JP2006313245A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤担持体に接続された交流電源により、像担持体と現像剤担持体との間に振動電界を形成して非接触現像を行う多色画像形成装置において、小型・簡潔な構成で像担持体表面をＤＣ接触帯電し、帯電不良やかぶり等の無い良好な出力画像を提供する。
【解決手段】 帯電部材が各々の画像ステーションにおける帯電部材と接続された１系統の直流電源を用いたＤＣ接触帯電方式、また現像部材が現像剤担持体に接続された交流電源により、像担持体と現像剤担持体との間に振動電界を形成して現像を行う非接触現像方式を用いた多色画像形成装置において、前記振動電界形成時と非形成時においてそれぞれ帯電部材に印加する直流電圧値を変化させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は画像形成装置において、像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するために用いられる画像形成装置に係り、特に像担持体と現像剤担持体との間に所定の間隔を設け、交流電界により非接触で現像を行う現像装置を有する画像形成装置に関するものである。

従来、異なる色の現像剤像を各々形成する複数の画像形成部（画像ステーション）を有する、所謂インライン方式の多色画像形成装置が、プリンタや複写機として実用化されている。

上述の多色画像形成装置の一例を、図８を用いて説明する。

図８で示されるカラー画像形成装置は、複数の像担持体と該像担持体をそれぞれ帯電する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面に形成された静電潜像を複数のトナーでそれぞれ現像して各色のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記複数色のトナー像を被転写体に順次転写する複数の転写手段を備える。

図８中、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ異なる色の画像を形成する画像形成手段であり、Ｙはイエロー現像剤により、Ｍはマゼンタ現像剤により、Ｃはシアン現像剤により、Ｂｋはブラック現像剤により画像形成を行う。ここで、Ｙ，Ｍ、Ｃ、Ｂｋの現像手段１０４ａ〜ｄは、現像器内に各色ごとの現像剤が内包されている点を除いては、何れも同様な構成である。

以下、画像形成動作の詳細について説明する。

各帯電手段１０２ａ〜ｄにより均一に帯電された感光ドラム１０１ａ〜ｄ表面に、パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレーザビームが露光手段１０３ａ〜ｄより照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。この潜像はこれと対向して配設されている各色の現像剤を内包した現像器である現像手段１０４ａ〜ｄにより、現像部位で反転現像され現像剤像として可視化される。

図８では、先ず１色目の画像形成手段Ｙに於いて、感光ドラム１０１ａ上にイエロートナー画像が形成される。この間にカセット等の転写材収納部１０５から、給紙ローラ等の給紙手段により被転写材として記録紙Ｐが給紙され、レジストローラ対１０６へと搬送される。記録紙Ｐは、レジストローラ対１０６で一旦停止後、駆動ローラ１０７ａと従動ローラ１０７ｂに懸架された静電搬送ベルト１０７に搬送され、転写ローラ１０８ａとのニップ部で転写される。

２〜４色目の画像形成手段Ｍ，Ｃ，Ｂｋについても、同様な工程を経て各色の現像剤像が各感光ドラム１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ上に形成された後、順次記録紙Ｐ上に多重転写されてカラートナー像が形成される。

この記録紙Ｐ上に転写されたカラートナー像は、定着装置等の定着手段１２０によって溶融定着され、記録紙Ｐ上に永久定着された後に排紙部から排紙トレイに排出されて、所望のカラープリント画像が得られる。また、転写ローラ１０８ａとのニップ部を通過した後、各感光ドラム表面に残留した現像剤は、各画像ステーション毎に設けられたクリーニング手段１０９によって除去される。

一方、上述した多色画像記録装置等において、感光体等の像担持体表面を所要の極性・電位に一様に帯電処理（除電処理も含む）を行う帯電手段として、該像担持体に電圧を印加した帯電部材を当接させて帯電を行う、接触方式の帯電器（接触帯電器、接触帯電装置、例えば、特開昭６３−１６７３８０号公報等）が実用化されている。

また、接触帯電方式には、帯電部材に対する印加電圧を直流電圧（ＤＣ電圧）のみにして像担持体表面の帯電を行う帯電方式（以下、ＤＣ帯電と記す）と、帯電部材に対する印加電圧を直流電圧に振動電圧（時間と共に電圧値が周期的に変化する電圧）を重畳して感光体の帯電を行う帯電方式（以下、ＡＣ帯電と記す。特開昭６３−１４９６６９号公報等）が有る。

接触帯電は、帯電部材から感光体への放電によって行なわれる為、帯電部材に或る閾値電圧以上のＤＣ電圧を印加することによって感光体の帯電が開始される。

以下に、ＤＣ電圧のみを帯電ローラに印加して、感光体表面の帯電処理を行う一例を述べる。

非帯電部材である厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対し、帯電ローラを加圧当接させた場合、図９に示す通り、帯電ローラに印加するＤＣ電圧を約６４０Ｖ以上とする事で、ＯＰＣ表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形にＯＰＣ表面電位が増加していく。（即ち、６４０Ｖが帯電開始電圧Ｖｔｈである。）
以上の事から、作像に必要とされる所望の感光体表面電位（帯電電位）ＶｄをＤＣ帯電で得る為に、帯電ローラにＶｄ＋ＶｔｈのＤＣ電圧を印加すれば良い事になる。

一方のＡＣ帯電は、ＤＣ帯電にも増して帯電均一化を図る事が可能となるものであり、帯電部材に所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に、好ましくは２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧Ｖｐｐを持つＡＣ電圧を重畳した振動電圧（ＶＤＣ＋ＶＡＣ）を印加し、感光体表面の帯電処理を行うものである。

ＡＣ帯電では前述した放電現象がより安定する傾向が有り、環境条件の変化や接触帯電部材表面への汚れの付着に対しても耐性が強い。

但し、ＡＣ帯電では、接触帯電部材にＡＣ電圧を印加した際に接触帯電部材が振動し、該振動が像担持体に伝播する事によって騒音が発生する。

更に、上述した多色画像記録装置等において用いられる、現像手段１０４ａ〜ｄについて説明を行う。

感光ドラム１０１ａ〜ｄ上に形成された静電潜像を可視化する現像手段としては、該像担持体に対して現像剤を担持した現像剤担持体を接触させる接触現像方式や、該像担持体と前記現像剤担持体を一定の距離をおいて配置し、現像剤担持に接続された交流電源から振動電圧を印加し、両部材間に振動電界を形成する事によって現像を行う非接触現像方式等が用いられる。

上述した接触現像方式、及び非接触現像方式の双方には各々長所・短所が見られるが、画像形成装置の小型化・簡略化を図る場合、像担持体に対して現像剤担持体の接離機構を省略可能な非接触現像方式に優位性が有る。

非接触方式を採用する現像手段の一例を、図８を用いて説明する。

現像装置１１０が収容する現像剤Ｔは負帯電性であり、且つイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した非磁性一成分現像剤である。現像装置１１０を構成する現像剤Ｔが収容される現像容器１１０ｃは、現像動作を実行する現像剤担持体である現像ローラ１１０ｂが備えられた部分と、現像剤を攪拌する攪拌部材１１０ａが備えられた部分とが、仕切り板１１０ｄにて分割されており、攪拌部材１１０ａとして、各種形状に加工された板状若しくはスクリュー等で構成される撹拌部材１１０ａが図中矢印Ｆの方向に回転して存在しており、現像剤Ｔを、現像装置１１０の開口部で感光ドラム１１０との対向部に備えられた現像剤担持体としての現像ローラ１１０ｂへ、仕切壁１１０ｄの高さを超えてオーバーフローによって搬送している。ここで、撹拌部材１１０ａは２個でない場合もあり、攪拌部材１１０ａの構成は、現像剤Ｔを現像容器１１０ｃ内部から現像ローラ１１０ｂ近傍まで搬送することが出来、各種現像器構成に合せて適宜変更される。仕切り板１１０ｄは、現像ローラ１１０ｂに接触させて配置した現像剤供給ローラ１１０ｅに対し、常に一定量の現像剤を供給出来るようにその高さが適正化されている。

ここで、現像剤供給ローラ１１０ｅは、現像ローラ１１０ｂとのニップ部で、現像ローラ１１０ｂに対してカウンタ方向に回転し、現像剤Ｔを現像ローラ１１０ｂ上に供給すると共に、感光ドラム１１０との対向位置即ち現像領域を通過しても現像に用いられなかった現像ローラ１１０ｂ上の現像剤Ｔを剥ぎ取る役目を担っている。

現像ローラ１１０ｂには、現像剤量規制部材としての規制ブレード１１０ｆが当接されており、現像ローラ１１０ｂ上の現像剤Ｔを規制して現像剤薄層を形成する。前述の現像領域に搬送される現像剤量Ｔは、現像ローラ１１０ｂ上に接触する、規制ブレード１１０ｆの当接圧や当接長さ等により決定される。

更に、現像ローラ１１０ｂに数１００［Ｖ］のＤＣ成分を重畳した、数１００［Ｖ］〜数ｋ［Ｖ］の振動電圧を印加することで、所定の間隔をもって配置された感光ドラム１１１及び現像ローラ１１０ｂ間に交流電界が形成される。

現像領域まで搬送された現像剤Ｔは上述の振動電界によって、現像ローラ１１０ｂ表面と感光ドラム１０１ｃ表面の間で往復運動を行い、その一部が感光ドラム表面に形成された静電潜像に付着することによって非接触現像が行われる。
特開昭６３−１６７３８０号公報 特開昭６３−１４９６６９号公報

近年、上述の様な多重画像形成装置は小型化の一途を辿り、それに従って画像形成装置を構成する各部材も小型化が進められている。この様な小型の装置では、接触帯電部材である帯電ローラの外径も小さくなって、弾性を維持する事が難しくなり、ＡＣ電圧の印加を行って複数の像担持体表面を接触帯電した場合に、帯電時に生じる騒音を抑制する事が困難である。

また、ＡＣ帯電はＤＣ帯電と比べて放電量が多い為、像担持体表面の劣化を促進する為、ＤＣ帯電に比較して像担持体の削れ量を増加させる傾向が強まる。従って、画像ステーションを構成する重要な要素の一つである感光ドラム等像担持体の寿命を短くなり、ひいては装置本体のメンテナンス時期を早める結果となる。

上述の点等から、複数の帯電手段を具備する多色画像形成装置では、ＤＣ接触帯電方式が好適に用いられる場合が多い。

一方、ＤＣ接触帯電方式によって像担持体表面の帯電を行う画像形成装置において、像担持体表面に形成された静電潜像の現像手段とし、従来例で説明した非接触現像装置を用いた場合、以下の様な不都合が生じる事が分かった。

先に述べた通り小型化が進む多色画像形成装置において、交流電源から振動電圧が現像剤担持体に印加されると、前記現像剤担持体と隣接する画像ステーションに具備された接触帯電部材との間に擬似的なコンデンサが生じ、誘電現象が起こる事によって、接触帯電部材へと印加されるＤＣ電圧にＡＣ成分が重畳される。この様な現象が起こると、Ｖｄ＋Ｖｔｈ（帯電開始電圧）で定義されるＤＣ電圧の印加を行った際に、像担持体表面の帯電電位（Ｖｄ）が所望の値よりも上昇してしまう。

Ｖｄの上昇が生じると、適正な電位コントラストが得られずに現像性が低下し、現像濃度の低下や現像むら、また現像剤に含まれる反転成分がＶｄ電位部へと飛翔する事で起こる「かぶり」等の不都合が生じる。

尚、前述の傾向は現像剤担持体と、接触帯電部材（及び前記接触帯電部材の印加を行う為に配設されたＤＣ電圧回路）間の距離が近付く程顕著となる。

また、図３に示す通り、帯電手段が各々の画像ステーションにおける帯電手段と接続された１系統の直流電源を用いたＤＣ接触帯電方式である場合には、現像剤担持体に対し交流電源から振動電圧の印加を行っている画像ステーションの数が増す程、Ｖｄ電位の上昇が大きくなり、より所望のＶｄ電位から遠ざかる。

特に、現像剤担持体への振動電圧印加タイミングが異なる場合には、印加を行っている画像ステーションの数によってＶｄが段階的に変化する事となる。

本発明は上記のような課題を解消するためになされたものである。その目的とする所は、直流電圧を印加される帯電部材と、振動電圧が印加される複数の現像部材とを有する画像形成装置において、帯電不良やかぶり等の無い良好な出力画像を提供する事である。

本提案に係わる発明は、像担持体と、直流電圧を印加され、前記像担持体と接触して前記像担持体を帯電する帯電部材と、振動電圧を印加され、前記像担持体と非接触で前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像部材と、を有する画像形成部を複数有する画像形成装置であって、前記画像形成部の各帯電部材に印加される直流電圧は共通の電源から印加され、前記静電潜像が形成される領域を前記帯電部材が帯電する帯電工程において、少なくとも一つの前記現像部材に前記振動電圧が印加されている時に、前記帯電部材に印加される第一の直流電圧の値と、全ての前記現像部材に前記振動電圧が印加されていない時に、前記帯電部材に印加される第二の直流電圧とが、異なることを特徴とする画像形成装置である。

本提案に係わる別の発明は、少なくとも像担持体の帯電手段、及び現像剤担持体を具備する現像手段で形成される画像ステーションを複数配列し、前記各画像ステーション毎に形成されたトナー画像を、像担持体若しくは記録材に複数重ね合わせる事によって多色画像を形成する画像形成装置であり、該帯電手段が各々の画像ステーションにおける帯電手段と接続された１系統の直流電源を用いたＤＣ接触帯電方式、また該現像手段が現像剤担持体に接続された交流電源により、像担持体と現像剤担持体との間に振動電界を形成して現像を行う非接触現像方式であると共に、交流電源からバイアス印加が行われるタイミングが各画像ステーション毎に異なり、且つ前記交流電源からバイアス印加が行われている画像ステーションの数に応じて、帯電手段に印加する直流電圧値を変化させる事を特徴とした画像形成装置である。

本提案に係わる第１の発明では、現像部材への振動電圧の印加有無による、帯電部材への影響を低減することができる。また、帯電電位の変化に伴う、「かぶり」の発生を抑制することができる。

本提案に係わる第２の発明では、振動電圧印加が行われている現像部材の数に応じて、帯電手段に印加する直流電圧値を変化させる。従って、第１の発明より正確に、帯電不良やかぶり等の無い良好な出力画像を安定して提供出来る。

本提案に係わる第３の発明では、現像部材への振動電圧の印加有無による、帯電部材への影響を第一の発明よりも正確に低減することができる。

本提案に係わる第４の発明では、目的に応じて一部のプロセスカートリッジが装着されない場合でも、現像部材への振動電圧の印加有無による、帯電部材への影響を低減し、帯電不良やかぶり等の無い良好な出力画像を提供する事が可能となる。

本提案に係わる第５の発明では、現像部材を備えるプロセスカートリッジの装着数に応じて、帯電手段に印加する直流電圧値を変化させる。従って、第４の発明より正確に、帯電不良やかぶり等の無い良好な出力画像を安定して提供出来る。

（実施例１）
図１は本発明に係わる第１の実施例である、多色画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置は、複数の画像ステーションを具備している。各々の帯電部材は像担持体に接触して設けられ、各々の画像ステーションにおける帯電部材には１系統の直流電源を接続され、帯電部材に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加するＤＣ接触帯電方式が用いられる。

上述した１系統の直流電源とは、多色画像形成装置に具備される画像ステーション全ての帯電回路が同一の直流電源に並列で接続されるものを示す。また、直流電源を複数搭載する際でも、各画像ステーションの帯電回路を並列に結線した後にターミナルを設け、全ての電源からの出力が該ターミナルに接続・同期されて用いられる場合はこれに相当する。

また、現像剤担持体（現像部材）と像担持体とは非接触に設けられ、交流電源から現像剤担持体振動電圧が印加され、像担持体と現像剤担持体との間に振動電界を形成して現像を行う非接触現像方式が用いられる。また、前記振動電界形成時と非形成時において帯電部材に印加するＤＣ電圧値が各々異なる制御を行っている。また、非振動電界形成時に帯電部材に印加されるＤＣ電圧値よりも、振動電界形成時に帯電部材に印加されるＤＣ電圧値を絶対値で低く制御する事を特徴とする。

図１で示される画像形成装置は、複数の像担持体と該像担持体をそれぞれ帯電する複数の帯電部材（本実施例では帯電ローラ）と、各像担持体の帯電面に形成された静電潜像を複数のトナーでそれぞれ現像して各色のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記複数色のトナー像を被転写体に順次転写する複数の転写手段を備えるカラー画像形成装置である。

図１中、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ異なる色の画像を形成する画像形成部であり、Ｙはイエロー現像剤により、Ｍはマゼンタ現像剤により、Ｃはシアン現像剤により、Ｂｋはブラック現像剤により画像形成を行う。ここで、Ｙ，Ｍ、Ｃ、Ｂｋの現像手段である現像器４ａ〜ｄは、現像器内に各色ごとの現像剤が内包されている点を除いては、何れも同様な構成である。

以下、画像形成動作の詳細について説明する。

各帯電部材２ａ〜ｄにより均一に帯電された感光ドラム（像担持体）１ａ〜ｄ表面に、パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレーザビームが露光手段３ａ〜ｄより照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。この潜像はこれと対向して配設されている各色の現像剤を内包した現像器である現像器４ａ〜ｄにより、現像部位で反転現像され現像剤像として可視化される。

尚、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの帯電部材２ａ〜ｄは全て一つの直流電源ＶＤＣに接続されており、該直流電流から印加を行うＤＣ電圧値は帯電部材２ａ〜ｄ毎に同様の値となる。また、本実施例の画像形成装置では、現像時に感光ドラム１ａ〜ｄと現像剤担持体１１ａ〜ｄの間に形成される振動電界の有無に応じ、前記ＤＣ電圧値を変化させるが、各帯電部材２ａ〜ｄに印加されるＤＣ電圧値は全て同時且つ同じ値にコントロールされる。

図１では、先ず１色目の画像形成部Ｙに於いて、感光ドラム１ａ上にイエロートナー画像が形成されるが、この間にカセット等の転写材収納部５から、給紙ローラ等の給紙部材により被転写材として記録紙Ｐが給紙され、レジストローラ対６へと搬送される。記録紙Ｐは、レジストローラ対６で一旦停止後、駆動ローラ７ａと従動ローラ７ｂに懸架された静電搬送ベルト７に搬送され、転写ローラ８ａとのニップ部で転写される。

２〜４色目の画像形成部材Ｍ，Ｃ，Ｂｋについても、同様な工程を経て各色の現像剤像が各感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された後、順次記録紙Ｐ上に多重転写されてカラートナー像が形成される。

この記録紙Ｐ上に転写されたカラートナー像は、定着装置等の定着手段２０によって溶融定着され、記録紙Ｐ上に永久定着された後に排紙部から排紙トレイに排出されて、所望のカラープリント画像が得られる。また、転写ローラ８ａとのニップ部を通過した後、各感光ドラム表面に残留した現像剤は、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に設けられたクリーニング手段９によって除去される。

以下、本実施例の画像形成装置において、感光ドラム１ａ〜ｄ表面に形成された静電潜像の現像を行う現像器について説明を行う。現像器４ａ〜ｄが収容する現像剤Ｔは負帯電性であり、且つイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した非磁性一成分現像剤である。

現像器４ａ〜ｄを構成する現像剤Ｔが収容される現像容器１０ａ〜ｄは、現像剤担持体である現像ローラ１１ａ〜ｄが備えられた部分と、現像剤Ｔを攪拌する攪拌部材１２ａ〜ｄが備えられた部分とが、仕切り板１３ａ〜ｄにて分割されており、攪拌部材１２ａ〜ｄとして、各種形状に加工された板状若しくはスクリュー等で構成される撹拌部材１２ａ〜ｄが図中矢印Ｆの方向に回転して存在しており、現像剤Ｔを、現像器４ａ〜ｄの開口部で、感光ドラム１ａ〜ｄとの対向部に備えられた現像剤担持体としての現像ローラ１１ａ〜ｄへ、仕切壁１３ａ〜ｄの高さを超えてオーバーフローによって搬送している。尚、撹拌部材１２ａ〜ｄは２個でない場合もあり、該攪拌部材１２ａ〜ｄの構成は、現像剤Ｔを現像容器１０ａ〜ｄ内部から現像ローラ１１ａ〜ｄ近傍まで搬送することが出来、各種現像器構成に合せて適宜変更される。仕切り板１３ａ〜ｄは、現像ローラ１１ａ〜ｄに接触させて配置した現像剤供給ローラ１４ａ〜ｄに対し、常に一定量の現像剤を供給出来るようにその高さが適正化されている。

また、現像剤供給ローラ１４ａ〜ｄは、現像ローラ１１ａ〜ｄとのニップ部で、現像ローラ１１ａ〜ｄに対してカウンタ方向に回転し、現像剤Ｔを現像ローラ１１ａ〜ｄ上に供給すると共に、感光ドラム１ａ〜ｄとの対向位置、即ち現像領域を通過しても現像に用いられなかった現像ローラ１１ａ〜ｄ上の現像剤Ｔを剥ぎ取る役目を担っている。

現像ローラ１１ａ〜ｄには、現像剤量規制部材としての規制ブレード１５ａ〜ｄが当接されており、現像ローラ１１ａ〜ｄの現像剤Ｔを規制して現像剤薄層を形成する。前述の現像領域に搬送される現像剤量Ｔは、現像ローラ１１ａ〜ｄ上に接触する、規制ブレード１５ａ〜ｄの当接圧や当接長さ等により決定される。

現像ローラ１１ａ〜ｄには各現像ステーション毎に準備された交流電源ＶＡＣａ〜ｄから、−２５０［Ｖ］のＤＣ成分と、２．０ｋＶｐｐのＡＣ成分を重畳した振動電圧を印加され、約３００μｍの間隔をもって配置された感光ドラム１ａ〜ｄ及び現像ローラ１１ａ〜ｄ間に振動電界が形成される。なお、現像ローラに印加される振動電圧は、振動部分（パルス部分）と非振動部分（ブランク部分）とが交互に繰り返されるようブランクパルスバイアスであってもよい。

現像領域まで搬送された現像剤Ｔは上述の通り形成された振動電界によって、現像ローラ１１ａ〜ｄ表面と感光ドラム１ａ〜ｄ表面の間で往復運動を行い、その一部が感光ドラム１ａ〜ｄ表面に形成された静電潜像に付着することによって非接触現像が行われる。

ここで、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの帯電部材２ａ〜ｄに対して印加を行うＤＣ電圧値について詳細を述べる。なお、帯電部材、現像部材への電圧の印加制御は制御部１７により制御される。

まず、交流電源ＶＡＣａ〜ｄにより感光ドラム１ａ〜ｄと現像ローラ１１ａ〜ｄとの間に振動電界を形成しない状態で、各感光ドラム１ａ〜ｄ表面が−５００Ｖに帯電する条件を調べたが、この際に帯電部材２ａ〜ｄに直流電源から印加を行うＤＣ電圧は、−１０５０Ｖであった。

次に、交流電源ＶＡＣａ〜ｄにより各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおいて、感光ドラム１ａ〜ｄと現像ローラ１１ａ〜ｄとの間に一様のタイミングに振動電界を形成した場合、前述した−１０５０ＶのＤＣ電圧を印加するとＶｄは−５５０Ｖ迄上昇した。そこで、前記ＤＣ値を−１０００Ｖとした所、所望のＶｄである−５００Ｖが得られた。

従って、本実施例の画像形成装置では、帯電部材にＤＣ電圧が印加される帯電時において、該帯電部材に印加されるＤＣ電圧値を変更する制御を行った。現像部材に交流電圧が印加される時（振動電界形成時）において、帯電部材に印加されるＤＣ電圧値を−１０００Ｖ、現像部材に交流電圧が印加されない時（非振動電界形成時）において、帯電部材に印加されるＤＣ電圧値を−１０５０Ｖと定め、図２に示す通り画像形成動作中に帯電部材２ａ〜ｄに印加を行うＤＣ電圧値を切替える様に制御した。現像ローラにバイアスが印加されている時を現像バイアス印加時、帯電部材にバイアスが印加されている時を帯電バイアス印加時で表している。なお、現像バイアス印加時はすべての画像ステーションで同じように現像バイアスが印加されているが、各画像ステーションごとで静電潜像の形成タイミングがことなるので実際現像剤像が形成されるタイミングは異なっている。即ち、本実施例では、現像剤像が形成される時だけでなく、現像剤像が形成されない時でも現像バイアスを印加しておき、そうすることで各画像ステーションで共通した現像バイアスのオンオフ制御を行っている。

本発明の効果を確認する為、本実施例の画像形成装置と、画像形成時を通じて帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値を一定とした画像形成装置で出力画像の比較を行った。

その結果、ＤＣ電圧値を一定とした画像形成装置で、帯電部材２ａ〜ｄへの印加電圧を画像形成動作を通じて−１０５０Ｖとした場合、出力紙面上のべた白部が各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋで用いられる現像剤Ｔ色に再現される「かぶり」画像が生じた。

また、ＤＣ電圧値を一定とした画像形成装置において帯電部材２ａ〜ｄへの印加電圧を、画像形成動作を通じて−１０００Ｖとした場合、僅かではあるがハーフトーン画像出力時に細かな横筋が見られる様になった。該現象は帯電部材２ａ〜ｄに対する印加電圧が不足する事により生じる「放電むら」に因るものであり、帯電で生じる不都合と見られる。

一方、本実施例の画像形成装置では上述した「かぶり」や帯電不良が発生せず、良好な出力画像が得られた。

本実施例では、像担持体と現像剤担持体の間に振動電界が形成されているか否かで、所望の帯電電位が得られる様に、各画像ステーションの帯電手段に印加するＤＣ電圧値をコントロールする。このようにすることで、現像部材への振動電圧の印加有無による、帯電部材への影響を低減することができる。また、帯電電位の変化に伴う、「かぶり」の発生を抑制することができる。振動電界の有無に係わらず一定のＤＣ電圧値印加を行った際、該振動電界が形成されない非画像領域と、該振動電界が形成される画像領域に生じるＶｄ段差が引起す、非画像領域及び非画像領域通過直後（即ち、引続き形成を行う次画像域先端部）での「かぶり」を抑止する事が出来る。

尚、この際に各画像ステーションの帯電部材に印加するＤＣ電圧値は、「振動電界形成時＜振動電界非形成時」の関係となるようにすることで、より好ましい帯電電位及び現像剤のかぶり低減を行うことができる。

なお、図３に示す画像形成装置のように、画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に、感光ドラム１ａ〜ｄ、帯電部材２ａ〜ｄ、現像器４ａ〜ｄ、クリーニング手段９ａ〜ｄを一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジ１３ａ〜ｄとして構成することもできる。

プロセスカートリッジとして構成することで、像担持体を含む複数の構成要素が画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に一括して着脱可能となる為、現像剤の消耗・像担持体の劣化が生じた場合でも、簡潔な作業のみでメンテナンスを行う事が可能となり、取扱面で好ましい。

（実施例２）
図４は本発明に係わる第２の実施例である、多色画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置は、本発明に係わる第２の実施例である多色画像形成装置において、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジの数量を検知する検知手段と、前記検知手段に基いて画像形成時に帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値を変化させる部材を具備する事を特徴とする。

本実施例の画像形成装置における画像形成プロセスは、本発明の第１の実施例に示す多色画像形成装置で説明した通りである為、説明を省略する。なお、現像バイアスは図２と同様のシーケンスをとっており、現像剤像が形成されない時でも各画像ステーションの現像部材に現像バイアスを印加している。よって、プロセスカートリッジが３本装着されている時には３つの現像部材にバイアスが印加され、プロセスカートリッジが２本装着されている時には２つの現像部材にバイアスが印加されることになる。

以下、図５に示すブロック図を用い、画像形成装置本体に装着されるプロセスカートリッジ数による帯電条件切替え機構について説明を行う。

図５に示すフォーマッタ１６は、画像形成装置本体とこれに接続されるコンピューター等のホスト（図中不指示）間で情報通信を行い、画像形成等の各種の実行命令や画像情報の伝達を仲介する物であり、画像形成装置本体において画像形成プロセスに係わるシーケンス全般、現像バイアス印加手段の制御等を統合する制御部１７に接続される。

画像形成装置が接続されるコンピューター等のホスト側から送信された画像形成命令及び画像情報に応じ、制御部１７に接続されたフォーマッタ１６は画像情報の展開を開始する。

一方、制御部１７は各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋに設けられたプロセスカートリッジの有無検知手段１８ａ〜ｄが接続されており、フォーマッタ１６における画像情報の展開と並行して、該有無検知手段より各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋに装着されたプロセスカートリッジの数量に関する情報を得る。

本実施例の画像形成装置では、プロセスカートリッジの有無検知手段１８ａ〜ｄとして、本体に設けられた機械的なスイッチを採用した。これは、各プロセスカートリッジに突起部を設け、プロセスカートリッジが装置本体に装着された際に該突起部がスイッチを押し込む事で、その装着を確認すると言うものである。（即ち、スイッチが押し込まれていなければ、プロセスカートリッジが装着されていないと見なす。）
上述以外に、プロセスカートリッジに記憶媒体を搭載し、装置本体側に設けられた接続手段（有線・無線を問わない）を介して該記憶媒体と情報通信を行う事で、プロセスカートリッジの装着を確認する手段を用いても良い。

引続き制御部は直流電源ＶＤＣに対し、予め記憶部１９に記憶されているプロセスカートリッジ数に応じて定められたＤＣ電圧値の印加を命じる。

尚、この際に各帯電部材ａ〜ｄへ印加を行うＤＣ電圧値の詳細は後述する。

また、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋに装着されているプロセスカートリッジ数の検知タイミングは、画像形成動作に伴う現像開始以前であれば、同様に帯電部材ａ〜ｄへ印加するＤＣ電圧値の切替えを行える。

以下に、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの帯電部材２ａ〜ｄに対して印加を行うＤＣ電圧値について詳細を述べる。

各感光ドラム１ａ〜ｄ表面を所望の電位である−５００Ｖに帯電させるために必要な、帯電部材に印加する直流電圧値の条件をしらべた。

各画像形成ステーションにプロセスカートリッジを全て装着し、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおいて、交流電源ＶＡＣａ〜ｄから振動電圧を印加することにより感光ドラム１ａ〜ｄと現像ローラ１１ａ〜ｄとの間に一様のタイミングで振動電界を形成した。この際に、感光ドラムを−５００Ｖに帯電するためには、帯電部材２ａ〜ｄに直流電源から印加を行うＤＣ電圧は−１０００Ｖであった。

次に、画像形成装置本体に装着されるプロセスカートリッジの数を変え、同様に感光ドラムと現像ローラに振動電界を形成させた。そして、前述した−１０００ＶのＤＣ電圧を各帯電部材に印加を行った。結果、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）は以下の通り次第に下降した。
（１）プロセスカートリッジを３本装着した際・・・Ｖｄ＝−４９０Ｖ
（２）プロセスカートリッジを２本装着した際・・・Ｖｄ＝−４８５Ｖ
（３）プロセスカートリッジを１本装着した際・・・Ｖｄ＝−４６５Ｖ
従って、本実施例の画像形成装置では、画像形成装置本体に装着されるプロセスカートリッジ数毎に、帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値を以下のように定める事で、所望の帯電電位である−５００Ｖを得る事が出来た。
（１）プロセスカートリッジを全て装着した際・・・−１０００Ｖ
（２）プロセスカートリッジを３本装着した際・・・−１０１０Ｖ
（３）プロセスカートリッジを２本装着した際・・・−１０２５Ｖ
（４）プロセスカートリッジを１本装着した際・・・−１０３５Ｖ
画像形成装置本体に装着されるプロセスカートリッジ数毎に、帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値の切替えを行わない場合、出力紙面上のべた白部に各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋで用いられる現像剤Ｔにより再現される「かぶり」画像や、ハーフトーン画像出力時の細かな横筋が見られた。これらの傾向は、画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋに装着されるプロセスカートリッジの数が減る程顕著となる。

一方、本実施例の画像形成装置では、プロセスカートリッジの一部しか装着されていない場合においても、「かぶり」や帯電不良の無い良好な出力画像を得る事が出来た。

（実施例３）
図６は本発明に係わる第３の実施例である、多色画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置は、画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に交流電源ＶＡＣａ〜ｄから現像剤担持体に振動電圧を印加するタイミングが異なっている。そして、振動電圧印加が行われている各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの数に応じて、感光ドラムに所望の帯電電位（Ｖｄ）が得られる様、帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値を順次変化させることを特徴とする。

本実施例の画像形成装置における画像形成プロセスは、本発明の第１の実施例に示す多色画像形成装置で説明した通りである為、説明を省略する。

図７は、本実施例の多色画像形成装置において画像形成を行った際の動作シーケンスチャートであり、帯電部材２ａ〜ｄ及び現像ローラ１１ａ〜ｄへの電圧印加タイミング等が示される。

図７に示す通り、画像形成動作中に各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋでは、自ステーションで現像動作が行われるタイミングに合わせ、交流電源ＶＡＣａ〜ｄからの振動電圧印加のＯＮ／ＯＦＦが行われる。

一方、帯電部材２ａ〜ｄに印加するＤＣ電圧値は、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおける現像動作タイミング、即ち振動電圧印加のＯＮ／ＯＦＦに合わせ、以下の基準値に沿って切替えられる。
（１）全ての画像ステーションで振動電圧印加が行われない場合・・・−１０５０Ｖ
（２）１つの画像ステーションで振動電圧印加が行われる場合・・・−１０３５Ｖ
（３）２つの画像ステーションで振動電圧印加が行われる場合・・・−１０２５Ｖ
（４）３つの画像ステーションで振動電圧印加が行われる場合・・・−１０１０Ｖ
（５）全ての画像ステーションで振動電圧印加が行われる場合・・・−１０００Ｖ
また、本実施例の多色画像形成装置においては、各現像ローラ１１ａ〜ｄに対して振動電圧のＯＮ／ＯＦＦを行う２００ｍｓ前に、帯電部材ａ〜ｄへ印加するＤＣ電圧の切替えを行う事で、画像形成動作を通じて帯電電位（Ｖｄ）をほぼ−５００Ｖに保つ事が可能であったが、前記帯電部材ａ〜ｄに対するＤＣ電圧切替えタイミングは、画像形成速度や転写部における電圧印加ＯＮ／ＯＦＦ動作（図７中には不指示）等に応じて最適な値に調整を行う事が可能である。

本実施例の画像形成装置では上述の通り、振動電圧印加が行われている現像部材の数に応じて、帯電手段に印加する直流電圧値を変化させる。したがって、画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に現像剤担持体に振動電圧を印加するタイミングが異なっていても、「かぶり」や帯電不良の無い良好な出力画像を得る事が出来た。

なお、実施例１から３では、画像ステーションの数が４つの場合を想定して記載を行っているがこれに限定されるものではない。画像ステーションが２つや３つ、５つ等の場合でも適用できる。また、画像ステーションが４つあり、その内の２つの画像ステーションが、現像部材に印加される振動電圧に応じて帯電部材に印加される電圧を制御しているような場合であっても本願発明の範囲内である。

本発明の第１の実施例である多色画像形成装置を説明する図である。 第１の実施例である多色画像形成装置画において、帯電部材に印加する電圧値切替えを説明する図である。 画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジに、帯電手段部材、現像器等を設けた、多色画像形成装置を説明する図である。 本発明の第２の実施例である多色画像形成装置を説明する図である。 第２の実施例である多色画像形成装置における、プロセスカートリッジ数の検知手段、及び帯電部材に印加する電圧値切替え手段を説明するブロック図である。 本発明の第３の実施例である多色画像形成装置を説明する図である。 第３の実施例である多色画像形成装置において、帯電部材に印加する電圧値切替えを説明する図である。 背景技術で説明に用いる、画像形成装置を説明する図である。 ＤＣ電圧印加による接触帯電を説明する図である。

符号の説明

１ａ〜ｄ 感光ドラム
２ａ〜ｄ 帯電部材
４ａ〜ｄ 現像装置
ＶＡＣａ〜ｄ 交流電源
ＶＤＣａ〜ｄ 直流電源
１７ 制御部
１８ａ〜ｄ カートリッジ有無検知手段
１９ 記憶部

Claims (7)

1. 像担持体と、
   直流電圧を印加され、前記像担持体と接触して前記像担持体を帯電する帯電部材と、
   振動電圧を印加され、前記像担持体と非接触で前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像部材と、を有する画像形成部を複数有する画像形成装置であって、
   前記画像形成部の各帯電部材に印加される直流電圧は１系統の電源から印加され、
   前記静電潜像が形成される領域を前記帯電部材が帯電する帯電工程において、
   少なくとも一つの前記現像部材に前記振動電圧が印加されている時に、前記帯電部材に印加される第一の直流電圧の値と、
   全ての前記現像部材に前記振動電圧が印加されていない時に、前記帯電部材に印加される第二の直流電圧とが、異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一の直流電圧は、前記振動電圧が印加されている前記現像部材の数に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一の直流電圧の絶対値は、前記第二の直流電圧の絶対値よりも、小さいことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 像担持体と、
   直流電圧を印加され、前記像担持体と接触して前記像担持体を帯電する帯電部材と、
   振動電圧を印加され、前記像担持体と非接触で前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像部材と、を有する画像形成部を複数有する画像形成装置であって、
   前記画像形成部は、前記画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに備えられ、
   前記画像形成部の各帯電部材に印加される直流電圧は１系統の電源から印加され、
   前記静電潜像が形成される領域を前記帯電部材が帯電する帯電工程において、
   少なくとも一つの前記現像部材に前記振動電圧が印加されている時に、前記帯電部材に印加される直流電圧の値は、前記画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの数に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記帯電部材に印加される直流電圧の絶対値は、前記画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジの数が多くなるほど、小さくなることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 直流電圧を印加され、像担持体と接触して前記像担持体を帯電する第１の帯電部材と、
   振動電圧を印加され、前記像担持体と非接触で前記像担持体に形成された静電潜像を現像する第１の現像部材と、を有する第１の画像形成部と、
   直流電圧を印加され、像担持体と接触して前記像担持体を帯電する第２の帯電部材と、
   振動電圧を印加され、前記像担持体と非接触で前記像担持体に形成された静電潜像を現像する第２の現像部材と、を有する第２の画像形成部と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記第１の帯電部材と前記第２の帯電部材に印加される直流電圧は１系統の電源から印加され、
   前記静電潜像が形成される領域を前記帯電部材が帯電する帯電工程において、
   第１の現像部材と第二の現像部材の少なくとも一つに前記振動電圧が印加されている時に、前記第１及び第２の帯電部材に印加される第一の直流電圧の値と、
   第１の現像部材と第二の現像部材どちらにも前記振動電圧が印加されていない時に、前記第１及び第二の帯電部材に印加される第二の直流電圧とが、異なることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記第一の直流電圧の絶対値は、前記第二の直流電圧の絶対値よりも、小さいことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
   

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