JP2008134497A

JP2008134497A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008134497A
Application number: JP2006321236A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Okazaki; 太岡崎; Momoko Tsujihara; 百子辻原; Kazuhiro Sakamoto; 和洋坂本; Shinji Ogawa; 晋司小川; Teruo Sasaki; 輝夫佐々木
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: JP4961974B2

Abstract

【課題】小型化を実現するとともに、他よりも大きな像担持体を有する作像ユニットにおけるクリーニング性能を向上できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の作像ユニットの各々は、像担持体と、像担持体表面に作像されたトナー像を被転写体に転写する手段と、像担持体に接し、転写後の残留トナーを清掃するクリーニング部材と、転写後に像担持体表面電荷を除去する光除電手段とを有し、一部の作像ユニットの像担持体は、他の作像ユニットの像担持体より大きく、一部の作像ユニットは、像担持体表面の周回駆動経路上における転写位置からクリーニング部材の配設位置までに光除電手段を有し、他の作像ユニットは、像担持体表面の周回駆動経路上におけるクリーニング部材の配設位置から転写位置までに光除電手段を有した画像形成装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、カラー画像形成装置、特に一部の像担持体が他の像像担持体よりも大きな構成を有する画像形成装置に関する。

タンデム式のカラー画像形成装置は、カラー（イエロー、マゼンタ、シアン）用の各々の作像ユニットとモノクロ（ブラック）用の作像ユニットとを備えており、作像ユニットの各々は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置等を有する。近年は画像形成装置の小型化に伴い、作像ユニットの小型化が求められるが、全ての感光体ドラムが同じ大きさの場合、カラー用と比較してモノクロ用の方が使用頻度が高い等から、モノクロ用の感光体ドラムはカラー用よりも早く劣化し易い。そこで、その劣化を抑制する観点から、図１３（ａ）の模式図のようにモノクロ用の感光体ドラム９１１Ｋの径を他の感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｃの径より大きくする技術が知られている（例えば、特許文献１）。

上記構成の画像形成装置では、各感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋを回転駆動させ、感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋ表面上に対応する色のトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写ベルト９１ａ上に多重転写して記録媒体に出力する工程が行われる。この工程において、上記感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋには転写後に上記トナーが残留することがある。そこで、各々の作像ユニット９１０Ｙ〜Ｋに残留トナーの清掃を行うクリーニング部材９１６Ｙ〜Ｋを配し、残留トナーを除去している。しかし、クリーニング部材９１６Ｙ〜Ｋは先端部が感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋに接するように配されているため、感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋの回転により、クリーニング部材９１６Ｙ〜Ｋと感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｋ表面が互いに磨耗等により劣化する。そこで、各々の感光体ドラムの表面に潤滑剤を塗布することで、上記劣化の抑制が図られている（例えば、特許文献２）。
特開２０００−２４２０５７号公報特開２００５−７０２７４号公報

しかしながら、特許文献１のように径の大きな感光体ドラム９１１Ｋを用いるモノクロ用の作像ユニット９１０Ｋでは、カラー用の作像ユニット９１０Ｙ〜９１０Ｃよりも画像出力の際にスジ状やある周期を有した黒点等のノイズが目立つことが確認された。この現象について本発明者らが検討した結果、以下の要因があることが判明した。
即ち、モノクロ用の作像ユニット９１０Ｋの方が、第１に残留トナーの発生割合が高いこと、第２にクリーニング部材９１６Ｋが感光体ドラム９１１Ｋの回転によって生じる摩擦力の変動により、感光体ドラム表面を瞬時的に繰り返し滑る現象、いわゆるスティックスリップ現象が発生し易いことが要因と考えられる。

これを詳述すると、モノクロ用の感光体ドラム９１１Ｋは径が大きく、その曲率が小さいため、図１３（ｂ）の模式図で示す転写位置Ｓ１に相当するニップ幅が大きくなる。そのため、転写時の電気的影響を受けるトナーの割合が高くなり、カラー用作像ユニット９１０Ｙ〜Ｃよりも残留トナーが発生し易くなる。
また、特許文献２のように潤滑剤を用いた場合であっても、上記摩擦力の抑制効果が発揮されるまでには、使用開始（感光体ドラムの回転駆動開始）からある程度の時間が必要となり、モノクロ用作像ユニット９１０Ｋはカラー用作像ユニット９１０Ｙ〜Ｃよりも多くの時間を必要とすることが分った。これは、モノクロ用の感光体ドラム９１１Ｋの径が大きく、潤滑剤が馴染むまでの回転を行うにはモノクロ用の方が時間を要するためと考えられる。そのため、所定時間まではモノクロ用作像ユニット９１０Ｋの方が摩擦力が高く、スティックスリップ現象が発生し易くなる。

そのため、図１３（ｂ）で示すように、モノクロ用の感光体ドラム９１１Ｋ表面に残存する負電荷Ｎ１がクリーニング部材９１６Ｋによる清掃位置を通過する際、当該負電荷Ｎ１によって清掃された残留トナーＰ１を吸着し、スティックスリップ現象によってクリーニング部材９１６Ｋをすり抜けることが発生し易くなる。なお、小径の感光体ドラム９１１Ｙ〜Ｃを有するカラー用の作像ユニット９１０Ｙ〜Ｃでは、上記要因によって視認できるほどの画質低下に至ることは少ない。

また、課題の説明を感光体ドラムに限定して述べたが、上述した内容はベルト状の感光体においても同様な課題は存在し、これらはいわゆる像担持体に共通した課題である。
本発明は以上の課題に鑑みてなされており、小型化を実現し得るとともに、他よりも大きな構成の像担持体を有する作像ユニットにおけるクリーニング性能を向上できる画像形成装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明では上記課題の解消のために以下の構成を採る。
複数の作像ユニットで作像された各色のトナー像を被転写体上に多重転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記複数の作像ユニットの各々は、像担持体と、周回駆動する像担持体表面に作像されたトナー像を前記被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に接し、転写後の残留トナーを清掃するクリーニング部材と、転写後に前記像担持体表面の電荷を除去する光除電手段とを有し、一部の作像ユニットは、他の作像ユニットにおける像担持体よりも大きな像担持体を備えており、前記一部の作像ユニットでは、像担持体表面の周回駆動経路上における転写位置からクリーニング部材の配設位置までの間に光除電手段が配され、前記他の作像ユニットでは、像担持体表面の周回駆動経路上におけるクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間に光除電手段が配されていることを特徴とする。

上記画像形成装置は、前記一部の作像ユニットのクリーニング部材は弾性付勢された回動自在な支持部材で支持され、前記他の作像ユニットのクリーニング部材は固定された支持部材で支持されている構成とする。
また、前記一部の作像ユニットには、像担持体表面の周回駆動経路上におけるクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間に、前記光除電手段とは別の光除電手段がさらに配されている構成とすることもできる。

前記クリーニング部材の各々は、基端部が支持部材に支持され、前記基端部から先端部に向いた方向において、前記一部の作像ユニットのクリーニング部材のうち前記支持部材に支持されていない部分の長さは、前記他の作像ユニットの前記長さよりも短くすることもできる。
また、前記一部の作像ユニットにおけるクリーニング部材は、基端部が金属製の支持部材に支持され、当該支持部材は接地されている構成とすることもできる。

また、前記支持部材が接地されるまでの接続経路間に、前記支持部材に電圧印加する電圧印加手段を有し、前記作像ユニットの各々は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を有しており、前記支持部材には、前記電圧印加手段によって、前記一部の作像ユニットにおける像担持体表面の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される構成とすることもできる。
さらに、前記一部の作像ユニットはモノクロ用作像ユニットとし、前記他の作像ユニットはカラー用作像ユニットとすることができる。

本発明により、使用頻度の高い色の作像ユニットを上記一部の作像ユニットとすれば、上記の転写位置からクリーニング部材の配設位置までの間に光除電手段が配されていることにより、像担持体上の電荷がクリーニング部材に達するまでに除去できる。このような除去によって、清掃された残留トナーが像担持体に吸着されることを低減でき、画質低下を招く上記ノイズの発生を抑制できる。

一方、上記他の作像ユニットでは、像担持体が小さいことで視認し得るほどのノイズ発生は少なく、上記のクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間に除電装置を配することで、像担持体の電位の安定化を図ることができ、作像ユニットの小型化の期待に応えることもできる。
従って、画像形成装置全体の小型化を図りつつ、使用頻度の高い一部の作像ユニットの寿命を他の作像ユニットと同等レベルまで伸ばすことができるとともに、クリーニング性能の向上を図ることができる。

また、一部の作像ユニットにおいて、クリーニング部材が弾性付勢された回動自在な支持部材で支持された構成にすると、当該クリーニング部材が使用時間の経過に従って、像担持体表面との摩擦により摩耗しても、像担持体表面に弾性当接された状態を維持できる。従って使用頻度の高い色の作像ユニットを上記一部の作像ユニットとすると、上記他の作像ユニットに比べてクリーニング部材の摩耗が激しいと予想されるが、使用寿命を長期に確保でき、結果的に、他の作像ユニットの使用寿命に合わせることができる
また、上記一部の作像ユニットでは、上述した位置に加えてさらに上記のクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間にも別の除電装置を配する構成を採ると、さらなるクリーニング性能の向上に繋がる。このような構成は、上記一部の作像ユニットが大きな像担持体を有することで、上記他の作像ユニットと比べてその周囲の配設領域に対する制限が小さいために実現できる。

また、作像ユニットの各々は基端部が支持部材に支持されたクリーニング部材を有する構成とし、上記一部の作像ユニットに係るクリーニング部材のうち、基端部から先端部に向いた方向において支持部材に支持されていない部分の長さを、上記他の作像ユニットに係る前記長さよりも短く設定している。このように設定することで、クリーニング部材の先端部（作用点）に対して、支点となる支持部までの距離が短いので、スティックスリップ現象に基づくクリーニング部材の振動を小さくできる。

また、上記支持部材が金属製で、かつ接地された構成とすることで、像担持体との摩擦によって経時的に蓄積される電荷を放出することができる。これにより、像担持体と、クリーニング部材及び支持部材との間で生じ得る放電が抑制される。その結果、クリーニング部材に付着した残留トナーが、放電の影響を受けて電気的・機械的に像担持体に付着する現象を抑制でき、作像ユニットにおけるクリーニング性能の更なる向上に繋がる。さらに、上記接地する接続回路において、支持部材に対して上述したような蓄積され得る電荷と逆極性となる電圧印加を行う電圧印加手段を設けることで、同様に残留トナーが像担持体に付着する現象を抑制できる。

さらに、上記一部の作像ユニットをモノクロ用とし、及び上記他の作像ユニットをカラー用とすることで、使用頻度の高いモノクロ用作像ユニットにおける使用寿命をカラー用作像ユニットの使用寿命に合わせることができるとともに、モノクロ用作像ユニットのクリーニング性能を向上できる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について、タンデム型カラープリンタ（以下、単に「プリンタ」と記す。）を一例として、図を用いて説明する。
[第1の実施形態]
＜全体構成＞
図１はプリンタ１００の全体構成の模式図である。プリンタ１００は、画像プロセス部１、給送部２、定着部４、及び制御部６を備えている。当該プリンタ１００は、制御部６がネットワーク、本実施形態ではＬＡＮに接続され、外部の端末装置（不図示）からの印刷指示に基づいて画像形成を実行する。

画像プロセス部１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色に対応する作像ユニット１０Ｙ〜Ｋと、駆動ローラ１ｃ及びバックアップローラ１ｄに張架され、矢印Ａの方向に回動される無端状の中間転写ベルト１ａを備えている。なお、中間転写ベルト１ａの回動経路の一部に配された転写ベルト清掃装置１ｂによって、中間転写ベルト１ａ上の残留トナーが電気的・機械的に除去される。

４種類の作像ユニット１０Ｙ〜Ｋは、カラー用の３種類の作像ユニット（以下、「カラー用作像ユニット」と記す。）１０Ｙ〜Ｃと、モノクロ用の残り１種類の作像ユニット（以下、「モノクロ用作像ユニット」と記す。）１０Ｋとを有する。これらの作像ユニット１０Ｙ〜Ｋの構成に関しては後述する。
給送部２は、記録媒体であるシートＳを収容する給紙カセット２１と、当該カセット２１内からシートＳを繰り出すピックアップローラ２２と、繰り出されたシートＳを搬送する搬送ローラ対３１と、シートＳを二次転写位置３ａに送り出すタイミングを取るためのタイミングローラ対３２と、中間転写ベルト１ａを挟んでバックアップローラ１ｄと対向配置される二次転写ローラ３３などを有する。

定着部４は、内部ヒータを有した定着ローラ４１と加圧ローラとを対向配置した構成である。
このような構成において、プリント指示を受け付けると、作像ユニット１０Ｙ〜Ｋによって各色のトナー像が形成され、形成された各色トナー像は、中間転写ベルト１ａに転写（一次転写）される。中間転写ベルト１ａに転写された各色トナー像は、中間転写ベルト１ａの回動に伴って二次転写位置３ａに移動する。この各色トナー像の移動に合わせて、タイミングローラ対３３を介してシートＳが二次転写位置３ａに搬送されて来ており、中間転写ベルト１ａ上の各色トナー像は、二次転写位置３ａにおいてシートＳ上に一括転写される。二次転写位置３ａを通過したシートＳは、定着部４に搬送され、定着部４において加熱、加圧によりトナー像がシートＳに定着され、排出ローラ対５を介して機外に排出される。
＜作像ユニットの構成＞
カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃの各々は、トナーのみ異なるだけで構成は同じである。モノクロ用作像ユニット１０Ｋも基本的な構成は、カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃと同一であるが、感光体のドラム径が大きいのと、清掃装置の構成並びに光除電装置の配置位置に差異がある。各作像ユニット１０Ｙ〜Ｋの構成について図２の模式図を用いて説明する。
＜カラー用作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ＞
カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの周囲に、帯電装置１２Ｙ〜Ｃ、露光装置１３Ｙ〜Ｃ、現像装置１４Ｙ〜Ｃ、一次転写ローラ１５Ｙ〜Ｃ、清掃装置１６Ｙ〜Ｃ、光除電装置１７Ｙ〜Ｃをこの順に配した構成である。

感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃは外径が３０ｍｍの円筒形状を有し、表面に感光体層（不図示）が形成されており、矢印Ｂの方向に回転駆動される。
帯電装置１２Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの表面を所定電位に帯電させる。
露光装置１３Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの表面に光を照射し、照射領域内の帯電レベルを低下させて静電潜像を形成する。

現像装置１４Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃ表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。なお、当該トナーにはステアリン酸亜鉛をはじめ、潤滑剤といわれる物質が内包されている。ステアリン酸亜鉛は、トナーに対して０．１〜０．５％／重量程度の含有量が好ましい。
一次転写ローラ１５Ｙ〜Ｃは、中間転写ベルト１ａを挟んで感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃと対向して配されており、一次転写ローラ１５Ｙ〜Ｃと感光体１１Ｙ〜Ｃとの対向するニップ部でトナー像の中間転写ベルト１ａへの転写が行われる。

清掃装置１６Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム周面に残留するトナーを掻き落として清掃するもので、感光体１１Ｙ〜Ｃ周面に先端を当接させたクリーニングブレード１６１Ｙ〜Ｃと、掻き落としたトナー粒子を収容する筺体１６４Ｙ〜Ｃとからなる。
図２（ｂ）は、クリーニングブレード（以下、「クリーニング部材」と記す。）１６１Ｃの取り付け構成を示したもので、筺体１６４Ｃ内に架設されて固定された支持棒１６５Ｃにブラケット１６２Ｃを介して取着されている。他のクリーニング部材１６１Ｙ、Ｍもこれと同じ構成で取着されている。

光除電装置１７Ｙ〜Ｃは、感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの表面に光を照射して、当該表面の電荷を除去して表面電位の安定化を図る機能を有する。本実施形態では、赤色の光出力（波長５００〜８００ｎｍ）を行う発光ダイオード（ＬＥＤ）が光源に用いられているが、残留電荷を除去できるものであれば他の光除電手段を適用することができる。
＜モノクロ用作像ユニット１０Ｋ＞
モノクロ用作像ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１１Ｋの周囲に、帯電装置１２Ｋ、露光装置１３Ｋ、現像装置１４Ｋ、一次転写ローラ１５Ｋ、光除電装置１７Ｋ、清掃装置１６Ｋをこの順に配した構成を有する。

感光体ドラム１１Ｋは、外径が６０ｍｍの円筒形状を有し、カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃの感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃよりも大きな径を有する。カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃよりも径が大きいことで、モノクロ用作像ユニット１０Ｋの使用頻度が高くても、回転数を減少でき、清掃位置での磨耗等による劣化を抑制できる。
清掃装置１６Ｋを除き、帯電装置１２Ｋ、露光装置１３Ｋ、現像装置１４Ｋ、一次転写ローラ１５Ｋ、光除電装置１７Ｋの構成は、カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃのものと差異がないので、説明は省略する。但し、光除電装置１７Ｋは配設位置が他の作像ユニット１０Ｙ〜Ｃと異なるので、その点について述べる。

清掃装置１６Ｋは、図２（ｃ）に示すように引張りバネ１６３Ｋによって矢印Ａ３方向に弾性付勢されたＬ字型部材１６２Ｋにクリーニング部材１６１Ｋを取着して構成されている。Ｌ字型部材１６２Ｋは、筺体１６４Ｋに支架された軸１６６Ｋ周りに回動自在に支持されている。
この構成によると、クリーニング部材１６１Ｋが使用時間の経過に従って、感光体ドラム周面との摩擦により摩耗して行っても、感光体ドラム１１Ｋ表面から離間することはなく、引張りバネ１６３Ｋの弾性力によって、常にクリーニング部材１６１Ｋは感光体ドラム１１Ｋ周面に弾性当接される。したがって、引張りバネ１６３Ｋとして適切な弾性力のものを選べば、クリーニング部材１６１Ｋは、摩耗が少々進行しても常に適切な当接力で感光体ドラム１１Ｋ周面に当接させることができる。このことはモノクロ用感光体ドラム１１Ｋは他の感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃに比べて使用頻度が高く、その分、クリーニング部材１６１Ｋもカラー用のクリーニング部材１６１Ｙ〜Ｃに比べて摩耗が激しいと予想されるが、それでも前記引張りバネ１６３Ｋを主体とした構成によって、使用寿命を長期に確保でき、結果的に、カラー用のクリーニング部材１６１Ｙ〜Ｃのそれに合わせることができるのである。

次に、モノクロ用の光除電装置１７Ｋは、図２（ａ）のように、感光体ドラム１１Ｋの回転方向に沿って、転写位置からクリーニング部材１６１Ｋによる清掃位置に至るまでの領域に配されている。このように光除電装置１７Ｋを配置することにより、「発明が解決しようとする課題」の項で述べたノイズの発生、具体的には図３〜図６で示される各要因によるノイズ発生の抑制を図ることができる
すなわち、露光工程で感光体ドラム１１Ｋ表面を露光して潜像が形成され（図３（ａ）の点線部分）、その潜像が現像工程でトナーＴ１により現像され（図３（ｂ））、転写工程で中間転写ベルト１ａへの正電圧の印加（転写電圧印加）に基づく静電力により負極性のトナーＴ１が中間転写ベルト１a上に転写される。

感光体ドラム１１Ｋ上の全てのトナーが中間転写ベルト１aに転写されることが望ましいが、実際にはその一部のトナーが感光体ドラム１１Ｋ上に残って残留トナーＰ１（図３（ｃ））となる。本発明者らは、この残留トナーＰ１の特性を調べ、図４の結果を得た。当図は、清掃された残留トナー量の帯電極性割合を示すグラフである。このグラフより、モノクロ用の残留トナー（図中、「Ｂｌａｃｋ」のグラフ）はカラー用の残留トナー（図中、「Ｃｏｌｏｒ」のグラフ）より正極性の割合が高いことが判る。モノクロ用の感光体ドラム１１Ｋは曲率が小さく、転写領域、所謂、ニップ幅がカラー用の感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃより大きいので、転写電圧の印加を受ける時間が長くなるためと考えられる。

次に、感光体ドラム１１Ｋ表面には、一次転写前の負電荷Ｎ１（図５（ａ））が転写位置Ｓ１で完全に除去されずに残る場合があり（図５（ｂ））、この負電荷Ｎ１により清掃位置で正極性の残留トナーＰ１が感光体ドラム１１Ｋに吸着されてしまう。また、複数枚のシートＳを連続してプリント出力するジョブを実行する場合、ジョブ開始から終了まで帯電装置による帯電をかけたままにする構成をとると、感光体ドラム１１Ｋ表面では、Ｎ枚目のシートＳの後端と（Ｎ＋１）枚目のシートＳの先端までの間の領域に相当する非画像形成領域にも帯電が行われることとなり、この非画像形成領域に帯電された負電荷Ｎ１が清掃位置まで残存することがある。

これらの残存する負電荷Ｎ１による吸着と、スティックスリップ現象とが重なって発生すると、残留トナーＰ１がクリーニング部材１６１Ｋをすり抜けてノイズ発生に至る。スティックスリップ現象は、上記特許文献２に係る潤滑剤を用いてもカラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃよりもモノクロ用作像ユニット１０Ｋで発生し易い。このことは、図６の結果からも理解できる。

図６は、感光体ドラムの新品時に最初に使用した時からの感光体ドラム上におけるクリーニング部材との摩擦力の経時変化を示したグラフである。ブラック色ではカラー用と比較して使用開始から２０００枚程度の出力まで摩擦抵抗が大きくなっていることが判る。スティックスリップ現象は、摩擦力が大きい時に発生しやすいので、ブラック色（モノクロ）の方がカラー用よりもスティックスリップ現象が発生し易いといえる。摩擦抵抗が大きいのは、モノクロ用の感光体ドラム１１Ｋは径が大きいために潤滑剤が感光体ドラム１１Ｋ上に馴染むまでにカラー用よりも時間（出力枚数）を要するためと考えられる。

このようにノイズ発生は、残存する負電荷が大きな要因となっており、そこで本実施の形態では、モノクロ用の作像ユニット１０Ｋについて、図７の模式図で示すように、転写位置から清掃位置までの間に光除電装置１７Ｋを配置することで、感光体ドラム１１Ｋ上の負電荷を清掃位置に至るまでに除去している（図中の点線部分に相当）。これにより、残留トナーＰ１を感光体ドラム１１Ｋに引き寄せる静電力の発生を防止でき、残留トナーＰ１によるノイズが抑制される。従って、モノクロ用の感光体ドラム１１Ｋだけ径を大きくすることにより、感光体ドラム１１Ｋの長寿命化を図りつつ、モノクロ用作像ユニット１０Ｋのクリーニング性能の向上を併せて実現できる。

また、上述のように、カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃはモノクロ用よりスティックスリップ現象は発生しにくく、ユーザが視認できるまでのノイズが発生することはほとんどない。そのため、モノクロ用作像ユニット１０Ｋよりも光除電装置１７Ｙ〜Ｃの配設位置に係る制限は少ないと言える。
一方で、上記のように感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃはモノクロ用よりも小径なので、清掃装置と中間転写ベルト１aとの間の領域は、モノクロ用作像ユニット１０Ｋよりも狭小（図２（ａ）参照）になる。そのため、仮にモノクロ用と同様の位置に配設すれば、カラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃの大型化を招いてしまう。さらに、光除電装置１７Ｙ〜Ｃが中間転写ベルト１ａに接触する恐れも生じる。

また、中間転写ベルト１aを、バックアップローラ１ｄを支点に、中間転写ベルト１aと全ての感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋが接触する第１の位置（カラー作像モード）と、中間転写ベルト１aと感光体ドラム１０Ｋだけが接触して他の感光体ドラム１０Ｙ〜Ｃが離間する第２の位置（モノクロ作像モード）との間を搖動可能に構成した装置においては、第２の位置から第１の位置に戻る際に、中間転写ベルト１ａに撓みや振動が生じて、光除電装置１７Ｙ〜Ｃに接触することも考えられ望ましくない。

そこで、カラー用については光除電装置１７Ｙ〜Ｃを清掃位置から帯電装置までの間に配置することで、カラー用の作像ユニット１０Ｙ〜Ｃの小型化と感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの表面電位の安定化の両方を実現している。
[第１の実施形態の変形例]
本実施形態では上記の構成に加えて以下に説明する構成を加えた変形例を採用することもできる。当該変形例は、モノクロ用の光除電装置の配設のみが異なり、その異なる点について図８の模式図を用いて説明する。

図８に示すように、本変形例に係るモノクロ用の作像ユニット１０１Ｋには、２つの光除電装置１７１Ｋ、１７２Ｋが配されている。第１の光除電装置１７１Ｋは上述した光除電装置１７Ｋと同様の位置に配され、第２の光除電装置１７２Ｋは、感光体ドラムの回転方向において、清掃装置１６Ｋの配設位置から帯電装置１２Ｋの配設位置に至るまでの領域に配されている。

第２の光除電装置１７２Ｋにより、感光体ドラム１１Ｋの表面の負電荷の除去性能が高まり、感光体ドラム１１Ｋの電位安定性と共にクリーニング性能のさらなる向上を図れる。
[第２の実施形態]
次に、第１の実施形態とは異なるプリンタ１００の構成について説明する。本実施形態は清掃装置の構成のみが第１の実施形態と異なるため、その相違点について図９の模式図を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成要素は同じ符号で記している。

図９に示すように、クリーニング部材２６１Ｙ〜Ｋは、いずれも基端部が支持部材で支持されている。その支持状態は、カラー用作像ユニット１０２Ｙ〜Ｃは全て同じだが、モノクロ用作像ユニット１０２Ｋでは異なる。以下、カラー用作像ユニット１０２Ｙ〜Ｃの代表例としてシアン用の作像ユニット１０２Ｃとモノクロ用作像ユニット１０２Ｋとについて図９（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図９（ｂ）はシアン用の作像ユニット１０２Ｃの要部模式図、図９（ｃ）はモノクロ用作像ユニット１０２Ｋの要部模式図である。

両図に示すように、シアン用のクリーニング部材２６１Ｃの自由端長Ｌｃと、モノクロ用のクリーニング部材２６１Ｋの自由端長Ｌｋとの関係がＬｃ＞Ｌｋになっている。自由端長Ｌｃ、Ｌｋの好適例としては、Ｌｃを１０〜１２ｍｍ程度、Ｌｋを８〜９ｍｍ程度とすることができる。このように支持部材により支持されていない部分（自由端）の長さをカラー用とモノクロ用とで異ならせているのは、クリーニング部材２６１Ｃ、２６１Ｋは、弾性体であり、感光体ドラム１１Ｃ、１１Ｋの回転方向に対しカウンター方向に配置されているので、感光体ドラム１１Ｃ、１１Ｋとの摩擦力を受けて、感光体ドラム１１Ｃ、１１Ｋの回転中に自由端長の部分に振れが生じやすい。このような振れが生じると、クリーニング部材２６１Ｃ、２６１Ｋと支持部材１６２Ｃ、１６２Ｋとの接合部を支点（中心点）として、自由端長Ｌｃ、Ｌｋの部分が微小な周期運動を行い、先端部分６１Ｃａ、６１Ｋａが微小に動く。自由端長が長いほど振れ幅が大きくなって摩擦力に変動が生じ、スティックスリップ現象に至り易くなるので、あえてモノクロ用のみについて自由端長Ｌｋを短く設定してその運動を低減することでスティックスリップ現象の抑制を図るものである。なお、自由端長を短くすると、自由端長のばらつきに対する当接力の変動幅が大きくなる場合があるため、径の小さなカラー用の感光体ドラム１１Ｃに対する自由端長Ｌｃについては、モノクロ用作像ユニット１０２Ｋの自由端長Ｌｋよりも長く設定している。
[第３の実施形態]
本実施形態は、清掃装置３６Ｋの構成のみが第１の実施形態と異なっている。以下、その相違点について図１０を用いて説明する。図１０は本実施形態に係るモノクロ用作像ユニット１０３Ｋの模式図であり、第１の実施形態と同じ部材に関しては同じ符号で示している。

クリーニング部材１６１Ｋは金属製の支持部材３６２Ｋで支持されており、支持部材３６２Ｋは接地回路３６１Ｋにより接地されている。このような接地の構成をとるのは、クリーニング部材１６１Ｋに、回転する感光体ドラム１１Ｋとの摩擦によって生じる電荷が蓄積されるのを防止するためである。
即ち、図１０（ｂ）の要部模式図に示すように、負極性の感光体ドラム１１Ｋとの摩擦によりクリーニング部材１６１Ｋに正極性の電荷が蓄積され、その蓄積が進むと、同図拡大図のように、感光体ドラム１１Ｋ表面の負電荷と、クリーニング部材１６１Ｋ内の蓄積された正電荷との間で放電が生じることがある（図中、白抜矢印に相当）。このような放電が生じると、クリーニング部材１６１Ｋをすり抜けてクリーニング部材１６１Ｋの、感光体ドラム１１Ｋと相対する裏面部分１６１Ｋｂに付着している残留トナーＰ１２が機械的、電気的にクリーニング部材１６１Ｋから離れて感光体ドラム１１Ｋ表面に付着してノイズ発生に至る場合がある。

本実施の形態は、上記接地回路３６１Ｋを設けることで、発生する電荷を外部に放出し、上記放電の発生を抑制してノイズ発生を図るものである。
また、例えば、第１の実施形態で述べた搖動可能な構成においてモノクロ用作像ユニットのみを利用してモノクロ画像を形成する際に、カラー用の感光体ドラム１１Ｙ〜Ｃの駆動を停止させる構成とする場合にも同様に上記接地回路３６１Ｋを設けることが望ましい。この構成をとる場合、モノクロの使用頻度が高いほど、モノクロ用作像ユニット１０３Ｋの駆動時間がカラー用作像ユニット１０Ｙ〜Ｃよりも長くなるので、モノクロ用のクリーニング部材１６１Ｋにはカラー用と比較して電荷が蓄積され易いからである。なお、カラー用については、クリーニング部材の裏面部分に付着している残留トナーの量が少なく、また使用頻度の点から電荷の蓄積量も少ないことを考慮して、画質への影響が無ければ接地回路を設けないとしてもよいし、接地回路を設けて更なる画質向上を図ることもできる。

また、図１１の模式図で示すように、感光体ドラム１１Ｋの回転軸を接地するための回路３６３１Ｋに、クリーニング部材１６１Ｋの接地回路３６３２Ｋを接続する回路構成３６３Ｋとすれば、同様に放電を抑制できるとともに、接地回路の簡素化を図ることができる。
また、図１２の模式図で示すように、支持部材４６２Ｋに、感光体ドラム１１Ｋの帯電極性（ここでは負極性）とは逆極性の電圧を印加する電圧印加手段が設けられた回路４６１Ｋを有する構成にしても同様のクリーニング性能の向上を図ることができる。なお、支持部材４６２Ｋに対して負極性の電圧印加を行う電圧印加手段ではクリーニング性能の向上には繋がらないため、上記のように支持部材４６２Ｋに対して正極性の電圧印加を行い得る構成とする。

なお、上記の接地回路及び電圧印加手段の設置以外は第１の実施形態と同様の構成としているが、第２の実施形態に係る構成を適用しても構わない。
＜その他の事項＞
（１）上記の各実施形態では、クリーニング部材の支持構成をモノクロ用とカラー用とで異ならせたが、これに限定されることはなく、使用頻度等に基づいて各色で適した構成をとるとしてもよい。

（２）また、カラー用作像ユニットに係る光除電装置及び第１の実施形態の変形例に係る第２光除電装置は、各々の感光体ドラムの回転方向に沿って清掃位置から転写位置に至るまでの間に配置されているが、帯電工程、露光工程、現像工程に支障が無ければ、限定されることもなく、例えば、現像装置と転写位置の間に配設することも可能であろう。
（３）また、各実施形態ではモノクロ用の感光体ドラム１１Ｋのみを径が大きい構成としたが、１つに限らず、小型化を可能とする範囲で、全体の作像ユニットのうち一部の作像ユニットが大きな感光体ドラムを有する構成にしても構わない。

（４）さらに、本実施形態では、感光体ドラム上に帯電した電荷を除去する除電装置としてＬＥＤを光源とする光除電装置を用いたが、タングステンや有機ＥＬ等を光源とする光除電装置を用いることもできる。
また、上記各実施形態では感光体ドラムに限定して述べたが、上述した内容はベルト状の感光体においても同様な課題は存在し、これらはいわゆる像担持体に共通した課題であるため、ベルト状の感光体においても同様に実施できる。

本発明は、クリーニング部材が像担持体像に接する構成の作像ユニットを有する画像形成装置に利用可能である。

第1の実施形態に係るプリンタの全体構成を示す模式図である。第1の実施形態に係る各作像ユニットを示す模式図である。トナーの転写を示す作像ユニットの模式図である。清掃された残留トナーの極性を示すグラフである。残留トナーが吸着されるプロセスを示す作像ユニットの模式図である。プリンタ使用開始から感光体ドラム表面における摩擦係数の経時変化を示すグラフである。第１の実施形態に係る感光体ドラム上の電荷を示す作像ユニットの模式図である。第１の実施形態の変形例に係るモノクロ用作像ユニットを示す模式図である。第２の実施形態に係る各作像ユニットを示す模式図である。第３の実施形態に係るモノクロ用の作像ユニットを示す模式図である。第３の実施形態の第１変形例に係るモノクロ用作像ユニットの模式図である。第３の実施形態の第２変形例に係るモノクロ用作像ユニットの模式図である。従来の実施形態に係る各作像ユニットを示す模式図である。

符号の説明

１画像プロセス部
２給送部
４定着部
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ作像ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ感光体ドラム
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ帯電装置
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ露光装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ現像装置
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ一次転写ローラ
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ清掃装置
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ光除電装置
１００画像形成装置

Claims

複数の作像ユニットで作像された各色のトナー像を被転写体上に多重転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数の作像ユニットの各々は、
像担持体と、周回駆動する像担持体表面に作像されたトナー像を前記被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に接し、転写後の残留トナーを清掃するクリーニング部材と、転写後に前記像担持体表面の電荷を除去する光除電手段とを有し、
一部の作像ユニットは、他の作像ユニットにおける像担持体よりも大きな像担持体を備えており、
前記一部の作像ユニットでは、像担持体表面の周回駆動経路上における転写位置からクリーニング部材の配設位置までの間に光除電手段が配され、
前記他の作像ユニットでは、像担持体表面の周回駆動経路上におけるクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間に光除電手段が配されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記一部の作像ユニットのクリーニング部材は弾性付勢された回動自在な支持部材で支持され、
前記他の作像ユニットのクリーニング部材は固定された支持部材で支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記一部の作像ユニットには、像担持体表面の周回駆動経路上におけるクリーニング部材の配設位置から転写位置までの間に、前記光除電手段とは別の光除電手段がさらに配されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記クリーニング部材の各々は、基端部が支持部材に支持され、
前記基端部から先端部に向いた方向において、前記一部の作像ユニットのクリーニング部材のうち前記支持部材に支持されていない部分の長さは、前記他の作像ユニットの前記長さよりも短い
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記一部の作像ユニットにおけるクリーニング部材は、基端部が金属製の支持部材に支持され、
当該支持部材は接地されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記支持部材が接地されるまでの接続経路間に、前記支持部材に電圧印加する電圧印加手段を有し、
前記作像ユニットの各々は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を有しており、
前記支持部材には、前記電圧印加手段によって、前記一部の作像ユニットにおける像担持体表面の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記一部の作像ユニットはモノクロ用作像ユニットであり、
前記他の作像ユニットはカラー用作像ユニットである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。