JP2021196387A - カラー画像形成装置およびカラー画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各感光体の駆動に合わせた帯電および現像バイアス電圧の制御においてカラー画像形成における感光体の膜削れを抑制する。【解決手段】複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびに電子写真プロセスに係る帯電ユニット、現像ユニットおよび現像バイアス回路を含みトナー画像を形成する色毎のプロセスユニットと、露光ユニットと、転写ユニットと、各色に対応する感光体を同時に駆動し、帯電を制御し、各色に対応する露光を異なるタイミングで行って各色のトナー画像を形成しカラー画像を得るように制御する制御部とを備え、制御部は、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始し、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始し、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するカラー画像形成装置。【選択図】図５

Description

この発明は、カラー画像形成装置およびカラー画像形成方法に関し、より詳細には複数色のうち何れかの色に対応する感光体の帯電および現像バイアス電圧の制御に関する。

電子写真感光体は使用に伴い劣化が生じ、定期的な交換が必要とされるのが通常であるが、劣化の大きな要因の一つは膜削れと呼ばれる現象である。膜削れは、感光体が転写媒体等と接触することによる物理的な摩耗によって生じるだけでなく、感光体を帯電させる際の放電現象に伴って発生するオゾンやＮＯ_Ｘ等の活性物質との相互作用によっても生じる。
安定した画質および印刷単価の低減のために電子写真感光体の長寿命化は重要である。それを実現する一つの手段として、画像形成以外に不必要な帯電を行わないようにして放電現象に伴う膜削れを抑制することが挙げられる。

膜削れの防止に関して、例えば帯電ブラシ等を用いる接触帯電装置において感光体よりも帯電列のプラス側にあり摩擦帯電による表面電位が一定以上のものを帯電部材として選択することにより、帯電部材への印加電圧を低電圧化する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、像担持体（感光体）の寿命の延命に関して、以下の技術が知られている。現像剤収納容器内の現像剤量（トナーの残量）を検出するときには帯電バイアスを画像形成するときより低下させる。その際に、低下させた帯電バイアスに係る表面電位と現像剤担持体（現像スリーブ）との電位差が所定の大きさになるように現像バイアス直流成分を現像剤担持体に印加する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−０６６６９６号公報 特開２０１５−１１４６１１号公報

一般的なカラー画像形成は、循環駆動される中間転写媒体の上流から下流に沿って複数の各色に対応する感光体ドラムを配置して各色のトナー画像を形成する。形成された各色のトナー画像を順次中間転写媒体に重畳転写し、さらに重畳された各色トナー画像を印刷用紙に転写する。
各感光体は中間転写媒体と物理的に接触しているので、物理的な摩耗を抑制するために各感光体は中間転写媒体と同時に駆動される。各感光体の駆動に同期して各感光体の帯電および現像バイアスの電圧を出力することにより各感光体上の非画像領域にトナーがのらないように制御される。一方、各色に対応する露光は、中間転写媒体が各感光体と接する転写部を順次通過するタイミングと同期するように異なるタイミングで開始される。そうすることによって、各色トナー画像が中間転写媒体上の対応する位置に重畳転写される。

異なるタイミングで各色の露光を行うので、例えば、最後に露光が開始される色についてはその色の露光開始前であっても最初に露光が開始される色のために感光体の駆動が開始されると、それに合わせて帯電および現像バイアスの電圧が出力される。一方、例えば、最初に露光が開始される色については、画像形成が終了した後も感光体が停止するまで帯電および現像バイアスの電圧が出力される。感光体の停止は、最後に露光が開始される色の露光が終了し、帯電および現像バイアスの出力が終了するのを待って行われる。
各色について考えると、画像形成の少なくとも前後何れかにおいて他色の画像形成のために、その色としては不要な帯電を行っていることになる。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、各感光体の駆動に合わせた帯電および現像バイアス電圧の制御においてカラー画像形成における感光体の膜削れを抑制する手法を提供するものである。

この発明は、複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の電子写真プロセスに係る帯電ユニット、現像ユニットおよび現像バイアス回路を含み前記感光体上に何れか１色のトナー画像を形成する色毎のプロセスユニットと、少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットと、各色のトナー画像が重畳転写される転写媒体および各色に対応する転写機構を含む転写ユニットと、各色に対応する感光体を同時に駆動し、帯電を制御し、各色に対応する露光を異なるタイミングで行って各色のトナー画像を形成し前記転写媒体に順次転写してカラー画像を得るように制御する制御部とを備え、前記制御部は、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始し、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始し、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するカラー画像形成装置を提供する。

また、異なる観点からこの発明は、制御部が、複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の帯電、露光および現像のための帯電ユニット、現像ユニット、現像バイアス回路および少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットを用いて、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始するステップと、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始するステップと、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するステップと、を備えるカラー画像形成方法を提供する。

この発明によるカラー画像形成装置において、制御部は、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始し、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始し、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するので、各感光体の駆動中に画像形成時の帯電および現像バイアス電圧を印加する制御に比べてカラー画像形成における感光体の放電現象に伴う膜削れを抑制できる。

この実施形態による画像形成装置としてのデジタル複合機の外観を示す斜視図である。 図１に示すデジタル複合機の本体部分の構成を示す断面図である。 図２に示すデジタル複合機のカラー画像形成時のプロセスユニットと１次転写ローラの離接状態を示す説明図である。 図２に示すデジタル複合機のモノクロ画像形成時のプロセスユニットと１次転写ローラの離接状態を示す説明図である。 図２に示す制御部が対象とする制御要素の構成を示すブロック図である。 図２に示すデジタル複合機のカラー画像形成においてＢＫプロセス開始の際の帯電および現像バイアス制御を示す説明図である。 実施の形態２において、カラー画像形成における各色プロセス開始の際の帯電および現像バイアス制御を示す説明図である。 実施の形態３において、カラー画像形成における各色プロセス終了の際の帯電および現像バイアス制御を示す説明図である。 実施の形態４において、現像電圧と膜削れの量の重み付けとの関係の一例を示す説明図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
（実施の形態１）
≪画像形成装置の構成例≫
図１は、この発明の画像形成装置の一実施形態であるデジタル複合機の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示すデジタル複合機１００の本体部分の機構的構成を示す断面図である。
図１に示すように、デジタル複合機１００は、原稿を読み取る画像読取デバイス１１１、ユーザの操作を受け付ける操作ユニット１０５および画像形成を行う画像形成デバイス１１５を本体に有している。さらに、本体は下端に給紙トレイ１８ａを有しており、画像形成デバイス１１５の上方かつ画像読取デバイス１１１の下方に排出トレイ３９を有している。
また、デジタル複合機１００は、本体の上方に原稿を読取り部に搬送する原稿搬送ユニット１０３を備えている。さらにまた、本体の下方に印刷シートを収容する３つの給紙トレイ１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄからなる給紙デスクを備えている。

ここで、図２に示すデジタル複合機１００の本体の内部構成を述べておく。
デジタル複合機１００はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色を重ね合わせたカラー画像を印刷シートに印刷する。あるいは、単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像を印刷シートに印刷する。このため、現像ユニット１２、感光体ドラム１３、帯電ユニット１４およびドラムクリーニングユニット１５等は、それぞれ４個ずつ設けられており、それらによって色毎のプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが構成される。
プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの下方には、各色に対応する感光体ドラム１３をレーザービームで露光走査する露光ユニットとしての光走査ユニット１１が配置されている。
また、中間転写ベルト２１を介して各プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの感光体ドラム１３と接するように１次転写ローラ１６が配置されている。中間転写ベルト２１は各色の感光体ドラム１３と同期して駆動され、図２に示す矢印方向Ｃへ周回移動する。そして、各プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋで色毎に形成される４つのトナー画像を重ねて搬送し、２次転写ユニット２３へ送る。
各色に対応する１次転写ローラ１６、１次転写ローラ１６を感光体ドラム１３に対して離接させる離接機構、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト２１の駆動機構および２次転写ユニット２３を含めて転写ユニット２０が構成される。

各プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋにおいて、次のようにしてトナー画像が形成される。ドラムクリーニングユニット１５が、回動する感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。この実施形態によるドラムクリーニングユニット１５は、クリーニングブレードを用いて感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去する。その後、帯電ユニット１４が感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。この実施形態による帯電ユニット１４は、電圧が印加される帯電ローラを用いて感光体ドラム１３の表面を均一に帯電させる。そして、光走査ユニット１１が帯電した感光体ドラム１３の表面を露光することによって静電潜像が形成される。その後、現像ユニット１２がその静電潜像を現像する。この実施形態による現像ユニット１２は、感光体ドラム１３に対向して配置される現像ローラ１２ａがトナーとキャリアからなる現像剤を担持して感光体ドラム１３の表面に接触させることによって現像を行う（磁気ブラシ現像）。使用されるトナーは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色に対応する。これにより、各感光体ドラム１３表面に各色のトナー画像が形成される。形成された各色トナー画像は、転写機構によって中間転写ベルト２１へ転写される。この実施形態による転写機構は、１次転写ローラ１６に１次転写電圧を印加することによって感光体ドラム１３上のトナー画像を中間転写ベルト２１へ転写する。
ベルトクリーニングユニット２２は中間転写ベルト２１の残留トナーを除去および回収する。この実施形態において、ベルトクリーニングユニット２２は、クリーニングブレードを用いて中間転写ベルト２１の表面の残留トナーを除去する。各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー画像が１次転写ローラ１６によって中間転写ベルト２１に順次転写されて重ね合わせられ、中間転写ベルト２１上で各色のトナー画像が重畳される。重畳された各色トナー画像は２次転写ユニット２３へ搬送され、一括して印刷シートに転写される。

印刷シートは、ピックアップローラ３３によって本体の給送トレイ１８ａから２次転写ユニット２３へ給送される。あるいは、本体下方の給紙デスクが有する給紙トレイ１８ｂ〜１８ｄの何れかからシート搬送経路Ｒ１を介して２次転写ユニット２３へ給送される。あるいはまた、手差しトレイ１９から給送され、２次転写ユニット２３へ給送される。なお、図２では手差しトレイ１９が折りたたまれて本体に収容された状態を示している。手差しトレイ１９を使用する際は、本体に収容された手差しトレイを略水平に倒して印刷シートを載せる。
２次転写ユニット２３の手前には、印刷シートを一旦停止させて印刷シートの先端を揃えるレジストローラ３４が配置されている。レジストローラ３４は、印刷シートを一旦停止させた後、中間転写ベルト２１上を搬送されるトナー画像に同期したタイミングで印刷シートを２次転写ユニット２３へ搬送する。

２次転写ユニット２３の２次転写ローラ２３ａと中間転写ベルト２１との間にはニップ域が形成されており、２次転写ローラ２３ａには２次転写電圧が印加されている。印刷シートがニップ域を通過する際、中間転写ベルト２１の表面に転写されたカラーのトナー画像が２次転写電圧によって印刷シートへ転写される。トナー画像が転写された印刷シートは、定着ユニット１７へ搬送されて加熱ローラ２４と加圧ローラ２５との間に挟まれた状態で加熱および加圧される。これにより、カラーのトナー画像が印刷シート上に定着される。
定着ユニット１７を通過した印刷シートは、排出ローラ３６を経て排出トレイ３９へ排出される。あるいは、排出トレイ３９への排出前に一端スイッチパックされ、両面搬送路３７を経てレジストローラ３４へ戻る。そして、印刷シートの裏面側にトナー画像が転写され、定着ユニット１７、排出ローラ３６を経て排出トレイ３９へ排出される。

なお、デジタル複合機１００は、カラー画像を印刷する場合、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋを何れをも使用する。一方、モノクロ画像を印刷する場合は、ブラック（ＢＫ）のプロセスユニットＰｋのみを使用し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｙは使用しない。そこで、プロセスユニットＰｋとプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃとを独立して駆動できるように構成されている。制御部１０１は、モノクロ画像を印刷する場合は、プロセスユニットＰｋのみを駆動しプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃを駆動しない。なお、各プロセスユニットＰｙ、ＰｍおよびＰｃは、一体で駆動される。

モノクロ画像の印刷にはプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃを駆動しないので、プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃの感光体ドラム１３を中間転写ベルト２１から離間させて感光体ドラム１３の膜削れを防ぐように離接機構が設けられている。
図３Ａおよび図３Ｂは、デジタル複合機１００の画像形成時のプロセスユニットと１次転写ローラの離接状態を示す説明図である。図３Ａはカラー画像形成時の状態を示し、図３Ｂはモノクロ画像形成時の状態を示している。

図３Ａに示すように、カラー画像を印刷する場合は、１次転写ローラ１６ｙ、１６ｍ、１６ｃおよび１６ｋが何れも、離接カム２０ａおよびリンク２０ｂからなる離接機構によってプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの各感光体ドラム１３に中間転写ベルト２１を介して接触する状態になる。これに対して図３Ｂに示すように、モノクロ画像を印刷する場合は、離接カム２０ａが回転することによって１次転写ローラ１６ｋのみがプロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３に接触した状態になる。他の色の１次転写ローラ１６ｙ、１６ｍ、１６ｃは、対応するプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃの感光体ドラム１３と接触しない。

これによって、モノクロ画像の形成に使用されないプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃは、感光体ドラム１３が中間転写ベルト２１と接触することによる膜削れが抑制される。
さらに、画像形成の前後および待機状態において１次転写ローラ１６をプロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３から離間させるように前述の離接機構が構成されてもよい。起動および停止の際、各色感光体ドラム１３と中間転写ベルト２１の速度を完全に一致させることは難しいところ、このようにすれば、プロセスユニットＰｋを含む各色の感光体ドラム１３を起動および停止の際に中間転写ベルト２１から離間させて、接触による膜削れを抑制することが可能になる。

図４は、図２に示す制御部が対象とする制御要素の構成を示すブロック図である。
制御部１０１は、上述したデジタル複合機１００の操作ユニット１０５、画像読取デバイス１１１および画像形成デバイス１１５を制御して原稿の読み取りや印刷を実行する。即ち、ユーザの操作に応答して原稿の読み取り、給送から排出までの印刷シートの搬送、各プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの画像形成および定着ユニット１７による定着を制御する。
制御部１０１のハードウェア構成としては、図２に示すようにシート搬送経路Ｒ１の奥側に配置される回路基板である。その回路は、ＣＰＵおよびメモリを中心に構成される。

図４に示すモノクロプロセス駆動モータ５７は、プロセスユニットＰｋおよび中間転写ベルト２１を駆動するモータである。一部の負荷は図２に不図示のクラッチを介して駆動される。
また、カラープロセス駆動モータ５９は、プロセスユニットＰｙ、ＰｍおよびＰｃの感光体ドラム１３や現像ユニット１２を駆動するモータである。一部の負荷は図２に不図示のクラッチを介して駆動される。
帯電ユニット１４は、プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、ＰｃおよびＰｋのそれぞれの帯電ユニット１４である。制御部１０１は帯電ユニット１４の帯電ローラに印加する帯電電圧を個別に制御する。

また、現像バイアス回路６１（図２に不図示）は、プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、ＰｃおよびＰｋのそれぞれの現像ローラ１２ａに現像バイアス電圧を印加するものである。制御部１０１はプロセスユニットの現像ローラ１２ａに印加する現像バイアス電圧を個別に制御する。
定着・用紙搬送モータ６３は、定着ユニット１７、ピックアップローラ３３、レジストローラ３４、排出ローラ３６および両面搬送路３７に配置された搬送ローラ等を駆動するモータである。一部の負荷は図２に不図示のクラッチを介して駆動される。
制御部１０１は、モノクロプロセス駆動モータ５７、カラープロセス駆動モータ５９、定着・用紙搬送モータ６３および図示しないクラッチを制御する。また、不図示の各種センサーの状態を認識する。

≪カラー画像形成時のブラック（ＢＫ）プロセス立ち上げ制御≫
プロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、ＰｃおよびＰｋの感光体のうちブラック（ＢＫ）のプロセスユニットＰｋは、カラー画像の印刷およびモノクロ画像の印刷の何れにも使用される。よって、プロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３は、他色の感光体ドラム１３よりも膜削れの抑制について考慮されるべきである。
図２に示すように、プロセスユニットＰｋは、各色のプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、ＰｃおよびＰｋのうち中間転写ベルト２１の周回方向の最も下流側に配置される。
以下、図５を用いて膜削れの抑制に考慮したＢＫプロセス開始の際の帯電および現像バイアスの制御について述べる。

図５は、図２に示すデジタル複合機のカラー画像形成においてＢＫプロセス開始の際の帯電ユニット１４および現像バイアス回路６１の制御を示す説明図である。特徴が判り易いように従来の制御を上方に、この実施形態における制御を下方に図示している。
図５に示すように、従来の制御によれば「駆動開始」のタイミングで制御部１０１は、モノクロプロセス駆動モータ５７およびカラープロセス駆動モータ５９を制御してプロセスユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの感光体ドラム１３を同時に回転させる。それと同時に現像バイアス回路６１を制御して各色の現像バイアスを＋１００Ｖへ経過と共に次第に変化（スローアップ）させ逆バイアスを印加する。現像ユニット１２のトナーを感光体ドラム１３に付着させないためである。逆バイアスを印加する期間（逆バイアス期間）、制御部１０１は各色の感光体ドラム１３に電圧を印加しない（０Ｖ）ように帯電ユニット１４を制御する。なお、この場合の帯電ユニットの電圧は０（ゼロ）Ｖに限らず、帯電ユニット１４が感光体ドラム１３を帯電させない放電開始未満の電圧を印加してもよい。

やがて、逆バイアス電圧が＋１００Ｖで安定すると制御部１０１は、各色の帯電ユニット１４の電圧をゼロＶから−６００Ｖへスローアップさせ、それに同期して各色の現像バイアスを＋１００Ｖから−４５０Ｖへスローアップさせる（図５に示す矢印１参照）。
そのようにして、帯電電圧のスローアップ中も現像バイアスとの電位差を維持してトナーが感光体ドラム１３に付着しないように制御する。帯電電圧が−６００Ｖで安定し、現像バイアスが−４５０Ｖで安定したら、制御部１０１は、最上流に位置するプロセスユニットＰｙの感光体ドラム１３の露光を最初に開始する。その後、中間転写ベルト２１が各色プロセスユニットＰｙからＰｍ、Ｐｃ、Ｐｋへと順次移動する期間だけずれて順次露光を開始し、各色トナー画像を形成する。

各色の露光開始のずれの期間は、隣接するプロセスユニットどうしの距離（タンデムピッチ）を予め定められた速度（プロセス速度）で中間転写ベルト２１が移動するのに要する期間（タンデムピッチ移動期間）である。形成された各色トナー画像を中間転写ベルト２１に転写すると、各色トナー画像の対応する点が中間転写ベルト２１の同じ位置に重なり合う。

この実施形態の制御によれば、制御部１０１は最初に露光を開始するプロセスユニットＰｙについては少なくとも、従来と同様の制御を行う（図５に示す矢印１参照）。それに対して最後に露光を開始するプロセスユニットＰｋについては、「駆動開始」と同時に現像バイアスを＋１００Ｖへスローアップさせて逆バイアスを印加し、帯電ユニット１４に電圧を印加しないかまたは放電開始未満の電圧を印加する制御を、プロセスユニットＰｙの露光開始前まで継続する。

図２に示すデジタル複合機１００の場合、プロセスユニットＰｍ、Ｐｃの露光開始後も、現像バイアスを＋１００Ｖとし、帯電ユニット１４に電圧を印加しないかまたは放電開始未満の電圧を印加する制御を維持する。その後、帯電ユニット１４の電圧をゼロＶから−６００Ｖへスローアップさせ、それに同期して現像バイアスを＋１００Ｖから−４５０Ｖへスローアップさせる（図５に示す矢印４参照）。
矢印４のタイミングは、プロセスユニットＰｋの露光開始のタイミングからスローアップに要する期間を逆算して決定できる。
矢印１から矢印４までの期間、プロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３の帯電電圧が従来の６００Ｖに対して０Ｖに抑制される。従って、プロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３の帯電に伴う膜削れを従来よりも抑制できる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、最後に露光を開始するプロセスユニットＰｋの感光体ドラム１３の帯電に伴う膜削れを抑制する手法を述べた。プロセスユニットＰｙより後に露光を開始するプロセスユニットＰｍおよびＰｃについては、プロセスユニットＰｙと同じタイミングで帯電および現像バイアスを制御してもよい。しかし、この実施形態ではそれらについても帯電および現像バイアスをプロセスユニットＰｙと異なるタイミングで制御する。
プロセスユニットＰｙより後に露光を開始するプロセスユニットＰｍおよびＰｃについて、「駆動開始」と同時に現像バイアスを＋１００Ｖへスローアップさせて逆バイアスを印加する。さらに、帯電ユニット１４に電圧を印加しないかまたは放電開始未満の電圧を印加する制御を、プロセスユニットＰｍおよびＰｃのそれぞれの露光開始前まで継続する。
図６は、この実施の形態において、カラー画像形成における各色プロセス開始の際の帯電および現像バイアス制御を示す説明図である。

図６において、最初に露光を開始するプロセスユニットＰｙの帯電ユニット１４および現像バイアス回路６１の制御は、図５の従来制御と同様の制御である。また、最後に露光を開始するプロセスユニットＰｋのプロセスは、図５のプロセスユニットＰｋの制御と同様である。
プロセスユニットＰｍについては、露光開始前の矢印２に示すタイミングまで、現像バイアスを逆バイアスの＋１００Ｖとし、帯電ユニット１４に電圧を印加しないかまたは放電開始未満の電圧を印加する制御を維持する。その後、帯電ユニット１４の電圧をゼロＶから−６００Ｖへスローアップさせ、それに同期して現像バイアスを＋１００Ｖから−４５０Ｖへスローアップさせた後、露光を開始する。

プロセスユニットＰｃについては、露光開始前の矢印３に示すタイミングまで、現像バイアスを逆バイアスの＋１００Ｖとし、帯電ユニット１４に電圧を印加しないかまたは放電開始未満の電圧を印加する制御を維持する。その後、帯電ユニット１４の電圧をゼロＶから−６００Ｖへスローアップさせ、それに同期して現像バイアスを＋１００Ｖから−４５０Ｖへスローアップさせた後、露光を開始する。
よって、マゼンタ（Ｍ）のプロセスについては矢印１から矢印２までの期間、プロセスユニットＰｍの感光体ドラム１３の帯電電圧が従来の６００Ｖに対して０Ｖに抑制され、帯電に伴う膜削れを従来よりも抑制できる。シアン（Ｃ）のプロセスについては矢印１から矢印３までの期間、プロセスユニットＰｍの感光体ドラム１３の帯電電圧が従来の−６００Ｖに対して０Ｖに抑制され、帯電に伴う膜削れを従来よりも抑制できる。

（実施の形態３）
実施の形態１および２は、各色のプロセス立上げの制御である。この実施形態では、各色のプロセス終了時の制御について述べる。
図７は、この実施の形態において、カラー画像形成における各色プロセス終了の際の帯電ユニット１４および現像バイアス回路６１の制御を示す説明図である。
図７に示すように、画像形成時は、帯電ユニット１４に−６００Ｖの電圧を印加し、現像バイアスを−４５０Ｖとしている。

最初に露光が終了するプロセスユニットＰｙについては、イエロー（Ｙ）の露光が終了すると、他色の露光終了を待つことなく帯電電圧を画像形成時の−６００Ｖから０Ｖへスローダウンさせる。それに同期して各色の現像バイアスを−４５０Ｖから逆バイアスの＋１００Ｖまでスローダウンさせる（図７の矢印５参照）。
各色の最後となるプロセスユニットＰｋの露光が終了し、ブラック（ＢＫ）の帯電電圧および現像バイアスのスローダウンが終了するまで（図７の矢印８参照）、その状態を維持する。その後、制御部１０１は、各色の現像バイアスを０Ｖへスローダウンさせ、各色感光体ドラム１３を同時に停止させる。

従来は、最後に露光が終了するプロセスユニットＰｋについて図７に示すのと同様のタイミングで各色の帯電電圧を画像形成時の−６００Ｖから０Ｖへスローダウンしている。それに同期して各色の現像バイアスを−４５０Ｖから逆バイアスの＋１００Ｖまでスローダウンさせている。その後、現像バイアスを０Ｖへスローダウンさせて各色感光体ドラム１３を同時に停止させている。

イエロー（Ｙ）の次に露光が終了するプロセスユニットＰｍについて制御部１０１は、マゼンタ（Ｍ）の露光が終了すると、ブラック（ＢＫ）の露光終了を待たずに帯電電圧を画像形成時の−６００Ｖから０Ｖへスローダウンさせる（図７の矢印６参照）。それに同期して各色の現像バイアスを−４５０Ｖから逆バイアスの＋１００Ｖまでスローダウンさせる。その後、ブラック（ＢＫ）の露光が終了しさらに帯電電圧および現像バイアスのスローダウンが終了するまで、その状態を維持する。

マゼンタ（Ｍ）の次に露光が終了するプロセスユニットＰｃについて制御部１０１は、シアン（Ｃ）の露光が終了すると、ブラック（ＢＫ）の露光終了を待たずに帯電電圧を画像形成時の−６００Ｖから０Ｖへスローダウンさせる（図７の矢印７参照）。それに同期して各色の現像バイアスを−４５０Ｖから逆バイアスの＋１００Ｖまでスローダウンさせる。その後、ブラック（ＢＫ）の露光が終了しさらに帯電電圧および現像バイアスのスローダウンが終了するまで、その状態を維持する。

イエロー（Ｙ）のプロセスについては、矢印５から矢印８までの期間、プロセスユニットＰｙの感光体ドラム１３の帯電電圧が従来の−６００Ｖに対して０Ｖに抑制され、帯電に伴う膜削れを従来よりも抑制できる。マゼンタ（Ｍ）のプロセスについては矢印６から矢印８までの期間、シアン（Ｃ）のプロセスについては矢印７から矢印８までの期間、それぞれ感光体ドラム１３の帯電電圧が従来の−６００Ｖに対して０Ｖに抑制され、プロセス終了時において帯電に伴う膜削れを従来よりも抑制できる。

（実施の形態４）
実施の形態１〜３において、分かりやすくするために画像形成時の帯電電圧を一律に−６００Ｖとし、現像バイアスの画像形成時の電圧を−４５０Ｖ、逆バイアス電圧を＋１００Ｖとしている。しかし、実際には安定した表面電位を得るために制御部１０１は、周囲環境等に応じて画像形成時に帯電ユニット１４に印加する帯電電圧を補正している。それに対応して現像バイアス電圧も補正している。補正の要因の一つは、膜削れの量に応じた帯電電圧の補正である。ただし、膜削れの量を実際に測定して補正することは容易でないため、従来から、感光体ドラム１３の交換後の累積回転時間や累積回転数に応じて初期の帯電電圧の絶対値を次第に増加させるように補正している。

いま、実施の形態１〜３に示す帯電電圧の−６００Ｖ、それに対応する現像バイアス電圧の−４５０Ｖおよび逆バイアス電圧の＋１００Ｖを基準状態の電圧として、補正についてさらに説明する。
基準状態における感光体ドラム１３の表面電位は、白の画像に対応する領域が帯電電圧−６００Ｖに対応する表面電位である。それに対して、黒の画像に対応する領域が露光後の略０Ｖに対応する。現像ローラ１２ａ上のトナーはバイアス電圧により電位が−４５０Ｖの現像ローラ１２ａと感光体ドラム１３の表面電位との電位差によって感光体ドラム１３上に移動するか否か主に決まるところ、黒画像に対応する表面電位の現像ローラ１２ａに対する電位差（現像電圧ともいう）は−４５０Ｖである。なお、トナーを付着させない白画像に対応する表面電位の現像ローラ１２ａに対する電位差（クリーニングフィールドともいう）は、帯電電圧−６００Ｖに対応する表面電位の現像ローラ１２ａに対する電位差（クリーニングフィールドともいう）である。この電位差は、凝集力等により白画像領域にトナーが付着するのを防ぐために設けられ、逆バイアス電圧も同じ目的で印加される。
感光体ドラム１３が使用され、膜削れの量が増えるに従って、制御部１０１は帯電電圧および現像バイアスを補正する。

この実施形態では、画像形成時に印加する現像電圧の大きさ（ここでは絶対値の大きさ）に応じて、感光体ドラム１３の膜削れの量が変化するものと想定する。なお、現像電圧の大きさは、現像バイアスの大きさともいえる。そして、画像形成時の現像電圧の大きさに応じて感光体の膜削れの量に重み付けをする。膜削れの量を重み付けするとは、膜削れの進行の度合いが現像電圧に応じて変わるとする観点から補正の量に重み付けをすることである。別の言い方をすれば、一定の累積回転時間累積回転数に対する帯電電圧および現像バイアス電圧の補正量を増減させる処理ともいえるし、一定の補正量補正量に達する累積回転時間や累積回転数を増減させる処理ともいえる。

図８は、現像電圧と膜削れの量の重み付けとの関係の一例を示す説明図である。この関係は、実機の計測に基づいて経験的に定めることができる。
この現像電圧と膜削れの量の重み付けを用いることによって、逆バイアス期間における膜削れの補正を合理的に累積回転時間や累積回転数に含めることができる。逆バイアス期間に限らず、画像形成の期間についても現像電圧の大きさに応じた膜削れの補正を行うことが可能になる。

例えば、図５に示す例においてブラック（ＢＫ）に逆バイアスを印加する駆動開始から矢印４に至るまでの期間、現像電圧は約−１００Ｖである。その逆バイアス期間、制御部１０１は、図８に示す重み付けを用いることにより、基準状態（現像電圧が４５０Ｖ）に対して０．６０倍の量で膜削れが進行するとした補正を行う。言い換えると、逆バイアス期間を０．６０倍した期間を、感光体ドラム１３の累積回転時間や累積回転数に加える処理を行う。
図６に示すマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の逆バイアス期間、図７に示すイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の逆バイアス期間についても同様である。
以上のように、現像電圧の大きさに応じた膜削れの量の重み付けを定め、重み付けを用いて膜削れの補正を行うことにより、逆バイアス期間および／または補正された帯電電圧および現像バイアスが適用される期間に対して、膜削れに係る適切な補正が可能になる。

以上に述べたように、
（i）この発明によるカラー画像形成装置は、複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の電子写真プロセスに係る帯電ユニット、現像ユニットおよび現像バイアス回路を含み前記感光体上に何れか１色のトナー画像を形成する色毎のプロセスユニットと、少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットと、各色のトナー画像が重畳転写される転写媒体および各色に対応する転写機構を含む転写ユニットと、各色に対応する感光体を同時に駆動し、帯電を制御し、各色に対応する露光を異なるタイミングで行って各色のトナー画像を形成し前記転写媒体に順次転写してカラー画像を得るように制御する制御部とを備え、前記制御部は、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始し、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始し、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御することを特徴とする。

この発明において、カラー画像は、複数の色を重畳して得られる画像である。その具体的な態様は、例えば、上述の実施例のようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色を重畳して得られるものである。
また、現像バイアス回路は、感光体の非画像領域に対応する表面電位に対し所定の電位差となるように現像ユニットに電圧を印加してその非画像領域にトナーが付着しないようにするためのものである。
さらにまた、転写ユニットは、各感光体上に形成された各色トナー画像が重畳転写されてそれを担持し印刷用紙へ転写する中間転写媒体を含んで構成されてもよいがそれに限るものでない。例えば、転写媒体としての印刷用紙を担持して搬送し各色に対応する転写機構を通過させる転写ベルトを含んで構成されてもよい。

各感光体を同時に駆動するとは、各感光体を同時に回転させることおよび同時に停止させることを意味する。
また、転写媒体に順次転写するとは、異なるタイミングで転写媒体上に転写することを意味する。
他の色より先に露光が開始される第１色は、前述の実施形態ではイエロー（Ｙ）に対応する。それに対して第２色は、前述の実施形態で最後に露光が開始されるブラック（ＢＫ）に相当する。さらに、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）がそれぞれ第２色に該当する構成でもよい。
放電開始未満の電圧とは、０（ゼロ）ボルトを含むが０ボルトでなくとも感光体を帯電させない電圧、即ち放電が生じない大きさの電圧であればよい。極性は正負いずれであってもよい。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記制御部は、前記期間に同期して第２色に対応する現像バイアスを画像形成時と逆極性とするように第２色に対応する現像バイアス回路を制御してもよい。
このようにすれば、前記期間に第２色に対応する感光体の非画像領域にトナーが付着するのを抑制できる。

（iii）前記制御部は、第２色に対応する現像バイアスを逆極性の電圧から画像形成時の所定電圧に切替える際に時間の経過と共に次第に電圧を変化させるように前記現像バイアス回路を制御してもよい。
このようにすれば、一気に電圧を切り換える制御に比べて電圧の切り替えに起因して不要なトナーが感光体に付着するリスクを低減できる。

（iv）前記制御部は、第１色の画像形成が終了したら第２色の画像形成終了を待たずに第１色に対応する現像バイアスを画像形成時と逆極性の電圧へ次第に変化させるよう第１色に対応する現像バイアス回路を制御してもよい。
このようにすれば、一気に電圧を切り換える制御に比べて電圧の切り替えに起因して不要なトナーが感光体に付着するリスクを低減できる。

（v）前記制御部は、画像形成時の現像バイアス印加期間および画像形成時と逆極性の現像バイアスの電圧の期間について、前記感光体の累積回転時間または累積回転数に基づいて膜削れに応じた帯電電圧および現像バイアスの補正を行い、その膜削れの量を現像バイアスの大きさに応じて決定するようにしてもよい。
このようにすれば、感光体の累積回転時間または累積回転数および現像バイアスの大きさに応じて感光体の膜削れの量を想定し、帯電電圧および現像バイアスの補正を行うことが可能である。

（vi）この発明の好ましい態様は、制御部が、複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の帯電、露光および現像のための帯電ユニット、現像ユニット、現像バイアス回路および少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットを用いて、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始するステップと、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始するステップと、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するステップと、を備えるカラー画像形成方法を含む。

この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１１：光走査ユニット、 １２：現像ユニット、 １２ａ：現像ローラ、 １３：感光体ドラム、 １４：帯電ユニット、 １５：ドラムクリーニングユニット、 １６，１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｋ：１次転写ローラ、 １７：定着ユニット、 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ：給紙トレイ、 １９：手差しトレイ、 ２０：転写ユニット、 ２０ａ：離接カム、 ２０ｂ：リンク、 ２１：中間転写ベルト、 ２２：ベルトクリーニングユニット、 ２３：２次転写ユニット、 ２３ａ：２次転写ローラ、 ２４：加熱ローラ、 ２５：加圧ローラ、 ３３：ピックアップローラ、 ３４：レジストローラ、 ３６：排出ローラ、 ３７：両面搬送路、 ３９：排出トレイ、
５７：モノクロプロセス駆動モータ、 ５９：カラープロセス駆動モータ、 ６１：現像バイアス回路、 ６３：定着・用紙搬送モータ
１００：デジタル複合機、 １０１：制御部、 １０３：原稿搬送ユニット、 １０５：操作ユニット、 １１１：画像読取デバイス、 １１５：画像形成デバイス、
Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ：プロセスユニット、 Ｒ１：シート搬送経路

Claims (6)

1. 複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の電子写真プロセスに係る帯電ユニット、現像ユニットおよび現像バイアス回路を含み前記感光体上に何れか１色のトナー画像を形成する色毎のプロセスユニットと、
   少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットと、
   各色のトナー画像が重畳転写される転写媒体および各色に対応する転写機構を含む転写ユニットと、
   各色に対応する感光体を同時に駆動し、帯電を制御し、各色に対応する露光を異なるタイミングで行って各色のトナー画像を形成し前記転写媒体に順次転写してカラー画像を得るように制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、第１色の帯電および露光を他の色より先に開始し、他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始し、第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するカラー画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記期間に同期して第２色に対応する現像バイアスを画像形成時と逆極性とするように第２色に対応する現像バイアス回路を制御する請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記制御部は、第２色に対応する現像バイアスを逆極性の電圧から画像形成時の所定電圧に切替える際に時間の経過と共に次第に電圧を変化させるように前記現像バイアス回路を制御する請求項２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記制御部は、第１色の画像形成が終了したら第２色の画像形成終了を待たずに第１色に対応する現像バイアスを画像形成時と逆極性の電圧へ次第に変化させるよう第１色に対応する現像バイアス回路を制御する請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、画像形成時の現像バイアス印加期間および画像形成時と逆極性の現像バイアスの電圧の期間について、前記感光体の累積回転時間または累積回転数に基づいて膜削れに応じた帯電電圧および現像バイアスの補正を行い、その膜削れの量を現像バイアスの大きさに応じて決定する請求項２に記載の画像形成装置。
6. 制御部が、複数色のうち何れかの色に対応する感光体ならびにその感光体の帯電、露光および現像のための帯電ユニット、現像ユニット、現像バイアス回路および少なくとも何れか１色に対応した露光ビームを発する少なくとも１つの露光ユニットを用いて、
   第１色の帯電および露光を他の色より先に開始するステップと、
   他の色のうち少なくとも第２色について第１色の帯電開始後かつ第２色の露光開始前に第２色の帯電を開始するステップと、
   第１色の帯電開始から第２色の帯電開始までの期間第２色に対応する帯電ユニットを放電開始未満の電圧に制御するステップと、を備えるカラー画像形成方法。

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