JP2004271957A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成途中で中間転写体の回転速度を減速させる場合、中間転写体の回転速度が安定するまでの間に、感光体にキャリアが付着してしまうことがあった。
【解決手段】１次転写完了に伴い記録材の搬送速度に応じて画像形成速度を変更するとき、現像ロータリを回動させていずれの現像器も現像位置に位置しないようにすることで、像担持体へのキャリア付着という現象を防止することができる。更に、このとき帯電器の帯電動作を停止することで像担持体の寿命を向上させることができる。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を採用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、厚紙やＯＨＰなどの特殊な用紙に対し画像形成を行う場合、用紙に転写したトナーを定着器で過熱して融解させて用紙に定着させるためには、単位面積当たり必要な熱量が普通紙と比べて大きい。このため、用紙が定着器を通過する搬送速度を減速することで、普通紙よりも多くの熱量を与える方法が採られている。このとき、定着器と画像転写位置間が短い画像形成装置では、用紙の種類によって中間転写体から用紙に像転写する速度を、用紙が定着器を通過する速度に合わせて減速させる必要がある。用紙の種類が厚紙やＯＨＰであっても、感光体から中間転写体への転写の速度は普通紙と同じ速度で像形成が行われるため、像形成が行われた後に中間転写体の回転速度を減速させて用紙に転写し、その後、次の像形成を行うため中間転写体の回転速度を通常の速度に増速する必要があるが、速度変更した際、変更した速度に安定するまでにある程度の時間がかかる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この速度が安定するまでの間において、現像器が現像位置にあった場合、感光体にキャリアが付着してしまうといった問題が生じた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題を解決することができる。本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電器と、帯電後の前記像担持体上に形成された静電像を共通の現像部にてトナー及びキャリアを含む現像剤で現像する複数の現像器と、前記複数の現像器を搭載し前記現像部を含む経路で回転する回転体と、を有し、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に１次転写後これを記録材に２次転写する画像形成装置において、
１次転写完了に伴い記録材の搬送速度に応じて画像形成速度を変更するとき、前記回転体を回動することで現像器を前記現像部から退避させることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施例
図１は、本発明の一実施例であるフルカラー画像形成装置の概略構成を表す図面である。図１に基づき基本的な構成を説明する。
【０００６】
（画像形成シーケンス）
まず、カラーリーダー部１の構成について説明する。１０１は原稿台ガラス（プラテン）、１０２は自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）である。なお、この自動原稿給紙装置１０２の代わりに、鏡面圧板もしくは白色圧板（図示せず）を装着する構成でもよい。１０３および１０４は原稿を照明する光源であり、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノン管ランプなどの類の光源を使用する。１０５および１０６は光源１０３および１０４の光を原稿に集光する反射傘である。１０７〜１０９はミラー、１１０は原稿からの反射光または投影光をＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ（以下、ＣＣＤということにする）１１１上に集光するレンズである。１１２はＣＣＤ１１１が実装されている基板、１００は画像形成装置全体を制御する制御部、１１３はディジタル画像処理部である。１１４は、光源１０３および１０４と反射傘１０５および１０６と、ミラー１０７を収容するキャリッジである。１１５は、ミラー１０８および１０９を収容するキャリッジである。なお、キャリッジ１１４は速度Ｖで、キャリッジ１１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ１１１の電気的走査方向（主走査方向Ｘ）に対して直交する副走査方向Ｙに機械的に移動することによって、原稿の全面を走査する。１１６は他のデバイスとの外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。
【０００７】
また、制御部１００は、図２に示すようにディジタル画像処理部１１３とプリンタ制御部２２２に対してそれぞれ制御を行うための情報をやり取りするＩ／Ｆを持つＣＰＵ３０１と操作部３０３、メモリ３０２によって構成されている。操作部３０３は操作者による処理実行内容の入力や操作者に対する処理に関する情報及び警告等の通知のためのタッチパネル付き液晶により構成される。
【０００８】
次に、ディジタル画像処理部１１３の詳細な説明を行う。図３はディジタル画像処理部１１３の詳細な構成を示すブロック図である。
【０００９】
原稿台ガラス上の原稿は高原１０３・１０４からの光を反射し、その反射光はＣＣＤ１１１に導かれて電気信号に変換される（ＣＣＤ１１１がカラーセンサの場合、ＲＧＢのカラーフィルタが１ラインＣＣＤ上にＲＧＢ順にインラインに乗ったものでも、３ラインＣＣＤで、それぞれＲフィルタ・Ｇフィルタ・ＢフィルタをそれぞれのＣＣＤごとに並べたものでも構わないし、フィルタがオンチップ化又は、フィルタがＣＣＤと別構成になったものでも構わない）。そして、その電気信号（アナログ画像信号）は画像処理部１１３に入力され、クランプ＆Ａｍｐ＆Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ部５０２でサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）され、アナログ画像信号のダークレベルを基準電位にクランプし、所定量に増幅され（上記処理順番は表記順とは限らない）、Ａ／Ｄ変換されて、例えばＲＧＢ各８ビットのディジタル信号に変換される。そして、ＲＧＢ信号はシェーディング部５０３で、シェーディング補正及び黒補正が施された後、つなぎ＆ＭＴＦ補正＆原稿検知部５０４で、ＣＣＤ１１１が３ラインＣＣＤの場合、つなぎ処理はライン間の読取位置が異なるため、読取速度に応じてライン毎の遅延量を調整し、３ラインの読取位置が同じになるように信号タイミングを補正し、ＭＴＦ補正は読取速度や変倍率によって読取のＭＴＦが変わるため、その変化を補正し、原稿検知は原稿台ガラス上の原稿を走査することにより原稿サイズを認識する。読取位置タイミングが補正されたディジタル信号は入力マスキング部５０５によって、ＣＣＤ１１１の分光特性及び高原１０３・１０４及び反射傘１０５・１０６の分光特性を補正する。入力マスキング部５０５の出力は外部Ｉ／Ｆ信号との切り換え可能なセレクタ５０６に入力される。セレクタ５０６から出力された信号は色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部５０７と下地除去部５１４に入力される。下地除去部５１４に入力された信号は下地除去された後、原稿中の原稿の黒い文字かどうかを判定する黒文字判定部５１５に入力され、原稿から黒文字信号を生成する。また、もう一つのセレクタ５０６の出力が入力された色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部５０７では、色空間圧縮は読み取った画像信号がプリンタで再現できる範囲に入っているかどうか判断し、入っている場合はそのまま、入っていない場合は画像信号をプリンタで再現できる範囲に入るように補正する。そして、下地除去処理を行い、ＬＯＧ変換部でＲＧＢ信号からＹＭＣ信号に変換する。そして、黒文字判定部５１５で生成された信号とタイミングを補正するため、色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部５０７の出力信号は遅延５０８でタイミングを調整される。この二種類の信号はモワレ除去部５０９でモワレが除去され、変倍処理部５１０で主走査方向に変倍処理される。５１１はＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部で、変倍処理部５１０で処理された信号は、ＹＭＣ信号からはＵＣＲ処理でＹＭＣＫ信号が生成され、マスキング処理部でプリンタの出力にあった信号に補正されると共に、黒文字判定部５１５で生成された判定信号がＹＭＣＫ信号にフィードバックされる。ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部５１１で処理された信号はγ補正部５１２で濃度調整された後、フィルタ部５１３でスムージング又はエッジ処理される。以上処理された画像データは、５１６のページメモリ部に格納され、プリンタ部の画像形成タイミングに合わせて、プリンタ部へ出力される。
【００１０】
次に、カラープリンタ部の２の構成を説明する。図１において２５０はプリンタ制御部であり、画像形成装置全体の制御部である制御部１００上のＣＰＵ３０１からの制御信号の受け口となる。制御部１００は、カラーリーダ部１に対して、すでに説明した画像読み取り制御を実施することで読み取り画像データを一旦制御部上のメモリ３０２に格納し、プリンタ制御部２５０からの基準タイミングに従いメモリ上の画像データをビデオクロックに同期させて画像データ信号としてプリンタ制御部２５０に送信する。
【００１１】
プリンタ部はプリンタ制御部２５０からの制御信号に基づいて以下で説明する動作を行う。２０１はレーザスキャナで、画像データ信号に対応するレーザ光を、ポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光ドラム２０２に照射する。
【００１２】
感光ドラム２０２は反時計方向へ回転し、レーザースキャナ２０１により感光ドラム２０２上に静電潜像が形成される。２０３は回転カラー現像器であり、回転軸２００の周りに時計方向にブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの各色に対応する現像器２２１、２２２、２２３、２２４を配置して構成される。現像器２２１〜２２４には、トナーとキャリアからなる複数色の２成分現像剤を収容する。尚、本実施例の形態においては、現像器２２１〜２２４は、回転カラー現像器２０３に対して容易に着脱可能な構成となっており、各色の現像器２２１〜２２４は指定された色の位置に装着される。
【００１３】
感光ドラム２０２上にトナー画像を形成する際に、黒単色画像を現像する際にはブラック現像器２２１のみが使用され、ブラック現像器２２１の現像スリーブが感光ドラム２０２と対向する位置まで回転カラー現像器２０３を回転させ、静電潜像された感光ドラム２０２表面と現像バイアスが印加された現像スリーブ面との間に形成される電位量に応じたトナーが、現像器２２１から感光ドラム２０２表面へ飛ばされ、感光ドラム２０２表面の静電潜像が現像される。また、カラー画像の形成を行う場合は、回転カラー現像器２０３をステッピングモータ（不図示）の回転により、現像を行う各分解色に応じて２２１〜２２４の所定の現像器を択一的に回転軸２００を中心に感光ドラム２０２に近接（または接触）させた現像位置に回転動作させて現像を行う。現像器２２１〜２２４からは、感光ドラム２０２上の電荷に応じた量のトナーが供給され、感光ドラム２０２上の静電潜像が現像される。
【００１４】
感光ドラム２０２上に形成されたトナー像は、感光ドラム２０２の時計方向への回転により、反時計方向に回転する中間転写体２０５に転写される。中間転写体２０５への１次転写は、黒単色画像の場合には中間転写体２０５の１回転で、フルカラー画像の場合は同４回転で完了する。中間転写体２０５は、特定の記録紙サイズ、例えばＡ４サイズ以下の画像を形成するときには、中間転写体２０５に２面の画像が形成可能である。
【００１５】
一方、各カセット（上段カセット２０８／下段カセット２０９／３段目カセット２１０／４段目カセット２１１）から各カセット段の各ピックアップローラ２１２／２１３／２１４／２１５によりピックアップされ、各カセット段の各給紙ローラ２１６／２１７／２１８／２１９により搬送される記録紙は、縦パス搬送ローラ２２２／２２３／２２４／２２５によりレジストローラ２２１まで搬送される。手差し給紙の場合には、手差しトレイ２４０に積載された記録紙は、手差し給紙ローラ２２０でレジストローラ２２１まで搬送される。そして、中間転写体２０５への転写が終了するタイミングで、中間転写体２０５と２次転写ローラ２０６の間に記録紙が搬送される。その後、記録紙は２次転写ローラ２０６と中間転写体２０５とに挟まれる形で定着器方向へ搬送されるとともに中間転写体２０５に圧着され、中間転写体２０５上のトナー像が記録紙に２次転写される。記録紙に転写されたトナー像は、定着ローラおよび加圧ローラ２０７により加熱および加圧され記録紙に定着される。なお、記録紙に転写されずに残る中間転写体２０５上の転写残留トナーに関しては、中間転写体２０５の表面上に当接・離間可能なクリーニングブレード２３０をこすり当て、転写残留トナーを中間転写体２０５表面から掻き取ることで、画像形成シーケンス後半の後処理制御でクリーニングされる。感光ドラムユニット内では、残留トナーがブレード２３１によりドラム表面から掻き取られ、感光ドラムユニット内に一体化されている廃トナーボックス２３２まで搬送される。さらに、予期せぬことで吸着している可能性のある２次転写ローラ表面上の正負各極性の残留トナーを２次転写正バイアスおよび２次転写逆バイアスを交互に印加し、中間転写体２０５上に各極性の残留トナーを吸着させ、上記の中間転写クリーニングブレード２３０で残留トナーを掻き取ることで、残トナーが完全にクリーニングされて後処理制御は終了する。
【００１６】
画像が定着された記録紙は、第１排紙の場合には、第１排紙フラッパ２３７を第１排紙ローラ方向に切り替えて、排紙ローラ２３３を目指して排紙される。第２排紙の場合には、第１排紙フラッパ２３７および第２排紙フラッパ２３８を第２排紙ローラ方向に切り替えて、排紙ローラ２３４を目指して排紙される。第３排紙の場合には、一旦反転ローラ２３５で反転動作を行うために、第１排紙フラッパおよび第２排紙フラッパを反転ローラ２３５方向に切り替えて反転ローラ２３５で反転させる。反転ローラ２３５で反転後、第３排紙フラッパを第３排紙方向に切り替えて、第３排紙ローラ２３６を目指して排紙される。両面排紙の場合には、第３排紙の場合と同様に一旦反転ローラ部２３５で反転動作を行い、第３排紙フラッパを両面ユニット方向に切り替えて、両面ユニットに搬送される。両面センサで記録紙が検出されてから所定時間後に一旦停止し、再度画像準備が整い次第再給紙され、２面目の画像形成される。
【００１７】
ここで、シートの種類別の画像形成時動作を詳細に説明する。
【００１８】
［普通紙の場合］
図４は、シートの種類が普通紙である場合の、フルカラー画像形成のタイミングチャートを示す図である。４０１は、感光ドラム２０２及び中間転写転写体２０５を駆動するモータ（図示せず）の速度変化タイミングである。普通紙出力時には、普通紙生産用のスピードＶ１で回転させる。その状態で、ＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された帯電バイアスが印加されて帯電器２７２により表面を−３００〜−９００Ｖに帯電された感光ドラム２０２上に、ＹＭＣＫの順に静電潜像を形成する。ここでは、Ａ４サイズ相当の画像を２枚同時に形成しており、Ｙ−Ａ、Ｍ−Ａ、Ｃ−Ａ、Ｋ−Ａが２枚貼りの１枚目、Ｙ−Ｂ、Ｍ−Ｂ、Ｃ−Ｂ、Ｋ−Ｂが２枚目の画像を示す。４０４は、回転カラー現像器２０３を回転するタイミングであり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがそれぞれ、６０１、６０２、６０３、６０４と対応する。この記号における回転位置はそれぞれ図６の同記号の図に示す通りである。
【００１９】
４０３は感光ドラム２０２上に形成されたトナー像が中間転写体２０５に転写されるタイミングであり、この間、１次転写ローラ２７３において一時帯電電圧が印加される。４０６は中間転写体２０５上に転写されたトナー像をシートに転写するタイミングである。黒単色画像の場合には、４０２、４０３においてＫ−Ａのレーザー及び１次転写と、４０６中のＡの２次転写のみの制御となる。画像形成枚数が３枚以上の場合には、４０７の制御の繰り返しである。
【００２０】
［厚紙の場合］
シートの種類が厚紙である場合のフルカラー画像のタイミングチャートを図５に示す。１次転写終了タイミングまでは普通紙の制御タイミングと同じである。１次転写終了に伴って、５０１においてモータを厚紙生産用のスピードＶ２＝Ｖ１／２に減速すると同時に、回転カラー現像器２０３を図６の６０５に示す位置に回転させる制御を行う。この位置はＹ色とＫ色の現像位置のちょうど中間の位置である。これは、１次転写終了後、回転カラー現像器２０３はＫ色の現像位置６０３にあるため、感光ドラム２０２へのキャリア付着等の問題を防ぐ為である。
【００２１】
更に、１次転写終了に伴って、帯電器２７２に電源から印加するＡＣ電圧分をオフしＤＣ電圧のみを印加するように制御する。このように、キャリア付着という問題をメカ的に回避した結果、その際のＡＣ電圧分をオフすることが可能となりＡＣ電圧による感光体の寿命低下を防止し長寿命化を達成することができる。なお、このとき、ＡＣ電圧と共にＤＣ電圧をオフさせても良いが、トナーのかぶりという観点や次の画像形成ジョブを可能な限り早く実行開始しようとするといったスループットの観点などを考慮すると、画像形成が完了して感光体を停止させるまではＤＣ電圧をオンさせたままにしておくのが好ましい。
【００２２】
モータスピードがＶ２の速度で安定した後、中間転写体２０５上のトナー像と搬送されるシートの先端が一致するタイミングで２次転写５０６を行う。画像形成枚数が３枚以上の場合には、２次転写５０６でＢの画像を転写した後、モータスピードを再びＶ１に加速すると同時に、帯電高圧５０５の設定を１次転写時の設定値に戻し、１次転写高圧の印加を停止する。黒単色画像の場合には、５０２、５０３においてＫ−Ａのレーザー及び１次転写と、５０６中のＡの２次転写のみの制御となる。また、フルカラー画像形成時においてシートサイズがＡ４サイズ以上の副走査方向のサイズであり、中間転写体２０５上に１枚しか同時に形成できない場合には、５０２、５０３においてＹ−Ａ、Ｍ−Ａ、Ｃ−Ａ、Ｋ−Ａのレーザー及び１次転写と、５０６中のＡの２次転写のみの制御となる。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、画像形成途中で中間転写体の回転速度を減速させる場合、中間転写体の回転速度が安定するまでの間に、現像器を感光体に対向しない位置に退避させることで、感光体へのキャリア付着等の問題を軽減することが可能となった。
【００２４】
（その他の実施例）
本実施形態では、モータスピードをＶ１からＶ２に減速した時に、回転カラー現像器をＹとＫの現像位置の中間に順方向に回転し退避させる系について説明を行ったが、退避位置はこれに限定されるものではなく、他の色の現像位置の中間位置でもよい。また、退避時の回転カラー現像器の回転方向も、逆方向に回転させる系でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、１次転写完了に伴い記録材の搬送速度に応じて画像形成速度を変更した際に、像担持体へキャリアが付着してしまうといった現象を防止することができる。更に、このとき帯電器の帯電動作を停止することで像担持体を長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成
【図２】画像形成装置の制御処理部ブロック図
【図３】画像読み取り時のＣＣＤ入力からプリンタ部までのディジタル画像処理部の要部構成を示す図
【図４】普通紙２枚貼りの画像形成のタイミングチャートを示す図
【図５】厚紙２枚貼りの画像形成のタイミングチャートを示す図
【図６】回転カラー現像器の回転位置を示す図
【符号の説明】
１ カラーリーダー部
２ カラープリンタ部
１００ 制御部
１０１ 原稿ガラス台（プラテン）
１０２ 自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）
１０３、１０４ 光源
１０５、１０６ 反射傘
１０７、１０８、１０９ ミラー
１１０ レンズ
１１１ ＣＣＤ（電荷結合素子）
１１２ ＣＣＤが実装されている基板
１１３ ディジタル画像処理部
１１４、１１５ キャリッジ
１１６ 外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
２０１ レーザースキャナ
２０２ 感光ドラム（静電坦持体）
２０３ 現像ロータリ
２０５ 中間転写体
２０６ 転写ベルト
２０７ 加圧ローラ
２０８、２０９、２１０、２１１ カセット
２１１、２１２、２１３、２１４ ピックアップローラ
２６１、２６２、２６３、２６４ 給紙ローラ
２６５、２６６、２６７、２６８ 搬送ローラ
２２０ 手差し給紙ローラ
２１７ フェイスアップ排紙口
２１８ プリンタ制御Ｉ／Ｆ
２２１ ブラック現像器
２２２ イエロー現像器
２２３ マゼンタ現像器
２２４ シアン現像器
２２５ レーザー照射位置
２２６ 可視化位置
３０１ ＣＰＵ
３０２ メモリ
３０３ 操作部

Claims (3)

1. 像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電器と、帯電後の前記像担持体上に形成された静電像を共通の現像部にてトナー及びキャリアを含む現像剤で現像する複数の現像器と、前記複数の現像器を搭載し前記現像部を含む経路で回転する回転体と、を有し、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に１次転写後これを記録材に２次転写する画像形成装置において、
   １次転写完了に伴い記録材の搬送速度に応じて画像形成速度を変更するとき、前記回転体を回動することで現像器を前記現像部から退避させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電器は画像形成の為の帯電動作時にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳した帯電バイアスが印加される構成とされ、前記回転体を回動することで現像器を前記現像部から退避させるのに伴って前記帯電器による帯電動作を停止させることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記帯電器による帯電動作を停止させる際、帯電バイアスのうち少なくともＡＣ電圧をオフすることを特徴とする請求項２の画像形成装置。

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