわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には上記の片面記録の工程と同じなので、詳細を省く。

次に、記録体Ｐ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。画像形成装置６に開始信号が入力されると、上記片面記録の動作で説明した第１の画像形成ユニット６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋで順次形成する色毎の画像を、第１像担持ベルト２１に順次１次転写させる。

第１の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第２の画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋで順次形成する色毎の画像を第２像担持ベルト３１に順次１次転写させ、第２の画像として担持させる工程が行なわれる。

図１に示す構成なので、上記第１の画像と第２の画像が、記録体Ｐの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１の画像の形成開始より遅れて第２の画像の形成が開始される。また、記録体Ｐはレジストローラ対４５で静止と再送が行なわれるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガー４４で整合される。

レジストローラ対４５はタイミングを取って用紙を第１の２次転写手段である転写ローラ４６と第１の像担持ベルト２１で構成された第１転写ステーションに搬送する。転写ローラ４６にプラス極性の転写電流が印加され、第１像担持ベルト２１から記録体Ｐの片面（図では上面）に画像が転写される。

このようにして片面に画像を有した記録体Ｐは、転写ローラ４６の搬送作用により、引き続き第２の２次転写手段である転写チャージャ４７のある第２転写ステーションに送られる。そして転写チャージャ４７にプラス極性の転写電流が印加されることにより、第２像担持ベルト３１に予め担持されているフルカラーの第２の画像が、一括して記録体Ｐ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記録体Ｐは定着装置６３へと移送される。定着装置６３まで記録体Ｐは第２の像担持ベルト３１から離れることがないので未定着画像を乱すことなく定着装置６３に搬送できる。

定着装置６３の熱による定着処理を受け、記録体Ｐの両面のトナー画像が溶融、混合される。第２の像担持ベルト３１は引き続いて冷却ローラ６５、クリーニング３０Ａを通過して次の作像に備える。記録体Ｐは排紙ローラ６４により排紙スタック部５９上に排紙される。

表面あるいは裏面のみの片面画像や両面画像のそれぞれに対応して、適正なエネルギ消費を行なうために、第２の像担持ベルト３１ループ内に配置した冷却手段６２と、このベルトループ外に配置した冷却手段６５を、個別に温度制御可能にする。第２の像担持ベルト３１のループ内に配置した冷却手段とループ外に配置した冷却手段を個別に温度制御することで適正なエネルギ消費が得られる。

複数の頁の記録体に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部５９にスタックされるように作像順序を制御する。すると、そこから取り出しかつ上下面を逆にしたとき、記録物は上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。

このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段（図示せず）により実行される。片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、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、厚紙印刷の場合について説明する。坪量１０４．７ｇ/ｍ²を超す厚紙印刷の場合は本定着装置では定着不足を発生させる。このため前記厚紙の場合は定着不良を防止するために装置速度を１／２に落として対応している。なお速度の切り換えは第２の転写手段４７を記録体Ｐが越えた後に切り換えられる。

そのとき、記録体（用紙）Ｐは定着装置６３のニップには入っていないことが条件になり、そのため第２の転写手段４７から定着装置のニップまでの距離Ｘを記録体Ｐの画像最大長さ以上確保している。

坪量１０４．７ｇ/ｍ²以上の記録体Ｐは、紙種によって画像品質を落とさないように、第２像担持ベルト３１の速度を１／２にする。これによって、厚紙の場合、定着装置６３の速度を落とすことで十分な定着時間が得られるため、定着不良による画像品質の低下がない画像形成装置が提供できる。

このように、紙種によって画像品質を落とさないように、第２像担持ベルト３１を記録体Ｐの種類によって速度を制御する。これにより、紙種によって定着装置６３の速度を適正化することによって画像品質（定着不良）を落とさない画像形成装置が提供できる。

また、第２像担持ベルト３１の速度切り換えは、両面の画像品質を同じにするように、記録体Ｐが第２の転写手段４７を通過した後にする。これによって、速度の切り換えは記録体Ｐへの画像形成終了後に行なうことで両面の作像条件は同一であるため両面の画像品質を同じにできる。

また、第１像担持ベルト２１及び第２像担持ベルト３１を単独で駆動することで速度を自由に選択できる。

第２像担持ベルト３１は耐熱ベルトである。この第２像担持ベルト３１を定着装置６３まで含めた構成にする。第２像担持ベルト３１を耐熱ベルトにすることで定着での熱の影響を受けないため、第２像担持ベルト３１を定着装置６３まで含めた構成が可能になる。

定着装置６３の上下定着ローラ６３Ａ、６３Ｂに熱源を持たせることで制御温度を片面画像の時と両面画像の時で変えることによって適正なエネルギー消費を行なうことができる。

第２像担持ベルト３１の体積抵抗値は１０６〜１０１２Ωｃｍである。かかる第２像担持ベルト３１を中間転写ベルトとして使用する。第２像担持ベルト３１に抵抗値を持たせることで感光体より画像を電気的に保持でき中間転写ベルトの役割が可能になる。

記録体Ｐに転写された定着工程前の画像劣化を防止するために第２の像担持ベルト３１を無端ベルト状に構成することもできる。これにより記録体Ｐを第２の像担持体３１から離さず、重ねた状態で定着するので、定着工程前の画像劣化が防止できる。

定着後の画像の鏡面状態及びガサツキを防止するために第２の像担持ベルト３１の表面粗さは（Ｒｚ）１０μ以下にすることができる。これにより定着ベルトに適度な粗さを持たすことができるので、鏡面状態及びガサツキを防止することが可能になる

定着部でのオフセットを防止するために第２の像担持ベルト３１の表面にコート層を持たせる。ＰＦＡ等のフッ素樹脂の離型性コート層を施すことによってベルトへの再付着がなくなり、オフセットが防止できる。

定着立ち上がり時間を早くしたシステムを提供するためには、第２の像担持ベルト３１の厚みは５０〜６００μ以下にする。これによりベルトの厚みは定着の立ち上がり時間に影響し、６００μ以下ならば立ち上がり時間に問題はない。

第２の像担持ベルト３１表面に転写されたトナーが熱で溶融する不具合を確実に防止するために第２の像担持ベルト３１を冷却する冷却手段６２，６５を備えることができる。第２の像担持ベルト３１の周囲に冷却手段６２，６５を備えることで、第２の像担持ベルト３１が冷却され、その表面に転写されたトナーが熱で溶融する不具合を防止できる。

本発明によれば、第１転写ステーションより上流に構成した平面の記録体搬送路４３Ａに、記録体Ｐのレジストレ−ション整合手段（横レジ補正ジョガー４４、レジストローラ４５）を配備し、整合後に記録体への画像をさせる。これにより記録体の斜行、先端レジストレーション、横方向の位置ずれがない良好な画像が得られる画像形成装置を提供できる。

第１転写ステーションと第２転写ステーションにおいて、第１中間転写ベルト２１と第２中間転写ベルト３１が非接触であり、それぞれの転写ステーションに配備される転写手段のうち、記録体搬送方向において上流に配備した転写手段には、バイアス印加可能の転写ローラ４６を採用する。

これにより第１及び第２ステーションに各々の転写手段４６，４７を設け、第１ステーションにおいては、転写ローラ４６を採用するので記録体Ｐの搬送を確実にでき、転写ステーションでの記録体Ｐの搬送が確実で、画像乱れも発生しない記録体Ｐへの画像転写の確実化を実現した、ワンパス両面用画像形成装置を提供できる。

本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。 画像形成のための一方の主用部である第１画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。 画像形成のための一方の主用部である第２画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。

符号の説明

１ 感光体
２ クリーニング装置
２ｂ クリーニングブレード
６ 画像形成装置
２０Ａ クリーニング装置
２０ 第１像担持ユニット
２０Ａ クリーニング装置
２１ 第１像担持ベルト
３０ 第２像担持ユニット
３０Ａ クリーニング装置
３１ 第２像担持ベルト
４２Ａ 搬送手段
４３Ａ 記録体搬送路
４４ レジストレ−ション整合手段（横レジ補正ジョガー）
４５ 搬送手段（レジストローラ）
４６ 第１の転写手段（第１の転写チャージャ）
４７ 第２の転写手段（第２の転写チャージャ）
６０ 第１画像形成ユニット（６０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）
６３Ａ、６３Ｂ 定着ローラ
６１ 第２画像形成ユニット（６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）
６２ 冷却手段
６３ 定着装置
６５ 冷却手段（冷却ローラ）
Ｐ 記録体（用紙）

Claims (18)

1. 第１画像形成ユニットからの第１画像を第１像担持ベルトに担持させる第１像担持ユニットと、第２画像形成ユニットからの第２画像を第２像担持ベルトに担持させる第２像担持ユニットと、前記第１及び第２像担持ユニットが担持する前記第１画像と前記第２画像を記録体の第１の面に転写させるための第１転写手段を含む第１転写ステーションと、前記記録体の第２の面に転写させるための第２転写手段を含む第２転写ステーションと、前記第１及び第２転写ステーションの間に前記記録体を供給かつ搬送させる搬送手段を含む記録体搬送路を備える画像形成装置において、耐熱ベルトである前記第２像担持ベルトは前記記録体搬送路及び定着装置にまで延び、そして前記記録体の種類に応じて速度制御されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１像担持ベルト及び前記第２像担持ベルトは単独で駆動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２像担持ベルトは、坪量１０４．７ｇ/ｍ²以上の前記記録体において、その速度を減速することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第２像担持ベルトは、坪量１０４．７ｇ/ｍ²以上の前記記録体において、その速度を望ましくは１／２にすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記第２像担持ベルトの速度切り換えは、前記記録体が前記第２の転写手段を通過した後であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記第２像担持ベルトは、最大画像長以上である前記第２の転写手段から定着ニップまでの距離Ｘを有する搬送部を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記第２の像担持ベルトの表面粗さは（Ｒｚ）１０μ以下であること特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の像担持ベルトの表面にコート層を持たせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記第２の像担持ベルトを冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項１項記載の画像形成装置。
10. 前記記録体の片面のみに画像を得る場合と前記記録体の両面に画像を得る場合に対応して、前記定着手段の温度を変更することを特徴とする請求項１項記載の画像形成装置。
11. 前記第２の像担持ベルトループ内に配置した冷却手段、及び前記ベルトループ外に配置した冷却手段は、個別に温度制御可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
12. 前記定着装置における定着ローラの両者は熱源を持つことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
13. 前記記録体搬送路における記録体の搬送方向上流に、前記記録体搬送路とほぼ同じ給紙供給面から前記記録体を供給可能な給紙装置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。
14. 前記記録体搬送路は給紙部の給紙面から定着ニップまでほぼ同一面であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
15. 第１転写ステーションより上流に構成した平面の前記記録体搬送路に、前記記録体のレジストレ−ション整合手段を配備し、整合後に前記記録体への画像を得させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
16. 前記第１転写ステーションと第２転写ステーションにおいて、前記第１中間転写ベルトと第２中間転写ベルトが非接触であり、それぞれの転写ステーションに配備される転写手段のうち、記録体搬送方向において上流に配備した転写手段には、バイアス印加可能の転写ローラを採用したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
17. 使用するトナーの平均円形度は０．９０〜０．９９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。
18. 使用するトナーのＤｖ／Ｄｎは１．０５〜１．３０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。

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