JP2006058460A

JP2006058460A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006058460A
Application number: JP2004238524A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yamamoto; 慎也山本; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Masahito Koyanagi; 雅人小柳; Shinichi Agata; 伸一縣; Kohei Matsuda; 考平松田; Kentaro Kawada; 健太郎河田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】フルカラー画像形成時に「トナー切れ」発生した場合におけるプロセスカートリッジ駆動、転写ベルト駆動を明示し、プロセスカートリッジの不必要な消耗を抑制すること。
【解決手段】静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、画像形成の完了後、本体停止前に、モノカラーモードに移行し、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ等の記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

フルカラー画像形成装置の一方式として、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色現像剤を収容したプロセスカートリッジを、紙搬送ベルト若しくは中間転写ベルトに沿って配列させた、タンデム式フルカラー画像形成装置が実用化されている。

このようなタンデム式フルカラー画像形成装置に、モノカラー画像形成とフルカラー画像形成を切り替えて使う、つまり、モノカラー画像形成時にブラック現像剤を収容したプロセスカートリッジのみを使用して画像形成を行い、その他の色のプロセスカートリッジを使用しない、構成とする画像形成装置がある。

特許文献１において、転写材搬送ベルトを部分的に移動させることによりブラック以外の色の感光体ドラムから転写材ベルトを離間させる構成が示されており、特許文献２では、中間転写ベルトを離間させる構成が示されている。この構成とすることにより、モノカラー画像形成時における色プロセスカートリッジを非駆動にし、プロセスカートリッジの消耗を抑えることができる。

一方、フルカラー画像形成装置においてカラー画像を形成する場合、マゼンタ、シアン、イエローの各色現像剤を収容したプロセスカートリッジのうち１個でも異常がある場合には画像形成装置全体が停止され、画像形成が行えない時間が発生する問題に対しては、特許文献３で示されるように、カラー画像情報に含まれる色情報をモノカラー画像として出力するよう制御する方法が示されている。

特開平９−１４６３８３号公報特開２００１−２４２６８０号公報特開２００２−１７８６１６号公報

しかしながら、上述の転写部材を感光体ドラムから離間させることで、モノカラー画像形成時にブラック現像剤を収容したプロセスカートリッジのみを使用して画像形成を行い、その他の色のプロセスカートリッジを使用しない構成のタンデム式フルカラー画像形成装置において、プロセスカートリッジ異常による画像形成停止要件が発生した際の具体的な動作に関する記述はない。

特に、プロセスカートリッジ異常の中で最も頻繁に起きると考えられる「トナー切れ」発生時に関する動作において、プロセスカートリッジの消耗を抑制する具体的な方法が望まれている。

よって、本発明の第１の目的とする処は、感光体ドラム及び現像手段の消耗を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。

又、本発明の第２の目的とする処は、感光体ドラム及び現像手段の消耗を抑制しつつ速やかにモノカラーモードでの画像形を可能とする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、本発明は、静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードとがあり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、画像形成の完了後、本体停止前に、モノカラーモードに移行し、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止することを特徴とする。

又、本発明は、静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードとがあり、モノカラーモードでは黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段が離間するものであり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、カラーモードでの画像形成を中断し、黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段を離間させ、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止して、モノカラーモードでの画像形成が準備可能な状態で待機することを特徴とする。

本発明によれば、静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した、画像形成装置において、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、画像形成の完了後、本体停止前に、モノカラーモードに移行し、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止することで、感光体ドラム及び現像手段の消耗を抑制することができる。

又、静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した、画像形成装置において、多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードと、があり、モノカラーモードでは黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段が離間するものであり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、カラーモードでの画像形成を中断し、黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段を離間させ、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止して、モノカラーモードでの画像形成が準備可能な状態で待機することで、感光体ドラム及び現像手段の消耗を抑制しつつ速やかにモノカラーモードでの画像形を可能となる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るフルカラー画像形成装置は、第１、第２、第３、第４の画像形成手段であるプロセスカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋが略鉛直方向（略重力方向）に積み重ねられた構成を備えている。各プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｋは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を形成する。

各プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｋは同一の構成とされ、像担持体である感光体ドラム９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ、帯電手段である帯電器１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ、潜像を現像するための上記各色の現像剤（トナー）を収容しこの現像剤を表面に担持して感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋに対応配置される現像剤坦持体である現像スリーブ１２Ｍ１，１２Ｃ１，１２Ｙ１，１２Ｋ１を備えた現像手段である現像器１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋ及びクリーニングブレード１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｋが各色で一体化され構成されている。本体側には露光器１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋをそれぞれ備えている。

本実施の形態の現像器１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋは、非接触現像方式であり、現像器１２Ｍ〜１２Ｋの現像坦持体である現像スリーブ１２Ｍ１，１２Ｃ１，１２Ｙ１，１２Ｋ１は対向する感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと約３００μｍの間隙をもって保持されており、又、現像時には、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１との間に矩形交流電圧と直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。

各色トナーを収容した現像器１２Ｍ〜１２Ｋには、透明窓１９Ｍ１，１９Ｍ２を１組として、１９Ｃ１，１９Ｃ２，１９Ｙ１，１９Ｙ２，１９Ｋ１，１９Ｋ２が設けられている。本体に設けられた発光源２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋからの光が受光器２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋに検知されるか否かをもって、現像剤収容容器内の現像剤有無「トナー切れ」を検知する。

各プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｋに沿って、転写材１を担持して搬送する転写材担持搬送部材を構成する転写搬送ベルト７が配置されている。転写搬送ベルト７はベルト駆動手段である駆動ローラ５、従動ローラ６及びベルト張架ローラ２０に張設され、矢印ア方向に回転駆動する。転写搬送ベルト７を挟んで、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋに各転写器１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋが対向配置される。転写搬送ベルト７は、駆動ローラ５を支点とし、転写器１３Ｋは不動で、従動ローラ６、ベルト張架ローラ２０及び転写器１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙが揺動することで、感光体ドラム９Ｍ，９Ｃ，９Ｙから離間する。

先ず、図１によりフルカラー画像が形成される場合について説明する。

ホスト２４からの画像形成要求信号により、画像形成装置は露光器１１Ｍ〜１１Ｋであるレーザースキャナーの準備回転、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋ及び転写搬送ベルト７の準備回転、定着器１５の温度調整回転を始め、且つ、給紙部２内の転写材たる記録紙１がピックアップローラ１６によって１枚ずつ取り出されレジストローラ１７で一旦保持する（以上、前回転動作）。

第１のプロセスカートリッジ８Ｍにおいて、感光体ドラム９Ｍが帯電器１０Ｍによって一様帯電されると、マゼンタの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。静電潜像は上記現像バイアスによって現像器１２Ｍのマゼンタトナーが転移し感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。

一方、記録紙１は、感光体ドラム９Ｍ上のマゼンタトナー像とタイミングを取られてレジストローラ１７を通過し、通紙経路４を経て転写搬送ベルト７に給紙されて、吸着手段である吸着ローラ１８の作用によって転写搬送ベルト７吸着担持される。更に、転写搬送ベルト７の回転駆動により転写部Ｔ１へと搬送され、転写器１３Ｍの作用によってマゼンタトナー像が記録紙１上に転写される。

又、第２〜第４のプロセスカートリッジ８Ｃ，８Ｙ，８Ｋにおいても第１プロセスカートリッジ８Ｍと同様にしてシアントナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像がそれぞれの感光体ドラム９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ上に形成され、記録紙１が転写搬送ベルト７によって第２〜第４のプロセスステーション８Ｃ，８Ｙ，８Ｋの各転写部Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に搬送されるに伴い、各転写器１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋの作用によって上記各色のトナー像が重ね転写される。

最下流の第４のプロセスカートリッジ８Ｋにおいて４色分のトナー像が転写された記録紙１は定着部１５に搬送され、ここでトナー像が定着されて排出部３へと搬送される（以上、画像形成動作）。

転写後の各感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋは、それぞれクリーニングブレード１４Ｍ〜１４Ｋによって残留トナーが除去され、次の画像形成に供されつつ、画像形成装置は露光器１１Ｍ〜１１Ｋの回転、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋ及び転写搬送ベルト７の回転、定着器１５の回転駆動を停止する（以上、後回転動作）。

次に、最下流の第４プロセスカートリッジ８Ｋのみにて画像出力、即ち、作像を行う場合について図２により説明する。以下本画像形成方法をモノカラーモードと呼ぶ。

最下流の第４プロセスカートリッジ８Ｋのみにて画像出力を実施する場合、上流側の第１〜第３プロセスカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙの感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙ、現像器１２Ｍ〜１２Ｃの駆動を停止する。詳しくは現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｙ１の回転駆動を停止する。本実施の形態の現像器１２Ｍ〜１２Ｋは、上記のように非接触現像方式を採用しているので、画像出力時及び非画像出力時に拘らず、現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１が感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと摺擦することはない。

図３は本実施の形態の制御ブロック図である。プロセスカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋでは一構成とされるので、第１プロセスカートリッジ８Ｍを例として説明する。尚、制御部３７は、画像形成装置に１つ設けられている。

感光体ドラム９Ｍ及び現像器１２Ｍは、駆動伝達が可能なクラッチ３６を介して駆動手段である駆動モータ３４によって駆動される。駆動モータ３４、クラッチ３６は、それぞれが制御手段である制御部３７によって駆動制御が行われている。即ち、本実施の形態では、制御部３７は画像形成に使用するプロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｋを選択可能であり、画像形成に使用しないプロセスカートリッジについては、クラッチ３６により現像器への駆動伝達を解除する。尚、駆動モータ３４は、各プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｋに対して１つずつ設けても、若しくは複数のプロセスカートリッジ毎に１つずつ設けても、全てのプロセスカートリッジに対して１つ設けても良い。

図４は本実施の形態の転写搬送ベルト７の制御ブロック図である。尚、制御部４３は、上述の制御部３７と同一でも構わなく、画像形成装置に１つ設けられている。

転写搬送ベルト７は駆動モータ４０により駆動ローラ５を駆動させることにより回転駆動される。駆動モータ４０の回転は、駆動伝達が可能なクラッチ４１を介し揺動ギア４２に伝達され、フルカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと当接する位置）とモノカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと離間する位置）を揺動する。駆動モータ４０、クラッチ４１は、それぞれが制御手段である制御部４３によって駆動制御が行われている。上述のように転写搬送ベルト７の感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙからの離間動作が、転写搬送ベルト７の回転駆動を介して行われるため、本実施の形態においては、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙの停止後に搬送ベルト７と摺擦しないよう、搬送ベルト７と離間後に、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙの駆動を停止する。

本実施の形態は上記構成を利用し、プロセスカートリッジ８Ｋ以外のプロセスカートリッジが、「トナー切れ」に到達した場合、速やかに８Ｋ以外のプロセスカートリッジの回転駆動を停止することで、８Ｋ以外のプロセスカートリッジの消耗を最小限に食い止めることを可能にするものである。

図５において本実施の形態の画像形成装置の動作を説明する。

ホストからフルカラー画像形成の要求が出され、上述の前回転動作中に「トナー切れ」を検知した場合（ケース１）、画像形成装置に設けられた制御部４３によって、直ちにクラッチ４１を制御することで、転写搬送ベルト７をフルカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと当接する位置）からモノカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと離間する位置）に移動する。感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと転写搬送ベルト７が離間したと同時に、制御手段である制御部３７によって駆動制御が行われ、プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｃの回転駆動を停止する。具体的には、感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙ、現像器１２Ｍ〜１２Ｃの駆動を停止する。

同時に、画像形成装置は露光器１１Ｍ〜１１Ｃであるレーザースキャナーの回転を停止する。このように速やかにモノカラー画像形成が可能な状態へと遷移することで、画像形成に使用しないプロセスカートリッジの消耗を抑えることができる。この状態のまま、ホストに対してフルカラー画像をモノクロ画像に置き換え画像出力を行うか否かの指示を待つのも可能であるし、ブラックプロセスカートリッジの後回転動作に移行し、画像形成装置を停止させ、改めてモノカラー画像形成が可能なことをホストに対して告知することも可能である。

フルカラー画像形成中に「トナー切れ」を検知した場合（ケース２）、記録紙１後端が転写搬送ベルト７によって第３のプロセススカートリッジ８Ｙ各転写部Ｔ３を抜け、第４のプロセススカートリッジ８Ｋの転写部Ｔ４においてのみ転写器１３Ｋの作用を受ける状態になって直ぐに、画像形成装置に設けられた制御部４３によって、直ちにクラッチ４１を制御することで、転写搬送ベルト７をフルカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋと当接する位置）からモノカラー位置（感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと離間する位置）に移動する。感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと転写搬送ベルト７が離間したと同時に、制御手段である制御部３７によって駆動制御が行われ、プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｃの回転駆動を停止する。

このように速やかにモノカラー画像形成が可能な状態へと遷移することで、画像形成に使用しないプロセスカートリッジの消耗を抑えることができる。この状態のまま、ホストに対して次ページ以降のフルカラー画像をモノクロ画像に置き換え画像出力を行うか否かの指示を待つのも可能であるし、ブラックプロセスカートリッジの後回転動作に移行し、画像形成装置を停止させ、改めてモノカラー画像形成が可能なことをホストに対して告知することも可能である。

何れにせよ、プロセスカートリッジ８Ｋ以外のプロセスカートリッジが「トナー切れ」に到達したら、直ぐに転写搬送ベルト７を感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙと離間させモノカラー位置とすることで、プロセスカートリッジの消耗を最小限に食い止めることが可能となる。つまり、「トナー切れ」検知直後に、転写搬送ベルト７をモノカラー位置に移動させ、プロセスカートリッジ８Ｍ〜８Ｃの回転駆動、具体的には感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙ、現像器１２Ｍ〜１２Ｃの駆動を停止可能な状態にすることで、フルカラー位置で本体停止するために要するプロセスカートリッジの無駄な回転駆動を省くことができ、速やかに、次の画像形成であるモノカラー画像形成が可能である。最小限の後回転動作で次の画像形成動作の準備に移ることができる。

上記構成とすることで、中間転写ベルトを用いた画像形成装置においても、使用しないプロセスカートリッジの消耗を抑制することができるのは言うまでもない。尚、本実施の形態においては、現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１と感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋが間隙をもって保持された非接触現像方式を用いて説明したが、現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１と感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋとが接触する接触現像方式においても、上記と同様の効果を得ることができる。本実施の形態においては、最も頻繁に遭遇する印刷停止条件の「トナー切れ」について詳説したが、印刷停止条件とは、感光体ドラムの膜厚減少による寿命、現像剤担持体の回転による劣化、プロセスカートリッジの使用状況を示す印刷枚数であっても構わないのは言うまでもない。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。図１の画像形成装置において、第４プロセスカートリッジのみ駆動する状態を示す図である。本発明に係る画像形成装置のプロセスカートリッジ駆動制御ブロック図である。本発明に係る画像形成装置における転写搬送ベルト駆動制御ブロック図である。本発明に係る画像形成装置の動作を示す、フローチャートである。

符号の説明

１記録材
５ベルト駆動ローラ
７転写搬送ベルト（転写材搬送手段）
８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋプロセスカートリッジ
９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ感光体ドラム（像担持体）
１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ帯電器
１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋ露光器
１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋ現像器（現像手段）
１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋ転写器（転写手段）
１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｋクリーニングブレード
１５定着器

Claims

静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、
多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードとがあり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、画像形成の完了後、本体停止前に、モノカラーモードに移行し、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。
静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段と、を複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、
多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードとがあり、モノカラーモードでは黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段が離間するものであり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の停止条件が成立した際は、カラーモードでの画像形成を中断し、黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段を離間させ、黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止して、モノカラーモードでの画像形成が準備可能な状態で待機することを特徴とする画像形成装置。
上記ベルト状転写手段とは、中間転写ベルト又は転写搬送ベルトである請求項１又は２記載の画像形成装置。
上記感光体ドラムの停止条件とは、感光体ドラムの膜厚に関する条件であり、上記現像手段の停止条件とは、現像剤無し、或は現像剤担持体の回転時間に関する条件であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
黒色以外の感光体ドラム若しくは現像手段の駆動を停止よりも、黒色以外の感光体ドラムとベルト状転写手段の離間動作の開始の方が早く行われることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
静電潜像担持体である感光体ドラムと、静電潜像を現像するための現像手段とを一体的に構成し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを複数、ベルト状転写手段の周囲に配した画像形成装置において、
多色画像を形成するためのカラーモードと、黒色画像を形成するためのモノカラーモードと、があり、モノカラーモードでは黒色以外のプロセスカートリッジとベルト状転写手段が離間するものであり、カラーモードで画像形成中に、黒色以外のプロセスカートリッジの停止条件が成立した際は、カラーモードでの画像形成を中断し、黒色以外のプロセスカートリッジとベルト状転写手段を離間させ、黒色以外のプロセスカートリッジの駆動を停止して、モノカラーモードでの画像形成が準備可能な状態で待機することを特徴とする画像形成装置。
上記プロセスカートリッジの停止条件とは、感光体ドラムの寿命、現像剤無し、現像剤担持体の回転時間、印刷枚数に関する条件であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。