(57)【要約】【課題】一回の給送で用紙の両面に印刷可能な画像形成装置を提供する。同時に、転写ベルトの故障に対して冗長性の高い画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明による画像形成装置は、感光体と対接自在に配設され感光体に作像された表面トナー像が転写されるＡ系転写ベルトと、感光体と対接自在に配設され感光体に作像された裏面トナー像が転写されるＢ系転写ベルトとを備える。そして、Ａ系転写ベルトから用紙表面に表面トナー像が転写され、Ｂ系転写ベルトから用紙裏面に裏面トナー像が転写される。Ａ系とＢ系の２つの転写ベルトを使用することにより、一回の用紙給送で両面印刷可能であり、また、片面印刷時には、Ａ系又はＢ系の何れかの転写ベルトのみを使えばよいので、転写ベルトの故障に対して冗長性が高くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体と対接自在に配設され、前記感光体に作像された表面トナー像が転写されるＡ系転写ベルトと、
前記感光体と対接自在に配設され、前記感光体に作像された裏面トナー像が転写されるＢ系転写ベルトと、
シートの搬送路上に設けられ、前記シートが挿入挟持され、前記Ａ系転写ベルトから前記シートの表面に表面トナー像が転写されるＡ系転写部と、
前記シートの搬送路上に設けられ、前記シートが挿入挟持され、前記Ｂ系転写ベルトから前記シートの裏面に裏面トナー像が転写されるＢ系転写部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記Ａ系転写ベルトは、
前記感光体と対接自在に配設され、前記感光体に作像された表面トナー像が転写されるＡ系第１転写ベルトと、
前記Ａ系第１転写ベルトと対接自在に配設され、前記Ａ系第１転写ベルトに転写された表面トナー像が転写されるＡ系第２転写ベルトと、
を備え、
前記Ａ系転写部は、前記Ａ系第１転写ベルトと前記Ａ系第２転写ベルトとが前記搬送路を挟んで対接するニップ部により構成される、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記搬送路を挟んで前記Ｂ系転写ベルトと対向して配設される二次転写ローラを備え、
前記Ｂ系転写部は、前記Ｂ系転写ベルトと前記二次転写ローラとが対接するニップ部により構成される、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記Ａ系転写部と前記Ｂ系転写部とを異なる位置に配設する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置における印刷制御方法であって、
感光体に作像された表面トナー像をＡ系転写ベルトに転写するＡ系一次転写ステップと、
前記Ａ系一次転写ステップに並行して、又は、前記Ａ系一次転写ステップに前後して、前記感光体に作像された裏面トナー像をＢ系転写ベルトに転写するＢ系一次転写ステップと、
搬送路を搬送されるシートを挟持し、前記Ａ系転写ベルトから前記シートの表面に表面トナー像を転写するＡ系二次転写ステップと、
前記Ａ系二次転写ステップに並行して、又は、前記Ａ系二次転写ステップに前後して、前記搬送路を搬送される前記シートを挟持し、前記Ｂ系転写ベルトから前記シートの裏面に裏面トナー像を転写さするＢ系二次転写ステップと、
を備える印刷制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の印刷制御方法を、画像形成装置の備えるコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面印刷処理を実行可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、両面印刷を行うとき、まず用紙の表面にトナーを転写して定着した後、用紙を再給送路へと送り、次に用紙の裏面にトナーを転写して定着するという印刷工程が必要である。
【０００３】
一方、特許文献１には、用紙の両面に、表面トナー像と裏面トナー像を同時に転写して定着させる方式の画像形成装置が開示されている。この特許文献１には、第１の転写ベルトと第２の転写ベルトを備え、表面トナー像を第１の転写ベルトを介して第２の転写ベルトに転写し、裏面トナー像を第１の転写ベルトに転写し、第１の転写ベルトと第２の転写ベルトの間に挟持された用紙の両面に、トナー像を同時に転写する方式が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２３３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の画像形成装置における両面印刷処理は、前者の再給送する方式では、用紙の表面と裏面で合計２回の印刷工程および再給送路への用紙搬送により、片面印刷時の約２倍の時間が必要とされる。このため、両面印刷時の印刷時間の短縮が望まれている。
【０００５】
また、後者の特許文献１記載の方式では、一回の給送で用紙の両面に印刷できるので、印刷時間は短縮される。しかしながら、第１の転写ベルトが消耗し易く、寿命が短くなることが指摘されている。また、第１の転写ベルトが故障してしまうと、両面印刷どころか片面印刷もできなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、一回の給送で用紙の両面に印刷可能な画像形成装置を提供することにより、両面印刷に要する給紙から排紙までの時間を短縮して、スループットの向上を図ることを目的とする。同時に、転写ベルトの消耗を抑え、高品質な印刷が可能で、かつ、転写ベルトの故障に対して冗長性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、具体的には、感光体と、感光体と対接自在に配設され、感光体に作像された表面トナー像が転写されるＡ系転写ベルトと、感光体と対接自在に配設され、感光体に作像された裏面トナー像が転写されるＢ系転写ベルトと、シートの搬送路上に設けられ、シートが挿入挟持され、Ａ系転写ベルトからシートの表面に表面トナー像が転写されるＡ系転写部と、シートの搬送路上に設けられ、シートが挿入挟持され、Ｂ系転写ベルトからシートの裏面に裏面トナー像が転写されるＢ系転写部と、を備える。
【０００８】
かかる発明によれば、Ａ系とＢ系の２つの転写ベルトを使用することにより、一回の給送で用紙の両面に印刷可能な画像形成装置を提供できるようになる。これにより、両面印刷に要する給紙から排紙までの時間を短縮して、スループットが向上する。また、片面印刷時には、Ａ系又はＢ系の何れかの転写ベルトのみを使えばよいので、転写ベルトの消耗を抑えることが可能となり、転写ベルトの寿命が長くなる。さらに、Ａ系又はＢ系のうち何れか消耗の少ない転写ベルトを使用することによって、高品質な印刷要求にも対応できる。また、Ａ系又はＢ系のうち一方の転写ベルトが故障しても、他方の転写ベルトを使用して印刷を続行できるので、転写ベルトの故障に対して冗長性の高い画像形成装置を提供できるようになり、ユーザが画像形成装置を使用できない時間を大幅に低減できる。
【０００９】
好適には、Ａ系転写ベルトは、感光体と対接自在に配設され、感光体に作像された表面トナー像が転写されるＡ系第１転写ベルトと、Ａ系第１転写ベルトと対接自在に配設され、Ａ系第１転写ベルトに転写された表面トナー像が転写されるＡ系第２転写ベルトと、を備え、Ａ系転写部は、Ａ系第１転写ベルトとＡ系第２転写ベルトとが搬送路を挟んで対接するニップ部により構成される、ことを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、搬送路を挟んでＢ系転写ベルトと対向して配設される二次転写ローラを備え、Ｂ系転写部は、Ｂ系転写ベルトと二次転写ローラとが対接するニップ部により構成される、ことを特徴とする。
【００１１】
さらに好適には、Ａ系転写部とＢ系転写部とは異なる位置に配設される。
【００１２】
また、本発明による画像形成装置における印刷制御方法は、感光体に作像された表面トナー像をＡ系転写ベルトに転写するＡ系一次転写ステップと、Ａ系一次転写ステップに並行して、又は、Ａ系一次転写ステップに前後して、感光体に作像された裏面トナー像をＢ系転写ベルトに転写するＢ系一次転写ステップと、搬送路を搬送されるシートを挟持し、Ａ系転写ベルトからシートの表面に表面トナー像を転写するＡ系二次転写ステップと、Ａ系二次転写ステップに並行して、又は、Ａ系二次転写ステップに前後して、搬送路を搬送されるシートを挟持し、Ｂ系転写ベルトからシートの裏面に裏面トナー像を転写さするＢ系二次転写ステップと、を備える。
【００１３】
本発明のプログラムは、本発明の印刷制御方法の各ステップを、画像形成装置の備えるコンピュータに実行させることを特徴とする。本発明のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の光学ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録媒体を通じて、又は通信ネットワークなどを介してダウンロードすることにより、コンピュータにインストール又はロードすることができる。
【００１４】
なお、本明細書等において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明による画像形成装置の基本構成を示すモデル図である。図１に示すように、本画像形成装置には、像担持体として機能する感光体１０が配設されている。感光体１０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施形態においては、図１中の矢印で示すように時計回り方向に回転される。現像器１２は感光体１０に対して隣接し、現像器１２に収容されたトナー（現像剤）を感光体１０の表面に供給する。これにより、感光体１０に担持された静電潜像がトナーで現像化される。そして、感光体１０は、用紙の表面に画像形成する表面トナー像と、用紙の裏面に画像形成する裏面トナー像とを順次画像形成し、画像形成された表面トナー像及び裏面トナー像を担持する。
【００１７】
この感光体１０に対接自在に、Ａ系転写ベルト１４が配設されている。このＡ系転写ベルト１４は、Ａ系第１転写ベルト（以下「Ａ１転写ベルト」という。）１６とＡ系第２転写ベルト（以下「Ａ２転写ベルト」という。）１８の２つの転写ベルトにより構成されている。Ａ１転写ベルト１６は感光体１０に対接自在に配設され、反時計回り方向に回転し、感光体１０により作像され担持される表面トナー像が、順次転写されるようになっている。このＡ１転写ベルト１６に対接自在に、時計回り方向に回転し、Ａ１転写ベルト１６からの表面トナー像が転写されるＡ２転写ベルト１８が配設されている。
【００１８】
また、Ａ系転写ベルト１４の対接位置よりも感光体１０の回転方向下流側に、感光体１０に対接自在に、Ｂ系転写ベルト２０が配設されている。このＢ系転写ベルト２０は、反時計回り方向に回転し、感光体１０により作像され担持される裏面トナー像が、順次転写されるようになっている。
【００１９】
さらに、画像形成装置は装置本体の下部に用紙を装填する給紙カセット（不図示）が設けられ、この給紙カセットから用紙が搬送路２２に供給される。ゲートローラ２４は、給紙カセットから搬送されてきた用紙を一旦停止させ、トナー像が担持されているＡ系転写ベルト１４及びＢ系転写ベルト２０の回転とタイミングを合わせて用紙を供給する。
【００２０】
また、搬送路２２を挟んでＢ系転写ベルト２０と対向して、二次転写ローラ２６が配設される。ゲートローラ２４から供給された用紙は、まず、Ｂ系転写ベルト２０と二次転写ローラ２６との間に挿入挟持され、Ｂ系転写ベルト２０と二次転写ローラ２６とが対接するニップ部（Ｂ系転写部）３０で、Ｂ系転写ベルト２０に担持される裏面トナー像が用紙の裏面に転写される。その後、用紙は、搬送路２２の下流側でＡ１転写ベルト１６とＡ２転写ベルト１８との間に挿入挟持され、Ａ１転写ベルト１６とＡ２転写ベルト１８とが対接するニップ部（Ａ系転写部）３２で、Ａ２転写ベルト１８に担持される表面トナー像が用紙の表面に転写される。そして、搬送路２２のさらに下流側に定着器２８が配設され、表裏両面にトナー像が転写された用紙に定着処理を行うようになっている。
【００２１】
さらに、画像形成装置は、装置全体の動作を制御するコントローラ３４を備えている。なお、画像形成装置の上述した構成以外の構成等については、通常のレーザプリンタなどと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２は、コントローラ３４の電気的構成の概略を示すブロック図である。コントローラ３４は、図示するように、ＣＰＵ３６やＲＡＭ３８、ＲＯＭ４０を中心としたマイクロプロセッサとして構成されている。また、各種センサ４８による検出値やその他の入力信号（例えば、操作者によるプリント指示信号など）が信号ラインを介して入力されるように構成され、これらの入力信号に基づいて感光体制御部４２、Ａ系転写ベルト制御部４４、Ｂ系転写ベルト制御部４６などを介して、感光体１０、Ａ系転写ベルト１４、Ｂ系転写ベルト２０などの画像形成装置の各部を駆動・制御する。なお、コントローラ３４は、各部の動作プログラムと、各動作プログラムを選択し動作を制御する制御プログラムとが、記録媒体に記録された構成となっている。
【００２３】
以下、本実施形態の動作について説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態における両面印刷処理のフローチャートである。図４は、Ａ系転写処理のフローチャートである。図５は、Ｂ系転写処理のフローチャートである。また、図６〜図９は、本実施形態における両面印刷処理の動作を示す概略図である。
【００２５】
画像形成装置は、両面印刷要求を受けると（Ｓ５０）、印刷データに基づいてＡ系転写処理を実行し、表面トナー像８１をＡ２転写ベルト１８に担持させる（Ｓ５１）。Ａ系転写処理は、図４に示すように、印刷データに基づいて、まず感光体１０に表面トナー像８１が形成、担持される（Ｓ６０）。次に、図６に示すように、感光体１０に担持された表面トナー像８１は、Ａ１転写ベルト１６に一次転写される（Ｓ６１）。その後、図７に示すように、表面トナー像８１はＡ２転写ベルト１８に一次転写される（Ｓ６２）。こうして、表面トナー像８１がＡ２転写ベルト１８に担持される。
【００２６】
また、画像形成装置は、Ａ系転写処理と並行して、Ｂ系転写処理を実行する（Ｓ５２）。このＢ系転写処理は、図５に示すように、印刷データに基づいて、まず感光体１０に裏面トナー像８２が形成、担持される（Ｓ７０）。次に、図７に示すように、感光体１０に担持された裏面トナー像８２が、Ｂ系転写ベルト２０に一次転写される（Ｓ７１）。こうして、裏面トナー像８２がＢ系転写ベルト２０に担持される。
【００２７】
Ａ系転写処理及びＢ系転写処理が完了し、Ａ２転写ベルト１８及びＢ系転写ベルト２０に表面トナー像８１及び裏面トナー像８２が担持された後、用紙８３をゲートローラ２４へ通し、図８に示すように、Ｂ系転写ベルト２０と二次転写ローラ２６のニップ部３０で裏面トナー像８２を用紙８３の裏面に二次転写する（Ｓ５３）。その後、図９に示すように、搬送路２２の下流側で、Ａ１転写ベルト１６とＡ２転写ベルト１８のニップ部３２で表面トナー像８１を用紙８３の表面に二次転写する（Ｓ５４）。その後、用紙８３は定着器２８を通過し、トナーが用紙に定着されて、排紙される（Ｓ５５）。
【００２８】
なお、Ａ系転写処理において、感光体１０からＡ１転写ベルト１６への一次転写が完了した後、ステップＳ６２で表面トナー像８１をＡ１転写ベルト１６からＡ２転写ベルト１８へ一次転写させるとき、Ａ１転写ベルト１６を感光体１０から離間させ、Ａ１及びＡ２両転写ベルト１６，１８の回転速度を上げて一時転写を行ってもよい。これにより、表面トナー像８１をＡ２転写ベルト１８に短時間で一次転写できるので、両面印刷処理のスループットを向上させることが可能となる。
【００２９】
また、Ａ系転写ベルト１４やＢ系転写ベルト２０に、用紙複数枚分のトナー像を転写させておき、複数枚の用紙に連続して印刷実行することにより、さらにスループットの向上が期待できる。
【００３０】
さらに、上記動作フローでは、Ａ系転写処理とＢ系転写処理を並行して行うものとしたが、何れかの処理を先に行うものとしてもよい。また、上記動作フローでは、Ａ系転写処理及びＢ系転写処理が完了した後に、ゲートローラ２４から用紙８３を搬送させるものとしたが、Ｂ系転写処理完了後、Ａ系転写処理が完了する前に、用紙８３をゲートローラ24へ通し、Ｂ系転写ベルト２０から用紙８３裏面への二次転写を実行してもよい。このとき、用紙８３がＡ１転写ベルト１６とＡ２転写ベルト１８のニップ部３２に到達する前に、Ａ系転写処理を完了させる。要は、Ａ１転写ベルト１６からＡ２転写ベルト１８への一次転写の間、用紙８３がニップ部３２を通過しないように制御されるのであれば、Ａ系及びＢ系における一次転写及び二次転写処理のタイミングを任意に設定可能である。
【００３１】
また、ステップＳ５３とＳ５４の間、すなわち、用紙８３の裏面にＢ系転写ベルト２０から裏面トナー像８２を二次転写した後、用紙８３の表面に表面トナー像８１をＡ系転写ベルト１４から二次転写する前に、裏面トナー像８２を軽く定着させてもよい。この場合には、二次転写ローラ２６又はニップ部３０からニップ部３２までの間に配設されるローラ（不図示）にヒータを内蔵させてプリヒートを行い、定着処理を実行する。
【００３２】
こうして、本実施形態では、Ａ系とＢ系の２つの転写ベルトを用いて、一対の転写ベルト１６，１８よりなるＡ系転写ベルト１４で用紙表面に画像を形成し、Ｂ系転写ベルトで用紙裏面に画像を形成することによって、両面印刷処理を実現する。
【００３３】
（片面印刷処理）
上記実施形態では、両面印刷処理について説明したが、本画像形成装置を用いた片面印刷について以下に説明する。
【００３４】
片面印刷処理は、Ａ系転写ベルト１４又はＢ系転写ベルト２０のいずれかを用いて実行することができる。例えば、Ａ系転写ベルト１４で片面印刷を行う場合には、Ａ１転写ベルト１６にトナー像の一次転写が完了した後、用紙をゲートローラ２４へ通し、Ａ１転写ベルト１６とＡ２転写ベルト１８のニップ部３２でトナー像を用紙に二次転写すればよい。また、Ｂ系転写ベルト２０で片面印刷を行う場合には、Ｂ系転写ベルト２０にトナー像の一次転写が完了した後、用紙をゲートローラ２４へ通し、Ｂ系転写ベルト２０と二次転写ローラ２６のニップ部３０でトナー像を用紙に二次転写すればよい。
【００３５】
このように、片面印刷時には、Ａ系又はＢ系の何れかの転写ベルトのみを使えばよいので、転写ベルトの消耗を抑えることができる。また、Ａ系又はＢ系のうち何れか一方の転写ベルトが故障しても、他方の転写ベルトを使用して印刷を続行できるので、転写ベルトの故障に対して冗長性が高くなる。したがって、転写ベルトが一つ故障しても、完全に印刷不能になるということが少ないため、ユーザは画像形成装置を使用できない時間を大幅に低減できる。
【００３６】
また、用紙の搬送を制御して、用紙を２枚同時に搬送路に給紙（重送）することによって、片面２枚同時印刷が可能になる。これにより、片面印刷時に、従来のほぼ２倍のスループットを期待できる。
【００３７】
さらに、ソフトウェア制御にて各転写ベルト（Ａ１転写ベルト１６、Ｂ系転写ベルト２０）の寿命を管理しておき、寿命に応じて、Ａ系，Ｂ系を切り替えて使用することも可能である。例えば、片面印刷において高画質を要求された場合には、残り寿命の多いほうを選択することによって、より消耗の少ない転写ベルトを使用することになるので、高画質印刷を担保できる。
【００３８】
以上のとおり、本発明に係る画像形成装置によれば、Ａ系転写ベルト１４及びＢ系転写ベルト２０のそれぞれからトナー像を用紙に転写させることによって、片面印刷のみならず、両面同時印刷、及び２枚同時片面印刷を実行できるようになる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、上述の各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。
【００４０】
上記実施形態では、Ｂ系転写ベルト２０を、Ａ系転写ベルト１４よりも感光体１０の回転方向の下流側で対接させる例を示したが、上流側でＢ系転写ベルト２０を対接させてもよい。また、上記実施形態では、搬送路２２の上流側でＢ系転写ベルト２０から裏面トナー像を用紙に転写し、下流側でＡ２転写ベルトから表面トナー像を転写する例を示したが、搬送路２２の上流側でＡ２転写ベルトから表面トナー像を転写し、下流側でＢ系転写ベルトから裏面トナー像を転写するようにしてもよい。
【００４１】
また、本発明における画像形成装置は、現像器１２を装着するレーザプリンタや複写機に適用できることは言うまでもない。また、カラー印刷に用いられる色のトナーを各色ごとに収容した複数の現像器１２を保持する現像器保持ユニット（ロータリー）を備え、現像器保持ユニットを回転させ、現像器１２を選択的に順次切替えて感光体１０にカラー画像を形成させるタイプのカラーレーザプリンタ等にも、本発明を適用可能である。
【００４２】
さらに、本実施形態では、用紙に印刷する例を示したが、本発明は用紙を含むシート（紙葉類）全般の印刷処理に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】画像形成装置の基本構成を示すモデル図である。
【図２】コントローラ３４の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図３】両面印刷処理のフローチャートである。
【図４】Ａ系転写処理のフローチャートである。
【図５】Ｂ系転写処理のフローチャートである。
【図６】両面印刷処理の動作を示す概略図（１）である。
【図７】両面印刷処理の動作を示す概略図（２）である。
【図８】両面印刷処理の動作を示す概略図（３）である。
【図９】両面印刷処理の動作を示す概略図（４）である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  感光体、１２  現像器、１４  Ａ系転写ベルト、１６  Ａ系第１転写ベルト、１８  Ａ系第２転写ベルト、２０  Ｂ系転写ベルト、２２  搬送路、２４  ゲートローラ、２６  二次転写ローラ、２８  定着器、３０  ニップ部（Ｂ系転写部）、３２  ニップ部（Ａ系転写部）、３４  コントローラ
【図１】
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【図２】
2008145653.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008145653.tif 000008
【図７】
2008145653.tif 000009
【図８】
2008145653.tif 000010
【図９】
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