(57)【要約】【課題】画像形成装置１００Ａと画像形成装置１００Ｂとを用いて両面印刷を片面ずつに分担して行う第一モードを、画像形成装置１００Ａのみで両面印刷を行う第二モードに切り替えた際に画像品質を高く保てる画像形成システムを提供する。【解決手段】第一モードの実行中に画像形成装置１００Ｂでトナー切れが発生すると、画像形成装置１００Ａ内で反転搬送機構を用いて両面印刷を行う第二モードに切り替える。第一モードを第二モードに切り替えた際には、画像形成装置１００Ｂの定着装置２０１Ｂの定着ローラ温度が９０度に低下するのを待って第二モードを開始させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成して記録材に転写する第一トナー像形成部と、前記第一トナー像形成部で形成された記録材上のトナー像を加熱する第一像加熱部とを有する第一画像形成部と、
トナー像を形成して前記第一像加熱部から受け入れた記録材に転写する第二トナー像形成部と、前記第二トナー像形成部で形成された記録材上のトナー像を加熱する第二像加熱部とを有する第二画像形成部と、
入力された画像形成条件に基づく所定の画像形成を前記第一画像形成部及び前記第二画像形成部により行う第一モードと、前記所定の画像形成を前記第二トナー像形成部を用いないで行う第二モードとを選択して実行可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第二モードにおける前記第二像加熱部の温度を前記第一モードにおける前記第二像加熱部の温度よりも低くすることを特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記第一モードを実行中の前記第二トナー像形成部に異常が発生すると、前記第二像加熱部の温度が所定温度以下になるのを待って前記第二モードを開始することを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記第一モードを実行中の前記第二トナー像形成部に異常が発生すると、前記第一トナー像形成部から前記第二像加熱部までに位置する記録材を前記第二像加熱部を通じて排出した後に、前記第二像加熱部の温度を低下させることを特徴とする請求項２記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第二モードを実行中の前記第二トナー像形成部の前記異常が解消されると、前記第二像加熱部の温度を前記第一モードの温度に復帰させて前記第一モードを再開させることを特徴とする請求項２記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記第一トナー像形成部及び前記第一像加熱部により画像形成された記録材を表裏反転状態で再び前記第一トナー像形成部へ送り込む反転搬送機構を備え、
前記制御部は、第二モードでは、前記反転搬送機構を用いて前記第二トナー像形成部及び前記第二像加熱部のみで両面印刷の画像形成を実行することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記第二モードでは前記第一モード時よりも低い画像形成速度を前記第一トナー像形成部に設定することを特徴とする請求項５記載の画像形成システム。
【請求項７】
前記第一モードで終夜運転が可能な枚数の記録材を収容して前記第一画像形成部に給送可能な記録材給送装置を備え、前記制御部は、前記記録材給送装置から記録材を給送させて無人運転で前記第一モード及び前記第二モードを実行させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記所定の画像形成を前記第一トナー像形成部を用いないで行う第三モードを選択して実行可能であって、前記第三モードにおける前記第一像加熱部の温度を前記第一モードにおける前記第一像加熱部の温度よりも低くすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ両面印刷が可能な画像形成装置を直列に連設した画像形成システム、詳しくは無人運転中に一方の画像形成装置でトナー切れを生じた際のその画像形成装置の定着装置の温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を形成して記録材に転写し、定着装置により加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。トナー像形成部及び像加熱部により画像形成された記録材を表裏反転状態で再び同じトナー像形成部へ送り込む反転搬送機構を備えた両面印刷が可能な画像形成装置が広く用いられている。
【０００３】
特許文献１には、反転搬送機構を備えた両面印刷可能な画像形成装置をリレーユニットを介して２台連設した画像形成システムが提案されている。リレーユニットとは、記録材の反転搬送機構を備えて第一画像形成装置から第二画像形成装置へ記録材を受け渡すたユニットである。
【０００４】
ここでは、表面印刷と裏面印刷とを別々の画像形成装置で分担して連続的に行うことにより、反転搬送機構を用いて１台で両面印刷を行う場合よりも印刷速度を大幅に高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の画像形成システムでは、終夜運転の連続画像形成に必要な枚数の記録材を収容して第一画像形成装置へ給送可能な大容量の記録材給送装置を連設することで、無人で終夜運転して両面印刷を行うことが可能になる。
【０００７】
しかし、無人の終夜運転中に、第一画像形成装置と第二画像形成装置のいずれかでトナー切れが発生すると、それ以降は翌朝まで画像形成システム全体が停止してしまう。図４に示すように、フルカラー画像形成装置の場合、１台につき４色のトナー供給ボトルを搭載しているため、２台であれば、８個のトナー供給ボトルが搭載されており、終夜運転中にそのうちの１つがトナー切れになる確率はかなり高くなる。これにより、翌朝、オペレータが点検する段階で、終了しているはずの大量の画像形成ジョブが残っていることになり、終夜運転を含めて評価される画像形成システムの稼働率は大幅に低下する。
【０００８】
そこで、両面印刷の連続画像形成中に下流側の第二画像形成装置でトナー切れが発生した場合には、搭載された反転搬送機構によって上流側の第一画像形成装置のみで両面印刷を実行して連続画像形成を継続させる制御が提案された。第一画像形成装置と第二画像形成装置とで表面印刷と裏面印刷を分担させる第一モードを、上流側の第一画像形成装置のみで両面印刷する第二モードに切り替える自動制御が提案された。
【０００９】
しかし、実際にそのように画像形成システムを試作して作動させてみたところ、両方の画像形成装置を用いて出力された両面印刷画像と、上流側の第一画像形成装置のみで出力された両面印刷画像との間に光沢度差が発生していた。
【００１０】
本発明は、第一モードと第二モードとで出力画像の光沢度差等の不都合が発生しない画像形成システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成システムは、トナー像を形成して記録材に転写する第一トナー像形成部と前記第一トナー像形成部で形成された記録材上のトナー像を加熱する第一像加熱部とを有する第一画像形成部と、トナー像を形成して前記第一像加熱部から受け入れた記録材に転写する第二トナー像形成部と前記第二トナー像形成部で形成された記録材上のトナー像を加熱する第二像加熱部とを有する第二画像形成部と、入力された画像形成条件に基づく所定の画像形成を前記第一画像形成部及び前記第二画像形成部により行う第一モードと前記所定の画像形成を前記第二トナー像形成部を用いないで行う第二モードとを選択して実行可能な制御部とを備えるものである。そして、前記制御部は、前記第二モードにおける前記第二像加熱部の温度を前記第一モードにおける前記第二像加熱部の温度よりも低くする。
【発明の効果】
【００１２】
第一モードと第二モードとで出力両面画像の光沢差が生じていた原因は、第二トナー像形成部に付設された第二像加熱部が両面画像の一方に再加熱を行って光沢度を高めていたことであった。本発明の画像形成システムでは、第二モードにおける第二加熱部の温度を前記第一モードにおける前記第二加熱部の温度よりも低くするため、第二像加熱部で光沢度が変化するような画像の再加熱が発生しない。
【００１３】
したがって、第一モードと第二モードとで出力画像の光沢度差等の不都合が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成システムの構成の説明図である。
【図２】画像形成装置の構成の説明図である。
【図３】定着装置の構成の説明図である。
【図４】フルカラー画像形成部の構成の説明図である。
【図５】リレーユニットの別の例の説明図である。
【図６】画像形成システムの制御系のブロック図である。
【図７】画像形成システムの操作パネルの説明図である。
【図８】第一モードの制御のフローチャートである。
【図９】第二モードの制御のフローチャートである。
【図１０】第三モードの制御のフローチャートである。
【図１１】定着回数と記録材の収縮量の関係の説明図である。
【図１２】実施例１の停止回避制御のフローチャートである。
【図１３】実施例２の停止回避制御のフローチャートである。
【図１４】トナーの粘度／温度特性の説明図である。
【図１５】定着中のトナー温度の測定に用いた測定装置の概略図である。
【図１６】定着ローラ表面温度とトナー温度の関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、使用されないトナー像形成部に付設された像加熱部の温度が、そのトナー像形成部が使用される場合よりも低い温度に制御される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１６】
従って、目的は、両面印刷画像の片面の光沢度差の解消のみならず、繰り返しの加熱に伴う記録材長さの収縮差解消等でもよい。トナー像形成部は、フルカラー／モノクロ、一成分現像剤／二成分現像剤、直接転写方式／記録材搬送方式／中間転写方式、帯電方式、露光方式、感光体種類等によらず実施できる。２台の独立した画像形成装置をリレーユニットを介して連結する配置構成のみならず、直接接続する配置構成を採用してもよく、第一トナー像形成部、第一像加熱部、第二トナー像形成部、及び第二像加熱部を１つの筐体に配置した構成でも実施できる。画像形成部は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途のものとすることができる。
【００１７】
＜画像形成システム＞
図１は画像形成システムの構成の説明図である。図１に示すように、画像形成システム１０００は、第一画像形成部の一例である画像形成装置１００Ａと第二画像形成部の一例である画像形成装置１００Ｂとを直列に連結している。記録材給送装置の一例である大容量給紙デッキ６０１は、第一モードで終夜運転が可能な枚数の記録材Ｐを収容して画像形成装置１００Ａに給送可能である。
【００１８】
画像形成システム１０００は、画像形成装置１００Ａの上流側に大容量給送デッキ６０１を連結し、画像形成装置１００Ｂの下流側にインサータ６０２及び大容量スタッカ６０３を連結した複連式画像形成システムである。
【００１９】
大容量給送デッキ６０１は、画像形成装置１００Ａの上流側に連結され、画像成形装置１００Ａの記録材収納部２０よりも多量の記録材を収納して連続給送することが可能なユニットである。カット紙１パックが坪量８０ｇ／ｍ２のＡ３用紙５００枚で構成されるとする。画像成形装置１００Ａの記録材収納部２０は、カット紙１パックが収納可能な５００枚用の記録材カセットが２段と、カット紙２パックが収納可能な１０００枚用の記録材カセットが１段搭載されて、合計２０００枚を収納可能である。これに対し、大容量給送デッキ６０１は、２０００枚デッキを３段搭載されて、合計６０００枚のカット紙を収納して連続給送が可能である。
【００２０】
大容量スタッカ６０３は、画像形成装置１００Ｂから出力された記録材を大量に積載可能である。大容量スタッカ６０３は、出力された印刷物を、出力順に積載する。出力物は、この後の裁断等の後処理工程に容易に搬送できる様に、台車の上に積載する。また大容量スタッカ６０３には、積載部以外に、テストプリント時に確認する時用に排紙トナーを上面部に設けてある。
【００２１】
大容量スタッカ６０３の積載容量は、１台でＡ３用紙６０００枚であるので、大容量の給送デッキ１台分の積載能力がある。そのため、大容量給送デッキ６０１と同じ台数の大容量スタッカ６０３を増設すれば、すべての記録材Ｐを使い切るまで、画像出力の積載スペースが無くなることなく連続画像出力運転が可能となる。
【００２２】
インサータ６０２は、印刷物に白黒出力以外のページを少量挿入して出力したい場合に用いるユニットである。あらかじめプリントしてあるフルカラープリントなどの挿入ページを、積載された記録材束の所定の個所に挿入するユニットであり、必要に応じて使用する。
【００２３】
なお、図１では、給送側の大容量給送デッキ６０１は１台のみが記載されているが、更に上流側に別の大容量給送デッキ６０１を直列に連結して増設することで、より多くの枚数の記録材Ｐを搭載可能である。出力画像を蓄積する大容量スタッカ６０３にういても、１台のみが記載されているが、大容量スタッカ６０３の下流に更に別の大容量スタッカ６０３を増設することが可能である。
【００２４】
画像形成装置１０ＯＡ及び画像形成装置１００Ｂは、プロセススピードが３００ｍｍ／ｓｅｃであって、画像形成システム１０００は、１時間にＡ３用紙で２１００枚の両面画像を出力可能である。このため、大容量給送デッキ６０１及び大容量スタッカ６０３が各１台であれば、無給送で連続３時間の画像出力が可能である。各４台連結すれば、無給送で連続１１時間以上の画像出力が可能となる。
【００２５】
画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの間に記録材Ｐを搬送するリレーユニット３０１を設けて画像形成を行う複連式の画像形成システム１０００では、帯電、露光、現像、転写、定着の各装置が各２台分設置されている。このため、画像形成装置１００Ａで記録材Ｐの第１面に画像形成を行い、その後、記録材Ｐを反転して、画像形成装置１００Ｂで記録材Ｐの第２面に画像形成を行うことができる。これにより、両面印刷の時間当たり出力ページ枚数を従来の１台の画像形成装置に比較して倍化して、両面印刷の高速化を図ることができる。
【００２６】
複連式の画像形成システム１０００は、１台のみで画像形成装置として成立する画像形成装置１００Ａ、１００Ｂを、即ち、同じ画像形成装置を、リレーユニット３０１で複数台連結している。このため、新規に画像形成装置をハード設計すること無しに、容易に複連式の画像形成システムとして製品化することが可能である。
【００２７】
複連式の画像形成システムでは、大容量給送デッキや、後処理装置などを、画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの更に上流や下流に配置可能である。このため、これらの周辺アプリケーションを共通化してインライン処理できるため、省スペース化と導入コスト的にメリットがある。
【００２８】
複連式の画像形成システムとしては、特開６−３４３１２５号公報の例も挙げることができる。ここでは、２台の画像形成装置の間に反転ユニットを挟んで直列に連結し、各々が表面と裏面を印刷することで、両面印刷を行う。
【００２９】
＜画像形成装置＞
図２は画像形成装置の構成の説明図である。図２に示すように、第一トナー像形成部の一例であるトナー像形成部１０１Ａは、トナー像を形成して記録材に転写する。第一像加熱部の一例である定着装置２０１Ａは、トナー像形成部１０１Ａで形成された記録材上のトナー像を加熱する。第二トナー像形成部の一例であるトナー像形成部１０１Ｂは、トナー像を形成して定着装置２０１Ａから受け入れた記録材に転写する。第二像加熱部の一例である定着装置２０１Ｂは、トナー像形成部１０１Ｂで形成された記録材上のトナー像を加熱する。反転搬送機構３０Ａは、トナー像形成部１０１Ａ及び定着装置２０１Ａにより画像形成された記録材Ｐを表裏反転状態で再びトナー像形成部１０１Ａへ送り込む。
【００３０】
同一機種の２台の画像形成装置１００Ａ、１００Ｂは、リレーユニット３０１を介して直列に連結されて複連式画像形成装置を構成する。上流側の画像形成装置１００Ａと下流側の画像形成装置１００Ｂとがリレーユニット３０１により連結され、一つの画像形成装置として機能する画像形成システムである。画像形成装置１００Ａと画像形成装置１００Ｂは、単体でもそれぞれ両面印刷が可能な画像形成装置として機能する。このような画像形成システムは、１機種の画像形成装置を設計することで、単体画像形成装置と複連式画像形成装置の両方に使用できる利点を持つ。
【００３１】
図２中、画像形成装置１００Ｂの記録材収納部は図示略されているが、画像形成装置１００Ａと画像形成装置１００Ｂは同一構成である。したがって、以下では、画像形成装置１００Ａの構成及び動作について説明し、画像形成装置１００Ｂに関する重複した説明を省略する。
【００３２】
画像形成装置１００Ａは、記録材収納部２０に収納した記録材から１枚ずつ記録材Ｐを取り出して、第一トナー像形成部の一例であるトナー像形成部１０１Ａで形成されたトナー像を転写部Ｔにて転写する。トナー像を転写された記録材Ｐは、第一像加熱部の一例である定着装置２０１Ａで加熱加圧を受けてトナー像を表面に定着される。
【００３３】
片面印刷モードでは、トナー像を定着された記録材Ｐは、排出ローラ２６を通じて画像形成装置１００Ａの外部へ排出される。しかし、両面印刷モードでは、フラッパ２７を切り替えて、トナー像を定着された記録材Ｐを反転搬送機構３０Ａへ送り込む。そして、フラッパ３２の操作を伴って縦搬送路３１にてスイッチバック搬送して、記録材Ｐを裏面印刷搬送路３３へ送り込み、表裏反転状態で再び転写部Ｔへ送り込んで裏面へもトナー像を転写する。その後、定着装置２０１Ａにて裏面のトナー像が定着され、両面に画像形成がされた記録材Ｐは、排出ローラ２６を通じて画像形成装置１００Ａの外部へ排出される。
【００３４】
トナー像形成部１０１Ａは、感光ドラム１の周囲に帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、及びドラムクリーニング装置６を配置する。感光ドラム１は、アルミニウムシリンダの外周面に感光層が形成され、矢印方向に回転する。帯電ローラ２は、交流電圧を重畳した直流電圧を印加されて感光ドラム１の表面を一様な電位に帯電させる。
【００３５】
露光装置３は、レーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１の帯電した感光層の表面電位を露光部分で低下させることにより、感光ドラム１に静電像を形成する。コピー機能の場合、画像読取装置（スキャナ）８により原稿を読み取って、その原稿画像に応じて、露光装置３が制御される。プリント機能やＦＡＸ機能の場合には、不図示のパーソナルコンピュータや電話回線からの画像情報を、制御部（画像受信部）９で受信し、その受信画像に応じて、露光装置３が制御される。現像装置４は、帯電した磁性トナー（一成分現像剤）を現像スリーブに担持させて、感光ドラム１の静電像を現像し、感光ドラム１の表面にトナー像を形成する。
【００３６】
画像形成に伴って消費されたトナーを補うために、トナー供給ボトル７からトナーが現像装置４へ補給される。転写ローラ５は、トナーの帯電極性と逆極性の直流電圧を印加されることにより、感光ドラム１に担持されたトナー像を、転写部Ｔを挟持搬送される記録材Ｐへ転写させる。ドラムクリーニング装置６は、記録材Ｐへの転写を逃れて感光ドラム１に残った転写残トナーを回収する。
【００３７】
＜定着装置＞
図３は定着装置の構成の説明図である。図２に示すように、画像形成装置１００Ａ、１００Ｂは、同一に構成されたローラ加熱方式の定着装置２０１Ａ、２０１Ｂを搭載している。したがって、定着装置２０１Ａについて説明して定着装置２０１Ｂに関する重複した説明を省略する。
【００３８】
図３に示すように、定着装置２０１Ａは、内部に熱源を有した定着ローラ２１１を記録材Ｐの画像面に接触させ、同時に加圧ローラ２１２で圧力を付加し、両ローラ間にトナー像を担持した記録材Ｐを挟持して搬送する。これにより、記録材Ｐ上にトナー像の定着を行う。定着装置２０１Ａは、定着ローラ２１１に加圧ローラ２１２を圧接して構成され、定着ローラ２１１は、軸端のギア列を介して、駆動モータ２１５によって、矢印Ｒ５方向にプロセススピードと等しい３００ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。
【００３９】
加圧ローラ２１２は、両方の軸端を付勢する加圧機構２１６によって、定着ローラ２１１に対して所定圧力で加圧されることにより、定着ローラ２１１との間に、周方向の幅が約１０ｍｍの定着ニップ部Ｎ１を形成する。加圧ローラ２１２は、定着ローラ２１１に従動して、矢印方向に回転する。
【００４０】
定着ローラ２１１は、外径７４ｍｍ、厚み６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウム製の円筒状の芯金２１１ｃの外側に、シリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度１５度）の耐熱性の弾性層２１１ｂが３ｍｍ厚さで配置される。弾性層２１１ｂの外側には、トナーとの離型性向上のため、フッ素樹脂（ＰＦＡチューブ：パーフルオロアルコキシ樹脂）の耐熱性の離型層２１１ａが１００μｍ厚さで被覆されている。
【００４１】
定着ローラ２１１の芯金２１１ｃの内部には、定格電力１５００Ｗのハロゲンヒータ２１３が配置される。定着ローラ２１１の表面に接触させて、定着ローラ２１１の通紙部の表面温度を検出するためのサーミスタ２２１が配置される。温度制御部１３０は、サーミスタ２２１の検出温度に基づいて、ハロゲンヒータ２１３をＯＮ／ＯＦＦ制御して、定着ローラ２１１の表面温度を所定の目標温度（２００℃）に保つように温度制御する。
【００４２】
加圧ロー２１２は、外径５４ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金２１２ｃの外側に、シリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度２０度）の耐熱性の弾性層２１２ｂが３ｍｍ厚さで配置される。弾性層２１２ｂの外側には、トナーとの離型性向上のため、フッ素樹脂（ＰＦＡチューブ）の耐熱性の離型層２１２ａが１００μｍ厚さで被覆されている。
【００４３】
加圧ローラ２１２の芯金２１２ｃの内部には、定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ２１４が配置される。加圧ローラ２１２の表面に接触させて、加圧ローラ２１２の表面温度を検出するためのサーミスタ２２２が配置される。温度制御部１３０は、サーミスタ２２２の検出温度に基づいて、ハロゲンヒータ２１４をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、加圧ローラ２１２の表面温度を所定の目標温度（１５０℃）に保つように温度制御する。
【００４４】
弾性層を有する定着ローラを用いたローラ加熱方式の定着装置は、画像表面を均一に溶融して均一な光沢の高品質なフルカラー画像を得ることができるため、特にフルカラー画像形成装置に採用される。また、モノクロ画像形成装置においても、特にベタ黒画像で均一な光沢の高品質なモノクロ画像を得ることができる。
【００４５】
しかし、モノクロ画像形成装置の場合、コストや寿命等の点から、定着ローラに弾性層を設けず、芯金上に直接に離型層を被覆している場合が多い。しかし、弾性層が無い定着ローラは、トナー像に対して微小な接触ムラを発生させるため、微小な光沢ムラが発生して、均一な光沢の画像を得にくい。
【００４６】
＜リレーユニット＞
図１に示すように、実施例１の画像形成システム１０００は、画像形成装置１００Ａから排出された記録材Ｐを、リレーユニット３０１においてスイッチバックすることにより、記録材Ｐを反転させて画像形成装置１００Ｂへ送り込む。
【００４７】
画像形成装置１０ＯＡ内の記録材搬送速度は３００ｍｍ／ｓｅｃである。記録材Ｐをスイッチバックするのに時間を要するため、リレーユニット３０１の記録材搬送速度を増速して、スイッチバックによる生産性低下を防止している。リレーユニット３０１入口で記録材搬送速度を３００→１０００ｍｍ／ｓｅｃに増速し、スイッチバック後、リレーユニット３０１出口で記録材搬送速度を、１０００→３００ｍｍ／ｓｅｃに減速する。
【００４８】
＜トナー像形成部及びリレーユニットの別の例＞
図４はフルカラートナー像形成部の構成の説明図である。図５はリレーユニットの別の例の説明図である。
【００４９】
図２に示す画像形成装置１００Ａ、１００Ｂのトナー像形成部１０１Ａ、１０１Ｂは、図４に示すフルカラートナー像形成部１０１Ａ（１０１Ｂ）に置き換えられる。ここでは、画像形成装置１００Ａの構成及び動作について説明し、画像形成部１００Ｂに関する重複した説明を省略する。
【００５０】
図４に示すように、トナー像形成部１０１Ａは、中間転写ベルト１０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式である。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１２、テンションローラ１１、及び対向ローラ１３に掛け渡して支持され、駆動ローラ１２に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。トナー像形成部ＰＹでは、イエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。トナー像形成部ＰＭでは、マゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。トナー像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。
【００５１】
中間転写ベルト１０に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。記録材収納部（２０：図１）から給送されてレジストローラ２３で待機する記録材Ｐは、レジストローラ２３によって、中間転写ベルト１０のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ送り出される。二次転写部Ｔ２を挟持搬送されてトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置２０１Ａで加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着される。記録材Ｐへの転写を逃れて中間転写ベルト１０に付着したトナーは、ベルトクリーニング装置１５によって回収される。
【００５２】
片面印刷モードでは、トナー像を定着された記録材Ｐは、排出ローラ２６を通じて画像形成装置１００Ａの外部へ排出される。しかし、両面印刷モードでは、フラッパ２７を切り替えて、トナー像を定着された記録材Ｐを縦搬送路３１へ送り込む。そして、フラッパ３２の操作を伴ってスイッチバック搬送して、記録材Ｐを裏面印刷搬送路３３へ送り込み、表裏反転状態で再び二次転写部Ｔ２へ送り込んで裏面へもトナー像を転写する。その後、定着装置２０１Ａにて裏面のトナー像が定着され、両面に画像形成がされた記録材Ｐは、排出ローラ２６を通じて画像形成装置１００Ａの外部へ排出される。
【００５３】
トナー像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、トナー像形成部ＰＹについて説明し、トナー像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、トナー像形成部ＰＹの構成部材に付した符号末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００５４】
トナー像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電ローラ２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、転写ローラ５Ｙ、ドラムクリーニング装置６Ｙを配置している。感光ドラム１Ｙは、アルミニウムシリンダの外周面に感光層が形成され、矢印方向に回転する。帯電ローラ２Ｙは、交流電圧を重畳した直流電圧を印加されて感光ドラム１Ｙの表面を一様な電位に帯電させる。露光装置３Ｙは、レーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１Ｙの帯電した感光層の表面電位を露光部分で低下させることにより、感光ドラム１Ｙに静電像を形成する。コピー機能の場合、画像読取装置（８：図２）により原稿を読み取って、その原稿画像に応じて、露光装置３Ｙが制御される。プリント機能やＦＡＸ機能の場合には、不図示のパーソナルコンピュータや電話回線からの画像情報を、受信データ処理部（９：図２）で受信し、その受信画像に応じて、露光装置３Ｙが制御される。現像装置４Ｙは、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した二成分現像剤を帯電状態で現像スリーブに担持させて、感光ドラム１Ｙの静電像を現像し、感光ドラム１Ｙの表面にトナー像を形成する。
【００５５】
画像形成に伴って消費されたトナーを補うために、トナー供給ボトル７Ｙからトナーが現像装置４Ｙへ補給される。転写ローラ５Ｙは、トナーの帯電極性と逆極性の直流電圧を印加されることにより、感光ドラム１Ｙに担持されたトナー像を、感光ドラム１Ｙと転写ローラ５Ｙによって挟持搬送される中間転写ベルト１０へ転写させる。ドラムクリーニング装置６Ｙは、中間転写ベルト１０への転写を逃れて感光ドラム１Ｙに残った転写残トナーを回収する。
【００５６】
図５の（ａ）に示すように、リレーユニット３０１は、スイッチバック以外の反転方法を採用したリレーユニット３０２に置き換えてもよい。リレーユニット３０２は、画像形成装置１００Ａから経路Ｂより搬送された記録材Ｐの進行方向を維持して、記録材Ｐを進行方向の周りで右回転（又は左回転）させる。進行方向に向かって螺旋状に記録材を移動させて、第１面の先端が第２面の先端となるように記録材Ｐを反転させた後に、経路Ｅから画像形成装置１００Ｂに受け渡す。リレーユニット３０２は、記録材Ｐの第１面と第２面の先端部の画像書き出し位置を精度良く合わせることが可能なため、画像位置精度が要求される場合には、より好適である。
【００５７】
図５の（ｂ）に示すように、リレーユニット（３０１）は、画像形成装置１００Ａのフェイスダウン（スイッチバック）出力機構３０３に置き換えてもよい。フェイスダウン出力機構３０３は、画像形成装置１００Ａの定着装置２０１Ａの下流において、記録材Ｐを縦搬送路３１へ送り込んでスイッチバックさせた後、経路Ｂにより、リレーユニット３０４に送り出す。この場合、リレーユニット３０４は、反転機能を持たずに、記録材Ｐを画像形成装置１００Ｂに搬送するのみの機能でよい。
【００５８】
＜制御部及び操作パネル＞
図６は画像形成システムの制御系のブロック図である。図７は画像形成システムの操作パネルの説明図である。図１に示すように、オペレータは、上流側の画像形成装置１００Ａの操作パネル１５０４を通じて制御部１５０１に各種設定及び操作を行うことにより、画像形成システム１０００を作動させる。上流側の画像形成装置１００Ａの制御部１５０１によって画像形成システム１０００の各基本構成ユニットが連繋動作する。ここでは、操作パネル１５０４を用いた操作を説明するが、印刷設定の方法として、入力インターフェス１５０５を介して、外部のコンピュータから印刷指令を行う場合もある。
【００５９】
図６に示すように、基本構成ユニットである画像形成装置１００Ａ、リレーユニット３０１、画像形成装置１００Ｂ、インサータ６０２、及び大容量スタッカ６０３は、制御部１５０１の指令によって統制制御される。制御部１５０１には、操作パネル１５０４と入出力インターフェス１５０５が連結されている。それぞれの基本構成ユニットと操作パネル１５０４と入出力インターフェス１５０５は、制御部１５０１の内部のバスを中継して、記憶部１５０２とＣＰＵ１５０３に接続されている。
【００６０】
操作パネル１５０４は、画像形成装置１００Ａの上面パネルに配置されている。入力インターフェス１５０５は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）ケーブルの接続ジャックなどで構成され、ネットワークを経由して外部のホストコンピュータやワークステーションなどの端末から印刷ジョブが入力される個所である。入力インターフェス１５０５を介して外部のコンピュータから印刷指令を行う場合、コンピュータのディスプレイ上に表示される印刷設定画面に、以下の設定項目の設定個所が配置され、印刷設定画面上で設定項目を選択することになる。
【００６１】
図７に示すように、操作パネル１５０４は、数値入力用のテンキーボタン１６０２等で構成されており、ユーザーやオペレータが印刷枚数や印刷動作の指令を行う。テンキーボタン１６０２は、印刷枚数を指定する数値入力用のボタンであり、ゼロの両隣には入力を取り消すクリヤーボタン「Ｃ」と、すべての設定をリセットするリセットボタン「Ｒ」が配置される。スタートボタン１６０３は、印刷スタート指令を送るボタンであり、スタートボタン１６０３を押す事で、操作パネル１５０４で設定した枚数やカセットなどの印刷設定を制御部が読み込み、後述する印刷動作を開始される。液晶タッチパネル１６０４は、タッチパネル方式の液晶モニタ画面であり、情報の表示と、パネルタッチによる情報の入力が可能である。
【００６２】
記録材カセット指定ボタン１６０７は、印刷で使用する記録材が収容された記録材カセットを指定するボタンである。記録材カセット指定ボタン１６０７をタッチすると、不図示のカセット設定画面が表示され、大容量給送デッキ（６０１：図１）を含めて設定可能な記録材カセットの記録材の状況が表示される。カセット設定画面上で、記録材カセットの指定と、記録材カセットの自動切換えに関する各種設定が可能である。詳細設定ボタン１６０８は、前述した基本設定以外の詳細な印刷設定を行うボタンであり、詳細設定ボタンをタッチすると、不図示の設定画面が表示され、設定画面上で、印刷倍率指定や様々な設定が可能である。
【００６３】
片面両面設定ボタン１６０５は、出力画像の印字を記録材Ｐの片面で行うか、記録材Ｐの両面で行うかを設定するボタンである。初期値は白黒反転している片面が設定されている。両面を印字するときは、両面ボタンをタッチすることで、白黒反転部が切り替わり、両面印刷が指定される。
【００６４】
画像形成設定ボタン１６０６は、両面印刷において第一モードと第二モードと第三モードのいずれかを選択して指定するボタンである。外部のコンピュータから印刷指令を行う場合にも、外部のコンピュータのディスプレイ上で、両面印刷において第一モードと第二モードと第三モードとを指定可能である。第一モードでは、入力された画像形成条件に基づく所定の画像形成を画像形成装置１００Ａ及び画像形成装置１００Ｂにより行う。第二モードでは、同じ所定の画像形成をトナー像形成部１０１Ｂを用いないで行う。第三モードでは、同じ所定の画像形成をトナー像形成部１０１Ａを用いないで行う。
【００６５】
第一モードは、ボタン上に「両方」と表示され、画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの両方を用いて両面印刷を行うモードである。初期設定では、生産性の高い第一モードが指定されている。これに対して、第二モードは、ボタン上に「第１」と表示され、上流側の画像形成装置１００Ａのみで両面印刷を行うモードである。また、第三モードは、ボタン上に「第２」と表示され、下流側の画像形成装置１００Ａのみで両面印刷を行うモードである。
【００６６】
第二モード及び第三モードでは、片方の画像形成装置で両面画像を形成するので、単位時間あたりの印刷出力枚数は半分に低下してしまう。また、第二モード及び第三モードでは、付設された反転搬送機構３０Ａ、３０Ｂの搬送速度の制約から、プロセススピードを低下させるため、この面からも生産性が低下する。
【００６７】
しかし、トナー無しなどで、片方の画像形成装置が使用不可能な状態になると、両方の画像形成装置を用いた制御では、印刷動作全体が停止してしまう。これに対して、第二モード及び第三モードを用いると、使用不可能な状態になっていない方の画像形成装置を指定することで、生産性が半分以下になるものの、両面印刷動作はその後も継続可能であるメリットがある。
【００６８】
＜第一モード＞
図８は第一モードの制御のフローチャートである。図２に示すように、第一モードでは、上流側の画像形成装置１００Ａで記録材Ｐの表面に画像形成を行って、リレーユニット３０１で表裏反転し、下流側の画像形成装置１００Ｂで記録材Ｐの裏面に画像形成を行う。制御部１５０１は、初期設定もしくは第一モードが選択されている場合、画像形成装置１００Ａ、１００Ｂを直列に用いて、片面ずつの画像形成を行う。
【００６９】
図６を参照して図８に示すように、制御部１５０１は、始めに大容量給送デッキ６０１もしくは、画像形成装置１００Ａの記録材収納部２０に搭載された記録材Ｐをトナー像形成部１０１Ａへ給送する（Ｓ１０１）。制御部１５０１は、給送された記録材Ｐへ、トナー像形成部１０１Ａによって形成されたトナー像を転写して定着装置２０１Ａによって定着して、１面目の画像形成を行う（Ｓ１０２）。
【００７０】
制御部１５０１は、次に、１面目の印刷がされた記録材Ｐを、リレーユニット３０１でスイッチバックして、表裏反転状態で画像形成装置１００Ｂへ受け渡す（Ｓ１０３）。制御部１５０１は、１面目の印刷がされた記録材Ｐの２面目に、トナー像形成部１０１Ｂで形成されたトナー像を転写して定着装置２０１Ｂによって定着して、２面目の画像形成を行う（Ｓ１０４）。
【００７１】
制御部１５０１は、記録材Ｐの所定の間隔に別印刷されたページを挿入して出力する場合には、インサータ６０２を必要に応じて作動させる（Ｓ１０５）。制御部１５０１は、最後に、大容量スタッカ６０３内に記録材Ｐを積載して記録材Ｐの両面印刷を完了させる（Ｓ１０６）。
【００７２】
＜第二モード＞
図９は第二モードの制御のフローチャートである。図２に示すように、第二モードでは、上流側の画像形成装置１００Ａで両面印刷モードを実行して記録材Ｐの表裏両面に画像形成を行って、リレーユニット３０１から下流側の画像形成装置１００Ｂへ受け渡して画像形成装置１００Ｂを通過させる。制御部１５０１は、第二モードが選択されている場合、上流側の画像形成装置１００Ａのみを用いて両面の画像形成を行い、画像形成装置１００Ｂはスルーさせる。
【００７３】
図６を参照して図９に示すように、制御部１５０１は、大容量給送デッキ６０１もしくは、画像形成装置１００Ａの記録材収納部２０に搭載された記録材Ｐをトナー像形成部１０１Ａへ給送する（Ｓ２０１）。制御部１５０１は、給送された記録材Ｐへ、トナー像形成部１０１Ａによって形成されたトナー像を転写して定着装置２０１Ａによって定着して、１面目の画像形成を行う（Ｓ２０２）。
【００７４】
制御部１５０１は、画像形成装置１００Ａ内の反転パス３０でスイッチバックによって記録材Ｐを反転して、再度、画像形成装置１００Ａの二次転写部へ給送する（Ｓ２０３）。制御部１５０１は、反転された記録材Ｐに対して、再度画像形成装置１００Ａでトナー像を転写して、画像形成装置１００Ａ内の定着装置によって定着して、２面目の画像形成を行う（Ｓ２０４）。
【００７５】
制御部１５０１は、次に、１面目の印刷がされた記録材Ｐを、リレーユニット３０１でスイッチバックして、表裏反転状態で画像形成装置１００Ｂへ受け渡す（Ｓ２０５）。画像形成装置１００Ｂに導入された記録材Ｐは、画像形成せずに通過される。このとき制御部１５０１からは画像信号として白紙状態の画像信号が送信され、トナー像形成部１０１Ｂでは白紙出力と同じ印刷動作を行う。
【００７６】
制御部１５０１は、記録材Ｐの所定の間隔に別印刷されたページを挿入して出力する場合には、インサータ６０２を必要に応じて作動させる（Ｓ２０７）。制御部１５０１は、最後に、大容量スタッカ６０３内に記録材Ｐを積載して記録材Ｐの両面印刷を完了させる（Ｓ２０８）。以上の制御によって、上流側の画像形成装置１００Ａのみを用いて両面印刷を行う事が可能となる。
【００７７】
＜第三モード＞
図１０は第三モードの制御のフローチャートである。図２に示すように、第三モードでは、画像形成装置１００Ａ及びリレーユニットを通過させた記録材Ｐを下流側の画像形成装置１００Ｂへ受け渡して、下流側の画像形成装置１００Ｂで両面印刷モードを実行して記録材Ｐの表裏両面に画像形成を行う。制御部１５０１は、第三モードが選択されている場合、画像形成装置１００Ａはスルーさせて、下流側の画像形成装置１００Ｂのみを用いて両面の画像形成を行う。
【００７８】
図６を参照して図１０に示すように、制御部１５０１は、大容量給送デッキ６０１もしくは、画像形成装置１００Ａの記録材収納部２０に搭載された記録材Ｐをトナー像形成部１０１Ａへ給送する（Ｓ３０１）。画像形成装置１００Ａに導入された記録材Ｐは、画像形成せずに通過される。このとき、制御部１５０１からは画像信号として白紙状態の画像信号が送信され、画像形成装置１００Ａでは白紙出力と同じ印刷動作を行う。
【００７９】
制御部１５０１は、記録材Ｐをリレーユニット３０１でスイッチバックして、表裏反転状態で画像形成装置１００Ｂへ受け渡す（Ｓ３０３）。制御部１５０１は、記録材Ｐの１面目に、トナー像形成部１０１Ｂで形成されたトナー像を転写して定着装置２０１Ｂによって定着して、１面目の画像形成を行う（Ｓ３０４）。
【００８０】
制御部１５０１は、画像形成装置１００Ｂ内の反転パス３０でスイッチバックによって記録材Ｐを反転して、再度、画像形成装置１００Ｂの二次転写部へ給送する（Ｓ３０５）。制御部１５０１は、反転された記録材Ｐに対して、再度、画像形成装置１００Ｂでトナー像を転写して、画像形成装置１００Ｂ内の定着装置によって定着して、２面目の画像形成を行う（Ｓ３０６）。
【００８１】
制御部１５０１は、記録材Ｐの所定の間隔に別印刷されたページを挿入して出力する場合には、インサータ６０２を必要に応じて作動させる（Ｓ３０７）。制御部１５０１は、最後に、大容量スタッカ６０３内に記録材Ｐを積載して記録材Ｐの両面印刷を完了させる（Ｓ３０８）。以上の制御によって、下流側の画像形成装置１００Ｂのみを用いて両面印刷を行う事が可能となる。
【００８２】
＜第一モードの中断＞
画像形成システム１０００では、第一モードの両面印刷の連続画像形成中に２台の画像形成装置１００Ａ、１００Ｂのどちらか片方がトナー切れとなった場合、両面印刷の継続が不能となってしまう。画像形成装置１００Ａまたは画像形成装置１００Ｂが停止するだけでシステム全体の両面印刷が止まってしまう。
【００８３】
画像形成システム１０００は、主に生産性が求められる軽印刷分野などのＰＯＤ市場で要望されており、大量出力と連続運転可能な仕様が求められている。そのため、例えば２４時間の連続運転を行ったまま、次の朝まで放置状態でオペレータが帰宅してしまう場合も想定される。しかし、この場合、深夜にトナー切れなどで２台の画像形成装置の一方が運転続行不能になると、無人状態で画像形成システムが自動停止する。
【００８４】
このような不具合を解消するために、以下の実施例では、第一モードの実行中に、一方の画像形成装置がトナー切れ等で運転不能になると、第二モードまたは第三モードに切り替えて、正常な他方の画像形成装置のみで両面印刷を継続する。具体的には、不具合が起こった画像形成装置では画像形成を行わず、記録材の搬送のみを行わせる。そして、正常な画像形成装置において、付設された反転搬送機構を用いて両面印刷する動作に切り替える。
【００８５】
＜実施例１＞
図１１は定着回数と記録材の収縮量の関係の説明図である。図１２は実施例１の停止回避制御のフローチャートである。図１に示すように、制御部の一例である制御部１５０１は、大容量給紙デッキ６０１から記録材Ｐを給送させて無人運転で第一モードを実行させるが、開始後の状況に応じて、第二モードと第三モードとを選択して実行可能である。そして、第二モードにおける定着装置２０１Ｂの温度を第一モードにおける定着装置２０１Ｂの温度よりも低くし、第三モードにおける定着装置２０１Ａの温度を第一モードにおける定着装置２０１Ａの温度よりも低くする。
【００８６】
図２に示すように、制御部１５０１は、第一モードを実行中のトナー像形成部１０１Ｂに異常が発生すると、トナー像形成部１０１Ａから定着装置２０１Ｂまでに位置する記録材を定着装置２０１Ｂを通じて排出した後に、定着装置２０１Ｂの温度を低下させる。そして、定着装置２０１Ｂの温度が所定温度以下になるのを待って第二モードを開始する。制御部１５０１は、第二モードでは、反転搬送機構３０Ａを用いてトナー像形成部１０１Ａ及び定着装置２０１Ａのみで両面印刷の画像形成を実行する。制御部１５０１は、第二モードでは第一モード時よりも低い画像形成速度を前記第一トナー像形成部に設定する。
【００８７】
実施例１では、トナー無し等で画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの一方が停止する際には、制御部１５０１で自動的に判断し、第一モードの初期設定を、第二モード又は第三モードに切り替える停止回避制御を実行する。複数のユニットが連結されている画像形成システム１０００において、トナー無しなどで片方の画像形成装置が動作を停止する状況が発生した場合に、制御部１５０１は、停止回避制御を自動的に行う。制御部１５０１は、トナー無しを検知して、トナー無しではない残りの画像形成装置を用いて両面印刷動作を継続する。片方の画像形成装置がトナー無しなどの運転不能な状態になった時に、正常な画像形成装置で印刷動作を継続するように制御を切り替えて両面印刷動作を継続する。
【００８８】
上流側の画像形成装置１００Ａが停止した場合、給送デッキ６０１から給送された記録材Ｐは、画像形成装置１００Ａを素通りし、下流側の画像形成装置１００Ｂのみで両面印刷されて下流の大容量スタッカ６０３に搬送される。そのため、上流側の画像形成装置１００Ａは大容量スタッカ６０３と下流側の画像形成装置１００Ｂの間の搬送部として使用される。これに対して、下流側の画像形成装置１００Ｂが停止した場合、上流側の画像形成装置１００Ａのみで両面印刷を行い、下流側の画像形成装置１００Ｂは下流の大容量スタッカ６０３への搬送部として使用される。
【００８９】
しかし、このような停止回避制御を行うと、記録材Ｐはそれまで２回定着装置を通過していたのに対し、切り替え後は３回定着されることになるので、定着による記録材Ｐの伸縮状態が変わってしまい、記録材Ｐ上の画像位置のズレが発生してしまう。
【００９０】
図１１に示すように、Ａ３サイズの坪量８０ｇ／ｃｍ２の普通紙を記録材Ｐに用いて、記録材Ｐの搬送方向の長さと、定着した回数の関係を調べた。定着回数が増えると、加熱による水分の蒸発によって、記録材Ｐの搬送方向の長さが縮む。定着回数が２回の通常の制御状態と、定着回数が３回である停止回避制御時では、約２００μｍ、記録材Ｐの搬送方向の長さが縮んでいる。この縮み量は、記録材Ｐの種類や当初の含水分量などによって変化し、１００μｍ〜５００μｍ程度まで変化する。記録材Ｐの長さが変わると、記録材Ｐ上の印刷画像の位置は変わらないので、停止回避制御の前後で記録材Ｐと画像の相対的な位置がずれてしまう。画像と記録材Ｐの位置がズレると、大容量スタッカ６０３内に積載された出力物の画像位置が途中からずれてしまう。
【００９１】
大容量スタッカ（６０３：図１）に積載された印刷物は、後工程の裁断機によって、所望のサイズに切りそろえられるが、裁断時には画像上に印刷されている裁断トンボ（裁断位置の見当をつけるマーク）にそって一度に裁断される。このときに積載された印刷物同士の画像位置精度は、５００μ以内のズレ量に入ることが望ましく、それ以上にずれていると、製本時に表裏のページ番号の位置や、見開きページにまたがる画像のズレが大きくなるために好ましくない。
【００９２】
また、下流側の画像形成装置１００Ｂがトナー像形成を行わず、搬送のみを行う場合には、定着時に記録材Ｐの伸縮状態が変わることによる不具合に加えて、上流で両面画像を形成した後に更に下流で定着工程が加わるため、片側の画像の光沢度が高くなる。停止回避制御前は画像形成装置１００Ａと画像形成装置１００Ｂで各々１回ずつ定着されていた状態だったのに対し、停止回避制御後は、トナー像の形成を行わない画像形成装置が１回と、両面印刷に伴う２回の合計３回定着されるからである。
【００９３】
また、下流側の画像形成装置１００Ｂでトナー切れを生じた場合、停止回避制御を行うと、上流側の画像形成装置１００Ａで両面印刷された画像が、下流側の画像形成装置１００Ｂの定着装置２０１Ｂで３回目の定着がなされる。これにより、印刷画像の光沢度が高くなってしまうという不具合が生じる。黒色トナー単一の現像剤を用いた白黒印刷の場合よりも、一般的に、フルカラー印刷の方が印刷画像の光沢が高く、上述の定着回数の違いによる光沢差が顕著であるので、フルカラー印刷時には上記の問題がより深刻となる。
【００９４】
そこで、実施例１では、第二モード又は第三モードへ自動的に切り替えて両面印刷動作を継続する場合に、記録材Ｐが通過する定着装置２０１Ａ、２０１Ｂの回数が変わってしまうことによる光沢の差の不具合を解消する。記録材Ｐの伸縮に違いによる画像位置が異なってしまう不具合を解消する。
【００９５】
図２を参照して図１１に示すように、制御部１５０１は、上流側の画像形成装置１００Ａのトナーが無くなった場合、上流側の定着装置２０１Ａの温度を低下させてから下流側の画像形成装置１００Ｂのみによる両面印刷を開始させる。
【００９６】
制御部１５０１は、トナー供給ボトル７から供給されるトナーの残量が少なくなると、トナー残量検知センサ２４によってトナー残量が少ないことを検知し、オペレータにトナー補給を促す警告を操作パネル１５０４に表示する（Ｓ４０１）。
【００９７】
制御部１５０１は、トナー補給警告を表示してからの出力枚数を、メモリーにカウントする（Ｓ４０２）。画像形成システム１０００では、トナー補給警告を表示してから完全にトナーが枯渇するまでに、約２０００枚の画像出力が可能である。通常のオペレータが、トナーが完全に枯渇するまでの２０００枚までにトナーを補給することで、印刷動作が停止することなく連続運転が可能である。しかしながら、深夜運転など、オペレータが直ぐに対処できない場合など、２０００枚出力される約１時間の間にトナー補給がなされないと、画像形成動作を停止する必要がある。
【００９８】
制御部１５０１は、出力枚数カウンタが所定の２０００枚をカウントすると（Ｓ４０３のＹｅｓ）、トナー供給ボトル７内のトナーが枯渇状態だと判断する。もし、完全に消費する前にトナー補給が完了すれば、停止回避制御を行うことなく、通常の印刷制御に復活する。実施例１では、トナーが完全に枯渇したかどうかを、出力枚数をカウントして判断している。しかし、完全に枯渇したことを検出するトナー切れセンサを用いて判断する方式や、出力画像のビデオカウントを積算して求める方式を用いてもよい。
【００９９】
いずれにせよ、制御部１５０１は、トナーが枯渇状態だと判断すると（Ｓ４０３のＹｅｓ）、一旦画像形成途中の印刷動作を完了させて、それ以降のすべての給送動作及び画像形成動作を停止し、画像形成途中の画像をすべて排出する（Ｓ４０４）。排出する記録材Ｐは、それまでに大容量スタッカ６０３に排出された正常な画像形成がされた記録材Ｐとの混載を回避するため、大容量スタッカ６０３の上部トレイに搬送されて積載され、翌日、オペレータがまとめて廃棄する。
【０１００】
その後、制御部１５０１は、上流側の画像形成装置１００Ａの定着装置２０１Ａのヒーターを強制的にＯＦＦする（Ｓ４０５）。定着装置２０１Ａの温度を冷却する構成を有する場合には、定着装置２０１Ａの冷却動作を開始し、定着ローラ２１１の冷却を行うと、停止時間が短くなって、より効果的である。
【０１０１】
制御部１５０１は、上流側の画像形成装置１００Ａの定着ローラ２１１の温度を検知し、紙の伸縮が殆ど起こらない温度である、９０℃以下になったか否かを検出する（Ｓ４０６）。紙の伸縮は、記録材Ｐに吸湿された水分の蒸発によって起こり、水の蒸発温度である１００℃以下の温度であれば、記録材Ｐの伸縮も起こらない。このため、実施例１では、１００℃以下の温度である９０℃まで温度が低下するのを待って第三モードを開始させる制御とした。
【０１０２】
なお、記録材Ｐの伸縮が起こらない温度まで待たなくても、定着時の記録材Ｐの伸縮度合いに応じて画像データの倍率を変更し、記録材の縮み分だけ露光画像を縮小することも考えられる。しかし、定着前後の記録材Ｐの伸縮によって縮小する倍率は後述するように微小であり、記録材Ｐの種類等によっても異なる。このため、定着ローラ２１１の温度が冷却する途中の状態で縮まった記録材Ｐの伸縮度合いに応じて、連続的に微小に画像データを縮小することは容易でない。
【０１０３】
制御部１５０１は、上流側の画像形成装置１００Ａの定着ローラ２１１の温度が９０℃以下であることを検知すると（Ｓ４０６のＹｅｓ）、記録材Ｐの給送動作および下流側の画像形成装置１００Ｂによる第三モードの画像形成動作を開始する（Ｓ４０７）。上流側の画像形成装置１００Ａは、トナー像形成を行わず、給送デッキ６０１から給送された記録材Ｐを搬送し、下流のリレーユニット３０１へ受け渡す動作のみを行う。下流側の画像形成装置１００Ｂは、トナー像を形成して、搬送されてきた記録材Ｐへ転写させる。下流側の画像形成装置１００Ｂは、それまで第一モードでは片面印字のみを行ってきていたのに対し、第三モードでは、反転搬送機構３０Ｂを用いて単独で両面印刷動作を行う。そして、下流側の画像形成装置１００Ｂのみで両面印刷を完結させてから、下流のインサータ６０２および大容量スタッカ６０３へと記録材Ｐを搬送する。
【０１０４】
その後、第三モードによる停止回避制御中に、下流側の画像形成装置１００Ｂでもトナーが無くなった場合には、第三モードも停止して、画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの全体を停止させてトナー補給を待つことになる。
【０１０５】
ここでは、上流側の画像形成装置１００Ａのトナーが無くなった場合を例に上げて説明した。しかし、下流側の画像形成装置１００Ｂでトナーが無くなった場合には、下流側の画像形成装置１００Ｂの定着装置２０１Ｂのヒーターを強制的にＯＦＦする（Ｓ４０５）。そして、下流側の画像形成装置１００Ｂの定着ローラ２１１の温度が９０℃以下に低下するのを待って、第二モードの上流側の画像形成装置１００Ａのみを用いた両面印刷を行うことになるが、基本的には同様の制御である。
【０１０６】
以上のように、実施例１の制御によれば、無人運転時のトナー切れに対して、停止回避制御を自動的に行い、単位時間あたりの出力枚数は半分となるものの、印刷動作をストップすることなく、画像位置精度が良好な出力画像を得ることが可能となる。また、下流側の画像形成装置１００Ｂの停止回避制御を行った場合、画像形成装置１００Ｂの定着ローラ温度を９０℃以下にすることで、３回定着されても３回目の定着で画像の光沢度が不必要にアップする度合いが小さくなる。
【０１０７】
＜比較実験＞
実施例１の制御の効果を検証するために、次の３つの異なる条件で、トナー無し警報が出力されるまでの出力枚数と、記録材Ｐ上の印刷画像位置のズレと、光沢度の変化を調べた。
（１）停止回避制御を行わない場合（第一モードのみ）。
（２）下流側の画像形成装置１００Ｂにトナーが無くなった場合に停止回避制御を実行した場合（第一モード→第二モード）。
（３）下流側の画像形成装置１００Ｂにトナーが無くなった場合に定着装置の温度制御を伴って停止回避制御を実行した場合（第一モード→第二モード＋９０℃まで待機）
【０１０８】
表１に上記（１）〜（３）における位置ズレ量と光沢度の測定結果を示す。
【０１０９】
【表１】
2012181355.tif 000003
【０１１０】
表１中、光沢度は、日本電色工業株式会社製のグロスメーターＰＭ−１を用いて測定した６０°光沢度である。出力枚数は、８時間連続運転中の最初の１時間で下流側の画像形成装置１００Ｂにトナー無しが発生した場合の、Ａ３両面画像の総出力枚数を示している。
【０１１１】
表１に示すように、（１）の条件（従来例）では、トナー無しの発生と同時に画像形成動作がストップしてしまうので、生産性は、最初の１時間分の２１００枚しか出力されない。これに対して、（２）の条件（比較例）と（３）の条件（実施例１）では、トナー無しの発生以降の停止回避制御によって、第一モードの半分の生産性で両面印刷が継続するので、トータル８時間後には９４５０枚の出力画像が得られた。
【０１１２】
しかし、（２）の条件（比較例）では、定着装置の温度制御を行っていないので、トナー無しの発生前後で、記録材Ｐの伸縮度の違いから、画像位置が最大５００μｍ以上ずれていることが確認されたため、両面画像の位置ズレとして不良判断をした。これに対して、（３）の条件（実施例１）では、画像位置は最大５００μｍズレないことが確認され画像良好と判断した。
【０１１３】
また、印刷画像の光沢度について言えば、（２）の条件（比較例）では、停止回避制御によって定着回数が３回に増えることに起因して、トナー無し発生後に光沢度が１０から１５にアップしていることが確認できた。しかし、（３）の条件（実施例１）では、定着温度制御を併用したため、光沢度が１０から１１程度にしか変化せず、再現性の高い良好な画像出力が得られた。
【０１１４】
実施例１の制御によれば、複連式画像形成装置において、複数のトナー像形成部を用いて画像を形成する動作モードと、一つのトナー像形成部のみを用いて画像を形成する動作モードを有する。このため、連続運転中に片方の画像形成装置がトナー無しなどの運転不能な状態でも、生産性は低い状態ながら両面印刷ジョブを継続することが可能となる。
【０１１５】
＜実施例２＞
図１３は実施例２の停止回避制御のフローチャートである。図１４はトナーの粘度／温度特性の説明図である。図１５は定着中のトナー温度の測定に用いた測定装置の概略図である。図１６は定着ローラ表面温度とトナー温度の関係の説明図である。
【０１１６】
実施例２では、図１の画像形成システム１０００において、実施例１と同様に、トナー切れが発生した画像形成装置の定着装置の温度を下げて停止回避制御を実行するが、温度を下げる目標温度が異なる。
【０１１７】
図２を参照して図１３に示すように、実施例２では、第一モードでの両面印刷中、下流側の画像形成装置１００Ｂがトナー無しになると、定着装置２０１Ｂの温度を下げて第二モードに切り替え、上流側の画像形成装置１００Ａのみで両面印刷を継続する。
【０１１８】
制御部１５０１は、トナー供給ボトル７から供給されるトナーの残量が少なくなると、トナー補給を促す警告を操作パネル１５０４に表示する（Ｓ５０１）。制御部１５０１は、警告後の出力枚数をカウントして（Ｓ５０２）、所定枚数をカウントすると（Ｓ５０３のＹｅｓ）、画像形成途中の画像をすべて排出する（Ｓ５０４）。排出する記録材Ｐは、それまでに大容量スタッカ６０３に排出された正常な画像形成がされた記録材Ｐとの混載を回避するため、大容量スタッカ６０３の上部トレイに搬送されて積載され、翌日、オペレータがまとめて廃棄する。
【０１１９】
制御部１５０１は、下流側の画像形成装置１００Ｂの定着装置２０１Ｂのヒーターを強制的にＯＦＦする（Ｓ５０５）。そして、画像形成装置１００Ｂの定着ローラ２１１の温度が実施例１よりも高い１２５℃になるのを待って、第二モードによる両面印刷を開始する（Ｓ５０７）。その後も、定着ローラ２１１の温度を１２５℃に維持して第二モードによる両面印刷を継続する（Ｓ５０８）。しかし、トナー供給ボトル７が交換されてトナー切れが解消すると（Ｓ５０９のＹｅｓ）、画像形成を中断して（Ｓ５１０）、定着ローラ２１１の温度を上昇させる（Ｓ５１１）。そして、定着ローラ２１１の温度が通常温度に立ち上がると（Ｓ５１２のＹｅｓ）、第一モードの両面印刷に自動復帰させる。制御部１５０１は、第二モードを実行中のトナー像形成部１０１Ｂの異常が解消されると、定着装置２０１Ｂの温度を第一モードの温度に復帰させて第一モードを再開させる。
【０１２０】
実施例２では、第二モード実行中の下流側の定着装置２０１Ｂの温調温度として１２５℃を用いている。実施例１では、記録材Ｐの伸縮が発生しない限界温度である９０℃を定着ローラの温調温度としていたが、実施例２では、トナーの光沢変化が起こらない限界温度である１２５℃を定着ローラの温調温度としている。下流側の画像形成装置１００Ｂがトナー無し状態となった場合には、上流側の画像形成装置１００Ａで形成された定着画像の光沢が、下流側の画像形成装置１００Ｂの定着装置２０１Ｂを通過する時に光沢度が変化しなければ良いからである。
【０１２１】
定着後の画像の光沢度が変化しないためには、記録材Ｐ上のトナーの温度が、トナーが加熱加圧を受けても非流動状態を保って変形しない限界温度以下であれば良い。そのような限界温度を測定するために、株式会社島津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００Ｄを用いてトナーの溶融粘度特性を測定して、トナーの流出開始温度を求めた。測定結果を図１４に示す。
【０１２２】
フローテスターによるトナーの溶融粘度の測定は、フローテスターの操作マニュアルに従い、下記の条件で行った。
（１）サンプル：トナーを１．０ｇ秤量し、これを直径１ｃｍの加圧成型器により荷重２０ｋＮで１分間加圧することで成型してサンプルとした。
（２）ダイ穴径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍ、シリンダ圧力：９．８０７×１０５（Ｐａ）。
（３）測定モード：昇温法・昇温速度：４．０℃／ｍｉｎ
【０１２３】
図１４に示すように、上記方法により、５０℃から２００℃の範囲でトナーの粘度η（Ｐａ・ｓｅｃ）を測定した。横軸がトナー温度、縦軸がトナーの粘度ηである。トナーの温度が高くなると、トナーの溶融粘度が低下して、トナーが変形し易くなることが示されている。そして、トナーの溶融粘度特性に基づいてトナーの流出が開始される温度が求められ、実施例で用いたトナーの流出開始温度は９０℃であった。流出開始温度以下の状態では、トナーは非流動状態であり、流出開始温度以上で流動性をもち、フローテスターのダイから溶融状態のトナーが流出する。
【０１２４】
しかし、トナーの流出開始温度が９０℃であっても、定着ローラ２１１の温調温度を９０℃まで下げる必要はない。定着中の記録材と定着ローラ２１１とには温度差が生じるため、定着ローラ２１１の温調温度を９０℃以上に設定しても記録材表面は９０℃未満に保たれる。そこで、定着装置２０１Ｂにおける定着中のトナー温度を実際に測定して、記録材表面を９０℃未満に保てる定着ローラ２１１の限界温度を求めた。
【０１２５】
図１５に示すように、記録材表面のトナー温度測定を行った。定着中のトナー温度測定の方法として、記録材Ｐ上に、先端径がφ５０μｍのアンベ  エスエムティ株式会社製、極細熱電対ＫＦＳＴ−１０−１００−２００（熱電対１２２）を装着した。熱電対１２２の先端の接点部が露出するように、スリーエム株式会社製カプトンテープ１２３（登録商標）で固定した。熱電対１２２で測定された温度データはＨＩＯＫＩ株式会社製メモリハイコーダ８８５５（レコーダ１２４）によって記録される。
【０１２６】
このように組み立てた状態で記録材Ｐと熱電対１２２を、定着装置２０１Ｂに通過させて、定着動作中の熱電対温度をトナー温度として記録した。そして、定着装置２０１Ｂを通過直後の熱電対温度を、定着時のトナー表面温度とした。定着ローラ表面温度とトナー表面温度の測定結果を図１６に示す。横軸の定着ローラ表面温度は、定着ローラ２１１の温調温度を示しており、縦軸のトナー表面温度は、定着ローラ表面温度が高くなるとほぼ線形に高くなる関係にある。図中、トナー表面温度が９０℃にある破線は、フローテスターで測定されたトナーの流出開始温度を示している。この関係から、トナーの表面温度が流出開始温度以上になるには、定着ローラ表面温度が１２５℃以上であることが判る。この結果から、実施例２における停止回避制御では、定着ローラ２１１の温調温度として１２５℃をもちいた。
【０１２７】
この様な制御を用いて、表１のように実施例１と同様な評価を行った結果、実施例２においても、停止回避制御前後で実施例１と同じく光沢度の差が無い安定した結果を得た。実施例２では、第二モードにおける定着装置２０１Ｂの温調温度として１２５℃をもちいたが、この温度は、使用するトナーの溶融粘度特性の流出開始温度と、定着条件によって変化する。そのため、本発明において１２５℃に本質的な必然性はなく、トナーと定着条件の関係から決定されるものであり、１２５℃に限定されない。
【０１２８】
＜実施例３＞
実施例１、２では、２台の画像形成装置１００Ａ、１００Ｂの一方でトナー切れが発生して画像形成動作の継続ができなくなる場合を例として説明した。しかし、本発明は、画像形成中のトナー切れ時の制御には限定されない。
【０１２９】
例えば、ドラムクリーニング装置により回収される回収トナーを一時的にストックしておく回収トナーボックス内の回収トナーが一杯になった場合も、その回収トナーボックスを備えた画像形成装置では画像形成動作を停止させる必要がある。このような場合でも、第一モードを基調としつつ、状況に応じて第二モード又は第三モードに自動的に切り替える停止回避制御を実行することで、終夜運転中の画像形成システムの停止を回避できる。
【０１３０】
また、コロナ帯電器を用いている場合の放電ワイヤ切れ、現像装置内の現像剤寿命、帯電不良、パッチ検知による画像濃度不良等が発生して、記録材の搬送性能は確保できつつも画像形成の継続は困難な場合も、同様に停止回避制御を実施できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  感光ドラム、３  露光装置、４  現像装置、５  転写ローラ
７  トナー供給ボトル、３０Ａ、３０Ｂ  反転搬送機構
３１  縦搬送パス、１００Ａ、１００Ｂ  画像形成装置
１０１Ａ、１０１Ｂ  トナー像形成部、１３０  温度制御部
２０１Ａ、２０１Ｂ  定着装置、２１１  定着ローラ
２１２  加圧ローラ、２１３、２１４  ハロゲンヒータ
２１６  加圧機構、２２１、２２２  サーミスタ
３０１  リレーユニット、６０１  大容量給送デッキ
６０２  インサータ、６０３  大容量スタッカ
１０００  画像形成システム、１５０１  制御部
１５０４  操作パネル、１５０８  サーバー
Ｎ１  定着ニップ部、Ｐ  記録材
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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