JP2010276976A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モノクロ印刷とカラー印刷の各印刷モードを有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having monochrome printing and color printing modes.
電子写真方式のカラー画像形成装置では、複数色のトナーが用意され、各色に対応した感光体ドラム、現像ローラおよび転写ローラなどが設けられて中間転写ベルトや記録シート(本明細書において中間転写ベルトおよび記録シートをまとめて「転写媒体」と称する。)上に各色のトナー像が載せられる。 In an electrophotographic color image forming apparatus, toners of a plurality of colors are prepared, and a photosensitive drum, a developing roller, a transfer roller, and the like corresponding to each color are provided, and an intermediate transfer belt or a recording sheet (in this specification, an intermediate transfer belt is used). The recording sheets are collectively referred to as a “transfer medium”.) A toner image of each color is placed on the recording sheet.
カラー画像形成装置においてモノクロ印刷を行う場合には、モノクロ用(通常、ブラック)のトナーのみを用いれば十分であるため、その他の色用の現像装置については感光体ドラムと現像ローラを離間させることでこれらの色のトナーの劣化を抑制しようとする構成が知られている(特許文献1)。 When performing monochrome printing in a color image forming apparatus, it is sufficient to use only monochrome (usually black) toner, and therefore, for other color developing apparatuses, the photosensitive drum and the developing roller are separated from each other. Therefore, there is known a configuration for suppressing the deterioration of the toner of these colors (Patent Document 1).
一方、感光体ドラムから転写媒体へは、感光体ドラム表面のすべてのトナーを転写させることはできず、僅かな量のトナーは感光体ドラムの表面に残ってしまうため、この残トナーをクリーニングする必要がある。残トナーのクリーニングは、クリーニング用のブレードやローラを設けて実行される場合が多いが、現像ローラにより回収させて、現像装置中のトナー内に分散させてしまう方法を採用することもあり、このような形態のクリーニング方式はクリーナレス方式と呼ばれている(特許文献2参照)。 On the other hand, since all the toner on the surface of the photosensitive drum cannot be transferred from the photosensitive drum to the transfer medium, a small amount of toner remains on the surface of the photosensitive drum. There is a need. Cleaning of the remaining toner is often performed by providing a cleaning blade or roller, but a method of collecting the toner by the developing roller and dispersing it in the toner in the developing device may be employed. Such a cleaning method is called a cleanerless method (see Patent Document 2).
しかしながら、モノクロ印刷時にモノクロ用以外の現像ローラと感光体ドラムを離間させる構成の画像形成装置においてクリーナレス方式を採用すると、モノクロ印刷時に転写媒体に載ったモノクロ用のトナーが、それより下流に配置された感光体ドラムに付着(これを、「逆転写」と称する。)したとき、感光体ドラムと現像ローラが離間していることに起因して現像ローラによる回収が行われないため、感光体ドラムに逆転写したトナーが再度転写媒体に転写されてゴースト画像を発生することがある。 However, if a cleanerless system is used in an image forming apparatus configured to separate the photosensitive drum from a non-monochrome developing roller during monochrome printing, the monochrome toner placed on the transfer medium during monochrome printing is disposed downstream of the image forming apparatus. When the photosensitive drum is attached to the photosensitive drum (this is referred to as “reverse transfer”), the photosensitive drum is not collected by the developing roller due to the separation of the photosensitive drum and the developing roller. The toner reversely transferred to the drum may be transferred to the transfer medium again to generate a ghost image.
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたもので、モノクロ印刷時にモノクロ用以外の現像ローラと感光体ドラムを離間させる構成であり、かつ、クリーナレス方式の画像形成装置において、現像剤の感光体ドラムへの逆転写によるゴースト画像の発生を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and is configured to separate a developing roller other than a monochrome developing roller from a photosensitive drum during monochrome printing, and in a cleanerless type image forming apparatus, An object is to suppress the generation of a ghost image due to reverse transfer to a body drum.
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、モノクロ印刷とカラー印刷の各印刷モードを有する画像形成装置であって、少なくともモノクロ印刷に使用する第1の感光体ドラムと、カラー印刷に使用する複数の第2の感光体ドラムと、前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、印刷時に感光体ドラムと接触して各感光体ドラムに現像剤を供給するとともに、感光体ドラムの表面に残った現像剤を回収する複数の現像ローラと、前記第1および前記第2の感光ドラムのそれぞれに対応して設けられた感光体ドラムを帯電させる帯電器と、前記複数の第2の感光体ドラムに対応する現像ローラを前記第2の感光体ドラムに対し接触または離間させる接離機構と、前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、前記感光体ドラム上の現像剤像を転写バイアスにより転写媒体上に転写させる転写手段と、前記接離機構を制御して、モノクロ印刷時に複数の前記第2の感光体ドラムに対応した複数の前記現像ローラを第2の感光体ドラムから離間させる制御手段とを備え、前記第1の感光体ドラムは、前記転写媒体の搬送方向において前記複数の第2の感光体ドラムよりも上流に設けられ、前記制御手段は、前記第1の感光体ドラムに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、前記第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように前記帯電器を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus having printing modes of monochrome printing and color printing, and includes at least a first photosensitive drum used for monochrome printing, and color printing. A plurality of second photosensitive drums used for the first and second photosensitive drums are provided corresponding to each of the first and second photosensitive drums, and in contact with the photosensitive drum during printing, a developer is supplied to each photosensitive drum. And a plurality of developing rollers for collecting the developer remaining on the surface of the photosensitive drum, and a charger for charging the photosensitive drum provided corresponding to each of the first and second photosensitive drums. A contact / separation mechanism for contacting or separating a developing roller corresponding to the plurality of second photosensitive drums with respect to the second photosensitive drum; and each of the first and second photosensitive drums. And a plurality of the second photoconductors for monochrome printing by controlling a transfer means for transferring a developer image on the photoconductor drum onto a transfer medium by a transfer bias and the contact / separation mechanism. Control means for separating the plurality of developing rollers corresponding to the drums from the second photosensitive drum, wherein the first photosensitive drum is the plurality of second photosensitive drums in the transfer direction of the transfer medium. The control means controls the absolute value of the developing bias voltage applied to the developing roller corresponding to the first photosensitive drum so that the absolute value during monochrome printing is smaller than during color printing. In addition, the charger is controlled so that the absolute value of the surface potential of the first photosensitive drum is smaller during monochrome printing than during color printing.
第1の感光体ドラムから転写媒体に転写された現像剤は、転写媒体上に載った量が多いほど、第1の感光体ドラムの下流に配置された第2の感光体ドラム(2色目以降の感光体ドラム)に逆転写されやすい傾向があるが、本発明の構成によれば、現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御されるので、モノクロ印刷時においては、カラー印刷時よりも現像ローラから第1の感光体ドラムに載る現像剤の量が少なくなる。そのため、転写媒体に載る現像剤の量も、カラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が少なくなり、2色目以降の第2の感光体ドラムに現像剤が逆転写されにくくなる。また、モノクロ印刷時に、単に現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値を小さくするだけでは、細線などの細かい部分に供給される現像剤の量も少なくなって、細線などが見にくくなるが、本発明においては、第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように帯電器が制御されることで、細線に供給される現像剤の量の変化はカラー印刷時と余り変わらず、細線なども見易く印刷することができる。すなわち、モノクロ印刷時において、ベタ印刷に近い濃い部分では、現像剤濃度を低くし、細かい細線などの階調が低い部分では、現像剤濃度をカラー印刷時と同等とすることができ、現像剤の逆転写の抑制と、画像の見易さを両立させることができる。 As the amount of the developer transferred from the first photosensitive drum to the transfer medium increases, the second photosensitive drum (second and subsequent colors) disposed downstream of the first photosensitive drum becomes larger. However, according to the configuration of the present invention, the absolute value of the developing bias voltage applied to the developing roller is smaller in monochrome printing than in color printing. Therefore, the amount of developer loaded on the first photosensitive drum from the developing roller is smaller in monochrome printing than in color printing. For this reason, the amount of developer placed on the transfer medium is also smaller during monochrome printing than during color printing, and the developer is less likely to be reversely transferred to the second and subsequent photosensitive drums. Also, simply reducing the absolute value of the developing bias voltage applied to the developing roller during monochrome printing reduces the amount of developer supplied to fine parts such as fine lines, making it difficult to see fine lines. In the invention, the charger is controlled so that the absolute value of the surface potential of the first photosensitive drum is smaller during monochrome printing than during color printing, so that the amount of developer supplied to the thin line is increased. The change in is not much different from that during color printing, and fine lines can be printed easily. That is, at the time of monochrome printing, the developer concentration can be lowered in a dark portion close to solid printing, and the developer concentration can be made the same as that in color printing in a portion having a low gradation such as fine fine lines. It is possible to achieve both suppression of reverse transfer and ease of viewing the image.
本発明によれば、モノクロ印刷時において、ベタ印刷に近い濃い部分では、現像剤濃度を低くすることで、現像剤の逆転写を抑制し、これによりゴースト画像の発生を抑制することができる。 According to the present invention, at the time of monochrome printing, in a dark portion close to solid printing, by reducing the developer concentration, reverse transfer of the developer can be suppressed, thereby suppressing the occurrence of a ghost image.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, the direction will be described with reference to the user when using the color printer. That is, in FIG. 1, the left side toward the paper surface is “front side”, the right side toward the paper surface is “rear side”, the rear side toward the paper surface is “left side”, and the front side toward the paper surface is “right side”. To do. In addition, the vertical direction toward the page is defined as the “vertical direction”.
<カラープリンタの全体構成>
図1に示すように、カラープリンタ1は、装置本体2内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部20と、給紙された用紙Pに画像を形成する画像形成部30と、画像が形成された用紙Pを排出する排紙部90と、制御手段の一例としての制御装置100とを備えている。
<Overall configuration of color printer>
As shown in FIG. 1, the color printer 1 includes, in the apparatus
装置本体2の上部には、開口部2Aが形成されている。そして、この開口部2Aは、装置本体2に回動可能に支持されるアッパーカバー3によって開閉されるようになっている。アッパーカバー3の上面は、装置本体2から排出された用紙Pを蓄積する排紙トレイ4となっており、下面にはLEDユニット40を保持する複数のLED取付部材5が設けられている。
An opening 2 </ b> A is formed in the upper part of the apparatus
給紙部20は、装置本体2内の下部に設けられ、装置本体2に着脱自在に装着される給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Pを画像形成部30へ搬送する用紙供給機構22を主に備えている。用紙供給機構22は、給紙トレイ21の前側に設けられ、給紙ローラ23、分離ローラ24および分離パッド25を主に備えている。
The
このように構成される給紙部20では、給紙トレイ21内の用紙Pが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ26とピンチローラ27の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路28を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部30に供給される。
In the
画像形成部30は、4つのLEDユニット40と、4つのプロセスカートリッジ50と、転写ユニット70と、クリーニング部10と、定着ユニット80とから主に構成されている。
The
LEDユニット40は、LED取付部材5に対して揺動可能に連結されており、装置本体2に設けられる位置決め部材によって適宜位置決めされて支持されている。
The
プロセスカートリッジ50は、アッパーカバー3と給紙部20との間で前後方向に並んで配置され、静電潜像が形成される感光体ドラム51や、帯電器52、現像ローラ53、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室54などを備えて構成されている。
プロセスカートリッジ50は、ブラック用、イエロー用、マゼンタ用およびシアン用の各色のトナーが入った50K,50Y,50M,50Cの符号で示すものが用紙Pの搬送方向上流からこの順で並んで配置されている。なお、本明細書および図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム51、帯電器52、現像ローラ53および転写ローラ74を特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、K、Y、M、Cの記号を付することとする。
The
In the
感光体ドラム51は、図2および図3に示すように、対応する色に合わせて、第1の感光体ドラムの一例としての感光体ドラム51Kと、第2の感光体ドラムの一例としての感光体ドラム51Y,51M,51Cがある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
現像ローラ53は、図2および図3に示すように、対応する色に合わせて、現像ローラ53K,53Y,53M,53Cがある。図2に示すように、現像ローラ53は、公知の接離機構110(特許文献1に記載の切替機構と同様である。)を制御装置100により制御することで、カラー印刷時(カラーモード)においてはすべての現像ローラ53K,53Y,53M,53Cがそれぞれ対応する感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに接触して各感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cにトナーを供給するようになっているが、モノクロ印刷時(モノクロモード)においては、ブラック用の現像ローラ53Kのみが感光体ドラム51Kに接触し、その他の3色の現像ローラ53Y,53M,53Cは、対応する感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
転写ユニット70は、給紙部20と各プロセスカートリッジ50との間に設けられ、駆動ローラ71、従動ローラ72、搬送ベルト73および転写手段の一例としての転写ローラ74を主に備えている。
The
駆動ローラ71および従動ローラ72は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に無端状のベルトからなる搬送ベルト73が張設されている。搬送ベルト73は、その外側の面が各感光体ドラム51に接している。また、搬送ベルト73の内側には、各感光体ドラム51との間で搬送ベルト73を挟持する転写ローラ74が、各感光体ドラム51に対向して4つ配置されている。この転写ローラ74には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが掛けられる。
The driving
定着ユニット80は、各プロセスカートリッジ50および転写ユニット70の後側に配置され、加熱ローラ81と、加熱ローラ81と対向配置され加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを備えている。
The fixing
このように構成される画像形成部30では、カラーモードの場合、まず、各感光体ドラム51の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、各LEDユニット40で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム51上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラ53よりトナーが供給されることで、感光体ドラム51上にトナー像が担持される。
In the
搬送ベルト73上に供給された用紙Pが各感光体ドラム51と搬送ベルト73の内側に配置される各転写ローラ74との間を通過することで、各感光体ドラム51上に形成されたトナー像が用紙P上に転写される。そして、用紙Pが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、用紙P上に転写されたトナー像が熱定着される。
The paper P supplied onto the
排紙部90は、定着ユニット80の出口から上方に向かって延び、前方に反転するように形成された排紙側搬送経路91と、用紙Pを搬送する複数対の搬送ローラ92を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Pは、搬送ローラ92によって排紙側搬送経路91を搬送され、装置本体2の外部に排出されて排紙トレイ4に蓄積される。
The
制御装置100は、CPU,ROM,RAMなどを有し、予め用意されたプログラムに従い、印刷データの受信、給紙部20、画像形成部30、排紙部90および接離機構110の制御を行うように構成されている。
The
<転写バイアスの制御>
次に、制御装置100による転写ローラ74に印加する転写バイアスの制御について説明する。
なお、本実施形態においては、正帯電性のトナーを一例に説明するが、負帯電性のトナーでも本発明を同様に適用することができる。転写バイアスの極性は、トナーの帯電極性に応じて適宜設定される。
<Control of transfer bias>
Next, control of the transfer bias applied to the
In this embodiment, a positively charged toner is described as an example, but the present invention can be similarly applied to a negatively charged toner. The polarity of the transfer bias is appropriately set according to the charging polarity of the toner.
転写バイアスは、感光体ドラム51上のトナー像を搬送ベルト73上で搬送される用紙Pに転写するために、感光体ドラム51と転写ローラ74との間に印加される電圧である。本実施形態においては、転写バイアスは、転写電流(感光体ドラム51と転写ローラ74とを通じて流れる電流)が一定になるように定電流制御される。もっとも、転写バイアスの制御方法は、定電流制御に限らず、定電圧制御で行っても構わない。
The transfer bias is a voltage applied between the
カラーモードで印刷する場合、図4(a)に示すように、ブラック(K)は10μA、イエロー(Y)は8μA、マゼンタ(M)は10μA、シアン(C)は10μAに定電流制御される。これらの目標電流値は、各色のトナーの帯電し易さや、印刷後の発色力などを総合的に考慮して最適に設定される。定電流制御においても、通常、高い電流を維持するためには、感光体ドラム51と転写ローラ74との間の電位差は大きくすることが必要とされる。すなわち、各色の感光体ドラム51と転写ローラ74との間の電位差は、概ね図4(a)に示した目標電流値に応じた値になっていると理解してよい。
When printing in the color mode, as shown in FIG. 4A, black (K) is controlled at a constant current of 10 μA, yellow (Y) is 8 μA, magenta (M) is 10 μA, and cyan (C) is 10 μA. . These target current values are optimally set in consideration of the ease with which the toner of each color is charged and the coloring power after printing. Even in the constant current control, normally, in order to maintain a high current, it is necessary to increase the potential difference between the
モノクロモードで印刷する場合、図4(b)に示すように、ブラック(K)は8μA、イエロー(Y)は20μA、マゼンタ(M)は5μA、シアン(C)は5μAに定電流制御される。つまり、カラーモードと比較すると、ブラックの次の色であるイエローは転写バイアスが大きく、ブラックから順に数えて3色目および4色目であるマゼンタとシアンは、転写バイアスが小さく設定されている。 When printing in the monochrome mode, as shown in FIG. 4B, constant current control is performed so that black (K) is 8 μA, yellow (Y) is 20 μA, magenta (M) is 5 μA, and cyan (C) is 5 μA. . That is, compared with the color mode, yellow, which is the next color after black, has a large transfer bias, and magenta and cyan, which are the third and fourth colors in order from black, have a small transfer bias.
この理由を説明すると、まず、モノクロ用トナーであるブラック用トナーの次の色の感光体ドラム51Yの転写バイアスが大きいのは、帯電性が低いトナー粒子が2色目の感光体ドラムに逆転写し易いため、感光体ドラム51Yから転写ローラ74Yに向かう電界を強くして逆転写を抑制する必要があるからである。
The reason for this will be explained. First, the reason that the transfer bias of the
一方、2色目以降のすべての転写バイアスを大きくしてしまうと、トナーが感光体ドラム51と転写ローラ74の間を通過する度に徐々に強く帯電していき(これを「チャージアップ」という。)、帯電しすぎることによるトナー粒子間およびトナーと用紙間の放電が起き、負に帯電するトナーが発生することがある。このようにして負に帯電したトナーが発生すると、3色目以降においてトナーの逆転写が起こってしまうため、3色目以降においては、転写バイアスをカラーモードのときよりも低くして、トナーのチャージアップを抑制している。
On the other hand, if all the transfer biases for the second and subsequent colors are increased, the toner is gradually and strongly charged each time it passes between the
なお、ブラックは、モノクロモード時の転写電流をカラーモード時に対し小さくしている。これは、本実施形態のブラック用の感光体ドラム51Kにおいては、カラーモード時の非露光部の電位よりもモノクロモードの非露光部の電位を低くしているが、露光部については同じ電位である。このため、現像剤像を転写媒体に転写するためには、露光部を基準とした場合、同電位の転写バイアス電位(例えば、−1000V)を印加すればよい。その場合、カラーモード時の非露光部の電位と転写バイアス電位との電位差よりも、モノクロモード時の非露光部の電位と転写バイアス電位との電位差の方が小さくなり、流れる電流を少なくすることができる。
Note that black has a smaller transfer current in the monochrome mode than in the color mode. In the black
また、次の理由もある。用紙Pの先端部が感光体ドラム51Kと転写ローラ74Kのニップ位置に突入したときに、転写電流が用紙Pのある部分と無い部分で不均一となり、その結果、感光体ドラム51Kの表面電位が不均一となることがある。この表面電位の不均一性は、その後の現像時の感光体ドラム51Kの表面電位にも影響を与えるが、転写電流が大きいほどこの影響が大きくなる。特に、本実施形態においては、モノクロモード時における感光体ドラム51Kの帯電後の表面電位が、カラーモード時のそれに比べ小さくなるように設定している。そのため露光部と非露光部の電位差が小さく、用紙Pの先端部の影響を受けやすい。従って、このような場合には、感光体ドラム51Kの表面電位の不均一性を抑制するためにも、モノクロモード時の転写電流をカラーモード時に転写電流よりも小さくすることが好ましい。
There are also the following reasons. When the leading edge of the sheet P enters the nip position between the
<現像バイアス電圧の制御>
次に、制御装置100による現像ローラ53に印加する現像バイアス電圧の制御について説明する。
現像バイアス電圧は、現像ローラ53に印加する電圧であり、カラーモードのときよりも、モノクロモードのときの方が小さい絶対値の電圧に制御される。例えば、図5に示すように、カラーモードにおいては450Vが印加され、モノクロモードにおいては、300Vに印加される。これにより、モノクロモードにおいては、現像ローラ53から感光体ドラム51に移るトナーの量がカラーモードよりも少なくなる。このようにモノクロモード時に現像バイアス電圧を低く設定する理由は、用紙Pに多くのトナーが載っていると、用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cにトナーが逆転写し易くなるからである。
<Development bias voltage control>
Next, the control of the developing bias voltage applied to the developing
The developing bias voltage is a voltage applied to the developing
<感光体ドラムの表面電位の制御>
次に、制御装置100による帯電器52による感光体ドラム51の表面電位の制御について説明する。
感光体ドラム51の表面電位は、帯電器52に印加する電圧により制御される。本実施形態においては、図5に示すように、感光体ドラム51の表面電位はカラーモードにおいては700Vに制御され、モノクロモードにおいては550Vに制御される。この理由は、後述するカラープリンタ1の動作において理解されるように、細い線や細かい点を十分な幅に載せたトナーで表現できるようにするためである。なお、図5の感光体ドラムの表面電位の欄において、カッコ内の値は、LEDユニット40による露光後の表面電位を示す。
<Control of surface potential of photosensitive drum>
Next, control of the surface potential of the
The surface potential of the
<動作説明>
[カラーモードの場合]
以上のような構成のカラープリンタ1の動作について説明する。
印刷データを受信したカラープリンタ1は、その印刷データがカラー画像であった場合、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53K,53Y,53M,53Cを、図2に示すように、それぞれ感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに接触させる。各感光体ドラム51の表面は、帯電器52により700Vに帯電され、印刷データに応じた光がLEDユニット40から放出されることで、感光体ドラム51の表面に相対的に低い150Vの電位で静電潜像が形成される。そして、各現像ローラ53が各感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに対面することで、各色のトナーが静電潜像に供給されて各色のトナー像が形成される。このトナー像の形成の際には、現像ローラ53に450Vの現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ53から十分な量のトナーが感光体ドラム51に移ってトナー像を形成する。そして、感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cのトナー像は、用紙P上に転写される。このときの転写電流は、図4(a)に示した値となるように定電流制御される。
<Description of operation>
[In color mode]
The operation of the color printer 1 having the above configuration will be described.
When the print data is a color image, the color printer 1 that has received the print data has developing
各色の感光体ドラム51から用紙Pに移ることができなかった残トナーは、感光体ドラム51の表面に付いたまま帯電器52の前を通過する。帯電器52の前を通過すると、感光体ドラム51の表面電位は700Vに高くなる。本実施形態においては、トナーは、正帯電性のものであり電位が高い方から低い方へ移動しやすいため、感光体ドラム51の表面の残トナーは現像ローラ53に対面したところで、現像ローラ53へと回収される。
Residual toner that could not be transferred from the
そして、用紙Pに転写されたトナー像は、定着ユニット80で用紙Pに定着され、排紙部90を通って排紙トレイ4上に排紙される。
The toner image transferred onto the paper P is fixed on the paper P by the fixing
[モノクロモードの場合]
カラープリンタ1が受信した印刷データがモノクロ画像であった場合、制御装置100は、図2に示すように、接離機構110を制御してイエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53Y,53M,53Cを、それぞれ感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間させ、ブラックに対応した現像ローラ53Kのみを、対応する感光体ドラム51に接触させる。
[In monochrome mode]
When the print data received by the color printer 1 is a monochrome image, the
ブラック用のプロセスカートリッジ50Kにおいては、カラーモードの場合と異なり、帯電器52により感光体ドラム51Kの表面が550Vに帯電された後、LEDユニット40により露光される。そして、カラーモードより低い300Vの現像バイアス電圧が現像ローラ53Kに印加され、現像ローラ53Kから感光体ドラム51Kの静電潜像にトナーが供給される。
In the
このとき、現像ローラ53の現像バイアス電圧を300Vに低くしたことにより感光体ドラム51Kに供給されるトナーの量が少なくなる結果、用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cに逆転写するトナーの量が少なくなる。しかし、仮に感光体ドラム51Kの表面電位を700Vと高くしたままで、単に現像ローラ53Kの現像バイアス電圧を低くすると、細い線や細かい点に十分なトナーが供給されなくなる。このことを、図6を参照して説明する。
At this time, the amount of toner supplied to the
図6においては、極めて短い時間露光をした場合、例えば、細線に相当する部分を露光したときの感光体ドラム51Kの表面電位を示している。図6(a)に示すように、感光体ドラム51の表面電位が700Vで現像ローラ51の現像バイアス電圧が450Vの場合(カラーモードと同じ場合)、現像ローラ53Kと感光体ドラム51Kが対面すると450V未満に電位が下がった範囲にトナーが移るので、450Vの位置で示した太線の範囲の幅B1の細線が形成される。これに対し、現像バイアス電圧を300Vとすると、300V未満に電位が下がった範囲にトナーが移るので、300Vの位置で示した太線の範囲の幅B2の細線が形成される。つまり、現像バイアス電圧を300Vと低くすることで、細線の太さが細くなってしまう。
FIG. 6 shows the surface potential of the
しかし、図6(b)に示すように、現像バイアス電圧を300Vと低くするのに合わせて、感光体ドラム51Kの表面電位をカラーモードよりも低く550Vにすれば、同図の300Vの位置の太線に示したように、図6(a)の450Vの位置の太線と同様の幅B3の範囲にトナーを移すことができる。
However, as shown in FIG. 6B, if the surface potential of the
本実施形態のカラープリンタ1における出力画像濃度を、図7を参照して説明する。図7においては、破線でカラーモードでの出力画像濃度を示し、実線でモノクロモードでの出力画像濃度を示す。図7に示すように、本実施形態のカラープリンタ1は、入力画像濃度(露光面積率)が高い(ベタ印刷に近い)場合には、モノクロモードにおいてカラーモードよりも低い出力画像濃度を実現し、入力画像濃度が低い画像(細線や細かい点)においては、カラーモードと同様に十分な出力画像濃度を実現する。これにより、モノクロモードのときに、入力画像濃度が高い部分において少なめのトナー量にして用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cに逆転写するトナーの量を少なくするとともに、細線や細かい点などの入力画像濃度が低い部分の出力画像濃度は十分に確保して見易い画像を得ることができる。このような濃度パターンにすると見易い理由は、見た目の濃度は、低濃度では露光面積率が大きく寄与し、高濃度ではトナー量が大きく寄与するからである。
The output image density in the color printer 1 of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the broken line indicates the output image density in the color mode, and the solid line indicates the output image density in the monochrome mode. As shown in FIG. 7, when the input image density (exposure area ratio) is high (close to solid printing), the color printer 1 of the present embodiment realizes an output image density lower than that of the color mode in the monochrome mode. For an image with a low input image density (thin lines or fine dots), a sufficient output image density is realized as in the color mode. As a result, in the monochrome mode, the amount of toner reversely transferred from the paper P to the
次に、ブラック以外のプロセスカートリッジ50の動作の説明に移ると、ブラック以外のプロセスカートリッジ50Y,50M,50Cにおいては、3色の現像ローラ53Y,53M,53Cは、対応する感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間しているので、これらの感光体ドラム51Y,51M,51Cにおいては、カラーモードの場合と異なり、感光体ドラム51Y,51M,51Cの表面の残トナーは、現像ローラ53Y,53M,53Cに回収されない。そのため、用紙Pから感光体ドラム51Y,51M,51Cへトナーの逆転写が起こると、逆転写したトナーが再度用紙Pに載ることで用紙Pにゴースト画像が発生する可能性がある。
Next, the operation of the
本実施形態のカラープリンタ1では、感光体ドラム51と転写ローラ74の間に印加される転写バイアスは、図4(b)に示した転写電流になるように定電流制御される。
すなわち、用紙Pの搬送方向においてブラックの次に配置されたイエローの転写電流は、カラーモードでは8μAであったのに対し、モノクロモードでは20μAに制御される。このため、用紙Pに載ったトナー粒子の中に、帯電性能のバラツキにより帯電しにくいトナー粒子があったとしても、2色目のイエローに対応する感光体ドラム51Yと転写ローラ74Yとの間に印加される強い転写バイアスによって用紙Pに強く寄せられる。これにより、用紙Pからイエローに対応する感光体ドラム51Yへのトナーの逆転写が抑制される。
In the color printer 1 of the present embodiment, the transfer bias applied between the
That is, the transfer current of yellow arranged next to black in the transport direction of the paper P is 8 μA in the color mode, but is controlled to 20 μA in the monochrome mode. For this reason, even if there are toner particles on the paper P that are difficult to be charged due to variations in charging performance, they are applied between the
そして、3色目以降のトナーカートリッジでは、転写電流が5μAに小さく設定されているので、トナーの過度なチャージアップが抑制され、トナー粒子間で放電することによる、負帯電トナーの逆転写が抑制される。 In the toner cartridges for the third and subsequent colors, since the transfer current is set to a small value of 5 μA, excessive toner charge-up is suppressed, and reverse transfer of negatively charged toner due to discharge between toner particles is suppressed. The
以上説明したように、本実施形態のカラープリンタ1によれば、モノクロモードにおける2色目の転写バイアスをカラーモードより大きくしたことにより、2色目のプロセスカートリッジ50Yにおいてトナーが用紙Pに引き付けられ、トナーの逆転写が抑制される。また、ブラックに対応する現像ローラ53Kに印加する現像バイアス電圧をカラーモードよりモノクロモードにおいて絶対値が小さくなるように制御しているので、入力画像濃度が高い部分に供給されるトナーの量を少なくして、2色目以降におけるトナーの逆転写を抑制することができる。これらの逆転写の抑制により、ゴースト画像の発生を抑制できる。さらに、ブラックに対応する感光体ドラム51Kの表面電位を、カラーモードよりモノクロモードにおいて絶対値が小さくなるように制御しているので、入力画像濃度が低い部分においては、十分なトナーを供給する。また、細線などの細かい画像の見易さを維持することができる。
As described above, according to the color printer 1 of the present embodiment, since the transfer bias for the second color in the monochrome mode is made larger than that in the color mode, the toner is attracted to the paper P in the
また、ブラックから数えて3色目以降のプロセスカートリッジ50M,50Cにおいて、モノクロモードの転写バイアスをカラーモードよりも小さくしていることで、トナーの過度なチャージアップを防止し、本来使用しようとするトナーの帯電極性と逆に帯電するトナーの発生(本実施形態では負帯電トナーの発生)を抑制し、トナーの逆転写を抑制することができる。
Further, in the
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず適宜変形して実施することができる。例えば、現像剤が5色以上用意され、感光体ドラム51が5つ以上あってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate. For example, five or more developers may be prepared and five or more
前記実施形態においては、画像形成装置としてカラープリンタを例示したが、複合機やコピー機に本発明を適用することもできる。 In the above embodiment, a color printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention can also be applied to a multifunction machine or a copier.
前記実施形態においては、3色目以降の転写バイアスが、カラーモードよりもモノクロモードの方が低い場合についてのみ説明したが、カラーモードとモノクロモードの転写バイアスが同じ場合や、モノクロモードの方が高い転写バイアスの場合も本発明に含まれる。 In the above embodiment, only the case where the transfer bias for the third and subsequent colors is lower in the monochrome mode than in the color mode has been described, but the transfer bias in the color mode and the monochrome mode is the same, or the monochrome mode is higher. The case of transfer bias is also included in the present invention.
前記実施形態においては、転写媒体として用紙Pを例示したが、転写媒体は、中間転写ベルトであることもある。 In the embodiment, the paper P is exemplified as the transfer medium. However, the transfer medium may be an intermediate transfer belt.
1 カラープリンタ
20 給紙部
30 画像形成部
40 LEDユニット
50 プロセスカートリッジ
51 感光体ドラム
52 帯電器
53 現像ローラ
70 転写ユニット
73 搬送ベルト
74 転写ローラ
80 定着ユニット
90 排紙部
100 制御装置
110 接離機構
P 用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
少なくともモノクロ印刷に使用する第1の感光体ドラムと、
カラー印刷に使用する複数の第2の感光体ドラムと、
前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、印刷時に感光体ドラムと接触して各感光体ドラムに現像剤を供給するとともに、感光体ドラムの表面に残った現像剤を回収する複数の現像ローラと、
前記第1および前記第2の感光ドラムのそれぞれに対応して設けられた感光体ドラムを帯電させる帯電器と、
前記複数の第2の感光体ドラムに対応する現像ローラを前記第2の感光体ドラムに対し接触または離間させる接離機構と、
前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、前記感光体ドラム上の現像剤像を転写バイアスにより転写媒体上に転写させる転写手段と、
前記接離機構を制御して、モノクロ印刷時に複数の前記第2の感光体ドラムに対応した複数の前記現像ローラを第2の感光体ドラムから離間させる制御手段とを備え、
前記第1の感光体ドラムは、前記転写媒体の搬送方向において前記複数の第2の感光体ドラムよりも上流に設けられ、
前記制御手段は、前記第1の感光体ドラムに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、前記第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように前記帯電器を制御することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having printing modes for monochrome printing and color printing,
A first photosensitive drum used for at least monochrome printing;
A plurality of second photosensitive drums used for color printing;
A developer provided corresponding to each of the first and second photosensitive drums, contacting the photosensitive drum at the time of printing, supplying the developer to each photosensitive drum, and the developer remaining on the surface of the photosensitive drum A plurality of developing rollers for collecting,
A charger for charging a photosensitive drum provided corresponding to each of the first and second photosensitive drums;
A contact / separation mechanism for contacting or separating a developing roller corresponding to the plurality of second photosensitive drums with respect to the second photosensitive drum;
Transfer means provided corresponding to each of the first and second photosensitive drums, and transferring a developer image on the photosensitive drum onto a transfer medium by a transfer bias;
Control means for controlling the contact / separation mechanism to separate the plurality of developing rollers corresponding to the plurality of second photosensitive drums from the second photosensitive drum during monochrome printing;
The first photosensitive drum is provided upstream of the plurality of second photosensitive drums in the transport direction of the transfer medium,
The control unit controls the absolute value of the developing bias voltage applied to the developing roller corresponding to the first photosensitive drum so that the absolute value during monochrome printing is smaller than that during color printing. An image forming apparatus, wherein the charger is controlled so that the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum is smaller in monochrome printing than in color printing.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9031437B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-05-12 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JP2019080322A (en) * | 2015-03-10 | 2019-05-23 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus, image forming method, and program |
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