JPH10133451A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カラー画像形成装置において、連続してモノク
ロ画像を形成する際の、画像形成動作終了時間を短縮す
る。 【解決手段】感光ドラム上から順次に中間転写体に１次
転写されたトナー像を、中間転写体から転写材に一括し
て２次転写する。モノクロ画像を連続して形成するとき
には、画像形成間距離Ｘ₁ 、Ｘ₃ を、フルカラーの画像
形成時よるも短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機レーザービ
ームプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラーレーザプリンタの概略を、
図８の断面図を参照して説明する。

【０００３】同図に示すように、一次帯電器は電圧を印
加した帯電ローラ１０４ｂを像担持体（感光ドラム）１
０４ａに圧接したものであり、潜像形成に先だって像担
持体１０４ａ表面を一様に帯電する。また、１０４ｃは
クリーナブレードである。

【０００４】像担持体１０４ａへの露光はレーザダイオ
ードを有すスキャナ部１１０ａによって行われる。レー
ザダイオードは画像信号に対応して発光しポリゴンミラ
ーへ照射する。ポリゴンミラーはスキャナモータによっ
て高速回転しレーザ光を反射する。

【０００５】該ポリゴンミラーで反射されたレーザ光は
結合レンズ１１０ｂ及び反射ミラー１１０ｃを介して、
像担持体１０４ａの外周面を画像信号に応じて選択的に
露光する。像担持体１０４ａはレーザ光λの露光により
各色の静電潜像を形成する。

【０００６】回転現像装置１０５は、現像ロータリ１０
５Ａに各色の現像器、すなわちマゼンタ、シアン、イエ
ロー、ブラックのトナーを備えた現像器１０５Ｍ、１０
５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋを有している。これら４色の
現像器は軸１０５ｅに対して回転可能に配置された各現
像器の中心が公転するギヤの外周に配置された自転する
ギヤに連動して回転し、その姿勢が一定に支持されてい
る。また、各現像器は塗布ローラ１０５ａ、現像スリー
ブ１０５ｂ、塗布ブレード１０５ｃを有している。

【０００７】画像形成に際しては、静電潜像に応じた色
の現像器１０５が像担持体１０４ａに対向した現像位置
に静止し、さらにそこで現像スリーブ１０５ｂが像担持
体１０４ａ表面と微小隙間を介して対向するよう位置決
めされる。現像器は、現像位置に回転移動されたとき
に、画像形成装置本体の高圧電源と接続され、現像スリ
ーブ１０５ｂは現像バイアスが印加されると同時に、駆
動源からの駆動手段とも結合し所定の回転を行う。現像
時には、現像スリーブ１０５ｂがバイアスの印加と回転
駆動とを受けることで像担持体上の潜像を現像しトナー
像を形成する。

【０００８】給紙部１０１は、転写ドラム１０３へ転写
材１０２を給送するためのものであり、装置本体の底部
に、転写材１０２を収納する給紙カセット１０１ａを有
している。画像形成時には画像形成動作に応じて給紙ロ
ーラ１０１ｂが回転し、カセット１０１ａ内からリフタ
１０１ｃにより持ち上げられた転写材１０２を一枚ずつ
分離してレジストローラ１０１ｅを介して転写ドラム１
０３へ給送する。

【０００９】転写ドラム１０３は、給紙部１０１から給
送された転写材１０２を巻き付け、像担持体１０４ａ上
の各色のトナー像を転写ドラム１０３にて転写材１０２
上に転写させるために、像担持体１０４ａの外周速度
（以下「プロセススピード」という）と同速度のＶ＝７
５．４ｍｍ／秒で矢印方向に回転する。

【００１０】該転写ドラム１０３は、例えば直径１８０
ｍｍのアルミシリンダ１０３ａの外周にスポンジやゴム
等で弾性体層１０３ｂを形成し、その外周に抵抗層１０
３ｃを形成し、さらに最外層には誘電体層１０３ｄを形
成して、軸１０３ｅに対して矢印の方向に回転可能にな
っている。

【００１１】また、転写ドラム１０３の外周上の所定位
置には、給送された転写材１０２の先端を把持するグリ
ッパ１０３ｆが設けてある。さらに転写ドラム１０３の
外周に離接可能に静電吸着ローラ１０３ｇが設けられ、
静電吸着ローラ１０３ｇは転写材１０２を転写ドラム１
０３ｇとの間で挟み込むようにして転写ドラム１０３の
外周に圧接する。そして吸着ローラ１０３ｇと転写ドラ
ム１０３と間に電圧を印加することにより、誘電体であ
る転写材１０２と転写ドラム１０３の誘電体層１０３ｄ
に電荷を誘起し、転写材１０２を転写ドラム１０３の外
周に静電吸着する。

【００１２】クリーナ１０４ｄは、転写材１０２に転写
した後に像担持体１０４ａ上に残留したトナーをクリー
ニングするためのもであり、転写部下流の像担持体１０
４ａの外周に配備されている。

【００１３】定着部１０６は、駆動モータ１０６ｃによ
り駆動される加圧ローラ１０６ａと、これに圧接して転
写材１０２に熱と圧力とを加える定着ローラ１０６ｂと
を備えており、各色トナー像を保持し転写ドラム１０３
から剥離搬送されてくる転写材１０２を通過させること
により、各色トナー像を転写材１０２に定着するもので
ある。

【００１４】以下、画像形成プロセスについて説明す
る。

【００１５】画像形成動作としては給紙カセット１０１
ａ内の転写材１０２が給紙ローラ１０１ｂにより転写ド
ラム１０３へ給送される。転写ドラム１０３は給送され
てきた転写材１０２の先端をグリッパ１０３ｆで把持す
るとともに、その周面に静電吸着する。

【００１６】一方、一次帯電器１０４ｂで表面を均一に
帯電された像担持体１０４ａはスキャナ部１１０ａから
マゼンタ画像の露光が行われ、その外周面にマゼンタ画
像の静電潜像を形成する。この潜像形成と同時にマゼン
タ現像器１０５Ｍを駆動し、像担持体１０４ａ上に形成
されたマゼンタ潜像にマゼンタトナーが付着するよう像
担持体１０４ａの帯電極性と同極性でほぼ同電位の現像
バイアス電圧を印加して現像し、像担持体１０４ａ上に
マゼンタトナー像を得る。

【００１７】そして、転写ドラム１０３にマゼンタトナ
ーと逆極性の転写電圧を印加して、像担持体１０４ａ上
のマゼンタトナー像を転写ドラム１０３上の転写材１０
２に転写する。このようにして、マゼンタトナー像の転
写が終了すると、次の現像器１０５Ｃが回転して像担持
体１０４ａに対向した現像位置に位置決めされ、同様の
プロセスで、シアン、イエロー、ブラックの潜像形成、
現像、得られたトナー像の重ね転写を順次行い、転写材
１０２上にフルカラー画像が形成される。そして、転写
材１０２をグリップして保持した転写ドラム１０３が４
回転することにより１枚の４色フルカラー画像を得るこ
とができるわけである。すなわち１８０π×４／７５．
４＝３０秒で一枚のフルカラーが出力される。

【００１８】そして、４色トナー像の転写が終了した転
写材１０２は、転写ドラム１０３から分離して定着部１
０６へ搬送され、定着部１０６でトナー像の定着を行っ
た後、排出ローラ対１０７によって排出トレイ１０８に
排出される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように、図８で示
したカラーレーザプリンタにおいて、フルカラープリン
トを得るためには、使用する現像剤の数だけ（フルカラ
ーの場合４色の現像剤を使うので４回）転写ドラム１０
３を回転させる必要がある。したがって、この装置を使
って、例えば、黒一色の画像（以下、モノクロプリン
ト）を得ようとすると、現像剤を１つ使用するので、転
写ドラム１０３を１回転させなければならなかった。つ
まり、これまでのカラーレーザプリンタにおいて、モノ
クロプリントは、カラープリント（４つの現像剤使用）
に必要とされる時間の１／４で完成していた。

【００２０】この様子を示したのが図７である。図中、
Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロ
ー、ブラックの現像剤を示し、紙は転写ドラム１０３上
に把持された転写材である。フルカラーの場合、転写ド
ラム１０３が４回、モノクロの場合、転写ドラム１０３
が１回転し、はじめて各プリントが完成している。

【００２１】フルカラープリントの場合、４つの色の画
像を形成する位置を、転写ドラム１０３上で一致させな
くてはならないので、転写ドラム１０３を４回転させる
ことが、フルカラープリントを行う際には不可欠なもの
になっている。一方、モノクロプリントの場合、使用す
る現像剤は一つなので、最初の画像が形成された直後に
再び画像形成を行えば連続してモノクロプリントを行う
ことが可能である。

【００２２】ところが、転写ドラム１０３上に転写材を
把持できる個所が限定されるため、最初の画像形成が終
了しても、次の転写ドラム上の転写材１０２の位置に合
わせて余分に転写ドラム１０３を回転させて、モノクロ
連続画像を得ている。この際に余分に回転させている範
囲、すなわち次の画像までの範囲は、図７中、距離Ｌで
示される。転写ドラム１０３上において、転写材１０２
の後端から次の転写材１０２の先端までである。

【００２３】距離Ｌを実際のカラーレーザプリンタで示
したのが図９である。転写材１０２の後端１０２ｂが転
写ドラム１０３のグリッパ把持位置にあるときの、グリ
ッパ３ｆからグリッパ把持位置（または紙後端位置）ま
での距離である。前述した転写ドラム外径（１８０ｍ
ｍ）及びプロセススピードとの関係にあって、転写ドラ
ム１０３にＡ３サイズ（紙搬送方向を４２０ｍｍとす
る）を巻き付けたとすれば、１８０×π−４２０＝１４
５ｍｍが距離Ｌの長さとなり、この距離分、転写ドラム
１０３が回転するのに要する時間は、１４５／７４．５
＝１．９≒２sec となる。モノクロプリントの場合、プ
リント動作ごとに、２秒間、時間を有効活用していない
ことになっている。

【００２４】また、近年、転写ドラム１０３にグリッパ
１０３ｆの代わりに、静電力により転写材１０２を吸着
する構成としたポリカーボネートフィルム等の誘電体を
その周囲に張設する転写ドラムを用いたカラーレーザプ
リンタがある。誘電体転写ドラムの場合、誘電体上であ
れば、任意の位置に転写材１０２を吸着保持することが
可能であるので、転写ドラムの周囲を誘電体で構成すれ
ば、前述した距離Ｌの部分に相当するものが発生しな
い。ところが、誘電体転写ドラムのほとんどは、誘電体
の使用耐久後の交換を考慮して、誘電体としてシート状
（転写ドラムに対して貼り替え可能な形状）のものを採
用し、転写ドラム周囲に、両面テープ等により固着して
いる。このため転写ドラム上に誘電体シートの継ぎ目部
分が発生しており、また、誘電体を介して、転写材１０
２の裏面から像担持体１０４ａ上のトナー像を転写材１
０２に転写するための転写手段を転写ドラム内に内蔵す
る。このため、転写ドラムの構造体（誘電体を支持する
円筒状部材）は、転写手段の機能を発揮できるように、
円筒状のものから、両側の円環部分と、それらを母線方
向につなぐ形を残して、他の部分を削った中抜けドラム
とし、開口部分を誘電体で覆う構成にしている。このた
め、転写ドラムの母線方向連結部分は、転写手段の機能
が発揮できない画像被転写不能領域となる。つまり、誘
電体を用いた転写ドラムにおいて転写ドラム上に転写材
１０２を吸着保持できない範囲がどうしても生じる。

【００２５】すなわち、誘電体転写ドラムにおいてもグ
リッパを使う転写ドラムと同じように、転写材を保持
（あるいは把持と等価の機能）できる場所がその周囲で
限定されて、前述した常に一定のところに画像を形成す
る挙動（モノクロプリント時の転写ドラム回転）をせざ
るを得なくなっている。

【００２６】つまり、転写材１０２をその表面に把持あ
るいは保持する構成の転写ドラムを用いたフルカラープ
リンタにおいて、モノクロプリント（使用する現像剤を
１つとしたプリント動作）を行う場合、常にフルカラー
プリントに必要な時間の１／４の時間でしか、そのプリ
ント動作を完了させることができなくなり、通常のプリ
ンタ構成にしたときに像担持体１０４ａのプロセススピ
ードから達成可能なモノクロプリント速度よりも大幅に
低下したモノクロプリント速度しか得られなかった。

【００２７】例を挙げるならば、前述した図で示される
カラープリンタにおいて、Ａ３サイズのモノクロプリン
トは、３０／４＝７．５（フルカラー形成時間）秒で完
成するが、これを通常のプリンタ構成の画像形成（転写
ドラムに巻き付けない構成）を行うとすれば、４２０
（Ａ４サイズ長）／７５．４≒５．５sec 秒となる。こ
の差は一枚のみのプリント動作だけだと、それ程時間差
を感じることがないが、多数枚プリントを行う時、この
差が非常に大きいものとなってくる。

【００２８】そこで、本発明は、モノクロプリント速度
を従来の装置のものより大幅に向上させたカラー画像形
成装置を提供することを目的とするものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
色の異なるトナー像を像担持体上に順次に形成し、これ
らトナー像を転写可能領域に制限を有しない中間転写体
に順次に転写して中間転写体上で重ねるとともに、これ
ら中間転写体上のトナー像を転写材上に一括して転写す
るカラー画像形成装置において、単色及び複数色での画
像形成が選択的に可能であるとともに、単色画像を連続
して複数形成するに際して、前記中間転写体上に形成す
る前記単色トナー像の後端と次の単色トナー像の先端と
の間の画像形成間距離を、多色画像を連続して複数形成
するに際して、前記中間転写体上に形成する前記多色ト
ナー像と次の多色トナー像との間の画像形成間距離より
も小さく設定する、ことを特徴とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態１〉 ［画像形成装置の全体の説明］まず、本発明に係るカラ
ー画像形成装置の全体構成について、図２〜図６を参照
して概略説明する。

【００３１】図２は、本発明の一実施形態を示すカラー
画像形成装置の構成を説明する概略断面図であり、例え
ば４色のトナー（ただし、黒色は独立している）でカラ
ー画像を形成するカラーレーザプリンタの場合に対応す
る。

【００３２】図２に示すカラー画像形成装置は、一定速
度で回転する像担持体１５と、固定の黒現像器２１Ｂ
と、回転可能な３つのカラー現像器２３とを有する画像
形成部を備えている。また、該画像形成部で現像され多
重転写されたカラー画像を保持し給送部１から給送され
た転写材２にさらに転写する中間転写体９を備えてい
る。カラー画像を転写された転写材２を、次いで定着部
２５へ搬送してカラー画像を転写材２に定着し、排出ロ
ーラ３４、３５、３６によってプリンタ本体上面の排出
部３７へ排出するものである。

【００３３】なお、上記回転可能なカラー現像器２３及
び固定の黒現像器２１Ｂはプリンタ本体に対して個別に
着脱可能に構成されている。

【００３４】次に、上記画像形成装置の各部、すなわ
ち、像担持体ユニット、帯電手段、露光手段、現像手
段、中間転写体、クリーニング手段、給紙部、転写部、
定着部それぞれの構成について順次、詳細に説明する。 ［像担持体（ドラム）ユニット］ドラムユニット１３
は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下
「感光ドラム」という）１５と、該感光ドラム１５のホ
ルダーを兼ねるクリーニング装置のクリーナ容器１４と
一体的に構成され、このドラムユニット１３はプリンタ
本体に対して着脱自在に支持され、感光ドラム１５の寿
命に合わせて容易にユニット交換可能に構成されてい
る。

【００３５】本実勢野形態１の感光ドラム１５は直径約
６０ｍｍのアルミシリンダの外側に有機光導電体層を塗
布して構成し、感光ドラム１５のホルダーを兼ねるクリ
ーニング装置のクリーナ容器１４に回転自在に支持され
ている。感光ドラム１５の周上には、クリーナブレード
１６、一次帯電手段１７が配置され、また、図示後方の
一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達すること
により、感光ドラム１５を画像形成動作に応じて反時計
回りに回転させるようにしている。 ［帯電手段］帯電手段１７は接触帯電方法を用いたもの
であり、導電性ローラを感光ドラム１５に当接させ、こ
の導電性ローラに電圧を印加することによって感光ドラ
ム１５の表面を一様に帯電させるものである。 ［露光手段］上記感光ドラム１５への露光はスキャナ部
３０から行われる。すなわち画像信号がレーザダイオー
ドに与えられると、このレーザダイオードは画像信号に
対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射する。この
ポリゴンミラー３１はスキャナモータによって高速回転
し、ポリゴンミラー３１で反射した画像光が結像レンズ
３２及び反射ミラー３３を介して一定速度で回転する感
光ドラム１５の表面を選択的に露光し、その結果、感光
ドラム１５表面に静電潜像を形成する。 ［現像手段］現像手段は、上記静電潜像を可視像化する
ために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色現像を可能とする３個の
回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと１個の黒現像器２
１Ｂとを備えている。

【００３６】黒現像器２１Ｂは固定現像器であり、感光
ドラム１５に対向した位置にスリーブ２１ＢＳが感光ド
ラム１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって配
置され、感光ドラム１５にブラックトナーによる可視像
（トナー像）を形成する。

【００３７】ブラック現像器２１Ｂは容器内のトナーを
送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外
周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって時計回り
に回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層
塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。ま
た、現像スリーブ２１ＢＳに現像バイアスを印加するこ
とにより、感光ドラム１５の静電潜像に対応してトナー
現像を行うものである。

【００３８】３個の回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ
は、軸２２を中心として回転する現像ロータリ２３に各
々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器が
現像ロータリ２３に保持された状態で軸２２を中心に回
転移動し、所定の現像器が、感光ドラム１５に対向した
現像位置に止り、さらに現像スリーブが感光ドラム１５
に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するよ
うに位置決めされた後、感光ドラム１５の静電潜像に対
応して可視像を形成する。

【００３９】カラー画像形成時には、中間転写体９の１
回転毎に現像ロータリ２３が回転しイエロー現像器２０
Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次い
で黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。

【００４０】図２ではイエローの回転現像器２０Ｙが感
光ドラム１５に対向した位置に位置決め静止している状
態を示している。回転現像器２０Ｙは容器内のトナーを
送り機構によって塗布ローラ２０ＹＲへ送り込み、時計
回りに回転する塗布ローラ２０ＹＲ、及び現像スリーブ
２０ＹＳの外周に圧接されたブレード２０ＹＢによっ
て、時計回りに回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周に
トナーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯
電）する。

【００４１】そして、静電潜像が形成された感光ドラム
１５と対向した現像スリーブ２０ＹＳに現像バイアスを
印加することより、静電潜像に応じて感光ドラム１５上
にトナー現像を行うものである。マゼンタ現像器２０
Ｍ、シアン現像器２０Ｃについても上記同様なメカニズ
ムでトナー現像が行われる。

【００４２】また、各回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０
Ｃの各現像スリーブは各現像器が現像位置に回転移動さ
れたとき、プリンタ本体に設けられた各色現像用高圧電
源及び駆動源と接続されるようになっており、各色現像
毎に順次選択的に電圧が印加され駆動源が接続される。 ［中間転写体］中間転写体９はカラー画像形成時には各
現像器により可視化された感光ドラム１５上のトナー像
を４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の４色の各画像にわたり多重
転写を受けるため、感光ドラム１５のプロセススピード
と同期して図示時計回りに回転し、また、多重転写を受
けた中間転写体９は電圧を印加された転写ローラ１０と
によって転写材２を挟み込んで搬送することにより、転
写材２に中間転写体９上の各色のトナー像を同時多重転
写する。

【００４３】本実施の形態１の中間転写体９は、直径１
８０のアルミシリダン１２の外周を、中抵抗スポンジや
中抵抗ゴム等の弾性層１１でその全域にわたり連続的に
覆った構成をしている。このため、中間転写体９の表面
の任意の位置に画像転写が可能となっている。この中間
転写体９は回転自在に支持され、一体的に固定されるギ
ヤ（不図示）に駆動を受けて回転する。 ［クリーニング手段］クリーニング手段は、現像手段に
よって感光ドラム１５に可視像化されたトナーが中間転
写体９に転写された後、感光ドラム１５上に残ったトナ
ーをクリーニングするものであり、クリーニングされた
廃トナーはクリーナ容器１４に蓄えられる。クリーナ容
器１４に蓄えることができる廃トナーの量は、感光ドラ
ム１５の寿命より早くクリーナ容器１４を満たすことは
なく、したがって、クリーナ容器１４は感光ドラム１５
の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。 ［給紙部］給紙部は、画像形成部へ転写材２を給送する
ものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット１と
給紙ローラ３、給送ローラ４、重送防止のリタードロー
ラ５、給紙ガイド６、レジストローラ８を主要構成部材
として構成される。画像形成時には給紙ローラ３が画像
形成動作に応じて駆動回転し、カセット１内の転写材２
を一枚ずつ分離給送するとともに、給紙ガイド６によっ
てガイドし、搬送ローラ７を経由してレジストローラ８
に至る。また、センサＳＥＮは手指しトレイＴから給紙
される転写材の転写長を検知する。

【００４４】画像形成動作中にレジストローラ８は、転
写材２を静止待機させる非回転の動作と転写材２を中間
転写体９に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケ
ンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材２
との位置合わせを行う。 ［転写部］転写部は、揺動可能な転写ローラ１０を備
え、該転写ローラ１０は、金属軸の外周面を中抵抗発泡
弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能に構成されて
いる。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成して
いる間、すなわち、中間転写体９が複数回転する間はそ
の画像を乱さぬよう、転写ローラ１０は、図示の実線で
示す下方に位置し、中間転写体９から離れている。上記
中間転写体９上に４色のトナー像が形成し終わった後、
転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて
転写ローラ１０は図示しないカム部材により図示の点線
で示す上方の位置、すなわち、転写材２を介して中間転
写体９に所定の圧で押しつけられる位置に配置される。
このとき同時に転写ローラ１０にはバイアスが印加され
中間転写体９上のトナー像は転写材２に転写される。こ
こで、中間転写体９と転写ローラ１０とはそれぞれ駆動
されているため、両者に挟まれた状態の転写材２は転写
工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬
送され次工程である定着部に向けて送られる。 ［定着部］定着部２５は、上記現像手段により感光ドラ
ム１５上に形成され、中間転写体９を介して転写材２上
に転写されたトナー像を定着させるものであり、図２に
示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラ２
６と転写材２を定着ローラ２６に圧接させるための加圧
ローラ２７とからなり、各ローラ２６、２７は中空ロー
ラであり内部にそれぞれヒータ２８、２９を有し、回転
駆動され同時に転写材２を搬送するよう構成されてい
る。

【００４５】すなわち、トナー像を保持した転写材２は
定着ローラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると
ともに加熱及び加圧を受けることによりトナー像が転写
材２に定着される。 ［フルカラー画像形成処理］次に、上記のように構成さ
れたカラー画像形成装置によってカラー画像形成を行う
場合の動作について図３、図４等を参照しながら説明す
る。なお、これらの図には、説明に必要な符号のみが付
されている。

【００４６】まず、図２に示す給紙ローラ３を回転し、
給紙カセット１内の転写材２を一枚分離し、レジストロ
ーラ８へと搬送する。

【００４７】一方、感光ドラム１５と中間転写体９とが
それぞれ外周速度Ｖ＝７５．４ｍｍ／sec （以下「プロ
セススピード」という）で図示矢印方向へ回転する。直
径６０ｍｍの感光ドラム１５は、６０π／７５．４＝
２．５秒で１回転し、直径１８０ｍｍの中間転写体９
は、１８０π／７５．４＝７．５秒１回転する。また、
感光ドラム１５と中間転写体９とは図示しない歯車で接
続されているため、感光ドラム１５が３回転すると中間
転写体９が正確に１回転する。

【００４８】そして、中間転写体９の外周の任意の点が
図３に示す位置Ｓに来たときに、帯電手段１７によって
表面を均一に帯電された感光ドラム１５は、露光位置Ｅ
でレーザ露光を受け静電潜像を形成する。感光ドラム１
５の露光位置Ｅから反時計回りに中間転写体９との接触
位置（第１転写位置）Ｔ１までの周長としての距離ａ
と、中間転写体９の図示Ｓ点から位置Ｔ１までの周長と
しての距離ｂは等しく、したがって、時間経過後には静
電潜像の書き始めの点Ｅと中間転写体９上の点Ｓは位置
Ｔ１で一致する。すなわち、中間転写体９に対して静電
潜像はＳ点を先端に反時計回りに形成される。 ［第１色目の画像形成（イエロー画像の形成）］スキャ
ナ部３０によりイエロー画像のレーザ照射を行い、感光
ドラム１５上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成
と同時に、イエロー現像器２０Ｙを駆動し感光ドラム１
５上の潜像にイエロートナーが付着するように、感光ド
ラム１５の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加
してイエロー画像を形成する。同時に、現像部の少し下
流の第１転写位置Ｔ１で感光ドラム１５上のイエロート
ナー像を中間転写体９の外周に一次転写する。このと
き、中間転写体９には上記イエロートナーと逆特性の電
圧を印加して一次転写を行う。

【００４９】そして、図３に示すように形成する画像が
Ａ３サイズの場合、画像長（中間転写体９の外周太線部
分）は、４２０ｍｍであり中間転写体９の外周点Ｓから
点Ｌ１まで画像が形成される。

【００５０】イエロートナーの中間転写体９への転写が
終了すると、すなわち、点Ｌ１が第１転写位置Ｔ１を過
ぎると、現像ロータリ２３が時計方向に回転し、次のマ
ゼンタ現像器２０Ｍが回転移動し、感光ドラム１５に対
向した位置に位置決めされる。 ［第２色目の画像形成（マゼンタ画像の形成）］次い
で、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー画像の先
端）が一周して、位置Ｓに来たとき、同様にスキャナ部
３０によりマゼンタ画像のレーザ照射がスタートされ、
イエローと同様にして感光ドラム１５上の静電潜像にマ
ゼンタトナー像が現像され、感光ドラム１５上のマゼン
タトナー像を第１転写位置Ｔ１で同様に中間転写体９上
に転写する。マゼンタトナー像の中間転写体９への転写
が終了すると、すなわち点Ｌ１が第１転写位置Ｔ１を過
ぎると、現像ロータリ２３が時計方向に回転し、次のシ
アン現像器２０Ｃが回転移動し、感光ドラム１５に対向
した位置に位置決めされる。 ［第３色目の画像形成（シアン画像の形成）］次いで、
中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー及びマゼンタ画
像の先端）がさらに一周して位置Ｓに来たとき、同様に
スキャナ部３０によりシアン画像のレーザ照射スタート
されマゼンタと同様にして感光ドラム１５上に静電潜像
にシアントナー像が現像され、感光ドラム１５上にシア
ントナー像を第１転写位置Ｔ１で中間転写体９への転写
が終了すると、すなわち点Ｌ１が第１転写位置Ｔ１を過
ぎると、現像ロータリ２３が時計方向に６０度回転し感
光ドラム１５に対向した位置にはカラー現像器２０は存
在しない。 ［第４色目の画像形成（ブラック画像の形成）］次い
で、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー、マゼン
タ、及びシアン画像の先端）が一周して、位置Ｓに来た
とき、同様にスキャナ部３０によりマゼンタ画像のレー
ザ照射がスタートされ、次いでブラック現像器２１Ｂに
よりブラックトナーが現像され、感光ドラム１５上のブ
ラックトナー像を第１転写位置Ｔ１で中間転写体９上に
さらに重ねて転写する。

【００５１】以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの順で潜像形成及び現像及び中間転写体９へのトナ
ー転写を重ねて４回順次行い、中間転写体９の表面にイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーか
らなるフルカラーの画像を形成することになる。

【００５２】ブラックトナーの中間転写体９への転写が
終了する前に、すなわち４回目のブラックトナーの第１
転写を終え、フルカラー画像を形成した中間転写体９の
画像先端Ｓが第２転写位置Ｔ２へ到達する前に、前述の
レジストローラ８で待機させておいた転写材２をタイミ
ングを合わせて搬送スタートさせる。

【００５３】上記４回の中間転写体９上への各色画像形
成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であ
った転写ローラ１０を同時に上方にカム（図示せず）で
移動させ、転写体２を中間転写体９の第２の転写位置Ｔ
２で圧接すると同時に転写ローラ１０にトナーと逆特性
のバイアスを印加することで、中間転写体９上のフルカ
ラー画像を転写材２に一括して４色同時に２次転写す
る。第２転写位置Ｔ２を経た転写材２は中間転写体９か
ら剥離され、定着部２５へ搬送され、トナー定着を行っ
た後に、排出ローラ対３４、３５、３６を介してプリン
タ本体上面の上部の排出トレイ３７上へ画像面を下向き
にして排出され、画像形成動作を終了する。

【００５４】このように１枚のフルカラー画像を作成す
るのに、中間転写体９は基本的に４回転の動作とそれに
要する時間３０秒（７．５秒×４）を必要とする。ちな
みに、中間転写体９とそのプロセススピードＶが等しく
駆動される感光ドラム１５は、１枚のフルカラー画像作
成のために中間転写体９との外形比に逆比例し１２回転
する。

【００５５】また、中間転写体９は直径１８０ｍｍであ
り、その外周は約５６５ｍｍでありＡ３サイズの画像形
成では４２０ｍｍの周長を使用する。すなわち、中間転
写体９の外周の点Ｓから反時計回りに点Ｌ１までの距離
が４２０ｍｍ（図３の中間転写体９の外周太線部分参
照）である。

【００５６】このため、中間転写体９の外周５６５ｍｍ
のうち画像形成には４２０ｍｍを使用し、残りの１４５
ｍｍは画像形成には使用されない。中間転写体９は一定
のプロセススピードＶ＝７５．４ｍｍ／sec で回転して
いるため、Ａ３サイズのフルカラー画像の形成には、
（１４５／７５．４）×４＝１．９２秒の非画像形成時
間が存在し、この時間をカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、
２０Ｃの切り換え時間に当てている。

【００５７】感光ドラム１５の露光位置部Ｅと第１転写
位置Ｔ１との間に位置する現像器２０Ｙが可視像を形成
し、そして次の現像器２０Ｍに置き換わるために当てら
れる時間が、実際のタイミングはシフトしているもの
の、中間転写体９の点Ｌ１が第１転写位置Ｔ１を抜けて
次に点Ｓが第１転写位置Ｔ１に到達するまでの時間に相
当する。 ［モノクロ画像形成処理］モノクロ（単色）の画像を形
成するときは、前述した各現像器のうち、使用する現像
器をドラムユニット１３内の感光ドラム１５に対向させ
て、フルカラー画像形成と同様の静電潜像形成、顕像形
成（現像）、及び転写、転写材搬送を行う。モノクロプ
リントを一枚のみ形成する時、中間転写体９上に形成さ
れる画像位置は図３で示された場合と同じであるが、モ
ノクロプリントを連続して形成する場合は、最初の画像
形成を終了した後、図４に示すように、Ｘ₁ 距離を開け
て、次の画像を形成する。図中、Ｓ２は、次に形成され
る画像の先端位置を示しており、Ｓ２から始まる画像は
図４において先端部分は中間転写体９上に形成されて、
後端部分は感光ドラム１５上に形成されている。

【００５８】Ｘ₁ の距離をあけて、中間転写体９上に画
像形成が可能になったのは、感光ドラム１５が従来から
あるドラムのようにシームレスで、任意の位置に潜像形
成が可能であることと、中間転写体９の表面も前述した
ようにシームレスで、任意の位置に感光ドラム１５から
の顕像を保持することが可能となって任意の位置に形成
される画像が感光ドラム１５や中間転写体９の継ぎ目に
より中断されなくなったことによる。

【００５９】なお、Ｘ₁ の距離は、定着部２５の転写材
２への熱供給能力（１枚の転写材２が通過した後の定着
ローラ２６、加圧ローラ２７の温度低下及び回復の具
合）や、給紙部の給送ローラ３、４の給送能力（重なる
ことなく転写材２を確実に給紙する）により決定される
が、実際の装置においてプリントのスループット増加の
ために極力小さく設定される。ここで、各カラーモード
における画像形成間隔を比べてみる。フルカラープリン
トの場合、図３にあるように、中間転写体９にＡ３サイ
ズの画像が１枚分形成され、中間転写体９の１回転毎に
画像を形成しているので、中間転写体９の周長からＡ３
サイズの長さを引いたものが画像形成間距離となる。つ
まり、１８０Ｘπ−４２０＝１４５ｍｍとなる。そし
て、連続して、フルカラープリントを行うときは、この
状態を保ったまま各色画像を連続して中間転写体９上の
同一位置に重ねてプリント動作を行うので連続画像形成
時の画像間隔は常に１４５ｍｍとなる。

【００６０】一方、モノクロプリントの場合、先行する
画像に関係なく画像を形成することができるので、図４
で示したＸ₂ は、前述したフルカラー画像形成間隔１４
５ｍｍの領域内で、次の画像形成しているので１４５ｍ
ｍよりも格段に小さいものとなっている。つまり、連続
してモノクロ画像形成する場合、隣り合う画像形成間隔
は常にＸ₂ となり、フルカラープリント時のそれより小
さい。 ［Ａ４サイズのプリント動作］図５〜図６は本発明の実
施の形態で説明したカラープリンタにおいて、Ａ４（送
り方向の長さが２１０ｍｍでＡ３の半分）サイズの紙を
転写材２として用いてフルカラープリント及びモノクロ
プリントを行う時の中間転写体９上に形成される画像位
置を示したものである。

【００６１】フルカラープリント動作時、図５にあるよ
うに、中間転写体９上にはＸ₂ で示される間隔をあけて
２枚分のＡ４サイズの画像領域すべてが形成される。

【００６２】中間転写体９上のＡ４画像のうち、２番目
に形成される画像の先端をＳ２、後端をＬ２とすると、
中間転写体９が中間転写体９上のＬ２からＳ（１番目に
形成される画像の先端）までの距離を移動する時間内
に、感光ドラム１５近傍にある現像ロータリ２３が使用
する現像器の位置を変更する。

【００６３】図５において、Ｘ₂ の距離は、装置内の現
像ロータリ２３が現像器切り換え可能な時間（中間転写
体９のＬ２からＳまでの距離に相当）により、一義的に
決定される。いま、中間転写体９上の画像が形成されて
ない部分は、中間転写体９上に形成する画像をＡ４サイ
ズのものを２枚と決めているので、その距離（画像形成
間距離の合計）としては、１８０π−２１０×２＝１４
５ｍｍとなり、隣り合う画像形成間距離の平均、１４５
／２＝７２．５ｍｍとなる。これは連続して、フルカラ
ー画像形成される場合も前述した説明から同様の値とな
る。一方、モノクロプリントの場合、最初の画像形成が
終了した後、Ａ３サイズのモノクロプリントの状態を示
した図４におけるＸ₁ と同等の距離Ｘ₃ をおいて、次の
画像を形成する。この様子を示したのが図６でである。
図６で示されるように、中間転写体９上にはＡ４サイズ
の画像が２枚分と一部分が形成されている。

【００６４】したがって、連続して形成される各画像間
の距離の平均は（１８０π−２１０ａ）／２＜７２．５
（３＞ａ＞２）となり、フルカラープリント時のそれ
に比べて非常に小さくなっている。

【００６５】図１は、以上述べた各カラーモードにおけ
るサイズ別の画像形成を中間転写体９の回転毎に示した
図である。

【００６６】中間転写体９が１回転を完了する前に、Ａ
３サイズの場合は１枚、Ａ４サイズの場合は２枚、それ
ぞれモノクロプリントが完成している。

【００６７】したがって、感光ドラム１５の表面測定が
同じで、転写ドラム外径と中間転写体外径がほぼ等しい
の２種のプリンタのプリント速度を比べると、どちらも
フルカラープリントの速度差はないが、モノクロプリン
トの場合、本発明を実施した中間転写体９を持つプリン
タの方が、その速度が速くなっている。

【００６８】なお、本発明の説明として、カラープリン
タの例を挙げたが、カラープリンタに原稿走査を行い原
稿の画像情報をレーザ露光部に伝えるリーダー部を付け
たフルカラー複写機においても本発明は実施可能であ
り、同等の効果を得ることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
中間転写体が１回転する前にモノクロ画像を形成するこ
とができるので、モノクロ画像を連続して形成する際の
画像形成動作終了時間を大幅に短縮することができる。

【００７０】また、中間転写体の周囲を均一に使用する
ことになるので、中間転写体の部分劣化が生じない。そ
のため、中間転写体の寿命が伸びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー画像形成装置におけるＡ３、Ａ４サイズ
の転写材に画像を形成する際の、フルカラーとモノクロ
との画像形成の違いを示す図。

【図２】本発明に係るカラー画像形成装置の構成を示す
縦断面図。

【図３】Ａ３フルカラーの画像形成を行う様子を示す
図。

【図４】Ａ３モノクロの画像形成を行う様子を示す図。

【図５】Ａ４フルカラーの画像形成を行う様子を示す
図。

【図６】Ａ４モノクロの画像形成を行う様子を示す図。

【図７】転写ドラムを用いる従来例のカラープリンタに
おけるモノクロ、フルカラー画像形成の様子を示す図。

【図８】転写ドラムを用いる従来例のカラープリンタの
構成を示す縦断面図。

【図９】転写ドラムを用いる従来例のカラープリンタに
おける画像形成の様子を示す図。

【符号の説明】

９ 中間転写体 １５ 像担持体（感光ドラム） Ｘ₁ Ａ３サイズモノクロ時の画像形成間距離 Ｘ₂ Ａ４サイズフルカラー時の画像形成間距離 Ｘ₃ Ａ４サイズモノクロ時の画像形成間距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色の異なるトナー像を像担持体上に順次
   に形成し、これらトナー像を転写可能領域に制限を有し
   ない中間転写体に順次に転写して中間転写体上で重ねる
   とともに、これら中間転写体上のトナー像を転写材上に
   一括して転写するカラー画像形成装置において、 単色及び複数色での画像形成が選択的に可能であるとと
   もに、 単色画像を連続して複数形成するに際して、前記中間転
   写体上に形成する前記単色トナー像の後端と次の単色ト
   ナー像の先端との間の画像形成間距離を、多色画像を連
   続して複数形成するに際して、前記中間転写体上に形成
   する前記多色トナー像と次の多色トナー像との間の画像
   形成間距離よりも小さく設定する、ことを特徴とするカ
   ラー画像形成装置。