JPH05273832A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像スリーブの正反転による穂立て、穂切り法
における負荷変動に伴い生ずる画像品質の低下を回避す
ることのできるカラー画像形成装置を提供すること。 【構成】現像スリーブ上への現像剤の汲み上げ穂立て時
に、前記駆動手段によって現像スリーブの回転立ち上げ
をスローアップ制御（ａ）することを特徴とするカラー
画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機、カラー
プリンターを含むカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像形成装置では、混色防
止法として、各現像器が独立して像担持体に接離する
ようにしたものや、現像剤担持体のみが往復移動するよ
うにしたもの、現像スリーブを正反転するようにした
もの、等が提案されている。

【０００３】上記のうち、像担持体に対して各現像器が
接離するタイプの場合、像担持体は瞬間的に衝撃的な負
荷を受ける。このため、像担持体上に複数色の可視像を
重ね合わせる工程時、または転写体に可視像を転写する
工程時に前記衝撃的な負荷が及ぼされることにより、重
ね合わせの位置ずれや画像ぶれが発生し、画像品質が著
しく低下してしまう。

【０００４】かかる。像担持体の負荷変動対策として、
例えば、各現像器が独立して像担持体に接離する場合等
は、接離時の像担持体に対する負荷を偏心カム等によっ
て除々に与える方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、静電潜像を担持
される像担持体と、この像担持体に対向して配置され、
異なった色の現像剤を備えた複数個の現像器と、この現
像器の現像スリーブを正反転することによって現像剤の
穂立て、穂切り制御をする駆動手段を具備したカラー画
像形成装置において、像担持体に対する負荷変動対策の
提案はなされておらず、画像の重ね合わせ位置のずれや
画像ぶれが発生している。

【０００６】例えば、図６を参照するに、像担持体につ
き上の曲線のような急激な負荷変動があると、これに応
じて下の曲線のような速度変動を生じ、カラー画像の重
ね合わせの位置ずれや画像ぶれの原因となる。

【０００７】従って本発明の目的は、現像スリーブの正
反転による穂立て、穂切り法における負荷変動に伴い生
ずる画像品質の低下を回避することのできるカラー画像
形成装置の提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明では、 （１）現像スリーブ上への現像剤の汲み上げ穂立て時
に、駆動手段によって現像スリーブの回転立ち上げをス
ローアップ制御する。

【０００９】（２）現像スリーブ上の現像剤が穂立て状
態で、回転中の現像スリーブを回転停止させるとき、前
記駆動手段によって現像スリーブの回転立ち下げをスロ
ーダウン制御する。

【００１０】（３）現像スリーブ上の現像剤が穂立て状
態で、現像スリーブから現像剤を穂切りするとき、前記
駆動手段によって現像スリーブの回転立ち下げをスロー
アップ制御する。

【００１１】

【作用】像担持体に対する現像スリーブによる現像剤供
給及び供給の停止に際してのトナーブラシの接触、離間
（負荷の加えられ方、除かれ方）、が急激でなくゆるや
かに行なわれる。

【００１２】

【実施例】本発明の具体的説明に先立ち、本発明に拘る
カラー画像形成装置の一例として〔１〕カラー複写装置
の構成、動作、〔２〕穂立て、穂切り機構、について説
明する。

【００１３】 〔１〕カラー複写装置の構成、動作（図３、図４参照） 図３を参照するに、カラー画像読取装置（以下、カラー
スキャナーと称す）１は原稿３の画像を照明ランプ４、
ミラー群５−１、５−２、５−３、及び、レンズ６を介
してカラーセンサ７に結像して、原稿のカラー画像情報
を、例えば、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド
（Ｒ）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変
換する。

【００１４】カラーセンサ７は、この例ではＢ、Ｇ、Ｒ
の色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部
（図示省略）で色変換処理を行ない、ブラック（Ｂ
Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）イエロー（Ｙ）の
カラー原稿を得る。

【００１５】これを、次に述べるカラー画像記録装置
（以下、カラープリンターと称する）２によってＢＫ、
Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行ない、最終的なカラーコピ
ーとする。

【００１６】なお、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得
るためのカラースキャナー１の動作方式は、カラープリ
ンター２の動作とタイミングを取られたスキャナースタ
ート信号を受けて、図３において照明・ミラー光学系が
左矢印方向へ原稿走査し、１回走査毎に１色の画像デー
タを得る。この動作を４回繰り返すことによって、順次
に４色画像データを得る。そして、その都度、カラープ
リンター２で顕像化しつつ、これを重ね合わせして４色
フルカラー画像を形成する。

【００１７】次にカラープリンター２の概要を説明す
る。書込光学ユニット８は、カラースキャナー１からの
カラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応
した光書込を行ない、感光体ドラム９に静電潜像を担持
する。該ユニット８は、レーザー光源８−１とその発光
駆動制御部（図示なし）、ポリゴンミラー８−２とその
回転用モータ８−３、ｆθレンズ８−４や反射ミラー８
−５などで構成されている。

【００１８】感光体ドラム９は、矢印の如く反時計回り
の向きに回転するが、その周りには、感光体クリーニン
グユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電
ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、ＢＫ現像
器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、
現像濃度パターン検知器１８、中間転写ベルト１９、等
が配置されている。

【００１９】各現像器は、静電潜像を現像するために現
像剤の穂を感光体９の表面に接触させて回転するＢＫ、
Ｃ、Ｍ、Ｙの各現像スリーブ（１４−１、１５−１、１
６−１、１７−１）と、現像剤を汲み上げ・撹拌するた
めに回転する現像パドル（１４−２、１５−２、１６−
２、１７−２）等で構成されている。

【００２０】待機状態では４個の現像器の全てにつき、
現像スリーブ上の剤は穂切り（現像不作動）状態になっ
ている。現像動作の順序（カラー画像形成順序）が、Ｂ
Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例で以下、説明する。なお、画像形成
順序は、これに限定されるものではない。

【００２１】コピー動作が開始されると、カラースキャ
ナー１により所定タイミングでＢＫ画像データの読み取
りがスタートし、この画像データに基づき、レーザー光
による光書込み・潜像形成が始まる。以下、ＢＫ画像デ
ータによる静電潜像をＢＫ潜像と称す。Ｃ，Ｍ，Ｙにつ
いても同様である。

【００２２】このＢＫ潜像の先端部から現像可能とすべ
く、ＢＫ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する
前に、現像スリーブ１４−１を回転開始して剤の穂立て
を行ない、ＢＫ潜像をＢＫトナーで現像する。

【００２３】そして以後、ＢＫ潜像領域の現像動作を続
けるが、潜像後端部がＢＫ現像位置を通過した時点で、
速やかにＢＫ現像スリーブ１４−１上の穂切りを行な
い、現像不作動状態にする。これは、少なくとも、次の
Ｃ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前に完了さ
せる。なお、穂切りは、現像スリーブ１４−１の回転方
向を、現像動作中とは逆方向に切り換えることで行な
う。

【００２４】こうして感光体９に形成されたＢＫトナー
像は、感光体と等速駆動されている中間転写ベルト１９
の表面に転写される（以下、感光体から中間転写ベルト
へのトナー像転写をベルト転写と称す）。

【００２５】ベルト転写は、感光体９と中間転写ベルト
１９が接触状態において、転写バイアスローラ２０に所
定のバイアス電圧を印加することで行なう。中間転写ベ
ルト１９には、感光体９に順次形成するＢＫ、Ｃ、Ｍ、
Ｙのトナー像を同一面に順次位置合わせして、４色重ね
のベルト転写画像を形成する。その後、転写紙に一括転
写する。

【００２６】感光体９側では、ＢＫ工程の次にＣ工程に
進むが、所定のタイミングからカラースキャナー１によ
るＣ画像データの読み取りが始まり、その画像データに
よるレーザー光書込みで、Ｃ潜像形成を行なう。

【００２７】Ｃ現像器１５は、その現像位置に対して、
先のＢＫ潜像後端部が通過した後でかつ、Ｃ潜像の先端
が到達する前に現像スリーブ１５−１を回転開始して剤
の穂立てを行ない、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。以
後、Ｃ現像領域の現像を続けるが、潜像後端部が通過し
た時点で、先のＢＫ現像器の場合と同様にＣ現像スリー
ブ１５−１上の穂切りを行なう。これもやはり、次のＭ
潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、Ｍおよび
Ｙの工程については、それぞれの画像データ読み取り、
潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ、Ｃの工程と同様で
あるので説明を省略する。

【００２８】次に、中間転写ベルトユニットについて説
明する。中間転写ベルト１９は、転写バイアスローラ２
０、従動ローラ群に張架されており、図示していない駆
動モーターにより、駆動制御される。

【００２９】ベルトクリーニングユニット２２は、ベル
トに接触してベルト面をクリーニングするが、１色目の
ＢＫ画像をベルト転写した後の、２、３、４色目をベル
ト転写している間は、接離機構によりベルト面より離間
させておく。

【００３０】紙転写ユニット２３は、通常はベルト面１
９から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成さ
れた４色の重ね画像を、転写紙に一括転写するときにタ
イミングを取って接離機構で押圧され、転写バイアスロ
ーラー２３−１に所定のバイアス電圧を印加して紙への
転写を行なう。

【００３１】なお、転写紙２４は、給紙ローラー２５、
レジストローラー２６によって、中間転写ベルト１９面
の４色重ね像の先端部が、紙転写位置に到達するタイミ
ングに併せて給紙される。

【００３２】中間転写ベルト１９の動き方は、１色目の
ＢＫトナー像のベルト転写が後端部めで終了した後の動
作方式として、種々の態様が考えられるが、そのうちの
１つを代表例として挙げる。

【００３３】それは、一定速往動方式と称される。つま
り、ＢＫトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で
往動を続ける。そして、ベルト１９面上のＢＫ画像先端
位置が、再び感光体９との接触部のベルト転写位置に到
達した時、感光体９側は次のＣトナー像の先端部が丁度
その位置にくるように、タイミングを取って画像形成さ
れている。その結果、Ｃ画像はＢＫ画像に正確に位置合
わせして中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写され
る。

【００３４】その後も、同様の動作によって、Ｍ、Ｙ画
像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。４色
目のＹトナー像ベルト転写工程に引き続き、そのまま往
動しながら、ベルト面上の４色重ねトナー像を、上記し
たように転写紙２４上に一括転写する。これが、一定速
往動方式である。

【００３５】さて、中間転写ベルト面から４色重ねトナ
ー像を一括転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２
７により、定着器２８に搬送され、所定温度にコントロ
ールされた定着ローラ、加圧ローラー間を通過する際
に、トナー像が溶融定着されてコピートレイ２９に搬出
され、フルカラーコピーが得られる。

【００３６】なお、ベルト転写後の感光体９は、感光体
クリーニングユニット１０で表面をクリーニングされ、
また、除電ランプで均一に除電される。また、転写紙２
４にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１９は、ベ
ルトクリーニングユニット２２を再び接離機構で押圧し
て表面をクリーニングする。

【００３７】なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３には、各種サイズの転写紙が収納されており、操作
パネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収納カセッ
トから、タイミングを取ってレジストローラー２６方向
に給紙、搬送される。符号３４はＯＨＰ用紙や厚紙等の
手差し給紙トレイを示す。

【００３８】以上は、４色フルカラーを得るコピーモー
ドの説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモ
ードの場合は、指定された色と回数の分について、上記
と同様の動作を行なうことになる。

【００３９】〔２〕穂切り、穂立て機構（図４参照） 穂切り、穂立ての原理を説明する。図４において、例え
ばＹ現像器１７に関し、現像スリーブ１７−１内には磁
石１７ａ〜１７ｄが配置されている。磁石１７ａは現像
剤搬送部材としての現像パドル１７−２からの現像剤を
現像スリーブ１７−１の表面に吸引するためのもの、磁
石１７ｂは吸引された現像剤を現像領域Ｐ１へ搬送する
ためのもの、磁石１７ｃは現像領域Ｐ１において現像ス
リーブ１７−１の表面上に現像剤による磁気ブラシを形
成して穂立ちをさせるためのもの、そして、磁石１７ｄ
は現像スリーブ１７−１の表面に残留する現像剤を吸引
することによりその飛散を防止するためのものである。
ここで、磁石１７ａと磁石１７ｄとの間隔は、磁石１７
ａと磁石１７ｂ及び磁石１７ｂと磁石１７ｃとの間隔よ
りも広く設定されている。現像スリーブ１７−１が正転
（ＣＷ）すると、現像剤は磁石１７ａ→１７ｂ→１７ｃ
の順に汲み上げられ、現像後、領域Ｘで磁力の作用がな
くなり回収される。

【００４０】穂切り時は、現像スリーブ１７−１が逆転
（ＣＣＷ）し、現像領域Ｐ１付近の現像剤は磁石１７ｃ
→１７ｂ→１７ａの順に回収される。又、磁石１７ａで
吸引される現像剤は、領域Ｘの存在のため、磁石１７ｄ
に吸引されることなく回収されるため、新たに現像剤が
現像領域Ｐ１に供給されることはない。他の現像器につ
いても上記説明に準ずる。以上が穂立て、穂切りの原理
説明である。

【００４１】Ｃ、Ｍ、Ｙの各々の現像工程でその現像色
以外の現像スリーブに、現像剤が残っていると混色して
しまう。例えば、Ｃ現像のときにＹ現像スリーブ１５−
１にトナーが残っていると、Ｃ成分にＹ成分が混色して
しまう。

【００４２】これを防止するために、各現像工程が終わ
るときに、現像スリーブを停止し、停止後に逆転させ
て、穂切りを行なっている。この穂切り工程により、ト
ナーブラシの穂は感光体ドラム９から離間する。よって
感光体ドラムの回転負荷はそれまでより軽減される。

【００４３】なお、現像を行なうときは、穂立てが行な
われる。穂立ては、現像スリーブが回転停止の状態から
起動される際に、正転（ＣＷ）されることにより行なわ
れる。穂立てにより、トナーブラシの穂は感光体ドラム
に接触状態となる。これにより、感光体ドラムの回転負
荷はそれまでより、増加する。かかる、各現像スリーブ
正逆転動作を行なうために、図２に示すように各現像ス
リーブの駆動手段は独立のモータで駆動されるようにな
っている。図２において、各現像スリーブ１４−１、１
５−１、１６−１、１７−１を駆動するモーターはそれ
ぞれ符号１４−３、１５−３、１６−３、１７−３で示
される。これら各モーターから現像スリーブにいたる駆
動機構の構成は各現像器において同一であり、例えば、
ＢＫ用の現像器に関して説明すると、次のようになる。

【００４４】モーター１４−３の出力軸にはモーター出
力軸ギヤ１４−３ａが設けられ、アイドラギヤ１４−３
ｂ、１４−３ｃ、１４−３ｄを介して現像スリーブ１４
−１に動力が伝達されるようになっている。これら各ギ
ヤの歯数の関係はモーター出力が減速して現像スリーブ
に伝えられる減速歯車機構を構成している。図２におい
て、実線矢印は穂立て方向の回転の向き（ＣＷ）を、破
線矢印方向は穂切り方向の回転の向き（ＣＣＷ）を示し
ている。

【００４５】各モーターは、現像スリーブモーター駆動
制御板１４に接続されており、全プロセスを制御するメ
イン制御板３５からの指令に基づき、回転の起動停止、
回転方向、これらのタイミング等が制御されるようにな
っている。

【００４６】かかる穂立て、穂切りに際しての、感光体
ドラムの負荷変動が急激に生じた場合には、前述の通
り、図６に示すように感光体ドラムの速度変動が大きく
現れ、画質に悪影響が及ぶ。そこで、本発明では、前記
の状況の下において、感光体ドラムの負荷変動がゆるや
かに行なわれるようにする。

【００４７】〔請求項１に対応する説明〕図１に示すよ
うに、所定のタイミングでＢＫ画像データに基づき、感
光体ドラム９上に静電潜像が形成され、このＢＫ潜像の
先端部から現像可能とすべくＢＫ現像器１４の現像位置
に潜像先端部が到達する前に現像スリーブ１４−１を回
転（ＣＷ）開始して現像剤の回転を開始して現像剤の穂
立てを行ない、ＢＫ潜像トナーをＢＫトナーで現像す
る。

【００４８】このとき、前記図２において説明したよう
に、現像スリーブモーター駆動制御板３４より制御信号
が発せられ、ＢＫ現像スリーブが駆動される。この制御
信号は現像スリーブモーターへの駆動電流を除々に増加
させるための制御情報を含んでいる。

【００４９】この制御情報により、現像スリーブモータ
ー１４−３は図１に符号ａ（他の現像スリーブモーター
についても同様）で示すように制御され、回転の立ち上
げ、つまり、トナーブラシが感光体ドラムに接触して負
荷が増加するときのその負荷の増加の度合いが除々に行
なわれ、スローアップ制御される。以後は、ＢＫ潜像領
域の現像動作が続けられる。

【００５０】〔請求項２に対応する説明〕潜像後端部が
ＢＫ現像位置を通過した時点で、ＢＫ現像スリーブ１４
−１上の現像剤の穂切りを行ない、現像不作動状態にす
るため、その前段階としてＢＫ現像スリーブ１４−１の
回転をスローダウンしながら停止させるが、その際に電
流が除々に減じられるスローダウン制御がなされる。こ
の制御過程は図１において符号ｂで示される。

【００５１】この過程では、トナーブラシの穂は立った
ままであるが、現像スリーブの回転がゆるやかに減速さ
れることで、感光体ドラムに対する負荷の急激な変動が
回避される。

【００５２】〔請求項３に対応する説明〕前記制御過程
ｂを経て現像スリーブモーターの回転が停止しても、ま
だ、現像スリーブ上にはトナーブラシの穂が立った状態
にあり接触している。このため、次に穂切りの工程に移
るが、この穂切りを行なうべく、現像スリーブが逆回転
（ＣＣＷ）させられる。

【００５３】その際、逆回転の起動をゆるやかに行なう
ことにより、感光体ドラムに対する負荷の軽減をゆるや
かにして、該ドラムの回転速度の変動を少なくすること
ができる。この制御過程は図１において、符号ｃで示さ
れる。

【００５４】このように、現像スリーブモーターの回転
の起動停止をゆるやかにおこなうことにより、トナーブ
ラシの感光体ドラムに対する負荷のかけはずしもゆるや
かに行なわれるため、感光体ドラムの速度変動は図５に
示すように極めて小さくなり、重ね合わせの位置ずれや
画像ぶれ、等が回避され、画像品質の向上が図られる。

【００５５】現像スリーブモーターに対するゆるやかな
起動停止の制御の手段としては、前記のように、印加電
流を除々に増減する例の他に、現像スリーブモーターの
出力軸にフライホイールを設けることで同様の効果を奏
することができる。

【００５６】なお、図１において、現像スリーブモータ
ーの回転がＣＣＷの下で停止する工程でもスローダウン
制御が行なわれているが、これは、本発明上必須の要件
ではない。

【００５７】

【発明の効果】本発明により、現像スリーブの正反転に
よる穂立て、穂切り法における負荷変動に伴い生ずる画
像品質の低下を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御過程を説明した図である。

【図２】本発明に係る制御手段の一例を説明した図であ
る。

【図３】本発明に係るカラー画像形成装置の概略断面図
である。

【図４】本発明に係るカラー画像形成装置の画像形成部
の断面図である。

【図５】本発明に係る制御を行なった場合の感光体ドラ
ムに対する現像スリーブのゆるやかな負荷変動と、これ
に伴う感光体ドラムの速度変動とを対応して示した説明
図である。

【図６】従来技術に係る、感光体ドラムに対する現像ス
リーブの急激な負荷変動と、これに伴う感光体ドラムの
速度変動とを対応して示した説明図である。

【符号の説明】

９ （像担持体としての）感光体ドラム １４−１ 現像スリーブ １５−１ 現像スリーブ １６−１ 現像スリーブ １７−１ 現像スリーブ ａ 現像スリーブ穂立て時の回転立ち上げスローア
ップ制御過程 ｂ 穂立て時であって回転停止時のスローダウン制
御過程 ｃ 穂切り時の回転立ち上げスローアップ制御過程

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を担持される像担持体と、前記像
   担持体に対向して配置され、異なった色の現像剤を備え
   た複数個の現像器と、前記現像器の現像スリーブを正反
   転することによって現像剤の穂立て、穂切り制御をする
   駆動手段を具備したカラー画像形成装置において、 現像スリーブ上への現像剤の汲み上げ穂立て時に、前記
   駆動手段によって現像スリーブの回転立ち上げをスロー
   アップ制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】静電潜像を担持される像担持体と、前記像
   担持体に対向して配置され、異なった色の現像剤を備え
   た複数個の現像器と、前記現像器の現像スリーブを正反
   転することによって現像剤の穂立て、穂切り制御をする
   駆動手段を具備したカラー画像形成装置において、 現像スリーブ上の現像剤が穂立て状態で、回転中の現像
   スリーブを回転停止させるとき、前記駆動手段によって
   現像スリーブの回転立ち下げをスローダウン制御させる
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】静電潜像を担持される像担持体と、前記像
   担持体に対向して配置され、異なった色の現像剤を備え
   た複数個の現像器と、前記現像器の現像スリーブを正反
   転することによって現像剤の穂立て、穂切り制御をする
   駆動手段を具備したカラー画像形成装置において、 現像スリーブ上の現像剤が穂立て状態で、現像スリーブ
   から現像剤を穂切りするとき、前記駆動手段によって現
   像スリーブの回転立ち下げをスローアップ制御すること
   を特徴とするカラー画像形成装置。