JPH05249770A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鮮やかなカラー画像を表現できる小型かつ制
御の簡単な画像形成装置を得る。 【構成】 感光体ドラム１の回転毎に順次トナー像を重
ね合わせて感光体ドラム１上に複数のトナー像を重ね合
わせたのち、転写、定着を行うカラー複写機において、
最後のトナー像を重ね合わせる工程を終わり画像形成動
作の行われない時点にプロセス速度を変更することを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
特に、オーバヘッドプロジェクタ（以下、ＯＨＰとい
う）用の透明部材からなる記録材（以下、ＯＨＰ紙とい
う）や厚紙等にトナー像を形成することのできる画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＯＨＰ紙や通常の記録紙に光沢の
ある画像を形成する場合、各色のトナーを充分に溶融し
てトナーの境界面の反射が起こらないようにして、色の
濁りを防ぎ鮮やかなカラー画像を得るため、記録紙搬送
の線速度を低下させ、定着ニップ時間を増大させるよう
にしたものがある（特開昭60-80885号、特開昭60-86574
号）。

【０００３】これらの従来技術では、感光体上に画像を
形成する時には、通常紙の場合と同様に通常の速度で実
行し、ＯＨＰ紙の後端が転写部を通過した後、線速度を
低速に切り換えている。線速度が変化すると被帯電部材
の帯電量が変化する。このため、従来移動する被帯電部
材の帯電量を制御するには、被帯電部材の移動速度に応
じて、コロナ帯電器へ接続された高圧電源の出力電圧を
変えたり、被帯電部材とコロナ電極との距離を変えるこ
とによって行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
被帯電部材が低速移動する場合とか、不規則な速度で移
動する場合に被帯電部材を所望の電位に帯電することは
難しい。

【０００５】例えば低速移動する場合について述べる
と、この場合被帯電部材の帯電量はコロナ電荷量であ
り、言い換えれば、コロナ電流の時間積分の値であるか
ら低速移動する被帯電部材の単位面積当たりの帯電量は
多くなる。そこで所望の電荷量に下げるために高圧電源
の出力を下げたり、被帯電部材とコロナ電極間の距離を
遠ざける必要がある。しかし、いずれの場合にも安定し
た帯電を行うのは難しい。すなわち前者の場合にはコロ
ナ放電開始電圧付近まで高圧電源の出力電圧を下げると
不安定なコロナ放電になるし、後者の場合には雰囲気の
影響を受けやすくなる。

【０００６】また、被帯電部材が不規則に移動する場合
には高圧電源の出力を制御したり、電極間距離を変えて
帯電する方法では安定した一定帯電の制御は難しく限界
がある。従って、被帯電部材の移動速度変更中や低速移
動中に帯電を行うと所望の電位に帯電することが難し
く、低速中の帯電は必要以上の電位になり、像担持体の
過帯電による感光体層の破損や転写時のトナーの飛散等
の問題が生じる。また、像担持体の線速度変更中に画像
形成動作が行われると、露光、現像、転写前照明ランプ
（ＰＴＬ）による照射、帯電前照明ランプ（ＰＣＬ）に
よる照明等の不具合が生じ、速度が低すぎると光疲労、
現像過多、等の不具合が生じる等の問題点がある。又、
転写中に像担持体の速度が変更されると転写ズレ、倍率
不良等の問題点も発生する。

【０００７】さらに、上述した従来の技術は、線速度の
切り換えを露光や現像工程途中で行うことは画像の乱れ
やムラを発生し易く不適なため、記録紙への像転写が完
了したのちに速度の切り換えが実行されている。このた
め、転写部と定着部との間にＯＨＰ紙（ＯＨＰ紙に限ら
ず通常の記録紙においても）の長さより長い距離を必ず
設けなくてはならず、装置の大型化を招き、コストアッ
プとなる。

【０００８】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的はＯＨＰ紙や通常の
記録紙に鮮やかなフルカラーを表現できる小型で安定し
た画像形成の行われる優れた画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像形成中
に像担持体の線速度を切換えて画像形成を行う画像形成
装置において、前記線速度を切換える時点で画像形成動
作を行わないことを特徴とする画像形成装置によって達
成される。

【００１０】

【実施例】まず、本発明の概要を説明する。

【００１１】像担持体（以下、感光体ドラムという）上
に例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）及び黒（Ｂｋ）の順に通常の線速度（プロセス速
度）で像露光、現像し、５回転目に入り最後の現像とＰ
ＴＬ（転写前照明ランプ）照射を終わってからプロセス
速度を通常時より大幅に低速に切換え、定着部の通過時
間を増大させることにより、トナーの平滑度及び透過度
を向上させる。

【００１２】上記プロセス速度を変更した時点では、速
度が定常状態になるまで、画像形成動作を行わないよう
にする。これにより画像形成のため線速度変化中の複雑
な制御を行う必要がない。すなわち、プロセス制御は基
本的には転写器の印加電圧を低速でＯＨＰ紙または通常
の記録紙に確実に転写できる条件に変更するのみでよい
ので、簡単なプロセス制御で定着性能を向上させること
ができる。

【００１３】定着条件の制御の変更は必ずしも必要とし
ないが、同時に行う場合は、熱ローラの温度を切り換
え、定着ニップ時間に適合する温度とし、トナーの変形
を促進すると共にオフセットの発生を防止する。この定
着温度の切り換えは、ＯＨＰ、光沢モードで作動開始す
る時点、又はそれ以前に行う方が好ましい。すなわち、
定着ローラの場合は熱容量が大きいために切換えを行っ
てからローラ温度が所望の温度領域に達するまでにある
程度の時間がかかる。従って、ローラ温度の切換え後、
所望の制御温度の領域に到達してからプリントを開始さ
せるのが最も好ましい。

【００１４】また、転写電圧を線速度に応じてそのデュ
ーティ比を適性値に切り換えることにより、転写の安定
性向上を図ることができる。

【００１５】次に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。

【００１６】図１は、本発明の画像形成装置の一実施例
の要部の構成を示す図である。

【００１７】本実施例はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ４色の非接触
現像方式のレーザ書込み装置を備えたカラー複写機であ
る。

【００１８】本実施例ではＯＨＰ紙あるいは通常の記録
紙において光沢のある画像を形成する際に、図示しない
制御部の制御によりプロセス速度並びに定着速度を切り
換えるようになっている。記録紙としてＯＨＰ紙又は光
沢のある画像を形成しようとする紙を選択する場合は、
オペレータが操作部のＯＨＰ、光沢モード選択キーを押
し、通常モードからＯＨＰ、光沢モードへの切り換えを
行うようになっている。

【００１９】まず、カラー複写機本体の基本的な構成
と、通常モードの基本的な動作を説明する。

【００２０】レーザ書込みユニット２により露光がなさ
れる前に、像担持体である感光体ドラム１はＰＣＬ12で
光除電されたのち帯電器13により全面が一様な所定電位
に揃えられる。帯電器13はスコロトロン帯電器であり、
グリット電圧は−550Ｖ，感光体の帯電電位は−600Ｖで
あり、この条件は通常モード／ＯＨＰ、光沢モードを問
わず変化しない。

【００２１】一次帯電がなされた感光体ドラム１上に、
レーザ書込みユニット２により静電潜像が順次形成さ
れ、この潜像は非接触反転現像を行うＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ
の各現像器３，４，５，６により順次現像される。フル
カラーの場合、各色の現像毎に感光体ドラム１は１回転
し、合計４回転することにより、感光体ドラム１上に複
数色のトナー像が重複形成される。

【００２２】８はベルト状の転写・搬送装置である転写
ベルト装置、81は電荷を保持し記録紙Ｐを吸着する転写
ベルト、83,84は支持部材82の両端に設けられ転写ベル
ト81を支持・伸張し回転するための保持ローラ、85は記
録紙Ｐを静電気力によって転写ベルト81に吸着させるた
め記録紙Ｐに導電性ブラシによって放電を行う紙帯電
器、86はトナー像を感光体ドラム１から記録紙Ｐに転写
するための転写用帯電器である転写器である。かかる構
成によって、記録紙Ｐを転写ベルト81に強固に付着させ
確実に搬送することができ、転写部において優れた転写
効率、分離効率を得ることができる。

【００２３】前記転写ベルト装置８は、感光体ドラム１
上にトナー像を重ねて形成して一度に記録紙Ｐに転写を
行うようにしたカラー画像形成装置では好ましい装置で
ある。上記カラー複写機にあっては、感光体ドラム１上
にトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム１
周縁部に備えてドラム径が大きくなり、従来の静電転写
分離方式では十分な分離性能が得られないのでより確実
な分離性能を必要とすること、トナー像を重ねる方式で
はトナー付着量が大きくなるため、大きな転写電荷量が
必要になるので大きな転写電荷保持能力を持つことを必
要とすること、という二点において転写ベルト装置は優
れているからである。

【００２４】転写ベルト装置８の保持ローラ83,84は導
電性の金属材からなるローラで上流側の保持ローラ83は
接地又は接地状態に近い所定の電位にされている。支持
部材82は保持ローラ84の軸芯を固定軸とし、常時は図示
省略した弾性部材により保持ローラ83が下方に位置する
ように付勢されていて、転写ベルト81は感光体ドラム１
周面より離れ退避している。

【００２５】転写時には装置本体制御部の制御によって
作動する例えばソレノイド等によって支持部材82が前記
弾性部材の力に抗して時計方向に回動され、転写ベルト
81は所定の圧力をもって感光体ドラム１に当接するよう
になっている。

【００２６】この転写ベルト装置８は、第２給紙ローラ
９の回転が開始すると同時に、既にコピー動作開始と同
時に回転駆動されている転写ベルト81の感光体ドラム１
への当接及び紙帯電器86により転写前の記録紙Ｐ吸着用
のバイアス電圧が印加される。記録紙Ｐの先端部は第２
給紙ローラ９によって転写ベルト81に送り込まれる。記
録紙Ｐは転写ベルト81に吸着されて転写部へと搬送され
る。記録紙Ｐ先端が転写部を一定長さ（例えば５〜７m
m）通過した時点に転写器86の転写用電源をＯＮにして
トナー像の転写を開始する。転写が終了すると転写ベル
ト81は感光体ドラム１から離間される。

【００２７】給紙トレイ20にセットされている記録紙Ｐ
は図４に示すように１枚ずつ送り出しローラ16によって
送り出され、第１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18を介
して第２給紙ローラ９まで給送される。記録紙Ｐの先端
が第２給紙ローラ９に当接すると紙センサ91が記録紙Ｐ
の到来を感知し検知信号を発する。この信号により、第
１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18は停止し、記録紙Ｐ
は第２給紙ローラ９に当接した状態でトナー像の転写に
待機する。この記録紙Ｐを待機状態に給紙する第１給紙
ローラ17、中間搬送ローラ18の回転速度はいずれのモー
ドにおいても同一で通常モードにおけるプロセス速度に
よって運転される。これによって記録紙Ｐは常に同一速
度で第２給紙ローラ９に当接して待機し、第２給紙ロー
ラ９の同期回転によって感光体ドラム１上のトナー像に
確実に同期して転写部に給送されることになる。

【００２８】なお、21は手差し用のトレイで送り出しロ
ーラ16によって手差しの記録紙が第２給紙ローラ９に送
りだされ、前記と同様紙センサ91の発する検知信号によ
って記録紙は第２給紙ローラ９に当接して転写に待機す
る。

【００２９】記録紙Ｐが転写器86上を通過する際に重複
形成された多色トナー像が一度に転写される。転写のた
めの印加電圧は後述するように、通常紙モードとＯＨ
Ｐ、光沢モードとでそのデューティ比が切換えられ、常
に同一の転写電圧に保持される。

【００３０】多色トナー像を転写された記録紙Ｐは除電
器87により除電されたのち搬送ローラ19により定着装置
14に給送され定着処理が行われる。定着処理は熱ローラ
対14ａ,14ｂを用いて行われる。熱ローラ14ａにはヒー
タが内蔵されており、このヒータの動作時間を切り換え
ることにより定着温度の制御が行われる。この温度制御
は、記録紙モードによる一律の切換えと、図示しない温
度センサによる環境温度測定結果に基づいた負帰還制御
の２種類が行われるようになっている。

【００３１】定着処理後、記録紙Ｐは排紙ローラ15を介
して外部のコピートレイに送られ、排出される。

【００３２】前記露光、現像プロセスでは、転写ベルト
81並びにクリーニング装置11のクリーニングブレード11
Aは退避して非接触状態となっており、感光体ドラム１
が５回転目に入ると、転写ベルト装置８とクリーニング
装置11が圧着される。このように多色トナー像が完全に
形成されたのちに転写ベルト等を圧着させるのは、像形
成途中で負荷が増加することによる画像変動を防止する
ためである。

【００３３】図示しない制御部は、定着温度制御手段、
プロセス速度制御手段、転写・クリーニング圧着制御手
段、転写電圧のデューティ比切換え手段等を有し、プロ
セス速度の切換えや転写電圧デューティ比の切換え等を
統括的に制御する。

【００３４】また、駆動系ブロックとして、例えば３相
のステッピングモータを用いて感光体ドラム１、現像器
３〜６、第１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18、第２給
紙ローラ９、搬送ベルト19、定着装置14の熱ローラ対14
ａ,14ｂ等を駆動する。この駆動は例えば第１給紙ロー
ラ９は電磁バネクラッチを、現像器３〜６、第１給紙ロ
ーラ17、中間搬送ローラ18等は電磁クラッチを制御部の
指令によるＯＮ動作により行われる。

【００３５】また、転写器86に転写電圧を供給するため
に図２に示すプロセス速度に応じて転写電圧のデューテ
ィ比を切換えるデューティ比切換え手段を有する定電圧
電源30が設けられている。この定電圧電源30は基準パル
ス発生回路31、デューティ比変更回路32、高周波の定電
圧源である高周波発生回路33、スイッチング回路34、昇
圧トランス35、整流平滑回路36（整流器をブリッジ状に
結合した整流回路37、平滑用コンデンサ38からなる）か
らなり、デューティ比変更回路32に入力される制御部か
らのプロセス速度（線速度）に応じたデューティ比指令
に基づいて基準パルス発生回路31からの基準パルスのデ
ューティ比を変更してスイッチング回路34に送出する。
スイッチング回路34は高周波発生回路33からの高周波を
前記デューティ比を有するパルスに基づいてチョッピン
グ（断続）を行う。この断続する高周波は昇圧トランス
35により所定の電圧に昇圧され整流平滑回路36により整
流平滑が行なわれて帯電器86に供給される。この供給さ
れる電圧による帯電状態を縦軸に横軸を時間にして示す
と図３のようになり、プロセス速度の変更に伴ってデュ
ーティ比が変化する。転写器86の開口を被帯電体が通過
する時間はプロセス速度が低下すると長くなり印加電圧
パルス数が増大するので、プロセス速度に比例してデュ
ーティ比を変化させると、プロセス速度の変更に拘わら
ず常に一定の帯電量を維持させることができる。この定
電圧電源30は転写器86に用いるものについて説明した
が、他の直流高圧電源として用いることができるのは勿
論、整流平滑回路36を取り除くと除電器等の交流高圧電
源として用いることができ、プロセス速度が変化しても
被帯電部材を常に一定の帯電に維持させることができ
る。

【００３６】ＯＨＰ、光沢モードが選択されると、制御
部はこれを検知してプロセス速度切換え手段及び定着温
度制御手段に通知する。

【００３７】ＯＨＰ、光沢モードであることを通知され
ると、制御部は最後の現像及びＰＴＬ７の照射が終わっ
た時点で、速度制御手段に指示してプロセス速度を大幅
に低下させると共に、定電圧電源30に指示して転写電圧
のデューティ比を小さい側に切り換えさせる。これによ
り、プロセス速度の低下に適合した転写が実施される。

【００３８】また、定着温度の制御も併せて行う場合に
は、定着温度制御手段に指示して定着温度の切り換えを
行わせ、最適な定着温度条件を設定する。この切り換え
はコピー（プリント）開始前に行われ、熱ローラ対14
ａ,14ｂの温度が所望の領域に達してからプリントが開
始されるようにする。

【００３９】本実施例におけるプロセス速度と転写条件
切換えの一例を挙げると以下の通りである。

【００４０】・プロセス速度（線速度）切換えの例 通常紙モードの場合 １回転目からプリント終了まで …140mm／sec、 ＯＨＰ、光沢モードでフルカラーの場合 １回転目から４回転終了まで …140mm／sec、 ５回転目からプリント終了まで … 20mm／secに切換
える。

【００４１】・転写条件切換えの例 通常モードの場合 …デューティ比84％ ＯＨＰ、光沢モードの場合 …デューティ比12％ 以上はモードが２つの場合について述べたが、２つ以上
のモードに対してそれぞれのプロセス速度を設定し、そ
れぞれのプロセス速度に適合するデューティ比を選択す
るよう制御できることはいうまでもない。

【００４２】次に、図５のタイミングチャートを参照に
して、ＯＨＰ、光沢モードの場合の動作について説明す
る(チャートが長くなるため低速部分は少し短く表して
ある）。

【００４３】モード選択キーが押されてＯＨＰ、光沢モ
ードが選択され、コピーキー（図示せず）が押されてス
タート指令が発せられると、プロセス条件の切換えを含
む制御が開始される。すなわち、まず、時刻ｔ₀に定着
温度制御手段による定着温度制御が開始され、最適な定
着温度が設定される。定着ローラ対14ａ,14ｂはかなり
の熱容量を有しているため、定着温度を切り換えてもす
ぐには所望の温度領域には達しない。従って、所望の温
度領域に達した時刻ｔ₁にスタート指令が発せられ、プ
リント動作が開始される。

【００４４】時刻ｔ₁に感光体ドラム１は140mm／secの
線速度で回転が開始される。感光体ドラム１が１回転す
る毎に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの像露光と現像が順次行わ
れ、４回転が終了し５回転に入ると、重ね合わせた多色
像が感光体ドラム１上に形成される。

【００４５】感光体ドラム１はさらに回転し、５回転目
のＢｋの現像が終わり画像形成動作が行われない時刻ｔ
₂に、制御部は速度切換え指令を速度制御手段に出し、
プロセス速度は20mm／secに切換えられる。この制御と
同時に制御部は定電圧電源30のデューティ比変更回路32
にデューティ比12％にする指令を出力し、その結果、転
写時には転写器81にデューティ比12％の転写電圧が印加
されることになる。

【００４６】トナー像を転写した感光体ドラム１の周面
はクリーニング前除電器10により除電されたのちクリー
ニング装置11に達する少し前の時刻ｔ₃にクリーニング
装置11は退避を解除されクリーニングブレード11Ａは感
光体ドラム１に圧着されクリーニングが開始される。上
記クリーニング前除電器10及び除電器87には感光体ドラ
ム１の線速度に適合したデューティ比を有する除電電圧
のパルスが前記定電圧電源30の整流平滑回路36を除いた
構成の定電圧電源によって印加される。

【００４７】以上、本発明の実施例について説明した
が、定着条件の切換えとして、定着ローラ温度の制御は
必ずしも必要としない、すなわち、プロセス速度の切換
えによる定着ニップ時間の変更のみでトナーの平滑度並
びに透明度を向上させることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置は、ＯＨＰ、光沢モードの場合、最後のトナー像を重
ね合わせたのち、画像形成動作の行われない時点に、そ
のプロセス速度を通常速度より大幅に遅くするようにし
たため、装置を小型に保ったまま全体のプリント速度を
従来の装置に比べ格段に速く、複雑な制御を必要としな
いで鮮やかなカラー画像を得ることの可能な画像形成装
置を実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の一実施例の要部
構成を示す図である。

【図２】本発明に用いられる定電圧電源の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】図２の定電圧電源による印加電圧のデューティ
比の変更を示す図である。

【図４】図１の給紙トレイから第２給紙ローラに至る記
録紙の経路を示す図である。

【図５】図１の装置のＯＨＰ、光沢モード時の動作を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体ドラム） ２ レーザ書込みユニット ３，４，５，６ 現像器 ７ ＰＴＬ ８ 転写ベルト装置 ９ 第２給紙ローラ 10 クリーニング前除電器 11 クリーニング装置 12 ＰＣＬ 13 帯電器（スコロトロン帯電器） 14 定着装置 16 送り出しローラ 17 第１給紙ローラ 18 中間搬送ローラ 30 定電圧電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成中に像担持体の線速度を切換え
   て画像形成を行う画像形成装置において、 前記線速度を切換える時点で画像形成動作を行わないこ
   とを特徴とする画像形成装置。