JP6332135B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

複合機のような画像形成装置においては、画像読み取り部で原稿の画像を読み取った後、画像形成部に備えられる感光体に対して読み取った画像を基に光を照射し、感光体上に静電潜像を形成する。その後、現像装置により形成した静電潜像の上に帯電した現像剤を供給して可視画像とした後、用紙に転写し、画像形成装置に備えられる定着装置によって定着させ、装置外に排出する。

ここで、現像装置を備える画像形成装置に関する技術が、特開平５−２１６３３７号公報（特許文献１）、および特開平６−１７５４７２号公報（特許文献２）に開示されている。

特開平５−２１６３３７号公報 特開平６−１７５４７２号公報

フルカラーの画像を形成することができる画像形成装置においては、イエロー、シアン、マゼンタ、およびブラックの各色を重ね合わせて、フルカラーの画像を形成するものがある。フルカラーの画像を形成する際には、一旦、各色に対応して設けられた感光体上にそれぞれの色の画像を形成し、画像形成装置に備えられる中間転写体としての転写ベルト上にそれぞれ一次転写する。すなわち、転写ベルト上で各色の画像を重ね合わせる。その後、転写ベルト上に形成されたフルカラーの画像を用紙に二次転写する。

各色の画像を形成する際に、各色に対応する複数の作像ユニットが設けられる。作像ユニットはそれぞれ、感光体と、感光体を帯電させる帯電ローラーと、感光体に現像剤を供給する現像ローラーとを備える。各作像ユニットの配置については、例えば、４連タンデム方式等、転写ベルトの回転する方向にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に上流側から並べて配置される場合がある。

各色の作像ユニットを有する画像形成装置において、全面に濃度が均一なハーフトーン画像を形成しようとした場合、濃度のムラが発生する場合がある。このような画像が形成される状況は、特に４連タンデム方式の作像ユニットを有する画像形成装置で顕著である。このような状況は、画質向上の観点から、できるだけ避けたいものである。上記した特許文献１〜２に開示の技術では、構造上の問題もあり、好ましくない。

この発明の目的は、画質を向上させた画像形成装置を提供することである。

本願発明者は、全面に濃度が均一なハーフトーン画像を形成する際に生じる濃度のムラについて、感光体を帯電させる際の帯電のムラに着目し、さらに帯電バイアスと現像バイアスとの関係について、以下の傾向があることを見出した。すなわち、画像形成時には、帯電バイアスが印加される帯電ローラーは、現像バイアスが印加される現像ローラーに近接した位置に設けられているため、隣り合う現像ローラーに印加される現像バイアスが交流であった場合に、現像バイアスの静電誘導の影響が表れることを見出した。そして、本願発明者は鋭意検討し、本願発明の構成をするに至った。

すなわち、この発明の一の局面においては、画像形成装置は、転写ベルトと、第一の作像ユニットと、第二の作像ユニットと、第三の作像ユニットと、第四の作像ユニットと、四つのクリーニングブレードと、四つのトナーシールと、一次転写ローラーと、二次転写ローラーと、現像バイアス印加部と、帯電バイアス印加部と、制御部とを備える。転写ベルトは、一方向に回転して、その上に可視画像が一次転写される。第一の作像ユニットは、その表面に静電潜像が形成される第一の感光体、第一の感光体に現像剤を供給する第一の現像ローラー、および第一の感光体を帯電させる第一の帯電ローラーを含む。第一の作像ユニットは、転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する。第二の作像ユニットは、第一の作像ユニットに対して転写ベルトの回転方向において隣り合う位置に設けられている。第二の作像ユニットは、その表面に静電潜像が形成される第二の感光体、第二の感光体に対して第一の作像ユニット側に設けられており第二の感光体に現像剤を供給する第二の現像ローラー、および第二の感光体に対して第一の作像ユニットと逆側に設けられており第二の感光体を帯電させる第二の帯電ローラーを含む。第二の作像ユニットは、転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する。第三の作像ユニットは、転写ベルトの回転方向において第一の作像ユニットに対して逆側で第二の作像ユニットと隣り合う位置に設けられている。第三の作像ユニットは、その表面に静電潜像が形成される第三の感光体、第三の感光体に対して第二の作像ユニット側に設けられており第三の感光体に現像剤を供給する第三の現像ローラー、および第三の感光体に対して第二の作像ユニットと逆側に設けられており第三の感光体を帯電させる第三の帯電ローラーを含む。第三の作像ユニットは、転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する。第四の作像ユニットは、転写ベルトの回転方向において第二の作像ユニットに対して逆側で第三の作像ユニットと隣り合う位置に設けられている。第四の作像ユニットは、その表面に静電潜像が形成される第四の感光体、第四の感光体に対して第三の作像ユニット側に設けられており第四の感光体に現像剤を供給する第四の現像ローラー、および第四の感光体に対して第三の作像ユニットと逆側に設けられており第四の感光体を帯電させる第四の帯電ローラーを含む。第四の作像ユニットは、転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する。一次転写ローラーは、第一の感光体、第二の感光体、第三の感光体、および第四の感光体上に形成された可視画像を転写ベルトに一次転写させる。二次転写ローラーは、転写ベルト上に一次転写された可視画像を記録媒体に二次転写させる。現像バイアス印加部は、第一および第二の現像ローラーに交流の現像バイアスを印加する。帯電バイアス印加部は、第一および第二の帯電ローラーに帯電バイアスを印加する。制御部は、現像バイアス印加部により第一の現像ローラーに印加される第一の現像バイアスの位相と現像バイアス印加部により第二の現像ローラーに印加される第二の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御する。四つのクリーニングブレードは、第一の作像ユニット、第二の作像ユニット、第三の作像ユニット、および第四の作像ユニットのそれぞれに含まれ、第一の感光体、第二の感光体、第三の感光体、および第四の感光体上に残留したトナーをかきとるようにして除去する。四つのトナーシールは、前記第一の感光体、前記第二の感光体、前記第三の感光体、および前記第四の感光体の回転方向においてそれぞれクリーニングブレードよりも上流側に配置され、クリーニングブレードによりかきとられたトナーの漏れを防ぐ。現像バイアス印加部は、第三および第四の現像ローラーに交流の現像バイアスを印加する。帯電バイアス印加部は、第三および第四の帯電ローラーに帯電バイアスを印加する。制御部は、現像バイアス印加部により第三の現像ローラーに印加される第三の現像バイアスの位相と第二の現像バイアスの位相とを逆位相とし、現像バイアス印加部により第四の現像ローラーに印加される第四の現像バイアスの位相と第三の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御する。転写ベルトの回転方向において、第一の現像ローラーと第一の帯電ローラーとの間の距離と、第一の帯電ローラーと第二の現像ローラーとの間の距離とは等しく構成されている。

このような画像形成装置によると、現像バイアス印加部により第一の現像ローラーに印加される第一の現像バイアスの位相と現像バイアス印加部により第二の現像ローラーに印加される第二の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御されているため、第一の現像ローラーと第二の現像ローラーとの間に配置される第一の帯電ローラーが、第一の現像ローラー側および第二の現像ローラー側から受ける静電誘導の影響を低減することができる。したがって、第一の感光体を帯電させる際の帯電のムラを低減させ、画質向上を図ることができる。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置を複合機に適用した場合の複合機を示す図である。 複合機に備えられる画像形成部を示す図である。 画像形成部を構成する部材の配置を簡略して示した図である。 イエローの作像ユニットの構成を示す図である。 画像形成時において第一〜第四の現像ローラーに印加される現像バイアスと経過時間との関係を示すグラフである。 第二の現像ローラーにおいて印加された現像バイアスと第二の帯電ローラーにおいて印加された帯電バイアスを測定して表したグラフである。 第二の現像ローラーにおいて印加された現像バイアスと第二の帯電ローラーにおいて印加された帯電バイアスを測定して表したグラフである。 この発明の他の実施形態に係る複合機に備えられる画像形成部を構成する部材の配置を簡略して示した図である。

以下、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置を複合機に適用した場合の複合機を示す図である。図２は、複合機１１に備えられる画像形成部１５を示す図である。図３は、画像形成部１５を構成する部材の配置を簡略して示した図である。

図１〜図３を参照して、複合機１１は、制御部１２と、操作部１３と、画像読み取り部１４と、画像形成部１５と、用紙セット部１９と、排出トレイ３０とを備える。

制御部１２は、複合機１１全体の制御を行う。操作部１３は、複合機１１側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面（不図示）を含む。操作部１３は、印刷部数や階調性等の画像形成の条件や電源のオンまたはオフを入力させる。画像読み取り部１４は、セット位置にセットされた原稿を読み取り位置に搬送する原稿搬送装置としてのＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）２２を含む。画像読み取り部１４は、ＡＤＦ２２または載置台上にセットされた原稿の画像を読み取る。用紙セット部１９は、手差しで用紙をセットする手差しトレイ２８やサイズの異なる複数枚の用紙を収納可能な給紙カセット群２９を含む。用紙セット部１９は、画像形成部１５に供給する用紙をセットさせる。画像形成部１５は、画像読み取り部１４により読み取られた画像やネットワークを介して送信された画像データを基に、搬送されてきた用紙に画像を形成する。画像形成部１５により画像を形成された用紙は、排出トレイ３０に排出される。

次に、複合機１１に備えられる画像形成部１５の構成について、さらに詳細に説明する。

画像形成部１５は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各４色にそれぞれ対応する第一の作像ユニット４１ａ、第二の作像ユニット４１ｂ、第三の作像ユニット４１ｃ、および第四の作像ユニット４１ｄと、露光装置としてのＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｅｒ Ｕｎｉｔ）３１と、中間転写体としての転写ベルト３２と、各作像ユニット４１ａ〜４１ｄに対応して設けられる四つの一次転写ローラー３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを含む一次転写ユニット３４と、二次転写ローラー３５と、現像バイアス印加部３８と、帯電バイアス印加部３９とを含む。ＬＳＵ３１については、一点鎖線で概略的に示している。なお、複合機１１は、いわゆる四連タンデム形式の画像形成部１５を備えることとなる。

イエローの可視画像を形成する第一の作像ユニット４１ａは、その表面に静電潜像が形成される第一の感光体４２ａ、第一の感光体４２ａにイエローの現像剤を供給する第一の現像ローラー４３ａ、および第一の感光体４２ａを帯電させる第一の帯電ローラー４４ａを含む。シアンの可視画像を形成する第二の作像ユニット４１ｂは、その表面に静電潜像が形成される第二の感光体４２ｂ、第二の感光体４２ｂにシアンの現像剤を供給する第二の現像ローラー４３ｂ、および第二の感光体４２ｂを帯電させる第二の帯電ローラー４４ｂを含む。マゼンタの可視画像を形成する第三の作像ユニット４１ｃは、その表面に静電潜像が形成される第三の感光体４２ｃ、第三の感光体４２ｃにマゼンタの現像剤を供給する第三の現像ローラー４３ｃ、および第三の感光体４２ｃを帯電させる第三の帯電ローラー４４ｃを含む。ブラックの可視画像を形成する第四の作像ユニット４１ｄは、その表面に静電潜像が形成される第四の感光体４２ｄ、第四の感光体４２ｄにブラックの現像剤を供給する第四の現像ローラー４３ｄ、および第四の感光体４２ｄを帯電させる第四の帯電ローラー４４ｄを含む。

現像バイアス印加部３８は、第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄにそれぞれ現像バイアスを印加する。現像バイアス印加部３８は、交流（ＡＣ）および直流（ＤＣ）の双方の現像バイアスを印加することができる。現像バイアス印加部３８は、交流のみの印加も可能であるし、交流に直流を重畳された形で印加することも可能である。また、現像バイアス印加部３８は、第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄのそれぞれについて、個別に現像バイアスを印加することができる。すなわち、例えば、交流の現像バイアスを印加する場合、現像バイアス印加部３８は、第一の現像ローラー４３ａに印加する現像バイアスの位相と、第二の現像ローラー４３ｂに印加する現像バイアスの位相とを異ならせることができる。なお、現像バイアスについて、ＤＣにＡＣを重畳させる構成とすると、トナーの現像性を精密にコントロールすることができるため、画質向上の観点から有効である。

帯電バイアス印加部３９は、第一〜第四の帯電ローラー４４ａ〜４４ｄにそれぞれ現像バイアスを印加する。帯電バイアス印加部３９は、交流および直流の双方の現像バイアスの印加が可能である。なお、帯電バイアスについては、ＤＣのみの印加とすることが好ましい。これは、感光層、すなわち、感光体膜の膜削れを低減することができると共にオゾン発生量の低減、帯電音の低減、現像との周波数の干渉の解消を図ることができるためである。

ここで、イエローの作像ユニット４１ａの構成について説明する。図４は、イエローの作像ユニット４１ａの構成を示す図である。図４を参照して、イエローの作像ユニット４１ａは、第一の感光体４２ａと、第一の現像ローラー４３ａと、第一の帯電ローラー４４ａと、第一の除電ランプ４５ａと、第一のトナーシール４６ａと、第一のクリーニングブレード４７ａとを含む。第一の現像ローラー４３ａは、帯電したトナーを現像バイアスといった高電圧によって第一の感光体４２ａ側に移動させる。第一の帯電ローラー４４ａは、金属のシャフトの周りに導電性のゴムを設けたローラーである。第一の帯電ローラー４４ａは、シャフトに印加された電圧である帯電バイアスによる近傍放電にて第一の感光体４２ａの表面を帯電させる。第一の除電ランプ４５ａは、一次転写ローラー３３ａによる一次転写の後、第一の感光体４２ａ上の残留電荷を除電する。第一のクリーニングブレード４７ａは、除電後、第一の感光体４２ａ上に残留したトナー５０をかきとるようにして除去する。第一のトナーシール４６ａは、第一のクリーニングブレード４７ａによりかきとられたトナーの漏れを防ぐ。なお、シアンの作像ユニット４１ｂ、マゼンタの作像ユニット４１ｃ、およびブラックの作像ユニット４１ｄも、イエローの作像ユニット４１ａと同様の構成であるため、それらの説明を省略する。

第一〜第四の作像ユニット４１ａ〜４１ｄは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に、図２および図３中の矢印Ｄ_１の方向で示す転写ベルト３２の回転方向の上流側から配置されている。すなわち、上流側から第一の作像ユニット４１ａ、第二の作像ユニット４１ｂ、第三の作像ユニット４１ｃ、第四の作像ユニット４１ｄの順に配置されている。最下流側に第四の作像ユニット４１ｄが配置される。

また、第一〜第四の作像ユニット４１ａ〜４１ｄを構成する部材の配置としては、以下のように構成されている。すなわち、第一の現像ローラー４３ａは、第一の感光体４２ａに対して第二の作像ユニット４１ｂと逆側に設けられている。第一の帯電ローラー４４ａは、第一の感光体４２ａに対して第二の作像ユニット４１ｂ側に設けられている。第二の現像ローラー４３ｂは、第二の感光体４２ｂに対して第一の作像ユニット４１ａ側に設けられている。第二の帯電ローラー４４ｂは、第二の感光体４２ｂに対して第一の作像ユニット４１ａと逆側に設けられている。第三の現像ローラー４３ｃは、第三の感光体４２ｃに対して第二の作像ユニット４１ｂ側に設けられている。第三の帯電ローラー４４ｃは、第三の感光体４２ｃに対して第二の作像ユニット４１ｂと逆側に設けられている。第四の現像ローラー４３ｄは、第四の感光体４２ｄに対して第三の作像ユニット４１ｃ側に設けられている。第四の帯電ローラー４４ｄは、第四の感光体４２ｄに対して第三の作像ユニット４１ｃと逆側に設けられている。

第一の作像ユニット４１ａについて、転写ベルト３２の回転方向において、第一の現像ローラー４３ａと第一の帯電ローラー４４ａとの間の距離は、第一の帯電ローラー４４ａと第二の現像ローラー４３ｂとの間の距離よりも短く構成されている。すなわち、第一の現像ローラー４３ａの中心４８ａと第一の帯電ローラー４４ａの中心４９ａとの距離をＬ_１とし、第一の帯電ローラー４４ａの中心４９ａと第二の現像ローラー４３ｂの中心４８ｂとの距離をＬ_２とすると、Ｌ_１＜Ｌ_２となるよう構成されている。具体的には、Ｌ_１として、２００ｍｍが選択され、Ｌ_２として４００ｍｍが選択される。なお、他の現像ローラー４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、および他の帯電ローラー４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの関係についても同様である。

第一〜第四の帯電ローラー４４ａ〜４４ｄはそれぞれ、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄを所定の電位に帯電させる。ＬＳＵ３１は、画像読み取り部１４によって読み取った画像を基に、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄに対してそれぞれ露光する。露光された各色の成分の光を基に、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄ上にそれぞれ静電潜像が形成される。第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄ上に形成された静電潜像に第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄからそれぞれ各色の現像剤、具体的には、トナーが供給される。各色のトナーが第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄ上にそれぞれ供給されて、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄ上にそれぞれ各色のトナーによる可視画像を形成される。このようにして第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄ上に形成されたトナーによる可視画像は、転写ベルト３２に一次転写される。

転写ベルト３２は、無端状である。転写ベルト３２は、駆動ローラー３６ａ、および従動ローラー３６ｂによって一方向に回転する。転写ベルト３２の回転方向は、図２および図３中の矢印Ｄ_１で示される。すなわち、転写ベルト３２の回転方向については、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄが設けられている下方領域においては、左側から右側に向かう方向、その逆の上方領域においては、右側から左側に向かう方向である。転写ベルト３２の回転方向において、第一〜第四の作像ユニット４１ａ〜４１ｄのうち、イエローの可視画像を形成する第一の作像ユニット４１ａが最も上流側に配置されており、ブラックの可視画像を形成する第四の作像ユニット４１ｄが最も下流側に配置されている。なお、転写ベルト３２は、上流側から下流側に向かって回転するものとする。

四つの一次転写ローラー３３ａ〜３３ｄはそれぞれ、転写ベルト３２を介して各色の感光体４２ａ〜４２ｄに対向する位置に配置される。一次転写ユニット３４によって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の第一〜第四の作像ユニット４１ａ〜４１ｄにより形成されたトナーによる可視画像が転写ベルト３２に一次転写される。具体的には、一次転写ローラー３３ａ〜３３ｄのそれぞれに一次転写バイアスを印加することによって、第一〜第四の作像ユニット４１ａ〜４１ｄにより形成されたトナーによる可視画像が、転写ベルト３２の表面に一次転写される。この時に、各色の画像が転写ベルト３２に重ねられて、転写ベルト３２上にフルカラーの画像が形成される。

二次転写ローラー３５は、転写ベルト３２を介して、従動ローラー３６ｂと対向する位置に設けられる。画像形成部１５は、二次転写ローラー３５と転写ベルト３２の表面とが当接する位置に記録媒体としての用紙を搬送するための用紙搬送路３７ａを備える。また、画像形成部１５は、二次転写された用紙を不図示の定着ユニット側へ搬送するための用紙搬送路３７ｂを備える。給紙カセット２３ａ〜２３ｃが位置する上流側となる用紙搬送路３７ａから、二次転写ローラー３５と転写ベルト３２の表面とが当接する位置に用紙が供給される。用紙の搬送のタイミングに合わせて、二次転写ローラー３５へのトナーと逆の極性の二次転写バイアスが印加される。二次転写ローラー３５への二次転写バイアスの印加により、転写ベルト３２の表面上に形成されたトナーによる可視画像が、供給された用紙側に電気的に引き寄せられ、用紙に二次転写される。トナーによる可視画像が転写された用紙は、用紙搬送路３７ｂを利用して図示しない定着ユニットまで搬送される。

ここで、画像形成時には、現像バイアス印加部３８により、第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄに対して、交流の現像バイアスが印加される。また、帯電バイアス印加部３９により、第一〜第四の帯電ローラー４４ａ〜４４ｄに対して、直流の帯電バイアスが印加される。そして、制御部１２は、現像バイアス印加部３８により第一の現像ローラー４３ａに印加される第一の現像バイアスの位相と現像バイアス印加部３８により第二の現像ローラー４３ｂに印加される第二の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御する。また、画像形成時には、制御部１２は、現像バイアス印加部３８により第三の現像ローラー４３ｃに印加される第三の現像バイアスの位相と第二の現像バイアスの位相とを逆位相とし、現像バイアス印加部３８により第四の現像ローラー４３ｄに印加される第四の現像バイアスの位相と第三の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御する。すなわち、この場合、第一の現像バイアスの位相と第二の現像バイアスの位相とは逆位相となり、第一の現像バイアスの位相と第三の現像バイアスの位相とは同位相となり、第二の現像バイアスの位相と第四の現像バイアスの位相とは同位相となる。

図５は、画像形成時において第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄに印加される現像バイアスと経過時間との関係を示すグラフである。図５において、横軸は経過時間を示し、縦軸は印加される現像バイアスを示す。第一の現像ローラー４３ａに印加される第一の現像バイアスを線５１ａで示す。第二の現像ローラー４３ｂに印加される第二の現像バイアスを線５１ｂで示す。第三の現像ローラー４３ｃに印加される第三の現像バイアスを線５１ｃで示す。第四の現像ローラー４３ｄに印加される第四の現像バイアスを線５１ｄで示す。

図５を参照して、時間Ｔ_０で画像形成が開始し、時間Ｔ_１から第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄに交流の現像バイアスが現像バイアス印加部３８により印加される。ここで、線５１ａ〜５１ｄに示されるように、第一の現像ローラー４３ａには、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２に至るまでマイナスの現像バイアスが印加される。一方、第二の現像ローラー４３ｂには、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２に至るまでプラスの現像バイアスが印加される。また、第三の現像ローラー４３ｃには、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２に至るまでマイナスの現像バイアスが印加される。一方、第四の現像ローラー４３ｄには、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２に至るまでプラスの現像バイアスが印加される。

時間Ｔ_２に達すると、第一の現像ローラー４３ａには、時間Ｔ_２から時間Ｔ_３に至るまで今度はプラスの現像バイアスが印加される。一方、第二の現像ローラー４３ｂには、時間Ｔ_２から時間Ｔ_３に至るまで今度はマイナスの現像バイアスが印加される。また、第三の現像ローラー４３ｃには、時間Ｔ_２から時間Ｔ_３に至るまでプラスの現像バイアスが印加される。一方、第四の現像ローラー４３ｄには、時間Ｔ_２から時間Ｔ_３に至るまでマイナスの現像バイアスが印加される。

時間Ｔ_３に達すると、第一の現像ローラー４３ａには、時間Ｔ_３から時間Ｔ_４に至るまで再びマイナスの現像バイアスが印加される。一方、第二の現像ローラー４３ｂには、時間Ｔ_３から時間Ｔ_４に至るまで再びプラスの現像バイアスが印加される。また、第三の現像ローラー４３ｃには、時間Ｔ_３から時間Ｔ_４に至るまで再びマイナスの現像バイアスが印加される。一方、第四の現像ローラー４３ｄには、時間Ｔ_３から時間Ｔ_４に至るまで再びプラスの現像バイアスが印加される。

このようにして、時間Ｔ_４、時間Ｔ_５、時間Ｔ_６にそれぞれ達すると、交互にプラス、マイナスを切り替えて、現像バイアス印加部３８により、それぞれの現像ローラー４３ａ〜４３ｄに現像バイアスが印加される。この現像バイアスの印加は、画像形成が終了するまで行われる。

このような複合機１１によると、現像バイアス印加部３８により第一の現像ローラー４３ａに印加される第一の現像バイアスの位相と現像バイアス印加部３８により第二の現像ローラー４３ｂに印加される第二の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御されているため、第一の現像ローラー４３ａと第二の現像ローラー４３ｂとの間に配置される第一の帯電ローラー４４ａが、第一の現像ローラー４３ａ側および第二の現像ローラー４３ｂ側から受ける静電誘導の影響を低減することができる。したがって、第一の感光体４２ａを帯電させる際の帯電のムラを低減させ、画質向上を図ることができる。同様に、第二の現像ローラー４３ｂと第三の現像ローラー４３ｃとの間に配置される第二の帯電ローラー４４ｂが、第二の現像ローラー４３ｂ側および第三の現像ローラー４３ｃ側から受ける静電誘導の影響を低減することができる。また、第三の現像ローラー４３ｃと第四の現像ローラー４３ｄとの間に配置される第三の帯電ローラー４４ｃが、第三の現像ローラー４３ｃ側および第四の現像ローラー４３ｄ側から受ける静電誘導の影響を低減することができる。したがって、第一〜第三の感光体４２ａ〜４２ｃを帯電させる際の帯電のムラを低減させ、画質向上を図ることができる。

この場合、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄを、比較的濃度ムラが発生しやすいと言われている正帯電単層ＯＰＣの感光体とした場合でも、濃度ムラの発生を抑制して、画質を向上させることができる。

また、この場合、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄを、比較的濃度ムラが発生しやすいと言われている膜厚３０μｍの感光体とした場合でも、濃度ムラの発生を抑制して、画質を向上させることができる。したがって、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄの感光層の膜厚を、少なくとも２０μｍ以上４０μｍ以下、好ましくは２５μｍ以上３５μｍ以下として、画質の向上を図ることができる。

次に、静電誘導の影響について説明する。図６および図７は、第二の現像ローラー４３ｂにおいて印加された現像バイアスと第二の帯電ローラー４４ｂにおいて印加された帯電バイアスを測定して表したグラフである。図６および図７に示す場合においては、第一〜第四の現像ローラー４３ａ〜４３ｄに全て同位相の交流の現像バイアスを印加している。図６中の線５２ａは、第二の現像バイアスを示し、図６中の線５３ａは、第二の帯電ローラー４４ｂに印加される第二の帯電バイアスを示す。図７中の線５２ｂは、第二の現像バイアスを示し、図７中の線５３ｂは、第二の帯電バイアスを示す。

なお、この場合の試験条件については、以下の通りである。複合機１１として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のＴＡＳＫａｌｆａ２５５０Ｃｉ改造機を用いた。また、画像形成の条件について、システム速度を１６０ｍｍ／秒、第一〜第四の感光体４２ａ〜４２ｄを正帯電単層型ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ドラム（φ３０ｍｍ、膜厚３０μｍ、感光層結着樹脂分子量５５０００）、第一〜第四の帯電ローラー４４ａ〜４４ｄをφ１２ｍｍのエピクロルヒドリンゴム製のローラー、帯電バイアス印加部３９による印加電圧を＋１４００ＶのＤＣ定電圧、表面電位を＋５００Ｖ、現像方式をＡＣ＋ＤＣ印加現像による２成分現像方式、現像バイアス印加部３８による印加電圧を＋３２０ＶのＤＣ（１ｋＶｐｐ（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）と１．３５ｋＶｐｐの２種類、３．２ＫＨｚ）、クリーニングブレード４７ａをウレタンゴム製で厚み２．０ｍｍ（ＪＩＳ−Ａ硬度が７５度、反発弾性が２３℃において３０％、ヤング率９．５ＭＰａ）のものとした。

まず、図６を参照して、この場合、所定の周期で、交流の現像バイアスが印加されている。図６中の長さＭ_１で示すＶｐｐは、１．０ｋＶである。この場合に、帯電バイアスは、直流の帯電バイアスを印加しているにも関わらず、図６中の長さＮ_１で示す振幅で増減している。この振幅は、２７Ｖである。

次に、図７を参照して、この場合、所定の周期で、交流の現像バイアスが印加されている。図７中の長さＭ_２で示すＶｐｐは、１．３５ｋＶである。この場合に、帯電バイアスは、直流の帯電バイアスを印加しているにも関わらず、図７中の長さＮ_２で示す振幅で増減している。この振幅は、３２Ｖである。

帯電バイアスの振幅と濃度ムラのレベルとの関係について説明する。表１は、帯電バイアスの振幅と濃度ムラのレベルとの関係を示す表である。表１中において、「劣悪」とは、３２℃／８０％の高温高湿環境、２３℃／５０％の常温常湿環境、１０℃／１５％の低温低湿環境のいずれでも、濃度ムラが明確に発生した場合を示している。「劣る」とは、高温高湿環境では、濃度ムラが発生しなかったが、常温常湿環境、低温低湿環境のいずれでも、濃度ムラが明確に発生した場合を示している。「良好」とは、高温高湿環境、および常温常湿環境では濃度ムラが発生しなかったが、低温低湿環境では、濃度ムラが若干発生した場合を示している。「優良」とは、高温高湿環境、常温常湿環境、低温低湿環境のいずれでも、濃度ムラが発生しなかった場合を示している。なお、低温低湿環境の方が、他の環境よりも、転写バイアスの影響が感光層に残留しやすいため、濃度ムラが発生しやすい。

表１を参照して、図７に示す場合、すなわち、帯電バイアスの振幅が３２Ｖの場合では、濃度ムラのレベルとして「劣悪」となる。また、図６に示す場合、すなわち、帯電バイアスの振幅が２７Ｖの場合では、濃度ムラのレベルとして「劣る」となる。

一方、上記した図５に示す構成とした場合、すなわち、制御部１２によって、第一の現像バイアスの位相と第二の現像バイアスの位相とは逆位相とし、第一の現像バイアスの位相と第三の現像バイアスの位相とは同位相とし、第二の現像バイアスの位相と第四の現像バイアスの位相とは同位相とする構成とした場合、帯電バイアスの振幅は、１８Ｖとなり、濃度ムラのレベルとして「良好」となる。

なお、上記の実施の形態において、最も下流側に位置する第四の現像ローラー４３ｄにより印加される第四の現像バイアスを、第一、第二、および第三の現像バイアスよりも小さくするよう制御するようにしてもよい。こうすることにより、逆位相により相殺される影響の少ない第四の帯電ローラー４４ｄによる静電誘導の影響を少なくすることができる。この場合、第四の帯電ローラー４４ｄについては、下流側に現像ローラーが設けられていないため、帯電バイアスが増減するおそれは少なく、また、その程度も少ないものであり、濃度ムラが発生しにくいものである。

また、上記の実施の形態において、転写ベルト３２の回転方向において、第一の現像ローラー４３ａと第一の帯電ローラー４４ａとの間の距離は、第一の帯電ローラー４４ａと第二の現像ローラー４３ｂとの間の距離よりも短く構成されていることとしたが、これに限らず、転写ベルト３２の回転方向において、第一の現像ローラー４３ａと第一の帯電ローラー４４ａとの間の距離と、第一の帯電ローラー４４ａと第二の現像ローラー４４ｂとの間の距離とが等しくなるよう構成してもよい。

図８は、この場合の画像形成部２０を構成する部材の配置を簡略して示した図である。図８は、図３に相当する。

図８を参照して、この発明の他の実施形態に係る複合機に備えられる画像形成部２０は、イエローの可視画像を形成する第一の作像ユニット５４ａと、シアンの可視画像を形成する第二の作像ユニット５４ｂと、マゼンタの可視画像を形成する第三の作像ユニット５４ｃと、ブラックの可視画像を形成する第四の作像ユニット５４ｄとを含む。第一の作像ユニット５４ａは、その表面に静電潜像が形成される第一の感光体５５ａ、第一の感光体５５ａに現像剤を供給する第一の現像ローラー５６ａ、および第一の感光体５５ａを帯電させる第一の帯電ローラー５７ａを含む。第二の作像ユニット５４ｂは、その表面に静電潜像が形成される第二の感光体５５ｂ、第二の感光体５５ｂに現像剤を供給する第二の現像ローラー５６ｂ、および第二の感光体５５ｂを帯電させる第二の帯電ローラー５７ｂを含む。第三の作像ユニット５４ｃは、その表面に静電潜像が形成される第三の感光体５５ｃ、第三の感光体５５ｃに現像剤を供給する第三の現像ローラー５６ｃ、および第三の感光体５５ｃを帯電させる第三の帯電ローラー５７ｃを含む。第四の作像ユニット５４ｄは、その表面に静電潜像が形成される第四の感光体５５ｄ、第四の感光体５５ｄに現像剤を供給する第四の現像ローラー５６ｄ、および第四の感光体５５ｄを帯電させる第四の帯電ローラー５７ｄを含む。

ここで、第一の作像ユニット５４ａについて、転写ベルト３２の回転方向において、第一の現像ローラー５６ａと第一の帯電ローラー５７ａとの間の距離は、第一の帯電ローラー５７ａと第二の現像ローラー５６ｂとの間の距離と等しく構成されている。すなわち、第一の現像ローラー５６ａの中心５８ａと第一の帯電ローラー５７ａの中心５９ａとの距離をＬ_３とし、第一の帯電ローラー５７ａの中心５９ａと第二の現像ローラー５６ｂの中心５８ｂとの距離をＬ_４とすると、Ｌ_３＝Ｌ_４となるよう構成されている。具体的には、Ｌ_３およびＬ_４として３００ｍｍが選択される。なお、他の現像ローラー５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、および他の帯電ローラー５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとの関係についても同様である。このような構成は、転写ベルト３２の回転方向において、例えば、図３に示す場合と比較して、第一〜第四の現像ローラー５６ａ〜５６ｄをそれぞれ第一〜第四の感光体５５ａ〜５５ｄ側に近づけると共に、第一〜第四の帯電ローラー５７ａ〜５７ｄをそれぞれ第一〜第四の感光体５５ａ〜５５ｄの中心から遠ざける方向に配置させることにより実現することができる。

再び、表１を参照して、制御部１２によって、第一の現像バイアスの位相と第二の現像バイアスの位相とは逆位相とし、第一の現像バイアスの位相と第三の現像バイアスの位相とは同位相とし、第二の現像バイアスの位相と第四の現像バイアスの位相とは同位相とする構成とし、図９に示す配置構成とした場合、帯電バイアスの振幅は、３Ｖとなり、濃度ムラのレベルとして「優良」となる。

以上より、このような構成の複合機１１は、画質の向上を図ることができる。

なお、上記の実施の形態において、最も下流側に位置する第四の現像ローラー４３ｄにより印加される第四の現像バイアスを、第一、第二、および第三の現像バイアスよりも小さくするよう制御するようにしてもよい。こうすることにより、逆位相により相殺される影響の少ない第四の帯電ローラー４４ｄによる静電誘導の影響を少なくすることができる。

また、上記の実施の形態においては、第一の作像ユニット４１ａをイエローの作像ユニットとし、第二の作像ユニットをシアンの作像ユニットとすることとしたが、これに限らず、第一の作像ユニット４１ａ、および第二の作像ユニット４１ｂにおいて、隣り合う他の色同士の組み合わせとしてもよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係る画像形成装置は、画質の向上が要求される場合に、特に有効に利用される。

１１ 複合機、１２ 制御部、１３ 操作部、１４ 画像読み取り部、１５，２０ 画像形成部、１９ 用紙セット部、２２ ＡＤＦ、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 給紙カセット、２８ 手差しトレイ、２９ 給紙カセット群、３０ 排出トレイ、３１ ＬＳＵ、３２ 転写ベルト、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 一次転写ローラー、３４ 一次転写ユニット、３５ 二次転写ローラー、３６ａ 駆動ローラー、３６ｂ 従動ローラー、３７ａ，３７ｂ 用紙搬送路、３８ 現像バイアス印加部、３９ 帯電バイアス印加部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ 作像ユニット、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ 感光体、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ 現像ローラー、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ 帯電ローラー、４５ａ 除電ランプ、４６ａ トナーシール、４７ａ クリーニングブレード、４８ａ，４８ｂ，４９ａ，５８ａ，５８ｂ，５９ａ 中心、５０ トナー、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ 線。

Claims (5)

1. 一方向に回転して、その上に可視画像が一次転写される転写ベルトと、
   その表面に静電潜像が形成される第一の感光体、前記第一の感光体に現像剤を供給する第一の現像ローラー、および前記第一の感光体を帯電させる第一の帯電ローラーを含み、前記転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する第一の作像ユニットと、
   前記第一の作像ユニットに対して前記転写ベルトの回転方向において隣り合う位置に設けられており、その表面に静電潜像が形成される第二の感光体、前記第二の感光体に対して前記第一の作像ユニット側に設けられており前記第二の感光体に現像剤を供給する第二の現像ローラー、および前記第二の感光体に対して前記第一の作像ユニットと逆側に設けられており前記第二の感光体を帯電させる第二の帯電ローラーを含み、前記転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する第二の作像ユニットと、
   前記転写ベルトの回転方向において前記第一の作像ユニットに対して逆側で前記第二の作像ユニットと隣り合う位置に設けられており、その表面に静電潜像が形成される第三の感光体、前記第三の感光体に対して前記第二の作像ユニット側に設けられており前記第三の感光体に現像剤を供給する第三の現像ローラー、および前記第三の感光体に対して前記第二の作像ユニットと逆側に設けられており前記第三の感光体を帯電させる第三の帯電ローラーを含み、前記転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する第三の作像ユニットと、
   前記転写ベルトの回転方向において前記第二の作像ユニットに対して逆側で前記第三の作像ユニットと隣り合う位置に設けられており、その表面に静電潜像が形成される第四の感光体、前記第四の感光体に対して前記第三の作像ユニット側に設けられており前記第四の感光体に現像剤を供給する第四の現像ローラー、および前記第四の感光体に対して前記第三の作像ユニットと逆側に設けられており前記第四の感光体を帯電させる第四の帯電ローラーを含み、前記転写ベルト上に一次転写される可視画像を形成する第四の作像ユニットと、
   前記第一の感光体、前記第二の感光体、前記第三の感光体、および前記第四の感光体上に形成された前記可視画像を前記転写ベルトに一次転写させる一次転写ローラーと、
   前記転写ベルト上に一次転写された前記可視画像を記録媒体に二次転写させる二次転写ローラーと、
   前記第一および前記第二の現像ローラーに交流の現像バイアスを印加する現像バイアス印加部と、
   前記第一および前記第二の帯電ローラーに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部と、
   前記現像バイアス印加部により前記第一の現像ローラーに印加される第一の現像バイアスの位相と前記現像バイアス印加部により前記第二の現像ローラーに印加される第二の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御する制御部と、
   前記第一の作像ユニット、前記第二の作像ユニット、前記第三の作像ユニット、および前記第四の作像ユニットのそれぞれに含まれ、前記第一の感光体、前記第二の感光体、前記第三の感光体、および前記第四の感光体上に残留したトナーをかきとるようにして除去する四つのクリーニングブレード、および前記第一の感光体、前記第二の感光体、前記第三の感光体、および前記第四の感光体の回転方向においてそれぞれ前記クリーニングブレードよりも上流側に配置され、前記クリーニングブレードによりかきとられたトナーの漏れを防ぐ四つのトナーシールを備え、
   前記現像バイアス印加部は、前記第三および前記第四の現像ローラーに交流の現像バイアスを印加し、
   前記帯電バイアス印加部は、前記第三および前記第四の帯電ローラーに帯電バイアスを印加し、
   前記制御部は、前記現像バイアス印加部により前記第三の現像ローラーに印加される第三の現像バイアスの位相と前記第二の現像バイアスの位相とを逆位相とし、前記現像バイアス印加部により前記第四の現像ローラーに印加される第四の現像バイアスの位相と前記第三の現像バイアスの位相とを逆位相とするよう制御し、
   前記転写ベルトの回転方向において、前記第一の現像ローラーと前記第一の帯電ローラーとの間の距離と、前記第一の帯電ローラーと前記第二の現像ローラーとの間の距離とは等しく構成されている、画像形成装置。
2. 前記帯電バイアス印加部により印加される帯電バイアスは、直流である、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一の感光体および前記第二の感光体は共に、正帯電型の単層のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第一の感光体および前記第二の感光体の感光層の膜厚は、２０μｍ以上４０μｍ以下である、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第四の作像ユニットは、前記転写ベルトの回転方向において最も下流側に配置されており、
   前記制御部は、前記第四の現像バイアスを、前記第一、前記第二、および前記第三の現像バイアスよりも小さくするよう制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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