JP2010276976A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像剤の感光体ドラムへの逆転写によるゴースト画像の発生を抑制する。
【解決手段】モノクロ用の感光体ドラム51Kは、用紙の搬送方向においてモノクロ用以外の複数の感光体ドラム51Y,51M,51Cよりも上流に設けられる。制御装置100は、モノクロ用の感光体ドラム51Kに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、モノクロ用の感光体ドラム51Kの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように帯電器を制御する。
【選択図】図2
【解決手段】モノクロ用の感光体ドラム51Kは、用紙の搬送方向においてモノクロ用以外の複数の感光体ドラム51Y,51M,51Cよりも上流に設けられる。制御装置100は、モノクロ用の感光体ドラム51Kに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、モノクロ用の感光体ドラム51Kの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように帯電器を制御する。
【選択図】図2
Description
本発明は、モノクロ印刷とカラー印刷の各印刷モードを有する画像形成装置に関する。
電子写真方式のカラー画像形成装置では、複数色のトナーが用意され、各色に対応した感光体ドラム、現像ローラおよび転写ローラなどが設けられて中間転写ベルトや記録シート(本明細書において中間転写ベルトおよび記録シートをまとめて「転写媒体」と称する。)上に各色のトナー像が載せられる。
カラー画像形成装置においてモノクロ印刷を行う場合には、モノクロ用(通常、ブラック)のトナーのみを用いれば十分であるため、その他の色用の現像装置については感光体ドラムと現像ローラを離間させることでこれらの色のトナーの劣化を抑制しようとする構成が知られている(特許文献1)。
一方、感光体ドラムから転写媒体へは、感光体ドラム表面のすべてのトナーを転写させることはできず、僅かな量のトナーは感光体ドラムの表面に残ってしまうため、この残トナーをクリーニングする必要がある。残トナーのクリーニングは、クリーニング用のブレードやローラを設けて実行される場合が多いが、現像ローラにより回収させて、現像装置中のトナー内に分散させてしまう方法を採用することもあり、このような形態のクリーニング方式はクリーナレス方式と呼ばれている(特許文献2参照)。
しかしながら、モノクロ印刷時にモノクロ用以外の現像ローラと感光体ドラムを離間させる構成の画像形成装置においてクリーナレス方式を採用すると、モノクロ印刷時に転写媒体に載ったモノクロ用のトナーが、それより下流に配置された感光体ドラムに付着(これを、「逆転写」と称する。)したとき、感光体ドラムと現像ローラが離間していることに起因して現像ローラによる回収が行われないため、感光体ドラムに逆転写したトナーが再度転写媒体に転写されてゴースト画像を発生することがある。
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたもので、モノクロ印刷時にモノクロ用以外の現像ローラと感光体ドラムを離間させる構成であり、かつ、クリーナレス方式の画像形成装置において、現像剤の感光体ドラムへの逆転写によるゴースト画像の発生を抑制することを目的とする。
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、モノクロ印刷とカラー印刷の各印刷モードを有する画像形成装置であって、少なくともモノクロ印刷に使用する第1の感光体ドラムと、カラー印刷に使用する複数の第2の感光体ドラムと、前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、印刷時に感光体ドラムと接触して各感光体ドラムに現像剤を供給するとともに、感光体ドラムの表面に残った現像剤を回収する複数の現像ローラと、前記第1および前記第2の感光ドラムのそれぞれに対応して設けられた感光体ドラムを帯電させる帯電器と、前記複数の第2の感光体ドラムに対応する現像ローラを前記第2の感光体ドラムに対し接触または離間させる接離機構と、前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、前記感光体ドラム上の現像剤像を転写バイアスにより転写媒体上に転写させる転写手段と、前記接離機構を制御して、モノクロ印刷時に複数の前記第2の感光体ドラムに対応した複数の前記現像ローラを第2の感光体ドラムから離間させる制御手段とを備え、前記第1の感光体ドラムは、前記転写媒体の搬送方向において前記複数の第2の感光体ドラムよりも上流に設けられ、前記制御手段は、前記第1の感光体ドラムに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、前記第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように前記帯電器を制御することを特徴とする。
第1の感光体ドラムから転写媒体に転写された現像剤は、転写媒体上に載った量が多いほど、第1の感光体ドラムの下流に配置された第2の感光体ドラム(2色目以降の感光体ドラム)に逆転写されやすい傾向があるが、本発明の構成によれば、現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御されるので、モノクロ印刷時においては、カラー印刷時よりも現像ローラから第1の感光体ドラムに載る現像剤の量が少なくなる。そのため、転写媒体に載る現像剤の量も、カラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が少なくなり、2色目以降の第2の感光体ドラムに現像剤が逆転写されにくくなる。また、モノクロ印刷時に、単に現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値を小さくするだけでは、細線などの細かい部分に供給される現像剤の量も少なくなって、細線などが見にくくなるが、本発明においては、第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように帯電器が制御されることで、細線に供給される現像剤の量の変化はカラー印刷時と余り変わらず、細線なども見易く印刷することができる。すなわち、モノクロ印刷時において、ベタ印刷に近い濃い部分では、現像剤濃度を低くし、細かい細線などの階調が低い部分では、現像剤濃度をカラー印刷時と同等とすることができ、現像剤の逆転写の抑制と、画像の見易さを両立させることができる。
本発明によれば、モノクロ印刷時において、ベタ印刷に近い濃い部分では、現像剤濃度を低くすることで、現像剤の逆転写を抑制し、これによりゴースト画像の発生を抑制することができる。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
<カラープリンタの全体構成>
図1に示すように、カラープリンタ1は、装置本体2内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部20と、給紙された用紙Pに画像を形成する画像形成部30と、画像が形成された用紙Pを排出する排紙部90と、制御手段の一例としての制御装置100とを備えている。
図1に示すように、カラープリンタ1は、装置本体2内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部20と、給紙された用紙Pに画像を形成する画像形成部30と、画像が形成された用紙Pを排出する排紙部90と、制御手段の一例としての制御装置100とを備えている。
装置本体2の上部には、開口部2Aが形成されている。そして、この開口部2Aは、装置本体2に回動可能に支持されるアッパーカバー3によって開閉されるようになっている。アッパーカバー3の上面は、装置本体2から排出された用紙Pを蓄積する排紙トレイ4となっており、下面にはLEDユニット40を保持する複数のLED取付部材5が設けられている。
給紙部20は、装置本体2内の下部に設けられ、装置本体2に着脱自在に装着される給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Pを画像形成部30へ搬送する用紙供給機構22を主に備えている。用紙供給機構22は、給紙トレイ21の前側に設けられ、給紙ローラ23、分離ローラ24および分離パッド25を主に備えている。
このように構成される給紙部20では、給紙トレイ21内の用紙Pが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ26とピンチローラ27の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路28を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部30に供給される。
画像形成部30は、4つのLEDユニット40と、4つのプロセスカートリッジ50と、転写ユニット70と、クリーニング部10と、定着ユニット80とから主に構成されている。
LEDユニット40は、LED取付部材5に対して揺動可能に連結されており、装置本体2に設けられる位置決め部材によって適宜位置決めされて支持されている。
プロセスカートリッジ50は、アッパーカバー3と給紙部20との間で前後方向に並んで配置され、静電潜像が形成される感光体ドラム51や、帯電器52、現像ローラ53、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室54などを備えて構成されている。
プロセスカートリッジ50は、ブラック用、イエロー用、マゼンタ用およびシアン用の各色のトナーが入った50K,50Y,50M,50Cの符号で示すものが用紙Pの搬送方向上流からこの順で並んで配置されている。なお、本明細書および図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム51、帯電器52、現像ローラ53および転写ローラ74を特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、K、Y、M、Cの記号を付することとする。
プロセスカートリッジ50は、ブラック用、イエロー用、マゼンタ用およびシアン用の各色のトナーが入った50K,50Y,50M,50Cの符号で示すものが用紙Pの搬送方向上流からこの順で並んで配置されている。なお、本明細書および図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム51、帯電器52、現像ローラ53および転写ローラ74を特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、K、Y、M、Cの記号を付することとする。
感光体ドラム51は、図2および図3に示すように、対応する色に合わせて、第1の感光体ドラムの一例としての感光体ドラム51Kと、第2の感光体ドラムの一例としての感光体ドラム51Y,51M,51Cがある。
現像ローラ53は、図2および図3に示すように、対応する色に合わせて、現像ローラ53K,53Y,53M,53Cがある。図2に示すように、現像ローラ53は、公知の接離機構110(特許文献1に記載の切替機構と同様である。)を制御装置100により制御することで、カラー印刷時(カラーモード)においてはすべての現像ローラ53K,53Y,53M,53Cがそれぞれ対応する感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに接触して各感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cにトナーを供給するようになっているが、モノクロ印刷時(モノクロモード)においては、ブラック用の現像ローラ53Kのみが感光体ドラム51Kに接触し、その他の3色の現像ローラ53Y,53M,53Cは、対応する感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間するようになっている。
転写ユニット70は、給紙部20と各プロセスカートリッジ50との間に設けられ、駆動ローラ71、従動ローラ72、搬送ベルト73および転写手段の一例としての転写ローラ74を主に備えている。
駆動ローラ71および従動ローラ72は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に無端状のベルトからなる搬送ベルト73が張設されている。搬送ベルト73は、その外側の面が各感光体ドラム51に接している。また、搬送ベルト73の内側には、各感光体ドラム51との間で搬送ベルト73を挟持する転写ローラ74が、各感光体ドラム51に対向して4つ配置されている。この転写ローラ74には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが掛けられる。
定着ユニット80は、各プロセスカートリッジ50および転写ユニット70の後側に配置され、加熱ローラ81と、加熱ローラ81と対向配置され加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを備えている。
このように構成される画像形成部30では、カラーモードの場合、まず、各感光体ドラム51の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、各LEDユニット40で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム51上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラ53よりトナーが供給されることで、感光体ドラム51上にトナー像が担持される。
搬送ベルト73上に供給された用紙Pが各感光体ドラム51と搬送ベルト73の内側に配置される各転写ローラ74との間を通過することで、各感光体ドラム51上に形成されたトナー像が用紙P上に転写される。そして、用紙Pが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、用紙P上に転写されたトナー像が熱定着される。
排紙部90は、定着ユニット80の出口から上方に向かって延び、前方に反転するように形成された排紙側搬送経路91と、用紙Pを搬送する複数対の搬送ローラ92を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Pは、搬送ローラ92によって排紙側搬送経路91を搬送され、装置本体2の外部に排出されて排紙トレイ4に蓄積される。
制御装置100は、CPU,ROM,RAMなどを有し、予め用意されたプログラムに従い、印刷データの受信、給紙部20、画像形成部30、排紙部90および接離機構110の制御を行うように構成されている。
<転写バイアスの制御>
次に、制御装置100による転写ローラ74に印加する転写バイアスの制御について説明する。
なお、本実施形態においては、正帯電性のトナーを一例に説明するが、負帯電性のトナーでも本発明を同様に適用することができる。転写バイアスの極性は、トナーの帯電極性に応じて適宜設定される。
次に、制御装置100による転写ローラ74に印加する転写バイアスの制御について説明する。
なお、本実施形態においては、正帯電性のトナーを一例に説明するが、負帯電性のトナーでも本発明を同様に適用することができる。転写バイアスの極性は、トナーの帯電極性に応じて適宜設定される。
転写バイアスは、感光体ドラム51上のトナー像を搬送ベルト73上で搬送される用紙Pに転写するために、感光体ドラム51と転写ローラ74との間に印加される電圧である。本実施形態においては、転写バイアスは、転写電流(感光体ドラム51と転写ローラ74とを通じて流れる電流)が一定になるように定電流制御される。もっとも、転写バイアスの制御方法は、定電流制御に限らず、定電圧制御で行っても構わない。
カラーモードで印刷する場合、図4(a)に示すように、ブラック(K)は10μA、イエロー(Y)は8μA、マゼンタ(M)は10μA、シアン(C)は10μAに定電流制御される。これらの目標電流値は、各色のトナーの帯電し易さや、印刷後の発色力などを総合的に考慮して最適に設定される。定電流制御においても、通常、高い電流を維持するためには、感光体ドラム51と転写ローラ74との間の電位差は大きくすることが必要とされる。すなわち、各色の感光体ドラム51と転写ローラ74との間の電位差は、概ね図4(a)に示した目標電流値に応じた値になっていると理解してよい。
モノクロモードで印刷する場合、図4(b)に示すように、ブラック(K)は8μA、イエロー(Y)は20μA、マゼンタ(M)は5μA、シアン(C)は5μAに定電流制御される。つまり、カラーモードと比較すると、ブラックの次の色であるイエローは転写バイアスが大きく、ブラックから順に数えて3色目および4色目であるマゼンタとシアンは、転写バイアスが小さく設定されている。
この理由を説明すると、まず、モノクロ用トナーであるブラック用トナーの次の色の感光体ドラム51Yの転写バイアスが大きいのは、帯電性が低いトナー粒子が2色目の感光体ドラムに逆転写し易いため、感光体ドラム51Yから転写ローラ74Yに向かう電界を強くして逆転写を抑制する必要があるからである。
一方、2色目以降のすべての転写バイアスを大きくしてしまうと、トナーが感光体ドラム51と転写ローラ74の間を通過する度に徐々に強く帯電していき(これを「チャージアップ」という。)、帯電しすぎることによるトナー粒子間およびトナーと用紙間の放電が起き、負に帯電するトナーが発生することがある。このようにして負に帯電したトナーが発生すると、3色目以降においてトナーの逆転写が起こってしまうため、3色目以降においては、転写バイアスをカラーモードのときよりも低くして、トナーのチャージアップを抑制している。
なお、ブラックは、モノクロモード時の転写電流をカラーモード時に対し小さくしている。これは、本実施形態のブラック用の感光体ドラム51Kにおいては、カラーモード時の非露光部の電位よりもモノクロモードの非露光部の電位を低くしているが、露光部については同じ電位である。このため、現像剤像を転写媒体に転写するためには、露光部を基準とした場合、同電位の転写バイアス電位(例えば、−1000V)を印加すればよい。その場合、カラーモード時の非露光部の電位と転写バイアス電位との電位差よりも、モノクロモード時の非露光部の電位と転写バイアス電位との電位差の方が小さくなり、流れる電流を少なくすることができる。
また、次の理由もある。用紙Pの先端部が感光体ドラム51Kと転写ローラ74Kのニップ位置に突入したときに、転写電流が用紙Pのある部分と無い部分で不均一となり、その結果、感光体ドラム51Kの表面電位が不均一となることがある。この表面電位の不均一性は、その後の現像時の感光体ドラム51Kの表面電位にも影響を与えるが、転写電流が大きいほどこの影響が大きくなる。特に、本実施形態においては、モノクロモード時における感光体ドラム51Kの帯電後の表面電位が、カラーモード時のそれに比べ小さくなるように設定している。そのため露光部と非露光部の電位差が小さく、用紙Pの先端部の影響を受けやすい。従って、このような場合には、感光体ドラム51Kの表面電位の不均一性を抑制するためにも、モノクロモード時の転写電流をカラーモード時に転写電流よりも小さくすることが好ましい。
<現像バイアス電圧の制御>
次に、制御装置100による現像ローラ53に印加する現像バイアス電圧の制御について説明する。
現像バイアス電圧は、現像ローラ53に印加する電圧であり、カラーモードのときよりも、モノクロモードのときの方が小さい絶対値の電圧に制御される。例えば、図5に示すように、カラーモードにおいては450Vが印加され、モノクロモードにおいては、300Vに印加される。これにより、モノクロモードにおいては、現像ローラ53から感光体ドラム51に移るトナーの量がカラーモードよりも少なくなる。このようにモノクロモード時に現像バイアス電圧を低く設定する理由は、用紙Pに多くのトナーが載っていると、用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cにトナーが逆転写し易くなるからである。
次に、制御装置100による現像ローラ53に印加する現像バイアス電圧の制御について説明する。
現像バイアス電圧は、現像ローラ53に印加する電圧であり、カラーモードのときよりも、モノクロモードのときの方が小さい絶対値の電圧に制御される。例えば、図5に示すように、カラーモードにおいては450Vが印加され、モノクロモードにおいては、300Vに印加される。これにより、モノクロモードにおいては、現像ローラ53から感光体ドラム51に移るトナーの量がカラーモードよりも少なくなる。このようにモノクロモード時に現像バイアス電圧を低く設定する理由は、用紙Pに多くのトナーが載っていると、用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cにトナーが逆転写し易くなるからである。
<感光体ドラムの表面電位の制御>
次に、制御装置100による帯電器52による感光体ドラム51の表面電位の制御について説明する。
感光体ドラム51の表面電位は、帯電器52に印加する電圧により制御される。本実施形態においては、図5に示すように、感光体ドラム51の表面電位はカラーモードにおいては700Vに制御され、モノクロモードにおいては550Vに制御される。この理由は、後述するカラープリンタ1の動作において理解されるように、細い線や細かい点を十分な幅に載せたトナーで表現できるようにするためである。なお、図5の感光体ドラムの表面電位の欄において、カッコ内の値は、LEDユニット40による露光後の表面電位を示す。
次に、制御装置100による帯電器52による感光体ドラム51の表面電位の制御について説明する。
感光体ドラム51の表面電位は、帯電器52に印加する電圧により制御される。本実施形態においては、図5に示すように、感光体ドラム51の表面電位はカラーモードにおいては700Vに制御され、モノクロモードにおいては550Vに制御される。この理由は、後述するカラープリンタ1の動作において理解されるように、細い線や細かい点を十分な幅に載せたトナーで表現できるようにするためである。なお、図5の感光体ドラムの表面電位の欄において、カッコ内の値は、LEDユニット40による露光後の表面電位を示す。
<動作説明>
[カラーモードの場合]
以上のような構成のカラープリンタ1の動作について説明する。
印刷データを受信したカラープリンタ1は、その印刷データがカラー画像であった場合、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53K,53Y,53M,53Cを、図2に示すように、それぞれ感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに接触させる。各感光体ドラム51の表面は、帯電器52により700Vに帯電され、印刷データに応じた光がLEDユニット40から放出されることで、感光体ドラム51の表面に相対的に低い150Vの電位で静電潜像が形成される。そして、各現像ローラ53が各感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに対面することで、各色のトナーが静電潜像に供給されて各色のトナー像が形成される。このトナー像の形成の際には、現像ローラ53に450Vの現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ53から十分な量のトナーが感光体ドラム51に移ってトナー像を形成する。そして、感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cのトナー像は、用紙P上に転写される。このときの転写電流は、図4(a)に示した値となるように定電流制御される。
[カラーモードの場合]
以上のような構成のカラープリンタ1の動作について説明する。
印刷データを受信したカラープリンタ1は、その印刷データがカラー画像であった場合、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53K,53Y,53M,53Cを、図2に示すように、それぞれ感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに接触させる。各感光体ドラム51の表面は、帯電器52により700Vに帯電され、印刷データに応じた光がLEDユニット40から放出されることで、感光体ドラム51の表面に相対的に低い150Vの電位で静電潜像が形成される。そして、各現像ローラ53が各感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cに対面することで、各色のトナーが静電潜像に供給されて各色のトナー像が形成される。このトナー像の形成の際には、現像ローラ53に450Vの現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ53から十分な量のトナーが感光体ドラム51に移ってトナー像を形成する。そして、感光体ドラム51K,51Y,51M,51Cのトナー像は、用紙P上に転写される。このときの転写電流は、図4(a)に示した値となるように定電流制御される。
各色の感光体ドラム51から用紙Pに移ることができなかった残トナーは、感光体ドラム51の表面に付いたまま帯電器52の前を通過する。帯電器52の前を通過すると、感光体ドラム51の表面電位は700Vに高くなる。本実施形態においては、トナーは、正帯電性のものであり電位が高い方から低い方へ移動しやすいため、感光体ドラム51の表面の残トナーは現像ローラ53に対面したところで、現像ローラ53へと回収される。
そして、用紙Pに転写されたトナー像は、定着ユニット80で用紙Pに定着され、排紙部90を通って排紙トレイ4上に排紙される。
[モノクロモードの場合]
カラープリンタ1が受信した印刷データがモノクロ画像であった場合、制御装置100は、図2に示すように、接離機構110を制御してイエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53Y,53M,53Cを、それぞれ感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間させ、ブラックに対応した現像ローラ53Kのみを、対応する感光体ドラム51に接触させる。
カラープリンタ1が受信した印刷データがモノクロ画像であった場合、制御装置100は、図2に示すように、接離機構110を制御してイエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した現像ローラ53Y,53M,53Cを、それぞれ感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間させ、ブラックに対応した現像ローラ53Kのみを、対応する感光体ドラム51に接触させる。
ブラック用のプロセスカートリッジ50Kにおいては、カラーモードの場合と異なり、帯電器52により感光体ドラム51Kの表面が550Vに帯電された後、LEDユニット40により露光される。そして、カラーモードより低い300Vの現像バイアス電圧が現像ローラ53Kに印加され、現像ローラ53Kから感光体ドラム51Kの静電潜像にトナーが供給される。
このとき、現像ローラ53の現像バイアス電圧を300Vに低くしたことにより感光体ドラム51Kに供給されるトナーの量が少なくなる結果、用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cに逆転写するトナーの量が少なくなる。しかし、仮に感光体ドラム51Kの表面電位を700Vと高くしたままで、単に現像ローラ53Kの現像バイアス電圧を低くすると、細い線や細かい点に十分なトナーが供給されなくなる。このことを、図6を参照して説明する。
図6においては、極めて短い時間露光をした場合、例えば、細線に相当する部分を露光したときの感光体ドラム51Kの表面電位を示している。図6(a)に示すように、感光体ドラム51の表面電位が700Vで現像ローラ51の現像バイアス電圧が450Vの場合(カラーモードと同じ場合)、現像ローラ53Kと感光体ドラム51Kが対面すると450V未満に電位が下がった範囲にトナーが移るので、450Vの位置で示した太線の範囲の幅B1の細線が形成される。これに対し、現像バイアス電圧を300Vとすると、300V未満に電位が下がった範囲にトナーが移るので、300Vの位置で示した太線の範囲の幅B2の細線が形成される。つまり、現像バイアス電圧を300Vと低くすることで、細線の太さが細くなってしまう。
しかし、図6(b)に示すように、現像バイアス電圧を300Vと低くするのに合わせて、感光体ドラム51Kの表面電位をカラーモードよりも低く550Vにすれば、同図の300Vの位置の太線に示したように、図6(a)の450Vの位置の太線と同様の幅B3の範囲にトナーを移すことができる。
本実施形態のカラープリンタ1における出力画像濃度を、図7を参照して説明する。図7においては、破線でカラーモードでの出力画像濃度を示し、実線でモノクロモードでの出力画像濃度を示す。図7に示すように、本実施形態のカラープリンタ1は、入力画像濃度(露光面積率)が高い(ベタ印刷に近い)場合には、モノクロモードにおいてカラーモードよりも低い出力画像濃度を実現し、入力画像濃度が低い画像(細線や細かい点)においては、カラーモードと同様に十分な出力画像濃度を実現する。これにより、モノクロモードのときに、入力画像濃度が高い部分において少なめのトナー量にして用紙Pから2色目以降の感光体ドラム51Y,51M,51Cに逆転写するトナーの量を少なくするとともに、細線や細かい点などの入力画像濃度が低い部分の出力画像濃度は十分に確保して見易い画像を得ることができる。このような濃度パターンにすると見易い理由は、見た目の濃度は、低濃度では露光面積率が大きく寄与し、高濃度ではトナー量が大きく寄与するからである。
次に、ブラック以外のプロセスカートリッジ50の動作の説明に移ると、ブラック以外のプロセスカートリッジ50Y,50M,50Cにおいては、3色の現像ローラ53Y,53M,53Cは、対応する感光体ドラム51Y,51M,51Cから離間しているので、これらの感光体ドラム51Y,51M,51Cにおいては、カラーモードの場合と異なり、感光体ドラム51Y,51M,51Cの表面の残トナーは、現像ローラ53Y,53M,53Cに回収されない。そのため、用紙Pから感光体ドラム51Y,51M,51Cへトナーの逆転写が起こると、逆転写したトナーが再度用紙Pに載ることで用紙Pにゴースト画像が発生する可能性がある。
本実施形態のカラープリンタ1では、感光体ドラム51と転写ローラ74の間に印加される転写バイアスは、図4(b)に示した転写電流になるように定電流制御される。
すなわち、用紙Pの搬送方向においてブラックの次に配置されたイエローの転写電流は、カラーモードでは8μAであったのに対し、モノクロモードでは20μAに制御される。このため、用紙Pに載ったトナー粒子の中に、帯電性能のバラツキにより帯電しにくいトナー粒子があったとしても、2色目のイエローに対応する感光体ドラム51Yと転写ローラ74Yとの間に印加される強い転写バイアスによって用紙Pに強く寄せられる。これにより、用紙Pからイエローに対応する感光体ドラム51Yへのトナーの逆転写が抑制される。
すなわち、用紙Pの搬送方向においてブラックの次に配置されたイエローの転写電流は、カラーモードでは8μAであったのに対し、モノクロモードでは20μAに制御される。このため、用紙Pに載ったトナー粒子の中に、帯電性能のバラツキにより帯電しにくいトナー粒子があったとしても、2色目のイエローに対応する感光体ドラム51Yと転写ローラ74Yとの間に印加される強い転写バイアスによって用紙Pに強く寄せられる。これにより、用紙Pからイエローに対応する感光体ドラム51Yへのトナーの逆転写が抑制される。
そして、3色目以降のトナーカートリッジでは、転写電流が5μAに小さく設定されているので、トナーの過度なチャージアップが抑制され、トナー粒子間で放電することによる、負帯電トナーの逆転写が抑制される。
以上説明したように、本実施形態のカラープリンタ1によれば、モノクロモードにおける2色目の転写バイアスをカラーモードより大きくしたことにより、2色目のプロセスカートリッジ50Yにおいてトナーが用紙Pに引き付けられ、トナーの逆転写が抑制される。また、ブラックに対応する現像ローラ53Kに印加する現像バイアス電圧をカラーモードよりモノクロモードにおいて絶対値が小さくなるように制御しているので、入力画像濃度が高い部分に供給されるトナーの量を少なくして、2色目以降におけるトナーの逆転写を抑制することができる。これらの逆転写の抑制により、ゴースト画像の発生を抑制できる。さらに、ブラックに対応する感光体ドラム51Kの表面電位を、カラーモードよりモノクロモードにおいて絶対値が小さくなるように制御しているので、入力画像濃度が低い部分においては、十分なトナーを供給する。また、細線などの細かい画像の見易さを維持することができる。
また、ブラックから数えて3色目以降のプロセスカートリッジ50M,50Cにおいて、モノクロモードの転写バイアスをカラーモードよりも小さくしていることで、トナーの過度なチャージアップを防止し、本来使用しようとするトナーの帯電極性と逆に帯電するトナーの発生(本実施形態では負帯電トナーの発生)を抑制し、トナーの逆転写を抑制することができる。
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず適宜変形して実施することができる。例えば、現像剤が5色以上用意され、感光体ドラム51が5つ以上あってもよい。
前記実施形態においては、画像形成装置としてカラープリンタを例示したが、複合機やコピー機に本発明を適用することもできる。
前記実施形態においては、3色目以降の転写バイアスが、カラーモードよりもモノクロモードの方が低い場合についてのみ説明したが、カラーモードとモノクロモードの転写バイアスが同じ場合や、モノクロモードの方が高い転写バイアスの場合も本発明に含まれる。
前記実施形態においては、転写媒体として用紙Pを例示したが、転写媒体は、中間転写ベルトであることもある。
1 カラープリンタ
20 給紙部
30 画像形成部
40 LEDユニット
50 プロセスカートリッジ
51 感光体ドラム
52 帯電器
53 現像ローラ
70 転写ユニット
73 搬送ベルト
74 転写ローラ
80 定着ユニット
90 排紙部
100 制御装置
110 接離機構
P 用紙
20 給紙部
30 画像形成部
40 LEDユニット
50 プロセスカートリッジ
51 感光体ドラム
52 帯電器
53 現像ローラ
70 転写ユニット
73 搬送ベルト
74 転写ローラ
80 定着ユニット
90 排紙部
100 制御装置
110 接離機構
P 用紙
Claims (2)
- モノクロ印刷とカラー印刷の各印刷モードを有する画像形成装置であって、
少なくともモノクロ印刷に使用する第1の感光体ドラムと、
カラー印刷に使用する複数の第2の感光体ドラムと、
前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、印刷時に感光体ドラムと接触して各感光体ドラムに現像剤を供給するとともに、感光体ドラムの表面に残った現像剤を回収する複数の現像ローラと、
前記第1および前記第2の感光ドラムのそれぞれに対応して設けられた感光体ドラムを帯電させる帯電器と、
前記複数の第2の感光体ドラムに対応する現像ローラを前記第2の感光体ドラムに対し接触または離間させる接離機構と、
前記第1および第2の感光体ドラムのそれぞれに対応して設けられ、前記感光体ドラム上の現像剤像を転写バイアスにより転写媒体上に転写させる転写手段と、
前記接離機構を制御して、モノクロ印刷時に複数の前記第2の感光体ドラムに対応した複数の前記現像ローラを第2の感光体ドラムから離間させる制御手段とを備え、
前記第1の感光体ドラムは、前記転写媒体の搬送方向において前記複数の第2の感光体ドラムよりも上流に設けられ、
前記制御手段は、前記第1の感光体ドラムに対応する現像ローラに印加する現像バイアス電圧の絶対値をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御するとともに、前記第1の感光体ドラムの表面電位をカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が絶対値が小さくなるように前記帯電器を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第1の感光体ドラムに対応する転写バイアスをカラー印刷時よりもモノクロ印刷時の方が小さくなるように制御することを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009131046A JP2010276976A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 画像形成装置 |
US12/731,164 US8285161B2 (en) | 2009-05-29 | 2010-03-25 | Image forming apparatus operable in monochrome and color printing modes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009131046A JP2010276976A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010276976A true JP2010276976A (ja) | 2010-12-09 |
Family
ID=43423976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009131046A Pending JP2010276976A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010276976A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012141434A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2015072430A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
US9031437B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-05-12 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JP2019080322A (ja) * | 2015-03-10 | 2019-05-23 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置、画像形成方法、プログラム |
-
2009
- 2009-05-29 JP JP2009131046A patent/JP2010276976A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015072430A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
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