(57)【要約】【課題】ブラック単色モード時など、全ての画像形成ユニットで画像形成を行わない際、画像形成を行わないユニットにおいて、帯電を行わずにドラムが回転すると、クリーニング不良が発生しやすくなる。その結果、帯電ローラが汚れ、縦スジや帯電不良といった画像不良が発生しやすくなってしまうこと。【解決手段】画像形成を行わないユニットの帯電ローラに、画像形成時と同極性であり、放電開始電圧以下のバイアスを印加することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
前記像担持体に当接し、電圧を印加されることで前記像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤像に可視像化する現像装置と、
前記像担持体に担持された現像剤像を転写される中間転写体と、
前記像担持体から前記現像剤像を一旦前記中間転写体に転写を行う第一の転写装置と、
前記中間転写体から記録媒体に転写を行う第二の転写装置と、
前記像担持体に当接し、像担持体表面をクリーニングするブレード形状のクリーニング装置と、を有し、複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際にも、前記複数の像担持体は前記中間転写体に当接状態であるインラインフルカラー画像形成装置において、
複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際に、画像形成を行わない前記像担持体に当接した前記帯電装置に、通常の画像形成時と同極性であり、放電開始電圧以下の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の像担持体と、
前記像担持体に当接し、電圧を印加されることで前記像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤像に可視像化する現像装置と、
前記像担持体に担持された現像剤像を転写される中間転写体と、
前記像担持体から前記現像剤像を一旦前記中間転写体に転写を行う第一の転写装置と、
前記中間転写体から記録媒体に転写を行う第二の転写装置と、
前記像担持体に当接し、像担持体表面をクリーニングするブレード形状のクリーニング装置と、を有し、複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際にも、前記複数の像担持体は前記中間転写体に当接状態であるインラインフルカラー画像形成装置において、
複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際に、画像形成を行わない前記像担持体に当接した前記帯電装置に、通常の画像形成時と同極性であり、絶対値として１５０Ｖ以上放電開始電圧以下の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ異なる色の現像剤を含有した複数の画像形成ユニットを、中間転写体に一列に当接させるいわゆるインライン方式のフルカラー画像形成装置が多く実用化されている。これらの画像形成ユニットは、それぞれ、像担持体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置からなり、これらでプロセスカートリッジとして、画像形成装置に取り外し可能に構成されている。
【０００３】
像担持体は回転可能に設置され、帯電装置により一様に帯電された後、露光装置により静電潜像を形成される。静電潜像は現像装置により現像剤像に可視像化される。このように作製された現像剤像は、記録媒体に転写されたのち、定着装置により定着され、記録像として出力される。また、転写工程後に像担持体に残留した転写残現像剤や、像担持体に付着した紙粉・ゴミ等は、クリーニング装置により取り除かれ、清浄化された像担持体は次の画像形成に備えられる。
【０００４】
現像剤像を記録媒体に転写する方式として、現像剤像を一旦中間転写体などに１次転写したのち、中間転写体から記録媒体に２次転写する中間転写体方式がある。中間転写体方式を採用した場合には、２次転写後の中間転写体に残留した現像剤や紙粉・ゴミ等をクリーニングする必要がある。その方式として、ブレードクリーニング方式と、逆帯電ローラ方式がある。ブレードクリーニング方式は、中間転写体に直接クリーニングブレードを当接させ、中間転写体を清浄する方式である。一方、逆帯電ローラ方式は、中間転写体上の２次転写残現像剤を、通常の画像形成時とは逆極性に帯電させ、１次転写部で像担持体に逆転写させる方式である。
【０００５】
上述したようなカラー画像形成装置においても、例えばブラック単色モードなど、画像形成の際に、複数配置された画像形成ユニットのうち、全ての画像形成ユニットで画像形成を行う必要がない画像形成モードがある。この際、インライン方式の画像形成装置であっても、画像形成に用いない画像形成ユニットの像担持体を中間転写体から離間させる構成が考えられる。
【０００６】
しかし、このような構成を取ると、単色モードからフルカラーモードに切り替わる際、像担持体の離間・当接の衝撃で、中間転写体に波打ちなどが生じ、画像形成時間の遅延や、画像不良の原因ともなり得る。また、離間・当接の際に、露光装置、他の画像形成ユニットとの間で、わずかでも位置がずれると、画像品質が著しく低下する恐れがある。
【０００７】
そのため、ブラック単色モード時などに、画像形成に用いない像担持体も中間転写体から離間しない構成が、プリントタイム、画像品質の観点から有利であった。フルカラーモード以外のモード時、例えばブラック単色モード時などに、像担持体が離間しない構成では、中間転写体の駆動に合わせて画像形成を行わないユニットの像担持体も駆動させる必要がある。これは、中間転写体のみ駆動し、像担持体が固定されていれば、像担持体の中間転写体当接部が偏摩耗してしまい、画像不良の原因となるためである。このため、像担持体は、画像形成に使用されていなくとも、クリーニングブレードなどとの摩擦により削れてしまう。
【０００８】
また、画像形成に用いない像担持体の電位に関しても、適切に設定しておく必要がある。例えば、現像装置が像担持体と当接していれば、カブリを防止するために、像担持体と、現像装置の現像剤担持体との電位の関係を、画像形成時の非印字領域と同様の電位差にしておく必要がある。中間転写体から記録媒体に転写できずに残留した現像剤を、上流に配置された像担持体が回収してしまうと、最上流に配置された像担持体の回収トナー容器からトナーがあふれ出てしまう（この現象を以降パンクと称す）恐れがある。そのため、転写装置と像担持体との電位の関係を、中間転写体に残留した現像剤が、像担持体側に回収されない様に電位を設定しておく必要がある。
【０００９】
そのため、フルカラーモード以外のモード時に、画像形成に用いない像担持体にも画像形成時と同様に帯電を行い、適切な電位設定を保つ構成が提案されている。しかし、このような構成にすると、画像形成に用いてられていないにも関わらず、像担持体が帯電のための放電により劣化し、像担持体の削れがより進行してしまう。
【００１０】
そこで、非画像形成時には、帯電電位の絶対値を下げ、放電を弱める構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１９４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献１では、像担持体に対して弱めているものの放電を行っているため、像担持体の劣化は進行するという課題がある。さらに、非画像形成ユニットで、単に放電を行わない設定とした場合、像担持体の電位が低いまま回転する。すると、像担持体上の転写残現像剤と像担持体との間でクーロン力による反発力が働かなくなり、転写残現像剤がクリーニングブレードをすり抜けやすくなる。クリーニングブレードをすり抜けた現像剤が帯電装置たる帯電ローラに付着し、縦スジや帯電不良といった画像不良を起こす恐れがあった。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものである。つまり、縦スジや帯電不良などの生じにくい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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置の構成は、
複数の像担持体と、
前記像担持体に当接し、電圧を印加されることで前記像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤像に可視像化する現像装置と、
前記像担持体に担持された現像剤像を転写される中間転写体と、
前記像担持体から前記現像剤像を一旦前記中間転写体に転写を行う第一の転写装置と、
前記中間転写体から記録媒体に転写を行う第二の転写装置と、
前記像担持体に当接し、像担持体表面をクリーニングするブレード形状のクリーニング装置と、を有し、複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際にも、前記複数の像担持体は前記中間転写体に当接状態であるインラインフルカラー画像形成装置において、
複数の前記像担持体のうち、すべての前記像担持体を用いずに画像形成を行う画像形成モードの際に、画像形成を行わない前記像担持体に当接した前記帯電装置に、通常の画像形成時と同極性であり、放電開始電圧以下の電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、非画像形成時における放電による像担持体の削れを防止でき、かつ効果的に帯電ローラへの転写残現像剤の付着を抑制できるため、縦スジや帯電不良などの起こりにくい画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施例の画像形成装置の概略断面図
【図２】実施例１に係る画像形成フローチャート
【図３】実施例１に係る帯電印加電圧とドラム削れ量の関係
【図４】実施例２に係る画像形成フローチャート
【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一例を示す。なお、図１に示す画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、同図は、その概略構成を示す縦断面図である。画像形成装置本体１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。
【００１８】
画像形成装置本体１００は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する複数の画像形成部を有している。そして、それぞれの像担持体である感光体ドラム１に形成されたおのおのの静電潜像は、現像剤としての各色を有したトナー３を現像することにより可視像化される。なお、各色に対応する画像形成部は、それぞれほぼ同じ構成を有しているため、本実施例においては、同一のものとして特に区別しない。
【００１９】
感光体ドラム１に静電潜像を形成する手段としては、まず、感光体ドラムの表面（周面）を、帯電手段としての帯電ローラ６により所定の極性・電位に均一（一様）に帯電処理する。帯電後の感光ドラム１表面は、露光手段としてのレーザービームスキャナ１０９から出力されたレーザービームの走査露光を受けて、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
【００２０】
感光体ドラム１上の静電潜像は、上述した通り画像形成部によりトナー像となる。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、記録材１０３に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト１０１に、中間転写装置１０２により転写される。転写後の感光体ドラム１は、感光体ドラムに押圧したクリーニング手段としてのクリーニング部材７により残留したトナーが除去された後、次の画像形成に供される。
【００２１】
一方、記録材１０３は給紙ローラ１０４によって給紙され、中間転写ベルトに転写されたトナー像と同期をとるように中間転写ベルト１０１と転写ローラ１０５との間の転写ニップ部に送られて表面にトナー像が転写される。転写ローラ１０５には転写時に転写バイアス印加電源から転写用の転写バイアスが印加される。
【００２２】
トナー像の転写を受けた記録材１０３は、中間転写ベルト１０１表面から分離され、給紙コロ１０６の間を通り、定着手段としての定着器１０７に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。その後、画像形成装置本体１００に設けられた排紙口１１０から本体外に排紙される。一方、トナー像転写後の中間転写ベルトは、記録材に転写されないで表面に残ったトナーが中間転写ベルトのクリーニング手段としてのクリーニング装置１０８によって除去され、次の画像形成に供される。ここでは、クリーニング装置として逆帯電ローラ方式を採用したが、ブレードクリーニング方式が採用されることもある。
【００２３】
本実施の形態に係る画像形成装置では、感光ドラム１、帯電ローラ６、現像器、クリーニング部材７の４つのプロセス機器がカートリッジ容器に一体的に組み込まれている。これらで、装置本体１００に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ（プロセスユニット）を構成している。各色用のプロセスカートリッジは、同一構成を有しており、各色用のプロセスカートリッジ内には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収容されている。
【００２４】
次に、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態について説明する。尚、本実施形態において、参考例に示す構成と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略する。
【実施例１】
【００２５】
本実施例の画像形成装置に具備される画像形成ユニットは、現像装置が適切なタイミングでドラムに当接・離間する構成である。また、中間転写体のクリーニング装置として、逆帯電ローラ方式を採用している。そのため、ブラック単色モード時など、フルカラーモード以外のモード時の画像形成を行わないユニットにおいて、現像装置はドラムから離間させておけばよい。
【００２６】
また、ドラムと転写装置の間の電位は適切になされていなければならない。ドラムと転写装置の間の電位が通常の画像形成状態と同じままだと、逆帯電ローラにより通常の画像形成時とは逆極性に帯電される２次転写残のトナーが、最上流の画像形成ユニットのみで回収されてしまうためである。この結果、最上流のユニットの廃トナーボックスがパンクしてしまう恐れが生じる。
【００２７】
本実施例において、最上流の画像形成ユニットはイエローカートリッジである。また、本実施例のトナーは、通常の画像形成時にはネガに帯電しており、逆帯電ローラにより２次転写残のトナーはポジに帯電される。このため、フルカラーモード以外のモード時に、画像形成を行わないユニットのドラムの表面電位に対して、転写装置の電位は−１００Ｖ〜−５００Ｖ、望ましくは−２５０Ｖ〜−４５０Ｖに設定しておくのがよい。このように設定することで、画像形成を行わないユニットには２次転写残現像剤は回収されずに通過する。本実施例では−４００Ｖに設定した。
【００２８】
図２は本実施例における画像形成プロセスのフローチャートである。画像出力信号が不図示のコントローラに入力されると（Ｓ１００）、まず、画像がフルカラー画像かそうでないかがコントローラにて判断される（Ｓ１０１）。画像がフルカラー画像の場合は、画像形成装置に具備された全ての画像形成ユニットで画像形成が行われるため、通常の画像形成条件で画像形成が行われる（Ｓ１０３）。具体的には、現像装置をドラムに当接させ、帯電装置、現像装置、転写装置に通常の画像形成電圧を印加する。本実施例では、帯電電圧を−９９０Ｖ、現像電圧をー３５０Ｖ、転写電圧を＋８００Ｖとしている。
【００２９】
ブラック単色モードなど、フルカラー画像でない場合、まず、複数の画像形成ユニットのうち、それぞれ画像形成が行われるユニットか、画像形成が行われないユニットであるかが判断される（Ｓ１０２）。画像形成が行われるユニットの場合、通常の画像形成条件で画像形成が行われる（Ｓ１０３）。画像形成が行われないユニットであった場合、現像装置をドラムから離間し、転写装置に−４００Ｖの電圧を印加する（Ｓ１０４）。帯電ローラに後述する画像形成時と同極性の放電開始電圧以下（本実施例においてはー１５０Ｖ）の電位が印加され（Ｓ１０５）、画像形成プロセスが行われ、終了する（Ｓ１０６）。
【００３０】
このように画像形成を行うことで、画像形成を行わないユニットにおいて、ドラム削れを効果的に抑制することができる。さらに、クリーニング装置からすり抜けたネガトナーが帯電ローラに付着しにくくなるため、画像品質の低下を抑えることができる。
【００３１】
次に、本実施例の効果について述べる。まず、帯電ローラの印加電圧とドラムの削れ量の関係を図３に記す。これは、画像形成を行わないユニットを想定し、ドラムをアースに取り、現像装置は離間させ、転写装置にはー４００Ｖを印加し、帯電ローラの印加電圧を変化させ通紙を行った結果である。また、クリーニングブレードが摩擦でめくれないように、廃トナーボックスにはトナーをあらかじめ充填している。ここで、放電開始電圧の判定は、電圧印加時の帯電ローラの電流値を測定して行った。つまり、印加電圧を少しずつ大きくしていくと、ある電圧で電流が流れ始める。この電圧において放電が開始したと見なし、放電開始電圧とした。
【００３２】
図３から、帯電ローラの印加電圧が放電開始電圧を超えると、ドラムの削れ量が顕著に増加していく様子が分かる。つまり、帯電ローラの印加電圧を放電開始電圧以下に設定することで、ドラム削れを効果的に抑制できることがわかる。
【００３３】
次に、帯電ローラの印加電圧と、帯電ローラの汚れの付きやすさの関係について述べる。クリーニング装置からすり抜けたトナーは一般的にネガに帯電しているため、ドラムに対して帯電ローラをマイナス側の電位にすれば、静電気的なクーロン力が帯電ローラとトナーの間に反発力として働くため、帯電ローラにトナーが付着しにくくなる。また、このクーロン力は電界の強さに比例するため、ドラムと帯電ローラの間の電位差を大きくすることで、電界を強くすればより効果が期待できる。
表１は、帯電ローラの印加電圧と、一定枚数通紙後の帯電ローラの状態を観察した結果と、画像形成を行った際の画像不良のランクである。
【００３４】
【表１】
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以上のように、本実施例で示した通り、画像形成しないユニットにおいて、帯電ローラに、通常と同極性で、放電開始電圧以下の電圧を印加させることで、ドラム削れを効果的に抑制し、かつ帯電ローラに汚れの付着しにくい画像形成装置を提供できる。
【実施例２】
【００３５】
本実施例の画像形成装置に具備される画像形成ユニットは、現像装置が常にドラムに当接する構成とし、画像形成装置の構成を簡略化した。また、中間転写体のクリーニング装置として、中間転写体クリーニングブレード方式を採用している。そのため、ブラック単色モード時など、フルカラーモード以外のモード時の画像形成を行わないユニットにおいて、現像装置からのカブリを抑制するため、ドラムと現像装置の間の電位は適切になされなければいけない。より詳細には、通常の画像形成時の非印字領域と同程度、つまりドラムに対して現像装置の電位を＋５０Ｖ〜＋５００Ｖ、望ましくは＋１５０Ｖ〜＋３００Ｖに設定しておくのがよい。本実施例では、＋２００Ｖに設定した。
【００３６】
図４は本実施例における画像形成プロセスのフローチャートである。画像出力信号が不図示のコントローラに入力されれば（Ｓ２００）、まず、画像がフルカラー画像かそうでないかがコントローラにて判断される（Ｓ２０１）。画像がフルカラー画像の場合は、画像形成装置に具備された全ての画像形成ユニットで画像形成が行われるため、通常の画像形成条件で画像形成が行われる（Ｓ２０３）。具体的には、帯電装置、現像装置、転写装置に通常の画像形成電圧を印加する。本実施例では、帯電電圧を−９９０Ｖ、現像電圧を＋２００Ｖ、転写電圧を＋８００Ｖとしている。ブラック単色モードなど、フルカラー画像でない場合、まず、複数の画像形成ユニットのうち、それぞれ画像形成が行われるユニットか、画像形成が行われないユニットであるかが判断される（Ｓ２０２）。
【００３７】
画像形成が行われるユニットの場合、通常の画像形成条件で画像形成が行われる（Ｓ２０３）。画像形成が行われないユニットであった場合、現像装置に＋２００Ｖの電圧を印加する（Ｓ２０４）。帯電ローラに画像形成時と同極性の放電開始電圧以下の電位が印加され（Ｓ２０５）、画像形成プロセスが行われ、終了する（Ｓ２０６）。Ｓ２０５における帯電ローラへの印加電圧はー１５０Ｖとした。このように画像形成を行うことで、画像形成を行わないユニットにおいて、ドラム削れを効果的に抑制することができる。さらに、クリーニング装置からすり抜けたネガトナーが帯電ローラに付着しにくくなるため、画像品質の低下を抑えることができる。本実施例の効果の検証に関しては、実施例１とほぼ同様なので省略する。
【００３８】
以上、本実施例で示した構成にすれば、画像形成しないユニットにおいて、帯電ローラに、通常と同極性で、放電開始電圧以下の電圧を印加させることで、ドラム削れを効果的に抑制し、かつ帯電ローラに汚れの付着しにくい画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  像担持体、２  現像剤担持体、３  現像剤、４  現像剤規制部材、
５  現像剤供給部材、６  帯電ローラ、７  クリーニング部材、
１００  画像形成装置本体、１０１  中間転写ベルト、１０２  中間転写装置、
１０３  記録材、１０４  給紙ローラ、１０５  転写ローラ、１０６  給紙コロ、
１０７  定着器、１０８  中間転写ベルトのクリーニング装置、
１０９  レーザービームスキャナ、１１０  排紙口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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