JP2003280318A

JP2003280318A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JP2003280318A
Application number: JP2002082814A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsunemi; 常見　　健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の画像形成ユニットを有する（4Ｄな
ど）画像形成装置において、黒などの単色モード時の他
の非画像形成ユニットでのトナー付着・キャリア付着を
防止する。【解決手段】非画像形成ユニットにおいて、少なくと
もクリーニング〜現像間で前露光か画像露光手段を用い
て露光を行なうと同時に、現像バイアスのＤＣ成分ある
いは実効値を制御する（単色モード時に転写ベルト・中
間転写ベルトの脱着をしないで機械で有効）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の像担持体を含
む複数の画像形成ユニットを有する電子写真方式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図は、本実施の形態に係る画像形成装置
（本実施の形態では、４つの感光ドラムを一列に配置し
たインライン方式のフルカラー画像形成装置）を示す概
略構成図である。

【０００３】この画像形成装置は、イエロー色の画像を
形成する画像形成部３０Ｙと、マゼンタ色の画像を形成
する画像形成部３０Ｍと、シアン色の画像を形成する画
像形成部１０Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形
成部３０Ｋの４つの画像形成部を備えており、これらの
４つの画像形成部（画像形成ユニット）は一定の間隔を
おいて一例に配置されている。

【０００４】各画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３
０Ｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム１ａ、
１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。各感光ドラム１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、１次帯電器２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、１
次転写ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、クリー
ニング装置（クリーニングブレード）７ａ、７ｂ、７
ｃ、７ｄがそれぞれ設置されており、１次帯電器２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間
の上方にはそれぞれ露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが
設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに
は、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタ
トナー、ブラックトナーが収納されている。

【０００５】各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの下
部には、各１次転写部Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４にて無端
状の中間転写ベルト２３が当接している。中間転写ベル
ト２３は、駆動ローラ２４、テンションローラ２５、２
次転写対向ローラ２６間に張架されており、駆動ローラ
２４の駆動によって矢印方向（反時計方向）に回転され
る。中間転写ベルト２３の抵抗としては、体積低効率で
１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍのものが好ましく、ウレタン
系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹
脂のものや、シリコーンゴムやヒドリンゴム等の弾性材
料や、これらにカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整
を行なったもの等を用いることができる。本実施の形態
では、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積低効
率を１０ ^１１Ω・ｃｍに調整した厚み０．５ｍｍとした
中間転写ベルト２３を用いた。

【０００６】１次転写ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄは、中抵抗（１ＫＶ印加時のニップ形成での実抵
抗が１０^６〜１０^１０Ω）の弾性部材を芯金に被覆して
構成されており、各１次転写ニップ部Ｎ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ４にて中間転写ベルト２３を介して各感光ドラム
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接している。２次転写対向
ローラ２６は、中間転写ベルト２３を介して２次転写ロ
ーラ２７と当接して、２次転写部Ｍを形成している。２
次転写ローラ２７は、中間転写ベルト２３に接離自在に
設置されている。

【０００７】中間転写ベルト２３の外側の駆動ローラ２
４近傍には、中間転写ベルト２３表面に残った転写残ト
ナーを除去し回収するベルトクリーニング装置２８が設
置されている。２次転写部Ｍの転写材Ｐの搬送方向下流
側には、定着ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂを有する
定着装置１８が設置されている。

【０００８】次に上記画像形成装置による画像形成動作
について説明する。

【０００９】画像形成動作開始信号が発せられると、転
写材（用紙）Ｐが一枚ずつ送り出され、レジストローラ
１７まで搬送される。その後、各画像形成部３０Ｙ、３
０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが画像の形成を開始するタイミン
グに合わせてレジストローラ１７は回転を始める。

【００１０】一方、各画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０
Ｃ、３０Ｋでは、画像形成動作開始信号が発せられる
と、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光ド
ラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ１次帯電器２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって一様に負極性に帯電され
る。そして露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、入力さ
れるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図
示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号で
あるレーザ光を帯電された各感光ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成す
る。

【００１１】そして、先ず感光ドラム１ａ上に形成され
た静電潜像に、感光ドラム１ａの帯電極性（負極性）と
同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａの現像
スリーブ９ａによりイエローのトナーを付着させて、ト
ナー像として可視像化する。このイエローのトナー像
は、１次転写部Ｎ１にて１次転写バイアス電源（不図
示）から１次転写バイアス（トナーと逆極性（正極
性））が印加された１次転写ローラ２２ａにより、回転
している中間転写ベルト２３上に１次転写される。

【００１２】イエローのトナー像が転写された中間転写
ベルト２３は画像形成部３０Ｍ側に回転される。そし
て、画像形成部３０Ｍにおいても、前記同様にして感光
ドラム１ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転
写ベルト２３上のイエローのトナー像上に重ね合わせ
て、１次転写部Ｎ２にて転写される。

【００１３】以下、同様にして中間転写ベルト２３上に
重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画
像形成部３０Ｃ、３０Ｋの感光ドラム１ｃ、１ｄで形成
されたシアン、ブラックのトナー像を１次転写部Ｎ３、
Ｎ４にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中
間転写ベルト２３上に形成する。

【００１４】そして、中間転写ベルト２３上のフルカラ
ーのトナー像先端が２次転写部Ｍに移動されるタイミン
グに合わせて、レジストローラ１７により転写材Ｐを２
次転写部Ｍに搬送して、この転写材Ｐに、２次転写バイ
アス（トナーと逆極性（正極性））が印加された２次転
写ローラ２７によりフルカラーのトナー像が一括して２
次転写される。

【００１５】フルカラーのトナー像が形成された転写材
Ｐは定着装置１８に搬送されて、定着ローラ１８ａと加
圧ローラ１８ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー
像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後、外部
に排出される。

【００１６】上記した１次転写時において、感光ドラム
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に残留している１次転写残ト
ナーは、クリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによ
って除去されて回収される。また、２次転写後に中間転
写ベルト２３上に残った２次転写算トナーは、ベルトク
リーニング装置２８によって除去されて回収される。

【００１７】上記の画像形成装置を用いてフルカラーの
画像形成が可能であるが、出力したい画像が黒単色であ
る場合には、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成
ユニットを使用する必要は無くなる。したがって、例え
ば中間転写ベルトに接離機構を設けて黒単色モード時に
は中間ベルトと黒の感光ドラム１ｄのみが接触するよう
にし、他のステーションの感光ドラムとは離間すると共
に感光ドラムの回転、帯電も止めるようにする構成も考
えられる。しかしながら、この構成には次のような欠点
がある。

【００１８】コストアップ中間転写ベルトに接離機構を設けて、フルカラーモード
と単色モードとで位置を切り換える必要がある。

【００１９】そのために部品点数が増加してコストアッ
プすると共に信頼性も低下する。また、ベルトの清掃部
材を設ける場合にはベルトがどの位置にあっても性能を
満足することができるように設置する必要があり設計の
自由度が限定されることになる。

【００２０】プロダクティビティの低下出力したい原稿にカラー画像と黒単色画像が混在してい
る場合、原稿が変わる毎に中間転写ベルトの接離を制御
する必要がある。すなわち、カラー画像の次の黒画像が
来る場合にはベルトを離間しなければならない。そのた
めにモーター等を使って位置を変え、ベルトの状態が安
定してから次の黒画像の画像形成を始める必要がある。
また、黒画像の次にカラー画像が来る場合は逆に離間し
ていたベルトを元の状態に戻す必要がある。その動作と
ベルトの安定に時間がかかる。さらに、２次転写終了前
にこれらの接離動作をしてしまうとベルトの挙動が不安
定になり、２次転写時に画像が乱れてしまうため、接離
動作は２次転写終了後に行なう必要がある。従って、カ
ラー画像の後に黒画像が来る時には、画像後端がマゼン
タ画像形成終了して２次転写までの間はベルトの接離も
次の画像形成動作にも入れず、待つだけになってしま
う。

【００２１】すなわち、カラー画像でも黒画像でも混在
していなければ例えば１分間に３０枚出力できるものが
半分に減ってしまうということになってしまう。

【００２２】一方、ベルトの接離をしない場合は、画像
の種類に関係なくすべての画像形成部で画像形成動作を
行なう。ただし、例えば黒単色画像の場合には他のマゼ
ンタ、シアン、イエローの各ステーションの画像露光は
されないことになる。従って、黒単色画像の割合が高い
と、他のステーションでは画像形成を行なっていないの
にもかかわらず、一次帯電器からはオゾンを発生し、か
つドラムやその他の部品にダメージを与えて部品寿命を
短くしてしまうことになる。その対策として、画像形成
を行なっていないステーションでは一次帯電バイアスを
オフにする方法があり、フルカラープリンタの一部では
広く使われている。

【００２３】また、この時は感光ドラムは回転している
ため、現像ニップ部で現像したりカブリトナーが付着し
ないように現像バイアスも制御されている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ここで
問題になるのは、一次帯電バイアスをオフにした時は、
例えばクリーニングブレードとの摩擦帯電によって感光
ドラムが帯電してしまうことがあり、その当接状態は感
光ドラムの偏芯や感光層の膜厚ムラ、削れムラ、ブレー
ドの真直度等によって必ずしも一様ではないために摩擦
帯電電位にもムラが生じることになる。したがって、現
像バイアスを制御しても、感光ドラム上の場所によって
トナーが現像されてしまったり、さらにキャリアが付着
してしまうことがある。特に感光ドラムにキャリアが付
着してしまうと、それがクリーニングブレード部に達し
てブレードエッジを欠けさせてクリーニング不良、ひい
ては画像不良といった問題などが生じる。

【００２５】上記問題は中間転写ベルトを用いた場合だ
けではなく転写材担持体としての転写ベルトを用いた場
合にも同様である。また、一次帯電手段として帯電ロー
ラ等の接触帯電装置もしくは近接帯電手段等を用いた場
合も同じである。

【００２６】従って、本出願の目的は、複数の像担持体
を含む複数の画像形成ユニットを有する多色画像形成装
置において、単色画像形成モード時の画像形成を必要と
しないステーションの像担持体である感光体電位を安定
化させてトナー付着を防止すると共に、各部品の寿命を
なるべく長くするように制御することで長期にわたって
安定した画像を得ることである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、
本出願に係る第１の発明は、複数の像担持体を含む複数
の画像形成ユニットを有する多色画像形成装置におい
て、１つの画像形成ユニットのみを用いて画像形成を行
なう単色画像形成モードの場合には、その他の画像形成
ユニット（非画像形成ユニット）の像担持体に前露光手
段か画像露光手段を用いて露光を行なうと共に、現像装
置に印加する現像バイアスのＤＣ成分あるいは実効値の
値を制御することを特徴とする。

【００２８】上記構成により、非画像形成ユニットの像
担持体の現像装置における表面電位の均一性が向上し、
トナーやキャリアの付着を防止できる。従って、単色画
像形成をする場合に、他色のトナーが微量付着するいわ
ゆるカブリ現象が抑制される。また、キャリアが付着す
ると、クリーニングエッジにダメージを与えてクリーニ
ング不良をおこして画像不良に致るが、根本的にキャリ
ア付着を起こさないようにしてクリーニング不良、画像
不良を防止できる。

【００２９】また、この時、一次帯電バイアスを完全に
オフにしていれば、コロナ帯電器を用いている場合には
放電によるオゾン発生、オゾン被爆による周辺部品の劣
化を防止でき、また放電生成物等によるワイヤ汚れも発
生しないため一次帯電装置の寿命も向上する。また、特
に接触式帯電装置において顕著であるが、像担持体表面
層の耐久による削れも抑制することができる。詳しいメ
カニズムは明らかになっていないが、この現象は接触帯
電手段と像担持体表面との微少ギャップ部分で発生する
放電エネルギーによって像担持体表面の分子鎖を切断す
るなど分子構造にダメージを与えた後にクリーニングブ
レードで分子間力が弱くなった表面を少しずつ削ってい
くと考えられる。接触式帯電装置において削れ量が比較
的多いのは、放電量、オゾン発生量ともコロナ帯電装置
に比べて少ないが、極所的に集中しているために密度と
しては大きいためと考えられる。従って、一次帯電装置
のオン／オフによって像担持体の削れ量は大きく異な
り、像担持体は回転していても一次帯電装置をオフにす
ることによって寿命を大きく延ばすことができる。

【００３０】また、本出願に係る第２の発明は、複数の
像担持体を含む複数の画像形成ユニットを有する多色画
像形成ユニットにおいて、１つの画像形成ユニットのみ
を用いて画像形成を行なう単色画像形成モードの場合に
は、その他の画像形成ユニット（非画像形成ユニット）
の像担持体を一度一次帯電装置により通常の画像形成
時とは違う一次帯電バイアスにより帯電させた後に画
像露光手段を用いて露光を行なうと共に、現像装置に印
加する現像バイアスのＤＣ成分あるいは実効値の値を制
御することを特徴とする。

【００３１】上記構成は、第１の発明と異なり、非画像
形成ユニットの一次帯電装置はオンとするものであり、
一度所定の電位に帯電させた上で露光して電位を落すこ
とにより、帯電電位の均一性はより向上する。ここで、
一次帯電装置に印加する一次帯電バイアスを通常の画像
形成時よりも弱くする、あるいは、通常ＡＣ＋ＤＣバイ
アスであるのをＤＣだけにするなどの方法により上記し
たような像担持体の削れによる寿命短縮などの弊害は抑
制することができる。

【００３２】また、本出願に係る第３の発明は、各画像
形成ユニットのうち、単色画像形成モード時には画像形
成を行なうことの無い画像形成ユニットは、少なくとも
磁性粒子を用いるキャリアと樹脂粉末であるトナーの２
つを現像剤として含有する２成分現像剤を用いる２成分
現像装置を有することを特徴とする。

【００３３】上記構成において、像担持体上に付着する
ことによってクリーニング不良、画像不良を引き起こす
原因となる像担持体へのキャリア付着を防止することが
できるため、特に２成分現像材を用いる２成分現像装置
に対して特に効果的である。

【００３４】また、本出願に係る第４の発明は、各画像
形成ユニットのうち、単色画像形成モード時には画像形
成を行なうことの無い画像形成ユニットには、像担持体
に接触あるいはごく小さなギャップをもって近接して像
担持体表面を一様に帯電する接触帯電装置もしくは近接
帯電装置を有することを特徴とする。

【００３５】上記構成において、一次帯電バイアスがオ
ンになっている時の像担持体表面へのダメージが大きく
削れ量の大きい接触帯電装置もしくは近接帯電装置を用
いた画像形成装置の場合に本発明は有効である。単色画
像形成時には画像形成を行なうことの無い画像形成ユニ
ットに上記帯電装置が用いられている場合、単色画像形
成時には一次帯電バイアスをオフあるいは通常よりも像
担持体へのダメージが小さいバイアスへ切り替えること
によって帯電装置、像担持体の両方の寿命短縮を防止す
ることができる。また、その後に露光を行なうことによ
って、像担持体の表面電位ムラを小さくし、トナー付
着、キャリア付着を抑えて画像不良を防止することがで
きる。

【００３６】また、本出願に係る第５の発明は、上記接
触帯電装置もしくは近接帯電装置に印加するバイアス
は、画像形成時にはＡＣ＋ＤＣ、単色モード時に画像形
成を行なわない時にはＤＣのみかあるいは画像形成時よ
りも弱いＡＣを重畳することを特徴とする。

【００３７】一次帯電バイアスがオンになっている時の
像担持体へのダメージが大きく削れ量の大きい上記帯電
装置を用いた画像形成装置の場合には、単色画像形成時
に画像形成を行なわない時には像担持体へのダメージの
小さい一次帯電バイアスに切り替えることによって、帯
電手段、像担持体の両方の寿命短縮を防止できる。

【００３８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本実施形態
は、先に〔従来の技術〕の項で述べた図１の多色画像形
成装置にて具現化できる。従って、その構成、動作説明
は省略する。

【００３９】上記多色画像形成装置において黒単色画像
を出力しようとする場合には、イエロー、マゼンタ、シ
アンの各画像形成ステーションは必要無いが、中間転写
ベルトの接離機構が無いために感光ドラムの回転は止め
られない。もしも、止めてしまうと、感光ドラムの一部
分が集中的に、また、中間転写ベルトにも傷が入ってし
まう。また、感光ドラムの帯電も必要が無いために一次
帯電バイアスはオフにして良い。従って、イエロー、マ
ゼンタ、シアンの各ステーションでは各画像形成ユニッ
トにおいては感光ドラムだけがまわっているいわゆる空
回転状態となる。また、現像バイアス電源もその時の感
光ドラムの表面電位Ｖｓに合わせて制御するか、場合に
よって完全にオフにすることによって感光ドラムへのト
ナー・キャリア付着を防止できるはずである。

【００４０】ここで、感光ドラム電位Ｖｓと現像性につ
いて説明する。まず、感光ドラムが負帯電の有機感光体
であり、レーザー露光されて電位が下がった部分にトナ
ーが現像されるいわゆるデジタル方式で反転現像タイプ
の画像形成装置とする。図２は一次帯電器によって所定
の電位−７００Ｖに帯電された感光ドラムにレーザー露
光されてトナーが現像されている様子を模式的に示して
いる。一次帯電後でレーザー露光前の電位Ｖｄは−７０
０Ｖ、露光後電位Ｖｌは一例として−２００Ｖになり、
この時の現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃは−５５０Ｖで
あると、Ｖｌの電位の部分にトナーが現像される。これ
をさらに連続的に表したのが図３に示す相対ドラム表面
電位（Ｖｄｃ−Ｖｓ）とトナーで現像された画像の濃度
との関係（いわゆるＶ−Ｄカーブ）である。すなわち、
現像バイアスのＤＣ成分であるＶｄｃが一定なら、レー
ザ光量が強くて感光ドラム表面電位が小さくなるほどト
ナーは多く現像される。逆に画像白地部にトナーをのせ
ないため、すなわちかぶらせないためにはＶｄｃは白地
部電位より１００〜１５０Ｖ程度小さくする必要があ
る。また、キャリアの付着量に関しては、図４に示すよ
うに相対ドラム表面電位をマイナスの方向に大きくして
いくと現像バイアスがＤＣだけでも逆にキャリアが付着
するようになる。この特性は像担持体と現像装置内の現
像スリーブとの距離やそれぞれの曲率、キャリアの特
性、現像スリーブ内のマグネットの磁極パターンによっ
てＡ、Ｂ、Ｃのように異なる。Ｂの特性ならば、相対ド
ラム表面電位を−１００〜−１５０Ｖ程度にしておけば
トナーもキャリアも感光ドラムに付着しないことがわか
る。

【００４１】しかしながら、感光ドラムを空回転させる
と、中間転写ベルトと感光ドラム、クリーニングブレー
ドと感光ドラムとの接触・離間、摩擦等により、現像ス
リーブ位置での感光ドラム表面電位Ｖｓは例えば図５の
ように変動する。これは〔発明が解決しようとする課
題〕で前述したように、それぞれの接触状態が常に均一
でないためである。また、図５はスラスト方向の一点で
測定した電位の時間的変化を示しているが、実際にはス
ラスト方向も一様ではなく同様にムラがある。従って、
現像Ｖｄｃをこの時、どこのレベルに合わせるかによっ
て感光ドラムへのトナー、キャリア付着量が決定され
る。もし、現像Ｖｄｃを、０Ｖに設定すると、図３か
ら、トナーはほとんど付着しないことがわかるが、一
方、キャリアは図４からわかるように特性Ｂだとする
と、相対ドラム表面電位（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｓ｜）が−
１５０Ｖをこえる図５におけるポイントＡ、Ａ′の近傍
部分でキャリア付着現像が生じてしまう。結果的にクリ
ーニング不良、画像不良を引き起こしてしまうことにな
る。

【００４２】ここで、画像形成を行なっていないステー
ションにおいても、画像露光手段に用いるレーザー露光
を照射することで図６に示すように感光ドラム表面電位
Ｖｓは全体的に小さくなる。従って、この時現像バイア
スＶｄｃを＋１００Ｖにすることで相対ドラム表面電位
（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｓ｜）は−１００〜−１５０Ｖの範
囲内にあるため、図３、図４のＢ曲線からわかるように
トナー付着もキャリア付着も起こすことは無くなる。従
って、画像へのカブリ現象やクリーニング不良、画像不
良も防止することができる。

【００４３】なお、上記説明においては、Ｖ−Ｄカーブ
を図３の曲線（実線）をもとに説明したが、非画像形成
ステーションの現像バイアスのＡＣ成分をオフにするよ
うに制御することが可能であれば、同図破線のように特
性は変わり、全体的に現像されるトナー量は減少する。
さらに、現像バイアスをＡＣ、ＤＣともオフにしてしま
えば、同図ポイントＢ→Ｃのようにカブリトナーは少量
になる。また、ＤＣのみ印加するように制御した場合、
トナーがほとんど付着しない相対ドラム表面電位も同図
ポイントＤ→Ｅへ変わる。これらのポイントや特性は、
使用する現像器の構成や感光ドラムとのギャップによっ
て異なるが、定性的には概ね上記の特性をもつ。従っ
て、ＡＣバイアスをオフにしてＤＣバイアスのみ印加す
ることで、トナーもキャリアも付着しない相対ドラム表
面電位の範囲は広くすることができる。

【００４４】また、トナーが若干現像されてしまう相対
ドラム表面電位の場合でも、現像スリーブの回転も止め
るように制御することができれば、感光ドラムと対向し
たニップ領域部分のトナーのみが最初に現像され、その
後はトナーが付着することは全く無いのでこのようにす
ることがさらに好ましい。ただし、この場合、ＢＫ現像
器と他のステーション現像器の現像バイアス電源やスリ
ーブ回転機構は別系統にして独立に制御できるようにす
る必要がある。

【００４５】また、上記の感光ドラムに対向した現像ス
リーブ上のニップ部分のトナーは、カラー画像形成終了
から、次の黒画像形成開始までの間（いわゆる紙間）
に、感光ドラムにとばしてやることによって、次の画像
にカブリ現象が発生するのを防止することもできる。こ
の時の非画像形成ユニットの各部のシーケンスを図７に
示す。カラーの画像形成が時間ｔ_１で終了し、次に黒単
色画像形成が時間ｔ_２でスタートする様子を示してい
る。カラーの画像形成が終了すると、イエロー、マゼン
タ、シアンなどの黒画像形成時における非画像形成ユニ
ットにおける一次帯電バイアス、レーザー露光、現像Ａ
Ｃバイアス、現像スリーブ回転をオフにすると共に、現
像ＤＣバイアスＶｄｃの値を小さいものに切り替える。
この後、次の画像形成が始まる時間ｔ_５までの時間ｔ_３
〜ｔ_４において、レーザー露光と現像ＡＣバイアスを一
時的にオンにすることによって、感光ドラムに対向した
現像スリーブ上のトナーを感光ドラムにとばすことがで
きる。従って、この後の画像形成時にトナーカブリの現
像発生防止は完全に回避することができる。なお、近年
画像形成装置の高速化に伴なって感光ドラム等の回転速
度、転写材搬送速度が高速化すると共に、連続画像形成
時の転写材間距離が短くなったことにより、上記制御が
確実に紙間で行なうことが困難になることがある。この
場合、ニップ部のトナーを積極的に感光ドラムにとばそ
うとすると、画像部にかかってしまうこともあり得る。
このような時にはこの制御を採用するのは難しいが、前
述したようにレーザー露光と現像Ｖｄｃの制御によって
だけでもトナー付着、キャリア付着の防止は可能であ
る。なお、ニップ部のトナーを紙間で感光ドラムへとば
した後でもキャリアは現像スリーブ上に残っているの
で、レーザー露光、現像Ｖｄｃの制御はこの時にも有効
であり、その後トナーがとぶ可能性が無いので、現像Ｖ
ｄｃの制御値としてはキャリア付着防止を重視して設定
しても良い。

【００４６】なお、本実施形態における非画像形成ユニ
ットのレーザー露光量は、トナー付着、キャリア付着が
防止できる感光ドラム表面電位の範囲内に変動がおさま
れば良く、必ずしも強い光が求められる訳ではなく、レ
ーザー発光素子の寿命と、露光後の感光ドラム表面電位
ムラの幅によって設計すれば良い。

【００４７】以上説明したように、非画像形成ユニット
のレーザー露光をオンするのと同時に現像Ｖｄｃの値を
制御することによって、トナーとキャリアの付着を防止
し、長期にわたって安定した画像形成が可能となる。さ
らに、現像ＡＣバイアス制御、現像スリーブ回転制御、
感光ドラム対向部の現像スリーブ上トナーを紙間でとば
す制御を組み合わせるとより安定した画像形成が可能と
なる。

【００４８】（第２の実施形態）本実施形態において
は、図８に示すようにクリーニングブレードとの摩擦を
受けた感光ドラム表面電位（Ａ）に対して、一度一次帯
電ローラによってより高い電位（Ｂ）に帯電させた後、
実施形態１と同様に、レーザー光を照射して最終的に電
位を（Ｃ）まで下げるように制御する。初期（Ａ）の帯
電ムラがある状態に対して一次帯電ローラでさらに帯電
する場合は、全体的に電位は上昇するがより低い電位の
部分の方がより帯電されやすいために電位ムラの幅とし
ては（Ａ）→（Ｂ）で若干小さくなる。次にレーザー光
を照射することによって（Ｂ）→（Ｃ）と電位が落ち、
結果として実施形態１に対して最終的な電位ムラの幅は
より小さくなり、現像部でのトナー付着、キャリア付着
がより確実に防止することができる。

【００４９】なお、図８はスラスト方向ある点での感光
ドラム回転に伴なう表面電位Ｖｓの時間的変化を簡単の
ために正弦波で表現したもので、実際には図５のように
大小の変動があるものと考えて良い。

【００５０】（第３の実施形態）上記実施形態１、２に
おいて感光ドラムのクリーニングを行なうクリーニング
ブレード位置と一次帯電手段位置の間に、ドラム帯電電
位を下げて前の画像形成時のメモリを防止する前露光手
段が無かったが、本実施形態においてはあるものとす
る。前露光手段として一般に用いられているものとして
ヒューズランプをスラスト方向に数個〜１０個程度並べ
たヒューズランプアレイや、ＬＥＤチップを多数基板上
に配置したＬＥＤチップアレイ、ＬＥＤ光を樹脂製のラ
イトガイドによって感光ドラム上に導くタイプのものな
ど任意のものが使用できる。

【００５１】図９を参照して説明する。

【００５２】（Ａ）：クリーニングブレード直後の電
位：電位ムラ大きい。

【００５３】（Ｂ）：前露光照射後：通常画像露光に対
して強い光量を照射してメモリを防ぐため、電位は大き
く低下すると同時に電位ムラの大きさ（電位幅）もかな
り小さくなる。

【００５４】（Ｃ）：一次帯電通過後：一次帯電ローラ
等によって再び帯電させる。この時のバイアスはＤＣよ
りもＡＣ＋ＤＣの方が帯電均一性が良く、帯電ムラは小
さくなるが、感光ドラムへのダメージも大きく、ドラム
表層削れ・寿命短縮などを招くため、最終的に得られる
帯電ムラの大きさと、トナー・キャリア付着を防止でき
る相対ドラム表面電位幅とのバランスで設計すれば良
い。また、通常の画像形成を行なう電位ほど高く帯電す
る必要性は必ずしも無い。

【００５５】（Ｄ）：画像露光手段による光照射後：通
常の画像形成時における画像露光を行なうレーザー素子
を用いて光照射を行なうことにより電位が下がり、最終
的に得られて現像領域を通過するときは（Ｄ）のように
電位ムラはほとんど無くすことができる。従って、黒単
色モード時イエロー、マゼンタ、シアンステーションに
おいてトナー付着、キャリア付着の両方とも抑制するこ
とができ、カブリトナーが無くかつ長期にわたって安定
した画像形成を行なうことが可能となる。

【００５６】なお、一次帯電手段としては一次帯電ロー
ラを例にして説明したが、コロナ帯電器など他の手段を
用いることもできる。

【００５７】（第４の実施形態）単色画像形成モード
時、非画像形成ユニットにおいて前露光をオンにしかつ
現像バイアスを制御するものである。図１０を参照して
説明する。

【００５８】（Ａ）：クリーニングブレード直後の電
位：電位ムラ大きい。

【００５９】（Ｂ）：前露光直後の電位：通常の画像露
光に比べて強い光量を照射してメモリを防ぐようにして
いるため、電位は大きく低下すると同時に電位ムラの大
きさ（電位幅）もかなり小さくなる。

【００６０】本実施は実施形態３の制御の後半（一次帯
電とレーザーによる露光）が無いものであるが、この状
態だけでも電位ムラはかなり小さくできるため、トナー
付着、キャリア付着の抑制には効果的である。また、一
次帯電手段としてコロナ帯電器を用いる場合はオゾンが
発生せず周辺部品のオゾン劣化を防止できるのと同時に
放電による帯電器寿命短縮という問題も起きない。ま
た、接触式帯電手段（帯電ローラなど）を用いた時に顕
著である感光ドラムへのダメージ・削れ量増加による寿
命短縮の問題も回避できる。また、帯電ローラなどの通
電による抵抗変動も単色モードの時は回避できる。さら
に、光照射手段として画像露光に用いるレーザー素子を
用いないために、レーザー素子自体の寿命を短くするこ
とが無いなどのメリットも有する。

【００６１】以上説明したように、多色画像形成装置を
用いて単色、例えば黒単色画像を形成しようとする時、
黒以外のステーションの画像形成ユニットにおいて、現
像ニップ位置での感光ドラム表面電位Ｖｓのムラが大き
い場合、現像バイアスを制御し、かつクリーニング〜現
像間で露光を行なって電位ムラを小さくすることによ
り、帯電ムラを小さくすることが可能となるため、非画
像形成ユニットでのトナー付着、キャリア付着を防止し
てカブリが無く長期にわたって安定した画像形成が可能
となる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明は、複数の像担持体を含む複数の画像形成ユニッ
トを有する多色画像形成装置において、１つの画像形成
ユニットのみを用いて画像形成を行なう単色画像形成モ
ードの場合には、その他の画像形成ユニット（非画像形
成ユニット）の像担持体に前露光手段か画像露光手段を
用いて露光を行なうと共に、現像装置に印加する現像バ
イアスのＤＣ成分あるいは実効値の値を制御することを
特徴とする。

【００６３】上記構成により、非画像形成ユニットの像
担持体の現像装置における表面電位の均一性が向上し、
トナーやキャリアの付着を防止できる。従って、単色画
像形成をする場合に、他色のトナーが微量付着するいわ
ゆるカブリ現象が抑制される。また、キャリアが付着す
ると、クリーニングエッジにダメージを与えてクリーニ
ング不良をおこして画像不良に到るが、根本的にキャリ
ア付着を起こさないようにしてクリーニング不良、画像
不良を防止できる。

【００６４】また、この時、一次帯電バイアスを完全に
オフにしていれば、コロナ帯電器を用いている場合には
放電によるオゾン発生、オゾン被爆による周辺部品の劣
化を防止でき、また放電生成物等によるワイヤ汚れも発
生しないため一次帯電装置の寿命も向上する。また、特
に接触式帯電装置において顕著であるが、像担持体表面
層の耐久による削れも抑制することができる。

【００６５】すなわち、一次帯電装置のオン／オフによ
って像担持体の削れ量は大きく異なり、像担持体は回転
していても一次帯電装置をオフにすることによって寿命
を大きく伸ばすことができる。

【００６６】また、本出願に係る第２の発明は、複数の
像担持体を含む複数の画像形成ユニットを有する多色画
像形成ユニットにおいて、１つの画像形成ユニットのみ
を用いて画像形成を行なう単色画像形成モードの場合に
は、その他の画像形成ユニット（非画像形成ユニット）
の像担持体を一度一次帯電装置により通常の画像形成
時とは違う一次帯電バイアスにより帯電させた後に画
像露光手段を用いて露光を行なうと共に、現像装置に印
加する現像バイアスのＤＣ成分のあるいは実効値の値を
制御することを特徴とする。

【００６７】上記構成は、第１の発明と異なり、非画像
形成ユニットの一次帯電装置はオンとするものであり、
一度所定の電位に帯電させた上で露光して電位を落とす
ことにより、帯電電位の均一性はより向上する。ここ
で、一次帯電装置に印加する一次帯電バイアスを通常の
画像形成時よりも弱くする、あるいは、通常ＡＣ＋ＤＣ
バイアスであるのをＤＣだけにするなどの方法により上
記したような像担持体の削れによる寿命短縮などの弊害
は抑制することができる。

【００６８】また、本出願に係る第３の発明は、各画像
形成ユニットのうち、単色画像形成モード時には画像形
成を行なうことの無い画像形成ユニットは、少なくとも
磁性粒子を用いるキャリアと樹脂粉末であるトナーの２
つを現像剤として含有する２成分現像剤を用いる２成分
現像装置を有することを特徴とする。

【００６９】上記構成において、像担持体上に付着する
ことによってクリーニング不良、画像不良を引き起こす
原因となる像担持体へのキャリア付着を防止することが
できるため、特に２成分現像材を用いる２成分現像装置
に対して特に効果的である。

【００７０】また、本出願に係る第４の発明は、各画像
形成ユニットのうち、単色画像形成モード時には画像形
成を行なうことの無い画像形成ユニットには、像担持体
に接触あるいはごく小さなギャップをもって近接して像
担持体表面を一様に帯電する接触帯電装置もしくは近接
帯電装置を有することを特徴とする。

【００７１】上記構成において、一次帯電バイアスがオ
ンになっている時の像担持体表面へのダメージが大きく
削れ量の大きい接触帯電装置もしくは近接帯電装置を用
いた画像形成装置の場合に本発明は有効である。単色画
像形成時には画像形成を行なうことの無い画像形成ユニ
ットに上記帯電装置が用いられている場合、単色画像形
成時には一次帯電バイアスをオフあるいは通常よりも像
担持体へのダメージが小さいバイアスへ切り替えること
によって帯電装置、像担持体の両方の寿命短縮を防止す
ることができる。また、その後に露光を行なうことによ
って、像担持体の表面電位ムラを小さくし、トナー付
着、キャリア付着を抑えて画像不良を防止することがで
きる。

【００７２】また、本出願に係る第５の発明は、上記接
触帯電装置もしくは近接帯電装置に印加するバイアス
は、画像形成時にはＡＣ＋ＤＣ、単色モード時に画像形
成を行なわない時にはＤＣのみかあるいは画像形成時よ
りも弱いＡＣを重畳することを特徴とする。

【００７３】一次帯電バイアスがオンになっている時の
像担持体へのダメージが大きく削れ量の大きい上記帯電
装置を用いた画像形成装置の場合には、単色画像形成時
に画像形成を行なわない時には像担持体へのダメージの
小さい一次帯電バイアスに切り替えることによって、帯
電手段、像担持体の両方の寿命短縮を防止できる。

【００７４】なお、以上中間転写体を用いた画像形成装
置を例に説明してきたが、転写材を担持搬送する転写ベ
ルトを用いたものにも応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施形態を具現化できる多色画像形
成装置の概略構成図。

【図２】反転現像系における感光ドラム表面電位と具現
Ｖｄｃ、現像性の説明図。

【図３】相対ドラム表面電位（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｓ｜）
と画像濃度との関係を示す図（Ｖ−Ｄカーブ）。

【図４】相対ドラム表面電位（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｓ｜）
と感光ドラムへのキャリア付着量の関係を示す図。

【図５】実施形態１における制御前の感光ドラム表面電
位。

【図６】実施形態１における制御後の感光ドラム表面電
位。

【図７】実施形態１における各部のシーケンス図。

【図８】実施形態２における感光ドラム表面電位の制御
例。

【図９】実施形態３における感光ドラム表面電位の制御
例。

【図１０】実施形態４における感光ドラム表面電位の制
御例。

【符号の説明】

１：１ａ〜１ｄ感光ドラム（像担持体）２：２ａ〜２ｄ一次帯電器（帯電手段）３：３ａ〜３ｄレーザー素子（露光装置）４：４ａ〜４ｄ現像装置７：７ａ〜７ｄクリーニングブレード９：９ａ〜９ｄ現像スリーブ（現像剤担持体）２２：２２ａ〜２２ｄ一次転写ローラ２３中間転写ベルト２７二次転写ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/02 １０２Ｇ０３Ｇ 15/02 １０２ 15/04 １１１ 15/04 １１１ 15/06 １０１ 15/06 １０１ 21/00 ３８４ 21/00 ３８４Ｆターム(参考） 2H027 EA01 EA05 EB04 EC20 ED03 ED06 ED09 EE07 EF09 FA28 2H073 AA03 BA04 BA22 CA03 CA22 2H076 AB02 DA11 EA01 2H200 FA08 FA16 GA12 GA23 GA34 GA45 GA47 GA56 GB02 HA02 HA12 HA29 HB03 HB12 PA02 PA22 PA26 PB01 2H300 EA10 EB04 EB07 EB12 EC02 EC05 EG02 EG03 EG05 EG13 EH16 EJ01 EJ09 EJ33 EJ35 EJ39 EJ46 EJ47 EJ51 FF02 FF05 FF08 GG01 GG02 GG03 GG11 GG29 GG31 GG37 PP06 QQ32 TT01 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の像担持体を含む複数の画像形成ユ
ニットを有する多色画像形成装置において、１つの画像形成ユニットのみを用いて画像形成を行なう
単色画像形成モードの場合には、その他の画像形成ユニ
ット（非画像形成ユニット）の像担持体に前露光手段か
画像露光手段を用いて露光を行なうと共に、現像装置に
印加する現像バイアスのＤＣ成分あるいは実効値の値を
制御することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】複数の像担持体を含む複数の画像形成ユ
ニットを有する多色画像形成ユニットにおいて、１つの画像形成ユニットのみを用いて画像形成を行なう
単色画像形成モードの場合には、その他の画像形成ユニ
ット（非画像形成ユニット）の像担持体を一度一次帯
電装置により通常の画像形成時とは違う一次帯電バイア
スにより帯電させた後に画像露光手段を用いて露光を
行なうと共に、現像装置に印加する現像バイアスのＤＣ
成分のあるいは実効値の値を制御することを特徴とする
多色画像形成装置。
【請求項３】各画像形成ユニットのうち、単色画像形
成モード時には画像形成を行なうことの無い画像形成ユ
ニットは、少なくとも磁性粒子を用いるキャリアと樹脂
粉末であるトナーの２つを現像剤として含有する２成分
現像剤を用いる２成分現像装置を有することを特徴とす
る請求項１、２に記載の多色画像形成装置。
【請求項４】各画像形成ユニットのうち、単色画像形
成モード時には画像形成を行なうことの無い画像形成ユ
ニットには、像担持体に接触あるいはごく小さなギャッ
プをもって近接して像担持体表面を一様に帯電する接触
帯電装置もしくは近接帯電装置を有することを特徴とす
る請求項１〜３に記載の多色画像形成装置。
【請求項５】上記接触帯電装置もしくは近接帯電装置
に印加するバイアスは、画像形成時にはＡＣ＋ＤＣ、単
色モード時に画像形成を行なわない時にはＤＣのみかあ
るいは画像形成時よりも弱いＡＣを重畳することを特徴
とする請求項１〜４に記載の多色画像形成装置。