JP2006171359A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体と現像剤担持体の当接時間を短くし、現像剤担持体の回転時間を短くすることで、現像剤の劣化、現像剤担持体の劣化、像担持体の削れを抑止し、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１と現像剤担持体４０とを当接する当接シーケンスを複数有し、像担持体１と現像剤担持体４０とを当接する際に複数の当接シーケンスよりいずれかの当接シーケンスを選択する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像情報に基づき露光手段により像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤担持体が像担持体に接触して現像し、現像像（トナー像）とする画像形成装置に関するものである。

図５に、従来のプロセスカートリッジを備えたカラー画像形成装置１００の一例を示す。

本例では、各プロセスカートリッジ７は、像担持体としてドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、例えばアルミニウム製の円筒基体の表面に感光材料層例えば有機感光材料層を形成したものであり、回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光手段としてのレーザビーム走査光学系３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像手段としての現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）を備えた現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、クリーナ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が順次配置される。又、感光体ドラム１に対向して、ローラ１３、１４ａ、１４ｂ、１５に張設された、記録媒体搬送ベルト１１が配置される。

画像形成装置には、現像ローラ当接離間機構８が備えられ、非画像形成時には現像ローラ４０と感光体ドラム１を離間している。

画像形成動作時にはまず、各４つの画像形成部、即ち、ステーションのＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が駆動され、全ステーションＰの現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）が駆動され、現像ローラ当接離間機構８が動作して、つまり、作動軸８ｘを移動させて作動片８ｙ（８ｙａ、８ｙｂ、８ｙｃ、８ｙｄ）にて現像ユニット４の突起５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を作動することによって、全ステーションＰの現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）を感光体ドラム１に回転しながら当接させる。そして、帯電ローラ２にて感光体ドラム１上を均一に帯電したのち、第一ステーションＰａから第四ステーションＰｄまで、順次、露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）によるレーザビーム走査光により静電潜像を感光体ドラム１上に形成し、静電潜像に応じて現像ローラ４０上の現像剤により可視像化する。

カセット１７から送給された記録媒体、即ち、転写紙Ｓは、搬送ベルト１１により搬送され、感光体ドラム１と転写ローラ１２との略当接部で可視像が転写され、転写紙Ｓ上の画像は定着器２０で溶融定着される。

現像ユニット４は現像剤担持体としての現像ローラ４０、現像ローラ４０に現像剤として非磁性一成分トナー（負極性）を供給する供給ローラ４３、現像ローラ４０上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード４４が配設される。

現像ローラ４０は感光体ドラム１と当接するため、弾性体で形成される。現像ローラ４０にはトナーを現像ローラ４０から感光体ドラム１側へ転移させるために、現像バイアス電源（不図示）により所定電位が供給される。

しかしながら、上記例にて示した画像形成動作を行ったところ、以下に示す不具合が見られた。

長期にわたり印字動作を行なって現像ローラ４０を耐久使用し続けると、トナーが供給ローラ４３や現像ブレード４４との摩擦によって劣化し、かぶり等の画像欠陥が出ることがあった。これは、トナー表層に添加された帯電制御剤等の外添剤が現像ローラ４０と供給ローラ４３或いは現像ブレード４４との摺擦により剥がされてしまい、トナーが電気的に制御できなくなってかぶりが発生すると考えられる。また、現像ローラ４０が弾性体で構成されているため、長時間の摺擦により現像ローラ表層が磨耗劣化して、かぶり、濃度薄等の画像欠陥が出ることがあった。

また、耐久使用を続けると現像ローラが感光体ドラムと長時間当接することによって感光体ドラムが磨耗し、感光体層を削り取ってしまう感光体ドラム削れという問題が出ることがあった。これは特に現像ローラのトナーを搬送していない部分で顕著に発生する。

そこで、上記の問題を解決するために、特許文献１のようにステーション毎に独立した現像ローラ当接離間機構を持ち、感光体ドラム上の静電潜像を現像する期間のみ現像ローラを感光体に当接させる方法が考えられる。

この方法では、現像ローラは前のステーションが現像動作を始めていても感光体ドラムに当接する必要はなく、自ステーションの潜像を現像する時間のみ感光体ドラムに当接する。また自ステーションの現像期間が終われば次のステーションがまだ現像動作中であっても感光体ドラムから離間して回転を停止することができる。

この違いを図６及び図７のタイミングチャートで模式的に示す。横軸は時間であり、画像形成時の各動作のタイミングが示されている。

図６は、全ステーションで同時に現像ローラ当接離間動作を行なう時のタイミングチャートであり、図７は、各ステーション独立で現像ローラ当接離間動作を行なう時のタイミングチャートである。

図７に示す上記特許文献１の方法によれば、現像ローラの駆動時間及び感光体ドラムへの当接時間を短くすることが可能であることが分かる。

ただし、現像ローラと感光体ドラムの当接時間をさらに短くして、前のステーションが潜像形成を開始した後のタイミングで現像ローラ当接動作を行なうようにすると、現像ローラ当接動作による振動が伝播し前のステーションの潜像形成を乱して横スジ等の画像欠陥が発生することがある。これは写真画像等の高印字イメージの潜像形成中やプロセススピードが早い場合に顕著であった。

このため、この隣接ステーションでの現像ローラ当接のショックによる画像欠陥を防止するために、図７に示すように、前のステーションが潜像形成を開始するより早いタイミングで現像ローラの当接動作を行なう必要がある。また、現像ローラ離間動作を行なう際も同様に、離間動作の振動が伝播し、後のステーションの潜像形成を乱して横スジ等の画像欠陥が発生することが無いように離間動作を行なう必要がある。
特開２００１−３１８５０６号公報

しかしながら、上記従来例の画像形成装置では次のような問題があった。

特許文献１に示されるように、各ステーション毎に独立の現像当接離間機構を用いていても、プロセスカートリッジを更に長期にわたって耐久使用し、印字動作を繰り返し行なって現像ローラを耐久使用し続けると、トナーが供給ローラや現像ブレードとの摩擦によって劣化し、かぶり等の画像欠陥が出ることがあった。

また、現像ローラが弾性体で構成されているため、長時間の摺擦により現像ローラ表層が磨耗劣化して、かぶり・濃度薄等の画像欠陥が出ることがあった。

また、耐久使用を続けると現像ローラが感光体と長時間当接することによって感光体ドラムが磨耗し、感光体層を削り取ってしまう感光体ドラム削れという問題が出ることがあった。これは特に現像ローラのトナーを搬送していない部分で顕著に発生する。

このとき、現像ローラと感光体ドラムとトナー容器が一体として構成されているプロセスカートリッジを用いると、低印字率で印字を続けるとトナーを使い切る前に現像ローラが磨耗して寿命となってしまったり、感光体ドラムが削れて寿命となってしまう。

そこで、本発明の目的は、像担持体が複数設けられ、像担持体に対する現像剤担持体の当接及び離間タイミングが複数存在する画像形成装置において、条件によって最適な当接及び離間タイミングを適宜選択することで像担持体と現像剤担持体の当接時間を短くし、現像剤担持体の回転時間を短くすることで、現像剤の劣化、現像剤担持体の劣化、像担持体の削れを抑止し、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、像担持体を有する画像形成部が複数設けられ、像担持体に対する現像剤担持体の当接及び離間タイミングが複数存在する画像形成装置において、現像剤担持体の当接及び離間タイミングを切替えることで、隣接する画像形成部での現像剤担持体の当接及び離間のショックによる画像欠陥を防止しつつ像担持体及び現像剤担持体の寿命、延いては、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、像担持体が複数設けられ、像担持体に対する現像剤担持体の当接及び離間タイミングが複数存在する画像形成装置において、現像剤担持体の当接及び離間タイミングを画像の印字率に基づいて切替えることで、最適の現像剤担持体の当接及び離間タイミングを選択し、像担持体及び現像剤担持体の寿命、延いては、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、像担持体と現像剤担持体と現像剤収容器とが一体で構成されたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置において、像担持体と現像剤担持体との複数の当接及び離間タイミングを有し、条件によって最適な当接及び離間タイミングを適宜選択することでプロセスカートリッジの寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、一態様によれば、複数の画像形成部を有し、前記各画像形成部は、像担持体と、画像情報に基づき前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を担持し前記像担持体と回転接触して前記静電潜像を現像像とする現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体と前記現像剤担持体を当接又は離間させる接離機構とを具備した画像形成装置において、
前記露光手段が前記像担持体上に潜像を形成する前に、前記接離機構が前記像担持体と前記現像剤担持体との当接動作を行なう際に、前記像担持体上の潜像形成開始位置より起算して距離が異なる位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が当接する当接シーケンスを複数有し、
前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接する際に前記複数の当接シーケンスの中のいずれかの当接シーケンスを選択することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、複数の画像形成部を有し、前記各画像形成部は、像担持体と、画像情報に基づき前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を担持し前記像担持体と回転接触して前記静電潜像を現像像とする現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体と前記現像剤担持体を当接又は離間させる接離機構とを具備した画像形成装置において、
前記露光手段が前記像担持体上に潜像形成を終了した後に、前記接離機構が前記像担持体と前記現像剤担持体との離間動作を行なう際に、前記像担持体上の潜像形成終了位置より起算して距離が異なる位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が離間する離間シーケンスを複数有し、
前記像担持体と前記現像剤担持体とを離間する際に前記複数の離間シーケンスの中のいずれかの離間シーケンスを選択することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、像担持体が複数設けられ、像担持体に対する現像剤担持体の当接及び離間タイミングが複数存在する画像形成装置において、条件によって最適な当接及び離間タイミングを適宜選択することで像担持体と現像剤担持体の当接時間を短くし、現像剤担持体の回転時間を短くすることで、現像剤の劣化、現像剤担持体の劣化、像担持体の削れを抑止し、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
先ず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー電子写真画像形成装置について説明する。また、本実施例では、本発明の特徴を構成する、像担持体に対する現像剤担持体の当接及び離間するタイミングを印刷画像種によって選択する方法について説明する。

（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施例のカラー電子写真画像形成装置の全体構成を示す。

図１を参照すると、カラー電子写真画像形成装置１００は、画像形成装置本体１００Ａに、本実施例では４つの画像形成部、即ち、画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）が垂直方向に並設して設けられる。

各画像形成ステーションＰには、プロセスカートリッジ装着部８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が配置され、前記装着部８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）にカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が着脱自在に装着される。

プロセスカートリッジ７は、夫々１個の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、図１にて、矢印方向反時計回りに回転駆動される。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１に静電潜像を形成する露光手段としてのスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、前記静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像し、現像像、即ち、トナー像を形成する現像手段としての現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｓに転写させる静電転写手段１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配置されている。

ここで、本実施例では、図２をも参照するとより良く理解されるように、感光体ドラム１と帯電手段２、現像ユニット４、クリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を構成している。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材（図示せず）によって回転自在に支持されている。感光体ドラム１は、駆動モータ（図示せず）により、反時計方向（図２にて矢印Ｘ方向）に回転駆動される。

帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、本実施例では、図２に示すような接触帯電方式のものを使用する。帯電手段としての帯電部材２は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラ２を感光体ドラム１表面に当接させる。そして、このローラ２に帯電バイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させる。

図１にて、スキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。そして、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。

図２をも参照すると理解されるように、現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、それぞれ、現像剤（トナー）を収納した現像剤収納部、即ち、トナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）、及び、現像枠体、即ち、現像容器４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）を有する。

つまり、トナー容器４１に関して言えば、例えば、シアン現像ユニット４ａはシアン色のトナーを収納したトナー容器４１ａ、イエロー現像ユニット４ｂはイエロー色のトナーを収納したトナー容器４１ｂ、マゼンタ現像ユニット４ｃはマゼンタ色のトナーを収納したトナー容器４１ｃ、及び、ブラック現像ユニット４ｄはブラック色のトナーを収納したトナー容器４１ｄを有する。各トナー容器４１内には、感光体ドラム１と対向して、現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４０が配置されている。

図２にて、トナー容器４１内の現像剤、即ち、トナーは、トナー搬送攪拌機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込まれる。次いで、トナーは、トナー供給ローラ４３、及び、現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、現像ローラ４０の外周に塗布され、且つ、トナーに電荷が付与される。そして、現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム１に形成された潜像を現像し、トナー像とする。

一方、図１に示すように、画像形成装置１００には、全ての感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。前記転写ベルト１１は１０^１１〜１０^１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有する厚さ約１５０μｍのフィルム状部材である。そして、記録媒体Ｓは、前記転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー画像を転写される。

つまり、前記転写ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向に回動する。これにより、前記転写ベルト１１が循環移動して、記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー画像を転写される。

尚、この転写ベルト１１の内側に当接して、４個の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向した位置に転写手段としての転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設されている。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が転写ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。これにより、記録媒体Ｓに感光体ドラム１上のトナー画像が転写される。

給送部１６は、画像形成部に記録媒体Ｓを給送搬送するものである。複数枚の記録媒体Ｓが給送カセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８、及び、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転する。これによって前記カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚毎分離給送する。そして、記録媒体Ｓの先端は、前記ローラ対１９に突き当たり一旦停止する。記録媒体Ｓは、前記転写ベルト１１の回転とトナー画像との同期をとって、レジストローラ対１９によって転写ベルト１１へ給送される。

定着部２０は、記録媒体Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものである。回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとを有する。即ち、感光体ドラム１上のトナー画像を転写された記録媒体Ｓは、定着部２０を通過する際に、定着ローラ対２１（２１ａ、２１ｂ）で搬送される。そして、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー画像が記録媒体Ｓ表面に定着される。

（画像形成動作）
先ず、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。その駆動に応じて感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が回転駆動され、そして、各々のカートリッジ７に対応するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が順次駆動される。この駆動により、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像ローラ４０は、前記静電潜像を現像する。

前述した通り、記録媒体Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー画像を順次転写される。４色のトナー画像を転写された記録媒体Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により転写ベルト１１から曲率分離される。そして、定着部２０に搬入される。記録媒体Ｓは、定着部２０で上記トナー画像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から本体外に排出される。

（プロセスカートリッジ）
次に、図２を参照して、本実施例にて使用するプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｃ、７ｄ、７ｄ）について説明する。図２は、トナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面である。

尚、本実施例にて、シアン色のトナーを収納したプロセスカートリッジ７ａ、イエロー色のトナーを収納したプロセスカートリッジ７ｂ、マゼンタ色のトナーを収納したプロセスカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーを収納したプロセスカートリッジ７ｄは、同一構成とされる。

プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段２及びクリーニング手段６とを備えた第一枠体としての感光体ドラムユニット５０、及び、現像手段を有する第二枠体としての現像ユニット４に分かれている。現像ユニット４は、支持軸（支点）Ｐｏにて揺動可能に感光体ドラムユニット５０に取り付けられており、バネ５５の押圧力により、現像ローラ４０は感光体ドラム１に当接している。

感光体ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受（図示せず）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。感光体ドラム１の周上には、上述のように、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、及び感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置され、さらにクリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５１ａに順次送られる。そして、図示しない駆動モータの駆動力により、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示Ｘ方向（反時計回り）に回転駆動させる。

現像ユニット４は、図２にて、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４０、現像ローラ４０を配置した現像容器（現像枠体）４５、及び、トナーが収容されたトナー容器４１と、にて構成される。

現像ローラ４０は、回転自在に現像容器４５に支持され、また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転する現像剤供給部材、即ち、トナー供給ローラ４３と現像剤規制部材としての現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらに、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送攪拌機構４２が設けられている。

現像時、トナー搬送攪拌機構４２によって、収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送されると、図中矢印方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを図中矢印方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像ブレード４４のところに至り、現像ブレード４４がトナーを規制して所定のトナー薄層に形成する。規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転につれて、現像剤帯電手段としての帯電ローラ７０へ至り、所望の帯電電荷量が付与される。

さらに、現像ローラ４０上のトナー薄層は、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像容器４５内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー搬送攪拌機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。

本実施例のように、感光体ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行なう接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。

図１及び図２に示すように、プロセスカートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａへの装着は、プロセスカートリッジ７を矢印方向から、装置本体１００Ａに設けられたプロセスカートリッジガイド（図示せず）に沿って本体内部へとガイドして挿入して装着部８０（８０Ｃ、８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｂｋ）に装着し、所定位置に位置決めすることにより行われる。

一方、本実施例では、図１に示すように、画像形成装置本体１００Ａの装着部８０（８０Ｃ、８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｂｋ）に装着されたプロセスカートリッジ７に隣接して、現像ローラ当接離間機構、即ち、接離機構８（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ）が配置される。

本実施例によると、この接離機構８（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ）は、垂直方向に延在した作動軸８ｘ（８ｘａ、８ｘｂ、８ｘｃ、８ｘｄ）と、作動軸８ｘに一体に形成され、各プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に設けられた突起部材５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）に係合する作動片８ｙ（８ｙａ、８ｙｂ、８ｙｃ、８ｙｄ）とを有する。従って、接離機構８を作動し、作動軸８ｘを上下に移動することにより、作動片８がプロセスカートリッジの突起部材５に係合して感光体ドラム１と現像ローラ４０の当接又は離間動作を行う。

上述のように、本実施例の画像形成装置は、複数色のトナーをそれぞれ備えてタンデム式に配列した複数のプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を有し、それぞれのプロセスカートリッジ７には露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）によって静電潜像を形成可能な感光体ドラム１と、感光体ドラム１上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）とを備えている。また、画像形成装置は、感光体ドラム１と現像ローラ４０とを各色毎に、独立して当接離間動作を行なわせる接離８を備えている。

ここで、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された静電潜像を各色のトナーで現像するためには、現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接触させてトナーを付着させる。このとき、現像ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに常に接触していると、先に述べたように摩耗の発生が大きく耐用性が低下する。又、トナー劣化の原因ともなる。

そこで、各色毎の現像ローラ当接離間機構８（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ）が画像形成する期間の必要な時間のみ現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接触させて回転駆動し、現像終了後には接触を外すとともに現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの回転を停止させる。このとき、感光体ドラム１と現像ローラ４０は、少なくとも現像ローラ４０が当接後に安定して現像できるようになる時間を見込んだ、所定のタイミングで当接動作を行なう。また、当接動作を行なうステーションＰで、潜像形成が当接動作による振動の影響を受けないように、潜像形成開始前に現像ローラ当接動作を行なう必要がある。

また、隣接ステーションＰでの現像ローラ当接のショックによる画像欠陥を防止するためには、隣接するプロセスカートリッジ７が潜像形成を開始する前のタイミングで当接動作を行なう。

本実施例では、画像形成装置が現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接させ、離間させるタイミングを複数持ち、即ち、当接及び離間シーケンスを複数有し、画像欠陥を発生することなく当接時間を最も短くできるように当接或いは離間タイミングを選択することができる。

本実施例においては、当接及び離間シーケンスを２つ持ち、画像情報に応じて隣接ステーションＰでの現像ローラ当接及び離間のショックによる画像欠陥を防ぎつつ当接時間を短縮するよう当接及び離間シーケンスを選択する方法を示す。

（第１の現像ローラ当接及び離間シーケンス）
図３を参照して、第１の現像ローラ当接及び離間シーケンスでの画像形成装置の動作を時系列に従って順に示す。

画像形成動作が始まると全色の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が回転駆動し、第一色目の現像ローラ４０ａが駆動し、感光体ドラム１ａに接触する。続いて、第二色目の現像ローラ４０ｂが駆動し、感光体ドラム１ｂに接触する。第一色のプロセスカートリッジ７ａに露光手段３ａにより感光体ドラム１ａ上に画像情報の第一色成分の潜像が形成される。この潜像は第一色目のトナーを有する現像ローラ４０ａにより可視像化される。

次に、第三色目の現像ローラ４０ｃが回転駆動し、感光体ドラム１ｃに接触する。第二色目の画像形成ステーションで第二色成分の潜像が感光体ドラム１ｂ上に形成され、続いて現像ローラ４０ｂで二色目の潜像が顕像化される。以降、第三色目、第四色目の像についても同様に画像形成が行われる。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、給送部１６のカセット１７からピックアップされた記録媒体Ｓが感光体ドラム１と転写ローラ１２の間を通過するときに順次，用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は定着器２０で用紙に加熱定着されてフルカラー画像が形成される。

図３によれば、隣接するステーションで潜像形成が開始される前に現像ローラ当接動作が行なわれていることが分かる。また、隣接するステーションで潜像形成が終了した後に現像ローラ離間動作が行なわれていることが分かる。

しかし、プロセスカートリッジの耐久寿命を更に長くするためには、現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの接触時間を更に短くすることが望ましい。

（第２の現像ローラ当接及び離間シーケンス）
次に、図４を参照して、第２の現像ローラ当接及び離間シーケンスにおける各動作順序を説明する。

この第２の当接及び離間シーケンスに従った画像形成動作タイミングでは、画像形成動作が始まると、全色の感光体ドラムが回転駆動し、第一色目の現像ローラ４０ａが駆動し、感光体ドラム１ａに接触する。

そして、第一色目のプロセスカートリッジに露光手段３ａにより感光体ドラム１ａ上に画像情報の第一色成分の潜像が形成される。この潜像は第一色目のトナーを有する現像ローラ４０ａにより可視像化される。

一方、第一色目の潜像が形成される前に第二色目の現像ローラ４０ｂが駆動し、前の第一色目の画像形成ステーションにて第一色目の潜像が形成されている間に感光体ドラム１ｂに接触する。

第二色目の画像形成ステーションで第二色成分の潜像が感光体ドラム１ｂ上に形成され、続いて現像ローラ４０ｂで二色目の潜像が顕像化される。

さらに、第二色目の潜像が形成される前に第三色目の現像ローラ４０ｃが回転駆動し、前の第二色目の画像形成ステーションで第二色目の潜像が形成されている間に感光体ドラム１ｃに接触する。以降、第三色目、第四色目の像についても同様に画像形成が行われる。

感光体ドラム上に形成されたトナー像は、カセット１７からピックアップされた記録媒体Ｓが感光体ドラム１と転写ローラ１２の間を通過するときに順次、記録媒体Ｓに転写される。そして、転写されたトナー像は定着器２０で用紙に加熱定着されてフルカラー画像が形成される。

なお、図４に示すように、第２の現像ローラ当接及び離間シーケンスでは、第一色目の潜像形成が終了すると現像ローラ４０ａの離間動作が行なわれ、現像ローラ４０ａが感光体ドラム１ａから離間する。このとき、後の画像形成ステーションの第二色目はまだ潜像形成中である。

続いて第二色目の潜像形成が終了すると現像ローラ４０ｂの離間動作が行なわれ、現像ローラ４０ｂが感光体ドラム１ｂから離間する。このとき、後の画像形成ステーションの第三色目はまだ潜像形成中である。以下、第三色目、第四色目と離間動作が繰り返される。

この第２の現像ローラ当接及び離間シーケンスでは、隣接する前の画像形成ステーションにおけるプロセスカートリッジ７が潜像形成中に現像ローラの当接動作を行い、また、隣接する後の画像形成ステーションにおけるプロセスカートリッジ７が潜像形成中に現像ローラの離間動作を行なうため、画像種によっては隣接ステーションでの現像ローラ当接及び離間のショックによる画像欠陥が見える可能性がある。

また、現像ローラ４０は弾性体であるため当接動作直後には振動で当接が不安定となるため、振動が収束して安定して現像動作ができるまでに最低限必要な時間があり、この時間以上には感光体ドラム１への当接タイミングを短くすることは好ましくない。この時間を必要最小当接時間ｔ０とする。

本実施例の画像形成装置においては、各ステーションの間隔は７０ｍｍ、プロセススピードは１４０ｍｍ／秒であり、本実施例においては必要最小当接時間ｔ０は約０．３秒であったため現像開始時刻の約０．３秒前に現像ローラ当接動作を行なった。また、感光体ドラム上の潜像形成位置と現像位置との距離は２０ｍｍ程度であり、潜像形成開始後に現像開始するまでの時間は約０．１４秒となりｔ０より短いため、自ステーションの現像ローラ当接のショックによる画像欠陥が見えることはない。

さて、本実施例の画像形成装置は、画像形成モードとして、画像形成に供する画像信号の中に占める中間濃度部の割合を検知する検知手段により検知した中間濃度部の割合、即ち、印字率に基づいて、文字モードと写真モードを有する。

写真モードが選択された場合は、印刷画像の中に占める中間濃度部の広さ或いは比率、つまり、中間濃度部の割合は非常に大きいことが判断できる。このような画像の場合は、隣接ステーションでの現像ローラ当接及び離間のショックによる画像欠陥が見えやすいため、上記第１の現像ローラ当接及び離間のシーケンスを用いることで、隣接ステーションでの現像ローラ当接及び離間のショックによる画像欠陥を見えなくすることが可能である。

文字モードが選択された場合は、印刷画像の中に占める中間濃度部の広さ或いは比率、つまり、これらを一言で言って中間濃度部の割合は、非常に小さいことが判断できる。このような画像の場合は、隣接ステーションでの現像ローラ当接及び離間のショックによる画像欠陥はほとんど見えないため、上記第２の現像ローラ当接及び離間シーケンスを用いることで、現像ローラ駆動時間、当接時間を短くすることが可能である。

従って、トナーの劣化を防ぐと共に、感光体ドラム１及び現像ローラ４０の接触摩擦傷などの発生や摩耗を抑えて、プロセスカートリッジ７の寿命を向上させることができる。

また、現像ローラ４０と感光体ドラム１とトナー容器が一体として構成されているプロセスカートリッジ７を用いて低印字率で印字を続けた際にも、現像ローラ４０や感光体ドラム１が寿命となることなくトナーを使い切ることが可能となる。

上記実施例によれば、上記実施例にて説明した当接シーケンス及び離間シーケンスが同時に実行されるものとして説明したが、上記実施例にて説明した当接シーケンスか離間シーケンスのどちらかだけを採用することも可能である。即ち、例えば、当接シーケンスだけを採用して、離間シーケンスは、各画像形成部で同時に行う構成としても良い。

つまり、本発明の他の実施例によれば、上記実施例にて説明した当接シーケンスと離間シーケンスのうちの一方は、各画像形成部で同時に行う構成とすることもできる。

本発明の一実施例に係るカラー電子写真画像形成装置の概略構成図である。 プロセスカートリッジの断面説明図である。 本発明に従った第１の現像ローラ当接及び離間シーケンスでの画像形成装置の動作を説明する図である。 本発明に従った第２の現像ローラ当接及び離間シーケンスでの画像形成装置の動作を説明する図である。 従来のカラー画像形成装置の概略構成図である。 従来の現像ローラ当接及び離間シーケンスでの画像形成装置の動作を説明する図である。 従来の現像ローラ当接及び離間シーケンスでの画像形成装置の動作を説明する図である。

符号の説明

Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ） 画像形成ステーション（画像形成部）
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ） 感光体ドラム（像担持体）
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 帯電ローラ（帯電手段）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） スキャナ装置（露光手段）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ） 現像ユニット
８ 現像ローラ当接離間機構（接離機構）
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ） 現像ローラ（現像剤担持体）

Claims (11)

1. 複数の画像形成部を有し、前記各画像形成部は、像担持体と、画像情報に基づき前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を担持し前記像担持体と回転接触して前記静電潜像を現像像とする現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体と前記現像剤担持体を当接又は離間させる接離機構とを具備した画像形成装置において、
   前記露光手段が前記像担持体上に潜像を形成する前に、前記接離機構が前記像担持体と前記現像剤担持体との当接動作を行なう際に、前記像担持体上の潜像形成開始位置より起算して距離が異なる位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が当接する当接シーケンスを複数有し、
   前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接する際に前記複数の当接シーケンスの中のいずれかの当接シーケンスを選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の当接シーケンスは、
   隣接する画像形成部で潜像形成が行われる前に現像剤担持体の当接動作を行う第１の当接シーケンスと、
   隣接する前の画像形成部で潜像形成が行われている間に現像剤担持体の当接動作を行う第２の当接シーケンスと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成に供する前記画像情報に基づき、前記像担持体と前記現像剤担持体とを当接する当接シーケンスを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像情報は、印字率であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記印字率から、画像情報が中間濃度部の割合が多い写真モードであると判断された場合には、前記第１の当接シーケンスを選択し、
   前記印字率から、画像情報が中間濃度部の割合が少ない文字モードであると判断された場合には、前記第２の当接シーケンスを選択する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 複数の画像形成部を有し、前記各画像形成部は、像担持体と、画像情報に基づき前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、現像剤を担持し前記像担持体と回転接触して前記静電潜像を現像像とする現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体と前記現像剤担持体を当接又は離間させる接離機構とを具備した画像形成装置において、
   前記露光手段が前記像担持体上に潜像形成を終了した後に、前記接離機構が前記像担持体と前記現像剤担持体との離間動作を行なう際に、前記像担持体上の潜像形成終了位置より起算して距離が異なる位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が離間する離間シーケンスを複数有し、
   前記像担持体と前記現像剤担持体とを離間する際に前記複数の離間シーケンスの中のいずれかの離間シーケンスを選択することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記複数の離間シーケンスは、
   隣接する画像形成部での潜像形成が終了した後に現像剤担持体の離間動作を行う第１の離間シーケンスと、
   隣接する後の画像形成部での潜像形成が行われている間に現像剤担持体の離間動作を行う第２の離間シーケンスと、
   を有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 画像形成に供する前記画像情報に基づき、前記像担持体と前記現像剤担持体とを離間する離間シーケンスを選択することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像情報は、印字率であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記印字率から、画像情報が中間濃度部の割合が多い写真モードであると判断された場合には、前記第１の離間シーケンスを選択し、
    前記印字率から、画像情報が中間濃度部の割合が少ない文字モードであると判断された場合には、前記第２の離間シーケンスを選択する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体と前記現像手段とが一体で構成されたプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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