JP2009282194A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像作像ユニットを画像形成装置から取り出したとき、帯電部材が隙間を遮蔽するシャッター機能を兼ねる構成となっており、異物の混入、像担持体の光劣化を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１と、現像部３と、トナー充填部７と、帯電部材２と、クリーニング部材４と、を有する画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を備える画像形成装置において、画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が画像形成装置本体にセットされていない状態では、帯電部材２は現像部３に対して接触又は近接した状態に位置し、画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が画像形成装置本体にセットされている状態では、現像部３と可動する帯電部材２との間に、画像形成装置本体側に配備されている書き込み手段によるレーザ光が通過する隙間ｄ１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関する。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
この種のプロセスカートリッジ方式を採用した画像形成装置では、プロセスカートリッジの交換やその他の各種の部品のメンテナンスを行う際に、レーザ光が不用意に照射することがないように、また、異物の混入がないようにレーザ光を遮蔽するための機構が組み込まれている。

例えば、特許文献１では、突起物を設け露光窓からプロセスカートリッジ内への異物の混入を防止する構成が開示されている。すなわち、特許文献１では、感光体と、感光体を露光させる光の光路と、この光路を形成する上側ケーシング及び下側ケーシングとを有し、画像形成装置に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジにおいて、下側ケーシングの感光体近傍の上面に、光路を遮蔽しない高さでかつ感光体の回転軸に沿って延びる突起部を有し、下側ケーシングの突起部よりも反感光体側部分が水平となるか又は水平よりも下方に傾斜しており、上側ケーシングの反感光体側端部が下側ケーシングの突起部よりも反感光体側まで延設されている。しかしながら、特許文献１ではプロセスカートリッジ（画像作像ユニット）の光路が横の場合は有効であるが、光路が上側にある場合には効果を発揮しない。
ところで、画像作像ユニットのケースには、書き込み手段によるレーザ光を照射するためのスリット（隙間）が空いている。画像作像ユニットを画像形成装置から取り出したとき、この隙間から異物が混入し像担持体に付着すると、クリーニング性、異常放電などの原因になる。さらに、隙間がユニット上側部にある場合、外部光が像担持体に照射された状態となり、光半導体である像担持体の感度劣化の問題が発生する。

特開２００６−２５９４１７号公報

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、画像作像ユニットを画像形成装置から取り出したとき、帯電部材が隙間を遮蔽するシャッター機能を兼ねる構成となっており、異物の混入、像担持体の光劣化を防止することができる画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置では、像担持体と、現像部と、トナー充填部と、帯電部材と、クリーニング部材と、を有する画像作像ユニットを備える画像形成装置において、画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされていない状態では、帯電部材は現像部に対して接触又は近接した状態に位置し、画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされている状態では、現像部と可動する帯電部材との間に、画像形成装置本体側に配備されている書き込み手段からのレーザ光が通過する隙間を形成することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、前記画像作像ユニットを画像形成装置の決められた位置にセッティングするときに帯電部材が可動し、帯電部材と現像部との間に前記隙間を形成すると同時に、帯電部材が像担持体を帯電する位置に固定されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、前記画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされていない状態では、帯電部材は像担持体と非接触であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、前記画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされた状態であっても、トナー充填部内のトナーが無くなった状態では画像形成装置本体側の駆動手段により、現像部と帯電部材との間に前記隙間が形成されない状態になる位置に強制的に帯電部材を可動させ固定化することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置では、さらに、強制的にトナー充填部にトナーを補充しても、前記画像作像ユニットを画像形成装置本体にセットしたとき、現像部と帯電部材間に前記隙間ができない状態になる位置に帯電部材を可動させることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、前記画像作像ユニットを２個以上画像形成装置本体に設置し、それぞれ異なる色のトナーを使用することでフルカラーの画像を出力することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、少なくとも一つの画像作像ユニットがトナーエンドとなった場合は、すべての画像作像ユニットのレーザ光路が帯電部材により遮蔽されることを特徴とする。

上記解決する手段としての画像形成装置では、画像作像ユニットを画像形成装置から取り出したとき、帯電部材が隙間を遮蔽するシャッター機能を兼ねる構成となっており、異物の混入、像担持体の光劣化を防止することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

以下、本発明の特徴である画像作像ユニットについて詳しく説明する。
図１は、本発明のトナー補給装置の一実施形態を備える画像形成装置を示している。画像形成装置本体の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の像担持体（感光体ともいう）１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザ複写機である。画像形成装置本体は、プリンタ部１００と、プリンタ部１００を載せる給紙装置２００とを備えている。圧板開閉式スキャナは、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ部本体３００と、スキャナ部本体３００に回動自在に設けられた自動原稿送り装置４００とを備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）からなる画像形成ユニット２０を備えている。画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及びベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。

原稿をコピーする際には、ユーザーは、例えばシート原稿の束を自動原稿送り装置４００の原稿台３０にセットする。又は、１枚の原稿をコンタクトガラス３２の上に載置する。１枚ずつコンタクトガラス３２の上に載置する場合、先ず、スキャナ部本体３００に対して自動原稿送り装置４００を上方へ回動させ、コンタクトガラス３２を露出させる。この後、コンタクトガラス３２に原稿を載置し、次いで自動原稿送り装置４００を下方へ回動させてコンタクトガラス３２との間に原稿を挟み込む。

このようにして原稿をセットした後、コピースタートスイッチを押下すると、スキャナ部本体３００による原稿読取動作がスタートする。ただし、自動原稿送り装置４００にシート原稿をセットした場合には、この原稿読取動作に先立って、自動原稿送り装置４００が作動してシート原稿をコンタクトガラス３２まで移動させる。原稿読取動作では、先ず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光は、第２走行体３４内に設けられたミラーで反射し、次いで、結像レンズ３５を通過し、最後に読取センサ３６に入射する。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。シート原稿が自動原稿送り装置４００によりコンタクトガラス３２上に載置された場合には、シート原稿は原稿排紙部３１に排紙される。
このような原稿読取動作と併行して、各画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）内の各機器、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及び定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせて転写され、４色トナー像となる。

また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００は給紙動作を開始する。この給紙動作では、複数の給紙ローラ４２のうちの１個が選択的に回転させられ、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた給紙カセット４４のうちの１つから転写紙が送り出される。転写紙が送り出される際、分離ローラ４５で１枚ずつ転写紙が分離されて１枚ずつ転写紙が給紙路４６に進入する。その後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。一方、給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合がある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択的に回転させられ、手差し給紙ローラ５０によって転写紙が画像形成装置内に送り出される。その際、複数枚の転写紙が相互の摩擦力により一体として搬送されようとするが、分離ローラ５２があるので、転写紙は１枚ずつ搬送されることになる。このようにして１枚ずつ転写紙がプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙される。

以下、画像形成装置の構成要素（光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２及び定着装置２５）について説明する。なお、フルカラー画像を形成する場合を前提として説明する。
先ず、光書込ユニット２１について説明する。光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて感光体ドラム１の表面にレーザ光を照射する。すると、帯電装置によって一様帯電された感光体ドラム１は、レーザ光が照射された部分について表面電位が減衰する。この減衰により、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像部３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像されてトナー像となる。
なお、感光体ドラム１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム１の表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置によって感光体ドラム１の表面がクリーニングされる。そして、潤滑剤塗布装置を経た後、除電器によって除電され、帯電装置によって一様帯電され、初期状態に戻る。

次いで、中間転写ユニット１７について説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０とベルトクリーニング装置９０を有している。また、中間転写ユニット１７は、従動ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、及び４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４を含む複数のローラによって張架されている。そして、中間転写ベルト１１０は、モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって無端移動する。４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面に接触するようにして配設され、図示しない電源から一次転写バイアス電圧が印加される。また、一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧して一次転写ニップを形成する。そして、一次転写バイアス電圧の影響により、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間（一次転写ニップ）に一次転写電界が形成される。

感光体ドラム１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０に一次転写される。このＹトナー像には、感光体ドラム１Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わされる。この重ね合わせにより、中間転写ベルト１１０には多重トナー像である４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に転写される。二次転写ニップ通過後にトナーが表面に残留した中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４とベルトクリーニング装置９０との間に挟み込まれ、ここでベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。

次いで、二次転写装置２２について説明する。二次転写装置２２は、中間転写ユニット１７の下方に設けられている。また、二次転写装置２２は、２個の張架ローラ２３によって張架された紙搬送ベルト２４を備えている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、無端移動する。２個の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された張架ローラ２３は、二次転写ローラ１６と対になって、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟込みにより、中間転写ベルト１１０と紙搬送ベルト２４とが接触して二次転写ニップが形成される。そして、この右側の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧の印加により、二次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１０から張架ローラ２３側に向けてトナーが静電移動する二次転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像に同期するようにレジストローラ対４９によって二次転写ニップに送り込まれた転写紙に、二次転写電界及びニップ圧の影響により４色トナー像が転写される。なお、張架ローラ２３に二次転写バイアス電圧を印加する方式に代えて、帯電チャージャで転写紙を非接触状態で帯電させる方式を採用してもよい。

画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、複数の転写紙を束の状態にして収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に間隔を置いて複数配設されている。給紙カセット４４の一番上の転写紙には、給紙ローラ４２が押し当てられている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６には、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とが設けられている。転写紙は、搬送ローラ対４７を介してレジストローラ対４９に向けて搬送される。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、二次転写ニップにおいて４色トナー像を転写させることができるタイミングでローラ間に挟み込んだ転写紙を送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に転写される。このようにしてフルカラー画像が印刷された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って移動し、次いで紙搬送ベルト２４から定着装置２５に送られる。

最後に、定着装置２５について説明する。定着装置２５は、定着ベルト２６を２個のローラによって張架させながら無端移動させる装置であるベルトユニットと、定着ベルト２６を押圧する加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２個のローラのうち、加圧ローラ２７に押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を備えており、このローラの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
定着装置２５で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板から突設したスタック部５７に排紙されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために二次転写ニップに戻されるかする。

なお、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４個の感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、感光体ドラム１Ｋだけを回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体ドラム１だけでなく、現像部３の駆動をも停止させる。

図２は、画像形成装置本体にセットしていない状態の画像作像ユニットの構成図である。本実施形態では、キャリアを用いないトナーのみからなる一成分現像剤を用いている。画像作像ユニットは、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１は、アルミニウム基体の外周面に有機感光体からなる感光層を形成したものを用い、そのドラム表層がポリカーボネート製のものである。この感光体ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電部材２と、現像手段としての現像部３、クリーニング手段としてのクリーニング部材４が配置されている。
上記現像部３は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行うものである。この現像部３は、現像剤担持体としての現像ローラ５と現像ローラ５にトナーを供給するトナー供給ローラ６を備えている。現像部にはトナー充填部７を備えている。さらに、トナー充填部７内のトナーを攪拌、搬送するための回転する第一攪拌部材８及び第二攪拌部材９が配置されている。

トナー充填部７にはあらかじめトナーが充填されており、自重によって現像部３の下部に補給され、補給されたトナーが回転するトナー供給ローラ６に供給され、トナー供給ローラ６によってトナーが現像ローラ５に供給され保持される。
このとき、現像ローラ５の表面にトナーを均一に薄層化するために薄層化ブレード１０が接触配置されている。均一にトナーが保持された現像ローラ５は回転することによって、トナーを感光体ドラム１と対向する現像領域へ搬送する。現像ローラ５には、現像バイアス電源から現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において、現像ローラ５の表面の電位と感光体ドラム１の表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、トナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像がトナー像になる。

上記帯電部材２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電するものである。この帯電部材２は、帯電部材２を感光体ドラム１の表面に接触配置し、帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム１の表面を所望の極性及び所望の電位に一様に帯電する。この帯電部材２としては、弾性体からなる帯電ローラを用いることができる。帯電バイアスとしては、直流電圧を印加しても、直流に交流電圧成分を重畳した電圧を印加してもよい。
また、帯電部材２は画像作像ユニットに常に固定化されているのではなく、可動する構成となっている。上述したとおり、図２の画像作像ユニットは画像形成装置本体にセットしていない状態である。通常、帯電部材２と現像部３の間には、感光体ドラム１に潜像を形成するためのレーザ光を照射するための隙間ｄ１が設けられている。
本発明では、帯電部材２が可動する構成となっており、帯電部材２は現像部３と接触又は近接する位置まで移動することが可能である。このとき、帯電部材２と感光体ドラム１は接触せずに隙間ｄ２の隙間を維持して固定化される。

図３は、帯電部材２が現像部３と隙間ｄ３を介して近接している状態を示す構成図である。このように、画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされていない状態で、露光に必要な隙間ｄ１を帯電部材２で狭めるて隙間ｄ３とすることで、この隙間ｄ３から異物が画像作像ユニットに混入したり、外部光が感光体ドラム１に照射され感光体ドラム１の感度が落ちたりするなどの不具合を防止することができる。
隙間ｄ１、ｄ２、ｄ３に関しては、ｄ１に関しては特に規定はなく、一般的には５〜１０（ｍｍ）である。ｄ２、ｄ３に関しては感光体ドラム１あるいは現像部３と帯電部材２が接触しなければよく、１（ｍｍ）前後で問題はない。

上記クリーニング部材４は、転写されずに感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１の表面から除去するものである。クリーニング部材４としては、感光体ドラム１の表面上の転写残トナーを掻き取って除去するためのクリーニングブレード部材を用いている。クリーニング部材４はポリウレタンのブレード部材を金属支持体に貼り付けたものを用い、感光体ドラム１との当接は、感光体ドラム１の回転方向Ａに対してカウンタ方向に接触させることにより行う。クリーニング部材４に関しては感光体ドラム１からのトナー除去のみならず、記録材として紙を使用したときの紙粉、帯電部材２によって感光体ドラム１を放電により生成する放電生成物、トナーに添加されている添加剤などの不純物を感光体ドラム１から除去する機能も有している。
感光体ドラム１から除去したトナーは、トナー搬送部材１１により画像作像ユニットの端部に搬送され、図示していない廃トナー回収保持スペース部に搬送される。このとき回収したトナーは、再び現像するトナーとして使用しないで廃トナー回収保持スペース部に溜め込んだままの構成としている。
トナー充填部７にはトナーの有無を判断するトナーエンドセンサ１２が設置されている。トナーエンドセンサ１２としては、光学的なセンサを用いて光の反射率から研磨剤の有無を判別するものや、トナーの静電容量を測定しトナーの有無を判別するものを使用することができる。

図４は、画像作像ユニットを画像形成装置本体にセットした状態の画像作像ユニットの構成図である。帯電部材２としての帯電ローラが矢印Ｂ方向に移動し、感光体ドラム１に潜像を形成するためのレーザ光を照射するための隙間ｄ１を形成している。このとき、帯電ローラは感光体ドラム１と接触する位置まで移動する。また、感光体ドラム１と順方向で接触回転するようになっている。
この帯電部材２が矢印Ｂ方向に移動する制御は、画像作像ユニットを画像形成装置本体にセットするときに行われる。具体例としては、画像形成装置本体側に帯電部材２の位置を決めるためのガイドを設けて機械的に帯電部材２を矢印Ｂ方向に移動させる方法や、画像作像ユニットがセットされたと画像形成装置本体が認識したときに、ソフト制御で帯電部材２を矢印Ｂ方向に移動させる方法などを用いることができる。

上述したように、画像作像ユニットにはトナー充填部７のトナー残量を検知するトナーエンドセンサ１２が配置されている。通常、トナー充填部７にトナーが充填されている状態では、図３の状態から画像形成装置本体にセットしたときに、図４の状態に画像作像ユニットは状態を変えて画像を出力し続けるが、トナーエンドセンサ１２がトナーエンドを検知したときには、画像形成装置本体にセットされた状態であっても再び図３に示した状態、つまり書き込み手段からのレーザ光を遮蔽する状態になる。
これはトナー充填部７のトナーがエンドを検知しても、実際には現像部３には多少のトナーが残っており、数枚から数十枚の画像出力が可能であることを防止するためである。理由は、画像出力が可能であってもトナーが非常に少ないため異常画像の出力の原因になるためである。さらに、現像部３のわずかに残ったトナーを使い切ってしまうと、トナーが少ない状態で現像ローラ５とトナー供給ローラ６が接触回転し、両者の部材が劣化しリサイクルができなくなってしまうためである。

また、本発明ではトナーエンドを検知した画像作像ユニットに強制的にトナーを補充しても、帯電部材２が図３の位置状態のままで、画像を出力できないようになっている。このような制御をする理由は、１成分現像方式ではトナーエンド時にわずかに残ったトナーに新規のトナーを混入すると、残っていたトナーの帯電特性が異常（弱帯電トナー、逆帯電トナーとなる）となり、地肌汚れなど異常画像の原因となるためである。
したがって、トナー充填部７に強制的にトナーを補給しても画像形成装置による画像出力が行えない状態とする必要がある。そこで、強制的にトナーを補給しても帯電部材２が通常の作像状態の位置に戻らない制御とすることで、異常画像の出力を防止することができる。

図５は、本発明の画像作像ユニットを複数備えたカラー画像形成装置の詳細構成を示した図である。カラー画像形成装置は、複数の画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と中間転写体（ｅ）と図示していない定着装置で構成されている。画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー色のトナーが充填され、フルカラーの画像を形成するが、画像作像ユニットのトナー色の順番は特にこれに限られない。
複数の画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）により作像された各色のトナーは、図中矢印Ｃ方向に回転する中間転写体（ｅ）上で重ねられ、複数色のトナーで形成された画像パターンとなる。中間転写体（ｅ）には転写装置１９が配置され、転写装置１９に転写バイアスを印加することにより、図中矢印Ｃ方向に移動する紙などの転写材Ｐに中間転写体（ｅ）上のトナー像が転写される。

上記転写装置１９は、弾性ローラ部材等の転写部材を用いることができ、中間転写体（ｅ）の表面に所定の押圧力で接触させ、その転写部材と中間転写体（ｅ）との間で転写ニップを形成する。この転写ニップで転写材Ｐを挟み込んだ状態で、転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスを転写部材に印加することによって形成される転写電界により、中間転写体（ｅ）表面上のトナー像を転写材Ｐ上へ転写させる。このようにしてトナー像が転写された転写材Ｐは、図示していない定着装置へ搬送され、ここでトナー像が定着された後、画像装置機外へ排出される。
画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）のそれぞれは、画像形成装置にセットされているため、書き込み手段からのレーザ光が照射される隙間が形成されている状態となっている。なお、中間転写ベルト１３を挟んで感光体ドラム１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と反対側には一次転写ローラ１８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が設けられている。

図６は、図５と同様に画像作像ユニットを複数備えたカラー画像形成装置の詳細構成であるが、書き込み手段からのレーザ光が照射される隙間が狭められ、レーザ光が感光体ドラム１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を照射しない閉ざされた状態となっている。これは上述したように、トナーエンドセンサ１２により、少なくとも一つの画像作像ユニットがトナーエンドとなった場合は、強制的にすべての画像形成ユニットの帯電部材２が感光体ドラム１から離れ、書き込み手段のレーザ光路を閉じた状態である。
このような制御を行うことで、異常画像の発生を防止すると同時に、長時間帯電部材２が感光体ドラム１と接触してお互いを汚染することを防止することができる。

上述した実施形態では、画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を画像形成装置から取り出したとき、帯電部材２が隙間を遮蔽するシャッター機能を兼ねる構成となっており、異物の混入、感光体ドラム１の光劣化を防止することができる。
また、上述した実施形態では、画像形成装置本体にセットするときに、手動で機械的に帯電部材２を画像形成に必要な位置に可動させ位置固定するので、複雑な制御を必要とせずコストを下げることができる。
さらに、上述した実施形態では、帯電部材２と感光体ドラム１がなるべく非接触となる状態とすることで異常画像の原因を無くすことが可能となる。具体的には、帯電部材２と感光体ドラム１が常に接触した状態では、帯電部材２を構成する物質が感光体ドラム１を構成する物質と化学変化を起こし、両者の接触部が変質して異常画像の原因となるので、この原因を無くすことができる。

また、上述した実施形態では、トナー充填部７内にトナーエンドセンサ１２を設け、トナーエンドを検知した場合は画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を新規のユニットに交換する構成となっている。トナーエンドと同時に帯電部材２により隙間ｄ１を閉じるように可動させ、画像を出力できない状態とすることで異常画像の出力を防止することができる。また、トナーエンド状態で画像形成装置本体に長期にセットされた状態であっても感光体ドラム１及び帯電部材２の接触による汚染を防止することができる。
さらに、上述した実施形態では、キャリアを用いないトナーのみで現像を行う１成分現像方式の画像形成装置について説明した。１成分現像方式ではトナーエンド時にわずかに残ったトナーに新規のトナーを混入すると、残っていたトナーの帯電特性が異常（弱帯電トナー、逆帯電トナーとなる）となり、地肌汚れなど異常画像の原因となることがわかっている。したがって、トナー充填部７に強制的にトナーを補給しても画像形成装置による画像出力が行えない状態とする必要がある。そこで、強制的にトナーを補給しても帯電部材２が通常の作像状態の位置に戻らない制御とすることで、異常画像の出力を防止することができる。

また、上述した実施形態では、地肌汚れなどの異常画像を防止することが可能な画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を用いることで、高品質なフルカラー画像を出力することができる。
なお、上述した実施形態では、画像作像ユニット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が画像形成装置本体にセットされた状態であっても、トナー充填部７内のトナーが無くなった状態では画像形成装置本体側の駆動手段により、現像部３と帯電部材２との間に隙間ｄ１ができない位置に強制的に帯電部材２を可動させ固定化することが好ましい。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。 図２は、画像形成装置本体に画像作像ユニットをセットしていない状態の構成図である。 図３は、画像形成装置本体に画像作像ユニットをセットしていない状態の構成図である。 図４は、画像形成装置本体に画像作像ユニットをセットしている状態の構成図である。 図５は、本発明の画像作像ユニットを複数備えたカラー画像形成装置の詳細構成を示した図であり、書き込み手段からのレーザ光が照射される隙間が形成されている状態となっている。 図６は、本発明の画像作像ユニットを複数備えたカラー画像形成装置の詳細構成を示した図であり、書き込み手段からのレーザ光が照射される隙間が閉ざされた状態となっている。

符号の説明

１ 像担持体
２ 帯電部材
３ 現像部
４ クリーニング部材
５ 現像ローラ
６ トナー供給ローラ
７ トナー充填部
８ 第一攪拌部材
９ 第二攪拌部材
１０ 薄層化ブレード
１１ トナー搬送部材
１２ トナーエンドセンサ
１３ 中間転写ベルト
１４ 従動ローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 二次転写ローラ
１７ 中間転写ユニット
１８ 一次転写ローラ
１９ 転写装置
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３１ 原稿排紙部
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５０ 手差し給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５７ スタック部
６２ 一次転写ローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
２００ 給紙装置
３００ スキャナ部本体
４００ 自動原稿送り装置
ａ、ｂ、ｃ、ｄ 画像作像ユニット
ｅ 中間転写体
ｄ１〜ｄ３ 隙間
Ｐ 転写材

Claims (7)

1. 像担持体と、現像部と、トナー充填部と、帯電部材と、クリーニング部材と、を有する画像作像ユニットを備える画像形成装置において、
   画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされていない状態では、帯電部材は現像部に対して接触又は近接した状態に位置し、
   画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされている状態では、現像部と可動する帯電部材との間に、画像形成装置本体側に配備されている書き込み手段からのレーザ光が通過する隙間を形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像作像ユニットを画像形成装置の決められた位置にセッティングするときに帯電部材が可動し、帯電部材と現像部との間に前記隙間を形成すると同時に、帯電部材が像担持体を帯電する位置に固定される
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされていない状態では、帯電部材は像担持体と非接触である
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像作像ユニットが画像形成装置本体にセットされた状態であっても、トナー充填部内のトナーが無くなった状態では画像形成装置本体側の駆動手段により、現像部と帯電部材との間に前記隙間が形成されない状態になる位置に強制的に帯電部材を可動させ固定化する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   強制的にトナー充填部にトナーを補充しても、前記画像作像ユニットを画像形成装置本体にセットしたとき、現像部と帯電部材間に前記隙間ができない状態になる位置に帯電部材を可動させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像作像ユニットを２個以上画像形成装置本体に設置し、それぞれ異なる色のトナーを使用することでフルカラーの画像を出力する
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   少なくとも一つの画像作像ユニットがトナーエンドとなった場合は、すべての画像作像ユニットのレーザ光路が帯電部材により遮蔽される
   ことを特徴とする画像形成装置。

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