(57)【要約】【課題】残像画像の発生を極力抑制して転写効率を向上させることを可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】ブラックの画像形成ユニット４ＫにのみＰＴＬ２７を搭載し、帯電手段を帯電チャージャ３２とした。他のイエロー、マゼンタ、シアン色の画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４ＣにはＰＴＬ２７は搭載せず、帯電手段は帯電ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃとした。帯電装置３２の帯電領域は、帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの帯電領域よりも広くした。ＰＴＬを搭載した画像形成ユニットにおいては、ＰＴＬを搭載していない画像形成ユニットで使用される帯電手段の帯電領域より広い帯電領域を有する帯電手段を使用することによって、残像画像の発生を抑制可能となる。【選択図】図１１
2010134271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持するための潜像担持体と、当該潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電手段及び露光手段と、当該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、転写手段にバイアスを印加する転写バイアス印加手段とを有する画像形成ユニットを複数有する画像形成装置において、
前記複数の画像形成ユニットは、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を前記転写手段によって被転写体に転写する前に、当該トナー像を有する潜像担持体を露光する転写前露光手段を有する画像形成ユニットと、当該転写前露光手段を有さない画像形成ユニットとをそれぞれ１つ以上含み、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記帯電手段よりも、前記潜像担持体に対する帯電領域を広くしていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記帯電手段は帯電ローラであり、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は帯電チャージャであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は、複数の帯電器を前記潜像担持体の移動方向に対して連接して前記潜像担持体に対する帯電領域を広くしていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記複数の帯電器は、複数の帯電ローラからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記複数の帯電器は、複数の帯電チャージャからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記転写バイアスは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記転写バイアスよりも低く設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記複数の画像形成ユニットのうち、最初に前記潜像担持体上のトナー像を前記被転写体上に転写する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記複数の画像形成ユニットのうち、ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットであり、ブラック以外の色のトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記複数の画像形成ユニットのうち、最後に前記潜像担持体上のトナー像を前記被転写体上に転写する画像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の画像形成装置において、
前記ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットにおける前記潜像担持体の周長は、前記ブラック以外の色のトナー像を形成する画像形成ユニットにおける前記潜像担持体の周長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記被転写体は、前記潜像担持体上のトナー像を転写した後、当該転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であり、前記転写手段は、前記潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段であり、さらに、当該中間転写体に転写されたトナー像を前記記録媒体に一括転写する２次転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、画像形成ユニットを複数備えて各画像形成ユニットで異なる色のトナー像を形成し、このようにして各画像形成ユニットで形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電手段で表面が一様に帯電された潜像担持体である感光体表面に画像露光を行うことにより静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が、現像手段により現像することによりトナー像とされ、転写手段の作用によりトナー像が転写紙等の記録媒体表面に転写され、トナー像が転写された記録媒体は定着装置によってトナー像が加熱、過圧されて記録媒体表面に定着されて画像が形成されるようになっている。
また、近年、電子写真式の画像形成装置を使用して、カラー画像を形成することが行われ、カラー画像の形成手段として、複数の感光体を被転写体の搬送経路に沿って並置し、各感光体毎に個別に形成した各色の静電潜像を、各感光体に搭載された現像装置（現像手段）によって各色のトナー像に現像した後、これらの各色のトナー像を搬送される中間転写ベルトや記録媒体等の被転写体上に順次連続的に重ね合わせながら転写してカラー画像を得るいわゆるタンデム方式のカラー画像装置が知られている。
このようなカラー画像形成装置においては、先に被転写体上に転写された未定着のトナー像からトナーが、次のトナー像を転写する際に、次の感光体上の静電潜像に逆転写されてしまい、最終的な重ね合わせ画像に濃度ムラや色ムラが生じてしまう場合がある。このような濃度ムラや色ムラの発生を抑制するため、上記の現像工程と転写工程との間で、トナー像の形成された感光体に光照射を行ないトナー像の静電潜像の電荷を減衰させ、転写工程における転写電流を効率良く転写材に作用させて低い転写電流から高い転写電流迄安定した転写効率が得られるようにする転写前露光（Pre Transfer Lighting、以下ＰＴＬと略す）工程を使用することは良く知られている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、ＰＴＬには副作用もあり、トナーの付着していない大部分の領域に対して感光体表面にＰＴＬによる露光光が照射された場合に、感光体に光疲労を生じる原因となる。具体的には、感光体の光疲労としては、ショートレンジでのメモリー効果による残像現象、ロングレンジでは帯電、光減衰特性の変化として現れる。これらのことから、ＰＴＬによる照射光量は少ない方が良いと云うことになる。これを防止する手段として、感光体に不必要に照射される光量を減少させる方法がある（特許文献３参照）。
ＰＴＬは照射することで転写効率が高まるものの、感光体上でトナー像周囲に存在していた地肌部のトナーと同極性の電荷がＰＴＬ露光により少なくなるため、帯電した感光体上のトナーは、地肌部と電位差が生じることでトナー像周囲の地肌部に飛び散りやすくなり、結果としてトナー像が乱れ、画質が低下する場合がある。これを防止する手段として、ＰＴＬをＯＮ・ＯＦＦ制御し、不必要なときには露光しない方法が提案されている（特許文献４、５参照）。また、ＰＴＬによる露光のあり／なしを、作像順や色によって使い分ける方法も知られている（特許文献６、７参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６３０３６公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９３９公報
【特許文献３】特許第２７３２５８０号
【特許文献４】特開平２−８８７４号公報
【特許文献５】特開平２−８８７５号公報
【特許文献６】特許第３４５２２９３号
【特許文献７】特許第３８９６７３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜７記載のものでは、ＰＴＬを使用することによって逆転写を抑制して転写効率を向上させることが可能であるが、いずれにおいても帯電ローラや帯電チャージャ等の帯電手段で種々の色に対応する感光体を同一条件で帯電させて画像形成を行っており、良好な画像形成することが困難であるという問題がある。
即ち、ＰＴＬを用いる場合、ＰＴＬによる露光後に転写バイアスを印加すると、ＰＴＬによる露光を行わない場合と比較して、転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性になりやすい。このように逆極性に帯電された感光体は帯電しにくいため、次の帯電後の帯電電位が低くなる。このような現象は、トナー像が無い地肌部で顕著であり、トナー像がある部分ではＰＴＬによる露光後の転写バイアス印加で感光体電位に変化は起きにくい。つまり、画像がある部分とない部分で、次の帯電後の帯電電位が異なる現象が生じ、残像として画像に発生し、異常画像の発生を招く問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、残像画像の発生を極力抑制して転写効率を向上させることを可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、静電潜像を担持するための潜像担持体と、当該潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電手段及び露光手段と、当該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、転写手段にバイアスを印加する転写バイアス印加手段とを有する画像形成ユニットを複数有する画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニットは、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を前記転写手段によって被転写体に転写する前に、当該トナー像を有する潜像担持体を露光する転写前露光手段を有する画像形成ユニットと、当該転写前露光手段を有さない画像形成ユニットとをそれぞれ１つ以上含み、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記帯電手段よりも、前記潜像担持体に対する帯電領域を広くしていることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記帯電手段は帯電ローラであり、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は帯電チャージャであることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は、複数の帯電器を前記潜像担持体の移動方向に対して連接して前記潜像担持体に対する帯電領域を広くしていることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記複数の帯電器は、複数の帯電ローラからなることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記複数の帯電器は、複数の帯電チャージャからなることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記転写バイアスは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記転写バイアスよりも低く設定することを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニットのうち、最初に前記潜像担持体上のトナー像を前記被転写体上に転写する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットであることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニットのうち、ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットであり、ブラック以外の色のトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットであることを特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、前記ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットは、前記複数の画像形成ユニットのうち、最後に前記潜像担持体上のトナー像を前記被転写体上に転写する画像形成ユニットであることを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、請求項８又は９記載の画像形成装置において、前記ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットにおける前記潜像担持体の周長は、前記ブラック以外の色のトナー像を形成する画像形成ユニットにおける前記潜像担持体の周長よりも長いことを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記被転写体は、前記潜像担持体上のトナー像を転写した後、当該転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であり、前記転写手段は、前記潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段であり、さらに、当該中間転写体に転写されたトナー像を前記記録媒体に一括転写する２次転写手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の画像形成ユニットは、潜像担持体上に形成されたトナー像を転写手段によって被転写体に転写する前に、当該トナー像を有する潜像担持体を露光する転写前露光手段を有する画像形成ユニットと、当該転写前露光手段を有さない画像形成ユニットとをそれぞれ１つ以上含み、前記転写前露光手段を有する画像形成ユニットにおける前記帯電手段は、前記転写前露光手段を有さない画像形成ユニットにおける前記帯電手段よりも、前記潜像担持体に対する帯電領域を広くしていることによって、残像画像の発生を極力抑制して転写効率を向上させることを可能とする画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは、転写効率を向上させるためのＰＴＬの使用に伴う残像画像の発生を抑制するために、種々検討を行った。その結果、画像形成ユニットを複数備えて各画像形成ユニットで異なる色のトナー像を形成し、このようにして各画像形成ユニットで形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、トナー像の重ね合わせ順序及びトナー像の色によっては、ＰＴＬを使用すべき場合とＰＴＬを使用しなくても転写効率が低下しない場合があることを究明した。
さらに、残像発生について検討した結果、ＰＴＬを使用した画像形成ユニットにおいては、ＰＴＬを使用しない画像形成ユニットの潜像担体の帯電手段による帯電領域よりも広い帯電領域を形成する帯電手段を使用すれば、残像発生を抑制可能となることを究明した。
これらの究明に基づいて更なる検討を進めた結果、複数の画像形成ユニットで形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、ＰＴＬを有する画像形成ユニットと、ＰＴＬを有さない画像形成ユニットとをそれぞれ１つ以上含み、ＰＴＬを有する画像形成ユニットにおける潜像担持体を帯電する帯電手段は、ＰＴＬを有さない画像形成ユニットにおける帯電手段よりも、前記潜像担持体に対する帯電領域を広くすることによって、残像画像の発生を極力抑制して転写効率を向上させることを可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明による一実施形態に係る画像形成装置である複写機について、図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明による一実施形態に係る複写機の全体的な概略構成を示す図である。図２は、図１に示す複写機で使用される画像形成部の概略構成を示す図である。図３は、図２に示す画像形成部中の１個の画像形成ユニットの概略構成を示す図である。図４は、図３中の現像手段と転写手段と感光体とＰＴＬとの関係を示す断面図である。
本発明による一実施形態に係る画像形成装置である複写機１は、図１に示すように、原稿を光学的に読取って画像処理を行う画像処理部２、画像処理部２で読取られた画像情報から画像を形成する電子写真装置１０及び電子写真装置１０で形成された画像を印刷する紙等の記録媒体である転写紙Ｐを貯留して１枚づつ電子写真装置１０に供給する給紙バンク３を備えている。そして、電子写真装置１０は、図２に示すように、電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像処理部２、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４、定着装置１５などから構成されている。
【００１１】
まず、上記電子写真装置１０の概略構成及び動作について説明する。図１及び図２において、電子写真装置１０の露光手段としての画像書込部１２には、画像信号を元に複写機１の画像処理部２で画像処理された画像信号が、画像形成用のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色信号に変換されて送信される。画像書込部１２は、例えば、図示のようなレーザ光源、回転多面鏡等の偏向器、走査結像光学系、及びミラー群などからなるレーザ走査光学系や、１次元もしくは２次元に多数のＬＥＤが配列したＬＥＤアレイと、結像光学系からなる、ＬＥＤ書込み系などで構成されている。そして、画像書込部１２から上記の各色信号に対応した４つのレーザ光が発光されて書込光路１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが形成されている。この画像書込部１２は、図２に示すように、画像形成部１３に設けられた各色毎の４個の画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの潜像担持体である各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋに、各書込光路１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを通して、各色信号に応じた画像の書込を行う。
【００１２】
画像形成部１３に設けられている各画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃには、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、ブラック（Ｋ）用の潜像担持体であるドラム状の感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが矢印方向に回転駆動するように配設されている。そして、感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋとしては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。また、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの周囲には、図２及び図３に示すように、帯電手段としての帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、画像書込部１２からのレーザ光の露光部、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像手段としての現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、１次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、クリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ等が配設されている。
なお画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを構成する感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ、帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、クリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと一体に連結された１つの筐体で一体化されていても良いし、複数の筐体で別体として構成されていても良い。
【００１３】
ここで、上記現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋとしては、２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置を用いている。また、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと、各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋとの間に介在するように、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト２２が支持ローラ５、６及び２次転写バイアスローラ６０に張架されており、これらのローラ５、６、６０のいずれか１個が駆動ローラとして回転駆動して矢印Ａ方向に移送されるようになっている。そして、この中間転写ベルト２２には、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。この場合に、各画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、図２に示すように、中間転写ベルト２２の移送方向Ａに沿って並置されており、タンデム方式のカラー画像形成装置を構成している。
一方、転写紙Ｐは、上記電子写真装置１０の給紙部１４、あるいは複写機１の給紙バンク３（図１参照）から給紙された後、図２に示すレジストローラ１７を介して、転写搬送ベルト５０に坦持される。そして、中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、２次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０によりバイアス電源６１からバイアス電圧が印加されて２次転写（一括転写）される。これにより、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送される。そして、転写紙Ｐは、定着装置１５の加熱ローラ１５ａと定着ローラ１５ｂに張架された加熱定着ベルト１５ｃと加圧ローラ１５ｄとにより、加熱、加圧されて転写紙Ｐ上に転写された画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。
【００１４】
上記２次転写時に転写紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。このベルトクリーニング装置２５の下流側には、潤滑剤塗布装置２６が配設されている。この潤滑剤塗布装置２６は、固形潤滑剤２６ａと、中間転写ベルト２２に摺擦して固形潤滑剤２６ａを塗布する導電性ブラシ２６ｂとで構成されている。該導電性ブラシ２６ｂは、中間転写ベルト２２に常時接触して、中間転写ベルト２２に固形潤滑剤２６ａを塗布している。固形潤滑剤２６ａは、中間転写ベルト２２のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。
上記各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋのそれぞれの表面は、画像書込部１２による画像の書き込みが行われる前に、各書込光路２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより、約−７００Ｖに帯電されている。この帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋには、感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと非接触型又は接触型の帯電ローラ、コロトロン、スコロトロンなどの帯電チャージャ等を用いることができ、印加するバイアスは、ＤＣ（直流電圧）＋ＡＣ（交流電圧）の重畳方式やＤＣバイアスのみの印加方式から選択できる。
【００１５】
上述のようにして回転している各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面が帯電された後、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面に上記画像書込部１２から画像の書き込みが行われる。これにより、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによってそれぞれの色のトナーが供給されて各色のトナー像に現像される。
上記各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、図３に示すように、現像ローラ２０１、ドクタブレード２０２、２本のスクリュー２０３、２０４、トナー濃度センサ２０５、現像ケース２０６などで構成されている。ここで、現像ローラ２０１とスクリュー２０３、２０４との位置関係は、現像ローラ２０１よりもスクリュー２０３、２０４が斜め下方向に位置するようになっている。また、２本のスクリュー２０３、２０４は、それぞれ水平方向に並列に配設されている。さらに、現像ケース２０６には、２本のスクリュー２０３、２０４の間を仕切る仕切り板２０６ａが設けられており、この仕切り板２０６ａによって、現像ケース２０６が２室に仕切られている。また、該仕切り板２０６ａの奥側と手前側は、現像ケース２０６の各室内の現像剤が、２本のスクリュー２０３、２０４により循環搬送されるように切り欠かれている。
【００１６】
上記現像ケース２０６の感光体と対面する部分には開口部２０６ｂが形成されており、この開口部２０６ｂから現像ローラ２０１の一部が露出するようになっている。さらに、現像ローラ２０１、スクリュー２０３、２０４、ドクタブレード２０２は、図３に示すように、現像ケース２０６のスクリュー２０４の上部の空間が少し多めになるように配設されている。各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの現像ケース２０６には、上記各色画像に対応した静電潜像を現像するためのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤が収容されている。ここでは、該現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとが分散混合された２成分現像剤を用いている。
各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの現像剤は、互いに反対方向に回転する２本のスクリュー２０３、２０４により、上記仕切り板２０６ａの奥側と手前側の切り欠きを通して、現像ケース２０６の各室内を常時循環するように攪拌されながら搬送される。そして、この現像剤は、循環しながら攪拌搬送するスクリュー２０４によって、上記現像ローラ２０１に向けて供給される。現像ローラ２０１は、磁界発生手段であるマグネットローラ２０１ａと、このマグネットローラ２０１ａの外周を覆うように回転自在に装着された非磁性の現像スリーブ２０１ｂとで構成されている。
【００１７】
上述のようにして現像ローラ２０１に供給された現像剤は、マグネットローラ２０１ａの磁力と現像スリーブ２０１ｂの回転とにより、現像スリーブ２０１ｂの表面に汲み上げられて磁気ブラシ状に保持される。現像スリーブ２０１ｂの表面に磁気ブラシ状に保持された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの回転に連れ回りしながら現像ケース２０６の開口部２０６ｂに向けて搬送される。そして、この現像剤は、開口部２０６ｂの手前で、ドクタブレード２０２によって穂切りされて適正な量となるように計量された後、該開口部２０６ｂから露呈する現像ローラ２０１の表面と感光体の表面との間の現像領域へと送られる。
ドクタブレード２０２により穂切りされることによって上記現像領域への進行を阻止された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの表面に保持されている磁気ブラシ状の現像剤の外周に沿うようして、スクリュー２０４上に自重により落下して現像ケース２０６の循環搬送経路に戻される。この循環搬送経路に戻された現像剤は、２本のスクリュー２０３、２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００１８】
一方、上記現像領域に送られた現像剤は、感光体上に形成された静電潜像にトナーが移行することにより該静電潜像を顕像化して、該感光体上にトナー像を形成する。つまり、上記現像スリーブ２０１ｂ上には、２．２５ｋＨｚ、ピーク間電圧約１ｋＶの交流電圧からなる現像バイアスが、中心値を−５００Ｖとして印加されている。
この現像バイアスにより、感光体上の露光領域（帯電電位約−１５０Ｖ）との電位差によって、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されている現像剤中のトナーが感光体上に形成された静電潜像に移行する。なお、上記静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーとキャリアとからなる余剰の現像剤は、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されたままの状態で現像ケース２０６内に戻される。
そして、現像スリーブ２０１ｂの表面のマグネットローラ２０１ａの磁力が作用していない部分で現像スリーブ２０１ｂから離れて、スクリュー２０５上に自重により落下する。これにより、この余剰の現像剤は、現像ケース２０６の循環搬送経路に回収され、２本のスクリュー２０３、２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０５によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００１９】
このように、上記現像剤は、２本のスクリュー２０３、２０４により攪拌搬送されることにより、現像ケース２０６内を循環しながら、現像スリーブ２０１ｂに対する供給と回収とが繰り返される。ここで、上記感光体上の静電潜像を顕像化するための現像工程が繰り返し実行されて現像剤中のトナー消費が進行すると、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度が次第に低下することになる。そこで、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいては、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ２０５により検知している。そして、該トナー濃度センサ２０５の検知結果に基いて、該現像ケース２０６内の現像剤のトナー濃度が常時一定濃度になるように、図示しないトナー補給装置により該現像ケース２０６内に新規の補給用トナーを適時補給するように構成されている。
このようにして各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、各感光体に対応して配置された各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋにより、１次転写バイアス電源２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋからそれぞれ１次転写バイアス電圧が印加されて、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面に対して接触しながら回転する中間転写ベルト２２の表面上に、順次重ね合わされて１次転写される。つまり、中間転写ベルト２２を挟み込むように各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと対向して設けられた各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋにより、各感光体と中間転写ベルト２２との間の１次転写領域に発生させた転写電界によって、感光体上のトナー像が中間転写ベルト２２上に静電的に転写される。
【００２０】
上記１次転写バイアスローラ２３としては、導電性のスポンジローラが一般的に用いられる。導電性を持たせる手段としては、ゴム材料にイオン導電剤を混合する方法と、カーボンなどの電子導電剤を混合する方法がある。しかし、電子導電剤を使用したローラは一般的に抵抗ムラが大きく、良好な転写を行うためには適していない。そこで、本実施形態においては、イオン導電性発泡ＮＢＲゴム（ゴム硬度アスカーＣ：４０度、抵抗値：１０7Ω）からなる１次転写バイアスローラに転写バイアスを印加して転写電界を発生させている。
上記中間転写ベルト２２としては、様々な材質のものを使用することが可能であるが、ここでは、耐久性に優れ、且つヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰｖｄｆベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を形成し、さらに該ポリウレタンゴム層上にフッ素成分を含有したコート層を形成して表面に弾性層を設けた多層構造ベルトなどを使用することが好ましい。本発明では、中間転写ベルト２２の製造方法と材料は限定するものではないが、本実施形態では材料として強度的に最も適しているポリイミド樹脂を用いた。表面抵抗率は１×１０11Ω／ｃｍ2、体積抵抗率は１×１０9Ωｃｍであった。
【００２１】
ポリイミド製中間転写ベルトの生成方法としては、ポリアミック酸の溶液中にカーボンブラックを分散させ、その分散液を金属ドラムに流入して乾燥させた後、金属ドラムから剥離したフィルムを高温度下で伸長させてポリイミドフィルムを形成し、適当な大きさに切り出してポリイミド樹脂からなる無端状のベルトを作製するようにした。フィルム成形は一般的な方法に従って、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形によりフィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でポリイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。このとき、カーボン量、焼成温度、硬化速度等を変更してベルトの特性を調整することができる。この方法で体積抵抗率と表面抵抗率も調整することができる。尚、体積抵抗率と表面抵抗率の測定には、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１４）を用いた。
【００２２】
上述のようにして、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２の表面に順次重ね合わされて１次転写されることにより、該中間転写ベルト２２上に４色のトナーからなるフルカラートナー像が形成される。そして、この中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラートナー像は、上記レジストローラ１７により給紙されて上記転写搬送ベルト５０に坦持された転写紙Ｐ上に、２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。このようにしてフルカラー画像が２次転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、定着装置１５により２次転写画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。この２次転写時に中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。その後、上記画像形成部１３の各色の画像形成ユニットによって次の画像形成が行われる。
【００２３】
次に、上記１次転写後の感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについて説明する。本実施形態のクリーニング装置としては、図３に示すように、弾性体であるポリウレタンゴムのクリーニングブレード３０１と、導電性を有するファーブラシ３０２とを併用したものが用いられている。ファーブラシ３０２には、金属製の電界ローラ３０３が接触して配設されている。また、電界ローラ３０３にはスクレーパ３０４が接触して配設されている。
図３において、感光体上に残留したトナーは、まず、感光体の回転方向とは逆方向（カウンタ方向）に回転しているファーブラシ３０２によって、感光体上から掻き落とされる。このとき、ファーブラシ３０２に付着したトナーは、このファーブラシ３０２に対してカウンタ方向に回転している電界ローラ３０３に付着して取り除かれる。また、電界ローラ３０３に付着したトナーは、スクレーパ３０４により掻き落されて、クリーニングケース３０５内に集められる。ここで、電界ローラ３０３にはクリーニングバイアスが印可されており、このクリーニングバイアスによる静電気力によって、感光体上の残留トナーがファーブラシ３０２から電界ローラ３０３へと移動し、スクレーパ３０４により電界ローラ３０３から掻き落とされる。
【００２４】
このようにしてクリーニングケース３０５内に集められたトナーは、回収スクリュー３０６により、図示しない廃トナーボトル、あるいは該クリーニング装置が搭載されている画像形成ユニットの現像装置に送られる。本実施形態のプリンタにおいては、上記回収スクリュー３０６によりクリーニングケース３０５内から回収したトナーを、対応する現像装置に戻して再利用するようにしている。
また、上記各画像形成ユニットのクリーニング装置は、その回収スクリュー３０６の配設部位が、該クリーニング装置の下流側に隣接する画像形成ユニットの現像装置のスクリュー２０３の上側の現像ケース２０６の部分に対して重なるように、それぞれ配設されている。これにより、各画像形成ユニットを互いに接近させて配置することが可能になり、電子写真装置本体の小型化が可能になる。
ところが、図２に示すような画像形成部１３を持つ画像形成装置においては、作像する順番が早い色、例えば、イエローやマゼンタのトナーを用いて画像形成を行った場合、中間転写ベルト２２上にイエローやマゼンタのトナーが転写された後、下流の画像形成ユニット、例えばシアンやブラックのトナー像を形成する画像形成ユニット４Ｃ、４Ｋの感光体２１Ｃ、２１Ｋの表面に接触することになり、この際に該感光体２１Ｃ、２１Ｋ上にイエローやマゼンタのトナーが逆転写して、中間転写ベルト２２上に１次転写されているトナー像の画像品質が低下する場合がある。従って、この種のプリンタにおいて画像品質の向上を図るためには、画像形成に関与しない画像形成ユニットの感光体との接触による、該感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写を回避することが重要となる。
【００２５】
このような感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写は、該感光体の表面と中間転写ベルト２２上のトナーとの間で生じる放電によって、中間転写ベルト２２上のトナーの電荷量が変化することが原因であると考えられる。そこで、本実施形態の画像形成装置においては、上記１次転写バイアスローラ２３に印加するバイアスを極力低い値に設定することで、放電を抑制している。尚、１次転写バイアスローラに印加する転写バイアスを定電流制御する方法がある。
転写バイアスを定電流制御した場合は、１次転写バイアスローラの電気抵抗が通電や温湿度環境で変動しても、それに従って印加電圧が変化するため、転写電界としては安定し、安定した転写性能を得ることができる。実施形態で使用しているイオン導電性のローラは一般的に通電や温湿度環境での抵抗変動は避けられないので非常に有効である。
しかし、画像面積によって転写効率が変化しやすいという欠点もある。なぜなら、１次転写では帯電した感光体と接触して転写バイアスを印加するため、露光をしていない地肌部はマイナス帯電しているために電流が流れやすく、定電流制御下では画像部に流れる電流が少なくなり、十分な転写電界が得られないことがあるためである。画像面積が小さい場合には地肌部に多く電流が流れ、大きい場合にはあまり流れない。この差が転写効率の差となってしまう。
【００２６】
一方、ブラックトナーは他の色のトナーとは異なり、良いブラック色の発色性を得るために着色剤としてカーボンブラックを使用する必要があるが、カーボンブラックの導電性により帯電性能が低下する不具合がある。特に、中間転写ベルト等の中間転写体を使用するシステムでは、１次転写で転写バイアスが不足すると、中間転写ベルトの１次転写部でブラックトナーの保持電荷が失われ、中間転写ベルト上では他の色のトナーよりも著しく帯電量が低くなり、２次転写部で過転写となって転写効率が下がる不具合が生じやすいことがわかった（２次転写では色重ね画像も転写するために、２次転写バイアスは１次転写バイアスよりも通常高く設定される）。
そのため、上記のように十分な転写電界が得られない場合は２次転写効率が下がり、ブラック画像が薄くなる不具合を生じることがある（逆に、１次転写で十分な転写電界が得られていれば、トナーは１次転写部で電荷が補充されるため、ベルト上帯電量が低くなることなく２次転写での過転写も生じない）。このように、ブラックでは感光体電位を起因とする不具合が生じやすい。
しかし、ここで上記ＰＴＬ露光を行い、１次転写効率を高めてバイアス不足を解消することで、この不具合を防止できることもわかった。即ち、画像面積が小さい場合に地肌部に流れる電流を見込んで、電流量を上げることもできるが、その場合放電量が多くなり、上記の逆転写が増加してしまう。これを解決する手段として、図４のように、感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面を、ＬＥＤやＬＤ、キセノンランプ（クエンチングランプ）等の転写前露光手段（ＰＴＬ）２７で露光を行い、転写前に感光体の表面電位を下げる方法がある。本実施形態ではＰＴＬ２７としてＬＥＤアレイを用いた。
【００２７】
ＰＴＬ露光時に転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性になり、画像濃度差の原因となるまでのメカニズムを、図５及び図６に基づいて説明する。
図５は、ＰＴＬを使用しない通常の画像形成工程を示す工程図で、（ａ）は、感光体の形成された静電潜像をトナー像に現像する工程を示す図、（ｂ）は感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する工程を示す図、（ｃ）は、１次転写後に感光体表面を除電する工程を示す図、（ｄ）は、再度感光体上に形成された静電潜像を現像する工程を示す図である。
図６は、ＰＴＬを使用する場合の画像形成工程を示す工程図で、（ａ）は、感光体の形成された静電潜像をトナー像に現像する工程を示す図、（ｂ）は感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する前に転写前露光する工程を示す図、（ｃ）は、感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する工程を示す図、（ｄ）は、１次転写後に感光体表面を除電する工程を示す図、（ｅ）は、再度感光体の表面を帯電する工程を示す図、（ｆ）は、感光体上に形成された静電潜像を現像する工程を示す図、（ｇ）は、（ｆ）で形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写した状態を示す図である。
【００２８】
先ず、ＰＴＬを使用しない通常の場合について図５に基づいて説明する。図５中符号（−）は、マイナス電荷を示し、Ｔは、トナー粒子を示す。
＜通常時（ＰＴＬ不使用時）＞
ＳＴＥＰ１：図５（ａ）に示すように、帯電装置１６Ｋによって感光体２１Ｋの表面を一様に帯電する。続いて、このようにして帯電された感光体２１Ｋの表面を露光手段１２Ｋによって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置２０Ｋによって感光体２１Ｋ上にトナー像Ｔが形成されている。
ＳＴＥＰ２：１次転写ローラ２３Ｋにバイアス電源２４Ｋによってバイアスを印加してトナーＴを中間転写ベルト２２に転写する（図５（ｂ）参照）。
ＳＴＥＰ３：転写後、感光体２１Ｋの電位は下がる（０に近くなる）が、少量のマイナス電荷は感光体２１Ｋ上に残る。そのため、転写後、次の帯電処理前に露光ランプ２８で露光を行うことで、残存する感光体２１Ｋ上のマイナス電荷は消去される（図５（ｃ）参照）。
ＳＴＥＰ４：次の帯電及び現像処理では正常な帯電及び現像が行われる（図５（ｄ）参照）。
【００２９】
一方、ＰＴＬを使用する場合について図６に基づいて説明する。図６中符号（−）は、マイナス電荷、（＋）はプラス電荷を示し、Ｔは、トナー粒子を示す。
＜ＰＴＬ使用時＞
ＳＴＥＰ１：帯電装置１６Ｋによって感光体２１Ｋの表面を一様に帯電する。続いて、このようにして帯電された感光体２１Ｋの表面を露光手段１２Ｋによって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置２０Ｋによって感光体２１Ｋ上にトナー像Ｔが形成されている（図６（ａ）参照）。
ＳＴＥＰ２：１次転写前にＰＴＬ２７によって露光を行うことで感光体２１Ｋ上の電荷が消去される（図６（ｂ）参照）。
ＳＴＥＰ３：１次転写ローラ２３Ｋにバイアス電源２４Ｋからバイアスを印加してトナーＴを中間転写ベルト２２に転写する（図６（ｃ）参照）。この場合、ＳＴＥＰ２で露光されて電位が消去した部分の感光体２１Ｋは、転写バイアスを受けることで転写後プラス電荷がチャージされる。トナーがある部分にはチャージされない。
ＳＴＥＰ４：露光ランプ２８によって露光を行っても、感光体２１Ｋの特性上、プラス電荷は消去されない（図６（ｄ）参照）。
ＳＴＥＰ５：プラス電荷がある部分の感光体２１Ｋは、電荷が無い部分の感光体２１Ｋよりも、帯電後の電位が低くなる（図６（ｅ）参照）。
ＳＴＥＰ６：電位が低い部分の感光体２１Ｋは、同じ露光、現像を受けるとトナー付着量が多くなる。一方、一周前にトナー像があった部分は、帯電電位が同じなので、一周前と同じトナー付着量になる（図６（ｆ）参照）。
ＳＴＥＰ７：結果として、感光体一周前にトナーがあった部分となかった部分で、トナー付着量が変わることになり、濃度差として画像異常となる（図６（ｇ）参照）。
このように、ＰＴＬを使用した場合には、ＰＴＬを使用しない通常の場合には生じない１次転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性となり画像濃度変動を発生する。
【００３０】
このＰＴＬ露光後の転写バイアス印加後には、感光体電位がプラスに帯電され、それが次回の帯電で帯電電位を下げている現象を示す実験結果について図７〜図１０に基づいて説明する。
図７は、１次転写バイアス印加後の感光体電位を測定する装置の模式図である。図８は、図７の装置を用いて、１次転写バイアスを変化させて白紙画像を出力した時の転写後感光体電位測定結果を示すグラフ図である。図９は、露光後の感光体電位を測定する装置の模式図である。図１０は、図９の装置を用いて、１次転写バイアスを変化させて白紙画像を出力した時の転写後感光体電位測定結果を示すグラフ図である。図７及び図９の符号中、図２で示した符号と同一符号は同一構成を示す。符号２９及び３１は表面電位計を示す。
表面電位計２９を、図７に示す位置に設置し、１次転写バイアス印加後の感光体表面電位を測定した。図８の結果から明らかなように、ＰＴＬ２７による露光がない場合は、１次転写バイアス値を変化させても感光体表面電位はマイナスとなっている。しかし、ＰＴＬ２７による露光を行った場合は、所定の１次転写バイアス値を超えるとプラス電位となっており、１次転写バイアスを増加させるほどその値は高くなる。これは、ＰＴＬ２７による露光を行って感光体表面電位を低下させた後に１次転写バイアスを印加すると、感光体２１Ｋがプラスチャージされることを示している。
【００３１】
次に、表面電位計３１を、図９に示す位置に設置し、露光１２Ｋ後の感光体表面電位を測定した。図１０の結果から明らかなように、ＰＴＬ２７による露光がない場合（曲線１）は、１次転写バイアスを増加させても殆んど変化がなく、通常に帯電が行われているが、ＰＴＬ２７による露光を行った場合は、１次転写バイアスを印加すると通常の帯電の場合より帯電電位が低くなっており、しかも所定値Ｘを超えると急激に感光体表面電位が低下している。これは、図８で表されるような転写後のプラスチャージが、次回の帯電を阻害して帯電電位が低下することを示している。
【００３２】
そこで以下、これら問題を解決するための具体的構成を本発明による実施例及び図１１〜図１７に基づいて説明する。図１１は、本発明による実施例１で示す画像形成部の概略構成を示す図である。図１２は、図９で示す画像形成装置で使用される帯電ローラの概略構成を示す図である。図１３は、図９で示す画像形成装置で使用される帯電チャージャの概略構成を示す図である。図１４は、図１２で示す帯電ローラを使用した場合と図１３で示す帯電チャージャを使用した場合における次回帯電後の１次転写バイアス値を変化させた際の感光体表面電位の変化を示すグラフ図である。図１５は、図１２で示す帯電ローラを使用した場合と図１３で示す帯電チャージャを使用した場合における１次転写バイアス値を変化させた際の残像評価結果を示すグラフ図である。図１６は、図１１の画像形成装置を使用して、ブラックの画像形成ユニットのＰＴＬを作動させた場合と非作動の場合における１次転写バイアス値を変化させた際の２次転写効率の変化を示すグラフ図である。図１７は、本発明による実施例２で示す画像形成部のブラックの画像形成ユニットで使用される帯電手段の配置関係を示す模式図である。
【００３３】
［実施例１］
実施例１では、上記ＰＴＬによる残像の問題と、ブラックトナーにおける２次転写効率低下を改善するため、ブラックの画像形成ユニット４ＫにのみＰＴＬ２７を搭載し、帯電手段を帯電チャージャ３２とした。他のイエロー、マゼンタ、シアン色の画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４ＣにはＰＴＬ２７は搭載せず、帯電手段は帯電ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１とした。なお、帯電チャージャ３２はコロナ放電式の帯電器を意味する。コロナ放電式の帯電器としては公知のコロトロン帯電方式やスコロトロン帯電方式が存在する。この構成例を図１１に示す。図１１に示す画像形成部１３の構成は、基本的に同一であり、同一構成については、同一符号を付し説明を省略する。
各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋのそれぞれの表面は、画像の書き込みが行われる前に、各書込光路２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、３２により、約−７００Ｖに帯電されている。帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃとしては、帯電ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１が用いられている。この各ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１は、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃに対して、５０μｍほどの距離をたもって、非接触で帯電を行うように設置されている。
また、各ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１には、約１ｋＨｚ、ピーク間電圧２ｋＶの交流電圧が印加されており、その中心値が約−８００Ｖ程度になるように設定されている。また、帯電装置３２としては、スコロトロンを用いた帯電チャージャが用いられている。グリッドには約−７００Ｖの定電圧が印加されており、ワイヤ電極３２ａ（図１３参照）には約１ｍＡの定電流が印加されている。感光体２１Ｋ表面とグリッド３２ｂ（図１３参照）との距離は約７ｍｍ、感光体２１Ｋ表面とワイヤ電極３２ａとの距離は約７ｍｍの距離としている。
【００３４】
ここで、帯電装置１６Ｙの帯電領域は、帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの帯電領域よりも広くした。ここで言う帯電領域とは、帯電手段と潜像担持体が停止時に、帯電手段にバイアスを印加した場合に、潜像担持体が帯電する範囲の周方向長さのことを指す。具体的な例を図１２、１３で示す。ここで言う帯電領域とは、帯電手段と感光体が停止時に帯電手段にバイアスを印加した場合の、感光体の帯電範囲の周方向長さのことを指し、図１２で示す帯電手段として帯電ローラ１６Ｋ１を使用した場合では、Ｌ１が帯電領域である。
また、図１２で示す帯電手段として帯電チャージャ３２を使用した場合には、この帯電チャージャ３２の帯電領域はＬ２である。ここで、本実施例では、Ｌ１＜Ｌ２となるようにした。通常、帯電ローラよりも帯電チャージャの方が帯電領域は広くなるが、Ｌ２の長さはワイヤの本数やケーシングとグリッドの幅などで調節可能である。また、Ｌ１、Ｌ２とも、ドラムとの間隔、印加電圧、印加ＡＣ周波数などでも帯電領域は変化する。装置の動作時は、帯電領域が広いほど、感光体２１Ｋにおける所定部分が帯電領域を通過する時間が長くなるので、帯電前の感光体電位に依らず狙いの帯電電位まで帯電させやすくなる。
【００３５】
図１２で示される帯電ローラ１６Ｋ１を用いた場合と、図１３に示される帯電チャージャ３２を用いた場合の、ＰＴＬ露光時の次回ドラム帯電電位を測定した結果を図１４に示す。これは、前述の図９の位置で表面電位計によってドラム表面電位を測定した結果で、帯電ローラ１６Ｋ１を用いた場合（曲線４）は前述の図１０のＰＴＬあり（曲線２）と同様の結果となっている。一方、帯電チャージャ３２を用いた場合（曲線３）は、帯電ローラ１６Ｋ１を用いた場合と比較して、１次転写バイアスを増加させても感光体表面の帯電電位が低下が抑制されることが明らかである。これは、帯電前の感光体電位がＰＴＬによってプラスになっていても、狙いの帯電電位まで帯電させやすくなっていることを示している。
また、この時に、ハーフトーン画像を出力し、残像の評価も行った。結果を図１５に示す。残像のレベルは１〜５の５段階で評価し、残像が少なくなるほど評価が高く、最高レベルは５で、ランク４以上を許容範囲内としている。帯電ローラ１６Ｋ１を用いた場合は、１次転写バイアスをある程度上げていくと残像が発生し、使用する転写バイアスの範囲で許容できないレベルまで悪化するが、帯電チャージャ３２を用いた場合は使用する転写バイアスの範囲で許容範囲内となった。このように、帯電領域を広くすることで、ＰＴＬ露光を行った場合の副作用である残像の発生を抑制することが可能となる。さらに、この場合に、１次転写バイアスを低く設定するようにすれば、より確実に残像の発生を抑制することが可能となる。
【００３６】
このように、ＰＴＬを搭載した画像形成ユニットにおいては、ＰＴＬを搭載していない画像形成ユニットで使用される帯電手段の帯電領域より広い帯電領域を有する帯電手段を使用することによって、残像画像の発生を抑制可能となる。しかし、このようなＰＴＬを搭載し、広い帯電領域を有する画像形成ユニットは、現像手段やクリーニング装置等の感光体の周囲に配置される手段の占有面積を狭めてこれらの手段の組み付けが困難となるので、逆転写が起こり易い画像形成ユニットにのみ適用することが有効である。少なくとも、上記実施形態のように、画像形成ユニットをタンデム方式で配列した場合には、最初に感光体上のトナー像を被転写体（中間転写ベルト）に転写する画像形成ユニット（図１１で示す例では、イエローの画像形成ユニット４Ｙ）は、逆転写が発生し難いので、ＰＴＬを使用しない画像形成ユニットとすることが好適である。
従って、図１１で示すように、ブラックの画像形成ユニット４Ｙのみに、ＰＴＬ２７を搭載し、広い帯電領域を有する転写チャージャ３２使用し、その他の色の画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにおいては、ＰＴＬを使用せず、狭い帯電領域を有する帯電ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１を使用する場合には、ＰＴＬを搭載し、広い帯電領域を有する画像形成ユニットの使用を最小限に抑制することが可能となり、装置のコンパクト化、低コスト化が可能となる利点を有する。
【００３７】
また、帯電時にオゾンを発生し易い帯電チャージャの使用を最小限に抑制することが可能となるので、オゾンの発生を極力抑制することが可能となる。
また、このようなＰＴＬを搭載し、広い帯電領域を有する画像形成ユニットは、逆転写が生じ易いブラックトナーを使用する画像形成ユニット４Ｋにおいて適用することが好適である。この場合に、ブラックトナーを使用する画像形成ユニット４ＫのみにＰＴＬを搭載し、広い帯電領域を有する画像形成ユニットを使用し、ブラック以外の他の色のトナーを使用する画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにおいては、ブラックトナーを使用する画像形成ユニット４Ｋより狭い帯電領域を有する帯電手段、例えば、帯電ローラ１６Ｙ１、１６Ｍ１、１６Ｃ１を使用する場合には、装置のコンパクト化、低コスト化に有利となるだけでなく、ブラックトナーで生じ易い低帯電による転写不良を抑制することが可能となる利点を有する。
さらに、この場合に、ブラックトナーを使用する画像形成ユニット４Ｋを、タンデム方式の最後の画像形成ユニットとして配設した場合には、逆転写をより有効に抑制することが可能となる。また、広い帯電領域を有する帯電手段を使用することによって、現像手段やクリーニング装置等の感光体の周囲に配置される手段の占有面積が狭められるので、ＰＴＬを搭載しない感光体の周長より長い周長を有する感光体を使用することが好ましい。
【００３８】
さらに、ブラックトナーで生じる２次転写効率低下について図１６に基づいて説明する。
前述の図１１の構成において、横幅１５ｍｍ（１次転写ローラ幅は３００ｍｍ）のベタ画像を出力し、各色トナーの２次転写効率を、対応する色の１次転写バイアス値を変化させて測定した結果を図１６に示す。この測定においては、ブラックは、ＰＴＬ露光を行う場合（曲線１０）と行わない場合（曲線１１）で評価を行い、他の色は全てＰＴＬ露光なしとした（イエローは直線７、マゼンタは直線８、シアンは直線９で示す）。
図１６から明らかなように、ブラックはＰＴＬなしの場合（曲線１１）、１次転写バイアス値が低いと２次転写効率が大きく低下している。これは、横幅１５ｍｍと画像面積が小さい画像を１次転写する場合、感光体地肌部に電流が流れ、画像部に十分な電界がかからないために１次転写効率が低下するが、この場合に転写された中間転写ベルト２２上のトナーの帯電量は、１次転写における導電性転写ローラ２３Ｋへの接触により現像時よりも小さくなっており、２次転写で転写過多（バイアス過多による放電が原因）となり、２次転写効率が低下したものと考えられる。
【００３９】
それに対し、イエロー、マゼンタ、シアンではこのような２次転写効率の低下は殆んど見られない。これは、１次転写バイアスが不足していても１次転写効率の低下は起きるが、トナー帯電量の低下は起き難いために、２次転写性には影響しないためと考えられる。
しかしながら、ブラックトナーを使用しても、ＰＴＬ露光を行った場合（曲線１０）は２次転写効率の低下が抑制されている。これは、感光体地肌部に流れる電流が減り、画像部に印加される電界が強くなるために、１次転写部でのトナー電荷保持力が強まり、２次転写での過転写が生じにくくなるためと考えられる。
このように、ブラックトナーを使用する場合には、ＰＴＬ露光を行うことで、２次転写効率を改善できる有利性を有する。このような特徴は、被転写体として、中間転写ベルト等の中間転写体を使用して、感光体から１次転写手段によって中間転写体上にトナー像を１次転写し、その後、中間転写体から２次転写手段によって転写紙等の記録媒体に転写する方式において顕著なものとなる。
【００４０】
次に、本発明においては、前述のように、ＰＴＬを搭載した画像形成ユニットにおいては、広い帯電領域を有することが有効であるが、このような広い帯電領域を形成する具体的な手段について、実施例２及び図１７に基づいて説明する。
［実施例２］
実施例２では、前述の図１１で示す実施例１で使用した帯電チャージ３２に代えて帯電装置１６Ｋを図１７に示すように帯電ローラ１６Ｋ１と１６Ｋ２の２個を感光体２１Ｋの矢印で示す回転方向に対して連接して配設した。このように、帯電ローラ１６Ｋ１と１６Ｋ２の２個を感光体２１の矢印で示す回転方向に対して連接して配設した場合には、帯電ローラ１６Ｋ１と１６Ｋ２による帯電領域はＬ３となる。
その結果、ブラック以外の色の画像形成ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃで使用される帯電ローラ１個の帯電領域Ｌ１に対して、Ｌ１＜Ｌ３となり、帯電装置１６Ｋは、帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃよりも帯電前の感光体電位に依らず目標とする帯電電位まで帯電させやすい。この場合、帯電チャージャ３２を用いないので、オゾン発生量が低く、オゾン発生に伴う不具合を低減することができる。この場合、帯電装置１６Ｋとしては、帯電ローラ１６Ｋ１及び１６Ｋ２の２個に限らず、必要に応じて、それ以上とすることが可能である。
【００４１】
さらに、帯電ローラ１６Ｋ１及び１６Ｋ２に代えて、２個以上の帯電チャージャ３２を感光体２１Ｋの矢印で示す回転方向に対して連接して配設して、より広い帯電領域とすることも可能である。このように、２個以上の帯電チャージャ３２を感光体２１Ｋの矢印で示す回転方向に対して連接して配設する場合には、感光体２１の非画像部に画像調整要のパターンを作像し、中間転写ベルト２２上に配設されたトナー濃度センサによってトナー濃度を検知し、検知信号に基づいて、各帯電チャージャ３２の帯電バイアスを調整することでトナー濃度の調整や色ずれをより高精度で行うことが可能となる利点を有する。
この実施例２で示すように、複数の帯電器を連接して配設する場合には、感光体２１Ｋの周囲に配設される現像手段やクリーニング手段の占有面積が狭められることになるので、１個の帯電器を使用する画像形成ユニットの感光体よも大径の感光体を使用することが好ましい。
【００４２】
以上のように、本発明においては、ＰＴＬを搭載した画像形成ユニットとＰＴＬを搭載しない画像形成ユニットとをそれぞれ少なくとも１個以上使用し、ＰＴＬを搭載した画像形成ユニットで使用される帯電手段の帯電領域を、ＰＴＬを搭載しない画像形成ユニットの帯電手段の帯電領域より広くなるようにするので、残像画像の発生を極力抑制して転写効率を向上させた画像形成装置を容易且つ確実に得ることが可能となる。
なお、本発明による上記実施形態においては、被転写体として中間転写ベルト等の中間転写体を使用したが、被転写体として転写紙等の記録媒体を使用し、中間転写体を使用することなく感光体等の潜像担持体から直接、記録媒体上に形成してもよい。
また、上記実施形態においては、潜像担持体として、ドラム状の感光体を使用したが、無端ベルト状の感光体であっても同様に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による一実施形態に係る複写機の全体的な概略構成を示す図。
【図２】図１に示す複写機で使用される画像形成部の概略構成を示す図。
【図３】図２に示す画像形成部中の１個の画像形成ユニットの概略構成を示す図。
【図４】図３中の現像手段と転写手段と感光体とＰＴＬとの関係を示す断面図。
【図５】ＰＴＬを使用しない通常の画像形成工程を示す工程図で、（ａ）は、感光体の形成された静電潜像をトナー像に現像する工程を示す図、（ｂ）は感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する工程を示す図、（ｃ）は、１次転写後に感光体表面を除電する工程を示す図、（ｄ）は、再度感光体上に形成された静電潜像を現像する工程を示す図。
【図６】ＰＴＬを使用する場合の画像形成工程を示す工程図で、（ａ）は、感光体の形成された静電潜像をトナー像に現像する工程を示す図、（ｂ）は感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する前に転写前露光する工程を示す図、（ｃ）は、感光体に形成されたトナー像を１次転写手段によって転写する工程を示す図、（ｄ）は、１次転写後に感光体表面を除電する工程を示す図、（ｅ）は、再度感光体の表面を帯電する工程を示す図、（ｆ）は、感光体上に形成された静電潜像を現像する工程を示す図、（ｇ）は、（ｆ）で形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写した状態を示す図。
【図７】１次転写バイアス印加後の感光体電位を測定する装置の模式図。
【図８】図７の装置を用いて、１次転写バイアスを変化させて白紙画像を出力した時の転写後感光体電位測定結果をグラフで示す図。
【図９】露光後の感光体電位を測定する装置の模式図。
【図１０】図９の装置を用いて、１次転写バイアスを変化させて白紙画像を出力した時の転写後感光体電位測定結果をグラフで示す図。
【図１１】本発明による実施例１で示す画像形成部の概略構成を示す図。
【図１２】図９で示す画像形成装置で使用される帯電ローラの概略構成を示す図。
【図１３】図９で示す画像形成装置で使用される帯電チャージャの概略構成を示す図。
【図１４】図１２で示す帯電ローラを使用した場合と図１３で示す帯電チャージャを使用した場合における次回帯電後の１次転写バイアス値を変化させた際の感光体表面電位の変化をグラフで示す図。
【図１５】図１２で示す帯電ローラを使用した場合と図１３で示す帯電チャージャを使用した場合における１次転写バイアス値を変化させた際の残像評価結果をグラフで示す図。
【図１６】図１１の画像形成装置を使用して、ブラックの画像形成ユニットのＰＴＬを作動させた場合と非作動の場合における１次転写バイアス値を変化させた際の２次転写効率の変化をグラフで示す図。
【図１７】本発明による実施例２で示す画像形成部のブラックの画像形成ユニットで使用される帯電手段の配置関係を示す模式図。
【符号の説明】
【００４４】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  画像形成ユニット、１３  画像形成部、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ  定着装置、１６Ｋ１、１６Ｋ２  帯電ローラ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ  現像装置、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ  感光体、２２  中間転写ベルト、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ  １次転写バイアスローラ、２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ  １次転写バイアス電源、２７  ＰＴＬ、２８  露光ランプ、２９、３１  表面電位計、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ  クリーニング装置、３２  帯電チャージャ、５０  転写搬送ベルト、６０  ２次転写バイアスローラ、６１  ２次転写バイアス電源
【図１】
2010134271.tif 000003
【図２】
2010134271.tif 000004
【図３】
2010134271.tif 000005
【図４】
2010134271.tif 000006
【図５】
2010134271.tif 000007
【図６】
2010134271.tif 000008
【図７】
2010134271.tif 000009
【図８】
2010134271.tif 000010
【図９】
2010134271.tif 000011
【図１０】
2010134271.tif 000012
【図１１】
2010134271.tif 000013
【図１２】
2010134271.tif 000014
【図１３】
2010134271.tif 000015
【図１４】
2010134271.tif 000016
【図１５】
2010134271.tif 000017
【図１６】
2010134271.tif 000018
【図１７】
2010134271.tif 000019