CN1892481A - 图像形成装置及图像形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像形成装置，不增加彩色图像形成时间，并可降低旋转显影体的驱动电动机的角加速度，从而可降低电力消耗，同时，减少振动或噪音。根据本发明的图像形成装置，包括：旋转显影体，内置有多个第一显影器；第二显影器，设置于上述旋转显影体的外部；感光体，通过与第一显影器以及上述第二显影器抵靠而将色调剂图像进行显影；以及驱动电动机，用于使上述旋转显影体旋转。其中，从由第一显影器进行的显影转向由第二显影器进行的显影时、以及从由第二显影器进行的显影转向由第一显影器进行的显影时的旋转显影体的角加速度被设定成：小于从由第一显影器进行的显影转向由邻接的其他第一显影器进行的显影时的旋转显影体的角加速度。

Description

图像形成装置及图像形成方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置及图像形成方法，特别是使用旋转显影体形成彩色图像的图像形成装置及图像形成方法。

背景技术

一般情况下，在形成彩色图像的图像形成装置中，使用青色、品红、以及黄色三种彩色色调剂和黑色色调剂四种色调剂。

使用这四种色调剂形成彩色图像的方法有很多种，但是，根据图像形成装置的小型化等要求，广泛使用将四种色调剂或三种彩色色调剂的显影器等间隔地安装于旋转显影体上的形式。

将三种彩色色调剂的显影器安装在旋转显影体上时，需要与该旋转显影体分开地设置黑色显影器。但是，在办公室等，一般现在也是黑白图像的使用率最高，考虑黑色色调剂的补充等，将黑色显影器和彩色用旋转显影体分开的形式具有更多的优点。

在专利文件1、专利文件2中，均公开了涉及将黑色显影器和彩色用旋转显影体分开的图像形成装置的技术。

一般的图像形成装置中的彩色图像是通过将由四种色调剂形成的图像依次、重复地描绘在转印带或转印辊而形成的。因此，与黑白图像相比，彩色图像的形成时间要长一些。

并且，为了利用旋转显影体依次显影各彩色色调剂，需要在每次更换颜色时使旋转显影体旋转。如果将三种彩色色调剂的显影器安装于旋转显影体上时，一般相隔120度安装，但是，每次更换青色、品红、黄色时，都需要使旋转显影体旋转120度。这种旋转移动所消耗的时间也是延长彩色图像的形成时间的原因之一。

专利文件1和专利文件2均公开了以缩短彩色图像的形成时间为目的的技术。例如，在专利文件1中公开了如下技术：从固定式的黑色显影装置转移至旋转显影装置时、以及其相反的从旋转显影装置转移至黑色显影装置时不需用于更换两者的等待时间，从而缩短彩色图像的形成时间。

此外，专利文件2中公开了如下技术：将三种彩色中的一种与黑色同时显影，从而缩短彩色图像形成时间。

日本专利文献    特开平05-241420号公报

日本专利文献    特开平06-19271号公报

在将彩色色调剂的显影器设置于旋转显影体的图像形成装置中，缩短彩色图像形成时间的最有效方法之一就是提高旋转显影体的旋转速度。

通过在短时间内使以120度间隔设置的三种显影器的位置旋转，从而可以缩短更换颜色而耽搁的时间，其结果是，可以缩短彩色图像的形成时间。

为了在短时间内使旋转显影体旋转移动，需要提高用于驱动旋转显影体的驱动电动机的角加速度。

但是，如果要提高驱动电动机的角加速度，一般就会增大驱动电动机的电流消耗或功耗。并且，随着驱动而产生的振动或噪音也将增大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种图像形成装置以及图像形成方法，不增加彩色图像形成时间就可以降低旋转显影体的驱动电动机的角加速度、降低电力消耗的同时，减少振动或噪音。

为了解决上述问题，根据本发明第一方面的图像形成装置，包括：旋转显影体，内置有多个第一显影器；第二显影器，其设置于上述旋转显影体的外部；感光体，其通过抵靠上述第一显影器以及上述第二显影器而显影色调剂图像；以及驱动电动机，用于使上述旋转显影体旋转。从由上述第一显影器进行的显影转向由上述第二显影器进行的显影时、以及从由上述第二显影器进行的显影转向由上述第一显影器进行的显影时的上述旋转显影体的角加速度设定为：小于从由上述第一显影器进行的显影转向由邻接的其他上述第一显影器进行的显影时的上述旋转显影体的角加速度。

并且，为了解决上述问题，根据本发明第五方面的图像形成方法，其适用的上述图像形成装置包括：旋转显影体，内置有多个第一显影器；第二显影器，其设置于上述旋转显影体的外部；感光体，其通过抵靠所述第一显影器以及所述第二显影器而进行显影；以及驱动电动机，用于使所述旋转显影体旋转。关于该图像形成方法，从由上述第一显影器继续的显影转向由上述第二显影器进行的显影时、以及从由上述第二显影器进行的显影转向由上述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度设定为：小于从由上述第一显影器进行的显影转向由邻接的其他上述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度。

根据本发明的图像形成装置以及图像形成方法，不增加彩色图像形成时间，并降低了旋转显影体的驱动电动机的角加速度，从而可以降低电力消耗，并且减少振动或噪音。

附图说明

图1是示出根据本发明图像形成装置的实施方式的构成示意图；

图2是示出根据本发明图像形成装置的实施方式中旋转显影体和黑色显影器的位置关系的一例示意图；

图3是示出现有的图像形成装置中旋转显影体的旋转状况和色调剂图像的形成状况的图；

图4是示出根据本发明图像形成装置的实施方式中旋转显影体的彩色显影器的配置示例图；

图5是对根据本发明图像形成装置的实施方式中旋转显影体的旋转动作进行说明的第一图；以及

图6是对根据本发明图像形成装置的实施方式中旋转显影体的旋转动作进行说明的第二图。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的图像形成装置以及图像形成方法的实施方式。

(1)构成和基本操作

图1示出根据本发明实施方式的图像形成装置100的构成例示意图，图1(a)示出图像形成装置100的整体构成例示意图，图1(b)示出图像形成装置100中的、尤其是用于驱动旋转显影体2的驱动系统的构成例示意图。

如图1(a)所示，图像形成装置100包括：感光体1，用于在旋转圆周上形成静电潜影；黑色显影器4(第二显影器)，抵靠感光体1，并进行黑色图像的显影；旋转显影体2，内置有三色显影器(第一显影器)，即青色显影器5、品红显影器6、以及黄色显影器7；中间转印带3，用于通过一次转印部12转印显影于感光体1上的图像；二次转印部10，用于将转印在中间转印带3上的图像再转印至打印用纸上；定影部11，用于将转印在打印用纸上的图像进行定影；以及排纸部13，用于排出定影有图像的打印用纸。

除此以外，图像形成装置100还包括：供纸部15，用于供给打印用纸(白纸)；激光单元9，用于产生与图像数据的强度对应的激光；充电器8，用于对感光体1充电；曝光部14，用于将激光照射于充电的感光体1上，从而在感光体1上形成静电潜影；以及清洁刮板16，用于消除转印至中间转印带3后残留在感光体1上的色调剂。

另一方面，如图1(b)所示，旋转显影体2的驱动系统包括：驱动电动机22，其通过合适的连接结构(未图示)连接于旋转显影体2，并驱动旋转显影体2；以及电动机控制部20，用于生成对驱动电动机22进行控制的控制信号。并且，也可以设置成如下方式：在电动机控制部20和驱动电动机22之间设置用于限制控制信号的电流值的限流器21。

以下，对包括以上结构的图像形成装置100中的图像形成的基本操作进行说明。

首先，通过充电器8对感光体1充电。之后，通过曝光部14，将激光从激光单元9照射到充电的感光体1上，在感光体1上形成与黑色对应的静电潜影。

其次，黑色显影器4抵靠感光体1，并用黑色色调剂在感光体1上形成黑色色调剂图像。在一次转印部12中，形成于感光体1上的黑色色调剂图像被转印至中间转印带3。

在转印至中间转印带3上之后，表面上残留的黑色调剂被清洁刮板16消除之后，感光体1再次通过充电器8充电。

之后，在曝光部14中，在感光体1上形成对应于青色的潜影图像。

另一方面，在此期间，黑色显影器4离开感光体1，并且通过旋转显影体2(也可称为旋转体)的旋转，内设的青色显影器5移动至感光体1的显影位置(感光体1和旋转显影体2相接触的位置)，从而青色显影器5和感光体1相抵靠。其结果，在感光体1上形成青色色调剂图像。

在一次转印部12中，在先被转印的黑色图像上面，将形成于感光体1上的青色色调剂图像重复转印至中间转印带3上。

其次，在转印至中间转印带3上后，表面残留的色调剂被清洁刮板16消除，然后感光体1再次通过充电器8充电。

之后，在曝光部14中，在感光体1上形成对应于品红的潜影图像。

在此期间，随着旋转显影体2的旋转，内设的品红显影器6移动至感光体1的显影位置，从而品红显影器6和感光体1相抵靠。其结果，在感光体1上形成品红色调剂图像。

在一次转印部12中，在先被转印的黑色图像以及青色图像上面，将形成于感光体1上的品红色调剂图像重复转印至中间转印带3上。

黄色图像也同样是重复转印至中间转印带3上。

在二次转印部10中，重复转印至中间转印带3上的全色(黑色、青色、品红、以及黄色)图像从中间转印带3转印至打印用纸(白纸)上，并在定影部11定影于打印用纸上。最后，将已定影的全色彩色图像从排纸部13排出。

以上是形成彩色图像的基本动作。下面，将说明更加详细的动作，特别是有关旋转显影体2的旋转动作的详细动作。

(2)详细操作

图2示出了形成彩色图像时的旋转显影体2和黑色显影器4的位置关系。

图2(a)示出刚接通电源之后的待机状态的旋转显影体2和黑色显影器4的位置关系。黑色显影器4与感光体1分开，旋转显影体2为如下状态：青色显影器5和黄色显影器7的中间点位于与感光体1相接触的点(显影位置)上。图2(a)中的旋转显影体2的位置以及黑色显影器4分开的状态为起始点。

打印开始后，如图2(b)所示，黑色显影器4抵靠感光体1，使感光体1显影，在感光体1上形成黑色色调剂图像。

完成黑色色调剂图像的显影后，如图2(c)所示，黑色显影器4离开感光体1，旋转显影体2旋转至青色显影器5与感光体1相抵接的位置。在此位置上，青色显影器5抵靠感光体1，使感光体1显影，在感光体1上形成青色色调剂图像。

完成青色色调剂图像的显影后，如图2(d)所示，旋转显影体2旋转至品红显影器6与感光体1抵靠的位置。在此位置上，品红显影器6抵靠感光体1，使感光体1显影，在感光体1上形成品红色调剂图像。

完成品红色调剂图像的显影后，如图2(e)所示，旋转显影体2旋转至黄色显影器7抵靠感光体1的位置。在此位置上，黄色显影器7抵靠感光体1，使感光体1显影，在感光体1上形成黄色色调剂图像。

黑色、青色、品红、以及黄色的各色调剂图像通过一次转印部12依次重复地转印至中间转印带3上，在完成将黄色色调剂图像向中间转印带3转印时刻，全色的色调剂图像都被转印到中间转印带3上。此时，中间转印带3上的全色色调剂图像、即彩色图像在二次转印部10中被转印至打印用纸上，并在定影部11中定影之后被排出。

如果只打印一张时，旋转显影体2从图2(e)返回至图2(a)的起始点，结束打印。

另一方面，进行连续打印时，从图2(e)返回至图2(b)的状态。即，旋转显影体2处于如下状态：青色显影器5和黄色显影器7的中间点位于显影位置(作为旋转显影器2的起始点)，黑色显影器4抵靠感光体1。从图2(b)的状态直接开始黑色色调剂的显影。

图3是现有技术的动作时序的示意图，示出了旋转显影体2的旋转状态和感光体1上的色调剂图像的形成状态的关系。

图3(b)是只示出旋转显影体2的旋转状态的示意图，图3(a)是重复旋转显影体2的旋转状态和色调剂图像的形成状态的示意图。

图3(b)的横轴表示时间，纵轴表示旋转显影体2的旋转角速度。角速度为零时为旋转显影体2处于停止状态，图3(b)的三角形状以及梯形形状的区域为旋转显影体2正在旋转的状态。三角形状或者梯形形状的倾斜度Ko表示旋转显影体2的旋转角加速度的大小。并且，三角形状的面积S1或者梯形形状的面积S2表示旋转显影体2的旋转角度。即，S1为60度时，则意味着从三角形状的前端时刻到后端时刻的期间，旋转显影体2旋转60度。同样，S2为120度时，则意味着从梯形形状的前端时刻到后端时刻的期间，旋转显影体2旋转120度。

考虑到旋转显影体2的这种动作，如果看图3(a)，图3(a)的左端区域为(黄色色调剂图像)在感光体1显影Y图像的期间，在此期间，旋转显影体2为停止状态。而且，此期间相当于图2(e)的状态的期间。

Y图像的显影结束后，旋转显影体2以三角形状的角速度特性(角加速度Ko)开始旋转，在旋转60度后停止。在旋转显影体2停止后，开始显影K图像(黑色色调剂图像)。图3(a)所示出的例子为同时打印两张原稿时的情况，例如，将两张A4原稿同时放在原稿台上进行打印时的情况。因此，在旋转显影体2停止的期间，K图像连续出现两次。K图像的形成期间是与图2(b)的状态对应的期间。

两张K图像的显影结束后，旋转显影体2再次以三角形状的角速度特性(角加速度Ko)开始旋转，旋转60度后，再次停止。在旋转显影体2停止后，开始两张C图像(青色色调剂图像)的显影。此期间是相当于图2(c)的状态的期间。

两张C图像的显影结束后，旋转显影体2以梯形形状的角速度特性(角加速度Ko)开始旋转，旋转120度后停止。在旋转显影体2停止后，开始两张M图像(品红色调剂图像)的显影。此期间是相当于图2(d)的状态的期间。

两张M图像的显影结束后，旋转显影体2以梯形形状的角速度特性(角加速度Ko)开始旋转，旋转120度后停止。在旋转显影体2停止之后，开始两张Y图像(黄色色调剂图像)的显影。此期间是相当于图2(e)的状态的期间。通过重复以上循环，从而以现有的动作时序形成彩色图像。

在图3(a)所示的现有示例中，在开始K图像的显影之前，旋转显影体2已经完成了向起始点的移动。形成下述时序：旋转显影体2移动至起始点，在旋转显影体2停止之后开始K图像的显影。

但是，通过有效利用由物理性分离的独立显影器构成进行彩色色调剂显影的旋转显影体2和进行黑色色调剂显影的黑色显影器4的结构，可以改善从显影Y图像后到起始点的移动时序、以及从起始点到C图像显影的移动时序。

图4举例示出了旋转显影体2的青色显影器5、品红显影器6、以及黄色显影器7的位置和各显影器与感光体1相接触的范围。

将青色显影器5、品红显影器6、以及黄色显影器7三个显影器等间隔地设置于旋转显影体2中时，各显影器以120度间隔设置。如果使上述显影器旋转、并使之与感光体1抵靠时，从显影器开始抵靠感光体1到完全分离的期间内，存在一定的可接触范围。该可接触范围以各显影器的位置为中心，例如为约±15度的范围。

因此，为了利用黑色显影器4在感光体1上显影的K图像和该可接触范围之间保持相互不干涉的位置关系，只要控制旋转显影体2的旋转，就不会给已显影的K图像带来不良影响。

图5是基于这种想法的本实施方式涉及的图像读取装置100的旋转显影体2的旋转控制说明图。

图5(a)是显影Y图像时的状态，相当于图2(e)。Y图像的显影结束后，为了显影K图像，将黑色显影器4抵靠感光体1。此状态为图5(b)的状态。

在现有技术的方法中，在此阶段，即、从利用黄色显影7(第二显影器)进行显影移到利用黑色显影器4(第一显影器)进行显影时，为了完成旋转显影体2向起始点的移动，控制旋转显影器2的旋转。对此，在本实施方式中，采取使旋转显影体2尽可能“缓慢”移动的形态。

伴随感光体1的旋转，K图像(黑色色调剂图像)形成于感光体1上。在该K图像的前端Sim到达显影位置之前，如果黄色显影器7周围的可接触范围(从与感光体1开始抵靠后至完全分离为止的范围)的后端Ey已经完全通过显影位置，则K图像和可接触范围相互不会干涉(重叠)。图5(c)示出了此时的状态。

另一方面，从利用黑色显影器4(第一显影器)进行显影移到利用青色显影器5(第二显影器)进行显影时，如果在青色显影器5周围的可接触范围的前端Sc到达显影位置之前，感光体1上的K图像的后端Eim已经通过显影位置，则K图像和青色显影器5的可接触范围相互不会干涉(重叠)。图5(d)示出了此时的状态。

这样，控制旋转显影体2的旋转，使黄色显影器7或者青色显影器5与感光体1可以接触的可接触范围和黑色显影器4所生成的K图像相互不干涉，从而，从Y图像的显影移到K图像的显影时、以及从K图像的显影移到C图像的显影时，可以“慢慢”地使旋转显影体2旋转。

图6示出了根据本实施方式的旋转显影体2的旋转控制例。图6(a)以及图6(b)示出了旋转控制的第一形态，图6(c)示出了旋转控制的第二形态。

第一形态为使旋转显影体2在起始点临时停止的形态，第二形态为在起始点不使其停止、而使之继续旋转的形态。但是，与现有的方式相比，两者均为降低了旋转显影体2的角加速度的旋转控制。

在图6(b)以及图6(c)中，S1示出的面积表示K图像的前端到达显影位置的旋转显影体2的旋转角度。通过控制旋转显影体2的旋转，使S1＞约15度，从而，黄色显影器7周围的可接触范围(约±15度)和K图像不会重叠，可以避免干涉。

并且，在图6(b)中，S4示出的面积以及图6(c)中的S3示出的面积表示K图像的后端通过显影位置之后到旋转显影体2停止的旋转角度。控制旋转显影体2的旋转，使图6(b)的S4＞约15度、图6(c)的S3＞约15度，从而，青色显影器5周围的可接触范围(约±15度)和K图像不会重叠，可以避免干涉。

比较图3和图6可以得知，根据本实施方式的旋转显影体2的角加速K1、K2均小于现有的方式的角加速K0。

并且，在本实施方式中，从Y图像的显影转向K图像的显影时、以及从K图像的显影转向C图像的显影时，虽然降低了旋转显影体2的角加速度，但是，形成彩色图像所需的整体时间本身与现有的方法相比较没有变化，可以实现彩色图像形成时间与现有技术的形成时间相同。

如同上述说明，根据本实施方式的图像形成装置100，不增加彩色图像形成时间，且可以降低旋转显影体2的驱动电动机22的角加速度。其结果，可以降低驱动电动机22的电流消耗，而且可以降低图像形成装置100整体的功耗。

并且，由于降低驱动电动机22的角加速度，从而可以减少驱动电动机22产生的振动或噪音。

此外，也可以作为随着驱动电动机22的电流消耗的降低而降低限流器21的限制电流值的形态。

驱动电动机22的限流器21的目的之一是保护驱动电动机22免受过电流的影响，但是，通过随着驱动电动机22的电流消耗的降低而降低电流限制值，可以适当地设定限流器21的保护范围。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，在实施过程中，在不脱离其主旨的范围内将构成要素进行变形，并具体化。并且，通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合，也可以形成各种发明。例如，从在实施方式中示出的全部构成要素中可以删除若干个构成要素。并且，也可以将涉及不同实施方式的构成要素适当地组合。

附图说明

1  感光体                                2  旋转显影体

3  中间转印带                            4  黑色显影器

5  青色显影器                            6  品红显影器

7  黄色显影器                            8  充电器

9  激光单元                              10 二次转印部

11 定影部                                12 一次转印部

13 排纸部                                14 曝光部

15 供纸部                                16 清洁刮板

21 限流器                                22 驱动电动机

100图像形成装置

Claims (8)

1.一种图像形成装置，包括：

旋转显影体，内置有多个第一显影器；

第二显影器，设置于所述旋转显影体的外部；

感光体，通过抵靠所述第一显影器以及所述第二显影器，将色调剂图像进行显影；以及

驱动电动机，用于使所述旋转显影体旋转，

其特征在于：

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时、以及从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度设定为：

小于从由所述第一显影器进行的显影转向利用邻接的其他所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度被设定成：

从所述第一显影器与所述感光体抵靠之后到分离的范围的后端和由所述第二显影器在所述感光体上显影的色调剂图像的前端不重叠。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度被设定成：

从所述第一显影器与所述感光体抵靠之后到分离的范围的前端和由所述第二显影器在所述感光体上显影的色调剂图像的后端不重叠。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

还包括用于限制所述驱动电动机电流的限流器；

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时、以及从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述限流器的电流限制值被设定成：

小于从由所述第一显影器进行的显影转向由邻接的其他所述第一显影器进行的显影时的所述限流器的电流限制值。

5.一种图像形成装置的图像形成方法，所述图像形成装置包括：

旋转显影体，内置有多个第一显影器；第二显影器，设置于所述旋转显影体的外部；感光体，通过与所述第一显影器以及所述第二显影器抵靠进行显影；以及驱动电动机，用于使所述旋转显影体旋转；

所述图像形成方法的特征在于：

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时、以及从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度被设定成：

小于从由所述第一显影器进行的显影转向由邻接的其他所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度。

6.根据权利要求5所述的图像形成方法，其特征在于：

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时的角加速度被设定成：

从所述第一显影器与所述感光体抵靠开始到分离的范围的后端和由所述第二显影器在所述感光体上显影的色调剂图像的前端不重叠。

7.根据权利要求5所述的图像形成方法，其特征在于：

从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述旋转显影体的角加速度被设定成：

从所述第一显影器与所述感光体抵靠开始到分离的范围的前端和由所述第二显影器在所述感光体上显影的色调剂图像的后端不重叠。

8.根据权利要求5所述的图像形成方法，其特征在于：

从由所述第一显影器进行的显影转向由所述第二显影器进行的显影时、以及从由所述第二显影器进行的显影转向由所述第一显影器进行的显影时的所述驱动电动机的电流限制值被设定成：

小于从由所述第一显影器进行的显影转向由邻接的其他所述第一显影器进行的显影时的所述驱动电动机的电流限制值。

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