JP5315680B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電生成物の付着に伴う像保持体の駆動トルクの低減を図ったカラー画像形成装置の改良に関する。

特開２００５−０２５００８号公報 特開２００６−１７１３５８号公報

従来、電子写真方式などを採用してフルカラーや白黒の画像等を形成するカラー画像形成装置として、所定の電位に帯電させた像担持体の表面に、画像データに応じた潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像化する画像形成ユニットを複数備えたものが知られている。

このような画像形成装置においては、帯電の際の放電生成物が像担持体に付着し、像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードとの摩擦力が増大して、結果的に像担持体の駆動トルクが経時的に増大してしまうといった問題が生じていた。

特に、近年は、像担持体である感光ドラムとして、最表層に従来よりも硬い樹脂（例えば、架橋構造を有する樹脂）を用いて耐摩耗性を改善し、長寿命化を図ったものが採用されているが、このような感光ドラムを用いた場合には、帯電の際に感光ドラム表面に付着した放電生成物が除去し難くなることにより、クリーニングブレードと感光ドラム間の摩擦がより大きくなり感光ドラムの駆動トルクが一層増大する傾向にある。こうした問題を解決するために、感光ドラムの駆動トルクの低減を図った種々のカラー画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、画像形成が不要となる画像形成部について、帯電手段における交流成分を所定程度減少させたカラー画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、他の画像形成ユニットから所定の画像形成ユニットのクリーニング手段へ転写媒体を介して所定の現像剤を潤滑剤として供給可能に構成したカラー画像形成装置が開示されている。

本発明の目的とするところは、簡易な構成で像担持体の駆動トルクの増大を抑制することができるカラー画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のカラー画像形成装置は、その表面に静電潜像が保持される像保持体と、所定の帯電バイアスを印加して前記像保持体の表面を所定の電位に帯電する帯電手段と、前記像保持体の表面を露光して所望の静電潜像を形成する露光手段と、前記像保持体に対向配置され回転自在に形成された現像ロールを有し所定の現像バイアスを印加して前記像保持体上に形成された静電潜像をトナー像化する現像手段と、前記像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写後の像保持体上の残トナーを板状のクリーニングブレードにてクリーニングするクリーニング手段と、転写後の像保持体の表面を一様に露光して残留電位を均一化する除電手段とを有する画像形成ユニットを複数備えたカラー画像形成装置であって、一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットについて、対応する前記帯電手段による前記像保持体の帯電を行う一方で、前記現像ロールの回転及び前記除電手段による露光を停止させることを特徴とするものである。

請求項２に記載のカラー画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットは、カラー・白黒混在の画像形成動作において白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニットであることを特徴とするものである。

請求項３に記載のカラー画像形成装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記像保持体の最表面層は、架橋性樹脂により形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載のカラー画像形成装置は、請求項１ないし３の記載のいずれかに記載の構成において、前記帯電手段には、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが印加されることを特徴とするものである。

請求項５に記載のカラー画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成において、前記帯電手段は、前記像保持体との間で放電を生成して像保持体の表面を所定の電位に帯電させる方式であることを特徴とするものである。

請求項６に記載のカラー画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の構成において、前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の前記帯電装置により帯電された帯電電位と現像バイアスとの電位差を小さくするように、前記現像ロールに印加する現像バイアス中の直流成分を制御することを特徴とするものである。

請求項７に記載のカラー画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の構成において、前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の帯電電位が変化しないように、前記帯電手段に印加する帯電バイアス中の直流成分を制御することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、所定の構成機器の所定の動作のみを停止することにより簡易な構成でクリーニングブレードと像保持体との接触圧増大に伴う像担持体駆動トルクの増大を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、カラー・白黒混在原稿中の白黒画像を形成する際に問題となる像担持体の駆動トルクの上昇を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、放電生成物の付着が顕著な問題となる、その表面が架橋性樹脂により硬化された像担持体を有する画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、帯電による放電生成物の影響がより顕著に問題となる、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが印加される画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、帯電による放電生成物の影響がより顕著に問題となる接触式（もしくは近接式）の帯電手段を有する画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、さらに、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、除電手段の停止に伴う、像担持体の帯電電位と現像バイアスとの電位差の変動を簡易に補償することができる。

請求項７に記載の発明によれば、さらに、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、除電手段の停止に伴う像担持体の帯電電位の変動を簡易に補償することができる。

以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明が適用可能な画像形成装置の一実施形態の概略構成について、図１を参照して説明する。ここで、図１は本発明が適用可能なタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。

本実施の形態に係る画像形成装置は、例えば、原稿読取装置により読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。

図１において、１はタンデム型のデジタルカラー画像形成装置の本体を示すものであり、本体１の上部に、原稿２を一枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。この原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８，９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。

そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じくＩＰＳ１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３ＫのＲＯＳ（Ｒａｓｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）１４に送られ、露光手段であるＲＯＳ１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置では、各々色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを並列的に配置するとともに、この複数の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの上部にわたって、当該複数の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋで形成された各色のトナー像が転写されるベルト状の中間転写体２５を配置し、さらに複数の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの下方に、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの像担持体１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋに画像の書き込みを行なう画像書込手段１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを配置するように構成されている。

さらに、本実施の形態では、上記複数の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのうち、上記ベルト状の中間転写体２５の移動方向の最下流側に、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１３Ｋを配置するように構成されている。

次に、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの構成機器について、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図２は、各画像形成ユニットの構成を説明するための模式的拡大図であり、図３は、感光ドラムの表面層の構成を説明するための模式図である。

図２に拡大して示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応する４つの画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト２５の進行方向に沿って水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されており、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。なお、これらの各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、全て同様に構成されているため、以下、各構成機器の符号は総称表記（例えば、感光ドラム１５）とする。

各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、大別して、所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光ドラム１５と、この感光ドラム１５の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール１６と、当該感光ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光手段としてのＲＯＳ１４と、感光ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像手段としての現像器１７と、感光ドラム１５の表面を清掃するクリーニング手段としてのドラムクリーニング装置１８と、露光手段により書き込まれた潜像の影響を消すために帯電前に感光ドラム１５表面全面を露光する除電手段としてのイレーズランプ５０等とから構成されている。なお、本実施の形態において、感光ドラム１５とその周辺に配置される各構成機器は、一体的にユニット化されており本体１から個別に交換可能に構成されている。

本実施の形態において、ＲＯＳ１４は、４つの画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋを階調データに応じて照射するように構成されている。なお、上記ＲＯＳ１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成してもよい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。上記ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

本実施の形態において、上記ＲＯＳ１４は、下方から感光ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、このＲＯＳ１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れを有している。そのため、ＲＯＳ１４は、その周囲が直方体状のフレーム２０によって密閉されていると共に、当該フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋが設けられている。

上記ＩＰＳ１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに共通して設けられたＲＯＳ１４に、各色の画像データが順次出力され、このＲＯＳ１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋは、対応する感光ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像（トナー像化）される。

上記感光ドラム１５は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光層が形成されている。

本実施の形態に係る感光ドラム１５は、より具体的には、図３に模式的に示されるように、導電性支持体１５５、電荷発生層１５０ａ、第１の電荷輸送層１５０ｂ及び第２の電荷輸送層１５０ｃがこの順序で積層された構成を有している。そして、電荷発生層１５０ａ、第１の電荷輸送層１５０ｂ及び第２の電荷輸送層１５０ｃにより感光層１５０が構成されている。なお、本実施の形態において、第２の電荷輸送層１５０ｃは、後述するクリーニングブレード１９との摺擦による磨耗を抑制して感光ドラム１５の長寿命化を図るため、第１の電荷輸送層１５０ｂよりも耐摩耗性に優れたものとしており、例えばフェノール・メラミン・ベンゾグアナミン等の架橋性樹脂が用いられている。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の中間転写ベルト（ベルト状の中間転写体）２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋによって順次多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。ここで、各一次転写ロール２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋは、所望の体積抵抗値に調整されており、これらの一次転写ロール２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋには、不図示の転写バイアス電源が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

また、上記中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２４と、バックアップロール２８との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５は、例えば、チャージアップを起こさないべルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、当該中間転写ベルト２５の側面に配置されたバックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、圧接力及び静電吸引力により記録媒体としての記録用紙３０上に二次転写され、これら各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。上記二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、鉛直方向の下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、定着器３１によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール３２によって本体１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。

上記記録用紙３０は、装置本体１の内部に配設された給紙装置３４から、所定のサイズのものが、ナジャーロール３５及び用紙分離搬送用のフィードロール３６により、１枚ずつ分離された状態で用紙搬送路３７に設けられたレジストロール３８まで一旦搬送され停止される。上記給紙装置３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

なお、本実施の形態に係るデジタルカラー画像形成装置において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。そして、この両面用搬送ユニット４０では、搬送径路４１に沿って設けられた不図示の搬送用ローラ対により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送され、今度は、当該記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。なお、図中，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジをそれぞれ示している。

次に、上述した各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにおける画像形成動作についてさらに説明する。

まず、画像形成動作の開始に伴って、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光ドラム１５の回転駆動が開始されると共に、当該感光ドラム１５の回転速度が所定の速度に達した後に、帯電ロール１６に帯電バイアスが印加され、感光ドラム１５の表面（感光層１５０）は、帯電ロール１６により一様に帯電される。なお、本実施の形態において、帯電ロール１６は、感光ドラム１５との間で放電を生成して、感光ドラム１５の表面を所定の電位に帯電する接触式（もしくは近接式）の帯電手段であり、不図示の帯電バイアス電源により、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

帯電ロール１６により所定の電位に帯電された感光ドラム１５の表面には、ＲＯＳ１４から画像データに応じて出射される画像形成用のレーザ光ＬＢが走査露光されて、各色に対応した所望の静電潜像が形成される。本実施の形態において、感光ドラム１５上に走査露光されるレーザ光ＬＢは、当該感光ドラム１５の直下よりやや右側寄りの斜め下方から露光されるように設定されている。

上記感光ドラム１５上に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの現像器１７の現像ロール１７ａによってそれぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、一次転写ロール２６の帯電によって中間転写ベルト２５上に順次多重に転写される。ここで、各現像器１７の現像ロール１７ａは、所定の離隔を設けて感光ドラム１５と対向配置され、回転自在に形成されていると共に、不図示の現像バイアス電源が接続されており、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

また、トナー像の転写工程が終了した後の各画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光ドラム１５の表面は、所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御されるイレーズランプ５０による全面露光を受け、残留電荷が除去（均一化）されるようになっている。

さらに、トナー像の転写工程が終了した後の感光ドラム１５の表面は、ドラムクリーニング装置１８によって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記ドラムクリーニング装置１８は、板状のクリーニングブレード１９を備えており、このクリーニングブレード１９を感光ドラム１５に当接させ、感光ドラム１５上の残留トナー等を掻き取って除去するようになっている。また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えたベルトクリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。

ところで、上述のように感光ドラム１５に付着した残留トナー等を板状のクリーニングブレード４２にて掻きとって除去する構成の画像形成装置においては、経時的にクリーニングブレード４２と感光ドラム１５との接触圧が高まり、結果的に感光ドラム１５の駆動トルクが増大するといった問題が生じてしまう。特に、このような現象は、帯電に伴う放電生成物の感光ドラム１５への付着が問題となる接触式もしくは近接式の帯電手段（より具体的には、感光ドラム１５との間で放電を生成し、該感光ドラム１５の表面を所定の電位に帯電する方式であり、本例では、帯電ロール１６）を用いる場合や、直流成分に交流成分を重畳した帯電バイアスを印加する場合、あるいは、長寿命化を図るために感光ドラム１５の最表面層を硬化して例えば架橋性樹脂にて形成した場合等に、感光ドラム１５の駆動トルクが過度に増大し、最悪は装置停止に至るといった顕著な問題となってしまう。

そこで、本発明に係るカラー画像形成装置においては、次のようにして上述のような問題を簡易な構成で未然に防止している。

具体的には、本実施の形態における画像形成装置では、一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニット１３において、対応する現像ロール１７ａの回転を停止すると共に、対応するイレーズランプ５０を停止するように構成している。ここで、上記一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニット１３の例としては、例えば、カラー・白黒混在の画像形成動作における白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃが挙げられる。このような場合の具体的動作について以下に説明する。

本実施の形態に係るカラー画像形成装置１において、カラー・白黒混在原稿を出力する際、白黒プリント時に現像剤を消費しないカラー画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対応する現像器１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃの現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａが回転を続けるとカラーの現像剤が劣化してしまうため、当該現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａを停止させ、その動作にあわせて対応するイレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃを消灯させる。ここで、現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａとイレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃのみを停止させるのは、カラー画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの起動・停止に伴う、時間当たりのプリント枚数（生産性）の低下を最小限に抑制するためである。

また、イレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃを消灯させるのは、現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａの回転が停止し、クリーニングブレード１９部へのフレッシュなトナー・外添剤の供給が停止したときに発生する感光ドラム１５の駆動トルクの上昇を抑制するためである。なお、本実施の形態では、上記の通り、生産性の低下を抑制するために、白黒プリント時のカラー画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃにおいても、感光ドラム１５の駆動、帯電バイアスの印加、現像バイアスの印加を停止させることはない。

図４に現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａを停止させたうえで、イレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃを点灯（ＯＮ）させたときと消灯（ＯＦＦ）させたときの感光ドラム１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃの駆動トルク（静トルク）を測定した結果を示す。ここで、図４中、横軸のサイクル数は感光ドラム１５の回転数（白黒画像を形成した枚数）を示し、縦軸はこの際のカラー用感光ドラム１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃの駆動トルクを示している。

図４より理解されるように、イレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃを点灯していた場合は、白黒画像を４，０００枚程度形成すると静トルクが約６．５ｋｇｆ・ｃｍまで上昇し、その後飽和する。一方、イレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃを消灯すると、白黒画像を４，０００枚程度形成した際の静トルクは約４．８ｋｇｆ・ｃｍ程度となり、点灯していたときに比べて駆動トルクの上昇が抑制されていることが分かる。

このようにイレーズランプを消灯すると駆動トルクが低減する理由について図５〜図７を参照してさらに説明する。

図５は帯電ロール１６に印加されている交流電圧波形Ｖ₀及び電圧印加の結果帯電ロール１６に流れた電流波形Ｉ₁を示したものである。ここで、帯電ロール１６は印加電圧が所定の電圧を越えると放電を起こして感光ドラム１５を帯電するため、放電時には電流波形Ｉ₁はサインカーブＩ₀から外れる。電流波形Ｉ₁をサインカーブＩ₀と重ねたものを図６に示すが、電流波形Ｉ₁とサインカーブＩ₀との差（面積）が放電に使われた放電電流Ｉｃとなる。

図７は図６の電流波形Ｉ₁とサインカーブＩ₀との差（放電量）の累積値（１０周期分）の＋側と−側の変化を帯電ロール１６に印加する交流電圧（Ｖｐ−ｐ）の変化に応じて測定したものである。なお、測定条件としては、プロセススピード：２２０ｍｍ／ｓｅｃ、直流電圧成分：７００Ｖ、交流電圧周波数：１５００Ｈｚとし実験室環境にて測定した。

図７から明らかなように、イレーズランプ５０を消灯させると−側（感光ドラム１５の帯電電位が−のため）の放電量が減少していることが理解される。従って、イレーズランプ５０を消灯すると帯電（放電）によるストレスが点灯時よりも低減され、帯電によって感光ドラム１５が受ける放電ストレス（放電生成物の付着等）が抑制され、クリーニングブレード１９部での摺擦が減り、図４で示したように感光ドラム１５の駆動トルクが低減することとなる。

ところで、前述したように感光ドラム１５はイレーズランプ５０で除電（表面電位を下げて均一化する）された後、帯電ロール１６で帯電される。ここで、帯電ロール１６の帯電能力が十分に高い場合には、帯電後の感光ドラム１５の表面電位は帯電ロール１６に印加された直流電圧（Ｖｄｃ）と同じ電位になるが、帯電ロール１６の帯電能力に対してプロセス速度が速い等、帯電能力が不足している場合には、感光ドラム１５の帯電電位がＶｄｃよりも低くなる傾向がある。このような状態においてイレーズランプ５０を消灯すると、帯電ロール１６に突入する感光ドラム１５の表面電位が高くなるため、帯電後の帯電電位がイレーズランプ５０点灯時よりも高くなってしまうことがある。

そこで、本発明に係る画像形成装置では、さらに次のようにして、上述の問題を解消している。

図８はイレーズランプ５０を点灯させたときと消灯させたときの感光ドラム１５の帯電電位ＶＨの目標値との差ΔＶＨを測定したものであるが、イレーズランプ５０をオフすると３０数Ｖ程度帯電電位が高くなってしまうことが分かる。ここで、反転現像方式の電子写真では電位ＶＨに帯電された感光体表面の画像印字領域を露光して電位をＶＬに下げ、現像器１７に印加された現像バイアスＶｂｉａｓとの電位差Ｖｃｌｎを利用してトナーを画像部に載せて現像している（図９参照）。このため、Ｖｃｌｎは非画像部にトナーが飛ばないように画像部と逆方向に電位差を設けているが、この電位差が大きくなると、背景部にキャリアが飛散して付着するといった問題が発生する。従って、イレーズランプ５０をオフしてＶＨが変化してしまう場合には、感光ドラム１５の帯電電位ＶＨと現像バイアスＶｂｉａｓとの電位差Ｖｃｌｎを一定に保つような制御を行うことが望ましい。

そこで、本実施の形態における画像形成装置では、イレーズオフによるＶＨの上昇に応じて現像バイアスＶｂｉａｓを上げるか、イレーズオフによるＶＨの上昇を相殺してＶＨが変化しないよう、帯電ロール１６に印加する帯電バイアスＶｄｃを下げるように構成している。なお、上述のようにイレーズオフによるＶＨの上昇分を補償する際には、トナーもしくはキャリアの飛散による付着を防止するという観点から、現像バイアス又は帯電バイアス中の直流成分を制御することが好ましい。

このように使用しない画像形成ユニットの所定の構成機器の所定の動作（例えば、白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対応する現像ロール１７Ｙａ，１７Ｍａ，１７Ｃａの回転及びイレーズランプ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃによる感光ドラム１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃの露光）のみを停止し、その他の構成機器の動作は通常の画像形成時と同様に継続することにより、生産性を犠牲にすることなく、現像剤の劣化を抑制し、かつ、感光ドラム１５への放電ストレスを低減して、トナー・外添剤を他のユニットから供給するといった潤滑手段や複雑な制御手段等を用いることなく、クリーニングブレード１９と感光ドラム１５との摩擦増大を抑制し、感光ドラム１５の駆動トルクの上昇を簡易な構成で抑制することが可能となる。

また、イレーズランプ５０の消灯の際にＶｃｌｎを一定に保つように、現像バイアス又は帯電バイアス中の直流成分を制御することにより、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、イレーズランプ５０の消灯に伴う、感光ドラム１５の帯電電位ＶＨと現像バイアスＶｂｉａｓとの電位差Ｖｃｌｎの変動を補償することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成ユニットの構成を説明するための模式的拡大図である。 本発明に係る感光ドラムの表面層の構成を説明するための模式図である。 現像ロールを停止させ、イレーズランプを点灯（ＯＮ）させたときと消灯（ＯＦＦ）させたときの感光ドラムの駆動トルク（静トルク）を測定した結果を示す図である。 帯電ロールに印加されている交流電圧波形及び電流波形を示した図である。 放電電流を説明するために、放電時における帯電ロールの電流波形をサインカーブと対比して示す図である。 放電量の累積値（１０周期分）の＋側と−側の変化を帯電ロールに印加する交流電圧の変化に応じて測定した結果を示す図である。 イレーズランプを点灯させたときと消灯させたときの感光ドラムの帯電電位の目標値との差ΔＶＨを測定した結果を示す図である。 反転現像方式の電子写真における感光体表面の電位と現像バイアスとの関係を示す模式図である。

符号の説明

１：カラー画像形成装置本体、３：自動原稿搬送装置、４：原稿読取装置、１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ：画像形成ユニット、１５：感光ドラム、１６：帯電ロール、１７：現像器、１７ａ：現像ロール、１８：ドラムクリーニング装置、１９：クリーニングブレード、２５：中間転写ベルト、２６：一次転写ロール、２７：ドライブロール、２８：バックアップロール、２９：二次転写ロール、３０：記録用紙、３１：定着器、３４：給紙装置、３８：レジストロール、４０：両面用搬送ユニット、４３：ベルトクリーニング装置、５０：イレーズランプ、１５０：感光層、１５０ａ：電荷発生層、１５０ｂ：第一の電荷輸送層、１５０ｃ：第二の電荷輸送層、１５５：導電性支持体、Ｉｃ：放電電流、Ｖｂｉａｓ：現像バイアス、Ｖｃｌｎ：電位差、Ｖｄｃ：帯電バイアス、ＶＨ：帯電電位

Claims (7)

1. その表面に静電潜像が保持される像保持体と、所定の帯電バイアスを印加して前記像保持体の表面を所定の電位に帯電する帯電手段と、前記像保持体の表面を露光して所望の静電潜像を形成する露光手段と、前記像保持体に対向配置され回転自在に形成された現像ロールを有し所定の現像バイアスを印加して前記像保持体上に形成された静電潜像をトナー像化する現像手段と、前記像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写後の像保持体上の残トナーを板状のクリーニングブレードにてクリーニングするクリーニング手段と、転写後の像保持体の表面を一様に露光して残留電位を均一化する除電手段とを有する画像形成ユニットを複数備えたカラー画像形成装置であって、
   一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットについて、対応する前記帯電手段による前記像保持体の帯電を行う一方で、前記現像ロールの回転及び前記除電手段による露光を停止させることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットは、カラー・白黒混在の画像形成動作において白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニットであ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. 前記像保持体の最表面層は、架橋性樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記帯電手段には、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが印加されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
5. 前記帯電手段は、前記像保持体との間で放電を生成して像保持体の表面を所定の電位に帯電させる方式であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
6. 前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の前記帯電手段により帯電された帯電電位と現像バイアスとの電位差を小さくするように、前記現像ロールに印加する現像バイアス中の直流成分を制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
7. 前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の帯電電位が変化しないように、前記帯電手段に印加する帯電バイアス中の直流成分を制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。

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