(57)【要約】【課題】トナーの劣化を防止するとともに、感光体に圧接するブレードのびびり音を抑制し、ひいてはブレードのめくれを防止できるタンデム型カラー画像形成装置を得る。【解決手段】感光体11、現像器13を含む複数の作像ユニット10を並置し、各作像ユニット10で順次形成された各色のトナー画像を合成する画像形成装置。感光体11を複数の回転速度に切り換えて駆動して各作像ユニット10を用いてカラー画像を形成する画像形成モードと、黒色画像を形成する作像ユニット10kのみを用いて単色画像を形成する画像形成モードとを備えている。後者のモードにあっては、作像に用いられない作像ユニット10y,m,cの感光体11y,m,cは回転駆動されるとともに、該作像ユニットの現像器13y,m,cは駆動を停止され、後者のモードで感光体11の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器13y,m,cを所定時間回転駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、現像器を含む複数の作像ユニットを並置し、各作像ユニットで順次形成された各色のトナー画像を合成するタンデム型カラー画像形成装置において、
感光体を複数の回転速度に切り換えて回転駆動可能であり、
各作像ユニットを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、一の作像ユニットのみを用いて単色画像を形成する単色画像形成モードと、を備え、
単色画像形成モードにあっては、作像に用いられない作像ユニットの感光体は回転駆動されるとともに、該作像ユニットの現像器は回転駆動を停止され、
単色画像形成モードで感光体の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を所定時間回転駆動すること、
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で感光体の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を回転速度切換え時の前後に所定時間回転駆動すること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像形成枚数が第１の所定値よりも小さい第２の所定値を超えた場合に、感光体の回転速度を切り換える前に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を回転駆動すること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
感光体又は該感光体に接触しているトナー除去用ブレードの近傍の温度を測定する温度測定手段を備え、
所定温度以上の場合に、感光体の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を回転駆動すること、を特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に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、画像形成装置、特に、タンデム型カラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式や静電記録方式による複写機やプリンタなどの画像形成装置においては、感光体、現像器を含む複数の作像ユニット（通常はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色に対応している）を並置し、各作像ユニットで順次形成された各色のトナー画像を中間転写体上で合成するタンデム型カラー画像形成装置が種々提供されている。各作像ユニットにおいては、帯電手段、静電潜像形成手段（画像露光手段）、現像器、転写手段、残留トナー除去手段（クリーニングブレード）などを備えている。
【０００３】
前記タンデム型画像形成装置においては、四つの作像ユニットを駆動してカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、一つの作像ユニットのみを用いて単色画像（通常、黒色）を形成する単色画像形成モードを有している。
【０００４】
単色（黒色）画像形成モードでは、画像形成に用いる必要のないＹ，Ｍ，Ｃの現像器の駆動は停止させる。即ち、現像器は、回転駆動することによって摩擦帯電にてトナーを荷電させており、回転駆動によってトナーはストレスを受ける。特に、現像で消費されることなくトナーが回転駆動を受けると、ストレスが蓄積してトナーの劣化が促進され、帯電量の低下やばらつき、流動性の低下を引き起こす。この結果、背景部へのトナーのかぶりが生じたり、現像効率の低下による画像濃度の低下、画像むらが発生する。また、現像器を必要なく回転駆動すると、各部材の劣化が進行し、現像器自体の寿命が短くなる。このため、作像に必要ない場合は、可能な限り現像器を停止させるのが望ましい。これに対して、感光体は、装置の小型化・低コスト化のために、四つの感光体の駆動を同一の駆動源、駆動系統で統一しており、作像に必要のない感光体も回転駆動される。
【０００５】
このように、タンデム型のカラー画像形成装置にあっては、単色画像形成モードであっても全ての感光体が回転駆動され、作像に用いられない現像器は前記理由によって回転駆動が停止される。しかし、単色画像形成モードが継続されると、作像に用いられない作像ユニットでは、現像器が動作していないことにより感光体にはトナーやトナーの外添剤が供給されないことになる。この結果、感光体表面の潤滑効果が減少し、感光体に圧接するクリーニングブレードの摩擦力が増大していく。これにて、クリーニングブレードの振動が大きくなってびびり音が発生したり、ブレードの摩耗が進行したり、はなはだしい場合にはブレードがめくれてしまう。
【０００６】
そこで、従来では、ブレードのめくれを防止する技術として、トナー強制供給モードを実行することが行われている。特許文献１，２には、常時微量のトナーを感光体に供給することが記載されている。特許文献３には、感光体上の像間にトナー帯を形成することが記載されている。文献４には、所定サイクルごとにめくれ防止用のトナーパッチを形成することが記載されている。
【０００７】
具体的には、像間や１回の画像形成が終了した後に、現像器を駆動しながら露光することで感光体上に所定量のトナーを付着させ、ブレードエッジにトナーを供給する（トナー強制供給モード）。例えば、単色画像形成モードで１００枚の画像形成が継続されるごとに、感光体の全作像幅にわたって８００ｍｍの周方向長さのトナー帯を形成する。このとき、ＹＭＣの感光体にあっては、中間転写ベルト上での感光体ピッチ分のずれが生じるため、ピッチ間の３倍以上、例えば、ピッチ間隔が９４ｍｍの場合は２８２ｍｍ余分に加算して、場合によってはそれ以上の長さでトナー帯を形成する必要がある。
【０００８】
一方、この種の画像形成装置では、記録媒体である紙の厚さによりシステム速度（感光体の回転速度）を変更することが行われている。厚紙や封筒といった用紙の場合、通常速度の１／２や１／３のシステム速度で画像形成が行われる。これらの低速モード実行時にトナー強制供給モードを実行する際には、プリント生産性を低下させないため、通常のシステム速度に戻すことが好ましい。しかし、システム速度を高速に切り換えた直後に、ブレードエッジの状態が変化するためびびり音が発生しやすいという問題点を有している。
【０００９】
ところで、帯電手段としては、オゾンレスや小型化、帯電電流の低減といった理由で、導電性の帯電部材を感光体に接触又は近接配置し、帯電部材に電圧を印加して感光体を所定の電位に帯電させることが実用化されている。このような接触ないし近接帯電方式の場合、感光体近傍でコロナ放電が生じるため、コロナ放電に伴う放電生成物が感光体に付着しやすくなり、クリーニングブレードのエッジでの摩擦力が増大する。通常は、ブレードエッジの近傍に蓄積されたトナー、トナーの微粒子、トナーから離脱した外添剤により放電生成物は研磨され、クリーニングブレードは所定の摩擦力に維持される。しかし、単色画像形成モードの場合、クリーニングブレードのエッジ近傍の蓄積物が減少しているため、放電生成物の研磨効果も減少してしまう。その結果、放電生成物がびびり音などの不具合の原因となり、不具合発生の間隔（画像形成枚数）も短くなりがちである。
【００１０】
また、感光体に強制的にトナーを付着させる動作モードは、びびり音防止のために限らず、印字率が低いときに、現像器中のトナー劣化による不具合を防止するために、劣化したトナーを吐き出す場合や、同様にトナーの流動性低下によるパッキングをほぐすために回転速度を変えて現像器内を攪拌することで現像性能を維持する場合などにも行われる。これらの動作モードにおいても前記同様の不具合を生じる。さらに、紙種類や画像形成モード（高精細モードと通常画像モード）でシステム速度の切換えが生じる場合にも同様の不具合を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平４−２７８９６８号公報
【特許文献２】特開平６−１７５４５３号公報
【特許文献３】特開平１１−４５０３５号公報
【特許文献４】特開２００５−２５０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明の目的は、トナーの劣化を防止するとともに、感光体に圧接するブレードのびびり音の発生を抑制し、ひいてはブレードのめくれを防止できるタンデム型カラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態である画像形成装置は、
感光体、現像器を含む複数の作像ユニットを並置し、各作像ユニットで順次形成された各色のトナー画像を合成するタンデム型カラー画像形成装置において、
感光体を複数の回転速度に切り換えて回転駆動可能であり、
各作像ユニットを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、一の作像ユニットのみを用いて単色画像を形成する単色画像形成モードと、を備え、
単色画像形成モードにあっては、作像に用いられない作像ユニットの感光体は回転駆動されるとともに、該作像ユニットの現像器は回転駆動を停止され、
単色画像形成モードで感光体の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を所定時間回転駆動すること、
を特徴とする。
【００１４】
前記画像形成装置において、単色画像形成モードにあっては、作像に用いられない作像ユニットの感光体は回転駆動されるとともに、該作像ユニットの現像器は回転駆動を停止される。これにて、トナーの劣化が未然に防止される。そして、単色画像形成モードで感光体の回転速度を切り換える際に、作像に用いられない作像ユニットの現像器を所定時間回転駆動する。これにて、クリーニングブレードのエッジにトナーが供給されて潤滑効果が発生することで、びびり音の発生、ブレードの摩耗の過度の進行が抑制され、めくれが防止される。しかも、トナー強制供給モードの実行頻度が必要以上に増えることがなく、画像形成の生産性の低下、トナー消費が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トナーの劣化を防止するとともに、感光体に圧接するブレードのびびり音の発生を抑制し、ひいてはブレードのめくれを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施例である画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１制御例を示すタイミングチャート図である。
【図３】第２制御例を示すタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に示すように、画像形成装置は、中間転写ベルト２０の直下に複数の作像ユニット１０を並置したタンデム型カラー画像形成装置である。作像ユニット１０は、それぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像を形成する。なお、符号に添付したｙ，ｍ，ｃ，ｋはそれぞれの色を作像するものであることを表示している。
【００１９】
それぞれの作像ユニット１０は、感光体１１を中心に構成され、感光体１１の周囲には、帯電ローラ１２、現像器１３、１次転写ローラ１４、残留電化の除電器（ＬＥＤ）１５、残留トナーのクリーニングブレード１６が配置されている。露光手段としては、ＬＥＤからなる露光ユニット１７が配置されている。露光手段はレーザ走査ユニットであってもよい。
【００２０】
中間転写ベルト２０は、ローラ２１，２２間に無端状に張り渡されて矢印Ａ方向に回転駆動され、ローラ２２による保持部に２次転写ローラ２５が接触し、ローラ２１による保持部に残留トナーのクリーニングブレード２６が圧接している。
【００２１】
感光体１１は、有機材料からなり、帯電ローラ１２にて例えば−５００Ｖに帯電される。現像器１３は、トナーのみからなる１成分現像剤が用いられ、現像ローラには−４００Ｖ（３ｋＨｚで１．５ｋＶの交流を重畳）のバイアス電圧が印加され、露光部分（画像部）にトナーが付着する。
【００２２】
カラー画像の形成（カラー画像形成モード）は、各作像ユニット１０において前述のように感光体１１上に各色のトナー画像が形成され、このトナー画像は１次転写ローラ１４から付与される電界によって矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト２０上に同期して１次転写される。４色のトナー画像が中間転写ベルト２０上で合成されると、この合成画像は矢印Ｂ方向に搬送される用紙Ｓ上に２次転写ローラから付与される電界によって転写される。画像を転写された用紙Ｓは図示しない定着ユニットに搬送されてトナーの加熱定着を施され、図示しないトレイに排出される。
【００２３】
一方、各感光体１１は１次転写後にクリーニングブレード１６によって残留トナーを除去される。ブレード１６は、例えば、ポリウレタンゴム製であり、感光体１１に線圧３０Ｎ／ｍで常時接触している。また、中間転写ベルト２０上の残留トナーはクリーニングブレード２６によって除去される。
【００２４】
また、本画像形成装置では単色画像形成モードを実行可能であり、作像ユニット１０ｋのみを用いて黒色単色での画像を形成する。各感光体１１は単一の駆動モータにより駆動されるため、単色画像形成モードにあっても、他の感光体１１ｙ，ｍ，ｃは回転駆動される。一方、現像器１３ｋは回転駆動されるが、他の現像器１３ｙ，ｍ，ｃはトナーにストレスを掛けて劣化を進行させないために回転を停止される。
【００２５】
（トナー強制供給モード）
単色画像形成モードが継続される場合、作像に使用しない現像器１３ｙ，ｍ，ｃにあっては、クリーニングブレード１６のエッジ部で残留トナーや外添剤は感光体１１の回転に伴って徐々に掻き取られる。一方、現像器１３ｙ，ｍ，ｃは回転しないので新たなトナーや外添剤の供給はなく、エッジ部での潤滑機能が低下し、ブレード１６ｙ，ｍ，ｃと感光体１１ｙ，ｍ，ｃとの摩擦力が増大する。これにて、ブレード１６ｙ，ｍ，ｃのエッジ部での振動が大きくなり、振動音（びびり音）が発生する。さらには、ブレード１６ｙ，ｍ，ｃの摩耗が進行し、はなはだしい場合にはブレード１６ｙ，ｍ，ｃがめくれてしまう。
【００２６】
以上の不具合を防止するために、所定間隔ごとに、例えば、１００枚の画像形成（あるいは、それに相当する感光体１１の走行距離）ごとに、画像形成を中断し、作像に用いていない現像器１３ｙ，ｍ，ｃと露光ユニット１７ｙ，ｍ，ｃを駆動し、感光体１１ｙ，ｍ，ｃ上にトナー帯（例えば、感光体１１ｙ，ｍ，ｃの全幅領域に周方向に長さ８００ｍｍの網点画像）を形成する（トナー強制供給モード）。これにて、クリーニングブレード１６ｙ，ｍ，ｃのエッジ部にトナーが強制的に供給されることになり、前記びびり音の発生が抑制され、ブレード１６ｙ，ｍ，ｃのめくれが防止される。
【００２７】
ところで、画像形成装置は、複数のシステム速度（感光体１１の回転周速度）を有している。例えば、用紙Ｓが厚紙や封筒などの場合、通常のシステム速度の半分の速度で画像を形成する。また、画像の光沢を変えるためにシステム速度を切り換えたり、解像度の高い高精細モードと通常の解像度での画像形成モードとを切り換えたり、あるいは低トナー消費モードと通常の消費モードとを切り換える。
【００２８】
厚紙モードのように通常の画像形成モードの半分のシステム速度で画像を形成する途中でトナー強制供給モードを実行する場合、トナー強制供給モードは半速である必要はなく、画像形成の生産性の低下を防止するために通常のシステム速度に切り換えて実行することが好ましい。しかし、ここでの速度切換え時に、前述のごとくクリーニングブレード１６の振動状態の変化が生じるため、通常の時間間隔よりも早い段階でびびり音が発生する。これを防止するには、半速での画像形成時には通常のシステム速度での画像形成時よりも短い間隔でトナー強制供給モードを実行すればよいが、これでは生産性の低下、トナー消費量や回収トナー量の増大による廃トナーボックスの容量増大などの不具合が生じてしまう。
【００２９】
（制御例、図２及び図３参照）
以下に、前記不具合を解消するための制御例を説明する。
【００３０】
第１制御例は、図２に示すように、システム速度が半速で単色画像形成モードを実行中（現像器のみ駆動）に全速でのトナー強制供給モードに切り換える際に、切換えタイミングＴ１の直前（タイミングＴ２）から所定時間が経過するタイミングＴ３まで他の現像器を回転駆動する。このように、システム速度を高速化するタイミングに先だって作像に用いられていない現像器１３ｙ，ｍ，ｃを回転駆動することにより、トナーや外添剤が感光体１１ｙ，ｍ，ｃに付着してクリーニングブレード１６ｙ，ｍ，ｃのエッジ部に供給された後にシステム速度の切換えが行われる。これにて、システム速度を半速から全速に切り換える際のびびり音の発生が抑制され、ひいてはブレード１６ｙ，ｍ，ｃのめくれを防止できる。
【００３１】
システム速度の切換えは、第１制御例で示したように単色画像形成モード実行時にトナー強制供給モードを実行する際のみでなく、紙種や得たい画質の切換えに伴っても生じる。この場合にも画像形成に用いられていない現像器１３ｙ，ｍ，ｃにおいてびびり音が発生するおそれがある。
【００３２】
そこで、第２制御例は、図３に示すように、システム速度が半速での単色画像形成モードを実行中（現像器１３ｋのみ駆動）に他の全速モードに切り換える際に、切換えタイミングＴ１の前後に所定時間ｔ１だけ他の現像器１３ｙ，ｍ，ｃを回転駆動する。
【００３３】
さらに、トナー強制供給モードの実行頻度は少ないほうが望ましい。そこで、トナー強制供給モードの実行間隔を第１の所定値よりも小さい第２の所定値を超えた場合に設定することが望ましい。例えば、第１の所定値を画像形成枚数１００枚とした場合、第２の所定値をそれよりも小さい８０枚に設定し、８０枚の画像形成後に単色画像形成モード実行時であってシステム速度を切り換える際のみにトナー強制供給モードを実行し、その後、２０枚の画像形成を継続して１００枚に達した時点でトナー強制供給モードを実行してもよい。
【００３４】
また、クリーニングブレード１６は高温になるほど硬度が低下するため、感光体１１への接触幅が増加し、反発弾性係数が増加し、感光体１１との摩擦力が増大する。これにて、ブレード１６のびびり音が発生しやすくなる。これに対処するため、感光体１１又はクリーニングブレード１６の近傍に温度計３０（図１参照）を配置し、該温度計３０で所定の温度（例えば、４０℃）以上を計測している場合、システム速度を切り換える際（切換えの前及び／又は後）にトナー強制供給モードを実行するようにしてもよい。この制御によって、現像器１３の駆動時間を必要最低限に抑えることができる。
【００３５】
（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３６】
例えば、タンデム型カラー画像形成装置としては、図１に示した構成以外の構成であってもよい。また、図２におけるタイミングＴ２，Ｔ３や、図３における駆動時間ｔ１は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明は、タンデム型カラー画像形成装置に有用であり、特に、感光体に圧接するブレードのびびり音の発生を抑制し、ひいてはブレードのめくれを防止できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３８】
１０…作像ユニット
１１…感光体
１３…現像器
１６…クリーニングブレード
２０…中間転写ベルト
３０…温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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