(57)【要約】      （修正有）【課題】タンデム型の複写機、プリンタにおいて、ブラックのみの画像形成を行う場合、他色の画像形成ユニットの感光体が、転写ベルトから離接する機構をやめ、プリント時間を向上させる。【解決手段】感光体としてアモルファスシリコン、砒素セレン、ビッカ−ス硬度４５以上の有機感光体から選択されるものを用い、感光体と転写ベルト間に適度な押圧力を設定することで、転写ベルトを感光体から離間することなく使用することが可能となった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと現像装置とを含む複数の画像形成ユニットが用紙搬送経路に沿って一列に配列され、前記複数の画像形成ユニットの感光体ドラム上に現像されたトナー像が、転写ベルトにより搬送される転写紙に順次重ねて転写されることでカラー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置であって、黒色のみの画像形成を行う場合は、黒色に対応する前記画像形成ユニットが感光体上でトナー像を形成した後、転写ベルトにより搬送される転写紙上にトナー像を転写し、黒色以外の前記画像形成ユニットにおいては、感光体は前記転写ベルトと押圧状態で回転すると共に、用紙を搬送することを特徴とするタンデム型カラー画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体がアモルファスシリコン、砒素セレン、ビッカース硬度４５以上の有機感光体から択一的に選択されることを特徴とする請求項１記載のタンデム型カラー画像形成装置。
【請求項３】
転写ベルトの感光体への押圧力が２〜１０Ｎ（ニュートン）であることを特徴とする請求項１記載のタンデム型カラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム型の複写機、プリンター等のカラー画像形成装置に係わり、詳しくは、感光体ドラムと現像装置とを含む複数の画像形成ユニットが用紙搬送経路に沿って一列に配設された画像形成装置において、黒色のみの画像形成を行う場合において、他色の画像形成ユニットの感光体が転写ベルトと離間することなく、適度な押圧状態で回転するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の画像形成ユニットの感光体上に原稿画像を色分解し、記録情報毎に露光し、各色のトナーで現像して得られる顕像を転写ベルトにより搬送される転写紙に順次重ねて転写することで画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
通常、タンデム型フルカラー画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の画像形成ユニットを並べ、転写ベルトに順次重ねて現像を行い、一括して用紙に転写する方式と搬送ベルトに用紙を載置し、一色毎に転写してカラー画像形成を行う方式とがある。
【０００４】
これまでオフィスにおいても複写機やプリンター等の画像形成装置はモノクロタイプが主流でカラー機が僅かに存在する程度であったが、カラーのオリジナルの増加により、カラー画像形成装置に置き換わってきており、カラー画像形成装置で黒色のみのオリジナルを出力することが一段と増加していく傾向にある。
【０００５】
このようにカラー画像形成装置で黒色のみのオリジナルを出力する場合、使用しないシアン、マゼンタ、イエローの画像形成ユニットの感光体であっても、転写ベルトに押圧された状態で回転し続けると、感光体表面が磨耗し寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
この様な問題点を解決するために、特許文献１〜４等で提案されているように、黒色以外の画像形成ユニットの感光体の駆動を停止すると共に転写ベルトから離間する方法がとられている。
【特許文献１】特開平３−２８８１７３
【特許文献２】特開平６−２５８１９４
【特許文献３】特開平６−１０２７７６
【特許文献４】特開平１０−１８１９２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような方法は、転写ベルトの感光体からの離接機構が必要となるだけでなく、モノクロとカラーのオリジナルが混在する場合は、転写ベルトの離間、圧接の切り換え時に、画像形成プロセスを一時中断する必要があり生産性が悪かった。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題を解決するためにカラー画像形成装置で黒色のみの画像形成を行う場合、耐磨耗性に優れた感光体、特にアモルファスシリコンを用い、適度な圧力で転写ベルトを押圧することで、転写ベルトの感光体からの離接機構を必要としないタンデム型画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に係わる発明は、感光体ドラムと現像装置とを含む複数の画像形成ユニットが用紙搬送経路に沿って一列に配列され、前記複数の画像形成ユニットの感光体ドラム上に現像されたトナー像が、転写ベルトにより搬送される転写紙に順次重ねて転写されることでカラー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置であって、黒色のみの画像形成を行う場合は、黒色に対応する前記画像形成ユニットが感光体上でトナー像を形成した後、転写ベルトにより搬送される転写紙上にトナー像を転写し、黒色以外の前記画像形成ユニットにおいては、感光体は前記転写ベルトと押圧状態で回転すると共に、用紙を搬送することを特徴としている。この請求項１の発明によれば、転写ベルトの感光体からの離接機構を必要とせず、圧接状態で使用することができる。
【００１０】
また請求項２に係わる発明は、請求項１の感光体がアモルファスシリコン、砒素セレン、ビッカ−ス硬度４５以上の有機感光体から択一的に選択されることを特徴としている。この請求項２の発明によれば、アモルファスシリコン、砒素セレン、ビッカ−ス硬度４５以上から択一的に選択される感光体を用いることで、削れが極めて少ないために、より効果的に長寿命化でき、感光体と転写ベルトが圧接状態での使用が可能となる。
【００１１】
また請求項３に係わる発明は、請求項１の転写ベルトの感光体への押圧力が２〜１０Ｎ（ニュートン）であることを特徴としている。この請求項３の発明によれば、転写ベルトの感光体への押圧力をこの範囲に設定すれば、効率良く転写が可能で、感光体が磨耗せずに使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本件発明を用いれば、これまでタンデム型のカラー画像形成装置において、黒色のみの画像形成を行う場合、他色の画像形成ユニットの感光体が磨耗しないように転写ベルトを離間する必要があったため、その離接機構が必要なだけでなく、フルカラーと黒色の画像形成が混載する場合は、その圧接、離間を行うことで生産性が悪かったが、アモルファスシリコン、砒素セレン、ビッカ−ス硬度４５以上の有機感光体から択一的に選択される感光体を用いると供に、２〜１０Ｎの適度な押圧力で感光体と転写ベルトを接触させることで、常時圧接することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を採用するタンデム型カラー画像形成装置を図１に基づいて説明する。同図においてこのタンデムカラー画像形成装置は、給紙手段０１、垂直搬送路２、レジストローラ対３、ベルト搬送手段４、第１の画像形成ユニット５、第２の画像形成ユニット６、第３の画像形成ユニット７、第４の画像形成ユニット８、定着手段９、排出搬送路１０、排出トレイ１１などから構成される。
【００１４】
なお、本発明のタンデム型カラー画像形成装置は、実施例の第１〜第４の画像形成ユニット５〜８の感光体としては、アモルファスシリコンドラムを用いている。カラー画像の形成は、各色の画像形成ユニット５〜８で現像したトナーを順次重ねあわされていくが、搬送ベルト上に載置された用紙に各色毎に転写して重ねあわせていく方式を用いている。
【００１５】
給紙手段１は、給紙カセット０１１、用紙積載手段０１２、給紙ローラ０１３などから構成され、給紙の信号に応じてこの用紙積載手段０１２に積載された複数の用紙の１番上から１枚ずつ給紙される。ベルト搬送手段４は、駆動ローラ４１と、テンションローラ４２と、この２つのローラに渡って掛け渡された転写ベルト４３とからなり、転写ベルト４３の表面に用紙を吸着させるために、図示していないベルト帯電手段とで構成されている。転写ベルト４３は、駆動ローラ４１とテンションローラ４２に渡ってかけられ、適度なテンションを保ちながら用紙の搬送速度とほぼ同じ速度で回転移動する。
【００１６】
第１〜第４の画像形成ユニット５〜８はこの場合、全てほぼ同じ構成であるので、ここでは画像形成に関しては、代表して第１の画像形成ユニット５を用いて、図２にて説明を行う。
【００１７】
画像形成ユニット５は、感光体５１、主帯電装置５２、ＬＰＨ（ＬＥＤ  ＰＲＩＮＴ  ＨＥＡＤ）５３、現像装置５４、転写手段５５、クリーニング装置５６、除電ランプ５６から構成され、樹脂でできた筐体に組み付けることにより１つのユニットとなり、本体に取り付けられる。主帯電装置５２は感光体５１に向かって開口したシールドケース内に５０〜１００μｍの細いタングステン線をドラムに対して長手方向に張り、これに高圧を印可することにより感光体５１を正極性に帯電させる。
【００１８】
この帯電した感光体５１の表面にＬＰＨ５３から画像情報に応じた光を照射することにより感光体５１の表面に静電潜像が形成される。
【００１９】
現像装置５４はここでは正帯電するトナーとキャリアからなる現像剤を用い、感光体５１の光が照射された部分の静電潜像に適用することにより感光体５１にトナー像を形成するものである。
【００２０】
上記のように感光体５１上に形成された静電潜像が現像されたトナー像は、前記転写手段５５とのニップ位置にて前記搬送ベルト４により搬送されてくる用紙に転写される。前記転写手段５５は本実施例では転写ローラを用いており、前記感光体５１の表面電位とは逆極性の電圧が−１０００〜−２５００Ｖの範囲に設定され、印加されている。
【００２１】
感光体５１上の転写されなかったトナーは次のプロセスのクリーニング手段５６のゴムブレードにより掻き落とされて、表面の残留電位を下げて均一にすべく除電ランプ５７により除電されてその後は次の一連のプロセスに備える。
【００２２】
カラー画像形成装置は、上記第１の画像形成ユニット５と同様の方法で、第２〜第４の画像形成ユニット６〜８でシアン、マゼンタ、ブラックに対応する画像を感光体上に現像し、送られてくる用紙上に順次繰り返し、ずれなく転写することでフルカラー画像の形成を行う。
【００２３】
再び図１の戻り転写後の画像形成に関し説明する。定着手段９は、第１の定着ローラ９１、第１の定着ヒータ９１１、第２の定着ローラ９２、第２定着ヒータ９２１からなっている。第１定着ヒータ９１１を内蔵することにより、定着に必要な所定の温度に制御されている。本実施例ではカラーの定着を行うため、第２定着ヒータ９２１を内蔵し、定着に必要な所定の温度に制御されている。
【００２４】
次に、本発明の特徴である黒色のみで画像形成する場合について図３を用いて説明する。
【００２５】
本実施例のカラー画像形成装置は用紙搬送上流側から順に、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成ユニット５、６、７が並んでおり最下流側にブラックの画像形成ユニット８が位置しており、これらの感光体５１１、５１２、５１３、５１４にはアモルファスシリコンを使用し、正極性の帯電を行うが、これらの画像形成ユニット５、６、７、８の順序は特にこれに限るものではない。
【００２６】
黒色のみの画像を出力する場合、画像形成を行わない上流側のイエロー、シアン、マゼンタの画像形成ユニット５、６、７の現像器５４１、５４２、５４３の現像スリーブは停止しており、トナーが感光体側に付着しないように通常の画像形成時の現像とは逆の負極性の現像バイアスが印加される。
【００２７】
一方、画像形成ユニット５、６、７の感光体５１１、５１２、５１３は転写ベルト４３に適度な力で押圧された状態で回転ており用紙を搬送する。また、本実施例では、転写域で各転写ローラ５５１、５５２、５５３にバイアスを印加していないが、用紙にトナーが転写されないように、通常の画像形成時と逆極性のバイアスを印加しても良い。
【００２８】
画像形成を行わない上流側の画像形成ユニット５、６、７を通過してきた用紙は、画像形成を行うブラックの画像形成ユニット８において、正極性の帯電を行い、画像露光後、現像装置５４４で正極性のトナーで反転現像を行い、転写ローラ５５４で負極性にて用紙へトナーの転写を行い、黒色画像を得る。
【００２９】
本発明の黒色のみの画像形成を行う場合、ブラック以外の画像形成を行わない画像形成ユニットの感光体と転写ベルトの押圧部に関して、その機構を図４に示す。転写ローラ５５の回転軸６１が嵌まり込んだ軸受け６２が転写ローラ５５の両端に支点６３を中心に回動可能に図示しない転写ベルトユニットの側板に取り付けられており、前記軸受け６２に取り付けられた圧接バネ６４の圧接力により転写ベルト４３を介して、感光体５１を押圧している。
【００３０】
押圧力は、軸受け６２の点Ａをプシュプルゲージで押し当て、転写ローラ５５が感光体５１と接する位置における値を読み取ることで測定した。
【００３１】
押圧力の設定に関しては、最も上流側の画像形成ユニットにおける転写位置での押圧力を他の下流側の押圧力より高めに設定すると用紙の搬送がより確実となるため、第１の画像形成ユニット５においては押圧力を９Ｎ、第２〜第４の画像形成ユニット６〜８においては押圧力は４Ｎに設定し、黒色画像で１００００枚の連続プリントを行ったが、特に画像上問題なく、感光層の削れも計測されないレベルであった。
【００３２】
次に押圧力を変更して、同様に実験を行ったところ、押圧力が２Ｎより小さいと転写が不充分となってしまう傾向が見られ、逆に１０Ｎより大きいと画像が中抜けする傾向が認められたため、２〜１０Ｎの範囲の押圧力を設定することで、良好な画像形成が可能となった。
【００３３】
上記と同様の機械構成で感光体のみ、ビッカ−ス硬度の１５〜６０の異なる単層感光体を用いて実験を行った。結果として、ビッカ−ス硬度２５の一般的な硬さの単層感光体を用いた場合、黒色画像で１００００枚の連続プリントを行ったところ８μｍの膜削れがあり、これは離接機構を設けて同様に黒色画像で１００００枚耐刷した場合が４．５μｍであったことから、感光体と転写ベルトとの摺擦で３．５μｍの削れがあったものと推定され、この結果は削れが問題となるレベルであった。
【００３４】
一方、ビッカ−ス硬度４５の感光体を用いて上記と同様な実験を行った場合、摺擦による削れは０．３μｍと全く問題ないレベルであった。
【００３５】
なお、有機感光体の場合、熱可塑性のビスＺ型等のポリカーボネ−を結着樹脂として用いるとビッカ−ス硬度は３０以下であるが、熱硬化性樹脂を用いたり、オーバーコート層を設けることでビッカ−ス硬度を調整することが可能である。また、ビッカ−ス硬度が通常４５以上である砒素セレン感光体も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を採用するタンデムカラープリンタの概略図である。
【図２】本発明を採用するタンデムカラープリンタの第１の画像形成ユニットにおいて画像形成を説明する概略図である。
【図３】本発明を採用するタンデムカラープリンタにおいて黒色のみの画像形成を説明する概略図である。
【図４】本発明を採用するタンデムカラープリンタの感光体と転写ベルトの押圧機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
５：第１の画像形成ユニット（イエロー）
６：第２の画像形成ユニット（シアン）
７：第３の画像形成ユニット（マゼンタ）
８：第４の画像形成ユニット（ブラック）
４３：転写ベルト
５１：感光体
５５：転写ローラ
６１：転写ローラ回転軸
６２：転写ローラ回転軸軸受け
６３：転写ローラ回転軸軸受けの回動支点
６４：圧接バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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