JP2005003925A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005003925A JP2005003925A JP2003167088A JP2003167088A JP2005003925A JP 2005003925 A JP2005003925 A JP 2005003925A JP 2003167088 A JP2003167088 A JP 2003167088A JP 2003167088 A JP2003167088 A JP 2003167088A JP 2005003925 A JP2005003925 A JP 2005003925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- image forming
- colors
- forming apparatus
- color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】基本色4色より多色の現像剤を使用して画像形成を行う画像形成装置において、画像形成装置の本体サイズの小型化及びコスト削減、高画質化及び高安定化、高生産性という課題を高いレベルで満足させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】基本色現像器41、42、44、45が、それぞれの像担持体1a、1bに対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器43、46が、それぞれの像担持体1a、1bに対して、等数台ずつか、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、転写媒体5が2回、2個の像担持体1a、1b対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体5が3回以上、2個の像担持体1a、1b対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】基本色現像器41、42、44、45が、それぞれの像担持体1a、1bに対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器43、46が、それぞれの像担持体1a、1bに対して、等数台ずつか、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、転写媒体5が2回、2個の像担持体1a、1b対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体5が3回以上、2個の像担持体1a、1b対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも4色以上の多色画像形成が可能である画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置、特にカラー画像形成装置の普及とともに、高画質化、高生産性、小型化、低コスト化等が求められるようになりつつある。
【0003】
高画質化という点に着目すると、高安定化、高解像度化という手法の他に、1つの手法として、基本色とされる、従来のマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色の現像剤による画像形成だけではなく、それ以外に、インクジェットプリンター等にて現在主流で行われている手法である、4色それぞれの色の淡いトナーを用いることで、画像の粒状感を低減する方法、又は、グリーンやオレンジ等の特色を用いることで、色再現範囲或いは色再現性を向上する方法、等が考えられている。
【0004】
このような、4色以上の多色画像形成、例えば6色を用いる構成を考えた場合、従来の画像形成装置の構成を流用すると、実現される構成として考えられるのが図5に示すようなタンデム方式、又は、図6に示すような特許文献1、或いは図7に示すような特許文献2等に記載された1ドラム方式等が挙げられる。
【0005】
又、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、従来から色ズレのないカラー画像を得ることを目的として、表面に現像像が形成される像担持体から一旦中間転写体に複数の現像像を複合転写してから、一括して記録材に転写する、中間転写方式の画像形成装置が提案されている。中間転写体を用いた画像形成装置とされるカラー電子写真装置は、記録材になんら加工、制御(例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる等)を必要とせずに中間転写体から画像を転写することができるため、封筒、ハガキ、ラベル紙等、薄い紙(40g/m2紙)から厚い紙(200g/m2紙)まで、幅の広狭、長さの長短、あるいは厚さの厚薄によらず、転写材を多種多様に選択することができるという利点を有している。
【0006】
又、中間転写体をベルト形状とすることで、中間転写ドラムのような剛体のシリンダーを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことが出来るメリットもある。
【0007】
ここで、図5に示すようなタンデム方式で且つ中間転写体としての中間転写ベルト5を有する画像形成装置の場合、転写ベルト5を1周回転させると、転写ベルト5に沿って順に並べて対向させた像担持体としての感光ドラム101a〜101fとそれぞれに対向させた現像器41〜46を含む6つの画像形成部により6色の画像形成ができるために高い生産性が得られる利点がある反面、図からも明らかなように、まず画像形成装置本体が大型化する問題点が挙げられる。
【0008】
又、1色に対して1つの感光ドラム101a〜101fを使用する為、それぞれの画像形成部に対して、ドラム101a〜101f周りの例えば帯電器102a〜102f、クリーニング装置106a〜106f、更には書き込み部であるレーザー露光光学系部103a〜103f等も6個必要となる為に、部品点数も非常に多くなり、その結果大幅なコストアップも生じる。
【0009】
更に感光ドラム101a〜101fの大径化も空間上及び配置上の点で難しい為、感光ドラム101a〜101f周りのプロセスユニットも、結果として小型のものとなること、更にはレーザー露光光学系部103a〜103dの光路長、モータ配置などにも空間的な制約を受けることは容易に想像がつく。そして、これは、高画質化或いは高安定化という点で明らかに不利な構成である。
【0010】
それに対し、図6は、特許文献1に記載された、ひとつの感光ドラム201に回転体204を対向させ、回転体204の周に沿って6台の現像器241〜246を搭載し、その回転によって感光ドラム201の対向部に順に現像器241〜246を移動する画像形成装置であり、図7は、特許文献2に記載された、ひとつの感光ドラム301に現像器341〜346を順に並べて対向させた画像形成装置である。これらの1ドラム構成の場合は、現像器のみ6個必要とするだけなので、本体サイズが小さく部品点数が少ない為に低コストで構成が可能であることと、ドラム周りのプロセスユニット或いはドラムそのものもある程度の大型化、大径化が可能であること、更に、レーザー露光光学系部203(図6)、303(図7)も空間的な制約を受けない構成であること等から、高画質化或いは高安定化という点で優れた構成であるという特徴がある。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−098692号公報
【特許文献2】
特開2000−347476号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、6色の画像形成を行う場合は、転写ベルト或いは転写ドラム205(図6)、305(図7)を6周させなくてはならない為、装置の生産性はタンデム方式と比べると6分の1になってしまうという欠点がある。
【0013】
ここで、図6に示した特許文献1に記載されたような回転式現像器保持部204を用いる場合は、画像の書き込み部(潜像部)から現像部までの距離が色によらず一定であることから、潜像の減衰等の影響を受けない高画質化の上では好ましい構成ではあるが、現像器241〜246を保持する回転体204が非常に大型化してしまう為、この回転体204の慣性モーメント及び回転時の駆動負荷が共に従来以上に大きくなる。この為、現像器241〜246の切り替えの時にこの回転体204を回転させる為の駆動部の構成がモータを含めて非常に大型化するか、又は、場合によっては、非常に時間をかけないと切り替えが行えない等の問題点も生じてしまう。そして、この結果更に装置の生産性を低下させてしまう可能性が生じてしまう。
【0014】
更に、図7に示した特許文献2に記載されたような固定式の現像器341〜346の配置においては、各々の現像器341〜346と感光ドラム301の重力方向を含む位置的な関係が全て異なる為、その形状や構成等を現像器341〜346それぞれにおいて変えなくてはならず、部品種類の増加等を招く他、各々の条件設定などの手間も、現像器の数の分だけ増えることが予想される。
【0015】
又、感光ドラム301に形成された潜像部から現像位置の距離が色によって異なる為、潜像の減衰の影響を受けてしまい、画像に影響が出てしまう。この対策として、各色について現像条件を潜像の減衰分調整する或いは減衰分を見込んだ潜像の形成を行う等の対策がとられるが、画像処理制御が非常に複雑化したり、感光ドラム301の状態によっては完全ではなく、やはり画像に影響が出てしまう等の問題も生じる。
【0016】
従って、本発明の目的は、基本色4色より多色の現像剤を使用して画像形成を行う画像形成装置において、画像形成装置の本体サイズの小型化及びコスト削減、高画質化及び高安定化、高生産性という課題を高いレベルで満足させる画像形成装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像して前記像担持体上に現像像を作成する複数の現像器と、該複数の現像器によって、それぞれ作成された前記現像像が前記像担持体から重ねて転写される転写媒体と、を有する画像形成装置において、
前記複数の現像器は、基本色とするそれぞれ異なった色の現像剤を収容する4台の基本色現像器、及びそれ以外の色の現像器を含み、
前記像担持体を2個有し、前記基本色現像器が、それぞれの前記像担持体に対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器が、それぞれの前記像担持体に対して、等数台ずつか、又は、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、
前記転写媒体が2回、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、
前記転写媒体が3回以上、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0019】
実施例1
図1には本発明を実施したフルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。本例は、上部にデジタルカラー画像リーダ部100、下部にデジタルカラー画像プリンタ部200を有する。そして、本実施例の画像形成装置は中間転写体である中間転写ベルト5を有する中間転写方式を採用する。
【0020】
リーダ部100において、原稿30を原稿台ガラス31上に載せ、露光ランプ32により露光走査することにより、原稿30からの反射光像をレンズ33により、フルカラーCCDセンサ34に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は(図示しない)増幅回路を経て、(図示しない)ビデオ処理ユニットにて処理を施され画像メモリ(図示しない)を介してプリンタ部200に送出される。
【0021】
プリンタ部200において、像担持体である2つの感光ドラム1a及び1bは、各々図中矢印方向に回転自在に担持され、それぞれの感光ドラム1a、1bの周りに、前露光ランプ11a、11b、コロナ帯電器2a、2b、レーザー露光光学系3a、3b、電位センサ12a、12b、回転式現像器保持部(回転体)4a、4b、及び各々の保持部4a、4bに搭載された、保持部4aに搭載された色の異なる3個の現像器41〜43及び保持部4bに搭載された色の異なる3個の現像器44〜46、転写装置5a、5b、クリーニング器6a、6bを配置する。
【0022】
次にこれらの画像形成手段にてなされる画像形成工程について説明する。
【0023】
レーザー露光光学系3a、3bにおいてリーダ部100からの画像信号は、(図示しない)レーザー出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム1a、1bの面に投影される。
【0024】
プリンタ部200画像形成時には、感光ドラム1a及び1bを矢印方向に回転させ、前露光ランプ11a、11bで除電した後の感光ドラム1a、1bを帯電器2a、2bにより一様に帯電させて、それぞれ分解色毎に光像Eを照射し、感光ドラム1a、1b上に潜像を形成する。次に、回転式現像器保持部4a、4bを回転させ、所定の現像器41、44を感光ドラム1a、1b上の現像位置に移動させた後に、現像器41、44を動作させて、感光ドラム1a、1b上の潜像を現像し、感光ドラム1a、1b上に樹脂と顔料を基体とした現像像を形成する。
【0025】
ここで本実施例においては、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の従来のカラー複写機にて使用する基本色である4色に加えて、淡いマゼンタ(淡M)と淡いシアン(淡C)の2色を加えた6色による画像形成を行う。
【0026】
淡色のトナーを用いることで、画像形成時の1画素(ドット)が通常の濃度のトナーに対して濃度の低い分目立たなくなるという特徴があり、この結果粒状感の無い非常に滑らかなハーフトーン画像による高画質が再現できる。
【0027】
尚、淡いシアンと淡いマゼンタはそれぞれシアンとマゼンタと同じ顔料を用いて、含まれる顔料の量のみ異なる現像剤である。
【0028】
現像器41〜46内の現像剤は図に示す様にレーザー露光光学系3の間及び横に配置された各色毎の現像剤収納部(ホッパー)61〜66から現像器41〜46内の現像剤中のトナー比率(或いはトナー量)を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。
【0029】
感光ドラム1a、1b上に形成された現像像(トナー像)は、それぞれに対向した転写装置部5a、5bにおいて、中間転写ベルト5に一次転写され、そしてこの中間転写ベルト5上でそれぞれのトナー像が順次重ねられる。
【0030】
中間転写ベルト5は、駆動ローラ51によって駆動され、駆動ローラ51に対して中間転写ベルト5を挟んだ対向位置に転写クリーニング装置50を接離可能に構成する。
【0031】
又、従動ローラ52の対向には、それぞれのドラム1a、1bから転写された画像の位置ズレ及び濃度の検知を行うセンサ53が配置されており、随時各画像形成部に画像濃度,トナー補給量,画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等に対して補正をする制御を行っている。
【0032】
尚、駆動ローラ51と従動ローラ52との間にて、感光ドラム1aと1bが隣り合って中間転写ベルト5に対向して一次転写面Tを形成しており、一次転写面Tにおいて、中間転写ベルト5の移動方向に対して、この上流側の感光ドラム1aとの対向部と下流側の感光ドラム1bとの対向部との間の領域より、上流側に駆動ローラ51が、下流側に従動ローラ52が配置されている。
【0033】
転写クリーニング装置50は、中間転写ベルト5上に必要色だけ画像を重ね終えた後に、駆動ローラ51に加圧され、記録材に転写した後の中間転写ベルト5上の残トナーをクリーニングする。
【0034】
一方、記録材は各収納部71、72、73から各々の給紙手段81、82、83によって1枚ずつ搬送され、レジストローラ85にて斜行を補正し、所望のタイミングにて中間転写ベルト5上のトナー像を記録材に転写する二次転写部54に搬送される。
【0035】
二次転写部54にて記録材上にトナー像が転写され、記録材は搬送部86を通り、定着部にて熱ローラ定着器9によってトナー像を定着され、排紙トレー或いは用紙後処理装置に排紙される。
【0036】
他方、二次転写後の中間転写ベルト5は、前述のように転写残トナーを転写クリーニング装置50にてクリーニングされ、再び各画像形成部の一次転写工程に供する。
【0037】
又、記録材の両面に画像を形成する場合には、定着器9を記録材が通過後、すぐに搬送パス切換ガイド91を駆動し、記録材を搬送縦パス75を経て反転パス76に一端導いた後、反転ローラ87の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス77へと送られる。その後、両面搬送パス77を通過し両面搬送ローラ88にて斜行補正とタイミング取りを行い、所望のタイミングにてレジストローラ85へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を転写する。
【0038】
本発明の特徴は、マゼンタM、シアンC、イエローY、ブラックKである基本色4色に加えて、淡いシアン、淡いマゼンタを加えた6色を使用する画像形成装置において、像担持体を2個(感光ドラム1a、1b)備えたことである。そして、像担持体を2個とすることで、タンデム方式と1ドラム方式の中間程度の装置の生産性とし、更に、M、C、Y、Kの4色を2つの像担持体(感光ドラム1a、1b)に2つずつ振り分け、次に残りの色を振り分ける、という構成とすることで、ここでは中間転写ベルト5である転写媒体が2個の感光ドラム1a、1b対向部を通過して、ここでは、中間転写ベルト5が無端ベルトであり回転してるので、即ち中間転写ベルト5が2回転することで、4色画像形成を実行し、6色の場合は中間転写ベルト5が3回転することで6色画像形成を実行して、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0039】
つまり、本発明の画像形成装置では、ここでは中間転写ベルト5である転写媒体が2回、2個の像担持体対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体5が3回以上、2個の像担持体対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有する。
【0040】
ここで、本発明の特徴である現像器41〜46の配置、色の振り分け、及び、本画像形成装置が有する基本色画像形成モードと複数色画像形成モードについて説明する。
【0041】
まずは、M、C、Y、Kの基本色現像器による基本色画像形成モードについて説明する。画像の形成順序は上記のとおり、M→C→Y→Kとしている。
【0042】
このため、感光ドラム1a側にM現像器41とY現像器42、感光ドラム1b側にC現像器44とK現像器45を配置することで、中間転写ベルト(ITB)5が2回転する間に、前述の色順で4色の画像形成が可能となる。
【0043】
更に、本実施例においては、K現像器45を下流側の感光ドラム1b側、つまり転写面Tにおいて下流側の感光ドラム1b側に配置することで、K現像器による単色モード時のファーストコピー時間(Fcot)がドラム1aと1b間の距離をITB5が移動する時間分短縮でき、又、ITB5上に一次転写されたKのトナー像が他の感光ドラム1aとITB5とのニップ部を通過することによって生じる二次転写による画像劣化も回避できるという利点がある。
【0044】
次に、M、C、Y、Kの4色に淡Cと淡Mを加えた6色による複数色画像形成モードについて説明する。
【0045】
淡Cと淡Mはそれぞれ両方の感光ドラム1a、1bに1個ずつ振り分けられる。ここでは、感光ドラム1aに対向した回転式現像器保持部4aにはMとYと淡C、回転式現像器保持部4bにはCとKと淡Mの3色ずつが配置され、ITB5が3周することで6色全ての画像形成が終了する。
【0046】
以上より、4色による通常の4色画像形成モードがITB5の2周で形成され、6色による粒状感の無い、高画質画像形成モードがITB5の3周で形成される構成となる。
【0047】
ここで、図1の本実施例の画像形成装置と、比較例である図4の1ドラム方式の画像形成装置の本体サイズに着目すると、双方とも給紙カセットによって決まる本体幅71〜73の範囲で画像形成部及びトナーホッパー部61〜66が構成されていることが分かる。
【0048】
よって、感光ドラムが1つ増える分、感光ドラム周りのプロセスユニット及びレーザー露光光学系3が必要となるだけで、本体サイズは殆ど変らないということがいえる。
【0049】
更には、各プロセスユニット及びレーザー露光光学系についても、1ドラム方式のものと同程度のもので構成可能であることも分かり、本来の目的である高画質、高安定の面でも1ドラムと同等、有利な構成であることがいえる。
【0050】
又、ドラム径が変らないということは、その周長の整数倍であるITBの周長も変らない為、同じプロセス速度の下での画像形成装置の生産効率は変らず、結果として本発明が2ドラムとしたことから、1ドラム方式の2倍の生産性を得ることができる。
【0051】
つまり、感光ドラムの個数を2つとすることで、タンデム方式と1ドラム方式の中間程度の装置の生産性とし、各像担持体に対して均等に現像器を振り分けて、最小限の中間転写体の回転数にて、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0052】
更に、各像担持体における現像器の個数が1ドラム方式の半分となるため、現像器を支持する回転体の慣性モーメント及び回転負荷を低減でき、回転体の回転動作を非常に容易なものとすることが可能であり、この面からも1ドラム方式に比べると飛躍的な生産性の向上が実現できる。
【0053】
又、上記に記載したように、画像形成装置本体サイズについては、1ドラム方式とほぼ等程度で実現可能であり、ドラム径及びプロセスユニット、更にはモータ、光路長など含めたレーザー露光光学系部に関しても1ドラム方式のものと同等程度のものとすることが可能である。
【0054】
つまり装置の大型化をせずに高画質、高安定の面でも1ドラム方式と同等で実現しやすい構成とすることが可能であり、コストアップに関しても、本体サイズの大型化が殆ど無いことから、像担持体周りのプロセスユニット及び現像器の回転体1個分と、最小限の上昇分となる。
【0055】
一方、本実施例では、現像器41〜46を、回転式現像器保持部4a、4bに搭載し、その回転によって、現像器41〜46を感光ドラム1a、1bの現像部へと移動させる構成としたことで、現像器41〜46の形状や材質等を同構成とすることが出来、簡易な構成で、感光ドラム1a、1bに対してどの現像器41〜46においても同位置にて現像することが出来るため、潜像の減衰等の影響を受けない高画質画像が形成できる。
【0056】
ここで、従来では問題となってた回転式現像器保持部4a、4bの径に着目すると、図4の1ドラム方式の回転式現像器保持部204は、回転式現像器保持部204において1台の現像器が占める外周領域を、本実施例の回転式現像器保持部4a、4bと同程度に確保した為、現像器241〜246が回転式現像器保持部204外周に寄ってしまうことと、径自体が本実施例のものに対して1.5倍以上必要であることがわかった。これにより、1ドラム方式のものは、回転式現像器保持部204を回転させる際の負荷トルクと慣性モーメントが増大し、現像器241〜246の短時間での切り替えが困難な構成となる。
【0057】
現像器の切り替えは画像領域(範囲或いは距離)と紙間距離の残りの領域で行わなければならず、この切り替えに時間がかかるということは、その分ITB5の回転速度つまり画像形成速度を低く設定しなければならなくなることを意味する。
【0058】
つまり1ドラム方式に対して本発明の特徴である2ドラム方式の構成は、特に、本実施例のような現像器を回転体に搭載させた画像形成装置においては、画像形成速度を上げて画像形成効率を向上させる意味において有効な構成であることが分かる。
【0059】
尚、以上の説明においては、淡M及び淡CをM、C、Y、Kに加えた6色構成について述べたが、基本色4色を何にするかは、画像形成装置の種類によって、適宜決定することが出来、又、それ以上の色を増やす場合も、偶数色増やす場合は、2つの感光ドラムに均等に振り分け、奇数色増やす場合は、どちらかの感光ドラムが1個多いように振り分ける。つまり、両感光ドラムに同じ数か、1個の差で、現像器を振り分けるものとする。そして、複数色画像形成モードにおいては、現像器の数で中間転写体の回転数を増やす。
【0060】
又、画像の粒状感低減ではなく色再現範囲の向上という目的で、ブルーやオレンジ、グリーン等の色を用いた場合の画像形成装置においても適用できる構成であることは言うまでもない。
【0061】
そして、本実施例では、転写媒体として中間転写体を使用した画像形成装置において本発明を適用したが、記録材を吸着等で固定させた記録材搬送体を感光ドラムに対して移動させて記録材に直接重ねて画像を転写する構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。
【0062】
実施例2
本発明は、基本色4色に加えて、更に複数色による画像形成を行う画像形成装置に関するものであるが、通常、こうした画像形成装置においては、記録材上に載るトナー量(以下「トナー載り量」と称す。)は基本色画像形成時に比べて多くなる。
【0063】
この為、実施例1に説明した図1に示す画像形成装置においては、4色画像形成時と6色画像形成時とでは、トナー載り量が異なることから、必然的に定着条件も異なる場合が多い。
【0064】
よって、基本色画像形成モードと複数色画像形成モードとで定着条件を切り換える必要が生じるが、この切り換える定着条件の1つとして、定着速度を変えることが一般的である。そこで、本実施例においては、この定着速度を変える構成について詳細に説明する。
【0065】
図2は、本実施例における画像形成装置の概略断面図である。本実施例の特徴として、まず画像転写部、露光部、現像器保持部等の配置は、図1つまり実施例1のものと同一で、異なるのはトナーのホッパー部61〜66の位置のみであるので、同一な部分の説明は省略する。
【0066】
本実施例では、画像の記録材への二次転写部T1から熱ローラ定着器9が位置する画像定着部である定着ローラニップ部T2までの搬送部86の部分の長さL(距離)を、搬送ユニットを同一のもの2個(86a、86b)使用することで、本画像形成装置で使用する最大記録材長さ、本実施例においては19inch(=482.6mm)よりも長く確保していることが特徴である。
【0067】
このように、二次転写部にてトナー像が転写された記録材が、現像像を定着する画像定着部T2まで搬送される距離が、画像形成装置にて使用できる記録材の最大の長さ以上とされることで、つまり、この搬送ユニット2個(86a、86b)で形成された、搬送部86にて記録材後端が画像転写部T1を通過した後、記録材先端が定着ニップ部T2に届く前に、定着速度を所望の速度に速度変更することができる。尚、ここで定着速度とは、本実施例では熱ローラ定着器9を構成する定着ローラの回転速度であるが、他の構成の画像形成装置においてはそれに限らず、一般に画像定着部T2を記録紙が通過する速度である。
【0068】
こうした構成を実現するために、図1の実施例1の画像形成装置に対して、マルチ手差し部をトレイ式から引き出し式に変更し、その分の空きスペース分画像形成部を断面上右に移動し、更に定着前搬送部を86aと86bとの2個使用して搬送部を形成する構成としている。
【0069】
これにより画像形成装置の本体サイズは、給紙カセット幅にて決定された1ドラム方式或いは図1の実施例1の画像形成装置に対して10%弱の増加分でしかなく、図5のタンデム式に比べると未だ非常にコンパクトであり、これより本体構成上のコストアップ分は殆ど生じない構成であるといえる。
【0070】
ここで本実施例における、各画像形成モードにおける定着速度制御に関して図3を用いて詳細に説明する。
【0071】
図3に示されるダイアグラムは、全て最大用紙長さである19inch時のもので示してあり、それよりも小さいサイズ或いはA4、LTRサイズなどのスモールサイズ用紙の2枚貼り(2画像形成)モード等においても、用紙領域が19inchを超えないことから同様の制御が可能である。尚、図3(a)、(b)、(c)において、縦軸は、二次転写部T1から定着部T2への距離を示し、A部とは、搬送ユニット86aによる記録材搬送方向下流先端であり、B部とは、搬送ユニット86bによる記録材搬送方向下流先端部の位置を示す。横軸は、画像形成回数毎の記録材の移動時間を示す。
【0072】
図3(a)は、単色モードの定着速度制御に関するものである。単色モードにおいては、ITB5の1周で画像形成が成される為、感光ドラム1a及び1bの回転速度である画像形成速度とほぼ等しい或いは早い定着速度に設定しないと、画像を形成せずにITB5が無駄な距離分回転をしてしまう。よって、本実施例においては、無駄な回転の生じない画像形成速度と同じ定着速度に設定してある。従って、搬送部86による記録材搬送速度は画像形成速度及び定着速度と同じである。
【0073】
尚、本実施例では、感光ドラム1a、1b及び中間転写ベルト5の回転速度が等速度であるため、画像形成速度とは、感光ドラム1a及び1bの回転速度とされるが、それに限らず、一般に、二次転写部T2にて記録材が移動する速度とされる。
【0074】
次に図3(b)を用いて基本色画像形成モード(4色カラー画像モード)時の速度制御の説明をする。4色画像になると単色に比べてトナー載り量が総じて増えることから、定着性も単色時に比べると悪化するため、定着速度をV1〜V2に低下させて対応する。
【0075】
この場合においても、ITB5に画像を形成しない無駄な回転を生じさせないということを条件とすると、定着速度の最小値は、前の記録材後端が、搬送部の下流側ベルト部B部を抜けた後に、次の記録材先端が同搬送部上流先端A部に到達するように制御される。これは搬送部86の記録材の速度が、ITB5の周速にほぼ等しい時と、定着速度にほぼ等しい時の2種必要であり、この速度が切り替えられる最低限のタイミングと考えられることからである。
【0076】
図3(b)には、こうした条件の下、定着速度が最小までに減速した場合を示す。この時の定着速度V2は、ITB5の周速或いは単色時の定着速度のV1に対して約1/2であり、搬送部86における記録材の搬送速度を、このV1〜V2の範囲で最適な速度を設定すれば良い訳であり、本実施例においては普通紙の場合V1の3/5の値としてある。
【0077】
同様に図3(c)に複数色画像形成モード(6色カラー画像モード)時の速度制御を表す。この時の最小定着速度V3はV1に対して約1/3となる。よって、搬送部86における記録材の搬送速度を、4色時と同様にV1〜V3の範囲で最適な速度を設定すれば良い訳であり、本実施例においては普通紙の場合V1の2/5の値としてある。
【0078】
尚、本実施例においては普通紙の定着速度に関するものであるが、厚紙等の場合においても仕様色数(モード)と定着性の関係は変らないことから、同様の制御、或いは超厚紙と呼ばれるものに対しては、ITBに画像を形成しない回転を設けつつ画像形成に要するITB回転数差も利用して最適な定着速度を設定すれば良い。
【0079】
よって本体サイズ及びコストUPを最小限に留めた構成で、各々の画像形成モードに応じた最適な定着速度を得られる構成を実現できたことが分かる。
【0080】
このように、4色以上による画像形成時の画像の記録材への定着性が懸念される場合などについては、画像の記録材への転写部から定着器までの距離を最大画像長さ以上とし、4色による画像形成と複数色による画像形成にかかる時間差を利用して、定着前にて記録材搬送速度及び定着速度を減速することが可能であるので、画像形成に時間のかかる、つまり4色より多い色による画像形成時は4色モードよりも定着速度が低減可能であり、画像形成時間に無駄の無い、効率的な画像形成が可能となる。
【0081】
以上より、本体サイズ、本体コスト、生産性、安定性、画質などの全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて4色以上例えば6色、8色などによる非常に良好な画像形成を行う画像形成装置を実現することが可能となる。
【0082】
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。例えば、感光ドラムは、感光ベルトでも良いし、中間転写ベルトは中間転写ドラムでも良い。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、複数の現像器は、基本色とするそれぞれ異なった色の現像剤を収容する4台の基本色現像器、及びそれ以外の色の現像器を使用する画像形成装置において、像担持体を2個有し、基本色現像器が、それぞれの像担持体に対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器が、それぞれの像担持体に対して、等数台ずつか、又は、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、転写媒体が2回、前記2個の像担持体対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体が3回以上、2個の像担持体対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有するので、中間転写体2回転で4色画像形成を可能とし、例えば6色の場合は中間転写体3回転で画像形成が可能となり、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0084】
更に各像担持体における現像器の個数が1ドラム方式の半分となるため、現像器を支持する回転体の慣性モーメント及び回転負荷を低減でき、回転体の回転動作を非常に容易なものとすることが可能であり、この面からも1ドラム方式に比べると飛躍的な画像形成速度及び生産性の向上が実現できる。
【0085】
又、装置の大型化をせずに高画質、高安定の面でも1ドラム方式と同等で実現しやすい構成とすることが可能であり、コストアップに関しても、最小限の上昇分となる。
【0086】
以上より、本体サイズ、本体コスト、生産性、安定性、画質などの全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて従来の4色に他の色を加えた複数色による非常に良好な画像形成を行う画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図3】本発明の画像形成装置の他の例における定着速度及び画像形成速度との関係を示す記録材搬送ダイアグラムである。
【図4】本発明の画像形成装置の比較例を示す概略構成図である。
【図5】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図6】従来の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図7】従来の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1a、1b 感光ドラム(像担持体)
3 レーザー露光光学系部
4a、4b 回転式現像器保持部(回転体)
5 中間転写ベルト(転写媒体、中間転写体)
9 熱ローラ定着器
41〜46 現像器
86、86a、86b 搬送部、搬送ユニット
T1 二次転写部
T2 定着部
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも4色以上の多色画像形成が可能である画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置、特にカラー画像形成装置の普及とともに、高画質化、高生産性、小型化、低コスト化等が求められるようになりつつある。
【0003】
高画質化という点に着目すると、高安定化、高解像度化という手法の他に、1つの手法として、基本色とされる、従来のマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色の現像剤による画像形成だけではなく、それ以外に、インクジェットプリンター等にて現在主流で行われている手法である、4色それぞれの色の淡いトナーを用いることで、画像の粒状感を低減する方法、又は、グリーンやオレンジ等の特色を用いることで、色再現範囲或いは色再現性を向上する方法、等が考えられている。
【0004】
このような、4色以上の多色画像形成、例えば6色を用いる構成を考えた場合、従来の画像形成装置の構成を流用すると、実現される構成として考えられるのが図5に示すようなタンデム方式、又は、図6に示すような特許文献1、或いは図7に示すような特許文献2等に記載された1ドラム方式等が挙げられる。
【0005】
又、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、従来から色ズレのないカラー画像を得ることを目的として、表面に現像像が形成される像担持体から一旦中間転写体に複数の現像像を複合転写してから、一括して記録材に転写する、中間転写方式の画像形成装置が提案されている。中間転写体を用いた画像形成装置とされるカラー電子写真装置は、記録材になんら加工、制御(例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる等)を必要とせずに中間転写体から画像を転写することができるため、封筒、ハガキ、ラベル紙等、薄い紙(40g/m2紙)から厚い紙(200g/m2紙)まで、幅の広狭、長さの長短、あるいは厚さの厚薄によらず、転写材を多種多様に選択することができるという利点を有している。
【0006】
又、中間転写体をベルト形状とすることで、中間転写ドラムのような剛体のシリンダーを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことが出来るメリットもある。
【0007】
ここで、図5に示すようなタンデム方式で且つ中間転写体としての中間転写ベルト5を有する画像形成装置の場合、転写ベルト5を1周回転させると、転写ベルト5に沿って順に並べて対向させた像担持体としての感光ドラム101a〜101fとそれぞれに対向させた現像器41〜46を含む6つの画像形成部により6色の画像形成ができるために高い生産性が得られる利点がある反面、図からも明らかなように、まず画像形成装置本体が大型化する問題点が挙げられる。
【0008】
又、1色に対して1つの感光ドラム101a〜101fを使用する為、それぞれの画像形成部に対して、ドラム101a〜101f周りの例えば帯電器102a〜102f、クリーニング装置106a〜106f、更には書き込み部であるレーザー露光光学系部103a〜103f等も6個必要となる為に、部品点数も非常に多くなり、その結果大幅なコストアップも生じる。
【0009】
更に感光ドラム101a〜101fの大径化も空間上及び配置上の点で難しい為、感光ドラム101a〜101f周りのプロセスユニットも、結果として小型のものとなること、更にはレーザー露光光学系部103a〜103dの光路長、モータ配置などにも空間的な制約を受けることは容易に想像がつく。そして、これは、高画質化或いは高安定化という点で明らかに不利な構成である。
【0010】
それに対し、図6は、特許文献1に記載された、ひとつの感光ドラム201に回転体204を対向させ、回転体204の周に沿って6台の現像器241〜246を搭載し、その回転によって感光ドラム201の対向部に順に現像器241〜246を移動する画像形成装置であり、図7は、特許文献2に記載された、ひとつの感光ドラム301に現像器341〜346を順に並べて対向させた画像形成装置である。これらの1ドラム構成の場合は、現像器のみ6個必要とするだけなので、本体サイズが小さく部品点数が少ない為に低コストで構成が可能であることと、ドラム周りのプロセスユニット或いはドラムそのものもある程度の大型化、大径化が可能であること、更に、レーザー露光光学系部203(図6)、303(図7)も空間的な制約を受けない構成であること等から、高画質化或いは高安定化という点で優れた構成であるという特徴がある。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−098692号公報
【特許文献2】
特開2000−347476号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、6色の画像形成を行う場合は、転写ベルト或いは転写ドラム205(図6)、305(図7)を6周させなくてはならない為、装置の生産性はタンデム方式と比べると6分の1になってしまうという欠点がある。
【0013】
ここで、図6に示した特許文献1に記載されたような回転式現像器保持部204を用いる場合は、画像の書き込み部(潜像部)から現像部までの距離が色によらず一定であることから、潜像の減衰等の影響を受けない高画質化の上では好ましい構成ではあるが、現像器241〜246を保持する回転体204が非常に大型化してしまう為、この回転体204の慣性モーメント及び回転時の駆動負荷が共に従来以上に大きくなる。この為、現像器241〜246の切り替えの時にこの回転体204を回転させる為の駆動部の構成がモータを含めて非常に大型化するか、又は、場合によっては、非常に時間をかけないと切り替えが行えない等の問題点も生じてしまう。そして、この結果更に装置の生産性を低下させてしまう可能性が生じてしまう。
【0014】
更に、図7に示した特許文献2に記載されたような固定式の現像器341〜346の配置においては、各々の現像器341〜346と感光ドラム301の重力方向を含む位置的な関係が全て異なる為、その形状や構成等を現像器341〜346それぞれにおいて変えなくてはならず、部品種類の増加等を招く他、各々の条件設定などの手間も、現像器の数の分だけ増えることが予想される。
【0015】
又、感光ドラム301に形成された潜像部から現像位置の距離が色によって異なる為、潜像の減衰の影響を受けてしまい、画像に影響が出てしまう。この対策として、各色について現像条件を潜像の減衰分調整する或いは減衰分を見込んだ潜像の形成を行う等の対策がとられるが、画像処理制御が非常に複雑化したり、感光ドラム301の状態によっては完全ではなく、やはり画像に影響が出てしまう等の問題も生じる。
【0016】
従って、本発明の目的は、基本色4色より多色の現像剤を使用して画像形成を行う画像形成装置において、画像形成装置の本体サイズの小型化及びコスト削減、高画質化及び高安定化、高生産性という課題を高いレベルで満足させる画像形成装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像して前記像担持体上に現像像を作成する複数の現像器と、該複数の現像器によって、それぞれ作成された前記現像像が前記像担持体から重ねて転写される転写媒体と、を有する画像形成装置において、
前記複数の現像器は、基本色とするそれぞれ異なった色の現像剤を収容する4台の基本色現像器、及びそれ以外の色の現像器を含み、
前記像担持体を2個有し、前記基本色現像器が、それぞれの前記像担持体に対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器が、それぞれの前記像担持体に対して、等数台ずつか、又は、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、
前記転写媒体が2回、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、
前記転写媒体が3回以上、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0019】
実施例1
図1には本発明を実施したフルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。本例は、上部にデジタルカラー画像リーダ部100、下部にデジタルカラー画像プリンタ部200を有する。そして、本実施例の画像形成装置は中間転写体である中間転写ベルト5を有する中間転写方式を採用する。
【0020】
リーダ部100において、原稿30を原稿台ガラス31上に載せ、露光ランプ32により露光走査することにより、原稿30からの反射光像をレンズ33により、フルカラーCCDセンサ34に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は(図示しない)増幅回路を経て、(図示しない)ビデオ処理ユニットにて処理を施され画像メモリ(図示しない)を介してプリンタ部200に送出される。
【0021】
プリンタ部200において、像担持体である2つの感光ドラム1a及び1bは、各々図中矢印方向に回転自在に担持され、それぞれの感光ドラム1a、1bの周りに、前露光ランプ11a、11b、コロナ帯電器2a、2b、レーザー露光光学系3a、3b、電位センサ12a、12b、回転式現像器保持部(回転体)4a、4b、及び各々の保持部4a、4bに搭載された、保持部4aに搭載された色の異なる3個の現像器41〜43及び保持部4bに搭載された色の異なる3個の現像器44〜46、転写装置5a、5b、クリーニング器6a、6bを配置する。
【0022】
次にこれらの画像形成手段にてなされる画像形成工程について説明する。
【0023】
レーザー露光光学系3a、3bにおいてリーダ部100からの画像信号は、(図示しない)レーザー出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム1a、1bの面に投影される。
【0024】
プリンタ部200画像形成時には、感光ドラム1a及び1bを矢印方向に回転させ、前露光ランプ11a、11bで除電した後の感光ドラム1a、1bを帯電器2a、2bにより一様に帯電させて、それぞれ分解色毎に光像Eを照射し、感光ドラム1a、1b上に潜像を形成する。次に、回転式現像器保持部4a、4bを回転させ、所定の現像器41、44を感光ドラム1a、1b上の現像位置に移動させた後に、現像器41、44を動作させて、感光ドラム1a、1b上の潜像を現像し、感光ドラム1a、1b上に樹脂と顔料を基体とした現像像を形成する。
【0025】
ここで本実施例においては、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の従来のカラー複写機にて使用する基本色である4色に加えて、淡いマゼンタ(淡M)と淡いシアン(淡C)の2色を加えた6色による画像形成を行う。
【0026】
淡色のトナーを用いることで、画像形成時の1画素(ドット)が通常の濃度のトナーに対して濃度の低い分目立たなくなるという特徴があり、この結果粒状感の無い非常に滑らかなハーフトーン画像による高画質が再現できる。
【0027】
尚、淡いシアンと淡いマゼンタはそれぞれシアンとマゼンタと同じ顔料を用いて、含まれる顔料の量のみ異なる現像剤である。
【0028】
現像器41〜46内の現像剤は図に示す様にレーザー露光光学系3の間及び横に配置された各色毎の現像剤収納部(ホッパー)61〜66から現像器41〜46内の現像剤中のトナー比率(或いはトナー量)を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。
【0029】
感光ドラム1a、1b上に形成された現像像(トナー像)は、それぞれに対向した転写装置部5a、5bにおいて、中間転写ベルト5に一次転写され、そしてこの中間転写ベルト5上でそれぞれのトナー像が順次重ねられる。
【0030】
中間転写ベルト5は、駆動ローラ51によって駆動され、駆動ローラ51に対して中間転写ベルト5を挟んだ対向位置に転写クリーニング装置50を接離可能に構成する。
【0031】
又、従動ローラ52の対向には、それぞれのドラム1a、1bから転写された画像の位置ズレ及び濃度の検知を行うセンサ53が配置されており、随時各画像形成部に画像濃度,トナー補給量,画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等に対して補正をする制御を行っている。
【0032】
尚、駆動ローラ51と従動ローラ52との間にて、感光ドラム1aと1bが隣り合って中間転写ベルト5に対向して一次転写面Tを形成しており、一次転写面Tにおいて、中間転写ベルト5の移動方向に対して、この上流側の感光ドラム1aとの対向部と下流側の感光ドラム1bとの対向部との間の領域より、上流側に駆動ローラ51が、下流側に従動ローラ52が配置されている。
【0033】
転写クリーニング装置50は、中間転写ベルト5上に必要色だけ画像を重ね終えた後に、駆動ローラ51に加圧され、記録材に転写した後の中間転写ベルト5上の残トナーをクリーニングする。
【0034】
一方、記録材は各収納部71、72、73から各々の給紙手段81、82、83によって1枚ずつ搬送され、レジストローラ85にて斜行を補正し、所望のタイミングにて中間転写ベルト5上のトナー像を記録材に転写する二次転写部54に搬送される。
【0035】
二次転写部54にて記録材上にトナー像が転写され、記録材は搬送部86を通り、定着部にて熱ローラ定着器9によってトナー像を定着され、排紙トレー或いは用紙後処理装置に排紙される。
【0036】
他方、二次転写後の中間転写ベルト5は、前述のように転写残トナーを転写クリーニング装置50にてクリーニングされ、再び各画像形成部の一次転写工程に供する。
【0037】
又、記録材の両面に画像を形成する場合には、定着器9を記録材が通過後、すぐに搬送パス切換ガイド91を駆動し、記録材を搬送縦パス75を経て反転パス76に一端導いた後、反転ローラ87の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス77へと送られる。その後、両面搬送パス77を通過し両面搬送ローラ88にて斜行補正とタイミング取りを行い、所望のタイミングにてレジストローラ85へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を転写する。
【0038】
本発明の特徴は、マゼンタM、シアンC、イエローY、ブラックKである基本色4色に加えて、淡いシアン、淡いマゼンタを加えた6色を使用する画像形成装置において、像担持体を2個(感光ドラム1a、1b)備えたことである。そして、像担持体を2個とすることで、タンデム方式と1ドラム方式の中間程度の装置の生産性とし、更に、M、C、Y、Kの4色を2つの像担持体(感光ドラム1a、1b)に2つずつ振り分け、次に残りの色を振り分ける、という構成とすることで、ここでは中間転写ベルト5である転写媒体が2個の感光ドラム1a、1b対向部を通過して、ここでは、中間転写ベルト5が無端ベルトであり回転してるので、即ち中間転写ベルト5が2回転することで、4色画像形成を実行し、6色の場合は中間転写ベルト5が3回転することで6色画像形成を実行して、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0039】
つまり、本発明の画像形成装置では、ここでは中間転写ベルト5である転写媒体が2回、2個の像担持体対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体5が3回以上、2個の像担持体対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有する。
【0040】
ここで、本発明の特徴である現像器41〜46の配置、色の振り分け、及び、本画像形成装置が有する基本色画像形成モードと複数色画像形成モードについて説明する。
【0041】
まずは、M、C、Y、Kの基本色現像器による基本色画像形成モードについて説明する。画像の形成順序は上記のとおり、M→C→Y→Kとしている。
【0042】
このため、感光ドラム1a側にM現像器41とY現像器42、感光ドラム1b側にC現像器44とK現像器45を配置することで、中間転写ベルト(ITB)5が2回転する間に、前述の色順で4色の画像形成が可能となる。
【0043】
更に、本実施例においては、K現像器45を下流側の感光ドラム1b側、つまり転写面Tにおいて下流側の感光ドラム1b側に配置することで、K現像器による単色モード時のファーストコピー時間(Fcot)がドラム1aと1b間の距離をITB5が移動する時間分短縮でき、又、ITB5上に一次転写されたKのトナー像が他の感光ドラム1aとITB5とのニップ部を通過することによって生じる二次転写による画像劣化も回避できるという利点がある。
【0044】
次に、M、C、Y、Kの4色に淡Cと淡Mを加えた6色による複数色画像形成モードについて説明する。
【0045】
淡Cと淡Mはそれぞれ両方の感光ドラム1a、1bに1個ずつ振り分けられる。ここでは、感光ドラム1aに対向した回転式現像器保持部4aにはMとYと淡C、回転式現像器保持部4bにはCとKと淡Mの3色ずつが配置され、ITB5が3周することで6色全ての画像形成が終了する。
【0046】
以上より、4色による通常の4色画像形成モードがITB5の2周で形成され、6色による粒状感の無い、高画質画像形成モードがITB5の3周で形成される構成となる。
【0047】
ここで、図1の本実施例の画像形成装置と、比較例である図4の1ドラム方式の画像形成装置の本体サイズに着目すると、双方とも給紙カセットによって決まる本体幅71〜73の範囲で画像形成部及びトナーホッパー部61〜66が構成されていることが分かる。
【0048】
よって、感光ドラムが1つ増える分、感光ドラム周りのプロセスユニット及びレーザー露光光学系3が必要となるだけで、本体サイズは殆ど変らないということがいえる。
【0049】
更には、各プロセスユニット及びレーザー露光光学系についても、1ドラム方式のものと同程度のもので構成可能であることも分かり、本来の目的である高画質、高安定の面でも1ドラムと同等、有利な構成であることがいえる。
【0050】
又、ドラム径が変らないということは、その周長の整数倍であるITBの周長も変らない為、同じプロセス速度の下での画像形成装置の生産効率は変らず、結果として本発明が2ドラムとしたことから、1ドラム方式の2倍の生産性を得ることができる。
【0051】
つまり、感光ドラムの個数を2つとすることで、タンデム方式と1ドラム方式の中間程度の装置の生産性とし、各像担持体に対して均等に現像器を振り分けて、最小限の中間転写体の回転数にて、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0052】
更に、各像担持体における現像器の個数が1ドラム方式の半分となるため、現像器を支持する回転体の慣性モーメント及び回転負荷を低減でき、回転体の回転動作を非常に容易なものとすることが可能であり、この面からも1ドラム方式に比べると飛躍的な生産性の向上が実現できる。
【0053】
又、上記に記載したように、画像形成装置本体サイズについては、1ドラム方式とほぼ等程度で実現可能であり、ドラム径及びプロセスユニット、更にはモータ、光路長など含めたレーザー露光光学系部に関しても1ドラム方式のものと同等程度のものとすることが可能である。
【0054】
つまり装置の大型化をせずに高画質、高安定の面でも1ドラム方式と同等で実現しやすい構成とすることが可能であり、コストアップに関しても、本体サイズの大型化が殆ど無いことから、像担持体周りのプロセスユニット及び現像器の回転体1個分と、最小限の上昇分となる。
【0055】
一方、本実施例では、現像器41〜46を、回転式現像器保持部4a、4bに搭載し、その回転によって、現像器41〜46を感光ドラム1a、1bの現像部へと移動させる構成としたことで、現像器41〜46の形状や材質等を同構成とすることが出来、簡易な構成で、感光ドラム1a、1bに対してどの現像器41〜46においても同位置にて現像することが出来るため、潜像の減衰等の影響を受けない高画質画像が形成できる。
【0056】
ここで、従来では問題となってた回転式現像器保持部4a、4bの径に着目すると、図4の1ドラム方式の回転式現像器保持部204は、回転式現像器保持部204において1台の現像器が占める外周領域を、本実施例の回転式現像器保持部4a、4bと同程度に確保した為、現像器241〜246が回転式現像器保持部204外周に寄ってしまうことと、径自体が本実施例のものに対して1.5倍以上必要であることがわかった。これにより、1ドラム方式のものは、回転式現像器保持部204を回転させる際の負荷トルクと慣性モーメントが増大し、現像器241〜246の短時間での切り替えが困難な構成となる。
【0057】
現像器の切り替えは画像領域(範囲或いは距離)と紙間距離の残りの領域で行わなければならず、この切り替えに時間がかかるということは、その分ITB5の回転速度つまり画像形成速度を低く設定しなければならなくなることを意味する。
【0058】
つまり1ドラム方式に対して本発明の特徴である2ドラム方式の構成は、特に、本実施例のような現像器を回転体に搭載させた画像形成装置においては、画像形成速度を上げて画像形成効率を向上させる意味において有効な構成であることが分かる。
【0059】
尚、以上の説明においては、淡M及び淡CをM、C、Y、Kに加えた6色構成について述べたが、基本色4色を何にするかは、画像形成装置の種類によって、適宜決定することが出来、又、それ以上の色を増やす場合も、偶数色増やす場合は、2つの感光ドラムに均等に振り分け、奇数色増やす場合は、どちらかの感光ドラムが1個多いように振り分ける。つまり、両感光ドラムに同じ数か、1個の差で、現像器を振り分けるものとする。そして、複数色画像形成モードにおいては、現像器の数で中間転写体の回転数を増やす。
【0060】
又、画像の粒状感低減ではなく色再現範囲の向上という目的で、ブルーやオレンジ、グリーン等の色を用いた場合の画像形成装置においても適用できる構成であることは言うまでもない。
【0061】
そして、本実施例では、転写媒体として中間転写体を使用した画像形成装置において本発明を適用したが、記録材を吸着等で固定させた記録材搬送体を感光ドラムに対して移動させて記録材に直接重ねて画像を転写する構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。
【0062】
実施例2
本発明は、基本色4色に加えて、更に複数色による画像形成を行う画像形成装置に関するものであるが、通常、こうした画像形成装置においては、記録材上に載るトナー量(以下「トナー載り量」と称す。)は基本色画像形成時に比べて多くなる。
【0063】
この為、実施例1に説明した図1に示す画像形成装置においては、4色画像形成時と6色画像形成時とでは、トナー載り量が異なることから、必然的に定着条件も異なる場合が多い。
【0064】
よって、基本色画像形成モードと複数色画像形成モードとで定着条件を切り換える必要が生じるが、この切り換える定着条件の1つとして、定着速度を変えることが一般的である。そこで、本実施例においては、この定着速度を変える構成について詳細に説明する。
【0065】
図2は、本実施例における画像形成装置の概略断面図である。本実施例の特徴として、まず画像転写部、露光部、現像器保持部等の配置は、図1つまり実施例1のものと同一で、異なるのはトナーのホッパー部61〜66の位置のみであるので、同一な部分の説明は省略する。
【0066】
本実施例では、画像の記録材への二次転写部T1から熱ローラ定着器9が位置する画像定着部である定着ローラニップ部T2までの搬送部86の部分の長さL(距離)を、搬送ユニットを同一のもの2個(86a、86b)使用することで、本画像形成装置で使用する最大記録材長さ、本実施例においては19inch(=482.6mm)よりも長く確保していることが特徴である。
【0067】
このように、二次転写部にてトナー像が転写された記録材が、現像像を定着する画像定着部T2まで搬送される距離が、画像形成装置にて使用できる記録材の最大の長さ以上とされることで、つまり、この搬送ユニット2個(86a、86b)で形成された、搬送部86にて記録材後端が画像転写部T1を通過した後、記録材先端が定着ニップ部T2に届く前に、定着速度を所望の速度に速度変更することができる。尚、ここで定着速度とは、本実施例では熱ローラ定着器9を構成する定着ローラの回転速度であるが、他の構成の画像形成装置においてはそれに限らず、一般に画像定着部T2を記録紙が通過する速度である。
【0068】
こうした構成を実現するために、図1の実施例1の画像形成装置に対して、マルチ手差し部をトレイ式から引き出し式に変更し、その分の空きスペース分画像形成部を断面上右に移動し、更に定着前搬送部を86aと86bとの2個使用して搬送部を形成する構成としている。
【0069】
これにより画像形成装置の本体サイズは、給紙カセット幅にて決定された1ドラム方式或いは図1の実施例1の画像形成装置に対して10%弱の増加分でしかなく、図5のタンデム式に比べると未だ非常にコンパクトであり、これより本体構成上のコストアップ分は殆ど生じない構成であるといえる。
【0070】
ここで本実施例における、各画像形成モードにおける定着速度制御に関して図3を用いて詳細に説明する。
【0071】
図3に示されるダイアグラムは、全て最大用紙長さである19inch時のもので示してあり、それよりも小さいサイズ或いはA4、LTRサイズなどのスモールサイズ用紙の2枚貼り(2画像形成)モード等においても、用紙領域が19inchを超えないことから同様の制御が可能である。尚、図3(a)、(b)、(c)において、縦軸は、二次転写部T1から定着部T2への距離を示し、A部とは、搬送ユニット86aによる記録材搬送方向下流先端であり、B部とは、搬送ユニット86bによる記録材搬送方向下流先端部の位置を示す。横軸は、画像形成回数毎の記録材の移動時間を示す。
【0072】
図3(a)は、単色モードの定着速度制御に関するものである。単色モードにおいては、ITB5の1周で画像形成が成される為、感光ドラム1a及び1bの回転速度である画像形成速度とほぼ等しい或いは早い定着速度に設定しないと、画像を形成せずにITB5が無駄な距離分回転をしてしまう。よって、本実施例においては、無駄な回転の生じない画像形成速度と同じ定着速度に設定してある。従って、搬送部86による記録材搬送速度は画像形成速度及び定着速度と同じである。
【0073】
尚、本実施例では、感光ドラム1a、1b及び中間転写ベルト5の回転速度が等速度であるため、画像形成速度とは、感光ドラム1a及び1bの回転速度とされるが、それに限らず、一般に、二次転写部T2にて記録材が移動する速度とされる。
【0074】
次に図3(b)を用いて基本色画像形成モード(4色カラー画像モード)時の速度制御の説明をする。4色画像になると単色に比べてトナー載り量が総じて増えることから、定着性も単色時に比べると悪化するため、定着速度をV1〜V2に低下させて対応する。
【0075】
この場合においても、ITB5に画像を形成しない無駄な回転を生じさせないということを条件とすると、定着速度の最小値は、前の記録材後端が、搬送部の下流側ベルト部B部を抜けた後に、次の記録材先端が同搬送部上流先端A部に到達するように制御される。これは搬送部86の記録材の速度が、ITB5の周速にほぼ等しい時と、定着速度にほぼ等しい時の2種必要であり、この速度が切り替えられる最低限のタイミングと考えられることからである。
【0076】
図3(b)には、こうした条件の下、定着速度が最小までに減速した場合を示す。この時の定着速度V2は、ITB5の周速或いは単色時の定着速度のV1に対して約1/2であり、搬送部86における記録材の搬送速度を、このV1〜V2の範囲で最適な速度を設定すれば良い訳であり、本実施例においては普通紙の場合V1の3/5の値としてある。
【0077】
同様に図3(c)に複数色画像形成モード(6色カラー画像モード)時の速度制御を表す。この時の最小定着速度V3はV1に対して約1/3となる。よって、搬送部86における記録材の搬送速度を、4色時と同様にV1〜V3の範囲で最適な速度を設定すれば良い訳であり、本実施例においては普通紙の場合V1の2/5の値としてある。
【0078】
尚、本実施例においては普通紙の定着速度に関するものであるが、厚紙等の場合においても仕様色数(モード)と定着性の関係は変らないことから、同様の制御、或いは超厚紙と呼ばれるものに対しては、ITBに画像を形成しない回転を設けつつ画像形成に要するITB回転数差も利用して最適な定着速度を設定すれば良い。
【0079】
よって本体サイズ及びコストUPを最小限に留めた構成で、各々の画像形成モードに応じた最適な定着速度を得られる構成を実現できたことが分かる。
【0080】
このように、4色以上による画像形成時の画像の記録材への定着性が懸念される場合などについては、画像の記録材への転写部から定着器までの距離を最大画像長さ以上とし、4色による画像形成と複数色による画像形成にかかる時間差を利用して、定着前にて記録材搬送速度及び定着速度を減速することが可能であるので、画像形成に時間のかかる、つまり4色より多い色による画像形成時は4色モードよりも定着速度が低減可能であり、画像形成時間に無駄の無い、効率的な画像形成が可能となる。
【0081】
以上より、本体サイズ、本体コスト、生産性、安定性、画質などの全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて4色以上例えば6色、8色などによる非常に良好な画像形成を行う画像形成装置を実現することが可能となる。
【0082】
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。例えば、感光ドラムは、感光ベルトでも良いし、中間転写ベルトは中間転写ドラムでも良い。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、複数の現像器は、基本色とするそれぞれ異なった色の現像剤を収容する4台の基本色現像器、及びそれ以外の色の現像器を使用する画像形成装置において、像担持体を2個有し、基本色現像器が、それぞれの像担持体に対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器が、それぞれの像担持体に対して、等数台ずつか、又は、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、転写媒体が2回、前記2個の像担持体対向部を通過して、基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、転写媒体が3回以上、2個の像担持体対向部を通過して、基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有するので、中間転写体2回転で4色画像形成を可能とし、例えば6色の場合は中間転写体3回転で画像形成が可能となり、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。
【0084】
更に各像担持体における現像器の個数が1ドラム方式の半分となるため、現像器を支持する回転体の慣性モーメント及び回転負荷を低減でき、回転体の回転動作を非常に容易なものとすることが可能であり、この面からも1ドラム方式に比べると飛躍的な画像形成速度及び生産性の向上が実現できる。
【0085】
又、装置の大型化をせずに高画質、高安定の面でも1ドラム方式と同等で実現しやすい構成とすることが可能であり、コストアップに関しても、最小限の上昇分となる。
【0086】
以上より、本体サイズ、本体コスト、生産性、安定性、画質などの全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて従来の4色に他の色を加えた複数色による非常に良好な画像形成を行う画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図3】本発明の画像形成装置の他の例における定着速度及び画像形成速度との関係を示す記録材搬送ダイアグラムである。
【図4】本発明の画像形成装置の比較例を示す概略構成図である。
【図5】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図6】従来の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図7】従来の画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1a、1b 感光ドラム(像担持体)
3 レーザー露光光学系部
4a、4b 回転式現像器保持部(回転体)
5 中間転写ベルト(転写媒体、中間転写体)
9 熱ローラ定着器
41〜46 現像器
86、86a、86b 搬送部、搬送ユニット
T1 二次転写部
T2 定着部
Claims (8)
- 表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像して前記像担持体上に現像像を作成する複数の現像器と、該複数の現像器によって、それぞれ作成された前記現像像が前記像担持体から重ねて転写される転写媒体と、を有する画像形成装置において、
前記複数の現像器は、基本色とするそれぞれ異なった色の現像剤を収容する4台の基本色現像器、及びそれ以外の色の現像器を含み、
前記像担持体を2個有し、前記基本色現像器が、それぞれの前記像担持体に対して2台ずつ振り分けて設置され、それ以外の現像器が、それぞれの前記像担持体に対して、等数台ずつか、又は、どちらかが片方よりも1台多い状態で設置され、
前記転写媒体が2回、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色による画像形成を行う基本色画像形成モードと、
前記転写媒体が3回以上、前記2個の像担持体対向部を通過して、前記基本色及びそれ以外の色を使用して画像形成を行う複数色画像形成モードと、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記基本色とは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色であることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
- 前記基本色以外の色とは、淡いマゼンタ、淡いシアンの2色であることを特徴とする請求項2の画像形成装置。
- 前記シアンと前記淡いシアン、前記マゼンタと前記淡いマゼンタ、の現像剤は、それぞれ同じ顔料が現像剤に含まれおり、それぞれの現像剤中の該顔料の濃度が異なることを特徴とする請求項3の画像形成装置。
- 前記転写媒体の移動方向で、前記2個の像担持体が隣り合った領域であり、且つ該2個の像担持体と前記転写媒体との対向位置との間の領域において、下流側である前記像担持体に対向して、前記ブラックの現像剤を収容する前記現像器を配置することを特徴とする請求項2、3又は4の画像形成装置。
- 前記2個の像担持体それぞれにおいて対向する回転体を有し、該回転体に前記複数の現像器は保持され、どの前記現像器においても前記像担持体上の同一位置にて現像を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 前記転写媒体とは、前記現像像を記録材に転写する二次転写部まで搬送する中間転写体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 前記二次転写部にて前記現像像が転写された前記記録材が、前記記録材上の前記現像像を定着する画像定着部まで搬送される距離が、画像形成装置にて使用できる記録材の最大の長さ以上とされ、更に、前記二次転写部と前記画像定着部間の前記記録材搬送速度が可変とされ、前記基本色画像形成モードか又は前記複数色画像形成モードかの画像形成モードに応じて、前記記録材搬送速度及び前記画像定着部における定着速度を制御することを特徴とする請求項7の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003167088A JP2005003925A (ja) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003167088A JP2005003925A (ja) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005003925A true JP2005003925A (ja) | 2005-01-06 |
Family
ID=34093030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003167088A Pending JP2005003925A (ja) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005003925A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100677598B1 (ko) | 2005-06-15 | 2007-02-02 | 삼성전자주식회사 | 멀티패스방식 화상형성장치 및 이를 이용한 화상형성방법 |
-
2003
- 2003-06-11 JP JP2003167088A patent/JP2005003925A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100677598B1 (ko) | 2005-06-15 | 2007-02-02 | 삼성전자주식회사 | 멀티패스방식 화상형성장치 및 이를 이용한 화상형성방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4105168B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JPH10198109A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3600473B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005049520A (ja) | 画像形成装置 | |
US7085524B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4040632B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006163245A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005003925A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4515340B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4681832B2 (ja) | 同一色相で濃度の異なる複数のトナーの使用比率を、記録媒体の光沢度に応じて変更する画像形成装置 | |
JP2001209234A (ja) | カラー画像形成装置 | |
JP2000293049A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008158050A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004145150A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004325597A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2012242554A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004125941A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004145137A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3880428B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005338424A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005257780A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006267378A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4011323B2 (ja) | 画像形成装置のプロセスコントロール制御機構 | |
JP2000137424A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3728520B2 (ja) | カラー画像形成装置 |