JP2009222842A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用頻度の高い帯電ローラの交換タイミングを他の帯電ローラと略同時期とすることができるのみならず、オゾン排出量を低減しつつ、フルカラー画像を高画質に維持することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】タンデム型画像形成装置１００には、帯電ローラ２ａ〜２ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄと、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対して接触及び離間させるコイルバネ３１、接離用ローラ３２及びソレノイド３４（接離機構）と、が設けられている。フルカラーモードでは全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄを接触させて帯電を行い、モノクロモードでは、帯電ローラ２ｄのみを離間させて帯電を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体の帯電を行う帯電器に関するものである。

従来のタンデム型カラー画像形成装置（プリンタ）の概略図を図７に示し、その帯電ローラ及び感光体ドラム周辺の構成を図８に示す。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図７では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図７において反時計回り（矢印方向）に回転しながら各画像形成部に隣接して移動する搬送ベルト５０によって搬送された用紙Ｐ上に順次転写され、さらに、定着部７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図７において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ、レジストローラ１２ｂを介して各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄへと搬送される。搬送ベルト５０には誘電体樹脂製のシートが用いられ、そのフランジ部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、従動ローラ１１の上流側には搬送ベルト５０に付着したトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び上方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を個別に露光するＬＥＤヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電ローラ２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。帯電ローラ２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に接触させた状態で電圧を印加してドラム表面を一様に帯電するタイプの帯電器であり、特に、高抵抗のゴムローラを使用した帯電ローラが多く用いられている。

次いでＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄによって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、ＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄからの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、搬送ベルト５０に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が搬送ベルト５０に搬送された用紙Ｐ上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。図８に示すように、クリーニング部５ａ〜５ｄには、クリーニングブレード５ａａ、５ｂａ、５ｃａ及び５ｄａが設けられており、クリーニングブレード５ａａ〜５ｄａにより残留トナーが掻き取られる。

搬送ベルト５０は、駆動ローラ１０及び従動ローラ１１に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１０の回転に伴い搬送ベルト５０が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで画像形成部Ｐａ〜Ｐｄへ搬送され、各画像形成部において搬送ベルトとのニップ部において用紙Ｐ上に順次画像が転写され、フルカラー画像が形成される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部７へと搬送される。

定着部７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。また、モノクロ画像を形成する場合には、画像形成部Ｐｄのみを作動させて上記同様に画像形成が行われる。

このように、電子写真法を用いたカラー画像形成装置においては、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナーが担持される各感光体１ａ〜１ｄに、搬送ベルト５０に搬送された記録媒体が接触することにより、感光体表面上に形成されたトナー像が順次転写される。また、フルカラー画像を転写するフルカラーモードでは、帯電ローラ２ａ〜２ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラック用の全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電し、トナー像を形成するが、モノクロ画像を転写するモノクロモードでは、ブラック用の感光体ドラム１ｄのみを帯電ローラ２ｄにより帯電させてトナー像を形成する。

しかし、一般市場においては依然としてフルカラーの画像形成（印字）よりもモノクロの画像形成（印字）がなされる比率の方が高く、ブラック用帯電ローラ２ｄが他の３色用の帯電ローラ２ａ〜２ｃに比べて頻繁に帯電されることが多い。その結果、帯電ローラ２ｄの磨耗が進み、寿命が短くなるため、その交換タイミングが、他の帯電ローラ２ａ〜２ｃに比べて速くなる。

かかる場合、帯電ローラ２ｄを交換した後、他の帯電ローラ２ａ〜２ｃを交換することが必要となるため、ブラック及びカラー用帯電ローラ２ａ〜２ｄを同時に交換する場合に比べてダウンタイムが２倍となり、ユーザ、サービスマンの両方に負担を強いることとなる。

そこで、ブラック用帯電ローラの寿命を長くする方法が提案されている。例えば、特許文献１には、複数の感光体を備えてなるタンデム方式のカラー画像形成装置であって、黒（ブラック）の静電像を記録する感光体への帯電手段を非接触式の帯電器とし、当該黒を除く他の色の静電像を記録する感光体への帯電手段を接触式の帯電ロールとすることにより、帯電による感光体の磨耗を防止し、各色とも略同じ期間、感光体やトナーを使用することを可能とし、且つコストを低くする方法が開示されている。

また、特許文献２には、帯電ローラからなる帯電装置を像担持体に対して非接触に配置する画像形成装置において、帯電ローラを、芯金と、芯金の外周に一体化された導電性樹脂からなる帯電部材と、該帯電部材の両端に取り付けられた絶縁性樹脂からなるギャップ部材と、から構成することにより、帯電ギャップの高精度の維持、帯電ギャップの変動や偏差や帯電ローラの汚れの低減、異状画像の発生の防止、低コストや高耐久性化を図る方法が開示されている。
特許第３５８７０９４号公報 特開２００５−３４６０２８号公報

しかし、特許文献１の方法では、ブラック用の帯電器としてコロトロン式帯電器を用いている。このため、４色のうちの１色とはいえ、コロトロン（またはスコロトロン）式帯電器を用いることにより、オゾン排出量が増大するおそれがある。特に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体を用いた場合、コロトロン式帯電器に多量の帯電電流を流す必要があるため、オゾン排出量が一層増大するおそれがある。

また、例えば帯電器と感光体ドラムをユニット化した場合、帯電器の寿命によりユニットの交換を強いられるため、帯電器の寿命を長くする必要がある。特に、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを帯電する場合、有機感光体ドラムを帯電する場合よりも帯電器の寿命が短い傾向にあるため、ユニットの寿命に及ぼす影響は大きくなる。

そこで、ブラック用帯電器としてオゾン排出量の少ない帯電ローラを用いると共に、かかる帯電ローラの寿命を長くすることが必要となる。また、感光体ドラム上の現像残トナーを回収するクリーニングブレードをすり抜けたトナー外添剤等が帯電ローラに付着すると、帯電ローラの寿命が短くなり易い。このため、帯電ローラの交換タイミングを４色で略同時期にするためには、ブラック用帯電ローラ表面へのトナー外添剤等の付着を軽減することが必要となる。

さらに、ユーザにより、例えば、ブラックだけでなく所定の色の印字が頻繁に行われる場合もあり得るため、ユーザの使用目的や用途といった使用状況に応じて使用頻度の高い帯電ローラの寿命を長くする必要もある。一方、特許文献２には、帯電ローラを感光体ドラムに対して非接触帯電することは開示されているものの、帯電ローラを感光体ドラムに対して接触及び非接触とすることに関し、開示も示唆もされていない。

本発明は、上記問題点に鑑み、使用頻度の高い帯電ローラの交換タイミングを他の帯電ローラと略同時期とすることができるのみならず、オゾン排出量を低減しつつ、フルカラー画像を高画質に維持することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電ローラとを含み、並列配置される複数の画像形成部を備えた画像形成装置において、前記帯電ローラを、前記像担持体に対して接触して帯電する第１の位置と、所定の間隔を隔てて帯電する第２の位置と、に選択配置する接離機構が設けられたことを特徴としている。

また、本発明は、前記接離機構は、前記帯電ローラを前記像担持体に対して付勢する付勢部材と、前記帯電ローラと前記像担持体との間に挿入され回動自在に挟持されることにより、前記帯電ローラを前記第１の位置に配置し、前記帯電ローラと前記像担持体との間から脱離することにより前記帯電ローラを前記第２の位置に配置するローラ部材と、該ローラ部材を前記帯電ローラと前記像担持体との間に対して挿入及び脱離させる移動部材と、から成ることを特徴としている。

また本発明は、前記ローラ部材は、前記帯電ローラ及び前記像担持体の両端部間に対して軸方向外側から挿入及び脱離されるものであり、円筒状の支持部と、該支持部の軸方向内側に延設され、テーパ状の外周面を有する摺接部と、から形成されており、前記帯電ローラの両端部には、前記第１の位置に配置されたとき前記支持部に支持される円筒状の当接部と、該当接部から軸方向外側に延設され、前記摺接部が摺接可能なテーパ状の外周面を有するテーパ部と、該テーパ部の軸方向外側に延設され、前記当接部よりも直径が小さい円筒状の先端部と、から形成される接離用部が設けられたことを特徴としている。

また本発明は、前記像担持体は、ブラック画像を形成するためのブラック用像担持体と、ブラック以外の画像を形成するためのカラー用像担持体とから成り、前記帯電用ローラは、前記ブラック用像担持体を帯電するブラック用帯電ローラと、前記カラー用像担持体を帯電するカラー用帯電ローラとから成り、前記接離機構が、前記ブラック用帯電ローラを前記ブラック用像担持体に対して前記第１及び第２の位置に選択配置することを特徴としている。

また本発明は、前記カラー用帯電ローラは前記カラー用像担持体に接触しており、前記接離機構が、前記ブラック用帯電ローラを前記ブラック用像担持体に対して、フルカラー画像形成時には前記第１の位置に配置し、モノクロ画像形成時には前記第２の位置に配置することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、接離機構により帯電ローラを像担持体に対して選択的に接触又は離間させた状態で像担持体を帯電することができるため、使用頻度が高い所定の色（特色）の画像を形成するときには帯電ローラを第２の位置に配置し像担持体から離間させて帯電を行い、フルカラー画像を形成するときには帯電ローラを第１の位置に配置し他の帯電ローラと共に像担持体に接触させて画像形成を行うことが可能となる。

これにより、使用頻度の高い帯電ローラの劣化を遅らせ、その寿命を他の帯電ローラと近づけることができるため、全ての帯電ローラを略同時期に交換することが可能となる。また、ユーザの使用状況に応じて所望の帯電ローラの劣化速度を抑制することも可能となる。さらに、帯電ローラにより帯電を行うため、オゾン排出量を低減することができる。加えて、フルカラー画像形成時には全ての帯電ローラを接触させて帯電を行うことができるため、フルカラー画質を高画質に維持することが可能となる。

従って、使用頻度の高い帯電ローラの交換タイミングを他の帯電ローラと略同時期とすることができるのみならず、オゾン排出量を低減しつつ、フルカラー画像を高画質に維持することが可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、接離機構を、帯電ローラを像担持体に対して付勢する付勢部材と、帯電ローラと像担持体との間に対して挿入及び脱離するローラ部材と、ローラ部材を挿入及び脱離させる移動部材とから構成することとした。

これにより、ローラ部材を付勢部材の付勢力に抗して帯電ローラと像担持体との間に挿入することにより、帯電ローラを第１の位置に配置し、一方、帯電ローラと像担持体との間から脱離させることにより付勢部材の付勢力により帯電ローラを第２の位置に配置することができる。よって、装置構成の大型化や複雑化を回避しつつ帯電ローラを第１及び第２の位置に配置することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、前記ローラ部材を、支持部とテーパ状の摺接部とから形成すると共に、軸方向外側から帯電ローラと像担持体の両端部間に対して挿入及び脱離することとし、帯電ローラの両端部には、当接部とテーパ部と先端部とから形成される接離用部を設けることとした。

これにより、ローラ部材を軸方向外側から挿入することにより、摺接部がテーパ部に沿って摺接しこれを押し上げながら軸方向内側に移動した後、支持部により当接部を支持することができ、帯電ローラを第１の位置に配置することができる。また、ローラ部材を軸方向外側から脱離させることにより、摺接部がテーパ部を支えながら帯電ローラを第２の位置に配置することができる。従って、容易に且つ帯電ローラや像担持体の損傷を回避しつつ帯電ローラを第１及び第２の位置に配置することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の画像形成装置において、像担持体を、ブラック用像担持体とカラー用像担持体とから構成すると共に、帯電用ローラを、ブラック用帯電ローラと、カラー用帯電ローラとから構成し、接離機構により、ブラック用帯電ローラをブラック用像担持体に対して第１及び第２の位置に配置することとした。これにより、特に市場において一般的に使用頻度が高いブラック用帯電ローラの劣化速度を抑制することができるため、より効果的である。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の画像形成装置において、カラー用帯電ローラをカラー用像担持体に接触させ、接離機構によりブラック用帯電ローラを、フルカラー画像形成時には第１の位置に配置し、モノクロ画像形成時には第２の位置に配置することとした。これにより、ブラック用帯電ローラの劣化速度を抑制すると共に、フルカラー画像をより高画質に維持することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部及び搬送ベルト周辺のカラーモードにおける構成を示す概略側面図であり、図２は、ブラック用帯電ローラ及び感光体ドラムの周辺を図１の左側から見た概略平面図である。また、図３は、接離用ローラの概略拡大図である。図７及び図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。また、図７ではクリーニングブレード５ａａ〜５ｄａを省略して示す。

図１に示すように、上流側から、シアンの画像が形成される感光体ドラム１ａ、マゼンタの画像が形成される感光体ドラム１ｂ及びイエローの画像が形成される感光体ドラム１ｃが、そして最下流側には、ブラックの画像が形成される感光体ドラム１ｄが回転自在に配設されている。また、搬送ベルト５０は、駆動ローラ１０及び従動ローラ１１に張架されており、駆動ローラ１０に駆動されて、シアン用感光体ドラム１ａ、マゼンタ用感光体ドラム１ｂ、イエロー用感光体ドラム１ｃ、ブラック用感光体ドラム１ｄ、従動ローラ１１に、順次接触して反時計回りに循環して通過する。

感光体ドラム１ａ〜１ｄの上方には、各ドラム表面と回転自在に当接し、それぞれの表面を帯電する帯電ローラ２ａ〜２ｄが配設されている。帯電ローラ２ａ〜２ｄは、例えば、表層に抵抗値１０⁵〜１０⁶Ω、表面粗さＲ_Z＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴムを使用した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプや、導電性ブラシ等を用いることもできる。帯電ローラ２ａ〜２ｃは、装置本体に従動可能に支持されており、感光体ドラム１ａ〜１ｃに所定のニップ圧で圧接されている。

そして、図２に示すように、帯電ローラ２ｄのローラ軸２ｄａは、コイルバネ（接離機構、付勢部材）３１により感光体ドラム１ｄに対して付勢されており（矢印方向）、フルカラーモードでは、帯電ローラ２ｄは、ローラ軸１ｄａに軸支された感光体ドラム１ｄと接触しており、帯電ローラ２ｄの帯電部２ｄｂは、感光体ドラム１ａの帯電領域１ｄｂに所定のニップ圧で圧接されている（第１の位置）。また、帯電ローラ２ｄの両端部と感光体ドラム１ｄの両端部の間には、接離用ローラ（接離機構、ローラ部材）３２が、幅方向外側から内側に突設された支軸３３の先端に回転自在に軸支されている。

かかる２つの接離用ローラ３２の構成は同様であるため、図２の右側に示す接離用ローラ３２について説明する。図３に示すように、接離ローラ３２は、円筒状の支持部３２ａと、支持部３２ａの幅方向内側（図の左側）に延設され、テーパ状の外周面を有する摺接部３２ｂとから構成されている。支持部３２ａは後述する帯電ローラ２ｄの当接部４２を支持することができ、摺接部３２ｂは、テーパ部４３を押し上げることができる。

また、支軸３３は、ソレノイド（接離機構、移動部材）３４（破線）により幅方向に（図２、図３の左右方向）に移動することができる。ソレノイド３４は、図示しない制御部によって作動が制御されており、フルカラーモードでは接離用ローラ３２を幅方向外側に、モノクロモードでは幅方向内側に移動させることができる。

一方、図２に示すように、帯電ローラ２ｄの帯電部２ｄｂの両端部の外側には、接離用部４１が設けられている。接離用部４１は、後述するモノクロモード時、接離用ローラ３２の支持部３２ａと当接してこれに支持される円筒状の当接部４２と、当接部４２の幅方向外側に延設され、摺接部３２ｂが摺接可能なテーパ状の外周面を有するテーパ部４３と、テーパ部４３の幅方向外側に延設され、当接部４２より外周の直径が小さい円筒状の先端部４４と、から構成されている。なお、接離用部４１は、帯電ローラ２ｄと一体に設けることも別体として設けることもできる。

そして、フルカラーモードに設定するときには、ソレノイド３４（図３参照）により、接離用ローラ３２を帯電ローラ２ｄの帯電部２ｄｂより幅方向外側（図２の白抜き矢印方向）に移動させると、コイルバネ３１の付勢力により、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄと接触させることができる。なお、このとき支持部３２ａを、帯電ローラ２ｄの先端部４４と当接させることにより、帯電部２ｄｂと帯電領域１ｄｂとの間のニップ圧を所定のニップ圧に調整することもできる。

このように全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄが感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触した状態で帯電を行い、フルカラー画像を形成することができる。かかる接触帯電により、各色で安定した帯電を行うことができ、フルカラー画像の画質の低下を防止し、フルカラー画像を高画質に維持することが可能となる。

図４は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部及び搬送ベルト周辺のモノクロモードにおける構成を示す概略側面図であり、図５は、ブラック用帯電ローラ及び感光体ドラムの周辺を図４の左側から見た概略平面図である。図１及び図２と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

一方、モノクロモードに設定するときには、ソレノイド３４（図３参照）により、接離ローラ３２を幅方向内側（図５の白抜き矢印方向）に移動させる。すると、接離ローラ３２の摺接部３２ｂは、コイルバネ３１の付勢力（図５の矢印方向）に抗して帯電ローラ２ｄのテーパ部４３表面を摺動し、これを押し上げながら内側に移動する。

そして、接離用ローラ３２は、その支持部３２ａ（図３参照）が帯電ローラ２ｄの当接部４２と当接し、これを支持する位置で停止する。これにより、帯電ローラ２ｄを、感光体ドラム１ｄから所定の間隔Ｌだけ離間させることができる（第２の位置）。そして、帯電ローラ２ｄが感光体ドラム１ｄに対して離間した状態（非接触）で帯電を行い、モノクロ画像を形成することができる。

このように、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄから離間することにより、モノクロモードにおいて、クリーニングブレード５ｄａ（図８参照）をすり抜けて帯電ローラ２ｄと感光体ドラム１ｄとの間に流入するトナー外添剤等を、帯電ローラ２ｄと感光体ドラム１ｄとのニップで圧接されることなく通過させることができる。

従って、市場で依然として一般的に使用頻度の高いモノクロ印字において、帯電ローラ２ｄにトナー外添剤等が付着することを防止することができる。これにより、帯電ローラ２ｄの寿命を大きく延長することが可能となる。また、前述のフルカラーモードでは、他の帯電ローラ２ａ〜２ｃと同様、帯電ローラ２ｄも接触した状態で帯電するため、帯電ローラ２ａ〜２ｄの劣化は略同様になる。これにより、帯電ローラ２ｄの寿命を他の帯電ローラ２ａ〜２ｃと近づけることができるため、帯電ローラ２ａ〜２ｄを略同時期に交換することが可能となる。

また、間隔Ｌを小さくすると、帯電ローラ２ｄや感光体ドラム１ｄのフレ等の影響で部分的に間隔Ｌが小さくなり過ぎて、帯電ローラ２ｄにトナー外添剤等の付着が生じるおそれがある。一方、間隔Ｌを大きくすると、感光体ドラム１ｄの帯電を均一にすることが困難となるおそれがある。かかる観点から、間隔Ｌを、０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍ程度とすることが好ましい。

なお、モノクロモードにおいては、上記非接触帯電を行うことにより、接触帯電を行う場合と比べて帯電均一性が低下するおそれがあるが、モノクロ画像としては、実用性に十分耐え得る画像を形成することができる。また、帯電ローラ２ｄを非接触にすることで、感光体ドラム１ｄの表面を帯電するために必要な印加電圧を高くする必要はあるが、コトロン（またはスコロトロン）方式ほど多量の電圧を流す必要はないため、オゾン排出量をコロトロン方式よりもはるかに低減することができる。

このように本実施形態では、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対して選択的に接触及び離間させた状態で感光体ドラム１ｄを帯電することとしたため、使用頻度が高いモノクロモードではブラック用帯電ローラ２ｄを離間させて帯電を行い、フルカラーモードでは全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄを接触させて帯電することができる。これにより、帯電ローラ２ｄの交換タイミングを他の帯電ローラ２ａ〜２ｃと略同時期とすることができるのみならず、オゾン排出量を低減しつつ、フルカラー画像を高画質に維持することが可能となる。

また、本実施形態では、接離機構を、コイルバネ３１と、接離用ローラ３２と、ソレノイド３４とから構成したため、装置構成の大型化や複雑化を回避しつつ帯電ローラ２ｄの接離が可能となる。しかし、接離機構は、かかる構成に特に限定されるものではなく、ソレノイド３４の替わりに例えばカム等を用いることもできる。また、例えばコイルバネ３１の替わりに引張りバネを用い、感光体ドラム１ｄ側から帯電ローラ２ｄを引っ張ることもできる。

また、本実施形態では、接離用ローラ３２を、支持部３２ａと摺接部３２ｂとから形成し、幅方向外側から帯電ローラ２ｄと感光体ドラム１ｄとの間に挿入及び脱離させることとすると共に、帯電ローラ２ｄの両端部に当接部４２とテーパ部４３と先端部４４とから構成される接離用部４１を設けたため、接離用ローラ３２の挿入及び脱離を容易にすることができる。また、摺接部３２ｂがテーパ部４３を支えながら帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対して接触及び離間させることができる。従って、容易に且つ帯電ローラ２ｄや感光体ドラム１ｄの損傷を回避しつつ帯電ローラを接触及び離間させることができる。

このように本実施形態では、接離用ローラ３２を用いたが、帯電ローラ２ｄと感光体ドラム１ｄとの間に挿入及び脱離されることができ、かかる間に挟持された状態で帯電ローラ２ｄの帯電を可能とするものであれば、特に限定されるものではない。また、接離用ローラ３２の形状等もかかる構成に特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、ブラック用感光体ドラム１ｄと、カラー用感光体ドラム１ａ〜１ｃと、ブラック用帯電ローラ２ｄと、カラー用帯電ローラ２ａ〜２ｃとを用い、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム２ｄに対して接触及び離間することとした。これにより、特に市場において一般的に使用頻度が高い帯電ローラ２ｄの劣化速度を抑制することができるため、より効果的である。

また、本実施形態では、カラー用帯電ローラ２ａ〜２ｃをカラー用感光体ドラム１ａ〜１ｃに接触させ、ブラック用帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対して、フルカラーモードでは接触させ、モノクロモードでは離間させて帯電することとした。これにより、帯電ローラ２ｄの劣化速度を抑制すると共に、フルカラー画像をより高画質に維持することができる。

このように、本実施形態では、上記使用頻度の高いブラック用帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対して接触及び離間させた。しかし、かかる構成に特に限定されるものではなく、ユーザの使用状況に応じて帯電ローラ２ａ〜２ｄのうち、使用頻度の高い特色の帯電ローラを、帯電すべき感光体ドラムに対してカラーモードと特色モードとで接触及び離間させることもできる。例えば、マゼンタ一色の画像を形成する頻度が高い場合には、マゼンタ用帯電ローラ２ｂをマゼンタ用感光体ドラム１ｂに対して接触及び離間させることができる。

図６に、本発明の第２実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図を示す。本実施形態においては、搬送ベルト５０の代わりに、駆動ローラ１０、従動ローラ１１及びテンションローラ２３とで張架された中間転写ベルト８を用い、感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像を転写ローラ６ａ〜６ｄにより中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）した後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写（二次転写）することとした。

また、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを中間転写ベルト８の下方に配置し、ＬＥＤ４ａ〜４ｄの代わりに露光ユニット４を用いて感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像を行うこととした。それ以外の構成は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

その他、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、１つの帯電ローラを感光体ドラムに対して接触及び離間させたが、その他、例えば２色画像を形成する頻度が多い場合には、かかる２色に対応する帯電ローラにそれぞれ接離機構を設け、かかる帯電ローラを各感光体ドラムに対して接触及び離間させることもできる。

また、上記実施形態では、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１ａ〜１ｄを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、その他、有機感光体ドラムを用いた場合においても上記同様の作用効果を得ることができる。また、帯電ローラ２ａ〜２ｄや感光体ドラム１ａ〜１ｄ等を各色でユニット化することもできる。また、上記実施形態では一例として、画像形成部を複数備えたタンデム方式のカラープリンタについて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複写機やファクシミリ等の画像形成装置にも適用することができる。

以下、本発明について実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

図１に示した本発明の第１実施形態のタンデム式カラー画像形成装置を用い、下記の条件で、モノクロ画像及びフルカラー画像を形成した。

感光体ドラム１ａ〜１ｄとして径３０ｍｍのａ―Ｓｉ感光体ドラムを用い、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位を３５０Ｖとした。また、モノクロモードでは、帯電ローラ２ｄのみを作動させることとし、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄから２０μｍ離間させて該ドラムの帯電を行った。その帯電条件は、直流電圧Ｖｄｃを１０００Ｖ、交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを１４００Ｖとした。また、印字率５％のテキスト画像（文字画像）を形成することとした。

一方、フルカラーモードでは、全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させて帯電を行った。その帯電条件は、Ｖｄｃを５００Ｖ、Ｖｐｐを１４００Ｖとした。また、印字率５％のハーフトーン画像を形成することとした。かかる条件で、モノクロ画像とフルカラー画像の印字比率（モノクロ／フルカラー）を２／６とし、常温常湿環境下（２０℃６０％ＲＨ）でランニングテストを行った。

そして、モノクロ画像及びフルカラー画像とも、印字初期に画像評価用の原稿を印字し、その後、一定間隔毎に画像評価用の原稿を印字し、画質及び耐久性について画像評価を行った。モノクロ画像の画質の評価基準は、各サンプリング時点において、モノクロ画像の文字が鮮明である場合を「○」、文字がやや鮮明でない場合を「△」、文字が明らかに鮮明でない場合を「×」とした。

また、フルカラー画像の画質の評価基準は、ハーフトーン画像に濃度ムラが認められない場合を「○」、濃度ムラが認められた場合を「△」、濃度ムラが顕著に認められた場合を「×」とした。また、耐久性の評価基準は、５０万枚印字後、帯電ローラ２ａ〜２ｄの汚れによるカブリ、筋の発生等の画像異状が認められない場合を「○」、５０万枚印字より前に帯電ローラ２ａ〜２ｄの汚れによるカブリ、筋の発生等の画像異状が認められた場合を「×」とした。

比較例１

モノクロモード、フルカラーモードの両モードにおいて、全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させることとした。また、モノクロモードでは帯電ローラ２ｄのみ、フルカラーモードでは全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄにより、実施例のカラーモードに示した条件で帯電を行い、モノクロ画像及びフルカラー画像を形成した。その他の条件は実施例１と同様にしてランニングテストを行い、画像評価を行った。

比較例２

モノクロモード、カラーモードの両モードにおいて、全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄから２０μｍ離間することとした。また、モノクロモードでは帯電ローラ２ｄのみ、フルカラーモードでは全ての帯電ローラ２ａ〜２ｄにより、実施例のモノクロモードに示した条件で帯電を行い、モノクロ画像及びフルカラー画像を形成した。その他の条件は実施例と同様にしてランニングテストを行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例１では、画質評価において、モノクロ画像の文字が鮮明に読み取れ、フルカラー画像の濃度ムラも認められなかったものの、５０万枚の印字に到達する前に帯電ローラ２ｄの汚れに起因するカブリや筋等の画像異状が認められた。これにより、帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに接触して帯電を行うと、帯電ローラ２ｄの寿命が短くなることがわかった。

また、比較例２では、画質評価において、モノクロ画像の文字がやや鮮明ではなかったものの、十分に読み取ることができ、文字画像としては実用性に十分に耐え得る品質水準を満たしていた。また、耐久性評価においても５０万枚印字後においても帯電ローラ２ａ〜２ｄの汚れに起因するカブリや筋等の画像異状も認められなかった。しかし、フルカラー画像の画質評価においては、画像濃度ムラが認められており、高精度の品質を要求されるフルカラー画像としては、実用性に十分に耐え得る品質水準を満たしていなかった。

これに対し、実施例では、モノクロ画像の画質評価において、文字がやや鮮明ではなかったものの、文字画像としては十分に読み取ることができ、実用性に十分に耐え得る品質水準を満たしていた。また、フルカラー画像にも濃度ムラは認められず、高精度の品質を要求されるフルカラー画像として、実用性に十分に耐え得る水準を満たしていた。さらに、耐久性評価においても、５０万枚印字後においても帯電ローラ２ａ〜２ｄに起因するカブリや筋等は認められなかった。

すなわち、感光体ドラム１ａ〜１ｃと接触しているものの使用頻度の低い帯電ローラ２ａ〜２ｃにおいて汚れが認められなかったのみならず、使用頻度が高いものの帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄに対してフルカラー印字では接触させ、モノクロ印字では離間させることにより、帯電ローラ２ｄにおいても汚れが認められなかった。

よって、例えば５０万枚の印字終了後、帯電ローラ２ａ〜２ｄを同時に交換することができる。また、かかる結果に基づき、例えば、４０万枚印字終了後に交換する、すなわち、帯電ローラ２ａ〜２ｃについて３０万枚印字し帯電ローラ２ｄについて４０万枚印字した後に、帯電ローラ２ａ〜２ｄを同時に交換する等の運用を図ることもできる。

この結果、本発明により、フルカラーモードでは帯電ローラ２ａ〜２ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させて帯電し、モノクロモードでは帯電ローラ２ｄを感光体ドラム１ｄから離間させて帯電することにより、実用上十分な品質水準を有するフルカラー画像及びモノクロ画像を形成できることがわかった。また、使用頻度の高い帯電ローラ２ｄの劣化速度を抑制し、他の帯電ローラ２ａ〜２ｃと同時期に交換できることがわかった。なお、本実施例は本発明の一例に過ぎず、印字比率や交換枚数等は、予備試験等により適宜設定することができる。

本発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電ローラとを含み、並列配置される複数の画像形成部を備えた画像形成装置において、前記帯電ローラを、前記像担持体に対して接触して帯電する第１の位置と、所定の間隔を隔てて帯電する第２の位置と、に選択配置する接離機構が設けられたものである。

これにより、使用頻度の高い帯電ローラの交換タイミングを他の帯電ローラと略同時期とすることができるのみならず、オゾン排出量を低減しつつ、フルカラー画像を高画質に維持することが可能となる。また、接離機構を、帯電ローラを像担持体に対して付勢する付勢部材と、帯電ローラと像担持体との間に対して挿入及び脱離するローラ部材と、ローラ部材を挿入及び脱離させる移動部材とから構成することにより、装置構成の大型化や複雑化を回避しつつ帯電ローラを第１及び第２の位置に配置することができる。

また、ローラ部材を支持部とテーパ状の摺接部とから形成すると共に、軸方向外側から帯電ローラと像担持体の両端部間に対して挿入及び脱離することとし、帯電ローラの両端部には、当接部とテーパ部と先端部とから形成される接離用部を設けることにより、容易に且つ帯電ローラや像担持体の損傷を回避しつつ帯電ローラを第１及び第２の位置に配置することができる。

また、像担持体を、ブラック用像担持体とカラー用像担持体とから構成すると共に、帯電用ローラを、ブラック用帯電ローラと、カラー用帯電ローラとから構成し、接離機構により、ブラック用帯電ローラをブラック用像担持体に対して第１及び第２の位置に配置することにより、特に市場において一般的に使用頻度が高いブラック用帯電ローラの劣化速度を抑制することができるため、より効果的である。

また、カラー用帯電ローラを前記カラー用像担持体に接触させ、接離機構によりブラック用帯電ローラを、モノクロ画像形成時には第１の位置に配置し、フルカラー画像形成時には第２の位置に配置することにより、ブラック用帯電ローラの劣化速度を抑制すると共に、フルカラー画像をより高画質に維持することができる。

は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部及び搬送ベルト周辺のフルカラーモードにおける構成を示す概略側面図である。 は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置のフルカラーモードにおけるブラック用帯電ローラ及び感光体ドラムの周辺を図１の左側から見た概略平面図である。 は、接離用ローラの概略拡大図である。 は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部及び搬送ベルト周辺のモノクロモードにおける構成を示す概略側面図である。 は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置のモノクロモードにおけるブラック用帯電ローラ及び感光体ドラムの周辺を図４の左側から見た概略平面図である。 は、本発明の第２実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来のタンデム型カラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来のタンデム型カラー画像形成装置の帯電ローラ及び感光体ドラム周辺の構成を示す概略側面図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電ローラ
３ａ〜３ｄ 現像ユニット
４ａ〜４ｄ ＬＥＤヘッド
５ａ〜５ｄ クリーニング部
６ａ〜６ｄ 転写ローラ
７ 定着部
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラ
１０ 駆動ローラ
１１ 従動ローラ
３１ コイルバネ（接離機構、付勢部材）
３２ 接離用ローラ（接離機構、ローラ部材）
３２ａ 支持部
３２ｂ 摺接部
３３ 支軸
３４ ソレノイド（接離機構、移動部材）
４１ 接離用部
４２ 当接部
４３ テーパ部
４４ 先端部
５０ 搬送ベルト
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙

Claims (5)

1. 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電ローラとを含み、並列配置される複数の画像形成部を備えた画像形成装置において、
   前記帯電ローラを、前記像担持体に対して接触して帯電する第１の位置と、所定の間隔を隔てて帯電する第２の位置と、に選択配置する接離機構が設けられたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記接離機構は、
   前記帯電ローラを前記像担持体に対して付勢する付勢部材と、
   前記帯電ローラと前記像担持体との間に挿入され回動自在に挟持されることにより、前記帯電ローラを前記第１の位置に配置し、前記帯電ローラと前記像担持体との間から脱離することにより前記帯電ローラを前記第２の位置に配置するローラ部材と、
   該ローラ部材を前記帯電ローラと前記像担持体との間に対して挿入及び脱離させる移動部材と、
   から成ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ローラ部材は、前記帯電ローラ及び前記像担持体の両端部間に対して軸方向外側から挿入及び脱離されるものであり、円筒状の支持部と、該支持部の軸方向内側に延設され、テーパ状の外周面を有する摺接部と、から形成されており、
   前記帯電ローラの両端部には、前記第１の位置に配置されたとき前記支持部に支持される円筒状の当接部と、該当接部から軸方向外側に延設され、前記摺接部が摺接可能なテーパ状の外周面を有するテーパ部と、該テーパ部の軸方向外側に延設され、前記当接部よりも直径が小さい円筒状の先端部と、から形成される接離用部が設けられたことを特徴する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は、ブラック画像を形成するためのブラック用像担持体と、ブラック以外の画像を形成するためのカラー用像担持体とから成り、
   前記帯電用ローラは、前記ブラック用像担持体を帯電するブラック用帯電ローラと、前記カラー用像担持体を帯電するカラー用帯電ローラとから成り、
   前記接離機構が、前記ブラック用帯電ローラを前記ブラック用像担持体に対して前記第１及び第２の位置に選択配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記カラー用帯電ローラは前記カラー用像担持体に接触しており、
   前記接離機構が、前記ブラック用帯電ローラを前記ブラック用像担持体に対して、フルカラー画像形成時には前記第１の位置に配置し、モノクロ画像形成時には前記第２の位置に配置することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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