JP3376150B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式画像形成装置
に関し、特に中間転写ベルトを用いて多色カラー形成を
可能としている画像形成装置に於て、単色コピーを行う
場合の不具合を解消することができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真プロセスを利用した画像形成装置にあって
は、感光体上のトナー像を転写材上に転写、定着するこ
とにより画像形成を行っているが、多色カラー複写が可
能な画像形成装置にあっては、各色毎のトナー像を一旦
中間転写ベルト上に重ねて転写した後で、このトナー像
を一括して転写材上に転写、定着するようにしている。
このような中間転写ベルトを備えた画像形成装置に於て
は、感光体から中間転写ベルト上にトナー像を転写する
際にぼけ画像を発生しやすく、特に単色の文字画像に於
てこのようなぼけ画像が目立ち易く、問題となってい
る。ここでぼけ画像とは、例えば文字画像の場合には、
文字がにじんだような、非常に見にくい画像を意味す
る）。

【０００３】一般的には、中間転写ベルトの材質として
電気的抵抗の低い低抵抗材料を用いると、特に感光体か
ら中間転写ベルト上に転写する際に、ぼけ画像を発生し
易い。これは、低抵抗材料を用いた場合、ベルトに付与
された電荷が移動し易く、トナー保持力が低下するため
に、トナーがドット部以外に散ってしまい、ぼけ画像と
なるからである。逆に、高抵抗の材質を用いた中間転写
ベルトにあっては、ベルトに付与された電荷は移動しに
くく、従ってトナー保持力が強くなり、ぼけ画像は発生
しにくくなる。

【０００４】しかし、高抵抗の材質を用いた場合にはベ
ルトに電荷が累積する為、連続コピーを行う時に、前に
印加した電荷がベルト上に残留し、画像に対する最適転
写バイアスが変化し、画像を安定させることができなく
なる。また、トナーがある箇所とない箇所とで、蓄積さ
れる電荷量が異なる為、連続コピー時に前の画像転写に
おいてトナーがあった箇所が次の画像転写においては転
写しにくくなる現象が発生し、前の画像がネガ残像とし
て次の画像に重なって現れることがある。これを防止す
る為に、コロナ放電等によってベルトを除電する必要が
生じるが、高抵抗の材質は電荷を保持し易いと同時に除
電も行いにくいため、感光体の露光除電に比べてかなり
の困難を伴う。また、除電のためのコロナ放電に於て
は、オゾン発生による周辺環境に対する悪影響も起きて
いる。ぼけ画像の問題も発生せず、しかも除電手段も必
要とされないような抵抗値の設定は非常に困難であるた
め、従来は中抵抗材料から成る中間転写ベルトを使用
し、ぼけ画像の発生を甘受しているのが実情であった
が、このことは画像品質低下の主原因の一つであった。

【０００５】また、メーカーサイドから見た最近のカラ
ー複写機動向として、カラーコピー機を白黒コピー機と
しても兼用し、中小の一般オフィス市場を開拓しようと
いう動きが強まっている。しかし、従来の中間転写方式
を採用したカラーコピー機にあっては、白黒コピーにお
いても中間転写ベルトを介して転写を行う為、白黒コピ
ーのスピードが遅くなるばかりか、中間転写ベルトを単
色コピーのために多用することにより中間転写ベルトの
寿命が縮まり、またメンテナンス頻度が高まるという問
題を有する。また、上記した文字部に発生するぼけ画像
は白黒コピーを主として行うユーザにとっては許容でき
ない欠点となる場合が多い。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、転写ベルトを用いて多色コピーを可能とする画像形
成装置に於て、単色コピーを行う際のぼけ画像の発生を
防止し、コピー速度を高めることを目的としている。ま
た、他の目的は、上記画像形成装置に於て、単色コピー
時の像形成時には、中間転写ベルトを感光体から離間さ
せることにより、中間転写ベルトから感光体への無用な
トナーの付着や、画像の乱れを防止することにある。更
に、他の目的は、単色コピー時と多色コピー時の転写材
搬送経路をほぼ同一経路とし、搬送機構を単純化するこ
とを目的としている。

【０００７】

【発明の構成】上記目的を達成するため、本発明は、ト
ナー像を担持して回転する感光体と、該感光体からトナ
ー像の転写を受ける中間転写ベルトとを備えた電子写真
式画像形成装置において、単色コピー時には感光体上の
トナー像を転写材上に直接転写し、多色コピー時にはト
ナー像を一旦上記中間転写ベルト上に転写して各色のト
ナー像を中間転写ベルト上で重ねてから該中間転写ベル
ト上のトナー像を転写材上に転写するようにしたこと、
上記中間転写ベルト上のトナー像を上記転写材上に転写
する際に、上記感光体より中間転写ベルトへ転写する際
の回転方向と反対方向に中間転写ベルトを回転させるよ
うにしたこと、単色コピー時には、上記中間転写ベルト
を感光体から離間させることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面に示した好適な実施例により
本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の画
像形成装置の概略構成説明図であり、この画像形成装置
は、カラー画像読取り装置、カラー画像記録装置、給紙
バンク等により構成されている。カラー画像読取り装置
（以下、カラースキャナと称する）２００は、コンタク
トガラス２０２上の原稿１８０の画像を照明ランプ２０
５、ミラー群２０４、及びレンズ２０６を介してカラー
センサ２０７に結像して原稿のカラー画像情報を、例え
ばBlue,Green,Redの色分解光毎に読取り、これを電気的
な信号に変換する。カラーセンサ２０７は、この例で
は、Ｂ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤのような光電変換
素子で構成されており、３色同時読取りを行う。このカ
ラースキャナ２００で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号
強度レベルを元にして、図示しない画像処理部で色変換
処理を行い、Black(以下、 Ｂｋと記す）、Cyan（以下、
Ｃと記す）、Magenta （以下、Ｍと記す）、Yellow（以
下、Ｙと記す）のカラー画像データを得る。

【０００９】これを次に述べるカラー画像記録装置（以
下、カラープリンタと称する）４００によってＢｋ，
Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行い、最終的なカラーコピーとす
る。なお、Ｂｋ，Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得る為のカ
ラースキャナ２００の動作方式は、カラープリンタ４０
０の動作とタイミングをとったスキャナスタート信号を
受けて、図１に於て、照明・ミラー光学系が左矢印方向
へ原稿走査し、一回走査毎に一色の画像データを得る。
この動作を合計４回繰り返すことにより、４色画像デー
タを得る。各動作毎にカラープリンタ４００で順次顕像
化を行いつつ、これらを重ね合わせて４色フルカラー画
像を形成する。

【００１０】次に、カラープリンタ４００の概要を説明
する。書込み光学ユニット４００Ａは、カラースキャナ
２００からのカラー画像データを光信号に変換して、原
稿画像に対応した光書込みを行い、感光体ドラム４１４
に静電潜像を形成する。書込み光学ユニット４００Ａ
は、レーザ発光手段４４１と、その発光駆動制御部（図
示せず）、ポリゴンミラー４４３とその回転用モータ４
４４、ｆ／θレンズ４４２や反射ミラー４４６等で構成
されている。感光体ドラムは、矢印で示す様に時計廻り
方向に回転するが、その周囲には感光体クリーニングユ
ニット４２１、除電ランプ４１４Ｍ、帯電器４１９、電
位センサ４１４Ｄ、リボルバー現像装置４２０、現像濃
度パターン検知器４１４Ｐ、中間転写ベルト４１５等が
配置されている。リボルバー現像装置４２０は、Ｂｋ現
像器４２０Ｋ、Ｃ現像器４２０Ｃ、Ｍ現像器４２０Ｍ、
Ｙ現像器４２０Ｙと、各現像器を反時計廻り方向に回転
させるリボルバー回転駆動部とから成る。各現像器は、
静電潜像を現像する為に現像剤の穂を感光体４１４の表
面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み
上げ・攪拌するために回転する現像パドル等で構成され
ている。

【００１１】待機状態では、リボルバー現像装置はＢｋ
の位置にセットされており、コピー動作が開始される
と、カラースキャナ２００で所定のタイミングからＢｋ
画像データの読取りがスタートし、この画像データに基
づきレーザ光による光書込み・潜像形成が始まる（以
下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像と称す
る。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同じ）。このＢｋ潜像の先端
部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像器の現像位置に潜像
先端部が到達する前に、現像スリーブを回転開始して、
Ｂｋ潜像をＢｋトナーで現像する。以後、Ｂｋ潜像領域
の現像動作を継続するが、潜像後端部がＢｋ現像位置を
通過した時点で、速やかに現像位置にＢｋ現像ユニット
の次の色の現像ユニットがくるまでリボルバー現像装置
を回転させる。この動作は、少なくとも次の画像データ
による潜像先端部が現像位置に到達する前に完了させ
る。

【００１２】各色の像形成は以下の様にして実施され
る。即ち、帯電器４１９は、コロナ放電によって感光体
ドラム４１４を負電荷で約−７００Ｖに一様に帯電す
る。続いて、レーザダイオード４４１は画像信号に基づ
いてラスタ露光を行う。このようにラスタ像が露光され
たとき、当初一様に帯電された感光体ドラム４１４の露
光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、静
電潜像となる。現像装置４２０内のトナーは、フェライ
トキャリアとの攪拌によって負極性に帯電され、また本
現像装置の各色の現像スリーブは、感光体ドラム４１４
の金属基体層に対して図示しない電源手段によって負の
直流電位と交流とが重畳された電位にバイアスされてい
る。この結果、感光体４１４の電荷が残っている部分に
はトナーが付着せず、電荷のない部分、つまり露光され
た部分には各色のトナーが吸着され、潜像と相似な可視
像が形成されることになる。

【００１３】多色コピーの際には、感光体上のトナー像
を一旦中間転写ベルト４１５上に転写し、各色のトナー
像の重ね合わせを完了した後で、多色転写チャージャ４
１７により転写材上に一括転写する。即ち、像形成サイ
クルが開始されると、まず感光体ドラム４１４は矢印の
様に時計廻りに回転し、中間転写ベルト４１５は反時計
廻りに図示しない駆動モータにより回転される。中間転
写ベルト４１５の回転に伴って、Ｂｋトナー像形成、Ｃ
トナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行わ
れ、最終的にＢｋ，Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト４
１５上に重ねてトナー像が形成される。中間転写ベルト
４１５は、駆動ローラ４１５Ｄと、その他の従動ローラ
群によって張設されており、図示しない駆動モータによ
り駆動制御される。

【００１４】感光体４１４上に形成されたＢｋトナー像
は、感光体と接触状態で等速駆動されている中間転写ベ
ルト４１５の表面に転写される。この転写動作は、感光
体４１４と中間転写ベルト４１５が接触した状態に於
て、転写バイアスローラ４１０に所定のバイアス電圧を
印加することにより行う。感光体４１４上に残った若干
の未転写残留トナーは、感光体４１４の再使用に備えて
感光体クリーニング装置４２１で清掃、回収される。回
収されたトナーは、回収パイプを経由して図示しない排
トナータンクに蓄えられる。ところで、感光体４１４側
では、Ｂｋ工程の次にＣ工程に進むが、所定のタイミン
グからカラースキャナによるＣ画像データの読取りが始
まり、当該画像データによるレーザ光書込みによりＣ潜
像形成を行う。以後、Ｃ潜像領域の現像を継続するが、
Ｃ潜像後端部が現像位置を通過した時点で先のＢｋ現像
器の場合と同様にＣ現像ユニットの回転動作を行う。こ
の動作も次のＭ潜像先端部が現像位置に到達する前に完
了させる。なお、Ｍ及びＹの工程については、夫々の画
像データ読取り・潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ・
Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。

【００１５】上記の様に中間転写ベルト４１５には、感
光体４１４に順次形成するＢｋ，Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像
を、同一面上に順次位置合わせして、４色重ねのベルト
転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転写機
にて一括転写を行うが、この一括転写の際に、本発明で
は、図２に示した如きベルト解除ブラケット４３０を図
示しない機構により回転させて中間転写ベルト４１５を
感光体４１４より解除させ、更に中間転写ベルト４１５
を感光体から中間転写ベルトへ転写する際の反時計廻り
方向の回転とは逆の時計廻り方向の回転に切り替えてい
る。この操作により、転写材の搬送経路を単色コピー
と、多色コピーの場合とで、切り替える必要がなくな
る。

【００１６】即ち、本発明では、一端部に転写バイアス
ローラ４１０を支持すると共に他端に従動ローラ４３１
を支持し、更に、中央部の軸４３０ａにより実線で示す
転写位置から破線で示す解除位置まで回動自在に構成さ
れたベルト解除ブラケット４３０を備え、ベルト解除ブ
ラケット４３０が転写位置にある時には多色コピーを行
い、解除位置にある時には単色コピーを行うようにした
点が特徴的である。そして、多色コピー時には２次転写
位置で中間転写ベルト４１５と対面した多色コピー時転
写装置４１７を用い、単色コピー時には感光体４１４と
対面した単色コピー時転写装置４１８を用いる。いずれ
の転写装置４１７、４１８も、同一の転写材搬送経路に
沿って配置されており、ベルト解除ブラケット４３０の
位置を変更するだけで、多色コピー、単色コピーを切り
替えることができる。

【００１７】また、多色コピー時には中間転写ベルト４
１５は図２に示す様に反時計廻り方向に回動（走行）す
るので、転写紙上に多色トナーを一括転写する際の回転
方向をも同方向とすると、多色時コピー転写装置４１７
の位置を図２に示した位置（単色コピー時の転写紙搬送
経路）に設定することは困難となる。つまり、両転写装
置４１７、４１８を同一搬送経路上に配置することが不
可能となる。しかし、本発明では、感光体上から中間転
写ベルト上に対する転写時の中間転写ベルトの回転方向
を、中間転写ベルト上の多色トナーを転写紙上に転写す
る際の回転方向と逆方向（時計廻り方向）にしているの
で、当該逆方向への回転により搬送経路を通過する転写
材をベルトにより搬送することが可能となる（転写材の
搬送を妨げることがなくなる）。この逆方向への回転時
には上記ベルト解除ブラケット４３０により中間転写ベ
ルトを感光体から解除させておくことは勿論である。

【００１８】具体的な転写手順としては、例えば４色目
のトナーを中間転写ベルト上に転写完了して、トナー像
の終端部が感光体を通過し、更に多色コピー時転写装置
４１７を通過した時点以降に、ブラケット４３０を解除
し、更に中間転写ベルトの逆送りを転写紙の搬送タイミ
ングと整合させつつ行う。このことにより、４色トナー
像は転写材上に転写される。多色コピー時転写装置４１
７は、コロナ放電方式にて、ＡＣ＋ＤＣ、又はＤＣ成分
を印加して、中間転写ベルト上の多色重ねトナー像を転
写紙上に転写するものである。

【００１９】最下部に位置する給紙バンク４８０内の複
数段の転写紙カセット４８２には、夫々各種サイズの転
写紙が収納されており、指定されたサイズ紙の収納カセ
ットから、給紙コロ４８３によってレジストローラ４１
８Ｒ方向へ給紙、搬送される。像形成が開始される時期
に、転写紙１９０は前記いずれかの給紙口から給送さ
れ、レジストローラ対４１８Ｒのニップ部に先端を突き
当てて待機している。そして、多色コピー時転写装置４
１７の位置に中間転写ベルト４１５上のトナー像先端が
差し掛かる時に、ちょうど転写紙先端がこの像先端に一
致するようにレジストローラ対４１８Ｒが駆動され、紙
と像のレジスト合わせが行われる。このようにして転写
紙が中間転写ベルト像と重ねられて正電位につながれた
多色コピー時転写装置４１７の上を通過する。このと
き、コロナ放電電流によって転写紙が正電荷で荷電さ
れ、トナー像のほとんどが転写紙上に転写される。続い
て、中間転写ベルト４１５から剥離して搬送ベルト４２
２に移る。

【００２０】中間転写ベルト面から４色重ねトナー像を
一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト４２２で定着器
４２３に搬送されて定着を受け、続いて排紙ロール対４
２４により装置本体外経排出されトレイ上にスタックさ
れる。なお、ベルト転写後の感光体４１４は、感光体ク
リーニングユニット４２１（ブラシローラ、ゴムブレー
ド）で表面をクリーニングされ、また除電ランプ４１４
Ｍにより均一に除電される。また、転写紙にトナー像を
転写した後の中間転写ベルト４１５は、クリーニングユ
ニット４１５Ｃを圧接させることにより、クリーニング
される。

【００２１】リピートコピーの時には、カラースキャナ
の動作及び感光体への画像形成は、１枚目の（４色目）
画像工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の（１
色目）画像工程に進む。中間転写ベルトの方は、１枚目
の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、
表面をベルトクリーニング装置でクリーニングされた領
域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるように
する。その後は、１枚目と同様の動作になる。以上の説
明は、４色フルカラーを得るコピーモードの説明であっ
たが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、
指定された色と回数について上記の動作を行うことにな
る。

【００２２】単色コピーモードの場合には、所定枚数の
単色コピー動作が完了するまでの間、リボルバー現像装
置４２０の所定の使用色の現像器のみを現像作動状態に
して（現像位置に移動させて）、感光体上にトナー像を
形成し、このトナー像を単色時転写装置４１８（コロナ
放電方式、ＡＣ＋ＤＣｏｒＤＣ）により直接転写紙上に
転写する。なお、単色コピーモードの場合には、中間転
写ベルトへの転写が介在しない為、つまり転写回数が一
回減る為、原稿画像とはミラー反転した画像を感光体上
に予め形成する必要がある。多色コピーモードの場合に
は、反転しない画像を感光体上に形成するため、単色コ
ピーと多色コピーの場合では、夫々画像処理部より書込
み部に送る信号を切換え、ミラー反転させることが必要
となる。

【００２３】上述の様に単色コピー時には図２に破線で
示した様にベルト解除ブラケット４３０を軸４３０ａを
中心として回動させることにより、中間転写ベルト４１
５を感光体４１４から離間させる。このことにより、単
色コピー時に、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに
接触させることなく転写紙上に転写して、画像乱れの発
生を防止することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明で
は、トナー像を担持して回転する感光体と、該感光体か
らトナー像の転写を受ける中間転写ベルトとを備えた電
子写真式画像形成装置において、単色コピー時には感光
体上のトナー像を転写材上に直接転写し、多色コピー時
にはトナー像を一旦上記中間転写ベルト上に転写して各
色のトナー像を中間転写ベルト上で重ねてから該中間転
写ベルト上のトナー像を転写材上に転写するようにした
ので、単色時のぼけ画像の発生を防止できる。また、上
記中間転写ベルト上のトナー像を上記転写材上に転写す
る際に、上記感光体より中間転写ベルトへ転写する際の
回転方向と反対方向に中間転写ベルトを回転させるよう
にしたので、転写材の搬送路を単色時と多色時の場合と
で同じにすることができ、搬送機構を単純化できる。

【００２５】請求項２記載の発明では、単色コピー時に
は、上記中間転写ベルトを感光体から離間させるように
したので、単色時のぼけ画像の発生を防止すると共に、
単色時には中間転写ベルトを感光体から離間させている
ので、感光体上のトナー像を中間転写ベルトとの接触に
より乱すことなく転写材上に転写することができる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の概略構成説
明図。

【図２】図１の要部構成を示す図。

【符号の説明】

２００ カラー画像読取り装置（カラースキャナ）、４
００ カラープリンタ、４１４ 感光体、４１５ 中間
転写ベルト、４２０ リボルバー現像装置、４１７ 多
色転写チャージャ、４２０ リボルバー現像装置、４３
０ ベルト解除ブラケット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−293062（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42687（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214174（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115040（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191515（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−346739（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332286（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を担持して回転する感光体と、該
   感光体からトナー像の転写を受ける中間転写ベルトとを
   備えた電子写真式画像形成装置であって、 単色コピー時には感光体上のトナー像を転写材上に直接
   転写し、多色コピー時にはトナー像を一旦上記中間転写
   ベルト上に転写して各色のトナー像を中間転写ベルト上
   で重ねてから該中間転写ベルト上のトナー像を転写材上
   に転写するようにした画像形成装置において、 上記中間転写ベルト上のトナー像を上記転写材上に転写
   する際に、上記感光体より中間転写ベルトへ転写する際
   の回転方向とは反対方向に中間転写ベルトを回転させる
   ようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】単色コピー時には、上記中間転写ベルトを
   上記感光体から離間させることを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。