(57)【要約】 【課題】  黒色画像形成に係る装置部材特に黒色用光源の寿命延命化によって、黒色画像形成頻度がフルカラー画像形成頻度よりも高いにも関わらず寿命の長いフルカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  黒色画像形成用の感光体１１ｂｋを黒色画像情報に応じた光を出力して露光する黒色用光源２１ｂｋと、黒色以外のカラー画像形成用の感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃをカラー画像情報に応じた光を出力して露光するカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃとを備えるフルカラー画像形成装置１において、黒色用光源およびカラー用光源から光出力してフルカラー画像を形成するとき、黒色用光源の光出力を、カラー用光源の光出力以下好ましくはカラー用光源の光出力未満になるようにする。【選択図】      図１
2007101957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色画像形成用の感光体を黒色画像情報に応じた光を出力して露光する黒色用光源と、黒色以外のカラー画像形成用の感光体をカラー画像情報に応じた光を出力して露光するカラー用光源とを備え、黒色画像形成用の感光体を黒色用光源で露光するとともにカラー画像形成用の感光体をカラー用光源で露光することによってフルカラー画像を形成し、また黒色画像形成用の感光体のみを黒色用光源で露光して黒色画像をも形成するフルカラー画像形成装置であって、
黒色用光源およびカラー用光源から光出力してフルカラー画像を形成するとき、黒色用光源の光出力を、カラー用光源の光出力以下にすることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
【請求項２】
形成するべき画像が、フルカラー画像であるか黒色画像であるかを判断する判断手段と、
判断手段による判断結果がフルカラー画像であるとき、判断結果に応じて、黒色用光源の光出力がカラー用光源の光出力以下になるように制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１記載のフルカラー画像形成装置。
【請求項３】
黒色画像形成用の感光体およびカラー画像形成用の感光体は、円筒または円柱形状を有し、
黒色画像形成用の感光体の周長は、カラー画像形成用の感光体の周長よりも長いことを特徴とする請求項１または２記載のフルカラー画像形成装置。
【請求項４】
黒色画像形成用の感光体の光に対する感度は、カラー画像形成用の感光体の光に対する感度よりも速いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフルカラー画像形成装置。
【請求項５】
黒色用光源およびカラー用光源が、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のフルカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いるフルカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置は、当初、黒色画像（モノ黒画像）のみを形成できるタイプであったけれども、形成が望まれる画像の多種多様化に伴いフルカラー画像の形成が可能なタイプ、すなわちフルカラー画像形成装置が開発され、多用されるに至っている。
【０００３】
しかしながら、形成される画像が多種多様化しているとは言え、フルカラー画像形成装置においても、フルカラー画像を形成する頻度に比べて、黒色画像を形成する頻度の方が高いのが現状であり、その比は黒色画像形成の方が約５倍程度に昇る。
【０００４】
したがって、フルカラー画像形成装置においても、多量の黒色画像形成を処理するべく、黒色画像形成の効率を向上するための提案がなされている。たとえば、フルカラー画像形成モードと単色画像形成モードとで画像形成プロセス速度を切換えるとともに、フルカラー画像形成モード時のレーザ光の走査本数よりも単色画像形成モード時のレーザ光の走査本数を多くすることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、単色印字時における光走査装置から出力する光ビーム数を、カラー印字時における光走査装置から出力する光ビーム数よりも多くすることが提案されている（特許文献２参照）。また、他の先行技術では、印字頻度の高い黒色用の回転多面鏡の内接円径を、カラー用の回転多面鏡の内接円径よりも小さくするとともに、回転多面鏡の鏡面数を多くして、黒色用回転多面鏡の停止から回転までの立上がり時間を短くすることが提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１〜３に開示される技術は、黒色画像形成効率向上のために有効である。しかしながら、上記のように、黒色画像形成頻度はカラー画像形成頻度の約５倍に昇るので、黒色画像形成に係る装置部材が、カラー画像形成に係る装置部材よりも、少なくとも５倍の寿命を有しなければ、黒色画像形成によってフルカラー画像形成装置の寿命が律速される。すなわち、カラー画像形成に係る装置部材の寿命が残っているにも関わらず、黒色画像形成に係る装置部材によってフルカラー画像形成装置の寿命が律速され、装置部材の交換または補修が必要になる。特許文献１〜３には、このような黒色画像形成に係る装置部材、ひいてはフルカラー画像形成装置の延命化に係る技術については全く開示されていない。さらに特許文献３の技術では、回転多面鏡の鏡面数を増すことによってコストアップするという問題もある。
【０００７】
フルカラー画像形成装置において使用頻度の高い黒色画像形成に係る装置部材の延命化を図る先行技術として、黒色用感光体の径をカラー用感光体の径よりも大きくすることが提案され（特許文献４参照）、また黒色用感光体の感光層の膜厚を、カラー用感光体の感光層の膜厚よりも厚くすることが提案される（特許文献５参照）。
【０００８】
特許文献４および特許文献５によれば、感光体の寿命は、主として膜削れ量によって定まる。したがって、感光体の径を大きくすることによって、感光体の外周面が、たとえばクリーニングブレードで被削される頻度が減少するので、寿命が延び、また感光層自体を厚くすることによって、感光体の寿命が延命化される。
【０００９】
黒色画像形成に係る装置部材は、黒色用感光体だけではなく、黒色用感光体を黒色画像情報に応じた光で露光するための黒色用光源も含まれる。黒色画像形成時、黒色用光源は、黒色用感光体と同じ頻度で使用されるので、使用に伴う寿命の漸減が、黒色用感光体と同様に発生する。したがって、黒色用感光体の寿命延命を図るだけでは、フルカラー画像形成装置の寿命延長を実現することはできず、黒色用感光体と同じ頻度で使用される黒色用光源の寿命延命化が必要とされる。しかしながら、特許文献４および特許文献５には、黒色用光源の寿命延命を図る技術については全く開示されていない。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−３３６３３１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０５２３号公報
【特許文献３】特開２００３−２６６７８１号公報
【特許文献４】特開２０００−２４２０５７号公報
【特許文献５】特開２００１−３３０９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、黒色画像形成に係る装置部材の寿命延命化によって、黒色画像形成頻度がフルカラー画像形成頻度よりも高いにも関わらず寿命の長いフルカラー画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、黒色画像形成用の感光体を黒色画像情報に応じた光を出力して露光する黒色用光源と、黒色以外のカラー画像形成用の感光体をカラー画像情報に応じた光を出力して露光するカラー用光源とを備え、黒色画像形成用の感光体を黒色用光源で露光するとともにカラー画像形成用の感光体をカラー用光源で露光することによってフルカラー画像を形成し、また黒色画像形成用の感光体のみを黒色用光源で露光して黒色画像をも形成するフルカラー画像形成装置であって、
黒色用光源およびカラー用光源から光出力してフルカラー画像を形成するとき、黒色用光源の光出力を、カラー用光源の光出力以下にすることを特徴とするフルカラー画像形成装置である。
【００１３】
また本発明は、形成するべき画像が、フルカラー画像であるか黒色画像であるかを判断する判断手段と、
判断手段による判断結果がフルカラー画像であるとき、判断結果に応じて、黒色用光源の光出力がカラー用光源の光出力以下になるように制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、黒色画像形成用の感光体およびカラー画像形成用の感光体は、円筒または円柱形状を有し、
黒色画像形成用の感光体の周長は、カラー画像形成用の感光体の周長よりも長いことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、黒色画像形成用の感光体の光に対する感度は、カラー画像形成用の感光体の光に対する感度よりも速いことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、黒色用光源およびカラー用光源が、レーザダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フルカラー画像形成装置は、フルカラー画像と黒色画像との両方を形成することができ、黒色用光源およびカラー用光源から光出力してフルカラー画像を形成するとき、黒色用光源の光出力を、カラー用光源の光出力以下にする。フルカラー画像形成時における黒色用光源の光出力をカラー用光源の光出力以下とすることによって、黒色用光源の損耗が、カラー用光源の損耗よりも抑制されるので、黒色用光源の寿命延命が実現される。この黒色用光源の寿命延命分を、黒色画像形成に振り向けることができるので、黒色画像形成頻度がフルカラー画像形成頻度よりも高いにも関わらず、黒色画像の形成によって寿命律速されることなく、トータル寿命の長いフルカラー画像形成装置が提供される。
【００１８】
また本発明によれば、フルカラー画像形成装置は、形成するべき画像が、フルカラー画像であるか黒色画像であるかを判断する判断手段と、判断手段による判断結果がフルカラー画像であるとき、判断結果に応じて、黒色用光源の光出力がカラー用光源の光出力以下になるように制御する制御手段とを含む構成である。このような構成をとることによって、フルカラー画像形成時における黒色用光源の光出力がカラー用光源の光出力以下になる設定を容易に実現することができる。
【００１９】
また本発明によれば、黒色画像形成用感光体およびカラー画像形成用感光体は、円筒または円柱形状を有し、黒色画像形成用感光体は、その周長がカラー画像形成用感光体の周長よりも長くなるように形成される。このことによって、黒色画像形成用感光体の寿命が長くなるので、黒色用光源の寿命延命化と相俟って、黒色画像形成頻度がカラー画像形成頻度より高い場合においても、黒色画像形成に寿命律速されることなく、フルカラー画像形成装置としての寿命延命化が実現される。
【００２０】
また本発明によれば、黒色画像形成用感光体は、カラー画像形成用感光体よりも光に対する感度が速くなるように構成される。このことによって、フルカラー画像形成時、黒色用光源からの光出力がカラー用光源からの光出力以下であっても、黒色画像形成用感光体は、カラー画像形成用感光体に対して同等の帯電特性および露光による電位の減衰特性を発揮することができる。
【００２１】
また本発明によれば、黒色用光源およびカラー用光源としてレーザダイオードが用いられるので、光源がコンパクト化され、かつ出力の大きい露光部を備えるフルカラー画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態であるフルカラー画像形成装置１の構成を簡略化して示す側部断面図である。フルカラー画像形成装置１は、画像情報を創出する外部装置であるたとえばパーソナルコンピュータ、画像原稿から画像情報を読取る外部装置であるたとえばスキャナなどに接続され、取得した画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体上にフルカラー画像および黒色単色画像であるモノ黒画像のいずれをも形成することができる電子写真方式のたとえばフルカラープリンタである。なお、フルカラー画像形成装置１は、プリンタに限定されることなく、画像読取部を備えるフルカラー複写機であってもよく、また複写機能とプリンタ機能とを、またファクシミリ機能を備える複合機であってもよい。
【００２３】
フルカラー画像形成装置１は、大略、画像形成部２、転写部３、定着部４、自動給紙部５、手差給紙部６、用紙搬送部７、排紙部８およびこれらの各部が収容ないし装着される筐体９とを含む。
【００２４】
画像形成部２は、外部装置から入力される画像情報を不図示の画像処理部で画像処理し、処理された画像情報に基づいて可視像を形成する。画像形成部２は、感光体１１と、帯電器１２と、露光部１３と、現像部１４と、クリーニング部１５とを含む。このフルカラー画像形成装置１は、フルカラー画像を形成することができ、画像情報が、黒色（ｂｋ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）の各色を用いるカラー画像に応じたものである。したがって、感光体１１、帯電器１２、露光部１３、現像部１４、クリーニング部１５および転写部３に備えられる転写ローラ２８は、各色に対応してそれぞれ設けられる。ここでは、各色に応じてそれぞれ設けられる各部は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００２５】
感光体１１は、たとえばアルミニウム合金などからなる円筒形状の導電性支持体の外周面上に電荷発生層と電荷輸送層とを積層させて感光層を形成した機能分離型の積層型感光体、または感光体表面保護層を設けた三層構造の積層型感光体、または電荷発生層と電荷輸送層の機能を一層に設けた単層型感光体、またはアモルファスシリコンに代表されるような無機系の感光体であり、帯電器１２によって一様に帯電された状態で、露光部１３によって画像情報に応じた光で露光され、静電潜像が形成される。帯電器１２は、感光体を帯電させる手段であれば特に限定されることなく、ローラ型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、コロナワイヤ型、ノコギリ歯型、イオン発生装置型等が使用される。
【００２６】
フルカラー画像形成装置１においては、黒色画像形成用の感光体１１ｂｋの周長が、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの周長よりも長いことを特徴とする。黒色画像形成用の感光体１１ｂｋの周長が、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの周長よりも長くなるように構成されることによって、黒色画像形成用の感光体１１ｂｋの寿命が延命される。黒色画像形成用の感光体１１ｂｋの寿命延命における観点からは、周長が長いほど、感光体１１ｂｋの外周面がクリーニング部１５で擦過される頻度が少なくなるので、感光層の膜削れ量が少なくなり寿命が長くなるけれども、フルカラー画像形成装置１全体としてのコンパクト化の要請に反することとなるので、周長を長くする上限は、寿命延命の要求程度と装置設計上における装置の大きさとのバランスを見て適宜定められる。１事例として、本実施形態における具体的な設定周長を挙げると、図２に示すように、黒色画像形成用の感光体１１ｂｋの周長８０πｍｍ（外径：８０ｍｍ）であり、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの周長３０πｍｍ（外径：３０ｍｍ）である。
【００２７】
また、フルカラー画像形成装置１においては、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの光に対する感度は、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの光に対する感度よりも速いことを特徴とする。図３は、感光体１１の感度の比較を定性的に示す図である。図３では、横軸に感光体を露光させるレーザ露光量をとり、縦軸にマイナス感光体の感光体電位をとって、感光体の感度を定性的に示す。図３に示す感光体は、マイナス感光体であるので、縦軸の増加はマイナス電位が大きくなることを示すが、プラス感光体であっても良く、プラス感光体を使用する場合、適宜トナーの帯電極性、画像形成装置中の帯電付与装置の極性等が適正化される。図３中、ラインＡが黒色画像形成用感光体１１ｂｋの感度特性を示し、ラインＢがカラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの感度特性を示す。図３のラインＡで示す黒色画像形成用感光体１１ｂｋは、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃに比べて、横軸のレーザ露光量が小さい領域において、同じレーザ露光量においては感光体電位が低く、また単位露光量変化（増加）に対する感光体電位の減衰（キャンセル）量が大きく、感度が速い。
【００２８】
このように、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの光に対する感度を、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの光に対する感度よりも速くすることによって、詳細を後述するように、フルカラー画像形成時、黒色用光源２１ｂｋの光出力を、カラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下に設定した場合であっても、黒色画像形成用感光体１１ｂｋは、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃと同等の帯電特性を発揮することができる。
【００２９】
しかしながら、一般的に、感光体の感度を速くすると、帯電器で一様に帯電され、露光部で露光された後、現像部によって現像されるまでの間に電位が減衰するという暗減衰と呼ばれる現象が発生し易くなる。したがって、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの感度を速くするに際しても、暗減衰による画像濃度の低下が生じない程度の範囲にとどめることが望ましい。
【００３０】
積層型感光体において、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの感度を速くすることは、たとえば、以下のような方法をとることによって実現できる。（ａ）高い量子効率を有する電荷発生物質を使用する。（ｂ）電荷発生層中に占める電荷発生物質の濃度を高める。（ｃ）電荷輸送層側へホールが移動する速度に比べて著しく遅いエレクトロンを基板側に早く走らせるために、電荷発生層の膜厚自体を薄くする。
【００３１】
この電荷発生層の膜厚を薄くする１つの方法として、特開２００２−７２５１９号公報に開示されるような、電荷発生層が浸漬塗布法で塗布される場合、電荷発生物質と、結着樹脂と、有機溶剤と、表面張力が２２ｍＮ／ｍ以下のシリコーンオイルとを含む電荷発生層用塗布液を用いることが挙げられる。電荷発生層用塗布液に上記シリコーンオイルを含有させることによって、塗布液の分散性、安定性、塗布性が向上するので、塗布むらおよび膜厚むらの無い、膜厚の薄い電荷発生層を塗布形成することができる。
【００３２】
図１に戻って、帯電器１２、現像部１４、転写ローラ２８、クリーニング部１５は、感光体１１まわりに、この順序で配置される。露光部１３は、露光部１３から出射される各色画像情報の光が、帯電器１２と現像部１４との間を通して感光体１１の表面に照射されるように配置される。帯電器１２は、感光体１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、本実施形態ではローラ型が用いられる。
【００３３】
露光部１３は、帯電器１２によって一様な電位に帯電された感光体１１の表面を各色の画像情報に応じて露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光部１３は、各色ごとに光源２１と、光源２１から出射される光を反射して感光体１１表面へ導くポリゴンミラーなどの反射鏡２２とを含む。すなわち、光源２１として、黒色用光源２１ｂｋと、カラー用光源であるイエロー用光源２１ｙと、マゼンタ用光源２１ｍと、シアン用光源２１ｃとが備えられる。本実施形態では、各光源２１として、レーザダイオード（ＬＤ）が用いられる。なお、光源２１は、ＬＤに限定されるものではなく、たとえばアレイ状に配列される発光ダイオード（ＬＥＤ）、他の光源と液晶シャッタとを組合せる構成などであってもよい。
【００３４】
フルカラー画像形成装置１では、黒色画像形成用の感光体１１ｂｋを黒色用光源２１ｂｋで露光するとともに、カラー画像形成用の感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃをカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃで露光することによってフルカラー画像を形成し、また黒色画像形成用の感光体１１ｂｋのみを黒色用光源２１ｂｋで露光してモノ黒画像をも形成することができ、黒色用光源２１ｂｋおよびカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃから光出力してフルカラー画像を形成するとき、黒色用光源２１ｂｋの光出力を、カラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下にする。この光出力の制御方法については、後述する。
【００３５】
現像部１４は、感光体１１の表面に形成された静電潜像に各色のトナーをそれぞれ供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。現像部１４は、感光体１１に対向するように設けられて感光体１１にトナーを供給する現像ローラ２３と、現像ローラ２３へトナーを供給するトナーカセット２４とを含む。フルカラー画像形成装置１においては、モノ黒画像形成頻度が、フルカラー画像形成頻度よりも高く、黒色用トナーの消費量が、カラー用トナーの消費量よりも多いので、現像部１４に備えられる黒色用トナーカセット２４ｂｋの容量が、カラー用トナーカセット２４ｙ，２４ｍ，２４ｃの容量よりも大きくなるように構成される。
【００３６】
クリーニング部１５は、感光体１１の外周面に当接するように設けられるブレード部材を有し、該ブレード部材を感光体１１の表面と摺接させることによって、感光体１１の表面から転写部３の転写ベルト２５へ転写しきれずに残留するトナーを、感光体１１の表面から除去し回収する。
【００３７】
転写部３は、感光体１１の上方に配置され、転写ベルト２５、転写ベルト駆動ローラ２６、転写ベルト従動ローラ２７、転写ローラ２８（ｂｋ，ｃ，ｍ，ｙ）および転写ベルトクリーニング部２９、記録紙転写ローラ３０を含んで構成される。転写ベルト駆動ローラ２６、転写ベルト従動ローラ２７および転写ローラ２８は、転写ベルト２５を張架し、転写ベルト駆動ローラ２６の回転駆動によって、転写ベルト２５を矢符３１方向へ回転駆動させる。
【００３８】
画像形成部２における感光体１１は、転写ベルト２５の矢符３１で示す回転方向の上流側から下流側に向って、イエロー画像形成用感光体１１ｙ、マゼンタ画像形成用感光体１１ｍ、シアン画像形成用感光体１１ｃ、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの順に配置される。すなわち、黒色画像形成用感光体１１ｂｋは、転写ベルト２５の回転方向の最下流側に配置される。
【００３９】
矢符３１方向へ回転駆動される転写ベルト２５は中間転写ベルトであり、各感光体１１に接触するように設けられる。転写ベルト２５が、感光体１１に接しながら感光体１１を通過する際、転写ベルト２５を介して感光体１１に対向配置される転写ローラ２８から、感光体１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体１１の表面に形成されたトナー像が転写ベルト２５上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体１１で形成される各色のトナー像が、転写ベルト２５上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒色と順次重ねて転写されることによって、フルカラーに形成される。
【００４０】
転写ベルトクリーニング部２９は、転写ベルト従動ローラ２７に対向し、転写ベルト従動ローラ２７に張架される転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体１１との接触によって転写ベルト２５に付着したトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニング部２９が、転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。
【００４１】
トナー像が記録される記録媒体たとえば記録紙は、自動給紙部５に貯留される。本実施形態のフルカラー画像形成装置１では、自動給紙部５は、装置下部に設けられる。自動給紙部５に貯留される記録紙は、ピックアップローラ３２によって１枚ずつ自動給紙部５から取出され、用紙搬送部７へ送出される。用紙搬送部７へ送出された記録紙は、用紙搬送部７の各所に設けられる複数の搬送ローラ３３によって搬送され、転写部３において転写ベルト２５上に転写された画像の形成位置に同期するようにして、転写ベルト駆動ローラ２６と、転写ベルト駆動ローラ２６に対向し転写ベルト駆動ローラ２６に押圧するように設けられる記録紙転写ローラ３０とのニップ部へと送給される。上記ニップ部を通過する記録紙に対して記録紙転写ローラ３０から転写バイアスが印加されることによって、トナー像が転写ベルト２５から記録紙上に一括転写される。なお、記録紙は、自動給紙部５からの送給に限定されることなく、手差給紙部６からもう一つの用紙搬送部７を通って送給されてもよい。
【００４２】
定着部４は、転写部３よりも記録紙の搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ３４および加圧ローラ３５と、加熱ローラ３４の加熱源、加熱ローラ３４の温度を検知するセンサおよび加熱ローラ３４が所定の温度になるように加熱源の動作を制御する制御部などを含む。加熱ローラ３４と加圧ローラ３５とは、互いに押圧状態で記録紙を挟圧搬送することができるように設けられる。定着部４は、記録紙が加熱ローラ３４と加圧ローラ３５とで形成されるニップ部を通過する際、トナー像を加熱および加圧して記録紙に定着させ、堅牢な記録画像とする。定着部４でトナー像が定着された記録紙は、定着部４の出側に設けられる排紙ローラ３６と搬送ローラ３３とによって排紙部８へ排紙される。
【００４３】
前述のように、フルカラー画像形成装置１では、フルカラー画像およびモノ黒画像のいずれをも形成することができるけれども、モノ黒画像形成頻度および形成量がフルカラー画像のそれよりも多いので、モノ黒画像を効率的に形成するべく、感光体１１、現像部１４の回転駆動系、転写部３の回転駆動系、定着部４の回転駆動系の回転周速度、換言すれば画像形成処理速度は、モノ黒画像を形成するときの方が、フルカラー画像を形成するときよりも速くなるように設定される。上記回転周速度を、フルカラー画像形成装置１における画像形成プロセスに係る速度であることから、プロセス速度と呼び、上記各駆動系を総合してプロセス駆動部と呼ぶ。
【００４４】
次に、フルカラー画像を形成するときの各光源２１の光出力制御と、モノ黒画像を形成するときの黒色用光源２１ｂｋの光出力制御について説明する。図４は、光源２１の光出力を制御する電気的構成を示すブロック図である。
【００４５】
フルカラー画像形成装置１における光出力制御に係る構成は、パーソナルコンピュータなどの外部装置４１で創出されて出力される画像情報を受取り、たとえば階調処理などの画像処理を行う画像処理部４２と、画像処理部４２で処理された画像情報に基づいて形成するべき画像が、フルカラー画像であるかモノ黒画像であるかを判断する判断手段４３と、判断手段４３による判断結果がフルカラー画像であるとき、判断結果に応じて、黒色用光源２１ｂｋの光出力がカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下になるように制御する制御手段４３とを含むものである。
【００４６】
本実施形態では、判断手段４３と制御手段４３とは、１つの処理回路であり、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される。ここでは、判断手段４３と制御手段４３とを合わせて制御部４３と呼ぶ。制御部４３には、記憶部であるメモリ４５が併設される。メモリ４５としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やリードオンリィメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）など公知の記憶手段を用いることができる。
【００４７】
メモリ４５には、制御部４３がフルカラー画像形成装置１の全体動作を制御するためのプログラム、また画像処理部４２に取込まれた画像情報がモノ黒画像であるかフルカラー画像であるかを判断する基準、制御部４３による判断結果に応じて、光源２１の光出力を制御するための設定値、プロセス駆動部４６のプロセス速度を制御するための設定値などが、予め格納されている。画像処理部４２に取込まれた画像情報がモノ黒画像であるかフルカラー画像であるかを判断する基準としては、黒色以外のカラー情報が全く含まれていなければモノ黒画像と判断し、黒色以外のカラー情報が１色でも含まれていればフルカラー画像と判断する。
【００４８】
フルカラー画像形成装置１において、画像処理部４２で処理された画像情報に基づいて形成するべき画像が、フルカラー画像であると制御部４３が判断するとき、その判断結果に基づいて、制御部４３は、黒色用光源２１ｂｋおよびカラー用光源であるイエロー用光源２１ｙ、マゼンタ用光源２１ｍ、シアン用光源２１ｃから光出力してフルカラー画像を形成するべく動作指令を出力するに際し、黒色用光源２１ｂｋの光出力がカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下になるように、各光源２１の動作を制御する。また、フルカラー画像を形成するとき、制御部４３は、プロセス駆動部４６によるプロセス速度が、モノ黒画像を形成するときのプロセス速度よりも遅くなるように動作制御する。
【００４９】
本実施形態のフルカラー画像形成装置１において、１例を示すと、フルカラー画像形成時におけるプロセス速度（たとえば感光体周速度）が、１７３ｍｍ／ｓｅｃであり、これはモノ黒画像形成時のプロセス速度：３５５ｍｍ／ｓｅｃよりも遅く、また各光源２１の光出力は、表１に示すように動作される。このプロセス速度および光出力の設定において、フルカラー画像形成処理能力は、ＪＩＳ−Ｐ０１３８に規定されるＡ４サイズ紙で約４０枚／分である。
【００５０】
【表１】
2007101957.tif 000003
【００５１】
フルカラー画像を形成するとき、黒色用光源２１ｂｋの光出力を、黒色以外のカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下、好ましくはカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力未満とすることによって、単位時間あたりのカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの損耗に比較して、黒色用光源２１ｂｋの損耗が抑制される。フルカラー画像形成時、黒色用光源２１ｂｋの損耗が抑制されるので、損耗抑制分だけ寿命が延命される。この黒色用光源２１ｂｋの寿命延命分を、黒色用光源２１ｂｋのみを使用するモノ黒画像形成に振り向けることができる。
【００５２】
フルカラー画像形成時における黒色用光源２１ｂｋの光出力を、カラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力に比べて小さくすればするほど、黒色用光源２１ｂｋの損耗が抑制され、寿命延命効果が顕著に得られる。しかしながら、光出力値を下げ過ぎると、たとえばネガ現像の場合、光出力して露光しても、ライト電位が充分に落ちなくなるので、画像濃度が低くなり、印字画像がかすれたりするおそれがある。したがって、フルカラー画像形成時における黒色用光源２１ｂｋの光出力は、カラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下、印字画像のかすれを生じない光出力以上の範囲で設定される。表１中に示す事例の場合、黒色用光源２１ｂｋの光出力値を下げ得る下限値は０．２５ｍＷ程度になる。
【００５３】
また、前述のように、フルカラー画像形成装置１においては、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの周長が、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃの周長よりも長く、すなわち黒色画像形成用感光体１１ｂｋの方が、カラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも寿命が長くなるように形成される。
【００５４】
フルカラー画像形成装置１において、画像処理部４２で処理された画像情報に基づいて形成するべき画像が、モノ黒画像であると制御部４３が判断するとき、その判断結果に基づいて、制御部４３は、黒色用光源２１ｂｋの光出力が予め定める値になるように、またプロセス駆動部４６によるプロセス速度が、フルカラー画像形成時のプロセス速度よりも速くなるように、動作制御する。モノ黒画像形成時における黒色用光源２１ｂｋの光出力およびプロセス速度の設定値についての１事例を表２に示す。モノ黒画像は、１度の機会に大量に形成されることが多く、たとえば軽印刷に近い程の量の画像形成が行われることがある。したがって、本実施形態のフルカラー画像形成装置１においては、モノ黒画像を形成するときのプロセス速度を、フルカラー画像を形成するときのプロセス速度よりも速くして、モノ黒画像形成の効率アップを実現している。
【００５５】
【表２】
2007101957.tif 000004
【００５６】
フルカラー画像形成装置１においては、周長が長くて寿命の長い黒色画像形成用感光体１１ｂｋを使用し、黒色用光源２１ｂｋの寿命延命分を振り向けて、モノ黒画像を速い処理速度で形成する。表２に示す事例のプロセス速度および光出力の設定において、モノ黒画像形成処理能力は、ＪＩＳ−Ｐ０１３８に規定されるＡ４サイズ紙で約７０枚／分である。
【００５７】
このように、黒色用光源２１ｂｋの寿命が延命され、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの寿命が長くなるように形成されるので、モノ黒画像形成頻度および形成量が、フルカラー画像のそれよりも多いにも関わらず、モノ黒画像形成部材である黒色用光源２１ｂｋおよび黒色画像形成用感光体１１ｂｋと、カラー画像形成部材であるカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃおよびカラー画像形成用感光体１１ｙ，１１ｍ，１１ｃとが、フルカラー画像形成装置１の画像形成部２として等しく寿命を終えることができるようになる。本実施形態のフルカラー画像形成装置１において、上記のような設定例で稼動する場合、モノ黒画像を約５０万枚形成し、フルカラー画像を約１０万枚形成する寿命を得ることができる。
【００５８】
以下、フルカラー画像形成装置１における画像形成動作について簡単に説明する。外部装置４１で創出された画像情報が、フルカラー画像形成装置１の画像処理部４２へ入力され、画像処理部４２において画像処理される。画像処理された画像情報は制御部４３へ入力され、制御部４３において、フルカラー画像であるか、モノ黒画像であるかが判断される。
【００５９】
画像情報がフルカラー画像であるとき、制御部４３は、プロセス駆動部４６と各光源２１に対して、プロセス速度がモノ黒画像形成時よりも遅くなるように、また黒色用光源２１ｂｋの光出力が、カラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力以下、好ましくはカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃの光出力未満になるように動作指令を出力する。画像形成部２では、感光体１１の表面を帯電器１２で一様な電位に帯電させ、露光部１３で画像情報に応じて露光して静電潜像が形成され、静電潜像が現像部１４によって現像されてトナー像が形成される。各感光体１１の表面上に形成された各色のトナー像は、転写ベルト２５上に順次重ねて転写されフルカラー画像となる。
【００６０】
一方、画像情報がモノ黒画像であるとき、制御部４３は、プロセス駆動部４６と各光源２１に対して、プロセス速度がフルカラー画像形成時よりも速くなるように、また黒色用光源２１ｂｋの光出力が予め定める値になるように、またカラー用光源２１ｙ，２１ｍ，２１ｃは光出力しないように動作指令を出力する。画像形成部２では、黒色画像形成用感光体１１ｂｋの表面を帯電器１２ｂｋで一様な電位に帯電させ、露光部１３ｂｋで黒色画像情報に応じて露光して静電潜像が形成され、静電潜像が現像部１４ｂｋによって現像されてモノ黒トナー像が形成される。黒色画像形成用感光体１１ｂｋの表面上に形成されたモノ黒トナー像は、転写ベルト２５上に転写される。
【００６１】
転写ベルト２５上に転写されたフルカラートナー像またはモノ黒トナー像は、自動給紙部５からピックアップローラ３２でピックアップされて用紙搬送部７を搬送され、転写ベルト駆動ローラ２６と記録紙転写ローラ３０とのニップ部まで送給された記録紙の上に転写される。フルカラートナー像またはモノ黒トナー像が転写された記録紙は、定着部４へ搬送され、定着部４で定着処理されて堅牢な記録画像となり、排紙部８に排紙され、一連の画像形成動作が終了する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の一形態であるフルカラー画像形成装置１の構成を簡略化して示す側部断面図である。
【図２】感光体１１の周長の比較を示す図である。
【図３】感光体１１の感度の比較を示す図である。
【図４】光源２１の光出力を制御する電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  フルカラー画像形成装置
２  画像形成部
３  転写部
４  定着部
５  自動給紙部
６  手差給紙部
７  用紙搬送部
８  排紙部
９  筐体
１１  感光体
１２  帯電器
１３  露光部
１４  現像部
１５  クリーニング部
２１  光源
４１  外部装置
４２  画像処理部
４３  制御部
４５  メモリ
４６  プロセス駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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