(57)【要約】【課題】  中間転写ベルトを備える画像形成装置において、簡単な構成で感光体ドラムの寿命を向上させるとともに、画像不良が発生することがないようにする。【解決手段】  中間転写ベルト１５を有するカラー画像形成装置において、画像形成モードの際、トナー像が形成される感光体ドラム１１ａを除く残りの感光体ドラム１２ａ〜１４ａにトナーバンドを形成するとともに、逆一次転写バイアスを印加して、感光体ドラム１２ａ〜１４ａ中で二次転写位置からみて中間転写ベルトの回転方向最上側に位置する感光体ドラム１４ａ上のトナーバンドの量を最も多くするように制御する。【選択図】  図１
2006221106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される複数の像担持体が中間転写体の回転方向に沿って配列され、前記像担持体に形成されたトナー像が一次転写バイアスによって前記中間転写体に一次転写される構成を有し、かつカラー画像形成モードと単色画像形成モードを切り替え可能な画像形成装置において、
前記単色画像形成モードの際には、画像形成を行わない像担持体には逆一次転写バイアスを印加しかつトナーバンドが形成され、
前記画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体の前記トナーバンドの形成に用いられるトナー量を最も多くするように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
単色画像形成モードの際に画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体に形成される前記像担持体の回転方向におけるトナーバンドの長さを最も長くするようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
単色画像形成モードの際に画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体に形成される前記像担持体の回転方向におけるトナーバンドを形成する時間間隔を最も短くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記単色画像形成モードはモノクロモードであって、
前記単色画像形成モードで画像形成を行う像担持体は前記中間転写体の回転方向最下流側に位置付けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルト等の中間転写体を備えるカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（ＢＫ）の各色の作像ユニットを中間転写ベルトに沿って配置した所謂タンデム型のカラー画像形成装置においては、各色トナー像を作像ユニットから順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上にカラートナー像を形成した後、このカラートナー像を記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）に転写している。
【０００３】
この種のカラー画像形成装置において、単色（例えば、モノクロ）の画像形成を連続的に行うと、他の色について画像形成が行われない結果、中間転写ベルトに付着した紙粉等が非画像形成中の作像ユニットの像担持体（感光体ドラム）に付着して、カラー画像形成を行おうとした際に、画像不良が発生することがある。
【０００４】
さらには、画像形成を行っていない作像ユニットのクリーニング部材（クリーニングブレード）にトナーが供給されない結果、クリーニングブレードと感光体ドラム表面との潤滑性が低下して、感光体ドラム表面が傷つくことがあり、これによっても画像不良が生じることがあり、さらには感光体ドラムの寿命が低下してしまう。
【０００５】
このような不具合を防止するため、感光体ドラムにトナー像を形成する画像形成部を退避位置と画像形成位置とに選択的に位置付けて、画像形成しないトナー像の色の画像形成部の感光体ドラムを搬送ベルト及び記録媒体から離すようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、像担持体（感光体ドラム）の寿命を延すため、モノクロ等の単色画像形成時に、画像形成を行わない画像形成ユニットの像担持体（感光体ドラム）を、停止させることなく駆動して、画像形成を行わない画像形成ユニットの像担持体上に所定のタイミングでトナーバンドを形成するようにしたものがあり、ここでは、非画像形成時の像担持体の回転速度を遅くし回転数を抑えて、像担持体の延命を図っている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１８６７７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２０８７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載された画像形成装置においては、モノクロ等の単色画像形成の際、画像形成しないトナー像の色の画像形成部の感光体ドラムを搬送ベルト及び記録媒体から離すようにして、紙粉の付着を防止しているものの、感光体ドラムを搬送ベルト及び記録媒体から離間させるための機構が必要となり、その分画像形成装置が大型化するばかりでなく、コスト高になってしまう。
【０００９】
さらには、単色画像形成中においては、画像形成しない感光体ドラムにはトナー像が形成されない結果、クリーニングブレードにトナーが供給されないことになって、クリーニングブレードと感光体ドラム表面との潤滑が低下してしまうという課題がある。
【００１０】
特許文献２に記載された画像形成装置においては、モノクロ等の単色画像形成時に、非画像形成時の像担持体の回転速度を遅くし回転数を抑えて、画像形成を行わない画像形成ユニットの像担持体上に所定のタイミングでトナーバンドを形成するようにしているものの、非画像形成時の像担持体の回転速度を遅くすると、これら像担持体と中間転写ベルトとの摩擦が増大して、像担持体が磨耗する恐れがあるばかりでなく、中間転写ベルトの速度が変化して、画像形成を行う像担持体から中間転写ベルトへの転写タイミングがずれてしまい、画像不良の原因となるという課題がある。
【００１１】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で感光体ドラムの寿命を向上させるとともに、画像不良が発生することのない画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、トナー像が形成される複数の像担持体が中間転写体の回転方向に沿って配列され、前記像担持体に形成されたトナー像が一次転写バイアスによって前記中間転写体に一次転写される構成を有し、かつカラー画像形成モードと単色画像形成モードを切り替え可能な画像形成装置において、前記単色画像形成モードの際には、画像形成を行わない像担持体には逆一次転写バイアスを印加しかつトナーバンドが形成され、前記画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体の前記トナーバンドの形成に用いられるトナー量を最も多くするように制御することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、例えば、単色画像形成モードの際に画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体に形成される前記像担持体の回転方向におけるトナーバンドの長さを最も長くする。
【００１４】
本発明では、例えば、単色画像形成モードの際に画像形成を行わない像担持体の内、前記中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体に形成される前記像担持体の回転方向におけるトナーバンドを形成する時間間隔を最も短くするようにしてもよい。
【００１５】
本発明では、前記単色画像形成モードは、例えば、モノクロモードであって、前記単色画像形成モードで画像形成を行う像担持体は前記中間転写体の回転方向最下流側に位置付けられている。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明による画像形成装置は、単色画像形成モードの際、トナー像が形成される像担持体を除く残りの像担持体にトナーバンドを形成するとともに、逆一次転写バイアスを印加して、残りの像担持体中で二次転写位置からみて中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体上のトナーバンドの量を最も多くするようにしたので、中間転写体に付着した紙粉などの影響を最も大きく受ける二次転写位置からみて中間転写体の回転方向最上流側に位置する像担持体に紙粉などが付着することを有効に防止することができる。さらに、簡単な構成で像担持体の寿命を向上させるとともに、画像不良の発生を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１８】
図１を参照して、本発明の実施例１による画像形成装置について説明する。図１はタンデム型カラー画像形成装置の一例を概略的に示す図であり、このカラー画像形成装置１０はブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の各色毎の作像ユニット１１〜１４を有している。そして、作像ユニット１１〜１４はそれぞれ像担持体（感光体ドラム）１１ａ〜１４ａ、帯電器１１ｂ〜１４ｂ、露光器１１ｃ〜１４ｃ、現像器１１ｄ〜１４ｄ、及びクリーニングユニット１１ｅ〜１４ｅ等を備えている。
【００１９】
カラー画像形成を行う際には（カラーモード）、感光体ドラム１１ａ〜１４ａは帯電器１１ｂ〜１４ｂによって均一に帯電された後、露光器１１ｃ〜１４ｃによって画像データに応じて感光体ドラム１１ａ〜１４ａが露光されて、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上の静電潜像は現像器１１ｄ〜１４ｄによって現像されて、各色トナー像となる。
【００２０】
感光体ドラム１１ａ〜１４ａは中間転写ベルト１５に沿って配列されており、この中間転写ベルト１５は、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、及びテンションローラ１８に張架され、駆動ローラ１６の回転駆動によって、図中実線矢印で示す方向に回転駆動される。中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１ａ〜１４ａには一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄが対向しており、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像は一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄに印加された一次転写バイアスによって順次中間転写ベルト１５に転写されて（一次転写）、中間転写ベルト１５上にカラートナー像が形成される。なお、感光体ドラム１１ａ〜１４ａに残留した残留トナーはクリーニングユニット１１ｅ〜１４ｅによって除去される。
【００２１】
中間転写ベルト１５を挟んで、テンションローラ１８には二次転写ローラ２２が対向している。図示の画像形成装置１０は複数の給紙トレイ２０ａ〜２０ｃを有し、これら給紙トレイ２０ａ〜２０ｃには、例えば、互いに異なるサイズの用紙が収納されている。そして、給紙トレイ２０ａ〜２０ｃからは選択的に用紙が給紙経路２１を介してテンションローラ１８と二次転写ローラ２２とのニップ部に用紙が搬送されて、２次転写位置で中間転写ベルト１５上のカラートナー像が用紙に転写される（２次転写位置からみて、中間転写ベルト１５の回転方向最下流側に感光体ドラム１１ａが位置し、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に感光体ドラム１４ａが位置する）。
【００２２】
そして、用紙は定着器２３に搬送されて、ここで用紙上のトナー像が定着された後、排紙経路２４を通って排紙トレイ２５に排紙される。なお、図示のように、中間転写ベルト１５を挟んで、従動ローラ１７にはファーブラシ１５ａが対向しており、ファーブラシ１５ａによって中間転写ベルト１５上に残留するトナーが除去される（クリーニング）。
【００２３】
単色画像形成（例えば、モノクロ画像形成）を行う際には（モノクロモード）、作像ユニット１１において、前述したようにして、感光体ドラム１１ａ上にトナー像（ＢＫトナー像）が形成され、このトナー像が中間転写ベルト１５に転写された後、中間転写ベルト１５上のトナー像が用紙に転写されて、定着器２３で定着される。そして、用紙は排紙トレイ２５に排紙される。この際、作像ユニット１２〜１４においては、感光体ドラム１２ａ〜１４ａは回転駆動されるものの、現像器１２ｄ〜１４ｄは停止される。
【００２４】
モノクロモードにおいては、作像ユニット１２〜１４においてはトナー像の形成は行われず、一次転写ローラ１９ｂ〜１９ｄには逆一次転写バイアス（一次転写バイアスとは極性が逆のバイアス電圧）が印加されることになる。一方、２次転写位置では不可避的に紙粉が中間転写ベルト１５に付着してしまい、ファーブラシ１５ａで除去し切れなかった紙粉が逆一次転写バイアスによって感光体ドラム１４ａ〜１２ａに付着することがある。特に、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に位置する感光体ドラム１４ａに紙粉が付着し易い。そして、感光体ドラムに紙粉が付着して、クリーニングユニット１４ｅで除去されないと、画像不良の原因となってしまう。
【００２５】
さらに、モノクロ画像形成が連続して行われると、感光体ドラム１２ａ〜１４ａにはトナー像が形成されない結果、クリーニングユニット１２ｅ〜１４ｅ中のクリーニングブレード（図示略）にトナー（残留トナー）が供給されない結果、感光体ドラム１２ａ〜１４ａの表面とクリーニングブレードとの潤滑性が低下して、感光体ドラム１２ａ〜１４ａが傷つくことがある。そして、感光体ドラム１２ａ〜１４ａに傷がつくと、画像不良の原因となる。
【００２６】
ここでは、このような不具合を防止するため、次のような制御を行った。図２に示すフローチャートも参照して、画像形成を行う際には、操作パネル（図示せず）によってカラーモード又は単色モード（モノクロモード）のいずれかが選択される（ステップＳ１）。制御装置（図示せず）はカラーモードが選択されると、カラー画像形成制御に移行して（ステップＳ２）、前述したようにして、カラー画像形成が行われる（ステップＳ３）。そして、制御装置は画像形成（印字）が終了したか否かを判定して（ステップＳ４）、画像形成が終了すると、処理を終了する。一方、画像形成が終了していないと、ステップＳ３に戻る。
【００２７】
一方、モノクロモードが選択されると、制御装置はモノクロ画像形成制御に移行して（ステップＳ５）、前述したようにして、モノクロ画像形成が行われる（ステップＳ６）。モノクロ画像形成の際には、制御装置は印字枚数が予め規定された枚数Ｎ（例えば、Ｎ＝５０枚）になったか否かを判定して（ステップＳ７）、Ｎ＝５０またはその倍数となると、現像器１２ｄ〜１４ｄを駆動制御して、感光体ドラム１２ａ〜１４ａにトナーバンドを形成する（ステップＳ８）。
【００２８】
トナーバンドの形成に当っては、例えば、感光体ドラム１２ａ〜１４ａを帯電した後、露光器１２ｃ〜１４ｃで露光して、感光体ドラム１２ａ〜１４ａにバンド（帯）状の静電潜像を形成する。この際、２次転写位置からみて中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に位置する感光体ドラム１４ａに形成する静電潜像の長さを最も長くする。なお、ここでいう静電潜像の長さとは感光体ドラムの周方向の長さであり、感光体ドラムの軸方向に関しては印字可能範囲の長さの静電潜像が形成される。例えば、感光体ドラム１４ａの静電潜像長さ＝８ｃｍ、感光体ドラム１３ａの静電潜像長さ＝４ｃｍ、感光体ドラム１２ａの静電潜像長さ＝２ｃｍとした。そして、これら静電潜像を現像器１２ｄ〜１４ｄで現像して、感光体ドラム１２ａ〜１４ａ上にトナーバンドを形成した。
【００２９】
一次転写ローラ１９ｂ〜１９ｄには逆転写バイアスが印加されているから、感光体ドラム１２ａ〜１４ａ上のトナーバンドは中間転写ベルト１５に転写されず、クリーニングユニット１２ｅ〜１４ｅ側に供給される。また、中間転写ベルト１５に付着した紙粉等は感光体ドラム１２ａ〜１４ａにも付着するのであるが、感光体ドラム１２ａ〜１４ａに付着した紙粉などはクリーニングユニット１２ｅ〜１４ｅのクリーニングブレードに堰き止められたトナーバンドに取り込まれる。そして、感光体ドラム１２ａ〜１４ａ上の紙粉などを取り込んだトナーバンドはクリーニングユニット１２ｅ〜１４ｅによって除去される。
【００３０】
その後、制御装置は画像形成が終了したか否かを判定して（ステップＳ９）、画像形成が終了すると、処理を終了する。一方、画像形成が終了していないと、ステップＳ７に戻る。ステップＳ８において、Ｎ＝５０またはその倍数でないと、制御装置はステップＳ９に移行する。
【００３１】
このようにして、モノクロモードの際には、感光体ドラム１２ａ〜１４ａに予め規定された枚数Ｎ毎にトナーバンドを形成して、このトナーバンドをクリーニングユニット１２ｅ〜１４ｅ（つまり、クリーニングブレード）側に供給するようにしたから、感光体ドラム１２ａ〜１４ａの表面とクリーニングブレードとの潤滑性が低下することがなく、感光体ドラム１２ａ〜１４ａが傷つくことはない。
【００３２】
さらに、トナーバンド中に感光体ドラム１２ａ〜１４ａに付着した紙粉が取り込まれる結果、紙粉はクリーニングブレードにおいてトナーバンドとともに除去され、感光体ドラム１２ａ〜１４ａに紙粉が残留するという不具合を極力防止することができる。紙粉の影響は、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に位置する感光体ドラム１４ａが最も受けるから、つまり、感光体ドラム１４ａに紙粉が最も付着しやすいから、前述したように、感光体ドラム１４ａに形成するトナーバンドの長さを最も長くすれば、感光体ドラム１４ａに付着した紙粉等をも良好にトナーバンド中に取り込んで除去できる。
【００３３】
上述の例では、感光体ドラム１４ａに形成するトナーバンドの長さを最も長くしたが、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に位置する感光体ドラム１４ａに形成するトナーバンドの形成タイミング（つまり、形成間隔）を最も短くするようにしてもよい。つまり、感光体ドラム１４ａにおいては、予め定められた時間当たりのトナー供給量を最も多くするようにする。
【００３４】
ここで、上述の画像形成装置１０において、単色画像形成（モノクロ画像形成）を１０万枚行って、初期（印字開始当初）、１万枚、５万枚、１０万枚において、感光体ドラム１２ａ〜１４ａにトナー及び紙粉の付着と像流れが発生したか否かを観察した。その結果を図３に示す。
【００３５】
図３において、実施例は感光体ドラム１２ａ、１３ａ、及び１４ａにそれぞれ２ｃｍ、４ｃｍ、及び８ｃｍの長さのトナーバンドを印字５０枚毎に形成した例であり、比較例１は感光体ドラム１２ａ〜１４ａにトナーバンドを形成しない例、比較例２は感光体ドラム１２ａ〜１４ａにそれぞれ８ｃｍの長さのトナーバンドを印字５０枚毎に形成した例、比較例３は感光体ドラム１２ａ、１３ａ、及び１４ａにそれぞれ２ｃｍの長さのトナーバンドを印字５０枚毎に形成した例である。
【００３６】
図３に示すように、実施例では１０万枚までトナー及び紙粉の付着と像流れは見られず、同様にして、比較例２においても、１０万枚までトナー及び紙粉の付着と像流れは見られなかった。一方、比較例１では、１万枚の印字を行った時点でトナー及び紙粉の付着と像流れが発生し、比較例３では、１万枚の印字を行った時点で、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に位置する感光体１４ａでトナー及び紙粉の付着と像流れが発生し、５万枚の印字を行った時点で、感光体ドラム１４ａ及び１３ａにおいてトナー及び紙粉の付着と像流れが発生していた。
【００３７】
続いて、モノクロモードで１０枚の印字を行った際に、作像ユニット１２〜１４で消費されるトナー量を調べてみた。その結果を図４に示す。図４に示すように、比較例２ではトナー消費量が最も大きくなっており、比較例２においてもトナー及び紙粉の付着及び像流れを防止できるものの、トナー消費量、つまり、無駄に消費されるトナー量が大きくなってしまい、好ましくないことが分かる。図３及び図４から理解できるように、実施例では無駄に消費されるトナー量を少なくして、しかも、トナー及び紙粉の付着及び像流れを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
単色画像形成モードの際、画像形成を行わない感光体ドラムにトナーバンドを形成して、これら像担持体中で二次転写位置からみて中間転写ベルトの回転方向最上側に位置する感光体ドラムのトナーバンドの量を最も多くするようにしたから、単色画像形成モードの際においても、画像形成を行わない感光体ドラムに悪影響を与えることがなく、簡単な構成で像担持体の寿命を向上させるとともに画像不良の発生を防止することができる結果、中間転写ベルト等の中間転写体を備えるカラー画像形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１による画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置においてモノクロモードの際の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２で説明した制御を行った際のトナー及び紙粉の付着と像流れとを比較例と比較して示す図である。
【図４】図３に示す実施例及び比較例におけるトナー消費量を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  カラー画像形成装置
１１〜１４  作像ユニット
１１ａ〜１４ａ  感光体ドラム
１５  中間転写ベルト
１９ａ〜１９ｄ  一次転写ローラ
２２  二次転写ローラ
２３  定着器
２５  排紙トレイ
【図１】
2006221106.tif 000003
【図２】
2006221106.tif 000004
【図３】
2006221106.tif 000005
【図４】
2006221106.tif 000006