(57)【要約】【課題】  像担持体から直接、記録媒体に転写する一次転写と中間転写体から記録媒体に二次転写する転写部を共有した画像形成装置において、一次転写と二次転写の双方において、転写方向が逆となるにもかかわらず記録媒体の表面に適切にトナー像を転写するとともに記録媒体の転写面を揃えて機外に排出する。【解決手段】  転写前反転部１４が記録媒体の表裏を反転させ、表面を転写側に向けて転写部８へ導き、搬送ガイド１８が転写面の裏側を支持するように切り替えられて記録媒体を定着装置に導き、定着装置１０では、加熱部材１０ａと加圧部材１０ｂの位置を切り替えることにより記録媒体の画像担持面を加熱部材に当接させ、または加熱部材２０ａ及び加圧部材２０ｂの双方に各々が制御可能な加熱手段を備えることによりトナー像を適切に加熱溶融し、さらに、転写後反転部１５により記録媒体の転写面を反転させて転写面を一定の方向に揃えて機外に排出する。【選択図】  図１
2006235402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、
前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、  
前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、を有する画像形成装置であって、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域が転写部となっており、
該転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、
前記記録媒体が前記転写部を通過する前に該記録媒体の表裏を反転させる転写前反転部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
一方の面にトナー像が転写された記録媒体を前記転写部の上流側に再送する両面用搬送路を有し、
前記転写前反転部は、記録媒体の先端を前記両面用搬送路に送り込み、搬送方向を反転して前記転写部に搬送するもの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。
【請求項３】
静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、
前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、  
前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、を有する画像形成装置であって、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域が転写部となっており、
該転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、
前記記録媒体が前記転写部を通過し、転写されたトナー像が定着装置によって定着された後に、該記録媒体の表裏を反転させる転写後反転部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
一方の面にトナー像が転写された記録媒体を前記転写部の上流側に再送する両面用搬送路を有し、
前記転写後反転部は、記録媒体を先端から前記両面用搬送路に送り込み、搬送方向を反転して記録媒体の排出口に搬送するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部は、一次転写するための一次転写電界と、前記一次転写電界とは逆極性の二次転写電界とが生成されるものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、
前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、  
前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、
前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、を備え、
前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写領域とを含むものであり、
前記定着装置は、加熱された状態で未定着トナー像を担持する記録媒体に接触する加熱部材と、該記録媒体を前記加熱部材に押圧する加圧部材とを有し、
前記加熱部材と加圧部材との前記記録媒体の表面又は裏面に対する位置が逆となるように切り換えが可能であることを特徴とする記載の画像形成装置。
【請求項７】
静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、
前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、  
前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、
前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、を備え、
前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写領域とを含むものであり、
該定着装置は、前記記録媒体上の未定着トナー像を加熱溶融するための加熱手段をそれぞれが備える第１加熱部材及び第２加熱部材を有し、
該二つの加熱部材が回動可能に圧接され、これらの間に前記記録媒体を挟持してトナー像を定着させるものであり、
前記第１加熱部材と前記第２加熱部材とは、前記転写部で記録媒体にトナー像が転写される方向に応じて加熱の制御が行われるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、
前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、  
前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、
前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、
転写された未定着トナー像を担持した前記記録媒体の搬送を案内する搬送ガイドと、を備え、
前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、
前記搬送ガイドは、前記記録媒体のトナー像が転写されていない面に接触して該記録媒体を案内するように、位置を切り換えることができるものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写型の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写型の画像形成装置として、一つの像担持体上で、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成し、これらを中間転写体上に順次一次転写して重ね合わせ、この複数色のトナー像を記録媒体に一括して二次転写するものが、一般に知られている。
中間転写体は、ベルト状となったいわゆる中間転写ベルトが広く用いられており、感光体ドラム等の像担持体に対向し、接触するように配置される。そして、この対向領域に一次転写装置が設けられ、感光体ドラム上のトナー像を順次転写するようになっている。また、中間転写ベルトから記録媒体への二次転写装置としては、例えば中間転写ベルトに接触配置される転写ロールと、前記中間転写ベルトを挟んで内側からこの転写ロールに対向配置されるバックアップロールとを備えるものが一般に用いられている。転写ロールとバックアップロールとの間には、転写用のバイアス電圧が印加され、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転移するものとなっている。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体ドラム上でトナー像を形成するときに、それぞれの色の画像を別個に形成することができるとともに、これらのトナー像はほぼ同じ条件で中間転写ベルトに転写することができる。このため、画像形成時の不安定な要因を排除することができ、多重転写時における画像の乱れや色ズレの発生を効果的に防止することができる。
しかし、このような中間転写型の画像形成装置は、一次転写装置とは別に二次転写装置が必要であり、それぞれについて転写ロール等の部材を配設する必要があり、画像形成装置の小型化、低価格化を難しくする要因の一つとなっている。
【０００４】
このような事情から、特許文献１には、一次転写領域と二次転写領域を統合して一つの転写領域で一次転写と二次転写とを行う画像形成装置が提案されている。
この画像形成装置では、一次転写と二次転写を像担持体と中間転写体との対向部で行うものとしている。そして、この領域に設けられた転写手段は、像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する一次転写と中間転写体から記録媒体へ転写する二次転写とで、逆極性の転写電界を生成させるものとし、一つの転写手段を共用して一次転写及び二次転写を実現するものとなっている。つまり、像担持体から順次中間転写体上にトナー像を一次転写して複数色のトナー像を重ね合わせた後、この像担持体と中間転写体との対向部に記録媒体を送り込み、中間転写体から記録媒体に、重ね合わされたトナー像を一括して転写するものである。また、単色トナー像を形成するときには、像担持体と中間転写体との間に記録媒体を挿通し、像担持体から記録媒体へ直接にトナー像を転写することもできる。
このような構成により、中間転写体の周囲に一次転写装置とは別に二次転写装置を設ける必要がなくなり、画像形成装置のコストを低減できるとともに小型化が可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２７０９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている画像形成装置では、次のような問題点が発生する。
単色の画像を形成する場合は、像担持体上のトナー像が一次転写によって直接に記録媒体に転写されるのに対し、複数色が重ね合わされたトナー像は、中間転写体へ一次転写された後の二次転写で中間転写体から記録媒体上に転写される。このため、記録媒体のトナー像が転写される面は、単色画像と複数色の画像とで逆となる。表裏の区別のない記録紙等を記録媒体として用いる場合には問題とならないが、コート紙のように表裏が明確になっている記録媒体を用いると、一次転写で記録媒体に転写される画像と二次転写で記録媒体に転写される画像とのいずれか一方が裏面に転写されてしまうことになる。
【０００６】
また、トナー像が転写された記録媒体は、そのまま排紙トレイに送り出すと、一次転写でトナー像が転写された記録媒体と、二次転写を経てトナー像が転写された記録媒体とではトナー像が転写された面が逆になっているので、排紙トレイ内で、上面にトナー像が転写された記録媒体（フェイスアップ）と下面にトナー像が転写されたもの（フェイスダウン）とが混在してしまうことになる。
【０００７】
さらに、トナー像が転写された記録媒体は、定着装置においてトナー像が担持された面に加熱された定着部材を押圧して加熱圧着するが、トナー像の担持されている面が逆側になった記録媒体が混在していると、定着が適切に行われないものが生じてしまう。つまり、従来の定着装置を配置したのでは、定着部材が当接される面と反対側の面にトナー像が担持されている記録媒体は、トナー像を適切に加熱することができず、良好に定着することができなくなる。また、この定着装置に記録媒体を案内するガイド部材も、一般には、トナー像が担持されている面に接触すると未定着のトナー像を乱すことになるので、トナー像が担持されていない背面側に当接して、記録媒体を案内するように設けられている。しかし、トナー像が転写された面が逆側となっている記録媒体が混在していると、ガイド部材がトナー像を乱してしまい、良好な画像が得られなくなる。
【０００８】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担持体からの一次転写によってトナー像を記録媒体に転写する場合と、中間転写体からの二次転写によって記録媒体の反対側からトナー像を転写する場合との双方について、記録媒体の表面に適切にトナー像の転写を行うことである。また、いずれの場合についても良好な定着を行うこと、さらに、トナー像が担持された面を揃えて記録媒体を排出することを可能にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、  前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、    前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、を有する画像形成装置であって、  前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域が転写部となっており、  該転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、  前記記録媒体が前記転写部を通過する前に該記録媒体の表裏を反転させる転写前反転部を有する画像形成装置を提供する。
【００１０】
この画像形成装置では、像担持体と中間転写体とが対向する領域が転写部となっており、この転写部では、像担持体から中間転写体へトナー像を転写する一次転写と、中間転写体から記録媒体への二次転写を行うことができるので、従来の装置のように、別途に二次転写領域を設けることが不要となる。これにより、画像形成装置の製作コストを低減できるとともに装置の小型化も可能となる。
【００１１】
また、上記転写部では、中間転写体に複数色のトナー像を転写して、中間転写体上でトナー像を重ね合わせることができるとともに、単色の画像は、一次転写として像担持体上のトナー像を直接に記録媒体に転写することができる。したがって、複数色の画像は、各色のトナー像を同じ条件で中間転写体上に正確に転写することができ、良好な画像が得られる。また、単色の画像は、像担持体から直接にトナー像が転写されるので、記録媒体に転写するまでに要する時間を短縮することができ、効率の良い画像形成が可能となる。
【００１２】
上記のように、単色の画像は像担持体から記録媒体に転写され、複数色の画像は中間転写体から像担持体との対向部を通過する記録媒体に転写されるので、単色の画像と複数色の画像とで、記録媒体の反対側からトナー像が転写されることになる。このような転写部に対して、コート紙のように表裏が明確となっている記録媒体を送り込むときには、単色画像を像担持体から転写する場合と、複数色の画像を中間転写体から転写する場合とのいずれか一方では、前記転写前反転部において記録媒体の表裏を反転させる。したがって、単色画像と複数色の画像とで転写方向が逆になっても、記録媒体の表面を転写される方向に合わせて転写領域に送り込むことができる。
【００１３】
請求項２係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、  一方の面にトナー像が転写された記録媒体を前記転写部の上流側に再送する両面用搬送路を有し、  前記転写前反転部は、記録媒体の先端を前記両面用搬送路に送り込み、搬送方向を反転して前記転写部に搬送するものとする。
【００１４】
この画像形成装置では、両面用搬送路を利用して記録媒体の表裏を容易に反転することができる。したがって、新たな反転装置を設ける必要がなく、部品点数を顕著に増加させないで、上記のようにトナー像が記録媒体の反対側から転写される場合に対処することが可能となる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、  静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、  前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、    前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、を有する画像形成装置であって、  前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域が転写部となっており、  該転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、  前記記録媒体が前記転写部を通過し、転写されたトナー像が定着装置によって定着された後に、該記録媒体の表裏を反転させる転写後反転部を有する画像形成装置を提供するものである。
【００１６】
この画像形成装置は、転写後反転部を備えているので、トナー像が転写・定着された記録媒体の表裏を反転して排出することができる。したがって、一次転写として像担持体から直接にトナー像が転写された記録媒体と、二次転写を経て中間転写体からトナー像が転写された記録媒体とでは、トナー像を担持した記録媒体の面が異なった方向を向いていても、記録媒体が転写された面を上又は下向きに統一して機外に排出することができる。したがって、単色画像と複数色の画像とが混在していても、画像面が表になったものと裏になったものとが入り交じった状態で排出されることはなく、排出された記録媒体の管理が容易となる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、  一方の面にトナー像が転写された記録媒体を前記転写部の上流側に再送する両面用搬送路を有し、  前記第２反転部は、記録媒体を先端から前記両面用搬送路に送り込み、搬送方向を反転して記録媒体の排出口に搬送するものとする。
【００１８】
この画像形成装置では、トナー像が形成され、定着された記録媒体が両面用搬送路を利用して、その表裏が反転される。したがって、トナー像が転写された面が逆側となった記録媒体が入り混じっていても、簡単な構造でこれらの記録媒体の表裏を反転し、トナー像が形成された面を一方向に揃え排出口に搬送することができる。そして、別途に反転装置を設ける必要がないので、少ない製造コストで上記のようにトナー像の転写方向が逆側となる場合に対処することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置において、  前記転写部は、一次転写するための一次転写電界と、前記一次転写電界とは逆極性の二次転写電界とが生成されるものとする。
【００２０】
この画像形成装置の転写部では、印加する転写バイアス電圧の極性を逆方向にすることによってトナー像を像担持体から記録媒体又は中間転写体から記録媒体に転写することができる。したがって、一次転写を行うための転写装置と、二次転写を行うための転写装置とを別途に設ける必要がなく、同じ転写部材を利用して一次転写と二次転写とを行うことができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、  静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、  前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、    前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、  前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、  前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、を備え、  前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写領域とを含むものであり、  前記定着装置は、加熱された状態で未定着トナー像を担持する記録媒体に接触する加熱部材と、該記録媒体を前記加熱部材に押圧する加圧部材とを有し、  前記加熱部材と加圧部材との前記記録媒体の表面又は裏面に対する位置が逆となるように切り換えが可能である画像形成装置を提供するものである。
【００２２】
この定着装置は、加熱部材と加圧部材が未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持してトナー像を加熱圧着させるものであり、加熱部材と加圧部材の位置が切り換えられて、加熱部材をトナー像の転写されている面に当接させることができる。したがって、像担持体から直接記録媒体に転写されたトナー像も、一次転写で中間転写体に転写されてから記録媒体に転写されたトナー像も、加熱部材をトナー像の担持された面に当接して十分にトナー像を加熱し、良好な定着画像とすることができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、  静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、  前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、    前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、  前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、  前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、を備え、  前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写領域とを含むものであり、  該定着装置は、前記記録媒体上の未定着トナー像を加熱溶融するための加熱手段をそれぞれが備える第１加熱部材及び第２加熱部材を有し、  該二つの加熱部材が回動可能に圧接され、これらの間に前記記録媒体を挟持してトナー像を定着させるものであり、  前記第１加熱部材と前記第２加熱部材とは、前記転写部で記録媒体にトナー像が転写される方向に応じて加熱の制御が行われるものである画像形成装置を提供するものである。
【００２４】
この画像形成装置が備える定着装置では、未定着トナー像が担持された記録媒体を第１加熱部材と第２加熱部材とが挟み込むものとなっており、これらの双方が加熱手段を有している。したがって、単色画像と複数色の画像とでトナー像が転写される方向が異なり、未定着トナー像を担持した記録媒体の面の向きが逆になっていても、トナー像を確実に加熱溶融し、良好な定着を行うことができる。また、トナー像が担持されている面の向きに応じて第１加熱部材又は第２加熱部材の加熱手段を制御することにより、トナー像が担持されている側の面と当接する加熱部材を高い温度に調整し、背面側に当接される加熱部材を補助的に加熱するものとして用いることができる。これにより、加熱のためのエネルギーを効率よく用い、良好な定着を行うことができる。また、記録媒体の質や厚さ等の違いがあったときに、加熱手段を適切に制御して二つの加熱部材を有効に用いることができ、厚紙等にも良好な定着画像を得ることができる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、  静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像担持体と、  前記像担持体上の潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成部と、    前記像担持体と対向するように配置され、該像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、  前記像担持体と前記中間転写体とが対向する領域に設けられたトナー像の転写部と、  前記転写部に記録媒体を送り込む搬送装置と、
前記転写部で記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して該記録媒体に定着する定着装置と、  転写された未定着トナー像を担持した前記記録媒体の搬送を案内する搬送ガイドと、を備え、  前記転写部は、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体又は記録媒体に転写する一次転写領域と、前記中間転写体上に一旦一次転写されたトナー像が記録媒体に転写される二次転写領域とを含むものであり、
前記搬送ガイドは、前記記録媒体のトナー像が転写されていない面に接触して該記録媒体を案内するように、位置を切り換えることができる画像形成装置を提供するものである。
【００２６】
上記搬送ガイドは、記録媒体の面に接触して定着装置へ案内するものであり、位置を切り換えて、未定着トナー像が担持された面の反対側に接触するものとなっているので、トナー像を乱すことなく、定着装置に記録媒体を送り込むことができる。つまり、トナー像が像担持体から記録媒体に直接転写される場合と、一旦中間転写体に転写した後、この中間転写体からトナー像が記録媒体に転写される場合とで、トナー像が担持される面が逆側となるが、上記搬送ガイドは位置を切り換え、トナー像が担持されていない面に接触する。したがって、未定着トナー像を乱すことなく、記録媒体を定着装置に送り込むことができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本願発明によれば、像担持体と中間転写体とが対向する領域をトナー像の転写部とし、像担持体から記録媒体又は中間転写体への一次転写と、中間転写体から記録媒体への二次転写とを行うことができるので、別途に二次転写領域を設定する必要がなく、画像形成装置の製作コストの低減及び小型化が可能となる。また、単色の画像は一次転写として像担持体から直接記録媒体に転写することができるので、画像形成の効率が向上する。
【００２８】
さらに、像担持体から一次転写で直接に記録媒体へトナー像を転写する場合と、中間転写体を経て二次転写によりトナー像を記録媒体に転写する場合とで、記録媒体に対してトナー像が転写される方向が逆となるが、転写前反転部を有しているので、表裏の区別がある記録媒体を用いる場合も、トナーが転写される側を表面として転写部に送り込むことができる。そして、定着装置への搬送ガイドは、未定着トナー像が担持された面に接触しないように案内して、記録媒体を定着装置に送り込むことができる。さらに定着装置は、トナー像が転写された面を確実に加熱して、良好な定着が可能となる。
【００２９】
トナー像が定着された記録媒体は、像担持体から直接に転写された単色画像と中間転写体を経て転写された複数色画像とでは、トナー像が担持されている面が上側又は下側と異なっているが、転写後反転部によって記録媒体の表裏を反転し、揃えた状態で排紙することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本願に係る発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。また、図２から図７までは、この画像形成装置の特徴部分である転写前反転部、転写後反転部及び定着装置の作用及び機能を示す概略図である。
この画像形成装置は、円筒状の感光体ドラム１（像担持体）を備えており、この感光体ドラム１の周囲に、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体ドラム１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像ユニット４と、感光体ドラム１と対向するように配置され、周面が周回可能に支持される無端状の中間転写ベルト５と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１に残留するトナーを除去するクリーニング装置６と、感光体ドラム１の表面を除電する除電露光装置（図示しない）とを備えている。また、感光体ドラム１と中間転写ベルト５が対向する領域がトナー像の転写部８となっており、この転写部８で中間転写ベルト５の内側に転写ロール９が接触するように配設されている。
【００３１】
この転写部８には、給紙トレイ１２に収容された記録シートＰを一枚づつ引き出し、給紙搬送路１９を経て、上記転写部８に送り込むようになっている。そして、記録シートの搬送方向における転写部８の下流側にはトナー像を加熱・加圧して記録シート上に圧着する定着装置１０が設けられ、さらに下流側にはトナー像が定着された記録シートを収容する排紙トレイ１１が設けられている。
また、給紙トレイ１２から転写部８までの給紙搬送路１９には、記録シートの表裏を反転する転写前反転部１４が設けられ、定着装置１０から排紙トレイ１１までの間にも、記録シートの表裏を反転する転写後反転部１５が設けられている。そして、定着装置１０の下流側から、トナー像が転写・定着された記録シートを再び転写部８の上流側に再送する両面用搬送路１３が備えられている。
【００３２】
前記感光体ドラム１は、光の照射によって抵抗値が低下する感光層を周面上に備えたものである。
前記現像ユニット４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容した４台の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを備えており、それぞれが感光体ドラム１と近接対向して支持されている。そして、順次各色に対応した潜像が形成されたときに、対応する現像器からトナーを転移して可視像を形成するものである。
【００３３】
前記中間転写ベルト５は、ベルト状の半導電体であり、厚さが１００[μm]のポリイミド樹脂にカーボンを分散させ、体積抵抗率が１０8[Ωm]となるように調整されたものであり、表面の清掃性を考慮して離型層を設けている。
また、この中間転写ベルト５は、４つの張架ロール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに掛け渡されており、転写部８の上流側に位置する張架ロール５ａが回転駆動されることによって中間転写ベルトが周回移動し、他の張架ロール５ｂ、５ｃ、５ｄはいずれも従動回転するものとなっている。
【００３４】
前記転写部８は、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが対向する位置に設けられており、転写ロール９が、中間転写ベルト５を挟んで感光体ドラム１と対向し、中間転写ベルト５の内周面に接触するように配置されている。
この転写部８は、一次転写として、感光体ドラム１から中間転写体ベルト５へのトナー像の転写、又は感光体ドラム１と中間転写ベルト５との間に送り込まれる記録シートＰへの転写を行う。また、二次転写として、一旦中間転写ベルト５に転写され、複数色が重ね合わされたトナー像を記録シートＰへ転写するものとなっている。
【００３５】
上記転写ロール９は、少なくとも表面付近が弾性を有する材料で形成されており、弾性材料として例えば発泡ウレタン、発泡アクリル、発泡シリコン等が用いられる。この転写ロール９の周面を形成する部材は、トナー像の転写を行うために導電性を有する必要があり、体積抵抗率は１０6Ω・ｃｍ以下が好ましい。
また、この転写ロール９は、中間転写ベルト５と圧接するように配置され回転駆動されるととともに、電源ユニット（図示しない）が接続されており、一次転写バイアス電圧もしくは二次転写バイアス電圧が選択的に印加されるようになっている。
【００３６】
一次転写では、感光体ドラム１上のトナーを中間転写ベルト５又は記録シートＰに転移させるため、転写ロール９に印加される一次転写バイアスはトナーの帯電極性と逆極性の電圧とされる。
二次転写では、中間転写ベルト５上のトナーを一括して記録シートＰへ転移させることが必要であるから、転写ロール９に印加される二次転写バイアスはトナーの帯電極性と同極性の電圧とされる。
【００３７】
上記定着装置１０は、加熱源を内蔵した加熱ロール１０ａと、この加熱ロール１０ａに圧接される加圧ロール１０ｂとを備えており、これらが平行に配置されて互いに圧接され、ニップ部を形成している。トナー像が転写された記録シートＰは、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｂとの間で加熱されるとともに加圧され、溶融したトナーが記録シートＰ上に圧着されるものとなっている。
そして、ニップ部に送り込まれる記録シートに対して加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｂとの位置が反対側となるように、定着装置全体が回転可能に支持されている。そして、トナー像が感光体ドラム１から記録シートＰに直接に転写される場合、及び中間転写ベルト５を介して記録シートＰに転写される場合のいずれの転写モードであっても、未定着トナー像が担持された面に加熱ロール１０ａが当接できるようになっている。
【００３８】
上記加熱ロール１０ａは、金属製の芯金の周面上に耐熱性ゴム等の弾性体層が形成され、その表面に離型層が形成されたものであり、加熱源としてハロゲンヒーターを内蔵している。加圧ロール１０ｂは、金属製の芯金に表面離型層を被覆したものである。
【００３９】
上記両面用搬送路１３は、両面にトナー像を形成するときに、片面にトナー像が定着された記録シートを転写部８の上流側に搬送するものであり、記録シートの搬送方向を逆転して搬送するものとなっている。これにより、転写部８では先に転写を行ったときと記録シートの表裏が反転しており、再び転写部８に送り込んで裏面にトナー像を転写できるものとなっている。
【００４０】
前記転写前反転部１４は、転写部８の上流側の給紙搬送路１９に設けられ、上記両面用搬送路１３の一部を使用して記録シートの表裏を反転するものであり、記録シートの搬送路を切り換える第１ゲート１４ａと、この第１ゲートが両面用搬送路１３と接する部分で記録シートを搬送する第１反転搬送ロール１４ｂとを備えている。
この第１ゲート１４ａは、図２に示すように略三角形をしており、支持軸１４ｃによって回動可能となっており、頂角部の位置を変えて搬送方向を切り換えるととも頂角間の縁辺に沿って記録シートを所定の方向にガイドするものとなっている。
また、第１反転搬送ロール１４ｂは、回転駆動することにより給紙トレイ１２から搬送された記録シートに当接して記録シートを搬送するものであり、回転駆動方向を反転して記録シートの搬送方向を逆方向にに切り換えることができるものである。
【００４１】
上記のような第１ゲート１４ａ及び第１反転搬送ロール１４ｂは次のように機能する。
給紙トレイ１２から給紙ロール１７によって引き出された記録シートＰをそのままの方向で転写部８に送り込むときには、第１ゲート１４ａが、図２に示すように第１の位置に設定され、記録シートＰは給紙搬送路１９から転写部８に送り込まれる。記録シートの表裏を反転して転写部に送り込むときには、図３に示すように第１ゲート１４ａが第２の位置に設定され、給紙トレイ１２から引き出された記録シートＰは先端から両面用搬送路１３に送り込まれる。そして、後端が第１ゲート１４ａと対向する部分を通過し、第１反転搬送ロール１４ｂに挟持された状態で、この第１反転搬送ロール１４ｂの回転方向が逆転されるとともに、図４に示すように第１ゲート１４ａが第３の位置に切り換えられる。これにより記録シートは、第１ゲート１４ａの縁辺に沿って後端から給紙搬送路１９に入り、表裏を反転して転写部８に送り込まれる。
なお、両面用搬送路１３を経由して定着装置の下流側から送られてきた記録シートは、第１ゲート１４ａが、図４に示すように第３の位置に設定されることにより、給紙搬送路１９から転写部８に送り込まれるようになっている。
【００４２】
一方、前記転写後反転部１５は、上記定着装置１０の下流側の搬送路に設けられ、略三角形の第２ゲート１５ａを有し、両面用搬送路１３の入口付近に第２反転搬送ロール１５ｂを有している。
第２ゲート１５ａは、定着装置から搬送される記録シートを、先端から両面用搬送路１３へ送り込む方向と、排紙ロール１６へと搬送する方向とに搬送路を切り換えるものである。第２反転搬送ロール１５ｂは、第１反転搬送ロール１４ｂと同様に、回転駆動することにより記録シートに当接して搬送するものであり、回転駆動方向を反転して記録シートの搬送方向を逆方向に切り替えることができるものである。
【００４３】
上記転写後反転部は、次のように機能する。
定着装置から送り出された記録シートをそのまま排紙トレイに排出する場合には、第２ゲート１５ａが、図５に示すように第１の位置に設定され、記録シートＰは排紙ロール１６によって排紙トレイ１１に送り出される。記録シートの表裏を反転する場合には、第２ゲート１５ａが、図６に示すように第２の位置に設定され、記録シートの先端はゲートの縁辺に沿って先端から両面用搬送路１３に送り込まれる。そして、後端が第２反転搬送ロール１５ａに挟持された状態で、第２反転搬送ロール１５ｂの回転が逆転される。これにより、記録シートは搬送方向が逆転されて排紙ロール１６に送られ、表裏を反転して排紙トレイ１１に排出される。
【００４４】
なお、定着装置から送り出された記録シートの裏面にもトナー像を転写するときには、第２ゲート１５ａが第１の位置（図５に示す状態）に設定され、記録シートは排紙ロール１６に搬送され、先端が排紙トレイ１１に突き出した状態とされる。そして、後端部が排紙ロール１６に把持された状態で排紙ロール１６の回転方向が逆転されるとともに、図７に示すように第２ゲート１５ａが第３の位置に切り換えられ、記録シートは搬送方向を逆転して両面用搬送路１３に送り込まれるようになっている。
【００４５】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
まず、単色の画像を形成する場合の動作について説明する。
画像形成動作を開始する旨の信号が入力されると、感光体ドラム１の回転駆動が開始され、感光体ドラム１の表面が帯電装置２でほぼ一様に帯電される。これに続いて露光装置３から像光が照射されて感光体ドラム１の表面に静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム１の回転により現像ユニット４の像形成を行う色（単色の場合は通常黒色）の現像器４ｄと対向する位置に移動し、現像器４ｄからトナーが転移されて感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００４６】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１の周回移動により中間転写ベルト５と対向する転写部８に搬送される。このとき、中間転写ベルト５の内側に配置され、感光体ドラム１と対向している転写ロール９には正極性の転写バイアス電圧が印加され、感光体ドラム１との間に転写電界が形成されている。そして、転写部８に記録シートＰが送り込まれ、感光体ドラム１上の負極性に帯電しているトナーは、記録シートＰに静電的に引きつけられ、トナー像が記録シートＰ上に転写される。
【００４７】
記録シートＰは、給紙トレイ１２内で、表面を上側にして収容されており、給紙ロール１７によって引き出された記録シートは、図２に示すようにそのまま給紙搬送路１９を経て、転写部８に送り込まれると、表面が感光体ドラム１と対向し、トナー像は表面に転写される。
【００４８】
トナー像が転写された記録シートＰは定着装置１０へ送り込まれ加熱及び加圧され、トナー像が記録シート上に融着される。このとき、記録シートのトナー像が転写された面は感光体ドラム１側であるので、図５に示すように、加熱ロール１０aは、記録シートの転写面に接触する位置にあり、加圧ロール１０ｂは記録シートの裏側から加熱ロール１０ａに向けて加圧することとなる。これにより、トナー像は十分に加熱され、良好な定着画像が得られる。
定着されたトナー像は、そのままの搬送方向で排紙ロール１６に送られ、トナー像が形成された面を下側にして排紙トレイ１１に収容される。
【００４９】
次に、カラー画像が形成される場合の動作を説明する。
感光体ドラム１の表面が帯電装置２でほぼ一様に帯電され、次いで露光装置３から色分解された１色目の像光が照射されて感光体ドラム１の表面に静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム１の回転により現像ユニット４の１つの現像器４ａと対向する位置に移動し、現像器４ａから１色目のトナーが転移され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。このトナー像は中間転写ベルト５と対向する転写部８に搬送され、中間転写ベルト５上に一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーはクリーニング装置６により除去され、その後、感光体ドラム１の表面は除電露光装置（図示しない）により電位的に初期化され、再び帯電装置２との対向位置に移動する。以後、現像ユニット４の他の現像器４ｂ、４ｃ、４ｄから対応する潜像にトナーが転移され、同様に２色目、３色目、４色目のトナー像が順次形成され、中間転写ベルト５上に重ねて転写される。
【００５０】
中間転写ベルト５上のトナー像が、感光体ドラム１と対向する転写部８に搬送されたとき、この転写部８に記録シートが送り込まれる。そして、転写ロール９と感光体ドラム１との間に形成される転写電界によって、中間転写ベルト５上のフルカラートナー像が記録シートＰ上に二次転写される。このとき、転写ロール９には負極性の二次転写バイアス電圧が印加され、負極性に帯電したトナーを記録シートに転移するようになっている。
【００５１】
一方、転写部８に送り込まれる記録シートＰは、表面を下側、つまり中間転写ベルト５と対向する側に向けて搬送する必要がある。このため表面を上側にして給紙トレイ１２に収容されている記録シートＰは、第１ゲート１４ａの切り換えにより、図３に示すように一旦両面用搬送路１３に先端を送り込む。そして、この記録シートの後端部が、第１ゲート１４ａのすぐ下流側に設けられた第１反転搬送ロール１４ｂに達した時、この第１反転搬送ロール１４ｂの回転方向が反転され、記録シートの搬送方向が逆転して後端から給紙搬送路１９に送り込まれる。これにより表裏が反転され、転写部８では中間転写ベルト５から表面にフルカラーのトナー像が転写される。
【００５２】
その後、未定着トナー像を担持した記録シートは定着装置１０へ送り込まれるが、
トナー像が転写された面は、上記単色画像が転写された記録シートの転写面とは反対側となっている。したがって、定着装置１０は、図６に示すように加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｂを支持するフレームが１８０度回転し、記録シートの転写面に対する加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｂとの位置が逆転する。これにより、加熱ロール１０ａは、記録シートに二次転写されたフルカラーのトナー像に当接され、十分に加熱して適切な加熱圧着が行われる。
【００５３】
定着装置１０を通過した記録シートは、排紙ロール１６には直接に送られず、図６に示すように第２ゲート１５ａの切り換えにより、先端から一旦両面用搬送路１３に送り込まれる。そして、後端が第２反転搬送ロール１５ｂに把持された状態で、第２反転搬送ロール１５ｂの回転駆動方向が逆転され、後端から排紙ロール１６に送られ、排紙トレイ１１に送り出される。したがって、記録シートは表裏が反転され、トナー像が形成された表面を下側にして排紙トレイ１１に収容される。つまり、上記単色画像が形成された記録シートと表面を揃えて排紙トレイ１１に収容される。
【００５４】
なお、上記のように排出された記録シートは、排紙トレイ内で表面を下側（フェースダウン）となっているが、表面を上側（フェースアップ）として排出する場合には、単色画像が形成された記録シートについて表裏を反転し、複数色の画像が形成された記録シートは定着された後そのまま排出すればよい。
また、上記実施の形態では、給紙トレイ１２内の記録シートは表面を上側にして収容されているが、表面を下側にして収容してもよい。このときには単色画像を形成するときに記録シートの表紙を反転して転写部８に送り込む。ただし、複数色を形成するときにはトナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせる時間があり、記録シートは表面を上側にして収容しておいて、複数色のトナー像を形成するときに表裏を反転するのが、効率の良い画像形成を行うために望ましい。
【００５５】
図８及び図９は、請求項８に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、転写部８を通過して未定着トナー像を担持した記録シートが定着装置１０に送り込まれる搬送路に、搬送ガイド１８を設けたものである。この搬送ガイドは、図８に示すように、記録シートの中間転写ベルト５と対向していた面に接触して、定着装置に案内する位置と、図９に示すように感光体ドラム１に対向していた面に接触して案内する位置とに移動が可能となっている。そして、感光体ドラム１から一次転写によってトナー像が記録シートに転写された場合と、中間転写ベルト５からトナー像が転写された場合とによって位置の切り換えが可能となっている。
この画像形成装置の他の構成は、図１に示す画像形成装置と同じものである。
【００５６】
このような画像形成装置では、転写部８に送り込まれた記録シートにトナー像が転写され、未定着トナー像を担持した状態で定着装置１０へ搬送される。このとき、トナー像が一次転写により感光体ドラム１から記録シートに転写されている場合には、搬送ガイド１８が、図８に示すように中間転写ベルト５と対向していた面と接触する位置で記録シートを案内する。また、二次転写よって中間転写ベルト５からトナー像が転写されている場合には、図９に示すように搬送ガイド１８が感光体ドラム１と対向していた面に接触して記録シートを定着装置１０へ案内するように位置が切り換えられる。したがって、この搬送ガイド１８は、記録シートの未定着トナー像が担持されていない面に接触して案内することができ、搬送ガイド１８が未定着トナー像を乱すのを防止することができる。
【００５７】
図１０は、請求項７に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置が有する定着装置２０は、それぞれが加熱手段を有する第１加熱ロール２０ａと第２加熱ロール２０ｂとを備えており、これらが平行に配置され、互いに圧接されているいる。そして、トナー像が転写された記録シートを、第１加熱ロール２０ａと第２加熱ロール２０ｂとの間に挟持し、加熱及び加圧するものとなっている。また、第１加熱ロール２０ａ及び第２加熱ロール２０ｂが備えるそれぞれのヒータについて温度制御ができるものとなっており、例えば第１加熱ロール２０ａの温度を定着に適した所定の温度に制御し、第２加熱ロール２０ｂを補助的に加熱するように制御することができる。また、逆に第２加熱ロール２０ｂの温度を定着に適した所定の温度に制御し、第１加熱ロール２０ａを補助的に加熱することもできるようになっている。
【００５８】
このような画像形成装置では、トナー像が一次転写により感光体ドラム１から記録シートに転写されている場合には、トナー像が転写された面と当接する第１加熱ロール２０ａが、定着に適した所定の温度に制御され、第２加熱ロール２０ｂのヒータはＯＦＦ又は補助的に加熱するように通電制御される。そして、二次転写よって中間転写ベルト５からトナー像が転写されている場合には、第２加熱ロール２０ｂが、定着に適した所定の温度に制御され、第１加熱ロール２０ａのヒータはＯＦＦ又は記録シートを補助的に加熱するように制御される。したがって、トナー像が感光体ドラム１から記録シートに転写されている場合と、一旦中間転写ベルト５に転写した後、二次転写により記録シートに転写されている場合とのいずれであっても、トナー像は適切に加熱され、良好な定着画像を得ることができる。
【００５９】
なお、第１加熱ロール２０ａ及び第２加熱ロール２０ｂは、画像形成装置の起動時、又は待機状態からの復帰時におけるウオームアップ中は、双方の加熱ロールのヒータをＯＮ状態とし、ウオームアップ時間を短縮することができる。
また、記録シートが厚紙等の場合には、第１加熱ロール２０ａ及び第２加熱ロール２０ｂの双方のヒータによって記録シートを加熱することができる。これにより、厚紙等の記録シートであっても確実なトナー像の定着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】請求項１から請求項５に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が備える転写前反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図３】図１に示す画像形成装置が備える転写前反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図４】図１に示す画像形成装置が備える転写前反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図５】図１に示す画像形成装置が備える転写後反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図６】図１に示す画像形成装置が備える転写後反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図７】図１に示す画像形成装置が備える転写後反転部の動作及び機能を説明するための概略図である。
【図８】請求項６に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【図９】図８に示す画像形成装置が有する搬送ガイドの動作を示す概略構成図である。
【図１０】請求項７に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：感光体ドラム、    ２：帯電装置、    ３：露光装置、    ４：現像ユニット、    ５：中間転写ベルト、    ６：クリーニング装置、
８：転写部、    ９：転写ロール、    １０、２０：定着装置、    １０ａ，：加熱ロール、    １０ｂ、：加圧ロール、    ２０ａ：第１加熱ロール、      ２０ｂ：第２加熱ロール、    １１：排紙トレイ、    １２、：給紙トレイ、    １３：両面用搬送路、    １４：転写前反転部、    １４ａ：  第１ゲート、      １４ｂ：第１反転搬送ロール、    １４ｃ：支持軸、    １５：転写後反転部、    １５ａ：第２ゲート、      １５ｂ：第２反転搬送ロール、    １６：排紙ロール、    １７：給紙ロール、      １８：搬送ガイド、    １９：給紙搬送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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