多色画像形成装置
【課題】複数の現像器を備え、トナー再利用を行う際に、転写残トナーを混色させることなく、最低限の像担持体の回転により転写残トナーを回収し、長寿命な多色画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写体３０或いは記録媒体Ｐのトナー画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域時間：Ｔｗｔ（＝非画像領域：Ｔｗ÷装置画像形成速度：ＰＳ）と第１の像担持体の周長＝現像剤回収時間：Ｄｒｔの関係が次式
Ｔｗｔ ＞ Ｄｒｔ
となる装置構成とする。
【解決手段】中間転写体３０或いは記録媒体Ｐのトナー画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域時間：Ｔｗｔ（＝非画像領域：Ｔｗ÷装置画像形成速度：ＰＳ）と第１の像担持体の周長＝現像剤回収時間：Ｄｒｔの関係が次式
Ｔｗｔ ＞ Ｄｒｔ
となる装置構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などのカラー複写機、カラープリンタなどとされる多色画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を、現像器を切り替えて現像し、多色画像を得る多色画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用したフルカラーの、所謂、多色の画像形成装置は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像器を備える回転式現像装置と、第１の像担持体としての感光体ドラムとを備え、感光体ドラムを帯電して、光ビームで露光を行って感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像装置にて現像してトナー像として可視化し、第１色目のトナー像を得る。この第１色目のトナー像は、第２の像担持体としての記録材担持体上に保持された記録媒体上に転写し、第１色目の転写工程を行う。同様にして引き続き残り３色のトナー像も記録媒体上に転写工程を行い、記録媒体上にこれら４色のトナー像を重ね合わせ、所謂、多色転写方式にてフルカラー画像を得る。
【０００３】
近年、多様な記録媒体に対応するため、トナー像を一度、絶縁性又は中抵抗の第２の像担持体としての中間転写体上に多重転写した後、記録媒体上に一括転写する中間転写方式を用いたカラー画像形成装置がある。このような多色画像形成装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
図１０に、特許文献１に記載する画像形成プロセスを採用した中間転写方式を用いた多色画像形成装置の一例を示す。
【０００５】
本例にて、像担持体としての感光体ドラム１の周りに、レーザー露光手段５１を備えた露光装置３、第１帯電ローラ４、クリーニング手段５、回転可能な回転式現像装置１０、中間転写ベルト（中間転写体）３０が配置されている。
【０００６】
また、回転式現像装置１０は、Ｒ２方向に回転可能とされる回転体１５を備え、この回転体１５に、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を搭載している。ここで感光体ドラム１は、本例では直径６０ｍｍのドラム形状とされる。
【０００７】
図１０において、感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒ１方向に回転され、感光体ドラム１の表面が第１帯電ローラ４により帯電される。次に、露光装置３により感光体ドラム１の表面に１色目の静電潜像が形成される。
【０００８】
回転式現像装置１０は、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４のいずれかの選択された現像器が感光体ドラム１と対向した現像位置に配置される。
【０００９】
感光体ドラム１上の静電潜像は、現像位置に位置した現像器によって現像され、可視像、即ち、トナー像が形成される。得られたトナー像は、一次転写手段６により中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００１０】
上記の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の中間転写ベルト３０上への一次転写が、４色のトナーについて順次行われ、これによって中間転写ベルト３０上には４色重ねのカラーのトナー像Ｔが形成される。
【００１１】
次に、これらのトナー像Ｔは、二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３０とによってＲ３方向に搬送される記録媒体である転写材Ｐに一括して二次転写される。カラーのトナー像Ｔが転写された転写材Ｐは不図示の定着装置に搬送され、転写材Ｐヘのトナーの定着が行われる。
【００１２】
ここで、中間転写ベルト３０は、本例では直径１８０ｍｍとされており、従って、この中間転写ベルト３０を用いてＡ３サイズの画像形成を行う場合には、感光体ドラム１からトナー像を転写されない非画像領域は、中間転写ベルト３０の周上の約１４５ｍｍ（中間ベルト周長約５６５．５ｍｍ、Ａ３サイズ画像領域４２０ｍｍ）の領域となる。
【００１３】
ところで、二次転写によって転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが、転写後において中間転写ベルト３０上に残る。
【００１４】
この中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、中間転写ベルト３０上にある第２帯電ローラ３１及びバイアス電源４０を用いて感光体ドラム１の帯電電位と逆極性に帯電させて、感光体ドラム１に戻して、感光体ドラム１に対して配置されたクリーニング手段、即ち、クリーナ５により回収する。
【００１５】
ところで、一次転写後に感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０に一次転写されなかったトナーが残留する。この感光体ドラム１上の残留トナーは、現像した各現像器で回収され、その後の現像に使用される。
【００１６】
また、二次転写後に転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが中間転写ベルト３０上に残る。これらの中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、上述のように、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段としての上記第２帯電ローラ３１を用いて回収される。
【００１７】
ここで、上記の一次転写、二次転写の構成について説明する。
【００１８】
感光体ドラム１が負極性のＯＰＣ（有機光半導体）感光体である場合、トナーとしては負極性トナーが用いられる。
【００１９】
中間転写ベルト３０は、厚さ１００〜２００μｍ、抵抗値１０8Ω・ｃｍ〜１０16Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを用いて無端状に形成したものであり、二次転写対向ローラ３４、駆動ローラ３５、従動ローラ３６等に掛け渡されて、Ｒ５方向に回動される。
【００２０】
一次転写ローラ３２には、抵抗値が１０5Ω・ｃｍ以下の低抵抗ローラを用いるのが一般的である。一次転写ローラ３２とバイアス電源４０とによって一次転写手段６を構成している。
【００２１】
次に、二次転写ローラ３３、二次転写対向ローラ３４、バイアス電源４２等によって構成された二次転写手段７によって、転写材Ｐに対するトナー像の二次転写を行う。二次転写は、中間転写ベルト３０の内側に、接地または適当なバイアスを印加した低抵抗の二次転写対向ローラ３４を対向電極として配置し、これと外側に配置した低抵抗の二次転写ローラ３３とで中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップ部を構成し、二次転写ローラ３３に対してバイアス電源４２によって正極性の転写バイアスを印加し、この二次転写ローラ３３を転写材Ｐの裏面側から当接させることによって行う。
【００２２】
上記の一次転写が終了した感光体ドラム１は、表面に残った一次転写残トナーはクリーナ５により除去回収され、次の画像形成となる。
【００２３】
一方、上記の二次転写が終了した二次転写残トナーは、前述の通り、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段３１を用いて回収される。
【００２４】
なお、中間転写体としては、上記の中間転写ベルト３０の他に中間転写ローラ或いはドラムなどもあるが、一般的に中間転写ベルト３０は、この中間転写ローラなどに比べて、配置の自由度の高さ、二次転写後の転写材Ｐの分離性の良さ（曲率分離が可能）という点において優れている。
【００２５】
又一方で、より高寿命な感光体や簡易構成を達成するために、廃トナーレスを実現する方法が知られている。
【００２６】
この廃トナーレスの手段としては、クリーナーレスの電子写真方法が挙げられる。クリーナーレスの例として、転写残トナーを均して非パターン化し、所謂、ゴーストが出ないようにする方法や、転写工程で転写されきらず感光体表面に残留した、所謂、転写残現像剤（転写残トナー）を次の現像工程において現像手段内に回収し再利用する、所謂、現像兼回収方式の電子写真方法がある。
【００２７】
このような現像兼回収方式の電子写真方法は、特許文献２などに開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３２７１９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上記画像形成装置に、廃トナーレス（クリーナーレス）方式を組み合わせて利用しようとすると、回収トナー同士の混色や転写残トナーを現像装置により回収する工程に余分な時間が必要となると言った問題が生じてしまった。
【００２９】
回収工程に要する感光体ドラムの回転が必要である場合、１画像形成当たりの回転時間が延長され感光体ドラムの摩耗を増加させ、感光体ドラムの高寿命が成立しなくなってしまう。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、複数の現像器を備え、トナー再利用を行う際に、転写残トナーを混色させることなく、最低限の像担持体の回転により転写残トナーを回収し、長寿命な多色画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的は本発明に係る多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様によれば、第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置が提供される。
【００３２】
本発明の第２の態様によれば、第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとし、前記現像器の切替時間をＤｃｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、再転写による現像剤の混色のない鮮明な画像で、画像形成の生産性を向上し、長期の感光体寿命を達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る多色画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３５】
実施例１
図１は、本発明に係る多色画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。
【００３６】
本実施例にて、多色画像形成装置は、第１の像担持体としての感光体ドラム１の周りに、露光装置３、一次帯電手段としての帯電装置４、現像装置１０、第２の像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）３０が配置されている。現像装置１０は、本実施例では、感光体ドラム１の周りに並置されたシアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４にて構成されている。
【００３７】
また、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４は、帯電装置４が位置する帯電位置を０度としたときに、感光体ドラム上の位置としては、８０度、１２０度、１６０度、２００度の位置に順次配されている。そして、各現像器は、必要に応じて駆動手段（図示せず）により、感光体ドラム１に近接し現像作動を行う現像作動位置と、感光ドラム１から離間し現像作動を行わない現像非作動位置との間で移動自在とすることができる。
【００３８】
本実施例にて、感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒ１方向に回転され、感光体ドラム１の表面が帯電装置４により帯電される。次に、露光装置３により感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【００３９】
現像装置１０は、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体、即ち、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４のいずれかの選択された現像器が現像作動位置に移動され、及び／又は、現像作動状態とされ、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像する。このとき、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａには所定の現像バイアスが印加される。
【００４０】
本実施例では、感光体ドラム１上の静電潜像は、現像位置に位置した現像器によって現像され、トナー像として可視化される。得られたトナー像は、一次転写手段６により中間転写ベルト３０上に一次転写される。中間転写ベルト３０は、ローラ３５、３６及び二次転写位置に配置されたローラ（二次転写対向ローラ）３４に巻回されて、矢印Ｒ５方向に回動されている。
【００４１】
上記の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の中間転写ベルト３０上への一次転写が、４色のトナーについて順次行われ、これによって中間転写ベルト３０上には４色重ねのカラーのトナー像が形成される。従って、中間転写ベルト３０上には、感光体ドラム１から転写されたトナー像領域（画像部領域）Ｔと、非画像部領域Ｔｗとが存在する。
【００４２】
次に、これらのトナー像は、二次転写ローラ３３と二次転写対向ローラ３４が配置された二次転写位置にて、二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３０とによってＲ３方向に搬送される記録媒体である転写材Ｐに一括して二次転写される。二次転写位置は、帯電位置を０度として感光体ドラム１上の位置としては、２４０度の位置に配されている。
【００４３】
カラーのトナー像が転写された転写材Ｐは、搬送部３７を介して定着装置３８に搬送され、転写材Ｐヘのトナーの定着が行われる。
【００４４】
ところで、一次転写後に感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０に一次転写されなかったトナーが残留する。この感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体ドラム１と、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａとの間の静電気力により、現像した各現像器で回収され、その後の現像に使用される。
【００４５】
また、二次転写後に転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが中間転写ベルト３０上に残る。これらの中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、上述のように、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段としての第２帯電ローラ３１を用いて回収される。
【００４６】
ここで、本実施例にて画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１は直径３０ｍｍ、中間転写ベルトは直径１８０ｍｍ、現像装置の切替時間は２５ｍｓｅｃである。
【００４７】
これにより、感光体ドラム１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、中間転写ベルト３０上には、Ａ３サイズのトナー像（画像部領域）Ｔが形成されるとすると、中間転写ベルト３０が、画像部領域終端部から次の画像部領域先端部までの非画像部領域Ｔｗに至るに要する時間、即ち、非画像部領域時間Ｔｗｔは、
非画像領域時間（Ｔｗｔ）＝非画像領域（Ｔｗ）÷装置画像形成速度（ＰＳ）
である。
【００４８】
また、上述のように、感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体ドラム１が１回転する間に現像した各現像器で回収される。
【００４９】
従って、感光体ドラム１の周長時間、即ち、感光体ドラム１の１回転分の周長時間が、残留現像剤回収時間（Ｄｒｔ）とされる。即ち、
像担持体の周長回転時間（像担持体一回転分）＝残留現像剤回収時間（Ｄｒｔ）
である。
【００５０】
本実施例にて、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
であり、従って、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃ
が成立する。
【００５１】
図２は、上記構成とされる本実施例の画像形成装置における各手段の動作を示したタイミングチャートである。なお、図２には、二次転写以降のタイミングは省略されている。
【００５２】
図２にて、横軸は時間（ｍｓｅｃ）であり、また、各手段の位置を、感光体ドラム１の一次帯電装置４による帯電位置を０°とした場合の感光体ドラム１上の相対角度で示しており、横軸に沿ってそれぞれの手段のＯＮ／ＯＦＦを示している。
【００５３】
又、例えば、シアン色現像器１１による現像を例にとって説明すると、Ｃｔｏｐ、Ｃｅｎｄは、シアン色によるトナー像の画像領域先端と後端を示している。例えば、シアントナー像（Ｃ）の画像先端であるＣｔｏｐは、帯電位置において２５ｍｓｅｃ上に、潜像位置では５０ｍｓｅｃ、Ｃ現像位置では７５ｍｓｅｃ、転写位置では、１２５ｍｓｅｃのタイミングとなることを示している。ａ、ｂは、それぞれ画像領域と非画像領域であり、ａ＝１０００ｍｓｅｃ、ｂ＝（残留トナー回収時間）＝Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃとなっている。
【００５４】
今時間軸０から一色目であるシアン（Ｃ）の画像形成が始まり、感光体ドラム１が回転を開始する。ここで電源の立ち上がりなどの関係から、帯電は途中でＯＦＦされることなく、２５ｍｓｅｃから画像形成終了までＯＮし続け、感光体ドラム１上を一様の電位に帯電する。
【００５５】
次に、回転開始から５０ｍｓｅｃで、感光体ドラム１上に静電潜像が描かれる。感光体ドラム１上の静電潜像が、回転により現像位置に到達する７５ｍｓｅｃから現像が開始され、感光体ドラム１上に静電潜像にしたがってトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１の回転により回転開始後１２５ｍｓｅｃに、一次転写手段６が配置された一次転写部、即ち、感光体ドラム１と転写対向部（転写ニップ）にシアンの画像領域先端Ｃｔｏｐが到達し、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００５６】
画像形成開始後１０２５ｍｓｅｃ後、潜像形成手段（露光装置３）による画像領域後端Ｃｅｎｄの書き込みがなされる。又、二色目のマゼンタ（Ｍ）の画像領域先端Ｍｔｏｐは、ＣｅｎｄからＴｗｔ後（３２０ｍｓｅｃ）の１３４５ｍｓｅｃから、書き込みが開始される。
【００５７】
１０５０ｍｓｅｃ時に、前記の画像領域後端Ｃｅｎｄは現像に到達し、現像工程が終了する。同時に現像手段は、回収工程となる。回収工程は前記の通り、感光体ドラム一周分＝２２４ｍｓｅｃ＝Ｄｒｔである（制御ソフトウェアの仕様上、制御可能な最小時間単位は２５ｍｓｅｃであり、タイミングチャート上は２５０ｍｓｅｃとなっている）。回収工程終了後１３００ｍｓｅｃに、現像器は次色に切り替えられ、次色マゼンタの画像形成に備え、以降順次画像形成がなされる。
【００５８】
これに対して中間転写ベルト３０上にシアンの画像領域後端Ｃｅｎｄは、画像形成開始後１１２５ｍｓｅｃに到達する。この時中間転写ベルト上のトナー像のＣｔｏｐとＣｅｎｄの最短距離（非画像領域）は、前記の構成から算出される通り１４５ｍｍであり、画像形成速度から算出される非画像領域形成時間：Ｔｗｔは、３４５ｍｓｅｃである。感光体ドラム１上の一次転写残留トナーは、このＴｗｔの間にシアン色現像器１１に回収され、回収終了と同時にマゼンタ色現像器１１により次の画像形成が開始される。これにより回収工程において感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０上のシアントナー像の再転写を受けることなく、現像器を切り替えられる。同様の工程が、イエロー画像、ブラック画像形成においても行われる。
【００５９】
以上のように、本実施例によれば、感光体ドラム１上の一次転写残留トナーの回収にかかる回収工程による回転時間を最小限に抑えることで画像形成の生産性を高め、更に多色のトナー像による中間転写体からの再転写を防止することができる。
【００６０】
本発明が適用できる画像形成装置は、例えば感光体、誘電体などの像担持体上に電子写真方式、静電記録方式などによって画像情報信号に対応した潜像を形成し、この潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を紙などの記録材に転写し、定着手段にて永久像にする構成のものであればよい。
【００６１】
又、実施例中ではＡ３サイズの画像形成で説明しているが、Ａ４サイズの画像形成では中間転写体ベルト３０上に二枚分の画像を形成することとなる。この時のＴｗは、２枚目の画像領域後端から１枚目の画像領域先端までとすることで、Ａ３サイズと同様に考えることで適応可能である。なお、Ａ４サイズ一枚のみの画像形成ではＴｗは、中間転写ベルト周長５６５．５ｍｍ−Ａ４サイズ２１０ｍｍであり、Ｔｗｔを十分に大きくすることができる。
【００６２】
実施例２
図３は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、回転式現像装置を備えている。
【００６３】
本実施例の多色画像形成装置は、先に、図１０を参照して説明した従来の画像形成装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。
【００６４】
本実施例にて、多色画像形成装置は、感光体ドラム１と、露光装置３と、一次帯電手段４と、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を回転体１５に搭載した回転式現像装置１０と、中間転写ベルト３０と、二次転写ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４とを有する。
【００６５】
図３にて、中間転写ベルト３０上には、中間転写ベルト２０上に転写されたＡ３サイズのトナー像領域Ｔと、中間転写ベルト２０上の非画像部領域Ｔｗとが存在する。
【００６６】
ここで、本実施例においても、画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１は直径３０ｍｍ、中間転写ベルト３０は直径１８０ｍｍ、回転式現像装置１０の切替時間（Ｄｃｔ）は２５ｍｓｅｃである。これにより、感光体ドラム１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、本実施例にて、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
Ｄｃｔ＝２５ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃ
が成立する。
【００６７】
図４は、上記構成とされる本実施例の画像形成装置における各手段の動作を示したタイミングチャートである。なお、図４には、二次転写以降のタイミングは省略されている。
【００６８】
図４にて、横軸は時間（ｍｓｅｃ）であり、また、各手段の位置を、感光体ドラム１の一次帯電装置４による帯電位置を０°とした場合の感光体ドラム１上の相対角度で示しており、横軸に沿ってそれぞれの手段のＯＮ／ＯＦＦを示している。
【００６９】
又、例えば、シアン色現像器１１による現像を例にとって説明すると、Ｃｔｏｐ、Ｃｅｎｄは、シアン色によるトナー像の画像領域先端と後端を示している。例えば、シアントナー像（Ｃ）の画像先端であるＣｔｏｐは、帯電位置において２５ｍｓｅｃ上に、潜像位置では５０ｍｓｅｃ、Ｃ現像位置では７５ｍｓｅｃ、転写位置では、１２５ｍｓｅｃのタイミングとなることを示している。ａ、ｂはそれぞれ画像領域と非画像領域であり、ａ＝１０００ｍｓｅｃ、ｂ＝（残留トナー回収時間）＋（現像切替時間）＝Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃとなっている。
【００７０】
今時間軸０から一色目であるシアン（Ｃ）の画像形成が始まり、感光体ドラム１が回転を開始する。ここで電源の立ち上がりなどの関係から、帯電は途中でＯＦＦされることなく、２５ｍｓｅｃから画像形成終了までＯＮし続け、感光体ドラム１上を一様の電位に帯電する。
【００７１】
次に、回転開始から５０ｍｓｅｃで、感光体ドラム１上に静電潜像が描かれる。感光体ドラム１上の静電潜像が、回転により現像位置に到達する７５ｍｓｅｃから現像が開始され、感光体ドラム１上に静電潜像にしたがってトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１の回転により回転開始後１２５ｍｓｅｃに、一次転写手段６が配置された一次転写部、即ち、感光体ドラム１と転写対向部（転写ニップ）にシアンの画像領域先端Ｃｔｏｐが到達し、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００７２】
画像形成開始後１０２５ｍｓｅｃ後、潜像手段による画像領域後端Ｃｅｎｄの書き込みがなされる。又、二色目のマゼンタ（Ｍ）の画像領域先端Ｍｔｏｐは、ＣｅｎｄからＴｗｔ（３４５ｍｓｅｃ＝制御上３５０ｍｓｅｃ）後の１３７５ｍｓｅｃから、書き込みが開始される。
【００７３】
１０５０ｍｓｅｃ時に、前記の画像領域後端Ｃｅｎｄは現像に到達し、現像工程が終了する。同時に現像手段は、回収工程となる。回収工程は前記の通り、感光体ドラム一周分＝２２４ｍｓｅｃ＝Ｄｒｔである（制御ソフトウェアの仕様上、制御可能な最小時間単位は２５ｍｓｅｃであり、タイミングチャート上は２５０ｍｓｅｃとなっている）。回収工程終了後１３００ｍｓｅｃに、現像器は次色に切り替えられ、次色マゼンタの画像形成に備え、以降順次画像形成がなされる。なお、この時回転式現像装置１０による現像器の切り替え時間Ｄｃｔは、２５ｍｓｅｃとなる。
【００７４】
これに対して、中間転写ベルト３０上にシアン（Ｃ）の画像領域後端Ｃｅｎｄは、画像形成開始後１１２５ｍｓｅｃに到達する。この時、中間転写ベルト３０上のトナー像のＣｔｏｐとＣｅｎｄの最短距離（非画像領域）は、前記の構成から算出される通り１４５ｍｍであり、画像形成速度から算出される非画像領域形成時間：Ｔｗｔは、３４５ｍｓｅｃである。感光体ドラム１上の一次転写残留トナーは、このＴｗｔの間にシアン色現像器１１に回収され、次のマゼンタ色現像器１２に切り替えられている。これにより回収工程において感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０上のシアントナー像の再転写を受けることなく、現像器を切り替えられる。
【００７５】
又、現像器が、現像剤担持体としての現像スリーブ内に複数の磁極を備えた磁界発生手段、即ち、マグネットローラを備えた構成とされる場合には、上述のように、感光体ドラム１と現像スリーブとの間の静電気力の作用に加うるに、マグネットローラの磁極位置を、感光体ドラム上の非画像領域においては画像形成時の磁極位置と異なる配置とすることにより転写残トナーの回収効率を向上させることができる。
【００７６】
つまり、シアン色現像器１１を例に挙げて説明すると、図５は、シアン色現像器１１が現像状態にあり、又、図６は、シアン色現像器１１が転写残トナー回収状態にあるのを示す。
【００７７】
図５の現像状態では、現像スリーブ１１ａ内に設けられたマグネットローラ１１ｂは、磁極Ｎが感光体ドラム１に対向しており、図６の転写残トナー回収状態では、マグネットローラ１１ｂは、磁極Ｓが感光体ドラム１に対向している。
【００７８】
このように、本実施例では、マグネットローラ１１ｂを回転させ、感光体ドラム１に対向する磁極を変更しているが、感光体ドラム１に対して回収効率が高まる磁極を対向させることが可能となる構成であれば、これ以外の構成とすることも可能である。
【００７９】
例えば、図７に示すように、現像器１１そのものの感光体ドラムに対する当接角度を変更する構成でもよい。
【００８０】
つまり、図７にて、現像スリーブ１１ａの感光体ドラム１に対する当接位置を、現像時の当接位置ａから、転写残トナー回収時の当接位置ｂへと変更することができる。
【００８１】
上記各実施例は、トナーと磁極の組み合わせの一例を示すものであり、極性の異なるトナー、磁極構成の異なる現像スリーブ１１ａを用いる時はそれに最適化された構成を取ることで適用が可能である。
【００８２】
以上のように、本実施例によれば、感光体ドラム１上の一次転写残留トナーの回収にかかる回収工程による回転時間を最小限に抑えることで画像形成の生産性を高め、更に多色のトナー像による中間転写体からの再転写を防止することができる。加えて、転写残トナー回収時に感光体ドラム１に対向する磁極位置を変更することにより、転写残トナーの回収効率を向上させることが可能になった。
【００８３】
又、実施例中ではＡ３サイズの画像形成で説明しているが、実施例１と同様にＡ４サイズの画像形成では中間転写体ベルト上に二枚分の画像を形成することとなる。この時のＴｗは、２枚目の画像領域後端から１枚目の画像領域先端までとすることで、Ａ３サイズと同様に考えることができ適応可能である。なお、Ａ４サイズ一枚のみの画像形成ではＴｗは、中間転写ベルト周長５６５．５ｍｍ−Ａ４サイズ２１０ｍｍであり、十分にＴｗｔを大きくすることができる。
【００８４】
実施例３
図８は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、中間転写体を使用せず、直接転写材に転写を行う構成とされる。
【００８５】
本実施例にて、多色画像形成装置は、デジタルカラー画像リーダ部ＲＥを上部に、デジタルカラー画像プリンタ部ＰＲを下部に有している。
【００８６】
本実施例にて、リーダ部ＲＥは、露光装置３００を構成しており、この露光装置３００は、原稿３３０が載置される原稿台ガラス３３１、この原稿台ガラス３３１上の原稿３３０を走査する露光ランプ３３２、露光ランプ３３２の走査した原稿３３０の反射光像を集光するレンズ３３３、及び集光された反射光像が入射されるＣＣＤなどのフルカラーセンサ３３４を備えている。
【００８７】
そして、不図示のコピー・キーが押されると、原稿３３０からの光像が入射されたフルカラーセンサ３３４は、光像を多数の画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を発生してカラー色分解画像信号を得る。そして、カラー色分解画像信号は、増幅器を介してビデオ処理ユニットにて処理を施され、プリンタ部ＰＲに送出される。
【００８８】
また、プリンタ部ＰＲは、像担持体としての感光体ドラム３０１の周囲に、図示矢印Ｒ１の回転方向に沿って前露光ランプ３１１と、第１の帯電手段としてのコロナ帯電器３０２と、表面電位センサ３１２と、シアン色現像器３０４Ｃ、マゼンタ色現像器３０４Ｍ、イエロー色現像器３０４Ｙ、ブラック色現像器３０４Ｋの色の異なる４個の現像器と、感光体ドラム３０１上の光量を検知する光量検知手段３１３と、転写装置３０５とを配置した構成で、感光体ドラム３０１は、表面の光導電層をアモルファスシリコン、セレン、ＯＰＣなどで形成されている。
【００８９】
また、上記露光装置３００を構成するレーザ露光光学系３０３は、リーダ部ＲＥからの画像信号を、不図示のレーザ出力部によってイメージスキャン露光の光信号に変換し、変換されたレーザ光Ｅをポリゴンミラー３０３ａで反射し、レンズ３０３ｂ及びミラー３０３ｃを通って感光体ドラム３０１の表面に投影する。
【００９０】
プリンタ部ＰＲでは画像形成時に、感光体ドラム３０１を図示矢印Ｒ１方向に回転させ、先ず、感光体ドラム３０１を第２の帯電手段としてのポスト帯電器３５０によりマイナスに帯電させ、前露光ランプ３１１により除電した後、コロナ帯電器３０２によりマイナスに一様に帯電させる。その後、画像情報信号に対応して各分解色毎にレーザ光Ｅを照射し、静電潜像を形成する。なお、ポスト帯電器３５０には、−３００Ｖの直流電圧にＶｐｐの交流電圧を重畳したものが印加される。
【００９１】
次に、シアン色現像器３０４Ｃ、マゼンタ色現像器３０４Ｍ、イエロー色現像器３０４Ｙ、ブラック色現像器３０４Ｋの中の所定の現像器を動作させて感光体ドラム３０１上の静電潜像をトナーとキャリアからなる二成分現像剤によって反転現像し、感光体ドラム３０１上に樹脂を基体とした負に帯電されたトナー画像（可視画像）を形成する。現像器３０４Ｃ、３０４Ｍ、３０４Ｙ、３０４Ｋは、それぞれ、偏心カム３２４Ｃ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光体ドラム３０１に接近するようにしている。なお、反転現像とは、レーザ光Ｅが照射された感光体ドラム３０１の静電潜像形成領域に、静電潜像と同極性に帯電したトナーを付着させて、静電潜像を可視化する現像方法である。
【００９２】
さらに、転写装置３０５は、搬送系によって記録材カセット３０７より供給される記録媒体としての転写材Ｐに感光体ドラム３０１上のトナー画像を感光体ドラム３０１と対向した位置において転写させる。転写装置３０５は、回転駆動されるように軸支された記録材担持体としての転写ドラム３０５ａと、転写手段としての転写ブラシ帯電器３０５ｂと、記録材を静電吸着させるための吸着ブラシ帯電器３０５ｃ、この吸着ブラシ帯電器３０５ｃに対向する吸着ローラ３０５ｇ、内側帯電器３０５ｄと、外側帯電器３０５ｅと、分離帯電器３０５ｈと、転写剥れセンサ３０５ｉとを有し、転写ドラム３０５ａの周面開口域には、ポリカーボネートなどの誘電体シートからなる記録材担持シート３０５ｆが円筒状に一体的に張設されている。
【００９３】
そして、記録材担持シート３０５ｆに担持されている転写材Ｐは、転写ドラム３０５ａを回転させるに伴って転写ブラシ帯電器３０５ｂによって帯電され、これにより感光体ドラム３０１上のトナー画像が転写される。このようにして転写材Ｐに所望色のトナー画像の転写をし終えると、転写材Ｐは転写ドラム３０５ａから分離爪３０８ａ、分離押し上げコロ３０８ｂおよび分離帯電器３０５ｈの作用によって分離し、熱定着器３０９によって表面のトナー画像が定着された後、トレイ３１０上に排紙され、フルカラー画像として供される。
【００９４】
トナー画像を転写材Ｐに転写した感光体ドラム３０１上には、転写残トナーが存在し、これは現像器３０４Ｃ、３０４Ｍ、３０４Ｙ、３０４Ｋにより回収される。
【００９５】
ここで、本実施例にて、画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム３０１は直径３０ｍｍ、転写ドラム３０５ａは直径１８０ｍｍとされる。なお、本実施例にて、現像装置の切替時間は、現像装置の構成上考えなくて良い。
【００９６】
本実施例では、感光体ドラム３０１の一周分の周長は約９４ｍｍであり、従って、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃ
が成立する。
【００９７】
本実施例では、以上の構成を取ることにより、実施例１と同様の各手段の動作タイミングを取ることが可能となり、生産性を維持することと再転写を防ぐことができる。
【００９８】
実施例４
図９は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、実施例３と同様に、中間転写体を使用せず、直接転写材に転写を行う構成とされる。ただ、本実施例では、多色画像形成装置は、回転式現像装置１０を備えている。
【００９９】
本実施例の多色画像形成装置は、先に、実施例３の画像形成装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。また、本実施例の回転式現像装置１０は、先に、図１０を参照して説明した画像形成装置及び実施例２の画像形成装置にて使用される回転式現像装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。
【０１００】
本実施例にて、多色画像形成装置は、デジタルカラー画像リーダ部ＲＥを上部に、デジタルカラー画像プリンタ部ＰＲを下部に有している。
【０１０１】
プリンタ部ＰＲは、像担持体としての感光体ドラム３０１、一次帯電手段３０２、及び、回転式現像装置１０を有する。回転式現像装置１０は、回転体１５にシアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を搭載している。
【０１０２】
本実施例の構成においても、前記関係式の構成を選択すれば、本発明を適用することが可能である。
【０１０３】
すなわち、画像形成装置の画像形成速度ＰＳを４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム３０１は直径３０ｍｍ、転写ドラム３０５ａは直径１８０ｍｍ、本回転式現像装置１０の切替時間は２５ｍｓｅｃである。これにより感光体ドラム３０１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
Ｄｃｔ＝２５ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃ
が成立する構成をとる。
【０１０４】
以上のように、転写担持体方式と回転現像装置の構成においても、本発明を適応することが可能であり、実施例１、２、３と同様の作用効果を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る多色画像形成装置の実施例１の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の多色画像形成装置の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係る多色画像形成装置の実施例２の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２の多色画像形成装置の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施例２の現像器の現像位置における磁極位置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例２の現像器の回収位置における磁極位置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例２の現像器の回収位置の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る多色画像形成装置の実施例３の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明に係る多色画像形成装置の実施例４の概略構成を示す断面図である。
【図１０】従来の多色画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、３０１ 感光体ドラム（第１の像担持体）
３、３００ 露光装置
４ 第１帯電ローラ
６ 第１の転写手段（一次転写手段）
７ 第２の転写手段（二次転写手段）
１０ 回転式現像装置
１１、３０４Ｃ シアン色現像器
１１ａ 現像スリーブ（現像剤担持体）
１１ｂ マグネットローラ（磁界発生手段）
１２、３０４Ｍ マゼンタ色現像器
１３、３０４Ｙ イエロー色現像器
１４、３０４Ｋ ブラック色現像器
１５ 回転体
３０ 中間転写ベルト（第２の像担持体）
３１ 第２帯電ローラ
３２ 一次転写ローラ
３３ 二次転写ローラ
３４ 二次転写対向ローラ
３０５ 転写装置
３０５ａ 転写ドラム
３０５ｂ 転写ブラシ帯電器
３０５ｆ 記録材担持シート（記録材担持体）
Ｐ 転写材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などのカラー複写機、カラープリンタなどとされる多色画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を、現像器を切り替えて現像し、多色画像を得る多色画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用したフルカラーの、所謂、多色の画像形成装置は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像器を備える回転式現像装置と、第１の像担持体としての感光体ドラムとを備え、感光体ドラムを帯電して、光ビームで露光を行って感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像装置にて現像してトナー像として可視化し、第１色目のトナー像を得る。この第１色目のトナー像は、第２の像担持体としての記録材担持体上に保持された記録媒体上に転写し、第１色目の転写工程を行う。同様にして引き続き残り３色のトナー像も記録媒体上に転写工程を行い、記録媒体上にこれら４色のトナー像を重ね合わせ、所謂、多色転写方式にてフルカラー画像を得る。
【０００３】
近年、多様な記録媒体に対応するため、トナー像を一度、絶縁性又は中抵抗の第２の像担持体としての中間転写体上に多重転写した後、記録媒体上に一括転写する中間転写方式を用いたカラー画像形成装置がある。このような多色画像形成装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
図１０に、特許文献１に記載する画像形成プロセスを採用した中間転写方式を用いた多色画像形成装置の一例を示す。
【０００５】
本例にて、像担持体としての感光体ドラム１の周りに、レーザー露光手段５１を備えた露光装置３、第１帯電ローラ４、クリーニング手段５、回転可能な回転式現像装置１０、中間転写ベルト（中間転写体）３０が配置されている。
【０００６】
また、回転式現像装置１０は、Ｒ２方向に回転可能とされる回転体１５を備え、この回転体１５に、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を搭載している。ここで感光体ドラム１は、本例では直径６０ｍｍのドラム形状とされる。
【０００７】
図１０において、感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒ１方向に回転され、感光体ドラム１の表面が第１帯電ローラ４により帯電される。次に、露光装置３により感光体ドラム１の表面に１色目の静電潜像が形成される。
【０００８】
回転式現像装置１０は、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４のいずれかの選択された現像器が感光体ドラム１と対向した現像位置に配置される。
【０００９】
感光体ドラム１上の静電潜像は、現像位置に位置した現像器によって現像され、可視像、即ち、トナー像が形成される。得られたトナー像は、一次転写手段６により中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００１０】
上記の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の中間転写ベルト３０上への一次転写が、４色のトナーについて順次行われ、これによって中間転写ベルト３０上には４色重ねのカラーのトナー像Ｔが形成される。
【００１１】
次に、これらのトナー像Ｔは、二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３０とによってＲ３方向に搬送される記録媒体である転写材Ｐに一括して二次転写される。カラーのトナー像Ｔが転写された転写材Ｐは不図示の定着装置に搬送され、転写材Ｐヘのトナーの定着が行われる。
【００１２】
ここで、中間転写ベルト３０は、本例では直径１８０ｍｍとされており、従って、この中間転写ベルト３０を用いてＡ３サイズの画像形成を行う場合には、感光体ドラム１からトナー像を転写されない非画像領域は、中間転写ベルト３０の周上の約１４５ｍｍ（中間ベルト周長約５６５．５ｍｍ、Ａ３サイズ画像領域４２０ｍｍ）の領域となる。
【００１３】
ところで、二次転写によって転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが、転写後において中間転写ベルト３０上に残る。
【００１４】
この中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、中間転写ベルト３０上にある第２帯電ローラ３１及びバイアス電源４０を用いて感光体ドラム１の帯電電位と逆極性に帯電させて、感光体ドラム１に戻して、感光体ドラム１に対して配置されたクリーニング手段、即ち、クリーナ５により回収する。
【００１５】
ところで、一次転写後に感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０に一次転写されなかったトナーが残留する。この感光体ドラム１上の残留トナーは、現像した各現像器で回収され、その後の現像に使用される。
【００１６】
また、二次転写後に転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが中間転写ベルト３０上に残る。これらの中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、上述のように、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段としての上記第２帯電ローラ３１を用いて回収される。
【００１７】
ここで、上記の一次転写、二次転写の構成について説明する。
【００１８】
感光体ドラム１が負極性のＯＰＣ（有機光半導体）感光体である場合、トナーとしては負極性トナーが用いられる。
【００１９】
中間転写ベルト３０は、厚さ１００〜２００μｍ、抵抗値１０8Ω・ｃｍ〜１０16Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを用いて無端状に形成したものであり、二次転写対向ローラ３４、駆動ローラ３５、従動ローラ３６等に掛け渡されて、Ｒ５方向に回動される。
【００２０】
一次転写ローラ３２には、抵抗値が１０5Ω・ｃｍ以下の低抵抗ローラを用いるのが一般的である。一次転写ローラ３２とバイアス電源４０とによって一次転写手段６を構成している。
【００２１】
次に、二次転写ローラ３３、二次転写対向ローラ３４、バイアス電源４２等によって構成された二次転写手段７によって、転写材Ｐに対するトナー像の二次転写を行う。二次転写は、中間転写ベルト３０の内側に、接地または適当なバイアスを印加した低抵抗の二次転写対向ローラ３４を対向電極として配置し、これと外側に配置した低抵抗の二次転写ローラ３３とで中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップ部を構成し、二次転写ローラ３３に対してバイアス電源４２によって正極性の転写バイアスを印加し、この二次転写ローラ３３を転写材Ｐの裏面側から当接させることによって行う。
【００２２】
上記の一次転写が終了した感光体ドラム１は、表面に残った一次転写残トナーはクリーナ５により除去回収され、次の画像形成となる。
【００２３】
一方、上記の二次転写が終了した二次転写残トナーは、前述の通り、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段３１を用いて回収される。
【００２４】
なお、中間転写体としては、上記の中間転写ベルト３０の他に中間転写ローラ或いはドラムなどもあるが、一般的に中間転写ベルト３０は、この中間転写ローラなどに比べて、配置の自由度の高さ、二次転写後の転写材Ｐの分離性の良さ（曲率分離が可能）という点において優れている。
【００２５】
又一方で、より高寿命な感光体や簡易構成を達成するために、廃トナーレスを実現する方法が知られている。
【００２６】
この廃トナーレスの手段としては、クリーナーレスの電子写真方法が挙げられる。クリーナーレスの例として、転写残トナーを均して非パターン化し、所謂、ゴーストが出ないようにする方法や、転写工程で転写されきらず感光体表面に残留した、所謂、転写残現像剤（転写残トナー）を次の現像工程において現像手段内に回収し再利用する、所謂、現像兼回収方式の電子写真方法がある。
【００２７】
このような現像兼回収方式の電子写真方法は、特許文献２などに開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３２７１９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上記画像形成装置に、廃トナーレス（クリーナーレス）方式を組み合わせて利用しようとすると、回収トナー同士の混色や転写残トナーを現像装置により回収する工程に余分な時間が必要となると言った問題が生じてしまった。
【００２９】
回収工程に要する感光体ドラムの回転が必要である場合、１画像形成当たりの回転時間が延長され感光体ドラムの摩耗を増加させ、感光体ドラムの高寿命が成立しなくなってしまう。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、複数の現像器を備え、トナー再利用を行う際に、転写残トナーを混色させることなく、最低限の像担持体の回転により転写残トナーを回収し、長寿命な多色画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的は本発明に係る多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様によれば、第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置が提供される。
【００３２】
本発明の第２の態様によれば、第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとし、前記現像器の切替時間をＤｃｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、再転写による現像剤の混色のない鮮明な画像で、画像形成の生産性を向上し、長期の感光体寿命を達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る多色画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３５】
実施例１
図１は、本発明に係る多色画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。
【００３６】
本実施例にて、多色画像形成装置は、第１の像担持体としての感光体ドラム１の周りに、露光装置３、一次帯電手段としての帯電装置４、現像装置１０、第２の像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）３０が配置されている。現像装置１０は、本実施例では、感光体ドラム１の周りに並置されたシアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４にて構成されている。
【００３７】
また、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４は、帯電装置４が位置する帯電位置を０度としたときに、感光体ドラム上の位置としては、８０度、１２０度、１６０度、２００度の位置に順次配されている。そして、各現像器は、必要に応じて駆動手段（図示せず）により、感光体ドラム１に近接し現像作動を行う現像作動位置と、感光ドラム１から離間し現像作動を行わない現像非作動位置との間で移動自在とすることができる。
【００３８】
本実施例にて、感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒ１方向に回転され、感光体ドラム１の表面が帯電装置４により帯電される。次に、露光装置３により感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【００３９】
現像装置１０は、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体、即ち、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４のいずれかの選択された現像器が現像作動位置に移動され、及び／又は、現像作動状態とされ、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像する。このとき、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａには所定の現像バイアスが印加される。
【００４０】
本実施例では、感光体ドラム１上の静電潜像は、現像位置に位置した現像器によって現像され、トナー像として可視化される。得られたトナー像は、一次転写手段６により中間転写ベルト３０上に一次転写される。中間転写ベルト３０は、ローラ３５、３６及び二次転写位置に配置されたローラ（二次転写対向ローラ）３４に巻回されて、矢印Ｒ５方向に回動されている。
【００４１】
上記の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の中間転写ベルト３０上への一次転写が、４色のトナーについて順次行われ、これによって中間転写ベルト３０上には４色重ねのカラーのトナー像が形成される。従って、中間転写ベルト３０上には、感光体ドラム１から転写されたトナー像領域（画像部領域）Ｔと、非画像部領域Ｔｗとが存在する。
【００４２】
次に、これらのトナー像は、二次転写ローラ３３と二次転写対向ローラ３４が配置された二次転写位置にて、二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３０とによってＲ３方向に搬送される記録媒体である転写材Ｐに一括して二次転写される。二次転写位置は、帯電位置を０度として感光体ドラム１上の位置としては、２４０度の位置に配されている。
【００４３】
カラーのトナー像が転写された転写材Ｐは、搬送部３７を介して定着装置３８に搬送され、転写材Ｐヘのトナーの定着が行われる。
【００４４】
ところで、一次転写後に感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０に一次転写されなかったトナーが残留する。この感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体ドラム１と、現像ローラ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａとの間の静電気力により、現像した各現像器で回収され、その後の現像に使用される。
【００４５】
また、二次転写後に転写材Ｐに二次転写されなかったトナーが中間転写ベルト３０上に残る。これらの中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーは、上述のように、中間転写ベルト３０上にある中間転写ベルト清掃手段としての第２帯電ローラ３１を用いて回収される。
【００４６】
ここで、本実施例にて画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１は直径３０ｍｍ、中間転写ベルトは直径１８０ｍｍ、現像装置の切替時間は２５ｍｓｅｃである。
【００４７】
これにより、感光体ドラム１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、中間転写ベルト３０上には、Ａ３サイズのトナー像（画像部領域）Ｔが形成されるとすると、中間転写ベルト３０が、画像部領域終端部から次の画像部領域先端部までの非画像部領域Ｔｗに至るに要する時間、即ち、非画像部領域時間Ｔｗｔは、
非画像領域時間（Ｔｗｔ）＝非画像領域（Ｔｗ）÷装置画像形成速度（ＰＳ）
である。
【００４８】
また、上述のように、感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体ドラム１が１回転する間に現像した各現像器で回収される。
【００４９】
従って、感光体ドラム１の周長時間、即ち、感光体ドラム１の１回転分の周長時間が、残留現像剤回収時間（Ｄｒｔ）とされる。即ち、
像担持体の周長回転時間（像担持体一回転分）＝残留現像剤回収時間（Ｄｒｔ）
である。
【００５０】
本実施例にて、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
であり、従って、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃ
が成立する。
【００５１】
図２は、上記構成とされる本実施例の画像形成装置における各手段の動作を示したタイミングチャートである。なお、図２には、二次転写以降のタイミングは省略されている。
【００５２】
図２にて、横軸は時間（ｍｓｅｃ）であり、また、各手段の位置を、感光体ドラム１の一次帯電装置４による帯電位置を０°とした場合の感光体ドラム１上の相対角度で示しており、横軸に沿ってそれぞれの手段のＯＮ／ＯＦＦを示している。
【００５３】
又、例えば、シアン色現像器１１による現像を例にとって説明すると、Ｃｔｏｐ、Ｃｅｎｄは、シアン色によるトナー像の画像領域先端と後端を示している。例えば、シアントナー像（Ｃ）の画像先端であるＣｔｏｐは、帯電位置において２５ｍｓｅｃ上に、潜像位置では５０ｍｓｅｃ、Ｃ現像位置では７５ｍｓｅｃ、転写位置では、１２５ｍｓｅｃのタイミングとなることを示している。ａ、ｂは、それぞれ画像領域と非画像領域であり、ａ＝１０００ｍｓｅｃ、ｂ＝（残留トナー回収時間）＝Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃとなっている。
【００５４】
今時間軸０から一色目であるシアン（Ｃ）の画像形成が始まり、感光体ドラム１が回転を開始する。ここで電源の立ち上がりなどの関係から、帯電は途中でＯＦＦされることなく、２５ｍｓｅｃから画像形成終了までＯＮし続け、感光体ドラム１上を一様の電位に帯電する。
【００５５】
次に、回転開始から５０ｍｓｅｃで、感光体ドラム１上に静電潜像が描かれる。感光体ドラム１上の静電潜像が、回転により現像位置に到達する７５ｍｓｅｃから現像が開始され、感光体ドラム１上に静電潜像にしたがってトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１の回転により回転開始後１２５ｍｓｅｃに、一次転写手段６が配置された一次転写部、即ち、感光体ドラム１と転写対向部（転写ニップ）にシアンの画像領域先端Ｃｔｏｐが到達し、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００５６】
画像形成開始後１０２５ｍｓｅｃ後、潜像形成手段（露光装置３）による画像領域後端Ｃｅｎｄの書き込みがなされる。又、二色目のマゼンタ（Ｍ）の画像領域先端Ｍｔｏｐは、ＣｅｎｄからＴｗｔ後（３２０ｍｓｅｃ）の１３４５ｍｓｅｃから、書き込みが開始される。
【００５７】
１０５０ｍｓｅｃ時に、前記の画像領域後端Ｃｅｎｄは現像に到達し、現像工程が終了する。同時に現像手段は、回収工程となる。回収工程は前記の通り、感光体ドラム一周分＝２２４ｍｓｅｃ＝Ｄｒｔである（制御ソフトウェアの仕様上、制御可能な最小時間単位は２５ｍｓｅｃであり、タイミングチャート上は２５０ｍｓｅｃとなっている）。回収工程終了後１３００ｍｓｅｃに、現像器は次色に切り替えられ、次色マゼンタの画像形成に備え、以降順次画像形成がなされる。
【００５８】
これに対して中間転写ベルト３０上にシアンの画像領域後端Ｃｅｎｄは、画像形成開始後１１２５ｍｓｅｃに到達する。この時中間転写ベルト上のトナー像のＣｔｏｐとＣｅｎｄの最短距離（非画像領域）は、前記の構成から算出される通り１４５ｍｍであり、画像形成速度から算出される非画像領域形成時間：Ｔｗｔは、３４５ｍｓｅｃである。感光体ドラム１上の一次転写残留トナーは、このＴｗｔの間にシアン色現像器１１に回収され、回収終了と同時にマゼンタ色現像器１１により次の画像形成が開始される。これにより回収工程において感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０上のシアントナー像の再転写を受けることなく、現像器を切り替えられる。同様の工程が、イエロー画像、ブラック画像形成においても行われる。
【００５９】
以上のように、本実施例によれば、感光体ドラム１上の一次転写残留トナーの回収にかかる回収工程による回転時間を最小限に抑えることで画像形成の生産性を高め、更に多色のトナー像による中間転写体からの再転写を防止することができる。
【００６０】
本発明が適用できる画像形成装置は、例えば感光体、誘電体などの像担持体上に電子写真方式、静電記録方式などによって画像情報信号に対応した潜像を形成し、この潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を紙などの記録材に転写し、定着手段にて永久像にする構成のものであればよい。
【００６１】
又、実施例中ではＡ３サイズの画像形成で説明しているが、Ａ４サイズの画像形成では中間転写体ベルト３０上に二枚分の画像を形成することとなる。この時のＴｗは、２枚目の画像領域後端から１枚目の画像領域先端までとすることで、Ａ３サイズと同様に考えることで適応可能である。なお、Ａ４サイズ一枚のみの画像形成ではＴｗは、中間転写ベルト周長５６５．５ｍｍ−Ａ４サイズ２１０ｍｍであり、Ｔｗｔを十分に大きくすることができる。
【００６２】
実施例２
図３は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、回転式現像装置を備えている。
【００６３】
本実施例の多色画像形成装置は、先に、図１０を参照して説明した従来の画像形成装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。
【００６４】
本実施例にて、多色画像形成装置は、感光体ドラム１と、露光装置３と、一次帯電手段４と、シアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を回転体１５に搭載した回転式現像装置１０と、中間転写ベルト３０と、二次転写ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４とを有する。
【００６５】
図３にて、中間転写ベルト３０上には、中間転写ベルト２０上に転写されたＡ３サイズのトナー像領域Ｔと、中間転写ベルト２０上の非画像部領域Ｔｗとが存在する。
【００６６】
ここで、本実施例においても、画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１は直径３０ｍｍ、中間転写ベルト３０は直径１８０ｍｍ、回転式現像装置１０の切替時間（Ｄｃｔ）は２５ｍｓｅｃである。これにより、感光体ドラム１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、本実施例にて、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
Ｄｃｔ＝２５ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃ
が成立する。
【００６７】
図４は、上記構成とされる本実施例の画像形成装置における各手段の動作を示したタイミングチャートである。なお、図４には、二次転写以降のタイミングは省略されている。
【００６８】
図４にて、横軸は時間（ｍｓｅｃ）であり、また、各手段の位置を、感光体ドラム１の一次帯電装置４による帯電位置を０°とした場合の感光体ドラム１上の相対角度で示しており、横軸に沿ってそれぞれの手段のＯＮ／ＯＦＦを示している。
【００６９】
又、例えば、シアン色現像器１１による現像を例にとって説明すると、Ｃｔｏｐ、Ｃｅｎｄは、シアン色によるトナー像の画像領域先端と後端を示している。例えば、シアントナー像（Ｃ）の画像先端であるＣｔｏｐは、帯電位置において２５ｍｓｅｃ上に、潜像位置では５０ｍｓｅｃ、Ｃ現像位置では７５ｍｓｅｃ、転写位置では、１２５ｍｓｅｃのタイミングとなることを示している。ａ、ｂはそれぞれ画像領域と非画像領域であり、ａ＝１０００ｍｓｅｃ、ｂ＝（残留トナー回収時間）＋（現像切替時間）＝Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃとなっている。
【００７０】
今時間軸０から一色目であるシアン（Ｃ）の画像形成が始まり、感光体ドラム１が回転を開始する。ここで電源の立ち上がりなどの関係から、帯電は途中でＯＦＦされることなく、２５ｍｓｅｃから画像形成終了までＯＮし続け、感光体ドラム１上を一様の電位に帯電する。
【００７１】
次に、回転開始から５０ｍｓｅｃで、感光体ドラム１上に静電潜像が描かれる。感光体ドラム１上の静電潜像が、回転により現像位置に到達する７５ｍｓｅｃから現像が開始され、感光体ドラム１上に静電潜像にしたがってトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１の回転により回転開始後１２５ｍｓｅｃに、一次転写手段６が配置された一次転写部、即ち、感光体ドラム１と転写対向部（転写ニップ）にシアンの画像領域先端Ｃｔｏｐが到達し、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００７２】
画像形成開始後１０２５ｍｓｅｃ後、潜像手段による画像領域後端Ｃｅｎｄの書き込みがなされる。又、二色目のマゼンタ（Ｍ）の画像領域先端Ｍｔｏｐは、ＣｅｎｄからＴｗｔ（３４５ｍｓｅｃ＝制御上３５０ｍｓｅｃ）後の１３７５ｍｓｅｃから、書き込みが開始される。
【００７３】
１０５０ｍｓｅｃ時に、前記の画像領域後端Ｃｅｎｄは現像に到達し、現像工程が終了する。同時に現像手段は、回収工程となる。回収工程は前記の通り、感光体ドラム一周分＝２２４ｍｓｅｃ＝Ｄｒｔである（制御ソフトウェアの仕様上、制御可能な最小時間単位は２５ｍｓｅｃであり、タイミングチャート上は２５０ｍｓｅｃとなっている）。回収工程終了後１３００ｍｓｅｃに、現像器は次色に切り替えられ、次色マゼンタの画像形成に備え、以降順次画像形成がなされる。なお、この時回転式現像装置１０による現像器の切り替え時間Ｄｃｔは、２５ｍｓｅｃとなる。
【００７４】
これに対して、中間転写ベルト３０上にシアン（Ｃ）の画像領域後端Ｃｅｎｄは、画像形成開始後１１２５ｍｓｅｃに到達する。この時、中間転写ベルト３０上のトナー像のＣｔｏｐとＣｅｎｄの最短距離（非画像領域）は、前記の構成から算出される通り１４５ｍｍであり、画像形成速度から算出される非画像領域形成時間：Ｔｗｔは、３４５ｍｓｅｃである。感光体ドラム１上の一次転写残留トナーは、このＴｗｔの間にシアン色現像器１１に回収され、次のマゼンタ色現像器１２に切り替えられている。これにより回収工程において感光体ドラム１上には中間転写ベルト３０上のシアントナー像の再転写を受けることなく、現像器を切り替えられる。
【００７５】
又、現像器が、現像剤担持体としての現像スリーブ内に複数の磁極を備えた磁界発生手段、即ち、マグネットローラを備えた構成とされる場合には、上述のように、感光体ドラム１と現像スリーブとの間の静電気力の作用に加うるに、マグネットローラの磁極位置を、感光体ドラム上の非画像領域においては画像形成時の磁極位置と異なる配置とすることにより転写残トナーの回収効率を向上させることができる。
【００７６】
つまり、シアン色現像器１１を例に挙げて説明すると、図５は、シアン色現像器１１が現像状態にあり、又、図６は、シアン色現像器１１が転写残トナー回収状態にあるのを示す。
【００７７】
図５の現像状態では、現像スリーブ１１ａ内に設けられたマグネットローラ１１ｂは、磁極Ｎが感光体ドラム１に対向しており、図６の転写残トナー回収状態では、マグネットローラ１１ｂは、磁極Ｓが感光体ドラム１に対向している。
【００７８】
このように、本実施例では、マグネットローラ１１ｂを回転させ、感光体ドラム１に対向する磁極を変更しているが、感光体ドラム１に対して回収効率が高まる磁極を対向させることが可能となる構成であれば、これ以外の構成とすることも可能である。
【００７９】
例えば、図７に示すように、現像器１１そのものの感光体ドラムに対する当接角度を変更する構成でもよい。
【００８０】
つまり、図７にて、現像スリーブ１１ａの感光体ドラム１に対する当接位置を、現像時の当接位置ａから、転写残トナー回収時の当接位置ｂへと変更することができる。
【００８１】
上記各実施例は、トナーと磁極の組み合わせの一例を示すものであり、極性の異なるトナー、磁極構成の異なる現像スリーブ１１ａを用いる時はそれに最適化された構成を取ることで適用が可能である。
【００８２】
以上のように、本実施例によれば、感光体ドラム１上の一次転写残留トナーの回収にかかる回収工程による回転時間を最小限に抑えることで画像形成の生産性を高め、更に多色のトナー像による中間転写体からの再転写を防止することができる。加えて、転写残トナー回収時に感光体ドラム１に対向する磁極位置を変更することにより、転写残トナーの回収効率を向上させることが可能になった。
【００８３】
又、実施例中ではＡ３サイズの画像形成で説明しているが、実施例１と同様にＡ４サイズの画像形成では中間転写体ベルト上に二枚分の画像を形成することとなる。この時のＴｗは、２枚目の画像領域後端から１枚目の画像領域先端までとすることで、Ａ３サイズと同様に考えることができ適応可能である。なお、Ａ４サイズ一枚のみの画像形成ではＴｗは、中間転写ベルト周長５６５．５ｍｍ−Ａ４サイズ２１０ｍｍであり、十分にＴｗｔを大きくすることができる。
【００８４】
実施例３
図８は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、中間転写体を使用せず、直接転写材に転写を行う構成とされる。
【００８５】
本実施例にて、多色画像形成装置は、デジタルカラー画像リーダ部ＲＥを上部に、デジタルカラー画像プリンタ部ＰＲを下部に有している。
【００８６】
本実施例にて、リーダ部ＲＥは、露光装置３００を構成しており、この露光装置３００は、原稿３３０が載置される原稿台ガラス３３１、この原稿台ガラス３３１上の原稿３３０を走査する露光ランプ３３２、露光ランプ３３２の走査した原稿３３０の反射光像を集光するレンズ３３３、及び集光された反射光像が入射されるＣＣＤなどのフルカラーセンサ３３４を備えている。
【００８７】
そして、不図示のコピー・キーが押されると、原稿３３０からの光像が入射されたフルカラーセンサ３３４は、光像を多数の画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を発生してカラー色分解画像信号を得る。そして、カラー色分解画像信号は、増幅器を介してビデオ処理ユニットにて処理を施され、プリンタ部ＰＲに送出される。
【００８８】
また、プリンタ部ＰＲは、像担持体としての感光体ドラム３０１の周囲に、図示矢印Ｒ１の回転方向に沿って前露光ランプ３１１と、第１の帯電手段としてのコロナ帯電器３０２と、表面電位センサ３１２と、シアン色現像器３０４Ｃ、マゼンタ色現像器３０４Ｍ、イエロー色現像器３０４Ｙ、ブラック色現像器３０４Ｋの色の異なる４個の現像器と、感光体ドラム３０１上の光量を検知する光量検知手段３１３と、転写装置３０５とを配置した構成で、感光体ドラム３０１は、表面の光導電層をアモルファスシリコン、セレン、ＯＰＣなどで形成されている。
【００８９】
また、上記露光装置３００を構成するレーザ露光光学系３０３は、リーダ部ＲＥからの画像信号を、不図示のレーザ出力部によってイメージスキャン露光の光信号に変換し、変換されたレーザ光Ｅをポリゴンミラー３０３ａで反射し、レンズ３０３ｂ及びミラー３０３ｃを通って感光体ドラム３０１の表面に投影する。
【００９０】
プリンタ部ＰＲでは画像形成時に、感光体ドラム３０１を図示矢印Ｒ１方向に回転させ、先ず、感光体ドラム３０１を第２の帯電手段としてのポスト帯電器３５０によりマイナスに帯電させ、前露光ランプ３１１により除電した後、コロナ帯電器３０２によりマイナスに一様に帯電させる。その後、画像情報信号に対応して各分解色毎にレーザ光Ｅを照射し、静電潜像を形成する。なお、ポスト帯電器３５０には、−３００Ｖの直流電圧にＶｐｐの交流電圧を重畳したものが印加される。
【００９１】
次に、シアン色現像器３０４Ｃ、マゼンタ色現像器３０４Ｍ、イエロー色現像器３０４Ｙ、ブラック色現像器３０４Ｋの中の所定の現像器を動作させて感光体ドラム３０１上の静電潜像をトナーとキャリアからなる二成分現像剤によって反転現像し、感光体ドラム３０１上に樹脂を基体とした負に帯電されたトナー画像（可視画像）を形成する。現像器３０４Ｃ、３０４Ｍ、３０４Ｙ、３０４Ｋは、それぞれ、偏心カム３２４Ｃ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光体ドラム３０１に接近するようにしている。なお、反転現像とは、レーザ光Ｅが照射された感光体ドラム３０１の静電潜像形成領域に、静電潜像と同極性に帯電したトナーを付着させて、静電潜像を可視化する現像方法である。
【００９２】
さらに、転写装置３０５は、搬送系によって記録材カセット３０７より供給される記録媒体としての転写材Ｐに感光体ドラム３０１上のトナー画像を感光体ドラム３０１と対向した位置において転写させる。転写装置３０５は、回転駆動されるように軸支された記録材担持体としての転写ドラム３０５ａと、転写手段としての転写ブラシ帯電器３０５ｂと、記録材を静電吸着させるための吸着ブラシ帯電器３０５ｃ、この吸着ブラシ帯電器３０５ｃに対向する吸着ローラ３０５ｇ、内側帯電器３０５ｄと、外側帯電器３０５ｅと、分離帯電器３０５ｈと、転写剥れセンサ３０５ｉとを有し、転写ドラム３０５ａの周面開口域には、ポリカーボネートなどの誘電体シートからなる記録材担持シート３０５ｆが円筒状に一体的に張設されている。
【００９３】
そして、記録材担持シート３０５ｆに担持されている転写材Ｐは、転写ドラム３０５ａを回転させるに伴って転写ブラシ帯電器３０５ｂによって帯電され、これにより感光体ドラム３０１上のトナー画像が転写される。このようにして転写材Ｐに所望色のトナー画像の転写をし終えると、転写材Ｐは転写ドラム３０５ａから分離爪３０８ａ、分離押し上げコロ３０８ｂおよび分離帯電器３０５ｈの作用によって分離し、熱定着器３０９によって表面のトナー画像が定着された後、トレイ３１０上に排紙され、フルカラー画像として供される。
【００９４】
トナー画像を転写材Ｐに転写した感光体ドラム３０１上には、転写残トナーが存在し、これは現像器３０４Ｃ、３０４Ｍ、３０４Ｙ、３０４Ｋにより回収される。
【００９５】
ここで、本実施例にて、画像形成装置の画像形成速度ＰＳは４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム３０１は直径３０ｍｍ、転写ドラム３０５ａは直径１８０ｍｍとされる。なお、本実施例にて、現像装置の切替時間は、現像装置の構成上考えなくて良い。
【００９６】
本実施例では、感光体ドラム３０１の一周分の周長は約９４ｍｍであり、従って、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＝２２４ｍｓｅｃ
が成立する。
【００９７】
本実施例では、以上の構成を取ることにより、実施例１と同様の各手段の動作タイミングを取ることが可能となり、生産性を維持することと再転写を防ぐことができる。
【００９８】
実施例４
図９は、本発明に係る多色画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例では、多色画像形成装置は、実施例３と同様に、中間転写体を使用せず、直接転写材に転写を行う構成とされる。ただ、本実施例では、多色画像形成装置は、回転式現像装置１０を備えている。
【００９９】
本実施例の多色画像形成装置は、先に、実施例３の画像形成装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。また、本実施例の回転式現像装置１０は、先に、図１０を参照して説明した画像形成装置及び実施例２の画像形成装置にて使用される回転式現像装置と同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。
【０１００】
本実施例にて、多色画像形成装置は、デジタルカラー画像リーダ部ＲＥを上部に、デジタルカラー画像プリンタ部ＰＲを下部に有している。
【０１０１】
プリンタ部ＰＲは、像担持体としての感光体ドラム３０１、一次帯電手段３０２、及び、回転式現像装置１０を有する。回転式現像装置１０は、回転体１５にシアン（Ｃ）色現像器１１、マゼンタ（Ｍ）色現像器１２、イエロー（Ｙ）色現像器１３、ブラック（Ｋ）色現像器１４を搭載している。
【０１０２】
本実施例の構成においても、前記関係式の構成を選択すれば、本発明を適用することが可能である。
【０１０３】
すなわち、画像形成装置の画像形成速度ＰＳを４２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム３０１は直径３０ｍｍ、転写ドラム３０５ａは直径１８０ｍｍ、本回転式現像装置１０の切替時間は２５ｍｓｅｃである。これにより感光体ドラム３０１の一周分の周長は約９４ｍｍとなり、
Ｔｗｔ＝１４５ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝３４５ｍｓｅｃ
Ｄｒｔ＝９４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝２２４ｍｓｅｃ
Ｄｃｔ＝２５ｍｓｅｃ
であり、
３４５ｍｓｅｃ＝Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ＝２４９ｍｓｅｃ
が成立する構成をとる。
【０１０４】
以上のように、転写担持体方式と回転現像装置の構成においても、本発明を適応することが可能であり、実施例１、２、３と同様の作用効果を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る多色画像形成装置の実施例１の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の多色画像形成装置の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係る多色画像形成装置の実施例２の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２の多色画像形成装置の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施例２の現像器の現像位置における磁極位置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例２の現像器の回収位置における磁極位置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例２の現像器の回収位置の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る多色画像形成装置の実施例３の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明に係る多色画像形成装置の実施例４の概略構成を示す断面図である。
【図１０】従来の多色画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、３０１ 感光体ドラム（第１の像担持体）
３、３００ 露光装置
４ 第１帯電ローラ
６ 第１の転写手段（一次転写手段）
７ 第２の転写手段（二次転写手段）
１０ 回転式現像装置
１１、３０４Ｃ シアン色現像器
１１ａ 現像スリーブ（現像剤担持体）
１１ｂ マグネットローラ（磁界発生手段）
１２、３０４Ｍ マゼンタ色現像器
１３、３０４Ｙ イエロー色現像器
１４、３０４Ｋ ブラック色現像器
１５ 回転体
３０ 中間転写ベルト（第２の像担持体）
３１ 第２帯電ローラ
３２ 一次転写ローラ
３３ 二次転写ローラ
３４ 二次転写対向ローラ
３０５ 転写装置
３０５ａ 転写ドラム
３０５ｂ 転写ブラシ帯電器
３０５ｆ 記録材担持シート（記録材担持体）
Ｐ 転写材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】
第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとし、前記現像器の切替時間をＤｃｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の現像器は、前記第１の像担持体の回りに並置され、前記第１の像担持体の回動方向に対して、現像を開始する順に上流側から順に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の多色画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の現像器は、前記第１の像担持体に対して対向して配置された回転体に搭載され、前記回転体を回転することによって、現像器の切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２の多色画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器の切り替えは、先の画像形成に使用された現像器に対する前記第１の像担持体上の転写残トナーの回収が終了した後、次の画像形成を行う現像器に切り替えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の多色画像形成装置。
【請求項６】
前記現像器は、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段を備え、前記第１の像担持体上の転写残トナーを回収するに際して、前記磁界発生手段の前記第１の像担持体に対する磁極配置を、現像時とは異なる磁極配置とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の多色画像形成装置。
【請求項７】
前記現像器は、前記第１の像担持体上の転写残トナーを回収するに際して、前記第１の像担持体に対する配置を、現像時の前記第１の像担持体に対する配置とは異なる配置とすることを特徴とする請求項６の多色画像形成装置。
【請求項１】
第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】
第１の像担持体に静電潜像を形成し、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、それぞれ異なる色の現像剤を収容した複数の現像器の中の選択された現像器にて前記静電潜像を現像してトナー像とし、このトナー像を中間転写体或いは記録媒体とされる第２の像担持体に転写手段により転写し、前記第１の像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像剤担持体と前記第１の像担持体との間の静電気力により前記現像に使用した現像器に回収し、その後、他の現像器を使用した次の画像形成に移行することを繰り返し、前記第２の像担持体上にトナー像を重ね転写して多色画像を形成する多色画像形成装置であって、
前記第２の像担持体上の画像領域終端部から次の画像領域先端部までの非画像領域をＴｗ、画像形成速度をＰＳ、非画像領域時間をＴｗｔとし、前記第１の像担持体の１回転分の周長回転時間とされる転写残トナー回収時間をＤｒｔとし、前記現像器の切替時間をＤｃｔとしたとき、次式
Ｔｗｔ＞Ｄｒｔ＋Ｄｃｔ、ただし
Ｔｗｔ＝Ｔｗ÷ＰＳ
となる装置構成であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の現像器は、前記第１の像担持体の回りに並置され、前記第１の像担持体の回動方向に対して、現像を開始する順に上流側から順に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の多色画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の現像器は、前記第１の像担持体に対して対向して配置された回転体に搭載され、前記回転体を回転することによって、現像器の切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２の多色画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器の切り替えは、先の画像形成に使用された現像器に対する前記第１の像担持体上の転写残トナーの回収が終了した後、次の画像形成を行う現像器に切り替えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の多色画像形成装置。
【請求項６】
前記現像器は、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段を備え、前記第１の像担持体上の転写残トナーを回収するに際して、前記磁界発生手段の前記第１の像担持体に対する磁極配置を、現像時とは異なる磁極配置とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の多色画像形成装置。
【請求項７】
前記現像器は、前記第１の像担持体上の転写残トナーを回収するに際して、前記第１の像担持体に対する配置を、現像時の前記第１の像担持体に対する配置とは異なる配置とすることを特徴とする請求項６の多色画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−６５１１７（Ｐ２００６−６５１１７Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４９１６２（Ｐ２００４−２４９１６２）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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