JP3583381B2

JP3583381B2 - カラー電子写真装置

Info

Publication number: JP3583381B2
Application number: JP2001138865A
Authority: JP
Inventors: 浩寺田; 肇山本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-04-08
Also published as: JP2001356543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ，カラー複写機やカラーファックス等に応用できるカラー電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子写真でカラー画像を形成するためには、イエロ，マゼンタ，シアン，黒の各色のトナー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法がとられている。このトナー像を重ねて出力するための装置の構成として現在まで種々のものが考えられているが、本願発明者らは、特開平７−３６２４６号において、これまでにない新規な構成のカラー電子写真装置を提案した。図５はこの装置の全体構成図である。以下にこの装置の概要を図５を用いて説明する。
【０００３】
まず、ほぼ中央に黒，シアン，マゼンタ，イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニット１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙが像形成ユニット群を構成し、図のように円環状に配置されている。各像形成ユニットは、主に感光体、夫々の色のトナーを有する現像器、クリーナの３つにより構成されている。
【０００４】
円環状に配置されている像形成ユニット１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙは支持体（図示せず）に支持されており、円筒状の固定されて回転しない軸１２２の周りに矢印方向に回転移動可能になっている。各像形成ユニットは、順次、中間転写ベルト１３２に対向した像形成位置１５０に移動され、位置決めされる。像形成位置１５０は信号光１０５による露光位置でもある。
【０００５】
レーザ露光装置１２３は、プリンタ部に入力された信号で変調されたレーザビームによる信号光１０５を発生する。信号光１０５は図５の像形成ユニット１０１Ｂｋと１０１Ｙの扇型の間に構成された光路を通って、軸１２２の一部に開けられた透明の窓を通して軸１２２内部に固定されたミラー１２４に入射し、反射されて像形成位置１５０にある像形成ユニットの感光体に照射され潜像を形成する。図５の状態では黒用の像形成ユニット１０１Ｂｋに作用する。
【０００６】
中間転写ベルト１３２は、厚さ１００μｍのエンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィルムよりなり、周囲に低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した転写ローラ及びステンレス性のローラに巻回し、矢印方向に移動可能になっている。中間転写ベルト１３２の一端は像形成位置１５０の像形成ユニット１０１Ｂｋの感光体に軽く圧接されている。中間転写ベルト１３２の他端には、第２転写ローラ１３５が従動回転可能に軽く圧接している。中間転写ベルト１３２と第２転写ローラ１３５の圧接されたニップ部には、給紙部１３６から用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されている。１４４は転写後の用紙上にトナー像を定着させる定着器である。以上が従来例のカラー電子写真装置の主要構成の説明である。
【０００７】
次に、この装置のカラー像形成時の動作を説明する。まず最初は、各像形成ユニットは図５に示すような位置にあり、且つ黒用の像形成ユニット１０１Ｂｋは像形成位置１５０で位置決めされている。これは又中間転写ベルト１３２の一端に対向している。レーザ露光装置１２３により黒の信号光が像形成ユニット１０１Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行われる。このとき像形成されると共に同時に中間転写ベルト１３２の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト１３２上に転写されていく。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット群１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙは全体が一体的に図５の矢印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転してシアン用の像形成ユニット１０１Ｃが像形成位置１５０に達した位置で止まり、像形成ユニット１０１Ｃが位置決めされる。
【０００８】
像形成ユニット１０１Ｃが像形成位置１５０に到着した後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装置が像形成ユニット１０１Ｃに信号光を入力しシアンのトナー像の形成と転写が行われる。このとき中間転写ベルト１３２が一回転してきて、前に転写された黒のトナー像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するようにシアンの信号光の書き込みのタイミングが制御される。
【０００９】
以上と同様の動作を、マゼンタ，イエロについても行い、中間転写ベルト１３２上には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成される。最後のイエロトナー像の転写後、４色の重なったトナー像はタイミングを合わせて給紙部１３６から送られてくる用紙に、第２転写ローラ１３５の作用で一括転写される。用紙に転写されたトナー像は定着器１４４により定着される。以上が特開平７−３６２４６号のカラー電子写真装置の概要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例のカラー電子写真装置は、単一の像形成位置で各色の像形成を行うため、必要な露光光学系が一組で済み装置構成がシンプルになるという特徴を持つ。更に像形成ユニットを一体で装置から抜き差しして交換できるため、電子写真装置の最大の課題であるメンテナンス性の向上という点において大きなメリットを有する方式である。
【００１１】
しかしながらこの電子写真装置は次のような課題を有していた。まず、このようなカラー電子写真装置でＯＨＰのような透過光を利用する画像を形成する場合には、定着時に充分な熱量を与えないと美しい透過画像が得られない。従来例の様に通常の普通紙に形成する場合も、ＯＨＰ上に形成する場合も同じ条件で定着する構成であると、ＯＨＰの時のために定着器を熱量的に余裕のある大型のものに設定する必要があり、もしくはＯＨＰの時のために装置全体のプロセス速度を遅くしておく必要がある。
【００１２】
これは、薄くて熱容量が小さい用紙を使用する時と、熱容量の大きい葉書のような厚紙を使用する時とで、必要熱量が異なるという場合にも、同じことがいえる。即ち大きい必要熱量に合わせて装置を設定するため、装置の大きさや速度に無駄が生じてしまう。
【００１３】
更にこのことは、多量の熱量を供給して多層のトナー層を充分溶かす必要のあるカラー像を形成する時と、半溶融の状態にしてトナーを固着すればよい白黒像の時とで、必要熱量が異なる場合にも同じことがいえる。
【００１４】
又このようなカラー電子写真装置では、カラー画像を形成するときと単色の画像を形成する時とでは、画像形成の回数が異なるため、何枚かの画像を連続出力するとき、通常では定着器を用紙が通過する時間的間隔が異なる。即ち、従来例の装置では４色トナーを用いたフルカラー画像を連続出力するときの用紙出力の時間間隔は、単色出力の時間間隔の４倍の大きさである。一方定着器は用紙が通過する度に一定の熱を用紙に奪われるので、定着器は最短間隔で用紙が通過する場合に対しても、充分な供給熱量や定着器自身の熱容量を持っていなければならない。従って従来例のカラー電子写真装置では、フルカラーで連続出力する場合に比べて、極端に熱容量や供給可能熱量に余裕を持たせた大型の定着器を必要としていた。
【００１５】
本発明は、上記のような従来例の課題を解決した、優れた小型のカラー電子写真装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカラー電子写真装置は、
感光体と、
現像手段と、
第１転写位置で前記感光体から中間転写体上にトナー像を転写する第１転写手段と、
第２転写位置で前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する第２転写手段と、
前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、
前記第１転写手段、前記第２転写手段、及び前記定着手段を、ＯＨＰ用カラー画像を出力するモードと、普通紙用単色画像を連続で出力するモードを有する制御内容の異なる複数のモードで制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記ＯＨＰ用カラー画像を出力するモードでは、前記第１転写の終了直後に、前記中間転写体と前記感光体とを非接触状態にした後、第１転写を終了した前記中間転写体上のトナー像の先端が第２転写位置に２回目以降に到達する直前に、前記中間転写体の移動速度を前記第１転写時の速度より遅くして第２転写を開始し、前記定着手段の前記転写材への定着速度を前記中間転写体と同様の速度に落として定着を行うよう速度制御を実行し、
前記普通紙用単色画像を連続で出力するモードでは、前記普通紙用単色画像の連続出力により低下する前記定着手段での定着温度が定温に昇温するまでの所定時間に対応する間隔を隔てて、前記中間転写体への前記第１転写手段による像形成タイミングを制御するタイミング制御を実行する、ことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、転写材として例えばＯＨＰや厚紙など、定着時に充分な熱量を与えないと美しい透過画像が得られない材料を用いる場合、ＯＨＰ用カラー画像を出力するモードを選択することにより、第１転写終了から第２転写（即ち中間転写体から転写材へのトナー像の転写）開始までの時間を長くとることができる。
したがって、第２転写開始までの時間が長くなる分、定着手段からの供給熱量が増加することから、転写材に充分な熱量を与えることが可能となり、結果的に美しい透過画像が得られる。また、第１転写終了から第２転写開始までの時間を更に考慮することによって定着手段の小型化を図ることも可能である。すなわち、熱容量の小さな定着手段でも第１転写終了から第２転写開始までの時間を長くとることによって、転写材に充分な熱量を与えることができる。
また、単色連続の時に、画像間隔を大きくあけて定着して出力すると、間隔を小さくして連続して出力する場合に比べて、定着手段（定着器）を通過する用紙の時間的間隔が長くなる。カラー画像の場合には４色を形成してから１回出力するので、この時間間隔が長く、定着手段（定着器）の持つべき最大熱量供給力と熱容量は、このモードに合わせて設定すればよい。従って、間隔を小さいままで連続出力する場合に比べて、定着手段（定着器）の大きさを小型にできるものである。
【００２１】
上記構成によれば、モノクロ像を印刷する場合も美しい透過画像を得ることができる。
【００２２】
上記構成によれば、転写材として例えばＯＨＰや厚紙など、定着時に充分な熱量を与えないと美しい透過画像が得られない材料を用いる場合には、その材料に見合った動作速度が得られるモードを選択すことができるので、常に美しい透過画像を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様のカラー電子写真装置は、各々が少なくとも回動する感光体と夫々色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前記感光体上に夫々異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、第１転写位置で前記像形成ユニットの感光体上のトナー像を第１転写する第１転写手段と、光ビームを前記像形成ユニットの感光体に入射することにより前記第１転写位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形成ユニットの夫々を、前記露光位置と前記第１転写位置とに対応する像形成位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記第１転写位置で、前記像形成ユニットの感光体に接しながら移動して、前記第１転写手段により感光体上のトナー像が順次転写されて、一時的にトナー像を担持する中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を、第２転写位置で転写材に転写する第２転写手段と、前記転写材を移動させながら前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、前記中間転写体と前記定着手段とを、少なくとも第１モードと第２モードの２種類以上の異なる速度で動作せしめる制御手段と、を具備し、第１モードは、第１転写動作時と同速で前記中間転写体を動作させて、前記第２転写手段による第２転写を行うと共に、これに対応する第１速度で定着手段を動作させ、第２モードでは、少なくとも第１転写完了後に第２転写動作を開始し、第１転写動作時とは異なる第２速度で前記中間転写体を動作させて、前記第２転写手段による第２転写を行うと共に、これに対応する第２速度で前記定着手段を動作させることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、少なくとも第２モードの第２転写時には、前記移動手段により前記像形成ユニットを前記像形成位置から離れた位置に待機させることを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、第２モード時の前記第１転写の終了直後に、前記移動手段により像形成ユニットを前記像形成位置から離れた位置に待機させ、その後に第１転写位置を通過する前記中間転写体上のトナー像を感光体に非接触で通過させることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、多色像を出力するときに第１モードを選択し、単色像を出力するときに第２モードを選択することを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、トナー像を定着させる転写材の種類によって前記第１，第２のいずれかのモードを選択することを特徴とするものである。
【００２６】
このような特徴を有するカラー電子写真装置によれば、露光手段からの光を像形成ユニットの感光体に入射して露光し、第１転写位置で感光体のトナー像を第１転写手段によって中間転写体に第１転写する。そして第２転写手段により中間転写体上のトナー像を第２転写位置で記録紙等の紙面に転写して、定着手段により定着するようにしている。そして第１の動作モードでは第１の転写手段による転写と同速で中間転写体を動作させ、第２転写手段による第２転写を行い、定着手段によって定着させる。これは実施の形態のモードＡに相当する。又第２動作モードでは第１転写後に第２転写を開始し、第１の転写動作時と異なった第２の速度で中間転写体を移動させて第２転写を行うようにしている。これは実施の形態のＢモードに相当するものである。
【００２７】
また、以下のような構成としてもよい。
本発明の他の態様のカラー電子写真装置は、各々が少なくとも回動する感光体と夫々色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前記感光体上に夫々異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、第１転写位置で前記像形成ユニットの感光体上のトナー像を第１転写する第１転写手段と、光ビームを前記像形成ユニットの感光体に入射することにより前記第１転写位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形成ユニットの夫々を、前記露光位置と前記第１転写位置とに対応する像形成位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記第１転写位置で、前記感光体に接しながら回動して、前記第１転写手段により感光体上の各色のトナー像を順次重ねて転写されて、一時的にトナー像を担持するエンドレスの中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を、第２転写位置で転写材に転写する第２転写手段と、前記転写材を移動させながら前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、前記中間転写体と前記定着手段とを動作せしめる制御手段と、を具備し、第１モードでは、第１転写を完成した前記中間転写体上のトナー像の先端が第２転写部に最初に到達したときに、第２転写を開始し、第２モードでは、第１転写を完成した前記中間転写体上のトナー像の先端が第２転写部に２回目以降に到達したときに、第２転写手段の動作を開始することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、少なくとも第２モード時に、前記中間転写体上に完成したトナー像が第１転写位置を通過するときには、前記移動手段により像形成ユニットを前記像形成位置から離れた位置に待機させることを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、多色像を出力するときに第１モード、単色像を出力するときに第２モードを選択することを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、トナー像を定着させる転写材の種類によって前記第１，第２のいずれかのモードを選択することを特徴とするものである。
【００２９】
このような特徴を有するカラー電子写真装置では、制御手段は第１動作モードでは第１転写を完了してそのトナー像の先端が第２転写部に達したときに第２転写を直ちに開始するように動作する。これは実施の形態ではモードＡに相当する。又制御手段は第２の動作モードでは第１転写を完了した後、中間転写体のトナー像先端が２回目以降に到達したときに第２転写を開始するようにしている。これは第２転写の頻度を少なくするものであって、実施の形態ではモードＣに相当している。
【００３０】
さらに、以下のような構成としてもよい。
本発明の他の態様のカラー電子写真装置は、各々が少なくとも回動する感光体と夫々色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前記感光体上に夫々異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、第１転写位置で前記像形成ユニットの感光体上のトナー像を第１転写する第１転写手段と、光ビームを前記像形成ユニットの感光体に入射することにより前記第１転写位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形成ユニットの夫々を、前記露光位置と前記第１転写位置とに対応する像形成位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記第１転写位置で、前記像形成ユニットの感光体に接しながら移動して、前記第１転写手段により感光体上のトナー像を順次転写されて、一時的にトナー像を担持する中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を、第２転写位置で転写材に転写する第２転写手段と、前記転写材を移動させながら前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、前記中間転写体と前記定着手段とを動作せしめる制御手段と、を具備し、第１モードでは、前記中間転写体の移動に従って、第１転写と第２転写を連続して行い、第２モードでは、第１転写を完成した後、一旦前記中間転写体を停止した後、前記第２転写手段の動作を開始することを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、多色像を出力するときに第１モードを選択し、単色像を出力するときに第２モードを選択することを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、トナー像を定着させる転写材の種類によって前記第１，第２のいずれかのモードを選択することを特徴とするものである。
【００３２】
このような特徴を有するカラー電子写真装置では、第１の動作モード時に第１転写と第２転写を連続して行っており、実施の形態のモードＡに相当する。又第２の動作モードでは第２転写完了後一旦中間転写体を停止した後、第２転写手段による動作を開始するようにしている。これは実施の形態ではモードＤに相当するものであり、第２転写の頻度を少なくするようにしたものである。
【００３３】
さらに、以下のような構成としてもよい。
本発明の他の態様のカラー電子写真装置は、各々が少なくとも回動する感光体と夫々色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前記感光体上に夫々異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、第１転写位置で前記像形成ユニットの感光体上のトナー像を第１転写する第１転写手段と、光ビームを前記像形成ユニットの感光体に入射することにより前記第１転写位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形成ユニットの夫々を、前記露光位置と前記第１転写位置とに対応する像形成位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記第１転写位置で、前記像形成ユニットの感光体に接しながら移動して、前記第１転写手段により感光体上のトナー像を順次転写されて、一時的にトナー像を担持する中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を、第２転写位置で転写材に転写する第２転写手段と、前記転写材を移動させながら前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、第１転写手段により前記中間転写体上に形成する隣り合う画像の間隔を異ならしめる、２種類以上の動作モードを有する制御手段と、具備することを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、多色像を出力するときより、単色像を出力するときの方が、中間転写体上の隣り合う画像の上記間隔が大きくなるように制御することを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、転写材の種類によって前記中間転写体上の画像の間隔を替えるように制御することを特徴とするものである。
【００３５】
このような特徴を有するカラー電子写真装置では、制御手段は中間転写体上に所定の間隔で画像を転写する複数の動作モードを有している。これは実施の形態ではモードＡ及びモードＥに相当している。モードＥでは中間転写体に転写する間隔を大きくすることにより、第２転写の頻度を少なくするようにしたものである。
【００３６】
さらに、以下のような構成としてもよい。
本発明の他の態様のカラー電子写真装置は、各々が少なくとも回動する感光体と夫々色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前記感光体上に夫々異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、第１転写位置で前記像形成ユニットの感光体上のトナー像を第１転写する第１転写手段と、光ビームを前記像形成ユニットの感光体に入射することにより前記第１転写位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形成ユニットの夫々を、前記露光位置と前記第１転写位置とに対応する像形成位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記第１転写位置で、前記像形成ユニットの感光体に接しながら移動して、前記第１転写手段により感光体上のトナー像を順次転写されて、一時的にトナー像を担持する中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を、第２転写位置で転写材に転写する第２転写手段と、前記転写材を移動させながら前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、前記第１転写手段による転写が完了した時、前記定着手段の温度が所定温度に達していない場合には、所定温度に達するまで前記第２転写手段の動作を開始しないように制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００３７】
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、第２転写手段の動作と共に、中間転写体の移動速度を制御することを特徴とするものである。
また、本発明のカラー電子写真装置は、上記カラー電子写真装置において、前記制御手段は、第２転写手段の動作と共に、前記移動手段により前記像形成ユニットの移動を制御するものであることを特徴とするものである。
【００３８】
このような特徴を有するカラー電子写真装置では、制御手段は定着手段の温度が所定値に達したときに第２転写動作を開始するようにしている。こうすれば温度が低いときに第２転写が行われることがなく、単色の印字を行う場合等に定着の頻度を少なくすることができる。
【００３９】
本発明の概要について、中間転写体として中間転写体ユニットを用いたカラー電子写真装置の構成と作用について図１を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態のカラー電子写真装置の全体構成図である。まず、ほぼ中央に黒，シアン，マゼンタ，イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニット１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが像形成ユニット群を構成し、図のように円環状に配置されている。
【００４０】
図２に黒用像形成ユニット１Ｂｋを詳細に示す。各像形成ユニットは、中に入れた現像剤を除き夫々同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するため黒用の像形成ユニット１Ｂｋについて説明し、他色については省略する。なお、各色用について同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつける必要がある場合は符号に各色を示す文字を付す。この説明では、通常の２成分磁気ブラシ現像法を用いているが、電子写真法に用いる現像法であればいかなるものでもよいことは言うまでもない。例えば、磁気ブラシ現像法、弾性ゴムローラ現像法、ジャンピング現像法、インプレッション現像法、磁気カスケード現像法などを用いることができる。
【００４１】
図２において、２はフタロシアニンを感光材料に用いポリカーボネート系バインダ樹脂を主体に構成した感光体、３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４は感光体２の帯電電位を制御するグリッド電極、５は信号光であるレーザビーム、６はレーザビームが像形成ユニットに進入する像形成ユニットの開口部である露光窓、７は現像剤ホッパである。現像剤ホッパ７内には、表面をシリコン樹脂でコートした粒径５０μｍのフェライトキャリヤ８Ｂｋと、ポリエステル樹脂に黒顔料を分散したマイナス帯電性の黒トナー９Ｂｋとを１０％混合した２成分現像剤１０Ｂｋをいれ、磁石１１の磁力により現像ローラ１２に付着させる。１３は現像ローラ１２上の現像剤量を規制するドクターブレード、１４は現像ローラに電圧を印加する交流高圧電源である。１５は転写後の感光体２表面に残ったトナーを清掃するクリーナであり、内部にクリーニングブレード１６が配され、感光体２上のトナーをかきおとす。感光体２は例えば直径を３０ｍｍとし、周速６５ｍｍ／ｓで矢印方向に回転させ、現像ローラ１２は直径１６ｍｍで、同じく周速６５ｍｍ／ｓで矢印方向に回転させた。
【００４２】
尚図２の像形成ユニットは、黒用の像形成ユニットであると共に、像形成位置にある像形成ユニットの上下位置をも示している。図２で現像剤１０Ｂｋを収納した現像剤ホッパ７は感光体２の重力方向の上側に、クリーナ１５は下側に位置している。そのため現像剤ホッパ７内では、現像剤が自重で現像ローラ１２上に供給され、クリーナ１５内では、クリーニングブレード１６にかきおとされたトナーが自重でクリーナ１５の底部に落下する。従って現像剤ホッパ７内部やクリーナ１５の内部に、トナーを移動させるための送り機構や撹拌機構を設けなくても、スムーズに現像やクリーニングを行うことができる。黒色以外の他の現像器１Ｃ，１Ｍ，１Ｙについても同様の構成を有する。
【００４３】
次にこの像形成ユニットの動作の説明をする。感光体２を回転させて、コロナ帯電器３に−７ｋＶの電圧を印加し、感光体２表面を帯電させた。このときグリッド４の印加電圧は−７００Ｖに設定した。感光体２の帯電電位は一定の値−７００Ｖに収束した。
【００４４】
この感光体２にレーザビーム５を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位は−５０Ｖであった。現像ローラ１２表面上に、２成分現像剤１０Ｂｋを磁力により付着させ、感光体２表面を現像ローラ１２の前に通過させた。感光体２の初めの未帯電域の通過時間幅では、現像ローラ１２には交流高圧電源１４により、＋１００Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数２ｋＨｚの矩型波）を印加した。その後、−７００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体２の表面の通過時には、現像ローラ１２には交流高圧電源１４により、−５００Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数２ｋＨｚの矩型波）を印加した。すると、感光体２上の現像剤と非画像部分にトナーが付着することなく、感光体２上には画像部にのみネガポジ反転したトナー像が得られた。矢印方向に回転する現像ローラ１２に付着した現像剤とトナーは、再び現像剤ホッパ７内に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体２上には黒色のトナー像が得られた。黒色以外の他の現像器１Ｃ，１Ｍ，１Ｙについても同様の動作を行う。
【００４５】
再び、図１を用いて、プリンタ部の構成を説明する。円環状に配置されている像形成ユニット１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは支持体（図示せず）に支持されており、全体として、移動手段である移動モータ２１に駆動され、円筒状の固定されて回転しない軸２２の周りに矢印方向に回転移動可能になっている。各像形成ユニットは、順次、後述の第１転写ローラ３３に架張された中間転写ベルト３２の一部に対向した位置である像形成位置５０に移動され、位置決めされる。像形成位置５０はレーザビーム５による露光位置でもある。
【００４６】
レーザ露光装置２３は、プリンタ部に入力された信号で変調されたレーザビーム５を発生する露光手段である。レーザ露光装置２３からのレーザ光は図１の像形成ユニット１Ｂｋと１Ｙの扇型の間に構成された光路を通って、軸２２の一部に開けられた透明の窓２２ａを通して軸２２内部に固定されたミラー２４に入射し、これにより方向を３０度変えられて、更に窓２２ａを通過して像形成位置５０にある像形成ユニットの感光体２に照射され、潜像を形成する。図１の状態では黒用の像形成ユニット１Ｂｋに作用する。図１において露光装置はレーザビーム５の感光体２への入射位置である。
【００４７】
ここでミラー２４までの光路は両隣の扇型の像形成ユニットの壁面に沿っているため、像形成ユニット群の占有面積として無駄になっている部分はほとんど無い。又、ミラー２４は像形成ユニット群の中央部のスペースに設けられているため、固定した構成で、像形成ユニット群の回転移動を邪魔することがなく、シンプルでかつ位置合わせ等に対して信頼性が高い構成となる。
【００４８】
中間転写ベルト３２は、厚さ１００μｍのエンドレスベルト状の半導電処理をしたポリカーボネイトを基材としたフィルムよりなる中間転写体である。中間転写ベルト３２は周囲に低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した第１転写手段である第１転写ローラ３３及びステンレス性のローラ３４、３５に巻回し、矢印方向に、制御手段４５により制御された移動速度で移動可能になっている。ここで、本実施形態ではこれらのローラ類の位置は、これに巻回した中間転写ベルト３２の周長がＡ４用紙の長手方向の長さより若干長くなるように設定している。第１転写ローラ３３は、中間転写ベルト３２を介して像形成位置のユニット１Ｂｋの感光体９に軽く圧接されており、この位置を第１転写位置という。その状態で第１転写ローラ３３には１ｋＶの電圧が印加されるようになっている。ローラ３４には、中間転写ベルト３２を介して上記の第１転写ローラ３３と同様の第２転写手段を構成する第２転写ローラ３６が、従動回転可能に軽く圧接した状態と、離されて待避した状態の２状態がとれるようになっている。図１では、中間転写ベルト３２から離された位置に待避した状態を示している。この転写ローラ３６の軸に対しても、約７００Ｖの電圧が印加できる構成になっている。
【００４９】
中間転写ベルト３２と第２転写ローラ３６の圧接されたニップ部には、給紙部３７から用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されている。４０は、中間転写ベルトを清掃するクリーナブラシ３８を含むベルトクリーナ部である。４１は転写後の用紙上のトナー像を定着する定着器、４２は定着後の用紙を排出する排出ローラである。以上が本発明の電子写真装置の主要構成の説明である。
【００５０】
次に、この装置のカラー像形成時の、通常の動作であるＡモード時の動作を説明する。まず最初は、各像形成ユニットは図１に示すような位置にあり、かつ黒用の像形成ユニット１Ｂｋは像形成位置５０で位置決めされている。これは又中間転写ベルト３２に対向している。レーザ露光装置２３により黒の信号光であるレーザビームが像形成ユニット１Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行われる。このとき像形成ユニット１Ｂｋの像形成の速度（感光体の周速に等しい）と中間転写ベルト３２の移動速度が同一になるように、中間転写ベルト３２の速度が制御手段４５により設定されており、像形成されると共に、同時に第１転写ローラ３３に印加された電圧の作用で、黒トナー像が中間転写ベルトに転写されていく。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット群１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは全体が移動モータ２１に駆動されて一体的に図１の矢印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット１Ｃが像形成位置５０に達した位置で止まり、像形成ユニット１Ｃが位置決めされる。この移動の間は、像形成ユニットの感光体以外の現像剤ホッパ７（図２参照）の部分は感光体先端の回転円弧より内側に位置しているので、中間転写ベルト３２が像形成ユニットに接触することはない。
【００５１】
像形成ユニット１Ｃが像形成位置５０に到着した後、前と同様に今度はシアンの信号で変調されたレーザビームが像形成ユニット１Ｃに入力され、シアンのトナー像の形成と転写が行われる。このとき中間転写ベルト３２が一回転分移動しており、前に転写された黒のトナー像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、シアンの信号光であるレーザビームの書き込みのタイミングが制御される。この間、第２転写ローラ３６とクリーナブラシ３８は図１に示すように、中間転写ベルト３２から少し離されており、その上のトナー像には何も作用しないようになっている。
【００５２】
以上と同様の動作を，マゼンタ，イエロについても行い、中間転写ベルト３２上には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成される。最後のイエロトナー像の転写後、中間転写ベルト３２はそのままの速度で移動し続け、４色のトナー像はタイミングを合わせて給紙部３７から送られてくる用紙に、第２転写ローラ３６の作用で一括転写される。用紙に転写されたトナー像は定着器４１により定着される。用紙はその後排出ローラ４２を経て装置外に排出される。中間転写ベルト上に残った転写残りのトナーは、クリーナブラシ３８の作用で清掃され次の像形成に備える。以上が本発明の実施形態の装置の、通常のＡモードの動作の説明である。
【００５３】
次に第２転写の時に、像形成時の速度と異なる速度で、動作させるＢモード時の動作を説明する。以下ではＯＨＰ用紙にカラー画像を出力するときに、Ｂモードを使用する例を説明する。
【００５４】
前と同様にして４色の像形成及び中間転写ベルト３２への第１転写を行う。このとき第２転写ローラ３６及びクリーナブラシ３８は中間転写ベルト３２から少し離されたまま像形成が行われる。この状態は、４色目のイエロのトナー像の第１転写中も保たれ、従って４色が重ねられたトナー像は、一回は第２転写の動作を受けずに第２転写部を通過する。次に４色目の像の後端の第１転写が完了した直後に、像形成ユニット群が回転させられて、図３の様に黒の像形成ユニット１ＢＫとイエロの像形成ユニット１Ｙとの間の部分が中間転写ベルト３２に対向するような位置で、像形成ユニット群は待機させられる。この像形成ユニット群の待機中に中間転写ベルト３２の移動につれて、中間転写ベルト上の４色が重なったトナー像は第２転写部を通過したあと、更に像形成ユニット群に対向した位置を、これらと接触しない状態で通過する。４色が重なったトナー像の先端が２回目に第２転写部に到達する直前に、中間転写ベルト３２は、制御手段４５により前記の第１転写時の速度６５ｍｍ／ｓｅｃの約半分の速度に落とされて駆動される。トナー像の先端が第２転写部に到達するのにタイミングを合わせて、第２転写ローラ３６が中間転写ベルト３２に押圧及び電圧印加され、給紙部３７から送られてくるＯＨＰ用紙４６にトナー像が転写される。
【００５５】
このとき定着器４１は、制御手段４５により中間転写ベルト３２の速度とほぼ同速で駆動されるので、ＯＨＰ用紙４６への第２転写と定着は、通常のＡモード時の速度の約半分の速度で行われることになる。従ってＯＨＰ用紙へのカラー像の定着では、通常のＡモードの場合に比べて、より充分な熱量が与えられ、定着後のトナー像の表面は滑らかで、かつ内部もよく溶かされているため、透過光の美しいＯＨＰカラー像が得られることになる。又中間転写ベルト３２の速度を上記の様に低速に落としても、中間転写ベルト上のトナー像は感光体と接触せずに乱されたり、ベルトや感光体が相対速度でこすれて傷が付いたりしないので、第２転写と定着を同時に低速にすることができる。従って、定着器４１と第２転写部の距離を用紙の長さより大きくして、第２転写が完了してから定着を始めるという必要がない。
【００５６】
上記ではＯＨＰカラー画像を出力するときに、Ｂモードを用いたが、通常の反射光を利用するカラー画像を出力する場合でも、葉書等の厚紙で出力する場合に定着器から定着不良を防ぐためにＢモードを利用しても良い。又単色の画像を出力する場合にも定着器４１の動作間隔を長くするため、Ｂモードを使用することができる。
【００５７】
次に第１転写完了後に、中間転写ベルトを空転させた後、第２転写を動作させるＣモード時の動作を説明する。以下では単色の黒色画像を連続で出力するときにＣモードを使用する例を説明する。
【００５８】
一枚目の黒色のトナー像が第１転写を完了した後、上記のＢモードの時と同様に装置を図３の状態にして、但し中間転写ベルト３２は像形成時の速度６５ｍｍ／ｓｅｃにしたまま、中間転写ベルト３２を空転移動させる。中間転写ベルト３２上の黒色トナー像の先端が１回目に第２転写部を通過し、２回目に第２転写部に到達するのにタイミングを合わせて、第２転写ローラ３６の押圧と電圧印加を開始し、用紙を送って第２転写を開始する。更に用紙上のトナーは上記速度で定着器４１を通過して定着される。第２転写開始後に中間転写ベルト３２上の黒色トナー像の後端が第１転写部を通過した後、黒の像形成ユニットを像形成位置に戻して、２枚目の像形成と第１転写を開始する。後は一枚目と同様に連続の出力を行う。
【００５９】
以上のように中間転写ベルトを一回空転させてから、定着して出力すると、空転させずに連続して出力する場合に比べて、定着器を通過する用紙の時間的間隔が長くなる。カラー画像の場合には更に、この時間間隔が長いので、定着器の持つべき最大熱量供給力と熱容量は、このＣモードに合わせて設定すればよい。従って、空転させずに連続出力する場合に比べて、定着器の大きさを小型にできるものである。中間転写ベルトの空転回数を更に増せば、連続出力の速度は遅くなるが、それだけ装置が小型にできるものである。
【００６０】
更にこのＣモードでは、定着器の温度が、設定温度に達するのを検出してから第２転写を開始するようにし、それまで中間転写ベルトを空転させるように制御手段４５を設定しても良い。この場合には、定着器の温度が早く回復すれば、それに応じて単色連続出力の速度が速くなる。
【００６１】
次に第１転写完了後に、中間転写ベルトを一旦停止させた後、第２転写を動作させるＤモード時の動作を説明する。以下では単色の黒色画像を連続で出力するときにＤモードを使用する例を説明する。
【００６２】
一枚目の黒色のトナー像が第１転写を完了した後、上記のＣモードの時と同様に装置を図３の状態にして、中間転写ベルト３２は像形成時の速度６５ｍｍ／ｓｅｃにしたまま、中間転写ベルト３２を移動させる。中間転写ベルト３２上の黒色トナー像の先端が１回第２転写部を通過し、２回目に第２転写部に到達する直前に一旦中間転写ベルト３２を停止させる。一定時間経過してから再び中間転写ベルト３２を前と同じ速度で移動開始する。これにタイミングを合わせて、第２転写ローラ３６の押圧と電圧印加を開始し、用紙を送って第２転写を開始する。更に用紙上のトナーは上記速度で定着器４１を通過して定着する。第２転写開始後に中間転写ベルト３２上の黒色トナー像の後端が第１転写部を通過した後、黒の像形成ユニットを像形成位置に戻して、２枚目の像形成と第１転写を開始する。後は一枚目と同様に連続の出力を行う。以上のように中間転写ベルトを一旦停止させてから、定着して出力をすると、通常に連続して出力する場合に比べて、定着器４１を通過する用紙の時間的間隔が長くなる。従ってＣモードを使用する場合と同様に、定着器４１の持つべき最大熱量供給力と熱容量は、このＤモードに合わせて設定すればよい。従って、一旦停止させずに連続出力する場合に比べて、定着器４１の大きさを小型にできるものである。中間転写ベルトの停止時間長さに応じて、連続出力の速度は遅くなるが、それだけ装置が小型にできるものである。
【００６３】
更にこのＤモードでも、定着器４１の温度が、設定温度に達するのを検出してから第２転写を開始するようにし、それまで中間転写ベルトを停止させるように制御手段４５を設定しても良い。この場合には、定着器４１の温度が早く回復すれば、それに応じて単色連続出力の速度が速くなる。
【００６４】
次に、中間転写ベルト上に形成する隣り合う画像の間隔をＡモード時の間隔と変える、Ｅモード時の動作を説明する。以下では単色の黒色画像を連続で出力するときにＥモードを使用する例を説明する。
【００６５】
図４はＡモードの時の中間転写ベルト３２上の画像の間隔と、Ｅモードの時の間隔との違いを説明するための説明図である。中間転写ベルト３２は説明のため、エンドレスの周を展開して無限の長さのベルトとして示してある。図４の（ａ）はＡモードでカラー画像を形成するときの画像の間隔をＬで示しているが、この間隔Ｌは４色を重ねるために当然ベルトの周長に一致して形成される。一方Ｅモードでは図４（ｂ）の様にベルトの周長Ｌに対し、大きな間隔Ｍで連続する単色の画像を形成する。
【００６６】
このように単色連続の時に、画像間隔を大きくあけて定着して出力すると、間隔を小さくして連続して出力する場合に比べて、定着器４１を通過する用紙の時間的間隔が長くなる。カラー画像の場合には４色を形成してから１回出力するので、この時間間隔が長く、定着器の持つべき最大熱量供給力と熱容量は、このＥモードに合わせて設定すればよい。従って、間隔を小さいままで連続出力する場合に比べて、定着器の大きさを小型にできるものである。上記のＥモードでは、連続単色出力する時に大きい間隔Ｍに設定したが、連続単色出力でも、連続５枚出力まではＡモードと同じ間隔Ｌで、６枚以降のみに大きい間隔に設定することも可能である。この場合には多量の枚数を連続して出力した時の定着器の温度低下に対応して、出力を遅らすことによって、小型定着器で信頼性の高い装置が提供できるものである。
【００６７】
更に、この間隔を定着器の温度を検出することによって、自動的に設定して定着不良をなくすことも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、用紙の種類が異なる場合、ＯＨＰカラー画像を出力する場合、単色で連続出力する場合など、様々な場合にも定着器を動作させるタイミングで印字条件に合わせて変化させるようにしている。従って小型の定着器で定着不良の無い、目的にあった美しい画像が形成できる、小型の優れたカラー電子写真装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態のカラー電子写真装置の全体構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態のカラー電子写真装置に用いられる像形成ユニットの構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態のカラー電子写真の動作中のひとつの状態を示す図である。
【図４】図４は、中間転写ベルト上に形成する画像の間隔を説明するための説明図である。
【図５】図５は、従来のカラー電子写真装置の構成図である。
【符号の説明】
１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ像形成ユニット
２感光体
３コロナ帯電器
５レーザビーム
６露光窓
７現像剤ホッパ
１０Ｂｋ現像剤
１２現像ローラ
１４交流高圧電源
１５クリーナ
２１移動モータ
２３レーザ露光装置
２４ミラー
３２中間転写ベルト
３３第１転写ローラ
３６第２転写ローラ
３７給紙部
４０ベルトクリーナ部
４１定着器
４２排出ローラ
４５制御手段
５０像形成位置

Claims

感光体と、
現像手段と、
第１転写位置で前記感光体から中間転写体上にトナー像を転写する第１転写手段と、
第２転写位置で前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する第２転写手段と、
前記第２転写後の転写材上のトナー像を定着する定着手段と、
前記第１転写手段、前記第２転写手段、及び前記定着手段を、ＯＨＰ用カラー画像を出力するモードと、普通紙用単色画像を連続で出力するモードを有する制御内容の異なる複数のモードで制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記ＯＨＰ用カラー画像を出力するモードでは、前記第１転写の終了直後に、前記中間転写体と前記感光体とを非接触状態にした後、第１転写を終了した前記中間転写体上のトナー像の先端が第２転写位置に２回目以降に到達する直前に、前記中間転写体の移動速度を前記第１転写時の速度より遅くして第２転写を開始し、前記定着手段の前記転写材への定着速度を前記中間転写体と同様の速度に落として定着を行うよう速度制御を実行し、
前記普通紙用単色画像を連続で出力するモードでは、前記普通紙用単色画像の連続出力により低下する前記定着手段での定着温度が定温に昇温するまでの所定時間に対応する間隔を隔てて、前記中間転写体への前記第１転写手段による像形成タイミングを制御するタイミング制御を実行することを特徴とするカラー電子写真装置。