JP2017215572A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラー印刷可能な画像形成装置において、単色印刷を行う際に発生する画質劣化を抑制する。【解決手段】タンデム方式の画像形成装置において、制御部12は、感光ドラム1dのみにトナー像を形成する単色印刷モードにおいて、トナー像を形成しない感光ドラムに対応した1次転写ローラ5a,5b,5cに、カラー印刷モードで印加する1次転写バイアスよりも小さいバイアス電圧を印加するように制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関する。
従来から、電子写真方式や静電記録方式を採用した種々の画像形成装置が開発されている。中でも、フルカラー画像を高速に形成できる装置として、異なる色の画像を形成するプロセスカートリッジを一列に配列し、各色の画像を中間転写ベルトに1次転写するように構成したタンデム方式の画像形成装置が知られている。情報化社会の進展により多種多様な画像情報が扱われるようになり、タンデム方式の画像形成装置は、フルカラー印刷専用機としてではなく、単色印刷にも使用可能な汎用機として活用されることが多くなっている。
特許文献1には、ブラックトナーのみを使用して印刷する時には、ブラック用以外の感光ドラムから中間転写ベルトを離間させるように構成したタンデム方式の画像形成装置が提案されている。
特許文献2には、ブラックトナーのみを使用して印刷する時には、ブラック用以外の感光ドラムも中間転写ベルトと当接させ、ブラック用以外の1次転写手段にもバイアスを印加するタンデム方式の画像形成装置が提案されている。
タンデム方式の画像形成装置で白黒画像を印刷する場合に、特許文献1のように、ブラック用以外の感光ドラムから中間転写ベルトを離間させれば、離間させている間は感光ドラムの磨耗を防止できるという利点がある。しかしながら、この方式では、フルカラー画像の印刷と白黒画像の印刷を切り替えるたびに、中間転写ベルトと感光ドラムを当接あるいは離間させなければならず、接離機構の作動時間によって印刷スループットが制約されていた。
そこで、ブラックトナーのみを使用して印刷する時にも、ブラック用以外の感光ドラムと中間転写ベルトを当接させたまま白黒画像を印刷することが行われた。また、感光ドラムを帯電させる方式として、DC電圧のみを印加するDC帯電方式を用いた構成がある。DC帯電方式では、DC電圧にAC電圧を重畳させる方式に比べて帯電性能及び電位の収束性が低いため、画像形成が行われない画像形成部においてもDC電圧を印加しておくことが考えられる。この場合、感光ドラムと中間転写ベルトとの間にバイアス(一次転写バイアス)を印加していないと、感光ドラムの帯電電位が所望の電位からずれて、例えば感光ドラムにキャリアが付着するキャリア付着が生じる可能性がある。
ここで、感光ドラムよりも中間転写ベルトの周速を速くする構成があるが、このような構成で一次転写バイアスを印加すると、中間転写ベルトと感光ドラムとの間の静電吸着力により、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの負荷が大きくなってしまう。そして、駆動ローラと中間転写ベルトとの間でスリップが生じ、中間転写ベルトの速度が感光ドラムの速度を下回ると2次転写ニップ前の領域で中間転写ベルトに緩みが生じて、2次転写ニップ部での異常放電による異常画像が発生する可能性がある。
そこで、本発明は、複数色の画像形成部のうち単色の画像形成部を用いて画像形成を行う場合に、駆動ローラのスリップに起因した異常画像の発生を抑制することを目的とする。
本発明による画像形成装置は、各々がトナー像を担持して回転する第1像担持体及び第2像担持体と、各々が前記第1像担持体及び前記第2像担持体の表面をDC帯電方式で帯電させる第1帯電手段及び第2帯電手段と、各々がその表面にトナーを担持しながら回転する第1現像スリーブ及び第2現像スリーブと、前記第1像担持体にトナー像を現像するため、前記第1現像スリーブに現像バイアスを印加する第1現像バイアス手段と、前記第2像担持体にトナー像を現像するため、前記第2現像スリーブに現像バイアスを印加する第2現像バイアス手段と、外周面が前記第1像担持体及び前記第2像担持体に当接することが可能で、回転する無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面側に配置され、1次転写バイアスが印加されることで、前記第1像担持体及び前記第2像担持体に形成されたトナー像をそれぞれ前記中間転写ベルトに転写する第1の1次転写部材及び第2の1次転写部材と、前記中間転写ベルトの外周面との間で記録材を挟持する2次転写ニップ部を形成し、2次転写バイアスが印加されることで、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を前記記録材に転写する2次転写外部材と、前記中間転写ベルトの回転方向を基準にしたとき、前記第1の1次転写部材及び前記第2の1次転写部材のいずれよりも下流側で、かつ前記2次転写ニップ部よりも上流側に設置され、前記中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架する2次転写前張架ローラと、前記2次転写前張架ローラよりも下流側に配置され、前記第1像担持体及び前記第2像担持体が回転する周速度よりも速い周速度で回転しながら前記中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架し、前記中間転写ベルトに駆動力を伝達する駆動ローラと、制御手段を有し、前記制御手段は、前記第1像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する場合に、前記第1像担持体及び前記第2像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記第1帯電手段および前記第2帯電手段にDC帯電バイアスを印加し、前記第1現像スリーブの回転を停止し、前記第2現像スリーブを回転し、前記第1現像バイアス手段は所定の現像バイアスを前記第1現像スリーブに印加し、前記第2現像バイアス手段は所定の現像バイアスを前記第2現像スリーブに印加し、前記第1の1次転写部材に前記第1像担持体にトナー像を形成した場合に印加する1次転写バイアスよりも小さいバイアスを印加し、前記第2の1次転写部材にはトナー像を形成した場合に印加する1次転写バイアスを印加する第1単色モードを実行させることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、複数色の画像形成部のうち単色の画像形成部を用いて画像形成を行う場合に、駆動ローラのスリップに起因した異常画像の発生を抑制することができる。
実施形態の説明を容易にするため、まず、黒く印刷されるべき部分が欠落してしまう問題の発生原因について説明する。
この問題が発生するのは、装置を構成する部材の配置や駆動状態が特定の条件になっている場合であることを発明者は見出した。そこで、まずタンデム方式の画像形成装置の一般的な構成を説明した後、発明者が見出した特定の条件について説明し、さらにその条件の下で課題が発生するメカニズムを説明する。
[装置の一般的な構成]
図9に示すのは、4色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置したタンデム方式の画像形成装置の一例である。
図9に示すのは、4色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置したタンデム方式の画像形成装置の一例である。
以下の説明では便宜のため、タンデム方式を構成する各印刷部が担当する色を、各々イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)と記す。また、フルカラー印刷にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つを用い、単色印刷はブラックのみを用いて行う例を説明する。しかし、印刷部の数、色、配置、用法は、必ずしもこの例に限られるものではない。
図9に示す画像形成装置20は、画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C及び画像形成部19Kの4つのステーションを備えており、これらの4つの画像形成部は一定の間隔をおいて1列に配置されている。画像形成部19Yはイエロー色のトナーで画像を形成し、画像形成部19Mはマゼンタ色のトナーで画像形成し、画像形成部19Cはシアン色のトナーで画像形成し、画像形成部19Kはブラック色のトナーで画像形成する。
画像形成部19Y,19M,19C,19Kは、それぞれ、回転する像担持体としての感光ドラム1a,1b,1c,1dと、感光ドラム1a〜1dを帯電する帯電ローラ2a,2b,2c,2dと、露光装置3a,3b,3c,3dとを有している。これら露光装置3a〜3dは、帯電された感光ドラム1a〜1dを露光して潜像を形成する露光手段を構成している。
さらに画像形成部19Y〜19Kは、それぞれ、現像装置4a,4b,4c,4dと、1次転写ローラ5a,5b,5c,5dを有している。
現像装置4a〜4dは、感光ドラム1a〜1dに形成された各潜像を、トナー像として現像する現像手段である。現像装置4a〜4dは、現像スリーブ41a〜41dと、不図示の現像バイアス電源を含んでいる。
1次転写ローラ5a〜5dには、現像装置4a〜4dにより形成されたトナー像を、1次転写ニップ部(1次転写位置)N1で感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト7に1次転写するための1次転写バイアスが印加される。
尚、図9に示す画像形成装置20は、中間転写ベルト7と感光ドラム1a〜1dを当接させているが、必要に応じて両者を離間させるための接離機構を備えてもよい。
図9中の矢印の方向に回転する感光ドラム1a,1b,1c,1dは、それぞれ、帯電ローラ2a,2b,2c,2dによって表面を一様に帯電される。そして、帯電された感光ドラム1a〜1dには、各色の画像信号に応じて変調された光が露光装置3a〜3dから照射されることにより、各色に対応した静電潜像が形成される。感光ドラム1a〜1d上に形成された静電潜像は、現像装置4a〜4dによりそれぞれ現像され、感光ドラム1a〜1d上に各色のトナー像として形成される。
その後、所定の加圧力及び1次転写バイアスが印加された1次転写ローラ5a〜5dにより、中間転写ベルト7上に各色のトナー像が順次転写される。
このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト7上に順次重ねて形成されることにより、フルカラー画像が中間転写ベルト上に形成される。なお、図9の装置における色数は4色であったが、色数は4色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
中間転写ベルト7は、トナー像を搬送するため回転可能な無端状ベルトで構成され、複数のローラによって張架される。
中間転写ベルトは、回転するための駆動力を伝達する駆動ローラにより張架されている。また、中間転写ベルトは、2次転写ニップ部N2において、ベルトの内周面を支持する2次転写内ローラにより張架されている。図9の装置では、駆動ローラと2次転写内ローラをひとつの2次転写内ローラ15で兼用しているが、兼用せずに別々にローラを設けてもよい。その他、中間転写ベルト7に所定の張力(テンション力)を付与するテンションローラ16や、張架ローラ14,17を設けてもよい。中間転写ベルト7を張架するローラの位置や本数は、図9の例に限られるものではない。
中間転写ベルト上に形成されたトナー像は、2次転写ニップ部(2次転写部)N2へと搬送される。2次転写ニップ部において中間転写ベルト7に形成された各色のトナー像が記録材P上に2次転写される。
[Bk画像の欠落が発生する条件]
以下の説明では、フルカラー印刷を行う制御シーケンスをフルカラーモード、単色印刷を行う制御シーケンスを単色モードと記す。
以下の説明では、フルカラー印刷を行う制御シーケンスをフルカラーモード、単色印刷を行う制御シーケンスを単色モードと記す。
図9を一例として挙げたタンデム方式の画像形成装置において、Bkのみの単色モードで印刷する際に、Bk画像の一部が欠落する問題が発生する現象が発生する以下の条件について説明する。
(条件1)Y,M,Cの感光ドラムは中間転写ベルトと接しており、Y,M,Cの1次転写ローラにはフルカラーモードと同じかそれ以上の1次転写バイアスが印加されている。
(条件2)中間転写ベルトが回転する方向を基準にして、1次転写ローラより下流側であって、2次転写ニップ部よりも上流側に、中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架するが駆動力を伝達しない2次転写前張架ローラが設けられている。
(条件3)2次転写前張架ローラよりも下流側に、中間転写ベルトに駆動力を伝達する駆動ローラが設けられている。2次転写内ローラが駆動ローラを兼用している場合を含む。(条件4)駆動ローラの周速度は、感光ドラムの周速度よりも速い。
(条件5)各色の感光ドラムをDC方式で帯電するためのDC帯電器を備え、単色モードで印刷するときに、Y,M,C,BkのDC帯電器をオン動作にしている。
(条件6)現像バイアスを印加可能な現像バイアス電源を色ごとに備える。
(条件7)現像スリーブの回転駆動のオン、オフが色ごとに可能で、単色モードで印刷するときには、Bkの現像スリーブの回転駆動をオンにするが、Y,M,およびCについては現像スリーブの回転駆動をオフにする。
なお、条件7は、画像形成には用いられないY,M,Cの現像スリーブの回転駆動を仮にオンにすると、Y,M,Cの現像器内の現像剤が空回転によって劣化するため、これを回避するための条件である。
また、DC方式の帯電は帯電前の感光ドラムの電位が感光ドラムの電位に影響を及ぼしやすい。仮に1次転写バイアスをオフにすると、Y,M,Cの感光ドラムの帯電電位がBkの電位より高くなる。現像スリーブの回転をオフにしても感光ドラムへのキャリア付着が発生するため、条件1はこれを回避するための条件である。
(条件2)中間転写ベルトが回転する方向を基準にして、1次転写ローラより下流側であって、2次転写ニップ部よりも上流側に、中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架するが駆動力を伝達しない2次転写前張架ローラが設けられている。
(条件3)2次転写前張架ローラよりも下流側に、中間転写ベルトに駆動力を伝達する駆動ローラが設けられている。2次転写内ローラが駆動ローラを兼用している場合を含む。(条件4)駆動ローラの周速度は、感光ドラムの周速度よりも速い。
(条件5)各色の感光ドラムをDC方式で帯電するためのDC帯電器を備え、単色モードで印刷するときに、Y,M,C,BkのDC帯電器をオン動作にしている。
(条件6)現像バイアスを印加可能な現像バイアス電源を色ごとに備える。
(条件7)現像スリーブの回転駆動のオン、オフが色ごとに可能で、単色モードで印刷するときには、Bkの現像スリーブの回転駆動をオンにするが、Y,M,およびCについては現像スリーブの回転駆動をオフにする。
なお、条件7は、画像形成には用いられないY,M,Cの現像スリーブの回転駆動を仮にオンにすると、Y,M,Cの現像器内の現像剤が空回転によって劣化するため、これを回避するための条件である。
また、DC方式の帯電は帯電前の感光ドラムの電位が感光ドラムの電位に影響を及ぼしやすい。仮に1次転写バイアスをオフにすると、Y,M,Cの感光ドラムの帯電電位がBkの電位より高くなる。現像スリーブの回転をオフにしても感光ドラムへのキャリア付着が発生するため、条件1はこれを回避するための条件である。
[Bk画像の欠落が発生する原因]
上記の条件1から条件7のうちの少なくとも条件1から条件5が成立する下で単色モードを実行すると、2次転写前張架ローラと駆動ローラの間の区間で中間転写ベルトが緩む場合があることがわかった。この区間で中間転写ベルトが緩むと、2次転写を行う際に2次転写ニップ部付近で中間転写ベルトと記録材(紙)が密着しにくくなり、中間転写ベルトと記録材の間で異常な放電が発生する場合がある。この放電の影響により、記録材上にBkトナーが正常に転写されない部分が生じ、黒画像が欠落する問題が発生していた。なお、条件6で画像を形成しないY,M,Cについて現像バイアスとしてDC電圧を印加しているのは、Y,M,Cの感光ドラムは帯電しており、現像バイアスを印加しないとキャリア付着が生じる可能性があるためである。また、条件7でY,M,Cの現像スリーブの回転を停止させるのは、現像剤の劣化を抑制するためである。
上記の条件1から条件7のうちの少なくとも条件1から条件5が成立する下で単色モードを実行すると、2次転写前張架ローラと駆動ローラの間の区間で中間転写ベルトが緩む場合があることがわかった。この区間で中間転写ベルトが緩むと、2次転写を行う際に2次転写ニップ部付近で中間転写ベルトと記録材(紙)が密着しにくくなり、中間転写ベルトと記録材の間で異常な放電が発生する場合がある。この放電の影響により、記録材上にBkトナーが正常に転写されない部分が生じ、黒画像が欠落する問題が発生していた。なお、条件6で画像を形成しないY,M,Cについて現像バイアスとしてDC電圧を印加しているのは、Y,M,Cの感光ドラムは帯電しており、現像バイアスを印加しないとキャリア付着が生じる可能性があるためである。また、条件7でY,M,Cの現像スリーブの回転を停止させるのは、現像剤の劣化を抑制するためである。
[中間転写ベルトが緩む原因]
タンデム方式のフルカラー画像形成装置においては、感光ドラムとの速度差が、公差を含めて速度差0%をまたがないように速度を設定することがある。具体的には、速度公差は一般的に±0.5%程度になるため、駆動ローラ周速度(すなわちの中間転写ベルト速度)を感光ドラム周速度に対して+0.5%程度に設定して、中間転写ベルトの搬送速度が感光ドラムに対して等速以上になるようにしている。
タンデム方式のフルカラー画像形成装置においては、感光ドラムとの速度差が、公差を含めて速度差0%をまたがないように速度を設定することがある。具体的には、速度公差は一般的に±0.5%程度になるため、駆動ローラ周速度(すなわちの中間転写ベルト速度)を感光ドラム周速度に対して+0.5%程度に設定して、中間転写ベルトの搬送速度が感光ドラムに対して等速以上になるようにしている。
フルカラーモードにおいては、各色の感光ドラム上には画像情報に応じたトナー像が形成される。たとえ、画像情報に各色の成分が含まれなかったとしても、フルカラーモードにおいてはどの色の画像形成ユニットにおいても現像バイアスが印加され、かつ現像スリーブが駆動している。このため、感光ドラム上には画像品位には影響しない程度の微量のトナーが付着している。感光ドラム上のトナー粒子は、微量であったとしても感光ドラムと中間転写ベルトの間で低摩擦化剤として作用し、1次転写バイアスによる感光ドラムと中間転写ベルトの間の静電吸着力による負荷抵抗を下げる作用をする。このため、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの周速度を感光ドラムの周速度より速くしても、低摩擦化剤として作用するトナーのおかげで、駆動ローラに大きな負荷はかからず、駆動ローラが中間転写ベルトに対してスリップしにくい。したがって、2次転写前張架ローラと駆動ローラの間の区間において中間転写ベルトの緩みが発生することが抑制される。
ところが、単色モードにおいては、Y,MおよびCの画像は形成しないため、これら3色の感光ドラム上には、トナー像は形成されない。しかも、条件6と条件7のように、Y,M,Cの現像バイアスをオフし、現像スリーブ駆動をオフにした場合には、感光ドラム上には低摩擦化剤として作用しえる微量なトナーも殆ど存在しなくなる。
しかも、条件1のように、Y,M,およびCの1次転写ローラにフルカラーモードと同じかそれ以上の1次転写バイアスを印加し、かつ条件5のようにDC帯電器をオン動作にしている。すると、これら3色の感光ドラムと中間転写ベルトの間には1次転写バイアスにより誘起された静電吸着力が強く働いて互いに密着するため、条件4のように感光ドラムよりも速い周速度で回転する駆動ローラにとっては大きな駆動負荷がかかる。駆動負荷が駆動ローラと中間転写ベルトの摩擦力を超えると、駆動ローラがスリップし、中間転写ベルトの速度が遅くなる。中間転写ベルトの速度が遅くなったとしても感光ドラムの速度より速い場合には、2次転写前張架ローラと駆動ローラの間の中間転写ベルトは、感光ドラムにより移動方向上流側に引っ張られ、駆動ローラにより移動方向下流側に引っ張られるため、緩むことはない。しかし、例えば中間転写ベルトの累積使用時間が増えると駆動ローラと中間転写ベルトの間に摩耗粉や飛散トナー等の付着が増え、摩擦力が低減してスリップの量が大きくなる。そして中間転写ベルトの速度が感光ドラムの周速度より遅くなった場合、感光ドラムと中間転写ベルトの間の静電吸着力によって感光ドラムは中間転写ベルトを移動方向の下流側に押し出し、2次転写前張架ローラと駆動ローラの間で中間転写ベルトの緩みが発生することがある。駆動ローラの直近の上流側で中間転写ベルトの緩みが発生すると駆動ローラが中間転写ベルトを駆動する力は減少するため、中間転写ベルトが2次転写前張架ローラと駆動ローラの間で緩んだ状態が維持されてしまう。
2次転写前張架ローラと駆動ローラの間で中間転写ベルトの緩みが発生すると、2次転写を行う際に中間転写ベルトと記録材(紙)が密着しにくくなり、中間転写ベルトと記録材の間での異常な放電による画像不良が発生する。
特に、近年はEPDM等を材料とするゴムローラのコストを低減するため、ローラを小径化することが行われるが、駆動ローラを小径化すると中間転写ベルトとの接触面積が小さくなる。このため、駆動ローラがトナー等で汚れると、摩擦力低下の影響を受けやすく、上述の単色モードのように駆動負荷が増大した場合にはスリップしやすい傾向がある。
以上の理由により、上記の条件で単色モードを実行すると、黒く印刷されるべき画像の一部が印刷されずに欠落してしまう問題が発生した。
本発明では、単色モードを実行する際には、画像形成しないY,M,Cの帯電手段にDC帯電バイアスを印加し、Y,M,Cの現像スリーブは停止する。Y,M,Cの現像バイアス手段には電圧を印加する。そして、Y,M,Cの1次転写ローラに、フルカラーモードを実行する場合に印加する1次転写バイアスよりも小さいバイアスを印加する。尚、ここでは、小さいバイアスを印加するとはバイアス電源がオフされた状態は含まないものとする。
[第1の実施形態]
以下、図を参照して、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1に示すのは、画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C及び画像形成部19Kを、回転可能な無端状ベルトである中間転写ベルト7に沿って配置したタンデム方式の画像形成装置20である。
以下、図を参照して、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1に示すのは、画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C及び画像形成部19Kを、回転可能な無端状ベルトである中間転写ベルト7に沿って配置したタンデム方式の画像形成装置20である。
画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C、画像形成部19Kの4つの画像形成部は一定の間隔をおいて1列に配置されている。画像形成部19Yはイエロー(Y)色のトナーで画像を形成する。また、画像形成部19Mはマゼンタ(M)色のトナーで、画像形成部19Cはシアン(C)色のトナーで、画像形成部19Kはブラック(Bk)色のトナーで画像を形成する。画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C、画像形成部19Kは、トナーの色が異なる以外は同様の構成を備えている。
画像形成部19Y,19M,19C,19Kは、それぞれ、感光ドラム1a,1b,1c,1dと、帯電ローラ2a,2b,2c,2dと、露光装置3a,3b,3c,3dを有している。さらに、画像形成部19Y〜19Kは、それぞれ、現像装置4a,4b,4c,4dと、1次転写ローラ5a,5b,5c,5dと、感光体クリーナ6a,6b,6c,6dを有している。
第1像担持体としての感光ドラム1a,1b,1cと、第2像担持体としての感光ドラム1dは、それぞれY,M,C,Bkの各色のトナー像を担持する回転可能なドラムである。本実施形態の感光ドラム1a〜1dは、外径が30mmの負帯電性の有機感光体(OPC)である。この感光ドラム1は、感光体駆動手段としてのドラム駆動モータ(不図示)により、図中矢印の方向に回転駆動される。
尚、第1像担持体としての感光ドラム1a、第3像担持体としての感光ドラム1b、第4像担持体としての感光ドラム1c、第2像担持体としての感光ドラム1dであってもよい。
第1帯電手段としての帯電ローラ2a,2b,2cと、第2帯電手段としての帯電ローラ2dは、感光ドラムを帯電するための回転可能なローラである。本実施形態の画像形成装置20は、帯電ローラ2a〜2dを介して直流電圧で感光ドラム1a〜1dの表面を帯電するDC帯電方式を採用している。DC帯電方式は、AC/DC帯電方式のように直流電源とは別に交流電源を必要とすることがないので、画像形成装置のコストアップを抑制できる。
また、感光ドラム1a〜1dは、画像形成を繰り返すと表面が削れるが、直流電圧に交流電圧を重畳するAC/DC帯電方式では約3μm/1万枚であるのに対して、DC帯電方式では約1μm/1万枚である。放電電流が多くなるAC/DC帯電方式に比べて、感光ドラム1の削量が少ないDC帯電方式の方が、感光ドラム1の寿命を長くする上で有利である。
露光装置3a〜3dは、帯電された感光ドラムに光を照射して潜像を形成するための光源である。露光装置3a〜3dは、画像信号に応じて変調されたレーザ光を出力するレーザ、ポリゴンミラー、補正系レンズ、折り返しミラーなどを含む。
現像装置4a〜4dは、感光ドラム1a〜1dに形成された静電潜像を、トナー像として現像する。現像装置4a〜4dは、現像スリーブ41a〜41dと、不図示の現像バイアス電源を含んでいる。
第1現像スリーブとしての現像スリーブ41a,41b,41cと、第2現像スリーブとしての41dは、表面にトナーを担持しながら回転する。現像スリーブは、静電潜像を現像するためのトナーを感光ドラムに供給する。
現像装置4a,4b,4cに含まれる第1現像バイアス手段としての現像バイアス電源は、DC電圧のみの現像バイアスを現像スリーブ41a,41b,41cに印加する、いわゆるDC現像方式の他、DC電圧にAC電圧を重畳させた現像バイアスを現像スリーブ41a,41b,41cに印加するいわゆるAC現像方式でもかまわない。
現像装置4dに含まれる第2現像バイアス手段としての現像バイアス電源は、DC電圧のみ、又はDC電圧にAC電圧を重畳させた現像バイアスを現像スリーブ41dに印加する。
第1の1次転写部材としての1次転写ローラ5a,5b,5cと、第2の1次転写部材としての1次転写ローラ5dは、中間転写ベルト7の内周面側に配置されている。1次転写ローラ5a〜5dは、感光ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像を、1次転写ニップ部(1次転写位置)N1において中間転写ベルト7に1次転写する。1次転写ローラ5a〜5dには、制御部12から個別に制御されたバイアス電圧が印加される。
第1の1次転写部材と第2の1次転写部材は、1次転写ローラに限られるものではなく、たとえば1次転写ブレードを用いてもよい。
第1の1次転写部材としての1次転写ローラ5a,5b,5cは、中間転写ベルト7を間に介して、感光ドラム1a,1b,1cと接離可能に構成される。
フルカラーモードで動作する時には、1次転写ローラ5a,5b,5c,5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a,1b,1c,1dに接してこれを加圧する。また、後述する第1単色モードで動作するときも、1次転写ローラ5a,5b,5c,5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a,1b,1c,1dに接した位置をとる。一方、後述する第2単色モードで動作するときには、図1に破線で示すように、1次転写ローラ5a,5b,5cは中間転写ベルト7には接するが、中間転写ベルト7は感光ドラム1a,1b,1cからは離間した位置をとる。
中間転写ベルト7は、内周面と当接する複数のローラで張架されている。すなわち、2次転写内ローラ15と、中間転写ベルト7に所定の張力(テンション力)を付与するテンションローラ16と、張架ローラ14,17とによって張架されている。
2次転写前張架ローラとしての張架ローラ14は、以下の位置に設置されている。すなわち、中間転写ベルトの回転方向を基準にしたときに4色の画像形成部のうち最も下流側にあるBkの1次転写ローラ5dよりもさらに下流側で、2次転写外ローラ17や2次転写内ローラ15よりも上流側に設置されている。張架ローラ14は、例えば、各色の感光ドラムが転写される中間転写ベルト7の張架面を形成する。張架ローラ14は、中間転写ベルトの回転に伴って回転するいわゆる従動ローラである。
2次転写外部材である2次転写外ローラ8は、中間転写ベルト7の外周面との間で記録材を挟持するための2次転写ニップ部N2を構成する。尚、2次転写外部材として、2次転写外ローラではなく、2次転写外ベルトを用いてもよい。
2次転写内ローラ15は、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの機能を兼用している。駆動ローラすなわち2次転写内ローラ15が回転することにより、駆動力が伝達された中間転写ベルト7は、図1中の矢印vの回転方向へと搬送駆動するように構成されている。
駆動ローラすなわち2次転写内ローラ15は、小型化のために小径ローラを採用しており、直径が13[mm]である。ローラの表面には、EPDMゴムに導電性カーボンを分散させた材料からなり、厚みが0.5[mm]の半導電性ゴム層を使用した。2次転写内ローラ15の抵抗値は、温度23℃、湿度50%RHの環境下で、印加電圧10Vのときに1×101〜105[Ω]程度である。
駆動ローラの回転周速度は、感光ドラムの回転周速度よりも0.5%速くなるように設定されている。プロセススピードは200mm/secであり、中間転写ベルト7の速度が感光ドラムの回転周速度に対して、中心値で0.5%速くなるように設定されている。速度公差は±0.5%以内であり、公差下限でも、中間転写ベルト7の速度が感光ドラムの回転周速度よりも常に速くなるようにしている。
ここで、図4を参照して、駆動ローラすなわち2次転写内ローラ15に対する中間転写ベルト7の巻き付き角度について説明する。図4に示すように、中間転写ベルト7と2次転写内ローラ15との巻き付き角度αは、2次転写内ローラ15に、直径が13[mm]の小径ローラを使用しているため、123°と小さくなっている。
画像形成装置20は、上述のように中間転写ベルト7を張架するための張架ローラ14、17を備えるが、張架ローラの本数は、図1の構成に限定されるものではない。
定着装置9は、内部に熱源となるヒータを備えた定着ローラ9aと、定着ローラ9aに向かって付勢された加圧ローラ9bを備える。定着装置には様々な構成及び方式があるが、図1に示す定着装置9は、対向する定着ローラ9a及び加圧ローラ9bで形成される定着ニップ部内で所定の加圧力と熱量を与えて、記録材上にトナー像を溶融固着させる型式のものである。
中間ベルトクリーナ10は、記録材pに2次転写されずに中間転写ベルト7上に残ったトナーを除去する。
画像形成装置20は、CPU22と制御部12を備える。
CPU22は、各種の動作信号を発信し、画像形成装置の各部の動作を統合的に制御する。CPU22は、後述するフルカラーモード、第1単色モード、第2単色モードの実行を制御する。
CPU22は、各種の動作信号を発信し、画像形成装置の各部の動作を統合的に制御する。CPU22は、後述するフルカラーモード、第1単色モード、第2単色モードの実行を制御する。
制御部12は、バイアス制御手段13、転写電流検出手段18、および不図示のROM、RAM等のメモリを有している。バイアス制御手段13は、不図示の電源を制御して、1次転写ローラ5a〜5dと感光ドラム1a〜1dとの間にバイアス電圧を印加するか否かと、印加する場合の電圧の大きさを、1次転写ローラ毎に制御する。また、バイアス制御手段13は、不図示の電源を制御して、2次転写外ローラ8と2次転写内ローラ15との間に2次転写バイアスを印加する。
転写電流検出手段18は、1次転写時に1次転写ローラに印加する電圧を設定するために用いる。転写電流検出手段18は、1次転写ローラ5a〜5dと感光ドラム1a〜1dとの間に流れる転写電流を検出する。画像形成に先立って1次転写ローラ5a〜5dに電圧を印加して1次転写ニップ部(1次転写部)N1に流れる電流を検出する。この検出値にもとづき、1次転写時に印加する電圧を設定する。
本実施形態における単色モードの画像形成の説明を容易にするため、最初にフルカラー画像を形成するときの装置各部の動作を記載する。
[フルカラー画像の形成]
画像形成装置20がフルカラー画像を形成する動作を説明する。まず、図1中の矢印の方向に回転する感光ドラム1a,1b,1c,1dの表面は、それぞれ、帯電ローラ2a,2b,2c,2dにより一様にDC帯電される。
画像形成装置20がフルカラー画像を形成する動作を説明する。まず、図1中の矢印の方向に回転する感光ドラム1a,1b,1c,1dの表面は、それぞれ、帯電ローラ2a,2b,2c,2dにより一様にDC帯電される。
そして、レーザ、ポリゴンミラー補正系レンズを含む露光装置3a〜3dから各色の画像信号に応じて変調されたレーザ光が出力されると、このレーザ光は、折り返しミラーで反射され、帯電された感光ドラム1a〜1dを各々露光する。これにより、各色の感光ドラムに画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム1a〜1dのそれぞれに形成された静電潜像は、現像装置4a〜4dにより現像され、感光ドラム1a〜1d上に各色のトナー像が形成される。
その後、所定の加圧力及び所定の1次転写バイアス電圧が印加された1次転写ローラ5a〜5dにより、中間転写ベルト7上に各色のトナー像が順次転写される。このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト7上に順次重ねて形成されることにより、フルカラー画像が中間転写ベルト上に形成される。なお、本実施形態における色数は、4色であったが、色数は4色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
尚、転写されずに感光ドラム1a〜1d上に残ったトナーは、感光体クリーナ6a〜6dによって回収される。
前述した画像形成部19Y,19M,19C,19Kにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト7上に1次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト上に形成され、2次転写ニップ部(2次転写部)N2へと搬送される。2次転写ニップ部は、中間転写ベルトの外周面と2次転写外ローラとの間で記録材を挟持する。
2次転写ニップ部において、中間転写ベルト7の外周面に形成されたフルカラーのトナー像が、搬送ローラ11を介して搬送された記録材pの上に2次転写される。その後、この記録材pは、定着装置9へと搬送され、トナー像は記録材上に溶融固着される。
[単色画像の形成]
画像形成装置20は、単色画像を形成する際には、CPU22の制御により第1単色モードまたは第2単色モードを実行しえる。順に説明する。
画像形成装置20は、単色画像を形成する際には、CPU22の制御により第1単色モードまたは第2単色モードを実行しえる。順に説明する。
(第1単色モード)
第1単色モードにおいては、図1に実線で示すように、1次転写ローラ5a〜5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a〜1dに接した位置をとる。帯電ローラ2a〜2dには、DC電圧が印加される。画像形成を行わない画像形成部の帯電ローラ2a,2b,2cにDC電圧を印加するのは、DC帯電方式は、DC電圧にAC電圧を重畳させる帯電方式に比べて、帯電性能及び電位の収束性が低いためである。このため、例えば、DC電圧をオフにしたままとすると、次の画像形成において感光ドラム1a,1b,1cを帯電させる場合に、所定の電位にするまで時間がかかってしまう。したがって、第1単色モードにおいては、帯電ローラ2a,2b,2cにもDC電圧を印加するようにしている。
第1単色モードにおいては、図1に実線で示すように、1次転写ローラ5a〜5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a〜1dに接した位置をとる。帯電ローラ2a〜2dには、DC電圧が印加される。画像形成を行わない画像形成部の帯電ローラ2a,2b,2cにDC電圧を印加するのは、DC帯電方式は、DC電圧にAC電圧を重畳させる帯電方式に比べて、帯電性能及び電位の収束性が低いためである。このため、例えば、DC電圧をオフにしたままとすると、次の画像形成において感光ドラム1a,1b,1cを帯電させる場合に、所定の電位にするまで時間がかかってしまう。したがって、第1単色モードにおいては、帯電ローラ2a,2b,2cにもDC電圧を印加するようにしている。
現像装置4a,4b,4cにおいては、DC電圧のみ、又はAC電圧を重畳しないDC電圧が現像スリーブ41a,41b,41cに印加され、現像スリーブ41a,41b,41cは回転を停止する。現像装置4a,4b,4cにおいて電圧を印加するのは、感光ドラム1a,1b,1cが帯電ローラ2a,2b,2cに帯電されているため、電圧を印加しないと電位差により感光ドラム1a,1b,1cにキャリアが付着してしまうためである。現像スリーブ41a,41b,41cの回転を停止するのは、現像剤の劣化を抑制するためである。現像装置4dにおいては、DC電圧のみ、又はAC電圧を重畳したDC電圧が現像スリーブ41dに印加され、現像スリーブ41dは回転駆動される。
Y,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,5cには、バイアス電圧V1が印加される。Bk用の1次転写ローラ5dには、Bkトナーを中間転写ベルトに転写するための1次転写バイアスが印加される。1次転写ローラ5a,5b,5cに1次転写バイアスと同等の電圧を印加すると、中間転写ベルトと感光ドラム1a,1b,1cとの静電吸着力により、上述したように2次転写前張架ローラと駆動ローラの間で中間転写ベルトの緩みが発生する。また、1次転写ローラ5a,5b,5cに印加する1次転写バイアスをオフにした場合、ドラム電位が高くなり、感光ドラムへのキャリア付着等を生じる可能性が生じる。そこでバイアス制御手段13は、フルカラーモードにおいてY,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,5cに印加する1次転写バイアスよりも小さい電圧になるようにバイアス電圧V1を制御する。
具体的に好ましい条件として、バイアス電圧 V1は、フルカラーモードにおいてY,M,C用の感光ドラムにトナー像を形成した場合に1次転写ローラ5a,5b,5cに印加する1次転写バイアスの0.2倍以上かつ0.7倍以下である。
V1を1次転写バイアスの0.2倍以上とすることにより、第1単色モードの動作を安定させ、またフルカラーモードに移行する際の時間を短縮することができる。これについて、感光ドラムの表面電位の時間的変化と関係付けて説明する。
まず、図2(a)は、感光ドラムの表面電位を説明するための前提として、感光ドラムの位置と回転タイミングの関係を示した図である。図2(a)において、矢印方向に回転する感光ドラムの上の1点が、帯電ローラを通過後、1次転写ローラに到達するまでをt0とする。そして、1次転写ローラ通過後に帯電ローラに再度到達するまでをt1とする。そして、2周目に帯電ローラを通過後、1次転写ローラに到達するまでをt2とする。
図2(b)に示すのは、本実施形態のDC帯電方式の下で、t0、t1、t2の各タイミングにおける感光ドラムの表面電位である。図中、実線で示すのは、フルカラーモードにおいて、DC帯電電圧が印加され、かつ1次転写ローラに1次転写バイアスが印加された場合である。一方、点線で示すのは、DC帯電電圧が印加され、かつ1次転写バイアスがオフされた場合である。
比較のために、図2(c)に示すのは、DC電圧にAC電圧を重畳させたDC+AC帯電方式における感光ドラムの表面電位である。実線で示すのは、DC+AC帯電電圧が印加され、かつ1次転写ローラに1次転写バイアスが印加された場合である。一方、点線で示すのは、DC+AC帯電電圧が印加され、かつ1次転写バイアスがオフされた場合である。
感光ドラムに帯電電圧が印加された後、1次転写バイアスが印加された1次転写ローラを通過すると、t1期間のグラフが示すようにドラムの表面電位が下がる。そして、再度帯電ローラを通過すると再帯電され、t2期間のグラフが示す電位となる。
図2(b)および図2(c)の実線グラフからわかるように、1次転写バイアスを印加すれば、t2において再帯電された感光ドラムの電位に問題はない。しかし、DC帯電方式の場合は、1次転写バイアスを印加しないと、点線のように再帯電された感光ドラムの電位がt2において上がってしまう。DC帯電方式は、AC+DC帯電方式に比べて電位の収束性が低いため、再帯電前の感光ドラム電位がある程度下がっていない場合には、再帯電後の感光ドラム電位が設定値よりも高くなってしまう。
ドラム電位が高くなると、現像バイアスとの電位差が広がってしまい、感光ドラムへの不測のキャリア付着等を生じる可能性がある。すなわち、第1単色モードを連続して実行できなくなる可能性がある。また、第1単色モードに続けてフルカラーモードで印刷する場合に、再度所定の帯電電位に収束させるために、感光ドラムを周回させなくてはならず、1周分以上のロスタイムが生ずることになる。
そこで、本実施形態の第1単色モードにおいては、DC帯電バイアスを印加するとともに、1次転写ローラに所定のバイアス電圧V1が印加されるようにして、感光ドラムと現像バイアスとの電位差を所定範囲に保つようにしている。図2(b)において、一点鎖線で示すのは、1次転写ローラにバイアス電圧V1を印加した場合の感光ドラム電位である。t2すなわち再帯電時の感光ドラム電位が、許容上限値を超えない範囲で安定するようにするため、バイアス電圧V1は、フルカラーモード時に印加する1次転写バイアスの0.2倍以上であることが望ましい。
また、V1を1次転写バイアスの0.7倍以下とすることにより、Y,M,C用の画像形成部における静電吸引力を抑制できるため、駆動ローラのスリップを抑制することが可能になる。図7は、1次転写ローラに印加する電圧を変化させたときに、駆動ローラにかかる負荷トルクを示すグラフである。1次転写ローラに印加する電圧を増加させると、静電吸引力が増大して中間転写ベルトを拘束する力が増すため、駆動ローラにとっては、感光ドラムとの速度差によって生ずる負荷トルクが増加することがわかる。小径の駆動ローラで、表面の汚れによって敏感に摩擦力に影響が出る場合に、第1単色モードにおいて滑りが生じないようにするには、バイアス電圧V1は、フルカラーモード時に印加する1次転写バイアスの0.7倍以下とすることが望ましい。
本実施形態では、1次転写ローラに印加する電圧を制御するために1次転写ローラに流れる1次転写電流を計測する。図3に示すように、1次転写ローラに印加する電圧と流れる電流の間には、相関関係がある。したがって、所望のバイアス電圧を印加するためには、1次転写電流を計測し、図3の相関関係を利用して電圧を制御すればよい。
たとえば、本実施例では、フルカラー画像形成時の1次転写電流が24μAあるのに対して、第1単色モードでは電流値が1/4である6μAになるよう1次転写ローラに印加するバイアス電圧を設定している。これにより、図7の駆動ローラの負荷トルクを約33%下げることができ、駆動ローラのすべりを抑制することができる。
尚、1次転写ローラに印加する電圧の制御は、この方式に限られるものではない。要は、第1単色モードにおいてY,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,5cに印加されるバイアス電圧V1が、フルカラーモードにおいてこれらに印加される1次転写バイアスよりも小さい電圧になるように制御されればよい。たとえば、制御部12が1次転写ローラに流れる1次転写電流を計測せずに、あらかじめ設定された電圧値を出力するようバイアス電圧源に指示することも可能である。
以上の動作条件のもと、第1単色モードでは、白黒画像の形成が行われる。すなわち、画像形成部19Y,19M,19C,19Kのうち、19Y,19M,19Cの感光ドラムには、トナー像は形成されない。19Kの感光ドラム1dに、Bkのトナー像が形成され、中間転写ベルト7に1次転写され、2次転写ニップ部N2で記録紙pに2次転写される。定着動作や、中間転写ベルトのクリーニングについては、フルカラーモードと同様である。
第1単色モードでは、中間転写ベルト7が感光ドラム1a,1b,1cと接しているので、フルカラーモードからロスタイムなく第1単色モードに移行できる。また、19Y,19M,19Cの感光ドラムの再帯電電位が許容上限値を超えない範囲で安定するため、不必要なキャリア付着が生じることがなく、連続して単色印刷を実行できる。また、中間転写ベルト7が感光ドラム1a,1b,1cと接しているうえ、感光ドラムの再帯電電位が安定しているので、第1単色モードの後に続けてフルカラーモードの印刷をする場合に、ロスタイムを生じさせることがない。
第1単色モードを実行中に、Y,M,Cの現像スリーブを停止するため、これら3色のトナーにかかるストレスを抑制でき、トナーの劣化を低減することができる。
(第2単色モード)
第2単色モードにおいては、図1に破線で示すように、中間転写ベルト7が感光ドラム1a,1b,1cと接しないように、1次転写ローラ5a,5b,5cは感光ドラムから離間した位置をとる。帯電ローラ2a〜2cには、DC電圧は印加されないが、帯電ローラ2dにはDC電圧が印加される。Y,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,および5cには、バイアス電圧は印加されない。Bk用の1次転写ローラ5dには、Bkトナーを中間転写ベルトに転写するための1次転写バイアスが印加される。現像装置4a,4b,4cには、電圧は印加されず、現像スリーブも駆動しない。現像装置4dには、DC電圧のみ、又はDCに重畳してAC高電圧が印加され、現像スリーブは駆動される。
第2単色モードにおいては、図1に破線で示すように、中間転写ベルト7が感光ドラム1a,1b,1cと接しないように、1次転写ローラ5a,5b,5cは感光ドラムから離間した位置をとる。帯電ローラ2a〜2cには、DC電圧は印加されないが、帯電ローラ2dにはDC電圧が印加される。Y,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,および5cには、バイアス電圧は印加されない。Bk用の1次転写ローラ5dには、Bkトナーを中間転写ベルトに転写するための1次転写バイアスが印加される。現像装置4a,4b,4cには、電圧は印加されず、現像スリーブも駆動しない。現像装置4dには、DC電圧のみ、又はDCに重畳してAC高電圧が印加され、現像スリーブは駆動される。
以上の動作条件のもと、第2単色モードでは、白黒画像の形成が行われる。すなわち、画像形成部19Y,19M,19C,19Kのうち、19Y,19M,19Cの感光ドラムには、トナー像は形成されない。19Kの感光ドラム1dに、Bkのトナー像が形成され、中間転写ベルト7に1次転写され、2次転写ニップ部N2で記録紙pに2次転写される。定着動作や、中間転写ベルトのクリーニングについては、フルカラーモードと同様である。
第2単色モードでは、Bk用以外の感光ドラムから中間転写ベルトを離間させるため、感光ドラムの磨耗を防止できるという利点がある。
[連続印刷のシーケンス]
次に、実施形態1の画像形成装置が、フルカラー画像と単色画像を続けて印刷する場合のシーケンスの例を説明する。複数の印刷JOBが続けて入力された場合のように、画像形成装置がスタンバイ状態に移行せずに連続して印刷動作を継続する状態を、説明の便宜のために連結JOBが入力されたと呼ぶことにする。典型的には、前の印刷JOBの画像形成が完了する前に、次の印刷JOBが入力された場合である。なお、印刷JOBとは、記録材に画像形成する印刷信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、印刷信号を受けた(JOBの入力)後の前回転時(画像形成前の準備動作)から、後回転(画像形成後の動作)までのことを指し、画像形成期間、紙間(非画像形成時)を含む期間である。連結JOBの場合、前のJOBの後回転と後のJOBの前回転の少なくとも何れかを省略する場合がある。
次に、実施形態1の画像形成装置が、フルカラー画像と単色画像を続けて印刷する場合のシーケンスの例を説明する。複数の印刷JOBが続けて入力された場合のように、画像形成装置がスタンバイ状態に移行せずに連続して印刷動作を継続する状態を、説明の便宜のために連結JOBが入力されたと呼ぶことにする。典型的には、前の印刷JOBの画像形成が完了する前に、次の印刷JOBが入力された場合である。なお、印刷JOBとは、記録材に画像形成する印刷信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、印刷信号を受けた(JOBの入力)後の前回転時(画像形成前の準備動作)から、後回転(画像形成後の動作)までのことを指し、画像形成期間、紙間(非画像形成時)を含む期間である。連結JOBの場合、前のJOBの後回転と後のJOBの前回転の少なくとも何れかを省略する場合がある。
図5に示すのは、フルカラー印刷をする指令(フルカラーJOB)と単色印刷をする指令(単色JOB)が画像形成装置に連続して入力された場合の処理手順である。尚、フルカラー印刷を第1の画像形成、単色印刷を第2の画像形成と呼ぶならば、第1の画像形成に続けて第2の画像形成を行う場合と言う事もできる。
まず、フルカラーJOBと単色JOBの連結JOBが入力される(S101)。すると、画像形成装置は、先行して受け付けたフルカラーJOBを実行する(S102)。続けて、単色JOBの実行に移行するが、たとえば所定数を10枚とした場合、最初の10枚までは第1単色モードで画像を形成する(S103)。ここで、単色JOBの枚数が所定数以下、すなわち10枚以下ならば、画像形成は終了する(S104→S106)。一方、単色JOBが10枚を超えて継続する場合には、以後の残りの単色印刷は、第2単色モードで行う(S105)。
かかるシーケンスは、連結した単色JOBの枚数が、最終的に何枚になるかが予め判明していない場合などに有効である。10枚を超えて継続することが明らかになった時点で、枚数が大きいことが予測されるので、感光ドラムの磨耗が少ない第2単色モードに移行するのがよいためである。一方、単色JOBの開始時は第1単色モードで画像を形成することで、感光ドラムの離間に要するロスタイムなしに印刷できるため、少ない枚数の場合に、高速に印刷することが可能である。もちろん、所定数は10枚に限らず、適宜設定できる。
また、連結した単色JOBの枚数が、最終的に何枚になるかが予め判明している場合には、図6のシーケンスで処理することも好適である。まず、フルカラーJOBと単色JOBの連結JOBが入力される(S201)。画像形成装置は、先行して受け付けたフルカラーJOBを実行する(S202)。続けて、単色JOBの実行に移行するが、印刷枚数が10枚を越えるか否かを検知する(S203)。10枚以下の場合には第1単色モードを選択して画像形成し(S204)、10枚を超える場合には第2単色モードを選択して画像形成する(S205)。
かかるシーケンスは、連結した単色JOBの枚数が、最終的に何枚になるかが予め判明している場合に有効である。所定数(この例では10枚)を超えて継続することが判明している場合は、最初から感光ドラムの磨耗が少ない第2単色モードを実行するのがよいためである。一方、単色JOBの枚数が所定数(この例では10枚)以下の場合は、第1単色モードで画像を形成することで、感光ドラムの離間に要するロスタイムなしに印刷できるため、少ない枚数の場合に、高速に印刷することが可能である。
[第2の実施形態]
以下、図を参照して、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図8に示すのは、画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C、画像形成部19Kを、回転可能な無端状ベルトである中間転写ベルト7に沿って配置したタンデム方式の画像形成装置20である。
以下、図を参照して、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図8に示すのは、画像形成部19Y、画像形成部19M、画像形成部19C、画像形成部19Kを、回転可能な無端状ベルトである中間転写ベルト7に沿って配置したタンデム方式の画像形成装置20である。
第1の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。第1の実施形態が、Y,M,Cにかかる1次転写ローラが接離機構を備えていたのに対して、第2の実施形態は、1次転写ローラの接離機構を有していない。第2の実施形態においては、カラー画像の形成および第1単色モードによる単色画像の形成は、第1の実施形態と同じである。
(第2単色モード)
第2の実施形態においては、第2単色モードにおいても、第1単色モードと同様に1次転写ローラ5a〜5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a〜1dに接した位置をとる。
第2の実施形態においては、第2単色モードにおいても、第1単色モードと同様に1次転写ローラ5a〜5dは中間転写ベルト7を介して感光ドラム1a〜1dに接した位置をとる。
各部への電圧のかけ方は、実施形態1の第2単色モードと同様である。すなわち、帯電ローラ2a〜2cには、DC電圧は印加されないが、帯電ローラ2dにはDC電圧が印加される。Y,M,C用の1次転写ローラ5a,5b,および5cには、バイアス電圧は印加されない。Bk用の1次転写ローラ5dには、Bkトナーを中間転写ベルトに転写するための1次転写バイアスが印加される。現像装置4a,4bおよび4cには、電圧は印加されず、現像スリーブも駆動しない。現像装置4dには、DC電圧のみ、又はDCに重畳してAC電圧が印加され、現像スリーブは駆動される。
以上の動作条件のもと、第2単色モードでは、白黒画像の形成が行われる。すなわち、画像形成部19Y,19M,19C,19Kのうち、19Y,19M,19Cの感光ドラムには、トナー像は形成されない。19Kの感光ドラム1dに、Bkのトナー像が形成され、中間転写ベルト7に1次転写され、2次転写ニップ部N2で記録紙pに2次転写される。定着動作や、中間転写ベルトのクリーニングについては、フルカラーモードと同様である。
第2単色モードでは、Bk用以外の帯電ローラ2a〜2cにはDC電圧は印加されないため、不要な帯電による感光ドラムの寿命低下を防止できるという利点がある。
尚、第2実施形態の装置においても、第1実施形態と同様に、フルカラー画像と単色画像を続けて印刷する場合に、図5や図6のシーケンスを実行することが可能である。
以上の第1実施形態と第2実施形態は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色のタンデム方式の画像形成装置であるが、本発明の適用はこの例に限ったものではない。また、フルカラー印刷にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つを用い、単色印刷はブラックのみを用いて行う例を説明した。しかし、本発明にかかる画像形成装置の画像形成部の数、印刷に用いる色の種類や数、画像形成部の配列順、ローラの配置、駆動シーケンス等は、必ずしも第1実施形態と第2実施形態の例に限られるものではない。
たとえば、駆動ローラと2次転写内ローラは同一のローラが兼用するのではなく、別体であってもよい。その場合、駆動ローラは、2次転写内ローラおよび2次転写前張架ローラとは別のローラとして、2次転写前張架ローラよりも下流側に配置すればよい。
また、第1単色モードと第2単色モードの選択に関して、印刷速度を優先する場合は第1単色モードを選択するシーケンスであってもよい。また、装置の耐久性を優先する場合は、第2単色モードを選択するシーケンスであってもよい。
1a、1b、1c・・・感光ドラム(第1像担持体)/1d・・・感光ドラム(第2像担持体)/2a、2b、2c・・・帯電ローラ(第1帯電手段)/2d・・・帯電ローラ(第2帯電手段)/41a、41b、41c・・・現像スリーブ(第1現像スリーブ)/41d・・・現像スリーブ(第2現像スリーブ)/5a、5b、5c・・・1次転写ローラ(第1の1次転写ローラ)/5d・・・1次転写ローラ(第2の1次転写ローラ)/7・・・中間転写ベルト/8・・・2次転写外ローラ/12・・・制御部(制御手段)/14・・・2次転写前張架ローラ/15・・・駆動ローラ兼用の2次転写内ローラ(駆動ローラ)/p・・・記録材/N2・・・2次転写ニップ部
Claims (9)
- 各々がトナー像を担持して回転する第1像担持体及び第2像担持体と、
各々が前記第1像担持体及び前記第2像担持体の表面をDC帯電方式で帯電させる第1帯電手段及び第2帯電手段と、
各々がその表面にトナーを担持しながら回転する第1現像スリーブ及び第2現像スリーブと、
前記第1像担持体にトナー像を現像するため、前記第1現像スリーブに現像バイアスを印加する第1現像バイアス手段と、
前記第2像担持体にトナー像を現像するため、前記第2現像スリーブに現像バイアスを印加する第2現像バイアス手段と、
外周面が前記第1像担持体及び前記第2像担持体に当接することが可能で、回転する無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内周面側に配置され、1次転写バイアスが印加されることで、前記第1像担持体及び前記第2像担持体に形成されたトナー像をそれぞれ前記中間転写ベルトに転写する第1の1次転写部材及び第2の1次転写部材と、
前記中間転写ベルトの外周面との間で記録材を挟持する2次転写ニップ部を形成し、2次転写バイアスが印加されることで、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を前記記録材に転写する2次転写外部材と、
前記中間転写ベルトの回転方向を基準にしたとき、前記第1の1次転写部材及び前記第2の1次転写部材のいずれよりも下流側で、かつ前記2次転写ニップ部よりも上流側に設置され、前記中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架する2次転写前張架ローラと、
前記2次転写前張架ローラよりも下流側に配置され、前記第1像担持体及び前記第2像担持体が回転する周速度よりも速い周速度で回転しながら前記中間転写ベルトの内周面と当接してこれを張架し、前記中間転写ベルトに駆動力を伝達する駆動ローラと、
制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第1像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する場合に、
前記第1像担持体及び前記第2像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記第1帯電手段および前記第2帯電手段にDC帯電バイアスを印加し、
前記第1現像スリーブの回転を停止し、
前記第2現像スリーブを回転し、
前記第1現像バイアス手段は所定の現像バイアスを前記第1現像スリーブに印加し、
前記第2現像バイアス手段は所定の現像バイアスを前記第2現像スリーブに印加し、
前記第1の1次転写部材に前記第1像担持体にトナー像を形成した場合に印加する1次転写バイアスよりも小さいバイアスを印加し、
前記第2の1次転写部材にはトナー像を形成した場合に印加する1次転写バイアスを印加する第1単色モードを実行させる、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の1次転写部材に印加するバイアスは、前記第1像担持体にトナー像を形成した場合に前記第1の1次転写部材に印加する1次転写バイアスの0.2倍以上かつ0.7倍以下である、
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像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体にトナー像を前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する場合に、
前記制御手段は、
前記第1帯電手段のDC帯電バイアスをオフし、前記第2帯電手段にDC帯電バイアスを印加し、
前記第1現像スリーブは回転を停止し、前記第2現像スリーブは回転し、
前記第1現像バイアス手段はオフし、前記第2現像バイアス手段は所定の現像バイアスを印加し、
前記第1の1次転写部材はバイアスをオフし、前記第2の1次転写部材には1次転写バイアスを印加する第2単色モードか、前記第1単色モードのいずれか一方を選択して実行させ得る、
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。 - 前記第1像担持体と前記中間転写ベルトとを当接または離間させる接離機構を備え、
前記制御手段は、前記第2単色モードにおいて前記第1像担持体を前記中間転写ベルトから離間させる、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記第1像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体に形成したトナー像を、前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する場合に、
前記制御手段は、
所定数以下の記録材に画像形成する場合には、前記第1単色モードを実行し、
所定数を超える記録材に連続して画像形成する場合には、所定数までは前記第1単色モードを実行し、その後は前記第2単色モードを実行する、
ことを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。 - 前記第1像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体に形成したトナー像を、前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する場合に、
前記制御手段は、
連続して画像形成する記録材の枚数をあらかじめ検知し、
前記枚数が所定数以下の場合には前記第1単色モードを実行し、
前記枚数が所定数を超える場合には前記第2単色モードを実行する、
ことを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。 - 前記第1像担持体および前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第1像担持体および前記第2像担持体に形成したトナー像を、前記中間転写ベルトを介して記録材に転写する第1の画像形成と、
前記第1の画像形成に続けて、前記第1像担持体にトナー像を形成せずに前記第2像担持体にトナー像を形成し、前記第2像担持体に形成したトナー像を、前記中間転写ベルトを介して別の記録材に転写する第2の画像形成を行う場合には、
前記制御手段は、前記第2の画像形成を前記第1単色モードにより実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第1像担持体にイエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの色のトナー像を形成し、前記第2像担持体にブラックのトナー像を形成する、
ことを特徴とする請求項1乃至7のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - さらに、第3像担持体と第4像担持体を備え、
前記第1像担持体はイエロー、前記第3像担持体はマゼンタ、前記第4像担持体はシアンのトナー像を形成する、
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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US15/602,942 US10101697B2 (en) | 2016-05-31 | 2017-05-23 | Image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113835319A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 佳能株式会社 | 成像设备 |
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2017
- 2017-02-28 JP JP2017037666A patent/JP2017215572A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113835319A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 佳能株式会社 | 成像设备 |
CN113835319B (zh) * | 2020-06-24 | 2024-04-23 | 佳能株式会社 | 成像设备 |
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