(57)【要約】      （修正有）【課題】各現像装置において、現像剤を静電潜像の現像のための適切な帯電量に帯電させ、カブリの発生を抑制しつつ静電潜像を現像し、さらに現像性良好に静電潜像を現像することにより高画質で安価な画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の現像装置１４を有する画像形成装置であり、現像ローラ１４１と、現像領域へ搬送される現像剤（トナーｔ）に荷電する荷電部材１４６と、交流現像バイアス電圧Ｖ１を印加する現像バイアス印加装置（ＹＢ１等）と、荷電部材１４６に、交流現像バイアス電圧と位相が同期し、少なくとも片側の位相において荷電バイアス電圧値Ｖｃを示す交流荷電バイアス電圧Ｖ２（Ｖ２’）を印加する荷電バイアス印加装置（ＹＢ２等）とを含んでおり、各現像装置の荷電バイアス印加装置による、オフセット電位差を発生させる荷電バイアス電圧値Ｖｃは、片側の位相についてのみ複数の現像装置において同一とする。【選択図】図４
2006301443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成される静電潜像を現像できる複数の現像装置を有する画像形成装置であり、前記複数の現像装置のそれぞれは、
現像剤を担持して、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に担持された現像剤に接触して該現像剤に荷電するための荷電部材と、
前記現像剤担持体に、交流電圧を含む交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加装置と、
前記荷電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期し、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相において前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を有する荷電バイアス電圧を示す交流荷電バイアス電圧を印加する荷電バイアス印加装置とを含んでおり、
各現像装置の荷電バイアス印加装置による前記オフセット電位差を有する荷電バイアス電圧の値は、前記プラス側及びマイナス側のうち片側の位相についてのみ、前記複数の現像装置において共通であり、
さらに、前記各現像装置の荷電バイアス印加装置を制御する制御部を備えており、
該制御部は、前記現像領域へ搬送される現像剤の帯電性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、該荷電バイアス印加装置を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、該現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記交流現像バイアス電圧及び前記交流荷電バイアス電圧のそれぞれは、矩形波電圧である請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記各現像装置の前記現像バイアス印加装置は、前記現像剤担持体へ前記交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源を含んでおり、
前記各現像装置の前記荷電バイアス印加装置は、抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源を含み、該抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源は、この順序で、前記現像バイアス電源の出力端に直列接続されており、
前記出力電圧可変の荷電用直流電源は、前記複数の現像装置の荷電バイアス印加装置に共通に一つ設けられている請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記共通の荷電用直流電源の出力電圧を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定する請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、環境条件に応じて、前記荷電バイアス印加装置を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定する請求項１、２、３又は４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各現像装置が割り当てられた色の現像剤を用いて該現像装置に対応する像担持体上に形成される静電潜像を現像できる複数の現像装置を有する画像形成装置（例えばカラー複写機、カラープリンタのごとき画像形成装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像して画像形成する、複写機、プリンタ等の画像形成装置は広く普及しており、カラー画像形成装置も急速に普及してきている。そのような現状において、ユーザの画質及び画像形成コストに関する意識は高まる一方である。
【０００３】
画質の点について言えば、画像ノイズが無い、或いはあったとしても、できるだけ少ない画像が望まれている。画像ノイズの一つとして、いわゆる「カブリ」を挙げることができる。「カブリ」現象は、主として、画像形成に用いられる現像剤の劣化により現像剤帯電量が低下することで発生する。
【０００４】
かかる現像剤劣化による現像剤帯電量低下は、カブリによる画質劣化だけでなく、カブリが発生する分、現像剤消費量が多くなるので、それだけユーザのコスト負担を大きくする。
【０００５】
像担持体上の静電潜像を現像する現像装置は、用いる現像剤の種類によって、トナーとキャリアを主体とする、いわゆる二成分現像剤を採用するもの（二成分現像装置）と、キャリアを含まず、トナーを主体とする、いわゆる一成分現像剤を採用するもの（一成分現像装置）に大別される。
【０００６】
いずれのタイプの現像装置でも、一般的には、現像剤を周面上に担持して現像領域へ搬送する現像ローラが採用される。静電潜像の現像にあたっては、現像ローラ上の現像剤を静電潜像へ円滑に移行させるために、現像ローラに現像バイアス電圧が印加されるのが一般的である。かかる現像バイアス電圧としては、現像ローラへの現像剤の離れがたい付着を抑制して高画質の画像を得るために、直流電圧と交流電圧とを併用した（代表的には、直流電圧に交流電圧を重畳した）交流現像バイアス電圧が採用されることが多い。
【０００７】
トナーを主体とする現像剤を用いる現像装置（一成分現像装置）では、一般的には、静電潜像の現像に要求される現像剤帯電量を得るために、現像ローラ上に担持されて現像領域へ搬送される現像剤に荷電部材が当接され、該荷電部材による摩擦帯電が行われる。該荷電部材は、通常、現像領域へ搬送される現像剤の量を規制して薄層にする現像剤規制部材を兼ねている。
【０００８】
しかし、画像形成を繰り返すうちに現像剤劣化が生じてくると、摩擦帯電によるだけでは現像剤帯電不良が発生する。そのため、前記規制部材を兼ねる現像剤荷電部材と現像ローラとの間、或いは該規制部材を兼ねる現像剤荷電部材とは別個に設けた現像剤荷電部材と現像ローラとの間に電位差を設定することで、現像剤を電気的に帯電させることも行われている。
【０００９】
かかる現像剤荷電部材と現像ローラ間の電位差は、現像ローラや現像剤荷電部材への、現像剤の離れ難い付着を抑制するために、交流荷電バイアス電圧の印加により発生させることが好ましい。
この点、特開２００１−１０９２４３号公報は、
(1) 現像ローラへ印加する現像バイアス電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した交流現像バイアス電圧が採用される現像装置において、規制部材を兼ねる現像剤荷電部材と現像ローラ間に電位差を発生させるために、該現像剤荷電部材にも、別途直流電圧に交流電圧を重畳した交流荷電バイアス電圧を印加する現像装置や、
(2) 現像剤荷電部材に印加する交流荷電バイアス電圧を低コストで得るために、ツエナーダイオードを用いて、交流現像バイアス電圧の片側位相( プラス側及びマイナス側のうち片側の位相) のみをオフセットさせた（振幅を減少させた）交流荷電バイアス電圧を発生させ、これを現像剤荷電部材に印加する現像装置
を開示している。
【００１０】
図１０（Ａ）は前記の後者現像装置におけるバイアス電圧印加回路例を示している。
図１０（Ａ）に示す回路によると、交流現像バイアス電源ｐｗとして、直流電源Ｖｄｃと矩形波交流電源Ｖａｃとを直列接続してなる電源が採用され、該電源ｐｗの出力端ａ”にツエナダイオードｔｄ”及び抵抗素子ｒ”が直列接続され、出力端ａ”に現像ローラが、ツエナダイオードｔｄ”と抵抗素子ｒ”の間の接点ｂ”に荷電部材が接続されている。        
【００１１】
この回路は、静電潜像を形成する像担持体として負帯電性の感光体を採用し、該感光体上に形成される静電潜像を負帯電性のトナーを用いて反転現像する場合の回路例である。  この回路によると、例えば現像バイアス電源ｐｗにおける直流電源Ｖｄｃの出力電圧を−４００Ｖ、交流電源Ｖａｃのピークツーピーク電圧を１８００Ｖ、ツエナダイオードｔｄ”の降伏電圧を２００Ｖとすると、現像ローラには、図１０（Ｂ）に実線で示す波形の交流現像バイアス電圧が印加される。荷電部材には、図１０（Ｂ）に破線で示すように、現像ローラに印加される交流現像バイアス電圧と位相が同期し、プラス側の位相において２００Ｖのオフセット電位差を示す交流荷電バイアス電圧が印加される。マイナス側の位相では、現像ローラ及び荷電部材に印加される電圧は略同電位である。
【００１２】
この回路構成によると、交流現像バイアス電源ｐｗにおける交流電源Ｖａｃを利用して、それだけ安価に交流荷電バイアス電圧が得られている。また、交流荷電バイアスをプラス側位相において、現像バイアスに対しオフセットさせる（オフセット電位差を設定する）ことでトナー帯電量を適正化することが試みられている。
【００１３】
いずれにしても、かかる従来現像装置によると、劣化現像剤の帯電レベルを高めることができ、それだけカブリ現象の主原因である、正規帯電極性に帯電する現像剤とは逆極性に帯電する現像剤（逆極性帯電現像剤）を少なくすることができ、ひいては、それだけ高画質の画像を得ることができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１０９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、本発明者の研究によると、現像剤荷電部材と現像ローラ間に電位差を設定する現像装置においては、例えば、帯電能が適正レベルにある、通常、低湿環境下にある初期の現像剤は過剰帯電してしまう。
過剰帯電した現像剤はクーロン力によって現像ローラに強く拘束され、像担持体上の静電潜像へ向かって円滑に移行しなくなり、所望の現像が行えなくなる。さらには、過剰帯電成分によりカブリまでも発生するようになる。
【００１６】
このような問題を解消しようとして、荷電部材と現像ローラ間の電位差を小さく設定すると、初期現像剤に関するかかる問題は解消できるようになるものの、劣化現像剤によるカブリ発生の解消が困難になる。
【００１７】
また、例えば、カラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置のように、各色現像剤に応じて複数の現像装置が採用されている場合において、図１０（Ａ）に例示されるような、交流現像バイアス電圧と位相が同期し、該交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を示す荷電バイアス電圧を現像剤荷電部材に印加する回路構成を各現像装置に適用することも考えられるが、それぞれの現像装置についてみれば、既述した問題と同様の問題、すなわち、現像剤の帯電性を左右する要因の変動に対応できず、現像剤帯電量不良が発生すると、いう問題がある。
【００１８】
また、複数の現像装置が搭載された画像形成装置において、各現像装置について、特開２００１−１０９２４３号公報に記載されているように、現像剤荷電部材に、現像ローラへ印加する交流現像バイアス電圧とは別途に、直流電圧に交流電圧を重畳した交流荷電バイアス電圧を印加することも考えられる。
【００１９】
これによると、交流現像バイアス電圧の振幅を交流荷電バイアス電圧から独立して大きくして、現像ローラから静電潜像担持体への現像剤の移行性、換言すれば現像性を良好にできる利点があるものの、現像バイアスに対し、荷電バイアスは固定されているから、現像剤の帯電性を左右する要因の変動に対応して現像剤帯電量を適正化できない。
また、交流現像バイアス電圧用の交流電源と交流荷電バイアス電圧用の交流電源という二つの交流電源が各現像装置に必要となり、交流電源は高価であるから、画像形成装置がそれだけ高価になってしまう。
【００２０】
そこで本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像できる複数の現像装置を有する画像形成装置であって、各現像装置において、現像剤を静電潜像の現像のための適切な帯電量に帯電させることができ、それだけカブリの発生を抑制しつつ静電潜像を現像でき、さらに、現像性良好に静電潜像を現像でき、これらにより高画質の画像を形成でき、しかも、その割りには安価に済む画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者は前記課題を解決するため研究を重ね、次のことを知見するに至った。
すなわち、前記の図１０（Ａ）に示す回路構成を採用して荷電部材に交流荷電バイアス電圧を印加し、そのとき、降伏電圧が異なるツエナダイオードを種々取り替えることで、前記のオフセット電位差を様々に変更してみたところ、図９に示すように、低湿環境下の初期トナー（これから使用するトナー）の場合、換言すれば、比較的帯電しやすい条件の場合でも、ある程度使用した、高湿環境下のトナー（使用トナー）の場合、換言すれば、比較的帯電しにくい条件の場合でも、(1) トナー帯電量はオフセット電位差に支配されること、(2) 初期トナーは、使用トナーより帯電量が大きくなる傾向があり、例えばトナーの適切な帯電量が−２０μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇである場合に、使用トナーでは、トナー帯電量を−２０μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇの範囲に収めることができるオフセット電位差でも、初期トナーについては、トナー帯電量が−４０μＣ／ｇより増加してしまうこと、を見い出した。さらに言えば、現像剤の帯電性を左右する要因に応じて、オフセット電位差を制御すれば、適正な現像剤帯電量が得られることを見い出した。
【００２２】
かかる知見に基づき、また、さらなる研究に基づき、本発明は、前記課題を解決するため、次の画像形成装置を提供する。すなわち、
像担持体上に形成される静電潜像を現像できる複数の現像装置を有する画像形成装置であり、前記複数の現像装置のそれぞれは、
現像剤を担持して、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に担持された現像剤に接触して該現像剤に荷電するための荷電部材と、
前記現像剤担持体に、交流電圧を含む交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加装置と、
前記荷電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期し、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相において前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を有する荷電バイアス電圧を示す交流荷電バイアス電圧を印加する荷電バイアス印加装置とを含んでおり、
各現像装置の荷電バイアス印加装置による前記オフセット電位差を有する荷電バイアス電圧の値は、前記プラス側及びマイナス側のうち片側の位相についてのみ、前記複数の現像装置において共通であり、
さらに、前記各現像装置の荷電バイアス印加装置を制御する制御部を備えており、
該制御部は、前記現像領域へ搬送される現像剤の帯電性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、該荷電バイアス印加装置を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、該現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定する画像形成装置である。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置においては、現像剤担持体に印加する交流現像バイアス電圧の振幅は、現像装置ごとに、その現像装置で使用するトナーの特性等に応じて、できるだけ現像剤担持体から静電潜像へ現像剤が円滑に移行するように、換言すれば、良好な現像性が得られるように設定される。
【００２４】
かかる状況下で、本発明に係る画像形成装置では、交流荷電バイアス電圧が、片側の位相については、いずれの現像装置においても、共通の荷電バイアス電圧値を示すので、交流現像バイアス電圧の振幅が大きく設定された現像装置においては、該交流現像バイアス電圧に対し、該共通荷電バイアス電圧値は大きいオフセット電位差を発生させ、それだけ荷電部材による現像剤帯電量が少なくなるが、交流現像バイアス電圧の振幅が大きいことで、現像性が補償される。
【００２５】
一方、前記制御部が、現像領域へ搬送される現像剤の帯電性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、荷電バイアス印加装置を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、該共通荷電バイアス電圧値に基づくオフセット電位差を、該現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定できる。
【００２６】
これらにより、各現像装置において、良好な現像性及び適正な現像剤帯電量の確保が可能であり、それだけ高画質の画像を形成することができる。
しかも、各現像装置の荷電バイアス印加装置は、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧を荷電部材に印加するものであるから、交流源として、該交流現像バイアス電圧を発生する現像バイアス印加装置を利用することが可能であり、そうすることで、各現像装置をそれだけ安価に済ませることができ、ひいては画像形成装置がそれだけ安価に済む。
【００２７】
前記本発明に係る画像形成装置において、現像剤の「正規帯電量」とは、適正な帯電量といえるものであるが、それは、或る一定値に固定された量値である必要はなく、例えば−２０μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇの範囲をもって正規帯電量とされる帯電量も含まれる。      
【００２８】
本発明に係る画像形成装置における各現像装置は、前記現像剤担持体上に担持され、前記現像領域へ搬送される現像剤を摩擦帯電させつつ薄層に規制する規制部材を備えていてもよい。或いは、前記荷電部材がかかる規制部材を兼ねていてもよい。
【００２９】
前記交流現像バイアス電圧及び前記交流荷電バイアス電圧のそれぞれの電圧波形については、本発明の課題を解決し得る様々の波形を採用できるが、例えば、矩形波を挙げることができる。すなわち、前記交流現像バイアス電圧及び前記交流荷電バイアス電圧のそれぞれが矩形波電圧である例を挙げることができる。
【００３０】
「現像領域へ搬送される現像剤の帯電性を左右する要因」としては、代表的には、環境条件を挙げることができる。
ここで、「環境条件」としては、代表例として現像装置周囲の温度及び（又は）湿度、特に湿度を挙げることができる。
現像装置の周囲環境が低湿環境では現像剤は帯電し易く、高湿環境では帯電しにくくなる。
【００３１】
そこで、前記制御部の例として、環境条件に応じて、前記荷電バイアス印加装置を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を制御するものを挙げることができる。
【００３２】
前記現像バイアス印加装置としては、例えば、前記現像ローラへ前記交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源を含むものを挙げることができる。
前記荷電バイアス印加装置としては、抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源を含み、該抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源が、この順序で、前記現像バイアス電源の出力端に直列接続されているものを例示できる。
【００３３】
かかる荷電バイアス印加装置を採用する場合、荷電部材を該抵抗素子とダイオードの間に接続する例を挙げることができる。また、前記制御部として、該出力電圧可変の荷電用直流電源の出力電圧を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定するものを例示できる。
いずれにしても、この荷電バイアス印加装置は、現像バイアス電源を利用したものであり、それだけ安価に提供できる。
【００３４】
前記出力電圧可変の荷電用直流電源は、前記複数の現像装置の荷電バイアス印加装置に共通に一つ設けることもできる。そうすることで、画像形成装置を一層安価にできる。
このように出力電圧可変の荷電用直流電源を複数の現像装置について共通に一つ設ける場合、前記制御部として、前記共通の荷電用直流電源の出力電圧を制御することで、前記共通の荷電バイアス電圧値を制御して、前記オフセット電位差を、現像剤が静電潜像現像のための正規帯電量に帯電するように設定することができるものを例示できる。
【００３５】
また、かかる現像バイアス印加装置及び荷電バイアス印加装置を採用する場合、例えば、前記現像バイアス電源の出力端に、ツエナダイオード及び第２の抵抗素子をこの順序で直列接続し、現像ローラを該ツエナダイオード及び第２の抵抗素子との間に接続してもよい。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように本発明によると、像担持体上に形成される静電潜像を現像できる複数の現像装置を有する画像形成装置であって、各現像装置において、現像剤を静電潜像の現像のための適切な帯電量に帯電させることができ、それだけカブリの発生を抑制しつつ静電潜像を現像でき、さらに、現像性良好に静電潜像を現像でき、これらにより高画質の画像を形成でき、しかも、その割りには安価に済む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】
【００３７】
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の画像形成装置は、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この画像形成装置は、駆動ローラ３１とこれに対向するローラ（従動ローラ）３２に巻き掛けられた無端転写ベルト４を有している。転写ベルト４は図示省略の駆動手段により回転駆動される駆動ローラ３１により図中反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される。対向ローラ３２には転写ベルト４上の２次転写残トナー等を清掃するクリーナＣＬが臨んでおり、駆動ローラ３１には２次転写ローラ５が臨んでいる。２次転写ローラ５の上方には定着装置６が設置されている。
【００３８】
ローラ３１、３２の間には転写ベルト４に沿って、ローラ３２から３１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。
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１１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ２及び感光体上の１次転写残トナー等を除去するクリーナ１５がこの順序で配置されている。１次転写ローラ２は転写ベルト４を間にして感光体１１に対向している。
【００３９】
各画像形成部における感光体１１は、本例では負帯電性の感光体であり、現像装置１４は、本例では負帯電性トナーを用いて、感光体１１上に形成される静電潜像を反転現像する。
【００４０】
この画像形成装置によると、次のように画像形成がなされる。
先ず、最終的に形成されるべき画像に応じて、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのうち少なくとも一つにおいて画像形成される。
画像形成部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ると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像が形成され、これが転写ベルト４に１次転写される。
【００４１】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２にて感光体１１表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２にて転写ベルト４上に転写される。
【００４２】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４に転写される。
【００４３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミング形成される。
かくして転写ベルト４上に形成された多重トナー像は転写ベルト４の回動により２次転写ローラ５へ向け移動する。
【００４４】
一方、記録媒体（記録紙等）Ｓが図示省略の記録媒体供給部から引き出され、引き続きタイミングローラ対７１、７２により、ベルト４上の多重トナー像と同期をとって転写ベルト４と２次転写ローラ５との間に供給され、２次転写ローラ５にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置６に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着されて所定のカラー画像が記録媒体Ｓ上に形成される。さらにその後、記録媒体Ｓは機外へ排出される。
【００４５】
各画像形成部において１次転写後感光体１１上に残留する１次転写残トナー等はクリーナ１５により清掃除去される。また、２次転写後、転写ベルト４上に残留する２次転写残トナー等はクリーナＣＬにより清掃、回収される。
【００４６】
各現像装置１４について以下にさらに詳述する。
図２は各現像装置１４の構造を示している。図２に示すように、現像装置１４は、現像ローラ１４１を備えている。現像ローラ１４１は現像装置ケース１４２に回転可能に支持されて、一部がケース１４２から外側へ露出し、感光体１１に僅かな間隙をおいて臨んでいる。ケース１４２内には現像ローラ１４１に現像剤供給ローラ１４３が臨設されており、その背後に現像剤攪拌部材１４４が配置されている。現像剤供給ローラ１４３及び現像剤攪拌部材１４４はいずれもケース１４２に回転可能に支持されている。
【００４７】
ケース１４２内には、さらに、ケース１４２に片持ち支持されて現像ローラ１４１に圧接されたブレード状の現像剤規制部材１４５と、ケース１４２に片持ち支持されて現像ローラ１４１に、規制部材１４５よりは弱く圧接されたブレード状の荷電部材１４６が設けられている。
【００４８】
現像ローラ１４１の上側部分とケース１４２との間はシール部材１４７が配置されて現像剤漏れが防止されており、現像ローラ１４１下側部分とケース１４２との間からの現像剤漏れは、前記現像剤規制部材１４５にて防止されている。
【００４９】
図３は、図１に示す画像形成装置における各現像装置１４にバイアスを印加する回路を示している。図３においては、イエロー画像形成部Ｙにおけるイエロー現像装置１４の現像ローラ１４１をＹ現像ローラと表示してあるとともに、荷電部材１４６をＹ荷電部材と表示してある。
【００５０】
同様に、マゼンタ画像形成部Ｍにおけるマゼンタ現像装置１４の現像ローラをＭ現像ローラと、荷電部材をＭ荷電部材と表示してあり、
シアン画像形成部Ｃにおけるシアン現像装置１４の現像ローラをＣ現像ローラと、荷電部材をＣ荷電部材と表示してあり、
ブラック画像形成部Ｋにおけるブラック現像装置１４の現像ローラをＫ現像ローラと、荷電部材をＫ荷電部材と表示してある。
【００５１】
Ｙ現像ローラには現像バイアス印加装置ＹＢ１が接続されており、Ｙ荷電部材には荷電バイアス印加装置ＹＢ２が接続されている。同様に、Ｍ現像ローラには現像バイアス印加装置ＭＢ１が接続されており、Ｍ荷電部材には荷電バイアス印加装置ＭＢ２が接続されてており、Ｃ現像ローラには現像バイアス印加装置ＣＢ１が接続されており、Ｃ荷電部材には荷電バイアス印加装置ＣＢ２が接続されており、Ｋ現像ローラには現像バイアス印加装置ＫＢ１が接続されており、Ｋ荷電部材には荷電バイアス印加装置ＫＢ２が接続されてている。
【００５２】
イエロー画像形成部Ｙにおけるイエロー現像装置１４をみると、現像バイアス印加装置ＹＢ１は、負直流電源ＤＣ１と、矩形波交流電圧を出力する交流電源ＹＡＣ１とを直列接続した現像バイアス電源ＹＰＷに二つのツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２及び抵抗素子ｒ１をこの順序で直列接続したものである。Ｙ現像ローラは、ツエナダイオードＴｄ２と抵抗素子ｒ１の間に接続されている。
荷電バイアス印加装置ＹＢ２は、Ｙ現像ローラ接点に抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ及び出力可変の荷電用の正直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したもので、抵抗素子ｒ２とダイオードｄの間にＹ荷電部材が接続されている。
【００５３】
同様に、マゼンタ画像形成部Ｍのマゼンタ現像装置では、現像バイアス印加装置ＭＢ１は、負直流電源ＤＣ１と矩形波交流電源ＭＡＣ１とを接続した現像バイアス電源ＭＰＷにツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２及び抵抗素子ｒ１をこの順序で直列接続したものである。Ｍ現像ローラは、ツエナダイオードＴｄ２と抵抗素子ｒ１の間に接続されている。
荷電バイアス印加装置ＭＢ２は、Ｍ現像ローラ接点に抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ及び前記と同じ直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したもので、抵抗素子ｒ２とダイオードｄの間にＭ荷電部材が接続されている。
【００５４】
同様に、シアン画像形成部Ｃのシアン現像装置では、現像バイアス印加装置ＣＢ１は、直流電源ＤＣ１と矩形波交流電源ＣＡＣ１とを接続した現像バイアス電源ＣＰＷにツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２及び抵抗素子ｒ１をこの順序で直列接続したものである。Ｃ現像ローラは、ツエナダイオードＴｄ２と抵抗素子ｒ１の間に接続されている。
荷電バイアス印加装置ＣＢ２は、Ｃ現像ローラ接点に抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ及び直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したもので、抵抗素子ｒ２とダイオードｄの間にＣ荷電部材が接続されている。
【００５５】
ブラック画像形成部Ｋにおけるブラック現像装置では、現像バイアス印加装置ＫＢ１は、直流電源ＤＣ１と矩形波交流電源ＫＡＣ１とを接続した現像バイアス電源ＫＰＷにツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２及び抵抗素子ｒ１をこの順序で直列接続したものである。Ｋ現像ローラは、ツエナダイオードＴｄ２と抵抗素子ｒ１の間に接続されている。
荷電バイアス印加装置ＫＢ２は、Ｋ現像ローラ接点に抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ及び前記と同じ直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したもので、抵抗素子ｒ２とダイオードｄの間にＫ荷電部材が接続されている。
ここで、各現像バイアス印加装置におけるツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２は、それぞれの現像バイアス電源からの出力に対する交流現像バイアス電圧のマイナス側位相のオフセットや安定化の目的で設けられている。後述の図４のように交流現像バイアス電圧のマイナス側位相の最大値が現像バイアス電源ＹＰＷからの出力により設定される場合にはツエナダイオードＴｄ１、Ｔｄ２は省略してもよい。
【００５６】
各現像装置の荷電バイアス印加装置における直流電源ＤＣ２は各現像装置に共通に設けられており、電源ＤＣ２の出力電圧は、後述するように、制御部ＣＴにより制御される。      
【００５７】
ここで、例えば、イエロー現像装置についてみると、現像バイアス印加装置ＹＢ１は、感光体１１上の静電潜像の現像にあたり、現像ローラ１４１に図４に実線で例示する矩形波形の交流現像バイアス電圧Ｖ１を印加し、現像ローラ上のトナーｔを感光体１１上の静電潜像へ飛翔させる。なお、現像ローラ１４１は、現像バイアス等如何によっては、感光体１１に接触させて配置しても構わない。
荷電バイアス印加装置ＹＢ２は、感光体１１上の静電潜像の現像にあたり、図４に破線で例示する矩形波の交流荷電バイアス電圧Ｖ２又はＶ２’を出力し、これを荷電部材１４６に印加する。
【００５８】
図４には、現像バイアス電圧Ｖ１の波形と荷電バイアス電圧Ｖ２（Ｖ２’）の波形とを相互にずらして示してあるが、実際には、電圧Ｖ２（Ｖ２’）は電圧Ｖ１と位相が同期している。しかし、荷電バイアス電圧Ｖ２（Ｖ２’）は、プラス側の位相に（プラス側の波形において）現像バイアス電圧Ｖ１に対しオフセット電位差Ｖｄを示している。このときプラス側位相において荷電バイアス電圧値はＶｃである。
【００５９】
ここで、直流電源ＤＣ１の出力を−４００Ｖ、交流電源ＹＡＣ１の出力電圧をピークツーピーク電圧Ｖｐｐで１８００Ｖ（デューティー４０％）とし、制御部ＣＴにより直流電源ＤＣ２の出力電圧が＋４００Ｖに制御されると、交流荷電バイアス電圧はＶ２となるとともに、オフセット電位差Ｖｄは１００Ｖ（Ｖｃは４００Ｖ）となる。
【００６０】
さらに説明すると、直流電源ＤＣ２の出力を＋４００Ｖに制御すると、現像バイアス電圧Ｖ１のプラス側の位相においては、ダイオードｄを電流が流れ、抵抗ｒ２によって電圧がオフセットされる。かくして、交流荷電バイアス電圧のプラス側のバイアス値Ｖｃは＋４００Ｖとなり、オフセット電位差Ｖｄは１００Ｖとなる。
一方、現像バイアス電圧Ｖ１のマイナス側の位相においては、ダイオードｄに電流が流れず、抵抗ｒ２を流れる電流は非常に微弱なプロセス電流のみであり、現像バイアス電圧Ｖ１と荷電バイアス電圧Ｖ２は略同電位となる。
【００６１】
同様に、直流電源ＤＣ２の出力を＋２００Ｖに制御すると、プラス側位相においては、現像バイアス電圧Ｖ１（＋５００Ｖ）に対し、交流荷電バイアス電圧のプラス側電圧Ｖｃは２００Ｖとなり、マイナス側へ３００Ｖオフセットされる（オフセット電位差３００Ｖ）。
【００６２】
このように、制御部ＣＴにより荷電用直流電源ＤＣ２の出力を制御することで、オフセット電位差Ｖｄ（換言すれば、プラス側の荷電バイアス電圧値Ｖｃ）を制御することができる。
さらに言えば、交流荷電バイアス電圧Ｖ２の場合のように、プラス側において荷電バイアスを大きくして、オフセット電位差Ｖｄを小さくすると、荷電部材１４６による現像ローラ１４１上のトナーの帯電量はそれだけ小さくなり、交流荷電バイアス電圧Ｖ２’の場合のように、プラス側において荷電バイアスを小さくして、オフセット電位差Ｖｄを大きくすると、荷電部材１４６による現像ローラ１４１上のトナーの帯電量はそれだけ増加する。
【００６３】
なお、後ほど説明する、制御部ＣＴによるオフセット電位差の制御（トナー帯電量の制御）は、かかる２段階で行っている。しかし、必要に応じて、３段階以上で行っても構わない。
【００６４】
以上、イエロー現像装置を例にとって説明したバイアス印加回路の作用は他の現像装置についても同様である。そして、この画像形成装置では、いずれの現像装置においても、交流荷電バイアス電圧Ｖ２（或いはＶ２’）のプラス側における荷電バイアス電圧値Ｖｃは同一に設定される。
【００６５】
ところで、この画像形成装置においては、各現像装置における現像ローラ１４１に印加する交流現像バイアス電圧Ｖ１の振幅は、現像装置ごとに、その現像装置で使用するトナーの特性等に応じて、できるだけ現像ローラ１４１から感光体１１上の静電潜像へトナーが円滑に移行するように、換言すれば、良好な現像性が得られるように設定されている。      
【００６６】
かかる状況下で、この画像形成装置では、交流荷電バイアス電圧Ｖ２（或いはＶ２’）が、プラス側の位相については、いずれの現像装置においても、共通の（同一の）荷電バイアス値Ｖｃを示すので、交流現像バイアス電圧Ｖ１の振幅が大きく設定された現像装置においては、該交流現像バイアス電圧に対し、該共通荷電バイアス値Ｖｃは大きいオフセット電位差Ｖｄを発生させ、それだけ荷電部材１４６による現像剤帯電量が少なくなる。図５は振幅の大小に応じて、オフセット電位差が変動することを示している。しかし、交流現像バイアス電圧Ｖ１の振幅が大きいことで、現像性が補償される。
【００６７】
かくして、各現像装置において、良好な現像性及び適正な現像剤帯電量の確保が可能であり、それだけ高画質の画像を形成することができる。
しかも、各現像装置の荷電バイアス印加装置は、交流現像バイアス電圧Ｖ１と位相が同期する交流荷電バイアス電圧Ｖ２（又はＶ２’）を荷電部材１４６に印加するものであるから、交流電源として、現像バイアス印加装置の交流電源を利用することができ、各現像装置をそれだけ安価に済ませることができ、ひいては画像形成装置がそれだけ安価に済む。
以上の現像装置においては、プラス側位相についてオフセット電位差Ｖｄを発生させ、共通の荷電バイアス電圧Ｖｃとなるようにしたが、マイナス位相側についても同様にできる。すなわち、図３において４つのダイオードｄを逆に接続し、荷電用直流電源ＤＣ２の出力を変更することによって、各現像装置における交流荷電バイアス電圧のマイナス側位相が共通に制御される。このようなマイナス側位相の制御は、正帯電性トナーを用いる場合に有効である。
【００６８】
以上説明した各現像装置１４では、トナー規制部材１４５と荷電部材１４６とを別々に設けたが、図６に示すように、荷電部材を兼ねるトナー規制部材１４５’を設け、これに交流荷電バイアス電圧を印加するようにしても構わない。
図６に示す現像装置１４は、荷電部材を兼ねるトナー規制部材１４５’を設けた点を除けば、図２に示す現像装置１４と実質上同構造である。図２の装置における部分、部品と同じものについては、図２と同じ参照符号を付してある。図６の現像装置１４では、現像ローラ１４１の下側部分とケース１４２との間のトナーの漏れがトナー規制部１４５’で防止されている。
【００６９】
本発明に係る画像形成装置は以上説明した図１の画像形成装置に限定されない。本発明は例えば図８に示すカラー画像形成装置にも適用できる。
図８に示す画像形成装置は、ドラム型感光体１１０を有しており、その周囲には帯電装置１２０、イエロー現像装置１４Ｙ、マゼンタ現像装置１４Ｍ、シアン現像装置１４Ｃ及びブラック現像装置１４Ｋ、さらに、転写ローラ２０及びクリーナ１５０がこの順序で配置されている。
【００７０】
感光体１１０の上方には画像露光装置１３０が配置されており、下方には無端転写ベルト４０が配置されている。無端転写ベルト４０は、駆動ローラ３１０、従動ローラ３２０及び３３０に巻き掛けられている。前記の転写ローラ２０は転写ベルト４０を間にして感光体１１０に対向配置されている。
駆動ローラ３１０の部分で転写ベルト４０に２次転写ローラ５０が臨設されており、その上方に定着装置６０が配置されている。
【００７１】
この画像形成装置Ｐ３によると、四つの現像装置のうち少なくとも一つを用いて画像形成できる。四つの現像装置すべを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、感光体１１０が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２０にて感光体１１０表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３０からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１０上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４Ｙの現像バイアスが印加された現像ローラにて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２０にて転写ベルト４０上に転写される。
【００７２】
同様にして、マゼンタ現像装置１４Ｍを用いてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４０に転写され、シアン現像装置１４Ｃを用いてシアントナー像が形成されて転写ベルト４０に転写され、ブラック現像装置１４Ｋを用いてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４０に転写される。
【００７３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４０上に重ねて転写されるタイミング形成される。
かくして転写ベルト４０上に形成された多重トナー像は転写ベルト４０の回動により２次転写ローラ５０へ向け移動する。
【００７４】
一方、記録媒体Ｓが図示省略の記録媒体供給部から引き出され、引き続きタイミングローラ対７１０、７２０により、ベルト４０上の多重トナー像と同期をとって転写ベルト４０と２次転写ローラ５０との間に供給され、２次転写ローラ５０にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置６０に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着されて所定のカラー画像が記録媒体Ｓ上に形成される。さらにその後、記録媒体Ｓは機外へ排出される。
【００７５】
各色トナー像形成において１次転写後感光体１１０上に残留する１次転写残トナー等はクリーナ１５０により清掃除去される。また、２次転写後、転写ベルト４０上に残留する２次転写残トナー等は、２次転写終了後にベルト４０に当接されるクリーナＣＬ’により清掃される。
【００７６】
かかる各色の現像装置についても、図２或いは図６に示すような現像装置構造を採用するとともに図３に示すバイアス印加回路を採用することで、各現像装置において、良好な現像性及び適正な現像剤帯電量の確保が可能であり、それだけ高画質の画像を形成することができる。
【００７７】
次に、図３に示される制御部ＣＴによる前記オフセット電位差（トナー帯電量）の制御例について図７を参照して説明する。
画像形成装置に設けた図示省略の温湿度検出部から相対湿度を読み出し、相対湿度が、予め実験等により定めておいた所定値より低いと、荷電バイアス値（交流荷電バイアス電圧のうちプラス側位相における共通の荷電バイアス電圧値Ｖｃ）を予め実験等により定めておいた「大」に設定し、オフセット電位差Ｖｄを「小」に設定する。相対湿度が所定値以上であると、荷電バイアス値Ｖｃを予め実験等により定めておいた「小」に設定し、オフセット電位差Ｖｄを「大」に設定する。これにより、現像に供される、荷電部材１４６（或いは１４５’）によるトナーの帯電量を正規の帯電量にする。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、複数の現像装置を有する画像形成装置において、各現像装置における現像剤帯電量適正化と現像性確保を両立させ、それだけ高画質の画像を形成することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】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２】図１に示す画像形成装置における現像装置構造を示す図である。
【図３】複数の現像装置に係わるバイアス印加回路例を示す図である。
【図４】一つの現像装置にける交流現像バイアス電圧及び交流荷電バイアス電圧の波形例を、オフセット電位差等とともに示す図である。
【図５】交流現像バイアス電圧の振幅に応じて、オフセット電位差が変化する様子を示す図である。
【図６】現像装置構成の他の例を示す図である。
【図７】オフセット電位差制御（トナー帯電量制御）の１例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の例の構成の概略を示す図である。
【図９】オフセット電位差とトナー帯電量の関係を示す図である。
【図１０】図（Ａ）は従来の現像装置回路例を示す図であり、図（Ｂ）は該回路によるバイアス波形を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
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
３１  駆動ローラ
３２  対向するローラ（従動ローラ）
４  無端転写ベルト
ＣＬ  クリーナ
５  ２次転写ローラ
６  定着装置
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  画像露光装置
１４  現像装置
１４１  現像ローラ
１４２  現像装置ケース
１４３  現像剤供給ローラ
１４４  現像剤攪拌部材
１４５  現像剤規制部材
１４６  現像剤荷電部材
１４７、１４７’シール部材
１４５’規制部材を兼ねる荷電部材
１５  クリーナ
２  １次転写ローラ
Ｓ  記録媒体
ＹＢ１、ＭＢ１、ＣＢ１、ＫＢ１  現像バイアス印加装置
ＤＣ１  直流電源
ＹＡＣ１、ＭＡＣ１、ＣＡＣ１、ＫＡＣ１  交流電源
ＹＰＷ、ＭＰＷ、ＣＰＷ、ＫＰＷ  現像バイアス電源
Ｔｄ１、Ｔｄ２  ツエナダイオード
ｒ１  抵抗素子
ＹＢ２、ＭＢ２、ＣＢ２、ＫＢ２  荷電バイアス印加装置
ｒ２  抵抗素子
ｄ  ダイオード
ＤＣ２  共通の直流電源
ＣＴ  制御部
Ｖ１  交流現像バイアス電圧
Ｖ２、Ｖ２’  交流荷電バイアス電圧
Ｖｄ  オフセット電位差
Ｖｃ  共通の荷電バイアス電圧値
１１０  感光体
１２０  帯電装置
１３０  画像露光装置
１４Ｙ  イエロー現像装置
１４Ｍ  マゼンタ現像装置
１４Ｃ  シアン現像装置
１４Ｋ  ブラック現像装置
２０  １次転写ローラ
１５０  クリーナ
４０  無端転写ベルト
３１０  駆動ローラ
３２０、３３０  従動ローラ
５０  ２次転写ローラ
６０  定着装置
７１０、７２０  タイミングローラ対
ＣＬ’クリーナ
【図１】
2006301443.tif 000003
【図２】
2006301443.tif 000004
【図３】
2006301443.tif 000005
【図４】
2006301443.tif 000006
【図５】
2006301443.tif 000007
【図６】
2006301443.tif 000008
【図７】
2006301443.tif 000009
【図８】
2006301443.tif 000010
【図９】
2006301443.tif 000011
【図１０】
2006301443.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月20日(2005.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記交流現像バイアス電圧及び前記交流荷電バイアス電圧のそれぞれは、矩形波電圧である請求項１記載の画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
前記現像バイアス印加装置としては、例えば、前記現像剤担持体へ前記交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源を含むものを挙げることができる。
前記荷電バイアス印加装置としては、抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源を含み、該抵抗素子、ダイオード及び出力電圧可変の荷電用直流電源が、この順序で、前記現像バイアス電源の出力端に直列接続されているものを例示できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト４上に形成された多重トナー像は転写ベルト４の回動により２次転写ローラ５へ向け移動する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
この画像形成装置によると、四つの現像装置のうち少なくとも一つを用いて画像形成できる。四つの現像装置すべを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、感光体１１０が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２０にて感光体１１０表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３０からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１０上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４Ｙの現像バイアスが印加された現像ローラにて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２０にて転写ベルト４０上に転写される。