JP3584570B2

JP3584570B2 - Color image forming equipment

Info

Publication number: JP3584570B2
Application number: JP27026995A
Authority: JP
Inventors: 勝己吉澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2015-10-18
Also published as: JPH08171253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写体に保持された記録シートに対して各色成分トナー像を繰り返し転写する所謂多重転写方式のカラー画像形成装置に係り、特に、夫々に異なる色成分トナーを含んだ複数の現像器が像担持体の対向位置に入れ替わり設定されるカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂多重転写方式のカラー画像形成装置としては、画像情報に基づいてトナー像が形成される感光体ドラムと記録シートを巻付け保持する転写ドラムとを同期回転させて、感光体ドラム上に順次形成される各色トナー像を転写ドラム上の記録シートに多重転写し、この重ね合わせトナー像を定着器によって記録シートに定着するようにしたものが従来から知られている。
【０００３】
このような装置においては、各色成分（例えば、ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ及びシアンＣ）のトナーを含んだ複数の現像器が感光体ドラムの周囲に配設されているが、画像形成時においては一の現像器のみが感光体ドラムと対向する現像ポジションに設定されて静電潜像の現像が行われ、他の現像器については感光体ドラムから離間した退避位置にこれらが設定されている。そして、カラー画像を形成する場合であれば、各色成分のトナー像の現像工程が終了する度毎に現像ボジションに位置する現像器の交換が行われ、次のトナー像の現像工程の開始を待つ間は新たな現像器が現像ポジションに設定されている。
【０００４】
また、画像形成が行われていない状態、すなわち画像形成動作の開始に備えて待機している状態では全色の現像器が退避位置に設定され、画像形成動作が開始されると最初のトナー像に係る現像器が現像ポジションに設定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような多重転写方式のカラー画像形成装置では、転写ドラムの１回転サイクル毎に感光体ドラム上のトナー像が記録シートに転写されるので、感光体ドラム上での画像形成区間及び非画像形成区間の長さは転写ドラムの外径及び記録シートのサイズから一義的に決まってしまう。例えば、ＪＩＳ規格Ａ３版サイズの記録シートを長手方向に送って画像形成を行うためには、転写ドラムの周長として４２０ｍｍ以上必要となるが、この転写ドラムでＪＩＳ規格Ａ４版サイズの記録シートを短手方向に送って画像形成を行うとすれば、感光体ドラム上での画像形成区間は２１０ｍｍなので、非画像形成区間は２１０ｍｍ以上となり、非画像形成区間の長さは画像形成区間のそれよりも長くなってしまう。
【０００６】
そして、このことは以下のような問題点を生じる。すなわち、従来の装置ではカラー画像の形成動作が一旦開始されると、各色成分のトナー像の形成が終了した直後に現像器の交換が行われ、新たな色成分の現像器が現像ポジション設定された状態で次のトナー像の現像工程の開始を待つので、感光体ドラム上の非画像形成区間と現像器との対向時間が長くなり、感光体ドラムがトナーで汚れてしまうのである。また、感光体ドラムに付着したトナーは転写体ドラムに転移するので、転写ドラムに記録シートを保持した際に当該記録シートが汚れてしまうという問題点も生じる。
【０００７】
特に、カラー複写機において色変換や二つの原稿のはめ込み合成等の編集機能を利用する場合には、原稿を読み込むと同時に１色目のトナー像を感光体ドラム上に形成した後、２色目のトナー像を形成する迄に読み込んだ画像情報の処理が行われ、この処理時間は転写ドラムの１回転サイクルの整数倍でなくてはならない。このため、感光体ドラム上の非画像形成区間はその分だけ長くなり、当該区間と現像器との対向時間も長くなることから、前述の問題点が顕著に生じることになる。
【０００８】
また、特開平４−３３７７５１号公報には、オーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用シートや厚紙等の熱容量の大きい記録シートに画像形成を行う際に、十分な熱エネルギを記録シートに与えることができるよう、記録シートに対する最終色トナー像の転写が終了した後に転写ドラムの回転速度を低下させ、この低下した速度で記録シートを定着器に挿通させるカラー画像形成装置が開示されている。この装置では最終色トナー像を記録シートに転写した後、次の記録シートに１色目のトナー像を形成する迄に、転写ドラムの回転速度の減速及び増速が行われ、この速度変更の時間はやはり転写ドラムの１回転サイクルの整数倍でなくてはならない。従って、このような場合にも感光体ドラム上の非画像形成区間はその分だけ長くなり、現像器と感光体ドラムとの対向時間か長くなるので、前述の問題点が顕著に生じることになる。
【０００９】
更に、カラー画像ではなく単色画像を複数枚の記録シートに連続して形成する場合には、画像形成動作の開始から終了迄の間、特定の現像器が現像ポジションに設定され続けるので、やはり感光体ドラム上の非画像形成区間と現像器との対向時間は長くなってしまい、前述の問題点が顕著に生じることになる。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体上の非画像形成区間と現像器との対向時間を短縮し、トナーによる像担持体及び転写体の汚染を防止して、高品位のカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置は、画像情報に応じて各色成分の静電潜像が順次形成される像担持体と、夫々に異なる色成分トナーが含まれた複数の現像器と、これら現像器のうち静電潜像の現像に使用する一の現像器を上記像担持体の対向位置に設定する現像器交換手段と、記録シートを保持して上記像担持体と同期回転し、その１回転サイクル毎に上記像担持体上に形成される各色成分のトナー像を上記記録シートに多重転写させる転写体と、上記現像器交換手段を制御し、上記転写体の１回転サイクル中におけるトナー像の形成が終了した直後から、次の転写体の１回転サイクル中におけるトナー像の形成が開始される直前まで、いずれの現像器をも像担持体との対向位置から退避させる交換制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
このような技術的手段によれば、転写体の１回転サイクル中におけるトナー像の形成が終了すると、上記交換制御手段が直ちに現像器交換手段を制御し、像担持体との対向位置に設定されていた現像器を当該位置から退避させる。そして、上記交換制御手段は次の転写体の１回転サイクル中におけるトナー像の形成が開始される直前になると、かかるトナー像の形成に使用される現像器を像担持体との対向位置に設定する。すなわち、この発明においては、トナー像の形成が終了した直後から次のトナー像の形成が開始される直前までの間、いずれの現像器も像担持体との対向位置に設定されることなく当該位置から退避するので、像担持体の非画像形成区間と現像ポジションに設定された現像器とが長時間対向するのを防止することができる。
【００１３】
ここで、上記現像器交換手段としては、複数ある現像器のうち、いずれか一の現像器のみを像担持体との対向位置に設定すると共にその他の現像器を像担持体との対向位置から退避させるものであれば良く、例えば各現像器を個別に当該対向位置に進出させるものであっても良いし、後述するロータリ現像ユニットの如く、全ての現像器を保持して移動しながら一の現像器のみを像担持体との対向位置に設定するものであっても良い。但し、駆動モータの回転角度の制御のみで現像器の交換を全て制御できるという観点からすれば、上記ロータリ現像ユニットであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、互いに前後する転写体の回転サイクルにおいてトナー像が連続して形成される場合のみならず、これら回転サイクルの間にトナー像が形成されない所謂空回転サイクルが存在する場合にも適用することができる。例えば、前述したカラー画像の編集の如く、画像情報の処理時間を稼ぐために１色目のトナー像の形成と２色目のそれとの間に転写体の空回転サイクルが存在する場合や、前述した特開平４−３３７７５１号公報のカラー画像形成装置の如く、連続する２枚の厚紙やＯＨＰシートに対してトナー像を形成する間に転写体の空回転サイクルが存在する場合である。
【００１５】
これらの場合であっても、トナー像の形成が終了した直後から次のトナー像の形成が開始される直前までの間、すなわち転写体の空回転サイクル中においてはいずれの現像器も現像ポジションから退避するので、像担持体上の非画像形成区間と現像ポジションに設定された現像器とが長時間対向するのを防止することができる。
【００１６】
更に、本発明は、単色トナー像を複数枚の記録シートに対して繰り返し転写する場合についても適用することができる。すなわち、このような場合は現像器の交換を必要としないが、トナー像の形成が終了した直後に現像器を像担持体の対向位置から一旦退避させ、次のトナー像の形成が開始される直前に当該現像器を像担持体の対向位置に再設定することにより、像担持体上の非画像形成区間と現像ポジションに設定された現像器とが長時間対向するのを防止することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて本発明のカラー画像形成装置を詳細に説明する。
図１及び図２はこの発明が適用されたカラー複写機の第一実施例を示すものである。同図において、符号２０は感光体ドラム、２１は感光体ドラム２０の表面を予め帯電する帯電コロトロン、２２は帯電コロトロン２１により帯電された感光体ドラム２０上に静電潜像を書込む露光走査系、２３はブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各トナー像が収容される四つの現像器２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙが回転自在に配設され、適宜切換選択されるロータリ現像ユニット、２４は感光体ドラム２０上の電位を除去する転写前処理コロトロン、２５は感光体ドラム２０上の残留トナーを除去するクリーナ、２６は感光体ドラム２０上の残留電荷を除去するイレーズランプである。
【００１８】
この実施例において、露光走査系２２は、プラテン２２１上にセットされた原稿２２２に光ビームを照射する露光ランプ２２３と、この露光ランプ２２３を原稿２２２領域に亘って移動させるキャリッジ２２４と、露光ランプ２２３による原稿２２２面からのビームを所定の経路に沿って導く反射ミラー２２５と、原稿２２２面からのビームを各色成分毎のデジタル信号に変換するカラーイメージセンサ２２６と、原稿２２２面からのビームをカラーイメージセンサ２２６部位に結像させる結像レンズ２２７と、上記イメージセンサ２２６で取り込んだ各色成分の画像信号に基づいてレーザビームを感光体ドラム２０の主走査方向に沿って照射するレーザ走査ユニット２２８とで構成されている。尚、レーザ走査ユニット２２８は、例えば半導体レーザ２２８ａ、半導体レーザ２２８ａからのビームを感光体ドラム２０の主走査方向に亘つて振り分け偏向するポリゴンミラー２２８ｂ、半導体レーザ２２８ａからのビームを感光体ドラム２０の主走査方向ラインに沿って結像させる結像レンズ２２８ｃ及びビーム経路を規制する反射ミラー２２８ｄ等にて構成される。
【００１９】
一方、上記ロータリ現像ユニット２３は現像モータ７３（図５に表示）によって回転駆動されるようになっており、複写動作が開始されると図３に示すように四つの現像器２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙのうち、いずれか一の現像器（図３でばブラック現像器２３Ｋ）が感光体ドラム２０と対向する現像ポジションに設定される。そして、ロータリ現像ユニット２３を矢線方向へ９０°ずつ回転させることにより、現像ポジションに設定される現像器が順次交換される。また、図４に示すように、シアン現像器２３Ｃから４５°回転した位置には全ての現像器が現像ポジションから退避したホームポジションが設定されており、複写動作が終了するとロータリ現像ユニット２３はこのホームポジションに移動設定される。
【００２０】
また、符号３１は周面に記録シート３０が巻付け保持され、この記録シート３０に感光体ドラム２０上の各色成分トナー像を順次多重転写する転写ドラムである。図２に示すように、この転写ドラム３１は、一対のリング体３３を一本のタイバー３４で連結したドラム枠３２に例えばポリフッ化ビリニデン等のドラムシート３を張り渡したものであり、このドラムシート３５を予め帯電することによつて記録シート３０を静電吸着するようにしたものである。
【００２１】
更に、上記転写ドラム３１には、図１及び図２に示すように、記録シート３０保持時にドラムシート３５を帯電する吸着コロトロン４１と、感光体ドラム２０上のトナー像を記録シート３０側へ転写させる転写コロトロン４２と、最終色の転写工程が終了した記録シート３０を除電する除電コロトロン４３と、最終色の転写工程が終了したドラムシート３５上の電荷を除去するクリーニング除電コロトロン４４と、最終色の転写工程が終了したドラムシート３５に付着した紙粉等を清掃するクリーニングブラシ４５と、記録シート３０を剥離する時にドラムシート３５を内側から押し上げる内押しロール４６と、記録シート３０を剥離する剥離フィンガ４７とが設けられている。尚、符号４８は図示外のシート給送カセットから供給された記録シート３０を各モードに応じた所定のタイミングで吸着コロトロン４１部位へ搬送するシート搬送系である。
【００２２】
また更に、符号５０は転写工程の終了した記録シート３０を挿通させ、記録シート３０上に未定着トナー像を定着させる定着器であり、この実施例では、内部にヒータが内蔵された加熱ロール５１とこの加熱ロール５１に圧接配置される加圧ロール５２とで構成され、上記転写ドラム３１からの記録シート３０が案内プレート５３を介して定着器５０へ搬送されるようになっている。また、符号５４は定着器５０を通過した記録シート３０を搬送するフューザ出口ロール、５５は定着器５０を通過した記録シート３０の後端検出用のフューザ出口スイッチ、５６は定着された記録シート３０が収容される排出トレイ、５７は排出トレイ５６へ記録シート３０を送出するための出口ロールである。
【００２３】
また、この実施例におけるカラー複写機の駆動制御系を図５に示す。
同図において、符号６１は露光ランプ２２３を点灯させるランプドライバ、６２及び６３はキャリッジ２２４を駆動するキャリッジモータ及びそのモータドライバである。
【００２４】
また、符号７１及び７２は感光ドラム２０及び転写ドラム３１を同期回転させるドラムモータ及びそのモータドライバ、７３及び７４はロータリ現像ユニット２３の各現像器２３Ｋ〜２３Ｃを交換し、所定の現像器を駆動する現像モータ及びそのモータドライバ、７５及び７６は定着器５０及びシート搬送系を駆動するためのメインモータ及びそのそのモータドライバである。
【００２５】
更に、上記転写ドラム３１と同軸に半月状プレート８１が設けられ、この半月状プレート８１を横切る位置には発光部と受光部とからなる光学センサ８２が配設されており、転写ドラム３１の半回転毎に光学センサ８２の出力がオンオフを繰り返すようになっており、この光学センサ８２の出力の立上り及び立ち下がり点がエッジ検出回路８３にて検出されるようになっている。
【００２６】
そして、符号１００はＣＰＵ１０１、各種複写実行プログラム（通常モード、ＯＨＰモード、はめ込み合成モード、単色モード）や複写機の停止プログラム等の各種プログラムが予め格納されるＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１にてプログラムを実行する際にデータを一時的に格納するＲＡＭ１０３及びＩ／Ｏポート１０４をシステムバス１０５にて相互に接続したマイクロコンピュータであり、上記エッジ検出回路８３からの検出パルスがＩ／Ｏポート１０４を介してマイクロコンピュータ１００内に基準タイミング信号として取り込まれ、マイクロコンピュータ１００からのモータ制御信号及びランプ点灯信号がＩ／Ｏポート１０４を介して各モータドライバ６３、７２、７４、７６へ送出され、キャリッジモータ６２、ドラムモータ７１、現像モータ７３及びメインモータ７５が制御されるようになっている。すなわち、上記マイクロコンピュータが本発明の交換制御手段に該当する。
【００２７】
次に、この実施例に係るカラー複写機の動作について説明する。
◎通常モード（普通紙）
今、４色カラーモードを選択してスタートスイッチ９１をオン操作すると、ドラムモータ７１及びメインモータ７５が同期駆動してシステムのサイクルアップが行われる。サイクルアップが完了すると、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングでランプ２２３が点灯すると共にキャッリッジモータ６２が駆動され、原稿２２２の走査が行われる。これにより、感光体ドラム２０上にはブラックＫに対応した静電潜像の書き込みが行われる。
【００２８】
一方、図６（ａ）に示すように、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングで現像モータ７３が駆動され、ホームポジションに設定されているロータリー現像ユニット２３が４５°回転して、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションへ設定される。これにより、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像される。そして、かかる現像により形成されたブラックＫのトナー像は、転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写される。また、ブラック現像器２３Ｋによる現像工程が終了すると、現像モータ７３が駆動されてロータリ現像ユニット２３が緩やかに回転を開始し、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションから退避する。
【００２９】
次に、転写ドラム３１の２回転目に対応した所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われ、感光体ドラム２０上にはイエローＹに対応した静電潜像の書き込みが行われる。このとき、ロータリ現像ユニット２３は依然回転を続けており、イエローＹの静電潜像が現像ポジションに到達する直前に９０°の回転を終了し、イエロー現像器２３Ｙが現像ポジションに設定される。これにより、感光体ドラム２０上の非画像区間が現像ポジションを通過している間は、現像器が現像ポジションから退避しているので、かかる非画像区間に対して現像器からトナーが付着ことはない。
【００３０】
そして、現像ポジションに到達したイエローＹの静電潜像は現像ポジションに設定されたイエロー現像器２３Ｙによって現像され、形成されたイエローＹトナー像は転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写される。また、イエロー現像器２３Ｙによる現像工程が終了すると、やはりロータリ現像ユニット２３が緩やかに９０°回転を開始して、イエロー現像器２３Ｙが現像ポジションから退避すると共に、次のマゼンタＭの静電潜像が現像ポジションに到達する直前にマゼンタ現像器２３Ｍが現像ポジションに設定される。
【００３１】
以降は転写ドラム３１の３回転目及び４回転目についてこれら動作が繰り返され、その度毎にマゼンタＭ及びシアンＣのトナー像が感光体ドラム２０から転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写され、記録シート３０上には４色のトナー像による重ね合わせトナー像が形成される。そして、シアンＣのトナー像の転写が終了した記録シート３０はそのまま転写ドラム３１から剥離され、定着器５０を経て排出トレイ５６に排出される。一方、シアンＣの現像工程が終了すると、ロータリ現像ユニット２３は４５°回転してホームポジションに設定される。また、コピースタート前に複数枚のコピーが指定されているのであれば、ロータリ現像ユニット２３は緩やかに９０°回転し、２枚目の記録シート３０に対するブラックＫの静電潜像が現像ポジションに到達する直前にブラック現像器２３Ｋが現像ポジションに設定される。
【００３２】
尚、図６（ａ）に示す例では現像器を交換する際にロータリ現像ユニット２３を緩やかに９０°回転させ、互いに前後する現像工程の合間に現像器が現像ポジショに設定されるのを防止したが、図６（ｂ）に示すように、ロータリ現像ユニット２３を４５°ずつ２回に分けて回転させて現像器の交換を行うこともできる。すなわち、ブラックＫの現像工程が終了した直後にロータリ現像ユニット２３を４５°回転させて、ブラック現像器２３Ｋを現像ポジションから退避させる一方、イエローＹの静電潜像が現像ポジションに到達する直前にロータリ現像ユニット２３を更に４５°回転させて、イエロー現像器２３Ｙを現像ポジションに設定する。このようにすれば、図６（ａ）に示す例と同様、感光体ドラム２０上の非画像区間が現像ポジションを通過している間は、現像器が現像ポジションから退避していることになるので、かかる非画像区間に対して現像器からトナーが付着ことはない。
【００３３】
◎はめ込み合成モード
はめ込み合成モードは、原稿上の指定された領域に対して他の原稿上で指定された領域の画像情報を組み込んで複写を行う際に使用される。このため、露光走査系２０で二枚の原稿を読み込んだ後に、画像情報の合成処理を行う時間が必要となり、この処理時間にもドラムモータ７１は感光体ドラム２０及び転写ドラム３１を回転させている。
【００３４】
今、４色カラーモードを選択すると共に合成モードスイッチ９３をオン操作してはめ込み合成モードを選択し、スタートスイッチ９１をオン操作すると、システムのサイクルアップが完了した後に、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われる。これにより、感光体ドラム２０上にはブラックＫに対応した静電潜像の書き込みが行われる。
【００３５】
一方、図７に示すように、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングでホームポジションに設定されているロータリー現像ユニット２３が４５°回転し、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションへ設定される。これにより、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像される。そして、このようにして形成されたブラックＫのトナー像は、転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写される。ブラック現像器２３Ｋによる現像工程が終了すると、現像モータ７３が駆動されてロータリ現像ユニット２３が３１５°回転し、ロータリ現像ユニット２３はホームポジションに設定される。
【００３６】
このモードでは転写ドラム３１の２回転目及び３回転目（必要によっては更に数回転）が画像情報の処理時間に当てられており、この間、感光体ドラム上にはトナー像が形成されず、転写ドラムはブラックＫトナー像が転写された記録シートを保持したまま空回転をすることになる。しかし、この処理時間中はロータリ現像ユニット２３がホームポジションに設定されており、全ての現像器は現像ポジションから退避しているので、感光体ドラム２０上の非画像区間に対して現像器からトナーが付着することはない。これにより、転写ドラムに保持されている記録シートの汚れを防止することができる。
【００３７】
画像情報の処理が終了すると、転写ドラム３１の４回転目に対応した所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われ、感光体ドラム２０上にはイエローＹに対応した静電潜像の書き込みが行われる。また、ロータリ現像ユニット２３はホームポジションから１３５°回転して、イエロー現像器２３Ｙが現像ポジションに設定される。そして、上記静電潜像はイエロー現像器２３Ｙによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像され、この現像工程が終了すると、ロータリ現像ユニット２３が図６に示す通常モードと同様に緩やかに９０°（あるいは４５°ずつ２回に分けて）回転してマゼンタ現像器２３Ｍが現像ポジションに設定される。また、形成されたイエローＹトナー像は転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写される。
【００３８】
この後、マゼンタＭ及びシアンＣの色成分については既に画像情報の処理が終了しているので、転写ドラム３１の５回転目でマゼンタＭのトナー像が、転写ドラム３１の６回転目でシアンＣのトナー像が感光体ドラム２０に形成され、夫々転写ドラム３１に保持された記録シートに転写される。これにより、記録シート３０上には４色のトナー像による重ね合わせトナー像が形成される。また、マゼンタＭの現像工程が終了すると、ロータリ現像ユニット２３は前回の現像器交換と同様に緩やかに９０°（あるいは４５°ずつ２回に分けて）回転してシアン現像器２３Ｃが現像ポジションに設定され、シアンＣの現像工程が終了すると、ロータリ現像ユニット２３は４５°回転してホームポジションに設定される。
【００３９】
尚、このはめ込み合成モードでは、ブラックＫの現像工程が終了した直後にロータリ現像ユニット２３を４５°回転させ、イエローＹの現像工程が開始される直前に更に４５°回転させてイエロー現像器２３Ｙを現像ポジションに設定するようにしても良い。
【００４０】
◎ＯＨＰモード
ＯＨＰモードは、記録シート３０としてＯＨＰ用シートを用い、これに原稿２２２の画像情報をコピーする場合に使用される。ＯＨＰ用シート３０は普通紙に比べて熱容量が大きいことから、この実施例の複写機ではＯＨＰ用シート３０を定着器５０に挿通させる際に、その定着速度Ｖ_２（例えば６０ｍｍ／ｓｅｃ）を普通紙の定着速度Ｖ_１（例えば１６０ｍｍ／ｓｅｃ）に比べて低下させる制御が行われている。このため、複数枚のＯＨＰ用シート３０に連続してコピーを行う場合には、１枚目のＯＨＰ用シート３０を転写ドラム３１から剥離する前に転写ドラム３１をＶ_１からＶ_２へ減速し、且つ、２枚目のＯＨＰ用シート３０に関する原稿の露光走査が行われる前に転写ドラム３１をＶ_２からＶ_１へ増速しなければならず、このような転写ドラム３１の回転速度の変更時間では感光体ドラム２０上にトナー像を形成することができない。
【００４１】
今、４色カラーモードを選択すると共にＯＨＰモードスイッチ９２をオン操作してＯＨＰモードを選択し、スタートスイッチ９１をオン操作すると、システムのサイクルアップが完了した後に、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われる。これにより、感光体ドラム２０上にはブラックＫに対応した静電潜像の書き込みが行われる。
【００４２】
一方、図８に示すように、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングでホームポジションに設定されているロータリー現像ユニット２３が４５°回転し、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションへ設定される。これにより、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像される。そして、このようにして形成されたブラックＫのトナー像は、転写ドラム３１に保持されたＯＨＰ用シート３０に転写される。ブラック現像器２３Ｋによる現像工程が終了すると、現像モータ７３が駆動されてロータリ現像ユニット２３が通常モードと同様に緩やかに９０°（あるいは４５°ずつ２回に分けて）回転し、イエロー現像器２３Ｙが現像ポジションに設定される。そして、以降は通常モード（図６参照）と同様にしてイエローＹ、マゼンタＭ及びシアンＣのトナー像が感光体ドラム２０上に順次形成され、転写ドラム３１に保持されたＯＨＰ用シート３０上には４色のトナー像による重ね合わせトナー像が形成される。また、シアンＣのトナー像の現像工程が終了すると、現像モータ７３が駆動されてロータリ現像ユニット２３が４５°回転し、ロータリ現像ユニット２３は一次的にホームポジションに設定される。
【００４３】
シアンＣのトナー像が転写ドラム３１に保持されたＯＨＰ用シート３０に転写されると、ＯＨＰ用シート３０を剥離することなく転写ドラム３１は５回転目に突入し、この回転中に転写ドラム３１の回転速度がＶ_１からＶ_２へ減速される。そして、回転速度がＶ_１に減速された転写ドラム３１からＯＨＰ用シート３０が剥離されると、転写ドラム３１は６回転目に突入し、この回転中に転写ドラム３１の回転速度がＶ_２からＶ_１へ復帰する。トナー像の転写位置合わせを確実なものとするために、感光体ドラム２０と転写ドラム３１は同一のドラムモータ７１で駆動されており、転写ドラム３１の回転速度を変更すると感光体ドラム２０の回転速度も変更されることになる。従って、転写ドラム３１の５回転目及び６回転目では感光体ドラム上にトナー像を形成することができない。しかし、転写ドラム３１の５回転目及び６回転目に対応した時間中はロータリ現像ユニット２３がホームポジションに設定されており、全ての現像器は現像ポジションから退避しているので、感光体ドラム２０上の非画像区間に対して現像器からトナーが付着することはない。これにより、転写ドラムの汚れを防止することもできる。
【００４４】
そして、転写ドラム３１の回転速度がＶ_２からＶ_１へ復帰すると、転写ドラム３１の７回転目に対応した所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われ、感光体ドラム２０上には次のＯＨＰ用シートに対応したブラックＫの静電潜像の書き込みが行われる。また、ロータリ現像ユニット２３はホームポジションから４５°回転して、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションに設定される。そして、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像され、形成されたブラックＫのトナー像は転写ドラム３１に保持された新たなＯＨＰ用シート３０に転写される。
【００４５】
以降は。１枚目のＯＨＰ用シートと同様にして重ね合わせトナー像がＯＨＰ用シートに転写され、この重ね合わせトナー像の定着がなされる。また、新たなＯＨＰ用シートにコピーを行わないのであれば、シアンＣのトナー像の現像工程が終了したロータリ現像ユニット２３は４５°回転してホームポジションに設定される。
【００４６】
◎単色モード
このモードは、例えば、モノクロ原稿を複数枚の記録シートに連続してコピーする場合に使用される。
【００４７】
今、ブラックＫを指定して単色モードスイッチ９４をオン操作して単色モードを選択し、スタートスイッチ９１をオン操作すると、ドラムモータ７１及びメインモータ７５が同期駆動してシステムのサイクルアップが行われる。サイクルアップが完了すると、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングでランプ２２３が点灯すると共にキャッリッジモータ６２が駆動され、原稿２２２の走査が行われる。これにより、感光体ドラム２０上にはブラックＫに対応した静電潜像の書き込みが行われる。
【００４８】
一方、図９（ａ）に示すように、転写ドラム３１の１回転目に対応した所定のタイミングで現像モータ７３が駆動され、ホームポジションに設定されているロータリー現像ユニット２３が４５°回転して、ブラック現像器２３Ｋが現像ポジションへ設定される。これにより、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその書き込みタイミングから少し遅れて現像される。そして、このようにして形成されたブラックＫのトナー像は転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写され、記録シートは転写ドラム３１から剥離されて定着器５０へ送り込まれる。
【００４９】
以降は、転写ドラム３１の１回転サイクル毎に所定のタイミングで原稿２２２の走査が行われ、感光体ドラム２０上に静電潜像の書き込みが行われると共に、この静電潜像はブラック現像器２３Ｋによって現像され、形成されたトナー像は記録シート３０に転写される。このとき、ロータリ現像ユニット２３は、転写ドラム３１の１回転サイクル毎の現像工程が終了する度に３６０°回転し、次の現像工程の開始直前に現像ポジションに再設定される。
【００５０】
ここで、ＪＩＳ規格Ａ４版サイズの記録シートを長手方向に送って原稿のコピーを行うとすれは、画像形成区間は２９７ｍｍである。本実施例の複写機はＪＩＳ規格Ａ３版サイズの記録シートの長手方向送りに対応しており、転写ドラムの外径は１６８ｍｍ、その周長は１６８πに設定されている。従って、非画像形成区間は１６８π−２９７＝２３０．８である。転写ドラム３１の回転速度をＶ_１＝１６０ｍｍ／ｓｅｃとすれば、非画像形成区間がロータリ現像ユニット２３との対向位置を通過する時間は２３０．８／１６０＝１．４４２ｓｅｃであり、この時間以下でロータリ現像ユニット２３を３６０°回転させてやれば良い。本願発明者らの実験によれば、インピーダンス０．９オームのステッピングモータを用い、入力電圧４０Ｖ、慣性負荷６ｋｇ・ｃｍ^２で実現することができた。
【００５１】
このように、この単色モードでは、転写ドラム３１の１回転サイクル毎の現像工程が終了する度にロータリ現像ユニット２３を３６０°回転させ、全ての現像器を現像ポジションから退避しているので、感光体ドラム２０の非画像形成区間に対して現像器が対向している時間を低減させることができ、その分だけ非画像形成区間に対して現像器からトナーが付着するのを防止することができる。
【００５２】
また、この単色モードでは、図９（ｂ）に示すように１回転サイクル毎の現像工程が終了した直後にロータリ現像ユニット２３を４５°回転させ、次の現像工程の開始直前に今度は逆方向に４５°回転させてブラック現像器２３Ｋを現像ポジションに再設定しても良い。このようにすれば、互いに前後する現像工程の合間にロータリ現像ユニット２３を１回転させる時間的余裕がない場合であっても、現像器を現像ポジションから退避させることができ、しかも現像モータに対する負荷を低減することもできる。
【００５３】
更に、図９（ｃ）に示すように、１回転サイクル毎の現像工程が終了した直後にロータリ現像ユニット２３をホームポジションに設定し、次の現像工程の開始直前に４５°回転させてブラック現像器２３Ｋを現像ポジションに再設定しても良い。
【００５４】
尚、上述の実施例では本発明の現像器交換手段としてロータリ現像ユニット２３を用いたが、図１０に示すように、ブラック現像器２３Ｋ、イエロー現像器２３Ｙ、マゼンタ現像器２３Ｍ、シアン現像器２３Ｃを感光体ドラムに対して並列に配列し、いずれか一の現像器のみを感光体ドラム２０と近接する現像ポジションに設定する一方、他の現像器を感光体ドラム２０とは離間した退避位置に設定する現像器交換手段であっても、本発明を同じように適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のカラー画像形成装置によれば、像担持体上の非画像形成区間と現像ポジションに設定された現像器とが長時間対向することがないので、像担持体及び転写体がトナーによって汚染されるのを可及的に防止することができ、高品位のカラー画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカラー複写機の実施例を示す概略構成図である。
【図２】実施例に係る転写ドラムとその周辺機器を示す概略構成図である。
【図３】実施例に係るロータリ現像ユニットの現像ポジションを示す説明図である。
【図４】実施例に係るロータリ現像ユニットのホームポジションを示す説明図である。
【図５】実施例に係るカラー複写機の駆動制御系を示すブロック図である。
【図６】実施例に係る通常モードの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図７】実施例に係るはめ込み合成モードの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例に係るＯＨＰモードの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図９】実施例に係る単色モードの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】現像器交換手段の他の例を示すカラー複写機の概略構成図である。
【符号の説明】
２０…感光体ドラム（像担持体）、２２…露光走査系（潜像形成手段）、２３…ロータリ現像ユニット（現像器交換手段）、３０…記録シート、３１…転写ドラム（転写体）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a so-called multi-transfer type color image forming apparatus that repeatedly transfers each color component toner image to a recording sheet held on a transfer body, and more particularly, to a plurality of developing units each containing a different color component toner. Is a color image forming apparatus which is set in such a manner as to be replaced with a position facing the image carrier.
[0002]
[Prior art]
In a so-called multiple transfer type color image forming apparatus, a photosensitive drum on which a toner image is formed based on image information and a transfer drum for winding and holding a recording sheet are synchronously rotated to sequentially form the photosensitive drum on the photosensitive drum. Conventionally, a method is known in which the toner images of the respective colors are multiplex-transferred onto a recording sheet on a transfer drum, and the superimposed toner images are fixed on the recording sheet by a fixing device.
[0003]
In such an apparatus, a plurality of developing devices including toners of respective color components (for example, black K, yellow Y, magenta M, and cyan C) are arranged around the photosensitive drum. In, only one developing device is set to a developing position facing the photosensitive drum to develop the electrostatic latent image, and the other developing devices are set to a retracted position separated from the photosensitive drum. I have. In the case of forming a color image, each time the developing process of the toner image of each color component is completed, the developing device located in the developing position is replaced, and the start of the developing process of the next toner image is waited. During that time, a new developing device is set at the developing position.
[0004]
Further, in a state where image formation is not performed, that is, in a state of waiting for the start of the image forming operation, the developing units of all colors are set to the retracted positions, and when the image forming operation is started, the first toner image is formed. Is set to the developing position.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a multi-transfer type color image forming apparatus, the toner image on the photosensitive drum is transferred to the recording sheet every one rotation cycle of the transfer drum. The length of the image forming section is uniquely determined from the outer diameter of the transfer drum and the size of the recording sheet. For example, in order to perform image formation by feeding a recording sheet of JIS A3 size in the longitudinal direction, a circumferential length of the transfer drum is required to be 420 mm or more. If the image is formed by sending the image in the lateral direction, the image forming section on the photosensitive drum is 210 mm, so the non-image forming section is 210 mm or more, and the length of the non-image forming section is longer than that of the image forming section. Will also be long.
[0006]
This causes the following problems. That is, in the conventional apparatus, once the color image forming operation is started, the developing device is replaced immediately after the formation of the toner image of each color component is completed, and the developing position of the new color component developing device is set. In this state, the start of the development process of the next toner image is waited, so that the facing time between the non-image forming section on the photosensitive drum and the developing device becomes longer, and the photosensitive drum is contaminated with toner. Further, since the toner adhered to the photosensitive drum is transferred to the transfer drum, there is a problem that the recording sheet is stained when the recording sheet is held on the transfer drum.
[0007]
In particular, in the case of using an editing function such as color conversion or inset combining of two originals in a color copying machine, the first color toner image is formed on the photosensitive drum at the same time as the original is read, and then the second color toner image is formed. Processing of the read image information is performed until an image is formed, and the processing time must be an integral multiple of one rotation cycle of the transfer drum. For this reason, the non-image forming section on the photosensitive drum becomes longer by that much, and the facing time between the section and the developing device becomes longer, so that the above-mentioned problem becomes remarkable.
[0008]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-337751 discloses that when forming an image on a recording sheet having a large heat capacity such as an overhead projector (OHP) sheet or a cardboard, sufficient thermal energy can be given to the recording sheet. A color image forming apparatus is disclosed in which the rotation speed of a transfer drum is reduced after the transfer of a final color toner image onto a recording sheet is completed, and the recording sheet is inserted into a fixing device at the reduced speed. In this apparatus, after the final color toner image is transferred onto the recording sheet, the rotation speed of the transfer drum is reduced and increased until the first color toner image is formed on the next recording sheet. Must also be an integral multiple of one rotation cycle of the transfer drum. Therefore, even in such a case, the non-image forming section on the photosensitive drum becomes longer by that much, and the facing time between the developing device and the photosensitive drum becomes longer, so that the above-described problem becomes remarkable. .
[0009]
Further, when a single color image is formed continuously on a plurality of recording sheets instead of a color image, a specific developing device is kept at the developing position from the start to the end of the image forming operation. The facing time between the non-image forming section on the body drum and the developing device becomes long, and the above-mentioned problem becomes remarkable.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to reduce a facing time between a non-image forming section on an image carrier and a developing device, and to reduce an image carrier and a transfer by a toner. An object of the present invention is to provide a color image forming apparatus capable of forming a high quality color image while preventing body contamination.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a color image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image of each color component is sequentially formed according to image information, and a plurality of image carriers each including a different color component toner. Developing device, developing device changing means for setting one of the developing devices used for developing the electrostatic latent image at a position facing the image carrier, and the image carrier holding a recording sheet A transfer member which rotates in synchronism with the transfer member, and which performs multiple transfer of toner images of each color component formed on the image carrier to the recording sheet for each rotation cycle thereof; From the position immediately after the formation of the toner image in one rotation cycle to the time immediately before the formation of the toner image in the next rotation cycle of the next transfer body is started, all the developing devices are moved from the position facing the image carrier. Exchange control means for evacuation It is characterized in that the.
[0012]
According to such a technical means, when the formation of the toner image in one rotation cycle of the transfer member is completed, the replacement control means immediately controls the developing device replacement means, and is set at a position facing the image carrier. The developing device that has been retracted is retracted from the position. The exchange control means sets the developing device used for forming the toner image to a position facing the image carrier just before the formation of the toner image is started during one rotation cycle of the next transfer member. I do. That is, in the present invention, from the time immediately after the formation of the toner image is completed to the time immediately before the formation of the next toner image is started, none of the developing devices is set at a position facing the image carrier. Since it is retracted from the position, it is possible to prevent the non-image forming section of the image carrier from facing the developing device set at the developing position for a long time.
[0013]
Here, as the developing device replacing means, among the plurality of developing devices, only one of the developing devices is set at a position facing the image carrier, and the other developing devices are moved from the position facing the image carrier. Any developing device may be used as long as it is retracted. For example, each developing device may be individually advanced to the opposing position. Alternatively, as in a rotary developing unit described later, all the developing devices are held and moved while moving. Only the developing device may be set at a position facing the image carrier. However, from the viewpoint that all replacement of the developing device can be controlled only by controlling the rotation angle of the drive motor, the above-described rotary developing unit is preferable.
[0014]
Further, the present invention is applicable not only to the case where toner images are continuously formed in the rotation cycle of the transfer body before and after each other, but also to the case where there is a so-called idle rotation cycle in which a toner image is not formed between these rotation cycles. Can be applied. For example, there is a case where there is an idle rotation cycle of the transfer body between the formation of the first color toner image and that of the second color in order to increase the processing time of the image information, as in the above-described color image editing, As in the color image forming apparatus disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-337551, there is a case where there is an idle rotation cycle of the transfer body during the formation of a toner image on two continuous thick papers or OHP sheets.
[0015]
Even in these cases, any developer is moved from the development position from immediately after the formation of the toner image to immediately before the formation of the next toner image is started, that is, during the idle rotation cycle of the transfer member. Because of the retreat, it is possible to prevent the non-image forming section on the image carrier from facing the developing device set at the developing position for a long time.
[0016]
Further, the present invention can be applied to a case where a single color toner image is repeatedly transferred to a plurality of recording sheets. That is, in such a case, it is not necessary to replace the developing device. However, immediately after the formation of the toner image is completed, the developing device is temporarily retracted from the position facing the image carrier, and the formation of the next toner image is started. By immediately resetting the developing device to the position facing the image carrier, it is possible to prevent the non-image forming section on the image carrier from facing the developing device set at the developing position for a long time. .
[0017]
【Example】
Hereinafter, a color image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of a color copying machine to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 20 denotes a photosensitive drum, 21 denotes a charging corotron for pre-charging the surface of the photosensitive drum 20, and 22 denotes exposure scanning for writing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 charged by the charging corotron 21. The system 23 is provided with four developing units 23B, 23C, 23M, and 23Y that house toner images of black (B), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), respectively. A rotary developing unit which is appropriately switched and selected, 24 is a pre-transfer corotron for removing the potential on the photosensitive drum 20, 25 is a cleaner for removing residual toner on the photosensitive drum 20, and 26 is a residual toner on the photosensitive drum 20. This is an erase lamp for removing charges.
[0018]
In this embodiment, the exposure scanning system 22 includes an exposure lamp 223 that irradiates a light beam to a document 222 set on a platen 221, a carriage 224 that moves the exposure lamp 223 over the document 222 area, and an exposure lamp 223. 223, a reflection mirror 225 for guiding the beam from the surface of the document 222 along a predetermined path, a color image sensor 226 for converting the beam from the surface of the document 222 to a digital signal for each color component, and a beam from the surface of the document 222. An image forming lens 227 for forming an image on the color image sensor 226; and a laser scanning unit 228 for irradiating a laser beam along the main scanning direction of the photosensitive drum 20 based on an image signal of each color component captured by the image sensor 226. It is composed of The laser scanning unit 228 includes, for example, a semiconductor laser 228a, a polygon mirror 228b that divides and deflects a beam from the semiconductor laser 228a in the main scanning direction of the photosensitive drum 20, and a beam from the semiconductor laser 228a. It comprises an imaging lens 228c for forming an image along the main scanning direction line, a reflection mirror 228d for regulating the beam path, and the like.
[0019]
On the other hand, the rotary developing unit 23 is rotatably driven by a developing motor 73 (shown in FIG. 5). When the copying operation is started, the four developing units 23B, 23C, 23M as shown in FIG. , 23Y, one of the developing units (black developing unit 23K in FIG. 3) is set to a developing position facing the photosensitive drum 20. Then, by rotating the rotary developing unit 23 by 90 ° in the direction of the arrow, the developing devices set at the developing position are sequentially replaced. As shown in FIG. 4, a home position where all the developing devices are retracted from the developing position is set at a position rotated by 45 degrees from the cyan developing device 23C, and when the copying operation is completed, the rotary developing unit 23 It is set to move to the home position.
[0020]
Reference numeral 31 denotes a transfer drum on which a recording sheet 30 is wrapped and held on a peripheral surface, and which sequentially multiply transfers each color component toner image on the photosensitive drum 20 to the recording sheet 30. As shown in FIG. 2, the transfer drum 31 is formed by stretching a drum sheet 3 such as polyvinylidene fluoride on a drum frame 32 in which a pair of ring bodies 33 are connected by a single tie bar 34. The recording sheet 30 is electrostatically attracted by charging the sheet 35 in advance.
[0021]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the transfer drum 31 charges the drum sheet 35 when the recording sheet 30 is held, and transfers the toner image on the photosensitive drum 20 to the recording sheet 30 as shown in FIGS. A transfer corotron 42 to be removed, a charge removing corotron 43 for removing charges on the recording sheet 30 after the final color transfer process is completed, a cleaning charge removing corotron 44 for removing charges on the drum sheet 35 after the final color transfer process is completed, and a final color. A cleaning brush 45 for cleaning paper dust and the like adhering to the drum sheet 35 after the completion of the transfer process, an inner press roll 46 for lifting the drum sheet 35 from the inside when the recording sheet 30 is peeled, and a peeler for peeling the recording sheet 30 Fingers 47 are provided. Reference numeral 48 denotes a sheet conveying system that conveys the recording sheet 30 supplied from a sheet feeding cassette (not shown) to the suction corotron 41 at a predetermined timing according to each mode.
[0022]
Further, reference numeral 50 denotes a fixing device for passing the recording sheet 30 having undergone the transfer step and fixing an unfixed toner image on the recording sheet 30. In this embodiment, a heating roll 51 having a built-in heater therein is used. The recording sheet 30 from the transfer drum 31 is conveyed to the fixing device 50 via the guide plate 53. Reference numeral 54 denotes a fuser exit roll that conveys the recording sheet 30 that has passed through the fixing unit 50, 55 denotes a fuser exit switch for detecting the trailing end of the recording sheet 30 that has passed through the fixing unit 50, and 56 denotes a fixed recording sheet 30. Is a discharge tray for storing the recording sheet 30 to the discharge tray 56.
[0023]
FIG. 5 shows a drive control system of the color copying machine in this embodiment.
In the figure, reference numeral 61 denotes a lamp driver for turning on the exposure lamp 223, and reference numerals 62 and 63 denote a carriage motor for driving the carriage 224 and its motor driver.
[0024]
Reference numerals 71 and 72 denote drum motors and their motor drivers for synchronously rotating the photosensitive drum 20 and the transfer drum 31, and reference numerals 73 and 74 replace the developing units 23K to 23C of the rotary developing unit 23 and drive predetermined developing units. The developing motor and its motor driver 75 and 76 are a main motor for driving the fixing device 50 and the sheet conveying system and its motor driver.
[0025]
Further, a half-moon-shaped plate 81 is provided coaxially with the transfer drum 31, and an optical sensor 82 including a light-emitting unit and a light-receiving unit is provided at a position crossing the half-moon-shaped plate 81. The output of the optical sensor 82 is repeatedly turned on and off for each rotation, and the rising and falling points of the output of the optical sensor 82 are detected by the edge detection circuit 83.
[0026]
Reference numeral 100 denotes a CPU 101, a ROM 102 in which various programs such as various copy execution programs (normal mode, OHP mode, inlaying combination mode, and single color mode) and a program for stopping a copying machine are stored in advance. Is a microcomputer in which a RAM 103 and an I / O port 104 for temporarily storing data are connected to each other via a system bus 105, and a detection pulse from the edge detection circuit 83 is supplied to the microcomputer via the I / O port 104. 100, the motor control signal and the lamp lighting signal from the microcomputer 100 are sent to each of the motor drivers 63, 72, 74, and 76 via the I / O port 104. Motor 71, Image motor 73 and main motor 75 are controlled. That is, the microcomputer corresponds to the exchange control means of the present invention.
[0027]
Next, the operation of the color copying machine according to this embodiment will be described.
◎ Normal mode (plain paper)
Now, when the four-color mode is selected and the start switch 91 is turned on, the drum motor 71 and the main motor 75 are driven synchronously to cycle up the system. When the cycle-up is completed, the lamp 223 is turned on at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, the carriage motor 62 is driven, and the document 222 is scanned. Thus, an electrostatic latent image corresponding to black K is written on the photosensitive drum 20.
[0028]
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the developing motor 73 is driven at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, and the rotary developing unit 23 set at the home position rotates by 45 °. , The black developing device 23K is set to the developing position. Thus, the electrostatic latent image is developed by the black developing device 23K with a slight delay from the writing timing. Then, the black K toner image formed by the development is transferred to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31. When the developing process by the black developing device 23K is completed, the developing motor 73 is driven, the rotary developing unit 23 starts to rotate gently, and the black developing device 23K retreats from the developing position.
[0029]
Next, the original 222 is scanned at a predetermined timing corresponding to the second rotation of the transfer drum 31, and an electrostatic latent image corresponding to yellow Y is written on the photosensitive drum 20. At this time, the rotary developing unit 23 is still rotating, and the rotation of the yellow developing device 23Y is set to the developing position by terminating the 90 ° rotation just before the yellow electrostatic latent image reaches the developing position. As a result, while the non-image section on the photosensitive drum 20 passes through the developing position, the developing device is retracted from the developing position. Absent.
[0030]
Then, the yellow Y electrostatic latent image that has reached the developing position is developed by the yellow developing device 23Y set at the developing position, and the formed yellow Y toner image is transferred to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31. You. When the developing process by the yellow developing device 23Y is completed, the rotary developing unit 23 also starts to rotate gently by 90 °, the yellow developing device 23Y retreats from the developing position, and the next electrostatic latent image of magenta M is formed. Immediately before reaches the developing position, the magenta developing device 23M is set to the developing position.
[0031]
Thereafter, these operations are repeated for the third and fourth rotations of the transfer drum 31, and each time, the magenta M and cyan C toner images are transferred from the photosensitive drum 20 to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31. Thus, a superimposed toner image of four color toner images is formed on the recording sheet 30. Then, the recording sheet 30 on which the transfer of the cyan C toner image has been completed is peeled off from the transfer drum 31 as it is, and is discharged to the discharge tray 56 via the fixing device 50. On the other hand, when the developing process for cyan C is completed, the rotary developing unit 23 is rotated by 45 ° and set to the home position. If a plurality of copies are designated before the start of copying, the rotary developing unit 23 is gently rotated by 90 °, and the black K electrostatic latent image on the second recording sheet 30 is moved to the developing position. Immediately before the arrival, the black developing device 23K is set to the developing position.
[0032]
In the example shown in FIG. 6A, when the developing device is replaced, the rotary developing unit 23 is gently rotated by 90 ° to prevent the developing device from being set to the developing position between the developing processes before and after each other. However, as shown in FIG. 6B, it is also possible to replace the developing device by rotating the rotary developing unit 23 twice in 45 ° increments. That is, the rotary developing unit 23 is rotated by 45 ° immediately after the black K developing process is completed to retract the black developing device 23K from the developing position, and immediately before the yellow Y electrostatic latent image reaches the developing position. The rotary developing unit 23 is further rotated by 45 ° to set the yellow developing unit 23Y to the developing position. In this way, as in the example shown in FIG. 6A, while the non-image section on the photosensitive drum 20 passes through the developing position, the developing device is retracted from the developing position. Therefore, the toner does not adhere to the non-image section from the developing device.
[0033]
◎ Inset synthesis mode
The inset combination mode is used when copying is performed by incorporating image information of a specified area on another document into a specified area on the document. For this reason, after reading two originals by the exposure scanning system 20, it is necessary to perform a process of synthesizing image information, and the drum motor 71 also rotates the photosensitive drum 20 and the transfer drum 31 during this processing time. I have.
[0034]
When the four-color mode is selected, the combining mode switch 93 is turned on to select the fit-in combining mode, and the start switch 91 is turned on. When the cycle up of the system is completed, the first rotation of the transfer drum 31 is started. The original 222 is scanned at a predetermined timing corresponding to. Thus, an electrostatic latent image corresponding to black K is written on the photosensitive drum 20.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 7, at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, the rotary developing unit 23 set at the home position rotates 45 °, and the black developing device 23K is set at the developing position. You. Thus, the electrostatic latent image is developed by the black developing device 23K with a slight delay from the writing timing. Then, the black K toner image thus formed is transferred to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31. When the developing process by the black developing device 23K is completed, the developing motor 73 is driven to rotate the rotary developing unit 23 by 315 °, and the rotary developing unit 23 is set to the home position.
[0036]
In this mode, the second and third rotations of the transfer drum 31 (and a few more rotations if necessary) are applied to the processing time of the image information. During this time, no toner image is formed on the photosensitive drum and the transfer is performed. The drum idles while holding the recording sheet onto which the black K toner image has been transferred. However, during this processing time, the rotary developing unit 23 is set at the home position, and all the developing devices are retracted from the developing position. Does not adhere. This makes it possible to prevent the recording sheet held on the transfer drum from being stained.
[0037]
When the processing of the image information is completed, the original 222 is scanned at a predetermined timing corresponding to the fourth rotation of the transfer drum 31, and an electrostatic latent image corresponding to yellow Y is written on the photosensitive drum 20. Be done. Further, the rotary developing unit 23 rotates 135 ° from the home position, and the yellow developing device 23Y is set to the developing position. Then, the electrostatic latent image is developed by the yellow developing device 23Y with a slight delay from the writing timing. When this developing process is completed, the rotary developing unit 23 is gently rotated by 90 ° (or as in the normal mode shown in FIG. 6). The magenta developing device 23M is rotated to the developing position by rotating the magenta developing device 23M by 45 degrees (two times). Further, the formed yellow Y toner image is transferred to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31.
[0038]
Thereafter, since the processing of the image information has already been completed for the magenta M and cyan C color components, the magenta M toner image is obtained at the fifth rotation of the transfer drum 31 and the cyan C is obtained at the sixth rotation of the transfer drum 31. Are formed on the photosensitive drum 20 and are transferred onto the recording sheets held on the transfer drums 31, respectively. As a result, a superimposed toner image of four color toner images is formed on the recording sheet 30. When the magenta M developing process is completed, the rotary developing unit 23 is gently rotated 90 ° (or divided into two 45 ° increments) as in the previous replacement of the developing device, and the cyan developing device 23C is moved to the developing position. When the setting is completed and the developing process for cyan C is completed, the rotary developing unit 23 is rotated by 45 ° and set to the home position.
[0039]
In the inset combination mode, the rotary developing unit 23 is rotated by 45 ° immediately after the black K developing process is completed, and further rotated by 45 ° immediately before the yellow Y developing process is started to rotate the yellow developing device 23Y. It may be set to the development position.
[0040]
◎ OHP mode
The OHP mode is used when an OHP sheet is used as the recording sheet 30 and the image information of the document 222 is copied onto the OHP sheet. Since the OHP sheet 30 has a larger heat capacity than plain paper, in the copying machine of this embodiment, when the OHP sheet 30 is passed through the fixing device 50, the fixing speed V ₂ (For example, 60 mm / sec), the fixing speed V of plain paper ₁ (For example, 160 mm / sec). For this reason, when copying is continuously performed on a plurality of OHP sheets 30, the transfer drum 31 is moved before the first OHP sheet 30 is separated from the transfer drum 31. ₁ To V ₂ And the transfer drum 31 is moved to V before the exposure scanning of the original with respect to the second OHP sheet 30 is performed. ₂ To V ₁ Therefore, a toner image cannot be formed on the photosensitive drum 20 during such a change time of the rotation speed of the transfer drum 31.
[0041]
Now, when the four-color mode is selected, the OHP mode switch 92 is turned on to select the OHP mode, and the start switch 91 is turned on, the first rotation of the transfer drum 31 is performed after the system cycle is completed. The original 222 is scanned at a corresponding predetermined timing. Thus, an electrostatic latent image corresponding to black K is written on the photosensitive drum 20.
[0042]
On the other hand, as shown in FIG. 8, at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, the rotary developing unit 23 set at the home position rotates 45 °, and the black developing device 23K is set at the developing position. You. Thus, the electrostatic latent image is developed by the black developing device 23K with a slight delay from the writing timing. Then, the black K toner image thus formed is transferred to the OHP sheet 30 held on the transfer drum 31. When the developing process by the black developing unit 23K is completed, the developing motor 73 is driven, and the rotary developing unit 23 is gently rotated 90 ° (or divided into two 45 ° increments) similarly to the normal mode, thereby turning the yellow developing unit 23Y. Is set to the development position. Then, in the same manner as in the normal mode (see FIG. 6), yellow Y, magenta M, and cyan C toner images are sequentially formed on the photosensitive drum 20, and are formed on the OHP sheet 30 held on the transfer drum 31. A superimposed toner image is formed by four color toner images. When the developing process of the cyan C toner image is completed, the developing motor 73 is driven to rotate the rotary developing unit 23 by 45 °, and the rotary developing unit 23 is temporarily set to the home position.
[0043]
When the cyan C toner image is transferred onto the OHP sheet 30 held on the transfer drum 31, the transfer drum 31 enters the fifth rotation without peeling the OHP sheet 30, and during this rotation, the transfer drum 31 Rotation speed of V ₁ To V ₂ Decelerated to And the rotation speed is V ₁ When the OHP sheet 30 is separated from the transfer drum 31 that has been decelerated, the transfer drum 31 enters the sixth rotation. During this rotation, the rotation speed of the transfer drum 31 becomes V ₂ To V ₁ Return to The photosensitive drum 20 and the transfer drum 31 are driven by the same drum motor 71 in order to ensure the transfer position of the toner image. When the rotation speed of the transfer drum 31 is changed, the rotation of the photosensitive drum 20 is changed. The speed will also be changed. Therefore, a toner image cannot be formed on the photosensitive drum at the fifth and sixth rotations of the transfer drum 31. However, during the times corresponding to the fifth and sixth rotations of the transfer drum 31, the rotary developing unit 23 is set at the home position, and all the developing devices are retracted from the developing position. No toner adheres to the upper non-image section from the developing device. This can prevent the transfer drum from being stained.
[0044]
The rotation speed of the transfer drum 31 is V ₂ To V ₁ Then, the original 222 is scanned at a predetermined timing corresponding to the seventh rotation of the transfer drum 31, and a black K electrostatic latent image corresponding to the next OHP sheet is written on the photosensitive drum 20. Is performed. Further, the rotary developing unit 23 rotates 45 ° from the home position, and the black developing device 23K is set to the developing position. The electrostatic latent image is developed by the black developing device 23K with a slight delay from the writing timing, and the formed black K toner image is transferred to a new OHP sheet 30 held on the transfer drum 31.
[0045]
Later. The superimposed toner image is transferred to the OHP sheet in the same manner as the first OHP sheet, and the superimposed toner image is fixed. If copying is not to be performed on a new OHP sheet, the rotary developing unit 23 that has completed the developing process of the cyan C toner image is rotated by 45 ° and set to the home position.
[0046]
◎ Single color mode
This mode is used, for example, when a monochrome document is continuously copied on a plurality of recording sheets.
[0047]
Now, when the black color K is designated and the single color mode switch 94 is turned on to select the single color mode and the start switch 91 is turned on, the drum motor 71 and the main motor 75 are driven synchronously to cycle up the system. . When the cycle-up is completed, the lamp 223 is turned on at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, the carriage motor 62 is driven, and the document 222 is scanned. Thus, an electrostatic latent image corresponding to black K is written on the photosensitive drum 20.
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 9A, the developing motor 73 is driven at a predetermined timing corresponding to the first rotation of the transfer drum 31, and the rotary developing unit 23 set at the home position rotates by 45 °. , The black developing device 23K is set to the developing position. Thus, the electrostatic latent image is developed by the black developing device 23K with a slight delay from the writing timing. Then, the black K toner image thus formed is transferred to the recording sheet 30 held on the transfer drum 31, and the recording sheet is separated from the transfer drum 31 and sent to the fixing device 50.
[0049]
Thereafter, scanning of the document 222 is performed at a predetermined timing for each rotation cycle of the transfer drum 31, and an electrostatic latent image is written on the photosensitive drum 20. The toner image developed and formed by 23K is transferred to the recording sheet 30. At this time, the rotary developing unit 23 rotates 360 ° each time the developing process for each rotation cycle of the transfer drum 31 is completed, and is reset to the developing position immediately before the start of the next developing process.
[0050]
Here, if a document is copied by feeding a recording sheet of JIS A4 size in the longitudinal direction, the image forming section is 297 mm. The copying machine according to the present embodiment is adapted to feed a recording sheet of JIS A3 size in the longitudinal direction, the outer diameter of the transfer drum is set to 168 mm, and the circumference thereof is set to 168π. Therefore, the non-image forming section is 168π-297 = 230.8. When the rotation speed of the transfer drum 31 is V ₁ = 160 mm / sec, the time during which the non-image forming section passes through the position facing the rotary developing unit 23 is 230.8 / 160 = 1.442 sec, and the rotary developing unit 23 is rotated by 360 ° within this time or less. I'll do it. According to experiments performed by the present inventors, a stepping motor having an impedance of 0.9 ohm was used, an input voltage was 40 V, and an inertial load was 6 kg · cm. ² Could be realized.
[0051]
As described above, in the single-color mode, the rotary developing unit 23 is rotated by 360 ° every time the developing process for each rotation cycle of the transfer drum 31 is completed, and all the developing devices are retracted from the developing position. The time during which the developing device faces the non-image forming section of the body drum 20 can be reduced, and the toner can be prevented from attaching to the non-image forming section by that much. .
[0052]
Further, in this single-color mode, as shown in FIG. 9B, the rotary developing unit 23 is rotated by 45 ° immediately after the completion of the development process for each rotation cycle, and this time, in the reverse direction immediately before the start of the next development process. The black developing unit 23K may be reset to the developing position by rotating the black developing unit 23K to the developing position. In this way, even if there is not enough time to rotate the rotary developing unit 23 once between the developing processes before and after each other, the developing device can be retracted from the developing position, and the load on the developing motor can be reduced. Can also be reduced.
[0053]
Further, as shown in FIG. 9C, the rotary developing unit 23 is set to the home position immediately after the completion of the development process for each rotation cycle, and is rotated by 45 ° just before the start of the next development process to perform black development. The device 23K may be reset to the developing position.
[0054]
In the above-described embodiment, the rotary developing unit 23 is used as the developing device replacing means of the present invention. However, as shown in FIG. 10, a black developing device 23K, a yellow developing device 23Y, a magenta developing device 23M, and a cyan developing device 23C are used. Are arranged in parallel with the photosensitive drum, and only one of the developing devices is set to a developing position close to the photosensitive drum 20, while the other developing device is set at a retracted position separated from the photosensitive drum 20. The present invention can be applied in the same manner to the developing device replacing means to be set.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the color image forming apparatus of the present invention, the non-image forming section on the image carrier and the developing device set at the developing position do not face each other for a long time. Further, the transfer member can be prevented from being contaminated by the toner as much as possible, and a high-quality color image can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a color copying machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a transfer drum and peripheral devices according to the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a developing position of the rotary developing unit according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a home position of the rotary developing unit according to the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a drive control system of the color copying machine according to the embodiment.
FIG. 6 is a timing chart illustrating an image forming operation in a normal mode according to the embodiment.
FIG. 7 is a timing chart illustrating an image forming operation in the inset combining mode according to the embodiment.
FIG. 8 is a timing chart showing an image forming operation in the OHP mode according to the embodiment.
FIG. 9 is a timing chart illustrating an image forming operation in a single color mode according to the embodiment.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a color copying machine showing another example of a developing device replacing unit.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20: photosensitive drum (image carrier), 22: exposure scanning system (latent image forming means), 23: rotary developing unit (developing unit exchange means), 30: recording sheet, 31: transfer drum (transfer body)

Claims

An image carrier on which an electrostatic latent image of each color component is sequentially formed in accordance with image information; a plurality of developing devices each containing a different color component toner; and a rotary developing unit that holds and rotates these developing devices. A transfer member that holds a recording sheet, rotates synchronously with the image carrier, and multiplex-transfers toner images of each color component formed on the image carrier to the recording sheet for each rotation cycle; While controlling the rotation of the rotary developing unit, one developing device used for developing the electrostatic latent image is set to the developing position facing the image carrier, while all the developing devices are retracted from the developing position to the home position. A color image forming apparatus comprising:
The rotation speed of the rotary developing unit when replacing the developing device set in the developing position with a developing device of another color is the same as the rotation speed when setting any developing device set in the home position to the developing position. A color image forming apparatus, wherein the speed is lower than the rotation speed when the developing device set at the developing position is set at the home position.

An image carrier on which an electrostatic latent image of each color component is sequentially formed in accordance with image information; four developing devices each containing a different color component toner; and a rotary developing device that holds and rotates these developing devices A transfer unit that holds the recording sheet, rotates in synchronization with the image carrier while holding the recording sheet, and multiple-transfers the toner images of each color component formed on the image carrier to the recording sheet for each rotation cycle thereof; While controlling the rotation of the rotary developing unit, one developing device used for developing the electrostatic latent image is set to a developing position facing the image carrier, while all developing devices are retracted from the developing position. A color image forming apparatus comprising: an exchange control unit that sets the position.
When replacing the developing device set in the developing position with a developing device of another color, the rotary developing unit is rotated by 45 ° immediately after the formation of the toner image in one rotation cycle of the transfer body is completed. Wherein the rotary developing unit is rotated by 45 ° immediately before the formation of a toner image in one rotation cycle of the next transfer body is started.

After one rotation cycle of the transfer body for transferring the first color toner image to the recording sheet, and before one rotation cycle of the transfer body for transferring the second color toner image to the recording sheet, the rotation cycle of the transfer body is changed. 3. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein when there is one or a plurality of units, the exchange control unit retracts any one of the developing units from the developing position during the rotation cycle.

After one rotation cycle of the transfer member for transferring the final color toner image to one recording sheet on the recording sheet, and one transfer member for transferring the first color toner image for the other recording sheet to the recording sheet. 2. The method according to claim 1, wherein when there is one or more rotation cycles of the transfer body before the rotation cycle, the exchange control means retracts any of the developing devices from the development position during the rotation cycle. 3. The color image forming apparatus according to 2.