(57)【要約】【課題】２つの感光体及び中間転写ベルトを持つ画像形成装置において、駆動、高圧電源、作像シーケンスを共有できるような位置関係にして画質向上、低コスト化を実現する。【解決手段】感光体、中間転写ベルトを１つずつ持つ作像ユニットを２組持ち、上流側の一次転写部から下流側の２次転写までの距離と、転写ベルト一周分と下流側の一次転写部から下流側の２次転写までの距離の和が等しくなるように配置し、駆動手段及び高圧印加手段を２つの作像ユニットで共有する。【選択図】        図１
2004233629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの感光体と２つの中間転写体を有し、それぞれ２つの感光体と中間転写体のうち、第一の画像形成手段として第一の感光体で形成された第一色及び第二色のトナー画像を第一の中間転写体に重ねて転写し、第二の画像形成手段として第二の感光体で形成されたで第三色及び第四色のトナー画像を第二の中間転写体に重ねて転写し、更にそれぞれ第一及び第二の画像形成手段で形成された２色ずつのトナー画像を転写紙に重ねて転写、定着することでフルカラー画像を得る画像形成装置において、前記第一の感光体から第一の中間転写体への転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離と、第二の感光体から第二の中間転写体への転写部から第二の中間転写体から転写紙への転写部までの距離を等しくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一及び第二の画像形成手段の駆動手段は共通化されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一の画像形成手段と、第二の画像形成手段は同一の高圧電源を共有していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタに関し、特に、複数の感光体と中間転写体とを備え、小型、低価格、高速ファーストプリント、高速連続プリントを実現する画像形成装置に関する物である。
【０００２】
【従来の技術】
従来複数の感光体を用いた画像形成装置には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色毎に感光体、および、現像器を含めた画像形成部を有し、各画像形成部で形成されたトナー画像を重ねあわせてフルカラー画像を生成するタンデム型のカラー画像形成装置が主流となっている。
【０００３】
上述の画像形成装置は、単位時間あたりのプリント枚数を多く出来る一方で、画像形成部を複数持たなければならないことから、構成が複雑で、小型化、低価格化が困難であるといった問題を有している。
【０００４】
そこで、上述の問題を解決する構成として、２つの感光体と１つの中間転写ベルトを備え、２つの感光体で第一色、第二色に対応したトナー画像を形成し、中間転写ベルトに各トナー画像を重ねて転写した後に、更に、それぞれの感光体で第三色、第四色のトナー画像を形成して、前述の中間転写ベルト上のトナー画像に更に重ねて転写し、以上のようにして得られたトナー画像を転写紙に転写、定着することで、フルカラー画像を得る提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図５は上述の従来例の構成を示しており、図中１ａ、１ｂは感光体、２ａ〜２ｄは現像器、３は中間転写ベルト、４は定着装置、５，６は転写紙が格納される転写紙カセットである。
【０００６】
本方式の画像形成装置は、前述したタンデム型に比して比較的簡単な構成で、かつ、比較的低価格を実現できる構成でありながら、単位時間あたりのプリント枚数も１／２まで向上できるといった特徴を有している。
【０００７】
また更に、２つの感光体に１つの中間転写ドラムを設けて、それぞれの感光体に複数色の重ねあわせによるトナー画像を形成し、該それぞれの感光体に形成されたトナー画像を中間転写ドラム上に重ねて転写することで特許文献１と同様の効果を高画質、長寿命で享受する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図６は上述における画像形成装置の構成図であり、図中７は上述の中間転写ドラムである。
【０００９】
また、２つの感光体と１つの中間転写体、更に、４つの現像ユニットを備えた１つのロータリー式現像装置を備え、前記現像ユニットの２つが２つの感光体のそれぞれに対向してトナー像を形成するように構成し、装置の小型化を図る提案もなされている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
図７は上述における画像形成装置の構成図であり、図中８は上述のロータリー式現像装置である。
【００１１】
また、１つの中間転写体を挟むように２つの感光体を配置し、それぞれの感光体に現像する二つの黒色現像装置を備える事で、白黒画像のプリント生産性を向上する提案もなされている（例えば、特許文献４参照）。
【００１２】
図８に上述における構成図を示す。図中９は本提案において追加される現像装置であり、２ａ〜２ｄに示す現像装置のいずれかと同色のトナーでの画像形成を行う物である。
【００１３】
【特許文献１】
特開平４−２０４８７１号公報
【特許文献２】
特開平８−１２３１２３号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５２８５４号公報
【特許文献４】
特開２０００−３３８７３９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の電子写真装置においては、以下のような問題を有していた。
【００１５】
１）図５に示した画像形成装置では、感光体を含む２つの画像形成部が、中間転写ベルトが形成する一つの面に並べられて配置される為、中間転写ベルトの前記面が長くなり、結果、一枚目のプリント出力に時間がかかるといった問題がある。
【００１６】
２）図５に示す画像形成装置では、同上にして中間転写ベルト全体の長さも長くなる為、前記中間転写ベルトの一回転に要する時間も長くなり、単位時間あたりのプリント枚数が少なく制限される（連続プリント速度が低下する）といった問題がある。
【００１７】
３）図６に示した画像形成装置では、中間転写体が形成するトナー画像の最大サイズを確保する必要のある一方で、ドラム形状を構成している為、中間転写体が装置内で占める体積が大きくなり、小型化の障害となる。
【００１８】
４）図７に示した画像形成装置では、一つのロータリー現像装置を用いて、２つの感光体にトナー画像形成を行う構成となっている為、一方の感光体でのトナー画像の形成が終了しても、他方の感光体でのトナー画像の形成を待つ必要があり、これによって更に単位時間あたりのプリント枚数を低下させるといった問題がある。
【００１９】
５）更に、図７に示した画像形成装置では、２つの感光体とロータリー式現像装置、および、中間転写体とによって囲まれた狭いスペースに、トナー画像を形成する為の潜像形成手段を配置する必要があり、感光体への光の照射がＬＥＤ等の小型な手段に限定される為、レーザーとポリゴンミラーを用いる高速な照射手段を利用することが不可能であり、単位時間あたりのプリント枚数を多く出来ないといった問題がある。
【００２０】
６）また更に、同上にして、感光体への光の照射手段を配置する為に、２つの感光体間距離を広くとろうとすると、中間転写ベルトが大型化し、該中間転写ベルトが１回転に要する時間が長くなり、単位時間あたりのプリント枚数を低下させるといった問題がある。
【００２１】
７）図８に示した画像形成装置では、直線状に張られた無端状の中間転写ベルトを挟むように２つの感光体が配置されている為、２つの感光体を結ぶ中間転写ベルトの長さが長くなり、その結果４色のトナー画像を重ねあわせるのに時間がかかり、一枚目のプリント出力に時間がかかるといった問題がある。
【００２２】
８）図５〜図８の画像形成装置においては、各感光体での画像形成は中間転写体上での画像位置が合うように各画像形成部の制御が行なわれる為、画像形成に用いられる高圧電源の制御もそれぞれのタイミングで行われ、これにより、画像形成に関わるソフト開発の負担が増大するばかりでなく、感光体の数に合わせて、必要になる高圧電源の数も増大し、小型化、低価格化の妨げになるといった問題がある。
【００２３】
９）更に、同上にして、画像形成のタイミングが異なることにより、前述の高圧電源を含む画像形成に絡む駆動系のタイミングも異なる為、それぞれの駆動に伴なう電源電圧の変動や、機械的振動により、形成中の画像に帯び状の斑が出来るなど画像品質の低下を招く危険がある。また、前述の画像品質の低下を防ぐ為に装置の開発負担が増大するといった問題がある。
【００２４】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、２つの感光体及び中間転写ベルトを持つ画像形成装置において、駆動、高圧電源、作像シーケンスを共有できるような位置関係にして画質向上、低コスト化を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。
【００２６】
１）２つの感光体と２つの中間転写ベルトを有し、それぞれ２つの感光体と中間転写ベルトのうち、第一の画像形成手段として第一の感光体で形成された第一色及び第二色のトナー画像を第１の中間転写ベルトに重ねて転写し、第二の画像形成手段として第二の感光体で形成されたで第三色及び第四色のトナー画像を第２の中間転写ベルトに重ねて転写し、更にそれぞれ第一及び第二の画像形成手段で形成された２色ずつのトナー画像を転写紙に重ねて転写、定着することで、フルカラー画像を得る。
【００２７】
２）上記第一の感光ドラムから第一の中間転写ベルトへの転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離と、第二の感光ドラムから第二の中間転写ベルトへの転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離を等しくする。
【００２８】
３）上記第一及び第二の画像形成手段における感光体、中間転写ベルト等の駆動手段を共通化する。
【００２９】
４）上記第一及び第二の画像形成手段において必要な高圧印加手段を共通化する。
【００３０】
更にこれを要約すれば、以下の構成に集約できる。
【００３１】
（１）２つの感光体と２つの中間転写体を有し、それぞれ２つの感光体と中間転写体のうち、第一の画像形成手段として第一の感光体で形成された第一色及び第二色のトナー画像を第一の中間転写体に重ねて転写し、第二の画像形成手段として第二の感光体で形成されたで第三色及び第四色のトナー画像を第二の中間転写体に重ねて転写し、更にそれぞれ第一及び第二の画像形成手段で形成された２色ずつのトナー画像を転写紙に重ねて転写、定着することでフルカラー画像を得る画像形成装置において、前記第一の感光体から第一の中間転写体への転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離と、第二の感光体から第二の中間転写体への転写部から第二の中間転写体から転写紙への転写部までの距離を等しくすることを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
（２）前記第一及び第二の画像形成手段の駆動手段は共通化されていることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００３３】
（３）前記第一の画像形成手段と、第二の画像形成手段は同一の高圧電源を共有していることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１は本発明を実施する画像形成装置の第一の構成図であり、感光体、中間転写ベルト、露光手段、感光体から中間転写ベルトへ転写する一次転写手段、中間転写ベルトから転写紙へ転写する二次転写手段、２つの現像器、から成る画像形成ユニットを２つ有している。
【００３６】
本発明では、第一から第四の現像器を順番に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックとして、以下動作の説明をする。
【００３７】
画像形成動作が開始されると、メイン駆動手段（図示せず）が図中第一及び第二の画像形成ユニットＡ、Ｂの駆動を同時に開始する。そして、画像情報に応じて第一の露光手段１０ａによって第一の感光体１ａ上に形成された静電潜像は第一の現像器２ａによってイエロー画像が現像され、第一の一次転写手段１１ａによって、第一の中間転写ベルト３ａに転写される。この時、第二の画像形成ユニットでは、画像形成は行わない。
【００３８】
次に、第二の現像器２ｂによってマゼンタ画像が現像され、第一の中間転写ベルト３ａ上で、中間転写ベルト３ａ上を一周した前記イエロー画像と重ね合わされる。同時に第二の画像形成ユニットＢでは、画像情報に応じて第二の露光手段１０ｂによって第二の感光体１ｂ上に形成された静電潜像は第三の現像器２ｃによってシアン画像が現像され、第二の一次転写手段１１ｂによって、第二の中間転写ベルト３ｂに転写される。
【００３９】
第一の中間転写ベルト３ａ上で重ね合わされた、イエロー・マゼンタ画像は、第一の二次転写手段１２ａによって転写紙に転写され、前記転写紙は第二の作像ユニットＢへ搬送される。
【００４０】
イエロー・マゼンタ画像が転写された前記転写紙が搬送されている間に、第二の作像ユニットＢでは、第四の現像器２ｄによってブラック画像が現像され、第二の中間転写ベルト３ｂ上で、中間転写ベルト３ｂ上を一周した前記シアン画像と重ね合わされる。
【００４１】
第二の中間転写ベルト上３ｂで重ね合わされた、シアン・ブラック画像は、第二の二次転写手段１２ｂによって、イエロー・マゼンタ画像を転写後搬送されてきた転写紙上に更に重ね合わされる。
【００４２】
そして、定着器４によってトナー画像が永久像として定着され、画像形成物として出力される。
【００４３】
本発明では、第一の一次転写部から第一の二次転写部までの距離をｌａ、第二の一次転写部から第二の二次転写部までの距離をｌｂ、各二次転写部間の距離をｌｃ、２つの中間転写ベルト３ａ、３ｂの一周の長さをＬとすると、それぞれの距離の関係は次のようになっている。
【００４４】
ｌａ＋ｌｃ＝ｌｂ＋Ｌ
この時の画像形成時のタイミングを感光体の周速度（プロセススピード）をｓとして、図２において説明する。
【００４５】
図２において、時間０において、１枚目のイエロー画像が第一の中間転写ベルト３ａに転写を開始し、中間転写ベルトが一周するＬ／ｓ後から１枚目のマゼンタ及びシアンの転写が同時に行われる。
【００４６】
更にそのｌａ／ｓ後から第一の中間転写ベルト３ａ上のイエロー・マゼンタ画像が第一の二次転写によって転写紙への転写を行う。
【００４７】
時間０から中間転写ベルトが二周する２Ｌ／ｓでは１枚目のブラック画像が転写される。この時同時に２枚目のイエロー画像の転写も行われる。
【００４８】
１枚目のマゼンタ画像が第一の中間転写ベルト３ａ上に転写されてから（ｌａ＋ｌｃ）／ｓ後、即ち１枚目のブラック画像が第二の転写ベルト３ｂ上に転写されてからｌｂ／ｓ後に、転写紙に転写されたイエロー・マゼンタ画像と第二の転写ベルト３ｂ上に転写されたシアン・ブラック画像が、第二の二次転写部に到達し、転写紙上にフルカラー画像が形成される。
【００４９】
上記動作を繰り返すことで、フルカラー画像を形成する。
【００５０】
図３に本発明の各高圧電源及び駆動手段の構成図を示す。図中１３はイエロー及びシアン用現像バイアス電源、１４はマゼンタ及びブラック用現像バイアス電源、１５は一次転写バイアス電源、１７は駆動手段である。画像を形成する際、二次転写以外は、第一の画像形成ユニットＡと第二の画像形成ユニットＢの駆動及び、印加高圧のタイミングが一致しているため、マゼンタ用現像バイアス電源とブラック用現像バイアス電源、一次転写バイアス電源、駆動手段を共通化している。
【００５１】
（実施例２）
図４は本発明を実施する画像形成装置の第二の構成図であり、第一の実施例に対し、現像器をロータリー式に変更したものである。
【００５２】
第一の一次転写部から第一の二次転写部までの距離ｌａ、第二の一次転写部から第二の二次転写部までの距離ｌｂ、各二次転写部間の距離ｌｃ、２つの中間転写ベルト３ａ、３ｂの一周の長さＬの距離関係は第一の実施例と同様、
ｌａ＋ｌｃ＝ｌｂ＋Ｌ
であり、画像形成のタイミングも図２で示す通りであり、イエロー及びブラック作像後、ロータリー式現像器２を半周回転させ、マゼンタ及びシアン画像を作像し、マゼンタ及びシアン作像後、再び半周回転させ、これを繰り返す構成になっている。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５４】
２つの感光体に対しそれぞれ１つずつの中間転写ベルトを設けることにより、それぞれの中間転写ベルトの長さを短くすることが出来る。結果、一枚目のプリント出力の時間短縮につながる。
【００５５】
同様に、中間中間転写ベルトの長さが短くなることで、単位時間あたりのプリント枚数が向上する。
【００５６】
更に、第一の感光体から第一の中間転写ベルトへの転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離と、第二の感光体から第二の中間転写ベルトへの転写部から第二の中間転写ベルトから転写紙への転写部までの距離を等しくすることで、駆動手段及び印加高圧電源も共通化が可能となり、電気的、メカ的干渉を排除して画像劣化が防止でき、且つ低価格化が実現できる。
【００５７】
同様に、第一の画像形成ユニットと第二の画像形成ユニットにおける、第一色目と第四色目、第二色目と第三色目の画像形成のタイミングが一致しているため、ロータリー式現像器を用いても、他の画像形成ユニットの画像形成完了を待つ必要がなくなり、単位時間あたりのプリント枚数を低下させることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明における画像形成のタイミングを示す図である。
【図３】本発明における駆動手段及び高圧電源の構成図である。
【図４】本発明の第二の実施形態を示す構成図である。
【図５】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  感光体
２，２ａ〜２ｄ  現像器
３，３ａ，３ｂ  中間転写体
４  定着器
５，６  転写紙カセット
７  中間転写ドラム
８  回転現像装置
９  追加現像器
１０ａ，１０ｂ  露光手段
１１ａ，１１ｂ  一次転写手段
１２ａ，１２ｂ  二次転写手段
１３  第一色目、第四色目用の現像バイアス電源
１４  第二色目、第三色目用の現像バイアス電源
１５  一次転写バイアス電源
１７  駆動手段
【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】
2004233629.tif 000009
【図８】
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