JP2007065631A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タンデム型の装置で色トナーの転写部を離間したモノカラーモード時、像担持体が、記録材又は転写手段と接触してしまう場合があり、モノカラープリント後のフルカラープリント時に画像不良を生じ、摺擦により劣化するのを防止する。
【解決手段】モノカラーモード時、画像形成に使用されない第1像担持体(2a、2b、2c)は、回転停止の状態から回転を開始し、同じ面を露出することのないようにして、その後、回転を停止する。
【選択図】図4

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に複数の像担持体を有する画像形成装置に関するものである。
近年、プリンタや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。電子写真方式のカラーの画像形成装置としては、各色毎に応じた感光ドラムを1列に複数配置し、各感光ドラム上に形成された各色のトナー像を転写媒体に順次重ね合わせてカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が主流として普及しつつある。
図15は、従来の電子写真方式でタンデム型のフルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部101Mと、シアン色の画像を形成する画像形成部101Cと、イエロー色の画像を形成する画像形成部101Yと、ブラック色の画像を形成する画像形成部101Bkの4つの画像形成部(画像形成ユニット)を備えている。そしてこれら4つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
各画像形成部101M,101C,101Y,101Bkには、それぞれ感光ドラム102a,102b,102c,102dが設けられている。各感光ドラム102a,102b,102c,102dの周囲には、帯電ローラ103a,103b,103c,103d、現像装置104a,104b,104c,104d、転写ローラ105a,105b,105c,105d、クリーニング装置106a,106b,106c,106dがそれぞれ設けられており、帯電ローラ103a,103b,103c,103dと現像装置104a,104b,104c,104dの間の上方には露光装置107a,107b,107c,107dがそれぞれ設けられている。各現像装置104a,104b,104c,104dには、それぞれマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーが収納されている。
上記のカラー画像形成装置による記録材へのフルカラーの画像形成方法としては、各感光ドラム102a,102b,102c,102d上にそれぞれ形成された各色のトナー像が、記録材搬送ベルト108上に担持された記録材Pに順次重ねて転写されることによって行われる。このとき記録材は、給紙ローラ113で給紙され、吸着ローラ111によって記録材搬送ベルト108上に静電吸着され、記録材搬送ベルト108により担持搬送される。その後、記録材搬送ベルト108から分離された記録材Pは、定着装置112の定着ローラ112aと加圧ローラ112bの間の定着ニップ部にて、フルカラーのトナー像が定着され、機外に排出される。
またフルカラーの画像形成方法としては、上記の多重転写方式の他に、各画像形成部にて形成されたトナー像が、一旦中間転写ベルトに重畳転写され、その後に、記録材Pに一括転写される中間転写方式も良く用いられる。
これらのカラー画像形成装置において、多色刷り、即ちフルカラープリントを常に行うとは限らず、黒単色のプリント、即ちモノカラープリントを行う頻度もかなり高い。特に近年、モノカラープリンタの置き換えを狙ったカラープリンタは益々増えており、このようなカラープリンタにおいて、モノカラープリントのパフォーマンスは大変重視される傾向にある。
上述した従来のカラー画像形成装置で、モノカラー画像形成(黒単色プリント)時においても、4つの画像形成部(画像形成ユニット)101M,101C,101Y,101Bkが駆動されるとする。この場合には、画像を形成しない色トナーの画像形成部101M,101C,101Yも、上記フルカラープリント時と同様に感光ドラム、現像剤等が劣化してしまうという問題が生じることがあった。
このような問題を解決するために、モノカラー画像形成時にはブラック(Bk)以外の現像装置104a,104b,104cを停止させる方式がある(特許文献1参照)。この方式によれば、現像器での撹拌によるカラー現像剤の劣化を防止することができる。
又、モノカラー画像出力専用のバイパス搬送路を設ける方式がある(特許文献2参照)。この方式によれば、カラー画像形成部を劣化させることなくモノカラー画像出力が可能である。
更に、モノカラープリント画像形成時には、色トナーの画像形成部101M,101C,101Yを消耗させないように、記録材搬送ベルト又は中間転写ベルトを色トナーの感光ドラム102a,102b,102cより離間させる構成も良く用いられている。
例えば、記録材へ直接重畳転写してモノカラー画像を形成する際に、色トナー部の転写手段を離間させる構成(特許文献3参照)が挙げられる。また、中間転写ベルトを用いたタンデム型のカラー画像形成装置において、モノカラー画像を形成する際に色トナー部の中間転写手段を離間させる構成(特許文献4参照)が挙げられる。
ここで、特許文献2に示される様な方式であると、画像形成装置が複雑化、且つ大型化してしまうことから、記録材搬送ベルト又は中間転写ベルトを各感光ドラム102a,102b,102cより離間させる構成方式の方が主流となっている。
以下、記録材へ直接重畳転写する構成におけるモノカラープリント時の転写手段の離間構成を図16に示す。
転写ローラ105a,105b,105c及び記録材搬送ベルト108の位置を移動することにより、黒以外の画像形成部内の感光ドラム102a,102b,102cと、記録材搬送ベルト108が離間している。感光ドラム102dと記録材搬送ベルト108は当接しているのでモノカラー画像の形成は可能であり、101Bkの画像形成部のみを使用して画像形成を行うことで、色トナーの画像形成部の性能劣化を低減することができる。
特開平8−194351号公報 特開平5−341617号公報 特開平11−15227号公報 特開平7−120998号公報
しかしながら、色トナーの転写部を離間した場合において、モノカラープリントを行った時に、記録材や中間転写ベルトが、感光ドラム102a,102b,102cを摺擦してしまう場合があり、モノカラープリント後のフルカラープリント時に画像不良を生じてしまう可能性があった。
以下に、詳しく説明する。
特許文献3に示す様な、記録材へ直接重畳転写し、モノカラー画像を形成する際に色トナー部の転写手段を離間させる構成を用いた場合には、記録材Pが記録材搬送ベルト108から浮いてしまう場合があり、記録材Pが感光ドラム102a,102b,102cを摺擦してしまう。1プリントでの摺擦では問題はないものの、モノカラープリントを連続で大量に行った場合には、感光ドラム102a,102b,102cの同じ場所を摺擦してしまうことから、モノクロプリント後のフルカラープリント時に画像不良(摺擦メモリやドラムの傷跡)を生じてしまう。
吸着ローラ111等の静電吸着手段を用い、記録材搬送ベルトへの吸着力を促すことで、摺擦の機会自体は減らすことはできる。
しかし、画像形成装置の雰囲気環境や、使用する記録材によっては、記録材の抵抗が低くなる場合があり、その際には吸着ローラ111からの電流が記録材の表層を伝って感光ドラム102a,102b,102cに流れ込んでしまうことがある。この時、感光ドラム102a,102b,102cの電位を不適切に変えてしまい、次の帯電時に感光ドラムの摺擦部を適切な電位にできなくしてしまう。このことにより、少ない摺擦の回数でもモノカラープリント後のフルカラープリント時に摺擦部に対応した画像不良を生じてしまうことがあった。
特に、画像形成部を縦や斜めに配列した構成においては、記録材Pの自重が記録材搬送手段より剥離される方向に作用するため、記録材の搬送が不安定になり易い。
又、特許文献4に示される様な、中間転写ベルトを用いたタンデムカラー画像形成装置において、モノカラー画像を形成する際に色トナー部の中間転写手段を離間させる構成においても次に示す問題が生じる場合があった。つまり中間転写ベルトの波うちや巻きグセ跡や折れの発生した場合には、同様にベルトが感光ドラムを摺擦してしまう場合があり、モノカラープリント後のフルカラープリント時に画像不良(摺擦メモリやドラムの傷跡)を生じてしまう。
特に、画像形成装置の雰囲気環境や、使用するベルトによっては、ベルトの抵抗が低くなる場合があり、転写バイアスやベルトクリーニング手段(転写同時クリーニング方式やファーブラシ方式等)で用いるバイアスが感光ドラム102a,102b,102cに流れ込んでしまうことがある。このとき、感光ドラム102a,102b,102cの電位を不適切に変えて、次の帯電時に摺擦部を適切な電位にできなくしてしまうことにより、モノカラープリント後のフルカラープリント時に摺擦部に対応した画像不良を生じてしまうことがあった。
特に、中間転写ベルトの端部に強度補強用のテープを張った場合等には、波うちが発生し易く、又、画像形成装置が長期間使用されない状態の場合にベルトの巻きグセは形成され易く、本現象を生じ易い。
これらの問題は、離間した時の感光ドラムと記録材搬送ベルト若しくは中間体ベルトとのクリアランスを大きくとることで良化する方向ではある。しかしながら、そもそも黒色の部分で当接していることと、近年益々望まれる画像形成装置の小型化に伴い大きなクリアランスをとることが困難になっている。
又、小型化に伴い、上述したような電流の漏れは、記録材や中間転写ベルトが同じ抵抗値であっても、より生じ易くなっている。
尚、モノカラープリント時に離間した場合に、感光ドラム102a,102b,102c等の画像形成部を等速又は若干低速で駆動した場合には、上記の問題は良化するものの、そもそも問題視していた感光ドラムの回転による画像形成部の劣化という観点で好ましくない。
上記課題を解決するため本発明は、画像を担持する回転可能な第1像担持体と、画像を担持する回転可能な第2像担持体と、前記第1像担持体及び前記第2像担持体それぞれに担持された画像を記録材上に転写するための転写手段と、を有し、前記第1像担持体及び前記第2像担持体が前記転写手段と接触し、前記第1像担持体及び前記第2像担持体それぞれに画像が形成される第1モードと、前記第1像担持体が前記転写手段と離間し、前記第2像担持体が前記転写手段と接触し、前記第2像担持体に画像が形成される第2モードと、が可能である画像形成装置において、前記第2モード時、前記第1像担持体は、回転停止の状態から回転を開始し、その後、回転を停止することを特徴とするものである。
本発明によれば、モノカラーモード時、像担持体が記録材又は転写手段と接触して、摺擦により劣化するのを防止することができる。
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
(実施形態1)
(1)画像形成装置
図1を参照して、実施の形態1に係る画像形成装置について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係るカラー画像形成装置(本実施の形態では、電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタ)を示す概略構成図である。
このカラー画像形成装置は、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部1Mと、シアン色の画像を形成する画像形成部1Cと、イエロー色の画像を形成する画像形成部1Yと、ブラック色の画像を形成する画像形成部1Bkの4つの画像形成部を備えている。これらの4つの画像形成部(画像形成ユニット)は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
各画像形成部1M,1C,1Y,1Bkには、それぞれ像担持体としての感光ドラム2a,2b,2c,2dが設けられている。感光ドラム2a,2b,2c,2dは回転可能である。
各感光ドラム2a,2b,2c,2dの周囲には、帯電手段としての帯電ローラ3a,3b,3c,3d、現像手段4a,4b,4c,4d、転写部材としての転写ローラ5a,5b,5c,5d、ドラムクリーニング手段6a,6b,6c,6dがそれぞれ設けられている。ドラムクリーニング手段はクリーニングブレードである。また、帯電ローラ3a,3b,3c,3dと現像手段4a,4b,4c,4dの間の上方には露光手段7a,7b,7c,7dがそれぞれ設けられている。各現像手段4a,4b,4c,4dには、それぞれ負帯電特性のマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーが収納されている。
感光ドラム2a,2b,2c,2dは、本実施の形態では負帯電の有機感光体でアルミニウムのドラム基体上に感光層を有しており、駆動手段21a,21b,21c,21dによって矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。
感光ドラム2a,2b,2c,2dの回転駆動の機構の概略を図2に示す。感光ドラム2a,2b,2c,2dは、各1個の駆動源としてのドラムモータ21a,21b,21c,21d(本実施の形態では、ステッピングモータを用いている)の回転によって、ドラム駆動列の回転を通じて回転駆動される。
駆動源の回転は、制御部20によりドラムモータ21a,21b,21c,21d内のモータドライバを制御することで、所望の動作を行うよう制御されている。
制御部20は、マイクロプロセッサ等のCPU210、CPU210の制御プログラムやデータを記憶しているROM211、CPU210による制御実行時にワークエリアとして使用され、各種データを一時的に保存するRAM212、制御情報等を不揮発に記憶するEEPROM213等を備えている。そして感光ドラム2a,2b,2c,2dの回転駆動や、帯電ローラ3a,3b,3c,3dの帯電制御を始め、画像形成装置の動作の全般を司っている。
帯電ローラ3a,3b,3c,3dは、それぞれ感光ドラム2a,2b,2c,2dに所定の圧接力で接触している。
帯電ローラ3a,3b,3c,3dの帯電機構の概略図を図3に示す。帯電ローラ3a,3b,3c,3dは、制御部20の制御により所望の帯電バイアスが高圧電源回路(帯電バイアス電源(電圧印加手段))22a,22b,22c,22dによって印加され、各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面を所定の電位に均一に帯電する。尚、本実施の形態では、各感光ドラム2a,2b,2c,2dは、各帯電ローラ3a,3b,3c,3dにより負極性に帯電される。
本実施の形態においては、現像方式として、接触現像方式を用いている。現像手段4a,4b,4c,4dは、現像剤担持体としての現像ローラを有しており、現像ローラ上に薄層担持されたトナーは、現像駆動機構によって現像ローラが回転することにより、感光ドラム2a,2b,2c,2dとの対向部(現像部)に搬送される。感光ドラム上に形成された静電潜像は、現像電圧印加手段により現像ローラに現像バイアスが印加されることで、トナー像として現像(反転現像)される。
尚、現像部における現像ローラと感光ドラムは、フルカラー画像形成モードでは当接した状態であり、後述するモノカラー画像形成モードでは画像を形成する現像部以外の現像ローラと感光体ドラムは離間するような構成となっている。これは、現像ローラ及びトナーの劣化、消耗を防止するためである。
転写ローラ5a,5b,5c,5dは、例えばスポンジゴム等の弾性部材で構成されており、それぞれ、各転写ニップ部Nにて転写手段である無端状の記録材搬送ベルト8を介して各感光ドラム2a,2b,2c,2dと当接し、記録材搬送ベルト8に従動回転している。転写ローラ5a,5b,5c,5dには、転写電源が接続され、転写ローラには転写バイアスが印加されるようになっている。
尚、転写ニップ部における記録材搬送ベルトと感光ドラムは、フルカラー画像形成モードでは、全ての転写ニップ部において接触した状態である。そして後述するモノカラー画像形成モードでは画像を形成する転写ニップ部以外での記録材搬送ベルトと感光ドラムは離間する構成となっている。これは、感光ドラムと記録材搬送ベルト、そして転写ローラの劣化、消耗を防止するためである。
露光手段(レーザスキャナ手段)7a,7b,7c,7dは、ホストコンピュータからそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部から出力する。そして露光手段から出力されたレーザ光は反射ミラーを介して、各帯電ローラ3a,3b,3c,3dで帯電された各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面を画像露光し、各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。
記録材担持体としての記録材搬送ベルト8は、駆動ローラ9と従動ローラ(支持ローラ)10間に張架されており、駆動ローラ9の駆動によって矢印方向(時計方向)に回転移動する。
記録材の移動方向に関して、画像形成部1Mの上流側には、転写媒体としての記録材Pを記録材搬送ベルト8上に静電吸着させる吸着ローラ11が設けられている。
記録材移動方向に関して、画像形成部1Bkの下流側には、定着ローラ(加熱ローラ)12aと加圧ローラ12bを有する定着装置12が設けられている。つまり定着装置は、画像形成部で形成された未定着トナー像を担持した記録材を、定着ローラ12aと加圧ローラ12bによって形成される定着ニップ部で挟持搬送し、その定着ニップ部で加熱、加圧することにより、未定着トナー像が記録材上に定着される。
(2)フルカラーモードの画像形成動作
次に、上記したカラー画像形成装置によるフルカラーモードの画像形成動作について説明する。
フルカラーモードの画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで各感光ドラム2a,2b,2c,2dは回転駆動され、それぞれ帯電ローラ3a,3b,3c,3dによって一様に負極性に帯電される。
露光手段7a,7b,7c,7dは、ホストコンピュータから入力される色分解された画像信号をレーザ出力部にて光信号にそれぞれ変換する。そして変換された光信号であるレーザ光は反射ミラーを介して帯電された各感光ドラム2a,2b,2c,2d上をそれぞれ走査露光し、感光ドラム上に静電潜像が形成される。
そして、先ず静電潜像が形成された感光ドラム2aが顕像化される。つまり感光ドラム2aの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像手段4aにより、マゼンタのトナーが感光ドラム表面の帯電電位に応じて感光ドラム上に静電吸着し、静電潜像が現像される。
そして、このタイミングに合わせて給紙ローラ(レジストローラ)13で搬送された記録材Pが、記録材搬送ベルト8表面に、吸着ローラ11によって静電吸着されて画像形成部1Mの転写ニップ部Nに搬送される。この時、記録材搬送ベルト8は駆動ローラ9によって駆動され、吸着ローラ11は吸着バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加される。
そして転写電源から転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ5aにより、マゼンタのトナー像が記録材P上に転写される。
マゼンタのトナー像が転写された記録材Pは、記録材搬送ベルト8により画像形成部1C側に移動される。そして、画像形成部1Cの転写ニップ部Nにおいても、同様にして、感光ドラム2bに形成されたシアンのトナー像が、記録材P上のマゼンタのトナー像上に重ね合わされる様に、転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ5bにより転写される。
以下、同様にして、記録材P上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に、イエロー、ブラックのトナー像が順次重ね合わされて、フルカラーのトナー像が記録材P上に形成される。つまり画像形成部1Y,1Bkの感光ドラム2c,2dで形成されたイエロー、ブラックのトナー像が、各転写ニップ部Nにて転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ5c,5dにより順次重ね合わされる。
そして、フルカラーの未定着トナー像が形成された記録材Pは、記録材搬送ベルト8表面から分離されて定着装置12に搬送され、定着装置12の定着ローラ12aと加圧ローラ12b間の定着ニップ部で加熱、加圧され、未定着トナー像は記録材P表面に定着される。定着された記録材は外部に排出されて、一連のフルカラーの画像形成動作が終了する。
尚、記録材搬送ベルト8は、通常は表面にトナー像を直接担持させることはないものの、ジャム時や非画像部への地かぶり等によって、記録材搬送ベルト8上にトナーが付着することがある。また濃度検知やカラーレジストレーション補正等の動作時に記録材搬送ベルト8上に直接検知用パッチを形成することがある。このような記録材搬送ベルト8上のトナーを清掃するためには、次の清掃工程が所定のタイミングで行われる。つまり各画像形成部1M,1C,1Y,1Bkにて転写ローラ5a,5b,5c,5dに転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加する。これにより記録材搬送ベルト8上のトナーを感光ドラム2a,2b,2c,2dに転移させ、トナーをドラムクリーニング手段6a,6b,6c,6dで回収する。
また、画像形成装置内には、環境センサ50が設けられており、帯電、現像、転写のバイアスや定着条件は、画像形成装置内の雰囲気環境(温度、湿度)に応じて変更可能な構成となっている。つまり環境センサ50は、記録材Pに形成されるトナー像の濃度調整のためや、最適な転写、定着条件を達成するために用いられている。
又、画像形成装置には、メディアセンサ51が設けられており、記録材Pの判別を行うことによって、転写バイアスや定着条件が、記録材に応じて変更可能な構成となっている。つまりメディアセンサ51は、記録材Pに対する最適な転写、定着条件を達成するために用いられている。
(3)モノカラーモードの画像形成動作
本カラー画像形成装置は上記したフルカラーモード(第1のモード)の他に、単色トナー像を形成するモノカラーモード(第2のモード)も選択可能な構成となっている。本実施の形態では、一番使用頻度が高い黒単色のモノカラーモードを用いて説明を行う。しかしながら、本発明はモノカラーモードが黒単色に限定されるものではない。
モノカラーモードが選択される場合、黒画像を形成する画像形成部(第2の画像形成部)1Bkだけが上記のフルカラーモードと同様に動作され、その他の画像形成部(第1の画像形成部)1M,1C,1Yでは次のように動作する。
以下にモノカラーモードでの画像形成動作について説明する。
モノカラーモードの画像形成動作開始信号が発せられると、画像形成部1M,1C,1Y,の転写ローラ5a,5b,5cは、接離制御手段により各感光ドラム2a,2b,2cに対して離れる方向に移動する。現像ローラ4a,4b,4cについても同様に各感光ドラム2a,2b,2cに対して離間する。離間した現像ローラ4a,4b,4cは回転駆動を行わないことで、各現像ローラと各色トナーの劣化、消耗を防止している。又同様に、離間した転写ローラ5a,5b,5cは記録材搬送ベルト8からも離間し、そもそもが従動回転であったので、ここでは停止状態となり、転写バイアスは印加しない状態となる。転写ローラ5a,5b,5cの移動に伴い記録材搬送ベルト8も感光ドラム2a,2b,2cから離れる方向に移動し、記録材搬送ベルト8は感光ドラム2a,2b,2cから離れ、感光ドラム2a,2b,2cは記録材搬送ベルト8と転写ニップ部を形成しない。
以上により、現像ローラ4a,4b,4c、転写ローラ5a,5b,5c、そして記録材搬送ベルト8の劣化、消耗を防止している。
モノカラーモード時の感光ドラム2a,2b,2cの回転動作については後述する。上述した離間を行ったモノカラーモード時の画像形成装置の概略構成を図4に示す。
黒色の画像形成部1Bkはフルカラーモードと同様に画像形成を行う。
そして、フルカラーモードと同様に給紙ローラ(レジストローラ)13で搬送された記録材Pは、記録材搬送ベルト8表面に、吸着バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された吸着ローラ11によって静電吸着される。そして記録材Pは、離間している画像形成部1M,1C,1Yを通り抜け、画像形成部1Bkの転写ニップ部Nまで搬送される。そして画像形成部1Bkの転写ニップ部Nでは、転写バイアスが印加された転写ローラ5dにより、ブラックのトナー像が記録材P上に転写される。
そして、ブラックのトナー像が形成された記録材Pは、記録材搬送ベルト8表面から分離されて定着装置12に搬送される。そして定着装置12の定着ニップ部で未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材P上に熱定着された後、記録材Pは外部に排出されて、一連のモノカラー画像形成動作が終了する。
以下、本実施の形態におけるモノカラーモード時の感光ドラム2a,2b,2cの回転動作について説明する。
モノカラーモードでの印字枚数は、制御部20内のRAM212やEEPROM213内に記憶される。そして、予め設定された間隔(所定間隔)である印字枚数に従って、感光ドラム2a,2b,2cを微小回転する。
図5は、EEPROM213やRAM212に記憶されているモノカラーモードでの印字枚数の更新処理と感光ドラム2a,2b,2cの回転動作を説明するフローチャートである。尚、記録材は普通紙、画像形成装置の雰囲気環境は温度30℃、湿度80%Rhである。この処理を実行するプログラムはROM211に記憶されている。以下にフローチャートを説明する。この処理はプリント処理が起動されることにより開始される。
ステップa1で、EEPROM213に記憶されている、モノカラー印字枚数(初期値は0であり、過去の印字履歴があれば、それを記憶している)を読み込む。
次にステップa2に進み、モノカラー印字枚数をRAM212に書き込む。
次にステップa3にて、現在、プリントジョブが行われているかどうかをみる。プリントジョブ中であれば、ステップa4に進み、現在行われているプリントモードがフルカラーモードかモノカラーモードかどうかをみる。フルカラーモードであった場合には、ステップa5に進み、モノカラー印字枚数を0にクリアし、再びステップa2に進み、モノカラー印字枚数をRAM212に書き込む(0を書き込む)。そして、プリントジョブが終了するか、モノカラーモードになるかの何れかを待つ。
ステップa4で現在行われているプリントモードがモノカラーモードであった場合には、ステップa6に進み、モノカラーモードでのプリントが1枚行われるごとに、RAM212の値を1加える。
次にステップa7に進み、RAM212のモノカラー印字枚数が20の倍数であるかどうかを見る。20の倍数でない場合には、再びステップa3(a4,a5)を経てモノカラー印字枚数が20の倍数になるまでモノカラー印字枚数のカウントが繰り返される。
ステップa7で、20の倍数になるとステップa8に進み、20の倍数であるモノカラー印字枚数が80枚であるかどうかを見る。80枚であった場合には、ステップa9に進み、感光ドラム2a,2b,2cは、カラーモード時の回転方向と逆の方向に角度58°(即ち、図6でのθN1=58°)回転するように、ドラムモータ21a,21b,21cが微小駆動される。そして、同様に、再びステップa3(a4,a5)を経てモノカラー印字枚数が20の倍数になるまでモノカラー印字枚数のカウントが繰り返される。
ステップa8にて、20の倍数であるモノカラー印字枚数が80枚でなかった場合には、ステップa10に進み、20の倍数であるモノカラー印字枚数が100枚であるかどうかを見る。100枚であった場合には、ステップa11に進み、感光ドラム2a,2b,2cは、カラーモード時の回転方向と同じ方向に角度77°(即ち、図6でのθP2=77°)回転するように、ドラムモータ21a,21b,21cが微小駆動される。そして、ステップa12に進み、モノカラー印字枚数を0にクリアする。つまりここでは、モノカラー印字枚数の枚数カウントの最大値は100である。同様に、再びステップa3(a4,a5)を経てモノカラー印字枚数が20の倍数になるまでモノカラー印字枚数のカウントが繰り返される。
ステップa10にて、20の倍数であるモノカラー印字枚数が100枚でなかった場合には、ステップa8とステップa10にてモノカラー印字枚数が80、100以外の20の倍数であると判断していることから、モノカラー印字枚数が20若しくは40若しくは60枚であることになる。このときはステップa13に進み、感光ドラム2a,2b,2cはカラーモード時の回転方向と同じ方向に角度16°(即ち、図6でのθP1=16°)回転するように、ドラムモータ21a,21b,21cが微小駆動される。そして、同様に、再びステップa3(a4,a5)を経てモノカラー印字枚数が20の倍数になるまでモノカラー印字枚数のカウントが繰り返される。
ステップa3にて現在プリントジョブが終了の場合には、ステップa14に進み、RAM212に記憶しているモノカラー印字枚数をEEPROM213に書き込んで、処理を終了する。
以上をまとめると、普通紙モードのフルカラーモード時には、モノカラー印字枚数のカウントを行わず、又、それまでにモノカラー印字枚数は0としてクリアする。モノカラーモード時にはモノカラー印字枚数をカウントし、20枚おきに微小回転を行う。
モノカラーモード時、感光ドラム2a,2b,2cは、所定間隔である記録材の枚数毎に回転する。つまりモノカラーモード時、感光ドラム2a,2b,2cは、回転停止の状態から回転を開始し、その後、回転を停止する。この時、感光ドラム2a,2b,2cの1度の回転量は、1回転よりも少ない。
このような動作を繰り返すことで、モノカラーモード時に連続通紙を行った場合にも、感光ドラムは、同じ面を露出することがないので、摺擦による跡を生じることなく、高品質な画像を得ることができる。
また感光ドラムの回転は、間欠回転で、その1度の回転量は1回転よりも少ないので、感光ドラムの劣化を抑えることができる。
図6にモノカラーモード時における画像形成部1Mの動作の概略図を示す。図6に示すように20枚おきに3回まで([1]〜[3]まで)は微小回転として感光ドラムを16°回転する。4回目には58°の逆回転([4])を行う。ここで逆回転を行う理由は、感光ドラムの起動時にはクリーニングブレード6aの先端部に溜まっていたトナーや外添剤等が極微量ではあるがすり抜けるため、帯電ローラ3a,3b,3cを汚してしまうことがあり、帯電不良に伴った画像不良を発生することがある。即ち、画像形成部としての寿命を縮めてしまうためである。このため、起動時([1])にクリーニングブレード6aすり抜けた物質が帯電ローラに到達する前に逆回転を行い、クリーニングブレードより手前側まで引き戻す動作を行う。
そして、5回目に77°回転し、手前に引き戻されたすり抜け物質が一気に帯電ローラ3aを抜けるようにしている。
本実施の形態においては、感光ドラム中心から見て、クリーニングブレードの先端部と帯電ローラの間の角度は、55°である。
依って、[1]〜[3]での正回転動作による移動分48°はクリーニングブレードの先端部と帯電ローラの間の角度である、55°よりも小さく、即ち、起動時([1])にすり抜けた物質が帯電ローラに到達することがない。又、[4]での逆回転動作による移動分58°は、[1]〜[3]での正回転動作による移動分48°よりも大きく、即ち、起動時([1])にすり抜けた物質はクリーニングブレードより手前側(上流側)まで引き戻される。更に、[1]〜[5]までの動作による移動分67°(=3×16−58+77)は、クリーニングブレードの先端部と帯電ローラの間の角度である、55°よりも大きい、即ち、[4]にてクリーニングブレードより手前側まで引き戻された場所が一気に帯電ローラを通過するといった関係が成り立つ。
つまり図6に示す様に、感光ドラム(第1像担持体)の回転方向におけるクリーニング手段と帯電手段の間の距離をL、感光ドラムの正回転(第1方向の回転)による移動距離をP1、感光ドラムの逆回転(第2方向の回転)による移動距離をN1、移動距離P1とは異なる感光ドラムの正回転による移動距離をP2、とすると、以下の式が成立する。尚、図6において(P1)、(N1)、(P2)、(L)は感光ドラム周面上での距離を指している。
n×P1<L
n×P1<N1
n×P1−N1+P2>L
(但し、nは自然数)
このように、単純に10回の正回転を行った場合には、4回目以降10回目まで7回クリーニングブレードをすり抜けた物質が帯電ローラを通過することになる。これに対して、上述の方法を用いた本実施の形態では、2回で済むという効果を得ることができ、帯電ローラの汚れを抑えることができる。
次に、各プリントモードでのプロセススピードについて説明する。
本実施の形態においては、記録材の種類により、薄紙モード、普通紙モード、厚紙モード、ラフ紙モードの4種類の紙種モードがあり、それぞれにフルカラーモード、モノカラーモードがあるので、計8種類のプリントモードをもつことになる。
記録材の種類により、定着のし易さが異なるため、それぞれの種類によって定着可能なスループット(単位時間当たりの出力枚数)が設定されている。ここでは、薄紙においては25ppm、普通紙においては20ppm、厚紙、ラフ紙においては15ppmを達成する。そのために、プロセススピードは薄紙モードにおいては150mm/sec、普通紙モードにおいては120mm/sec、厚紙モード、ラフ紙モードでは90mm/secとなっている。このプロセススピードは定着能力によって定められており、本実施形態ではフルカラーモードとモノカラーモードでは同一となっている。
そして、本実施の形態においては、モノカラーモード時の微小駆動時のプロセススピード(但し、これは目標となるスピードであり、モータ起動時は、回転立ち上がり時であるためスピードは遅くなっている)は、紙種モードによらず120mm/secに統一してある。これは、動作の簡略化のためで、プリント中の動作を複雑化しないために1つのシーケンスとしたためである。
又、本実施の形態においては、紙種によって、微小駆動を行う間隔を変更している。これは、ラフ紙等の記録材搬送ベルトに吸着し難い記録材を用いた場合や薄紙等の紙のコシが弱く紙搬送路から逸れ易い記録材を用いた場合には、感光ドラム2a,2b,2cと記録材の摺擦が生じ易いためである。
更に、本実施の形態においては、画像形成装置の雰囲気環境によって、微小駆動を行う間隔を変更している。これは、雰囲気環境の湿度が高い場合には、記録材が記録材搬送ベルトに吸着し難くなる。このことによって感光ドラム2a,2b,2cは記録材Pとの摺擦が生じ易くなることと、記録材の抵抗が低くなるため、吸着ローラ11に印加した電圧により記録材を伝わって感光ドラムへ漏れ電流が流れ込み易くなるためである。
図7にモノカラーモード時の各環境、各紙種モードによる感光ドラム2a,2b,2cの微小駆動を行う印字枚数間隔を示す。L/Lは低温、低湿、N/Nは常温、常湿、H/Hは高温、高湿の環境状態を示す。
このように、紙種や雰囲気環境によって微小駆動を行う間隔を変更することで、色トナーの画像形成部の消耗とモノカラープリントが続いた場合の感光ドラムの摺擦防止を両立した最適な条件にすることができる。
(4)画像出力実験結果
まず、本実施の形態の画像出力結果について説明する。
実験条件としては、各雰囲気環境(L/L:15℃、10%Rh、N/N:23℃、55%Rh、H/H:30℃、80%Rh、)、各紙種モード(薄紙モード、普通紙モード、厚紙モード、ラフ紙モード)を考慮した。そしてモノカラーモードにて連続通紙を行い、20枚、50枚、100枚、200枚、500枚、1000枚、2000枚、5000枚毎にそれぞれフルカラーモードでのサンプリング(マゼンタ、シアン、イエローそれぞれ25%ハーフトーン画像)を行った。尚、薄紙としては、坪量が64g/mであるオフィスプランナー(Canon販売、商品名)、普通紙としては、坪量が80g/mであるCLCカラーレーザーコピア用紙(Canon販売、商品名)、厚紙としては、坪量が128g/mであるニューNPI上質紙128g(日本製紙、商品名)、ラフ紙としては、90g/mであるFoxRiverBond(Fox River、商品名)を使用した。
フルカラーモードでのサンプリング画像において、摺擦起因の画像不良が全く発生しない場合を○、僅かに確認できる場合を○△、確認できる場合を△、画像が少し悪い場合を△×、画像が悪い場合を×として、ランク付けを行った。
本実施の形態の場合の画像出力結果について説明する。
図8に上述した実施形態1に従う実施例1の場合の各環境、各紙種モードでの実験結果を示す。実施零1の場合、各環境、各紙種モードによらず、5000枚のプリントに亘って摺擦起因の画像不良を生じることはなかった。
この様に、本実施形態は、モノカラープリントが続いた場合においても、色トナーの画像形成部の消耗を犠牲にすることなく、その後のカラープリント時に、感光ドラムの摺擦による画像不良が発生するのを防止することができ、高画質な画像を得ることができた。
次に、感光ドラムの微小回転を行わない比較例の画像出力結果について説明する。図9に比較例の場合の各環境、各紙種モードでの実験結果を示す。
比較例においては、数100枚のモノカラー印字を連続で行うと、摺擦起因の画像不良を生じた。特に、高温高湿環境では、レベルの悪い画像不良を生じた。
尚、図10は本発明を適用した実施例2の画像出力結果を示すもので、実施例1と同様の微小回転を行うものである。但し、微小駆動の角度が実施例1とは異なる。具体的には、実施例1では、θP1=16°、θP2=58°、θN1=77°であるのに対して、実施例2では、θP1=15°、θP2=60°、θN1=75°である。
実施例2においても感光ドラムの摺擦に起因する画像不良を抑えることができる。但し、実使用上は問題のないレベルであるが、厳密に調べると、実施例2においては、高温、高湿環境において、1000枚を超えるモノカラー印字を連続で行うと、僅かに摺擦に起因する画像の劣化が確認された。
実施例2と実施例1の実験結果の違いについて図11を用いて説明する。
図11に示す様に、実施例2の微小回転の量とした場合には、感光ドラムは微小回転を繰り返した時に位相が揃った状態で回転し続けることになる。すると微小回転は行うものの感光ドラムは何度かに1度は同じ面が摺擦されてしまうため、より精度良く画像不良を防止しようとすると実施例1の方が好ましい。
以上、本実施の形態では、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)に、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数毎に微小回転を行う様にした。従って、色トナーの画像形成部の消耗を犠牲にすることなく、モノカラープリントが続いた場合においても、その後のフルカラープリント時に、感光ドラムの摺擦による画像不良が発生してしまうことを防止し、より高品質な画像を得ることができる。
(実施形態2)
本実施の形態では、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)に、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラに電圧を印加するものである。これにより本実施形態では、モノカラープリント時に、記録材(又は記録材搬送ベルト)が感光ドラムと摺擦した際に、感光ドラムに流れ込む電流をキャンセルし、メモリ跡が発生することを防止し、より高品質な画像を得ることができる。以下にその方法について説明する。
本実施の形態では、画像形成装置の構成は実施の形態1と概略同一であり、異なる部分について説明する。
本実施の形態においては、微小回転として、正回転、逆回転等の繰り返しを行うのではなく、図7に示す所定枚数ごとに、感光ドラム2a,2b,2cを正回転の方向に16°づつ回転する構成としている。これは、トナーに用いている材料や帯電ローラ3a,3b,3cの汚れに対する強さ、画像形成部の寿命等によって、帯電ローラ3a,3b,3cに汚れが発生し難い場合に、適用可能であり、動作を簡略化できるというメリットがある。
特にH/H環境の様な場合、感光ドラム2a,2b,2cと記録材Pが摺擦した際に吸着ローラ11から流れ込んだ電流によって、感光ドラムにメモリ跡が発生し易い。本実施の形態は、この問題を解決するため、帯電バイアス電源が、微小回転を行っていない時には色トナーの画像形成部の帯電ローラ3a,3b,3cに電圧を印加せず、微小回転中には、帯電ローラ3a,3b,3cに所定の電圧を印加することとした。
通常時、電圧を印加した帯電ローラ3a,3b,3c通過後の感光ドラム2a,2b,2c表面の電位は平均で−400Vである。これに対して、感光ドラム2a,2b,2cと記録材Pが摺擦した際に流れ込む電流により、濃度が濃くなるメモリ跡が発生する時には、メモリ跡対応部の感光ドラム表面の電位は約−385Vとなることが分かっている。これは、吸着ローラ11に印加した正極性の電圧が、抵抗の低い記録材を伝わって、感光ドラムに正極性の電荷を流してしまい、感光ドラムの電位を下げてしまうことによる。特に、より高温、高湿の環境の場合や、より抵抗の低い記録材を用いた場合にこの現象は顕著に発生し易い。
そこで、本実施の形態においては、微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラ3a,3b,3cに、メモリ発生部の電位の差分である約−15V分を埋めることができるようにした。つまり微小回転前には帯電バイアス電源は帯電ローラに電圧を印加せずに、微小回転中の摺擦部においては、約−15Vと放電開始電圧である約−450Vを加算した値である−465Vを帯電バイアス電源が帯電ローラに印加することとした。
このようにすることで、モノカラープリント時に、記録材が感光ドラム2a,2b,2cと摺擦した際に流れ込んだ電流による感光ドラム2a,2b,2cの電位の変化をキャンセルし、メモリ跡が発生することを防止することができる。
吸着ローラ11に印加する電圧の極性に、正極性を用いたのは、転写前に記録材Pを正極性に帯電させることにより、その後の転写に際してより低い転写電圧で転写を行えるというメリットがあるためである。また上述した帯電バイアス印加を回転前に0V、回転中の摺擦対応位置に−465Vというように、通常画像形成装置で用いるバイアス印加手段により制御を行うことができるというメリットがあるためである。つまり帯電ローラに電圧を印加するための高圧回路に本来使用している極性と逆極性の出力回路を追加することがなく、制御構成を簡略化することができる。
これに対して、吸着ローラ11に逆極性の電圧を印加した場合には、濃度が薄くなるメモリ跡に対応して、正極性の帯電バイアスをかけるために、回路がより複雑化してしまう。若しくは+15V程度の差分を埋めるために、回転中の摺擦対応位置以外で−465V、摺擦対応位置で0Vというような制御をしなければならず、停止と回転を繰り返す系において上述のような制御を行うことは非常に難易度が高くなってしまう。電圧印加のタイミングを失敗すると逆にメモリを生じてしまう。このようなことから、吸着ローラ11に印加する電圧の極性は、正極性であることが好ましいと言える。
以上、本実施の形態では、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)において、モノクロ印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラに電圧を印加することとした。これによりモノカラープリント時に、感光ドラムと摺擦した際に流れ込んだ電流による感光ドラム2a,2b,2cの電位の変化をキャンセルし、メモリ跡が発生することを防止し、より高品質な画像を得ることができる。
(実施形態3)
本実施の形態では、画像形成装置が中間転写体方式であった場合においても、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)には、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行うものである。このことで、色トナーの画像形成部の消耗を犠牲にすることなく、モノカラープリントが続いた場合においても、その後のフルカラープリント時に、感光体ドラムの摺擦による画像不良が発生してしまうことを防止し、より高品質な画像を得ることができる。以下その方法について説明する。
図12は、本発明の実施の形態3に係る画像形成装置を示す概略構成図である。尚、上記した実施の形態1と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施の形態は、4つの各感光ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト上に順次重ね合わせ、二次転写部にて一括して記録材上に転写する中間転写方式を用いたカラー画像形成装置である。
このカラー画像形成装置は、画像形成部1M,1C,1Y,1Bkの各感光ドラム2a,2b,2c,2dが、各一次転写ニップ部Nにおいて、転写手段である無端ベルト状の中間転写体(中間転写ベルト)40が当接している。中間転写ベルト40は、駆動ローラ41、従動ローラ(支持ローラ)42、二次転写対向ローラ43間に張架されており、駆動ローラ41の駆動によって矢印方向(反時計方向)に回転移動される。
一次転写用の各転写ローラ5a,5b,5c,5dは、各一次転写ニップ部Nにて中間転写ベルト40を介して各感光ドラム2a,2b,2c,2dに当接している。二次転写対向ローラ43は、中間転写ベルト40を介して二次転写ローラ44と当接して、二次転写ニップ部N2を形成している。二次転写ローラ44は、中間転写ベルト40に接離自在に設けられている。
中間転写ベルト40の外側の二次転写対向ローラ43近傍には、中間転写ベルト40表面に残った転写残トナーを除去して回収するためのベルトクリーニング手段として、クリーニング用帯電部材である帯電ローラ(接触帯電部材)45が接触している。このクリーニング用帯電ローラにはクリーニング用電源が接続されている。つまりベルトクリーニング手段はクリーニング用帯電ローラ45とクリーニング用電源とによって構成されている。
又、二次転写ニップ部N2の記録材Pの搬送方向下流側には、定着ローラ12aと加圧ローラ12bを有する定着手段12が設けられている。
次に、本実施の形態のカラー画像形成装置による画像形成動作について説明する。
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される画像形成部1M,1C,1Y,1Bkの各感光ドラム2a,2b,2c,2dは、それぞれ帯電ローラ3a,3b,3c,3dによって一様に負極性に帯電される。そして、露光手段7a,7b,7c,7dは、入力される色分解された画像信号をレーザ出力部にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光は帯電された各感光ドラム2a,2b,2c,2d上をそれぞれ走査露光し、感光ドラム上に静電潜像が形成される。
そして、先ず静電潜像が形成された感光ドラム2aに関して、感光ドラム2aの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像手段4aにより、マゼンタのトナーが感光ドラム表面の帯電電位に応じて静電吸着され、静電潜像が顕像化(現像像)される。このマゼンタのトナー像は、一次転写ニップ部Nにて一次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ5aにより、回転している中間転写ベルト40上に一次転写される。マゼンタのトナー像が転写された中間転写ベルト40は画像形成部1C側に回転移動される。
そして、画像形成部1Cにおいても、同様にして感光ドラム2bに形成されたシアンのトナー像が、一次転写ニップ部Nにおいて、中間転写ベルト40上のマゼンタのトナー像上に重ね合わされるように転写される。
以下、同様にして中間転写ベルト40上に重畳転写されたマゼンタ,シアンのトナー像上に、イエロー、ブラックのトナー像が順次重ね合わされるように転写され、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト40上に形成される。この時、画像形成部1Y,1Bkの感光ドラム2c,2dで形成されたイエロー、ブラックのトナー像は各一次転写ニップ部Nにて順次重ね合わされるように転写される。
そして、中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー像先端が二次転写ニップ部N2に移動されるタイミングに合わせて、給紙ローラ(レジストローラ)13により記録材Pを二次転写ニップ部N2に搬送する。そして、記録材Pは、二次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された二次転写ローラ44によりフルカラーのトナー像が一括して二次転写される。フルカラーのトナー像が形成された記録材Pは、定着装置12に搬送されて、定着ローラ12aと加圧ローラ12bの間の定着ニップ部で加熱、加圧されて、フルカラーのトナー像は記録材P表面上に熱定着され、その後、外部に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
上記した一次転写時において、感光ドラム2a,2b,2c,2d上に残留している一次転写残トナーは、ドラムクリーニング手段6a,6b,6c,6dによって除去されて回収される。又、二次転写後に中間転写ベルト40上に残った2次転写残トナーは、ベルトクリーニング手段によって以下のようにして回収される。
ベルトクリーニング手段としては、接触帯電部材である帯電ローラ45を用い、中間転写ベルト40と接触させ、クリーニング用電源から電流を流すことによって二次転写残トナーを帯電するものである。以下、感光ドラム2a,2b,2c,2dに接触する帯電ローラ3a,3b,3c,3dと区別するために二次転写残トナー除電/帯電用の帯電ローラ45をICLローラ45と言う。
二次転写後の二次転写残トナー層は、ICLローラ45の放電によって強制的に帯電される。これにより、一次転写ニップ部において次の画像の一次転写を行いながら、前の画像の転写残トナーを感光ドラムに転移させるという、いわゆる転写同時クリーニングを行うことができる。
本実施の形態においては、実施の形態1にて説明したカラー画像形成装置と同様に、上記フルカラー画像形成モードの他にモノカラー(黒単色)画像形成モードも選択可能な構成となっている。
モノカラーモードでの画像形成部の劣化消耗防止のための離間動作については実施の形態1と同様である。離間を行ったモノカラーモード時の画像形成装置の概略構成図を図13に示す。
そして、本実施の形態においても、モノカラーモードでの印字枚数に従って感光ドラム2a,2b,2cを微小回転する。この動作についても実施の形態1と同様である。
本実施の形態においては、紙種によって、微小駆動を行う間隔を変更する必要はない。これは、記録材Pが感光ドラム2a,2b,2c近傍を搬送されることがないためである。但し、本実施の形態は、実施の形態1と同様に、画像形成装置の雰囲気環境によって、微小駆動を行う間隔は変更している。これは、雰囲気環境の湿度が高い場合には、中間転写ベルト40の抵抗が低くなることにより、中間転写ベルト40を伝わった漏れ電流が感光ドラムへ流れ込みやすくなるためである。
又、高温、高湿環境の方がベルトが機械的に伸び易くなり、短部補強テープを貼っていると、その部分が伸びないのに対して、中央部が伸びることにより、ベルトを張架した際に波打ち形状になってしまい、感光ドラム2a,2b,2cと摺擦し易くなってしまうことがある。更に、高温、高湿環境に長期保管されたベルトは、張架したローラの部位に対応して、巻きグセ跡を生じ易く、感光ドラム2a,2b,2cと摺擦し易くなってしまうことがある。
以上の理由から、高温、高湿環境においては微小駆動を行う間隔が短くなるようにしている。
図14に各環境による微小駆動を行う間隔を示す。
実施の形態1に比べて微小回転を行う頻度が低いのは、感光ドラムに対向する部分に記録材を搬送させている画像形成装置に比べて、感光ドラム2a,2b,2cの摺擦の機会が少ないためである。しかしながら、それでも、モノカラー印字を連続して行った場合にはベルトの摺擦によるメモリ跡が発生してしまうので、本発明を適用することで画像不良の発生を防止することができる。
本実施の形態を用いた場合の効果は、原理的に実施の形態1と同様であり、同等の効果が得られる。
以上、本実施の形態により、画像形成装置が中間転写体方式であった場合においても、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)には、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行うこととした。このことにより、色トナーの画像形成部の消耗を犠牲にすることなく、モノカラープリントが続いた場合においても、その後のフルカラープリント時に、感光ドラムの摺擦による画像不良が発生してしまうことを防止し、より高品質な画像を得ることができる。
(実施形態4)
本実施の形態では、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)に、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラに電圧を印加するものである。これにより本実施形態では、モノカラープリント時に、記録材(又は記録材搬送ベルト)が感光ドラムと摺擦した際に、感光ドラムに流れ込む電流をキャンセルし、メモリ跡が発生することを防止し、より高品質な画像を得ることができる。以下にその方法について説明する。
本実施の形態では、画像形成装置の構成は実施の形態1と概略同一であり、異なる部分について説明する。
本実施の形態では、画像形成装置が中間転写体方式であった場合においても、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)に、モノカラー印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラに電圧を印加するものである。
これにより本実施形態では、モノカラープリント時に、中間転写ベルトが感光ドラムと摺擦した際に、感光ドラムに流れ込む電流により感光ドラムの電位が変化するのをキャンセルすることができる。そしてメモリ跡が発生することを防止して、より高品質な画像を得ることができる。以下にその方法について説明する。
本実施の形態では、画像形成装置の構成は実施の形態3と概略同一である。また制御については実施の形態2と同様である。
感光ドラム2a,2b,2cと中間転写ベルト40が摺擦した際に流れ込む電流により濃度が濃くなるメモリ跡が発生する。この時には、電圧を印加した帯電ローラ3a,3b,3c通過後の感光ドラム2a,2b,2c表面の平均の電位に対して、メモリ跡対応部の感光ドラム表面の電位が約−10Vの差となっていることが分かっている。これは、ICLローラ45に印加した正極性の電圧が、中間転写ベルトを伝わって、感光ドラムに正極性の電荷を流してしまい、感光ドラムの電位を下げてしまうことによる。特に、より高温、高湿度の環境の場合(波打ちや巻きグセ跡が発生し易い場合)や、より抵抗の低い中間転写ベルトを用いた場合には、メモリ跡は顕著に発生し易い。
本実施の形態は帯電ローラ3a,3b,3cに関して、実施の形態2と同様の制御を行う。これにより本実施の形態は、原理的に実施の形態2と同様であり、同等の効果が得られる。
以上、本実施の形態では、モノカラー(黒)画像形成時(第2のモード)において、モノクロ印字枚数をカウントし、所定枚数おきに微小回転を行う際に、色トナーの画像形成部の帯電ローラに電圧を印加するものである。このことにより本実施の形態は、モノカラープリント時に、中間転写ベルトが感光ドラムと摺擦した際に流れ込む電流によって感光ドラムの電位が変化するのをキャンセルすることができ、メモリ跡が発生することを防止して、より高品質な画像を得ることができる。
尚、上記実施形態では、微小回転を行う際の予め設定された間隔(所定間隔)は、記録材の枚数であったが、予め設定された間隔(所定間隔)は時間であっても良い。
また上記実施形態では、3つの感光ドラム2a,2b,2cにおいて微小回転を行ったが、記録材又はベルトと摺擦する可能性がある1つの感光ドラム、又は2つの感光ドラムだけでも良い。
本発明の実施形態であるカラー画像形成装置を示す図。 感光ドラムの駆動機構を示す図。 帯電ローラの電圧印加機構を示す図。 本発明の他の実施形態であるカラー画像形成装置を示す図。 モノカラーモード時における非使用の感光ドラムに関わるフローチャート。 モノカラーモード時における感光ドラムの回転動作を示す図。 モノカラーモード時、各条件下において、感光ドラムが駆動される所定間隔を示す図。 本発明の実施の形態に関わる実施例1の実験結果を示す図。 比較例の実験結果を示す図。 本発明の実施の形態に関わる実施例2の実験結果を示す図。 実施例1、2における印字枚数に対する感光ドラムの摺擦部の位相を示す図。 本発明の他の実施の形態であるカラー画像形成装置を示す図。 モノカラーモード時における中間転写ベルトの離間状態を示す図。 モノカラーモード時、環境条件下において、感光ドラムが駆動される所定間隔を示す図。 従来のカラー画像形成装置を示す図。 モノカラーモード時におけるベルトの離間状態を示す図。
符号の説明
1M、1C、1Y、1Bk 画像形成部
2a、2b、2c、2d 感光ドラム
8 転写手段(記録材搬送ベルト)
21a、21b、21c、21d 駆動手段
40 転写手段(中間転写ベルト)
P 記録材

Claims (21)

  1. 画像を担持する回転可能な第1像担持体と、画像を担持する回転可能な第2像担持体と、前記第1像担持体及び前記第2像担持体それぞれに担持された画像を記録材上に転写するための転写手段と、を有し、前記第1像担持体及び前記第2像担持体が前記転写手段と接触し、前記第1像担持体及び前記第2像担持体それぞれに画像が形成される第1モードと、前記第1像担持体が前記転写手段と離間し、前記第2像担持体が前記転写手段と接触し、前記第2像担持体に画像が形成される第2モードと、が可能である画像形成装置において、
    前記第2モード時、前記第1像担持体は、回転停止の状態から回転を開始し、その後、回転を停止することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第2モード時、前記第1像担持体の1度の回転量は、1回転よりも少ないことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記第2モード時、前記第1像担持体の回転は予め設定された間隔毎に行われることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記予め設定された間隔は、予め設定された記録材の枚数であることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  5. 前記予め設定された間隔は、予め設定された時間であることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  6. 前記予め設定された間隔は、記録材の種類によって変更されることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  7. 前記予め設定された間隔は、環境条件によって変更されることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  8. 前記第2モード時、前記第1像担持体の回転は、第1方向と、前記第1方向とは逆の第2方向に行われることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  9. 前記第1像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、前記第1像担持体を帯電する帯電手段を有し、前記第1像担持体の回転方向における前記クリーニング手段と前記帯電手段の間の距離をL、前記第1像担持体の前記第1方向の回転による移動距離をP1、前記第1像担持体の前記第2方向の回転による移動距離をN1、前記移動距離P1とは異なる前記第1像担持体の前記第1方向の回転による移動距離をP2、とすると、
    n×P1<L、
    n×P1<N1、
    n×P1−N1+P2>L、
    (但しnは自然数である)
    ことを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
  10. 前記第1像担持体を帯電する帯電手段を有し、前記帯電手段は、前記第2モード時、前記第1像担持体が回転していない時、前記第1像担持体を帯電せず、前記第1像担持体が回転している時、前記第1像担持体を帯電することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  11. 前記第2モード時、前記帯電手段が前記第1像担持体を帯電するタイミングは、前記第1像担持体の前記転写手段との対向部が前記帯電手段に到達したタイミングであることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
  12. 前記第2モード時、前記帯電手段に印加される電圧の極性は、画像形成時に前記帯電手段に印加される電圧の極性と同じであることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
  13. 前記転写手段は、記録材を担持して搬送する記録材搬送ベルトであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  14. 前記転写手段に記録材を静電的に吸着するための吸着手段を有することを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
  15. 前記静電吸着手段に印加される電圧の極性は、前記第1像担持体の帯電極性と逆であることを特徴とする請求項14記載の画像形成装置。
  16. 前記転写手段は、記録材を下方から上方に搬送することを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
  17. 前記転写手段は、前記第1像担持体及び前記第2像担持体上の画像を記録材に転写する前に、一旦画像を担持する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  18. 前記転写手段上のトナーをクリーニングするためトナーを帯電するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項17記載の画像形成装置。
  19. 前記クリーニング手段に印加される電圧の極性は、前記第1像担持体の帯電極性と逆であることを特徴とする請求項18記載の画像形成装置。
  20. 前記第2像担持体は黒色のトナー像が形成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  21. 前記第1像担持体は複数存在し、それぞれマゼンタ、シアン、イエローのトナー像が形成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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