(57)【要約】【課題】  表面特性の違いによる定着不足を防止し、安定した定着を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  表面特性検知手段である表面粗さ測定装置１５０および１６０を用いて、記録体Ｐの表面粗さを検知し、その表面粗さの値がＲａ１５μ以上の時は、定着装置６０での定着速度を通常１５０ｍｍ／ｓであるのを、７５ｍｍ／ｓと半分の速さにする。定着速度を遅くするように制御することにより定着時間を長くすることができ、表面が粗いと記録体Ｐ上のトナーに充分な熱量を付与することができ、トナーへ付加する熱量が不足することに起因する定着不良を防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上に形成されたトナー像を記録体に転写する転写手段と、該トナー像を該記録体に定着せしめる定着手段とを備え、該記録体を該転写手段と該定着手段とに通して、該記録体の表面に画像を形成する画像形成装置において、
該記録体の表面特性を検知する表面特性検知手段を設けるとともに、該表面特性検知手段で検知した該記録体のトナー像担持面における該表面特性に基づいて該定着手段による定着速度を制御する定着速度制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記転写手段から上記定着手段まで上記記録体を搬送する搬送速度を、
上記表面特性検知手段で検知した該記録体の上記トナー像担持面における上記表面特性に基づいて制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記表面特性検知手段として、上記表面特性たる表面粗さを検知するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記表面特性検知手段として、上記記録体の表面光反射に基づいて上記表面粗さを検知するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記転写手段に送られる前の記録体を収容する記録体収容手段と、上記定着手段を経由した後の記録体を画像形成装置の筺体外に排出せしめる排出手段とを設け、且つ、該記録体収容手段から該排出手段に至るまでの記録体搬送経路内における上記定着手段よりも上流側で上記表面特性を検知させるように、上記表面特性検知手段を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記記録体搬送経路内における上記転写手段よりも上流側で上記表面特性を検知させるように、上記表面特性検知手段を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記転写手段は、上記定着手段に送られる前の記録体の両面にトナー像を転写する両面転写手段で、
上記表面特性検知手段が該記録体の第一面における上記表面特性と、該記録体の第二面における該表面特性とを検知し、
該第一面または該第二面のうち、定着時により多くの熱量を必要とする表面の該表面特性に基づいて、
上記定着手段の上記定着速度を上記定着速度制御手段によって制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記表面特性検知手段として、上記第１面における上記表面特性を該第１面の側から検知する第１面用検知部、及び上記第２面における上記表面特性を該第２面の側から検知する第２面用検知部を有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８の画像形成装置において、
上記像担持体として、上記第１面に転写されるトナー像を専用に担持する第１像担持体と、上記第２面に転写されるトナー像を専用に担持する第２像担持体とを用いるとともに、該トナー像を該第１像担持体上から第１中間転写体の表面に中間転写した後に上記第１面に転写する一方で、トナー像を該第２像担持体上から第２中間転写体の表面に中間転写した後に上記第２面に転写するように上記両面転写手段を構成し、且つ該第１中間転写体と該第２中間転写体とを互いに非接触に配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記第１像担持体として、互いに色の異なる上記トナー像を担持する複数のものを用いるとともに、上記第２像担持体として、互いに色の異なる上記トナー像を担持する複数のものを用い、且つ、複数の該第１像担持体上のトナー像をそれぞれ上記第１中間転写体に重ね合わせて転写する一方で、複数の該第２像担持体上のトナー像をそれぞれ上記第２中間転写体に重ね合わせて転写するように、上記両面転写手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０の画像形成装置において、
上記記録体収容手段の記録体排出部と、上記両面転写手段の記録体受入部とを鉛直方向で同じ高さにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
上記両面転写手段の記録体排出部と、上記排出手段の記録体受入部とを同じ高さにした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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、記録体の表面特性に応じて定着を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、作像手段で形成されたトナー像を記録体に転写し、定着装置にて加熱加圧して記録体上のトナー像を定着することによって、画像形成を行う画像形成装置において、記録体の厚さや透過率が画像の品質を決める上で非常に大きな要素になっている。記録体の厚さが厚いほど、定着時に記録体に奪われる熱量が多くなり、トナーを溶融させるための熱量が少なくなる。これにより、一般的な厚さの普通の紙（以下、普通紙と呼ぶ）と同じ定着条件で定着を行うと、トナーが充分に溶融されず定着不良が発生するので、より多くの熱量を付与する必要がある。また、ＯＨＰ用シートの用に光透過性がある場合は、画像の光透過性効率を上げるために、記録体が普通紙の場合の定着時に付与する熱量よりも多くの熱量を付与する必要がある。
従来、上述のような普通紙以外の記録体で画像形成を行う場合は、ユーザーがその情報を入力し、入力された情報の記録体に適した定着温度または定着速度となるように制御して定着を行っていた。これにより、普通紙以外の記録体で画像形成を行う場合でも、良好な画像を得ることができた。
【０００３】
しかし、上述のようにユーザーが入力した情報で定着条件を制御する場合には、ユーザーが誤った情報を入力する可能性があり、そのときは画像不良が発生する問題があった。
この問題に対して、特許文献１には記録体の透過率や厚さを検知し、その検知結果に基づいて定着速度を制御する構成が記載されている。記録体の透過率を検知することにより、記録体が普通紙かＯＨＰ用シートかを検知することができる。記録体がＯＨＰ用シートや厚さが厚い紙の場合の定着を行う際は、定着速度を遅くすることで、記録体と記録体上のトナー像に付与される熱量を増やすようにして定着を行っている。また、記録体が普通紙以外であることを装置自体が検知し、定着条件を制御しているため、ユーザーが誤った情報を入力することで発生する問題も回避できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０５４３８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、本発明者らが鋭意研究を行った結果、記録体の透過率や厚さとは別に、記録体の表面特性も画像の品質を決める上で非常に大きな要素であり、その違いによっても定着時に必要とする熱量は異なることが明らかになった。
例えば、表面粗さの比較的大きな記録体では、定着装置の加熱ローラ等の加熱部材に押圧された際、未定着トナー像が記録体表面に存在する微妙な凹部に食い込む。そして、記録体表面の微妙な凸部が加熱部材と接触し、凹部に食い込んだ未定着トナーは加熱部材と接触し難くなり、加熱部材から熱が伝わり難くなる。また、記録体の凸部と加熱部材とが接触するため記録体に熱が奪われ易くなり、未定着トナーのほうに熱が付与されにくくなる。このため、通常の定着で付与される熱量では十分に軟化することができず、定着不良を引き起こす恐れがある。
【０００６】
また、これまで、記録体の表面粗さによって定着時に必要な熱量が異なる場合に生ずる問題について説明してきたが、表面材質など、表面粗さとは異なる表面特性によって定着時に必要な熱量が異なる場合にも同様の問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、記録体表面特性に適した定着熱を付与することにより、安定した定着を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上に形成されたトナー像を記録体に転写する転写手段と、該トナー像を該記録体に定着せしめる定着手段とを備え、該記録体を該転写手段と該定着手段とに通して、該記録体の表面に画像を形成する画像形成装置において、該記録体の表面特性を検知する表面特性検知手段を設けるとともに、該表面特性検知手段で検知した該記録体のトナー像担持面における該表面特性に基づいて該定着手段による定着速度を制御する定着速度制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記転写手段から上記定着手段まで上記記録体を搬送する搬送速度を、上記表面特性検知手段で検知した該記録体の上記トナー像担持面における上記表面特性に基づいて制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記表面特性検知手段として、上記表面特性たる表面粗さを検知するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記表面特性検知手段として、上記記録体の表面光反射に基づいて上記表面粗さを検知するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記転写手段に送られる前の記録体を収容する記録体収容手段と、上記定着手段を経由した後の記録体を画像形成装置の筺体外に排出せしめる排出手段とを設け、且つ、該記録体収容手段から該排出手段に至るまでの記録体搬送経路内における上記定着手段よりも上流側で上記表面特性を検知させるように、上記表面特性検知手段を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記記録体搬送経路内における上記転写手段よりも上流側で上記表面特性を検知させるように、上記表面特性検知手段を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記転写手段は、上記定着手段に送られる前の記録体の両面にトナー像を転写する両面転写手段で、上記表面特性検知手段が該記録体の第一面における上記表面特性と、該記録体の第二面における該表面特性とを検知し、該第一面または該第二面のうち、定着時により多くの熱量を必要とする表面の該表面特性に基づいて、上記定着手段の上記定着速度を上記定着速度制御手段によって制御することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記表面特性検知手段として、上記第１面における上記表面特性を該第１面の側から検知する第１面用検知部、及び上記第２面における上記表面特性を該第２面の側から検知する第２面用検知部を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７又は８の画像形成装置において、上記像担持体として、上記第１面に転写されるトナー像を専用に担持する第１像担持体と、上記第２面に転写されるトナー像を専用に担持する第２像担持体とを用いるとともに、該トナー像を該第１像担持体上から第１中間転写体の表面に中間転写した後に上記第１面に転写する一方で、トナー像を該第２像担持体上から第２中間転写体の表面に中間転写した後に上記第２面に転写するように上記両面転写手段を構成し、且つ該第１中間転写体と該第２中間転写体とを互いに非接触に配設したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記第１像担持体として、互いに色の異なる上記トナー像を担持する複数のものを用いるとともに、上記第２像担持体として、互いに色の異なる上記トナー像を担持する複数のものを用い、且つ、複数の該第１像担持体上のトナー像をそれぞれ上記第１中間転写体に重ね合わせて転写する一方で、複数の該第２像担持体上のトナー像をそれぞれ上記第２中間転写体に重ね合わせて転写するように、上記両面転写手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９又は１０の画像形成装置において、上記記録体収容手段の記録体排出部と、上記両面転写手段の記録体受入部とを鉛直方向で同じ高さにしたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、上記両面転写手段の記録体排出部と、上記排出手段の記録体受入部とを同じ高さにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記請求項１乃至１２の画像形成装置においては、定着速度制御手段が記録体の表面特性に見合った値に制御することで、記録体に定着に必要な熱量を付与することができ、定着時の熱量不足に起因する定着不良の発生を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至１２の発明によれば、記録体の表面特性によって定着時の熱量が不足することに起因する定着不良の発生を抑えることができるので、安定した定着を行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を画像形成装置に適用した実施形態について説明する。図１は、実施形態１にかかる画像形成装置１００としての電子写真方式で両面プリント可能なフルカラープリンタを示す。
図１に示す画像形成装置本体１００の内部において、記録体搬送経路４３Ａを境にして、上部には第１画像ユニット２０を配置し、下部には第２画像ユニット３０を配置している。第１画像ユニット２０は矢印方向に無端移動する第１トナー像搬送ベルトである第１中間転写ベルト２１を備え、第２画像ユニット３０は矢印方向に無端移動する第２トナー像搬送ベルトである第２中間転写ベルト３１を備えている。第１中間転写ベルト２１の上部張架面には、４個の第１トナー像形成手段である第１画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｋが配置されている。一方、第２中間転写ベルト３１の上部張架面には、４個の第２トナー像形成手段である第２画像形成ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋが配置されている。これら第１、第２画像形成ユニットの番号に沿えた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、第２画像形成ユニットに備えられ、第１中間転写ベルト２１と第２中間転写ベルト３１とともに回転する感光体１に対しても同じようにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを沿えている。なお感光体１Ｙから１Ｋは各画像形成ユニット内では同間隔に配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ中間転写ベルト２１、３１との張架部の一部と接触する。この接触する面をそれぞれ第１受像面Ｆ１、第２受像面Ｆ２と呼び、互いの位置関係を図２に示す。
【００１２】
図２に示すように、第１受像面Ｆ１と第２受像面Ｆ２とが形成する角のうち、第１、第２画像形成ユニットを含む角の角度をαとした時、αの値が１８０°より大きく、２７０°以下となるようにする。
さらに、上部にある第１中間転写ベルト２１の水平投影面と、下部にある第２中間転写ベルト３１の水平投影面との少なくとも一部が、重なるような構成を採用している。つまり下部にある第２中間転写ベル３１トが、上部にある第１中間転写ベルト２１の下方にもぐりこむような形状である。このような構成を採用することにより、横方向についてよりコンパクトなレイアウトが可能となる。
【００１３】
扱うトナーの色は異なるが、第１画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｋの構成はそれぞれ同じであるので、第１画像形成ユニット８０としてその構成を図３により説明する。
図３において、画像形成装置１００の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１が配設されている。そして、感光体１の周囲に、静電写真プロセスに従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、回収する。
【００１４】
露光装置４は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で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。また、帯電手段として、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、たとえば帯電ローラも採用できる。
【００１５】
このときの現像は、トナーとキャリヤからなる二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に対し露光装置４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、感光体の帯電極性と同極性（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（Ｋ）の各色トナーは、各色を扱う現像装置で消費されると、透磁式のトナー検知手段５ｅにより検知される。そして、画像形成装置１００内部のトナーカートリッジ収納部８５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。
この供給手段として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式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。
【００１６】
現像装置５には、トナーとキャリヤの攪拌、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、矢印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は、所定の厚みになるよう規制される。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４μｍ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。
【００１７】
第２画像ユニット３０に使われる第２の画像形成ユニット８１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの構成はそれぞれ同じなので、第２の画像形成ユニット８１として、図４により説明する。
図４に示した第２の画像形成ユニット８１は、第１の画像形成ユニット８０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。しかし互いに、図中の矢印で示す感光体１の回転軸１ａを通るｙ軸に対し対象の形をしている。この形状は、感光体１の周囲に配備する画像形成用部材の配置にも関係するが、重要な事項である。つまり画像形成装置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いる。これにより、第１の画像形成ユニット８０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、第２の画像形成ユニット８１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとに互換性をもたせることができる。従って第１の画像形成ユニットと第２の画像形成ユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減がはかれる。
第１と第２の画像形成ユニットをｙ軸中心にした軸対象の形で、第１の画像ユニット２０と第２の画像ユニット３０で使用できる以下の二つの条件がある。第１条件として、感光体１の周囲で画像形成のための部材を配備していない周面が確保されていること、つまり中間転写ベルトが当接可能な範囲が広く確保されていること。そして第２条件として、第１の中間転写ベルト２１の受像面Ｆ１と第２の中間転写ベルト３１受像面Ｆ２の配置角度が適切であることがあげられる。
【００１８】
第１条件、第２条件について図３、図４により説明する。図３あるいは図４において、中間転写ベルト２１あるいは３１は、矢印Ａ１とＡ２の間に設置可能である。つまりＡ１側は現像装置５で、Ａ２側はクリーニング装置２にベルトが接触しない範囲に中間転写ベルトが設置できることを示している。図３に第２の像担持ベルト３１を含めているのは、感光体１の回転軸１aを含むｙ軸に対し対象の画像形成ユニットが配置できる中間転写ベルトを示している。
もし、画像形成ユニット８０をｙ軸に直交する軸を対象に上下反転して画像形成ユニット８１として使うとすると、地球重力の影響により少なくとも現像装置５において、トナーの攪拌、現像ローラ５ａへのトナー補給等の条件は異なる。これにより、画像形成ユニット８０の部材をそれぞれ最適化しなければならず、部品の共通化も不可能となる。
【００１９】
図２に示すように、第１像担持ベルト２１の受像面に対し第２像担持ベルト３１の受像面との位置関係として角度αを１８０度より大きく２７０度以下とする。好ましくは２１０度から２５５度としたとき、画像形成ユニットとして、第１像担持ベルトには図３に示す形態、第２像担持ベルトには図４に示す形態のものが採用できる。つまり上述のごとく部品の共通化を不可能にしてしまう画像形成ユニットとなることが回避できる。
【００２０】
また図２に示すように、第２の画像形成ユニット８１の上方に、記録体搬送経路４３をほぼ水平にかつ直線的に確保できるので、記録体の搬送・信頼性に優れ、画像形成装置全体のまとまりが良好となる。
特に第１の像担持ベルトを水平方向に長く、扁平に張架し、第２中間転写ベルト３１を縦方向に長くかつ傾斜させて張架したので、記録体搬送経路４３を境にして下方に第２中間転写ベルト３１の高さ方向のスペースが大きくなる。但し、図３、図４に示されるように、画像形成ユニットが中間転写ベルトの当接可能な範囲が広く確保されていることにより、画像形成ユニットは横方向の寸法に対し、縦方向の寸法が短い構成となる。そのため、画像形成ユニットがほぼ水平に配置された第１画像ユニットに対し、第２画像ユニットでは、画像形成ユニットが縦方向に斜めに配置される。そして、画像形成ユニットの間隔を短く設定でき、第２画像ユニットの高さ方向の省スペース化を図ることができる。これにより、高さ方向のレイアウトの自由度が増すため、記録体搬送経路を操作性、及び、給紙装置、不図示の後処理装置も考慮した理想的な高さに設定可能となっている。
【００２１】
また、この第２中間転写ベルト３１の占める高さとほぼ同じ高さの給紙装置が並べて設置できるため、これにより大量の記録体が収納可能な給紙装置が設置できるようになる。しかも給紙装置の上面の給紙面と記録体搬送経路とがほぼ同じ高さにでき、記録体の給紙・搬送信頼性が確保できる。
上述のように、感光体周囲の画像形成用の装置の配置と、中間転写ベルトの配置、つまり第２条件の実現により、画像形成ユニット８０と８１で共通点を多く有しており、製造面でも非常に有利となっている。
【００２２】
次に中間転写ベルトについて説明する。第１トナー像搬送ベルトとしての第１中間転写ベルト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する。そして、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋ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中間転写ベルト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、配置されている。また第１中間転写ベルト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中間転写ベルト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、第１中間転写ベルト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。
この第１中間転写ベルト２１に関連する部材は、第１画像ユニット２０として一体的に構成してあり、画像形成装置１００に対し着脱が可能となっている。
【００２３】
一方、第２トナー像搬送ベルトとしての、第２中間転写ベルト３１は複数のローラ３３、３４、３５、３６（２個）、３７、３８により支持されて矢印方向に走行する。そして、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋ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中間転写ベルト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、配置されている。第２中間転写ベルト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中間転写ベルト３１の外周部には、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、中間転写ベルト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。
第２中間転写ベルト３１に関連する部材は、第２画像ユニット３０として一体的に構成してあり、画像形成装置１００に対し着脱が可能となっている。
【００２４】
また、中間転写ベルト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。そして、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を可能とする抵抗値を有する。このようなベルトの一例として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、１０６〜１０１２Ωｃｍ程度に抵抗が調整されたものである。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。
【００２５】
１次転写ローラ２２、３２としては、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ものが上げられる。ここでは、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。
【００２６】
画像形成装置１００は、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。このようなケースにあっては、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。ローラ２６と１次転写ローラ２２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ている。そして、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、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。感光体の寿命向上の点で有利である。
【００２７】
さらに第１中間転写ベルト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。導電性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中間転写ベルト２１と２次転写ローラ４６の間に記録体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。
【００２８】
第２中間転写ベルト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、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が供給される。第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７の間に記録体Ｐを通過させながら、転写電流を供給することで第２像担持ベルト３１が担持するトナーによる画像が記録体Ｐに転写される。転写ローラ４６と転写チャージャ４７に供給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。
上述のように、第１中間転写ベルト２１、２次転写ローラ４６及び第２中間転写ベルト３１、転写チャージャ４７などで構成される両面転写手段によって、記録体Ｐの両面にトナー像が転写される。
【００２９】
画像形成装置１００の右側には記録体Ｐ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内にそれぞれ異なる種類の記録体Ｐが収納されている。このうち、最上位置の記録体は、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、確実に一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。
【００３０】
搬送ローラ対４２Ｂから記録体搬送経路下流側には、表面特性検知手段として、記録体Ｐの表面粗さを測定する光センサユニット１４０が配置され、記録体の走行中に表面粗さを測定している。詳細は後述するがここで測定された結果に基づいて、定着装置６０での定着速度を制御する。
【００３１】
記録体搬送経路４３Ａには、第１および第２転写位置である２次転写位置へ記録体Ｐ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横レジ補正機構４４が、記録体搬送経路４３Ａに設けてある。横レジ補正機構４４は、次のものがある。不図示の横方向の基準ガイドと斜行コロ対から構成され、記録体の横方向端部を該基準ガイドに押付けるように記録体Ｐをスライド搬送する。そして、記録体を所定の位置に整合させる。この基準ガイドは記録体のサイズにより、所定の位置に移動、配置される。なお、横レジ補正機構４４は記録体の搬送方向に対し記録体の両方の横方向から、記録体の両辺を短時間及び複数回押し、記録体を所定の位置に整合させる規制部材から構成されるジョガー方式でもよい。
【００３２】
記録体Ｐは、レジストローラ対４５から、第１中間転写ベルト２１と二次転写ローラ４６で構成される第１転写位置たる転写領域に向けて搬送される。その後、第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７で構成される第２転写位置た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経路４３Ｃには、その搬送方向上流に設置可能な別の給紙装置３００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の上部給紙面が配備してある。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、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、記録体搬送経路の要所には記録体を検知するためのセンサが具備させていて、記録体の存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。
【００３３】
記録体搬送経路４３Ａの延長上に、第２転写位置を通過した記録体を、記録体の搬送方向下流に備えた定着装置６０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、記録体搬送装置５０を備えている。記録体搬送装置５０は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト５１を支持するローラ５２、５３、５４、５５、５６を有している。そして、この支持ローラとしては、記録体Ｐを吸着させるための吸着用ローラ５２、接地してある除電・分離ローラ５４を備え、また、搬送ベルト５１の外側にはローラ５５に対向させてクリーニング装置５０Ａが備えている。
未定着のトナー画像と接触しながら記録体Ｐとともに移動する搬送ベルト５１は、吸着用ローラ５２により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト５１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５１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。また、搬送ベルト５１は画像形成可能な最大サイズの記録体Ｐが１枚乗るような長さと幅である。搬送ベルト５１上に最大サイズの記録体Ｐが乗らない場合、特に搬送ベルト５１の長さが足りない場合、記録体Ｐの後縁が転写位置を通過する前に前縁が定着装置に達してしまい定着速度にあわせた搬送が困難となる。また、幅が足りない場合は、記録体のベルト幅側の両端部に弛みが生じ、定着部通過後に記録体に皺が発生したり、定着部での紙ジャム発生率が非常に高くなったりする。
【００３４】
記録体搬送装置５０の記録体搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。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。記録体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、または、記録体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、冷却機能を有した冷却ローラ対７０を定着後の記録体搬送経路に備えている。この冷却ローラ対７０としては、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。冷却された記録体は、排紙ローラ対７１により、画像形成装置１００の左側に設けた排紙スタック部７５に排紙、スタックさせる。この排紙スタック部は、大量の記録体をスタック可能にするため、不図示の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７５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、綴じなど製本のための装置が接続できる。
上述したように、センサユニット１５０、１６０で測定された結果に基づいて、定着速度を制御する。定着装置６０及び記録体搬送装置５０では、測定された結果によって加熱定着装置６０のモータ（不図示）と記録体搬送装置５０とのモータ(不図示)の駆動速度を制御している。
【００３５】
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８６Ｙ、８６Ｃ、８６Ｍ、８６Ｋが、着脱可能に空間８５に収納される。不図示のトナー搬送手段により、各現像装置に必要に応じトナーを供給するようになっている。図１に示す構成は、上下に配された画像形成ユニットに対し、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８６Ｋは、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間８５は、画像形成装置上面で操作方向から見て奥側にあって、画像形成装置上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。
【００３６】
画像形成装置１００の上面に備えた操作、表示ユニット９０には、キーボード等が備えてある。これにより、画像形成のための条件などがインプットでき、装置の状態等を表示部に表示され、操作者と画像形成装置１００との情報交換を容易なものとする。画像形成装置１００内部に備える廃トナー収納部８７は、画像形成ユニットのクリーニング装置２、中間転写ベルトのクリーニング装置２０Ａと３０Ａ、および搬送ベルト５１のクリーニング装置５０Ａと連結されている。そして、これらから送られる廃トナーや紙粉等の異物を一括して回収して収納する。これらのクリーニング装置（２、２０Ａ、２０Ｂ、５０Ａ）に大容量の廃トナー収納部を備えないため、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（不図示）を使って廃トナー収納部８７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１００内部に備える電装・制御装置９５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。
定着装置６０による熱や電装装置からの発熱により、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９６を設けて、内部部材の熱による機能低下を防止している。またこのファン９６は冷却ローラ対７０の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対７０の冷却効果を確実にしている。
図１において、２００で示すのは原稿読取装置、３００は別途追加設置可能の給紙装置である。
【００３７】
次に画像形成装置１００において、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種類のうちの一つは、第１中間転写ベルト２１に担持させた画像を記録体の片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第２中間転写ベルト３１に担持させた画像を記録体の片面に直接転写する方法である。ここでは、画像形成装置１００の構成から、第１中間転写ベルト２１に担持させた画像を記録体の片面に直接転写する場合には、画像が記録体の上面に形成される。一方、第２中間転写ベルト３１に担持させた画像を記録体の片面に直接転写する場合には、画像が記録体の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部７５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、第１中間転写ベルト２１に画像を担持させた後、記録体に転写させる方法について説明する。
【００３８】
画像形成装置１００を稼動させると、第１中間転写ベルト２１と第１画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが回動する。同時に第２中間転写ベルト３１が回動するが、第２画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは第２中間転写ベルト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８０Ｙ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中間転写ベルト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とって順次同様に行われる。
この後、第１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、第１中間転写ベルト２１とともに矢印の方向に移動される。
【００３９】
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の一つにより繰り出される。そして、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃにより記録体搬送経路４３Ａに搬送される。さらにローラ４２を通過中に記録体Ｐの表面粗さを光センサユニット１４０によって測定する。記録体の先端がレジストローラ対４５に咥えられない前に、横レジ補正機構４４は記録体の搬送方向に対し両方の横方向から記録体の両辺を押すように作動し、記録体横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対４５は静止しており、記録体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。そして、第１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４５が回転し、記録体を転写領域に搬送する。
【００４０】
第１中間転写ベルト２１上のこのフルカラートナー画像は、第１中間転写ベルト２１と同期して搬送される記録体Ｐの上面に、二次転写ローラ４６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ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。転写後、第１中間転写ベルト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８０Ｙ〜８０Ｋ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により除去がなされる。各感光体の表面は除電装置Ｑ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８７に送られる。なおセンサＳ１、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す。
【００４１】
第１中間転写ベルト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Ｐは、記録体搬送装置５０の搬送ベルト５１により定着装置６０に向け移送される。記録体Ｐを確実に搬送ベルト５１とともに搬送できるよう、あらかじめ搬送ベルト５１の表面を、記録体の吸着用ローラ５２により帯電する。記録体Ｐが搬送ベルト５１から分離され、確実に定着装置６０に送られるように、除電・分離ローラ５４が作動する。ここで、搬送ベルト５１の表面移動速度は上述したように、定着装置６０の定着速度あわせた速度としている。定着装置６０に記録体Ｐを搬送する搬送ベルト５１の搬送速度が、定着装置６０の定着速度とあっていないと、転写紙が搬送ベルト５１上でスリップし、未定着の画像が乱れる恐れがある。そこで、搬送速度を定着速度に合わせた速度にすることにより、搬送ベルト５１から定着装置へ記録体Ｐをスムーズに受け渡すことができる。
【００４２】
記録体Ｐ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置６０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ーは少なくて済む。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。なおトナーを溶融する定着条件は記録体Ｐの表面状態によって変わる。例えば、表面の粗いものはトナーが記録体Ｐ表面のわずかな凹部に入り込み溶融しにくくなるため、より多くの熱量を付与する必要がなる。そして、定着装置６０でより多くの熱量を付与するために、記録体Ｐの搬送速度を遅くする必要がある。本実施形態では表面の粗い記録体Ｐの画像形成を行う際は、１/２の速度に落としている。速度はセンサユニット1５０によって計測された値によって制御している。具体的には、記録体Ｐの表面粗さがＲａ１５μ以上のときは、通常１５０ｍｍ／ｓの速度で搬送するものを、７５ｍｍ／ｓまで速度を落として搬送する。また、転写工程までは速度を切り替えず、転写後、記録媒体が搬送装置５０のベルト５１に全て移った時に速度の切り替えを行う。
ところで、記録体Ｐにより多くの熱量を付与する方法として、より高い温度で定着することが考えられる。しかし、高い温度で定着する場合は機内温度の上昇などの問題がある。
また、定着温度の調節は所望の温度まで上昇させたり、温度を上昇させた後に、温度を元に戻したりすることに時間を要し、定着速度を変化させるものに比して、制御の応答性が劣るという問題もある。
【００４３】
定着されたトナーも記録体上で完全に固着するまでは、記録体搬送経路のガイド部材等にこすられ、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、冷却手段である冷却ローラ対７０が作動し、トナーと記録体を冷却する。その後、排紙ローラ７１により排紙スタック部７５に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部７５では若い頁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、頁順が揃う。排紙スタック部７５は、排紙される記録体の増加に従って下降するので、記録体は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの記録体を排紙スタック部７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施したり、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。
【００４４】
記録体Ｐの片面に画像を形成させる他の方法では、第１画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける画像の形成をおこ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。しかし、基本的には上述の片面記録の工程と同じなので、詳細を省く。
【００４５】
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。画像形成装置に開始信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第１画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｋで順次形成する各色ごとの画像を、第１中間転写ベルト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画像形成ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋで順次形成する各色ごとの画像を第２中間転写ベルト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おこなわれる。図１に示すように、第２画像形成ユニット同士のベルト搬送方向についての間隔は、第１画像形成ユニット同士の間隔よりも、詰めた状態で設置されている。これにより、第１の画像と第２の画像が、記録体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。また記録体はレジストローラ対４５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、ローラ４２間で記録体表裏の表面粗さを光センサユニット１４０で測定される。また、横レジ補正機構４４で幅方向の位置が整合される。レジストローラ対４５は、タイミングをとって記録体を第１の２次転写手段である転写ローラ４６と第１中間転写ベルト２１で構成された第１転写位置である第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供給され、第１中間転写ベルト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の二次転写手段たる転写チャージャ４７がある第２転写位置である第２転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が供給されることにより、第２中間転写ベルト３１にあらかじ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。
【００４６】
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、搬送ベルト５１に移り、全て搬送ベルト５１移ったとき上述の表面粗さ測定の結果をもとに搬送装置５０及び定着装置６０の速度が決まり、定着装置６０へと移送される記録体のＰの表と裏で表面粗さが異なる場合は、表面粗さが粗い方に合わせた搬送速度とする。定着装置６０の熱による定着処理を受け、記録体の両面のトナー画像が溶融、混合される。記録体は引き続いて冷却ローラ対を通過し、排紙ローラ７１により排紙スタック部７５上に排紙される。
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７５にスタックされるように作像順序を制御する。作像終了後、スタックから取り出し、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（不図示）により実行される。
【００４７】
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。メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。この時、図３、図４に示した画像形成部８０、８１を構成する部材をユニット化し、プロセスカートリッジとして交換すると都合がよい。プロセスカートリッジの形態は、図３、図４に示した構成から中間転写ベルト２１、３１と１次転写ローラ２２、露光装置４などを除いた作像用部材を、正規の位置関係を保つようフレームの内部に納めて構成する。そして、着脱させるためのガイド部や把手を適宜設けて画像形成装置１００に対し着脱可能にすることで実現可能である。
【００４８】
次に、本実施形態に用いる表面特性検知手段としての第１センサユニット１５０、第２センサユニット１６０での表面粗さの測定と、定着速度の制御について説明する。図５は、第１センサユニット１５０と第２センサユニット１６０とを備えた光センサユニット１４０を示す拡大構成図である。
給紙カセットから送られてきた記録体Ｐは、２次転写ニップに進入する前に、光センサユニット１４０の第１センサユニット１５０と第２センサユニット１６０との対向領域を通過する。第１センサユニット１５０は、光を発する第１発光部１５１と、図示しない複数の受光素子がアレイ状に設けられた第１受光部１５２とを有している。そして、第１発光部１５１から発した光を、光センサユニット１４０に進入した記録体Ｐの第１面（図中上側の面）に対して斜めに照射する。第１発光部１５１から記録体Ｐの第１面に到達した光は、第１面上で乱反射した後、第１受光部１５２における複数の受光素子の幾つかに受光される。第１受光部１５２は、各受光素子から、それぞれ受光量に応じた電圧を出力する。一方、第２センサユニット１６０は、図示しない発光素子が設けられた第２発光部１６１と、図示しない複数の受光素子がアレイ状に設けられた第２受光部１６２とを有している。これら第２発光部１６１、第２受光部１６２は、記録体Ｐの第２面側にて、第１発光部１５１、第１受光部１６２と同様にして発光、受光を行う。
【００４９】
図６は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、定着装置６０は、第１定着ローラ６０ａや第２定着ローラ６０ｂの他、第１温度検知手段６０ｃ、第１発熱手段６０ｅ、第２温度検知手段６０ｆ、第２発熱手段６０ｄ等を有している。さらに、第１定着ローラ６０ａと第２定着ローラ６０ｂとを駆動する定着モータ６０ｇも有している。第１温度検知手段６０ｃ、第２温度検知手段６０ｆは、それぞれ、第１定着ローラ６０ａ、第２定着ローラ６０ｂの表面温度を検知して、デジタル温度信号を制御部Ｅ１に出力する。制御部Ｅ１は、第１温度検知手段６０ｃ、第２温度検知手段６０ｆからそれぞれ送られてくるデジタル温度信号の値についての目標値である第１温度目標値、第２温度目標値を図示しないＲＡＭ等の記憶手段に記憶している。そして、第１温度検知手段６０ｃから送られてくるデジタル温度信号の値が第１温度目標値よりも所定値以上低い場合には、第１発熱手段６０ｅへの電源供給をＯＮして、第１定着ローラ６０ａの表面温度を第１目標値まで昇温せしめる。また、第２温度検知手段６０ｆから送られてくるデジタル温度信号の値が第２温度目標値よりも処置値以上低い場合には、第２発熱手段６０ｄへの電源供給をＯＮにして、第２定着ローラ６０ｂの表面温度を第１目標値まで昇温せしめる。このような制御により、第１定着ローラ６０ａや第２定着ローラ６０ｂの表面温度が、それぞれ第１温度目標値、第２温度目標値の付近に維持される。そして、あらかじめ決められた速度で定着が行われるように、制御部Ｅ１により定着モータ６０ｇの回転速度が制御される。
一方、搬送装置５０では、搬送ベルト５１を支持するローラのひとつであるローラ５４が搬送ベルト５１に動力を伝達する駆動ローラであり、この駆動ローラ５４を回転駆動させる搬送モータ５４ｇを備えている。搬送モータ５４ｇの回転速度は制御部Ｅ１によって制御されている。そして、転写手段側から記録体Ｐを受け取る際は、搬送ベルト５１が転写速度に合わせた速度となるように制御される。また、搬送ベルト５１が担持する記録体Ｐを定着装置６０に受け渡す際は定着速度に合わせた速度となるように、上述の定着モータ６０ｇの回転速度と同期して制御がなされる。
【００５０】
第１センサユニット１５０における第１受光部１５２の複数の受光素子からそれぞれ発せられた出力電圧のアナログデータは、データ変換回路１４５にてデジタル変換される。そして、反射光の広がり具合を示す光反射分布曲線データに一括変換されてから、制御部Ｅ１に送られる。第２受光部１６２の複数の受光素子からそれぞれ発生られた出力電圧のアナログデータも、同様にして、光反射分布曲線データに一括変換されて制御部Ｅ１に送られる。制御部Ｅ１は、これら光反射分布曲線データの分散値をそれぞれ求める。具体的には、第１受光部１５２の複数の受光素子における受光量に由来する光反射分布曲線データの分散値である第１面分散値と、第２受光部１６２の複数の受光素子における受光量に由来する光反射分布曲線データの分散値である第２面分散値とを求める。これら分散値は、記録体Ｐの第１面、第２面における表面粗さＲａ（算術平均粗さ）と相関関係にあるので、これら分散値から、第１面、第２面の表面粗さＲａを把握することができる。よって、第１センサユニット１５０は、記録体Ｐの第１面における表面特性である表面粗さを第１面の側から検知する第１面用検知部として機能している。また、第２センサユニット１６０は、記録体Ｐの第２面における表面特性である表面粗さを第２面の側から検知する第２面用検知部として機能している。
【００５１】
制御部Ｅ１の図示しないＲＡＭ等の記憶手段には、表面粗さＲａと相関関係にある上述の分散値が記憶されている。この定着温度適正値は、ある分散値（即ち、表面粗さＲａ）の転写紙Ｐ表面において、トナー像を最も良好に定着することができる加熱定着温度の値であり、予めの試験によって分散値毎に調査されたものである。そして、分散値が大きくなるほど、即ち、表面粗さＲａが大きくなるほど、高い温度値となる。これは、既に述べたように、表面粗さＲａが大きくなるほど、転写紙Ｐ上のトナー像が昇温され難くなるからである。
【００５２】
制御部Ｅ１は、記録体Ｐが光センサユニット１４０を通過したことに基づいて第１面の表面粗さと第２面の表面粗さとを算出する。この二つの表面粗さのうち値が大きいほうについて、その値がＲａ１５μ以上か、１５μ未満かを判断する。Ｒａ１５μ未満の時は、通常の定着速度として１５０ｍｍ／ｓとなるように定着モータ６０ｇと搬送モータ５４ｇとの回転速度を制御する。Ｒａ１５μ以上のときは、定着時により多くの熱量を付与する必要があるとして、通常の定着速度の１／２の速度、つまり７５ｍｍ／ｓとなるように定着モータ６０ｇと搬送モータ５４ｇとの回転速度を制御する。表面が粗い紙面に転写されたトナーには熱が伝わりにくくトナーを充分に溶かしにくいが、上述のように通常の定着速度よりも遅くすることで、定着装置６０において付与される熱量が増え、トナーを充分に溶かすことができる。
【００５３】
光学センサユニット１４０については、図１のように、給紙カセット４０ｂ、４０ｃ、４０ｄから、排出手段たる排紙ローラ対７１に至る記録体搬送経路内の記録体Ｐの表面粗さＲａを検知させるように配設することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、図１においては、記録体搬送経路４３内あるいは給紙カセット等の記録体収容手段内の記録体Ｐを、センサユニットによる被検対象とする必要がある。このうち、記録体Ｐを複数枚重ねた記録体束の状態で収容する記録体収容手段内の記録体Ｐを被検対象とする場合には、記録体束の一番上又は一番下の記録体Ｐしか、被検対象にすることができない。しかも、何れの記録体Ｐも、記録体束の他の記録体Ｐに接していない方の面しか、被検対象にすることができない。つまり、裏表の何れか一方の面しか、表面粗さＲａを検知することができないのである。これに対し、記録体搬送経路４３内では、１枚の記録体Ｐが裏表の両方を露出させながら搬送されるので、何れの面の表面粗さＲａも検知することができる。
【００５４】
また、記録体搬送経路４３内であっても、定着装置６０よりも上流側で表面粗さＲａを検知させるように、センサユニット１５０、１６０を配設することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、定着装置６０よりも下流側では、既に定着装置６０を通過して、両面に対する定着処理が既に終わっている記録体Ｐを被検対象とすることになる。すると、定着処理に先立って記録体Ｐの表面粗さＲａを知得することができず、表面粗さＲａに応じた定着速度制御ができなくなってしまう。これに対し、定着装置６０よりも上流側の記録体Ｐを被検対象にするように光センサユニット１４０を配設すれば、定着処理に先立って、その記録体Ｐの表面粗さＲａを知得させることができる。
更に、定着装置６０よりも上流側であっても、特に、両面転写装置よりも上流側で表面粗さＲａを検知させるように、光センサユニット１４０を配設することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、定着装置６０よりも上流側であっても、両面転写装置よりも下流側では、両面転写装置によってトナー像が転写された記録体Ｐを被検対象にすることになる。すると、記録体面上のトナー像が邪魔になって、無垢の記録体面の表面粗さＲａを検知させることができなくなる。そこで、紙面にトナー像がまだ転写されていない記録体Ｐの表面粗さＲａを検知させるように、両面転写装置よりも上流側に光センサユニット１４０を配設するのである。
【００５５】
実施形態１では、表面が粗い面の表面粗さがＲａ１２μより、大きいか小さいかにより、速度を２段階で制御していたが、これに限るものではなく、速度変化を多段階にして制御する構成としても良い。以下、速度変化を多段階にして制御するものについて説明する。
制御部Ｅ１内のＲＡＭ等の記憶手段には、表面粗さＲａと相関関係にある上述の分散値と、定着速度適正値とを関連付けた定着速度データテーブルが記憶されている。この定着速度適正値は、ある分散値（即ち、表面粗さＲａ）の記録体Ｐ表面において、トナー像を最も良好に定着することができる定着速度の値であり、予めの試験によって分散値毎に調査されたものである。そして、分散値が大きくなるほど、即ち、表面粗さＲａが大きくなるほど定着時に高い熱量を必要とするので、定着速度を遅くする。
そして、算出した第１面分散値と第２面分散値とを比較して、値が大きいほうの分散値に対応する定着速度適正値を、上述の定着速度データテーブルから特定する。これにより、速度を２段階のみで制御するものに比して、各記録体に対してより適した定着速度とすることができる。
【００５６】
なお、実施形態１では、記録体の両面に画像形成可能な装置に記録体の表面粗さを測定するセンサユニットを設けた構成について述べたが、これに限るものではなく、片面のみに画像形成する装置に適用してもよい。片面のみに画像形成する装置の場合は、上述の装置の片面記録時と同様に、記録体の画像形成する面のみの表面粗さを計測し、その計測結果に基づいて定着速度を制御する。
また、本実施形態では粉体トナーを用いているが、これに限るものではなく、トナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤を用いる画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、電子写真方式ではなく、直接記録方式によって画像を形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。この直接記録方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を中間転写体や記録体に直接付着させて画素像を形成することで、画像を直接形成する方式である。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、表面特性検知手段である光センサユニット１４０を用いて、記録体Ｐの表面粗さを検知し、その表面粗さのＲａの値が１５μより大きい時は、定着装置６０での定着速度を遅くするように制御している。これにより、定着時間を長くすることができ、表面が粗いと記録体Ｐ上のトナーに充分な定着熱を付与することができ、トナーへ付加する熱量が不足することに起因する定着不良を防止することができる。
また、定着装置６０に記録体Ｐを搬送する搬送ベルト５１の搬送速度が、定着装置６０の定着速度に合わせた速度にすることにより、搬送ベルト５１から定着装置へ記録体Ｐをスムーズに受け渡すことができる。
また、表面特性検知手段として、転写紙の表面光反射に基づいて表面粗さＲａを検知するものを用いているので、両面画像を撮影した映像を解析して表面粗さＲａを検知するものを用いる場合に比べて、表面特性検知手段の構成を簡素化することができる。
また、転写手段に送られる前の転写紙を収容する記録体収容手段たる給紙装置４０と、定着装置６０を経由した後の記録体Ｐをプリンタの筺体外に排出せしめる排出手段たる排紙ローラ対７１とを設け、給紙装置４０から排紙ローラ対７１に至るまでの記録体搬送経路４３Ａ内における定着装置６０よりも上流側で記録体Ｐの表面粗さＲａを検知させるように、光センサユニット１４０を配設している。このような構成においては、上述した理由により、定着装置６０による定着処理に先立って記録体Ｐの表面粗さＲａを知得することができず、表面粗さＲａに応じた定着時間制御ができなくなるといった事態を回避することができる。
また、記録体搬送経路４３Ａ内における転写位置よりも上流側で転写紙の表面粗さＲａを検知させるように、センサユニット１５０、１６０を配設している。かかる構成では、上述した理由により、転写紙面上に転写されたトナー像が邪魔になって、無垢の転写紙面の表面粗さＲａを検知させることができなくなることによる表面粗さＲａの検知誤差を回避することができる。
また、第１センサユニット１５０と第２センサユニット１６０とを用いて、記録体Ｐの両面の表面粗さを検知し、２つの表面の内、表面粗さの値が大きいほうに合わせて、定着速度を決定している。これにより、どちらか一方のみの表面粗さを検知した時の、検知しなかった面の表面粗さが高く、検知しなかった面で定着不良が発生することを防止することができる。
また、第１中間転写ベルト２１と第２中間転写ベルト３１とを互いに非接触に配設している。このように配設することにより、両ベルトを接触させながらその接触部に記録体Ｐを挟み込んで搬送する場合における両中間転写ベルトの微妙な線速差による未定着トナー像の擦れを回避して、更に乱れのないトナー像を形成することができる。また、何れか一方の中間転写ベルトを停止させる必要のある故障が発生しても、片面プリントモードであれば、もう一方の中間転写ベルトを作動させて、片面プリントを実施することができる。
また、記録体Ｐの４色のトナーを転写する構成であるが、４色のトナーを用いると、単色に比して定着時に必要な熱量が多く、記録体Ｐの表面粗さを無視して画像形成を行うと転写不良を起こしやすい。一方、実施形態１では記録体Ｐの表面粗さに基づいて転写速度を決定しているので、４色カラーを両面に転写する場合でも、転写不良を起こしにくい。
また、記録体収容手段たる給紙装置４０の紙排出部と、両面転写装置の紙受入部たる２次転写ニップ入口とを鉛直方向で同じ高さにしている。かかる構成では、給紙装置から２次転写ニップ入口に至るまでの給紙路４３Ａを鉛直方向に曲がりのない直線状の形状にして、給紙路内における転写紙のジャムを抑える。そして、このことにより、高速な給紙を可能にして画像形成速度を速めることができる。
また、両面転写位置の記録体排出部である２次転写ニップ出口やチャージャ転写位置出口と、排出手段たる排紙ローラ対７１の記録体受入部であるニップ部とを同じ高さにしている。記録体搬送経路４３Ａのうち、かかる構成では、両面転写装置の記録体排出部から、排紙ローラ対に至るまでの経路においても、鉛直方向に曲がりのない直線状の形状にして、この経路内における転写紙のジャムを抑える。そして、このことにより、更に高速な給紙を可能にして画像形成速度を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態に係る複写機の該略構成図。
【図２】２つの受像面が形成する角度αの説明図。
【図３】現像ユニットを第１画像ユニットに用いた場合の詳細図。
【図４】現像ユニットを第２画像ユニットに用いた場合の詳細図。
【図５】センサユニットの概略図。
【図６】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５９】
１      感光体（扱うトナーの色で番号の後ろにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを添える）
２      クリーニング装置 
２ａ    クリーニングブレード
２ｂ    クリーニングブラシ
２ｃ    廃トナー回収手段
３      帯電チャージャ
４      露光装置
５      現像装置
５ａ    現像ローラ
５ｂ    規制ブレード
５ｃ、５ｄ  攪拌手段
５ｅ    トナーセンサ
２０    第１画像ユニット
２０ａ  第１中間転写ベルト用クリーニング装置
２１    第１中間転写ベルト
２２    １次転写ローラ 
２３    ベルト支持ローラ
２４    駆動ローラ
２６    受像面維持ローラ
２７    テンションローラ
２８    転写対向ローラ
２９    屈曲ローラ
３０    第２像担持体ユニット
３０ａ  第２像担持ベルト用クリーニング装置
３１    第２中間転写ベルト
３２    第２像担持体ユニット用１次転写ローラ
３３    クリーニング裏当てローラ
３４    駆動・転写対向ローラ
３６    受像面維持ローラ
３７    テンションローラ
４０    給紙装置
４０ａ  上部の給紙装置
４０ｂ、ｃ、ｄ  給紙カセット
４１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  給紙・分離手段
４２Ａ、Ｂ、Ｃ  搬送ローラ対
４３Ａ、Ｂ、Ｃ  記録体搬送経路
４４    横レジ補正機構
４５    レジストローラ対
４６    ２次転写ローラ
４７    転写チャージャ
５０    記録体搬送装置
５０ａ  搬送ベルト用クリーニング装置
５１    搬送ベルト
５２    吸着ローラ
５４    除電・分離ローラ
５５    クリーニング裏当てローラ
５７    ベルト寄り防止リブ
６０    定着装置
７０    冷却ローラ対
７１    排紙ローラ対  
７５    排紙スタック部
８０    第１画像形成ユニット（うしろに扱う色を示すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ添付）
８１    第２画像形成ユニット（うしろに扱う色を示すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ添付）
８４    トナーカートリッジ収納部
８５    トナーカートリッジ（うしろに扱う色を示すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ添付）
８７    廃トナー回収部
９０    操作・表示部（ユニット） 
９５    電装・制御装置
１００  画像形成装置
１５０  第１センサユニット。
１５１  第１発光部
１５２  第１受光部
１６０  第２センサユニット。
１６１  第２発光部
１６２  第２受光部
２００  画像読取装置
３００  追加設置が可能の給紙装置
Ｅ１    制御部
【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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