JP4428789B2

JP4428789B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4428789B2
Application number: JP2000041788A
Authority: JP
Inventors: 雅博井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001228675A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって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し、特に感光ドラム等の像担持体上に形成される単色又は複数色のトナー像を中間転写体上に１次転写した後に転写材に２次転写する構成の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会の発展に伴って、大量の文書を複写したり、コンピュータ等から直接プリントアウトするといったニーズが急速に拡大してきている。また、文書や画像をカラーで出力するニーズも広がってきており、大量の白黒画像出力が可能でカラー画像出力も可能となるような画像形成装置が待望されている。カラー画像形成方式としては、昇華型、熱転写型、インクジェット型などの画像形成装置が用いられているが、高速で画像形成、特に白黒画像形成を行うためには電子写真方式が最も優れているといわれている。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置の中でも転写材の種類を選ばないで画像形成が行え、且つカラーレジストレーションに優れている中間転写方式が主流を占めつつある。
【０００４】
中間転写方式の画像形成装置では、第１の像担持体としての単一の回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色トナー像を、それぞれ第２の像担持体としての中間転写体（中間転写ドラムや中間転写ベルト）上に順次重ね合わせた後に、第３の像担持体としての転写材上に一括転写することによってフルカラー画像が形成される。
【０００５】
この中間転写方式は、中間転写ドラム（中間転写体）に転写材を巻き付ける必要がないため、封筒や厚紙等の転写材に対応することができ、汎用性が高く、且つ転写材の厚みによってカラーレジストレーションが変化することがないため、高画質が得られるというメリットがある。
【０００６】
また、このような中間転写方式のカラー画像形成装置において、モノカラーモード時、特にブラック単色モードの時はブラック単色のみのトナー像を中間転写体から転写材上に転写、定着させてモノカラー画像（ブラック単色画像）を得ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置では、フルカラー画像を形成する場合には感光ドラムが４回転して各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成されるが、モノカラー画像（例えばブラック単色画像）を形成する場合には感光ドラムが１回転してモノカラー画像（例えばブラック単色画像）が形成される。このため、モノカラー画像形成時に出力されるモノカラー画像（例えばブラック単色画像）の生産性は、フルカラー画像形成時に出力されるフルカラー画像の生産性の４倍である。
【０００８】
ところで、近年、オフィス等で上述した中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置においても、モノカラー画像（例えばブラック単色画像）を出力する割合は高い。このため、上述した中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置でモノカラー画像（ブラック単色画像）を出力する場合でも、簡易な方法でより生産性の高い、即ちフルカラー画像時の４倍以上の生産性を有する画像形成装置が待望されている。
【０００９】
そこで本発明は、中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置でモノカラー画像（ブラック単色画像）を出力する場合でも、フルカラー画像時の４倍以上の生産性を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、静電潜像が形成される１つの像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像して単色又は複数色のトナー像を形成する複数の現像器を有する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像が１次転写されてＡ４サイズの画像を複数枚担持することができる中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写材に２次転写する２次転写部材と、転写材のレジストレーションを取ってトナー像の転写部へ搬送するレジストローラ対と、前記中間転写体上に設けた該中間転写体の基準位置を示す基準位置目印と、前記基準位置目印を検知する検知手段とを有し、前記複数の現像器で前記像担持体上に形成したそれぞれ色の異なる複数のトナー像を前記中間転写体上に重畳転写してから前記２次転写部材で前記転写材上に一括転写するカラー画像形成と、前記複数の現像器のうちの任意の現像器で前記像担持体上に形成した単色トナー像を前記中間転写体上に転写してから前記２次転写部材で前記転写材上に転写する単色画像形成とが可能であって、前記中間転写体に担持することができるＡ４サイズの画像の枚数をＬ枚として、前記カラー画像形成によりＬ＋１枚以上のＡ４サイズのカラー画像を連続して形成する場合、前記基準位置に基づいて中間転写体上に形成される１枚目のカラー画像からＬ枚目のカラー画像までは、第１の間隔を空けて連続的に搬送される転写材上に転写され、再度前記基準位置に基づいて前記中間転写体上に形成されるＬ＋１枚目のカラー画像は、前記Ｌ枚目のカラー画像が転写される転写材に続いて前記第１の間隔より長い第２の間隔を空けて搬送される転写材上に転写される画像形成装置において、前記単色画像形成によりＬ＋１枚以上のＡ４サイズの単色画像を連続して形成する場合、前記基準位置に基づいて単色画像を前記中間転写体上に形成し、その後に連続して形成される単色画像の全てを、前記第１の間隔を空けて連続的に搬送される転写材上に転写することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、静電潜像が形成される１つの像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像して単色又は複数色のトナー像を形成する複数の現像器を有する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像が１次転写されてＡ４サイズの画像を２枚担持することができる中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写材に２次転写する２次転写部材と、転写材のレジストレーションを取ってトナー像の転写部へ搬送するレジストローラ対と、前記中間転写体上に設けた該中間転写体の基準位置を示す基準位置目印と、前記基準位置目印を検知する検知手段とを有し、前記複数の現像器で前記像担持体上に形成したそれぞれ色の異なる複数のトナー像を前記中間転写体上に重畳転写してから前記２次転写部材で前記転写材上に一括転写するカラー画像形成と、前記複数の現像器のうちの任意の現像器で前記像担持体上に形成した単色トナー像を前記中間転写体上に転写してから前記２次転写部材で前記転写材上に転写する単色画像形成とが可能であって、前記カラー画像形成により３枚以上のＡ４サイズのカラー画像を連続して形成する場合、前記基準位置に基づいて中間転写体上に形成される１枚目と２枚目のカラー画像は第１の間隔を空けて連続的に搬送される転写材上に転写され、再度前記基準位置に基づいて前記中間転写体上に形成される３枚目のカラー画像は、前記２枚目のカラー画像が転写される転写材に続いて前記第１の間隔より長い第２の間隔を空けて搬送される転写材上に転写される画像形成装置において、前記単色画像形成により３枚以上のＡ４サイズの単色画像を連続して形成する場合、前記基準位置に基づいて１枚目の単色画像を前記中間転写体上に形成し、その後に連続して形成される単色画像の全てを、前記第１の間隔を空けて連続的に搬送される転写材上に転写することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式の中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成及びブラック単色画像形成可能なレーザビームプリンタ等の画像形成装置）を示す概略構成図である。本画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、ドラム状の中間転写体（中間転写ドラム）５、感光ドラムクリーニング装置６、定着装置７、２次転写部材としての２次転写ベルト８等を備えている。
【００１７】
感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム基体（不図示）上に光導電層（不図示）を有しており、所定の周速（プロセススピード）で矢印ａ方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１の直径は、本実施の形態では６２ｍｍである。
【００１８】
帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に対して所定の押圧力で圧接され、感光ドラム１の回転駆動に伴い従動回転し、帯電バイアスの印加により感光ドラム１を負極性及び所定の電位に一様に帯電する。
【００１９】
露光装置３は、入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部（不図示）から出力され、高速回転するポリゴンミラー（不図示）等を介して帯電された感光ドラム１表面を画像露光Ｌすることにより、感光ドラム１表面に各色成分に対応した静電潜像を形成する。
【００２０】
現像装置４は、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、ブラック（ＢＫ）現像器４ＢＫが回転体４ａに搭載されており、回転駆動装置（不図示）による回転体４ａの矢印ｂ方向（時計方向）の回転によって、現像過程でイエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４ＢＫの順で感光ドラム１と対向する現像位置に配置される。これらの現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫは、トナーを保持し現像位置へ搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ４ｂを備えており、現像時、現像スリーブ４ｂに現像バイアス（負極性の直流電圧、必要に応じて交流電圧を重畳してもよい）が印加され、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを静電的に付着させてトナー像として現像する。現像方式としては、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１とを接触させて現像する接触現像方式、又は現像スリーブ４ｂを感光ドラム１に非接触で現像する非接触現像方式のいずれでもよい。本実施の形態では、感光ドラム１表面の露光部分電位部を負帯電性のネガトナーで反転現像して、静電潜像を顕像化（可視像化）する。
【００２１】
中間転写体５は、１次転写ニップ部Ｔ１で感光ドラム１表面に当接し、更に２次転写ニップ部Ｔ２で２次転写ベルト８表面に当接しており、矢印ｃ方向（時計方向）に感光ドラム１と同速度で回転する。表面が中抵抗の弾性ローラである中間転写体５には１次転写バイアス電源９が接続されており、１次転写バイアス電源９から中間転写体５の芯金に所定の１次転写バイアス（正極性の直流電圧）が印加され、これにより感光ドラム１上に形成されるトナー像が、１次転写ニップ部Ｔ１において感光ドラム１と中間転写体５間の電位差によって、中間転写体５上に１次転写される。中間転写体５の直径は、本実施の形態では１８６ｍｍである。また、中間転写体５の非画像形成領域には、中間転写体５の基準位置（ホームポジョン）を示す基準マーク１５が設けられており、後述する１次転写時にセンサ１６で基準マーク１５を検知して、各色のトナー像が中間転写体５上に正確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。センサ１６は、中間転写体５の基準マーク１５が位置している領域に光を照射し、その反射光の受光出力に基づいて基準マーク１５を検知することができる。
【００２２】
２次転写ベルト８は、２次転写ローラ１０と駆動ローラ１１間に張架された無端状の樹脂ベルトであり、駆動ローラ１１の回転駆動によってベルト上面が矢印方向に移動（回転）する。２次転写ローラ１０には２次転写バイアス電源１２が接続されており、２次転写ローラ１０に所定の２次転写バイアス（正極性の直流電圧）を印加する。２次転写ベルト８は、所定のタイミングで中間転写体５に対して当接・離間自在であり、２次転写時に２次転写ローラ１０は２次転写ニップ部Ｔ２にて、２次転写ベルト８を介して中間転写体５に所定の２次転写圧で当接される。
【００２３】
中間転写体５の外周面には、中間転写体クリーニングローラ１３が当接・離間自在に配置されており、中間転写体クリーニングローラ１３には、中間転写体５のクリーニング時にバイアス電源１４から所定のバイアス（正極性の直流電圧）が印加され、転写材Ｐに転写されないで中間転写体５の表面に残った２次転写残トナーを除去する。なお、中間転写体クリーニングローラ１３は、中間転写体５上の２次転写残トナーを逆極性に帯電するものであり、この逆極性に帯電された２次転写残トナーは、感光ドラム１上のトナー像の中間転写体５上への１次転写と同時に、逆に中間転写体５から感光ドラム１に移送されて、感光ドラムクリーニング装置６によって除去される。
【００２４】
定着装置７は、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂを有しており、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ間の定着ニップ部にて未定着トナー像が転写されている転写材Ｐを加熱、加圧してトナー像を熱定着する。
【００２５】
次に、上述した画像形成装置のフルカラー画像形成動作について説明する。
画像形成開始信号が入力されると、感光ドラム１は所定のプロセススピード（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に回転駆動される。また、中間転写体５も感光ドラム１と同じプロセススピードで矢印ｃ方向に回転される。
【００２６】
そして、感光ドラム１は所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により負極性及び所定の電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置３によりレーザ光による画像露光Ｌが与えられて、目的のカラー画像の第１色目のイエロートナー像に対応した静電潜像が形成される。そして、現像装置４の回転体４ａを回転駆動してイエロー現像器４Ｙを現像位置に配置し、イエロー現像器４Ｙにより前記静電潜像を現像してイエロートナー像を形成する。
【００２７】
感光ドラム１上に形成担持されたイエロートナー像は、感光ドラム１と中間転写体５間の１次転写ニップ部Ｔ１を通過する過程で、この１次転写ニップ部Ｔ１での圧力と１次転写バイアス電源９より中間転写体５に印加される１次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））により形成される電界によって、中間転写体５の外周面に１次転写（中間転写）される。中間転写体５上にイエロートナー像が１次転写された後に、中間転写体５に１次転写されないで感光ドラム１上に残った１次転写残トナーは、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され回収される。
【００２８】
また、本実施の形態では、中間転写体５の外径（直径）を１８６ｍｍとしている。中間転写体５の外径を決定する要因はいくつかある。
【００２９】
要因の一つとして、少なくとも出力させたい転写材（用紙）の最大サイズの画像形成装置内における進行方向（給送方向）長さより大きくなければならないというものである。転写材のサイズとしては、通常、日本国内ではＡ３サイズ（２９７×４２０ｍｍ）が最大サイズ紙として用いられることが多く、北米地域ではレジャーサイズ（１１×１７インチ）のものが最大サイズ紙として用いられることが多い。しかしながら、最近ではさらに大きなサイズの転写材の需要も多く１２×１８インチ紙（進行方向長さが約４５７．２ｍｍ）や、これ以上のサイズの転写材に対する需要も高まってきているのが現状である。
【００３０】
また、別の要因としては上述した最大サイズ紙の約半分の大きさを有するサイズの紙、例えば国内においてはＡ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）の転写材に画像形成する際には、前記Ａ３サイズの転写材に画像形成する時の２倍の生産性を得たいという要求からくるもので、中間転写体５の１周上にＡ４サイズ紙２枚分に相当する画像イメージを顕像化する必要が生じる。単にＡ４サイズ紙２枚分のスペースであればＡ３サイズ紙１枚分のスペースと変わりがないのであるが、２枚分のＡ４サイズ紙はその間隔が０の状態では画像形成装置内を給送することができないので所定の間隔、本実施の形態の画像形成装置においては５７ｍｍ空けている。この距離は、図１に示すレジストローラ対によって転写材の高精度のレジストレーションを取ろうとすると大きくする必要がある。従って、Ａ４サイズ紙２枚分（進行方向長さに直すと２１０×２＝４２０ｍｍ）にこの連続する転写材間の距離を加えた長さ以上の周長が必要になる。
【００３１】
更に、上記２つの要因に加えてフルカラー画像形成を行う際には、現像する色を切り替える際の時間を考慮した分だけの周長余裕が必要になる。本実施の形態例においては、図１に示したように回転体４ａにイエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４ＢＫを搭載した４色ロータリー現像方式なので、各色間でこの回転体４ａを９０度回転させるのに要する時間に相当する距離だけ中間転写体５上に空走させられる領域を設ける必要がある。本実施の形態においては、この距離が１０７．３ｍｍ、時間に直すと１．０７３秒分の時間余裕をとる構成とした。この現像色の切り替えという操作は、フルカラー画像形成時には必ず発生し、本実施の形態のように４色ロータリー現像方式のみならず、大径の感光ドラムを用い、その周囲に固定式の各色の現像器を配置したような構成の画像形成装置においても同様に発生する。
【００３２】
上述した各要因をすべて考慮して中間転写体５の周長を決定しようとした場合、本実施の形態においては、Ａ４サイズ紙２枚貼りの時が中間転写体５の最大周長を必要とした。具体的なサイズは以下のような計算式により求めることができる。
周長＝（Ａ４サイズ紙２枚分）＋（連続通紙時の紙間）＋（各現像器の色切り替え相当時間の空走距離）
＝２１０×２＋５７＋１０７．３＝５８４．３（ｍｍ）
となり、直径に直すと上述の１８６ｍｍとなる。
【００３３】
そして、上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、回転体４ａを回転駆動して順に次の現像器（マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４ＢＫ）を現像位置に移動させて、第１色目のイエローの場合と同様にして第２、３、４色目のマゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像工程、１次転写、クリーニングを順次行うことにより、中間転写体５上に４色のトナー像を重ね合わせて、目的のカラー画像に対応した各色によるトナー像が中間転写体５上に形成される。この際、上述したようにセンサ１６で中間転写体５上の基準マーク１５を検知して、この基準マーク１５から各色のトナー像が中間転写体５上に正確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。なお、感光ドラム１から中間転写体５への各色のトナー像の重畳転写工程において、２次転写ベルト８及び中間転写体クリーニングローラ１３は中間転写体５から離間している。
【００３４】
そして、このフルカラー画像の形成に同期して、２次転写ベルト８が中間転写体５に当接して、給紙カセット（不図示）から所定サイズの用紙としての転写材Ｐが引き出されてレジストローラ対１７によってレジストレーションを調整された後に、レジストローラ対１７によって転写前ガイド１８を通して中間転写体５と２次転写ベルト８間の２次転写ニップ部Ｔ２（トナー像の転写部）に給送される。この際、２次転写バイアス電源１２より２次転写ローラ１０へ２次転写バイアス（正極性の直流電圧）が印加され、中間転写体５上に重畳転写（１次転写）されたフルカラー画像が転写材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。
【００３５】
そして、フルカラー画像が転写された転写材Ｐは、２次転写ベルト８の搬送方向下流側で曲率分離されて定着装置７の定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ間に搬送されて加熱、加圧され、表面にフルカラー画像が熱定着されて排紙トレイ上（不図示）に排紙されて、一連の画像形成動作を終了する。
【００３６】
また、中間転写ドラム５上に２次転写されずに残った２次転写残トナーは、バイアス電源１４からバイアス（正極性の直流電圧）が印加された中間転写体クリーニングローラ１３によって本来とは逆極性に帯電され、１次転写ニップ部Ｔ１にて感光ドラム１に静電的に吸着されて、中間転写体５の表面が清掃される。感光ドラム１上に逆転写されたこの２次転写残トナーはその後、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって回収される。
【００３７】
また、モノカラー画像（ブラック単色画像）を出力する場合には、回転体４ａを回転駆動してブラック現像器４ＢＫを現像位置に移動させ、感光ドラム１上に形成したブラックトナー像を中間転写体５上に１次転写した後に転写材上に２次転写することによって、ブラック単色画像を得ることができる（本発明の特徴であるモノカラー画像（ブラック単色画像）の形成動作の詳細については後述する）。
【００３８】
次に、上述したフルカラー画像連続形成時において、転写材ＰがＡ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）紙２枚貼りの場合における１次転写時の中間転写体５上での各色のトナー像の転写状態を、図２を参照して詳細に説明する。なお、図２では、２枚貼りのＡ４サイズ紙を連続２枚通紙した状態であり、中間転写体５が８回転した状態である。
【００３９】
上述したように、中間転写体５上の基準位置（ホームポジョン）を示す基準マーク（図２中ではＨ．Ｐ．と表記）１５と各色のトナー画像先端を同期して画像形成させている。従って、感光ドラム１上に形成された１色目のイエロートナー像が１次転写位置に到達した時に中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５も１次転写位置に到達していて、この位置から１枚目のイエロー画像の１次転写が開始される。１枚目のイエロー画像に続いて、２枚目のイエロー画像が形成されるのであるが、この時、１枚目のイエロー画像と２枚目のイエロー画像の間隔は上述したようにＡ４サイズ紙連続通紙時における紙間距離である５７ｍｍになっている。
【００４０】
更に、引き続いて１枚目のマゼンタ画像の１次転写が行なわれるが、この時、２枚目のイエロー画像と１枚目のマゼンタ画像の間隔は上述したようにイエロー現像器４Ｙとマゼンタ現像器４Ｍの切り替え時間を反映した１０７．３ｍｍとなっている。当然であるが、これにより、１枚目のマゼンタ画像先端も中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期して画像が形成されることになり、色ずれの無い画像が形成できる。逆の見方をすると、中間転写体５の周長は画像形成装置によって誤差があり、また、使用している間に伸び縮みが生じてくることがある。このような場合においても、フルカラー画像形成時に色ずれを生じなくするには、色毎に基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５を検知し、同期をとって画像形成しなければならないということを意味する。
【００４１】
以下同様にして、中間転写体５上にシアン、ブラックの各色のトナー像が順次重畳転写されていき、Ａ４サイズ紙２枚分に相当するフルカラー画像が完成する。このＡ４サイズ紙２枚分のフルカラー画像を形成するのに要した時間は、中間転写体５への１次転写工程だけで見ると中間転写体５が４回転する時間、即ち、１８６×π×４÷１００＝２３．３７秒かかることとなる。
【００４２】
従って、Ａ４サイズ紙１枚分のフルカラー画像を形成するのに必要とされる時間は、その半分の約１１．６９秒必要ということになる。また、厳密にいうとＡ４サイズ紙２枚分のフルカラー画像を形成するのに要する時間は、上記の１次転写工程に要する時間だけではなく、１次転写工程に至る前とその後も含めなければならないが、本発明で議論しようとしている生産性を考える時は単に２枚分ではなく、１００枚とかそれ以上の大量の画像形成を行う時のことを論じるので、このような場合においては、画像形成に要する時間はほとんど１次転写工程が占めるので、１次転写に要する時間をのみを考慮して差し支えない。
【００４３】
次に、モノカラー画像（ブラック単色画像）連続形成時において、転写材ＰがＡ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）紙の場合における１次転写時の中間転写体５上でのブラックトナー像の転写状態を、図３を参照して詳細に説明する。なお、図３では、Ａ４サイズ紙を連続９枚通紙した状態であり、中間転写体５が４回転した状態である。
【００４４】
連続画像形成の最初は、中間転写体５上の基準位置（ホームポジョン）を示す基準マーク（図３中ではＨ．Ｐ．と表記）１５とブラックトナー画像先端を同期して画像形成させている。従って、感光ドラム１上に形成されたブラックトナー像が１次転写位置に到達した時に中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５も１次転写位置に到達していて、この位置から１枚目のブラック画像の１次転写が開始される。１枚目のブラック画像に続いて、２枚目のブラック画像が形成されるのであるが、この時、１枚目のブラック画像と２枚目のブラック画像の間隔は上述したようにＡ４サイズ紙連続通紙時における紙間距離である５７ｍｍになっている。
【００４５】
更に、引き続いて３枚目のブラック画像の１次転写が行なわれるが、この時、２枚目のブラック画像と３枚目のブラック画像の間隔は上述したフルカラー画像連続形成時とは異なり、現像器の切り替えを必要としないので１枚目と２枚目の間隔と同じ５７ｍｍとなっている。従って、３枚目のブラック画像先端は、中間転写体５の基準マーク（図３中ではＨ．Ｐ．と表記）１５と同期をとっていない。
【００４６】
このように、本発明の実施の形態１におけるブラック単色画像連続形成時には、フルカラー画像連続形成時とは異なり、基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期をとらずにＡ４サイズ紙の２ｎ枚目と（２ｎ＋１）枚目（ｎは自然数）の間隔を、（２ｎ−１）枚目と２ｎ枚目の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成を行うようにした。このようにして、ブラック単色画像連続形成時には、中間転写体５が約４回転する時間の間に９枚の画像形成が終了する。
【００４７】
また、中間転写体５への１次転写工程だけで見ると、Ａ４サイズ紙１枚分のフルカラー画像を形成するのに要した時間は、Ａ４サイズ紙１枚分の進行方向長さ（２１０ｍｍ）に紙間距離（５７ｍｍ）を加えたものをプロセススピード（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で割った値、即ち、（２１０＋５７）÷１００＝２．６７（秒）となる。
【００４８】
これを生産性の観点で見直してみると、Ａ４サイズ紙１枚分あたり必要な時間はフルカラー時１１．６９秒、ブラック単色時２．６７秒であるので、ブラック単色時の生産性は、フルカラー時の１１．６９÷２．６７＝４．３８（倍）となり、従来のようにブラック単色時も中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期して、中間転写体５の１回転あたり２枚の画像形成を行っていた時、即ち、ブラック単色時の生産性がフルカラー時の４倍の時と比較して、約１０％の生産性向上を図ることができた。
【００４９】
なお、このような生産性向上はＡ４サイズ紙においてのみ達成されるものではなく、例えばフルカラー画像形成時に中間転写体５を１周で１色分の画像形成を行うようなＡ３サイズ紙に対する画像形成においても同様の効果を得ることができる。
【００５０】
Ａ３サイズ紙に画像形成する場合の生産性を計算してみると、以下のようになる。この場合のフルカラー画像形成に要する時間は、中間転写体５を４周分させるに相当する時間であるから、１８６×π×４÷１００＝２３．３７秒である。一方、ブラック単色画像形成に要する時間は、Ａ３サイズ紙１枚分（４２０ｍｍ）と紙間（５７ｍｍ）を加えた距離を移動するのに相当する時間であるから、（４２０＋５７）÷１００＝４．７７秒である。従って、ブラック単色時の生産性はフルカラー時の約４．９０倍となる。
【００５１】
このように本実施の形態では、１つの感光ドラム１と１つの中間転写体５を有した画像形成装置において、フルカラー画像連続形成時は中間転写体５上に設けられた基準マーク１５と同期して画像形成を行い、モノカラー画像（ブラック単色画像）連続形成時には基準マーク１５とは非同期で、且つ連続給送時における転写材間の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成することができるので、モノカラー画像形成時の生産性をフルカラー画像形成時の４倍以上に高めることが可能となった。
【００５２】
また、本実施の形態では、ドラム状の中間転写体５を用いた構成であったが、ベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置においても同様の効果を得ることができる。
【００５３】
〈実施の形態２〉
図４は、本実施の形態に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式の中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成及びブラック単色画像形成可能な複写機等の画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００５４】
本実施の形態の画像形成装置は、ベルト状の中間転写体２０を用い、現像装置としてイエロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃが回転体２１ａに搭載された３色ロータリー現像器２１と固定式のブラック現像器２２ＢＫを備えている。中間転写体２０は中抵抗のシームレス樹脂ベルトで形成されている。他の構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
３色ロータリー現像器２１は、イエロー（Ｙ）現像器２１Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器２１Ｍ、シアン（Ｃ）現像器２１Ｃが回転体２１ａに搭載されており、回転駆動装置（不図示）による回転体２１ａの矢印ｂ方向（時計方向）の回転によって、現像過程でイエロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃの順で感光ドラム１と対向する現像位置に配置される。また、ブラック現像器２２ＢＫは、ブラック現像時に感光ドラム１と対向する現像位置に配置される。イエロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃは、及びブラック現像器２２ＢＫは、感光ドラム１に対して非接触で現像を行う。イエロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃはトナー樹脂粒子のみからなる非磁性１成分現像剤を用い、ブラック現像器２２ＢＫはトナー粒子に磁性体を含んだ１成分現像剤を用いた。
【００５６】
中間転写体２０は、１次転写ニップ部Ｔ１で感光ドラム１表面に当接し、更に２次転写ニップ部Ｔ２で２次転写ローラ１０に当接している。中間転写体２０は、駆動ローラ２３、２次転写対向ローラ２４、テンションローラ２５、２６、及び１次転写ローラ２７間に張架されており、駆動ローラ２３の回転駆動により矢印ｃ方向に感光ドラム１と同じ周速度で移動（回転）する。１次転写ニップ部Ｔ１にて中間転写体２０を介して感光ドラム１に当接している１次転写ローラ２７には１次転写バイアス電源９が接続されており、１次転写バイアス電源９から所定の１次転写バイアス（正極性の直流電圧）が印加され、これにより感光ドラム１上に形成されるトナー像が、１次転写ニップ部Ｔ１において感光ドラム１と１次転写ローラ２７間の電位差によって、中間転写体２０上に１次転写される。中間転写体５の周長は、本実施の形態では７６３．０ｍｍである。また、中間転写体５の非画像形成領域には、中間転写体５の基準位置（ホームポジョン）を示す基準マーク１５が設けられており、実施の形態１と同様に１次転写時にセンサ（不図示）で基準マーク１５を検知して、各色のトナー像が中間転写体５上に正確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。
【００５７】
次に、上述した画像形成装置のフルカラー画像形成動作について説明する。
画像形成開始信号が入力されると、感光ドラム１は所定のプロセススピード（例えば２００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に回転駆動される。また、中間転写体２０も感光ドラム１と同じプロセススピードで矢印ｃ方向に移動（回転）される。
【００５８】
そして、感光ドラム１は所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により負極性及び所定の電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置３によりレーザ光による画像露光Ｌが与えられて、目的のカラー画像の第１色目のイエロートナー像に対応した静電潜像が形成される。そして、３色ロータリー現像器２１の回転体２１ａを回転駆動してイエロー現像器２１Ｙを現像位置に配置し、イエロー現像器２１Ｙにより前記静電潜像を現像してイエロートナー像を形成する。
【００５９】
感光ドラム１上に形成担持されたイエロートナー像は、感光ドラム１と中間転写体２０間の１次転写ニップ部Ｔ１を通過する過程で、この１次転写ニップ部Ｔ１での圧力と１次転写バイアス電源９より１次転写ローラ２７に印加される１次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））により形成される電界によって、中間転写体２０の外周面に１次転写（中間転写）される。中間転写体２０上にイエロートナー像が１次転写された後に、中間転写体２０に１次転写されないで感光ドラム１上に残った１次転写残トナーは、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され回収される。
【００６０】
また、本実施の形態では、中間転写体２０の周長を７６３．０ｍｍとしている。中間転写体５の周長を決定する要因は、上述した実施の形態１と同様であるが、本実施の形態では３色ロータリー現像器２１を用いているので、各色（イエロー、マゼンタ、シアン）間で回転体２１ａを１２０°回転させる必要がある。
【００６１】
このため、この回転に要する時間に相当する距離だけ中間転写体２０上に空走させられる領域を設ける必要がある。３色ロータリー現像器２１の回転速度が上述した実施の形態１の４色ロータリー現像器と同じ回転速度であるとすると、本実施の形態においては、１．０７×（１２０°÷９０°）＝１．４３秒分の時間余裕がとれる構成が必要である。従って、この時間に空走してしまう距離、即ち、本実施の形態ではプロセススピードが２００ｍｍ／ｓｅｃなので、２００×１．４３＝２８６．０ｍｍの空走領域を設けなければならない。
【００６２】
そして、実施の形態１で述べた各要因をすべて考慮して中間転写体２０の周長を決定しようとした場合、本実施の形態においても、Ａ４サイズ紙２枚貼りの時が中間転写体５の最大周長を必要とした。具体的なサイズは以下のような計算式により求めることができる。
周長＝（Ａ４サイズ紙２枚分）＋（連続通紙時の紙間）＋（各現像器の色切り替え相当時間の空走距離）
＝２１０×２＋５７＋２８６．０＝７６３．０（ｍｍ）
となり、上述の周長７６３．０ｍｍとなる。
【００６３】
そして、上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、回転体２１ａを回転駆動して順に次の現像器（マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃを現像位置に移動させ、更にブラック現像器２２ＢＫを現像位置に移動させて、第１色目のイエローの場合と同様にして第２、３、４色目のマゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像工程、１次転写、クリーニングを順次行うことにより、中間転写体２０上に４色のトナー像を重ね合わせて、目的のカラー画像に対応した各色によるトナー像が中間転写体２０上に形成される。この際、上述したようにセンサ（不図示）で中間転写体２０上の基準マーク１５を検知して、各色のトナー像が中間転写体２０上に正確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。なお、感光ドラム１から中間転写体２０への各色のトナー像の重畳転写工程において、２次転写ローラ１０及び中間転写体クリーニングローラ１３は中間転写体２０から離間している。
【００６４】
そして、このフルカラー画像の形成に同期して２次転写ローラ１０が中間転写体２０に当接して、給紙カセット（不図示）から所定サイズの用紙などの転写材Ｐが、レジストローラ対１７によって転写前ガイド１８を通して中間転写体２０と２次転写ローラ１０間の２次転写ニップ部Ｔ２に給送される。この際、２次転写バイアス電源１２より２次転写ローラ１０へ２次転写バイアス（正極性の直流電圧）が印加され、中間転写体２０上に重畳転写（１次転写）されたフルカラー画像が転写材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。
【００６５】
そして、フルカラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置７の定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ間に搬送されて加熱、加圧され、表面にフルカラー画像が定着されて排紙トレイ上（不図示）に排紙されて、一連の画像形成動作を終了する。
【００６６】
また、中間転写体２０上に２次転写されずに残った２次転写残トナーは、バイアス電源１４からバイアス（正極性の直流電圧）が印加された中間転写体クリーニングローラ１３によって本来とは逆極性に帯電され、１次転写ニップ部Ｔ１にて感光ドラム１に静電的に吸着されて、中間転写体２０の表面が清掃される。感光ドラム１上に逆転写されたこの２次転写残トナーはその後、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって回収される。
【００６７】
また、モノカラー画像（ブラック単色画像）を出力する場合には、ブラック現像器２２ＢＫを現像位置に移動させ、感光ドラム１上に形成したブラックトナー像を中間転写体２０上に１次転写した後に転写材上に２次転写することによって、ブラック単色画像を得ることができる。このモノカラー画像（ブラック単色画像）連続形成時においては、実施の形態１と同様にフルカラー画像連続形成時とは異なり、基準マーク１５と同期をとらずにＡ４サイズ紙の２ｎ枚目と（２ｎ＋１）枚目（ｎは自然数）の間隔を、（２ｎ−１）枚目と２ｎ枚目の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成を行うようにした。
【００６８】
次に、Ａ４サイズ紙フルカラー画像連続形成時におけるフルカラーモード時とモノカラーモード（ブラック単色）時における生産性について、上述した実施の形態１と同様の手法で評価した。
【００６９】
上述したようにフルカラーモード時は、中間転写体２０を４回転させることで２枚のＡ４フルカラー画像を形成することができるので、以下の計算式よりＡ４サイズ紙１枚当たりに必要とされる時間が算出される。この際、中間転写体２０周長は上記したように、２１０×２＋５７＋２８６．０＝７６３．０（ｍｍ）である。よって、Ａ４サイズ紙１枚当たりに必要とされる時間は、７６３．０×４÷２÷２００＝７．６３（秒）となる。
【００７０】
そして、モノカラーモード時（ブラック単色時）は、実施の形態１と同様に基準マーク１５を用いずに紙間距離だけあけて連続画像形成するようにしたので、Ａ４サイズ紙の画像形成装置内進行方向長さに紙間距離を加えた距離だけ中間転写体２０を移動させるのに要する時間で、Ａ４サイズ紙のモノカラー画像が１枚形成できる。従って、Ａ４サイズ紙を１枚形成するのに要する時間は、（２１０＋５７）÷２００＝１．３４（秒）となる。
【００７１】
これを生産性の観点で見直してみると、Ａ４サイズ紙１枚分あたり必要な時間はフルカラー時７．６３秒、ブラック単色時１．３４秒であるので、ブラック単色時の生産性はフルカラー時の７．６３÷１．３４＝５．６９（倍）となり、従来のようにブラック単色時も中間転写体２０の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期して、中間転写体２０の１回転あたり２枚の画像形成を行っていた時、即ち、ブラック単色時の生産性がフルカラー時の４倍の時と比較して、約４２％の生産性向上を図ることができた。
【００７２】
また、本実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアン３色の各現像器（イエロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃ）が搭載された３色ロータリー現像器２１と固定式のブラック単色のブラック現像器２２ＢＫを備えた現像装置を用いたので、実施の形態１の４色ロータリー現像器と比較した場合に、上述したようにフルカラー画像形成時に色現像器の切り替えに時間がかかるため中間転写体２０の周長を長く取る必要がある。従って、このような構成の現像装置を備えた画像形成装置においては、本発明の効果はさらに顕著になる。
【００７３】
また、本実施の形態では、ベルト状の中間転写体２０を用いた構成であったが、実施の形態１と同様にドラム状の中間転写体を用いた画像形成装置においても同様の効果を得ることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カラー画像形成時には、検知手段で検知した基準位置目印の位置に同期して色の異なる複数のトナー像の中間転写体上への重畳転写を行い、単色画像形成時には、検知手段で検出した基準位置目印の位置と非同期で単色トナー像の中間転写体上への転写を行うようにしたので、単色画像の生産性をカラー画像時の４倍以上に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】実施の形態１の画像形成装置によるフルカラー画像連続形成時における中間転写体上の各色トナー像の転写を説明するための図。
【図３】実施の形態１の画像形成装置によるブラック単色画像連続形成時における中間転写体上の各色トナー像の転写を説明するための図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１感光ドラム（像担持体）
２帯電ローラ
３露光装置
４現像装置
４Ｙ、２１Ｙイエロー現像器
４Ｍ、２１Ｍマゼンタ現像器
４Ｃ、２１Ｃシアン現像器
４Ｍ、２２ＢＫブラック現像器
５、２０中間転写体
７定着装置
８転写ベルト
１０２次転写ローラ
１５基準マーク（基準位置目印）
１６センサ（検知手段）
２１３色ロータリー現像器
２７１次転写ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile that forms an image by an electrophotographic method, and in particular, a single color or a plurality of color toner images formed on an image carrier such as a photosensitive drum. The present invention relates to an image forming apparatus configured to perform secondary transfer to a transfer material after primary transfer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of the information society, the need for copying a large amount of documents or printing out directly from a computer or the like has been rapidly expanding. In addition, there is a growing need for outputting documents and images in color, and there is a demand for an image forming apparatus that can output a large amount of black-and-white images and can also output color images. As a color image forming method, an image forming apparatus such as a sublimation type, a thermal transfer type, and an ink jet type is used, and the electrophotographic method is most excellent for performing image formation at high speed, particularly black and white image formation. It is said.
[0003]
Among these electrophotographic image forming apparatuses, an intermediate transfer system that can form an image regardless of the type of transfer material and is excellent in color registration is becoming mainstream.
[0004]
In the intermediate transfer type image forming apparatus, yellow, magenta, cyan, and black single colors formed on a single rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as a first image carrier. By sequentially superimposing the toner images on an intermediate transfer member (intermediate transfer drum or intermediate transfer belt) as a second image carrier, and then transferring the toner images onto a transfer material as a third image carrier. A full color image is formed.
[0005]
Since this intermediate transfer method does not require a transfer material to be wound around an intermediate transfer drum (intermediate transfer member), it can be applied to transfer materials such as envelopes and cardboard, and is highly versatile. Since the registration does not change, there is an advantage that high image quality can be obtained.
[0006]
Further, in such an intermediate transfer type color image forming apparatus, in the mono color mode, particularly in the black single color mode, a black single color toner image is transferred and fixed from the intermediate transfer member onto the transfer material, and the mono color image is formed. (Black monochrome image) is obtained.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a color image forming apparatus having a single photosensitive drum by the intermediate transfer method, when a full-color image is formed, the photosensitive drum rotates four times and each color (yellow, magenta, cyan, black) toner image. However, when a monocolor image (for example, a black single color image) is formed, the photosensitive drum rotates once to form a monocolor image (for example, a black single color image). For this reason, the productivity of a monocolor image (for example, a black single color image) output when forming a monocolor image is four times the productivity of a full color image output when forming a full color image.
[0008]
Incidentally, in recent years, even in a color image forming apparatus provided with a single photosensitive drum by the above-described intermediate transfer method in an office or the like, the ratio of outputting a monocolor image (for example, a black monochrome image) is high. For this reason, even when a monochrome image (black monochrome image) is output by a color image forming apparatus having a single photosensitive drum by the above-described intermediate transfer method, the productivity is improved by a simple method, that is, at the time of a full-color image. Therefore, an image forming apparatus having a productivity four times or more of the above is desired.
[0009]
Therefore, the present invention provides an image formation having a productivity four times or more that of a full-color image even when a monochrome image (black monochrome image) is output by a color image forming apparatus having a single photosensitive drum by an intermediate transfer method. An object is to provide an apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention forms an electrostatic latent image.OneAn image carrier, development means having a plurality of developing units for developing an electrostatic latent image formed on the image carrier to form a single-color or multi-color toner image, and formed on the image carrier. The toner image is primary transferredIt can carry multiple A4 size imagesAn intermediate transfer member, and a secondary transfer member for secondary transfer of the toner image transferred onto the intermediate transfer member to a transfer material;A registration roller pair that takes the registration of the transfer material and conveys it to the transfer portion of the toner image;A reference position mark indicating the reference position of the intermediate transfer member provided on the intermediate transfer member; and a detecting means for detecting the reference position mark;A color image formed by superimposing and transferring a plurality of toner images of different colors formed on the image carrier by the plurality of developing devices onto the intermediate transfer member, and then collectively transferring the toner images onto the transfer material by the secondary transfer member. Forming and transferring a single color toner image formed on the image carrier onto the intermediate transfer member by any of the plurality of developing devices, and then transferring the toner image onto the transfer material with the secondary transfer member. A single color image can be formed, and the number of A4 size images that can be carried on the intermediate transfer member is L, and L + 1 or more A4 size color images are continuously formed by the color image formation. In the case of forming, the first color image to the L color image formed on the intermediate transfer body based on the reference position is on the transfer material continuously conveyed with a first interval. Transferred to the standard again The L + 1 color image formed on the intermediate transfer body on the basis of the position is spaced by a second interval longer than the first interval following the transfer material onto which the L color image is transferred. In the image forming apparatus to be transferred onto the transfer material conveyed in a continuous manner, when the monochromatic image formation continuously forms L + 1 or more A4 size monochromatic images, the monochromatic image is transferred to the intermediate transfer based on the reference position. All of the monochrome images formed on the body and continuously formed thereafter are transferred onto a transfer material that is continuously conveyed at the first interval.With featuresTo do.
[0011]
  In order to achieve the above object, the present invention provides a single-color or multi-color toner by developing one image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and developing the electrostatic latent image formed on the image carrier. A developing unit having a plurality of developing units for forming an image, an intermediate transfer member capable of carrying two A4 size images by primary transfer of a toner image formed on the image carrier, and the intermediate A secondary transfer member that secondarily transfers the toner image transferred onto the transfer body to the transfer material, a registration roller pair that takes the registration of the transfer material and conveys it to the transfer portion of the toner image, and the intermediate transfer body; A plurality of differently formed colors formed on the image carrier by the plurality of developing units, the reference position mark indicating a reference position of the intermediate transfer member provided, and a detection unit that detects the reference position mark. After the toner image is superimposed and transferred onto the intermediate transfer member A color image formation that is collectively transferred onto the transfer material by the secondary transfer member, and a monochromatic toner image formed on the image carrier by any of the plurality of developing units is formed on the intermediate transfer member. It is possible to form a single color image transferred onto the transfer material by the secondary transfer member after transfer, and when three or more A4 size color images are continuously formed by the color image formation, The first and second color images formed on the intermediate transfer body based on the reference position are transferred onto a transfer material continuously conveyed with a first interval, and again based on the reference position. The third color image formed on the intermediate transfer member is conveyed at a second interval longer than the first interval following the transfer material onto which the second color image is transferred. In an image forming apparatus to be transferred onto a transfer material When continuously forming three or more A4 size single color images by forming a single color image, the first single color image is formed on the intermediate transfer body based on the reference position, and then continuously formed. All the monochrome images are transferred onto a transfer material that is continuously conveyed with the first interval.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention (in this embodiment, a laser capable of forming a color image and a black single color image having a single photosensitive drum by an electrophotographic intermediate transfer system). 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus such as a beam printer. The image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, a charging roller 2, an exposure device 3, a developing device 4, a drum-shaped intermediate transfer member (intermediate transfer drum) 5, a photosensitive drum cleaning device 6, a fixing device 7, A secondary transfer belt 8 as a secondary transfer member is provided.
[0017]
The photosensitive drum 1 has a photoconductive layer (not shown) on an aluminum drum base (not shown), and is driven to rotate in the direction of arrow a (counterclockwise) at a predetermined peripheral speed (process speed). The The diameter of the photosensitive drum 1 is 62 mm in the present embodiment.
[0018]
The charging roller 2 is pressed against the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, is driven to rotate as the photosensitive drum 1 is driven to rotate, and the photosensitive drum 1 is uniformly negative and has a predetermined potential by applying a charging bias. Is charged.
[0019]
The exposure device 3 outputs a laser beam modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of input image information from a laser output unit (not shown) and passes through a polygon mirror (not shown) that rotates at high speed. By subjecting the surface of the photosensitive drum 1 charged in this manner to image exposure L, an electrostatic latent image corresponding to each color component is formed on the surface of the photosensitive drum 1.
[0020]
The developing device 4 includes a yellow (Y) developing device 4Y, a magenta (M) developing device 4M, a cyan (C) developing device 4C, and a black (BK) developing device 4BK mounted on a rotating body 4a. By rotating the rotating body 4a in the direction of arrow b (clockwise) by a not-shown), the yellow developing device 4Y, the magenta developing device 4M, the cyan developing device 4C, and the black developing device 4BK are opposed to the photosensitive drum 1 in this order. Arranged at the development position. These developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4BK are provided with a developing sleeve 4b as a developer carrying member that holds toner and transports it to the developing position. During development, the developing sleeve 4b has a developing bias (a negative direct current). Voltage, or an AC voltage may be superimposed if necessary), and toner is electrostatically attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to develop it as a toner image. As the developing method, either a contact developing method in which the developing sleeve 4b and the photosensitive drum 1 are brought into contact with each other for development or a non-contact developing method in which the developing sleeve 4b is developed in a non-contact manner with the photosensitive drum 1 may be used. In the present embodiment, the exposed partial potential portion on the surface of the photosensitive drum 1 is reversely developed with a negatively chargeable negative toner to visualize the electrostatic latent image (visualize).
[0021]
The intermediate transfer member 5 is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip portion T1, and is further in contact with the surface of the secondary transfer belt 8 at the secondary transfer nip portion T2, and is exposed in the direction of arrow c (clockwise). It rotates at the same speed as the drum 1. A primary transfer bias power source 9 is connected to the intermediate transfer member 5 whose surface is an elastic roller having a medium resistance, and a predetermined primary transfer bias (positive electrode) is connected from the primary transfer bias power source 9 to the core metal of the intermediate transfer member 5. Therefore, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is applied to the intermediate transfer member 5 by the potential difference between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer member 5 at the primary transfer nip T1. Next transferred. The diameter of the intermediate transfer member 5 is 186 mm in the present embodiment. Further, a reference mark 15 indicating a reference position (home position) of the intermediate transfer member 5 is provided in the non-image forming area of the intermediate transfer member 5, and the reference mark 15 is detected by the sensor 16 at the time of primary transfer described later. Then, the image forming timings of yellow, magenta, cyan, and black are controlled so that the toner images of the respective colors are accurately superimposed on the intermediate transfer member 5. The sensor 16 can irradiate the region where the reference mark 15 of the intermediate transfer body 5 is located, and can detect the reference mark 15 based on the light reception output of the reflected light.
[0022]
The secondary transfer belt 8 is an endless resin belt stretched between the secondary transfer roller 10 and the drive roller 11, and the belt upper surface moves (rotates) in the direction of the arrow as the drive roller 11 rotates. A secondary transfer bias power source 12 is connected to the secondary transfer roller 10, and a predetermined secondary transfer bias (positive DC voltage) is applied to the secondary transfer roller 10. The secondary transfer belt 8 can be brought into contact with and separated from the intermediate transfer member 5 at a predetermined timing, and the secondary transfer roller 10 is moved at the secondary transfer nip T2 during the secondary transfer. Through the intermediate transfer body 5 with a predetermined secondary transfer pressure.
[0023]
An intermediate transfer member cleaning roller 13 is disposed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer member 5 so as to be able to contact and separate. The intermediate transfer member cleaning roller 13 receives a predetermined power from the bias power source 14 when the intermediate transfer member 5 is cleaned. A bias (positive DC voltage) is applied, and the secondary transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer body 5 without being transferred to the transfer material P is removed. The intermediate transfer body cleaning roller 13 charges the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body 5 with a reverse polarity. The secondary transfer residual toner charged with the reverse polarity is transferred onto the photosensitive drum 1. Simultaneously with the primary transfer of the toner image onto the intermediate transfer member 5, the toner image is transferred from the intermediate transfer member 5 to the photosensitive drum 1 and removed by the photosensitive drum cleaning device 6.
[0024]
The fixing device 7 includes a fixing roller 7a and a pressure roller 7b, and heats and applies a transfer material P on which an unfixed toner image is transferred at a fixing nip portion between the fixing roller 7a and the pressure roller 7b. The toner image is thermally fixed by pressing.
[0025]
Next, a full color image forming operation of the above-described image forming apparatus will be described.
When an image formation start signal is input, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow a at a predetermined process speed (for example, 100 mm / sec). The intermediate transfer member 5 is also rotated in the direction of arrow c at the same process speed as the photosensitive drum 1.
[0026]
The photosensitive drum 1 is charged to a negative polarity and a predetermined potential by a charging roller 2 to which a predetermined charging bias is applied. Then, an image exposure L by a laser beam is given to the charged photosensitive drum 1 by the exposure device 3, and an electrostatic latent image corresponding to the first color yellow toner image of the target color image is formed. Then, the rotating body 4a of the developing device 4 is rotationally driven to place the yellow developing device 4Y at the developing position, and the yellow latent image is developed by the yellow developing device 4Y to form a yellow toner image.
[0027]
The yellow toner image formed and carried on the photosensitive drum 1 passes through the primary transfer nip T1 between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer member 5, and the pressure and primary transfer at the primary transfer nip T1 are passed through. Primary transfer (intermediate transfer) is performed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer member 5 by an electric field formed by a primary transfer bias (polarity opposite to toner (positive polarity)) applied to the intermediate transfer member 5 from a bias power source 9. . After the yellow toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer member 5, the primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 without being primarily transferred to the intermediate transfer member 5 is the cleaning blade 6 a of the photosensitive drum cleaning device 6. Removed and recovered.
[0028]
In this embodiment, the outer diameter (diameter) of the intermediate transfer member 5 is 186 mm. There are several factors that determine the outer diameter of the intermediate transfer member 5.
[0029]
One factor is that at least the length of the transfer material (paper) to be output must be larger than the length in the traveling direction (feeding direction) in the image forming apparatus having the maximum size. As for the size of the transfer material, A3 size (297 × 420 mm) is usually used as the maximum size paper in Japan, and leisure size (11 × 17 inches) is used as the maximum size paper in North America. There are many cases. Recently, however, there is much demand for larger size transfer materials, and the demand for 12 × 18 inch paper (the length in the direction of travel is about 457.2 mm) and transfer materials larger than this is also increasing. is there.
[0030]
  Another factor is that when an image is formed on a paper having a size approximately half the size of the above-mentioned maximum size paper, for example, an A4 size (210 × 297 mm) transfer material in Japan, the A3 size paper is used. It comes from the demand to obtain twice the productivity when forming an image on a transfer material, and it is necessary to visualize an image image corresponding to two sheets of A4 size paper on one turn of the intermediate transfer member 5. Arise. If it is just a space for two sheets of A4 size paper, it will be the same as the space for one sheet of A3 size paper, but two A4 size sheets will be fed through the image forming apparatus when the interval is zero. Therefore, the image forming apparatus according to the present embodiment has a space of 57 mm. This distance isThe pair of registration rollers shown in FIG.It is necessary to increase the size to obtain highly accurate registration. Therefore, a peripheral length equal to or longer than the length of two A4 size sheets (210 × 2 = 420 mm when converted to the length in the traveling direction) is added to the distance between the continuous transfer materials.
[0031]
Furthermore, in addition to the above two factors, when forming a full-color image, there is a need for a margin for the circumference that takes into account the time for switching the color to be developed. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the rotary body 4a is equipped with a yellow developing device 4Y, a magenta developing device 4M, a cyan developing device 4C, and a black developing device 4BK. Therefore, it is necessary to provide an area that can be idled on the intermediate transfer member 5 by a distance corresponding to the time required to rotate the rotating member 4a by 90 degrees. In this embodiment, the distance is 107.3 mm, and the time margin for 1.073 seconds is taken when converted to time. This development color switching operation always occurs at the time of full-color image formation. Not only the four-color rotary development system as in this embodiment, but also a large-diameter photosensitive drum is used, and fixed-type development is performed around it. This also occurs in an image forming apparatus having a configuration in which a container is arranged.
[0032]
When the circumference of the intermediate transfer member 5 is determined in consideration of all the factors described above, the maximum circumference of the intermediate transfer member 5 is required when two sheets of A4 size paper are pasted in this embodiment. did. The specific size can be obtained by the following calculation formula.
Circumference length = (2 sheets of A4 size paper) + (Between papers during continuous paper feed) + (Empty running distance corresponding to the color switching time of each developer)
= 210 × 2 + 57 + 107.3 = 584.3 (mm)
Then, the diameter is 186 mm when converted to the diameter.
[0033]
When the primary transfer of the yellow toner image is completed as described above, the rotator 4a is driven to rotate, and the next developing unit (magenta developing unit 4M, cyan developing unit 4C, black developing unit 4BK) is sequentially set to the developing position. In the same manner as in the case of the first color yellow, the electrostatic latent image formation, development process, primary transfer, and cleaning are performed for the second, third, and fourth magenta, cyan, and black colors. By sequentially performing, the toner images of four colors are superimposed on the intermediate transfer member 5, and toner images of respective colors corresponding to the target color image are formed on the intermediate transfer member 5. At this time, the reference mark 15 on the intermediate transfer member 5 is detected by the sensor 16 as described above, and yellow, magenta, and the like so that the toner images of the respective colors are accurately superimposed on the intermediate transfer member 5 from the reference mark 15. , Cyan and black image formation timings are controlled. The secondary transfer belt 8 and the intermediate transfer member cleaning roller 13 are separated from the intermediate transfer member 5 in the process of superimposing and transferring the toner images of the respective colors from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer member 5.
[0034]
  In synchronization with the formation of the full-color image, the secondary transfer belt 8 comes into contact with the intermediate transfer body 5, and the transfer material P as a predetermined size of paper is fed from a paper feed cassette (not shown).After being pulled out and adjusted in registration by the registration roller pair 17,A secondary transfer nip portion T2 between the intermediate transfer member 5 and the secondary transfer belt 8 through the pre-transfer guide 18 by the registration roller pair 17.(Toner image transfer part)To be sent to. At this time, a secondary transfer bias (positive DC voltage) is applied from the secondary transfer bias power source 12 to the secondary transfer roller 10, and a full color image superimposed and transferred (primary transfer) onto the intermediate transfer body 5 is transferred. Batch transfer (secondary transfer) is performed on the material P.
[0035]
The transfer material P on which the full-color image has been transferred is separated in curvature on the downstream side in the conveyance direction of the secondary transfer belt 8 and is conveyed between the fixing roller 7a and the pressure roller 7b of the fixing device 7 and heated and pressurized. The full-color image is thermally fixed on the surface and discharged onto a discharge tray (not shown), and a series of image forming operations is completed.
[0036]
The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer drum 5 without being secondarily transferred is reversed by the intermediate transfer body cleaning roller 13 to which a bias (positive DC voltage) is applied from the bias power source 14. The surface of the intermediate transfer member 5 is cleaned by being charged with polarity and electrostatically attracted to the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip T1. The secondary transfer residual toner reversely transferred onto the photosensitive drum 1 is then collected by the cleaning blade 6 a of the photosensitive drum cleaning device 6.
[0037]
When outputting a monochrome image (black monochrome image), the rotating body 4a is driven to rotate, the black developing device 4BK is moved to the developing position, and the black toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the intermediate transfer body. A black single-color image can be obtained by performing a primary transfer on 5 and then a secondary transfer onto a transfer material (details of the operation for forming a mono-color image (black single-color image), which is a feature of the present invention, will be described later). To do).
[0038]
Next, in the above-described continuous formation of full-color images, the transfer state of each color toner image on the intermediate transfer body 5 at the time of primary transfer when the transfer material P is affixed to two sheets of A4 size (210 × 297 mm) paper. This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 2, two A4 size sheets that are pasted on two sheets are continuously passed, and the intermediate transfer member 5 is rotated eight times.
[0039]
As described above, the reference mark 15 (indicated as HP in FIG. 2) 15 indicating the reference position (home position) on the intermediate transfer member 5 and the front end of each color toner image are formed in synchronization. Therefore, when the yellow toner image of the first color formed on the photosensitive drum 1 reaches the primary transfer position, the reference mark (HP) 15 of the intermediate transfer member 5 also reaches the primary transfer position. From this position, the primary transfer of the first yellow image is started. The second yellow image is formed following the first yellow image. At this time, the interval between the first yellow image and the second yellow image is A4 size paper as described above. The distance between the sheets during continuous paper feeding is 57 mm.
[0040]
Further, the primary transfer of the first magenta image is subsequently performed. At this time, as described above, the interval between the second yellow image and the first magenta image is the same as the yellow developer 4Y and the magenta developer. It is 107.3 mm reflecting the switching time of 4M. As a matter of course, an image is formed at the leading edge of the first magenta image in synchronism with the reference mark (HP) 15 of the intermediate transfer member 5, and an image without color misregistration is formed. it can. In other words, the peripheral length of the intermediate transfer member 5 has an error depending on the image forming apparatus, and expansion and contraction may occur during use. Even in such a case, in order to prevent color misregistration during full-color image formation, it means that the reference mark (HP) 15 must be detected for each color and the image formation must be performed in synchronization. To do.
[0041]
In the same manner, cyan and black toner images are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer member 5 to complete a full-color image corresponding to two A4 size sheets. The time required to form a full color image for two sheets of A4 size paper is the time required for the intermediate transfer member 5 to rotate four times in the primary transfer process to the intermediate transfer member 5, ie, 186 × π × It will take 4 ÷ 100 = 23.37 seconds.
[0042]
Therefore, the time required to form a full color image for one A4 size paper is about 11.69 seconds, which is half of that time. Strictly speaking, the time required to form a full-color image for two A4 size sheets is not limited to the time required for the primary transfer process, but must be included before and after the primary transfer process. However, when considering the productivity to be discussed in the present invention, it is not just two sheets, but a case of forming a large number of images of 100 sheets or more. Since the time required for the formation is almost occupied by the primary transfer process, only the time required for the primary transfer may be considered.
[0043]
Next, in the continuous formation of a monocolor image (black single color image), the transfer state of the black toner image on the intermediate transfer body 5 at the time of primary transfer when the transfer material P is A4 size (210 × 297 mm) paper is shown. This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, nine A4 size sheets are continuously fed, and the intermediate transfer member 5 is rotated four times.
[0044]
At the beginning of the continuous image formation, a reference mark (indicated as HP in FIG. 3) 15 indicating the reference position (home position) on the intermediate transfer member 5 and the black toner image leading edge are formed in synchronization. . Therefore, when the black toner image formed on the photosensitive drum 1 reaches the primary transfer position, the reference mark (HP) 15 of the intermediate transfer body 5 also reaches the primary transfer position, and from this position. The primary transfer of the first black image is started. The second black image is formed following the first black image. At this time, the interval between the first black image and the second black image is set to A4 size paper as described above. The distance between the sheets during continuous paper feeding is 57 mm.
[0045]
Further, the primary transfer of the third black image is subsequently performed. At this time, the interval between the second black image and the third black image is different from that in the above-described full color image continuous formation. Since there is no need to switch the vessel, the distance between the first and second sheets is 57 mm. Therefore, the leading edge of the third black image is not synchronized with the reference mark 15 (indicated as HP in FIG. 3) 15 of the intermediate transfer member 5.
[0046]
As described above, when the black monochromatic image is continuously formed in the first embodiment of the present invention, unlike the continuous formation of the full color image, the 2nth sheet of A4 size paper is not synchronized with the reference mark (HP) 15. And (2n + 1) -th sheet (n is a natural number), the image is formed at a short interval equivalent to the interval between the (2n-1) -th sheet and the 2n-th sheet. In this way, at the time of continuous black monochrome image formation, the image formation for nine sheets is completed during the time that the intermediate transfer member 5 rotates about four times.
[0047]
Further, when viewed only in the primary transfer process to the intermediate transfer member 5, the time required to form a full color image for one A4 size paper is the length in the traveling direction of one A4 size paper (210 mm). The value obtained by adding the distance between sheets (57 mm) to the process speed (100 mm / sec), that is, (210 + 57) ÷ 100 = 2.67 (seconds).
[0048]
Reviewing this from the viewpoint of productivity, the time required per A4 size paper is 11.69 seconds for full color and 2.67 seconds for black single color, so the productivity for black single color is full color. 11.69 ÷ 2.67 = times 4.38 (times) of the time, and in the case of black single color as in the prior art, the intermediate transfer member 5 is synchronized with the reference mark (HP) 15 of the intermediate transfer member 5 in synchronism. When two images were formed per rotation, that is, when the productivity for a single black color was four times that for a full color, the productivity could be improved by about 10%.
[0049]
Note that such productivity improvement is not achieved only with A4 size paper. For example, when forming a full-color image, image formation on A3 size paper that forms an image for one color of the intermediate transfer member 5 in one round. The same effect can be obtained in.
[0050]
The productivity in the case of forming an image on A3 size paper is calculated as follows. In this case, the time required for full-color image formation is 186 × π × 4 ÷ 100 = 23.37 seconds because it corresponds to the time required for the intermediate transfer member 5 to make four turns. On the other hand, the time required to form a black monochrome image is equivalent to moving the distance of one A3 size sheet (420 mm) and the distance between sheets (57 mm), so (420 + 57) ÷ 100 = 4. 77 seconds. Accordingly, the productivity for black single color is about 4.90 times that for full color.
[0051]
As described above, in the present embodiment, in the image forming apparatus having one photosensitive drum 1 and one intermediate transfer body 5, when full-color images are continuously formed, the reference mark 15 provided on the intermediate transfer body 5 is synchronized. When the mono color image (black single color image) is continuously formed, the image is formed asynchronously with the reference mark 15 and at the same short interval as the interval between the transfer materials at the time of continuous feeding. As a result, the productivity at the time of forming a monocolor image can be increased to four times or more at the time of forming a full color image.
[0052]
In this embodiment, the drum-shaped intermediate transfer member 5 is used. However, the same effect can be obtained in an image forming apparatus using a belt-shaped intermediate transfer member.
[0053]
<Embodiment 2>
FIG. 4 shows an image forming apparatus according to the present embodiment (in this embodiment, a copier capable of forming a color image and a black single color image having a single photosensitive drum by an electrophotographic intermediate transfer system). 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus).
[0054]
The image forming apparatus of the present embodiment uses a belt-shaped intermediate transfer member 20, and a three-color rotary developing device in which a yellow developing device 21Y, a magenta developing device 21M, and a cyan developing device 21C are mounted on a rotating member 21a as developing devices. 21 and a fixed black developing unit 22BK. The intermediate transfer member 20 is formed of a medium resistance seamless resin belt. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and members having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0055]
The three-color rotary developing device 21 includes a yellow (Y) developing device 21Y, a magenta (M) developing device 21M, and a cyan (C) developing device 21C mounted on a rotating body 21a, and is rotated by a rotation driving device (not shown). By rotating the body 21a in the direction of arrow b (clockwise), the yellow developing unit 21Y, the magenta developing unit 21M, and the cyan developing unit 21C are arranged at the developing position facing the photosensitive drum 1 in this order in the developing process. Further, the black developing unit 22BK is disposed at a developing position facing the photosensitive drum 1 during black development. The yellow developing unit 21Y, the magenta developing unit 21M, the cyan developing unit 21C, and the black developing unit 22BK perform development without contact with the photosensitive drum 1. The yellow developing unit 21Y, the magenta developing unit 21M, and the cyan developing unit 21C use a non-magnetic one-component developer composed only of toner resin particles, and the black developing unit 22BK uses a one-component developer containing a magnetic substance in the toner particles. .
[0056]
The intermediate transfer member 20 is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip portion T1, and is further in contact with the secondary transfer roller 10 at the secondary transfer nip portion T2. The intermediate transfer member 20 is stretched between the drive roller 23, the secondary transfer counter roller 24, the tension rollers 25 and 26, and the primary transfer roller 27, and is driven in the direction of the arrow c by the rotation of the drive roller 23. It moves (rotates) at the same peripheral speed as 1. A primary transfer bias power source 9 is connected to the primary transfer roller 27 that is in contact with the photosensitive drum 1 via the intermediate transfer body 20 at the primary transfer nip portion T1. Is applied to the toner image formed on the photosensitive drum 1 by the potential difference between the photosensitive drum 1 and the primary transfer roller 27 at the primary transfer nip T1. The primary transfer is performed on the intermediate transfer member 20. The peripheral length of the intermediate transfer member 5 is 763.0 mm in the present embodiment. Further, a reference mark 15 indicating the reference position (home position) of the intermediate transfer member 5 is provided in the non-image forming area of the intermediate transfer member 5, and a sensor (non-detection) is performed at the time of primary transfer as in the first embodiment. The reference mark 15 is detected in (shown), and the yellow, magenta, cyan, and black image formation timings are controlled so that the toner images of the respective colors are accurately superimposed on the intermediate transfer member 5.
[0057]
Next, a full color image forming operation of the above-described image forming apparatus will be described.
When an image formation start signal is input, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow a at a predetermined process speed (for example, 200 mm / sec). The intermediate transfer member 20 is also moved (rotated) in the direction of arrow c at the same process speed as the photosensitive drum 1.
[0058]
The photosensitive drum 1 is charged to a negative polarity and a predetermined potential by a charging roller 2 to which a predetermined charging bias is applied. Then, an image exposure L by a laser beam is given to the charged photosensitive drum 1 by the exposure device 3, and an electrostatic latent image corresponding to the first color yellow toner image of the target color image is formed. Then, the rotating body 21a of the three-color rotary developing device 21 is rotationally driven to place the yellow developing device 21Y at the developing position, and the yellow developing device 21Y develops the electrostatic latent image to form a yellow toner image.
[0059]
The yellow toner image formed and supported on the photosensitive drum 1 passes through the primary transfer nip T1 between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer body 20, and the pressure and primary transfer at the primary transfer nip T1 are passed through. Primary transfer (intermediate transfer) is performed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer member 20 by an electric field formed by a primary transfer bias (opposite polarity (positive polarity) to toner) applied to the primary transfer roller 27 from the bias power source 9. The After the yellow toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer body 20, the primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 without being primarily transferred to the intermediate transfer body 20 is removed from the cleaning blade 6a of the photosensitive drum cleaning device 6. Removed and recovered.
[0060]
In this embodiment, the peripheral length of the intermediate transfer member 20 is 763.0 mm. The factors that determine the peripheral length of the intermediate transfer member 5 are the same as those in the first embodiment. However, in this embodiment, the three-color rotary developing device 21 is used, so each color (yellow, magenta, cyan) is determined. It is necessary to rotate the rotating body 21a by 120 °.
[0061]
For this reason, it is necessary to provide an area that can be idled on the intermediate transfer member 20 by a distance corresponding to the time required for this rotation. Assuming that the rotation speed of the three-color rotary developer 21 is the same as that of the four-color rotary developer of the first embodiment described above, in the present embodiment, 1.07 × (120 ° ÷ 90 °) = The structure which can take the time margin for 1.43 second is required. Accordingly, since the distance that runs idly at this time, that is, in this embodiment, the process speed is 200 mm / sec, an idling area of 200 × 1.43 = 286.0 mm must be provided.
[0062]
Then, when it is attempted to determine the peripheral length of the intermediate transfer member 20 in consideration of all the factors described in the first embodiment, the intermediate transfer member 5 is also attached to two A4 size sheets in this embodiment. Required the maximum perimeter. The specific size can be obtained by the following calculation formula.
Circumference length = (2 sheets of A4 size paper) + (Between papers during continuous paper feed) + (Empty running distance corresponding to the color switching time of each developer)
= 210 × 2 + 57 + 286.0 = 763.0 (mm)
Thus, the peripheral length is 763.0 mm.
[0063]
Then, when the primary transfer of the yellow toner image is completed as described above, the rotating body 21a is driven to rotate to sequentially move the next developing unit (magenta developing unit 21M and cyan developing unit 21C to the developing position, and further to the black position. The developing unit 22BK is moved to the developing position, and in the same manner as in the case of yellow of the first color, formation of an electrostatic latent image for each of the second, third, and fourth colors of magenta, cyan, and black, a developing process, By sequentially performing the primary transfer and the cleaning, the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer body 20 to form toner images of respective colors corresponding to the target color image on the intermediate transfer body 20. At this time, as described above, the reference mark 15 on the intermediate transfer member 20 is detected by a sensor (not shown), and the yellow toner image is accurately superimposed on the intermediate transfer member 20. The image forming timings of magenta, cyan, and black are controlled, and the secondary transfer roller 10 and the intermediate transfer member cleaning roller 13 are intermediate in the process of superimposing the toner images of the respective colors from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer member 20. It is separated from the transfer body 20.
[0064]
In synchronization with the formation of the full-color image, the secondary transfer roller 10 contacts the intermediate transfer body 20, and a transfer material P such as a sheet of a predetermined size is fed from the paper feed cassette (not shown) by the registration roller pair 17. The sheet is fed to the secondary transfer nip T2 between the intermediate transfer member 20 and the secondary transfer roller 10 through the pre-transfer guide 18. At this time, a secondary transfer bias (positive DC voltage) is applied from the secondary transfer bias power source 12 to the secondary transfer roller 10, and a full color image superimposed and transferred onto the intermediate transfer body 20 (primary transfer) is transferred. Batch transfer (secondary transfer) is performed on the material P.
[0065]
Then, the transfer material P onto which the full color image has been transferred is conveyed between the fixing roller 7a and the pressure roller 7b of the fixing device 7, heated and pressurized, and the full color image is fixed on the surface so that it is placed on the discharge tray (not shown). A series of image forming operations are completed.
[0066]
Further, the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member 20 without being secondarily transferred is reversed by the intermediate transfer member cleaning roller 13 to which a bias (positive DC voltage) is applied from the bias power source 14. The surface of the intermediate transfer body 20 is cleaned by being charged with polarity and electrostatically attracted to the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip T1. The secondary transfer residual toner reversely transferred onto the photosensitive drum 1 is then collected by the cleaning blade 6 a of the photosensitive drum cleaning device 6.
[0067]
When outputting a monochrome image (black monochrome image), the black developer 22BK is moved to the development position, and the black toner image formed on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer member 20. A black single color image can be obtained by secondary transfer onto the transfer material. During continuous formation of this monocolor image (black single-color image), unlike the case of continuous formation of full-color images as in the first embodiment, the 2nth sheet of A4 size paper is not synchronized with the reference mark 15 (2n + 1). The image is formed with a short interval between the second sheet (n is a natural number) and the same interval as the (2n-1) th and 2nth sheets.
[0068]
Next, productivity in the full color mode and the mono color mode (black single color) during continuous formation of A4 size paper full color images was evaluated by the same method as in the first embodiment.
[0069]
As described above, in the full color mode, two A4 full color images can be formed by rotating the intermediate transfer member 20 four times. Therefore, the time required for each A4 size sheet is calculated from the following calculation formula. Is calculated. At this time, the circumferential length of the intermediate transfer member 20 is 210 × 2 + 57 + 286.0 = 763.0 (mm) as described above. Therefore, the time required per A4 size paper is 763.0 × 4 ÷ 2 ÷ 200 = 7.63 (seconds).
[0070]
In the mono color mode (black mono color), continuous image formation is performed with a distance between sheets without using the reference mark 15 as in the first embodiment. A single monochromatic image of A4 size paper can be formed in the time required to move the intermediate transfer member 20 by a distance obtained by adding the inter-paper distance to the length in the traveling direction. Therefore, the time required to form one A4 size sheet is (210 + 57) ÷ 200 = 1.34 (seconds).
[0071]
Reviewing this from the viewpoint of productivity, the time required for one A4 size paper is 7.63 seconds for full color and 1.34 seconds for black single color. 7.63 ÷ 1.34 = 5.69 (times) of the intermediate transfer member 20 in synchronization with the reference mark (HP) 15 of the intermediate transfer member 20 even in the case of black single color as in the prior art. When two images were formed per rotation, that is, when the productivity for a single black color was four times that for a full color, the productivity could be improved by about 42%.
[0072]
In the present embodiment, the three-color rotary developing device 21 on which the yellow, magenta, and cyan three-color developing devices (the yellow developing device 21Y, the magenta developing device 21M, and the cyan developing device 21C) are mounted and a fixed black. Since the developing device provided with the single color black developing device 22BK is used, it takes time to switch the color developing device when forming a full color image as described above when compared with the four-color rotary developing device of the first embodiment. It is necessary to increase the circumferential length of the intermediate transfer member 20. Therefore, the effect of the present invention becomes more remarkable in the image forming apparatus provided with the developing device having such a configuration.
[0073]
In this embodiment, the belt-shaped intermediate transfer member 20 is used. However, the same effect is obtained in the image forming apparatus using the drum-shaped intermediate transfer member as in the first embodiment. be able to.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a color image is formed, a plurality of toner images of different colors are superimposed and transferred onto the intermediate transfer member in synchronization with the position of the reference position mark detected by the detecting means, and a single color is formed. At the time of image formation, the monochrome toner image is transferred onto the intermediate transfer body asynchronously with the position of the reference position mark detected by the detection means, so that the productivity of the monochrome image is increased to four times or more than that of the color image. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining transfer of toner images of respective colors on an intermediate transfer member during full-color image continuous formation by the image forming apparatus according to the first embodiment.
3 is a view for explaining transfer of toner images of respective colors on an intermediate transfer body during continuous black single-color image formation by the image forming apparatus of Embodiment 1. FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller
3 Exposure equipment
4 Development device
4Y, 21Y yellow developer
4M, 21M Magenta developer
4C, 21C cyan developer
4M, 22BK black developer
5, 20 Intermediate transfer member
7 Fixing device
8 Transfer belt
10 Secondary transfer roller
15 Reference mark (reference position mark)
16 sensor (detection means)
21 3-color rotary developer
27 Primary transfer roller

Claims

Developing means having one image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a plurality of developing units for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier to form a toner image of a single color or a plurality of colors An intermediate transfer member capable of carrying a plurality of A4 size images by primary transfer of the toner image formed on the image carrier, and a toner image transferred on the intermediate transfer member as a transfer material. A secondary transfer member for secondary transfer , a registration roller pair for transferring the transfer material to the toner image transfer portion, and a reference indicating the reference position of the intermediate transfer member provided on the intermediate transfer member A position marker, and detecting means for detecting the reference position marker,
A color image formed by superimposing and transferring a plurality of toner images of different colors formed on the image carrier by the plurality of developing devices onto the intermediate transfer member, and then collectively transferring the toner images onto the transfer material by the secondary transfer member. Forming and transferring a single color toner image formed on the image carrier onto the intermediate transfer member by any of the plurality of developing devices, and then transferring the toner image onto the transfer material with the secondary transfer member. Monochrome image formation is possible,
When the number of A4 size images that can be carried on the intermediate transfer member is L, and L + 1 or more A4 size color images are continuously formed by the color image formation, the intermediate image is formed based on the reference position. The first color image to the Lth color image formed on the transfer body are transferred onto a transfer material continuously conveyed with a first interval, and again based on the reference position. The (L + 1) th color image formed on the intermediate transfer member is conveyed at a second interval longer than the first interval following the transfer material onto which the Lth color image is transferred. In an image forming apparatus transferred onto a transfer material,
In the case where L + 1 or more A4 size monochromatic images are continuously formed by the monochromatic image formation, a monochromatic image is formed on the intermediate transfer body on the basis of the reference position, and is then continuously formed. Is transferred onto a transfer material that is continuously conveyed with the first interval .

Developing means having one image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a plurality of developing units for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier to form a toner image of a single color or a plurality of colors An intermediate transfer member capable of carrying two A4 size images by primary transfer of a toner image formed on the image carrier, and a toner image transferred on the intermediate transfer member as a transfer material. A secondary transfer member for secondary transfer, a registration roller pair for transferring the transfer material to the toner image transfer portion, and a reference indicating the reference position of the intermediate transfer member provided on the intermediate transfer member A position marker, and detecting means for detecting the reference position marker,
A color image formed by superimposing and transferring a plurality of toner images of different colors formed on the image carrier by the plurality of developing devices onto the intermediate transfer member, and then collectively transferring the toner images onto the transfer material by the secondary transfer member. Forming and transferring a single color toner image formed on the image carrier onto the intermediate transfer member by any of the plurality of developing devices, and then transferring the toner image onto the transfer material with the secondary transfer member. Monochrome image formation is possible,
When three or more A4 size color images are continuously formed by the color image formation, the first and second color images formed on the intermediate transfer body based on the reference position are the first color images. The second color image is transferred to the third color image that is transferred onto the transfer material that is continuously conveyed at intervals and is formed again on the intermediate transfer body based on the reference position. In the image forming apparatus transferred onto the transfer material conveyed with a second interval longer than the first interval following the transfer material to be transferred,
When three or more A4 size monochrome images are continuously formed by the monochrome image formation, the first monochrome image is formed on the intermediate transfer body based on the reference position, and then continuously formed. An image forming apparatus , wherein all of the monochrome images to be transferred are transferred onto a transfer material that is continuously conveyed with the first interval .