JP2001100485A

JP2001100485A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2001100485A
Application number: JP27487699A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ishida; 晴彦石田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】黒単色画像の画像形成時において所要時間の短
い高速の単色画像形成が可能なカラー画像形成装置を提
供する。【解決手段】この発明のカラー画像形成装置１は、２つ
の中間転写媒体ＭＴ１とＭＴ２を有し、カラー（ＹＭＣ
Ｋ）画像のうちのＹ画像＋Ｍ画像およびＣ画像＋Ｋ画像
をそれぞれの画像を形成するＹ画像形成ユニット１０Ｙ
とＭ画像形成ユニット１ＯＭおよびＣ画像形成ユニット
１０ＣとＫ画像形成ユニット１０Ｋにより別々に形成し
た後、中間転写媒体間転写装置９９−１と９９―２によ
り、ＹＭ画像とＣＫ画像をさらに重ね合わせて、転写材
転写部１９９で、全ての単色カラー画像を重ね合わせて
転写材Ｐにカラー画像を形成するものであり、用紙にカ
ラー画像が出力されるまでに必要な所要時間が短縮され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式の
カラー電子複写機およびカラープリンタ等の単色カラー
画像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来より用いられるカラー画像
形成装置を示す概略図である。図５に示すカラー画像形
成装置には、像担持体としての４個の感光体ドラム１Ａ
〜１Ｄが設けられている。それぞれの感光体ドラム１Ａ
〜１Ｄの周囲には、回転方向に沿って、帯電装置２Ａ〜
２Ｄ、露光装置３Ａ〜３Ｄ、現像装置４Ａ〜４Ｄ、転写
装置５Ａ〜５Ｄ、クリーニング装置６Ａ〜６Ｄ、および
除電装置７Ａ〜７Ｄが、順に配設されている。この感光
体ドラム１Ａ〜１Ｄの周囲に沿って配設される各装置を
もって、所定色の画像形成手段であるところの第１ない
し第４の画像形成ユニットＹ１〜Ｙ４が構成される。

【０００３】第１ないし第４の画像形成ユニットＹ１〜
Ｙ４は、イエロー（黄色）用画像形成ユニットＹ１と、
マゼンタ（赤紫色）用画像形成ユニットＹ２と、シアン
（青緑色）用画像形成ユニットＹ３と、ブラック（黒
色）用画像形成ユニットＹ４の合計４組備えられること
になる。

【０００４】第１ないし第４の画像形成ユニットＹ１〜
Ｙ４においては、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの表面に、
『帯電−露光−現像−転写−クリーニング−除電』の順
に処理がなされる一方、搬送ベルトＴにより順次、被転
写材である用紙Ｐが各ユニットを通過されて、各画像形
成ユニットで形成された所定色（４色）の可視像が次々
に転写され、第４の画像形成ユニットＹ４に隣設して設
けられる図示しない定着装置により最終的に用紙Ｐに多
色の画像が定着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示したカラー画
像形成装置は、周知のモノクロの複写機を構成する画像
形成手段であるユニットを、４組、直列に配置しただけ
にすきない。

【０００６】従って、所定の色の画像を形成するために
は、画像形成ユニットＹ１からＹ４による形成色のトナ
ー像を順次重ねてゆかねばならず、この過程は、４つの
画像形成ユニットの動作を１方向的な時系列で行うこと
になる。この方式は、カラー画像を作成終了するまで比
較的時間のかからないタンデム方式として知られてい
る。

【０００７】別のカラー画像形成方式として図６のもの
がある。この場合、各色の現像ユニットＧ１（ブラッ
ク）、Ｇ２（イエロー）、Ｇ３（マゼンタ）、Ｇ４（シ
アン）によるトナー像を１色ごとにベルト状感光体表面
２０ｇに形成し、それらを中間転写体ドラム２０ａ上で
重ね合わせた後、転写手段２０ｄにより用紙Ｐ上に画像
を転写するものであるが、この場合、中間転写体ドラム
２０ａは印字すべき画像の長さを表面に保持すべく、そ
の径を大きく取らねばならず、装置が大型化するだけで
なく、図５に示したタンデム方式よりも、通常は、最初
のプリント出力が出てくるまでに時間がかかる。

【０００８】なお、各画像形成ユニットが動作して画像
形成プロセスを開始し始めてから、所定の色の画像を形
成終了するまでにかかる時間は、各画像形成ユニット相
互の間隔やプロセススピードにもよるが、図５の方式で
も図６の方式でもそれぞれの色の画像形成動作を時問的
に順次行っていく過程には変わりない。

【０００９】このように、周知のカラー画像形成装置に
おいては、ファーストプリント画像が形成されて出力さ
れるまでの時間であるファーストコピー時間が長く、効
率が悪い問題がある。なお、ファーストコピー時間の長
さは、黒単色（モノクロ）の画像形成においても同じ時
間であり、特に１枚だけのモノクロ複写（画像形成）に
あたっては、待ち時間が長くなることになる。

【００１０】この発明の目的は、複数のトナー像を重ね
合わせてカラー画像を形成する際の画像形成の所要時間
を短縮でき、特に黒単色の複写に求められる時間を低減
可能な高速のカラー画像形成装置を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、複数の像担持体の表面を
一様に帯電する複数の帯電手段と、帯電された表面を露
光し静電潜像を形成するための複数の露光手段と、複数
の像担持体上の前記静電潜像に、帯電した現像剤を付着
させることで可視像を形成する複数の現像手段を有する
複数の像形成手段と、少なくとも２つの中間転写媒体
と、前記複数の像形成手段を前記中間転写媒体に対応さ
せ、前記像担持体から対応する前記中間転写媒体へ可視
像を転写する複数の転写手段と、前記中間転写媒体上に
転写されたトナー像を中間転写媒体間で転写する中間転
写媒体間転写手段と、最終的に１つの中間転写媒体上に
転写された１つのトナー像を、転写材に転写する転写材
転写手段と、を有することを特徴とするカラー画像形成
装置を提供するものである。

【００１２】またこの発明は、複数色の帯電トナー像を
形成する少なくとも２つのトナー像形成手段と、第１お
よび第２の中間転写媒体と、前記トナー像形成手段で形
成された複数の帯電トナー像を前記中間転写媒体に転写
するための転写手段と、前記中間転写媒体上に転写され
たトナー像を中間転写媒体間で転写する中間転写媒体間
転写手段と、を具備し、前記第１の中間転写媒体上に、
対応する複数のトナー像形成手段によるトナー像（正
像）を前記転写手段により重畳転写し、前記第２の中間
転写媒体上に、対応する複数のトナー像形成手段による
トナー像（鏡像）を重畳転写し、さらに、前記第１の中
間転写媒体と前記第２の中間転写媒体間でトナー像を移
すための中間転写媒体間転写手段により、前記第２の中
間転写媒体（鏡像側）上にトナー像を重畳転写すること
により、最終的に１つのトナー像を形成し、このトナー
像を、転写材転写手段により、転写材に転写することを
特徴とするカラー画像形成装置を提供するものである。

【００１３】さらにこの発明は、複数色の帯電トナー像
を形成する少なくとも２つのトナー像形成手段と、２つ
の中間転写媒体と、前記トナー像形成手段で形成された
複数の帯電トナー像を前記中間転写媒体に転写するため
の転写手段と、前記中間転写媒体上に転写されたトナー
像を中間転写媒体間で転写する中間転写媒体間転写手段
と、前記各中間転写媒体の近傍に設けられ、転写された
トナー像の位置を検出する検出手段と、前記トナー像の
位置を調整する調整手段を有し、前記各中間転写媒体が
２つ以上のトナー像形成手段に対応している場合は、第
１段階として、第１あるいは第２の中間転写媒体上に前
記転写手段により形成した少なくとも２つ以上の位置的
に一致すべきトナー像の相対位置を検出し、前記相対位
置を、前記第１あるいは第２の中間転写媒体上で最小に
すべく前記調整手段により最小に調整し、第２段階とし
て、前記第２の中間転写媒体に、中間転写媒体間転写手
段により転写統一された２種類の位置的に一致すべき重
畳トナー像の相対位置を位置の検出手段により検出し、
前記重畳トナー像の相対位置を最小にすべく前記調整手
段により最小に調整し、最終的に一致重畳したトナー像
を前記第２の中間転写媒体上に形成し、そのトナー像を
転写材転写手段により転写材に転写することを特徴とす
るカラー画像形成装置を提供するものである。

【００１４】またさらにこの発明は、複数色の帯電トナ
ー像を形成する少なくとも２つのトナー像形成手段と、
２つの中間転写媒体と、前記トナー像形成手段で形成さ
れた複数の帯電トナー像を前記中間転写媒体に転写する
ための転写手段と、前記中間転写媒体上に転写されたト
ナー像を中間転写媒体間で転写する中間転写媒体間転写
手段と、前記各中間転写媒体の近傍に設けられ、転写さ
れたトナー像の位置を検出する検出手段と、前記トナー
像の位置を調整する調整手段を有し、前記各中間転写媒
体が１つのトナー像形成手段に対応している場合は、前
記第２の中間転写媒体に、中間転写媒体間転写手段によ
り転写統一された２種類の位置的に一致すべき重畳トナ
ー像の相対位置を、位置検出手段により検出し、前記重
畳トナー像の相対位置を最小にすべく前記調整手段によ
り最小に調整し、最終的に一致重畳したトナー像を前記
第２の中間転写媒体上に形成し、そのトナー像を転写材
転写手段により転写材に転写することを特徴とするカラ
ー画像形成装置を提供するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態であるカラー画像形成装置を詳細に説明す
る。

【００１６】図１は、電子写真プロセスを用いたこの発
明のカラー画像形成装置を説明する概略図である。

【００１７】図１に示すように、カラー画像形成装置１
０１において、像担持体である感光体ドラム１は、直径
が３０ｍｍのアルミニウム製の円筒体からなっており、
表面に厚さ２０μｍ程度の有機光導電層が設けられてい
る。感光体ドラム２、感光体ドラム３、感光体ドラム４
も同様である。

【００１８】感光体ドラム１は、矢印方向に回転可能に
設けられている。この感光体ドラム１の周囲には、回転
方向に沿って、以下の装置が順に配置される。

【００１９】感光体ドラム１の表面に接触して、感光体
ドラム１を一様に所定の負の電位に帯電させるローラ帯
電装置１２が配置される。

【００２０】この帯電装置１２のドラム回転方向下流側
には、原稿を照射して得られる原稿像を、帯電された感
光体ドラム１に露光して静電潜像として形成するＬＥＤ
露光装置１３が配置される。

【００２１】露光装置１３のドラム回転方向下流側に
は、感光体ドラム１に形成された静電潜像に現像剤を供
給することで、静電潜像を反転現像する２成分現像装置
１４が配置される。

【００２２】現像装置１４のドラム回転方向下流側に
は、中間転写媒体ＭＴ１が対向して配置される。中間転
写媒体ＭＴ１は、カーボンが混入してあるポリイミド樹
脂からなる厚さ１００μｍ、周長２４９ｍｍのエンドレ
スベルトである。

【００２３】感光体ドラム１と中間転写媒体ＭＴ１との
接触ニップを形成する位置に対向する中間転写媒体ＭＴ
１の背面側には、ローラ転写装置１５が配置されてい
る。

【００２４】ローラ転写装置１５は、感光体ドラム１に
形成されるイエロー（Ｙ）トナー像を、第１の中間転写
媒体ＭＴ１上に転写する。

【００２５】感光体ドラム１の回転方向下流側には、ウ
レタンゴムで形成されたブレードを有し、感光体ドラム
１の表面に残ったトナーを除去するクリーニング装置１
６と所定の波長の光を放射するランプを有し、光を放射
して感光体ドラム１に残った電位を除電するための除電
装置１７が配置されている。

【００２６】クリーニング装置１６は、開口部に設けら
れたブレードｂ１を感光体ドラム１の表面に所定の圧力
で押しつけることで、感光体ドラム１の表面に残ったト
ナーを掻き落すものである。なお、掻き落とされたトナ
ーは、図示しないトナー回収装置に集められ、所定量に
達するたびに廃却される。

【００２７】クリーニング装置１６にてトナーが除去さ
れた後になお感光体ドラム１に残る残存電位は、除電装
置１７から感光体ドラム１の表面に一様に照射される除
電光により除電される。

【００２８】このように、１つの感光体ドラム１の周囲
には、ドラムの回転方向に沿って、帯電装置１２、露光
装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング
装置１６および除電装置１７が順次配置され、これらを
もって所定の色の画像を形成する手段が構成される。

【００２９】以下、第１の露光装置１３に、出力すべき
画像に対応した電気信号を与えることにより、感光体ド
ラム１に、静電潜像（鏡像）が形成される。この静電潜
像を、現像装置１４により帯電した微粉体であるＹトナ
ーを供給して可視化（現像）して、Ｙトナー像（鏡像）
得られる。感光体ドラム１上のＹトナー像は、感光体ド
ラム１の回転により、転写部Ｐ１まで搬送される。

【００３０】転写部Ｐ１に搬送されたＹトナー像は、中
間転写媒体ＭＴ１の裏側から電圧を印加した転写ローラ
１５（ローラ転写装置）が押圧されることで、感光体ド
ラム１から、中間転写媒体ＭＴ１に転写される（引き寄
せられる）。

【００３１】転写ローラ１５は、ウレタンゴム製で、カ
ーボン粒子を混入して電気抵抗率を１０^１０オーム・ｃ
ｍ程度まで低下したもので、半導電性を示す弾性体ロー
ラである。

【００３２】感光体ドラム２の周囲には、感光体ドラム
１と同様に、ドラム２が回転される方向に沿って、帯電
装置２２、露光装置２３、現像装置２４、転写装置２
５、クリーニング装置２６および除電装置２７が順次配
置されている。

【００３３】ここで、第１の感光体ドラム１における画
像形成プロセスと同様に、露光装置２３により、Ｍ潜像
が形成され、マゼンタ（Ｍ）トナーにより現像される。
このＭトナー像は、中間転写媒体ＭＴ１の裏側から電圧
が印加されている転写ローラ２５が押しつけられること
で、既にＹトナーが転写されている中間転写媒体ＭＴ１
上でＹトナー像と重なり合うように、中間転写媒体ＭＴ
１に転写される。

【００３４】このように、最初のＹトナー像が転写され
た中間転写媒体ＭＴ１上にＭトナー像を重ね転写する。
この像をＹＭトナー像と呼ぶ。なお、ＹＭトナー像は、
正像である。なお、転写ローラ１５から中間転写媒体Ｍ
Ｔ１の背面に印加される転写バイアス電圧および転写ロ
ーラ２５から中間転写媒体ＭＴ１の背面に印加される転
写バイアス電圧は、いずれも、概ね１０００Ｖである。

【００３５】第３の感光体ドラム３の周囲にも、感光体
ドラム３の回転方向に沿って、帯電装置３２、露光装置
３３、現像装置３４、転写装置３５、クリーニング装置
３６および除電装置３７が順次配置されている。この第
３の感光体ドラム３においても、先に説明した第１およ
び第２の感光体ドラム１，２と同様に、シアン（Ｃ）ト
ナーの現像が形成される。

【００３６】第３の感光体ドラム３に形成されたＣトナ
ー像は、今度は第２の中間転写媒体ＭＴ２に転写され
る。

【００３７】中間転写媒体ＭＴ２に、Ｃトナー像を転写
する方法は、中間転写媒体ＭＴ２の裏側から電圧を印加
した転写ローラ３５を押しつける方法であり、先に説明
した第１および第２の感光体ドラム１，２によるトナー
像形成および中間転写媒体への転写と実質的に同一であ
る。なお、中間転写媒体ＭＴ２は、第１の中間転写媒体
ＭＴ１と同様に構成されているが、周長は、第１の中間
転写媒体ＭＴ１よりも長い２８４ｍｍである。

【００３８】感光体ドラム４の周囲にもドラムの回転方
向に沿って帯電装置４２、露光装置４３、現像装置４
４、転写装置４５、クリーニング装置４６および除電装
置４７が順次配置されている。また、先に説明した第１
〜第３の感光体ドラムと同様にして、Ｋトナー像が形成
される。

【００３９】第４の感光体ドラム４に形成されたＫトナ
ー像は、転写位置Ｐ４で、第３のＣトナー像と同様に第
２の中間転写媒体ＭＴ２に転写される。このとき、Ｋト
ナー像は、中間転写媒体ＭＴ２の裏側から電圧が印加さ
れている転写ローラ４５が押しつけられることで、既に
Ｃトナーが転写されている中間転写媒体ＭＴ１上でＣト
ナー像と重なり合うように、中間転写媒体ＭＴ２に転写
される。

【００４０】このように、第３のＣトナー像が転写され
た中間転写媒体ＭＴ２上にＫトナー像が重畳して転写さ
れる。この像を、ＣＫトナー像と呼ぶ。また、ＣＫ像は
鏡像である。なお、転写ローラ３５から中間転写媒体Ｍ
Ｔ２の背面に印加される転写バイアス電圧および転写ロ
ーラ４５から中間転写媒体ＭＴ２の背面に印加される転
写バイアス電圧は、いずれも、概ね１０００Ｖである。

【００４１】続いて、中間転写媒体ＭＴ１上に重ね転写
された像（ＹＭトナー像）は正像であったから、中間転
写媒体間転写装置９９-１，９９-２からなる転写領域Ｐ
５により、第１の中間転写媒体ＭＴ１上の全ての色の帯
電トナー像が第２の中間転写媒体ＭＴ２に転写される。
これにより、第２の中間転写媒体ＭＴ２上に、最終的な
カラー画像（ＹＭ＋ＣＫ，鏡像）が形成される。なお、
いうまでもなく、中間転写媒体ＭＴ１と中間転写媒体Ｍ
Ｔ２は、逆方向に移動（回転）されている。

【００４２】中間転写媒体ＭＴ２には、中間転写媒体Ｍ
Ｔ１に印加される電圧に対して概ね１０００Ｖ高いバイ
アス電圧が、図示しない電源装置により印加される。

【００４３】中間転写媒体ＭＴ２に転写されたカラー画
像は、転写材転写装置１９９により、用紙Ｐに転写され
る。なお、中間転写媒体間転写手装置９９-１、９９-２
および転写材転写装置１９９は、先に説明した転写装置
（転写ローラ）１５と実質的に同じ構成のものである。

【００４４】次に、上述した転写工程をより詳細に説明
する。

【００４５】感光体ドラム１の外周面は、図示しない駆
動モータにより、例えば５０ｍｍ／秒（Ｖ_０）の速度で
移動される（感光体ドラム１が一定速度で回転され
る）。

【００４６】感光体ドラム１は、感光体ドラム１の表面
に接して設けられている半導電性を有するウレタン製か
らなる帯電ローラ１３により、例えば−５００Ｖ程度の
表面電位に帯電される。なお、帯電ローラ１３には、図
示しない帯電バイアス電源が接続されており、−１０５
０Ｖの帯電バイアスが印加されている。また、感光体ド
ラム１の表面に接触することによって従動回転してい
る。

【００４７】感光体ドラム１の表面は、有機系光導電体
によって形成されている。光導電体は、通常は高抵抗で
あるが、光が照射されると、光照射部の比抵抗が低下す
る性質をもっている。従って、図示しない等倍結像光学
系を通ったＬＥＤヘッド１３からの印字パターンに対応
した光が、予め帯電されている感光体ドラム１の表面
に、照射されるすることによって、印字パターンの鏡像
の関係にある静電潜像が感光体ドラム１の表面に形成さ
れる。

【００４８】静電潜像とは、感光体ドラム１の表面に形
成される電荷分布像であり、ＬＥＤヘッド３により光が
照射された感光体ドラム１の被照射面の比抵抗が低下し
て、感光体ドラム１の電荷が基層側に流れ、光が照射さ
れなかった部分の電荷が残留することによって形成され
る電荷のパターンである。

【００４９】このようにして、予め所定の電位に帯電さ
れた感光体ドラム１上の所定の露光位置に、ＬＥＤヘッ
ド（露光装置）１３からの光が結像されて潜像が形成さ
れた感光体ドラム１は、現像位置まで速度Ｖ_０で回転す
る。すなわち、感光体ドラム１に形成された静電潜像
は、感光体ドラム１の回転により、現像装置１４と対向
する現像位置に搬送される。

【００５０】現像位置に移動された感光体ドラム１上の
静電潜像は、現像装置１４によって可視像であるＹトナ
ー像に変換される。

【００５１】現像位置１４内には、顔料を含み、樹脂に
て形成されるトナー（Ｙトナー）が準備されている。ト
ナーは、現像位置１４内で攪拌されることで摩擦帯電
し、感光体ドラム１上に帯電した電荷と同極性の電荷を
もつ。

【００５２】感光体ドラム１の表面が現像位置１４と対
向される現像位置を通過することにより、光が照射され
た部分すなわち帯電により生じた電荷がドラム１の基層
側へ流れることで表面電位が消失した潜像部にのみ、Ｙ
トナーが静電的に付着して、潜像現像される（反転現
像）。

【００５３】Ｙトナー像が形成された感光体ドラム１
は、引き続き周速度Ｖ_０で回転され、転写位置１５と対
向する転写位置で、例えば＋１０００Ｖにバイアスされ
た転写ローラ１５によって、中間転写媒体ＭＴ１上に転
写される。このとき、ＭＴ１に転写された可視像は、正
像である。

【００５４】なお、同様の工程により、感光体ドラム２
にＭトナーが鏡像として形成され、中間転写媒体ＭＴ１
上に転写される。

【００５５】この時、重ね合わせるトナー像（Ｙ、Ｍ）
同士の位置を合わせることで所定の色を現出させること
になるので、トナー像の位置決めが必要となる。

【００５６】ＬＥＤヘッド１３あるいは２３からの光の
照射のタイミングの調整によって、それぞれのトナー像
（Ｙ、Ｍ）の重ね合わせが可能となる。タイミング調整
は、所定の位置に設けられている画像位置検知センサー
６６により検知されたＹ画像とＭ画像とが、中間転写媒
体ＭＴ１上の同じ位置になるよう、画像形成ユニット１
０Ｙ（感光体ドラム１）および１０Ｃ（感光体ドラム
２）のそれぞれがトナー像を形成するタイミングを設定
するために用いられる。

【００５７】センサー６６は、近赤外線を放射する参照
光放射部と反射光を検知する反射光検知部とを有し、中
間転写媒体ＭＴ１上のトナー粒子とＭＴ１表面の光の吸
収の度合いにより、ＭＴ１表面とトナーを区別するもの
である。

【００５８】なお、光照射タイミングは、中間転写媒体
ＭＴ１上に試験的に作成するラインパターン像が相互に
重なり合う部分の幅（重ね像）を検知した結果に基づい
て、求められる。例えば、線幅が予定の１００μｍであ
る２つのトナー像（Ｙ，Ｍ）を形成し、両者が重なり合
う幅（重ね像）が、プラスマイナス（±）１０μｍに入
るように第２の露光装置２３（Ｍトナー像）のタイミン
グを調整する。

【００５９】このようにして、Ｙトナー像とＭトナー像
が正確に重ね合わせられる。

【００６０】上述したＹトナー像とＭトナー像が作成さ
れている間に、あるいは同期して、または所定のタイミ
ングで、第３の感光体ドラム３上の露光位置にＬＥＤヘ
ッド３３からの光が結像されて、Ｃ画像の潜像（正像）
が形成される。このＣ画像の潜像は、現像装置３４と対
向する現像位置まで速度Ｖ_０で搬送され、Ｃトナーが付
着されて、Ｃトナー像（正像）になる。

【００６１】感光体ドラム３に形成されたＣトナー像
は、感光体ドラム３の速度Ｖ_０の回転によって、転写ロ
ーラ３５と対向する転写位置に搬送され、＋１０００Ｖ
にバイアスされた転写帯電器３５によって、中間転写媒
体ＭＴ２上に転写される。このＣトナー像は、鏡像とな
る。

【００６２】なお、同様の工程により、感光体ドラム２
に、Ｋトナーが正像として形成され、中間転写媒体ＭＴ
２上に転写される。

【００６３】以下、先にＹトナー像とＭトナー像の重ね
合わせと同様の位置決めにより、Ｃトナー像とＫトナー
像のそれぞれが重ね合わせられる際の位置すなわち印字
露光タイミングが、所定の位置に設けられているセンサ
ー７７の出力に基づいて設定される。すなわち、Ｋトナ
ー像の露光タイミングがＣトナー像を基準にして設定さ
れる。

【００６４】このようにして、第１の中間転写媒体ＭＴ
１上で重ね合わせられたＹＭトナー像と第２の中間転写
媒体ＭＴ２上で重ね合わせられたＣＫトナー像は、今度
は、中間転写媒体間転写装置９９−１，９９−２によ
り、ＣＫトナー像にＹＭトナー像が重ね合わせられる。

【００６５】詳細には、約１０００Ｖの転写バイアスを
印加することで、中間転写媒体ＭＴ１と中間転写媒体Ｍ
Ｔ２とが接触するニップ形成部において、静電的にトナ
ーを中間転写媒体ＭＴ２側に引き寄せることができる。

【００６６】その上、中間転写媒体ＭＴ２上のＣＫトナ
ー像の位置を基準として、中間転写媒体ＭＴ１側のＹＭ
トナー像を重畳するための時問的なずれをＬＥＤヘッド
１３（Ｙ）および２３（Ｍ）の光照射のタイミングによ
って、調整する。

【００６７】最終的に、４つの試験的なパターンの重ね
像の線幅を検知して、１００μｍの線幅に対し、プラス
マイナス（±）１０μｍ以内に入るように調整する。

【００６８】このような動作を、画像形成装置１が画像
形成動作（印字動作）を開始する前に実行することで、
精度の高い重なり合いが得られる。

【００６９】また、印字動作中でも、画像と画像の間に
調整用パターンを発生させて、随時調整できるように設
定しておくことができる。

【００７０】このようにして、中間転写媒体ＭＴ２上
に、正確に、位置合わせしてきた重ね像（ＹＭ＋ＣＫ
像）ができる。

【００７１】一方、転写材供給装置１９９の用紙カセッ
トＰＣからは、図示しないピックアップローラにより、
転写材（記録紙）が１枚取り出され、図示しないフィー
ドローラ対を経て、図示しないレジストローラ対に搬送
される。

【００７２】レジストローラ対は、転写材Ｐの搬送途中
やカセットから取り出された際に生じる搬送方向に対す
る傾きを取り除いて厚さ０．５ｍｍ程度の半導電性ウレ
タンゴム製の搬送ベルト８８に送る。

【００７３】搬送ベルト８８の表面は、吸着用チャージ
ャＣＨによりあらかじめ表面が帯電されており、用紙Ｐ
は、静電力により搬送ベルト８８の表面に吸着する。

【００７４】搬送ベルト８８の周速度は、各感光体ドラ
ム１〜４、第１の中間転写媒体ＭＴ１、および第２の中
間転写媒体ＭＴ２のそれぞれの周速度Ｖ_０と等速度にな
るように設定されている。

【００７５】用紙（転写材）Ｐは、その一部をレジスト
ローラ対に保持された状態で、中間転写媒体ＭＴ２との
間に定義される転写部Ｐ６に案内される。

【００７６】転写部Ｐ６は、例えば直径９ｍｍのアルミ
ニウム製の転写ローラ１９９−１に、図示しない電源に
より＋１０００Ｖの電圧が印加され、アルミニウム製の
転写ローラ１９９−２がゼロ電位に維持されているの
で、転写部Ｐ６において、中間転写媒体ＭＴ２上の負帯
電のＹＭトナー像＋ＣＫトナー像すなわちカラー画像
は、転写材Ｐに転写される。

【００７７】カラー画像を用紙Ｐに転写させた第１およ
び第２の中間転写媒体ＭＴ１、ＭＴ２は、ブレードクリ
ーニング装置ＭＣ１，ＭＣ２まで回転され、表面に残っ
た残存トナーがクリーニングされ、引き続く画像形成に
利用される。

【００７８】一方、カラー画像が転写された用紙Ｐは、
図示しない定着装置に案内されて、ヒータを組み込んだ
加熱ローラと、これに圧接された加圧ローラとの間の圧
接部（ニップ部）である定着ポイントにより、トナー像
が溶融されることで、自身に（トナー像が）定着され
る。

【００７９】定着が完了した転写材Ｐは、図示しない送
り出し口―ラによって、図示しない排紙トレイに搬出さ
れる。

【００８０】以上の画像形成プロセスについて、各画像
形成ユニットから中間転写媒体へ、画像先端部が転写さ
れ搬送されてゆく様子を図３のタイミングチャートに示
す。なお、ＴＳ１は、回転する感光体１上のＹトナーの
画像の先端部が中間転写媒体ＭＴ１と接する時刻を示
す。ＴＳ２は、同様に、回転する感光体２上のＭトナー
の画像の先端部が中間転写媒体ＭＴ１と接する時刻を示
す。ＴＳ１とＴＳ２の差は、この２つの画像の先端部が
中間転写媒体ＭＴ１上で位置が一致するような時間とな
っている。

【００８１】また、ＴＳ３は、回転する感光体３上のＫ
トナーの画像の先端部が中間転写媒体ＭＴ２と接する時
刻を示す。ＴＳ４は、回転する感光体４上のＣトナーの
画像の先端部がＭＴ２と接する時刻を示す。従って、Ｔ
Ｓ３とＴＳ４の差は、この２つの画像の先端部が中間転
写媒体ＭＴ２上で位置が一致するような時間となってい
る。

【００８２】なお、センサー６６、７７を用いて位置合
わせを行えば、ＹＭトナー像とＣＫトナー像とは、図１
に示したＰ５で一致するようにできるので、このタイミ
ングチャートにおける時刻ＴＥが、その時刻を表してい
る。なお、時刻ＴＥは、完成したカラー画像の先端部が
転写部Ｐ６に到達する時刻である。

【００８３】このタイムチャートでは、Ｍトナーの画像
の先端部が中間転写媒体ＭＴ１に転写される時刻ＰＳ２
よりも前に、Ｃトナーの画像の先端部を中間転写媒体Ｍ
Ｔ２に転写する動作が行われている。これは、従来例で
説明したような、時間的に、１方向に順次作像色を重ね
て行く方式とは根本的に異なり、重畳画像を作るための
画像の先端部の第１および第２の中間転写媒体ＭＴ１，
ＭＴ２への転写動作を場合によっては、重複させること
ができる。また、図５にされるように、カラー画像形成
ユニットを順に並べた場合には、その大きさによる制限
により十分近接した時刻に、個々のトナー像を重ねるこ
とができるとは限らず、この発明の画像形成装置に優位
性が認められることになる。

【００８４】なお、図１に示した画像形成装置において
は、感光体１と感光体２の距離は約１００ｍｍであり、
最初の転写部Ｐ１から転写部Ｐ５までの距離は約１９５
ｍｍである。また、Ｐ５（４色重畳点）から最終転写部
Ｐ６までの距離は約３０ｍｍとなり、Ｐ１からＰ６まで
の距離Lは、約２２５ｍｍとなる。

【００８５】これに対して、図５に示した周知のタンデ
ム方式では、本方式のLに相当する距離は約３００ｍｍ
となる。従って、従来方式にくらべて、カラー画像形成
終了までに要する時間を、大きく短縮できる。

【００８６】また、Ｋトナー像のみ形成する場合（黒単
色＝モノクロ）は、最終転写部Ｐ６に一番近い位置に、
Ｋトナー像形成（感光体ドラム４）を配置したことによ
り、画像形成動作が開始されてから、最短時間で転写画
像が出力される。つまり、Ｋトナーについて、ファース
トコピー時間を低減できる。

【００８７】図２は、図１に示したカラー画像形成装置
とは異なる別の実施の形態を説明する概略図である。な
お、図１に示した構成と同一の構成には、同じ符号を付
して、詳細な説明を省略する。

【００８８】図２に示すカラー画像形成装置２０１は、
図１に示したカラー画像形成装置におけるベルト状の中
間転写媒体のドラム状の中間転写媒体を用いたもので、
ＭＴ３は、直径が１１７ｍｍのアルミニウム製の円筒の
表面に、低抵抗の半導電性ゴム（材質はウレタン、肉厚
は１ｍｍ）を接着してある。

【００８９】第１の像形成手段に属する感光体５は、ア
ルミニウム製の基層の上に有機光導電体をコーティング
してあり、アルミニウム製の基層の電位は、図示しない
電源により−１０００Ｖに維持してある。

【００９０】通常の電子写真プロセスを経て、現像手段
５４は、Ｙトナー像（鏡像）を周速度５０ｍｍ／ｓｅｃ
（Ｖ_０）で回転する感光体上に反転現像し、Ｙトナー像
は転写部Ｐ１において、中間転写媒体ＭＴ３上に転写さ
れる。アルミニウム製の直径９ｍｍの転写ローラ５５を
ゼロ電位に維持したので負帯電トナーであるＹトナー
は、電位の高い中間転写媒体ＭＴ３上に転写される。

【００９１】第２の像形成手段についても同じようにＭ
トナー像を中間転写媒体ＭＴ３上に転写可能となる。こ
こでも、感光体ドラム６の基層は、図示しない電源によ
り−１０００Ｖに維持されている。

【００９２】このようにして、重畳したＹＭ像（正像）
を転写部Ｐ２で作ることができる。

【００９３】中間転写媒体ＭＴ４は、実質的に中間転写
媒体ＭＴ３と同じで、円筒径を、中間転写媒体ＭＴ３よ
り小さい値である６４ｍｍとしている。なお、アルミニ
ウム製の直径９ｍｍの転写ローラ８５は、＋１０００Ｖ
に維持される。このとき、感光体ドラム３，４の基層の
電位は、ゼロ電位に維持される。

【００９４】従って、感光体ドラム３，４に形成された
Ｃトナー像とＫトナー像は、中間転写ドラムＭＴ４上で
重ね合わせられて、ＣＫトナー像（鏡像）として重ね転
写される。さらに、中間転写媒体ＭＴ３とＭＴ４は、基
層の電位差が１０００Ｖであるから、ＭＴ３上の負帯電
のＹＭトナー像を転写部Ｐ７においてＭＴ４側に重ねる
ことができる。

【００９５】センサー８８、９９は、図１を用いて説明
したと同じようにトナー像の位置あわせのために使わ
れ、重ねたトナー像の位置は、正確に位置あわせされて
いる。

【００９６】転写材供給装置（用紙カセット）１９９か
らは、図示しないピックアップローラにより、転写材
（記録紙）が１枚取り出され、図示しないフィードロー
ラ対を経て、図示しないレジストローラ対に搬送され
る。

【００９７】レジストローラ対は、転写材Ｐの搬送途中
やカセットから取り出された際に生じる搬送方向に対す
る傾きを取り除いて厚さ０．５ｍｍ程度の半導電性ウレ
タンゴム製の搬送ベルト８８に送る。

【００９８】搬送ベルト８８の表面は、吸着用チャージ
ャＣＨによりあらかじめ表面が帯電されており、用紙Ｐ
は、静電力により搬送ベルト８８の表面に吸着する。

【００９９】搬送ベルト８８の周速度は、各感光体ドラ
ム１〜４、第１の中間転写媒体ＭＴ１、および第２の中
間転写媒体ＭＴ２のそれぞれの周速度Ｖ_０と等速度にな
るように設定されている。

【０１００】転写材Ｐは、中間転写媒体ＭＴ４との転写
位置Ｐ８に送らここでれる。用紙Ｐには、チャージャＣ
Ｈ３によりコロナチャージが与えられ、＋２０００Ｖ程
度に帯電されているので、中間転写媒体ＭＴ４の基層電
位である１０００Ｖと比べてさらに１０００Ｖ高いた
め、転写部Ｐ８において、中間転写媒体ＭＴ４上の負帯
電のＹＭＣＫ像は、転写材Ｐに転写される。

【０１０１】このようにして、ＹＭＣＫの４色のカラー
画像が転写された用紙Ｐは、図示しない定着装置に案内
されて、ヒータを組み込んだ加熱ローラと、これに圧接
された加圧ローラとの間の圧接部（ニップ部）である定
着ポイントにより、トナー像が溶融されることで、自身
に（トナー像が）定着される。

【０１０２】定着が完了した転写材Ｐは、図示しない送
り出し口―ラによって、図示しない排紙トレイに搬出さ
れる。

【０１０３】いっぽう、中間転写媒体ＭＴ３，ＭＴ４は
そのまま回転されて、ブレードクリーニング装置ＭＣ
３、ＭＣ４に案内され、クリーニング装置ＭＣ３，ＭＣ
４により表面がクリーニングされて再使用に供される。

【０１０４】以上述べたことにより、カラープリントに
おいても、あるいは、使用頻度の多いブラックのプリン
トにおいても、これらの新方式では、従来の方式にくら
べてファーストプリントが早くなるので大変効率的とな
る。

【０１０５】また、中間転写媒体の形状としては、ＭＴ
１とＭＴ２については、ベルト同士、ＭＴ３とＭＴ４に
ついては、ドラム同士であるがベルトとドラムの混成で
もよいことは明らかである。

【０１０６】図４は、この発明のさらに別の実施の形態
を説明する概略図である。なお、図１および図２に示し
た構成と同一の構成には、同じ符号を付して、詳細な説
明を省略する。

【０１０７】図４に示したカラー画像形成装置３０１
は、ベルト形状の中間転写媒体ＭＴ５とドラム形状の中
間転写媒体ＭＴ６とを有している。なお、Ｋ画像ユニッ
ト１０Ｋを、最終転写部Ｐｅｎｄに最も近い位置に設け
ている。また、使用頻度の高いＫ画像形成ユニット１０
には、メンテナンス性のよい、非磁性一成分現像方式を
用いている。

【０１０８】Ｙ画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ画像形成ユ
ニット１０Ｍ、Ｃ画像形成ユニット１０Ｃには、２成分
現像方式を採用しているが、Ｋ画像形成ユニット１０Ｋ
と同様に、一成分画像現像方式でもよい。

【０１０９】中間転写媒体ＭＴ５およびＭＴ６は、先に
説明した他のカラー画像形成装置と同一の構成で、形状
のみを変化させている。また、露光方式としては、レー
ザビームを走査するものであってもよい。

【０１１０】次に、カラー画像形成装置３０１の動作の
うちの各トナー像の重ね合わせについて詳細に説明す
る。

【０１１１】最初に、ある電気信号を共通の基準として
同時刻に、各露光装置１３，２３，３３および４３を発
光させ、任意の検査パターンを感光体ドラム１，２，
３，４のそれぞれに、潜像を形成する。

【０１１２】各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃおよび１０Ｋにより現像された４つの検査パターン
（トナー像）は、中間転写ベルトＭＴ６のＰ２，Ｐ３に
おいて、あるいは中間転写ドラムＭＴ５上のＰ１，Ｐ４
において転写され、さらに、ＭＴ６側のトナー像がＭＴ
５に転写される。これにより、センサ１１１の位置に、
互いに時間差のある４つのトナー像（検査パターン）が
案内される。

【０１１３】この４つのトナー像の時間差を図示しない
処理装置（ＣＰＵ）により演算して、各画像形成ユニッ
トの露光タイミングを調整することで、各色のトナー像
を重ね合わせることができる。この場合、各検査パター
ンの間隔は、均一になるとは限らない。

【０１１４】なお、仮にセンサ１１１を、中間転写ベル
トＭＴ６の転写位置Ｐ６の下流に設けたとすると、時間
的に最終のパターン（図４ではＣ画像形成ユニット１０
Ｃにより形成されるパターン）がセンサ１１１を通過す
る以前に各パターン相互間の時間差データを得ることが
できる。すなわち、数回同じ検査パターンを連続的に形
成することで、位置合わせ（露光タイミング調整）が短
時間で可能となる。

【０１１５】なお、図４に示したカラー画像形成装置で
は、ファーストコピー時間が大幅に低減される。特に、
黒単色画像を得る場合に、有利である。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置は、少なくとも２つの中間転写媒体を有し、カラ
ー（ＹＭＣＫ）画像のうちのＹ画像＋Ｍ画像およびＣ画
像＋Ｋ画像を別々に形成した後、中間転写媒体間転写装
置により、ＹＭ画像とＣＫ画像をさらに重ね合わせるこ
とにより、全ての単色カラー画像を重ね合わせてカラー
画像を形成するための所要時間を短縮できる。

【０１１７】また、Ｋ（黒）トナー像を形成するＫ画像
形成ユニットは、中間転写媒体間転写装置に最も近接し
た位置で中間転写媒体に転写されることのできる位置で
画像形成されることから、黒単色画像を用紙に転写する
までの時間が最短となり、黒単色（モノクロ）画像のフ
ァーストコピー時間が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカラー画像形成装置の第１の実施の
形態を説明する概略図。

【図２】図１に示したカラー画像形成装置とは異なる実
施の形態を説明する概略図。

【図３】図１に示したカラー画像形成装置の各部の動作
タイミングを説明するタイミングチャート。

【図４】図１に示したカラー画像形成装置のさらに別の
実施の形態を説明する概略図。

【図５】周知のカラー画像形成装置を説明する概略図。

【図６】図５に示した例とは別の周知のカラー画像形成
装置を説明する概略図。

【符号の説明】

１・・・感光体ドラム（Ｙ）、１２・・・帯電装置（Ｙ）、１３・・・ＬＥＤヘッド（露光装置，Ｙ）、１４・・・第１（Ｙ）現像装置、１５・・・転写装置（Ｙ）、１６・・・クリーニング装置（Ｙ）、１７・・・除電装置（Ｙ）、２・・・感光体ドラム（Ｍ）、２２・・・帯電装置（Ｍ）、２３・・・ＬＥＤヘッド（露光装置，Ｍ）、２４・・・第２（Ｍ）現像装置、２５・・・転写装置（Ｍ）、２６・・・クリーニング装置（Ｍ）、２７・・・除電装置（Ｍ）、ＭＴ１・・・中間転写媒体（正像）、ＭＣ１・・・中間転写媒体クリーニング装置、３・・・感光体ドラム（Ｃ）、３２・・・帯電装置（Ｃ）、３３・・・ＬＥＤヘッド（露光装置，Ｃ）、３４・・・第３（Ｃ）現像装置、３５・・・転写装置（Ｃ）、３６・・・クリーニング装置（Ｃ）、３７・・・除電装置（Ｃ）、４・・・感光体ドラム（Ｋ）、４２・・・帯電装置（Ｋ）、４３・・・ＬＥＤヘッド（露光装置，Ｋ）、４４・・・第４（Ｋ）現像装置、４５・・・転写装置（Ｋ）、４６・・・クリーニング装置（Ｋ）、４７・・・除電装置（Ｋ）、ＭＴ２・・・中間転写媒体（鏡像）、ＭＣ２・・・中間転写媒体クリーニング装置、９９-1・・・中間転写媒体間転写装置、９９-2・・・中間転写媒体間転写装置、８８・・・搬送ベルト、ＣＨ・・・吸着用チャージャ、Ｐ６・・・転写材転写部、１９９・・・転写材供給装置、１９９-1・・・用紙転写ローラ、１９９-2・・・用紙転写ローラ、ＰＣ・・・用紙カセット、Ｐ・・・用紙。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の像担持体の表面を一様に帯電する複
数の帯電手段と、帯電された表面を露光し静電潜像を形成するための複数
の露光手段と、複数の像担持体上の前記静電潜像に、帯電した現像剤を
付着させることで可視像を形成する複数の現像手段を有
する複数の像形成手段と、少なくとも２つの中間転写媒体と、前記複数の像形成手段を前記中間転写媒体に対応させ、
前記像担持体から対応する前記中間転写媒体へ可視像を
転写する複数の転写手段と、前記中間転写媒体上に転写されたトナー像を中間転写媒
体間で転写する中間転写媒体間転写手段と、最終的に１つの中間転写媒体上に転写された１つのトナ
ー像を、転写材に転写する転写材転写手段と、を有する
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】複数色の帯電トナー像を形成する少なくと
も２つのトナー像形成手段と、第１および第２の中間転
写媒体と、前記トナー像形成手段で形成された複数の帯
電トナー像を前記中間転写媒体に転写するための転写手
段と、前記中間転写媒体上に転写されたトナー像を中間
転写媒体間で転写する中間転写媒体間転写手段と、を具
備し、前記第１の中間転写媒体上に、対応する複数のトナー像
形成手段によるトナー像（正像）を前記転写手段により
重畳転写し、前記第２の中間転写媒体上に、対応する複
数のトナー像形成手段によるトナー像（鏡像）を重畳転
写し、さらに、前記第１の中間転写媒体と前記第２の中
間転写媒体間でトナー像を移すための中間転写媒体間転
写手段により、前記第２の中間転写媒体（鏡像側）上に
トナー像を重畳転写することにより、最終的に１つのト
ナー像を形成し、このトナー像を、転写材転写手段によ
り、転写材に転写することを特徴とするカラー画像形成
装置。
【請求項３】前記第１および第２の中間転写媒体は、円
筒状であることを特徴とする請求項２記載のカラー画像
形成装置。
【請求項４】前記第１および第２の中間転写媒体は、ベ
ルト状であることを特徴とする請求項２記載のカラー画
像形成装置。
【請求項５】前記複数の中間転写媒体は、円筒状の中間
転写媒体とベルト状の中間転写媒体を含むことを特徴と
する請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】前記転写材転写手段に最も近接した位置
に、黒トナー像形成手段が配置されていることを特徴と
する請求項２記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】複数色の帯電トナー像を形成する少なくと
も２つのトナー像形成手段と、２つの中間転写媒体と、前記トナー像形成手段で形成された複数の帯電トナー像
を前記中間転写媒体に転写するための転写手段と、前記中間転写媒体上に転写されたトナー像を中間転写媒
体間で転写する中間転写媒体間転写手段と、前記各中間転写媒体の近傍に設けられ、転写されたトナ
ー像の位置を検出する検出手段と、前記トナー像の位置を調整する調整手段を有し、前記各
中間転写媒体が２つ以上のトナー像形成手段に対応して
いる場合は、第１段階として、第１あるいは第２の中間
転写媒体上に前記転写手段により形成した少なくとも２
つ以上の位置的に一致すべきトナー像の相対位置を検出
し、前記相対位置を、前記第１あるいは第２の中間転写
媒体上で最小にすべく前記調整手段により最小に調整
し、第２段階として、前記第２の中間転写媒体に、中間
転写媒体間転写手段により転写統一された２種類の位置
的に一致すべき重畳トナー像の相対位置を位置の検出手
段により検出し、前記重畳トナー像の相対位置を最小に
すべく前記調整手段により最小に調整し、最終的に一致
重畳したトナー像を前記第２の中間転写媒体上に形成
し、そのトナー像を転写材転写手段により転写材に転写
することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】複数色の帯電トナー像を形成する少なくと
も２つのトナー像形成手段と、２つの中間転写媒体と、前記トナー像形成手段で形成された複数の帯電トナー像
を前記中間転写媒体に転写するための転写手段と、前記中間転写媒体上に転写されたトナー像を中間転写媒
体間で転写する中間転写媒体間転写手段と、前記各中間転写媒体の近傍に設けられ、転写されたトナ
ー像の位置を検出する検出手段と、前記トナー像の位置を調整する調整手段を有し、前記各
中間転写媒体が１つのトナー像形成手段に対応している
場合は、前記第２の中間転写媒体に、中間転写媒体間転
写手段により転写統一された２種類の位置的に一致すべ
き重畳トナー像の相対位置を、位置検出手段により検出
し、前記重畳トナー像の相対位置を最小にすべく前記調
整手段により最小に調整し、最終的に一致重畳したトナ
ー像を前記第２の中間転写媒体上に形成し、そのトナー
像を転写材転写手段により転写材に転写することを特徴
とするカラー画像形成装置。
【請求項９】前記調整手段は、前記トナー像形成手段が
形成するトナー像に対応する潜像を形成するための露光
タイミングを変化することを特徴とする請求項７または
８に記載のカラー画像形成装置。