JP3527353B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は画像形成装置、特
に印刷速度の向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置には印刷速度の向上が要求
されてきている。これに対して、例えば特開平２-6982
号公報に掲載された画像形成装置は転写ドラムに複数枚
の転写紙を巻きつけ順次転写紙にトナー像を転写するこ
とにより印刷速度を向上している。

【０００３】さらに、特開平４-296877号公報に掲載さ
れた画像形成装置は中間転写ベルトに複数枚の転写紙分
の画像を形成することにより印刷速度を向上している。

【０００４】また、特開平５-72861号公報に掲載された
画像形成装置は中間転写ベルト上に１枚の転写紙分の画
像形成を行い、中間転写ベルトをスイッチバックするこ
とで印刷速度を向上している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２-6982号公報に掲載された画像形成装置及び特開平４-
296877号公報に掲載された画像形成装置では画像を１枚
の転写紙に複写する場合であっても画像を複数枚の転写
紙に転写するのと同様の動作をするため、逆に印刷速度
が遅くなる場合がある。

【０００６】また、特開平５-72861号公報に掲載された
画像形成装置では画像を複数印刷する場合に印刷速度が
遅くなる。

【０００７】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、あらゆる状況下における印刷効率の
向上を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像形成
装置は、トナー像を担持し回転駆動することにより、ト
ナー像を次工程まで搬送する担持体を有しており、設定
されたプリント枚数と形成する画像の送り長さが担持体
の一周の長さの半分を越えるか否かのいずれか一方又は
双方に応じて、１枚の転写紙分の画像形成が行われる担
持体を往復動で回転駆動する１画面形成方式と、複数枚
の転写紙分の画像形成が行われる担持体が往動で回転駆
動する複数画面形成方式とのいずれかに切り換えて画像
形成を行い、画像形成条件に応じて画像形成効率を高め
る。

【０００９】さらに、最初の１枚目の転写紙に画像を印
刷する場合は１画像形成方式に切り換えて、画像形成指
示から最初の画像形成までの時間を短縮する。

【００１０】さらに、印刷残枚数が１枚の場合には１画
像形成方式に切り換えて、余分な動作を防止する。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の画像形成装置は、印刷
設定枚数、画像サイズのいずれか一方又は双方に応じて
１画面形成方式を用いて画像を形成するか又は複数画面
形成方式を用いて画像を形成するかを切り換えることに
より、印刷速度の向上を図るものである。ここで、１画
面形成方式とは、例えば中間転写ベルト上に１枚の転写
紙分の画像形成を行い中間転写ベルトをスイッチバック
することで印刷速度を向上する方式をであり、複数画面
形成方式とは、例えば中間転写ベルトに複数枚の転写紙
分の画像を形成し形成した画像に合わせて転写紙を搬送
することにより印刷速度を向上する方式である。

【００１２】画像形成装置は、例えばスキャナ及びプリ
ンタを有する。スキャナは原稿上の画像を照射し、反射
光をミラー群及びレンズを介してカラーセンサに結像し
て、原稿上の画像を読み取り電気的な信号に変換する。

【００１３】プリンタは、例えば書き込み光学ユニッ
ト、感光体ドラム、現像器、中間転写ベルト、感光体ク
リーニングユニット、除電ランプ、帯電器、及び主制御
部を備える。書き込み光学ユニットはスキャナからの画
像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書
き込み処理を行ない感光体ドラム上に静電潜像する。現
像器は感光体ドラム上に形成した静電潜像を現像して感
光体ドラム上にトナー像を形成する。感光体ドラムに形
成したトナー像を、感光体ドラムと中間転写ベルトが接
触している状態で転写バイアスローラに所定のバイアス
電圧を印加することにより、感光体ドラムと等しい速度
で駆動されている中間転写ベルトに転写する。紙転写ユ
ニットは所定のバイアス電圧を印加して中間転写ベルト
に形成されたトナー像を転写紙に転写する。定着器は転
写紙のトナー像を溶融定着する。感光体クリーニングユ
ニットは画像を転写した後の感光体ドラムをクリーニン
グし、除電ランプで均一に除電する。

【００１４】主制御部は、例えば印刷設定枚数及び形成
する画像の長さに応じて１画面形成方式又は複数画面形
成方式による動作パターンで画像形成を行うようにプリ
ンタなどを制御する。例えば、形成する画像の長さが中
間転写ベルトの周長の半分を超える場合及び印刷設定枚
数が１枚又は２枚のときは主制御部は１画面形成方式に
より画像形成を行う。これにより、例えば複写枚数が少
ないときには複写指示から画像を印刷した転写紙を排出
するまでの時間を短縮すると同時に、複写枚数が多いと
きには合計印刷時間を短縮することができる。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の画像形成装置の
構成図である。図に示すように、画像形成装置は、スキ
ャナ１、プリンタ２、給紙部３、搬送部４及び主制御部
５を有する。スキャナ１は、例えば原稿１０上のカラー
画像に照射ランプ１０１からの光を照射し、反射光をミ
ラー群１０２及びレンズ１０３を介してカラーセンサ１
０４に結像して、原稿１０上のカラー画像を、例えば青
（以下、「Ｂ」という。）、緑（以下、「Ｇ」とい
う。）、赤（以下、「Ｒ」という。）の各色毎に読み取
り電気的な信号に変換する。ここで、カラーセンサ１０
４はＢ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤ等の光電変換素子
を備え、３色同時に読み取る。このスキャナ１で得た
Ｂ、Ｇ、Ｒの色画像信号の強度を基にして画像処理部
（不図示）で色変換処理を行ない、黒（以下「Ｂｋ」と
いう。）、シアン（以下「Ｃ」という。）、マゼンタ
（以下「Ｍ」という。）、黄（以下「Ｙ」という。）の
各色のカラー画像データを得る。

【００１６】プリンタ２の書き込み光学ユニット２０１
は、図１及び図２に示すようにレーザ光源２０２、ポリ
ゴンミラー２０３、ポリゴンモータ２０４、ｆθレンズ
２０５及び反射ミラー２０６を備え、スキャナ１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
した光書き込み処理を行ない感光体ドラム２１１上に静
電潜像する。感光体ドラム２１１は反時計方向に回転す
る。感光体ドラム２１１に周辺には感光体クリーニング
ユニット２１２、除電ランプ２１３、帯電器２１４、電
位センサ２１５、Ｂｋ現像器２１６、Ｃ現像器２１７、
Ｍ現像器２１８、Ｙ現像器２１９、現像濃度パターン検
知器２２０及び中間転写ベルト２２１が配置されてい
る。

【００１７】コピー動作を開始すると、スキャナ１は所
定のタイミングでＢｋ画像データの読み取りを開始し、
この画像データに基づきレーザ光による光書き込み及び
潜像形成を開始する。以下、Ｂｋ画像データによる静電
潜像をＢｋ潜像、Ｃ画像データによる静電潜像をＣ潜
像、Ｍ画像データによる静電潜像をＭ潜像、Ｙ画像デー
タによる静電潜像をＹ潜像という。このＢｋ潜像の先端
部から現像可能とするために、Ｂｋ現像器２１６の現像
位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブ２１６ａ
を回転してＢｋ潜像をＢｋトナーで現像する。潜像後端
部がＢｋ現像位置を通過すると、速やかにＢｋ現像スリ
ーブ２１６ａの穂切りを行ない現像不作動状態にする。
これは少なくとも、次ぎのＣ画像データによるＣ潜像先
端部が現像位置に到達する前に完了する。なお、上記穂
切りは現像スリーブ２１６ａの回転方向を現像動作中と
反対方向に切り替えることで行なう。

【００１８】感光体ドラム２１１に形成したＢｋトナー
像を、感光体ドラム２１１と中間転写ベルト２２１が接
触している状態で転写バイアスローラ２２２に所定のバ
イアス電圧を印加することにより、感光体ドラム２１１
と等しい速度で駆動されている中間転写ベルト２２１に
転写する。中間転写ベルト２２１は転写バイアスローラ
２２２、駆動ローラである対向ローラ２２３及び従動ロ
ーラ２２４に張架されており、駆動モータ（不図示）か
らの駆動力により回転する。ここで、中間転写ベルト２
２１の動き方には、例えば一定速往動方式、スキップ往
動方式及び往復動式の３通りがある。

【００１９】一定速往動方式においては、Ｂｋトナー像
を中間転写ベルト２２１に転写した後においても中間転
写ベルト２２１をそのまま一定速度で往動し、中間転写
ベルト２２１上のＢｋトナー像の先端部が再び感光体ド
ラム２１１との接触位置に到達したときに次のＣトナー
像を転写し、引き続いて同様にＭトナー像，Ｙトナー像
を順に転写する。

【００２０】スキップ往動方式においては、Ｂｋトナー
像を中間転写ベルト２２１に転写した後、中間転写ベル
ト２２１を感光体ドラム２１１から離間し、中間転写ベ
ルト２２１を高速で予め定めた一定量移動する。その
後、中間転写ベルト２２１の回転速度を基に戻し、中間
転写ベルト２２１を感光体ドラム２１１に接触させ、中
間転写ベルト２２１上のＢｋトナー像の先端部が再び感
光体ドラム２１１との接触位置に到達したときに次のＣ
トナー像を転写し、引き続いて同様にＭトナー像，Ｙト
ナー像を順に転写する。

【００２１】往復動方式においては、Ｂｋトナー像を中
間転写ベルト２２１に転写した後、中間転写ベルト２２
１を感光体２１１から離間し、中間転写ベルト２２１上
のＢｋトナー像の先端部が感光体ドラム２１１との接触
位置を通過し予め定めた距離移動するまで中間転写ベル
ト２２１を逆方向に高速回転する。その後、感光体ドラ
ム２１１上に次のＣトナー像の準備ができるまで中間転
写ベルト２２１の回転を停止し、感光体ドラム２１１上
に次のＣトナー像の準備ができると、再び中間転写ベル
ト２２１の往動を開始しＣトナー像を中間転写ベルト２
２１に転写し、引き続いて同様にＭトナー像，Ｙトナー
像を順に転写する。

【００２２】中間転写ベルト２２１の周長は２枚分のＡ
４転写紙の横送り方向の長さ（2×210mm＝420mm）に紙
間隔の長さと余裕分の長さを加えた長さである。中間転
写ベルト２２１は後に説明するように複写指定枚数及び
原稿サイズ等に応じて一定速往動方式、スキップ往動方
式及び往復動式の中の１方式又は複数の方式の組合せを
基にした動き方をする。

【００２３】Ｂｋトナー画像の処理工程の次ぎにプリン
タ２はＣ画像処理工程に進む。所定のタイミングでスキ
ャナ１によるＣ画像データの読み取りが始まり、書き込
み光学ユニット２０１は読み取った画像データを基にレ
ーザ書き込みで感光体ドラム２１１上にＣ画像潜像を行
なう。Ｃ現像器２１７はその現像位置を先のＢｋ潜像後
端部が通過したあとで、且つ、Ｃ潜像の先端部が到達す
る前に現像スリーブ２１７ａを回転して穂立てを行な
い、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。Ｃ現像器２１７は潜
像後端部が通過すると、先のＢｋ現像器２１６の場合と
同様にＣ現像スリーブ２１７ａの穂切りを行なう。以
下、Ｍ現像器２１８及びＹ現像器２１９はＣ現像器２１
７と同様の動作を行なう。

【００２４】紙転写ユニット２３１は上記中間転写ベル
ト２２１に形成されたトナー像を転写紙に転写する。紙
転写ユニット２３１は紙転写ローラ２３２、ローラクリ
ーニングブレード２３３及び接離機構部２３４などを有
する。紙転写ローラ２３２は通常は中間転写ベルト２２
１から離間している。接離機構部２３４は中間転写ベル
ト２２１上の４色の画像を転写紙に一括転写するタイミ
ングに紙転写ローラ２３２を中間転写ベルト２２１に押
圧する。この紙転写ローラ２３２を中間転写ベルト２２
１に押圧した状態で、紙転写ローラ２３２に所定のバイ
アス電圧を印加して中間転写ベルト２２１上の画像を転
写紙に転写する。

【００２５】給紙部３の給紙ローラ３０１及びレジスト
ローラ３０２は中間転写ベルト２２１上の画像の先端部
が紙転写位置に到達するタイミングにあわせて転写紙を
給紙する。

【００２６】搬送部４は中間転写ベルト２２１から４色
重ねトナー像を一括転写された転写紙を定着器５に搬送
する。定着器５は所定の温度になるように制御された定
着ローラ５０１と加圧ローラ５０２を有する。定着ロー
ラ５０１と加圧ローラ５０２は転写紙のトナー像を溶融
定着する。搬送部４は定着器５で画像を定着した転写紙
をコピートレイ６に搬送する。

【００２７】感光体クリーニングユニット２１２は画像
を転写した後の感光体ドラム２１１の表面をクリーニン
グし、除電ランプ２１３で均一に除電する。

【００２８】主制御部５は、図２に示すように画面形成
制御手段５１を備える。画面形成制御手段５１は印刷設
定枚数及び形成する画像の長さに応じて１画面形成方式
を用いて、図３に示すように１枚分のトナー像Ａを中間
転写ベルト２２１上に転写して往復動式で画像形成を行
うようにプリンタ２を制御したり、複数画面形成方式を
用いて、図４に示すように複数枚分、例えば２枚分のト
ナー像Ｃ，Ｄを中間転写ベルト２２１上に転写し、搬送
部４で複数枚の転写紙を短い間隔で搬送して、一定速往
動方式で画像形成を行うようにプリンタ２を制御する。
また、主制御部５は操作表示部８等から入力した印刷設
定枚数を記憶部７に記憶し、画像形成が完了する度に記
憶部７に記憶した印刷設定枚数を減算する。ここで、画
像形成制御手段５１による１画面形成方式又は複数画面
形成方式による動作パターンは記憶部７で予め記憶す
る。

【００２９】上記構成の画像形成装置で画像を複写する
場合の動作について、図５のフローチャートを参照して
説明する。ここで、説明を簡単にするために、例えば黒
色一色の画像を複写する場合を考える。

【００３０】ユーザが操作表示部８から複写枚数を設定
すると、画像形成装置は設定枚数を記憶部７に記憶す
る。その後、ユーザが複写開始指示を入力すると（ステ
ップＳ１）、画像形成制御手段５１は、記憶部７から複
写残枚数を読み出し、複写設定枚数が１枚又は２枚の場
合には（ステップＳ２）、１画面形成方法で画像形成す
るように切り換え（ステップＳ３）、１枚分のトナー像
を感光体ドラム２１１上に形成し、形成したトナー像を
中間転写ベルト２２１に転写する。画像形成制御手段５
１は中間転写べルト２２１上に形成した転写紙１枚分の
トナー像を転写紙に転写し、転写紙に転写したトナー像
を定着器５で定着し、コピートレイ６に搬送する（ステ
ップＳ４）。このように、複写設定枚数が１枚の場合に
１画像形成方式を用いて画像を複写するので、複写指示
を入力してから画像を複写した紙を排出するまでの時間
を短縮することができる。また、複写設定枚数が２枚の
場合には１画面形成方式による複写に比べて複数画面形
成方式による複写の方が複写に要する時間が短いが、複
写枚数が２枚である場合には複写指示してから画像を複
写した紙が排出されるまでの時間を重視して、１画面形
成方式を繰り返す。これにより、ユーザが感じる複写時
間を短くすることができる。

【００３１】画像形成制御手段５１は、最初の１枚目に
対しては（ステップＳ５）、１画面形成方式で画像形成
するように切り換え（ステップＳ３）、１枚目のトナー
像を感光体ドラム２１１上に形成し、形成したトナー像
を中間転写ベルト２２１に転写する。画面形成制御手段
５１は中間転写べルト２２１上に形成した転写紙１枚分
のトナー像を転写紙に転写し、転写紙に転写したトナー
像を定着器５で定着し、コピートレイ６に搬送する（ス
テップＳ４）。このように、最初の１枚目の複写に対し
ては１画面形成方式で画像を形成するので、複写指示を
入力してから画像を複写した紙を排出するまでの時間を
短縮することができる。

【００３２】画像形成制御手段５１は、最初の１枚目の
複写でない場合には記憶部７から複写残枚数を読み出
し、複写残枚数が１枚の時には（ステップＳ６）、最初
の１枚目の場合と同様に１画面形成方式を用いて画像形
成するように切り換え（ステップＳ３）、１枚分のトナ
ー像を中間転写ベルト２２１に転写する。画面形成制御
手段５１は中間転写べルト２２１上に形成した転写紙１
枚分のトナー像を転写紙に転写し、転写紙に転写したト
ナー像を定着器５で定着し、コピートレイ６に搬送する
（ステップＳ４）。最後の１枚の複写に対して複数画面
形成方式を用いると、不要な動作を行うことになり複写
動作が遅延するが、最後の１枚の複写に対して１画面形
成方式を用いることにより複写動作が遅延することを防
止できる。

【００３３】複写残枚数が２枚以上の場合には、原稿サ
イズ検知部９ａは中間転写ベルト２２１に転写するトナ
ー像の長さを調べる。画像形成制御手段５１は、例えば
図６に示すように中間転写ベルト２２１に転写した１枚
分のトナー像Ｅの長さがＡ４横の長さ（210mm）を越え
る場合には（ステップＳ７）、複数のトナー像を中間転
写ベルト２２１上に同時に形成することができないの
で、最初の１枚目の場合と同様に１画面形成方式による
制御を用いて画像形成するように切り換え（ステップＳ
３）、１枚分のトナー像を中間転写ベルト２２１に転写
する。画面形成制御手段５１は中間転写べルト２２１上
に形成した転写紙１枚分のトナー像を転写紙に転写し、
転写紙に転写したトナー像を定着器５で定着し、コピー
トレイ６に搬送する（ステップＳ４）。

【００３４】画像形成制御手段５１は、複写残枚数が２
枚以上であり、且つ、中間転写ベルト２２１に転写する
トナー像の長さがＡ４横の長さ（210mm）以下の場合に
は、複数画面形成方式の制御を用いて画像形成するよう
に切り換え（ステップＳ８）、２枚分のトナー像を中間
転写ベルト２２１に転写する。画面形成制御手段５１は
中間転写べルト２２１上に形成した転写紙２枚分のトナ
ー像を順に２枚の転写紙に転写し、転写紙に転写したト
ナー像を定着器５で定着し、コピートレイ６に搬送する
（ステップＳ８）。このように、２枚分のトナー像を中
間転写ベルト２２１に形成することにより、転写紙を短
い間隔で搬送し各転写紙上に画像を複写することができ
るので、複写に要する合計時間を短縮することができ
る。

【００３５】このように、１画面形成方式と複数画面形
成方式を複写枚数及び複写する画像の長さに応じて切り
換えるので、常に効率の良い複写を行うことができる。

【００３６】なお、上記実施例では、複数画面形成方式
で２枚分のトナー像を中間転写ベルト２２１に形成する
ように制御したが、トナー像が短い場合には、図７に示
すように３枚分のトナー像Ｇ，Ｈ，Ｊを中間転写ベルト
２２１に形成するように制御しても良い。

【００３７】

【００３８】また、上記実施例では黒色一色の画像を複
写する場合について考えたため転写紙１枚につき１枚分
の画像を複写するようにしたが、カラー画像を複写する
場合にも同様の動作で画像を重畳できる。

【００３９】また、上記実施例で画面形成制御手段５１
は中間転写ベルト２２１に複数枚の転写紙分の画像を形
成するようにしたが、中間転写ベルト２２１を用いずに
感光体ドラム２１１から転写紙にトナー像を転写する画
像形成装置においては感光体ドラム２１１上に複数枚の
転写紙分の画像を形成するようにしても良い。

【００４０】また、上記実施例では同一画像を複数複写
する場合について説明したが、異なった画像を順に複写
するようにしても良い。

【００４１】また、感光体ドラム２１１上に形成したト
ナー像を、例えば吸引チャンバ等を用いて転写紙担持体
が担持した転写紙に転写する画像形成装置においては、
画像形成制御手段５１は印刷する枚数等に応じて１画面
形成方式を用いて複写するか、又は複数画面形成方式を
用いて複写するかを切り換えるようにしても良い。これ
により、感光体ドラム２１１に形成したトナー像を転写
紙担持体が担持した転写紙に転写する画像形成装置にお
いても、感光体ドラム２１１上のトナー像を中間転写ベ
ルト２２１に転写し中間転写ベルト２２１に転写したト
ナー像を転写紙に転写する画像形成装置と同様に複写効
率を高めることができる。

【００４２】さらに、上記実施例ではカラー画像を形成
する装置について説明したが、白黒画像を形成する装置
であっても良い。

【００４３】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、設定さ
れたプリント枚数と形成する画像の送り長さが担持体の
一周の長さの半分を越えるか否かのいずれか一方又は双
方に応じて、１枚の転写紙分の画像形成が行われる担持
体を往復動で回転駆動する１画面形成方式と、複数枚の
転写紙分の画像形成が行われる担持体が往動で回転駆動
する複数画面形成方式とのいずれかに切り換えて画像形
成を行い、印刷状況に応じて印刷工程を切り換えるの
で、印刷時間を短縮することができる。

【００４４】さらに、最初の１枚目の転写紙に画像を形
成する場合は１画像形成方式を用いるので、印刷指示か
ら最初の印刷紙が排出されるまでの時間を短縮すること
ができる。

【００４５】さらに、印刷残枚数が１枚の場合には１画
像形成方式を用いるので、不要な動作により印刷時間が
長くなることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】主制御部の構成図である。

【図３】１枚の転写紙分のトナー像を転写した場合の中
間転写ベルトの側面図である。

【図４】２枚の転写紙分のトナー像を転写した場合の中
間転写ベルトの側面図である。

【図５】複写動作を示すフローチャートである。

【図６】長いトナー像を転写した場合の中間転写ベルト
の側面図である。

【図７】３枚の転写紙分のトナー像を転写した場合の中
間転写ベルトの側面図である。

【符号の説明】

１ スキャナ ２ プリンタ ２０１ 書き込み光学ユニット ２１１ 感光体ドラム ２２１ 中間転写ベルト ２５０ 転写紙担持体 ３ 給紙部 ４ 搬送部 ５ 主制御部 ５１ 画面形成制御手段 ６ コピートレイ ７ 記憶部 ８ 操作表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−282177（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−72743（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−181838（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−66578（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 512 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 - 15/16 103

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を担持し回転駆動することによ
   り、トナー像を次工程まで搬送する担持体を有する画像
   形成装置において、 設定されたプリント枚数と形成する画像の送り長さが前
   記担持体の一周の長さの半分を越えるか否かのいずれか
   一方又は双方に応じて、１枚の転写紙分の画像形成が行
   われる前記担持体を往復動で回転駆動する１画面形成方
   式と、複数枚の転写紙分の画像形成が行われる前記担持
   体が往動で回転駆動する複数画面形成方式とのいずれか
   に切り換えて画像形成を行うことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 最初の１枚目の転写紙に画像を印刷する
   場合は前記１画面形成方式に切り換える請求項１記載の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 印刷残枚数が１枚の場合には前記１画面
   形成方式に切り換える請求項１記載の画像形成装置。