JP2009098452A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなり、それだけ画像濃度の点で良好な画像を形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１、帯電器２、画像露光装置３及び現像器４を含む複数の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫが記録媒体搬送ベルト７に沿って順次配置され、画像形成部ごとに像担持体上トナー像を記録媒体Ｓへ転写する転写器５が設けられている画像形成装置Ｐ。２以上の転写器７に共通転写電源Ｐ３から転写バイアスが印加される。共通転写電源Ｐ３から転写バイアスが印加される転写器５に対応する画像形成部のそれぞれにおいては、記録媒体Ｓの介在なくして転写器５から転写電荷が流れ込む像担持体１の表面部分について、そこに形成されるトナー画像の濃度が許容範囲内のものになるように帯電器２による予めの帯電電位が制御される。
【選択図】図４

Description

本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置には、モノクロ画像形成装置のほか、２色以上のカラー画像を形成できるカラー画像形成装置がある。

カラー画像形成装置は種々のタイプのものが知られているが、その中に、回転駆動される例えば感光体のような像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写バイアス印加のもとに転写する転写器が設けられている画像形成装置がある。

この画像形成装置は、複数の画像形成部の順次配置状態からタンデム型カラー画像形成装置と通称されているとともに、各画像形成部において像担持体上に形成されるトナー像は、記録媒体搬送ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ直接転写されることから、直接転写型或いは直転型のカラー画像形成装置とも呼ばれている。このように転写されたトナー像又は多重トナー像は通常定着装置により記録媒体へ加熱加圧下に定着される。

このタイプの画像形成装置では、各転写器に対しそれぞれ転写電源を設け、各転写電源から対応する転写器へ転写バイアスを印加することができるが、画像形成装置の構成の簡素化、低コスト化の要請に応えるため、２以上の転写器について共通の転写電源を設け、該共通転写電源からそれら転写器のそれぞれに転写バイアスを印加することも行われている。

例えば特開平１１−１８４２７０号公報や特開２００１−２５５７６１号公報には、直接転写型のタンデム型カラー画像形成装置において、トナー像を形成する複数の像担持体のそれぞれから該像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写するにあたり、各像担持体に対応して設けられた複数の転写手段のそれぞれに、それら複数の転写手段に共通の一つの直流電源から転写バイアスを印加することが記載されている。

特開平１１−１８４２７０号公報記載の画像形成装置では、各転写手段に共通転写電源から同一の転写バイアスが印加され、特開２００１−２５５７６１号公報記載の画像形成装置では、共通転写電源から各転写手段に、ツエナダイオードによる電圧調整を利用して、各転写手段に応じた転写バイアスが印加される。

特開平１１−１８４２７０号公報 特開２００１−２５５７６１号公報

しかしながら、回転駆動される像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写する転写器が設けられている画像形成装置においては、次の問題がある。

各画像形成部においては、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分が生じる。
例えば複数枚の記録媒体（記録紙等）に順次画像形成する場合、１枚目の記録媒体が記録媒体搬送ベルトの走行に伴って各画像形成部及びそれに対応する転写器へ到来するに先立って、該各画像形成部及び転写器は、通常、画像形成のために記録媒体到来前から動作しており、従って、記録媒体の介在なくして転写器からベルトを介して像担持体へ転写電荷が流れ込む状態が発生し、このようにして、各画像形成部において像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分が生じる。

また、複数枚の記録媒体は所定の間隔をおいて順次搬送されるから、記録媒体間では、記録媒体の介在なくして転写器からベルトを介して像担持体へ転写電荷が流れ込む状態が発生するし、複数枚の記録媒体のうち最後の記録媒体が各画像形成部及び転写器を離れて行くときも、その最後の記録媒体が最後の画像形成部及びそれに対応する転写器を通過し終わるまでは、通常、各画像形成部及び転写器は動作し続けるから、このときも、記録媒体の介在なくして転写器からベルトを介して像担持体へ転写電荷が流れ込む状態が発生し、このようにして各画像形成部において像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分が生じる。

このとき、複数の転写器のうち２以上の転写器について共通の転写電源が設けられ、該共通転写電源からそれら転写器のそれぞれにトナー像転写のために予め定められた転写バイアスが印加されるように構成されていると、それら転写器から記録媒体の介在無しに転写電荷が流れ込む像担持体の表面部分には記録媒体が介在しない分過剰の転写電荷が流れ込むことになる。共通転写電源が採用されているために、過剰の転写電荷の流れ込みを防ぐように転写器ごとに転写バイアスを調整することはできない。

このように過剰の転写電荷が流れ込む像担持体表面部分についても、帯電器による帯電電位、画像露光装置による露光、現像器における現像バイアス等が画像形成のために設定された正規の（通常の）もののままである場合、過剰転写電荷のために、正規画像露光設定のもとでの画像露光により得られる静電潜像が、所謂「深くなる」という現象が生じ、その深くなった静電潜像には所期のトナー付着量より多量のトナーが付着して画像濃度が所期のものより高くなっしまい（換言すれば、過剰転写電荷による「像担持体メモリ・ノイズ」が発生してしまい）、画像品質が低下する、という問題が生じる。

ここで静電潜像が「深くなる」について例を挙げて説明する。
例えば、正規の画像形成においては、帯電器による像担持体の正規帯電電位が−６００Ｖ、正規画像露光設定のもとでの画像露光による露光部電位が−５０Ｖ程度とし、この露光部電位−５０Ｖ程度の部分に正規現像バイアス−４００Ｖで負帯電性トナーを付着させて現像を行い、トナー像を形成し、このトナー像を転写バイアス＋３０００Ｖが印加された転写器にて記録媒体へ転写する場合において、記録媒体の介在無くして転写器から像担持体へ該転写バイアス＋３０００Ｖのもとに転写電荷が流れ込む像担持体表面部分についても、正規の画像形成の場合と同じ条件で帯電器による帯電を行い、画像露光装置による画像露光を施すと、露光部電位が過剰な転写電荷の流れ込みによる像担持体表面電位のプラス側への低下のために所期の−５０Ｖ程度よりプラス側へ低下する（例えば−２０Ｖになる）。このような現象が静電潜像が「深くなる」の１例である。このように電位が正規のものよりプラス側へ低下した露光部分には正規現像バイアス−４００Ｖのもとで負帯電性トナーを付着させるとトナーはより多く付着し、画像濃度が高くなってしまう。このような現象は、特に、ハーフ画像等における孤立ドット画像で顕著になる。

そこで本発明は、回転駆動される像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写する転写器が設けられており、該転写器のうち少なくとも二つについては、それら転写器に共通に設けられた共通転写電源からトナー像転写のための転写バイアスが印加される画像形成装置であって、該共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー画像についても画像濃度が予め定めた許容範囲内のものとなり、それだけ画像濃度の点で良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、
回転駆動される像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写する転写器が設けられており、該転写器のうち少なくとも二つについては、それら転写器に共通に設けられた共通転写電源からトナー像転写のための転写バイアスが印加される画像形成装置であり、
前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいては、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分については、該転写バイアスが該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度を予め定めた許容範囲の濃度より高くするものであるときは、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように、前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位が制御され、該帯電電位の制御においては、該像担持体表面部分の前記帯電器による帯電電位が画像形成のための正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位に設定され、且つ、該正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位として、該転写器から記録媒体を介して像担持体へ転写電荷が流れ込むとした場合に該像担持体へ流れ込む転写電荷に対し過剰の流れ込み転写電荷を中和する電位が設定される画像形成装置を提供する。

ここで「予め定めた許容範囲内のトナー画像濃度」とは、転写器と像担持体との間に記録媒体搬送ベルト及び記録媒体が介在する状態で正規の転写バイアスのもとに該転写器か転写電荷が流れ込む該像担持体の表面部分に、帯電器による帯電電位、画像露光装置による露光、現像器における現像バイアス等が画像形成のために設定された正規のもの（通常のもの）の状態で形成されるトナー画像の濃度と同等程度或いは実用上同程度と見做して差し支えない程度の画像濃度である。
また、「転写バイアスが記録媒体の介在無くして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度を予め定めた許容範囲の濃度より高くするものである」か否かは、例えば、予め実験等により把握しておくことができる。

本発明に係る画像形成装置によると、共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいては、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分については、該転写バイアスが該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度を予め定めた許容範囲の濃度より高くするものであるときは、該像担持体表面部分の帯電器による帯電電位が画像形成のための正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位に設定され、且つ、該正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位として、該転写器から記録媒体を介して像担持体へ転写電荷が流れ込むとした場合に像担持体へ流れ込む転写電荷に対し過剰の流れ込み転写電荷を中和する電位が設定され、これにより、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成される静電潜像が所期のものより深くなってしまうことが防がれ、かくして、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものに制御され、それだけ画像濃度の点で良好な画像が形成される。

上記の「像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分について、該像担持体表面部分の帯電器による帯電電位を画像形成のための正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位に設定し、且つ、該正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位として、該転写器から記録媒体を介して像担持体へ転写電荷が流れ込むとした場合に像担持体へ流れ込む転写電荷に対し過剰の流れ込み転写電荷を中和する電位を設定する」帯電電位制御は、像担持体表面移動方向において転写器より上流側で予め行ってもよく、転写器より下流側で、転写器通過後の像担持体表面部分に対して行ってもよい。

ところで、像担持体上に形成されるトナー像の記録媒体への転写に要求される転写電荷は、周囲の温湿度環境、記録媒体の種類（例えばその厚さ）等の状況に応じて異なってくるので、前記共通転写電源から転写器へ印加される転写バイアスが、状況に応じて複数の転写バイアスのなかから選択されるようになっている場合がある。そして、選択される転写バイアスよっては、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に関して、帯電器による帯電電位を大きく設定し、且つ、該転写バイアス電圧値に応じて該帯電電位の大きさを変動させた方が望ましい場合もある。

そこで、前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいて像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分について、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように行う前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位制御は、該共通転写電源から転写器へ出力される転写バイアスに応じて行ってもよい。

また、このように帯電電位制御を行うに当たっての転写バイアスの把握については、例えば、共通転写電源から転写器へ印加される転写バイアスが、採用する記録媒体及び周囲温湿度環境を含む転写バイアス調整要素に応じて予め設定されている場合には、該転写バイアス調整要素に基づいて把握してもよい。

記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分への転写電荷の流れ込み量（転写電流）は、像担持体が感光体である場合、その感光層の厚みが薄くなってくると増加する傾向がある。

そこで、前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおける前記像担持体が回転駆動される感光体である場合には、
該共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいて像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分について、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように行う前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位制御は、該感光体の感光層の厚みが予め定めた厚み以下であるときには行うようにしてもよい。
ここで感光層の「予め定めた厚み以下の厚み」とは、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー像の濃度が前記予め定めた許容範囲の濃度より高くなる厚みである。

感光体の感光層の厚みは感光体の使用が重なると減少してくるから、感光層の厚みは、感光体の累積回転数のカウントにより把握してもよい。このようなカウントは、例えば画像形成装置の動作を制御する制御部に行わせればよく、感光層の厚みが予め定めた厚み以下か否かの判断も同制御部に行わせることができる。

記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の１枚目の記録媒体については、その記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれに到来するまでに要する時間は、記録媒体搬送方向において下流側の画像形成部ほど長くなり、従って記録媒体搬送方向において下流側の画像形成部におけるほど、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が像担持体に流れ込む時間が長くなる、という場合には、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分の帯電器による帯電電位の制御は次のように行うことが望ましい。

すなわち、記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の１枚目の記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれに到来するに先立って該各画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から（記録媒体搬送ベルトを介して）転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に対して行う帯電器による帯電電位の制御では、記録媒体搬送方向において上流側の画像形成部より下流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値を大きく設定することが望ましい。

また、記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の最後の記録媒体については、その記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれから離れていくタイミングは記録媒体搬送方向において上流側の画像形成部ほど早く、従って、記録媒体搬送方向において上流側の画像形成部におけるほど、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が像担持体に流れ込む時間が長くなる、という場合には、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分の帯電器による帯電電位の制御は次のように行うことが望ましい。

すなわち、記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の最後の記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれから離れていく際に該各画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から（記録媒体搬送ベルトを介して）転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に対して行う帯電器による帯電電位の制御では、記録媒体搬送方向において下流側の画像形成部より上流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値を大きく設定することが望ましい。

以上説明したように本発明によると、
回転駆動される像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写する転写器が設けられており、該転写器のうち少なくとも二つについては、それら転写器に共通に設けられた共通転写電源からトナー像転写のための転写バイアスが印加される画像形成装置であって、該共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー画像についても画像濃度が予め定めた許容範囲内のものとなり、それだけ画像濃度の点で良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。図１に示す画像形成装置は、タンデム型のカラー画像形成装置（ここではプリンタ）である。

このプリンタＰは、駆動ローラ７１とこれに対向するローラ７２に巻き掛けられた無端の記録媒体搬送ベルト７を有している。ベルト７は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ７１により図中反時計方向（図中矢印方向α）に回される。
このベルトは図示省略の電源から電圧が印加されることで記録媒体Ｓを静電吸着し、ベルトの走行にともなって搬送することができる。記録媒体Ｓについては後述する。

対向ローラ７２にはベルト７上のトナー等をクリーニングブレードで除去清掃するクリーニング装置７３が臨んでいる。

駆動ローラ７１の外側上方には定着装置９が配置されており、対向ローラ７２の下方にはタイミングローラ対８が配置されており、さらにその下方に、記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。記録媒体Ｓは本例では記録紙である。

定着装置９はハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録紙Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対８へ供給することができる。

記録媒体搬送ベルト７を巻き掛けたローラ７１、７２の間には、ベルト７に沿って、ローラ７２から７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、画像露光装置３、現像器４及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。感光体１にはベルト７を間にして転写器５が配置されている。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、感光体駆動モータＭ（図２参照）にて図中時計方向回りに回転駆動される。
各画像形成部における帯電器２は、それには限定されないが、本例では帯電ローラであり、所定のタイミングで帯電用電源Ｐ１（図２参照）から帯電用の電圧が印加される。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体１にドット露光を施こし、静電潜像を形成することができる。

各画像形成部における現像器４は、それには限定されないが本例では、負帯電性トナーを用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、現像バイアス電源Ｐ２（図２参照）から負極性の現像バイアスが印加される現像ローラ４１で反転現像することができる。

各画像形成部に対応する転写器５は、本例では転写ローラであり、ベルト７の走行に従動回転できる。また、これら転写ローラ５には、共通の転写電源（転写バイアス電源）Ｐ３（図１、図２参照）から同一の転写バイアスを印加することができるようになっている。該転写バイアスはトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（本例では正極性のバイアス）である。

プリンタＰにおける各部は図２に示すように画像形成装置の動作を制御する制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作する。制御部Ｃｏｎｔには図示省略のパーソナルコンピュータ、イメージスキヤナ、フアクシミリ機等からプリンタＰで形成すべき画像の情報が入力される。

プリンタＰによると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
以下に像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとって説明する。

イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成する。すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電ローラ２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に画像露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施されてイエロー静電潜像が形成され、これが現像器４にて現像バイアスのもとに現像され、かくして感光体１上にイエロートナー像が形成される。
所定時間ずつ遅れて、マゼンタ画像形成部Ｍにおいても感光体１上にマゼンタトナー像が形成開始され、シアン画像形成部Ｃにおいて感光体１上にシアントナー像が形成開始され、ブラック画像形成部Ｋにおいて感光体１上にブラックトナー像が形成開始される。

一方、記録媒体収容カセット１０から記録紙Ｓが媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対８へ供給される。タイミングローラ対８は、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫにおいて順次時間差をおいて形成開始される各色トナー像が記録紙Ｓ上に重ねて転写されるように記録紙Ｓを記録媒体搬送ベルト７へ供給する。

記録媒体Ｓはベルト７に静電吸着され、ベルトの走行にともなって各画像形成部の感光体１とそれに臨んでいる転写ローラ５との間にベルト７とともに挟まれつつ搬送され、その間に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が順次記録紙Ｓに転写され、且つ、それらトナー像が重ねて転写される。

各画像形成部における感光体１上のトナー像の記録紙Ｓへの転写は、共通転写電源Ｐ３から各転写ローラ５へ同じ転写バイアスが印加されることで行われる。

このようにして多重トナー像が形成された記録紙Ｓは定着装置９に通され、そこでトナー像が加熱加圧下に定着され、その後、媒体排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＤＴに排出される。

トナー像の記録紙Ｓへの転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置６で清掃され、ベルト７上に残留することがあるトナー等はクリーニング装置７３にて清掃される。

以上説明したように画像形成されるのであるが、このプリンタＰでは、構造の簡素化、低価格化のために、共通転写電源Ｐ３から各転写ローラ５へ同じ転写バイアスが印加されるようになっている。
そのため、各画像形成部においては、感光体１表面のうち記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分（より正確にいえば、記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５からベルト７のみを介して転写電荷が流れ込む感光体表面部分）が生じる。図３にはその例として、マゼンタ画像形成部Ｍにおいて、そのような感光体表面部分１１が生じる様子を示している。

このとき、記録紙Ｓの介在無しに転写電荷が流れ込む感光体表面部分（図３では表面部分１１）には記録紙が介在しない分、過剰の転写電荷が流れ込むことになる。
このように過剰の転写電荷が流れ込む感光体表面部分についても、帯電ローラ２による帯電電位、画像露光装置３による露光、現像器４における現像バイアス等が画像形成のために設定された正規の（通常の）もののままであると、過剰転写電荷のために、正規画像露光設定のもとでの画像露光により得られる静電潜像が、所謂「深くなる」という現象が生じ、その深くなった静電潜像には所期のトナー付着量より多量のトナーが付着して画像濃度が所期のものより高くなっしまい（換言すれば、過剰転写電荷による感光体メモリ・ノイズが発生してしまい）、画像品質が低下する、という問題が生じる。

具体例を挙げてもう少し説明すると、各画像形成部における感光体１上のトナー像を記録紙Ｓに転写するために転写ローラ５へ印加すべき転写バイアスは、記録媒体搬送ベルト７の電気抵抗値、周囲温湿度環境、記録媒体の種類（例えば厚さ）にもよるが、概ね２ｋＶ〜３．５ｋＶ程度である。ベルト７の電気抵抗が高く（例えば表面抵抗率が５×１０¹⁰Ω／□程度）、低温低湿環境（１０℃以下、１５％ＲＨ以下程度）で、且つ、記録媒体が葉書等の厚紙であるときは、転写バイアスとして３．５ｋＶ程度が要求される。一般的には、転写バイアスが３．０ｋＶを超えてくる状態で記録媒体の介在無くして転写ローラ５から感光体１へ転写電荷が流れ込むと、過剰の転写電荷の流れ込みが生じ、そのために、その感光体表面部分を電源Ｐ１から正規の帯電電圧が印加される帯電ローラ２で帯電させても、該感光体表面部分の電位が低下し、表面電位が低下した部分に形成されるトナー像の濃度が濃くなり、感光体メモリ・ノイズが発生してしまう。

また、感光体メモリ・ノイズは、画像形成を重ねることで感光層が薄くなった感光体（特に感光層１５μｍ以下の感光体）で発生し易く、特に、ハーフ画像（特に孤立点のハーフ画像）で発生しやすい。

そこでプリンタＰでは、各画像形成部において、記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分については、電源Ｐ３からの転写バイアスが該感光体表面部分に形成されるトナー画像の濃度を予め定めた許容範囲の濃度より高くするものであるときは、感光体回転方向において転写ローラ５の上流側で帯電ローラ２にて感光体１のその表面部分を予め帯電させるにあたり、その帯電電位が、画像形成のための正規の（通常の）帯電電位と同極性で、それより絶対値の大きい帯電電位となるように、且つ、該帯電電位は、記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５から感光体表面部分へ流れ込む前記過剰の転写電荷を中和する電位となるように、帯電ローラ２へ帯電電圧を印加する帯電電源Ｐ１の出力が制御部Ｃｏｎｔにて制御される。

図４のタイミングチャートは、このような感光体表面電位の制御例を示している。図４に示すように、ベルト７が感光体１に記録紙Ｓの介在無くして臨む紙間等においては、記録紙の介在無くして転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分については、帯電ローラ２による該部分の帯電電位（負極性）を過剰転写電荷を中和するように予め負側へ大きく設定するようにしている。

かくして、記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分に形成されるトナー画像の濃度も、ベルト７だけでなく記録紙Ｓも介在する状態で転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分について、正規の帯電電位、画像露光及び現像バイアス等のもとに形成されるトナー画像の濃度と同等程度或いは実用上同程度と見做して差し支えない程度の画像濃度となり、それだけ画像濃度の点で良好な画像が形成される。

このような帯電電源Ｐ１の出力制御は、共通転写電源Ｐ３から転写ローラ５へ印加される転写バイアスの大きさに応じて行われる。また、プリンタＰでは、感光体１の感光層の厚みが予め定めた厚み（例えば１５μｍ以下）のときにも行われる。感光層の厚みが減少してくると静電容量が増し、感光体メモリ・ノイズが発生し易くなるからである。
感光体１の感光層の厚みは感光体１の累積回転数に応じて定まってくるから、制御部Ｃｏｎｔにおいて感光体１の累積回転数を把握することで検出され、且つ、予め定めた厚みか否かも制御部Ｃｏｎｔで判断される。

転写バイアスについては、例えば、帯電用電源Ｐ１から帯電ローラ２へ正規帯電電圧−１ｋＶを印加したときの感光体１表面の帯電電位が−６００Ｖ程度となる場合には、そのままの帯電電位の感光体表面部分がベルト７と直接接触すると、転写ローラ５に共通転写電源Ｐ３から印加される転写バイアスが＋３２００Ｖ以上では、過剰な転写電荷の流れ込みのために「感光体メモリ・ノイズ」が発生する。

次表に示すように、感光体表面電位Ｖｏを紙間等に相当する感光体表面部分だけさらに−２００Ｖ（マイナス方向へ２００Ｖ）シフトしてＶｏ＝−８００Ｖとすると、転写バイアスが＋３２００Ｖまでは「感光体メモリ・ノイズ」が発生しなくなる（表中「○」印。表中「×」は発生ありを示す）。さらに、感光体表面電位Ｖｏを紙間等に相当する感光体表面部分だけ−５００Ｖシフトすると、転写バイアスが＋３６００Ｖまでは「感光体メモリ・ノイズ」が発生しなくなる。

転写バイアス（Ｖ） 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000
紙間 Ｖｏ正規 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × × ×
紙間 Ｖｏ-200V ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × ×
紙間 Ｖｏ-500V ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ×

上表からも分かるとおり、感光体メモリ・ノイズは、転写バイアス電圧が高くなるほど発生しやすくなるので、転写バイアス電圧値に応じて、感光体表面電位設定を変えることが望ましい。転写バイアス電圧が＋３２００Ｖのときは、記録紙無くして転写電荷が流れ込む感光体表面部分の帯電ローラ２による帯電電位を−２００Ｖ変化させ、転写バイアス電圧が＋３６００Ｖのときは、同感光体表面部分の帯電電位を−５００Ｖ変化させるなど、転写バイアスの電圧値の大小に合わせて、記録紙無くして転写電荷が流れ込む感光体表面部分の帯電ローラ２による帯電電位を変化させることが望ましい。

プリンタＰでは、制御部Ｃｏｎｔは、上表に従い、転写バイアスが＋３０００Ｖ以下では、記録紙無くして転写電荷が流れ込む感光体表面部分の帯電ローラ２による帯電電位を正規の（通常の）ものから変化させない。例えば、高湿環境（60％ＲＨ以上）下や、薄い記録紙を使用するとき等には、要求される転写バイアスは＋３０００Ｖを超えることはなく、制御部Ｃｏｎｔは共通転写電源Ｐ３を制御して転写バイアスを＋３０００Ｖ以下の予め実験等により定めた電位に設定する。このようなときには、制御部Ｃｏｎｔは、記録紙無くして転写電荷が流れ込む感光体表面部分の帯電ローラ２による帯電電位を正規のものから変化させない。
なお、制御部Ｃｏｎｔは、図示省略の温湿度検出センサにて把握され、制御部Ｃｏｎｔに入力される周囲の温度湿度情報や、画像情報を入力してくる図示省略のコンピュータ等において設定される、用いる記録媒体の種類（例えば、厚紙か、薄紙か等）等から、予めそれら条件に対応させて定められて制御部Ｃｏｎｔに記憶された転写バイアスを把握し、把握した転写バイアスに応じて感光体帯電電位を制御することができる。

また、制御部Ｃｏｎｔは、図５に示すように、記録紙１枚に画像形成する場合の該１枚の記録紙又は複数枚の記録紙に順次画像形成する場合の１枚目の記録紙が共通転写電源Ｐ３から転写バイアスが印加される転写ローラ５に対応する画像形成部のそれぞれに到来するに先立って該各画像形成部において、記録紙の介在なくして転写ローラ５からベルト７のみをを介して転写電荷が流れ込む感光体１の表面部分に対して行う帯電ローラ２による帯電電位の制御では、図６に例示するように、記録紙搬送方向において上流側の画像形成部より下流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値を大きく設定する。

記録紙１枚に画像形成する場合の該１枚の記録紙又は複数枚の記録紙に順次画像形成する場合の最後の記録紙が共通転写電源Ｐ３から転写バイアスが印加される転写ローラ５に対応する画像形成部のそれぞれから離れていく際に該各画像形成部において、記録紙Ｓの介在なくして転写ローラ５からベルト７を介して転写電荷が流れ込む感光体１表面部分に対して行う帯電ローラ２による帯電電位の制御では、記録媒体搬送方向において下流側の画像形成部より上流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値を大きく設定すればよい。

以上説明したプリンタＰでは、四つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの転写ローラ５全てに対して共通の転写電源Ｐ３を設けたが、図７に例示するように、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像形成部Ｙ、Ｍ及びＣにおける転写ローラ５については共通の転写電源Ｐ３’を設け、これら画像形成部においては、図１の画像形成装置の場合と同様に記録紙の介在無くして転写ローラ５から転写電荷が流れ込む感光体表面部分に対する予めの帯電電位制御を行い、ブラック画像形成部については、その転写ローラ５へ転写バイアスを印加する電源Ｐ４の出力を制御部Ｃｏｎｔで制御することで、画像形成部Ｋにおける感光体メモリ・ノイズの発生を抑制すればよい。

本発明は、タンデム型カラー画像形成装置のように複数の画像形成部を備え、さらに、各画像形成部で形成されるトナー像を転写器にて記録媒体へ直接的に転写するタイプの画像形成装置であって、各画像形成部対応の転写器に共通転写電源から転写バイアスが印加される画像形成装置において、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に形成されるトナー画像についても画像濃度が予め定めた許容範囲内のものとなり、それだけ画像濃度の点で良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１に示す画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。 記録媒体の介在無くして転写ローラから感光体へ転写電荷が流れ込むことがあることを示す図である。 記録媒体の介在無くして転写ローラから転写電荷が流れこむ感光体表面部分について、その表面部分を予め帯電させる帯電ローラへの帯電電源からの出力制御（換言すれば感光体帯電電位制御）の例を示すタイミングチャートである。 １枚の記録媒体に画像形成するときの該１枚の記録媒体或いは複数枚の記録媒体に画像形成する場合における１枚目の記録媒体が到来する前に記録媒体の介在無くして転写ローラから感光体へ転写電荷が流れこむことがあることを示す図である。 図５に示すようにして１枚の或いは１枚目の記録媒体の介在無くして転写ローラから転写電荷が流れこむ感光体表面部分について、その表面部分を予め帯電させる帯電ローラへの帯電電源からの出力制御（換言すれば感光体帯電電位制御）の例を示すタイミングチャートである 転写ローラのうち三つについて共通転写電源を採用する画像形成装置例の概略を示す図である。

符号の説明

Ｐ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
Ｐ１ 感光体帯電用の電源
２ 帯電ローラ
３ 画像露光装置
４ 現像器
４１ 現像ローラ
Ｐ２ 現像バイアス電源
５ 転写ローラ
Ｐ３ 共通転写電源
６ クリーニング装置
７ 記録媒体搬送ベルト
７１ 駆動ローラ
７２ 対向ローラ
７３ クリーニング装置
８ タイミングローラ対
９ 定着装置
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 媒体供給ローラ
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
ＤＴ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体

Claims (7)

1. 回転駆動される像担持体、該像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による像担持体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置及び該静電潜像を担当色トナーで現像してトナー像を形成する現像器を含む複数の画像形成部が記録媒体搬送ベルトに沿って順次配置されているとともに該各画像形成部ごとに該画像形成部の像担持体に前記ベルトを介して臨み、該ベルトの走行に伴って搬送される記録媒体へ該像担持体上のトナー像を転写する転写器が設けられており、該転写器のうち少なくとも二つについては、それら転写器に共通に設けられた共通転写電源からトナー像転写のための転写バイアスが印加される画像形成装置であり、
   前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいては、像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分については、該転写バイアスが該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度を予め定めた許容範囲内の濃度より高くするものである場合には、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように、前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位が制御され、該帯電電位の制御においては、該像担持体表面部分の前記帯電器による帯電電位が画像形成のための正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位に設定され、且つ、該正規の帯電電位と同極性で該正規帯電電位の絶対値より大きい絶対値の電位として、該転写器から記録媒体を介して像担持体へ転写電荷が流れ込むとした場合に該像担持体へ流れ込む転写電荷に対し過剰の流れ込み転写電荷を中和する電位が設定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいて像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分について、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように行う前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位制御は、該共通転写電源から転写器へ出力される転写バイアスに応じて行われる請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記共通転写電源から前記転写器へ印加される転写バイアスが、採用する記録媒体及び周囲温湿度環境を含む転写バイアス調整要素に応じて予め設定されており、該転写バイアスは、該転写バイアス調整要素に基づいて把握される請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおける前記像担持体は回転駆動される感光体であり、
   該共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれにおいて像担持体表面のうち記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分について、該像担持体表面部分に形成されるトナー画像の濃度が予め定めた許容範囲内のものとなるように行う前記帯電器による該像担持体表面部分の帯電電位制御は、該感光体の感光層の厚みが予め定めた厚み以下であるときには行われる請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記感光体の感光層の厚みは感光体の累積回転数のカウントにより把握される請求項４記載の画像形成装置。
6. 記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の１枚目の記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれに到来するに先立って該各画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に対して行う帯電器による帯電電位の制御では、記録媒体搬送方向において上流側の画像形成部より下流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値が大きく設定される請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 記録媒体１枚に画像形成する場合の該１枚の記録媒体又は複数枚の記録媒体に順次画像形成する場合の最後の記録媒体が前記共通転写電源から転写バイアスが印加される転写器に対応する画像形成部のそれぞれから離れていく際に該各画像形成部において、記録媒体の介在なくして転写器から転写電荷が流れ込む像担持体表面部分に対して行う帯電器による帯電電位の制御では、記録媒体搬送方向において下流側の画像形成部より上流側の画像形成部におけるほど帯電電位の絶対値が大きく設定される請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。

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