JP2002156806A

JP2002156806A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002156806A
Application number: JP2000355714A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Ishii; 康友石井; Masahiro Azuma; 正博我妻; Tomoshi Hara; 朋士原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の作像ユニットを備えた画像形成装置と
して、高画質化及び高速化を維持しつつ、複数ある作像
ユニットにおける像担持体交換等に係るメンテナンス効
率を向上させることができるとともに、全作像ユニット
からみた場合の長寿命化を図ることもできるようにす
る。【解決手段】複数の作像ユニット１０のすべてが作像
動作する場合には、その全作像ユニット１０の帯電装置
１２に対して直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を
印加するように制御し、複数の作像ユニット１０の一部
が作像動作する場合には、その作像動作する作像ユニッ
トの帯電装置１２に対して直流電圧のみの帯電電圧を印
加するように制御する制御手段７０を具備させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等に
代表される画像形成装置に係り、特に、複数の作像ユニ
ットを備え、その各作像ユニットで形成されるトナー像
を記録材に直接又は中間転写体を介して転写することに
より画像を形成するタイプの画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィス等で取り扱われるドキュ
メントは急速にカラー化が進み、かかるカラー化のドキ
ュメントに関与する複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置についても同様に急速にカラー化されて
きている。また、現在、このようなカラードキュメント
を扱うことが可能なカラー画像形成装置は、オフィス等
における事務処理の高品位化及び迅速化に伴って、一
層、そのカラードキュメントを作成する際の高画質化及
び高速化が求められるようになっている。

【０００３】そして、このような要求に応えることがで
きるカラー画像形成装置としては、例えば、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック
（Ｋ）の４色のトナー像を専用に形成する複数の作像ユ
ニットを装備し、その各作ユニットでそれぞれ形成され
る各トナー像を用紙、厚紙、ＯＨＰシート等の記録材に
直接又は中間転写体を介して転写することによって画像
を形成するタイプの画像形成装置が主流になりつつあ
る。

【０００４】この場合、作像ユニットは、感光ドラム等
の像担持体と、この像担持体の表面を一様に帯電させる
帯電装置と、この帯電装置により帯電された像担持体の
表面に画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザ光走
査露光装置等の潜像形成装置と、この潜像形成装置によ
り形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置
とでその主要部が構成されている。また、この作像ユニ
ットにおける帯電装置としては、画像形成装置の小型化
や、帯電時におけるオゾン発生抑制等の環境保全を図る
観点から、コロナ放電式の帯電装置ではなく、像担持体
に対して帯電ロール、帯電ブラシ、帯電ブレード等の帯
電部材を近接配置又は接触配置する近接又は接触式の帯
電装置が採用されつつある。

【０００５】ところで、上述したような複数の作像ユニ
ットを備えた画像形成装置においては、特に高画質化の
要求に応える観点から、各作像ユニットの帯電装置に印
加する帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電
圧を印加して帯電を行うようになっている。

【０００６】これは、前記した近接又は接触式の帯電装
置が、大きく分けて直流電圧に交流電圧を重畳した帯電
電圧を印加して帯電を行う場合（以下、「ＡＣ帯電」と
略称することもある）と、直流電圧のみの帯電電圧を印
加して帯電を行う場合（以下、「ＤＣ帯電」と略称する
こともある）とがあり、このうちＡＣ帯電のほうが高画
質の作像に有利だからである。すなわち、一般に、ＤＣ
帯電は帯電均一性に劣るため画質の維持に不利であるの
に対し、ＡＣ帯電は帯電均一性に優れているため画質の
維持に有利であるという違いに基づくものである。

【０００７】なお一般に、ＡＣ帯電は、前記したように
帯電均一性が良いことに加えて汚れ（トナー等が帯電部
材に付着して汚れること）に対して強いという利点があ
るが、その反面、放電量が多いため像担持体の感光層な
どの磨耗を促進させやすく、その寿命がコロナ放電式に
よる帯電の場合の１／３〜１／５程度となり、また放電
生成物の発生による画質低下が起こりやすいことが知ら
れている。一方、ＤＣ帯電は、放電量が少ないので像担
持体の感光層などの磨耗が少なくなり、放電生成物によ
る画質低下が起こりにくいという利点があるものの、前
記したように帯電均一性に劣ることに加えて、汚れに対
して弱いことが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
作像ユニットにＡＣ帯電を採用する画像形成装置にあっ
ては、以下のような問題がある。

【０００９】すなわち、かかる画像形成装置において
は、その作像ユニットのすべてが常に作像動作して使用
されるわけではなく、その一部が作像動作して使用され
る場合があるため、特に、その一部の作像ユニットが使
用される頻度が多くなると、その使用頻度が多い作像ユ
ニットにおける像担持体が、それ以外の作像ユニットに
おける像担持体に比べて、ＡＣ帯電によるその寿命が短
くなり、その部品交換の頻度も多くなるという問題があ
る。この結果、複数ある作像ユニットのうちの使用頻度
が多い一部の作像ユニットに対するメンテナンス作業の
みを行わなければならなくなり、複数ある作像ユニット
全体からみた場合におけるメンテナンス効率が非常に悪
いものとなってしまう。例えば、或る１色（ブラック
等）のトナー像を形成する作像ユニットが単独で使用さ
れることが多い場合、その作像ユニットでは像担持体が
ＡＣ帯電されること多くなるため、その他の色のトナー
像を形成するほかの作像ユニットにおける像担持体に比
べて、その寿命がおよそ１／３〜１／５倍と短くなり、
その結果、同一期間内における像担持体交換等のメンテ
ナンス回数が３〜５倍程度多くなるのである。

【００１０】ちなみに、従来においても、特開平８−１
９０２５２号公報に、像担持体を帯電させる帯電手段が
像担持体の画像形成領域に対応している際に直流電流と
交流電流を重畳した帯電電圧を供給し、その帯電手段が
像担持体の非画像形成領域に対応している際に少なくと
も交流電流による帯電電圧の供給を停止する電圧供給手
段を設けた画像形成装置が示されている。しかし、この
公報に記載の画像形成装置は、表面に画像形成領域と非
画像形成領域とが形成される１つの像担持体の非画像形
成時における磨耗を減じて寿命を延ばすことができると
いうものであるが、あくまで１つの像担持体の磨耗によ
る寿命の低下を、一連の画像形成プロセスで印加する帯
電電圧の種類を変更することで防止することなどを教え
ているにすぎない。すなわち、この画像形成装置は、複
数の作像ユニットを備えた画像形成装置における前記し
たような問題点に着目したものではない。

【００１１】また、特開平１０−１８６８０９号公報
に、像担持体を帯電部材に直流電圧を印加する直流電源
と直流電圧に交流電圧を重畳させた交流重畳電源とを選
択的に手動により切り換える切換手段を設けた画像形成
装置が示されている。しかし、この公報に記載の画像形
成装置は、ユーザに画像形成時の帯電方法の選択性をも
たせることにより帯電手段の長寿命化を図ることができ
たり、高画質化の選択を行うことができるというもので
あるが、あくまで１つの像担持体の磨耗による寿命の低
下をユーザの判断に基づく前記手動の切換手段の操作に
より防止できることなどを教えているにすぎない。した
がって、この画像形成装置の場合も、前者の場合と同様
に、複数の作像ユニットを備えた画像形成装置における
前記したような問題点に着目したものではない。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、上述したよう
な複数の作像ユニットを備えた画像形成装置として、高
画質化及び高速化を維持しつつ、複数ある作像ユニット
の像担持体交換等に係るメンテナンス効率を向上させる
ことができるとともに、全作像ユニットからみた場合の
長寿命化を図ることもできる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成し得る
本発明（第１発明）の画像形成装置は、像担持体と、こ
の像担持体の表面を帯電させる近接又は接触式の帯電装
置と、この帯電装置により帯電された前記像担持体の表
面に画像情報に応じた静電潜像を形成する潜像形成装置
と、この潜像形成装置により形成された静電潜像をトナ
ーにより現像する現像装置とを備えた複数の作像ユニッ
トを有し、この各作像ユニットの像担持体上にそれぞれ
形成されたトナー像を記録材に直接又は中間転写体を介
して転写して画像を形成する画像形成装置を前提とし、
前記複数の作像ユニットのすべてが作像動作する場合に
は、その全作像ユニットの帯電装置に対して直流電圧に
交流電圧を重畳した帯電電圧を印加するように制御し、
前記複数の作像ユニットの一部が作像動作する場合に
は、その作像動作する作像ユニットの帯電装置に対して
直流電圧のみの帯電電圧を印加するように制御する制御
手段を具備することを特徴とするものである。

【００１４】この場合、上記各作像ユニットの帯電装置
に対しては、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を
供給する交流重畳電源と直流電圧のみの帯電電圧を供給
する直流電源との２種の電源がそれぞれ用意され、その
各電源と各帯電装置との接続を切り換えを行う電源切換
手段をそれぞれ設ける必要がある。そして、上記制御手
段は、その各電源切換手段の切り替え動作を制御するよ
うに構成される。また、この制御手段による制御は、各
作像ユニットの作像動作の要否を把握しているシステム
制御部等から送られる制御情報（信号）に基づいて適宜
実行されるように構成される。

【００１５】このような第１発明の画像形成装置によれ
ば、複数の作像ユニットのすべてが作像動作して（フル
カラー）画像形成を行う場合には、その全作像ユニット
の帯電装置に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が
印加されるため、前記したようにＡＣ帯電時特有の帯電
均一性等の性能が発揮されて高画質化が図れる。また、
画像形成時に複数の作像ユニットのうち作像動作に関与
しない作像ユニットがある場合には、その作像動作する
作像ユニットの帯電装置に対して直流成分の帯電電圧が
印加されるため、前記したようにＤＣ帯電時特有の像担
持体磨耗抑制等の性能が発揮されて当該像担持体の寿命
延長が図れる。これにより、特に、作像状態にある作像
ユニットにおける像担持体の磨耗量とそれ以外の非作像
状態にある作像ユニットにおける像担持体の磨耗量との
相対的な差を極力抑えることが可能となり、全作像ユニ
ットにおける各像担持体の磨耗量をほぼ同一の状態とす
ることができ、ひいては複数の作像ユニットにおける像
担持体交換等を行うためのメンテナンス時期をほぼ同じ
時期にすることが可能となる。

【００１６】また、上記目的を達成し得る本発明（第２
発明）の画像形成装置は、第１発明で前提とした前記画
像形成装置において、前記作像ユニットとしてブラック
トナー像を形成するブラック用作像ユニットを有する場
合、前記複数の作像ユニットのすべてが作像動作する場
合には、その全作像ユニットの帯電装置に対して直流電
圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加するように制御
し、前記ブラック用作像ユニットのみが作像動作する場
合には、そのブラック用作像ユニットの帯電装置に対し
て直流成分の帯電電圧を印加するように制御する制御手
段を具備することを特徴とするものである。

【００１７】この場合、前述したような電源切換手段
は、ブラック用作像ユニットにのみ設ければよい。これ
により、上記制御手段は、ブラック用作像ユニットに設
けられる電源切換手段の切り替え動作のみを制御するよ
うに構成される。また、この制御手段による制御は、ブ
ラック用作像ユニットの作像動作の要否のみを把握して
いるシステム制御部等から送られる制御情報（信号）に
基づいて適宜実行されるように構成される。

【００１８】このような第２発明の画像形成装置によれ
ば、複数の作像ユニットの一部が作像動作して画像形成
される場合として特に白黒画像形成が多く行われる場合
において、前記した第１発明と同様の作用効果が得られ
るうえ、制御手段を必要最低限のブラック用作像ユニッ
トの前記電源切換手段に対して設ければ済むため、構成
が簡易となるとともに低コスト化が可能となる。

【００１９】さらに、第１発明及び第２発明の各画像形
成装置においては、前記制御手段について、前記帯電装
置に対して直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印
加する場合と直流電圧の交流電圧を印加する場合とで、
前記潜像形成装置で使用される画像情報の画像処理時に
相異なるスクリーンを適用するように構成することが好
ましい。

【００２０】この場合、ＡＣ帯電時には、形成すべき画
像の種類等に関係なく、帯電装置に印加する交流電圧の
周波数と潜像形成時の画像情報における画素間隔の周波
数とが干渉して画像（特にハーフトンーン画像）中に干
渉縞が発生することのないように、万線の間隔やその交
差角等の特性について厳選した画像処理上のスクリーン
が適用される。一方、ＤＣ帯電時には、このＡＣ帯電時
におけるスクリーンのような制約がなく、形成すべき画
像の種類（例えば、ハーフトーン画像、グラデーション
に富む画像など）に適した特性に選定された画像処理上
のスクリーンが適用される。

【００２１】このような画像形成装置によれば、特に、
ＤＣ帯電に切り換えて画像形成を行う場合に、その形成
すべき画像の種類に応じたスクリーンを適用した潜像形
成ひいては画像形成を行うことが可能となり、これによ
りＤＣ帯電では不得意な画像形成をスクリーンによる画
像処理で補うことによって画質の向上を図れるようにな
る。例えば、ＤＣ帯電では不得意な画像であるハーフト
ーン画像やグラデーションに富む画像などを、その各画
像の種類に最適なスクリーンを適用して画像処理するよ
うに設定することで、良好に再現できるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１及び図２は
本発明の実施の形態１を示すものであり、図１はカラー
画像形成装置の要部を示す概要図、図２は画像形成装置
における帯電装置の制御系を示す概要図である。

【００２３】この実施形態１に係る画像形成装置は、画
像情報に基づくイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナー像を専用
に形成する４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｋと、この各作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１
０Ｃ，１０Ｋで形成される各トナー像が転写される中間
転写体としての中間転写ベルト２０と、この中間転写ベ
ルト２０上のトナー像を記録材としての記録用紙Ｐに転
写する二次転写装置３０と、この二次転写装置３０の中
間転写べルト２０の間に記録用紙Ｐを供給する給紙装置
４０と、記録用紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着する
定着装置５０とで基本的に構成されている。図中の１点
鎖線は記録用紙Ｐの搬送経路を示す。

【００２４】上記作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０
Ｃ、１０Ｋは、水平方向にそって一定の間隔をあけた並
列状態で配設されており、そのいずれも同様の構成から
なるものである。すなわち、各作像ユニット１０はいず
れも、図示しない回転駆動源により矢印方向に所定の速
度で回転する像担持体としての感光ドラム１１と、この
感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電装置１２
と、この帯電装置１２にて帯電された感光ドラム１１の
表面に画像情報に対応した光Ｈを露光して静電潜像を形
成する潜像形成装置１３と、この潜像形成装置１３にて
形成された感光ドラム１１上の静電潜像を所定の色のト
ナーを現像ロール１４ａを介して供給して現像する現像
装置１４と、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベル
ト２０に転写する一次転写装置１５と、この転写後にお
いて感光ドラム１１上に残留した未転写トナーをクリー
ニングブレード等で除去して清掃するドラム用クリーニ
ング装置１６とを同様に備えている。

【００２５】このうち、感光ドラム１１は、無機感光材
料又は有機感光材料からなる感光層をドラムの外周面に
配置させるように形成したものである。帯電装置１２
は、帯電部材として、導電性ロール基材に弾性層を形成
した帯電ロールを使用する接触式の帯電装置であり、そ
の帯電ロールに対して後述するように所定の帯電電圧が
適宜印加されるようになっている。潜像形成装置１３
は、各作像ユニット１０の各潜像形成装置を箱状のフレ
ーム体１８内で一体化した構成のレーザ式露光装置であ
り、図示しない４つの半導体レーザから各色ごとに分解
された画像信号に応じて発せられるレーザ光Ｈ−Ｙ，Ｈ
−Ｍ，Ｈ−Ｃ，Ｈ−Ｋを、前記フレーム体１８内に適宜
配設された所定の光学系を介して回転多面鏡１９に照射
して偏向走査させた後、図示しない複数枚の反射ミラー
を介して対向する各感光ドラム１１上に斜め下方から走
査露光するようになっている。また、この潜像形成装置
１３における画像情報は、画像形成装置がプリンタであ
る場合には、パーソナルコンピュータ等の外部接続機器
から入力されて画像処理された後の画像情報が使用さ
れ、また、画像形成装置が複写機である場合には、原稿
読取装置から入力されて画像処理された後の画像情報が
使用される。現像装置１４は、二成分現像装置である。
一次転写器１５としては、コロナ放電式の転写器又はロ
ール式の転写器が使用される。

【００２６】また、上記中間転写ベルト２０は、図示し
ない回転駆動源により回転駆動する駆動ロール２１、図
示しない張力付与機構によりベルトを張るテンションロ
ール２２、二次転写装置３０の一部を構成するバックア
ップロール２３等に張架されるとともに、その駆動ロー
ル２１とテンションロール２２の間で前記各作像ユニッ
ト１０における感光ドラム１１の転写位置を通過するよ
うな状態で配設されており、駆動ロール２１によって矢
印Ｂ方向に回転するようになっている。この中間転写ベ
ルト２１としては、導電材等を含有させて体積抵抗率を
調整したポリイミドフィルム等のベルト基材上に、シリ
コーンゴム等の表面層を積層形成した２層構造のものが
使用される。また、この中間転写ベルト２０の周囲に
は、各作像ユニット１０の感光ドラム１１と対向する位
置（一次転写位置）に一次転写装置２５が配設されてい
るとともに、二次転写後の中間転写ベルト２０上に残留
付着するトナー等をクリーニングブレード等で除去する
ベルト用クリーニング装置２６が配設されている。一次
転写装置２５は、中間転写ベルト２０を感光ドラム１１
に押し付けるように配設された一次転写ロールに、図示
しないバイアス電源から一次転写バイアスを印加するも
のである。一次転写バイアスとしては、感光ドラム１１
上のトナー像の帯電極性と逆極性の電圧が印加される。

【００２７】また、上記二次転写装置３０は、中間転写
ベルト２１を前記バックアップロール２３に押し当てる
ように配設された二次転写ロール３１と、図示しないバ
イアス電源からの二次転写バイアスをバックアップロー
ル２３に印加するようにそのロール２３に当接配設され
た給電ロール３２とで主に構成されている。二次転写バ
イアスとしては、中間ベルト２０上のトナー像の帯電極
性と同極性の電圧が印加される。

【００２８】さらに、上記給紙装置４０は、記録用紙Ｐ
を積載収容する用紙トレイ４１と、この用紙トレイ４１
から記録用紙Ｐを１枚ずつ送り出す送出機構４２と、こ
の送出機構４２から送り出された記録用紙Ｐを中間転写
ベルト２０と二次転写ロール３１の間の二次転写位置に
所定のタイミングで送り込むレジロール対４３と、用紙
搬送路を構成する用紙搬送ロール対や用紙ガイド部材等
にて構成されている。また、上記定着装置５０は、加熱
源にて所定の温度に加熱される加熱ロール５１と、この
加熱ロール５１に所定の圧力で圧接する加圧ロール５２
等でその主要部が構成されたロールニップ式の定着装置
である。

【００２９】また、この画像形成装置は、イエロー、マ
ゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像からなる
フルカラー画像を形成する画像形成モード（フルカラー
モード）の他に、ブラックのトナー像からなる白黒画像
を形成するモード（白黒モード）、イエロー、マゼンタ
又はシアンのいずれか１つのトナー像からなる単色カラ
ー画像を形成するモード（単色カラーモード）、及び、
イエロー、マゼンタ、シアン又はブラックのいずれか１
つのトナー像に残りのいずれか１つのトナー像を形成す
るモード（プラスワンカラーモード）が選択されて実行
されるように構成されている。この場合、上記各モード
の選定は、画像形成装置の各種条件設定等の操作を行う
操作パネル上においてユーザが適宜選択することにより
行われる（図２中の符合８０で示すものがその操作パネ
ルである）。なお、上記各モードの選定は、この画像形
成装置が複写機である場合には、原稿読取装置で読み取
られた原稿の画像の種類に応じて画像形成装置の制御部
で自動的に判別選定するように構成しても構わない。

【００３０】そして、この画像形成装置においては、図
２に示すように、その帯電装置１２の帯電電圧印加用電
源に関する制御系が装備されている。すなわち、各作像
ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおける各帯
電装置（帯電ロール）１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ
に対して、直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を重畳
した帯電電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を供給する交流重畳電源６
１と、直流電圧のみの帯電電圧（ＤＣ）を供給する直流
電源６２とがそれぞれ配設されているとともに、この各
電源６１、６２と各帯電装置１２と間にその各帯電装置
１２の電源との接続を交流重畳電源６１又は直流電源６
２のいずれか一方に少なくとも切り換えるための電源切
換装置（スイッチ機構）６３とが配設されている。ちな
みに、この電源切換装置６３は、基本的に、各帯電装置
１２と接続されているスイッチ素子６３ａが上記電源６
１、６２と接続されている端子６１ａ，６２ａのいずれ
かと接するように動作するものであるが、各帯電装置１
２を上記電源６１、６２のいずれとも接続しない状態
（非接続状態、すなわちスイッチ素子６３ａが端子６１
ａ，６２ａのいずれとも接しない位置にある状態）にす
ることも可能なものである。

【００３１】また、上記電源切換装置６３は、この画像
形成装置のシステム全体の各種動作を制御するシステム
制御装置７０と接続されており、そのシステム制御装置
で最終的に選定される前記したいずれかの画像形成モー
ド（フルカラーモード、白黒モード、単色カラーモード
及びプラスワンカラーモード）情報に応じて、その切り
換え動作が適宜制御されるようになっている。この実施
の形態では、４つの各作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１
０Ｃ，１０Ｋのすべてが作像動作して画像形成が実施さ
れるフルカラーモードの選定時には、直流電圧に交流電
圧を重畳した帯電電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を印加する側に切
り換えられ、また、４つの各作像ユニット１０Ｙ，１０
Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのうちの一部（１つ〜３つのいずれ
か）が作像動作して画像形成が実施されるモード（白黒
モード、単色カラーモード及びプラスワンカラーモー
ド）の選定時には、直流のみの帯電電圧（ＤＣ）を印加
する側に切り換えられるように制御プログラムが組まれ
ている（図３照）。そして、システム制御装置７０に
は、前記したように各画像形成モードのユーザによる選
択操作を行うこともできるようにその選択ボタン、選択
画面スイッチ等が設けらた操作パネル８０が接続されて
いる（図２参照）。

【００３２】次に、この画像形成装置の動作について図
３等を参照しながら説明する。

【００３３】はじめに、画像形成動作を開始するに先立
ってユーザ等の操作パネル８０上での選択操作により、
形成すべき画像の画像形成モードの選定が行われる（ス
テップ１０：Ｓ１０）。続いて、システム制御装置７０
において、その操作パネル８０上で選定された画像形成
モードがすべての作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｋが作像動作する場合であるか否かについて判
断される（Ｓ１１）。この際、その画像形成モードとし
て「フルカラーモード」が選定された場合には、４つの
作像ユニット１０のすべてが作像動作すると判断され、
電源切換装置７３のすべてが図２に示すように帯電電圧
（ＡＣ＋ＤＣ）を印加する側に切り換えられるように制
御される（Ｓ１２）。これにより、４つの作像ユニット
１０の各帯電装置（帯電ロール）１２Ｙ，１２Ｍ，１２
Ｃ，１２Ｋはいずれも、交流重畳電源６１と接続された
状態となる。

【００３４】この帯電装置１２の帯電電圧印加用電源に
関する制御が行われると同時又は完了後に、フルカラー
画像の画像形成動作が開始される。

【００３５】まず、各作像ユニット１０においては、矢
印方向に回転する感光ドラム１１の表面が、帯電電圧
（ＡＣ＋ＤＣ）が印加される帯電装置１２によって一様
にＡＣ帯電された後、その帯電表面に潜像形成装置１３
から色分解された画像信号に応じたレーザビームＨ（Ｈ
−Ｙ，Ｈ−Ｍ，Ｈ−Ｃ，Ｈ−Ｋ）が走査露光されて静電
潜像が書きこまれ、しかる後、その潜像が現像装置１４
から供給される各色のトナーにより現像される。これに
より、各作像ユニット１０の各感光ドラム１１上に、イ
エロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、
ブラックトナー像がそれぞれ形成される。

【００３６】次いで、この各作像ユニット１０において
形成された各トナー像は、一次転写装置２５の静電転写
作用により、矢印方向に回転する中間転写ベルト２０上
に順次重なり合うように一次転写される。このように中
間転写ベルト２０に（多重）転写されたトナー像は、二
次転写装置３０の二次転写ロール３１と中間転写ベルト
２０の間の二次転写位置にベルト２０の回転に伴って搬
送される。また、このタイミングにあわせて、給紙装置
４０により所定の記録用紙Ｐが前記二次転写位置に供給
されて送り込まれる。これにより、二次転写位置におい
て、中間転写ベルト２０上のトナー像が二次転写装置３
０の静電転写作用により記録用紙Ｐ側に二次転写され
る。

【００３７】そして、トナー像が転写された記録シート
Ｐは、二次転写位置から定着装置５０に送られて、その
加熱ロール４６と加圧ロール４７の圧接部を通過するこ
とにより加熱加圧されて定着処理される。この定着後の
記録シートＰは、図示しない排出ロール等によって装置
本体の外（排出シート収容部）に排出される。

【００３８】以上のプロセスを経ることにより、記録用
紙Ｐにフルカラー画像が形成される。なお、一次転写後
においては、各作像ユニット１０における感光ドラム１
１の表面がドラム用クリーニング装置１６により清掃さ
れる。また、二次転写後においては、中間転写ベルト２
０の表面がベルト用クリーニング装置２６により清掃さ
れる。

【００３９】一方、前記ステップＳ１０において、画像
形成モードとして例えば「白黒モード」が選定された場
合には、４つの作像ユニット１０のすべてが作像動作す
る場合ではない判断され（Ｓ１２）、図４に示すように
電源切換装置７３のすべてが帯電電圧（ＤＣ）を印加す
る側に切り換えられるように制御される（Ｓ１３）。こ
れにより、４つの作像ユニット１０の各帯電装置（帯電
ロール）１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋはいずれも、
直流電源６２と接続された状態となる。

【００４０】この帯電装置１２の帯電電圧印加用電源に
関する制御が行われると同時又は完了後に、白黒画像の
画像形成動作が開始される

【００４１】この場合には、ブラックトナー像が形成さ
れるブラック用の作像ユニット１０Ｋのみが作像動作す
る。すなわち、その作像ユニット１０における感光ドラ
ム１１の表面が、帯電電圧（ＤＣ）が印加される帯電装
置１２によって一様にＤＣ帯電された後、その帯電表面
に潜像形成装置１３から黒色の画像信号に応じたレーザ
ビームＨ−Ｙが走査露光されて静電潜像が書きこまれ、
しかる後、その潜像が現像装置１４から供給される黒色
のトナーにより現像される。これにより、作像ユニット
１０Ｋの感光ドラム１１上にブラックトナー像が形成さ
れる。

【００４２】次いで、作像ユニット１０Ｋにおいて形成
されたブラックトナー像は、前記したフルカラー画像形
成プロセスとほぼ同様にして、中間転写ベルト２０に一
次転写された後、記録用紙Ｐに二次転写される。そし
て、トナー像が転写された記録シートＰは、やはり前記
したフルカラー画像形成プロセスとほぼ同様にして、定
着処理された後に装置本体の外に排出される。

【００４３】以上のプロセスを経ることにより、記録用
紙Ｐに白黒画像が形成される。なお、この画像形成装置
は、前記ステップＳ１０において画像形成モードとして
単色カラーモード又はプラスワンカラーモードが選定さ
れた場合も、この白黒モードを選定した場合とほぼ同様
に動作する（すなわち、作像動作する作像ユニットが異
なる点で相違する程度である）。

【００４４】したがって、この画像形成装置において
は、フルカラーモード選定時のように４つの作像ユニッ
ト１０がすべて作像動作して画像形成が行われる場合に
は、その各作像ユニット１０においてＡＣ帯電が実施さ
れてトナー像の形成が行われる。このため、前述したよ
うなＡＣ帯電時特有の特性（放電量が多いこと）により
感光ドラム１１の均一帯電がなされて高画質化が図れる
ため、例えば写真調画像のような高画質のフルカラー画
像を良好に形成することができる。また、その一方で、
ＡＣ帯電時特有の特性により感光ドラム１１の磨耗が促
進されて感光ドラム１１の寿命が短くなりやすくなる
が、４つの作像ユニット１０ではいずれもＡＣ帯電が行
われるため、その各感光ドラム１１の磨耗量は基本的に
ほぼ同じレベルになる。

【００４５】また、白黒モード選定時等のように４つの
作像ユニット１０の一部のみが作像動作して画像形成が
行われる場合には、その作像動作する作像ユニット１０
においてＤＣ帯電が実施されてトナー像の形成が行われ
る。このため、前述したようなＤＣ帯電時特有の特性
（放電量が少ないこと）により、感光ドラム１１の帯電
均一性に劣り汚れに弱いので、ハーフトーンの白黒画像
や微妙なグラデーションのある白黒画像の再現性に劣る
難点がある（なお、これは、後述する実施の形態３の場
合と異なり、画像処理上のスクリーンとしてＡＣ帯電時
のものと同じものをそのまま適用する場合の結果であ
る）。しかし、白黒画像等のようなフルカラー画像以外
の画像は、主に文字や単純な絵柄のような比較的単調な
画像がほとんであるため、写真画像のような微妙なグラ
デーション等を高度に再現する必要性が少なく、従って
前記した再現性の難点が実用上問題になることは少な
い。むしろ、この場合には、ＤＣ帯電時特有の特性によ
り感光ドラム１１の磨耗量が少ないため、感光ドラム１
１の寿命をＡＣ帯電時に比べて延長することができる利
点がある。これにより、作像動作する作像ユニット１０
における感光ドラム１１の寿命を、作像動作しない作像
ユニットにおける感光ドラム１１の寿命とほぼ同レベル
に維持することができる。

【００４６】以上のことから、この画像形成装置におい
ては、フルカラーモード以外の画像形成を行うことがあ
っても、その場合にはＤＣ帯電を行うことによりＡＣ帯
電の実行時に比べて、４つの作像ユニット１０における
各感光ドラム１１の磨耗量がほぼ揃えられるため、その
各感光ドラム１１の寿命が互いにほぼ同じレベルに保た
れるようになり、各作像ユニット１０における感光ドラ
ム１１の交換等のメンテナンス時期もほぼ同じ時期にな
る。これによって、白黒画像や単色カラー画像等の画像
形成に関与する一部の作像ユニット１０のみを他の作像
ユニットよりも違う時期にかつ頻繁に交換しなかればな
らないということが少なくなり、４つの作像ユニット１
０のメンテナンス効率が向上する。しかも、その一部の
作像ユニット１０の寿命延長化も可能となる。

【００４７】ちなみに、この画像形成装置では、各作像
ユニット１０における感光ドラム１１として、膜厚が２
４μの有機感光材料からなる感光層が形成された感光ド
ラム１１を使用し、その表面スピードが２２０ｍｍ／ｓ
ｅｃとなるように回転させて帯電装置（帯電ロール）１
２により−５００Ｖに帯電させる場合、ＡＣ帯電時（−
５３０Ｖの直流電圧に、波形が正弦波、周波数が１．６
ｋＨｚ、ピーク間電圧が１．８ｋＶの交流電圧を重畳し
た電圧を印加した場合）とＤＣ帯電時（−１１８０Ｖの
直流電圧のみの電圧を印加した場合）における感光ドラ
ム（感光層）の各磨耗量（１０万回転終了時）について
は、以下のような結果が得られる。・ＡＣ帯電時：６μ
ｍ、ＤＣ帯電時：２μｍ。

【００４８】この場合、感光ドラム１１の寿命の目安
は、その磨耗量が膜厚の約半分に当たる１２μｍ程度に
なった時点である。このため、例えば白黒モード選定時
等においてもブラック用の作像ユニット１０ＫでＡＣ帯
電するように対応した場合には、そのブラック用の作像
ユニット１０Ｋにおける感光ドラム１１Ｋのみが、他の
作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃにおける感光ドラ
ムに比べて、相対的に速く寿命に達してしまい、その交
換を行わなければならなくなる。しかし、この画像形成
装置では、白黒モード選定時においてはＤＣ帯電を行う
ようにしているため、ブラック用の作像ユニット１０Ｋ
における感光ドラム１１Ｋのみが、他の作像ユニット１
０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの感光ドラムに比べて、相対的に
速く寿命に達してしまうことはなく、その他の作像ユニ
ットにおける感光ドラムとほぼ同じ時期に寿命を迎える
ことになる。この結果、４つの作像ユニット１０の交換
等のメンテナンス時期もほぼ同じ時期になるようにな
る。

【００４９】また、この画像形成装置では、白黒モード
選定時等のように一部の作像ユニット１０が作像動作す
る場合、その作像動作する作像ユニット１０における帯
電装置１２に直流電圧のみの帯電電圧を印加して感光ド
ラム１１のＤＣ帯電を行うが、その際、他の作像動作し
ない作像ユニット１０における帯電装置１２にも同様に
直流電圧のみの帯電電圧を印加して感光ドラム１１のＤ
Ｃ帯電を行う。ただし、必要に応じて、その作像動作し
ない作像ユニット１０における帯電装置１２には、帯電
電圧を何も印加せず、感光ドラム１１を何も帯電させな
いように構成することも可能である（この場合、帯電さ
れない感光ドラム１１は中間転写ベルト２０から離間し
た状態にすることが必要である）。

【００５０】［実施の形態２］図５は、本発明の他の実
施形態を示すものであり、この実施の形態２に係る画像
形成装置は、実施の形態１における帯電電圧印加用電源
に関する制御系（交流重畳電源６１、直流電源６２及び
電源切換装置６３を設け、その電源切換装置６３をシス
テム制御装置７０で制御する系）を、ブラックトナー像
を形成するブラック用作像ユニット１０Ｋにおける帯電
装置１２に対してのみ設け、その他の作像ユニット１０
Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃには設けない（但し交流重畳電源６
１は設ける）ようにした以外は実施の形態１に係る画像
形成装置と同じ構成からなるものである。

【００５１】そして、この画像形成装置においても、実
施の形態１に係る画像形成装置と同様に、４つの各作像
ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのすべてが作
像動作して画像形成が実施されるフルカラーモードの選
定時には、図５に示すように直流電圧に交流電圧を重畳
した帯電電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を印加する側に切り換えら
れ、また、４つの各作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｋのうちの一部（１つ〜３つのいずれか）が作
像動作して画像形成が実施されるモード（白黒モード、
単色カラーモード及びプラスワンカラーモード）の選定
時には、図６に示すように直流のみの帯電電圧（ＤＣ）
を印加する側に切り換えられるようにシステム制御装置
７０の制御プログラムが組まれている（図３参照）。

【００５２】これにより、この画像形成装置によって
も、基本的には、実施の形態１に係る画像形成装置の場
合と同様に動作して各種画像形成が行われるとともに、
同様の作用効果が得られる。また、この画像形成装置
は、特に帯電電圧印加用電源に関する制御系をブラック
トナー像を形成するブラック用作像ユニット１０Ｋにお
ける帯電装置１２に対してのみ設ければ済むため、当該
画像形成装置の使用状況がフルカラーモード以外は白黒
モードのみが選定される場合又は選定されることが多い
場合のいずれかであれば、その制御系を４つの作像ユニ
ットのすべてに設けるようにした実施の形態１に係る画
像形成装置に比べて、その構成が簡易となるとともに、
低コスト化が可能となるという点で有利である。

【００５３】［実施の形態３］前記実施の形態１、２に
おいては、図３に括弧書きして示すように、前記システ
ム制御装置７０により各作像ユニット１０における帯電
装置１２に印加する帯電電圧の種類（ＡＣ＋ＤＣの帯電
電圧又はＤＣのみの帯電電圧）を切り換えるに際し、Ａ
Ｃ＋ＤＣの帯電電圧を印加する側に切り換える場合（Ｓ
１２）には、潜像形成装置１３で使用される画像情報の
画像処理上のスクリーンとしてＡＣ帯電時用のスクリー
ンを適用し（Ｓ１４）、ＤＣのみの帯電電圧を印加する
側に切り換える場合（Ｓ１２）には、上記スクリーンと
してＤＣ帯電時用のスクリーン適用し（Ｓ１５）するよ
うに構成する。

【００５４】この場合、ＡＣ帯電時用のスクリーンとし
ては、帯電装置１２に印加する交流電圧の周波数と潜像
形成時の画像情報における画素間隔の周波数とが干渉し
て画像（特にハーフトンーン画像）中に干渉縞が発生す
ることのないように、万線の間隔やその交差角等の特性
が厳選されたスクリーンを適用する。一方、ＤＣ帯電時
用のスクリーンとしては、ＡＣ帯電時用のスクリーンと
は異なるものであって、形成すべき画像の種類（例え
ば、ハーフトーン画像、グラデーションに富む画像な
ど）に適した特性に選定されたスクリーンを適用する。

【００５５】これにより、この画像形成装置では、特
に、ＤＣ帯電に切り換えて画像形成を行う場合に、ＤＣ
帯電では一般に不得意とされている画像（ハーフトーン
画像やグラデーションに富む画像）の形成に当たり、Ａ
Ｃ帯電時用スクリーンではなく、その各画像の種類に最
適な設定からなるＤＣ帯電時用スクリーンを使用して画
像処理を行うことにより適宜補うことができるため、か
かる不得意とされている画像であっても、再現性よく高
画質に形成することが可能である。

【００５６】［他の実施の形態］実施の形態１〜３にお
いては、４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，
１０Ｋで形成した各トナー像を中間転写ベルト２０を介
して記録用紙Ｐに転写させるタイプのカラー画像形成装
置を使用する場合について例示したが、本発明は、図７
に例示するように、４つの作像ユニット１０Ｙ，１０
Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで形成した各トナー像を、用紙搬送
ベルト９０により吸着搬送される記録用紙Ｐに直接一次
転写させるようなタイプのカラー画像形成装置に対して
も適用することが可能である。図７において、符合９１
は駆動ロール、９２、９３はベルト支持ロール、９４は
テンションロール、９５は記録用紙Ｐを用紙搬送ベルト
９０に静電的に吸着させる用紙吸着ロールである。ま
た、この図７に示す画像形成装置は、その潜像形成装置
１３が各作像ユニット１０ごとに配設した独立タイプに
なっており、また、その一次転写装置２５としてはコロ
ナ放電型の転写装置（コロトロン）を使用している。こ
れ以外については、実施の形態１に係る画像形成装置と
ほぼ同様の構成であり、その各作像ユニット１０におけ
る帯電装置１２はすべて又は一部に、前記したような帯
電電圧印加用電源に関する制御系が設けられている（図
２、図５参照）。

【００５７】また、帯電装置１２としては、実施の形態
１〜３で示すような帯電部材として帯電ロールを使用す
るものに限らず、帯電部材として回転型帯電ブラシや帯
電ブレードを使用する帯電装置であってもよく、また、
それら帯電部材は感光ドラム１１に接触させた状態で配
置せずに、放電が可能な範囲で感光ドラム１１に近接し
た状態で配置した帯電装置であってもよい。さらに、実
施の形態１〜３では、感光ドラム１１をベルト状の感光
体に変更したり、中間転写ベルト２０をドラム状の中間
転写体に変更しても構わない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の作像ユニットを備えた画像形成装置において、そ
の複数の作像ユニットのすべてが作像動作する場合とそ
の一部が作像動作する場合とで、各作像ユニットの像担
持体を帯電させる帯電装置に印加する帯電電圧の種類を
適宜切り換えるようにしたことにより、かかるタイプの
画像形成装置により得られる高画質化及び高速化を損な
うことなく、複数ある作像ユニットの像担持体交換等に
係るメンテナンス時期をほぼ揃えてメンテナンス効率を
向上させることができる。また、特に一部だけで作像動
作する場合のある作像ユニットの長寿命化を図ることが
できるため、複数の作像ユニット全体からみた場合の寿
命も延長されることになり、画像形成装置としての信頼
性も高まることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係るカラー画像形成装置を示
す概要図。

【図２】各作像ユニットにおける帯電装置の帯電電圧
印加用電源に関する制御系の構成を示す概要図。

【図３】実施の形態１（３）における帯電電圧印加用
電源に関する制御系の制御手順を示すフローチャート。

【図４】図２に示す制御系の他の制御状態を示す要部
説明図。

【図５】実施の形態２における各作像ユニットの帯電
装置の帯電電圧印加用電源に関する制御系の構成を示す
概要図。

【図６】図５に示す制御系の他の制御状態を示す要部
説明図。

【図７】カラー画像形成装置の他の構成例を示す概要
図。

【符号の説明】

１０…作像ユニット、１０Ｋ…ブラック用作像ユニッ
ト、１１…感光ドラム（潜像担持体）、１２…帯電装
置、１３…潜像形成装置、１４…現像装置、２０…中間
転写ベルト（中間転写体）、６１…交流重畳電源、６２
…直流電源、６３…電源切換装置、７０…システム制御
装置（制御手段）、Ｐ…記録用紙（記録材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原朋士神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 AA01 AA11 BB11 CC05 DD03 EE12 2H027 DA03 EA01 EA18 EB04 EC14 EC20 ED03 EF09 2H030 AA07 AB02 AD02 AD16 AD19 BB02 BB23 BB46 BB63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる近接又は接触式の帯電装置と、この帯電装置によ
り帯電された前記像担持体の表面に画像情報に応じた静
電潜像を形成する潜像形成装置と、この潜像形成装置に
より形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装
置とを備えた複数の作像ユニットを有し、この各作像ユ
ニットの像担持体上にそれぞれ形成されたトナー像を記
録材に直接又は中間転写体を介して転写して画像を形成
する画像形成装置において、前記複数の作像ユニットの
すべてが作像動作する場合には、その全作像ユニットの
帯電装置に対して直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電
圧を印加するように制御し、前記複数の作像ユニットの
一部が作像動作する場合には、その作像動作する作像ユ
ニットの帯電装置に対して直流電圧のみの帯電電圧を印
加するように制御する制御手段を具備することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる近接又は接触式の帯電装置と、この帯電装置によ
り帯電された前記像担持体の表面に画像情報に応じた静
電潜像を形成する潜像形成装置と、この潜像形成装置に
より形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装
置とを備えた複数の作像ユニットを有し、この各作像ユ
ニットの像担持体上にそれぞれ形成されたトナー像を記
録材に直接又は中間転写体を介して転写して画像を形成
する画像形成装置において、前記作像ユニットとしてブ
ラックトナー像を形成するブラック用作像ユニットを有
する場合、前記複数の作像ユニットのすべてが作像動作
する場合には、その全作像ユニットの帯電装置に対して
直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加するよう
に制御し、前記ブラック用作像ユニットのみが作像動作
する場合には、そのブラック用作像ユニットの帯電装置
に対して直流成分のみの帯電電圧を印加するように制御
する制御手段を具備することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】前記制御手段が、前記帯電装置に対して
直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する場合
と直流電圧の交流電圧を印加する場合とで、前記潜像形
成装置で使用される画像情報の画像処理時に相異なるス
クリーンを適用するように構成されている請求項１又は
２に記載の画像形成装置。