JP4627247B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像形成装置に係り、特に、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ及びファクシミリ等のカラー画像形成装置に関する。

近年、高速印字処理を行う画像形成装置の開発が進んでいる。
例えば、画像形成装置の処理能力では、標準紙（Ａ４横搬送）でモノ黒単色印字における印字処理枚数で換算すると、数年前までは４０〜６０枚／分であったものが１００〜１２０枚／分と処理速度が高速化している。

また、フルカラー複写装置等のカラー画像形成装置において、モノ黒単色印字の使用頻度が高いのが現状であり、その為モノ黒単色印刷時の印字速度を速める等、印字効率の向上を図っている。

しかしながら、印字速度が速くなると現像性の低下、及びトナー飛散が発生し易くなる。また、モノ黒単色印刷による印字頻度が多いことから、トナー飛散の清掃メンテナンス時期の延長とフルカラー画像、及び、モノ黒単色画像の画質安定化が課題となっている。

そこで、従来では、トナーの飛散対策として、画像形成装置において、各色現像器と隣接するプロセスユニットとの間に空気の流れを遮蔽する遮蔽部材を設けたものや（特許文献１を参照）、モノ黒トナーの電気抵抗値を１０¹⁴Ω・ｃｍ以上としてトナー層中の電荷が感光体表面近傍の逆極電荷に引かれて、静電潜像担持体の方へ移動することを防止するものが提案されている（特許文献２を参照）。
特開２００３−４３７７８号公報 特開平０７−９２７６２号公報

しかしながら、従来の方式では、特許文献１のように、各色現像器と隣接するプロセスユニットとの間に遮蔽部材を設けることは、部品点数やコストの増大となり、さらに装置の小型化には不向きであるという問題がある。

また、特許文献２のように、モノ黒トナーの電気抵抗値を１０¹⁴Ω・ｃｍ以上として感光体表面近傍の逆極電荷に引かれなくすると、高速印字の場合、画像濃度低下といった画像不具合となり易いという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、部品点数を増大させることなく簡単な構成で、静電潜像担持体のリファイニング性の向上を図り、高速印字においてもフルカラー画質及びモノ黒単色画質の安定化を図ったカラー画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するための本発明に係るカラー画像形成装置の各構成は、次の通りである。
請求項１に記載したカラー画像形成装置は、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤によって現像剤像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面に前記現像剤を供給する現像スリーブを備えた現像装置とを有する画像形成手段を備え、電子写真方式により前記静電潜像担持体の表面に形成された現像剤像を転写電界により記録媒体上に転写するカラー画像形成装置において、前記現像スリーブと前記静電潜像担持体とは所定の間隔をとって配置され、前記現像スリーブに現像バイアスが印加されて該現像スリーブの外周表面に生じる現像剤による磁気ブラシの前記静電潜像担持体への食い込み量を、前記現像スリーブ表面からの磁気ブラシ長さと、該現像スリーブと前記静電潜像担持体との離間距離とによって表し、現像位置における静電潜像担持体が存在する状態の磁気ブラシ長さと該静電潜像担持体が存在しない状態における現像剤による磁気ブラシ長さの比で示すものとして、各色相に応じた現像装置のうちモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量を、他色用の現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量よりも大きくすることを特徴とするものである。

本発明におけるカラー画像形成装置は、モノ黒単色印字の機能を有するものを含むものとし、また、モノ黒単色印字速度がカラー印字速度よりも速い速度で印字可能なものを含むものとする。

また、本発明における現像剤の静電潜像担持体への食い込み量とは、現像装置の現像スリーブ表面からの磁気ブラシの長さと、該現像スリーブと静電潜像担持体との位置関係（離間距離）とによって表されるもので、現像位置における静電潜像担持体が存在する状態の磁気ブラシ長さと該静電潜像担持体が存在しない状態における現像剤による磁気ブラシ長さの比で示すものとする。

また、本発明における現像剤は、着色料としてのトナーを含有するものを含むものとする。

請求項２に記載したカラー画像形成装置は、請求項１に記載した構成に加えて、前記画像形成装置におけるモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブの回転速度を、他色用の現像装置の現像スリーブの回転速度以上の速度とすることを特徴とするものである。

請求項３に記載したカラー画像形成装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、モノ黒印字時に対応する静電潜像担持体の外周部の周長を、他色用の静電潜像担持体の外周部の周長よりも長くすることを特徴とするものである。

請求項１に記載した発明によれば、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤によって現像剤像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面に前記現像剤を供給する現像スリーブを備えた現像装置とを有する画像形成手段を備え、電子写真方式により前記静電潜像担持体の表面に形成された現像剤像を転写電界により記録媒体上に転写するカラー画像形成装置において、前記現像スリーブと前記静電潜像担持体とは所定の間隔をとって配置され、前記現像スリーブに現像バイアスが印加されて該現像スリーブの外周表面に生じる現像剤による磁気ブラシの前記静電潜像担持体への食い込み量を、前記現像スリーブ表面からの磁気ブラシ長さと、該現像スリーブと前記静電潜像担持体との離間距離とによって表し、現像位置における静電潜像担持体が存在する状態の磁気ブラシ長さと該静電潜像担持体が存在しない状態における現像剤による磁気ブラシ長さの比で示すものとして、各色相に応じた現像装置のうちモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量を、他色用の現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量よりも大きくすることで、磁気ブラシによる研磨効果を高めて静電潜像担持体表面のリファイニング性を向上させ、高速印字においてもフルカラー画質及びモノ黒単色画質の向上と安定化を図ることができる。

また、請求項１〜３に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。

詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、前記画像形成装置におけるモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブの回転速度を、他色用の現像装置の現像スリーブの回転速度以上の速度にすることで、印字頻度の高いモノ黒単色印字における高速印字（カラー印字速度よりも速い）に対応することができる。

請求項３に記載した発明によれば、モノ黒印字時に対応する静電潜像担持体の外周部の周長を、他色用の静電潜像担持体の外周部の周長よりも長くすることで、印字頻度の高いモノ黒用の静電潜像担持体の耐摩耗性を向上させて、該静電潜像担持体の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。

本実施形態のカラー画像形成装置１は、図１に示すように、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤（以下、トナーと称する。）により形成される現像剤像（以下、トナー像と称する。）が形成される感光体ドラム（静電潜像担持体）２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、この感光体ドラム２１の表面に前記現像剤を供給する現像器（現像装置）２３とを備えた複数のプロセス印刷ユニット（画像形成手段）２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）を備え、さらに、画像情報に基づいて色毎に各々の感光体ドラム２１上にレーザ光（ビーム）を照射して静電潜像を生成する露光ユニット（光走査装置）１０と、複数のトナー像を積層して転写する転写手段を構成する無端の転写ベルト３１と、前記転写ベルト３１に積層転写されたトナー像を記録用紙に一括転写する転写手段を構成する転写ローラ３６と、加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとにより記録用紙に転写されたトナー像を熱定着させる定着ユニット２７とを備えたカラー画像形成装置において、各色相に応じた現像器２３による現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量に違いを持たせて、モノ黒用の現像剤の感光体ドラム２１へ食い込み量が、他色用の現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量よりも大きくしたことを特徴とするものである。

まず、カラー画像形成装置１の全体構成について説明する。
本実施形態に係るカラー画像形成装置１は、図１に示すように、画像情報を色分解して色相毎に画像を形成してカラー画像を出力するようにした、いわゆるデジタルカラープリンタであって、大略的に画像形成部１０８と給紙部１０９とにより構成され、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示省略）からの印刷ジョブに基づいて多色画像又は単色画像を記録用紙上に形成するものである。

画像形成部１０８は、電子写真方式で、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色を用いて多色画像を形成するものであって、主に、露光ユニット１０、プロセス印刷ユニット２０、定着ユニット２７、転写ベルト３１を備える転写手段としての転写ベルトユニット３０、転写ローラ３６、転写ベルトクリーニングユニット３７とにより構成されている。

画像形成部１０８の概略構成は、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一端側の上部に定着ユニット２７を配置し、該定着ユニット２７の下方に筐体１ａの一端側から他端側に渡り転写ベルトユニット３０を配置するとともに、該転写ベルトユニット３０の下方にプロセス印刷ユニット２０を配置し、さらに該プロセス印刷ユニット２０の下方に露光ユニット１０を配置している。

また、転写ベルトユニット３０の他端側には転写ベルトクリーニングユニット３７が設けられている。さらに、画像形成部１０８の上部には定着ユニット２７に隣接して排紙トレイ４３が設けられている。そして、この画像形成部１０８の下側に給紙部１０９が構成されている。

本実施形態では、プロセス印刷ユニット２０として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に各色に対応した４個のプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが転写ベルト３１に沿って順次設けられている。

転写ベルト３１上に転写されるトナー像の中で最後に転写される色相のプロセス印刷ユニット２０ｄ、すなわち、転写ローラ３６から最も近い位置に配置される色相のプロセス印刷ユニット２０ｄは、黒色の色相のトナーを備え、転写ベルト３１上に最後に黒色のトナー像を形成するものである。

これらプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、筐体１ａ内で略水平方向（図中の左右方向）に平行して並設され、色毎に像担持体たる感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、該感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを帯電させる帯電器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、現像器（現像装置）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、クリーナユニット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ等をそれぞれ備えている。

ここで、色毎に対応する構成要素に付したａ，ｂ，ｃ，ｄの記号は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）、の各色に対応するように記載したものであるが、以下の説明において、特定の色に対応する構成要素を指定して説明する場合を除き、各色に対して設けられている構成要素をまとめて、感光体ドラム２１、帯電器２２、現像器２３、クリーナユニット２４と記載するものとする。

感光体ドラム２１は、外周面の一部が転写ベルト３１の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器２２、現像器２３、及びクリーナユニット２４が近接配置されている。

帯電器２２は、ローラ型帯電器が用いられ、感光体ドラム２１を挟んで転写ベルトユニット３０が配置する位置と略反対側で感光体ドラム２１の外周面に接触するように配置されている。尚、本実施形態では帯電器２２としてローラ型帯電器を用いているが、ローラ型帯電器の代わりにファーブラシ型帯電器、磁気ブラシ型帯電器、コロナワイヤーチャージャー型帯電器、ノコ歯型帯電器、イオン発生帯電装置等、感光体ドラムに所望の帯電性を付与できるものであれば特に限定せず使用可能である。

現像器２３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色のトナーが各色ずつ現像器２３（２３ａ〜２３ｄ）毎に収納されており、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器２２より下流側に配置されている。

現像器２３ａ〜２３ｄには、それぞれ現像スリーブ２３１ａ〜２３１ｄが感光体ドラム２１ａ〜２１ｄに対向して配置され、それぞれ感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの外周面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給して顕像化するように構成されている。

クリーナユニット２４は、感光体ドラム回転方向で帯電器２２より上流側に配置されている。また、クリーナユニット２４は、クリーニングブレード２４１を備え、該クリーニングブレード２４１を感光体ドラム２１の外周面に沿って当接配置し、該感光体ドラム２１上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されている。図中の符号２４２は回収したトナーを搬送する搬送スクリューである。本実施例ではクリーニングブレード２４１と回収したトナーを搬送する搬送スクリュー２４２を用いたが、特にこれらの構成に限定されるものではなく、クリーニングブレードは１つ以上用いても良いし、ファーブラシや磁気ブラシを単独で用いても良い。またクリーニングブレードとファーブラシ、磁気ブラシを併用しても良い。該感光体ドラム２１上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されるものであれば使用できる。

露光ユニット１０は、主に、箱状に形成された筐体１０ａと、その内部に配置されるレーザ照射部１１ａを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１１、ポリゴンミラー１２、及び色毎にレーザ光を反射する反射ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ等により構成されている。

レーザスキャニングユニット１１のレーザ照射部１１ａから発せられたレーザ光は、ポリゴンミラー１２及びｆθレンズ１５により色分解された後、反射ミラー１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｃで反射して、色毎にそれぞれの感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ上に照射されるようになっている。

尚、レーザスキャニングユニット１１は、レーザ照射部１１ａの代わりにＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込ヘッドを用いる構成であっても良いし、光源と液晶シャッターを用いた構成であっても良く、該感光体ドラム２１上に静電潜像を形成できる手段であれば使用できる。

転写ベルトユニット３０は、図１に示すように、主に、転写ベルト３１、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとにより構成されている。

尚、以下の説明においては、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを総じて用いる場合には中間転写ローラ３５と記載するものとする。

転写ベルト３１は、厚さ７５μｍ〜１２０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルト３１の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネイト、サーモプラスチックエラストマーアロイ等が用いられているが、特にこれらの材質に限定するものではない。

また、転写ベルト３１は、その表面が感光体ドラム２１の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５により張架され、該転写ベルト駆動ローラ３２の駆動力により副走査方向（図中の矢印Ｂ方向）へ移動するように構成されている。

転写ベルト駆動ローラ３２は、筐体１ａの一端側に配置され、転写ベルト３１に駆動を掛けて該転写ベルト３１を搬送するとともに、転写ベルト３１と記録用紙とを重ね合わせた状態で転写ローラ３６とで挟み込んで圧接しながら記録用紙を搬送するように設けられている。

転写ベルト従動ローラ３３は、筐体１ａの他端側に配置され、転写ベルト駆動ローラ３２とともに転写ベルト３１を筐体１ａの一端側から他端側に渡り略水平に架設しているが、図１中のカラー画像形成装置１の横幅方向の寸法を小さくする場合、いわゆる幅方向の設置面積を省スペース化する場合には、転写ベルト駆動ローラ３２とともに転写ベルト３１を筐体１ａの一端側から他端側に渡り、いづれか一方に傾斜を持たせることも可能であり、それに伴う感光体、現像、レーザ照射部、定着等、種々適切な配置、大きさ等に、適宜設定しても構わない。

中間転写ローラ３５は、転写ベルト駆動ローラ３２から転写ベルト従動ローラ３３に渡り巻回された転写ベルト３１の内側空間に配置されるとともに、軸心を感光体ドラム２１に対して図中左右方向に転写ベルト３１の移動方向下流側にずらした位置に配置され、転写ベルト３１の内側面を押圧して、前記転写ベルト３１の外側面が感光体ドラム２１の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けられている。

また、中間転写ローラ３５は、直径８〜１０ｍｍの金属類（例えば、ステンレス）軸を備え、その金属軸の外周面にＥＰＤＭ、発泡ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されているが、これら弾性材に限定しなくとも良い。

このように構成された中間転写ローラ３５は、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加され、弾性材により転写ベルト３１に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。

上述の各感光体ドラム２１上で各色相に応じた顕像化されトナー像（静電像）が転写ベルト３１で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように積層された画像情報は、転写ベルト３１の接触位置に配置される転写ローラ３６によって記録用紙に転写されるようになっている。

転写手段を構成する転写ローラ３６は、転写ベルト３１に転写されたトナー像を記録用紙に転写する転写手段を構成するものであって、転写ベルト駆動ローラ３２に対して略水平で平行に対向し、該転写ベルト駆動ローラ３２に巻回される転写ベルト３１に対して所定のニップで圧接するように配設され、該転写ベルト３１上に形成された多色トナー像を記録用紙上に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されるように構成されている。

また、転写ベルト３１と転写ローラ３６との間のニップを定常的に得るために、転写ベルト駆動ローラ３２又は転写ローラ３６の何れか一方のローラを金属等の硬質材料により構成し、他方のローラを弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成するようにしている。

転写ベルト駆動ローラ３２と転写ローラ３６の下方にはレジストローラ２６が設けられている。レジストローラ２６は、給紙部１０９から供給された記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合して転写ローラ３６側へ搬送するように構成されている。

また上記のように、感光体ドラム２１との接触により転写ベルト３１に付着したトナー、または転写ローラ３６によって記録用紙上に転写画行われずに転写ベルト３１残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去・回収されるように設定されている。

転写ベルトクリーニングユニット３７は、転写ベルト従動ローラ３３の近傍に設けられ、転写ベルト３１に当接（または摺接）するように配置したクリーニングブレード３７ａと、該クリーニングブレード３７ａにより転写ベルト３１上の残留トナーを掻き取ったトナー（廃トナー）を一旦収納するボックス状のトナー回収部３７ｂとを備え、転写ベルト３１上の残留トナーを掻き取り回収するようにされている。

また、転写ベルトクリーニングユニット３７は、プロセス印刷ユニット２０ａより転写ベルト３１の移動方向上流側で該プロセス印刷ユニット２０ａに近接して配置されている。また、転写ベルト３１のクリーニングブレード３７ａが外側面に接触する部分は、その内側面が転写ベルト従動ローラ３３で支持されている。

定着ユニット２７は、図１に示すように、加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとにより構成された一対の定着ローラ２７１と、その定着ローラ２７１の上方に搬送ローラ２７ｃを備え、記録用紙を定着ローラ２７１の下方より搬入して、搬送ローラ２７ｃの上方に搬出するようにされている。

さらに、定着ユニット２７の上方には、搬送ローラ２７ｃに隣接して排紙ローラ２８が設けられ、搬送ローラ２７ｃから搬送された記録用紙を該排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に記録用紙を排紙するようにされている。

定着ユニット２７によるトナー像の定着は、加熱ローラ２７ａの内部若しくは近接して設けられたヒータランプ等の加熱手段（図示省略）を温度検出器（図示省略）の検出値に基づいて制御することにより、加熱ローラ２７ａを所定の温度（定着温度）に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとにより挟んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着するようにされている。

また、定着ユニット２７に隣接して、両面印刷用の両面原稿搬送路Ｓ３が定着ユニット２７の後方から下方に向かい給紙部１０９付近まで構成され、その両面原稿搬送路Ｓ３上に上下方向で並設された搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより記録用紙を反転させた状態で、再び転写ローラ３６に向かい搬送するようになっている。

具体的には、搬送ローラ２９ａは定着ユニット２７の後方に配置され、搬送ローラ２９ｂは、上下方向で搬送ローラ２９ａの下方に位置するとともに、横方向でレジストローラ２６と略同じ位置に配置されている。本実施例ではヒータランプ等の加熱手段の加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂを用いたが、誘導加熱方式を用いても良いし、併用しても構わない。また加圧にローラ状のものを用いなくとも良く、記録用紙上にトナー像を乱すことなく一様に熱定着できる適切な方法であれば特に手段は選ばない。

給紙部１０９は、画像形成に使用する記録用紙を収容するための手差トレイ４１及び給紙カセット４２を備え、手差トレイ４１又は給紙カセット４２から記録用紙を一枚ずつ画像形成部１０８に供給するようにされている。

手差トレイ４１は、図１に示すように、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一側端（図中で右側）に、使用時には外方に拡開され、未使用時には一側端に収納可能に設けられ、利用者が所望する種類の記録用紙を少数枚（必要とする枚数）だけ載置してカラー画像形成装置１の筐体１ａ内部に１枚ずつ取込むものである。

手差トレイ４１による記録用紙の給紙方向（図中の矢印Ｃ方向）下流側のカラー画像形成装置１の筐体１ａ内には、露光ユニット１０の下方にピックアップローラ４１ａが設けられ、さらに給紙方向下流側に搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが略水平に設けられている。

ピックアップローラ４１ａは、手差トレイ４１から給紙された記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に搬送するようになっている。

最下流側の搬送ローラ４１ｄは、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃよりも上方に設けられ、これにより記録用紙を上方に向かい搬送するようになっている。

前述したピックアップローラ４１ａ及び搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄによって記録用紙搬送路Ｓ１が構成されている。

一方、給紙カセット４２は、筐体１ａ内の画像形成部１０８及び露光ユニット１０の下側に設けられ、装置の仕様により規定されたサイズ、又は利用者が予め定めたサイズの記録用紙を大量に収容可能となっている。

給紙カセット４２の一端部（図中の左側端部）の上にはピックアップローラ４２ａが設けられ、該ピックアップローラ４２ａの記録用紙搬送方向（図中の矢印Ｄ方向）下流側で斜め上方には搬送ローラ４２ｂが設けられている。

ピックアップローラ４２ａは、給紙カセット４２にセットされた記録用紙の最上部にある記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に繰り出して搬送するようになっている。

搬送ローラ４２ｂは、ピックアップローラ４２ａから繰り出された記録用紙を、筐体１ａ内の一端側に形成された記録用紙搬送路Ｓ２に沿って上方に向かい画像形成部１０８に搬送するようになっている。

ここで、本実施形態のカラー画像形成装置１による画像出力について説明する。
カラー画像形成装置１は、給紙部１０９から供給される記録用紙上に感光体ドラム２１上のトナー像をいわゆる中間転写方式（オフセット方式）によって転写ベルト３１を介して記録用紙に転写するようにされている。

まず、帯電器２２により感光体ドラム２１の外周面を所定の電位に均一的に帯電する。
帯電された感光体ドラム２１に露光ユニット１０からレーザ光を照射することで、色毎の感光体ドラム２１上に色毎の静電潜像が生成される。

次に、現像器２３より感光体ドラム２１ａ〜２１ｄのそれぞれの外周面にトナーが供給されて、感光体ドラム２１の外周面に形成された静電潜像がトナーによりトナー像として顕像化される。

そして、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ上に生成されたトナー像が転写ベルト３１に転写される。感光体ドラム２１から転写ベルト３１へのトナー像の転写は、転写ベルト３１の裏側に接触配置された中間転写ローラ３５に高電圧を印加することにより行われる。

中間転写ローラ３５にトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧を印加することで、転写ベルト３１は、この中間転写ローラ３５により均一的に高電圧が印加されて逆極性（＋）となる。これにより、感光体ドラム２１上の帯電極性（−）のトナー像は、感光体ドラム２１が転写ベルト３１と回転接触する際に転写ベルト３１上に転写される。

各々の感光体ドラム２１ａ〜２１ｄに形成された各色のトナー像は、転写ベルト３１が移動しながら各々の感光体ドラム２１ａ〜２１ｄと回転接触するに従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に重ねて転写され、転写ベルト３１上にはカラーのトナー像が形成される。

このようにして、色毎に感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ上でトナーにより顕像化された静電潜像は転写ベルト３１上で積層され、印刷用画像が多色トナー像として転写ベルト３１上に再現される。

そして、転写ベルト３１上に転写された多色トナー像は、転写ベルト３１が移動して記録用紙と該転写ベルト３１とが重なり合う位置で、転写ローラ３６によって転写ベルト３１から記録用紙上に転写される。

感光体ドラム２１と接触することで転写ベルト３１に付着したトナー、又は転写ローラ３６によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト３１上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去および回収される。

次に、給紙部１０９による記録用紙の供給動作について説明する。
手差トレイ４１に載置された記録用紙を用いる場合は、操作パネル（図示省略）の指示により制御されたタイミングで、ピックアップローラ４１ａにより手差トレイ４１内から記録用紙が１枚ずつ装置内部に取り込まれる。

装置内部に取り込まれた記録用紙は、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにより記録用紙搬送路Ｓ１に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

一方、給紙カセット４２に収容された記録用紙を用いる場合は、ピックアップローラ４２ａにより給紙カセット４２内から記録用紙が１枚ずつ分離給送され、搬送ローラ４２ｂにより記録用紙搬送路Ｓ２に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

手差トレイ４１又は給紙カセット４２から搬送された記録用紙は、レジストローラ２６により記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ３６側へ搬送されて、転写ベルト３１上のトナー像が記録用紙上に転写される。

トナー像が転写された記録用紙は、略垂直に搬送されて定着ユニット２７に到達し、定着ユニット２７において、加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとによりトナー像が記録用紙に熱定着される。

定着ユニット２７を通過した記録用紙は、片面印刷要求の場合、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上にフェイスダウンで排出される。

一方、両面印刷要求の場合は、排紙ローラ２８により記録用紙をチャックした後、該排紙ローラ２８を逆回転させて記録用紙を両面原稿搬送路Ｓ３へ導き、搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより再度レジストローラ２６へ搬送する。

この時、記録用紙は、転写される面が反転するとともに搬送される前後方向が変わる。
つまり、最初の転写時にスタート側となる端部が裏面転写時にはエンド側となり、最初の転写時にエンド側となる端部が裏面転写時にはスタート側となる。

そして、記録用紙の裏面にトナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に排出される。このようにして、トナー像が記録用紙へ転写されて出力動作が行われる。

次に、本発明の特徴であるカラー画像形成装置１におけるイエロー（Ｙ），シアン（ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（ＢＫ）の各色相における現像スリーブ２３１ａ〜２３１ｄによる現像剤（トナーを含む）の感光体ドラム２１ａ〜２１ｄへの食い込み量について、図面を参照して詳細に説明する。

図２は本実施形態のカラー画像形成装置における現像スリーブによる現像剤の感光体ドラムとの関係を示す説明図、図３は前記カラー画像形成装置における色毎の感光体ドラムへの現像剤の食い込み量の一例を示す表であって、（ａ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置のセンター値における測定値、（ｂ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最小に近づけた時（Ｍｉｎ値）の測定値、（ｃ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最大に離した時（Ｍａｘ値）の測定値、（ｄ）は本実施形態における各色の現像剤の食い込み量の設定範囲を示す表である。

尚、上記測定に際しては、株式会社ミツトヨ製のデジマチックインジケータ（分解能０．００１ｍｍ、精度０．００３ｍｍ）を使用して測定を行ったものである。

カラー画像形成装置１において、現像スリーブ２３１と感光体ドラム２１は、図２に示すように、所定の間隔をとって配置されている。

現像スリーブ２３１に現像バイアスが印加されると、現像スリーブ２３１の外周表面には中心より放射方向（半径方向）外側に向かいいわゆる磁気ブラシ２３２が生じる。この現像剤による磁気ブラシ（チェーン）長さ（高さ）は、感光体ドラム２１が存在しない場合の磁気ブラシ長さを「ａ」とし、感光体ドラム２１が存在する場合の磁気ブラシ長さ（高さ）を「ｂ」とする。

本実施形態における現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量は、現像スリーブ２３１表面からの磁気ブラシ長さａと、該現像スリーブ２３１と感光体ドラム２１との位置関係（離間距離）とによって表されるもので、現像位置における感光体ドラム２１が存在する状態の磁気ブラシ長さｂと該静電潜像担持体が存在しない状態における現像剤による磁気ブラシ長さａの比で示すものとする。
すなわち、現像剤の感光体ドラムへ２１の食い込み量は（ａ−ｂ）／ａとなり、
食い込み量＝（ａ−ｂ）／ａ×１００（％）
となる。

各色の現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量は、現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置のセンター位置において、図３（ａ）に示すように、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は１ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．４ｍｍであり、一方、ブラック（ＢＫ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は２．０ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．５５ｍｍとなっている。
従って、食い込み量（ａ−ｂ）／ａは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）がそれぞれ６０％、ブラック（ＢＫ）が７３％となる。

一方、現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最小に近づけた時（Ｍｉｎ値）の食い込み量は、図３（ｂ）に示すように、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は１ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．３５ｍｍであり、一方、ブラック（ＢＫ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は２．０ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．６ｍｍとなっている。
従って、食い込み量（ａ−ｂ）／ａは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）がそれぞれ６５％、ブラック（ＢＫ）が７０％となる。

また、現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最大に離した時（Ｍａｘ値）の食い込み量は、図３（ｃ）に示すように、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は１ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．４５ｍｍであり、一方、ブラック（ＢＫ）では、感光体ドラム２１が存在しない場合は２．０ｍｍ、感光体ドラム２１が存在する場合は０．５ｍｍとなっている。
従って、食い込み量（ａ−ｂ）／ａは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）がそれぞれ６５％、ブラック（ＢＫ）が７５％となる。

以上の測定結果に基づき、本実施例では、現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量は、図３（ｄ）に示すように、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）をそれぞれ５０〜７０％、ブラック（ＢＫ）を６０〜８０％としている。
すなわち、ブラック（ＢＫ）の現像剤による食い込み量は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）と比較して大きくなっている。

このように、各色に対応した現像剤の感光体ドラム２１への食い込み量を設定することで、磁気ブラシ２３２による感光体ドラム２１表面の研磨効果を高めることができるので、従来と比較して感光体ドラム２１表面のリファイニング性が向上し、画質の向上と安定化を図ることができた。

また、ブラック（ＢＫ）の現像剤による食い込み量を、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）と比較して大きくすることで、フルカラー印字速度に対して速い印字速度が要求されるモノ黒単色印字に対しても、高速印字における画質の向上と安定化を図ることができた。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、各色のトナーを含む現像剤が収納された現像器２３（２３ａ〜２３ｄ）を、転写ローラ３６から近い方からブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に設け、これらの現像器２３に設けられた現像スリーブ２３１ａ〜２３１ｄによる現像剤の感光体ドラム２１ａ〜２１ｄへの食い込み量を、ブラック（ＢＫ）の現像剤による食い込み量が、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）と比較して大きくすることで、磁気ブラシ２３２による感光体ドラム２１表面の研磨効果を高め、感光体ドラム２１表面のリファイニング性を向上させて、画質の向上と安定化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ブラック（ＢＫ）用の現像器２３ｄを転写ローラ３６から一番近い位置に配置して、ブラック（ＢＫ）の現像剤による食い込み量を大きくすることで、感光体ドラム２１ｄから転写ベルト３１にトナーを転写してからそのトナーが転写ローラ３６により記録用紙に転写されるまでの時間を短くできるので、高速のモノ黒印字においても、画像濃度低下や地肌かぶりといった画像不具合を抑制して良好な画質を実現できる。

尚、本実施形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の現像スリーブ２３１表面からの磁気ブラシ長さａ，ｂを図３に示すように設置しているが、本発明は、その実施例における数値に限定されるものではなく、トナーと現像剤の成分特性や装置構成によって、適宜、最適な値を設定するものである。

また、本実施形態では、カラー画像形成装置１において、カラー印字を行う場合は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）を印字する現像器２３及び感光体ドラム２１は同じ回転速度で印字を行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モノ黒印字時のモノ黒用の現像器２３の現像スリーブ２３１ｄの回転速度を、他色用の現像器２３の現像スリーブ２３１の回転速度以上の速度で運転可能にするようにしても良い。このように構成することで、頻度の高いモノ黒単色印字における高速印字（カラー印字速度よりも速い）に対応することができる。

さらに、本実施形態では、感光体ドラム２１は、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）に対応する感光体ドラム２１ａ〜２１ｄが略同じ直径で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ブラック（ＢＫ）に対応する感光体ドラムの直径を他色の感光体ドラムの直径より大きく構成したものであっても良い。

このように構成することで、ブラック（ＢＫ）用の感光体ドラムの外周長を他色の感光体ドラムの外周長より長くできるので、頻繁に用いられるモノ黒印印字に対応してブラック（ＢＫ）用の感光体ドラムの長寿命化を図ることができる。

また、本発明に係るカラー画像形成装置の構成は、本実施形態や実施例に示す構成に限定されるものではなく、本発明の構成要素を有するものであれば、例えば、色数を変更したり、レイアウトを変えたりすることは適宜行われるものであって、如何様にも発明を展開することを可能にするものである。

本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記カラー画像形成装置における現像スリーブによる現像剤の感光体ドラムとの関係を示す説明図である。 前記カラー画像形成装置における色毎の感光体ドラムへの現像剤の食い込み量の一例を示す表であって、（ａ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置のセンター値における測定値、（ｂ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最小に近づけた時（Ｍｉｎ値）の測定値、（ｃ）は現像スリーブと感光体ドラムとの設置位置を最大に離した時（Ｍａｘ値）の測定値、（ｄ）は本実施形態における各色の現像剤の食い込み量の設定範囲を示す表である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ プロセス印刷ユニット（画像形成手段）
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１d 感光体ドラム（静電潜像担持体）
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 帯電器
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 現像器（現像装置）
３０ 転写ベルトユニット
３１ 転写ベルト
３６ 転写ローラ
２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ 現像スリーブ
２３２ 磁気ブラシ

Claims (3)

1. 色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤によって現像剤像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面に前記現像剤を供給する現像スリーブを備えた現像装置とを有する画像形成手段を備え、電子写真方式により前記静電潜像担持体の表面に形成された現像剤像を転写電界により記録媒体上に転写するカラー画像形成装置において、
   前記現像スリーブと前記静電潜像担持体とは所定の間隔をとって配置され、
   前記現像スリーブに現像バイアスが印加されて該現像スリーブの外周表面に生じる現像剤による磁気ブラシの前記静電潜像担持体への食い込み量を、前記現像スリーブ表面からの磁気ブラシ長さと、該現像スリーブと前記静電潜像担持体との離間距離とによって表し、現像位置における静電潜像担持体が存在する状態の磁気ブラシ長さと該静電潜像担持体が存在しない状態における現像剤による磁気ブラシ長さの比で示すものとして、
   各色相に応じた現像装置のうちモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量が、他色用の現像装置の現像スリーブによる現像剤の静電潜像担持体への食い込み量よりも大きいことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記画像形成装置におけるモノ黒印字時に対応する現像装置の現像スリーブの回転速度は、他色用の現像装置の現像スリーブの回転速度以上の速度とすることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. モノ黒印字時に対応する静電潜像担持体の外周部の周長は、他色用の静電潜像担持体の外周部の周長よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。

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