JP2007094238A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体表面の除電工程をクリーニング工程の前に実行する場合であっても、次回の帯電工程に悪影響を及ぼすことなく、高速な画像形成動作を実行する。
【解決手段】４色の各トナー用の画像形成部２０を、中間転写ベルト８に沿って一列にして配置する。各画像形成部２０は、感光体ドラム２２の残留電荷を除去する除電工程を、ドラム表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する。４台の画像形成部２０のうち、トナーの光透過率が他より低いブラック用の画像形成部２０Ｂを上流側に配置するとともに、その画像形成部２０Ｂに対して、用紙Ｐへの非転写期間内で感光体ドラム２２にトナーを供給して現像手段６０のリフレッシュ工程を実行する時、供給されたトナーの一部を下流側の他の画像形成部２０で回収させる。これにより、次回の帯電工程において不具合を発生させるトナーを、除電工程に至るまでに少なくすることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。特に、像担持体の帯電電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電手段により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光手段のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像手段で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング手段によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電手段により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。

ここで、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合、今回の画像形成動作において形成された静電潜像のパターンが、次回の画像形成動作時に悪影響を及ぼすという露光メモリーの発生が懸念されている。露光メモリーは、主として除電工程から帯電工程までの時間が短いことに起因し、昨今の画像形成装置の高速化において大きな課題となっている。このような問題を解決すべく、除電工程をクリーニング工程の前に実行し、除電から帯電までの時間を好適に設定するという手法が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。

一方、画像形成装置において、連続して低濃度印刷を行ったり、長時間印刷を実行せずに放置したりすると、現像手段に収められたトナーの帯電量が高くなる。これにより、トナーは現像手段から離れ難くなって感光体ドラムに移動する量が減少してしまい、そのまま印刷を行うと画像濃度が低下するという問題が発生する。このような問題を解決し、現像手段の性能維持を図るべく、画像上のトナー占有率が低くなること等を条件として、用紙への非転写期間に、現像手段から感光体ドラムにトナーを供給して現像手段をリフレッシュする手法が提案され、その一例を特許文献２に見ることができる。
特開２００３−２９５５６３号公報（第２−４頁、図４） 特開２０００−３１０９０９号公報（第３−７頁、図１−３）

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置のように除電工程をクリーニング工程の前に実行し、且つ特許文献２に記載の画像形成装置のように現像手段のリフレッシュ工程を用紙への非転写期間内に実行する場合、除電工程において像担持体表面にトナーが載った状態で像担持体に除電光を照射することになるので、このトナーが除電光を遮蔽してしまうことになる。これにより、像担持体の感光体表面に除電光が到達せず、感光層内部の光キャリアの生成が不十分となり、次回の帯電工程において感光体の表面電位が所定の電位より上昇するという問題が生じる。

上記のような感光体表面電位の上昇は、除電光、すなわち光の透過率が比較的低く、光を遮蔽し易いトナーにおいて高くなることが分かっている。例えば、一般的なカラー複写機（複合機）やカラープリンタ等といった画像形成装置で用いられるブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色トナーの場合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で光透過率が低くなる。これらのうちシアン、ブラックのトナーを有する画像形成部でリフレッシュ工程を実行すると、次回の帯電工程において不具合が発生してしまう程度に、感光体の表面電位が所定の電位より上昇してしまうという問題が起こる。したがって、問題が無いレベルの所定の表面電位を得るためには、さらに像担持体を１回転させて時間を稼ぐ等する必要がある。その結果、単位時間あたりの印刷枚数が低下し、画像形成装置の高速化を阻害することとなる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、画像形成動作における像担持体表面の除電工程をクリーニング工程の前に実行する画像形成装置において、現像手段の性能維持のためにリフレッシュ工程を実行する場合に、特に次回の帯電工程に悪影響を及ぼし易いトナーを有する画像形成部のリフレッシュ工程に工夫を凝らし、高速な画像形成動作を実行することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、この像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像にトナーを供給して像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、像担持体の残留電荷を除去する除電手段と、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段とが設けられ、転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部と、前記各手段を制御する制御手段とを備えるとともに、前記像担持体の残留電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置において、前記複数の画像形成部のうち、光透過率が他より低いトナーを有する画像形成部を、前記転写体近傍の上流側に配置するとともに、その画像形成部に対して、前記制御手段は、用紙への非転写期間内で、前記現像手段から前記像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、像担持体に供給されたトナーの一部を下流側の他の画像形成部で回収させることとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、ブラック、及びシアン用の画像形成部を、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部の少なくとも一方より、前記転写体近傍の上流側に配置することとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記複数の画像形成部のうち、光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部を、前記転写体近傍の最下流に配置することとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部を、前記転写体近傍の最下流に配置することとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体であることとした。

本発明の構成によれば、転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備えるとともに、像担持体の残留電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置において、複数の画像形成部のうち、光透過率が他より低いトナーを有する画像形成部を、転写体近傍の上流側に配置するとともに、その画像形成部に対して、制御手段は、用紙への非転写期間内で、現像手段から像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、像担持体に供給されたトナーの一部を下流側の他の画像形成部で回収させることとしたので、除電光を遮蔽し易い、光透過率が比較的低いトナーを有する画像形成部に対して、リフレッシュ工程において像担持体に供給されたトナーを、除電工程に至るまでに少なくすることができる。これにより、光透過率が比較的低いトナーを有する画像形成部で、現像手段の性能を維持するためのリフレッシュ工程を問題無く実行できるのとともに、次回の帯電工程における感光体表面電位の大幅な上昇を抑制することが可能となる。したがって、所定の表面電位を得るためにさらに像担持体を１回転させて時間を稼ぐ等する必要はなく、高速な画像形成動作を実行することが可能である。

また、複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、ブラック、及びシアン用の画像形成部を、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部の少なくとも一方より、転写体近傍の上流側に配置することとしたので、光透過率が、マゼンタ、及びイエローより低いブラック、及びシアン用の画像形成部を、転写体近傍の上流側に配置することができる。これにより、ブラック、及びシアン用の画像形成部のリフレッシュ工程において像担持体に供給されたトナーの一部を、マゼンタ、またはイエローの画像形成部にて回収させることが可能となる。したがって、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色で構成された画像形成装置に対して、次回の帯電工程において、容易に像担持体表面を所定の電位に保持することができる。

また、複数の画像形成部のうち、光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部を、転写体近傍の最下流に配置することとしたので、他の画像形成部のトナーが、どのような光透過率を有するトナーであっても、その各々の画像形成部のリフレッシュ工程において像担持体に供給されたトナーの一部を、最下流に位置する光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部にて回収することができる。したがって、全ての画像形成部における次回の帯電工程にて、像担持体表面を、確実に所定の電位に保持させることが可能となる。

また、複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部を、転写体近傍の最下流に配置することとしたので、ブラック、マゼンタ、シアン及びの３色の画像形成部のリフレッシュ工程において像担持体に供給されたトナーの一部を、最下流に位置する光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部にて回収することができる。したがって、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のカラートナーを有する、カラー印刷が可能な多くの画像形成装置において、全ての画像形成部の次回の帯電工程にて、像担持体表面を、確実に所定の電位に保持させることが可能となる。

アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れているので、たいへん長寿命である。しかしながら一方では、今回の画像形成動作において形成された静電潜像のパターンが、次回の画像形成動作時に悪影響を及ぼすという露光メモリーの発生が懸念されているが、本発明の画像形成装置に組み合わせることにより、露光メモリーの発生を防止すべく除電工程をクリーニング工程の前に実行しても、次回の帯電工程において確実に像担持体表面を所定の電位に保持させることが可能となるので、露光メモリーが発生しない、さらに長寿命な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側から水平に引き出すことが可能である。

本体２の内部であって、用紙カセット３の左方には、用紙搬送部４が備えられている。用紙カセット３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に搬送され、二次転写部４０に到達する。

一方、画像形成装置１の上面には原稿送り部５が、その下方には原稿画像読み取り部６が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部５に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部５では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部６によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は、用紙カセット３の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部７に送られる。レーザ照射部７により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部２０に向かって照射される。

レーザ照射部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。

４台の画像形成部２０は、中間転写ベルト８に沿って回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置されている。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、ブラック用の画像形成部２０Ｂ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、及びイエロー用の画像形成部２０Ｙである。これらの画像形成部２０にトナーを補うため、画像形成部２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙに対応するトナー供給容器２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙが中間転写ベルト８の上方に設けられ、図示しない搬送手段によりトナーが各画像形成部２０に補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｂ」「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」の識別記号は省略するものとする。

各画像形成部２０では、露光手段であるレーザ照射部７によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が作られ、この静電潜像からトナー像が形成される。各画像形成部２０の上方には、中間転写ベルト８を隔てて、一次転写ローラ３１が設けられた一次転写部３０が備えられている。一次転写ローラ３１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト８に圧接、離間する。この一次転写ローラ３１が中間転写ベルト８に圧接するに従って、中間転写ベルト８が上方から画像形成部２０に圧接し、画像形成部２０で形成されたトナー像が中間転写ベルト８表面に転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部４０が配置されている。二次転写部４０は、二次転写ローラ４１を備えている。中間転写ベルト８表面のカラートナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト８と二次転写ローラ４１とが圧接して形成されるニップ部にて転写される。二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、中間転写ベルト８に対してマゼンタ用画像形成部２０Ｍの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置９によりクリーニングされる。

二次転写部４０の上方には、定着部１０が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、定着ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着部１０の上方には、分岐部１１が備えられている。定着部１０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１から画像形成装置１の胴内に設けられた胴内用紙排出トレイ１２に排出される。

分岐部１１から胴内用紙排出トレイ１２に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１３としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１３において、定着部１０から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１、定着部１０の左方、及び二次転写部４０の左方を通って下方に送られ、再度用紙搬送部４を経て二次転写部４０へと送られる。

続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｂ」「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」の識別記号は省略するものとする。

図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２２が備えられている。そして、感光体ドラム２２の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電手段５０、現像手段６０、除電手段７０、及びクリーニング手段８０が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２２の回転方向に沿って、現像手段６０と除電手段７０との間に設けられている。

感光体ドラム２２は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けた無機感光体のドラムであって、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２２は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば１３２ｍｍ／ｓｅｃ）と同じになるように回転せしめられている。

帯電装置５０は、そのハウジング５１の内側に、感光体ドラム２２に接触する帯電ローラ５２を備えている。帯電ローラ５２は、芯金と、その外側に設けられた導電層と、さらにその外側に設けられた抵抗層とを備えている。帯電ローラ５２は、所定の圧力で感光体ドラム２２に圧接し、感光体ドラム２２の回転に従って回転する。この帯電ローラ５２により、感光体ドラム２２の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、ハウジング５１内には、感光体ドラム２２に対して帯電ローラ５２を隔てた位置にクリーニングブラシ５３が備えられている。

現像手段６０には、感光体ドラム２２の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ６１が設けられている。現像ローラ６１には、感光体ドラム２２の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ６１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２２の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては非磁性一成分系トナーを使用するが、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系現像剤であっても構わない。トナーは、トナー供給容器２１（図１参照）に収容され、現像手段６０の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、スクリュー６２により補給される。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。

一次転写部３０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２２に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、芯金３２と、その外側に設けられた導電性弾性層３３とを備えている。導電性弾性層３３は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。一次転写ローラ３１は、アーム３４を介して図示しないフレームに支持されている。アーム３４はその軸部３４ａを中心として回転可能であって、この回転動作により一次転写ローラ３１が上下に移動する。一次転写ローラ３１は所定のタイミングで下方に移動して中間転写ベルト８に接触し、これに従って中間転写ベルト８が押し下げられて感光体ドラム２２に接触する。一次転写ローラ３１が上方に移動すると、中間転写ベルト８は感光体ドラム２２から離間する。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ３１には、必要に応じて転写バイアスが印加される。

除電手段７０は、感光体ドラム２２の回転方向に沿って、一次転写部３０のさらに下流側に配置されている。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１と、反射板７２とで構成されている。ＬＥＤ７１は、クリーニング装置８０のハウジング８１の上面に取り付けられている。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板７２は、ＬＥＤ７１の上方に、ＬＥＤ７１をカバーするように設けられている。除電装置７０は、ＬＥＤ７１の除電光を感光体ドラム２２に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去する。

クリーニング装置８０は、そのハウジング８１の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、スクレーパ８４、及び排出スクリュー８５を備えている。クリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３は、感光体ドラム２２とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２２に接触するように設けられている。感光体ドラム２２表面のトナー像が中間転写ベルト８に転写された後、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３とが感光体ドラム２２表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。スクレーパ８４は、図２においてクリーニングローラ８２に上方から接触させて設けてられ、クリーニングローラ８２表面に付着したトナーのうち余分なものを除去して、トナー層を均一にする。感光体ドラム２２表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ８２の回転に従って排出スクリュー８５の方へと送られ、排出スクリュー８５によりハウジング８１の外部へと搬送される。

また、画像形成装置１には、制御手段９０が設けられている。制御手段９０は、画像形成部２０に設けられた上記各手段や一次転写部３０等を制御して、トナー画像を形成させ、中間転写ベルト８にトナー画像を一次転写させる。

ここで、上記画像形成部２０、及び転写部３０の一連の動作について説明する。

まず、制御手段９０は、帯電手段５０の帯電ローラ５２により、感光体ドラム２２の表面を所定の極性及び電位で一様に帯電させる。このときの帯電電位は、通常は２００〜１０００Ｖ程度である。

次に、原稿画像読み取り部６（図１参照）で読み取られた画像データに基づいて、レーザ照射部７（図１参照）により制御されるレーザ光Ｌが感光体ドラム２２に照射され、照射部分の電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が作られる。そして、制御手段９０は、現像手段６０にて帯電せしめられたトナーを、現像ローラ６１によって感光体ドラム２２の表面に供給し、静電潜像からトナー像を現像する。

一方、中間転写ベルト８は、制御手段９０により感光体ドラム２２表面のトナー像形成と同期がとられ、一次転写ローラ３１によって押し下げられることにより感光体ドラム２２に接触する。この時、一次転写ローラ３１には、感光体ドラム２２やトナーとは逆極性である負極の転写バイアスが印加される。これにより、トナーが感光体ドラム２２から一次転写ローラ３１に向かって移動しようとして、トナー像が中間転写ベルト８に接触転写される。

そして、中間転写ベルト８にトナー像が転写された後の感光体ドラム２２表面に対して、制御手段９０は、除電手段７０によりＬＥＤ７１の除電光を照射させる。この除電動作により、感光体ドラム２２表面の帯電電荷が除去され、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備が整えられる。

感光体ドラム２２の除電後、制御手段９０はクリーニング手段８０を制御して、感光体ドラム２２表面に残留したトナーをクリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３により除去させる。そして、ハウジング８１内に回収されたトナーは、排出スクリュー８５によりクリーニング手段８０の外部へと搬送される。

続いて、上記のような、感光体ドラム２２の除電工程をクリーニング工程の前に実行する構成において、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像手段６０から感光体ドラム２２にトナーを供給して現像手段６０をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行した場合の、除電工程時に感光体ドラム２２表面に残留するトナー量が、次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響について、図３を用いて説明する。図３は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のカラートナーを用いた場合において、除電工程時にドラム表面に残留する各色トナー量が次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響を示すグラフである。

図３の横軸は、除電工程時に感光体ドラム２２表面に残留するトナー量を示し、右に行くほどトナー量が増加する。縦軸は、次回の帯電工程時の感光体ドラム２２の表面電位に関して、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との表面電位の電位差を示し、上に行くほど差が大きくなる。

まず、通常のように、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像手段６０から感光体ドラム２２にトナーを供給して現像手段６０をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、その後除電工程において、除電手段７０による感光体ドラム２２の除電動作を実行した場合について説明する。図３に示すように、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する４台の画像形成部２０に対して、感光体ドラム２２表面の残留トナー量を約０．２〜０．９ｍｇ／ｃｍ²の間で変化させた。この時、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との、次回の帯電工程時における表面電位差は、ブラックトナーが約７〜４０Ｖの間で、シアントナーが約７〜３５Ｖの間で、マゼンタトナーが約３〜１２Ｖの間で、イエロートナーが約２〜７Ｖの間で変化している。すなわち、光透過率が比較的低いブラック、シアントナーは表面電位差が大きく、光透過率が比較的高いマゼンタ、イエロートナーは表面電位差が小さくなっている。

ここで、次回の帯電工程で不具合が発生しない程度の表面電位差が２０Ｖである場合、リフレッシュ工程における感光体ドラム２２への供給トナー量が約０．３５ｍｇ／ｃｍ²を超えると、ブラック、及びシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃにおいては次回の帯電工程で不具合が発生することになってしまう。これにより、所定の表面電位を得る、すなわち表面電位差を２０Ｖ以下に抑制するためにさらに感光体ドラム２２を１回転させて時間を稼ぐ等する必要がある。したがって、単位時間あたりの印刷枚数が低下し、画像形成装置１の高速化を阻害することとなる。

次に、上記のようなブラック、及びシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃに対して、リフレッシュ工程後のドラム表面電位の大幅な上昇を抑制する方法について、図４を用いて説明する。図４は、図３と同様の除電工程時にドラム表面に残留する各色トナー量が次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響を示すグラフにして、ドラム表面電位の大幅な上昇を抑制する方法を示すものである。

例えば、ブラック、またはシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃのリフレッシュ工程において、現像手段６０の性能維持のために、０．６ｍｇ／ｃｍ²のトナーを感光体ドラム２２へ供給しなければならない場合を想定して説明する。この場合、制御手段９０によって画像形成部２０の動作を制御して、０．６ｍｇ／ｃｍ²より０．３５ｍｇ／ｃｍ²を減じた０．２５ｍｇ／ｃｍ²のトナーを中間転写ベルト８に転写させ、下流側へと送り出す。これにより、ブラック、及びシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃでは、０．３５ｍｇ／ｃｍ²の量のトナーのみが感光体ドラム２２表面に残るので、図４に示すように、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との、次回の帯電工程時における表面電位差を２０Ｖ以下に抑制することができる。下流側へと送られた残りの０．２５ｍｇ／ｃｍ²のブラックトナーは、制御手段９０によりシアン、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部２０に、シアントナーは、制御手段９０によりマゼンタ、またはイエロー用の画像形成部２０にて回収させる。

すなわち図４には、次回の帯電工程で不具合が発生しない程度の表面電位差が２０Ｖである場合に、ブラック、またはシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃで、リフレッシュ工程において感光体ドラム２２に供給されたトナーのうち、下流側のマゼンタ、またはイエロー用の画像形成部２０Ｍ、２０Ｙにて回収させるトナー量に相当する箇所を斜線で示している。なお、図４に示すように、マゼンタ、及びイエロートナーは、表面電位差が２０Ｖを超えることがないので、それら自身の画像形成部２０で回収すれば良い。

このようにして、転写体である中間転写ベルト８に沿って一列にして配置された複数の画像形成部２０を備えるとともに、像担持体である感光体ドラム２２の残留電荷を除去する除電工程を、感光体ドラム２２表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置１において、複数の画像形成部２０のうち、光透過率が他より低いトナーを有する画像形成部２０を、中間転写ベルト８近傍の上流側に配置するとともに、その画像形成部２０に対して、制御手段９０は、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像手段６０から感光体ドラム２２にトナーを供給して現像手段６０をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、感光体ドラム２２に供給されたトナーの一部を下流側の他の画像形成部２０で回収させるので、除電光を遮蔽し易い、光透過率が比較的低いトナーを有する画像形成部２０に対して、リフレッシュ工程において感光体ドラム２２に供給されたトナーを、除電工程に至るまでに少なくすることができる。これにより、光透過率が比較的低いトナーを有する画像形成部２０で、現像手段６０の性能を維持するためのリフレッシュ工程を問題無く実行できるのとともに、次回の帯電工程における感光体表面電位の大幅な上昇を抑制することが可能となる。したがって、所定の表面電位を得るためにさらに感光体ドラム２２を１回転させて時間を稼ぐ等する必要はなく、高速な画像形成動作を実行することが可能である。

また、複数の画像形成部２０は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部２０で構成され、ブラック、及びシアンのトナー用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃを、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部２０Ｍ、２０Ｙの少なくとも一方より、中間転写ベルト８近傍の上流側に配置したので、光透過率が、マゼンタ、及びイエローより低いブラック、及びシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃを、中間転写ベルト８近傍の上流側に配置することができる。これにより、ブラック、及びシアン用の画像形成部２０Ｂ、２０Ｃのリフレッシュ工程において感光体ドラム２２に供給されたトナーの一部を、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部２０Ｍ、２０Ｙにて回収させることが可能となる。したがって、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色で構成された画像形成装置１に対して、次回の帯電工程において、容易に感光体ドラム２２表面を所定の電位に保持することができる。

さらに、複数の画像形成部２０のうち、光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部２０を、中間転写ベルト８近傍の最下流に配置したので、他の画像形成部２０のトナーが、どのような光透過率を有するトナーであっても、その各々の画像形成部２０のリフレッシュ工程において感光体ドラム２２に供給されたトナーの一部を、最下流に位置する光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部２０にて回収することができる。したがって、全ての画像形成部２０における次回の帯電工程にて、感光体ドラム２２表面を、確実に所定の電位に保持させることが可能となる。

そして、複数の画像形成部２０は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部２０で構成され、光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部２０Ｙを、中間転写ベルト８近傍の最下流に配置したので、ブラック、シアン、及びマゼンタの３色の画像形成部２０のリフレッシュ工程において感光体ドラム２２に供給されたトナーの一部を、最下流に位置する光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部２０Ｙにて回収することができる。したがって、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のカラートナーを有する、カラー印刷が可能な多くの画像形成装置１において、全ての画像形成部２０の次回の帯電工程にて、感光体ドラム２２表面を、確実に所定の電位に保持させることが可能となる。

また、アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れているので、たいへん長寿命である。しかしながら一方では、今回の画像形成動作において形成された静電潜像のパターンが、次回の画像形成動作時に悪影響を及ぼすという露光メモリーの発生が懸念されているが、本発明の画像形成装置１に組み合わせることにより、露光メモリーの発生を防止すべく除電工程をクリーニング工程の前に実行しても、次回の帯電工程において確実に感光体ドラム２２表面を所定の電位に保持させることが可能となるので、露光メモリーが発生しない、さらに長寿命な画像形成装置１を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

すなわち、本発明の実施形態においては、４台の画像形成部２０を、中間転写ベルト８近傍の回転方向上流側から、ブラック用の画像形成部２０Ｂ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、イエロー用の画像形成部２０Ｙの順に一列にして配置したが、発明の主旨を逸脱しない範囲で他の順序であっても構わない。例えば上流側から、ブラック用の画像形成部２０Ｂ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、イエロー用の画像形成部２０Ｙの順であっても良い。この場合、ブラックトナーの一部はマゼンタ、シアン、またはイエロー用の画像形成部２０で、シアントナーの一部はイエロー用の画像形成部２０Ｙで回収する。また上流側から、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、ブラック用の画像形成部２０Ｂ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、イエロー用の画像形成部２０Ｙの順であっても良い。この場合、ブラックトナーの一部はシアン、またはイエロー用の画像形成部２０Ｃ、２０Ｙで、シアントナーの一部はイエロー用の画像形成部２０Ｙで回収する。

そして、本発明の実施形態では、複数の画像形成部が、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成されているものとしたが、画像形成部の数は４台に限定されるものではなく、これより多くても少なくても構わない。

本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。 除電工程時にドラム表面に残留するトナー量が次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響を示すグラフである。 図３と同様の、除電工程時にドラム表面に残留するトナー量が次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響を示すグラフにして、ドラム表面電位の大幅な上昇を抑制する方法を示すものである。

符号の説明

１ 画像形成装置
８ 中間転写ベルト（転写体）
２０ 画像形成部
２０Ｂ ブラック用の画像形成部
２０Ｃ シアン用の画像形成部
２０Ｍ マゼンタ用の画像形成部
２０Ｙ イエロー用の画像形成部
２２ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 一次転写部
３１ 一次転写ローラ
５０ 帯電手段
６０ 現像手段
７０ 除電手段
７１ ＬＥＤ
８０ クリーニング手段
９０ 制御手段

Claims (5)

1. 像担持体と、この像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像にトナーを供給して像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、像担持体の残留電荷を除去する除電手段と、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段とが設けられ、転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部と、前記各手段を制御する制御手段とを備えるとともに、前記像担持体の残留電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置において、
   前記複数の画像形成部のうち、光透過率が他より低いトナーを有する画像形成部を、前記転写体近傍の上流側に配置するとともに、その画像形成部に対して、前記制御手段は、用紙への非転写期間内で、前記現像手段から前記像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、像担持体に供給されたトナーの一部を下流側の他の画像形成部で回収させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、ブラック、及びシアン用の画像形成部を、マゼンタ、またはイエロー用の画像形成部の少なくとも一方より、前記転写体近傍の上流側に配置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. 前記複数の画像形成部のうち、光透過率が最も高いトナーを有する画像形成部を、前記転写体近傍の最下流に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の画像形成部は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各トナーを有する画像形成部で構成され、光透過率が最も高いイエロー用の画像形成部を、前記転写体近傍の最下流に配置することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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