(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて形成された顕像を担持する第一の像担持体と、
第一の像担持体に当接し、第一の像担持体が担持する顕像を転写されて担持する第二の像担持体と、
第一の像担持体が担持する顕像を第二の像担持体に転写するか、あるいは、第一の像担持体及び第二の像担持体が担持する顕像を、第一の像担持体と第二の像担持体との当接部に搬送されてくる記録媒体に転写する転写手段Ａ及び転写手段Ｂとを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記第一の像担持体はベルト状であって、内側にローラ状の熱転写手段Ａを備え、
前記第二の像担持体はベルト状であって、内側に熱転写手段Ｂと該熱転写手段Ｂより記録媒体搬送方向上流側に位置する支持ローラとを備えるとともに、前記支持ローラ及び前記熱転写手段Ａに巻きつけられ、
前記転写手段Ａ及び転写手段Ｂは、前記第一の像担持体から第二の像担持体への顕像の転写時よりも、前記第一の像担持体及び／又は第二の像担持体が担持する顕像の記録媒体への転写時の方が、前記転写手段Ａ及び転写手段Ｂの温度が高くなるように制御されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記第一の像担持体及び第二の像担持体が担持する顕像を記録媒体へ転写するとき、同時に記録媒体上への顕像の定着も行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記支持ローラが、加熱手段を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記第一の像担持体及び前記第二の像担持体のうち、少なくとも前記第二の像担持体は、耐熱性材料からなるベルトで形成され、表面に離型層を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記第二の像担持体は、表面粗さが、前記第一の像担持体の表面粗さよりも粗い
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、この他に、潜像を担持する潜像担持体と、
潜像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段と、
潜像担持体表面に画像情報に基づいて露光光を照射し、潜像を形成する露光手段と、
潜像担持体表面に形成された潜像を顕像化する現像装置と、
潜像担持体上の顕像を前記第一の像担持体に転写する一次転写手段と、
前記第一の像担持体と前記第二の像担持体との当接部に記録媒体を搬送する搬送路とを有し、
前記第一の像担持体は、一次中間転写体であり、前記第二の像担持体は、二次中間転写体である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
顕像の転写タイミングをとるため記録媒体の搬送を一時停止させるレジストローラ対の両ローラに設けられるとともに、記録媒体がもたらす紙粉等の異物を捕らえる紙粉処理手段を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像形成装置において、
前記第一の像担持体は、ほぼ水平面に長手面を構成するように支持部材によって張架されたベルトであり、
該長手面に前記潜像担持体を複数配備し、該長手面端部で第二の像担持体と接する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記複数の潜像担持体は、前記第一の像担持体下側の長手面に配備される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記搬送路が、画像形成装置本体下部に備えられた給紙手段から画像形成装置本体上方へ向かって設けられ、
また、前記第二の像担持体が、画像形成装置本体の上下方向に張架され、その上方に排紙部を備え、
前記第一の像担持体から記録媒体に転写された画像が下面になって排出、スタックされる構成である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記搬送路を境にして、前記第一の像担持体を収納する不動フレームと、前記第二の像担持体を収納する可動フレームとで構成され、前記搬送路を開放するときに、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体とを離間する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、
前記可動フレームは、前記第二の像担持体を含むユニットが着脱可能に備えられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、
前記可動フレームに備えられる前記第二の像担持体を含むユニットは、前記紙粉処理手段の一部をレジストローラ対の一方のローラと共に含む構成とする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像形成装置において、
前記可動フレームは、前記紙粉処理手段の一部によって処理された紙粉を収納する容器を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置であって、更に詳しくは、記録媒体の反転搬送をさせることなく、一度の記録媒体搬送工程で、記録媒体の両面にほぼ同時にカラー画像を形成することが可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体の反転搬送をさせることなく、一度の記録媒体搬送工程で、記録媒体の両面にほぼ同時にカラー画像を形成することが可能な電子写真方式の画像形成装置としては、以下の提案がなされている。
特開２０００−２５０２７２号公報においては、タンデム方式の画像形成部を備え、各色に対応する４つの感光体にベルト状の第一の中間転写体を接触させ、これにベルト状の第二の中間転写体を接離可能に構成した画像形成装置が開示されている。原稿第一面の画像情報に応じて各色の画像形成部において各感光体上に形成されたトナー像は、第一の中間転写体上に重ね合わされ、カラートナー像となる。第一の中間転写体上に転写されたトナー像は、第一の中間転写体に備えられた加熱手段により、第二の中間転写体へ熱転写され、第二の中間転写体上に担持される。その後、原稿第二面の画像情報に応じて再び各感光体上にトナー像が形成され、順次第一の中間転写体上に重ね合わされてカラートナー像が形成される。その後、第一の中間転写体と第二の中間転写体との間に記録媒体が搬送され、両中間転写体が担持するカラートナー像を第一の中間転写体に備えられた加熱手段により、記録媒体の両面に熱転写するのと同時に定着させる構成としている。
【０００３】
しかしながら、前記公報に記載の画像形成装置は、第一の中間転写体に設けられている加熱手段とともに、第一の中間転写体及び第二の中間転写体、あるいは記録媒体上に転写されたトナー像をトナーの軟化温度以下に冷却し、また、画像形成部への熱的ダメージを抑制するための冷却手段を備えており、省エネ効果に乏しい構成となっている。また、記録媒体への転写後、第一の中間転写体の清掃がなされないため、環境の変化等で転写効率が低いとき等、次サイクルで色あいが悪化する恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、省エネ効果に優れ、生産性が高く、かつ、転写、定着性に優れたカラー画像を記録媒体両面に同時に作製する画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像情報に基づいて形成された顕像を担持する第一の像担持体と、第一の像担持体に当接し、第一の像担持体が担持する顕像を転写されて担持する第二の像担持体と、第一の像担持体が担持する顕像を第二の像担持体に転写するか、あるいは、第一の像担持体及び第二の像担持体が担持する顕像を、第一の像担持体と第二の像担持体との当接部に搬送されてくる記録媒体に転写する転写手段Ａ及び転写手段Ｂとを少なくとも有する画像形成装置であって、前記第一の像担持体はベルト状であって、内側にローラ状の熱転写手段Ａを備え、前記第二の像担持体はベルト状であって、内側に熱転写手段Ｂと該熱転写手段Ｂより記録媒体搬送方向上流側に位置する支持ローラとを備えるとともに、前記支持ローラ及び前記熱転写手段Ａに巻きつけられ、前記転写手段Ａ及び転写手段Ｂは、前記第一の像担持体から第二の像担持体への顕像の転写時よりも、前記第一の像担持体及び／又は第二の像担持体が担持する顕像の記録媒体への転写時の方が、前記転写手段Ａ及び転写手段Ｂの温度が高くなるように制御されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記第一の像担持体及び第二の像担持体が担持する顕像を記録媒体へ転写するとき、同時に記録媒体上への顕像の定着も行うことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記支持ローラが、加熱手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記第一の像担持体及び前記第二の像担持体のうち、少なくとも前記第二の像担持体は、耐熱性材料からなるベルトで形成され、表面に離型層を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記第二の像担持体は、表面粗さが、前記第一の像担持体の表面粗さよりも粗いことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記画像形成装置は、この他に、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段と、潜像担持体表面に画像情報に基づいて露光光を照射し、潜像を形成する露光手段と、潜像担持体表面に形成された潜像を顕像化する現像装置と、潜像担持体上の顕像を前記第一の像担持体に転写する一次転写手段と、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体との当接部に記録媒体を搬送する搬送路とを有し、前記第一の像担持体は、一次中間転写体であり、前記第二の像担持体は、二次中間転写体であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記画像形成装置は、顕像の転写タイミングをとるため記録媒体の搬送を一時停止させるレジストローラ対の両ローラに設けられるとともに、記録媒体がもたらす紙粉等の異物を捕らえる紙粉処理手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記第一の像担持体は、ほぼ水平面に長手面を構成するように支持部材によって張架されたベルトであり、該長手面に前記潜像担持体を複数配備し、該長手面端部で第二の像担持体と接することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記複数の潜像担持体は、前記第一の像担持体下側の長手面に配備されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記画像形成装置は、前記搬送路が、画像形成装置本体下部に備えられた給紙手段から画像形成装置本体上方へ向かって設けられ、また、前記第二の像担持体が、画像形成装置本体の上下方向に張架され、その上方に排紙部を備え、前記第一の像担持体から記録媒体に転写された画像が下面になって排出、スタックされる構成であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記画像形成装置は、前記搬送路を境にして、前記第一の像担持体を収納する不動フレームと、前記第二の像担持体を収納する可動フレームとで構成され、前記搬送路を開放するときに、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体とを離間することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記可動フレームは、前記第二の像担持体を含むユニットが着脱可能に備えられていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記可動フレームに備えられる前記第二の像担持体を含むユニットは、前記紙粉処理手段の一部をレジストローラ対の一方のローラと共に含む構成とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置は、更に、前記可動フレームは、前記紙粉処理手段の一部によって処理された紙粉を収納する容器を備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
記録媒体Ｐは、図１の下方の給紙装置２６−１、２６−２に収納されており、最上の記録媒体Ｐが給紙ローラ２７で１枚づつ、複数のガイド２９を経てレジストローラ対２８に搬送される。
回転可能に支持され、矢印方向に回転する潜像担持体１の外周部には除電装置Ｌ、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置５が配備されている。帯電装置３と現像装置５の間には、露光装置４から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。本実施の形態において潜像担持体１は４個（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像装置５が扱う色材（トナー）の色がそれぞれ異なる。
潜像担持体１は、直径が３０〜１００ｍｍ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半導体の層を設けた感光体等を用いることができる。アモルファスシリコンの表面層を有した感光体を採用してもよい。尚、潜像担持体１は、ベルト状であっても採用可能である。
露光装置４は、公知のレーザ方式で、カラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された潜像担持体１の表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置を採用してもよい。
【００１３】
潜像担持体１の一部は、第一の像担持体１０と接している。第一の像担持体１０は、矢印方向に移動可能に、回転するローラ１１、１２、１３に支持、張架されたベルト状の一次中間転写体１０である。一次中間転写体１０は、基体の厚みが２０〜６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、潜像担持体１からトナーを静電的に転写可能とする抵抗値を備える。
一次中間転写体１０のベルトループの内側には、一次転写手段２０が潜像担持体１の近傍に配備されている。一次転写手段２０は、図１に示すように高電圧を印加するローラであってもよいが、電極から放電するチャージャを採用することもできる。潜像担持体１上に形成された各色のトナー像は、一次転写手段２０によって、順次一次中間転写体１０上に静電転写され、重ね合わされてカラートナー像を形成する。
また、一次中間転写体１０を支持するローラのうち、ローラ１１は、発熱体を内蔵する転写手段Ａである。さらに、これらのローラのうち１本、或いは別に設けるローラに、一次中間転写体１０のベルトに張力を与えるためのテンション手段を適宜設ける。尚、一次転写手段２０を除く上記ローラは接地されている。
【００１４】
図の右方には、その一部が一次中間転写体１０と接するように、第二の像担持体１００が配備されている。第二の像担持体１００は、矢印方向に移動可能に回転するローラ１１０、１１１、１１２、１１３間に支持、張架されたベルト状の二次中間転写体１００である。二次中間転写体１００は、基体の厚みが２０〜６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトである。
二次中間転写体１００のベルトループの内側には、転写手段Ｂ３０が転写手段Ａ１１近傍に配備されている。転写手段Ａ１１及び転写手段Ｂ３０は、ともに熱転写手段である。熱転写手段を用いるのは、以下の理由からである。一般的に、静電転写方式の場合、記録媒体と像担持体とが密着しているところで転写する場合は良いが、転写領域における密着していない部分では、接触時、剥離時の放電や電界の影響でチリやニジミが発生し画像劣化が起きる。そこで、転写手段Ａ１１及び転写手段Ｂ３０に電界を印加せずに、熱により一次中間転写体１０から二次中間転写体１００への顕像の転写、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００から記録媒体Ｐへの顕像の転写を行うことで、転写による画像の劣化を防止し、より高画質を得るものである。
【００１５】
上記に示す一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００、熱転写手段である転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０を有する本発明の画像形成装置において、両面カラー画像の形成動作は概ね以下の通りである。各潜像担持体１で形成された各色トナー像は、一次転写手段２０により一次中間転写体１０上に静電転写され重ね合わされ、第一面のカラートナー像（第一の顕像）を形成する。続いて、第一面のカラートナー像は、一次中間転写体１０から二次中間転写体１００へ、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０とにより熱転写される。その後、各潜像担持体１では、第二面のカラートナー像（第二の顕像）のための各色トナー像形成動作が行われる。再び、各潜像担持体１で形成された各色トナー像は、一次転写手段２０により、一次中間転写体１０に静電転写され、重ね合わされて、第二面のカラートナー像を形成する。二次中間転写体１００が担持する第一面のカラートナー像、及び一次中間転写体１０が担持する第二面のカラートナー像は、一次中間転写体１０と二次中間転写体１００とが接して形成するニップ部に搬送されてくる記録媒体Ｐの両面に、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０とにより、転写と同時に定着される。これにより、両面カラー画像が形成される。
【００１６】
ここで、上記熱転写手段である転写手段Ａ１１及び転写手段Ｂ３０は、図示しない温度制御機構を備え、一次中間転写体１０から二次中間転写体１００へ顕像を転写する転写工程ａと、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００それぞれが担持する顕像を記録媒体Ｐに転写する転写工程ｂとで温度制御を変えるものとする。転写工程ａにおいては、一次中間転写体１０上のトナーが軟化し塑性変形して二次中間転写体１００に転移できるだけの加熱をすればよい。一方、転写工程ｂにおいては、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００上のトナーを溶融して記録媒体Ｐ上に転写し、固着させるため、転写工程ａよりも加熱を必要とする。したがって、転写工程ｂの方が転写工程ａよりも高い温度で転写を行うように温度制御する。このように、それぞれの転写工程で適正な加熱条件に制御することで、常に一定の加熱条件にするよりも、省エネルギー化を図ることができる。
【００１７】
また、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００のうち、少なくとも二次中間転写体１００は、耐熱性の材料からなるベルトで形成されることが好ましい。耐熱性の材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。前述のように、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００は、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０によって加熱されるため、耐熱性の材料を用いることで高温での部材の安定性が得られる。特に、二次中間転写体１００は、転写工程ｂにおいて溶融トナーを転写された高温の記録媒体Ｐを搬送する構成上、上記耐熱性材料からなることが好ましい。
更には、ベルトの表面に離型層を備えることが好ましい。離型層としては、フッ素系樹脂からなる層などがよい。これにより、トナーの離型性がよく、記録媒体上への転写・定着性が良好となる。
【００１８】
加えて、転写工程ａにおける一次中間転写体１０上から二次中間転写体１００上へのトナー像の転写性を向上させるために、二次中間転写体１００の表面粗さは、一次中間転写体１０の表面粗さよりも粗くすることが好ましい。例えば、表面粗さの異なる２つのベルトの間にトナーを挟み、トナーが軟化する程度の温度を加え、それと同時に一定の圧力を加える。すると、トナーは塑性変形して表面粗さの粗いベルトの凹凸部に食い込むため、トナーの転移は表面粗さのより粗いベルトの方に起こりやすいことがわかる。したがって、上記の通り、二次中間転写体１００の表面粗さを一次中間転写体１０の表面粗さより粗くする。一次中間転写体１０は、表面粗さＲｚが１〜４μｍであることが好ましい。また、二次中間転写体１００は、表面粗さＲｚが５〜１０μｍであることが好ましい。加えて、ベルトとトナーの離型性の指標となる接触角の値が、一次中間転写体１０よりも二次中間転写体１００の方が小さい方がよい。
上記のように転写工程ａで一次中間転写体１０から二次中間転写体１００へ転写されたトナー像は、最終的には、転写工程ｂでＲｚが２０〜４０μｍ程度のより表面粗さの粗い記録媒体Ｐ表面の繊維の隙間に入り込み、アンカー効果で付着する。
このように、一次中間転写体１０及び二次中間転写体１００の表面特性を規定することにより、転写工程ａ及び転写工程ｂにおけるトナーの転移が効率よく行われ、転写、定着性が向上する。
【００１９】
次に、一次中間転写体１０と二次中間転写体１００が形成する転写ニップ部について説明する。
図２は、一次中間転写体１０と二次中間転写体１００との接触部を拡大した図である。二次中間転写体１００は、二次中間転写体１００のベルトループ内側に配備された転写手段Ｂ３０と、転写手段Ｂ３０よりも記録媒体搬送方向上流側に位置するローラ１１３とによって、転写手段Ａ１１側に押圧され、一次中間転写体１０と接触する。ここで、二次中間転写体１００がローラ１１３、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０と接触する領域を、転写ニップ部と呼ぶ。
転写ニップ部の設計は以下のようにするのがよい。図２において、二次中間転写体１００に着目すると、二次中間転写体１００が、ローラ１１３にＷ１の角度で、転写手段Ａ１１にＷ２の角度で巻きつけられている。また、二次中間転写体１００のベルトが巻きつけられた部分から、記録媒体搬送方向下流で、転写手段Ｂ３０と接触している。上記のベルト巻きつけ角や曲率（主に転写手段Ａ１１、ローラ１１３の直径による）は、設計上適宜決められるが、転写手段Ａ１１及び転写手段Ｂ３０が加熱され、記録媒体の表面でトナーが溶融されている状態で、記録媒体が転写ニップ部を出るとき、必ず一次中間転写体１０からは離れ、二次中間転写体１００側に沿って搬送されるよう、ニップの形状を決めるのがよい。これにより、記録媒体上のトナーの定着を確実にできる。尚、二次中間転写体１００のベルト巻きつけ角を大きくすると、定着の効果は向上するが、厚さが厚い、あるいは剛性の高い記録媒体では、転写ニップ部で曲げられたとき搬送性が低下するので、その点も考慮することが必要である。
【００２０】
また、転写手段Ｂ３０よりも記録媒体搬送方向上流側に位置するローラ１１３にも加熱手段を備えることが好ましい。加熱手段としては、例えば、ローラ１１３の内部に発熱ヒータを設置することができる。これにより、転写に先立ち二次中間転写体１００を加熱することができるので、トナーへの加熱が促進され、転写、定着をより確実にすることができる。
【００２１】
上記のように転写工程が熱転写によって行われることで、転写ニップ部近傍は、加熱されるため、この熱が静電潜像の形成、現像、一次中間転写体への静電転写等に悪影響を及ぼさないよう、以下のような構成とすることが好ましい。
一次中間転写体１０は、転写手段Ａ１１よりもベルト移動方向下流で、一次中間転写体１０長手面に並ぶ潜像担持体１よりも上流に、冷却手段を設ける。冷却手段としては、一次中間転写体１０のベルトを支持、張架しているローラの１つをヒートパイプからなるものとするのが、効率的である。図１においては、ローラ１４をヒートパイプとするのが最も適切である。更に、ローラ１４は、図１に示すように、ベルトループの外側に設け、一次中間転写体１０とある巻き付け角を確保し、ベルトループを内側に変形させるよう配置することで、ローラ１４を構成するヒートパイプと一次中間転写体１０との接触部が広く確保でき、冷却効果をより高めることができる。
また、二次中間転写体１００は、加熱手段を有するローラ１３よりもベルト移動方向下流で、転写ニップ部よりも移動方向上流に冷却手段を設ける。上記と同様、二次中間転写体１００を支持、張架しているローラの１つをヒートパイプからなるものとするのが好ましく、図１においては、ローラ１１２に設けるのが最も適切である。
上記の構成により、一次中間転写体１０及び、二次中間転写体１００の過熱を防止することができ、作像への悪影響を防ぐことができる。
【００２２】
図３は、本発明の第二の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
第一の実施形態に関わる画像形成装置の構成に加え、一次中間転写体１０及び／又は二次中間転写体１００に、顕像転写後クリーニングを行うクリーニング手段を配備している。顕像転写後に一次中間転写体１０、あるいは二次中間転写体１００の表面にトナーが残存していると、次に搬送される記録媒体Ｐに画像汚れが生じたり、二次中間転写体１００表面にトナーが堆積し、その特性が劣化したりするなどの不具合が生じる。そこで、一次中間転写体１０、二次中間転写体１００のいずれか一方、より好ましくは双方にクリーニング手段を配備する。
【００２３】
以下、図３にしたがい、一次中間転写体１０、二次中間転写体１００の双方にクリーニング手段を設けた例について説明する。
一次中間転写体１０は、転写ニップ部よりもベルト移動方向下流で、潜像担持体１よりも移動方向上流に、クリーニング手段２５を備える。二次中間転写体１００は、転写ニップ部よりもベルト移動方向下流で、ヒートパイプからなるローラ１１２よりも移動方向上流に、クリーニング手段２５０を備える。
クリーニング手段２５、２５０は、それぞれ一次中間転写体１０、二次中間転写体１００の表面に残留するトナーをクリーニングローラ２５Ａ、２５０Ａに一旦移し、ブレード２５Ｂ、２５０Ｂで掻き取り、回収手段２５Ｃ、２５０Ｃで図示せぬ収納部に搬送する。
ここで、クリーニングローラ２５Ａ、２５０Ａは、熱伝導度の高い銅やアルミニウム等の材質からなるローラであることが好ましい。加えて、その表面粗さが、一次中間転写体１０又は二次中間転写体１００の表面粗さよりも粗いことが好ましい。表面粗さについては、先の転写工程における第一及び二次中間転写体の表面粗さの設定と同様の理由からであり、上記のクリーニングローラ２５Ａ、２５０Ａを用いることで、一次中間転写体１０、二次中間転写体１００の表面上に加熱された状態で残留するトナーを、固化することなく、効率的にクリーニングローラ２５Ａ、２５０Ａに移すことができる。
更には、クリーニングローラ２５Ａ、２５０Ａ内部に発熱体を設けることで、一次中間転写体１０、二次中間転写体１００の表面上に残存するトナーを溶融させることができ、一次及び二次中間転写体の表面からの除去が容易になる。
【００２４】
更に、本発明の画像形成装置は、記録媒体Ｐを搬送する搬送路が、転写ニップ部よりも記録媒体搬送方向上流に、紙粉処理手段を備える。記録媒体Ｐは、搬送と共に、紙粉あるいは記録媒体製造中に添加されるサイジング材等の異物をもたらす。これらが、一次及び二次中間転写体表面に運ばれると、トナーと同時に定着され、カラー画像の色合いが正規に出ない、あるいは、一次及び二次中間転写体表面に堆積し、それぞれの中間転写体の劣化をまねく恐れが高い。そこで、上記紙粉処理手段を備え、記録媒体Ｐがもたらす紙粉等の異物を捕集する。
上記紙粉処理手段は、搬送路において、転写ニップ部よりも記録媒体搬送方向上流にある搬送ローラのいずれかに備えることができるが、特に、転写ニップ部直前に位置するレジストローラ２８に備えることが好ましい。紙粉処理手段は、例えば、ローラに電荷を与えるとか、ローラを摩擦帯電するとか、粘着性のあるゴム材でローラを形成するなどの方法によって備えることができる。更に、ローラにブレードやブラシ等を備え、捕集した異物をローラから掻き落として回収する機構としてもよい。
【００２５】
次に、本発明の画像形成装置における各構成部材の配置について述べる。すでに、図１及び３で示したように、一次中間転写体１０は、ほぼ水平の方向に長手面を構成するように張架され、長手面に潜像担持体１を配備する構成とするのがよい。装置内にデッドスペースを作らず、全体をコンパクトにできるからである。また、一次中間転写体１０の端部には、転写手段Ａ１１が位置し、二次中間転写体１００と接する構成とする。
更に、潜像担持体１は、一次中間転写体１０下側の長手面に配備されることが好ましい。一次中間転写体１０上側の長手面に配備するよりも、ファーストプリント時間が短く、画像形成の生産性を高めることができるからである。更に、一次中間転写体１０のベルトの張架、配置を最適化でき、複数の潜像担持体１をバランス良く配置することができる。
更には、記録媒体Ｐの搬送路が、画像形成装置本体下部に備えられた給紙装置２６−１、２６−２から画像形成装置本体上方へ向かって設けられ、また、二次中間転写体１００が、画像形成装置本体の上下方向に張架され、その上方に排紙部４０を備え、一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに転写された画像が下面になって排出、スタックされる構成とすることが好ましい。このような構成により、搬送路を短くすることができ、記録時間の短縮につながる。また、画像形成終了後の記録媒体Ｐの後処理も、１頁目から容易に処理することができる。
【００２６】
上記の画像形成装置の構成に加え、装置の保守性を向上させるために、以下のような構成とすることができる。
図４は、本発明の第三の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。図４において、一次中間転写体１０は、ベルト及びこれを支持するローラを含むユニット全体が、転写手段Ａ１１を中心として、時計方向に回動可能に支持されている。機内にはスペース（ＲＳ）を設けてあり、このスペースに一次中間転写体１０を含むユニットが退避する。尚、前述したように、冷却手段を有するローラ１４が、ベルトループ外側であって、ベルトループを内側に変形させるように巻きつけ角を有して設置されることにより、ベルトループをコンパクトにでき、スペース（ＲＳ）をより広く確保することができる。
このように、一次中間転写体１０を潜像担持体１から離間させる構成とすることで、潜像担持体１及びその周辺に配備される帯電装置３、現像装置５等の画像形成用部材、及び一次中間転写体１０を含むユニットの着脱が可能となっている。上記の離間手段を設けることにより、潜像担持体１及び一次中間転写体１０が互いに干渉することなく、着脱でき、両者の破損、摺擦が防止できる。
【００２７】
次に、図５は、本発明の第四の実施形態に関わる画像形成装置の一部を開放した状態の図である。画像形成装置本体の一部のフレーム５０は、開閉支軸５０Ａを中心として、回動・開放が可能な可動フレームとなっている。フレーム５０には、二次中間転写体１００を含むユニットが取り付けられており、回動、開放させると記録媒体Ｐの搬送路を境にして、一次中間転写体１０と二次中間転写体１００とが離間される。このような構成により、搬送路が大きく開かれるため、記録媒体Ｐのジャム処理やその他保守を容易に行うことができる。また、この回動、開放の状態で、二次中間転写体１００を含むユニットを、矢印で示すように、ほぼ上下に着脱することができ、交換性、保守性が容易な画像形成装置とすることができる。
また、二次中間転写体１００を含むユニットは、紙紛処理手段を備えたレジストローラ対２８のうち一方のローラ２８Ｂを共に含む構成とすることで、二次中間転写体１００を含むユニットの保守の際に、紙紛処理手段の保守も同時に行うことができる。
更に、紙紛処理手段で処理した紙紛等の異物を収納する容器ＰＢをフレーム５０に備える構成とすることで、フレーム５０を開放することで、捕集された異物の廃棄も容易に行うことができる。
【００２８】
図６は、本発明の第五の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。一次中間転写体１０の上方で、排紙部４０の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部ＴＳが設けてられている。トナーの色種は、潜像担持体１周辺に配備される現像装置５で使用される分だけあり、それぞれカートリッジＴＣの形態で補給可能に備えられている。現像装置５へは、粉体ポンプ等により適宜補給される。
また、上記トナー収納部ＴＳを備えると共に、収納されたトナーを機内の熱から保護するための保護手段を備える。保護手段としては、以下のような手段が挙げられる。一つ目は、発熱源となる転写手段Ｂ３０との間に、断熱部材Ｗを介入させた構成とするものである。断熱部材Ｗとしては、樹脂、あるいは植毛された樹脂等の材料や、空気層を含む積層構造等を利用することができる。二つ目は、ファンＦ１に通じた空気流通路を設け、外気を取り込むようにする方法である。三つ目は、トナーカートリッジＴＣの容器外装を断熱性外装ＴＣ−Ｃとする方法である。材質は、例えば、フォーム材、ウールあるいはフェルト織物、樹脂材、木質繊維、ガラス繊維等を用いることができる。
これらの保護手段は、少なくとも１つ備えることが好ましく、更に好ましくは、２つ以上を組み合わせて設置することである。このように、トナーを機内の熱から保護するための保護手段を備えることにより、加熱、冷却の繰り返しによって、収納されたトナーが溶融、固着するのを防止できる。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、原稿読み取り装置と自動シート原稿送り装置を備えることができる。
図７は、原稿読み取り装置と自動シート原稿送り装置を備える画像形成装置の中央断面図である。フレーム３０１は、上部にコンタクトガラス３０２、３０３を備える。内部には、照明用光源３０４と、ミラーから構成された第１走行体３０５と、ミラーを含む第２走行体３０６とが配備され、コンタクトガラス３０２に平行な方向に移動・走査する。第２走行体３０６は、第１走行体３０５の１／２の速度で移動する公知の光学系を採用している。光源３０４で照明される原稿は、固定されたレンズ３０７で結像され、固体撮像素子（ＣＣＤ）３０８に取り込まれる。このデータはデジタル信号として適宜処理され、ファクシミリ機能により遠隔地へ送られたり、下部に備える画像形成装置で印刷される。また、このデータはコンピュータに取り込み、画像処理し適宜利用することもできる。
【００３０】
自動シート原稿送り装置（ＡＤＦ）３５０は、原稿を押さえる圧板３６３を伴ってコンタクトガラス３０２、３０３を境に上方に開放できる。また、本のような厚い原稿の場合でも圧板３６３が原稿を押しつけられるような機構にしてある。シート状の原稿は、このＡＤＦを使うと好都合である。数頁のシート原稿の束は、給紙台３６１の可動板３６２上に１頁目を上面にしてセットする。給紙ローラ３５２が矢印方向に回転し、最上部のシート原稿が送り出され給紙搬送部３５１に送られる。分離ローラ対３５３により、確実に１枚づつ搬送される。搬送用ローラ３５４、３５５、３５８を経て排紙ローラ３５９から矢印Ａ２方向に排出され、原稿排紙トレイ３６０上に１頁目が下面になってスタックされる。
排出までの間に、イメージセンサ３５６により、２頁目の画像が読み取られる。その後１頁目の画像はシート圧板３５７とコンタクトガラス３０３の間を通過中に、前述の光学系で読み取られる。この光学系でコンタクトガラス３０３を通過する原稿を読み取る場合、前述の第１、第２走行体３０５、３０６をその読み取り位置に静止させる。このように、シート原稿の両面は、１度の搬送で、ずらして配置された２カ所の読み取り場所で読み取とられる。
また、圧板３６３の原稿に接する部分には白色シート３６３Ａが貼りつけてある。裏面が透けるような薄い原稿であると、圧板の色が読み取り手段で背景として読み取られてしまう恐れがある。そのため白色にしてある。同じ理由で、搬送ローラ３５５、シート圧板３５７も白色にしてある。
【００３１】
図８は、イメージセンサ３５６の断面の詳細図である。原稿に対面するガラス３５６Ａ、原稿の読み取り面を照明する光源、たとえばＬＥＤアレイ３５６Ｂ、結像素子であるレンズアレイ３５６Ｃ、等倍センサ３５６Ｄから構成されている。以上の形式以外のイメージセンサ、例えば結像レンズを使用しない密着センサなどを採用することも可能である。
【００３２】
ここで、シート原稿を搬送中に読み取る読み取り部を第一の読み部Ｙ１、原稿は固定し、走行体により読み取る読み取り部を第二の読み部Ｙ２と呼ぶことにする。ＡＤＦは、厚い本などの原稿をガラス３０２上にセットし、圧板３６３で押しつけるが、ＡＤＦ本体と一体に構成されている第一の読み取り部Ｙ１も浮き上がり、コンタクトガラス３０３とシート圧板３５７が離れてしまう。そのためシート圧板３５７がコンタクトガラス３０３から離れていることを検知するセンサ（不図示）を設け、この検知結果をもとに、第一の読み取り部Ｙ１の使用を禁止するようにしてある。したがって、ガラス上に厚い原稿がセットされたままで、シート原稿の読み取りが行われ、不具合が発生することはない。
また、シート原稿を第一の読み部Ｙ１で読み取り中に、緊急の読み取り、画像形成の必要が生じた場合、たとえシート原稿が給紙台３６１あるいは原稿排紙トレイ３６０に存在していても、割り込み作業として、コンタクトガラス３０２と圧板３６３を使用する、第二の読み取り部Ｙ２が使用できるようにしてある。割り込み時の指令の操作は操作パネル（不図示）のキーにより指示できる。
【００３３】
以下に、本発明の画像形成装置の画像形成動作について説明する。
まず、潜像担持体１による作像が行われる。露光装置４の作動により、不図示のＬＤ光源からの光は、不図示の光学部品を経て、帯電装置３で一様に帯電された潜像担持体１のうち、ａと記した潜像担持体上に至り、書き込み情報（色に応じた情報）に対応した潜像を形成する。
潜像担持体１上の潜像は現像装置５で現像され、トナーによる顕像が潜像担持体１の表面に形成・保持される。このトナー像は、一次転写手段２０により、潜像担持体１と同期して移動する一次中間転写体１０の表面に転写される。本実施の形態においては、潜像坦持体１に作像されるトナーの極性はマイナスである。一次転写手段２０にプラスの電荷を与えることで、潜像坦持体１に作像されたトナーは一次中間転写体１０に転写される。
潜像担持体１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置２でクリーニングされ、除電装置Ｌで除電され次の作像サイクルに備える。
【００３４】
一次中間転写体１０は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。ｂと記された潜像担持体１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに一次中間転写体１０に担持されている前の色の顕像に重ねられ、この動作を４色分繰り返すことで、最終的に４色重ねられる。
このとき、同期して二次中間転写体１００は矢印方向に移動していて、二次中間転写体１００の表面に一次中間転写体１０表面に作られた画像が熱転写される。このときの転写は、記録媒体Ｐが介在しないので、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０、ローラ１１３の加熱は、トナーが軟化しベルト間で移動できる程度の加熱条件とする。
【００３５】
一次中間転写体１０が、所定のところまで移動すると、記録媒体の別の面に作製されるべきトナー画像が、前述したような工程で再度潜像担持体１により作像されるとともに、給紙が開始される。
給紙ローラ２７が反時計方向に回転すると、給紙装置２６内の最上部にある記録媒体Ｐが引き出され、レジストローラ対２８に搬送される。レジストローラ対２８を経て、一次中間転写体１０と二次中間転写体１００の間に送られる記録媒体Ｐの片側の面に、一次中間転写体１０表面のトナー像が熱転写される。更に、二次中間転写体１００表面のトナー像が、記録媒体Ｐのもう一方の面に熱転写される。このときの転写は、記録媒体Ｐが介在するので、転写手段Ａ１１、転写手段Ｂ３０、ローラ１１３の加熱は、先の条件より熱を多く与えるよう制御するのがよい。
【００３６】
上記のステップで両面にトナー像が転写された記録媒体Ｐは、上方に送られ、ローラ１１０のところで曲率分離され、ガイド対３１を経て排紙ローラ対３２により本体フレーム上部の排紙部４０に排出される。
ここで、排紙部４０は、両面画像のうち後から記録媒体Ｐに転写される面、すなわち一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに直接転写される面が下面となって、排紙部４０に載置される構成となっている場合、排紙部４０で頁揃えをするには、２頁目の画像を先に作製し、二次中間転写体1００にそのトナー像を保持し、１頁目の画像を一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに直接転写するようにすればよい。
更に、この場合、一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに転写される画像は、潜像担持体１表面で正像にし、二次中間転写体１００から記録媒体Ｐに転写されるトナー像は、潜像担持体１表面で逆像（鏡像）になるよう露光される。
このような頁揃えのための作像順は、画像データをメモリーに貯蔵する公知の技術で、また正、逆像（鏡像）に切り換える露光も、公知の画像処理技術により、実現できる。
【００３７】
二次中間転写体１００表面のトナー像を記録媒体Ｐに転写した後、クリーニング装置２５０は、二次中間転写体１００表面に残留する不要のトナーを除去する。図３に示すクリーニング装置２５０は、支点２５０Ｄを中心として揺動可能で、二次中間転写体１００表面に接離可能な構造になっている。記録媒体Ｐに転写する以前で、二次中間転写体１００がトナー像を担持しているときは離間し、転写後クリーニングが必要なときは、図３で反時計方向に揺動し接触させる。ローラ２５０Ａに移されたトナーは、ブレード２５０Ｂで除去され、トナー回収手段２５０Ｃを経て、図示していない収納部に溜められる。
また、一次中間転写体１０に備えられたクリーニング装置２５も、同様の動作により、転写後の一次中間転写体１０表面をクリーニングする。
【００３８】
尚、片面のみの画像形成の場合は、２通りの画像形成方法が実行可能であるが、より簡易には、二次中間転写体１００にトナーを転写する工程を省き、一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに転写する方法をとることができる。
潜像担持体１の表面に形成されたトナー像を、一次中間転写体１０に転写しつつ記録媒体Ｐに転写する。ここで、一次中間転写体１０上に形成されたトナー像との位置合わせのため、同期をとって、記録媒体Ｐは一次中間転写体１０と二次中間転写体１００の間に搬送され、転写手段Ａ１１の加熱により、トナー像が一次中間転写体１０から記録媒体Ｐに転写され、同時に定着される。
記録媒体Ｐは、二次中間転写体１００とともに移動し、その後記録媒体Ｐは、二次中間転写体１００から離れ、ガイド対３１、排紙ローラ対３２を経て矢印Ａの方向に排出され、画像面が下になった状態で排紙部４０に載置される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明により、一次中間転写体が担持する第一の顕像を二次中間転写体に熱転写する転写工程ａと、一次中間転写体が担持する第二の顕像と、二次中間転写体が担持する第一の顕像とを、記録媒体の両面に同時に熱転写する転写工程ｂとで、転写工程ａにおける温度を転写工程ｂにおけるトナーの溶融・固着に必要な温度よりも低くしたため、潜像担持体を始め、潜像担持体周りの画像形成用部材への熱的なダメージを低減し、また、省エネ効果に優れた画像形成装置を提供することができる。得られる画像は、静電転写方式に見られる画像劣化が防止でき、画質に優れた画像である。
また、二次中間転写体に用いるベルトの表面粗さを一次中間転写体に用いるベルトの表面粗さよりも粗くすることで、転写工程ａの転写温度であっても二次中間転写体へのトナー像の転移を良好に行うことができ、転写、定着性にも優れた画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
【図２】一次中間転写体と二次中間転写体との接触部を拡大した図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に関わる画像形成装置の一部を開放した状態の図である。
【図６】本発明の第五の実施形態に関わる画像形成装置の中央断面図である。
【図７】原稿読み取り装置と自動シート原稿送り装置を備える画像形成装置の中央断面図である。
【図８】イメージセンサの断面の詳細図である。
【符号の説明】
１  潜像担持体
２  クリーニング装置（潜像担持体用）
３  帯電装置
４  露光装置
５  現像装置
１０  一次中間転写体（第一の像担持体）
１１  転写手段Ａ
１２、１３、１４  ローラ（支持部材）
２０  一次転写手段
２５  クリーニング装置（一次中間転写体用）
２６  給紙装置
２８  レジストローラ対
２９  搬送ガイド
３０  転写手段Ｂ
４０  排紙部
１００  二次中間転写体（第二の像担持体）
１１１、１１２、１１３  ローラ（支持部材）
２５０  クリーニング装置（二次中間転写体用）
３００  原稿読み取り装置
３０４  照明用光源
３０５  第１走行体
３０６  第２走行体
３０７  レンズ
３０８  固体撮像素子（ＣＣＤ）
３５６  イメージセンサ
Ｆ１  ファン
ＴＣ  トナーカートリッジ
ＴＣ−Ｃ  断熱性外装
ＴＳ  トナー収納部
Ｐ  記録媒体
Ｗ  断熱材
【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】
0003954431.tif 000006
【図６】
0003954431.tif 000007
【図７】
0003954431.tif 000008
【図８】
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