JP2015230419A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKのうち、最上流側に位置するイエロー用の感光体ドラム1Yを除く他の感光体ドラム11M、11C、11BKについて、画像形成に関与しないものがあるときに、その感光体ドラム11に対応する現像装置13が駆動されないように制御するとともに、その感光体ドラム11に対応する1次転写ローラ14に第1転写工程時の所定極性とは異なる極性のバイアスを紙間のタイミングで印可する「現像駆動停止モード」が実行される。
【選択図】図1
Description
そして、これらの4つの感光体ドラムでは、それぞれ、ブラック(黒色)、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。そして、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像が、中間転写ベルトを介して各感光体ドラムにそれぞれ対向するように設置された1次転写ローラ(1次転写部材)によって、中間転写ベルト上に重ねて転写(1次転写)される。さらに、中間転写ベルト上に担持された複数色のトナー像は、中間転写ベルトと2次転写ローラとの当接位置で、カラー画像として記録媒体上に転写(2次転写)される。
特に、特許文献1、2の技術は、モノクロ画像を形成するときであって感光体ドラムの回転速度が切り替えられるときに画像形成に関与しない現像装置を所定時間駆動したり、モノクロ画像を形成するときに画像形成に関与しない現像装置を通常時よりも遅い速度で駆動したりするものであって、画像形成に関与しない現像装置を完全に駆動停止していないため、それらの現像装置の内部に収容された現像剤の劣化が早められるのを完全に防止することができなかった。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
本実施の形態における画像形成装置1は、複数のプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)が中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
なお、図2をも参照して、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにそれぞれ対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKや現像装置13Y、13M、13C、13BKなどについて、適宜に、その符号中のアルファベットを付して説明したり、その符号中のアルファベットを除して説明したりする。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14Y、14M、14C、14BKが設置されている。そして、1次転写ローラ14Y、14M、14C、14BKに所定極性(本実施の形態では、マイナス極性のトナーに対して、プラス極性である。)の1次転写バイアス(電圧)が図2に示す電源部62から印可されることで、1次転写ローラ14Y、14M、14C、14BKの位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、潤滑剤供給装置16の位置と除電部(不図示である。)の位置とを順次通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部(不図示である。)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19(タイミングローラ)に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、本実施の形態では、記録媒体Pの搬送速度(プロセス線速)が205mm/秒程度に設定されている。
なお、図2はプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの近傍を示す構成図である。各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、ほぼ同じ構成部材によって構成されている。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、が順次積層されている。なお、感光体ドラム11の表面層として、保護層をさらに積層することもできる。
感光体ドラム11の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
そして、このように構成された帯電装置12において、帯電ローラ12aには帯電バイアス電源部(不図示である。)から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。本実施の形態では、帯電バイアスとしてAC電圧にDC電圧を重畳させたものを印加している。
なお、本実施の形態では、クリーニングローラ12bを設置したが、帯電ローラ12aの汚れが軽微であるような場合などには、その設置を省くこともできる。
現像装置13の内部には、トナーとトキャリアとからなる2成分現像剤が収容されている。なお、現像装置13内に収容される2成分現像剤としては、公知のものを用いることができる。
潤滑剤供給装置16は、クリーニング装置15(クリーニングブレード15a)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側(走行方向下流側)であって、帯電装置12に対して感光体ドラム11の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード15dは、潤滑剤供給ローラ16aに対して感光体ドラム11の回転方向下流側に配設されている。
なお、本実施の形態では、潤滑剤供給ローラ16a(潤滑剤供給部材)としてブラシ状のローラ部材を用いたが、潤滑剤供給ローラ16a(潤滑剤供給部材)として芯金上に発泡弾性層が周設されたスポンジ状のローラ部材を用いることもできる。
固形潤滑剤16bを潤滑剤供給ローラ16aを介して感光体ドラム11表面に塗布すると、感光体ドラム11表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、薄層化ブレード16dが潤滑剤を薄層化・均一化する部材として機能することになる。薄層化ブレード16dにより、感光体ドラム11上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。
現像ローラ13a(現像剤担持体)は、駆動手段としての駆動モータ61によって駆動されて、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像装置13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給手段によってトナー容器28Y、28M、28C、28BKからトナーホッパ部(サブホッパ)を介して補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
なお、2つの搬送スクリュ13b1、13b2(搬送部材)を回転するための駆動力は、駆動モータ61によって駆動される現像ローラ13aから不図示のギア列を介して、それぞれの回転軸部に入力されたものである。すなわち、駆動手段としての駆動モータ61によって現像装置13が駆動されることになる。
本実施の形態では、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK(複数の像担持体)のうち、中間転写ベルト17(中間転写体)の走行方向に対して最上流側に位置する第1像担持体としてのイエロー用の感光体ドラム1Yを除く他の感光体ドラム11M、11C、11BK(他の像担持体)について、その表面にトナー像を形成しないものがあるときに、その感光体ドラム11に対応する現像装置13が駆動されないように駆動モータ61(駆動手段)を制御部60によって制御するとともに、その感光体ドラム11に対応する1次転写ローラ14(1次転写部材)に第1転写工程時の所定極性とは異なる極性(マイナス極性である。)のバイアスを、走行方向上流側の位置で中間転写ベルト17の表面に1次転写されたトナー像がその1次転写ローラ14の位置を通過しないタイミング(紙間以外のタイミングでも良いが、紙間のタイミングが好ましい。)で、印可する「現像駆動停止モード」が実行される。
このとき、最上流側のイエロー用の作像部10Yと、画像形成プロセスに関与するマゼンタ用、シアン用の作像部10M、10Cと、が通常時と同じように駆動される。そして、画像形成プロセスに関与しないブラック用の作像部10BKについては、ブラック用の現像装置13BK(現像ローラ13aと2つの搬送スクリュ13b1、13b2)の駆動を停止するように制御部60によって駆動モータ61を制御して、さらに図3に示すように上流側で形成されたトナー像(画像領域)がブラック用の1次転写ローラ14BKの位置を通過するときには通常時と同じ1次転写バイアス(プラス極性のバイアスである。)を印可して、画像領域と画像領域との紙間がブラック用の1次転写ローラ14BKの位置を通過するときには通常時と逆極性の1次転写バイアス(マイナス極性のバイアスである。)を印可するように、制御部60によって電源部62を制御する。また、このように現像装置13BKの駆動停止と1次転写バイアスの極性反転とがおこなわれるブラック用の作像部10BKにおいて、その他のシーケンス(帯電バイアスや現像バイアスの印可制御や、感光体ドラム11BKや帯電ローラ12aや潤滑剤供給ローラ16aの駆動制御などである。)は通常時のものと同様になるように制御される。また、中間転写ベルト17も通常時と同様に走行されることになる。
なお、最上流側のイエロー用の作像部10Yについては、画像形成プロセスへの関与の有無に関わらず、現像駆動停止モードは実行せずに、通常時と同様に現像装置13Yの駆動や正極性の1次転写バイアスの印可などの動作がおこなわれることになる。
また、本実施の形態において、公知のもののように、中間転写ベルト17上にパッチパターンやスケールパターン(いずれも略矩形状のトナー像である。)を紙間に形成して、画像濃度調整や色ズレ調整などをおこなう場合には、それらの調整を確実におこなうために、それらのパターンが形成される紙間では現像駆動停止モード(1次転写バイアスの極性反転)をおこなわないように制御することが好ましい。
また、所定の条件で、現像駆動停止モードをおこなった場合と、現像駆動停止をおこなわなかった場合と、の現像剤の劣化状態をボソツキ画像の程度で比較したところ、前者の方が後者に比べて明らかに現像剤の劣化が少なくなることを確認した。
例えば、下流側の3つの感光体ドラム11M、11C、11BKのうち、マゼンタ用の感光体ドラム11M(作像部10M)とシアン用の感光体ドラム11C(作像部10C)とが画像形成プロセスに関与しない場合には、最初の紙間が通過するときにシアン用作像部10Cの1次転写ローラ14Cに正極性の1次転写バイアスを印可してマゼンタ用作像部10Mの1次転写ローラ14Mに逆極性の1次転写バイアスを印可して、次の紙間が通過するときにシアン用作像部10Cの1次転写ローラ14Cに逆極性の1次転写バイアスを印可してマゼンタ用作像部10Mの1次転写ローラ14Mに正極性の1次転写バイアスを印可して、その後は同じ順番で「現像駆動停止モード」を交互におこなう。
また、下流側の3つの感光体ドラム11M、11C、11BKのすべてが画像形成プロセスに関与しない場合には、最初の紙間が通過するときにシアン用作像部10Cの1次転写ローラ14Cに逆極性の1次転写バイアスを印可してマゼンタ用作像部10Mの1次転写ローラ14Mに正極性の1次転写バイアスを印可してブラック用作像部10BKの1次転写ローラ14BKに逆極性の1次転写バイアスを印可して、次の紙間が通過するときにシアン用作像部10Cの1次転写ローラ14Cに正極性の1次転写バイアスを印可してマゼンタ用作像部10Mの1次転写ローラ14Mに逆極性の1次転写バイアスを印可してブラック用作像部10BKの1次転写ローラ14BKに逆極性の1次転写バイアスを印可して、さらに次の紙間が通過するときにシアン用作像部10Cの1次転写ローラ14Cに逆極性の1次転写バイアスを印可してマゼンタ用作像部10Mの1次転写ローラ14Mに逆極性の1次転写バイアスを印可してブラック用作像部10BKの1次転写ローラ14BKに正極性の1次転写バイアスを印可して、その後は同じ順番で「現像駆動停止モード」を交互におこなう。
このように制御することで、現像駆動停止モードがおこなわれる複数の作像部10において、中間転写ベルト17上の地汚れトナーが上流側に位置する作像部10のクリーニングブレード15aに集中的に入力されてしまって、下流側に位置する作像部10のクリーニングブレード15aに地汚れトナーが入力されなくなってしまう不具合が抑止されることになる。すなわち、現像駆動停止モードがおこなわれる複数の作像部10におけるクリーニングブレード15aに、中間転写ベルト17上の地汚れトナーが均等に供給されることになり、複数のクリーニングブレード15aの破損や異常音などの発生を軽減することができる。
また、図4に示すように、中間転写ベルト17に担持されたトナー像パターンは、現像駆動停止モードが実行される下流側の作像部10において、逆極性のバイアスが印可された1次転写ローラ14によって感光体ドラム11に移動して、その後にクリーニングブレード15aに供給されることになる。このようなトナー像パターンのトナー量は、地汚れトナーのトナー量に比べて圧倒的に多いため、上述したクリーニングブレード15aなどの破損や異常音などを防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
なお、イエロー用感光体ドラム11Yに形成される画像の画像面積率は、画像部と非画像部との総面積に対する画像部の面積比率であって、書込み部6の稼働状況(デューティ)などによって検知することができる。
そして、図5に示すように、中間転写ベルト17に担持されたトナー像パターンは、現像駆動停止モードが実行される下流側の作像部10において、逆極性のバイアスが印可された1次転写ローラ14によって感光体ドラム11に移動して、その後にクリーニングブレード15aに供給されることになる。このようなトナー像パターンのトナー量は、地汚れトナーのトナー量に比べて圧倒的に多いため、上述したクリーニングブレード15aなどの破損や異常音などを防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
これに対して、イエロー用感光体ドラム11Y(第1像担持体)に対応する現像装置13Yにトナーを補給するために交換可能に設置される第1トナー容器28Yについて、他の3つの感光体ドラム11M、11C、11BK(他の像担持体)に対応する現像装置13M、13C、13BKにトナーを補給するために交換可能に設置される他のトナー容器28M、28C、28BKに比べて、そのトナー容量が多くなるように形成することもできる。これにより、画像形成への関与の有無に関わらず駆動されたり、先に図4や図5で説明したトナー像パターンが作成されたりすることにより、他の作像部10M、10C、10BKに比べてトナー消費が多くなる、最上流側に位置するイエロー用作像部10Yに対応するイエロー用のトナー容器28Yが、早期に空(トナーエンド)になってしまい、その交換頻度が高まる不具合を軽減することができる。
ブラック用の作像部10BKは、モノクロ画像モード時にカラー用の作像部10Y、10M、10Cとは独立して単独で画像形成に関与する場合が多く、ブラック用トナーの消費はカラー用トナーの消費に比べて多くなる傾向があるため、ブラック用のトナー容器28BKのトナー容量をカラー用のトナー容器28Y、28M、28Cのトナー容量よりも多く設定する画像形成装置が少なくない。そのため、もともと他のものに比べてトナー容量が大きく設けられるブラック用のトナー容器28BKのトナー容量を、先に説明した最上流側への設置を理由としてさらに大きなものに設定することで、4つのトナー容器28Y、28M、28C、28BKを、3種類ではなく、図6に示すようにブラック用のものとカラー用のものと2種類の大きさのものに制限することができる。
本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置(帯電部)と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットであるものと定義する。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。ただし、2成分現像剤は、1成分現像剤に比べて、現像装置が空駆動されることによる劣化の進行が顕著であるため、本願発明の適用が特に有用になる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
10、10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ(作像部)、
11、11Y、11M、11C、11BK 感光体ドラム(像担持体)、
12 帯電装置、
12a 帯電ローラ、
13、13Y、13M、13C、13BK 現像装置、
14、14Y、14M、14C、14BK 1次転写ローラ(1次転写部材)、
15 クリーニング装置、
15a クリーニングブレード、
16 潤滑剤供給装置、
17 中間転写ベルト(中間転写体)、
28Y、28M、28C、28BK トナー容器、
61 駆動モータ(駆動手段)、
62 電源部。
Claims (7)
- 複数の像担持体と、
前記複数の像担持体にそれぞれ対向するように配設されて、駆動手段によって駆動されて、前記複数の像担持体の表面にそれぞれ形成された潜像を現像してトナー像を担持させる複数の現像装置と、
前記複数の像担持体の表面にそれぞれ当接するように配設されて、前記複数の像担持体にそれぞれ付着したトナーを除去する複数のクリーニングブレードと、
前記複数の像担持体がそれぞれ対向するように並設されて、所定方向に走行する中間転写体と、
前記中間転写体を介して前記複数の像担持体にそれぞれ対向するように配設されて、所定極性の1次転写バイアスが印可されることで前記複数の像担持体にそれぞれ担持されたトナー像を前記中間転写体の表面に1次転写する複数の1次転写部材と、
を備え、
前記複数の像担持体のうち、前記中間転写体の走行方向に対して最上流側に位置する第1像担持体を除く他の像担持体について、その表面にトナー像を形成しないものがあるときに、当該像担持体に対応する前記現像装置が駆動されないように前記駆動手段を制御するとともに、当該像担持体に対応する前記1次転写部材に前記所定極性とは異なる極性のバイアスを、走行方向上流側の位置で前記中間転写体の表面に1次転写されたトナー像が当該1次転写部材の位置を通過しないタイミングで、印可する現像駆動停止モードが実行されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1像担持体の表面に形成される所望のトナー像の画像面積率に応じて前記所望のトナー像とは別にトナー像パターンを前記第1像担持体の表面に形成して、前記現像駆動停止モードが実行される前記像担持体に前記中間転写体を介して前記トナー像パターンが担持されるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1像担持体の表面に形成される所望のトナー像とは別にトナー像パターンを前記第1像担持体に対応する前記現像装置が所定時間駆動されるごとに前記第1像担持体の表面に形成して、前記現像駆動停止モードが実行される前記像担持体に前記中間転写体を介して前記トナー像パターンが担持されるように制御されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記他の像担持体についてその表面にトナー像を形成しないものが複数あるときに、その複数の像担持体に対して前記現像駆動停止モードが1つずつ交互におこなわれるように制御されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記第1像担持体に対応する前記現像装置にトナーを補給するために交換可能に設置される第1トナー容器は、前記他の像担持体に対応する前記現像装置にトナーを補給するために交換可能に設置される他のトナー容器に比べて、そのトナー容量が多くなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数の像担持体は、少なくともイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像にそれぞれ対応した4つの像担持体であって、
前記第1像担持体は、ブラックのトナー像に対応した像担持体であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数の現像装置は、それぞれ、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤が内部に収容されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
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