(57)【要約】【課題】画像欠陥などを生じることがなく、高い画像品質が得られる電子写真装置を提供する。【解決手段】中間転写装置に転写されなかったトナー像を、第一転写バイアス電圧を画像形成時と反転することで像形成装置表面へ逆転写し、像形成装置表面から残トナー除去手段によって清掃除去する構成を有する電子写真装置において、前記中間転写装置のトナー像を形成する表面の移動速度を計測する検出手段を有することで一回転の時間を測定し、同一原稿の画像を連続して形成する場合に、中間転写装置の表面の同一位置に画像が来るように露光装置の静電潜像書き出し開始位置を制御する。【選択図】  図１
2010008727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を保持して搬送する像形成装置と、該像形成装置上に静電潜像を形成する露光装置と、前記像形成装置上にトナーを供給し前記静電潜像を可視化してトナー像を形成するトナーが封入された複数の現像装置と、前記像形成装置に隣接し像形成装置上に形成されたトナー像を表面に順次転写し重ね合わせて多色画像を形成する中間転写装置と、前記中間転写装置に転写されなかった残留トナーを前記像形成装置表面から除去する残トナー除去手段と、記録媒体を搬送し記録媒体上に中間転写装置に形成された多色画像を転写する二次転写装置と、前記記録媒体上に転写された多色画像を記録媒体上に定着させる定着装置と、画像形成動作の制御を行う制御装置とを備えた電子写真装置において、前記制御装置は、前記中間転写装置のトナー像を形成する面の移動速度を計測する移動速度検出手段によって前記中間転写装置の一回転の時間を測定し、同一原稿の画像を連続して形成する場合に前記中間転写装置の表面の同一位置に画像が来るように前記露光装置の静電潜像書き出し開始位置を制御することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真装置において、前記像形成装置は継ぎ目を有する無端ベルト状感光体で構成され、前記制御装置は、前記無端ベルト状感光体表面の移動速度と継ぎ目位置とを検出する継ぎ目検出手段によって前記無端ベルト状感光体一回転の時間を測定し、前記無端ベルト状感光体と前記中間転写装置の各々一回転の周期を各々測定することにより、前記各々一回転の周期の差の計算結果から、一枚目の画像の静電潜像書き出し開始位置を変えるように前記露光装置を制御することを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電子写真装置において、前記二次転写装置により記録媒体に転写されなかった画像を前記中間転写装置表面から除去する動作を行なう残画像クリーニング手段を有し、前記制御装置は、同一原稿の画像を連続して形成する場合には前記残画像クリーニング手段の前記動作は行わず、異なる原稿の画像を連続して形成する場合には前記動作を行なうように制御することを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタや複写機などの電子写真装置、特に複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフルカラー電子写真装置では、特に低価格普及機において一層の小型軽量、低価格化が進んできており、もはや価格については下げ止まりの領域に入っている。こうした中でいかに一層低価格化を進めるためには部品の簡素化、複合化を行うとともに、電子写真プロセス自体の簡易化が求められている。
【０００３】
フルカラー電子写真装置は、主な方式として４パス機と１パス機に大別される。４パス機は単独の露光装置と像形成装置を有し、各色毎に露光、現像を繰り返しながら、中間転写装置上に各色の画像を重ね合わせていき、フルカラー画像形成の後、記録媒体上に一括転写する方式であり、シリアル機とも呼ばれている。一方、１パス機はタンデム機とも呼ばれ、各色毎に露光装置と像形成装置を有することで、同時に各色の画像を一度に形成して記録媒体上に一括で転写する方式である。それぞれの方式の特徴は、４パス機は単一の露光装置と像形成装置で各色の画像を形成していくので、フルカラー画像形成ではモノクロ画像形成に比較して４倍の時間を要してしまうが、露光装置、像形成装置は単独で済むため、構造が簡素で低価格機に向いている。一方、１パス機はこれと逆で、カラー画像もモノクロ画像も一度に形成するため、画像形成速度が速いが、複数の露光装置と像形成装置が必要なため構造が複雑であり、速度を優先する中から高価格機向きである。
【０００４】
本発明は前記の４パス機に係り、もはや下げ止まりに近くなった価格を電子写真プロセスの簡素化により、さらに低価格化を実現することを目的とする。
【０００５】
電子写真装置における従来の技術は、単一の露光装置と像形成装置を有し、各色の現像装置を接触、退避するように切り替えることにより現像を順次繰り返し、中間転写装置上にトナー像を順次重ね合わせていく構成があり、ここで像形成装置から中間転写装置上へのトナー像の転写を第一転写と呼ぶが、トナー像の転写は１００％することができず、像形成装置上には第一転写で転写できなかったトナーが残留してしまう。これは現像装置にてトナーを正または負の極性に帯電させ、像形成装置と中間転写装置の間に印加されたバイアス電圧によりトナー像を転写するが、トナーにはわずかに逆極性の粉体も含まれており、またさらに転写効率を上げようとバイアス電圧を高くしていくと像形成装置と中間転写装置の間での放電や短絡現象により画像欠陥を生じる場合があるためである。
【０００６】
この転写効率は電子写真装置の置かれる温度、湿度の環境によっても変わってくるため、より高品質な画像を得るためには緻密なバイアス電圧制御が要求され、実際の第一転写効率は９０％前後程度となってしまうことが良好な画像を得るための現在の技術レベルである。
【０００７】
画像形成装置における第一転写部のプロセス上の下流側には画像形成装置の残トナー除去手段が設けられ、残トナーを清掃除去することができるように構成している。この清掃除去が不完全であると次の画像に前の画像が残って見える残像と呼ばれる画像欠陥や、異なる色のトナー像が交じり合う混色と呼ばれる画像欠陥が発生してしまう。残トナー除去手段は弾性ゴムのエッジを突き当てて機械的に残トナーを掻き落とすクリーニングブレード方式が多く用いられている。
【０００８】
一方、中間転写装置にも同様な中間転写装置の残画像クリーニング手段が設けることがある。これは同様に、中間転写装置から記録媒体へのトナー像の転写、すなわち第二転写の効率が９０％前後程度であるためで、次のトナー像を形成する前に、中間転写装置の画像形成面上に残留したトナーを除去する必要がある。清掃除去が不完全であると、残像という画像欠陥が生じてしまう。
【０００９】
第二転写の転写効率はさらに電子写真装置の置かれる環境に影響されやすく、また用紙などの記録媒体の種類、吸湿状態などにも影響されてしまうため、高品質な画像を得るためには第二転写のバイアス電圧にはさらに緻密な制御が要求される。残画像クリーニング手段には前述したクリーニングブレード方式の他、ファーブラシ方式もある。ファーブラシ方式は表面に毛ブラシを取り付けた基材を回転させながら相手に接触させ、同時にブラシにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加することで、機械的、電気的にトナーを除去する方式である。
【００１０】
４パス機では中間転写装置上にトナー像を順次重ね合わせてカラー画像を形成するが、トナー像を重ねている間はクリーニング手段を退避させるため、クリーニング手段を接触・離間させる機構を備える必要があるが、接触・離間時にクリーニング手段が中間転写装置の走行に与える機械的負荷が大きいと走行速度に変動が生じ、トナー像の重ね合わせずれによる色ずれと呼ばれる画像欠陥を生じやすい。中間転写装置の残画像クリーニング手段にはクリーニングブレード方式より、接触負荷の少ないファーブラシ方式が適している。
【００１１】
例えば特許文献１には、ファーブラシ方式を用いて中間転写装置のトナー像清掃除去を行う例が記載されている。ファーブラシ方式はトナーを静電的にブラシに吸着させて清掃除去する方式であるため、ブラシに加える電圧と逆極性のトナーが清掃除去される。
【００１２】
この従来技術では、二次転写のバイアス電圧が過多になった場合、すなわち転写効率を上げようとした場合に生じる過度の電界により、極性が反転してしまった残留トナーは清掃除去することができない場合があるが、この反転極性の残留トナーを一次転写部で像形成装置に逆転写し、像形成装置の残トナー除去手段により清掃除去する構成と、一次転写のバイアス電圧を変化させるなどの手段により残トナーの移行を促進し、残像の発生を抑制することで高品位な画像を得られる方法について開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特許第３４５２７４９号公報
【特許文献２】特許第３７９３１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
画像形成時に印加する一次転写のバイアス電圧を、二次転写後に積極的に逆転すれば、中間転写装置の残画像クリーニング手段を無くすことができると考えられる。残トナーは像形成装置へ逆転写することができ、この残トナーは像形成装置の残トナー除去手段により清掃除去することができる。しかしながら、前記の方法は二次転写後に中間転写装置上に次の画像を形成していくプロセスに入る前に、中間転写装置の残トナークリーニングのために一次転写バイアス電圧の正、逆を切り替え、後工程として清掃する工程を追加する必要が生じる。すなわちクリーニングと画像形成が同時に行えないため、二次転写後に中間転写装置の表面が一次転写位置を一回転以上するまで、画像形成時とは逆の一次転写バイアス電圧を印加してクリーニングし、その後、次の画像形成のプロセスに入る必要がある。従い、連続して画像形成を行う場合は、電子写真装置としての連続画像形成速度が低下してしまうという課題がある。
【００１５】
この課題を生じない方法の一例として、前記特許文献２には、二次転写後にクリーニング用帯電部材を配設した構成が記載されている。これは二次転写後の残トナーの帯電極性をクリーニング用帯電部材により反転することで、連続して画像を形成する際に画像形成装置から中間転写装置への次のトナー像を転写すると同時に、二次転写後の残トナーを一次転写部分で画像形成装置へ逆転写し、像形成装置の残トナー除去手段により清掃除去する構成である。
【００１６】
この構成であれば連続して画像を形成する場合でも画像形成速度に低下を生じることはないが、帯電装置の他、帯電装置を駆動する駆動手段、バイアス電圧を印加する高圧電源が必要となるため、コストを低減することはできない上、前述したようにトナーにはわずかに逆極性の粉体も含まれているため、弾性ローラやブラシによる接触式の帯電装置またはスコロトロン帯電器を用いたとしても、中間転写装置の全ての残トナーを帯電装置により極性を反転させることは、転写効率を１００％とすることと同様極めて難しく、残トナーの一次転写位置での逆転写が完全でないとやはり残像という画像不良を生じてしまうという課題がある。
【００１７】
画像形成中は、画像形成装置から中間転写装置にバイアス電圧が印加されており、この電位差によってトナー像を像形成装置から中間転写装置に転写している。第二転写後、すなわち中間転写装置から記録媒体へのトナー像の転写後、中間転写装置上には転写しきれなかったトナーが残留する。中間転写装置から画像形成装置へ画像形成中とは逆極性のバイアス電圧を印加することにより、残留トナーを中間転写装置から像形成装置へ逆転写することで像形成装置の残トナー清掃手段で清掃除去することが可能である。
【００１８】
これにより中間転写装置の残画像クリーニング手段は不要となるが、連続して画像形成を行う場合は、次の画像形成を行う前に中間転写装置上の残トナーを除去する必要があるため、画像形成毎に逆バイアス電圧による逆転写を実施する必要があり、連続画像形成する速度が低下してしまう。この残トナー除去のプロセスを省略すると、次の画像形成時には残存トナーも記録媒体に転写され、最初の画像の残像が残って、画像欠陥を生じてしまうという課題がある。
【００１９】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高い画像品質が得られる電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、静電潜像を保持して搬送する像形成装置と、該像形成装置上に静電潜像を形成する露光装置と、前記像形成装置上にトナーを供給し前記静電潜像を可視化してトナー像を形成するトナーが封入された複数の現像装置と、前記像形成装置に隣接し像形成装置上に形成されたトナー像を表面に順次転写し重ね合わせて多色画像を形成する中間転写装置と、前記中間転写装置に転写されなかった残留トナーを前記像形成装置表面から除去する残トナー除去手段と、記録媒体を搬送し記録媒体上に中間転写装置に形成された多色画像を転写する二次転写装置と、前記記録媒体上に転写された多色画像を記録媒体上に定着させる定着装置と、画像形成動作の制御を行う制御装置とを備えた電子写真装置において、前記制御装置は、前記中間転写装置のトナー像を形成する面の移動速度を計測する移動速度検出手段によって前記中間転写装置の一回転の時間を測定し、同一原稿の画像を連続して形成する場合に前記中間転写装置の表面の同一位置に画像が来るように前記露光装置の静電潜像書き出し開始位置を制御することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記像形成装置は継ぎ目を有する無端ベルト状感光体で構成され、前記制御装置は、前記無端ベルト状感光体表面の移動速度と継ぎ目位置とを検出する継ぎ目検出手段によって前記無端ベルト状感光体一回転の時間を測定し、前記無端ベルト状感光体と前記中間転写装置の各々一回転の周期を各々測定することにより、前記各々一回転の周期の差の計算結果から、一枚目の画像の静電潜像書き出し開始位置を変えるように前記露光装置を制御することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記二次転写装置により記録媒体に転写されなかった画像を前記中間転写装置表面から除去する動作を行なう残画像クリーニング手段を有し、前記制御装置は、同一原稿の画像を連続して形成する場合には前記残画像クリーニング手段の前記動作は行わず、異なる原稿の画像を連続して形成する場合には前記動作を行なうように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は前述のような構成になっており、画像欠陥などを生じることがなく、高い画像品質が得られる電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明では同一画像を連続して形成する場合に、中間転写装置の画像形成面上の同じ位置に画像が来るように露光装置を制御する。具体的には中間転写装置のトナー像を形成する表面の移動速度を計測する検出手段を有することで一回転の時間を測定し、この制御信号から露光装置の静電潜像書き出し開始位置を制御し、中間転写装置表面の同じ位置に次の画像が重ねられるように制御する。すなわち先の中間転写装置の画像形成面上に残った残画像に次の画像が同じ位置に重なるように露光装置を制御する。先の画像が残っていても同じ位置に次の画像が重なるため、画像形成毎に中間転写装置をクリーニングしなくとも残像は見えない。
【００２５】
中間転写装置表面の移動速度検出手段があらかじめ搭載されている場合は、この制御方法を行うために余分な機構を搭載する必要はなく、電子写真装置の低価格化を実現することが可能となる。
【００２６】
本発明をより一層有効に活用できる手段として、本願においては、像形成装置に継ぎ目を有する無端ベルトを用いる構成を提案する。感光体と呼ばれる像形成装置の構造は一般的に円筒状のドラムを用いる方法と、複数のローラに無端ベルトを張架する方法がある。このうち無端ベルトを用いる方法は設計上のレイアウト自由度が高く、特に像形成装置に対向して複数の現像装置を並べて配設する必要がある４パス機に向いている。
【００２７】
ここで無端ベルトの製法に着目すると、いわゆるシームレスベルトと呼ばれる継ぎ目のないベルトはフィルム基材を円筒状の金型で成形するなどして製造するため、生産に要する時間が長く、必然的にコスト高である。一方、ロール状のフィルム基材を裁断してシート形状とし、後工程で両端部を互いに融着して無端ベルトとする製法は、連続してシート形状を生産できるため圧倒的に低コストで製造できるという利点があり、低価格機に向いている。しかし画像形成をすることができない継ぎ目部分が形成されてしまうという欠点がある。
【００２８】
そのため継ぎ目を有する無端ベルトを像形成装置として電子写真装置を構成する場合は、光センサなどの像形成装置の表面状態を検出する手段を設け、継ぎ目部分を直接、または表面に形成されたマーカなどを検出することで間接的に継ぎ目部分を検出し、画像形成時には露光する画像が継ぎ目に重ならないように露光装置の書き込み位置を制御する必要があり、さらに像形成装置画像形成面の一周の長さ、すなわち周長は、当該電子写真装置の仕様で扱うことのできる最長の記録媒体の長さより長くする必要がある。また像形成装置の周長と中間転写装置の周長を同一とすることで中間転写装置上に異なる色の画像を重ねる制御がしやすく、良好な色合せ画像を得られる構成とすることができる。
【００２９】
しかしながら像形成装置の周長と中間転写装置の周長を同一の長さとして設計しても、実際には製造上のばらつき、また電子写真装置の運転時の機内温度による熱膨張差により、全くの同一の長さとすることはできない。従って継ぎ目を有する無端ベルトを像形成装置として採用し本発明を適用する場合、連続印刷時に継ぎ目があることによる課題が発生する。
【００３０】
本発明では同一画像を連続して形成する場合に、中間転写装置の画像形成面上の同じ位置に画像が来るように露光装置の書き込み位置を制御することを最大の特徴とし、その際、像形成装置上のトナー像の位置は問わない。よって像形成装置上のトナー像は継ぎ目の位置を避けて、実際には継ぎ目による像形成装置表面の波打ちにより現像された画像が乱れる場合があるため継ぎ目からある程度の距離をおいて、露光装置の書き込み位置を制御しさえすればよい。
【００３１】
しかし連続画像形成を継続すると、前述したように像形成装置と中間転写装置のそれぞれの周長は全く同一の長さとすることができないため、回転周期にずれが生じる。すなわち継ぎ目を避けて中間転写装置上の同一位置に画像が重なるように露光装置の書き込みを開始しても、繰り返しの回転により徐々に像形成装置の継ぎ目の位置が中間転写装置からみて相対的にずれてきて、いずれ像形成装置の継ぎ目位置が画像形成位置に入ってきてしまうことを意味している。継ぎ目位置近傍はトナー像の形成をすることができないため、このままでは画像欠陥が生じてしまうことになる。
【００３２】
この課題を解決するために本発明では、中間転写装置表面の移動速度を検出する検出手段と、像形成装置のトナー像を形成する表面の移動速度及び継ぎ目を検出する検出手段から、像形成装置と中間転写装置の各々一回転の周期を計測し、その差の計算結果から、一枚目の画像の静電潜像の書き出し位置を変えるように露光装置を制御する。
【００３３】
具体的には同一画像を連続して形成する場合、像形成装置と中間転写装置の各々一回転の周期の計測結果から、像形成装置の周期が長い場合は継ぎ目の直後から露光装置の書き込みを開始し、逆に中間転写装置が長い場合は画像の後端が継ぎ目の直前となるように露光装置の書き込み位置を制御する。この制御により同一画像を連続して形成していく中で、中間転写装置と像形成装置の周長差があっても、その差分を像形成装置の余分な長さを最大限に用いて画像形成を継続でき、差分の計算結果から画像の中に継ぎ目が入ってくる時期を予測することができる。その時期の直前に中間転写装置の残トナーをクリーニングする工程へ移行し、さらに続けて画像を形成する場合は、あらためて継ぎ目の位置を検出し、露光装置の書き込みを開始すれば良い。
［実施例１］
図１は、本実施例に係る電子写真装置１６の概略構成図であり、内部の各装置の配置を示したものである。
【００３４】
像形成装置３は、垂直方向へ長く張られた、継ぎ目を有する無端ベルト状感光体３ａを有する。像形成装置３を境にして一方側には、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像装置４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃが重ねて配設されており、他方側にはドラムに無端ベルト５ａが巻きかけられた中間転写装置５と、二次転写装置６と、記録媒体供給装置７と、定着装置８と、記録媒体排出装置９とが配設されている。さらに現像装置４Ｃの下方には像形成装置３に静電濳像を形成するための露光装置１０が配設され、さらにその下方には記録媒体を溜めておく記録媒体保持手段１１が配設されている。また中間転写装置５の周辺には、記録媒体剥離手段１２が配設さており、像形成装置３の周辺には帯電器３ｂと、像形成装置３の残トナー除去手段３ｃと、残像消去手段１５とが配設されている。
【００３５】
図１に示す電子写真装置１６の動作を説明する。無端ベルト状感光体３ａは、図示しない動力源によって矢印Ｐの方向へ走行し、帯電器３ｂで表面を一様に帯電する。次にパソコン，イメージスキャナ等による画像、文字の情報を露光装置１０によってドット単位で露光し、表面に静電濳像を形成する。その後、無端ベルト状感光体３ａ上の静電濳像は現像装置４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃのいずれかによってトナーが供給、現像されてトナー像として可視化され、第１転写位置Ｔ１へ搬送される。第１転写位置Ｔ１では、無端ベルト状感光体３ａと中間転写装置５の無端ベルト５ａとの電位差（第１転写バイアス電圧）によってトナー像が像形成装置３から中間転写装置５の表面へ転写される。第１転写位置Ｔ１を通過した後、無端ベルト状感光体３ａの表面は残像消去手段１５による光照射で電位を一定値以下に落として静電濳像を消去し、また像形成装置３の残トナー除去手段１５によって第１転写位置で転写されずに残留したトナーを除去し、次のトナー像の形成が可能な状態となる。
【００３６】
以上の動作を１サイクルとし、無端ベルト５ａ表面の画像領域外に設けた図示しない白黒パターンにより中間転写装置の無端ベルト５ａ表面の移動速度を、反射型光センサを用いた中間転写装置移動速度検出手段１により検出し、無端ベルト５ａの１回転の周期を計測する。この周期が定められた値になるように、本願発明の制御装置は動力源の速度を制御する。この時、像形成装置３への露光装置１０の書き込み位置は無端ベルト５ａ上のトナー像がずれないように制御しつつ、無端ベルト５ａが１回転する周期に合わせて、現像装置４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃに対して順次このサイクルを繰り返すことによって、無端ベルト５ａの表面に単色のトナー像を重ね合わせたフルカラートナー像を形成することができる。
【００３７】
用紙、ＯＨＰシート等の記録媒体１３は記録媒体供給装置１１によって適時第２転写位置Ｔ２に搬送され、無端ベルト５ａの表面に形成した単色あるいは多色のトナー像が、転写装置６によって記録媒体上に転写される。その後、記録媒体は記録媒体剥離手段１２によって無端ベルト５ａから剥離され、定着装置８によってトナーを記録媒体上に定着し、記録媒体排出装置９によって電子写真装置１６の外側へ排出される。
【００３８】
記録媒体へのトナー像の転写終了後、記録媒体へ転写されずに無端ベルト５ａの表面に残留した残画像は、再び第１転写位置Ｔ１へ送られるが、この際、第一転写バイアス電圧を画像形成時と反転させることで、中間転写装置５から像形成装置３へ逆転写させることができる。この逆の第一転写バイアス電圧の印加を無端ベルト５ａ表面が第１転写位置Ｔ１を一周させるまで継続し、これにより像形成装置３の残トナー除去手段３ｃにより、残画像を清掃除去することができ、無端ベルト５ａ表面は、次のトナー像の重ね合わせが可能な状態とすることができる。
【００３９】
第二転写後の無端ベルト５ａ上の残トナー画像の除去を、第一転写電圧を反転させることで像形成装置３の残トナー除去手段３ｃにより清掃除去するため、専用の中間転写装置５の残画像クリーニング手段は不要となり、構成が簡素で低価格な電子写真装置を提供できる。すなわち中間転写装置５の残画像クリーニング手段そのものを廃止することだけでなく、残画像クリーニング手段を動作させるための駆動系すなわちギヤ列や、動力伝達を入り切りするためのクラッチ、さらには駆動源の負荷を減らすこともでき、出力のより小さなモータも採用できるようになる。
【００４０】
また一般的に残画像クリーニング手段により清掃除去された残トナーは搬送路を通って所定の場所に集められ廃トナーとして機外に捨てられるように構成するが、その搬送路も廃止でき、また搬送のためのスクリュー等の駆動系も廃止できる。さらには残画像クリーニング手段動作時の、残トナーをバイアス電圧により移動させるための高圧電源も搭載不要となり、機械的負荷の低減とともに消費電力も低減できる。またクリーニング手段の機械的動作及び電力負荷による発熱も低減できるため、空気冷却のためのファンの容量も小さいものが採用でき、場合によっては空冷のためのダクトなども廃止できる。以上のように単にクリーニング手段を廃止できるだけでなく、電子写真装置としての機構がより簡素となり、また電力負荷も小さくでき、低価格化を実現することが可能となるのである。
【００４１】
本実施例の電子写真装置１６は、像形成装置３がベルト状感光体３ａであるので、複数の現像装置４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃを重ねて配設することができ、さらには記録媒体の搬送経路が簡略になっているので、電子写真装置１６本体が小型，軽量にできることも特徴である。また像形成装置３の走行方向Ｐ、現像装置４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃのトナー担持体４ｒの回転方向Ｑ、無端ベルト５ａの回転方向Ｓが、現像，転写時に順方向であるので、現像，転写時の同期ずれがなく、従って画像の変形や色の重ね合わせのずれが少なく、高い印刷画質が得られるという特徴もある。
【００４２】
さらに中間転写装置５の残画像クリーニング手段を有しないと、記録媒体排出装置９から排出された記録媒体１３の重ねられる容量を増やすことも可能となり、電子写真装置１６を視覚的に小さく見せるという効果も得られる。
【００４３】
次に本実施例の構成において、同一画像を連続して形成する場合について説明する。本発明では同一画像を連続して形成する場合に、制御装置は無端ベルト５ａの画像形成面上の同じ位置に画像が来るように露光装置１０を制御する。つまり中間転写装置移動速度検出手段１から得られた制御信号により無端ベルト５ａの表面の速度を検出、一回転の時間を計算し、この制御信号から露光装置１０の静電潜像書き込み開始位置を制御し、無端ベルト５ａ表面の同じ位置に次の画像が重ねられるように制御する。
【００４４】
この時、形成される次の画像の像形成装置３への書き込み位置は問わない。すなわち先に形成された無端ベルト５ａの画像形成面上に残った残画像に次に形成する画像が同じ位置に重なるように露光装置１０を制御するため、先の画像が残っていても無端ベルト５ａの画像形成をする表面上の同じ位置に次の画像が重なり、画像形成毎に無端ベルト５ａをクリーニングしなくとも残像が見えることはない。モータの回転ムラなどの影響で５０μｍ程度ずれても、目視では判別できないので画像欠陥とはならない。
【００４５】
本発明の制御方法によれば、速度を低下させることなく同一画像を連続して形成することが可能となり、続けて異なる画像を次に形成する場合には、先に述べた第一転写バイアスを逆転する中間転写装置のクリーニング工程に一旦移った後、次の画像形成を開始すれば良い。
【００４６】
図３にカラー画像を形成する場合の電子写真装置１６の動作プロセスのシーケンスの一部を示す。上述した画像形成及びクリーニングの工程において、露光装置１０と第一転写バイアス電圧の正（画像形成時）と逆（クリーニング時）、及び第二転写バイアス電圧について示している。黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順に画像を像形成装置上に形成した後、二次転写装置６で記録媒体１３にフルカラー画像を一括転写する。この時、同一画像を連続して形成する場合は、この１枚目と同じ画像を２枚、３枚・・・ｎ枚まで繰り返し中間転写装置上の同じ位置に画像が重なるように、中間転写装置移動速度検出手段１から得られた信号から無端ベルト５ａの一回転の回転時間を測定し、露光装置１０の書き込み開始位置を制御する。
【００４７】
その後、無端ベルト５ａのクリーニング工程に移り、一次転写バイアス電圧を反転させ、第一転写位置Ｔ１を無端ベルト５ａが一周するまで、本実施例では２つの画像の長さ分を回転させ、二次転写されなかった残画像を無端ベルト５ａからベルト状感光体３ａに逆転写し、残トナー除去手段３ｃにより清掃除去する。以上のような動作プロセスによって、無端ベルト５ａの残画像クリーニング手段がなくとも、速度が低下することなく同一画像を連続して形成することが可能となる。
【００４８】
一方、図４には異なる画像を続けて形成する場合の動作プロセスのシーケンスを示す。同じように異なる画像の間に、２つの画像の長さ分で無端ベルト５ａからベルト状感光体３ａへ逆転写する工程により、二次転写されなかった中間転写装置上の残画像をクリーニングする。図５には単色の画像を連続して３枚続けて形成するプロセス、さらに、図６には異なる画像を３頁続けて形成するプロセスを参考までに示す。
【００４９】
電子写真装置、特に複写機では図３や図５のように複数の原稿を数枚ずつ複写するような使われ方、すなわち会議の資料や議事録の配布、最も頻度の高い使われ方であるため、本発明を効果的に用いることができる。
【００５０】
さらに像形成装置３に継ぎ目を有する無端ベルトを用いる構成において、本発明をより一層有効に活用できる方法について説明する。継ぎ目を有する無端ベルトは継ぎ目のない無端ベルトに比較して圧倒的に安価であり、電子写真装置の低価格化を実現できるが、継ぎ目部分に画像形成をすることができない欠点がある。
【００５１】
そのため継ぎ目を有する無端ベルトを像形成装置として電子写真装置を構成するために、本発明では反射型光センサを用いた像形成装置３の移動速度及び継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段２を設けている。
【００５２】
図２に継ぎ目を有する無端ベルトである像形成装置３の画像形成面の詳細を示す。画像形成面の端部には画像形成領域外にマーカ３mを形成しており、このマーカ３mを検出手段２である光センサで検出することで、像形成装置３の画像形成面の移動速度及び継ぎ目の位置を検出する。この検出手段２により画像形成時には露光装置１０により露光する画像が継ぎ目部３ｔに重ならないように書き込み開始位置を制御する。ここで単色の同一画像を連続して形成する際には、１枚目の画像を像形成装置３の継ぎ目部３ｔを避けて露光を開始するが、像形成装置３と中間転写装置５の周長は全く同一の長さとすることができないため、中間転写装置上の同じ位置に２枚目の画像を書き込むと、像形成装置上の画像の位置は中間転写装置５と像形成装置３の周長の差だけずれが生じてしまう。続けて３枚目、４枚目の画像を形成していけば、更にその印刷枚数分のずれが生じる。フルカラー画像では１枚の画像形成で更にこの４倍のずれが生じることになり、連続して画像形成を続けていけば、いずれは像形成装置３の継ぎ目部３ｔが、形成しようとする画像の領域の中に入ってきてしまうことを意味している。
【００５３】
この課題を解決するために本発明では、中間転写装置５の移動速度検出手段１と、像形成装置の移動速度検出手段２から得られる各々の一回転の周期を比較し、その差の計算結果から継ぎ目３ｔの相対的な移動方向を判断する。すなわち、像形成装置３の１回転の時間が短い場合は、最初の1枚目の像形成装置上の画像形成位置を継ぎ目が画像の後端の近くになるように露光装置１０の書き込み開始位置を制御する。反対に像形成装置３の１回転の時間が長い場合は、継ぎ目部３ｔを超えてすぐ、画像の先端近くになるように露光装置１０の書き込み開始位置を制御し、同一画像を連続して形成する場合は、継ぎ目が形成しようとする画像の領域に入る枚数を計算し、そこで連続形成を制限することができるようになるのである。
【００５４】
例えば、本発明による電子写真装置のために中間転写装置５及び像形成装置３の周長を３８０ｍｍとして同じ長さに設計する。この長さは本装置で主要に使用されるＡ４用紙（長さ２９７ｍｍ）を縦送りで扱うためであるが、北米で稀に使われるリーガルサイズにも印刷できるようにした。ここで中間転写装置５と像形成装置３の周長は制作上の誤差などにより全くの同一長さとすることができないため、仮に中間転写装置５と像形成装置３の一回転する時間の差が１ｍｍに相当する時間であるとすると、中間転写装置５が一回転するごとに像形成装置３の継ぎ目部３ｔの位置は１ｍｍずれてくることになる。フルカラー画像を形成する場合は、１枚の画像を形成するごとに４倍の４ｍｍずれてくることになる。ここで中間転写装置の周長とＡ４用紙の長さから８３ｍｍの余裕があることになるので、継ぎ目部３ｔの前後１０ｍｍの余裕をとったとしても、継ぎ目部３ｔの移動可能距離は６３ｍｍあることになり、単色画像の場合は６３枚の連続画像形成が可能となる。フルカラー画像の場合は１５枚が可能となる。この連続可能枚数を超えてさらに形成する場合は、一旦、中間転写装置上の残トナーをクリーニングする工程に移り、あらためて像形成装置の継ぎ目部を避け、同じように画像形成を再開すれば良い。
【００５５】
以上のような電子写真装置の制御方法により、中間転写装置の残画像クリーニング手段を設けなくとも、継ぎ目を有する像形成装置を用いて低価格化をはかった上で、同一画像を連続して形成する場合でも速度が低下することなく、電子写真装置の低価格化が実現することが可能となる。
【００５６】
本発明を実施することで同一画像を連続して形成する場合でも速度が低下することなく、中間転写装置の残画像クリーニング手段を廃止でき、電子写真装置の低価格化が実現できる。詳しくは発明の実施の形態にて説明するが、中間転写装置の残画像クリーニング手段そのものを廃止することだけでなく、クリーニング手段を動作させるための付帯機構も廃止できるため、駆動源の負荷を減らすこともでき、結果、消費電力も小さくなるため、電子写真装置としての機構がより簡素となり、低価格化を実現することが可能となる。
［実施例２］
図７に電子写真装置の概略構成を示す。中間転写装置５の残画像クリーニング手段１４を実装した例であるが、この例でも本発明の効果を得ることができる。残画像クリーニング手段１４はブラシクリーナ１４ａと回収ローラ１４ｂにより構成され図示しない高圧電源により中間転写装置上の残トナー画像をバイアス電圧により回収し、回収ローラ１４ｂに当接されたクリーニングブレードにより残トナーを掻き落として回収搬送手段１４ｃにより所定の位置に廃トナーを回収搬送する。ここで像形成装置３である感光体は画像形成により光劣化するため、所定の画像形成枚数で定期交換するようにされている。そこで同一画像を連続して形成する場合では、本発明の特徴である制御手段は、中間転写装置上の同一位置に画像を重ねるように露光装置１０を制御し、続けて画像形成を行わない場合は一次転写バイアス電圧を反転して像形成装置３の残トナー除去手段３ｃにより中間転写装置表面をクリーニングし、一方で異なる画像を連続して形成する場合には中間転写装置５の残画像クリーニング手段１４により中間転写装置表面をクリーニングするように制御する。
【００５７】
このように画像の種類により動作プロセスを変えるように制御することで、画像形成速度を低下させることなく、同一画像でも異なる画像でも連続して形成することが可能となる上、中間転写装置５の残画像クリーニング手段１４の動作頻度を少なくすることができるため、残画像クリーニング手段１４の消耗を防ぐことができるようになり、電子写真装置の長寿命化をはかることが可能となる。
【００５８】
電子写真装置の製品性能を表す上で最も重要な機能は、画像形成速度と画質である。このうち画像形成速度を評価する指標として、同一画像を連続印刷するときの速度が用いられる。これは電子写真装置の機械的動作そのものの速度を表すことができるためであり、画像形成速度の計測方法は日本工業規格にも定められており、製品のカタログなどの製品仕様はこの同一画像の連続形成速度が記載される。なぜなら異なる画像を続けて形成する場合は、例えば複写機であれば読み取り機構の読み取り速度、プリンタであればコンピュータから電子データを転送する通信装置、画像データを処理する制御基板の処理能力などにも画像形成速度が左右されてしまうためである。
【００５９】
異なった画像を連続して形成する場合には、中間転写装置の残トナーを逆転写によりクリーニングする工程が異なる各画像間に必要となるが、本発明は同一画像を連続して形成する場合に特に効果が得られる。しかし前述したように、異なる画像を形成する場合は、電子写真装置本体そのものだけでなく、電子データの画像処理時間や周辺機器、通信環境にも左右されるため、製品の仕様にもよるが、このことが大きく本発明の効果を妨げるものではない。
【００６０】
本発明はプリンタや複写機など、特に複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するフルカラー電子写真装置に関し、中間転写装置の残画像クリーニング手段がなくとも連続して同一画像を形成することでき、結果、装置の低価格化をはかることができる。
【００６１】
本発明は前述したような従来の技術を鑑みたものであり、電子写真装置の低価格化のために、中間転写装置の残画像クリーニング手段を動作させない制御を提案した上で、連続して画像形成を行う場合でも、画像形成速度の低下を生じない電子写真装置を実現する制御方法について提案したものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１に係るフルカラー電子写真装置の概略構成図である。
【図２】その電子写真装置の像形成装置上における画像書き込み位置を示した図である。
【図３】その電子写真装置のフルカラーの同一画像を連続して形成する場合のプロセスシーケンスを示す図である。
【図４】その電子写真装置のフルカラーの異なる画像を連続して形成する場合のプロセスシーケンスを示す図である。
【図５】その電子写真装置の単色の同一画像を３枚連続して形成する場合のプロセスシーケンスを示す図である。
【図６】その電子写真装置の単色の異なる画像を３枚連続して形成する場合のプロセスシーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施例２に係るフルカラー電子写真装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…中間転写装置移動速度検出手段、２…像形成装置移動速度及び継ぎ目検出手段、３…像形成装置、３ａ…ベルト状感光体、３ｂ…帯電器、３ｃ…残トナー除去手段、３ｔ・・・無端ベルトの継ぎ目部、４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ…現像装置、５…中間転写装置、６…二次転写装置、７…記録媒体供給装置、８…定着装置、９…記録媒体排出装置、１０…露光装置、１１…記録媒体保持手段、１２…記録媒体剥離手段、１３…記録媒体、１４…中間転写装置残画像クリーニング手段、１４ａ…ブラシクリーナ、１４ｂ…回収ローラ、１４ｃ…回収搬送手段、１５…残像消去手段、１６…フルカラー電子写真装置、Ｐ…像形成装置走行方向、Ｑ…現像装置のトナー担持体回転方向、Ｓ…中間転写装置回転方向、Ｔ１…第一転写位置、Ｔ２…第二転写位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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