JP2004272151A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙などの媒体の表面上に、特に中間体を使用するタンデム方式でカラー画像を形成可能な画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、印刷機、プリンタ、複写機などの画像形成装置で、電子写真方式によるカラー画像形成が行われている。電子写真方式によれば、オフセット印刷など、版を形成して印刷を行う方式と同等の画質や速度で画像形成が可能となる。電子写真方式による画像形成では、トナーと呼ばれる粉体状の現像剤で、静電的に形成される潜像を現像する。カラー画像用のトナーは、Y(黄色、イエロー)、M(赤紫色、マゼンタ)、C(青緑色、シアン)およびK(黒色、ブラック)の4色分用が用いられ、それぞれの色の現像剤で電子的に画像を形成して、重ねてカラー画像を得る。
【0003】
現在、電子写真方式のカラー画像形成では、4工程方式とタンデム方式とが主流である。4工程方式は、1工程で、YMCKの1色の画像を、静電潜像形成、現像、転写および定着を行って媒体表面に形成し、これを4回繰返すために、カラー画像としての画像形成速度が遅くなってしまう。タンデム方式は、媒体表面に現像剤によるカラー画像を転写してから、定着を行うので、カラー画像としての画像形成速度を速くすることができる。
【0004】
図5および図6は、タンデム方式のうち、媒体上に順次各色の現像剤による画像を順次積み重ねる方式、および中間体に各色の現像剤による画像を積み重ねてから一括で媒体表面に転写する方式を、それぞれ示す。図5に示すように、電子写真方式でカラー画像を形成するための画像形成手段1,2,3,4は、たとえばCMYKの順序で、媒体である紙5の搬送経路5aに沿って配置される。各画像形成手段1,2,3,4が搬送経路5aに臨む部分には、転写手段6,7,8,9がそれぞれ設けられ、各色の現像剤による画像を、紙5の表面上に転写させる。4色の現像剤によるカラー画像が表面に形成された紙5は、定着手段10まで搬送され、加熱と加圧とによって現像剤の少なくとも一部が溶融し、カラー画像が紙5の表面に耐久性がある状態で形成される。図6に示すように、現像剤によるカラー画像は、ポリイミドなどの材質で形成される中間転写ベルト11の表面に、4つの画像形成手段1,2,3,4から順次現像剤を転写して形成する。カラー画像を形成している現像剤は、中間転写ベルト11の周回経路に臨む搬送経路5bに臨む紙5の表面に一括で転写される。現像剤によるカラー画像が転写された紙5は、定着手段10まで搬送され、紙5の表面に定着される。
【0005】
紙5として大型のものに対して画像形成が可能な装置では、搬送経路5a,5bは大略的に水平方向となる。中間転写ベルト11を用いるタンデム方式では、中間転写ベルト11の循環経路を大略的に鉛直方向に長くなる形状とし、画像形成手段1,2,3,4を上下方向に配置して、設置スペースの節約を図ることもできる(たとえば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−331008号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図5および図6に示すようなタンデム方式によるカラー画像形成では、4工程を連続して現像剤による画像形成を行うために、次のような問題がある。
【0008】
▲1▼黒色のみの画像が必要な場合、CMYの画像形成手段1,2,3は、図5では紙5の搬送経路5aから離間させ、図6では中間転写ベルト11から離間させる必要がある。電子写真方式で画像を形成するための画像形成手段1,2,3,4には、感光体が含まれ、黒色の画像形成では使用しないCMYの画像形成手段1,2,3の感光体でも、紙5や中間転写ベルト11に接触すると、摩耗によって寿命が短縮されてしまうからである。
【0009】
▲2▼4工程を直列で行うために、最初の画像形成であるファースト印字までに時間がかかる。起動後の連続的な画像形成は、いわゆるパイプライン方式で、1つの画像形成手段1,2,3,4で画像形成に要する時間で比較的高速に行うことができる。しかし、起動直後の最初の画像形成は、4つの画像形成手段1,2,3,4で順次画像を形成する時間を要し、連続的な画像形成の場合の4倍の時間が必要となる。
【0010】
カラー画像形成の要求と白黒画像形成の要求とでは、一般的に白黒画像形成の要求の方が多いと考えられ、白黒90%、カラー10%と予想されることもある。このように、白黒画像形成の要求が多いときには、特にカラー画像形成用の画像形成手段1,2,3の感光体が摩耗しないようにすることが重要となるけれども、3つの画像形成手段1,2,3を離間させる機構はかなり大がかりなものとなってしまう。また、白黒画像形成の要求が多いときは、ファースト印字に要する時間や、連続的な画像形成に要する時間を、白黒画像形成時にカラー画像形成時よりも短縮することについての必要性も高まる。
【0011】
本発明の目的は、カラー画像の形成が可能で、しかも黒色などの単色画像形成を、カラー画像形成よりも速く行うことができる画像形成装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート状の媒体を搬送しながら、該媒体の表面に画像を形成する画像形成装置において、
予め設定される経路を循環し、外周面で静電的に粉体状の現像剤の画像を担持し、該経路の一部が媒体の搬送経路に臨んで、担持する現像剤の画像を媒体の表面に転写する現像剤像担持体と、
現像剤像担持体の外周面の循環経路に沿って配置され、外周面上に粉体状の現像剤によるカラー画像を形成する第1の画像形成手段と、
媒体の搬送経路に沿って配置され、該媒体の表面に単色の画像を形成する第2の画像形成手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【0013】
本発明に従えば、画像形成装置は、搬送するシート状の媒体の表面に画像を形成するために、現像剤像担持体と、第1の画像形成手段と、第2の画像形成手段とを含む。現像剤像担持体は、予め設定される経路を循環し、外周面で静電的に粉体状の現像剤の画像を担持し、該経路の一部が媒体の搬送経路に臨んで、担持する現像剤の画像を媒体の表面に転写する。第1の画像形成手段は、現像剤像担持体の外周面の循環経路に沿って配置され、外周面上に粉体状の現像剤によるカラー画像を形成するので、媒体の表面には、現像剤像担持体の外周面に第1の画像形成手段によって形成される粉体状の現像剤によるカラー画像が転写される。媒体の表面には第2の画像形成手段によって、単色の画像も形成される。現像剤像担持体および第1の画像形成手段を動作させ、媒体の搬送と第2の画像形成手段の動作とを同期させれば、媒体の表面上に、第1の画像形成手段による現像剤のカラー画像と、第2の画像形成手段による単色画像とを重ねて形成することができる。単色の画像を形成するときは、現像剤像担持体と第1の画像形成手段とは休止させることができるので、感光体などの摩耗を避けて寿命の短縮を防ぐことができる。単色画像は媒体の搬送と第2の画像形成手段とを同期させるだけで可能となるので、第1の画像形成手段の動作は不要となり、起動後の最初の画像形成までに要する時間を短縮することができる。
【0014】
また本発明で、前記第1の画像形成手段は、前記カラー画像の形成を、予め定める複数色の現像剤による画像を電子写真方式で形成して、前記像担持体の外周面上に順次転写することによって行い、
前記第2の画像形成手段は、黒色の画像を前記媒体の表面に形成し、
前記像担持体の循環と第1の画像形成手段の運転とを、予め定める第1の画像形成速度で行い、媒体の搬送速度と第2の画像形成手段の運転とを第1の画像形成速度に合わせて行うカラー画像形成モードと、像担持体の循環と第1の画像形成手段の運転とを停止し、媒体の搬送速度と第2の画像形成手段の運転とを第1の画像形成速度よりも速い第2の画像形成速度に合わせて行う白黒画像形成モードとを、切換え可能なモード切換手段をさらに含むことを特徴とする。
【0015】
本発明に従えば、カラー画像形成モードでは、第1の画像形成手段が電子写真方式で複数色の現像剤による画像を形成して、像担持体の外周面上から媒体の表面に転写し、また第2の画像形成手段が媒体の表面に白黒画像を形成してカラー画像を形成し、白黒画像形成モードでは、第2の画像形成手段によって媒体の表面に白黒画像を高速で形成することができる。
【0016】
また本発明で、前記第1の画像形成手段は、機械的に走査される光ビームを感光体の表面に照射して形成される静電潜像を各色の現像剤でそれぞれ現像して画像を形成し、
前記第2の画像形成手段は、前記媒体の搬送方向に垂直な主走査方向に配列される複数の光源素子を備え、該光源素子を順次発光させて電子写真方式による黒色画像の形成を行うことを特徴とする。
【0017】
本発明に従えば、第1の画像形成手段は、レーザ光などの光ビームを機械的に走査して感光体の表面に静電潜像を形成するので、比較的低コストで広い走査範囲を実現することができる。光源と感光体との間をあけることができるので、第1の画像形成手段では、感光体や現像剤の供給部分を光源とは分けて取扱い、現像剤の補給や感光体の交換を容易に行うことができる。第2の画像形成手段は、媒体の搬送方向に垂直な主走査方向に配列される複数の光源素子を備え、光源素子を順次発光させて電子写真方式による黒色画像の形成を行うので、カラー画像形成時よりも高速で白黒画像を形成したり、カラー画像形成の速度に同期させたりすることを容易に行うことができる。
【0018】
また本発明で、前記現像剤像担持体および前記第1の画像形成手段は、一体的なユニットとして、着脱可能であることを特徴とする。
【0019】
本発明に従えば、カラー画像を形成するために使用する現像剤像担持体および第1の画像形成手段は、一体的なユニットとして着脱可能であるので、現像剤などの補給はユニットを交換することによって行うことができ、現像剤像担持体と第1の画像形成手段との相互の位置調整などを、予め行っておくことができる。第1の画像形成手段は、カラー画像形成時にのみ使用されるので、ユニットとしての交換頻度を小さくすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態である画像形成装置として、カラー印刷機20の概略的な構成を示す。カラー印刷機20は、筐体21内に、用紙貯蔵機構22、用紙供給機構23、用紙搬送機構24、用紙排出機構25、カラー画像形成ユニット26、光源ユニット27、白黒画像形成ユニット28、および定着ユニット29を備える。用紙貯蔵機構22内には、予め、一定の形状、たとえば”A2”や”A3”、”A4”などの枚葉状の印刷用紙が、たとえば500枚まで貯蔵される。貯蔵されている印刷用紙は、シート状の媒体として1枚ずつ送り出され、用紙供給機構23から所定のタイミングで用紙搬送機構24上に供給される。印刷用紙は、用紙供給機構24によって搬送される際に、表面に画像が形成される。画像が形成された印刷用紙は、用紙排出機構25によって排出される。用紙搬送機構24によって搬送される印刷用紙の搬送経路に臨むように、カラー画像形成ユニット26が配置され、光源ユニット27からの光ビーム走査で、電子写真方式によるカラー画像を形成する。用紙搬送機構24によって搬送される印刷用紙の搬送経路には、白黒画像形成ユニット28も配置され、印刷用紙上に白黒画像を直接形成する。印刷用紙上に形成されるカラー画像と白黒画像とは、定着ユニット29での加熱と加圧とによって、印刷用紙上に定着される。
【0021】
カラー画像形成ユニット26は、無端状でポリイミドなどの材料で形成される中間転写ベルト30と、3色分の画像形成ユニット31,32,33を含む。カラー画像形成ユニット26では、中間転写ベルトを周回させて、トナーによるカラー画像を、3つの画像形成ユニット31,32,33によるタンデム方式で形成し、印刷用紙上に転写する。光源ユニット27には、レーザ光走査ユニット34,35,36が備えられ、レーザビームを、回転ミラーなどで機械的に走査して画像形成ユニット31,32,33の感光体表面に照射し、静電潜像を形成する。各画像形成ユニット31,32,33では、たとえばYMCの色のトナーをそれぞれ貯蔵しており、感光体表面の静電潜像をトナーで現像し、顕像化させたトナー像を中間転写ベルト30上にさらに転写する。
【0022】
用紙搬送機構24は、印刷用紙を大略的に床面に平行な方向に搬送し、中間転写ベルト30の周回経路は、ほぼ床面に垂直に形成される部分を含む。この床面に垂直な部分に沿って、3色分の画像形成ユニット31,32,33が配置される。3色分の画像形成ユニット31,32,33から中間転写ベルト30の外周面上に転写されたトナー像は、用紙貯蔵機構22から送りローラ37などによって1枚ずつ取出され、用紙供給機構23のレジストローラ38によってタイミングを調整されて供給される印刷用紙上に転写される。さらに印刷用紙上には、白黒画像形成ユニット28が黒色トナーによる白黒のトナー画像を転写し、定着ユニット29でカラーおよび白黒のトナー画像が同時に加熱と加圧とを受けて定着される。白黒画像のみの形成を行う動作モードでは、アクチュエータ39によって、中間転写ベルト30が印刷用紙の搬送経路から離れるように変位させることができる。画像形成の際の各部の制御は、コントローラ40によって行われる。筐体21の表面には、カラー印刷機20に対する操作入力等を行う操作パネル41も設けられる。
【0023】
すなわち、カラー印刷機20は、シート状の媒体である印刷用紙を、用紙搬送機構24で搬送しながら、媒体の表面に画像を形成する画像形成装置として機能する。中間転写ベルト30は、予め設定される経路を循環し、外周面で静電的に粉体状の現像剤の画像を担持し、経路の一部が媒体の搬送経路に臨んで、担持する現像剤の画像を媒体の表面に転写する現像剤像担持体として機能する。画像形成ユニット31,32,33は、中間転写ベルト30の外周面の循環経路に沿って配置され、外周面上に粉体状の現像剤であるトナーによるカラー画像を形成する第1の画像形成手段として機能する。白黒画像形成ユニット26は、媒体の搬送経路に沿って配置され、媒体の表面に単色の画像を形成する第2の画像形成手段として機能する。
【0024】
カラー画像形成ユニット26は、現像剤像担持体である中間転写ベルト30および第1の画像形成手段である画像形成ユニット31,32,33を含む一体的なユニットとして、筐体21に着脱可能である。トナーなどの補給はカラー画像形成ユニット26を交換することによって行うことができ、中間転写ベルト30と画像形成ユニット31,32,33との相互の位置調整などを、予め行っておくことができる。カラー画像形成ユニット26は、カラー画像形成時にのみ使用されるので、ユニットとしての交換頻度を小さくすることができる。
【0025】
図2は、図1の白黒画像形成ユニット28の概略的な構成を示す。白黒画像形成ユニット28は、感光ユニット50と現像ユニット51とに分けられる。感光ユニット50には、感光体ドラム52が含まれ、用紙搬送機構24で搬送される印刷用紙の表面に平行で、搬送方向に垂直な軸線回りに回転する。感光体ドラム52の外周面は、搬送される印刷用紙の表面に接触、または接近して、黒色のトナー像を印刷用紙上に転写することができる。感光ユニット50内には、感光体ドラム52の外周面に臨み、軸線方向に平行となる主走査方向に、多数の発光ダイオード(LED)を配列しているLED光源53が含まれる。感光体ドラム52の外周面を一様に帯電せて、LED光源53の光源素子であるLEDを、各一に対応する画像の濃度に応じた発光強度で、主走査方向に順次発光させることによって、感光体ドラム52の外周面上に、静電潜像を形成することができる。
【0026】
感光体ドラム52の外周面上に形成される静電潜像は、現像ユニット51から供給される黒色トナーによって現像されて顕像化する。現像ユニット51には現像ローラ54が設けられ、感光体ドラム52の外周面上の静電潜像に、粉体状の現像剤であるトナーを供給し、顕像化させる。トナーはトナータンク55内に貯留され、現像ローラ54の外周面上に必要量ずつ供給され、静電潜像の現像に使用される。
【0027】
図3は、図1のカラー印刷機20の概略的な電気的構成を示す。コントローラ40は、CPU60、ROM61およびRAM62を含み、ROM61に予め格納されるプログラムに従ってCPU60が各種制御動作を行う。CPU60は、図1の操作パネル41に設けられるモードスイッチ63への入力に応じて、カラー印刷機20を、カラー印刷モードと白黒印刷モードとに切換えて動作するように制御可能である。CPU60は、カラー印刷モードでは中間転写ベルト30のベルト駆動モータ64を一定の速度で回転駆動し、アクチュエータ39が中間転写ベルト30を印刷用紙の搬送経路で印刷用紙の表面にトナー像を転写可能な経路とし、3色分の画像形成ユニット31,32,33および光源ユニット27を作動させてカラー画像を形成するとともに、白黒画像形成ユニット28も動作させる。用紙搬送供給機構23、用紙搬送機構24、用紙排出機構25、および白黒画像形成ユニット28の動作は、カラー画像形成ユニット26の動作と、速度やタイミングを同期させるように制御する。白黒印刷モードでCPU60は、アクチュエータ39によって中間転写ベルト30を印刷用紙の搬送経路から離反させ、ベルト駆動モータ64および各画像形成ユニット31,32,33の動作を停止する。用紙搬送供給機構23、用紙搬送機構24、用紙排出機構25、および白黒画像形成ユニット28の動作は、カラー印刷モードよりも高速化する。
【0028】
すなわち、第1の画像形成手段である画像形成ユニット31,32,33はカラー画像の形成を、予め定める複数色CMYのトナーによる画像を電子写真方式で形成して、像担持体である中間転写ベルト30の外周面上に順次転写することによって行う。第2の画像形成手段である白黒画像形成ユニット28は、黒色の画像を媒体である印刷用紙の表面に形成する。CPU60は、カラー印刷モードで、現像剤像担持体である中間転写ベルト30の循環と第1の画像形成手段である画像形成ユニット31,32,33の運転とを、予め定める第1の画像形成速度であるカラー印刷速度で行い、媒体である印刷用紙の搬送速度と第2の画像形成手段である白黒画像形成ユニット28の運転とをカラー印刷速度に合わせて行うように制御する。白黒印刷モードで、CPU60は、現像剤像担持体である中間転写ベルト30の循環と第1の画像形成手段である画像形成ユニット31,32,33の運転とを停止し、媒体である印刷用紙の搬送速度と第2の画像形成手段である白黒画像形成ユニット28の運転とを第1の画像形成速度であるカラー印刷速度よりも速い第2の画像形成速度である白黒印刷速度に合わせて行うように制御する。
【0029】
図4は、図1のカラー印刷機20で図3のCPU60による概略的な動作手順を示す。ステップs0から動作を開始し、ステップs1ではモードスイッチ63の切換え状態が白黒印刷モードか否かを判断する。白黒印刷モードであると判断するときは、ステップs2でアクチュエータ39を作動させ、中間転写ベルト30を印刷用紙の搬送経路から離し、ステップs3でカラー画像形成ユニット26の動作を停止させる。すなわち、各画像形成ユニット31,32,33の動作を停止し、ベルト駆動モータ64も停止させる。光源ユニット27も停止させる。ステップs4では、用紙搬送供給機構23、用紙搬送機構24、用紙排出機構25、および白黒画像形成ユニット28の動作を白黒印刷速度に高速化する。ステップs1で白黒印刷モードでないと判断するときは、ステップs5でアクチュエータ39を作動させ、中間転写ベルト30を印刷用紙の搬送経路に臨ませ、ステップs6でカラー画像形成ユニット26を動作させる。すなわち、各画像形成ユニット31,32,33を起動し、ベルト駆動モータ64も起動させる。光源ユニット27も起動させる。ステップs7では、用紙搬送供給機構23、用紙搬送機構24、用紙排出機構25、および白黒画像形成ユニット28の動作をカラー印刷速度に低速化する。ステップs8では、ステップs4での高速、またはステップs7での低速で印刷用紙に白黒画像またはカラー画像の印刷を行い、印刷終了か否かを判断する。終了でなければステップs1に戻る。ただし、ステップs1で、モードスイッチ63に変更がなければ、同じモードでの印刷を続ける。ステップs8で印刷終了と判断すれば、ステップs9で各部の動作を停止させる。
【0030】
カラー印刷速度としては、たとえば1分間に20枚(20ppm)程度とし、白黒印刷速度としては、たとえば1分間に30枚(30ppm)程度とすることができる。カラー画像形成は、レーザ光などの光ビームを機械的に走査して感光体の表面に静電潜像を形成するので、比較的低コストで広い走査範囲を実現することができる。光源と感光体との間をあけることができるので、カラー画像形成ユニット26では、感光体や現像剤の供給部分を光源ユニット27とは分けて取扱い、現像剤の補給や感光体の交換を容易に行うことができる。白黒画像形成ユニット28は、印刷用紙の搬送方向に垂直な主走査方向に配列される複数の光源素子であるLEDを備え、LEDを順次発光させて電子写真方式による黒色画像の形成を行うので、カラー画像形成時よりも高速で白黒画像を形成したり、カラー画像形成の速度に同期させたりすることを容易に行うことができる。
【0031】
なお、白黒画像形成ユニット28では、電子写真方式と異なるインクジェット方式や熱転写方式などで白黒画像を形成するようにすることもできる。白黒画像のみを形成するときは、白黒画像形成に必要な部分だけ動作可能にすればよいので、最初の画像形成にいたるファースト印字までの所要時間を短くすることができる。また、現像剤像担持体としての中間転写ベルト30には、カラー画像形成ユニット26で形成されるトナー画像が転写されるけれども、静電潜像を放電などによって直接形成し、トナーを現像するようにしてもよい。また、感光体ベルトや感光体ドラムを現像剤像担持体として用い、電子写真方式で直接トナー画像を形成してもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、現像剤像担持体および第1の画像形成手段を動作させ、媒体の搬送と第2の画像形成手段の動作とを同期させれば、媒体の表面上に、第1の画像形成手段による現像剤のカラー画像と、第2の画像形成手段による単色画像とを重ねて形成することができる。単色の画像を形成するときは、現像剤像担持体と第1の画像形成手段とは休止させることができるので、感光体などの摩耗を避けて寿命の短縮を防ぐことができる。単色画像の形成時、第1の画像形成手段の動作は不要となり、起動後の最初の画像形成までに要する時間を短縮することができる。
【0033】
また本発明によれば、カラー画像形成モードでは、第1の画像形成手段によるカラー画像と第2の画像形成手段による白黒画像とを形成し、白黒画像形成モードでは、第2の画像形成手段による白黒画像のみを高速で形成することができる。
【0034】
また本発明によれば、第1の画像形成手段は、光ビームを機械的に走査して感光体の表面に静電潜像を形成するので、比較的低コストで広い走査範囲を実現することができる。第2の画像形成手段は、複数の発光ダイオードなどの光源素子を順次発光させて電子写真方式による黒色画像の形成を行うので、カラー画像形成時よりも高速で白黒画像を形成したり、カラー画像形成の速度に同期させたりすることを容易に行うことができる。
【0035】
また本発明によれば、カラー画像を形成するために使用する現像剤像担持体および第1の画像形成手段を、一体的なユニットとして着脱可能であるので、現像剤などの補給をユニット交換で容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるカラー印刷機20の概略的な構成を示す断面図である。
【図2】図1の白黒画像形成ユニット28の構成を示す断面図である。
【図3】図1のカラー印刷機20の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図4】図3のCPU60による制御手順を示すフローチャートである。
【図5】従来からのタンデム方式の画像形成装置の一例を示す簡略化した断面図である。
【図6】従来からのタンデム方式の画像形成装置の他の例を示す簡略化した断面図である。
【符号の説明】
20 カラー印刷機
21 筐体
24 用紙搬送機構
26 カラー画像形成ユニット
27 光源ユニット
28 白黒画像形成ユニット
30 中間転写ベルト
31,32,33,34 画像形成ユニット
39 アクチュエータ
50 感光ユニット
51 現像ユニット
52 感光体ドラム
53 LED光源
60 CPU
63 モードスイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus capable of forming a color image on a surface of a medium such as paper, particularly in a tandem system using an intermediate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a printing machine, a printer, a copying machine, or the like has formed an electrophotographic color image. According to the electrophotographic method, an image can be formed with the same image quality and speed as a method of performing printing by forming a plate, such as offset printing. In image formation by electrophotography, a latent image formed electrostatically is developed with a powdery developer called toner. As toners for color images, toners for four colors of Y (yellow, yellow), M (red-purple, magenta), C (blue-green, cyan) and K (black, black) are used. An image is formed electronically with the agent and a color image is obtained by overlapping.
[0003]
At present, in the electrophotographic color image formation, a four-step method and a tandem method are mainly used. In the four-step method, in one step, an image of one color of YMCK is formed on a medium surface by forming, developing, transferring and fixing an electrostatic latent image, and this is repeated four times. The formation speed is reduced. In the tandem method, since a color image is transferred from a developer to the surface of a medium and then fixed, the image forming speed as a color image can be increased.
[0004]
FIGS. 5 and 6 show a tandem system in which images of developer of each color are sequentially stacked on a medium, and a system in which images of developer of each color are stacked on an intermediate body and then collectively transferred to the medium surface. , Respectively. As shown in FIG. 5,
[0005]
In an apparatus capable of forming an image on a large sheet of paper 5, the
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-331008 A
[Problems to be solved by the invention]
In the color image formation by the tandem method as shown in FIGS. 5 and 6, since the image formation by the developer is performed continuously in four steps, there are the following problems.
[0008]
{Circle around (1)} When only a black image is required, the CMY
[0009]
{Circle around (2)} Since the four steps are performed in series, it takes time until the first image forming, that is, the first printing. Continuous image formation after the start-up can be performed at a relatively high speed in a so-called pipeline method by the time required for image formation by one image forming means 1, 2, 3, and 4. However, the first image formation immediately after the start-up requires time for sequentially forming images by the four
[0010]
It is generally considered that a request for forming a color image and a request for forming a black-and-white image are more common, and a request for forming a black-and-white image is expected to be 90% and a color may be 10% in some cases. As described above, when there is a large demand for black and white image formation, it is particularly important that the photoconductors of the
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of forming a color image and capable of forming a monochromatic image such as a black color faster than forming a color image.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on the surface of a sheet-shaped medium while conveying the medium,
The developer circulates through a preset path, electrostatically carries an image of the powdery developer on the outer peripheral surface, and a part of the path faces the conveyance path of the medium, and the image of the developer is carried on the medium. A developer image carrier that transfers to the surface of the
A first image forming unit that is arranged along a circulation path on the outer peripheral surface of the developer image carrier and forms a color image with a powdery developer on the outer peripheral surface;
A second image forming unit that is arranged along a transport path of the medium and forms a monochromatic image on the surface of the medium.
[0013]
According to the present invention, the image forming apparatus includes a developer image carrier, a first image forming unit, and a second image forming unit for forming an image on a surface of a sheet-shaped medium to be conveyed. Including. The developer image carrier circulates through a preset path, electrostatically carries an image of the powdery developer on the outer peripheral surface, and a part of the path faces the medium transport path, and is carried. The developer image to be transferred onto the surface of the medium. The first image forming means is arranged along a circulation path on the outer peripheral surface of the developer image carrier, and forms a color image with the powdery developer on the outer peripheral surface. A color image is transferred to the outer peripheral surface of the developer image carrier by a powdery developer formed by the first image forming unit. A monochrome image is also formed on the surface of the medium by the second image forming means. By operating the developer image carrier and the first image forming unit and synchronizing the conveyance of the medium and the operation of the second image forming unit, the developer by the first image forming unit is formed on the surface of the medium. And the monochrome image formed by the second image forming means can be formed in an overlapping manner. When forming a monochromatic image, the developer image carrier and the first image forming means can be stopped, so that wear of the photoreceptor and the like can be avoided and shortening of the life can be prevented. Since the monochrome image can be obtained only by synchronizing the conveyance of the medium with the second image forming unit, the operation of the first image forming unit is unnecessary, and the time required until the first image formation after the start is reduced. be able to.
[0014]
In the present invention, the first image forming means forms the color image by forming an image using a plurality of predetermined colors of developer by electrophotography and sequentially transferring the image on the outer peripheral surface of the image carrier. Done by doing
The second image forming means forms a black image on the surface of the medium,
The circulation of the image carrier and the operation of the first image forming unit are performed at a predetermined first image forming speed, and the conveyance speed of the medium and the operation of the second image forming unit are changed to the first image forming speed. The color image forming mode, the circulation of the image carrier, and the operation of the first image forming unit are stopped, and the transport speed of the medium and the operation of the second image forming unit are changed to the first image forming speed. A mode switching unit capable of switching between a black-and-white image forming mode performed in accordance with a higher second image forming speed and a black-and-white image forming mode is further included.
[0015]
According to the present invention, in the color image forming mode, the first image forming means forms an image with a plurality of color developers by electrophotography and transfers the image from the outer peripheral surface of the image carrier to the surface of the medium, Further, the second image forming means forms a black-and-white image on the surface of the medium to form a color image. In the black-and-white image forming mode, the second image forming means can form a black-and-white image on the medium surface at high speed. it can.
[0016]
In the present invention, the first image forming means develops an electrostatic latent image formed by irradiating a light beam that is mechanically scanned onto the surface of the photoreceptor with a developer of each color to form an image. Forming
The second image forming means includes a plurality of light source elements arranged in a main scanning direction perpendicular to a transport direction of the medium, and sequentially emits light from the light source elements to form a black image by an electrophotographic method. It is characterized by.
[0017]
According to the present invention, the first image forming unit mechanically scans a light beam such as a laser beam to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor. Can be realized. Since the light source and the photoreceptor can be separated from each other, the first image forming unit handles the photoreceptor and the developer supply portion separately from the light source, thereby making it easy to supply the developer and replace the photoreceptor. It can be carried out. The second image forming means includes a plurality of light source elements arranged in a main scanning direction perpendicular to the medium transport direction, and sequentially emits light from the light source elements to form a black image by electrophotography. It is easy to form a black-and-white image at a higher speed than at the time of formation or to synchronize with a color image formation speed.
[0018]
Further, in the present invention, the developer image carrier and the first image forming means are detachable as an integrated unit.
[0019]
According to the present invention, the developer image carrier and the first image forming means used for forming a color image are detachable as an integral unit, so that the supply of the developer and the like is exchanged. This makes it possible to adjust the mutual positions of the developer image carrier and the first image forming means in advance. Since the first image forming means is used only at the time of forming a color image, the replacement frequency as a unit can be reduced.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
[0021]
The color
[0022]
The
[0023]
That is, the
[0024]
The color
[0025]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the monochrome
[0026]
The electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the
[0027]
FIG. 3 shows a schematic electrical configuration of the
[0028]
That is, the
[0029]
FIG. 4 shows a schematic operation procedure by the
[0030]
The color printing speed can be, for example, about 20 sheets (20 ppm) per minute, and the black and white printing speed can be, for example, about 30 sheets (30 ppm) per minute. In color image formation, since an electrostatic latent image is formed on the surface of a photoconductor by mechanically scanning a light beam such as a laser beam, a wide scanning range can be realized at relatively low cost. Since the light source and the photoconductor can be separated from each other, the color
[0031]
The black-and-white
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the developer image carrier and the first image forming unit are operated, and the conveyance of the medium and the operation of the second image forming unit are synchronized, the surface of the medium is The color image of the developer by the first image forming unit and the monochromatic image by the second image forming unit can be formed so as to overlap each other. When forming a monochromatic image, the developer image carrier and the first image forming means can be stopped, so that wear of the photoreceptor and the like can be avoided and shortening of the life can be prevented. When forming a single-color image, the operation of the first image forming unit is not required, and the time required until the first image formation after startup can be shortened.
[0033]
According to the invention, in the color image forming mode, the color image formed by the first image forming unit and the black-and-white image formed by the second image forming unit are formed. In the black-and-white image forming mode, the color image formed by the second image forming unit is formed. Only monochrome images can be formed at high speed.
[0034]
Further, according to the present invention, the first image forming means mechanically scans the light beam to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor, thereby realizing a relatively low cost and a wide scanning range. Can be. The second image forming means forms a black image by electrophotography by sequentially emitting light from a plurality of light source elements such as light-emitting diodes, so that a black-and-white image can be formed at a higher speed than when a color image is formed, or a color image can be formed. Synchronization with the forming speed can be easily performed.
[0035]
Further, according to the present invention, the developer image carrier and the first image forming means used for forming a color image can be attached and detached as an integrated unit. It can be done easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a monochrome
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic electrical configuration of the
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure by a
FIG. 5 is a simplified cross-sectional view illustrating an example of a conventional tandem-type image forming apparatus.
FIG. 6 is a simplified cross-sectional view showing another example of a conventional tandem type image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
63 Mode switch
Claims (4)
予め設定される経路を循環し、外周面で静電的に粉体状の現像剤の画像を担持し、該経路の一部が媒体の搬送経路に臨んで、担持する現像剤の画像を媒体の表面に転写する現像剤像担持体と、
現像剤像担持体の外周面の循環経路に沿って配置され、外周面上に粉体状の現像剤によるカラー画像を形成する第1の画像形成手段と、
媒体の搬送経路に沿って配置され、該媒体の表面に単色の画像を形成する第2の画像形成手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that forms an image on the surface of a medium while conveying a sheet-like medium,
The developer circulates through a preset path, electrostatically carries an image of the powdery developer on the outer peripheral surface, and a part of the path faces the conveyance path of the medium, and the image of the developer is carried on the medium. A developer image carrier that transfers to the surface of the
A first image forming unit that is arranged along a circulation path on the outer peripheral surface of the developer image carrier and forms a color image with a powdery developer on the outer peripheral surface;
And a second image forming unit that is arranged along a transport path of the medium and forms a monochromatic image on the surface of the medium.
前記第2の画像形成手段は、黒色の画像を前記媒体の表面に形成し、
前記像担持体の循環と第1の画像形成手段の運転とを、予め定める第1の画像形成速度で行い、媒体の搬送速度と第2の画像形成手段の運転とを第1の画像形成速度に合わせて行うカラー画像形成モードと、像担持体の循環と第1の画像形成手段の運転とを停止し、媒体の搬送速度と第2の画像形成手段の運転とを第1の画像形成速度よりも速い第2の画像形成速度に合わせて行う白黒画像形成モードとを、切換え可能なモード切換手段をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The first image forming means performs the formation of the color image by forming an image using a predetermined plurality of color developers by an electrophotographic method, and sequentially transferring the image on the outer peripheral surface of the image carrier,
The second image forming means forms a black image on the surface of the medium,
The circulation of the image carrier and the operation of the first image forming unit are performed at a predetermined first image forming speed, and the conveyance speed of the medium and the operation of the second image forming unit are changed to the first image forming speed. The color image forming mode, the circulation of the image carrier, and the operation of the first image forming unit are stopped, and the transport speed of the medium and the operation of the second image forming unit are changed to the first image forming speed. 2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a mode switching unit capable of switching between a monochrome image forming mode performed in accordance with a higher second image forming speed.
前記第2の画像形成手段は、前記媒体の搬送方向に垂直な主走査方向に配列される複数の光源素子を備え、該光源素子を順次発光させて電子写真方式による黒色画像の形成を行うことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。The first image forming means develops an electrostatic latent image formed by irradiating a light beam mechanically scanned on the surface of the photoreceptor with a developer of each color to form an image,
The second image forming means includes a plurality of light source elements arranged in a main scanning direction perpendicular to a transport direction of the medium, and sequentially emits light from the light source elements to form a black image by an electrophotographic method. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
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