JP2003207969A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単一のトナー像形成部のみを用いる単色画像形
成時と、全部のトナー像形成部を用いるフルカラー画像
形成モードと、で画像形成条件を変更し、何れのモード
においても適正な画像濃度を得ることができるようにす
る。 【解決手段】単色画像形成時に単独で転写搬送ベルト２
５０に接触する感光体２０１を有する最上流部のトナー
像形成部２００において、帯電ローラ２０２を帯電ロー
ラ支持部１２を介して感光体２０１に当接させる。帯電
ローラ支持部１２は、モータ１６の回転角に応じて感光
体２０１に対する帯電ローラ２０２の当接圧を加減す
る。感光体２０１から転写材に転写されたトナーの逆転
写現象が問題となるフルカラー画像形成時には帯電ロー
ラ２０２の当接圧を低くしてインピーダンスを増加さ
せ、逆転写現象が問題とならない単色画像形成時には帯
電ローラ２０２の当接圧を高くしてインピーダンスを減
少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに異なる色の
トナー像を形成する複数のトナー像形成部を水平かつ一
方向に配置したタンデム方式の画像形成装置に関し、特
に、各トナー像形成部において、外部電源より電圧を印
加した接触帯電部材を感光体に当接させて接触帯電を行
う帯電手段を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のフルカラー画像形成を行う画像形
成装置においては、感光体に対して帯電、露光、現像の
各工程を行うトナー像形成部を水平かつ一方向に複数配
置するとともに、各トナー像形成部の感光体に順次対向
して転写材を送する転写搬送ベルトを備え、各トナー像
形成部において感光体上にブラック、シアン、マゼンタ
及びイエローの互いに異なる色のトナー像を形成し、こ
れらのトナー像を、中間転写材である転写搬送ベルトを
介して、又は、転写搬送ベルト上を搬送中に直接に、普
通紙やＯＨＰシート等の最終的な転写材上に順次転写さ
せてカラー画像を得るタンデム方式の画像形成装置が実
用化されている。

【０００３】このようなタンデム方式の画像形成装置で
は、転写材の搬送方向の最上流部に位置する第１のトナ
ー像形成部のみによる単色画像形成を行う場合、転写チ
ャージャによりトナー像が転写した転写材は、転写搬送
ベルトにより下流側の感光体へ接触しながら搬送される
ため、他の（より下流側の）トナー像形成部の感光体上
に残留するトナーが転写材に付着し、画像品位を低下さ
せる問題がある。また、転写搬送ベルトは転写材を保持
しながら各トナー像形成部を順次通過して行くため、感
光体と搬送ベルトとの不必要な接触が多くなり、これら
の寿命が短くなる問題もある。

【０００４】そこで、このような不具合を解決するため
の典型的な従来技術が、特開平６−２５８９１４号公
報、特開平１０−１９８１２１号公報等に開示されてい
る。これらは、転写搬送ベルトを、フルカラー画像形成
時には全ての感光体に接触させる一方、単色画像形成時
には形成すべき単色の感光体のみに接触させる。つま
り、単色画像形成時に転写搬送ベルトを画像形成に関与
しない感光体から離間させることで、不必要な色のトナ
ーの混入を防止するとともに、転写搬送ベルトと他の感
光体との接触に伴う両者の損傷を回避するようにしてい
る。

【０００５】また、タンデム方式の画像形成装置では、
各色のトナー像形成部の配列順によって微妙な画質の差
が発生するため、望ましい配列順が存在する。特に単色
として使用頻度の高いブラックは、他の色に対する隠蔽
効果が高い。そのため、最下流部でブラックの画像を形
成すると、それまでに形成された他のカラー画像を隠蔽
してしまい、黒ずんだ画像となってしまう。つまり、微
妙なバランスが必要とされるフルカラー画像では、高い
画質を得るためにブラックのトナー像形成部を最上流部
に配置する必要性が高くなる。

【０００６】さらに、タンデム方式の画像形成装置で
は、上流側のトナー像形成部で一旦転写材上に転写され
た未定着トナーが、下流側のトナー像形成部の感光体に
転写する、いわゆる、逆転写現象が発生する場合があ
り、良好なカラー画像を得ることが難しい。すなわち、
最上流部に位置する第１色目のトナー像形成部の転写チ
ャージャによって、転写材上に転写されたトナー像が、
以降の第２〜第４色目の転写時にそれらの感光体へ逆転
写される。また、同様に第２色目のトナー像が、第３色
目及び第４色目の転写時にそれらの感光体に逆転写さ
れ、第３色目のトナー像が、第４色目の転写時にその感
光体に逆転写される。このため、第４色目のトナー像
が、転写材上に転写された後では、転写材上の第１色目
のトナー像のトナー付着量は、当初の付着量に比べて数
１０％も減少する。

【０００７】そこで、特開平８−１０６１９７号公報で
は、トナー付着量の減少による画像劣化を防止するた
め、上流側に位置するトナー像形成部の画像形成条件
（例えば、ドクターブレードの圧接力の調整等）を、ト
ナー像の逆転写現象を想定して、転写材にトナーを多め
に転写できる状態に設定されている。

【０００８】また、特開平９−３１９１７９号公報で
は、上流側のトナー像形成部における感光体の帯電量を
下流側の感光体に比べて高くすることにより、逆転写現
象を起こさないようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されるような、単色画像形成時に、転写搬送ベ
ルトを画像形成に関与しない感光体から離間させる画像
形成装置において、逆転写現象を想定した画像設定を適
用すると以下のような問題が生じる。

【００１０】つまり、単色画像形成時には、転写搬送ベ
ルトが画像形成に関与しない感光体から離間し、転写材
に対する他の色のトナーの混入、及び、搬送ベルトと他
の色の感光体との損耗を防止することができる反面、逆
転写現象で消失するはずのトナーが転写材に付着したま
まとなり、画像濃度が濃くなる。

【００１１】また、特開平８−１０６１９７号公報や特
開平９−３１９１７９号公報に開示された構成では、単
色画像形成時であるかフルカラー画像形成時であるかに
よって、トナー像形成部の画像形成条件を変更できな
い。このため、単色画像形成時とフルカラー画像形成時
とにおいて、画像濃度を調整できない。

【００１２】本発明では上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、タンデム方式の画像形成装置に
おいて、単一のトナー像形成部のみを用いる単色画像形
成時と、全部のトナー像形成部を用いるフルカラー画像
形成モードと、で画像形成条件を変更できるようにし、
何れのモードにおいても適正な画像濃度を得ることがで
きる画像形成装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００１４】（１）トナー像が形成される感光体及び感
光体を接触帯電させる接触帯電部材を有する帯電手段を
備えたトナー像形成部が水平かつ一方向に複数並設して
設けられるとともに、トナー像が転写される転写材を各
トナー像形成部の感光体に順次対向させて搬送する転写
搬送ベルトを、単色画像形成時には転写搬送ベルトの搬
送方向における最上流部に位置するトナー像形成部の感
光体のみに近接させ、フルカラー画像形成時には全ての
トナー像形成部の感光体に近接させる画像形成装置にお
いて、前記最上流部に位置するトナー像形成部の帯電手
段は、感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを
調整するインピーダンス調整手段を含み、インピーダン
ス調整手段により、単色画像形成時とフルカラー画像形
成時とで前記最上流部に位置するトナー像形成部におけ
る感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを変化
させる調整部を備えたことを特徴とする。

【００１５】この構成においては、複数並設されたトナ
ー像形成部のうち転写搬送ベルトの搬送方向の最上流部
に位置するトナー像形成部の感光体のみに転写搬送ベル
トを近接させる単色画像形成時と、全てのトナー像形成
部の感光体に転写搬送ベルトを近接させるフルカラー画
像形成時とで、搬送方向の最上流部に位置するトナー像
形成部の感光体に対する接触帯電部材のインピーダンス
が変化する。

【００１６】トナー像形成部を複数並設したタンデム方
式の画像形成装置として、転写搬送ベルトの搬送方向の
最上流部に位置するトナー像形成部のみを用いた単色画
像形成時に転写搬送ベルトが画像形成に関与しない感光
体から離間するようにしたものでは、フルカラー画像形
成時に発生する逆転写現象が、単色画像形成時には発生
しない。このため、フルカラー画像形成時に全てのトナ
ー像形成部で形成されるトナー像の濃度を十分にするた
めには、逆転写現象による消失を考慮して、予め最上流
部に位置するトナー像形成部におけるトナー濃度を比較
的高く設定しておく必要がある。一方、単色画像形成時
には逆転写現象による消失を考慮する必要がなく、最上
流部に位置するトナー像形成部におけるトナー濃度を比
較的低く設定すべきである。

【００１７】このように、単色画像形成時であるかフル
カラー画像形成時であるかに応じて、最上流部に位置す
るトナー像形成部における最適なトナー濃度が相違し、
トナー濃度に影響を与える画像形成条件の最適な値も相
違する。

【００１８】したがって、単色画像形成時であるかフル
カラー画像形成時であるかに応じて、搬送方向の最上流
部に位置するトナー像形成部において、トナー濃度に影
響を与える画像形成条件の１つである感光体の帯電量を
決定する感光体に対する接触帯電部材のインピーダンス
が適宜変更され、搬送方向の最上流部に位置するトナー
像形成部で形成された画像のトナー濃度が単色画像形成
時及びフルカラー画像形成時の何れにおいても最適にさ
れる。

【００１９】（２）トナー像が形成される感光体及び感
光体を接触帯電させる接触帯電部材を有する帯電手段を
備えたトナー像形成部が水平かつ一方向に複数並設して
設けられるとともに、トナー像が転写される転写材を各
トナー像形成部の感光体に順次対向させて搬送する転写
搬送ベルトを、単色画像形成時には転写搬送ベルトの搬
送方向における最上流部に位置するトナー像形成部の感
光体のみに近接させ、フルカラー画像形成時には全ての
トナー像形成部の感光体に近接させる画像形成装置にお
いて、前記最上流部に位置するトナー像形成部の帯電手
段は、感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを
調整するインピーダンス調整手段を備え、インピーダン
ス調整手段により、前記最上流部に位置するトナー像形
成部における感光体に対する接触帯電部材のインピーダ
ンスを、単色画像形成時にフルカラー画像形成時よりも
減少させることを特徴とする。

【００２０】この構成においては、搬送方向の最上流部
に位置するトナー像形成部の感光体に対する接触帯電部
材のインピーダンスが、複数並設されたトナー像形成部
のうち最上流部に位置するトナー像形成部の感光体のみ
に転写搬送ベルトを近接させる単色画像形成時に、全て
のトナー像形成部の感光体に転写搬送ベルトを近接させ
るフルカラー画像形成時よりも低くされる。

【００２１】感光体を接触帯電させる接触帯電部材のイ
ンピーダンスは感光体の露光前の帯電量（初期表面電
位）に影響を与え、接触帯電部材のインピーダンスが低
くなると感光体の帯電量が増加する。このため、感光体
は、単色画像形成時においてフルカラー画像形成時より
も高い初期表面電位を有することになる。

【００２２】また、感光体が同一露光量で露光される
と、露光された後の画像表面電位Ｖｉは、初期表面電位
Ｖｏと同様に、単色画像形成時とフルカラー画像形成時
とで差を生じる。そして、感光体が、現像バイアスＶｂ
（初期表面電位Ｖｏと画像表面電位Ｖｉとの間の電位に
設定されている。）を一定にして現像されると、トナー
付着量を示すコントラスト電位Ｖｃ（｜Ｖｂ−Ｖｉ｜）
も、単色画像形成時とフルカラー画像形成時とで差を生
じる。つまり、単色画像形成時のように、画像表面電位
Ｖｉが高いとトナー付着量は減少することになり、単色
画像形成時において、感光体に対する接触帯電部材のイ
ンピーダンスを低くして感光体の初期電位Ｖｏを上昇さ
せるとトナー付着量が減少する。

【００２３】一方、フルカラー画像形成時において、全
色の感光体に転写搬送ベルトが接触して画像形成が行わ
れるため、下流側のトナー像形成部でトナーの逆転写現
象が生じる。このため、特に最上流部のトナー像形成部
で、感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを高
くして感光体の初期電位Ｖｏを低下させると、トナー付
着量が増加する。

【００２４】したがって、露光量及び現像バイアス電圧
の設定が単色画像形成時とフルカラー画像形成時とで同
一に設定されていても、トナー付着量を表すコントラス
ト電位Ｖｃが単色画像形成時とフルカラー画像形成時と
で異なり、感光体に対するトナー付着量が調整され、フ
ルカラー画像形成時に最上流部に位置するトナー像形成
部から得られる画像濃度と、最上流部に位置するトナー
像形成部のみを用いた単色画像形成時で得られる画像濃
度との間に発生する濃度差が解消される。

【００２５】（３）前記インピーダンス調整手段は、感
光体に対する接触帯電部材の当接力を変化させることを
特徴とする。

【００２６】この構成においては、複数並設されたトナ
ー像形成部のうち最上流部に位置するトナー像形成部の
感光体のみに転写搬送ベルトを近接させる単色画像形成
時と、全てのトナー像形成部の感光体に転写搬送ベルト
を近接させるフルカラー画像形成時とで、搬送方向の最
上流部に位置するトナー像形成部の感光体に対する接触
帯電部材の当接力が変化する。感光体に対する接触帯電
部材の当接力が増加すると、感光体と接触帯電部材との
接触面積が増加し、接触帯電部材から感光体に電流が流
れ易くなってインピーダンスが低下する。一方、感光体
に対する接触帯電部材の当接力が減少すると、感光体と
接触帯電部材との接触面積が減少し、接触帯電部材から
感光体に電流が流れ難くなってインピーダンスが上昇す
る。したがって、単色画像形成時であるかフルカラー画
像形成時であるかに応じて、感光体に対する接触帯電部
材の当接力が適宜変更されることにより、最上流部に位
置するトナー像形成部の感光体に対する接触帯電部材の
インピーダンスが容易に変化する。

【００２７】（４）前記最上流部に位置するトナー像形
成部において、ブラックのトナー像を形成することを特
徴とする。

【００２８】この構成においては、フルカラー画像形成
時にブラックのトナー像が転写材に最初に転写される。
したがって、ブラックのトナー像が最下層となり、他色
のトナー像への影響（隠蔽効果、マスキング効果）が最
も小さくなる。また、フルカラー画像形成時に搬送ベル
トの最上流部に位置するブラックのトナー像形成部に関
して得られる画像濃度と、搬送ベルトの最上流部に位置
するブラックのトナー像形成部のみが関与するブラック
の単色画像形成時に得られる画像濃度と、の間に発生す
る濃度差が解消され、フルカラー画像形成及びブラック
の単色画像形成の両方において、高い画質の画像が形成
される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態の一
例について説明する。なお、この発明の実施形態は、こ
れに限定されるものではない。

【００３０】図６は、この発明の実施形態に係る画像形
成装置の構成を示す図である。画像形成装置１００は、
ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び
イエロー（Ｙ）の各トナー色に対応する４つのトナー像
形成部２００，２１０，２２０，２３０、上記各トナー
色に対応する４つの転写チャージャ２０６，２１６，２
２６，２３６、給紙部２４０、転写搬送ベルト２５０、
および定着部２６０を備えている。

【００３１】一例としてＢＫのトナー像形成部２００
は、感光体２０１、帯電器（帯電ローラ）２０２、露光
器２０３、現像器２０４、クリーナ２０５を含む。感光
体２０１は感光体層が塗布されたドラムであり、この発
明の接触帯電部材である帯電ローラ２０２は電圧を印加
させて感光体２０１を帯電させる。露光器２０３は、帯
電した感光体２０１に画像光を照射して感光体２０１上
の電荷を選択的に除去（除電）し、感光体２０１上に静
電潜像を形成する。現像器２０４は、静電潜像が形成さ
れた感光体２０１にトナーを供給することにより、静電
潜像をトナー像に現像する。クリーナー２０５は、後述
する転写材へのトナー像の転写が終了後、感光体２０１
上に残ったトナー（残留トナー）を回収する。

【００３２】一例としてＢＫの転写チャージャ２０６
は、トナー像形成部２００において、感光体２０１に形
成されたトナー像を転写材（紙やＯＨＰ等）に転写す
る。

【００３３】給紙部２４０は、画像形成装置に使用する
転写材を収納しておき、さらに、画像形成時に、転写材
を１枚ずつ転写搬送ベルト２５０に向かって矢印Ｅ方向
に給紙する。

【００３４】転写搬送ベルト２５０は、感光体の全長と
略同じ長さのベルト幅を有する無端状ベルトであり、ト
ナー像形成部２００，２１０，２２０，２３０に対向し
てベルト外周が位置する一方、転写チャージャ２０６，
２１６，２２６，２３６に対向してベルト内周が位置す
るように配置されている。この転写搬送ベルト２５０
は、給紙部２４０から給紙された転写材をトナー像形成
部２００，２１０，２２０，２３０を順次経由して定着
部２６０に導く。定着部２６０は、上記搬送ベルト２５
０より送られてくるトナー像が転写された転写材を加熱
し、トナー像を転写材に定着させる。

【００３５】なお、トナー像形成部２００，２１０，２
２０，２３０は、用いるトナーの色が異なるのみで、そ
の他の構成は全く同一であり、また、各トナー像形成部
２００，２１０，２２０，２３０に対応する転写チャー
ジャ２０６，２１６，２２６，２３６も構成は同一であ
る。

【００３６】タンデム方式の画像形成装置１００は、以
下のように画像形成を行う。まず、感光体２０１，２１
１，２２１，２３１が、帯電ローラ２０２，２１２，２
２２，２３２により帯電される。そして、露光器２０
３，２１３，２２３，２３３が、この帯電した感光体２
０３，２１３，２２３，２３３に対して画像光を照射
し、感光体２０３，２１３，２２３，２３３上の電荷を
選択的に除去（除電）して静電潜像を形成する。次に、
現像器２０４，２１４，２２４，２３４が、この静電潜
像にトナーを供給して、静電潜像をトナー像に顕像化す
る。

【００３７】そして、給紙部２４０から給紙された転写
材が、転写搬送ベルト２５０によって感光体２０１，２
１１，２２１，２３１に向けて搬送される。この搬送の
際、転写材は、感光体２０１→感光体２１１→感光体２
２１→感光体２３１の順に対向して搬送され、上記の順
で感光体２０１，２１１，２２１，２３１から転写材に
トナー像が転写される。そして、全色のトナー像が重ね
て転写された転写材は、定着部２６０に搬送され、転写
材にトナー像が定着する。トナー像が定着した転写材
は、図示しない排紙部に排紙される。なお、上記のトナ
ー像の転写材への転写の際、転写しきれずに感光体上に
残ったトナーは、クリーナ２０５，２１５，２２５，２
３５によって、感光体２０１，２１１，２２１，２３１
上から回収される。

【００３８】そして、画像形成装置１００は、上流側
（第１色目）のトナー像形成部２００で一旦転写材上に
転写された未定着トナーが、下流側の感光体２１１，２
２１，２３１に転写（逆転写現象）することによる未定
着トナーの付着量の減少を防ぐために、フルカラー画像
形成時と単色画像形成時とで転写搬送ベルト２５０が移
動するようになっている。

【００３９】図７（ａ）は、フルカラー画像形成時での
転写搬送ベルト２５０の状態を示す説明図である。この
図によると、４つのトナー像形成部２００，２１０，２
２０，２３０に含まれる感光体２０１，２１１，２２
１，２３１と転写搬送ベルト２５０とが接触する。

【００４０】一方、単色画像形成時での転写搬送ベルト
２５０の状態を示す説明図である図７（ｂ）では、使用
する単色（例えば、ＢＫ）に該当するトナー像形成部２
００に含まれる感光体２０１のみが、転写搬送ベルト２
５０と接触する。

【００４１】ところで、上記（図７（ｂ）参照）のよう
に転写搬送ベルト２５０が移動すると、単色画像形成時
には、第１色目（最上流側）のトナー像は、他の感光体
２１１，２２１，２３１への逆転写現象を生じない。そ
のため、フルカラー画像形成時での第１色目の感光体の
帯電条件を、そのまま単色画像形成時に適用すると、逆
転写現象で消失するはずの第１色目のトナー付着量が、
転写材上に残るため、その単色（第１色）の画像濃度が
濃くなってしまう。そのため、単色画像形成時とフルカ
ラー画像形成時とで、感光体への帯電条件を変更する必
要がある。

【００４２】以下、感光体への帯電を行う本実施形態に
おける帯電装置について説明する。図１（ａ）に示すよ
うに、搬送方向の最上流に位置するＢＫのトナー像形成
部２００の帯電手段は、帯電ローラ２０２、帯電ローラ
支持部１２、帯電バイアス電源１４、制御部１５、モー
タ１６及び命令部１７から構成されている。これら、帯
電ローラ支持部１２、帯電バイアス電源１４、制御部１
５、モータ１６及び命令部１７がこの発明のインピーダ
ンス調整手段である。この帯電手段は、感光体２０１へ
の帯電ローラ２０２の当接力を変更することで、感光体
２０１と帯電ローラ２０２との間のインピーダンスを変
更させる構成である。

【００４３】帯電ローラ２０２は、感光体２０１に接触
する接触部（フォーム部）が、円柱上の金属シャフト２
６等の基体上に取り付けられたものである。フォーム部
の材料としては、特に限定するものではないが、天然ゴ
ム、ウレタン、クロロプレン、シリコンゴム等のフォー
ム材が好適に用いられる。また、このフォーム材中にカ
ーボンを分散させても構わない。そして、このフォーム
部は、導電性接着剤によって、金属シャフト２６に接着
されている。なお、フォーム部の成型方法は、射出成型
や、ブロック状の素材を円筒状に削った後、表面研磨を
行なう方法が挙げられる。

【００４４】帯電バイアス電源１４は、帯電ローラ２０
２に電圧を印加する。制御部１５は、制御プログラム等
が記憶・格納されたＲＯＭ、制御に必要な情報等を一時
的に記憶・格納するＲＡＭ、及び、各部を統括して制御
するＣＰＵから構成されている。命令部１７は、制御部
１５に印刷命令を発信するもので、ホストコンピュータ
または画像形成装置１００本体の操作パネルである。

【００４５】図１（ｂ）に示すように、帯電ローラ支持
部１２は、シャフト支持部２１、コイルスプリング２
２、回動支持部２３、支持加圧基盤２４及びカム２５か
ら構成されている。

【００４６】シャフト支持部２１は、円柱状の帯電ロー
ラ２０２の両端部から突出する金属シャフト２６の突出
部分を挟みこんで支持する。シャフト支持部２１の形状
は、金属シャフト２６の長手軸に対する直交断面が略コ
字形状を呈する。具体的には、シャフト支持部２１の基
底部３１ａの上面から一対の平板２１ｂ・２１ｂが、所
定間隔を保持して垂下した形状（溝部）となっている。

【００４７】回動支持部２３は、円柱形状をしており、
上記の２つのシャフト支持部２１の基底部２１ａの上面
から垂設されている。さらに、この垂設された回動支持
部２３の端部（不図示）が、画像形成装置１００に取り
付けられることで、上記シャフト支持部２１に支持され
た帯電ローラ２０２を感光体２０１に当接させながら、
画像形成装置１００内の所定の位置に帯電ローラ２０２
を取り付けることができる。コイルスプリング２２は、
弾性力を有する螺旋形状のスプリングであり、回動支持
部２３に外嵌してシャフト支持部２１の基底部２１ａの
上面に取り付けられている。

【００４８】支持加圧基盤２４は、後述するカム２５と
接触する突起部を有した部材であり、コイルスプリング
２２を介して、帯電ローラ２０２を感光体２０１に押し
つける機能を有している。そして、支持加圧基盤２４に
は上下方向に沿って貫通孔（不図示）が形成されてお
り、この貫通孔に回動支持部２３が挿通されることで支
持加圧基盤２４が回動支持部２３に上下に移動自在に取
り付けられている。なお、コイルスプリング２２及び支
持加圧基盤２４は、シャフト支持部２１の基底部２１ａ
の上面に、この順に取り付けられている。

【００４９】カム２５は、支持加圧基盤２４の突起部２
４ａを下方に押圧する。カム２５は、突起部２４ａに当
接する位置に配置されるとともに、モータ１６に接続さ
れている。さらに、カム２５の回転軸２５ａは、帯電ロ
ーラ２０２の長軸方向と同方向である。そして、カム２
５は、モータ１６の所望の回転角度に応じて回転する。
そのため、モータ１６の回転角度に応じた回転軸２５ａ
から突起部２４ａに当接するカム２５の外周までの距離
の変化によって、支持加圧基盤２４が上下に移動する。

【００５０】次に、上記帯電装置による感光体２０１へ
の帯電方法について説明する。まず、命令部１７（ホス
トコンピュータまたは操作パネル）が、制御部１５のＣ
ＰＵに命令（例えば、印刷モードの種類等）を送信す
る。そして、ＣＰＵは、上記命令に応じて、ＲＯＭから
感光体２０１への電圧印加（帯電）に必要な制御プログ
ラムを読み出し、また、上記制御に必要な情報をＲＡＭ
から受信して、帯電バイアス電源１４及びモータ１６に
必要な情報（例えば、帯電バイアス電源１４の印加電圧
情報やモータ１６の回転角度情報）を伝える。

【００５１】カム２５は、モータ１６の回転角度に応じ
て回転し、外周面で支持加圧基盤２４の突起部２４ａを
押さえ付ける。すると、支持加圧基盤２４は、コイルス
プリング２２の弾性力を介して、シャフト支持部２１を
下方へ押しつける。その結果、シャフト支持部２１で支
持される帯電ローラ２０２は、感光体２０１に押しつけ
られる。

【００５２】このようにして、帯電ローラ２０２を感光
体２０１に押しつけた状態（当接状態）で、帯電ローラ
２０２を回転させながら、帯電バイアス電源１４により
感光体２０１に電圧を印加すると、感光体２０１が所定
の電位に帯電する。

【００５３】なお、上記の帯電ローラ２０２の回転方向
は、感光体２０１の回転方向と同方向又は逆方向の何れ
であっても構わない。

【００５４】以上のように構成された帯電手段において
は、支持加圧基盤２４が相対的に下方に位置する場合、
帯電ローラ２０２は感光体２０１に高い当接圧で押しつ
けられて接触面積が増加し、帯電ローラ２０２から感光
体２０１に電流が流れ易くなってインピーダンスが低下
する。一方、支持加圧基盤２４が相対的に上方に位置す
る場合、帯電ローラ２０２は感光体２０１に低い当接圧
で押しつけられて接触面積が減少し、帯電ローラ２０２
から感光体２０１に電流が流れ難くなってインピーダン
スが上昇する。

【００５５】つまり、支持加圧基盤２４が相対的に下方
に位置すると、感光体２０１と帯電ローラー２０２との
接触面積の増加に伴いインピーダンスが低下し、マイナ
スの帯電量も増加する。一方、支持加圧基盤２４が相対
的に上方に位置すると、感光体２０１と帯電ローラー２
０２との接触面積の減少に伴いインピーダンスが増加
し、帯電量も減少する。

【００５６】これによって、この帯電手段は、支持加圧
基盤２４の上下移動によって、感光体２０１に対する帯
電ローラ２０２の当接力（当接圧）が変化し、感光体２
０１の帯電量を変化させることができる。

【００５７】上記したように、本画像形成装置は、帯電
ローラー２０２と感光体２０１との接触面積を変更でき
る。特に、画像形成モード（単色画像形成モード・フル
カラー画像形成モード）に応じて、上記接触面積を変更
させて、マイナスの帯電量を変化させる構成である。

【００５８】図２は、上記の画像形成モード毎の帯電量
の関係について説明する図である。図において、破線は
単色画像形成モード時の感光体の帯電量を示し、実線は
フルカラー画像形成モード時の感光体の帯電量を示して
いる。この図から明らかなように、単色画像形成モード
時の感光体は、フルカラー画像形成モード時の感光体よ
りも高く帯電されている。つまり、画像形成モードに応
じて、感光体の帯電量（初期表面電位Ｖｏ）に差を生じ
る。感光体が、同一光量で露光されると、露光された後
の画像表面電位Ｖｉは、初期表面電位Ｖｏと同様に、単
色画像形成モード時とフルカラー画像形成モード時とで
差を生じる。

【００５９】次に、感光体が、現像バイアスＶｂ（現像
バイアスＶｂは、初期表面電位Ｖｏと画像表面電位Ｖｉ
との間の電位を持つ。）を一定にして現像されると、ト
ナー付着量を示すコントラスト電位Ｖｃ（｜Ｖｂ−Ｖｉ
｜）も、単色画像形成モード時とフルカラー画像形成モ
ード時とで差を生じる。つまり、画像表面電位Ｖｉが高
い単色画像形成モード時には、トナー付着量が減少する
ことになる。

【００６０】即ち、帯電量とトナー付着量との関係は、
コントラスト電位Ｖｃの大きさで決定され、単色画像形
成モード時には、感光体の初期表面電位Ｖｏが高いため
に画像表面電位Ｖｉが高くなり、画像表面電位Ｖｉの高
い感光体が現像バイアスＶｂで現像されると、コントラ
スト電位Ｖｃは相対的に小さくなり、トナー付着量も少
なくなる。

【００６１】一方、フルカラー画像形成モード時には、
感光体の初期表面電位Ｖｏが低いために画像表面電位Ｖ
ｉが低くなり、単色画像形成モード時と同電圧の現像バ
イアスＶｂで画像表面電位Ｖｉの低い感光体が現像され
ると、コントラスト電位Ｖｃは相対的に大きくなり、ト
ナー付着量も多くなる。つまり、初期表面電位Ｖｏが高
いほど、トナー付着量は減少する。

【００６２】図３及び図４は、感光体に対する帯電ロー
ラの当接荷重（当接圧）と感光体の帯電量（初期表面電
位Ｖｏ）との関係、及び、感光体に対する帯電ローラの
当接荷重（当接圧）とトナー付着量との関係を示す図で
ある。図３に示すように、感光体に対する帯電ローラの
当接圧が増加するにつれて感光体の帯電量が上昇する。
また、図４に示すように、感光体に対する帯電ローラの
当接圧が増加するにつれて感光体へのトナー付着量が減
少する。これは、感光体に対する帯電ローラの当接圧が
増加すると両者の接触面積の増加によって接触面でのイ
ンピーダンスが低下してマイナスの帯電量が増加する一
方、感光体に対する帯電ローラの当接圧が低下すると両
者の接触面積の減少によって接触面でのインピーダンス
が上昇してマイナスの帯電量がするためである。

【００６３】前述のように、この実施形態に係る画像形
成装置１００では、最上流部に位置するトナー像形成部
２００において、感光体２０１への帯電ローラ２０２の
当接圧を変化させて、感光体２０１に対する帯電ローラ
２０２のインピーダンスを変化させることができるよう
に構成されている。

【００６４】したがって、画像形成装置１００では、最
上流部に位置するトナー像形成部２００における感光体
２０１に対する帯電ローラ２０２の当接圧を単色画像形
成モード時とフルカラー画像形成モードとで変更するこ
とにより、それぞれの画像形成モードにおける感光体２
０１と帯電ローラ２０２との接触面でのインピーダンス
を異ならせることができる。これにより、画像形成モー
ドに応じて感光体２０１の初期表面電位Ｖｏを制御する
ことができ、最上流部のトテー像形成部２００で形成さ
れるブラックのトナー像に関して、画像形成モードの違
いによって発生する画像濃度差を抑制することができ
る。

【００６５】図５（ａ）及び（ｂ）は、この発明の別の
実施形態に係る画像形成装置における帯電装置の構成を
示す図である。図５（ａ）に示す帯電装置は、図１に示
した帯電装置に比較して、帯電ローラ２０２と感光体２
０１との接触面積を変化させるために用いるカム２５の
形状を変更したものである。

【００６６】また、図５（ｂ）に示す帯電装置は、ネジ
３０を用いて帯電ローラ２０２と感光体２０１との接触
面積を変化させるようにしたものである。具体的には、
図５（ｂ）に示す帯電装置では、図１に示した帯電装置
の帯電ローラ支持部１２における２１、コイルバネ２
２、２４及びカム２５等に代えて、ネジ支持部３１のネ
ジ孔に螺合するネジ３０を用いている。

【００６７】ネジ３０は、画像形成装置１００において
不動のネジ支持部３１に形成されたネジ孔に螺合してい
るとともに、モータ１６から回転力が供給される。ネジ
３０の一端は帯電ローラ２０２に当接しており、モータ
１６の回転角度に応じて、ネジ３０はネジ支持部３１に
対して感光体２０１に対する帯電ローラ２０２の当接方
向に移動する。つまり、モータ１６の正逆方向の回転に
より、ネジ３０はネジ支持部３１に対して上下方向に移
動し、一端を介して感光体２０１に対する帯電ローラ２
０２の当接力を変化させる。

【００６８】次に、この発明の実施形態に係る画像形成
装置を適用した実施例について説明する。

【００６９】

【実施例】図１に示した帯電ローラ２０２と感光体２０
１とのニップ幅が３ｍｍ以下では、帯電ローラ２０２を
感光体２０１に安定した状態で擦動させることが困難で
あり、感光体２０１の帯電電位が不均一となるため、帯
電ローラ２０２と感光体２０１とのニップ幅は３ｍｍ以
上が必要となる。ニップ幅を３ｍｍ以上とするための加
圧力は、帯電ローラ２０２の硬度によっても異なるが、
帯電ローラ２０２と感光体２０１との接触状態を安定的
に保持するためには、帯電ローラの硬度（アスカＣ硬
度）は１０度以上、５０度以下とすべきである。

【００７０】帯電ローラ２０２の硬度（アスカＣ硬度）
が１０度より小さいと、耐摩耗性が悪化し、帯電ローラ
２０２の表面にちぎれや分断を発生してしまう。一方、
帯電ローラ２０２の硬度（アスカＣ硬度）が５０度より
高いと、帯電ローラ２０２と感光体２０１との擦動面で
滑りが発生し、帯電が不安定となるためである。

【００７１】そこで、以下に示すように、ニップ幅を３
ｍｍ以上とし、帯電ローラ２０２への印加電圧を一定
（−８００Ｖ）にした状態で、当接圧力を変化させた場
合の感光体２０１の初期表面電位Ｖｏを測定した。

【００７２】（実施例１）帯電ローラ２０２を、硬度が
３０度となるようにウレタンフォームを素材として外径
２１ｍｍの円筒状に形成し、φ６ｍｍの金属シャフト２
６に導電性接着剤で接着した。なお、帯電ローラ２０２
にはカーボンを分散させ、金属シャフト２６と帯電ロー
ラ２０２との表面間の抵抗が１０Ｖで測定時に１０００
０Ωになるよう導電性を付与した。

【００７３】先ず、フルカラー画像形成モードを想定
し、帯電ローラ２０２を感光体２０１に当接荷重２２ｇ
／ｃｍ² で当接させると、ニップ幅は３．０ｍｍであっ
た。この状態で、帯電ローラ２０２を感光体２０１と同
一回転方向（両者の対向部においては、移動方向が互い
に逆方向となる。）に周速比１．０で回転させ、帯電ロ
ーラ２０２の金属シャフト２６に−８００Ｖの直流を印
加した。その結果、感光体２０１は−６００Ｖに均一に
帯電された。

【００７４】次に、単色画像形成モードを想定し、帯電
ローラ２０２を感光体２０１に当接荷重６０ｇ／ｃｍ²
で当接させると、ニップ幅は４．５ｍｍであった。この
状態で、帯電ローラ２０２を感光体２０１と同一回転方
向（両者の対向部においては、移動方向が互いに逆方向
となる。）に周速比１．０で回転させ、帯電ローラ２０
２の金属シャフト２６に−８００Ｖの直流を印加した。
その結果、感光体２０１は−６３０Ｖに均一に帯電され
た（表１参照）。

【００７５】

【表１】

【００７６】（実施例２）帯電ローラ２０２を、硬度が
５０度となるようにウレタンフォームを素材として外径
２１ｍｍの円筒状に形成し、実施例１と同様に、φ６ｍ
ｍの金属シャフト２６に導電性接着剤で接着した。な
お、帯電ローラ２０２にはカーボンを分散させ、金属シ
ャフト２６と帯電ローラ２０２との表面間の抵抗が１０
Ｖで測定時に１０００Ωになるよう導電性を付与した。

【００７７】先ず、フルカラー画像印刷モードを想定
し、帯電ローラ２０２を感光体２０１に当接荷重７０ｇ
／ｃｍ² で当接させると、ニップ幅は３．０ｍｍであっ
た。この状態で、帯電ローラ２０２を感光体２０１の回
転方向と逆方向（両者の対向部においては、移動方向が
同一方向となる。）に周速比２．０で回転させ、帯電ロ
ーラ２０２の金属シャフト２６に−８００Ｖの直流を印
加した。その結果、感光体２０１は−６００Ｖに均一に
帯電された。

【００７８】次に、単色画像形成モードを想定し、帯電
ローラ２０２を感光体２０１に当接荷重１１０ｇ／ｃｍ
²で当接させると、ニップ幅は３．０ｍｍであった。こ
の状態で、帯電ローラ２０２を感光体２０１の回転方向
と逆方向（両者の対向部においては、移動方向が同一方
向となる。）に周速比２．０で回転させ、帯電ローラー
２０２の金属シャフト２６に−８００Ｖの直流を印加し
た。その結果、感光体２０１は−６３０Ｖに均一に帯電
された（表２参照）。

【００７９】

【表２】

【００８０】以上のように、フルカラー画像形成モード
及び単色画像形成モードにおける最上流部のトナー像形
成部２００のトナー色に関し、最適な最終画像濃度とな
る感光体２０１の初期表面電位Ｖｏを得るために行う帯
電ローラ２０２の制御は表３のようになる。

【００８１】

【表３】

【００８２】なお、上記の実施形態に係る画像形成装置
１００では、帯電器として接触帯電手段としての帯電ロ
ーラ２０２を用いたが、感光体に対するインピーダンス
を調節できることを条件として、ワイヤ電極とシールド
電極とを主要構成部材とするコロナ放電現象を利用した
非接触式のコロナ放電帯電装置（例えば、スコロトロン
帯電器）を用いることもできる。

【００８３】

【発明の効果】この発明によれば、以下の効果を奏する
ことができる。

【００８４】（１）複数並設されたトナー像形成部のう
ち最上流部に位置するトナー像形成部の感光体のみに転
写搬送ベルトを近接させる単色画像形成時と、全てのト
ナー像形成部の感光体に転写搬送ベルトを近接させるフ
ルカラー画像形成時とで、搬送方向の最上流部に位置す
るトナー像形成部の感光体に対する接触帯電部材のイン
ピーダンスを変化させることにより、単色画像形成時で
あるかフルカラー画像形成時であるかに応じて、搬送方
向の最上流部に位置するトナー像形成部において、トナ
ー濃度に影響を与える画像形成条件の１つである感光体
の帯電量を決定する感光体に対する接触帯電部材のイン
ピーダンスを適宜変更することができる。これによっ
て、搬送方向の最上流部に位置するトナー像形成部で形
成された画像のトナー濃度を、単色画像形成時及びフル
カラー画像形成時の何れにおいても最適にすることがで
きる。

【００８５】（２）搬送方向の最上流部に位置するトナ
ー像形成部の感光体に対する接触帯電部材のインピーダ
ンスを、複数並設されたトナー像形成部のうち最上流部
に位置するトナー像形成部の感光体のみに転写搬送ベル
トを近接させる単色画像形成時に、全てのトナー像形成
部の感光体に転写搬送ベルトを近接させるフルカラー画
像形成時よりも低くすることにより、露光量及び現像バ
イアス電圧を単色画像形成時とフルカラー画像形成時と
で同一に設定しても、単色画像形成時とフルカラー画像
形成時とでトナー付着量を表すコントラスト電位Ｖｃに
差異を与えることができる。これによって、感光体に対
するトナー付着量を調整することができ、フルカラー画
像形成時に最上流部に位置するトナー像形成部から得ら
れる画像濃度と、最上流部に位置するトナー像形成部の
みを用いた単色画像形成時で得られる画像濃度と、の間
に発生する濃度差を解消することができる。

【００８６】（３）複数並設されたトナー像形成部のう
ち最上流部に位置するトナー像形成部の感光体のみに転
写搬送ベルトを近接させる単色画像形成時と、全てのト
ナー像形成部の感光体に転写搬送ベルトを近接させるフ
ルカラー画像形成時と、で、搬送方向の最上流部に位置
するトナー像形成部の感光体に対する接触帯電部材の当
接力を変化させることにより、単色画像形成時であるか
フルカラー画像形成時であるかに応じて、感光体に対す
る接触帯電部材の当接力を適宜変更することができる。
これによって、最上流部に位置するトナー像形成部の感
光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを容易に変
化させることができる。

【００８７】（４）フルカラー画像形成時にブラックの
トナー像を転写材に最初に転写させることにより、ブラ
ックのトナー像が最下層となり、他色のトナー像への影
響（隠蔽効果、マスキング効果）を最も小さくすること
ができる。また、フルカラー画像形成時に搬送ベルトの
最上流部に位置するブラックのトナー像形成部に関して
得られる画像濃度と、搬送ベルトの最上流部に位置する
ブラックのトナー像形成部のみが関与するブラックの単
色画像形成時に得られる画像濃度と、の間に発生する濃
度差を解消し、フルカラー画像形成及びブラックの単色
画像形成の両方において、高い画質の画像を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置におけ
る帯電手段の構成を示す図である。

【図２】上記画像形成装置における感光体の画像形成モ
ード毎の帯電量の関係を説明する図である。

【図３】上記画像形成装置における感光体に対する帯電
ローラの当接荷重（当接圧）と感光体の帯電量（初期表
面電位Ｖｏ）との関係を示す図である。

【図４】上記画像形成装置における感光体に対する帯電
ローラの当接荷重（当接圧）とトナー付着量との関係を
示す図である。

【図５】この発明の別の実施形態に係る画像形成装置に
おける帯電手段の構成を示す図である。

【図６】この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部
の構成を示す図である。

【図７】上記画像形成装置におけるフルカラー画像形成
時及び単色画像形成時の転写搬送ベルトの状態を示す図
である。

【符号の説明】

１２−帯電ローラ支持部（インピーダンス調整手段） １４−帯電バイアス電源（インピーダンス調整手段） １５−制御部（インピーダンス調整手段） １６−モータ（インピーダンス調整手段） １７−命令部（インピーダンス調整手段） ２００，２１０，２２０，２３０−トナー像形成部 ２０１，２１１，２２１，２３１−感光体 ２０２，２１２，２２２，２３２−帯電ローラ（接触帯
電手段） ２５０−転写搬送ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森國 修市 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 浅沼 雅人 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 竹ノ内 幸一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 直井 宏夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 EA01 FA28 2H030 AA00 AA06 AB02 AD02 BB44 BB46 BB53 BB63 2H200 FA17 FA18 GA12 GA23 GA47 HA02 HA29 HB12 HB45 JB06 LA17 LA23 LA29 MA03 MA14 MA20 PA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像が形成される感光体及び感光体を
   接触帯電させる接触帯電部材を有する帯電手段を備えた
   トナー像形成部が水平かつ一方向に複数並設して設けら
   れるとともに、トナー像が転写される転写材を各トナー
   像形成部の感光体に順次対向させて搬送する転写搬送ベ
   ルトを、単色画像形成時には転写搬送ベルトの搬送方向
   における最上流部に位置するトナー像形成部の感光体の
   みに近接させ、フルカラー画像形成時には全てのトナー
   像形成部の感光体に近接させる画像形成装置において、 前記最上流部に位置するトナー像形成部の帯電手段は、
   感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを調整す
   るインピーダンス調整手段を含み、インピーダンス調整
   手段により、単色画像形成時とフルカラー画像形成時と
   で前記最上流部に位置するトナー像形成部における感光
   体に対する接触帯電部材のインピーダンスを変化させる
   調整部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】トナー像が形成される感光体及び感光体を
   接触帯電させる接触帯電部材を有する帯電手段を備えた
   トナー像形成部が水平かつ一方向に複数並設して設けら
   れるとともに、トナー像が転写される転写材を各トナー
   像形成部の感光体に順次対向させて搬送する転写搬送ベ
   ルトを、単色画像形成時には転写搬送ベルトの搬送方向
   における最上流部に位置するトナー像形成部の感光体の
   みに近接させ、フルカラー画像形成時には全てのトナー
   像形成部の感光体に近接させる画像形成装置において、 前記最上流部に位置するトナー像形成部の帯電手段は、
   感光体に対する接触帯電部材のインピーダンスを調整す
   るインピーダンス調整手段を備え、インピーダンス調整
   手段により、前記最上流部に位置するトナー像形成部に
   おける感光体に対する接触帯電部材のインピーダンス
   を、単色画像形成時にフルカラー画像形成時よりも減少
   させることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】前記インピーダンス調整手段は、感光体に
   対する接触帯電部材の当接力を変化させることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記最上流部に位置するトナー像形成部に
   おいてブラックのトナー像を形成することを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。