JP4489517B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数色の可視像を順次に中間転写体に重ねて転写した上で、中間転写体上の複数色画像を記録媒体に再転写してカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

特許文献１には、中間転写体のまわりに配置した２つの画像ステーションにおいてそれぞれ設けた各感光体に２つの現像手段を配置し、この２つの現像手段を切り換えて感光体上に色違いの可視像を作るプロセスを上記２つの感光体のそれぞれについて行い、各可視像を順次に中間転写体に重ねて転写した上で、この重ね転写像を用紙に再転写してカラー画像を形成する画像形成装置が記載されている。

特許文献１の画像形成装置によれば、各色の現像器の現像ローラは感光体の表面より所定間隔離間して配置され、現像ローラへのトナーの供給を制御する穂切りマグネットが配置されている。そして、感光体の周囲に配置された各現像器は、現像ローラと感光体の間のトナー層の接触／非接触を切り換えることで、現像色の切り換えを行っている。

特開２０００−１３７３６２公報

ところが、特許文献１のように感光体へトナー層の接触／非接触を切り換える構成の画像形成装置においては、感光体にトナー層が接触している状態と接触していない状態で、感光体の回転駆動に対する負荷が異なる。このため、現像色の切り換え時に感光体回転速度が変動する問題がある。すなわち、現像色の切り換えが感光体への潜像形成中に行われた場合には、感光体上の潜像に乱れが生じることになる。また、現像色の切り換えが感光体から中間転写体への中間転写中に行われた場合には、中間転写体上の画像に乱れが生じることになる。以下において、より具体的に説明する。

図１４に示すように、現像装置１００Ｃにより感光体ドラム１０１に形成したシアン画像を中間転写ベルト１０２に転写する工程において、シアン現像終了時点でシアンからイエローへの現像色切り換え動作を開始した場合、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１０２への中間転写が動作中であるため、感光体ドラム速度変動の影響により、中間転写ベルト１０２上のシアントナー像に乱れが生じる。よって、シアンからイエローへの現像色切り換え動作の開始は、シアン画像の中間転写終了時（図１５参照）まで待つ必要がある。また、図１４の時点でイエロー画像の光書込ユニット１０３（図１６参照）による露光を開始していると、露光動作中にシアンからイエローへの現像色切り換え動作が行われるため、感光体ドラム１０１の速度変動の影響により、感光体ドラム１０１上の潜像に乱れが生じる。そのため、イエロー画像の光書込ユニット１０３による露光開始は、シアンからイエローへの現像色切り換え動作終了時（図１６参照）まで待つ必要がある。

また、図１７は、現像装置１００Ｋにより感光体ドラム１０１に形成したブラック画像を中間転写ベルト１０２に転写する工程において、ブラック現像終了時点で、次のフルカラー画像を形成するために、ブラックからシアンへの現像色切り換え動作を開始した場合を示すものである。この場合、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１０２への中間転写が動作中であるため、感光体ドラム１０１の速度変動の影響により、中間転写ベルト１０２上の画像に乱れが生じる。よって、ブラックからシアンへの現像色切り換え動作の開始は、ブラック画像の中間転写終了時（図１８参照）まで待つ必要がある。また、図１７の時点でシアン画像の光書込ユニット１０３による露光を開始していると、露光動作中にブラックからシアンへの現像色切り換え動作が行われるため、感光体ドラム１０１の速度変動の影響により、感光体ドラム１０１上の潜像に乱れが生じる。そのため、シアン画像の光書込ユニット１０３による露光開始は、ブラックからシアンへの現像色切り換え動作終了時（図１９参照）まで待つ必要がある。

以上の画像形成動作において、図１６、図１９に示すように、中間転写ベルト１０２上には画像を形成できない領域が、
画像形成不可領域＝光書込ユニット１０３による露光位置Ｘと中間転写位置Ｔの間隔ａ＋現像色切り換え動作中に画像が進む距離ｂ
の範囲で存在するため、中間転写ベルト１０２の大型化が必要となる。これは、装置大型化、コスト増大の原因となるばかりでなく、中間転写ベルト１０２の剛性低下による伸び、振動等の影響で、出力画像の高画質化が困難であるという問題も生じる。

特に、この現像色切り換えによる感光体ドラム１０１への負荷変動の問題は、２成分現像法において現像動作中の感光体ドラム１０１と現像装置（現像ローラ）１００の間隔（現像ギャップ）を高精度に設定するために、現像装置（現像ローラ）１００と同軸上に回転自在にコロ部材を取付け、コロ部材を感光体ドラム１０１表面に突き当てる構成を採用している場合や１成分現像法のように現像動作中に感光体ドラム１０１に対し現像装置（現像ローラ）１００を当接させる場合に著しい。突き当てコロ部材を使用する構成は低コストで高画質化を実現でき、１成分現像法は装置の小型低コスト化に有利であるのに対し、このような構成の採用と、中間転写ベルト１０２の小型化が両立できないため、画像形成装置の小型低コスト化、高画質化の大きな障害となっている。

本発明は、現像色切換動作による画像乱れを防止し、高画質化を実現することを目的とする。

本発明は、中間転写体の小型化による装置小型化、低コスト化、および中間転写体の高剛性化による出力画像の高画質化を実現することを目的とする。

請求項１記載の発明の画像形成装置は、露光装置による露光により潜像が形成される画像担持体と、前記画像担持体の外周に対向して並設され、前記画像担持体に形成されている潜像を可視像化する複数の異なる色の現像手段と、前記各現像手段の前記画像担持体に形成されている潜像に対する現像状態と非現像状態とを切換える現像切換手段と、前記現像切換手段による前記各現像手段の切り換えにより順次現像色を切り換えて現像された前記画像担持体上の可視像を順次転写されることにより形成された複数色画像を、記録媒体に転写する中間転写体と、を備え、前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置から前記中間転写体との転写位置までの前記画像担持体の周長Ｌ１を、Ｌ１＜ｖ×ｔ（ｖ：画像担持体表面の回転線速、ｔ：現像切換手段が現像手段を非現像状態から現像状態に切り換える時間）とする。
そして、前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次ぎに形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを行う。

したがって、画像担持体回転方向において最も下流側に位置する現像手段の対向位置から中間転写体との転写位置までの画像担持体の周長Ｌ１を、現像切換手段による現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも小さくし、かつ、前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次ぎに形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを行うことで、現像色切り換えによる画像担持体の負荷変動が発生するタイミングにおいては、現像した画像の中間転写動作は終了しており、画像担持体の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。このため、中間転写体上に画像を形成できない領域は、画像形成不可領域＝露光装置による露光位置と画像担持体回転方向において最も下流側に位置する現像手段の対向位置の間隔＋現像色切換え動作中に画像が進む距離の範囲となり、中間転写体の小型化が可能となる。これにより、中間転写中の画像担持体の速度変動回避により画像乱れを防止できるため出力画像の高画質化が可能であり、また、中間転写体の周長削減が可能となるため、装置小型化、低コスト化が実現できるだけでなく、中間転写体高剛性化により、さらなる高画質化が可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前記画像担持体上に形成されている潜像に対し、２成分現像法により可視像化を行うとともに、前記画像担持体に当接することにより現像状態における前記現像手段表面と前記画像担持体表面の間隔を維持する位置決め部材を有する。

したがって、２成分現像法において現像動作中の画像担持体と現像手段の間隔（現像ギャップ）を高精度に設定するために、位置決め部材を画像担持体の表面に突き当てる構成を採用している場合は、非現像状態からの現像色切換え動作により現像状態となった瞬間の位置決め部材と画像担持体の衝突の影響が大きいため、本構成による効果が大きい。すなわち、位置決め部材による現像ギャップ高精度化による画質向上とともに、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れの効果が大きいため、大幅な高画質化を達成でき、さらに、装置小型化、低コスト化も可能となる。

請求項３記載の発明は、露光装置による露光により潜像が形成される画像担持体と、前記画像担持体の外周に対向して並設され、前記画像担持体に形成されている潜像を可視像化する複数の異なる色の現像手段と、前記各現像手段の前記画像担持体に形成されている潜像に対する現像状態と非現像状態とを切換える現像切換手段と、前記現像切換手段による前記各現像手段の切り換えにより順次現像色を切り換えて現像された前記画像担持体上の可視像を順次転写されることにより形成された複数色画像を、記録媒体に転写する中間転写体と、を備え、前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置から前記中間転写体との転写位置までの前記画像担持体の周長Ｌ１を、Ｌ１＜ｖ×ｔ（ｖ：画像担持体表面の回転線速、ｔ：現像切換手段が現像手段を非現像状態から現像状態に切り換える時間）とする。
そして、前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次に形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを開始し、当該現像手段の非現像状態から現像状態への切り換えを完了するとほぼ同時に、可視像を形成していた前記現像手段の現像状態から非現像状態への切り換えを開始する。

したがって、画像担持体回転方向において最も下流側に位置する現像手段の対向位置から中間転写体との転写位置までの画像担持体の周長Ｌ１を、現像切換手段による現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも小さくし、かつ、前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次に形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを開始し、当該現像手段の非現像状態から現像状態への切り換えを完了するとほぼ同時に、可視像を形成していた前記現像手段の現像状態から非現像状態への切り換えを開始するので、非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う画像担持体の負荷変動と現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う画像担持体の負荷変動が同じタイミングで発生するとともに、発生タイミングにおいては、現像した画像の中間転写動作は終了しているとともに次に現像する潜像の露光装置からの露光動作は開始されておらず、画像担持体の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。これにより、中間転写中、潜像形成中の画像担持体の速度変動回避により画像乱れを防止できるため出力画像の高画質化が可能であるとともに、中間転写体の周長削減が可能となるため、装置小型化、低コスト化が実現できるだけでなく、中間転写体高剛性化により、さらなる高画質化が可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記露光装置による露光位置から前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も上流側に位置する前記現像手段の対向位置までの画像担持体周長Ｌ２を、Ｌ２＞ｖ×ｔとする。

したがって、露光装置による露光位置と画像担持体回転方向において最も上流側に位置する現像手段の対向位置の間隔Ｌ２を、現像色切換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも大きくすることで、最も上流側に位置するシアンの現像手段から次のイエローの現像手段への現像色切換え時にイエローで現像されるべき潜像に対しシアンが現像される画像不良を確実に防止することが可能になる。これにより、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れを防止することが可能になるとともに、混色等の画質低下を確実に防止でき、大幅な高画質化を達成できる。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前記画像担持体上に形成されている潜像に対し、１成分現像法により可視像化を行うとともに、現像状態において前記画像担持体表面に対して前記現像手段表面が当接する。

したがって、１成分現像法のように現像動作中に画像担持体に対し現像手段を当接させる場合は、画像担持体に対し現像手段が当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、画像担持体から現像手段が離接する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。すなわち、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れの効果が大きいため大幅な高画質化を達成でき、また、１成分現像方式採用による現像手段の小型化とともに、中間転写体の周長削減が可能となるため、大幅な装置小型化、低コスト化が可能となる。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一記載の画像形成装置において、前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段以外の前記現像手段は、前記画像担持体に形成されている潜像に対する可視像形成終了後から、形成した可視像の後端が前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段に対向する位置を通過するまでの間に、画像補償制御における濃度検出用テストパッチを形成する。

したがって、プロセスコントロールのためのテストパッチは画像濃度を検出することが目的であり位置的には多少の変動があっても問題とならない。よって、画像担持体の速度変動の影響を受けるため出力画像が形成できない領域において、プロセスコントロール用テストパッチを形成することで、画像担持体や中間転写体の領域を有効利用できる。これにより、画像担持体や中間転写体の領域を有効に利用可能となるため、装置小型化、低コスト化、プリント速度向上が可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一記載の画像形成装置において、前記現像切換手段による現像色切換が完了した後、切り換えられた前記現像手段は、形成を開始した潜像が対向する位置に到達するまでの間に、画像補償制御における濃度検出用テストパッチを形成する。

したがって、プロセスコントロールのためのテストパッチは画像濃度を検出することが目的であり位置的には多少の変動があっても問題とならない。よって、画像担持体の速度変動の影響を受けるため出力画像が形成できない領域において、プロセスコントロール用テストパッチを形成することで、画像担持体や中間転写体の領域を有効利用できる。これにより、画像担持体や中間転写体の領域を有効に利用可能となるため、装置小型化、低コスト化、プリント速度向上が可能となる。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の画像形成装置において、前記画像担持体を複数備え、前記各画像担持体を用いて前記中間転写体上に複数色画像を形成する。

したがって、画像形成不可領域である露光位置から最下流側現像位置の間に配置される現像手段の数が削減できるため、露光位置から最下流側現像位置の間隔を削減できる。つまり、画像形成負荷領域が削減されるため更なる中間転写体の小型化が可能となり、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写体の高剛性化により伸び、振動等を防止でき、更なる出力画像の高画質化が実現し、また、１つの画像担持体を用いた構成に対しプリントスピードも大幅に向上する。

請求項１記載の発明によれば、中間転写中の画像担持体の速度変動回避により画像乱れを防止できるため、出力画像の高画質化を実現することができ、また、中間転写体の周長削減が可能となるため、装置小型化、低コスト化が実現できるだけでなく、中間転写体高剛性化により、さらなる高画質化を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、位置決め部材による現像ギャップ高精度化による画質向上とともに、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れの効果が大きいため、大幅な高画質化を達成でき、さらに、装置小型化、低コスト化も実現することができる。

請求項３記載の発明によれば、中間転写中、潜像形成中の画像担持体の速度変動回避により画像乱れを防止できるため出力画像の高画質化を実現することができるとともに、中間転写体の周長削減が可能となるため、装置小型化、低コスト化が実現できるだけでなく、中間転写体高剛性化により、さらなる高画質化を実現することができる。

請求項４記載の発明によれば、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れを防止することができるとともに、混色等の画質低下を確実に防止でき、大幅な高画質化を達成できる。

請求項５記載の発明によれば、プロセス動作中の画像担持体の速度変動回避による画像乱れの効果が大きいため大幅な高画質化を達成でき、また、１成分現像方式採用による現像手段の小型化とともに、中間転写体の周長削減が可能となるため、大幅な装置小型化、低コスト化を実現することができる。

請求項６記載の発明によれば、画像担持体や中間転写体の領域を有効に利用可能となるため、装置小型化、低コスト化、プリント速度向上を実現することができる。

請求項７記載の発明によれば、画像担持体や中間転写体の領域を有効に利用可能となるため、装置小型化、低コスト化、プリント速度向上を実現することができる。

請求項８記載の発明によれば、画像形成負荷領域が削減されるため更なる中間転写体の小型化が可能となり、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写体の高剛性化により伸び、振動等を防止でき、更なる出力画像の高画質化が実現し、また、１つの画像担持体を用いた構成に対しプリントスピードも大幅に向上する。

[第一の実施の形態]
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。本実施の形態は、画像形成装置としてカラー複写機を適用した例である。

ここで、図１はカラー複写機１の概略構造を示す側面図、図２はプリンタエンジン３の概略構造を示す側面図である。図１に示すように、画像形成装置であるカラー複写機１の本体ケース２内には、プリンタエンジン３、定着装置４、給紙カセット５等が設けられている。本体ケース２の上部には、原稿の画像を読み取るスキャナ６が設けられている。

スキャナ６は、コンタクトガラス７上に載置された原稿（図示せず）を露光する露光ランプや原稿面からの反射光を順次反射させる反射ミラー等からなる露光走査部８、結像レンズ９、ＲＧＢ対応のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ１０等により構成されている。露光ランプから出射された光が原稿面で反射され、原稿面からの反射光が反射ミラーで順次反射された後にＣＣＤイメージセンサ１０で受光される。ＣＣＤイメージセンサ１０で受光された光は光電変換されて電気的な信号（アナログ信号）となり、デジタル信号に変換された後に画像処理部（図示せず）で画像処理される。

プリンタエンジン３は、反時計方向に回転駆動する画像担持体である感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の周りに配置された帯電装置１２、半導体レーザ等を用いた露光装置である光書込ユニット１３、現像ユニット１４、中間転写体としての中間転写ベルト１６、転写装置１７等により形成されている。プリンタエンジン３での画像形成時には、感光体ドラム１１の外周面が帯電装置１２により一様に帯電され、一様に帯電された感光体ドラム１１の外周面に向けて画像処理部で画像処理された画像データに対応するレーザ光が光書込ユニット１３から出射され、感光体ドラム１１の外周面上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像ユニット１４のトナーで現像されることによりトナー画像が形成される。

ここで、現像ユニット１４は、図２に示すように、ブラック（Ｋ）のトナーを収納した現像装置１５Ｋ、マゼンタ（Ｍ）のトナーを収納した現像装置１５Ｍ、イエロー（Ｙ）のトナーを収納した現像装置１５Ｙ、シアン（Ｃ）のトナーを収納した現像装置１５Ｃの４色の現像装置（現像手段）を有している。これらの現像装置１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃには、それぞれ現像切換機構１８が接続されている。現像切換機構１８は、現像切換手段として機能するものであって、１つの現像装置が働いているとき、他の現像装置のトナーが感光体ドラム１１に移ることによる混色を防止するためのものであり、非動作の現像装置を、これらの現像装置のトナーが感光体ドラム１１に接触しない程度に感光体ドラム１１の周面から遠ざける。

すなわち、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを収納した各現像装置１５を現像切換機構１８により移動させて、第１色目（例えばシアン）の現像装置１５Ｃを感光体ドラム１１と対向する現像位置に位置させ、感光体ドラム１１上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像する。そして、感光体ドラム１１の１次転写位置Ｔ１には中間転写ベルト１６が配設されており、このシアンのトナー像は、感光体ドラム１１に当接して時計方向に回転する中間転写ベルト１６上に１次転写される。

このような１次転写工程は、他の３色、即ちイエロー、マゼンタ、ブラックについても順次行われ、中間転写ベルト１６上に４色のカラートナー画像が重ね合わせられる。

なお、本実施の形態のカラー複写機１においては、図２に示すように、現像装置１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃの中で感光体ドラム１１の回転方向において最も下流側に位置する現像装置１５Ｋの対向位置Ｋから中間転写ベルト１６との転写位置Ｔ１までの感光体ドラム１１の周長Ｌ１を、
Ｌ１＜ｖ×ｔ（ｖ：感光体ドラム１１の表面の回転線速、ｔ：現像切換機構１８が現像装置１５を非現像状態から現像状態に切り換える時間）
とする。

また、図２に示すように、光書込ユニット１３による露光位置から各現像装置１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃの中で感光体ドラム１１の回転方向において最も上流側に位置する現像装置１５Ｃの対向位置Ｃまでの画像担持体周長をＬ２、最も上流側に位置する現像装置１５Ｃの対向位置Ｃから最も下流側に位置する現像装置１５Ｋの対向位置Ｋまでの感光体ドラム１１の周長をＬ３、中間転写ベルト１６上に転写される画像の感光体ドラム１１の回転方向最大長さ（画像領域）をＬ４、中間転写ベルト１６の周長をＬ５とすると、
ｖ×ｔ＜Ｌ５−Ｌ４−Ｌ３−Ｌ２
である。

中間転写ベルト１６上に形成されたカラートナー画像は、２次転写位置Ｔ２に位置する転写装置１７によって記録媒体Ｐ上に転写される。この記録媒体Ｐは、給紙カセット５又は本体ケース２の側面に設けられた手差しトレイ２２から給紙されたものである。

カラートナー画像が転写された記録媒体Ｐは搬送ベルト１９で搬送され、定着装置４で定着処理される。定着装置４で定着処理された記録媒体Ｐは、排紙トレイ２０上に排紙され、又は、裏面への画像形成のために反転トレイ２１に送り込まれる。

このカラー複写機１は、図３に示すように各部を制御するためのコントローラ５１を有している。このコントローラ５１は、スキャナ６やプリンタエンジン３等の各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）５２、ＣＰＵ５２が実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）５３、ＣＰＵ５２のワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）５４等をバスライン５５で接続することにより構成されている。また、ＣＰＵ５２には、各部の回転駆動を司るモータ５０、現像切換機構１８のアクチェータ１８ａ等が接続されている。

次に、本実施の形態のカラー複写機１の画像形成動作のうち、特徴的な画像形成動作について説明する。

まず、感光体ドラム１１に形成したシアン画像を中間転写ベルト１６に転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程について図４ないし図６を参照して説明する。本実施の形態のカラー複写機１は、感光体ドラム１１に形成したシアン画像を中間転写ベルト１６に転写する工程において、現像装置１５Ｃによるシアン現像終了後（図４参照）、シアン画像後端が現像装置１５Ｋに対向する位置Ｋを通過したとき、現像切換機構１８によって現像装置１５Ｙによるイエロー画像への現像色切り換え動作を開始し（図５参照）、イエロー画像への現像切り換え動作終了後、光書込ユニット１３からのイエロー画像の露光（露光位置Ｘ）を開始する（図６参照）。

次に、感光体ドラム１１に形成したブラック画像を中間転写ベルト１６に転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程について図７および図８を参照して説明する。本実施の形態のカラー複写機１は、感光体ドラム１１に形成したブラック画像を中間転写ベルト１６に転写する工程において、現像装置１５Ｋによるブラック現像終了後（すなわち、ブラック画像後端が現像装置１５Ｋに対向する位置Ｋを通過したとき）、現像切換機構１８によって現像装置１５Ｃによるシアン画像への現像色切り換え動作を開始し（図７参照）、シアン画像への現像切り換え動作終了後、光書込ユニット１３からのシアン画像の露光（露光位置Ｘ）を開始する（図８参照）。

このように、現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも現像装置１５Ｋの対向位置Ｋから中間転写ベルト１６に対する転写位置である１次転写位置Ｔ１までの間隔Ｌ１を小さくするとともに、現像した画像の後端が現像装置１５Ｋの対向位置Ｋを通過後に、次に現像を行う現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）を非現像状態から現像状態へと切り換えるため、他色からブラックへの現像色切り換え時に他色で現像されるべき潜像に対しブラックが現像される画像不良を確実に防止できるとともに現像色切り換えによる感光体ドラム１１の負荷変動が発生するタイミングにおいては、現像した画像の中間転写動作は終了しており、感光体ドラム１１の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。このため、図６および図８に示すように、中間転写ベルト１６上には画像を形成できない領域は、
画像形成不可領域＝露光位置Ｘと現像装置１５Ｋの対向位置Ｋの間隔Ａ＋現像色切換え動作中に画像が進む距離Ｂ
の範囲となり、中間転写ベルト１６の小型化が可能となる。

また、ここで現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）Ｂを、中間転写ベルト１６の周長Ｌ５から画像領域Ｌ４と、露光位置Ｘから現像装置１５Ｋの対向位置Ｋの間隔（Ｌ３＋Ｌ２）とを除いた距離よりも小さくすることで、現像色切り換えによる感光体ドラム１１の負荷変動が発生するタイミングにおいては、次に現像する潜像の光書込ユニット１３からの露光動作は開始されておらず、感光体ドラム１１の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。

以上のように、中間転写ベルト１６の小型化を図ることにより、装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写ベルト１６の高剛性化により伸び、振動等を防止でき、出力画像の高画質化を実現することができる。

特に、２成分現像法において現像動作中の感光体ドラム１１と現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）の間隔（現像ギャップ）を高精度に設定するために、現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）と同軸上に回転自在に位置決め部材であるコロ部材（図示せず）を取付け、コロ部材を感光体ドラム１１の表面に突き当てる構成を採用している場合は、非現像状態からの現像色切換え動作により現像状態となった瞬間のコロ部材と感光体ドラム１１の衝突の影響が大きいため、本構成による効果が大きい。

なお、画像の現像終了後、現像した画像の後端が現像装置１５Ｋの対向位置Ｋを通過するまで間や、光書込ユニット１３による露光開始後、潜像が対応する現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）の対向位置に到達するまでの間は、現像色切換え動作による感光体ドラム１１の速度変動により画像の位置精度が補償できないため、出力のための画像は形成できないが、プロセスコントロールのためのテストパッチは画像濃度を検出することが目的であり位置的には多少の変動があっても問題とならない。よって、感光体ドラム１１の速度変動の影響を受けるため出力画像が形成できない領域（感光体ドラム１１に形成されている潜像に対する可視像形成終了後から、形成した可視像の後端が現像装置１５Ｋに対向する位置Ｋを通過するまでの間、現像切換機構１８による現像色切換が完了した後、形成を開始した潜像が切り換えられた現像装置１５に対向する位置に到達するまでの間）において、プロセスコントロール用テストパッチを形成することで、感光体ドラム１１や中間転写ベルト１６の領域を有効利用できる。プロセスコントロールのためのテストパッチ形成に関しては、特開２００２−２１４８６６公報に記載してあるため、ここでの説明は省略する。

このように本実施の形態によれば、感光体ドラム１１の回転方向において最も下流側に位置する現像装置１５Ｋの対向位置Ｋから中間転写ベルト１６との転写位置Ｔ１までの感光体ドラム１１の周長Ｌ１を、現像切換機構１８による現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも小さくすることで、現像色切り換えによる感光体ドラム１１の負荷変動が発生するタイミングにおいては、現像した画像の中間転写動作は終了しており、感光体ドラム１１の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。このため、中間転写ベルト１６上に画像を形成できない領域は、
画像形成不可領域＝光書込ユニット１３による露光位置Ｘと現像装置１５Ｋの対向位置Ｋの間隔＋現像色切換え動作中に画像が進む距離
の範囲となり、中間転写ベルト１６の小型化が可能となる。これにより、中間転写中の感光体ドラム１１の速度変動回避により画像乱れを防止できるため出力画像の高画質化が可能であり、また、中間転写ベルト１６の周長削減が可能となるため、装置小型化、低コスト化が実現できるだけでなく、中間転写ベルト１６の高剛性化により、さらなる高画質化が可能となる。

また、現像切換機構１８による現像色切り換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）を、中間転写ベルト１６の周長Ｌ５から、画像領域Ｌ４と、光書込ユニット１３による露光位置Ｘから現像装置１５Ｋの対向位置Ｋの間隔（Ｌ３＋Ｌ２）とを除いた距離よりも小さくすることで、現像色切り換えによる感光体ドラム１１の負荷変動が発生するタイミングにおいては、次に現像する潜像の光書込ユニット１３からの露光動作は開始されておらず、感光体ドラム１１の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。これにより、潜像形成中の感光体ドラム１１の速度変動回避により画像乱れを防止できるため、さらなる高画質化が可能となる。

［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図９ないし図１２に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、画像形成動作が異なるものである。

本実施の形態のカラー複写機１においては、図２に示すように、光書込ユニット１３による露光位置Ｘから現像装置１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃの中で感光体ドラム１１の回転方向において最も上流側に位置する現像装置１５Ｃの対向位置Ｃまでの画像担持体周長Ｌ２を、
Ｌ２＞ｖ×ｔ（ｖ：感光体ドラム１１の表面の回転線速、ｔ：現像切換機構１８が現像装置１５を非現像状態から現像状態に切り換える時間）
とする。

ここで、感光体ドラム１１に形成したシアン画像を中間転写ベルト１６に転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程について図９および図１０を参照して説明する。本実施の形態のカラー複写機１は、感光体ドラム１１に形成したシアン画像を中間転写ベルト１６に転写する工程において、シアン現像終了後、シアン画像後端が現像装置１５Ｋに対向する位置Ｋを通過したとき、現像切換機構１８によって現像装置１５Ｙの現像状態への切り換え動作を開始する（図９参照）。そして、現像切換機構１８による現像装置１５Ｙの現像状態への切り換え動作終了と同時に、現像装置１５Ｃの非現像状態への切り換え動作を開始した後、光書込ユニット１３からのイエロー画像の露光（露光位置Ｘ）を開始する（図１０参照）。

次に、感光体ドラム１１に形成したブラック画像を中間転写ベルト１６に転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程について図７および図８を参照して説明する。本実施の形態のカラー複写機１は、感光体ドラム１１に形成したブラック画像を中間転写ベルト１６に転写する工程において、現像装置１５Ｋによるブラック現像終了後（すなわち、ブラック画像後端が現像装置１５Ｋに対向する位置Ｋを通過したとき）、現像切換機構１８によって現像装置１５Ｃの現像状態への切り換え動作を開始する（図１１参照）。そして、現像切換機構１８による現像装置１５Ｃの現像状態への切り換え動作終了と同時に、現像装置１５Ｋの非現像状態への切り換え動作を開始した後、光書込ユニット１３からのシアン画像の露光（露光位置Ｘ）を開始する（図１２参照）。

このように、現像した画像の後端が現像装置１５Ｋの対向位置Ｋを通過後に、次に現像を行う現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）を非現像状態から現像状態へと切り換えるとともに、次に現像を行う現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）の非現像状態から現像状態への切り換えが完了すると同時に現像していた現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）の現像状態から非現像状態への切り換えを開始するため、非現像状態から現像状態への切り換え完了に伴う感光体ドラム１１の負荷変動と現像状態から非現像状態への切り換え開始に伴う感光体ドラム１１の負荷変動が同じタイミングで発生するとともに、発生タイミングにおいては、現像した画像の中間転写動作は終了しているとともに次に現像する潜像の光書込ユニット１３からの露光動作は開始されておらず、感光体ドラム１１の回転速度変動が発生しても画像に乱れは生じない。また、露光位置Ｘと現像装置１５Ｃの対向位置Ｃの間隔Ｌ２を現像色切換え動作中に画像が進む距離（ｖ×ｔ）よりも大きくすることで、シアンからイエローへの現像色切換え時にイエローで現像されるべき潜像に対しシアンが現像される画像不良を確実に防止できる。

特に、１成分現像法のように現像動作中に感光体ドラム１１に対し現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）を当接させる場合は、感光体ドラム１１に対し現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）が当接する非現像状態から現像状態への現像色切り換え動作完了の瞬間と、感光体ドラム１１から現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）が離接する現像状態から非現像状態への現像色切り換え動作開始瞬間の影響がともに大きいため、本構成による効果が大きい。

なお、各実施の形態のカラー複写機１のプリンタエンジン３においては、４つの現像装置１５（１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃ）を併設した感光体ドラム１１を１つだけ用いて中間転写体１６上に多色画像を形成する構成を適用したが、これに限るものではなく、複数の現像装置を併設した画像担持体（感光体ドラム等）を複数用いて中間転写体上に多色画像を形成する構成に適用したものであっても良い。以下において、複数の現像装置を併設した感光体を２つ用いた２ステーション記録システム（詳細は、特開平１０−１７７２８６号公報、特開平１１−１２５９６８号公報参照）について簡単に説明する。

図１３は、複数の現像装置を並設した感光体ドラム１１ａ，１１ｂを２つ用い、中間転写ベルト１６上にフルカラー画像を形成するカラー複写機１の要部を示す概略構成図である。このような構成は、１つの感光体ドラム１１を用いた構成と比較し、装置小型化が可能となるとともに、プリントスピードが高速化できる特徴がある（詳細は、特開２００２−２１４８６８公報参照）。

このカラー複写機１では、画像形成時に、２つの画像担持体である感光体ドラム１１ａ，１１ｂを反時計方向に回転駆動し、その表面を帯電装置１２ａ、１２ｂで均一に帯電した後、光書込ユニット１３ａ、１３ｂによって入力される画像情報に応じた露光を行い静電潜像を形成する。そして、シアン、マゼンタの２色の現像装置１５Ｃ，１５Ｍ、イエロー、ブラックの２色の現像装置１５Ｙ，１５Ｋ）を現像切換機構１８により移動させて、第１色目（例えばシアン）の現像装置１５Ｃを感光体ドラム１１ａと対向する現像位置に、第２色目（例えばイエロー）の現像装置１５Ｙを感光体ドラム１１ｂと対向する現像位置にそれぞれ位置させ、感光体ドラム１１ａ上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像するとともに、感光体ドラム１１ｂ上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。このシアンのトナー像、イエローのトナー像は、感光体ドラム１１ａ，１１ｂに当接して反時計回りに回転する中間転写体である中間転写ベルト１６上に１次転写部Ｔ１１、Ｔ１２にて１次転写される。そして、この１次転写工程を他の２色、即ちマゼンタ、ブラックについても順次行い、中間転写ベルト１６上に４色のトナー像を重ねる。これらの４色のトナー像は、給紙カセット（不図示）から搬送されてきた記録媒体Ｐに、２次転写部Ｔ２にて転写装置１７によって一括して２次転写されることでフルカラー画像を得ることができる。

上記構成を適用した場合、画像形成不可領域である露光位置Ｘから最下流側現像位置の間に配置される現像装置１５の数が削減できるため、露光位置Ｘから最下流側現像位置の間隔を削減できる。つまり、画像形成負荷領域が削減されるため更なる中間転写ベルト１６の小型化が可能となり、大幅な装置小型化、低コスト化が実現できるとともに、中間転写ベルト１６の高剛性化により伸び、振動等を防止でき、更なる出力画像の高画質化が実現し、また、１つの画像担持体である感光体を用いた構成に対しプリントスピードも大幅に向上する。

なお、各実施の形態においては、画像形成装置としてカラー複写機を適用した例を示したが、これに限るものではなく、カラーレーザプリンタ等にも適用可能であることは言うまでもない。

また、各実施の形態においては、画像担持体として感光体ドラム１１（１１ａ，１１ｂ）を用いたが、これに限るものではなく、例えば感光体ベルト等でも良い。

さらに、各実施の形態においては、中間転写体として中間転写ベルト１６を用いたが、これに限るものではなく、例えば中間転写ドラム、中間転写ローラ等でも良い。

本発明の第一の実施の形態のカラー複写機の概略構造を示す側面図である。 プリンタエンジンの概略構造を示す側面図である。 カラー複写機に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。 感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 本発明の第二の実施の形態のカラー複写機における感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 プリンタエンジンの変形例の概略構造を示す側面図である。 従来の感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 従来の感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 従来の感光体ドラムに形成したシアン画像を中間転写ベルトに転写する工程からイエロー画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 従来の感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 従来の感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。 従来の感光体ドラムに形成したブラック画像を中間転写ベルトに転写する工程からシアン画像の露光を開始する工程の一部を示す説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 画像担持体
１３ 露光装置
１５ 現像手段
１６ 中間転写体
１８ 現像切換手段

Claims (8)

1. 露光装置による露光により潜像が形成される画像担持体と、
   前記画像担持体の外周に対向して並設され、前記画像担持体に形成されている潜像を可視像化する複数の異なる色の現像手段と、
   前記各現像手段の前記画像担持体に形成されている潜像に対する現像状態と非現像状態とを切換える現像切換手段と、
   前記現像切換手段による前記各現像手段の切り換えにより順次現像色を切り換えて現像された前記画像担持体上の可視像を順次転写されることにより形成された複数色画像を、記録媒体に転写する中間転写体と、
   を備え、
   前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置から前記中間転写体との転写位置までの前記画像担持体の周長Ｌ１を、
   Ｌ１＜ｖ×ｔ（ｖ：画像担持体表面の回転線速、ｔ：現像切換手段が現像手段を非現像状態から現像状態に切り換える時間）
   とし、
   前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次ぎに形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを行う、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像手段は、前記画像担持体上に形成されている潜像に対し、２成分現像法により可視像化を行うとともに、前記画像担持体に当接することにより現像状態における前記現像手段表面と前記画像担持体表面の間隔を維持する位置決め部材を有する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 露光装置による露光により潜像が形成される画像担持体と、
   前記画像担持体の外周に対向して並設され、前記画像担持体に形成されている潜像を可視像化する複数の異なる色の現像手段と、
   前記各現像手段の前記画像担持体に形成されている潜像に対する現像状態と非現像状態とを切換える現像切換手段と、
   前記現像切換手段による前記各現像手段の切り換えにより順次現像色を切り換えて現像された前記画像担持体上の可視像を順次転写されることにより形成された複数色画像を、記録媒体に転写する中間転写体と、
   を備え、
   前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置から前記中間転写体との転写位置までの前記画像担持体の周長Ｌ１を、
   Ｌ１＜ｖ×ｔ（ｖ：画像担持体表面の回転線速、ｔ：現像切換手段が現像手段を非現像状態から現像状態に切り換える時間）
   とし、
   前記現像切換手段は、所定の前記現像手段が前記画像担持体上に形成した可視像の後端が前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段の対向位置を通過した後に、次に形成する可視像の色に対応する前記現像手段について非現像状態から現像状態への切り換えを開始し、当該現像手段の非現像状態から現像状態への切り換えを完了するとほぼ同時に、可視像を形成していた前記現像手段の現像状態から非現像状態への切り換えを開始する、ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記露光装置による露光位置から前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も上流側に位置する前記現像手段の対向位置までの画像担持体周長Ｌ２を、Ｌ２＞ｖ×ｔとする、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記現像手段は、前記画像担持体上に形成されている潜像に対し、１成分現像法により可視像化を行うとともに、現像状態において前記画像担持体表面に対して前記現像手段表面が当接する、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記各現像手段の中で前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段以外の前記現像手段は、前記画像担持体に形成されている潜像に対する可視像形成終了後から、形成した可視像の後端が前記画像担持体回転方向において最も下流側に位置する前記現像手段に対向する位置を通過するまでの間に、画像補償制御における濃度検出用テストパッチを形成する、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の画像形成装置。
7. 前記現像切換手段による現像色切換が完了した後、切り換えられた前記現像手段は、形成を開始した潜像が対向する位置に到達するまでの間に、画像補償制御における濃度検出用テストパッチを形成する、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の画像形成装置。
8. 前記画像担持体を複数備え、前記各画像担持体を用いて前記中間転写体上に複数色画像を形成する、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の画像形成装置。

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