JP2003122089A

JP2003122089A - カラー画像形成装置

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Publication number: JP2003122089A
Application number: JP2001311544A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kasahara; 伸夫笠原; Nobuo Iwata; 信夫岩田; Satoshi Muramatsu; 智村松; Junichi Matsumoto; 純一松本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高耐久性、画質経時安定性を実現し得る高速
タイプのカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】適宜の接離機構を用い、画像形成モード
信号より現像器の駆動制御を行い、黒用現像器４０Ｂｋ
のみを黒用感光体ドラム３０Ｂｋとの現像位置に置き、
他の現像器４０Ｙ、Ｍ、Ｃはそれぞれに対応する感光体
ドラム３０Ｙ、Ｍ、Ｃとの現像位置より離間された位置
に待避させ、かつ各現像装置の駆動は停止させる。他色
の単色画像の形成時、２色、３色での画像形成時も同様
に、使用する現像器のみを現像位置に置き、他の現像器
は各感光体ドラムから離間した位置に待避させ、かつ駆
動停止させる。４色画像形成時は、４色の各現像器４０
Ｙ・・・を各々対応する感光体ドラム３０Ｙ・・・の現
像位置に置く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いたカラー画像形成装置、具体的には、複数の感光体に
異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー
像を転写材に転写し、この転写したトナー像を定着装置
によって転写紙上に定着する高速カラーコピア、プリン
タと称されるタイプのカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の高速カラー画像形
成装置は、感光体とその周囲に現像装置、帯電装置など
を備えた独立したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）用の作像装置を水平又は
垂直かつ直列に配置したもの（通称４連タンデム方式と
称される。）が知られている。この４連タンデム方式の
画像形成装置は、転写紙へのトナー像を転写する工程が
異なる下記の２つに分類される。（１）直接転写タイプ感光体上に形成されたトナー像を直接、転写紙に転写す
るもので、例えば特開昭６３−８１３７１号公報、米国
特許ＵＳＰ４９１６５４７号公報、特開平１０−２２８
１４８号公報、特開平１０−３０７４４３号公報等多数
開示されている。（２）中間転写タイプ感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、
その後中間転写体からトナー像を転写紙に再転写するも
ので、例えば米国特許ＵＳＰ５３８００６号公報、特開
平６−１３８７４４号公報、特開平１０−３１９３号公
報等多数開示されている。

【０００３】また感光体に対して複数の現像器が選択的
に現像する手段として下記のものがある。（１）現像器が感光体に対し接離するもので、例えば特
開昭５５−３７０７号公報に開示がある。（２）現像器の現像スリーブと感光体の間にシャッター
部材を設けるもので、例えば実開昭５９−１８４５０号
公報に開示がある。（３）現像器の現像スリーブへの現像剤供給を遮断する
もので、例えば特開昭６３−１５８２号公報、特開昭６
３−２１１８９号公報、特開平３−７０２２５号公報に
開示がある。（４）現像器の現像スリーブの回転方向を切り替え現像
スリーブ上の現像剤量を制御するもので、例えば特開昭
６３−１５８３号公報に開示がある。（５）現像器の現像スリーブに接離するドクターブレー
ドにて現像スリーブ上の現像剤量を制御するものもあ
る。

【０００４】図１は従来の代表的な高速カラー画像形成
装置の作像部を示す図で、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３
０Ｂｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック作像用
の各感光体ドラム、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０ＢＫ
は同様に各現像装置、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂ
ｋは各帯電装置、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｂｋは
各除電装置、７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋは各感
光体ドラム３０Ｙ・・・のクリーニング装置、８０は転
写ベルト、９０は転写ベルト除電装置、１００は転写ベ
ルトクリーニング装置、１１０は定着装置を示す。

【０００５】各色の感光体ドラム３０Ｙ・・・と各色の
現像装置４０Ｙ・・・は常時現像可能状態となってい
る。すなわち現像装置４０Ｙ・・・の現像スリーブ上の
現像剤が感光体ドラム３０Ｙ・・・に接触している状態
となっている。画像形成時は各色の現像装置４０・・・
により現像工程が行われる。画像形成には、複数の画像
形成モードがあり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４色を用いる場
合、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色を用いる場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ
のうち２色を用いる場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各単色の
みを用いる場合がある。また、画像形成すべきプリント
の画像占有面積は１％以下〜１００％近いもの、画像濃
度も同様に広範囲にわたっている。すなわち各色のトナ
ー付着量が広範囲で様々である。

【０００６】現像剤の品質劣化（特性変化）は、現像剤
を構成するキャリアの破砕、スペント化、トナーの凝集
や帯電特性変化、紙粉等の異物混入により起こる。長時
間、特に高温湿環境下での使用時等に、現像剤の撹拌、
循環は現像剤に多大な機械的ハザードを与え、温度上
昇、機械的ストレスにより、キャリア破砕、キャリアコ
ート膜損傷、キャリアへのトナーフィルミング、さらに
は温度上昇によるトナー凝集、帯電特性変化を誘発す
る。常時感光体と現像剤が接触していると、転写時に転
写紙の紙粉が混入する頻度が多くなる。

【０００７】また、トナー収支を行わない状態（空運
転）や非常にトナー収支が少ない状態（プリントの画像
専有面積が非常に小さい状態）で連続使用すると、現像
剤の品質劣化が速く進むことになる。現像剤、トナーの
特性変化や異物混入は、画像品質の劣化ばかりでなく、
キャリア、トナーの機内汚染を引き起こし、帯電、除
電、書き込み、クリーニング、転写等の作像品質劣化と
なり、コピーやプリントの画質の安定性に多大の影響を
与える。

【０００８】劣化した現像剤は回復できないので、現像
剤を交換せざるを得ない。このため、高速機等では現像
剤の収納容量を多量にし（大型の現像器となる。）、か
つサービスマンによる剤交換作業の実施、各現像器の冷
却機構の設置、中低速機やプリンタ等では機械本体の大
型化に伴う機械本体コストの増大、機械メンテナンスの
容易化を図るために、ユーザーに現像器の交換を強いる
などがなされていた。これらは、いずれも機械ダウンタ
イムの増大、ユーザーのコスト負担の増大を伴う。

【０００９】図１に代表される従来装置では、前述の複
数の画像形成モードで２色や単色での使用頻度が多い場
合、使用しない現像装置内の現像剤の劣化が進み、画質
安定性さらにはコピー／プリントの生産性低下、プリン
トコストのＵを引き起こしていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決し、高耐久性、画質経時安定性を実現し得
る高速タイプのカラー画像形成装置を提供することを目
的とする。また本発明は、現像剤の高耐久化を実現する
画像形成装置を提供することをも目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
カラー画像形成装置は、上記目的を達成するために、複
数の現像器により複数の感光体に異なった色のトナー像
をそれぞれ形成し、該各トナーを転写材に転写し、該転
写したトナー像を定着装置で上記転写材に定着するカラ
ー画像形成装置において、上記各現像器が、上記各感光
体に対する現像と非現像の状態を切り替える切り替え手
段を備えることを特徴とする。

【００１２】同請求項２に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１のカラー画像形成装置において、
上記切り替え手段が、画像形成装置本体の画像形成モー
ド信号により切り替え制御を行うものであることを特徴
とする。

【００１３】同請求項３に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項２のカラー画像形成装置において、
上記切り替え手段が、上記現像器の現像スリーブ上の現
像剤が上記感光体との現像位置にて接触または非接触と
なるように駆動する接離機構を備えることを特徴とす
る。

【００１４】同請求項４に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１のカラー画像形成装置において、
上記切り替え手段が、現像時と非現像時において上記現
像器内の現像剤の循環、撹拌を駆動停止させる現像器駆
動制御手段を備えることを特徴とする。

【００１５】同請求項５に係るものは、上記目的を達成
するために、それぞれ、少なくとも感光体と現像手段と
帯電手段とを有し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの各トナーのいずれかでもって上記感光体上に像を
形成する４個の作像プロセス手段と、画像情報に応じて
上記感光体を露光する少なくも１個の光源と、異なる４
箇所の位置で上記各感光体上のトナー像が転写されるベ
ルト状の中間転写手段と、該中間転写手段のトナー像を
転写紙に転写する転写手段とを備えるカラー画像形成装
置において、上記中間転写手段を、１つの略水平な平坦
面部を含み、少なくとも２つの平坦面部を有するように
支持し、それら平坦面部のうちの下側平坦面部に上記４
個の作像プロセス手段を、また片端部に上記転写紙への
トナー像の転写を行う転写手段を配し、上記現像手段
が、上記各感光体に対する現像と非現像の状態を切り替
える切り替え手段を備えることを特徴とする。

【００１６】同請求項６に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項５のカラー画像形成装置において、
上記切り替え手段が、現像時と非現像時において上記現
像器内の現像剤の循環、撹拌を駆動停止させる現像器駆
動制御手段を備えることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。なお以下では従来と共通する部分に
は共通する符号を付し、重複する説明は省略する。図２
は本発明に係るカラー画像形成装置の一実施形態の中央
断面図を示す。図２において、１は画像形成装置本体、
２は自動原稿送り装置、３は原稿を示す。また１０は原
稿読み取り装置で、自動原稿送り装置２で搬送されてき
た原稿３の原稿面を光学的に読み取り、電気信号に変換
する。４は転写紙、２０は書き込み光学装置で、例えば
レーザー書き込み装置である。また１２０は用紙排出装
置、１３０は用紙反転装置、１４０は給紙搬送装置であ
る。

【００１８】転写紙４は、給紙搬送装置１４０や手差し
給紙装置１６０にてレジストローラ対１５０に搬送さ
れ、中間転写ベルト８０上に順次形成されたＹ、Ｍ、
Ｃ、Ｂｋのトナー像を転写ローラ部８５にて一度に転写
される。定着装置１１０でトナー像を定着され後、転写
紙４は用紙排出装置１２０にて機外に排出される。

【００１９】転写紙４の裏表（両面）にトナー像を形成
する場合は、定着装置１１０を通過した後に用紙反転装
置１３０にて転写紙４を反転させた後、レジストローラ
対１５０より再度転写ベルト８０に搬送し、トナー像の
転写を行い、定着装置１１０を経て用紙排出装置１２０
により機外に排出する。

【００２０】図３は、図２のカラー画像形成装置で白黒
画像を形成する時の動作説明図である。図中８１は中間
転写ベルト駆動ローラ、８２は同従動ローラ、８３は同
支持ローラ、８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｂｋは転写
バイアス印可部材、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｂｋ
は電位センサを示す。中間転写ベルト８０は、中間転写
ベルト駆動ローラ８１により駆動される。中間転写ベル
ト駆動ローラ８１の内側には、中間転写ベルト８０を張
架する従動ローラ８２、支持ローラ８３と中間転写ベル
ト除電装置９０の一部である対向電極、感光体３０Ｙ・
・・上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８０に転
写するための転写ローラ８５と、図示しないＹ、Ｍ、
Ｃ、Ｂｋ用の各転写バイアス印可部材が設けてある。

【００２１】本実施形態では、水平方向に中間転写ベル
ト８０を配し、この中間転写ベルト８０の下方に複数の
作像ユニットを配置しており、中間転写ベルト８０のク
リーニング装置１００により転写紙４から発生する紙粉
を除去する。このため各現像装置への紙粉混入がない。
また現像器４０Ｙ・・・の下方近傍には作像ユニットが
ないので、現像剤やトナーの飛散による画質トラブルが
防止できる。

【００２２】また、感光体ドラム３０Ｙ・・・のクリー
ニング装置７０Ｙ・・・も中間転写ベルト８０へのトナ
ー像の転写性能の向上、維持が得やすく、不要とするこ
とも可能である。感光体ドラム３０Ｙ・・・のクリーニ
ング装置７０・・・が不要になると、感光体ドラム３０
Ｙ・・・周囲のスペースに余裕ができ、各感光体ドラム
３０Ｙ・・・間の間隔を狭めることが可能となり、これ
により中間転写ベルト８０の周長もさらに短くでき、さ
らにプリントやコピーの生産性が高まる。また、感光体
ドラム３０Ｙ・・・への画像書き込み系にＬＥＤアレイ
を用いれば、書き込み系の高さ方向のスペースが大幅に
少なくて済むので、画像形成装置本体１の大きさも非常
に無理なく小型化が図れる。

【００２３】この実施形態の画像形成装置で白黒画像を
形成する時は、黒用現像器４０Ｂｋのみを黒用感光体ド
ラム３０Ｂｋとの現像位置に置き、他の現像器４０Ｙ、
Ｍ、Ｃはそれぞれに対応する感光体ドラム３０Ｙ、Ｍ、
Ｃとの現像位置より離間された位置に待避させ、かつ各
現像装置の駆動は停止させる。同様に他の単色（Ｙ、
Ｍ、Ｃ）画像の形成時は、使用する現像器のみを現像位
置に置き、他の現像器は各感光体ドラムから離間した位
置に待避させ、かつ駆動を停止する。また、２色、３色
での画像形成時も同様に、使用する現像器のみを現像位
置に置き、他の現像器は各感光体ドラムから離間した位
置に待避させ、かつ駆動停止させる。４色画像形成時
は、４色の各現像器４０Ｙ・・・を各々対応する感光体
ドラム３０Ｙ・・・の現像位置に置く。これらの駆動制
御は従来知られている、画像形成モード信号より現像器
の駆動制御を行えばよい。また、現像器４０Ｙ・・・の
感光体ドラム３０Ｙ・・・との接離機構は前述の従来技
術に挙げられている各種の方式を用いることが可能であ
る。

【００２４】すなわち本実施形態のカラー画像形成装置
は、画像形成に使用する現像器のみを稼働させるので、
使用しない現像器内の現像剤、トナーの劣化や汚染を防
止する。また経時的な変動が考えられる環境下でも画質
を安定させ得る。さらに形成する画像に応じて現像器の
接離駆動を行うので、画像形成時の駆動トルクも少なく
なり、省電力効果もある。またさらには、現像剤の機械
的ハザードが低減するので、従来少ない収納量で済み、
現像装置の小型化が図れる。

【００２５】図４に本発明に係るカラー画像形成装置の
他の実施形態の中央断面図を示す。図４の実施形態は、
中速用に向くカラー画像形成装置（プリンタ）で、図中
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋは、書き込み系を構
成するＬＥＤアレイであり、書き込み系の高さ方向のス
ペースを大幅に小さくして、画像形成装置本体１の大き
さを小型化している。またこの実施形態では、感光体ド
ラム３０Ｙ・・・のクリーニング装置を既述のように不
要として設けていないので、感光体ドラム３０Ｙ・・・
周りのスペースに十分な余裕を形成している。

【００２６】なお図４の実施形態では、定着装置１１０
はベルト定着装置としてある。ベルト定着装置は、熱ロ
ーラ定着装置に比べて省電力効果や定着オイルレス化が
図れる等の特徴を持ち、中高速以下のカラー画像形成装
置に適するためである。すなわち、中高速用の画像形成
装置では、高速用に比べて画像形成速度を遅くすること
ができ、かつプリント総枚数（すなわち、感光体ドラム
３０Ｙ・・・の耐久枚数）も少なくなくなるので、現像
装置の小型化、感光体ドラムの外径が小径のものを使用
でき、作像ユニットも簡易化し、中間転写ベルト８０の
周長も短くでき、さらにプリントやコピーの画質安定
性、生産性を高め得る。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るカラー画像形成
装置は、以上説明してきたように、現像剤の高耐久化を
実現でき、高耐久性、画質経時安定性を実現し得るとい
う効果がある。

【００２８】同請求項２に係るカラー画像形成装置は、
以上説明してきたように、自動で現像切り替えを行い、
上記共通の効果に加え、現像剤のさらなる耐久性向上と
画像（現像）品質の経時安定性を実現するという効果が
ある。

【００２９】同請求項３に係るカラー画像形成装置は、
上記共通の効果に加え、現像装置の現像切り替え機構の
簡易化、確実化が図れるという効果がある。

【００３０】同請求項４に係るカラー画像形成装置は、
上記共通の効果に加え、現像装置の省電力化が図れると
いう効果がある。

【００３１】また本発明の請求項５に係るカラー画像形
成装置は、以上説明してきたように、現像剤、トナーの
機内汚染による画質劣化防止及び現像器への紙粉混入に
よる画質劣化防止を図れるという効果がある。

【００３２】同請求項６に係るカラー画像形成装置は、
上記請求項５との共通の効果に加え、現像剤の耐久性向
上、現像装置の省電力化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の代表的な高速カラー画像形成装置の作像
部中央断面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置
の中央断面図である。

【図３】図２のカラー画像形成装置での単色画像（白黒
画像）形成時の動作説明図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係るカラー画像形成装
置の中央断面図である。

【符号の説明】

１画像形成装置本体２自動原稿送り装置３原稿４転写紙１０原稿読み取り装置２０書き込み光学装置２２ＬＥＤアレイ３０感光体ドラム４０現像装置５０帯電装置５１電位センサ６０除電装置７０感光体ドラムのクリーニング装置８０中間転写ベルト８１中間転写ベルト駆動ローラ８２同従動ローラ８３同支持ローラ８４転写バイアス印可部材８５転写ローラ９０中間転写ベルト除電装置１００中間転写ベルトクリーニング装置１１０定着装置１２０用紙排出装置１３０用紙反転装置１４０給紙搬送装置１５０レジストローラ対１６０手差し給紙装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本純一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H030 AB02 AD17 BB02 BB33 BB42 BB44 BB46 BB63 BB71 2H071 DA05 DA08 DA09 DA15 EA04 2H077 BA02 BA03 DA01 DB25 GA03 GA13 2H200 FA02 GA12 GA23 GA34 GA44 GA47 GB11 GB22 GB25 HA02 HB12 HB22 JA02 JB06 JC03 JC07 JC09 JC12 LB02 LB09 LB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の現像器により複数の感光体に異な
った色のトナー像をそれぞれ形成し、該各トナーを転写
材に転写し、該転写したトナー像を定着装置で上記転写
材に定着するカラー画像形成装置において、上記各現像
器が、上記各感光体に対する現像と非現像の状態を切り
替える切り替え手段を備えることを特徴とするカラー画
像形成装置。
【請求項２】請求項１のカラー画像形成装置におい
て、上記切り替え手段が、画像形成装置本体の画像形成
モード信号により切り替え制御を行うものであることを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】請求項２のカラー画像形成装置におい
て、上記切り替え手段が、上記現像器の現像スリーブ上
の現像剤が上記感光体との現像位置にて接触または非接
触となるように駆動する接離機構を備えることを特徴と
するカラー画像形成装置。
【請求項４】請求項１のカラー画像形成装置におい
て、上記切り替え手段が、現像時と非現像時において上
記現像器内の現像剤の循環、撹拌を駆動停止させる現像
器駆動制御手段を備えることを特徴とするカラー画像形
成装置。
【請求項５】それぞれ、少なくとも感光体と現像手段
と帯電手段とを有し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各トナーのいずれかでもって上記感光体上に像
を形成する４個の作像プロセス手段と、画像情報に応じ
て上記感光体を露光する少なくも１個の光源と、異なる
４箇所の位置で上記各感光体上のトナー像が転写される
ベルト状の中間転写手段と、該中間転写手段のトナー像
を転写紙に転写する転写手段とを備えるカラー画像形成
装置において、上記中間転写手段を、１つの略水平な平
坦面部を含み、少なくとも２つの平坦面部を有するよう
に支持し、それら平坦面部のうちの下側平坦面部に上記
４個の作像プロセス手段を、また片端部に上記転写紙へ
のトナー像の転写を行う転写手段を配し、上記現像手段
が、上記各感光体に対する現像と非現像の状態を切り替
える切り替え手段を備えることを特徴とするカラー画像
形成装置。
【請求項６】請求項５のカラー画像形成装置におい
て、上記切り替え手段が、現像時と非現像時において上
記現像器内の現像剤の循環、撹拌を駆動停止させる現像
器駆動制御手段を備えることを特徴とするカラー画像形
成装置。