JP2009288580A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でモノクロモード時のドット散りや文字周り散りの発生を防ぐことができるカラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】複数の感光ドラム（カラー像担持体）２ａ〜２ｃと単一の感光ドラム（モノクロ像担持体）２ｄとこれらの感光ドラム２ａ〜２ｄに中間転写ベルト（中間転写体）７を挟んで対向する転写ローラ（一次転写手段）５ａ〜５ｄを並設し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７上に一次転写してカラー画像を形成するカラーモードと、感光ドラム２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７上に一次転写してモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択可能なカラー画像形成装置において、モノクロモード時には、感光ドラム２ｄの転写部よりも上流側の転写部において中間転ベルト７にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カラー画像を形成するカラーモードとモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択することができるカラー画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙にカラー画像を形成することができるカラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置は、例えばマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの感光ドラムとこれらに中間転写ベルトを挟んで対向する転写ローラをタンデムに並設し、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ベルト上に一次転写して重ね合わせることによってフルカラーのトナー像を形成し、このトナー像を記録材である用紙に一括二次転写してフルカラー画像を形成することが行われている。

斯かるカラー画像形成装置においては、各一次転写部においては中間転写ベルトにトナーとは逆極性の転写バイアスが印加され、各感光ドラム上のトナー像が中間転写ベルトに吸着されて転写される。

ところで、カラー画像形成装置には、全ての色のトナーを用いてフルカラー画像を形成するカラーモードと、ブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択することができるものがあるが、モノクロモードでのトナー散りや文字周り散りに関してモノクロ画像には、その背景である用紙とのコントラストからの目立ち易さ及びユーザーの使用頻度に鑑みても、ドット散りや文字周り散りの発生防止が求められる。

ところが、モノクロモード時にブラック感光ドラムと中間転写ベルトとが接触する一次転写部の近傍においては、感光ドラムと中間転写ベルト間の微小ギャップによって放電が生じ、この放電によってトナーの極性が変化し、トナーが飛散してドット散りや文字周り散りが発生し易いという問題がある。

そこで、ブラック感光ドラムを最下流に配置して転写ニップで通過時の画像劣化を防いだり、中間転写ベルトの抵抗値の最適化を図る対策が施されている。

又、例えば特許文献１には、一次転写ローラと中間転写ベルトとの間に誘電体ベルトを接離可能に設け、該誘電体ベルトに蓄積された電荷を除電ブラシによって除去するようにした転写装置が提案されている。
特開２００８−００３５２２号公報

ところが、ブラック感光ドラムを最下流に配置したり、中間転写ベルトの抵抗値の最適化を図る方策は、モノクロモード時のドット散りや文字周り散りの発生を防ぐには不十分である。

又、特許文献１において提案された転写装置においては、中間転写ベルトの他に誘電体ベルトや除電ブラシ等を要するため、構造及び制御が複雑化するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成でモノクロモード時のドット散りや文字周り散りの発生を防ぐことができるカラー画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数のカラー像担持体と単一のモノクロ像担持体とこれらの像担持体に中間転写体を挟んで対向する一次転写手段を並設し、各像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写してカラー画像を形成するカラーモードと、前記モノクロ像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写体上に一次転写してモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択可能なカラー画像形成装置において、モノクロモード時には、前記モノクロ像担持体の転写部よりも上流側の転写部において前記中間転写体にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、モノクロモード時には、前記モノクロ像担持体に直近の上流側カラー像担持体に対向する前記一次転写手段によって前記中間転写体にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記中間転写体は駆動ローラによって回転駆動される無端状の中間転写ベルトであって、前記モノクロ像担持体の転写部を前記中間転写ベルトの回転方向最下流の前記駆動ローラに近接する転写部としたことを特徴とする。

本発明によれば、モノクロモード時には、モノクロ像担持体の転写部よりも上流側の転写部において中間転写体にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加するようにしたため、モノクロ像担持体の転写部よりも上流側において中間転写ベルトが除電され、モノクロ像担持体の転写部における放電が抑制され、放電によるトナーの極性の変化による飛び散りが抑えられ、ブラック画像におけるドット散りや文字周り散りの発生を防ぐことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るカラー画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写手段である転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状のａ−Ｓｉ感光体であって、不図示のモータによって図示矢印方向（時計方向）に線速２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電ローラ３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写体である無端状の中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍのＰｖｄｆ層と厚さ１５０μｍのＣＲ導電性ゴム層の表面に厚さ１０μｍのＰＴＦＥコート層を形成することによって総厚２６０μｍに構成された無端ベルトであって、駆動ローラ８と従動ローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されている。そして、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されており、従動ローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ここで、本実施の形態に係るカラーレーザープリンタにおいては、カラー像担持体を構成するマゼンタ、シアン及びイエロー感光ドラム２ａ〜２ｃとモノクロ像担持体を構成するブラック感光ドラム２ｄは、中間転写ベルト７の図示矢印にて示す回転方向（反時計方向）において上流側から下流側に沿って（図１の左方から右方にかけて）この順に配置されており、ブラック感光ドラム２ｄと転写ローラ５ｄとの一次転写部は、中間転写ベルト７の回転方向において最下流側であって、且つ、駆動ローラ８に近接する位置に配置されている。そして、このブラック感光ドラム２ｄに直近の上流側カラー像担持体としてイエロー感光ドラム２ｃが位置している。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。

本実施の形態に係るカラーレーザープリンタにおいては、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成するカラーモードと、ブラックのトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択することができる。

而して、モノクロモードが選択された場合において、画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電ローラ３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、転写ローラ５ａによって中間転写ベルト７にトナーと逆極性の一次転写バイアスが印加されることによって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

尚、本実施の形態では、カラーモード時には、各転写ローラ５ａ〜５ｄには、−１０μＡ、−１０．５μＡ、−１１μＡ、−１１．５μＡの転写電流がそれぞれ印加される。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

一方、モノクロモードが選択された場合には、ブラック画像形成ユニット１Ｋの感光ドラム２ｄ上に形成された静電潜像が現像装置４ｄによってブラックトナーを用いて現像とれてブラックトナー像として顕像化される。尚、モノクロモード時には、マゼンタ、シアン及びイエロー画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙにおいて画像形成動作はなされない。

そして、感光ドラム２ｄ上に形成されたブラックトナー像は、感光ドラム２ｄと転写ローラ５ｄとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、転写ローラ５ｄによって中間転写ベルト７にトナーと逆極性の一次転写バイアスが印加されることによって中間転写ベルト７上に一次転写されるが、これに先立って上流側のイエロー画像形成ユニット１Ｙの転写ローラ５ｃにはカラーモード時とは逆極性の転写バイアス（本実施の形態では、＋８００Ｖ）が印加される。

而して、上述のようにモノクロモード時には、ブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部よりも上流側のイエロー画像形成ユニット１Ｙの一次転写部において転写ローラ５ｃにカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加するようにしたため、ブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部よりも上流側において中間転写ベルト７が除電され、ブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部における放電が抑制され、放電によるトナーの極性の変化による飛び散りが抑えられ、ブラック画像におけるドット散りや文字周り散りの発生が防がれる。

図２（ａ）にカラーモードにおいて形成されたフルカラー画像を示すが、同図に示すように、フルカラー画像にはドット散りや文字周り散りの発生が確認される。これに対して、図２（ｂ）にモノクロモードにおいて形成されたモノクロ画像を示すが、このモノクロ画像にはドット散りや文字周り散りの発生が殆ど認められない。

又、図３にカラーモード時とモノクロモード時のブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部における電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を示すが、モノクロモード時にはブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部の転写バイアスはカラーモード時のそれよりも低くなる。このため、図４に示すように、モノクロモード時のブラック画像形成ユニット１Ｋの一次転写部におけるトナー帯電量は、カラーモード時のそれよりも低く抑えられ、この結果、前記効果が得られる。

而して、モノクロモード時においても、前記と同様に中間転写ベルト７上のブラックトナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってモノクロトナー像が中間転写ベルト７から二次転写される。

そして、モノクロトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、モノクロトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３によって排紙トレイ２１上に排出されてモノクロの画像形成動作が完了する。

尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタに適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ、複合機等の他のカラー画像形成装置に対しても適用可能であることは勿論である。

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。 （ａ）はカラーモードにおいて形成されたフルカラー画像を示す図、（ｂ）はモノクロモードにおいて形成されたモノクロ画像を示す図である。 カラーモード時とモノクロモード時のブラック画像形成ユニットの一次転写部における電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を示す図である。 カラーモード時とモノクロモード時のブラック画像形成ユニットの一次転写部におけるトナー帯電量を各一次転写電流に対して示す図である。図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 帯電ローラ
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ（一次転写手段）
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト（中間転写体）
８ 駆動ローラ
９ 従動ローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３ 排紙ローラ対
１００ 画像形成装置本体
Ｌ，Ｌ’ 搬送パス

Claims (3)

1. 複数のカラー像担持体と単一のモノクロ像担持体とこれらの像担持体に中間転写体を挟んで対向する一次転写手段を並設し、各像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写してカラー画像を形成するカラーモードと、前記モノクロ像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写体上に一次転写してモノクロ画像を形成するモノクロモードを選択可能なカラー画像形成装置において、
   モノクロモード時には、前記モノクロ像担持体の転写部よりも上流側の転写部において前記中間転写体にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. モノクロモード時には、前記モノクロ像担持体に直近の上流側カラー像担持体に対向する前記一次転写手段によって前記中間転写体にカラーモード時とは逆極性の転写バイアスを印加することを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前記中間転写体は駆動ローラによって回転駆動される無端状の中間転写ベルトであって、前記モノクロ像担持体の転写部を前記中間転写ベルトの回転方向最下流の前記駆動ローラに近接する転写部としたことを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。
   

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