JP2005257780A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本体サイズ、本体コスト、生産性、画質、再転写等の全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて複数色による画像形成を行う画像形成装置を提供すること。
【解決手段】複数の像担持体のうち少なくとも１つには単数の現像手段を設けた像担持体を有し、残る前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには複数の現像手段を設けた像担持体を有しており、複数の現像手段を設けた像担持体を中間転写体の進行方向に対し下流側に配置し、単一の前記像担持体から前記中間転写体への１次転写は１回のみとし、中間転写体を１回転することで画像形成を行う速度優先画像形成モードと、前記複数の現像手段を設けた像担持体のうち最上流側から画像形成を開始し、１つの前記像担持体に設けた前記複数の現像手段と同数の回数だけ中間転写体を回転し、その回転毎に現像することで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

本発明は、電子写真方式を利用してカラー画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置、特にカラー画像形成装置の普及とともに、従来より更に高画質化、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。

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、従来のマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナーによる画像形成だけではなく、インクジェットプリンタ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や、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等の手法が考えられている。

このような４色以上の多色コピー、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２に示すような６ドラムタンデム方式、又は図３に示すような特許文献１，２等に記載された１ドラム方式等が挙げられる。

特開２０００−０９８６９２号公報 特開２０００−３４７４７６号公報

図２の６ドラムタンデム方式の場合、転写ベルトは１周で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、図からも分かる通り、先ず画像形成装置本体が大型化する問題点が挙げられる。

又、１色に１つの感光ドラムを使用するため、ドラム周りの例えば帯電器、クリーニング装置、更には書き込み部であるレーザースキャナ部等も６個必要となり、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。

更に、感光ドラムの大径化も空間上及び配置上の点で難しいため、感光ドラム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、更にはレーザースキャナ部の光路長、モータ配置等にも空間的な制約を受けることは容易に想像がつく。これは、高画質化或は高安定化という点で明らかに不利な構成である。

次に、図３に示されるような１ドラム構成の場合は、現像器のみ６個必要とするだけであるため、本体サイズが小さく部品点数が少ないため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はドラムそのものも或る程度の大型化、大径化が可能であること、更にレーザースキャナ部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。

しかしながら、６色の画像形成を行う場合は転写ベルト、或は転写ドラムが６周しなくてはならないため、装置の生産性は６ドラムタンデム方式と比べると１／６になってしまう欠点がある。

又、図４の特許文献１のように回転式の現像器を用いる場合は、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、現像器を保持する現像回転部が非常に大型化してしまうため、この回転体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。このため、現像器の切り替えの時にこの回転体を回転させるための駆動部の構成がモータを含めて非常に大型化するか、場合によっては非常に時間を掛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。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。

更に、特許文献１のような固定式の現像器の配置においては、各々の現像器と感光ドラムの重力方向を含む位置的な関係が全て異なるため、６種類全て異なる現像器としなくてはならず、部品種類の増加等を招く他、各々の条件設定等の手間も現像器の数の分だけ増えることが予想される。

又、先に述べた画像の潜像部からの距離が色によって異なるため、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は減衰分を見込んだ潜像の形成等が採られるが、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点も生じる。

又、中間転写体上に複数のトナーを重ねる多色コピーにおいては、濃淡トナーを用いることで画像の粒状感を低減でき、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は色再現性を向上することができる等、トナーの数を増やすことにより高画質化には有利な面が多い反面、中間転写体上に各色のトナー画像を重ね合わせ形成する時に、予め中間転写体上に載っていたトナーが、次のトナーを載せるときに感光ドラムに戻ってしまうという再転写の問題がある。

前記再転写は、例えば従来の４色のトナーを用いたフルカラー画像形成装置でも、最初に現像したトナー画像で最低３回再転写してしまっていたものが、更にトナー数を増加させることにより、その回数も増加してしまい、結果として画像劣化となってしまう。

又、画像形成装置の構成よっては、４色フルカラー画像であっても、３回以上の再転写を行うことになってしまい、画質安定性という面からも不利である。

更には、トナー数を増やすことにより記録材上に形成されるトナー像の層が多重となり、これを定着器で圧力等を加え定着するときにドットが広がってしまい、「
がさつき」 と呼ばれる画像劣化に繋がってしまうという問題点もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、本体サイズ、本体コスト、生産性、画質、再転写等の全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて複数色による画像形成を行う画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、複数の像担持体を有し、各像担持体に対してそれぞれ単数若しくは複数の現像手段を設け、前記像担持体ごとに現像剤像が形成され、順次中間転写体上に転写する画像形成装置において、前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには単数の現像手段を設けた像担持体を有し、残る前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには複数の現像手段を設けた像担持体を有しており、複数の現像手段を設けた像担持体を前記中間転写体の進行方向に対し下流側に配置し、単一の前記像担持体から前記中間転写体への１次転写は１回のみとし、中間転写体を１回転することで画像形成を行う速度優先画像形成モードと、前記複数の現像手段を設けた像担持体のうち最上流側から画像形成を開始し、１つの前記像担持体に設けた前記複数の現像手段と同数の回数だけ中間転写体を回転し、その回転毎に現像することで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。

本発明によれば、複数の像担持体のうち少なくとも１つには単数の現像手段を設けた像担持体を有し、残る前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには複数の現像手段を設けた像担持体を有しており、複数の現像手段を設けた像担持体を中間転写体の進行方向に対し下流側に配置し、単一の前記像担持体から前記中間転写体への１次転写は１回のみとし、中間転写体を１回転することで画像形成を行う速度優先画像形成モードと、前記複数の現像手段を設けた像担持体のうち最上流側から画像形成を開始し、１つの前記像担持体に設けた前記複数の現像手段と同数の回数だけ中間転写体を回転し、その回転毎に現像することで画像形成を行う複数色画像形成モードを有するように画像形成装置を構成することにより、速度優先画像形成モードではタンデム方式の利点としての高生産性は損なわず、複数色画像形成モードでは再転写を防止した良好な画像を得ることができる。

又、現像手段にＹ，Ｂｋ，Ｍ，Ｃの４色とその淡色トナーを用いた場合には、中間転写体１回転で４色フルカラー画像の形成を可能とし、中間転写体２回転で粒状感を低減した高画質な画像の形成が可能であり、生産性に無駄の無い構成とすることが可能である。更には、濃淡トナーを用いた場合に淡色トナーより画像形成を開始することで、再転写及びがさつきによる画像劣化を最低限に抑えることが可能である。

又、本体サイズについては、１ドラム方式とほぼ同等程度で実現可能であり、６ドラムタンデム方式と比べてコンパクトで安価な構成とすることが可能である。

以上より、本発明により、本体サイズ、本体コスト、生産性、画質、再転写等の全ての面で非常にバランスの良い、優れた構成にて複数色による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。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るフルカラー画像形成装置の概略断面図を示す。

図示のフルカラー画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部をそれぞれ有する。

リーダ部において、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に送出される。

プリンタ部において、像担持対である４つの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄ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の周りに、前露光ランプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、コロナ帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、レーザ露光光学系３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、電位センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、色の異なる４個の現像器４ａ，４ｂ，４−１ｃ，４−１ｄと下流側の感光ドラムに設けられた２個の現像器４−２ｃ，４−２ｄ、転写装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、クリーニング器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを配置する。

レーザ露光光学系３ａ（３ｂ，３ｃ，３ｄ）においてリーダ部からの画像信号は、（図示しない）レーザ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光がポリゴンミラー３５ａ（３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ）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，１ｃ，１ｄ）の面に投影される。

プリンタ部画像形成時には感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄを矢印方向に回転させ、前露光ランプで除電した後の感光ドラムを帯電器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、感光ドラム上に潜像を形成する。次に、現像器により感光ドラム上の潜像を現像し、感光ドラム上に樹脂と顔料を基体としたトナーの画像を形成する。

ここで、本実施の形態においては、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の従来のカラー複写機にて使用する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。

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。

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トナーである。

現像器内のトナーは、図示ののようにレーザ露光光学系３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上に配置された各色毎のトナー収納部（ホッパー）６１〜６６から現像器内のトナー比率（或はトナー量）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。

感光ドラム上に形成されたトナー像は、それぞれの転写装置部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ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。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１によって駆動され、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を駆動ローラに対して接離可能に構成する。

又、従動ローラ５２の対向には、それぞれのドラム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する制御を行っている。

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。

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２次転写部５４に搬送される。

２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、熱ローラ定着器９にてトナー像を定着され、排紙トレー或は用紙後処理装置に排紙される。

他方、２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。

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に一旦導いた後、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。

ここで、本発明の特徴である６色４ドラムタンデム方式における現像器の配置及び色の振り分け、更に画像形成モードについて説明する。

先ず、Ｙ，Ｂｋ，Ｍ，Ｃ４色による速度優先画像形成モードについて説明する。

各色の振り分けは中間転写ベルトの進行方向の上流側から、４ａにＹ、４ｂにＢｋ、４−１ｃにＭ、４−１ｄにＣをそれぞれ配置し、画像の形成順序を、Ｙ→Ｂｋ→Ｍ→Ｃとしている。

このように配置することで、速度優先画像形成モードでは中間転写ベルトを１回転する間に前述の色順で４色のフルカラー画像形成が可能となり、４色４ドラムタンデム方式と同等の高い生産性が得られる。

次に、Ｙ，Ｂｋ，Ｍ，Ｃの４色に淡Ｃと淡Ｍを加えた６色による６色画像形成モードについて説明する。

淡Ｍと淡Ｃはそれぞれ現像器４−２ｃと４−２ｄに振り分けられ、つまり中間転写ベルトの進行方向の上流側から、４ａにＹ、４ｂにＢｋ、４−１ｃにＭ、４−２ｃに淡Ｍ、４−１ｄにＣ、４−２ｄに淡Ｃと配置され、中間転写ベルトが２周することで６色全ての画像形成が終了する。

このとき、画像の形成順序を、淡Ｍ→淡Ｃ→Ｙ→Ｂｋ→Ｍ→Ｃとし、中間転写ベルトの進行方向に対し下流側に配置された複数の現像器を設けた感光ドラムのうち最上流側の感光ドラム１ｃから画像形成を開始することで、６色全ての画像を形成する際にファーストコピー時間（Ｆｃｏｔ）が、ドラム間の距離、２区間分を中間転写ベルトが移動する時間分短縮できる。

又、感光ドラム１ｃから画像形成を開始することで、感光ドラムと中間転写ベルトのニップ部を通過する回数が６回となり、無駄な感光ドラムと中間転写ベルトのニップ部の通過を避け、再転写の回数を最小限に抑えるという利点もある。

更には、濃度が低いために１画素（ドット）が濃色トナーより目立ちにくく再転写による画像劣化も目立ちにくい淡色トナーより画像形成を開始することにより、再転写の影響が出易い濃色トナーの再転写回数を減らし、再転写による画像劣化を最低限に抑えることができる。

同様に、淡色トナーより画像形成を開始することにより、２次転写した際に記録材上の上側にがさつきの目立たない淡色トナーがくるようになり、結果としてこのトナー層ががさつきの影響が出易い濃色トナーのクッションとしての役割を担い、濃色トナーのドットが広がるのを低減してくれる。

以上より、４色による速度優先画像形成モードが中間転写ベルト１周で形成され、６色による粒状感がなく、再転写、がさつきを最低限に抑えた高画質画像形成モードが中間転写ベルト２周で形成される構成となる。

ここで、図１に示した画像形成装置と図２の６ドラムタンデム方式の画像形成装置の本体サイズに着目すると、本実施の形態の画像形成装置は給紙カセットによって決まる本体幅の範囲で画像形成部及びトナーホッパー部が構成されており、図２の６ドラムタンデム方式の画像形成装置が前記給紙カセットによって決まる本体幅に収まっていないのに対し、明らかにコンパクトな本体サイズとなっている。

前記本体幅は、図３に示すような小型構成に最も有利な１ドラム方式の画像形成装置と同等程度の本体幅となっており、本実施の形態の画像形成装置は小型で、タンデム方式の利点である高生産性が得られる構成であると言える。

又、コストの面でも本実施の形態の画像形成装置は６ドラムタンデム方式に対して、プロセスユニット及びレーザースキャナの部品点数が少なくて済むことから、安価な構成であることが言える。

以上の説明においては、淡Ｍ及び淡ＣをＹ，Ｂｋ，Ｍ，Ｃに加えた６色構成について述べたが、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。

本発明は、電子写真方式を利用してカラー画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対して有用である。

本発明に係る画像形成装置の主断面図である。 ６色タンデム方式の６色画像形成装置の主断面図である。 １ドラム方式における６色画像形成装置の主断面図である。 従来の装置構成図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光ドラム
２ａ〜２ｄ コロナ帯電器
３ａ〜３ｄ レーザ露光光学系
４ａ，４ｂ，４−１ｃ，４−１ｄ，４−２ｃ，４−２ｄ 現像器
５ 中間転写ベルト
５ａ〜５ｄ 転写装置
６ａ〜６ｄ クリーニング器
１２ａ〜１２ｄ 電位センサ
５０ 転写クリーニング装置

Claims (6)

1. 複数の像担持体を有し、各像担持体に対してそれぞれ単数若しくは複数の現像手段を設け、前記像担持体ごとに現像剤像が形成され、順次中間転写体上に転写する画像形成装置において、
   前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには単数の現像手段を設けた像担持体を有し、残る前記複数の像担持体のうち少なくとも１つには複数の現像手段を設けた像担持体を有しており、複数の現像手段を設けた像担持体を前記中間転写体の進行方向に対し下流側に配置し、単一の前記像担持体から前記中間転写体への１次転写は１回のみとし、中間転写体を１回転することで画像形成を行う速度優先画像形成モードと、
   前記複数の現像手段を設けた像担持体のうち最上流側から画像形成を開始し、１つの前記像担持体に設けた前記複数の現像手段と同数の回数だけ中間転写体を回転し、その回転毎に現像することで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。
2. ４個の像担持体を有し、ぞれぞれの像担持体に対し、イエロー、ブラック、マゼンタ、シアンの４色のトナーを現像する現像手段を設け、更に淡いマゼンタと淡いシアンの２色のトナーを現像する現像手段を、前記中間転写体の回転方向に対し下流側に配置した２個の像担持体にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. ４個の像担持体を有し、ぞれぞれの像担持体に対し、イエロー、ブラック、マゼンタ、シアンの４色のトナーを現像する現像手段を設け、更に淡いブラック、淡いマゼンタと淡いシアンの３色のトナーを現像する現像手段を、前記中間転写体の回転方向に対し下流側に配置した３個の像担持体にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. シアンと淡いシアン、マゼンタと淡いマゼンタ、ブラックと淡いブラックはそれぞれ同一の顔料を使用しており、顔料の使用量の差にて濃度の濃淡を形成したものであることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記複数の現像手段を設けた像担持体に前記複数の現像手段により画像形成する場合は、前記淡色トナーから画像成形を開始することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
6. 前記速度優先画像形成モードでは、イエロー、ブラック、マゼンタ、シアンのトナーを現像する現像手段により、前記中間転写体への１次転写は１回のみとし、中間転写体を１回転することでフルカラー画像形成を行い、複数色画像形成モードでは搭載した全ての現像手段により前記中間転写体への１次転写を２回行い、中間転写体を２回転することでより高画質なフルカラー画像形成を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。

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