JP2016062046A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不良画像の発生を抑制する。【解決手段】中間転写体が複数の画像形成ユニットに当接し、複数の画像形成ユニットでトナー像を形成するフルカラーモードと、中間転写体が複数の画像形成ユニットに当接し、複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードとを実行可能であり、フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、モノクロ画像を第１のモノクロモードで形成し、第１のモノクロモードにおいて、複数の画像形成ユニットのうち１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの像担持体と現像手段との間の電位差を、画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、現像手段によって形成した記録材の数のうち少なくとも１つに基づいて制御する画像形成装置。【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及び、これらの機能を複数備えた複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置の高速化に伴い、フルカラーの画像形成装置としては、ベルト部材に対応して複数の画像形成部を並べて配置し、各色の作像プロセスを並行処理する構成が主流となっている。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、中間転写ベルトを用いたフルカラータンデム方式が挙げられる。

フルカラータンデム方式では、並んで配列された複数の画像形成ユニットを用いる。そして、これらの画像形成ユニットで形成された、色がそれぞれ異なるトナー像を中間転写ベルト上に重ねて１次転写する。さらに、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を一括して記録媒体に２次転写した後、記録媒体上のトナー像を定着してフルカラー画像が得られる。

画像形成ユニットでは、帯電ローラにより感光体ドラムの表面が帯電される。また、帯電した感光体ドラムの表面は、レーザスキャナにより露光され潜像が形成される。そして、現像器により感光体ドラムの表面上の潜像がトナー像として現像される。現像されたトナー像は１次転写ローラにより中間転写ベルトに転写される。さらに、１次転写後に感光体ドラム上に残留したトナーはクリーニング部材によって除去される。

フルカラータンデム方式の画像形成装置では、モノクロ画像形成時には使用しないカラーの画像形成ユニットの短寿命化を抑制することが必要である。そのため、中間転写ベルトが全ての画像形成ユニットに当接しているフルカラーモードと、中間転写ベルトがブラックの画像形成ユニットのみに当接しているモノクロモードとを切り換えることのできる構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

一方、このような画像形成装置では、フルカラー画像とモノクロ画像の混在した印刷ジョブを行う場合、フルカラーモードとモノクロモードの切り換えに伴うダウンタイムが頻繁に発生するという問題があった。

特許文献２では、モノクロ画像もフルカラーモードで印刷した方が、印刷時間が短縮できる場合には、モノクロ画像をフルカラー画像として処理するという構成が開示されている。

特許文献３では、モノクロ画像をフルカラーモードで印刷する場合に、カラーの画像形成ユニットの現像器を停止させることで、ダウンタイムを発生させずにカラーの画像形成ユニットの短寿命化を抑制する構成が開示されている。

特開２００１−３１８５０８号公報 特開２００４−２４６５７１号公報 特開２００７−１１１５１号公報

しかしながら、上述の従来技術のように、一部の現像器を停止させたまま他の現像器により画像の形成を行う場合は、以下のような問題がある。

すなわち、現像器が停止して感光体ドラムのみが回転している場合、感光体ドラムと停止している現像器との対向部に存在するトナーが感光体ドラムに掻き取られ、いわゆる「カブリ画像」が発生してしまうことが本発明者の検討で明らかになった。この現象の詳細については後述する。

従って、本発明の目的は、フルカラー画像とモノクロ画像の混在した印刷ジョブを行う際に、ダウンタイムを発生させず、画像形成ユニットの短寿命化を抑制した上で、不良画像の発生も抑制することのできる画像形成装置を提供することである

この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
トナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー像が転写され、前記複数の画像形成ユニットに離接可能に配置された中間転写体とを具備し、
前記中間転写体に転写されたトナー像が記録材に転写される画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ユニットのそれぞれの画像形成ユニットは、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に前記トナー像を形成する現像手段とを具備し、
前記画像形成装置は、
前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットでトナー像を形成するフルカラーモードと、前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードとを実行可能であり、
フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、前記モノクロ画像を前記第１のモノクロモードで形成し、前記第１のモノクロモードにおいて、前記複数の画像形成ユニットのうち前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、前記現像手段によって形成した記録材の数のうち少なくとも１つに基づいて制御することを特徴とする。

本発明によれば、フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、モノクロ画像を中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードで形成する。１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの像担持体と現像装置との間の電位差を、画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、現像装置によって形成した記録材の数のうち少なくとも一つに基づいて制御する。このため、フルカラー画像とモノクロ画像の混在した印刷ジョブを行う場合でも、ダウンタイムを発生させずに、画像形成ユニットの短寿命化を抑制し、「カブリ画像」などの不良画像の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の１次転写ローラ離間機構の動作を説明する図である。図４（ａ）は、全着状態を示し、図４（ｂ）は、Ｂｋ着状態を示している。 本発明の第１実施形態の画像形成モードを示す表である。 本発明の第１実施形態におけるフルカラー画像とモノクロ画像が混在した印刷ジョブを説明する図である。図６（ａ）は、フルカラーモードとモノクロモードを切り替える場合を示す。図６（ｂ）は、フルカラーモードで全ての画像を形成する場合を示す。図６（ｃ）は、全着モノクロモードでモノクロ画像を形成する場合を示す図である。 本発明の第１実施形態において全着モノクロモードにおけるカブリ画像を説明するための図である。 本発明の第１実施形態において現像高圧とカブリ、キャリア付着の関係を示す表である。 本発明の第１実施形態において記録材の坪量とプロセススピード及び現像スリーブ上の現像剤量の関係を示す表である。 本発明の第１実施形態において、記録材の坪量とカブリの関係を示す表である。 本発明の第１実施形態において、記録材の坪量毎の現像高圧の設定とカブリの関係を示す表である。 本発明の第１実施形態のカブリ対策制御の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の画像形成装置内の水分量とカブリの関係を説明する表である。 本発明の第２実施形態の画像形成装置内の水分量毎の現像高圧の設定とカブリの関係を示す表である。 本発明の第３実施形態において、現像剤中のトナー比率とカブリの関係を示す表である。 本発明の第３実施形態において、現像剤中のトナー比率毎の現像高圧の設定とカブリの関係を示す表である。 本発明の第４実施形態において、現像装置の耐久枚数とカブリの関係を示す表である。 本発明の第４実施形態の現像装置の耐久枚数毎の現像高圧の設定とカブリの関係を示す表である。 本発明の第６実施形態において、プロセススピード毎の全着モノクロモードの実施可否の関係を示す表である。 本発明の第６実施形態の現像装置のカブリ対策制御の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態の画像形成装置を詳細に説明する。本実施形態では、トナー像の形成及び転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

（画像形成装置の概略構成）
図１は画像形成装置の概略構成を示す図である。

同図に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０１（中間転写体）に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成ユニット１０９Ｙにより、感光体ドラム１０３（像担持体）上にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０１に転写される。画像形成ユニット１０９Ｍでは、画像形成ユニット１０９Ｙと同様な手順で感光体ドラム１０３上にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０１上のイエロートナー像に重ねて転写される。画像形成ユニット１０９Ｃ、１０９Ｂｋでは、画像形成ユニット１０９Ｙと同様な手順でシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１０１に順次重ねて転写される。

中間転写ベルト１０１に担持された四色のトナー像は、２次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括で２次転写される。四色のトナー像を２次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト１０１から曲率分離して定着装置１１２へ送り込まれる。定着装置１１２は、定着ローラ１１２ａと加圧ローラ１１２ｂにより記録材Ｐを加熱加圧して、トナーを融解して表面に画像を定着させる。その後、記録材Ｐは機体外へ排出される。

画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋは、それぞれの現像装置１０６（現像手段）で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。

以下では、ブラックの画像形成ユニット１０９Ｂｋについてトナー像の形成プロセスを説明し、他の画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃに関する重複した説明を省略する。また、トナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜省略する。

画像形成ユニット１０９Ｂｋは、感光体ドラム１０３の周囲に、帯電ローラ１０４（帯電手段）、露光装置１０５（静電潜像形成手段）、現像装置１０６、１次転写ローラ１０７、感光体クリーニングブレード１０８を配置している。感光体ドラム１０３は、帯電極性が負極性の感光層を表面に有し、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。帯電ローラ１０４は、負極性の直流電圧を印加されて感光体ドラム１０３の表面を負極性に帯電させる。露光装置１０５は、ブラックの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを走査して、感光体ドラム１０３の表面に画像の静電潜像を書き込む。

なお、中間転写ベルト１０１は、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋに離接可能に設けられている。

（現像装置の構成）
図２は、図１に示す画像形成装置で用いられる現像装置１０６の構成を示す図である。

同図に示すように、現像装置１０６では、帯電極性が負極性の非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分の現像剤５００が攪拌部材１１により摩擦帯電される。現像剤５００は搬送部材１２により搬送されて、現像スリーブ１３に担持される。現像スリーブ１３に担持された現像剤５００は、規制ブレード１４により厚さが規制された後、感光体ドラム１０３との対向部へ搬送される。現像スリーブ１３は感光体ドラム１０３に対して所定の距離を空けて保持されている。負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ１３に印加することで、負極性に帯電したトナーが相対的に正極性になった感光体ドラム１０３の露光部分へ移転して静電潜像が反転現像される。

図１に示すように、１次転写ローラ１０７は、感光体ドラム１０３と中間転写ベルト１０１の間に１次転写部Ｔ１を形成する。１次転写ローラ１０７に正極性の直流電圧を印加することで、感光体ドラム１０３に担持されたトナー像が中間転写ベルト１０１へ１次転写される。感光体クリーニングブレード１０８は感光体ドラム１０３の駆動方向に対向するように当接して、感光体ドラム１０３に残った転写残トナーを回収する。

２次転写ローラ１１１は、トナー像の移送方向の画像形成ユニット１０９Ｂｋから転写クリーニングブレード１０２までの間で中間転写ベルト１０１の外側面に当接する。２次転写ローラ１１１は、駆動ローラ１１０に内側面を支持された中間転写ベルト１０１に当接して２次転写部Ｔ２を形成する。２次転写ローラ１１１に正極性の直流電圧を印加することで、中間転写ベルト１０１に担持されたフルカラートナー像が記録材Ｐへ２次転写される。転写クリーニングブレード１０２はテンションローラ１１５に対向し、中間転写ベルト１０１の駆動方向に当接して、中間転写ベルト１０１に残った転写残トナーを回収する。

中間転写ベルト１０１は、矢印Ｒの方向へと搬送駆動されるベルト部材であり、駆動部材である駆動ローラ１１０、張架部材である張架ローラ１１３、１１４、中間転写ベルト１０１に所定の張力を付与するテンションローラ１１５によって張架されている。駆動ローラ１１０は、２次転写部Ｔ２に配置される２次転写内ローラの機能を兼ね備えている。ただし、中間転写ベルト１０１を張架するローラの本数は図１の構成に限定されるものではない。

（制御系の構成）
図３は画像形成装置１００の制御系を示すブロック図である。ユーザは、印刷ジョブを操作部２０１を操作することで実行する。制御部２００は操作部２０１からの信号を受けて、画像形成装置１００の各種デバイスを動作させる。制御部２００は、ＣＰＵ２００ａ、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３を有する。ＲＯＭ２０２には各種制御に必要な設定値が記録されており、必要に応じてＣＰＵ２００ａにより呼び出される。ＲＡＭ２０３には、画像形成操作により変化する印刷枚数等様々なデータが一時的に記録され、各種制御に利用される。また、画像形成装置１００は水分量検知センサ２０４とインダクタンス検知センサ２０５とを有しており、必要に応じて制御部２００により実行され、画像形成装置１００内の水分量と現像剤中のトナー比率をそれぞれ検知することができる。さらに、画像形成装置１００は１次転写ローラ離間機構３００を有している。

また、画像形成装置１００は複数のプロセススピードで動作可能である。例えば記録材Ｐの坪量が大きい場合には、通常よりもプロセススピードを低速にして定着装置１１２での定着性を確保するように動作することが可能である。他にもユーザが高解像度の画像を得たい場合に、操作部２０１からプロセススピードを低速に変更できる構成としてもよい。

（画像形成モード）
図４は、１次転写ローラ離間機構３００による１次転写ローラの離間動作を示す図である。

同図に示すように、画像形成装置１００は１次転写ローラ離間機構３００によって、カラーの１次転写ローラ１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃを上下動させる。これにより、中間転写ベルト１０１をカラーの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃに当接及び離間させることができる。

図４（ａ）に示す全着状態では、中間転写ベルト１０１が全ての感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋに当接している。一方、図４（ｂ）のＢｋ着状態では、中間転写ベルト１０１は感光体ドラム１０３Ｂｋにのみ当接しており、他の感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃからは離間している。

図５は、画像形成装置１００の画像形成モードの詳細を示す表である。

同図に示すように、画像形成装置１００はフルカラーモード、モノクロモード（第２のモノクロモード）、全着モノクロモード（第１のモノクロモード）の３つの画像形成モードを実行可能である。

フルカラーモードでは１次転写ローラ離間機構３００は全着状態であり、全ての画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋを用いて中間転写ベルト１０１上にフルカラー画像を形成する。

モノクロモードでは１次転写ローラ離間機構３００はＢｋ着状態であり、画像形成ユニット１０９Ｂｋ（１つの画像形成ユニット）のみを用いて中間転写ベルト１０１上にモノクロ画像を形成する。このとき、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ（複数の画像形成ユニットのうち１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニット）は駆動もされず、高圧印加もされない。

一方、全着モノクロモードでは１次転写ローラ離間機構３００は全着状態であるが、画像形成ユニット１０９Ｂｋのみを用いて中間転写ベルト１０１上にモノクロ画像を形成する。このとき、カラーの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃの駆動と、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃへの高圧印加は通常通り行っていて、カラーの現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃの駆動のみ停止している。ただし、現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃへの高圧印加に関しては、交流電圧は印加せずに直流電圧のみの印加としてもよい。

図６はフルカラー画像とモノクロ画像が混在した印刷ジョブを行う場合を説明するための図である。具体例として、フルカラー画像、モノクロ画像、フルカラー画像、モノクロ画像の順で４枚を連続印刷する場合について説明する。

図６（ａ）に示すように、画像毎にフルカラーモードとモノクロモードとを切り替える場合には、４枚の画像を印刷する間に３回のモード切り換えが発生する。フルカラーモードからモノクロモードへの切り替えでは、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃの駆動と高圧出力の停止及び、１次転写ローラ離間機構３００の全着状態からＢｋ着状態への切り替えが必要となる。モノクロモードからフルカラーモードへの切り替えでは、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃの駆動と高圧出力の開始及び、１次転写ローラ離間機構３００のＢｋ着状態から全着状態への切り替えが必要となる。このように画像毎にフルカラーモードとモノクロモードを切り替えると、非常に多くのダウンタイムが発生してしまう。

また、図６（ｂ）のようにフルカラーモードで全ての画像を形成する場合にはダウンタイムの発生はない。しかし、モノクロ画像を形成するのに本来必要のないカラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃも使用しているため、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃや現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃの短寿命化を招いてしまう。特に、このような使用状況下では現像剤の劣化が顕著である。

一方、図６（ｃ）のように全着モノクロモードでモノクロ画像を形成する場合には、４枚の画像を印刷する間に３回のモード切り換えが発生するものの、このときの動作は現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの停止と駆動のみである。全着モノクロモードからフルカラーモードへの切り替えでも、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃの高圧出力も停止していなかったため、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃの表面電位を安定させるためのダウンタイムは発生しない。さらに、モノクロ画像を形成するときにはカラーの現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃの駆動は停止しているため、現像剤の劣化は起こらず、現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃの短寿命化を抑制するのに効果的である。

本実施形態では、図６（ｃ）の全着モノクロモードを用いる方法を採用する。しかし、モノクロ画像が所定の枚数以上連続する場合には、カラーの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃの短寿命化を考慮して、途中でモノクロモードに切り替えるなどの処理を行ってもよい。

（カブリ画像）
全着モノクロモードでは、ブラックの画像形成ユニット１０９Ｂｋで形成したモノクロ画像に、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーが載ってしまう「カブリ画像」が発生することがある。ここで、「カブリ」とは本来意図していない白地部にトナーが載ってしまうことを意味している。

図７は、カブリ画像の説明図であり、例としてシアンのトナーによるカブリが発生している場合を示している。

本発明者の検討によって、全着モノクロモードでのカブリは感光体ドラム１０３の１周の周期で帯状に発生する場合が多いことが分かった。また、感光体ドラム１０３の１周毎にカブリは薄くなっていき、画像影響としては数枚程度で消えることが多かった。

全着モノクロモードでは、カラーの現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃは停止しており、カラーの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃではトナー像を形成していない。本発明者の検討によって、全着モノクロモードでのカブリは、現像装置１０６と感光体ドラム１０３の対向部に存在しているトナーを、感光体ドラム１０３が物理的に掻き取ることによって発生していることが分かった。すなわち、感光体ドラム１０３の１周のうち、現像スリーブ１３との距離が小さい領域でトナーを掻き取りやすいため、感光体ドラムの１周周期での帯状の「カブリ」として顕在化する。

一方、フルカラーモードでもカブリが発生することはあるが、本発明者の検討ではフルカラーモードではカブリが発生しない画像形成ユニット１０９でも、全着モノクロモードではカブリが発生した。これは、フルカラーモードでは現像スリーブ１３の駆動による搬送力が働いているが、全着モノクロモードでは現像スリーブ１３による搬送力が働いていないためであると考えられる。

上述したように、全着モノクロモードを用いると、フルカラー画像とモノクロ画像が混在した印刷ジョブを行う場合にも、ダウンタイムを発生させずに画像形成ユニット１０９の短寿命化を抑制することが可能である。しかしながら、全着モノクロモードでカブリ画像が発生する場合には、何らかの対策が必要となる。

全着モノクロモードでのカブリは、フルカラーモードでのカブリと同様に、温湿度環境や耐久によって現像剤が劣化しているとカブリの程度が悪化する。また、現像スリーブ１３上の現像剤量が多くてもカブリの程度は悪化する。

（カブリ画像の抑制）
次に、画像形成装置１００のプロセススピードに基づいて、全着モノクロモードで現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに印加する電圧を調整して、カブリを良化させる制御について説明する。まず、現像スリーブ１３に印加する電圧と全着モノクロモードでのカブリの関係について説明する。

以下では、全着モノクロモードで現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに印加する電圧は直流電圧のみとする。また、帯電ローラ１０４によって帯電された感光体ドラム１０３と現像スリーブ１３の電位差をＶｂａｃｋと呼称し、現像スリーブ１３への印加電圧を調整することによって、このＶｂａｃｋの値を調整する。帯電した感光体ドラム１０３と現像スリーブ１３はともに負極性の電位を帯びているが、感光体ドラム１０３の方が相対的に負極性の電位が高いときをＶｂａｃｋの正の値とする。

摩擦帯電した現像剤中では、トナーは負極性、キャリアは正極性の電荷を帯びているため、Ｖｂａｃｋが正のときにはトナーには現像スリーブ１３方向への静電気力が、キャリアには感光体ドラム１０３方向への静電気力が働く。すなわち、Ｖｂａｃｋの値が大き過ぎると、現像スリーブ１３上にキャリアを保持できなくなり、感光体ドラム１０３へのキャリア付着が発生する。反対に、Ｖｂａｃｋの値が小さいとトナーに対する現像スリーブ１３方向への力が十分に働かないため、感光体ドラム１０３にトナーが付着し、カブリとなる。

図８は全着モノクロモードでの画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９ＣのＶｂａｃｋの値を変えた場合のカブリとキャリア付着の程度を示した図である。Ｖｂａｃｋが小さいとカブリが悪化し、逆にＶｂａｃｋが大きいとキャリア付着が悪化することが分かる。

すなわち、全着モノクロモードでのカブリの程度を良化させるためにはＶｂａｃｋの値をフルカラーモードでのＶｂａｃｋの値に対して大きくするように調整すればよい。ただし、キャリア付着は画像不良の原因だけではなく、画像形成装置１００の本体内に飛散して紙詰まりや故障の原因にもなり得るため、Ｖｂａｃｋの値を大きくする条件は限定することが望ましい。

続いて、画像形成装置１００のプロセススピードと全着モノクロモードでのカブリの関係について説明する。上述したように、画像形成装置１００は複数のプロセススピードを有しており、坪量の大きな記録材Ｐへのトナー像の定着性を確保したい場合や高解像度の画像を得たい場合などには、プロセススピードは低速が選択される。

図９は画像形成装置１００のプロセススピードと、そのときの現像スリーブ１３上の現像剤量を示した図である。

同図に示すように、画像形成装置１００のプロセススピードが遅いほど、現像スリーブ１３上の現像剤量は多くなっていることが分かる。これはプロセススピードが速い方が、現像スリーブ１３表面での現像剤のスリップが大きくなり、現像スリーブ１３による搬送力が低くなるためだと考えられる。

図１０は、同一の現像装置１０６を用いて、複数のプロセススピードで、Ｖｂａｃｋが１５０Ｖのときの全着モノクロモードでのカブリを確認した結果を示す表である。

同図に示すように、画像形成装置１００のプロセススピードが遅いほど、全着モノクロモードでのカブリは悪化することが分かる。

以上の結果から、画像形成装置１００のプロセススピードが遅い場合には、低速時のフルカラーモードに対してＶｂａｃｋの値を大きくする制御を行えばよいことが分かる。すなわち、プロセススピードが所定の速度よりも低い場合に低速時のフルカラーモードに対してＶｂａｃｋの値を大きくする制御を行えばよい
図１１は、本実施形態において、画像形成装置１００のプロセススピード毎に、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃに設定されるＶｂａｃｋの値と、全着モノクロモードでのカブリの確認結果を示す表である。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

同図に示すように、画像形成装置１００のプロセススピードが遅いときに、Ｖｂａｃｋの値を大きくすることで、全着モノクロモードでのカブリが良化していることが分かる。

次に、フルカラー画像、モノクロ画像の順で連続して画像形成を行う場合を例として、本実施形態のカブリ抑制制御の動作を説明する
図１２は本実施形態の全着モノクロモードでのカブリ対策制御を説明するフローチャートである。

同図に示すように、フルカラーモードでフルカラー画像を形成した（ステップＳ１０１）後、制御部２００はカラーの現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃへの交流電圧の印加を停止させる（ステップＳ１０２）。次に、制御部２００は、現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの駆動を停止する（ステップＳ１０３）。その後、制御部２００はモノクロ画像印刷時のプロセススピードを確認し（ステップＳ１０４）、図１１に示す設定に基づいて画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９ＣのＶｂａｃｋの値を決定する（ステップＳ１０５）。決定したＶｂａｃｋの値に基づいて、現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに印加する直流電圧を変更し（ステップＳ１０６）、全着モノクロモードでモノクロ画像を形成する（ステップＳ１０７）。なお、このときも現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃへの交流電圧の印加は停止したままである。

以上、説明したように、画像形成装置１００のプロセススピードによって全着モノクロモードでのＶｂａｃｋの値を制御している。このため、フルカラー画像とモノクロ画像の混在した印刷ジョブを行う場合でも、ダウンタイムを発生させずに、画像形成ユニット１０９の短寿命化を抑制し、さらに不良画像の発生も抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、第１実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

本実施形態では、画像形成装置１００内の水分量によって、Ｖｂａｃｋの値を制御して、全着モノクロモードでのカブリを良化させる制御を実行している。

上述したように、画像形成装置１００は水分量検知センサ２０４を有しており、必要に応じて制御部２００により水分量検知センサ２０４を実行し、画像形成装置１００内の水分量を検知することができる。

一般に、水分量の高い環境下では、現像剤の摩擦帯電が起こりにくいため、トナーが現像スリーブ１３に保持されにくくなり、カブリが悪化することが知られている。

図１３は、水分量の異なる複数の環境下で、同一の現像装置１０６を用いて、Ｖｂａｃｋが１５０Ｖのときの全着モノクロモードでのカブリを確認した結果を示す表である。

図１４は、図１３に示す結果に基づいて、画像形成装置１００内の水分量毎に、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９ＣのＶｂａｃｋの値を設定した場合の全着モノクロモードでのカブリの状態を示す表である。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

画像形成装置１００内の水分量が高いときに、Ｖｂａｃｋの値をフルカラーモードでの値よりも大きくすることで、全着モノクロモードでのカブリが良化していることが分かる。本実施形態のカブリ対策制御は、第１実施形態で説明したカブリ対策制御と同様のフローチャートにより実行できるため、詳細な説明は省略する。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、第１実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

本実施形態では、現像剤中のトナー比率によって、Ｖｂａｃｋの値を制御して、全着モノクロモードでのカブリを良化させる制御をしている。上述したように、画像形成装置１００はインダクタンス検知センサ２０５を有しており、必要に応じて制御部２００により実行して、現像剤中のトナー比率を検知することができる。

一般に、現像剤中のトナー比率が高いと、現像剤の摩擦帯電によるトナー１粒子あたりの電荷が低くなるため、トナーが現像スリーブ１３に保持されにくくなり、カブリが悪化することが知られている。

図１５は、トナー比率が異なる複数の現像剤を用意して、同一の現像装置１０６でＶｂａｃｋが１５０Ｖのときの全着モノクロモードでのカブリを確認した結果を示す表である。

図１６は、図１５に示す結果に基づいて、現像剤中のトナー比率毎に、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９ＣのＶｂａｃｋの値を設定した場合の全着モノクロモードでのカブリの状態を示す表である。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

同図に示すように、現像剤中のトナー比率が高いときに、Ｖｂａｃｋの値をフルカラーモードでの値よりも大きくすることで、全着モノクロモードでのカブリが良化していることが分かる。

本実施形態のカブリ抑制制御は、第１実施形態のカブリ抑制制御と同様のフローチャートで実行できるため、詳細な説明は省略する。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、第１実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

本実施形態では、現像装置１０６の耐久枚数によって、Ｖｂａｃｋの値を制御して、全着モノクロモードでのカブリを良化させる制御を実行している。制御部２００はＲＡＭ２０３に現像装置１０６の耐久枚数を記録することができ、必要に応じて参照することができる。

一般に、現像装置１０６への記録材Ｐの耐久枚数が多くなると、現像剤の劣化により摩擦帯電が起きにくくなるため、トナーが現像スリーブ１３に保持されにくくなり、カブリが悪化することが知られている。

図１７は、同一の現像装置１０６での記録材Ｐの耐久枚数毎に、Ｖｂａｃｋが１５０Ｖのときの全着モノクロモードでのカブリを確認した結果を示す表である。

図１８は、図１７に示す結果に基づいて、現像装置１０６の耐久枚数毎に、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃに設定されるＶｂａｃｋの値と全着モノクロモードでのカブリの状態を示す表である。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

現像装置１０６の耐久が進んだときに、Ｖｂａｃｋの値をフルカラーモードでの値よりも大きくすることで、全着モノクロモードでのカブリが良化していることが分かる。

本実施形態のカブリ抑制制御は、第１実施形態のカブリ抑制制御と同様のフローチャートで実行できるため、詳細な説明は省略する。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態乃至第４実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、これらの実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

第１実施形態乃至第４実施形態では、単一のパラメータによって、全着モノクロモードでの現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに印加する高圧を制御した。本実施形態では、画像形成装置１００のプロセススピード、画像形成装置１００内の水分量、現像剤中のトナー比率、現像装置１０６の耐久枚数の複数のパラメータを組み合わせた制御を行っている。

例えば、画像形成装置１００のプロセススピードが所定値以上で、かつ、画像形成装置１００内の水分量が所定値以上の場合に、Ｖｂａｃｋの値をフルカラーモードでの値よりも大きくするなどの制御が可能である。すなわち、画像形成装置１００のプロセススピード、画像形成装置１００内の水分量、現像剤中のトナー比率、現像装置１０６の耐久枚数などを組み合わせた条件でＶｂａｃｋの値をフルカラーモードでの値よりも大きくする制御を行う。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態乃至第５実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、これらの実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

第１実施形態乃至第５実施形態では、画像形成ユニット１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９ＣのＶｂａｃｋの値を調整することで、全着モノクロモードでのカブリを良化させる制御を実行した。本実施形態では、カブリの程度が悪化する条件を検知して、全着モノクロモードの実施可否を判断する制御を実行している。

例として、画像形成装置１００のプロセススピードをパラメータとした場合について説明する。上述したように、画像形成装置１００のプロセススピードが遅い場合にカブリの程度が悪化する。

図１９は、このような場合に、全着モノクロモードの実施可否を示す表である。

同図に示すように、画像形成装置１００のプロセススピードが遅い場合において、全着モノクロモードでのカブリ発生を回避することができる。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

フルカラー画像、モノクロ画像の順で連続して画像形成を行う場合を例として、本実施形態のカブリ発生を回避する動作を説明する。

図２０は本実施形態の全着モノクロモードでのカブリ発生を回避する動作を示すフローチャートである
同図に示すように、フルカラーモードでフルカラー画像を形成した（ステップＳ２０１）後、制御部２００はモノクロ画像の印刷時のプロセススピードを確認し（ステップＳ２０２）、全着モノクロモードの実施可否を判断する（ステップＳ２０３）
全着モノクロモードを実施する場合は（ステップＳ２０３）、制御部２００はカラーの現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃへの交流電圧の印加を停止させ（ステップＳ２０４）、現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの駆動を停止する（ステップＳ２０５）。その後、全着モノクロモードでモノクロ画像を形成する（ステップＳ２０６）。全着モノクロモードを実施しない場合は（ステップＳ２０３）、フルカラー画像に引き続いてフルカラーモードのままモノクロ画像を形成する（ステップＳ２０７）。

なお、本実施形態では、全着モノクロモードを実施しない場合は、モノクロ画像もフルカラーモードで形成するとしたが、モノクロ画像はモノクロモードに切り替えてから形成してもよい。

以上、説明したように、画像形成装置１００のプロセススピードによって全着モノクロモードの実施可否を判断している。これにより、フルカラー画像とモノクロ画像の混在した印刷ジョブを行う場合でも、ダウンタイムを発生させずに、画像形成ユニット１０９の短寿命化を抑制し、さらに不良画像の発生も抑制することができる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第６実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、第６実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

第６実施形態では画像形成装置１００のプロセススピードによって、全着モノクロモードの実施可否を判断した。本実施形態では、画像形成装置１００内の水分量、現像剤中のトナー比率、現像装置１０６の耐久枚数をパラメータとして、全着モノクロモードの実施可否を判断している。また、上記の複数のパラメータを組み合わせた制御を行ってもよい。

＜第８実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。この実施形態は、基本的に第１実施形態乃至第７実施形態の画像形成装置の構成と同等であり、以下に、これらの実施形態の画像形成装置と異なる部分について説明をし、重複する説明は省略する。

第１実施形態乃至第７実施形態では、制御部２００でカブリの程度が悪化する条件を検知した場合に、全着モノクロモードでのカブリ対策制御を行った。

本実施形態ではユーザ自身が全着モノクロモードでのカブリ対策をすることができるように操作部２０１から全着モノクロモードでの現像スリーブ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに印加する高圧設定及び全着モノクロモードの実施可否を選択可能としている。

１００…画像形成装置
１０１…中間転写ベルト
１０３…感光体ドラム
１０４…帯電ローラ
１０５…露光装置
１０６…現像装置
１０９…画像形成ユニット
２００…制御部
２０１…操作部
２０４…水分量検知センサ
３００…１次転写ローラ離間機構
５００…現像剤
Ｐ…記録材

Claims (14)

1. トナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、
   前記複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー像が転写され、前記複数の画像形成ユニットに離接可能に配置された中間転写体とを具備し、
   前記中間転写体に転写されたトナー像が記録材に転写される画像形成装置であって、
   前記複数の画像形成ユニットのそれぞれの画像形成ユニットは、
   トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に前記トナー像を形成する現像手段とを具備し、
   前記画像形成装置は、
   前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットでトナー像を形成するフルカラーモードと、前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードとを実行可能であり、
   フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、前記モノクロ画像を前記第１のモノクロモードで形成し、前記第１のモノクロモードにおいて、前記複数の画像形成ユニットのうち前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、前記現像手段によって形成した記録材の数のうち少なくとも１つに基づいて制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置のプロセススピードが所定の速度よりも低い場合には、前記第１のモノクロモードにおいて、前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記フルカラーモードの場合の電位差よりも大きく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. 前記画像形成装置の環境が所定の湿度よりも高い場合には、前記第１のモノクロモードにおいて、前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記フルカラーモードに対して大きくす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。
4. 現像剤中のトナー比率が所定の値よりも高い場合には、前記第１のモノクロモードにおいて、前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記フルカラーモードに対して大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記現像手段によって形成した記録材の数が所定の数より多い場合には、前記第１のモノクロモードにおいて、前記１つの画像形成ユニット以外の画像形成ユニットの前記帯電手段によって帯電された前記像担持体と前記現像手段との間の電位差を、前記フルカラーモードに対して大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体が前記１つの画像形成ユニットにのみ当接し、前記１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第２のモノクロモードをさらに実行可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. トナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、
   前記複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー像が転写され、前記複数の画像形成ユニットに離接可能に配置された中間転写体とを具備し、
   前記中間転写体に転写されたトナー像が記録材に転写される画像形成装置であって、
   前記複数の画像形成ユニットのそれぞれの画像形成ユニットは、
   トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に前記トナー像を形成する現像手段とを具備し、
   前記画像形成装置は、
   前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットでトナー像を形成するフルカラーモードと、前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードとを実行可能であり
   フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、前記モノクロ画像を前記フルカラーモード、前記第１のモノクロモードのいずれを用いて形成するか否かを前記画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、前記現像手段によって形成した記録材の数のうち少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする画像形成装置
8. 前記画像形成装置は、さらに、前記中間転写体が前記１つの画像形成ユニットにのみ当接し、前記１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第２のモノクロモードを実行可能であり、
   前記画像形成装置は、フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合には、前記モノクロ画像を前記フルカラーモード、前記第１のモノクロモード及び前記第２のモノクロモードのいずれを用いて形成するか否かを前記画像形成装置のプロセススピード、温湿度環境、現像剤中のトナー比率、前記現像手段によって形成した記録材の数のうち少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置のプロセススピードが所定の速度よりも低い場合には、前記第１のモノクロモードを実行しないことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置の環境が所定の湿度よりも高い場合には、前記第１のモノクロモードを実行しないことを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 現像剤中のトナー比率が所定の値より高い場合には、前記第１のモノクロモードを実行しないことを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記現像手段によって形成した記録材の数が所定の数より多い場合には、前記第１のモノクロモードを実行しないことを特徴とする請求項７乃至請求項１１の何れか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記第１のモノクロモードを実行しない場合には、前記モノクロ画像を前記フルカラーモード又は前記第２のモノクロモードで形成することを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れか一項に記載の画像形成装置。
14. トナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、
    前記複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー像が転写され、前記複数の画像形成ユニットに離接可能に配置された中間転写体とを具備し、
    前記中間転写体に転写されたトナー像が記録材に転写される画像形成装置であって、
    前記複数の画像形成ユニットのそれぞれの画像形成ユニットは、
    トナー像を担持する像担持体と、
    前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
    前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
    前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面に前記トナー像を形成する現像手段とを具備し、
    前記画像形成装置は、
    前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットでトナー像を形成するフルカラーモードと、前記中間転写体が前記複数の画像形成ユニットに当接し、前記複数の画像形成ユニットうち１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第１のモノクロモードと、前記中間転写体が前記１つの画像形成ユニットにのみ当接し、前記１つの画像形成ユニットでのみトナー像を形成する第２のモノクロモードとを実行可能であり、
    フルカラー画像に続いてモノクロ画像を形成する場合に、前記モノクロ画像を前記フルカラーモード、前記第１のモノクロモード及び前記第２のモノクロモードのいずれを用いて形成するかをユーザが選択可能な選択手段をさらに具備することを特徴とする画像形成装置

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