(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像を形成可能に構成され、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションのみを使用して画像形成を行う際は画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間するようにした画像形成装置において、
上記最上流側に位置する画像形成ステーションが黒色トナー用であり、
上記最上流側の画像形成ステーションにおける現像バイアス源は、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生可能に構成され、
全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時に比べて、上記最上流側の画像形成ステーションのみを使用する画像形成時には、上記最上流側の画像形成ステーションの現像バイアス電圧における交流成分の周波数を低くする周波数切換え手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像を形成可能に構成され、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションのみを使用して画像形成を行う際は画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間するようにした画像形成装置において、
上記最上流側に位置する画像形成ステーションが黒色トナー用であり、
上記最上流側の画像形成ステーションにおける現像バイアス源は、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生可能に構成され、
上記最上流側の画像形成ステーションの現像バイアス源に、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時には直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生させ、上記最上流側の画像形成ステーションのみを使用した画像形成時には直流成分のみの現像バイアス電圧を発生させるバイアス切換え手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置において、
最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであり、
モノクロ画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備え、
上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、モノクロ画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置において、
最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであり、
モノクロ画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備え、
上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、モノクロ画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置の制御方法において、
最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであり、
モノクロ画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整し、
多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、モノクロ画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像形成を実現する画像形成装置の制御方法において、
最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであり、
モノクロ画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを３使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整し、
多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、モノクロ画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モノクロの単色画像とともに、フルカラー画像などの多色画像を形成可能な画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関し、特に各色の画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うようにした、いわゆるタンデム式の画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記フルカラーの画像形成装置は、使用するトナー色数回だけ感光体を回転させて、各色のトナー像を繰返し用紙に転写するようにした単一ドラム式と、上記のように用紙搬送方向に沿って複数組配設した各色の画像形成ステーションで用紙に順次トナー像を転写するようにしたタンデム式とに大別される。
【０００３】
上記タンデム式の画像形成装置は、フルカラーを実現する４種類のトナーを１工程で用紙に転写するので、上記単一ドラム式に比較してほぼ４倍の処理速度を有している。このため、近年、内部装置が小型化され、かつ組装置化（ユニット化）されて比較的安価になったこととも相俟って、タンデム式の画像形成装置が主流となりつつある。
【０００４】
ところが、タンデム式の画像形成装置では、モノクロの単色画像形成時にも、用紙が他の色の感光体（画像形成ステーション）にも接触してゆくので、感光体上に残留する不必要な色のトナーが用紙に付着し、画像品位を低下させてしまうという問題がある。また、用紙を担持して、各画像形成ステーションを順次搬送してゆく用紙搬送ベルトの不必要な接触によって、感光体および用紙搬送ベルトの寿命が短くなるという問題もある。
【０００５】
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号公報および特開平１０−１９８１２１号公報等で示されている。これらの従来技術では、単色画像形成時に、上記用紙搬送ベルトを画像形成に関与しない感光体から離反させることで、不必要な色のトナーの混入を防止するとともに、用紙搬送ベルトと感光体との接触に伴う両者の損耗が回避されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
各色の画像形成ステーションには、その配列順によって微妙な画質の差が生じるので、望ましい配列順が存在する。特に、単色として最も多く使用される黒色には、他の色に対するマスキング効果が高いので、最下流側で画像形成すると、それまでに形成された各カラー画像をマスクしてしまい、黒ずんだ画像となってしまうので、微妙なバランスが要求されるフルカラー画像では、高い画質を得るために、最上流側で画像形成することが望まれる。
【０００７】
一方、タンデム式の画像形成装置では、フルカラー画像形成時に、上流側の画像形成ステーション（上記ユニット）で一旦用紙に転写された未定着トナーが、下流側の画像形成ステーションの感光体に奪われてしまう逆転写現象が発生し、良好なカラー画像が得られなくなるという問題がある。すなわち、最上流の第１色目の画像形成ステーションで転写されたトナー像が以降の第２〜第４色目の画像形成ステーションにおける転写時に感光体側に逆転写され、同様に第２色目の画像形成ステーションのトナー像は第３および第４色目の画像形成ステーションで逆転写され、第３色目の画像形成ステーションで転写されたトナー像は第４色目の画像形成ステーションで逆転写される。このため、第４色目の画像形成ステーションでトナー像の転写を終了した後では、たとえば第１色目のトナーの用紙への付着量は、当初の付着量に比べて数十％も減少してしまう。
【０００８】
上記逆転写現象は、画像形成工程において感光体（ドラム又はベルト）の画像電位に応じて、現像ローラ上からトナーが感光体に付着する際、トナーは必ずしも一様なマイナス電荷を帯びているわけではなく、マイナス極性の弱いものや逆にプラス極性の電荷を有するものが混在し、又転写後の感光体からの剥離工程で放電が生じ、後からプラス極性となるものもあり、これらが後段の転写工程でプラス極性の転写電荷を受けるたびに少しずつ感光体に逆戻りすることから生じる現象であるとされている。
【０００９】
このため、上流側の画像形成ステーションでは、微妙なバランスが必要となるフルカラー画像形成時に適正な画質が得られるように、逆転写現象を見越してトナーが多目に付着するような画像形成条件が設定される。
【００１０】
したがって、前述の従来技術にこのような手法を適用すると、単色画像形成時に前述のように用紙搬送ベルトを画像形成に関与しない感光体から離反させると、不必要な色のトナーの混入および用紙搬送ベルトや感光体の損耗を防止することができる代わりに、上記逆転写現象で消失すべき上記数十％のトナーが用紙に付着したままとなり、画像濃度が濃くなってしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、タンデム式で用紙搬送方向の上流側の画像形成ステーションを部分的に使用して画像形成を行うことができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法において、その部分使用時における画質を向上することができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像を形成可能に構成され、上記用紙搬送方向の上流側の画像形成ステーションを部分的に使用して画像形成を行う際は画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間するようにした画像形成装置において、少なくとも上記上流側の画像形成ステーションにおける現像バイアス源は、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生可能に構成され、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時に比べて、上記部分的な画像形成ステーションを使用する画像形成時には、上記上流側の画像形成ステーションの現像バイアス電圧における交流成分の周波数を低くする周波数切換え手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで、フルカラー画像などの多色画像を形成可能に構成される、いわゆるタンデム式の画像形成装置において、上流側の画像形成ステーションを部分的に使用した画像形成を行う際は、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間することで、下流側の画像形成ステーションが用紙に接触することでトナーの逆転写などによる形成画像の劣化を未然に防止するようにした構成では、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時に比べて、上記部分的な画像形成ステーションを使用する画像形成時には、上記逆転写が生じないために画像濃度が濃くなる。
【００１４】
そこで、本発明では、少なくとも上記上流側の画像形成ステーションにおける現像バイアス源を、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生可能に構成し、適宜レベルの直流電圧に大振幅の交流電圧を重畳した現像バイアス電圧を使用すると、現像空間中でトナーが振動し、感光体上の静電潜像に移動し易い状態となり、また上記交流成分の周波数が高くなる程、その程度が大きくなることから、周波数切換え手段によって、部分的な画像形成ステーションを使用する画像形成時には、上流側の画像形成ステーションの交流成分の周波数を低くして、トナー濃度を最適化する。
【００１５】
したがって、上流側に位置する画像形成ステーションに関して得られる画像濃度を、全ての画像形成ステーションを使用した（フルカラー）画像形成時と、部分的に使用した（単色）画像形成時とで等しくすることができ、上記部分的に使用したときに画像濃度が不所望に濃くなってしまうことはなく、該部分的な画像形成ステーションの使用時の画質を向上することができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像を形成可能に構成され、上記用紙搬送方向の上流側の画像形成ステーションを部分的に使用して画像形成を行う際は画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間するようにした画像形成装置において、少なくとも上記上流側の画像形成ステーションにおける現像バイアス源は、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生可能に構成され、上記上流側の画像形成ステーションの現像バイアス源に、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時には直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生させ、上記部分的な画像形成ステーションを使用した画像形成時には直流成分のみの現像バイアス電圧を発生させるバイアス切換え手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、バイアス切換え手段によって、部分的な画像形成ステーションを使用する画像形成時には、上流側の画像形成ステーションの現像バイアス電圧を直流成分のみとして、トナー濃度を最適化する。
【００１８】
このようにしてもまた、上流側に位置する画像形成ステーションに関して得られる画像濃度を、全ての画像形成ステーションを使用した（フルカラー）画像形成時と、部分的に使用した（単色）画像形成時とで等しくすることができ、上記部分的に使用したときに画像濃度が不所望に濃くなってしまうことはなく、該部分的な画像形成ステーションの使用時の画質を向上することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の画像形成装置は、最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナー用であることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、黒色トナー用の画像形成ステーションが最上流に位置すると、多色（フルカラー）画像形成時に該黒色トナーが最下層となって他の色のトナー像への影響が最も小さくなり、好ましい多色画像を得ることができる。また、一般に多色の画像形成を行う機会に較べて、黒色単色の画像形成を行う機会が遥かに多いので、上記のように単色の画像形成時にトナー付着量を減少することで、トナー消費量を低減することもできる。
【００２１】
本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置において、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、多色画像形成時と単色画像形成時とで、現像バイアス電圧を切り替えることで、最適な画像濃度での画像形成を行うことができる。
【００２３】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【００２４】
そこで、本発明の画像形成装置によれば、現像バイアス電圧を変化させることにより、初期化帯電電位および像露光量の設定が多色画像形成時と単色画像形成時とで共通であるため、コントラスト電位（現像バイアス電圧と明部電位との電位差）を変化させることができ、感光体へのトナー付着量を制御することができる。
【００２５】
具体的には、感光体ドラムへのトナーの付着量を増やしたい多色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が大きくなるように制御し、反対に、感光体ドラムへのトナーの付着量を減らしたい単色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が小さくなるように制御する。
【００２６】
これにより、単色画像形成時の画像濃度と多色画像形成時の画像濃度との間に発生する画像濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【００２７】
また、上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、単色画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることがより好ましい。
【００２８】
これにより、多色画像形成時に現像バイアス電圧を増大方向とすることによって、コントラスト電位を増加させることができ、単色画像形成時よりも感光体へのトナーの付着量を増やすことができる。
【００２９】
よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できる。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置において、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備えていることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、コントラスト電位を変化させることで、多色画像形成時と単色画像形成時とで、感光体へのトナーの付着量を最適量に制御し、両方の画像形成に最適な画像濃度での画像形成を行うことができる。
【００３２】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【００３３】
そこで、本発明の画像形成装置によれば、コントラスト電位を変更することによって感光体へ付着させるトナーの量を変えることで、シートに転写されるトナー量を変化させて、最適な画像形成を行うことができる。
【００３４】
具体的には、コントラスト電位を増大する方向に変化させた場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であれば、感光体ドラム上に付着するトナー量が多くなる。よって、転写条件を同一にすると、転写用紙上に転写されたトナー量も多くなり、画像濃度を高くできる。反対に、コントラスト電位を減少する方向に変化させた場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が少なくなる。よって、転写条件を同一にすると、転写用紙上に転写されるトナー量も少なくなり、画像濃度も低くなる。
【００３５】
このように、多色画像形成時と単色（モノクロ）画像形成時とでコントラスト電位を変化させることにより、多色画像形成時に最上流側の画像形成ステーションにより得られる画像濃度と、単色画像形成時に最上流側の画像形成ステーションにより得られる画像濃度との間に発生する濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【００３６】
なお、コントラスト電位とは、現像バイアス電圧と露光部電位（明部電位）との電位差のことをいう。
【００３７】
また、上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、単色画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることがより好ましい。
【００３８】
これにより、多色画像形成時のコントラスト電位を、単色画像形成時よりも増大方向に制御することによって、感光体へのトナーの付着量を増やすことができる。
【００３９】
よって、多色画像形成時と単色画像形成時とで異なる感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できる。
【００４０】
また、最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであることがより好ましい。
【００４１】
これにより、特に他の色への影響が大きい黒色の画像形成ステーションが最上流側に位置するので、多色画像形成時に黒色トナーが最下層となって、他の色への影響を抑制できる。
【００４２】
よって、多色画像形成時に黒色トナーの画像形成ステーションに関して得られる画像濃度と、黒色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て、多色画像形成時および黒色単色画像形成時の両方において、高い画質の画像を得ることができる。
【００４３】
また、多色画像形成を行える多色画像形成装置であっても、使用頻度が圧倒的に多いのは黒単色（モノクロ）の画像形成である。本発明の画像形成装置では、単色画像形成時にはトナーの付着量を減らす制御を行うため、従来の多色画像形成装置よりも黒トナーの消費量を抑えることができる。
【００４４】
本発明の画像形成装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションにより形成された画像を順次重ね合わせることで多色画像形成を実現する画像形成装置の制御方法において、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整することを特徴としている。
【００４５】
上記の制御方法によれば、多色画像形成時と単色画像形成時とで、現像バイアス電圧を切り替えることで、最適な画像濃度での画像形成を行うことができる。
【００４６】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【００４７】
そこで、本発明の画像形成装置の制御方法によれば、現像バイアス電圧を変化させることにより、初期化帯電電位および像露光量の設定が多色画像形成時と単色画像形成時とで共通であるため、コントラスト電位（現像バイアス電圧と明部電位との電位差）を変化させ、感光体へのトナー付着量を制御することができる。
【００４８】
具体的には、感光体ドラムへのトナーの付着量を増やしたい多色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が大きくなるように制御し、反対に、感光体ドラムへのトナーの付着量を減らしたい単色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が小さくなるように制御する。これにより、単色画像形成時の画像濃度と多色画像形成時の画像濃度との間に発生する画像濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【００４９】
また、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、単色画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることがより好ましい。
【００５０】
これにより、多色画像形成時にコントラスト電位を増加させることができ、単色画像形成時よりもトナーの付着量を増やすことができる。よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する最上流の画像形成ステーションのトナー色に関して発生する画像濃度差を解消できる。
【００５１】
本発明の画像形成装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、感光体を中心とする画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設され、用紙搬送担持体によって上記用紙搬送方向に用紙を搬送しつつ各画像形成ステーションが順次重ね合わせて画像形成を行うことで多色画像形成を実現する画像形成装置の制御方法において、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整することを特徴としている。
【００５２】
上記の制御方法によれば、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで最適な画像形成条件への切換えを行うことが可能になる。
【００５３】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【００５４】
そこで、本発明の画像形成装置の制御方法によれば、コントラスト電位を変化させることにより、感光体へのトナーの付着量を最適量に調整することが可能になる。
【００５５】
具体的には、コントラスト電位を増大方向に制御した場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が多くなる。よって、転写条件が同一であれば、転写用紙上に転写されたトナー量が多くなり、画像濃度を高くできる。一方、コントラスト電位を減少方向に制御した場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が少なくなる。よって、転写条件が同一であれば、転写用紙上に転写されるトナー量も少なくなり、画像濃度も低くなる。
【００５６】
よって、多色画像形成後に単色画像形成用の画像形成ステーションにより得られる画像濃度と、単色画像形成後に一つの画像形成ステーションにより得られる画像濃度との間に発生する濃度差を解消し、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【００５７】
また、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、単色画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることがより好ましい。
【００５８】
これにより、多色画像形成時に、単色画像形成時よりもトナーの付着量を増やすことができる。よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、最上流の画像形成ステーションのトナー色に関し、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００６０】
図１は、本発明の実施の一形態の画像形成装置の全体の構成を概略的に示す縦断面図である。この画像形成装置は、いわゆるカラープリンタとして実現され、外部から伝達されてきた画像データに応じて、記録用紙やＯＰＣフィルム等の所定のシートに対して、電子写真方式でカラー画像を形成するものである。このため、大略的に、光学ユニット１、現像器２、感光体３、クリーナユニット４、帯電器５、転写搬送ベルトユニット６、給紙トレイ７、給紙搬送ユニット８および定着排紙ユニット９を備えて構成されている。
【００６１】
なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（ＢＫ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、光学ユニット１（１ｂｋ，１ｃ，１ｍ，１ｙ）、現像器２（２ｂｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙ）、感光体３（３ｂｋ，３ｃ，３ｍ，３ｙ）、クリーナユニット４（４ｂｋ，４ｃ，４ｍ，３ｙ）および帯電器５（５ｂｋ，５ｃ，５ｍ，５ｙ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、ｂｋがブラックに、ｃがシアンに、ｍがマゼンタに、ｙがイエローに設定され、４つの画像形成ステーションＳｂｋ，Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｙが矢符Ａで示す用紙搬送方向に沿ってタンデムに配列されている。以下の説明では、各色を総称するときは、添字ｂｋ，ｃ，ｍ，ｙを省略する。
【００６２】
上記光学ユニット１は、レーザ照射部および反射ミラーを備えた、いわゆるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）によって実現され、帯電器５によって一様に帯電された感光体３の表面に、レーザ光を照射することで、画像データに応じた静電潜像を形成する。単一光源からのレーザ光を感光体３の軸線方向に走査する上記ＬＳＵではなく、上記感光体３の軸線方向にＬＥＤ素子が配列されるＬＥＤヘッド等が用いられてもよい。
【００６３】
上記現像器２は、上記のようにしてそれぞれの感光体３上に形成された静電潜像を、上記ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各色のトナーによって顕像化するものである。上記クリーナユニット４は、現像から画像転写された後の感光体３の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。上記帯電器５は、感光体３の表面を、上記のように所定の電位に均一に帯電させるためのものであり、チャージャ型の帯電器や接触型の帯電器が用いられる。
【００６４】
感光体３の下方に配置されている転写搬送ベルトユニット６は、転写ベルト１１、転写ローラ１２（１２ｂｋ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ）、転写ベルト駆動ローラ１３、転写ベルト従動ローラ１４〜１６、転写ベルトテンションローラ１７および転写ベルトクリーナユニット１８を備えて構成される。各転写ローラ１２、転写ベルト駆動ローラ１３、転写ベルト従動ローラ１４〜１６および転写ベルトテンションローラ１７は、転写搬送ベルトユニット６の内側の転写フレーム１９に回転可能に軸支されており、転写ベルト１１を張架して上記矢符Ａ方向に回転駆動する。
【００６５】
転写ベルト１１は転写ローラ１２によって各感光体３に接触されており、該転写ベルト１１上に吸着されて搬送されるシートに対して、感光体３上に形成された各色のトナー像が順次重ねて転写され、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。この転写ベルト１１は、たとえば厚さ１００μｍ程度のフィルムを用いて、無端状に形成されている。
【００６６】
転写ローラ１２には、トナー像を転写するために高電圧（トナーの帯電極性（たとえば−）とは逆極性の（＋））が印加されている。転写ローラ１２は、たとえば直径８〜１０ｍｍのステンレス等の金属ローラの表面が、ＥＰＤＭや発泡ウレタン等の導電性の弾性材で被覆されて形成されている。この導電性の弾性材によって、シートに対して密着し、均一に高電圧を印加することができるようになっている。
【００６７】
上記転写ベルトクリーナユニット１８は、感光体３から転写ベルト１１に付着したトナーがシートの裏面を汚す原因となるために、それを除去・回収するために設けられている。
【００６８】
給紙トレイ７は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、本画像形成装置の画像形成部の下側に設けられている。また、本画像形成装置の上部に設けられる排紙トレイ２０は、画像形成済みのシートを載置するためのトレイである。
【００６９】
上記給紙トレイ７のシートは、ピックアップローラ２１によって取出され、給紙搬送ユニット８の用紙搬送路２２からレジストローラ２３を経て、所定の画像形成タイミングに転写搬送ベルトユニット６に送出される。転写の終了したシートは、転写搬送ベルトユニット６から定着排紙ユニット９に取込まれ、以下に示すようにトナーが加熱定着された後、用紙搬送路２４から排紙ローラ２５を経て、上記排紙トレイ２０上に、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排出される。
【００７０】
定着排紙ユニット９は、ヒートローラ３１、加圧ローラ３２および離型剤塗布ローラ３３，３４を備えて構成されており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器の出力値に基づいて、図示しない制御部によって所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することによって、シートに転写された多色トナー像を、溶融・混合・圧接し、シートに対して加熱定着させる。
【００７１】
本発明では、上述のように４つの画像形成ステーションＳｂｋ，Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｙは、ブラック（ＢＫ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の順で配列されており、これによって上記マスキングなどの各色間の干渉が抑えられ、フルカラーでの画質に配慮されている。そして、画像形成ステーションＳｂｋのみを使用してのモノクロ画像形成時に、残余の画像形成ステーションＳｃ，Ｓｍ，Ｓｙでの逆転写現象等を回避するために、上記転写フレーム１９は、画像形成ステーションＳｂｋ側では支持軸４１によって水平軸線回りに揺動変位自在に支持され、画像形成ステーションＳｙ側では昇降機構４２によって昇降変位自在に支持されている。
【００７２】
上記昇降機構４２は、操作者によるフルカラー画像形成とモノクロ画像形成との選択に応答して、制御装置４３によって駆動制御され、転写フレーム１９の画像形成ステーションＳｙ側を、上記フルカラー画像形成時には上昇させて上記転写ベルト１１を各感光体３に接触させ、上記モノクロ画像形成時には降下させて上記転写ベルト１１を感光体３ｂｋのみに接触させ、残余の感光体３ｃ，３ｍ，３ｙから離反させる。
【００７３】
そして、注目すべきは本発明では、上記制御装置４３は、現像バイアス源４４ｂｋの現像バイアスＶｂｋも切換え制御することである。各現像器２ｂｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙには、対応する現像バイアス源４４ｂｋ，４４ｃ，４４ｍ，４４ｙがそれぞれ設けられている。図２および図３で示すように、各現像バイアス源４４は、直流電圧源４５に、各交流電圧源４６ｂｋ１，４６ｂｋ２；４６ｃ；４６ｍ；４６ｙがそれぞれ組合わせて構成されている。
【００７４】
現像バイアス源４４ｂｋは、２つの交流電圧源４６ｂｋ１，４６ｂｋ２と、切換えスイッチ４７とを備えており、上記制御装置４３によって、上記フルカラー画像形成時には、図２で示すように交流電圧源４６ｂｋ１が選択され、上記モノクロ画像形成時には、図３で示すように交流電圧源４６ｂｋ２が選択されるように、上記切換えスイッチ４７が切換え制御される。したがって、直流電圧源４５で発生される直流電圧Ｖ０に、フルカラー画像形成時には交流電圧源４６ｂｋ１による周波数ｆｂｋ１の交流電圧が重畳され、モノクロ画像形成時には交流電圧源４６ｂｋ２による周波数ｆｂｋ２の交流電圧が重畳されることになる。
【００７５】
残余の現像バイアス源４４ｃでは上記直流電圧Ｖ０に交流電圧源４６ｃによる周波数ｆｃの交流電圧が重畳され、現像バイアス源４４ｍでは上記直流電圧Ｖ０に交流電圧源４６ｍによる周波数ｆｍの交流電圧が重畳され、現像バイアス源４４ｙでは上記直流電圧Ｖ０に交流電圧源４６ｙによる周波数ｆｙの交流電圧が重畳される。たとえば、Ｖ０＝−５００Ｖ、交流電圧源４６ｂｋ１，４６ｂｋ２による交流電圧のピーク電圧Ｖｐ−ｐは１５００Ｖに選ばれる。また、ｆｂｋ１＞ｆｃ≧ｆｍ≧ｆｙ、かつｆｂｋ１＞ｆｂｋ２であり、たとえばｆｂｋ１＝４ｋＨｚ、ｆｂｋ２＝２ｋＨｚに設定される。
【００７６】
なお、ｆｃ，ｆｍ，ｆｙ，ｆｂｋ２は、０であってもよい。その場合、交流電圧源が４６ｂｋ１だけとなるので、現像バイアス源の構成を簡略化することができる。
【００７７】
さらに、交流成分の周波数範囲を、該交流電圧のピーク電圧の絶対値以上に設定、たとえばピーク電圧Ｖｐ−ｐを１５００Ｖとすると、該交流成分の周波数範囲も１５００Ｈｚ以上とすることが望ましい。これによって、画像カブリを抑制することができる。また、各交流電圧のピーク電圧Ｖｐ−ｐを２０００Ｖ以下に設定すると、黒ベタ部分における白点の発生を防止することができる。さらにまた、交流電圧の周波数範囲を１０００Ｈｚより高く設定するとともに、該交流電圧のピーク電圧Ｖｐ−ｐを５００Ｖ以上に設定すると、画像濃度の安定化を図ることができる。
【００７８】
このように本発明では、各画像形成ステーションＳが用紙搬送方向Ａに沿って複数組配設されるタンデム式の画像形成装置で、最上流側の画像形成ステーションＳｂｋのみを使用したモノクロ画像形成を行う際は、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションＳｃ，Ｓｍ，Ｓｙでは転写ベルト１１を感光体３ｃ，３ｍ，３ｙから離反させることで、トナーの逆転写などによる形成画像の劣化を未然に防止するようにした画像形成装置において、上記モノクロ画像形成時には、制御装置４３によって、全ての画像形成ステーションＳｂｋ，Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｙを使用したフルカラーの画像形成時に比べて、現像バイアス電圧Ｖｂｋにおける交流成分の周波数をｆｂｋ１からｆｂｋ２へと低くして、トナー濃度を最適化する。
【００７９】
したがって、該画像形成ステーションＳｂｋによって得られる黒色画像の濃度を、フルカラー画像形成時とモノクロ画像形成時とで等しくすることができ、モノクロ画像形成時の画質を向上することができる。
【００８０】
また、最上流に位置する画像形成ステーションＳｂｋが、黒色トナー用であるので、フルカラー画像形成時に該黒色トナーが最下層となって他の色のトナー像へのマスキングの影響が最も小さくなり、好ましい多色画像を得ることができる。また、一般に、フルカラー画像形成を行う機会に較べて、モノクロ画像形成を行う機会が遥かに多いので、上記のようにモノクロ画像形成時にトナー付着量を減少することで、トナー消費量を低減することもできる。
【００８１】
〔実施形態２〕
本発明の画像形成装置に関する他の実施形態について、図４〜図８を用いて説明すれば以下のとおりである。
【００８２】
なお、本実施形態の多色画像形成装置は、実施形態１と同様に、単色画像形成時において転写材搬送ベルトが、最上流以外の画像形成ステーションから離間するように構成されている。さらに、本実施形態の多色画像形成装置は、カラー画像形成時および単色画像形成時のそれぞれで、最上流側に配置された画像形成ステーションによるトナー濃度が最適となるように制御している。
【００８３】
本実施形態の多色画像形成装置は、図４に示すように、転写材搬送ベルト５７の上流側から、ブラック（Ｂｋ）・シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）の順に各画像形成ステーションが並列配置され、各画像形成ステーションは回転自在に支持された複数の感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙを備えており、各感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙは駆動装置により図中矢印Ｆの方向に回転駆動される。
【００８４】
このように、転写材搬送ベルト５７の最上流側に黒色の画像形成ステーションを配置することは、他の色に対して最も影響の大きい黒色が最下層に画像形成されるために、良好な画質を実現する上で非常に好ましい。
【００８５】
また、感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙの周囲にはそれぞれ、回転方向の上流側から順番に、感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙを一様に帯電する帯電装置５１Ｂｋ・５１Ｃ・５１Ｍ・５１Ｙと、感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙの表面を露光して潜像を形成する露光手段５２Ｂｋ・５２Ｃ・５２Ｍ・５２Ｙと、その潜像を現像しそれぞれＢｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙのトナー像を形成する現像装置５３Ｂｋ・５３Ｃ・５３Ｍ・５３Ｙと、トナー像を転写材に転写する転写装置と、感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置５５Ｂｋ・５５Ｃ・５５Ｍ・５５Ｙとが配置されている。
【００８６】
また、本実施形態の多色画像形成装置には、現像装置５３Ｂｋに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス源６４が設けられており、制御装置（制御手段）６５がこの現像バイアス源６４を制御し、感光体５６Ｂｋへのトナー付着量を調整している。この制御装置６５による現像バイアス電圧の制御方法については、後段にて詳述する。
【００８７】
また、転写装置は、駆動側プーリ６０と従動側プーリ６１との間に張架されて走行する転写ベルト５７を備えており、この転写ベルト５７は矢印Ｇ方向に走行する。そして、転写材であるシートＰは、静電的に転写ベルトに保持されて矢印Ｈ方向に搬送される。この転写ベルト５７のループの内側には、各感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙに対向する位置に転写帯電器５４Ｂｋ・５４Ｃ・５４Ｍ・５４Ｙが配置され、これら各転写帯電器５４Ｂｋ・５４Ｃ・５４Ｍ・５４Ｙは、各感光体ドラム５６Ｂｋ・５６Ｃ・５６Ｍ・５６Ｙに形成されたトナー像を転写する。さらに、転写ベルト５７上で４本の感光体ドラムを通過したシートＰには、定着装置５８を通過してトナー像が定着される。
【００８８】
また、上記カラー電子写真装置は、図５に示すように、Ｂｋの単色（モノクロ）画像形成時には、転写ベルト５７が最上流以外の画像形成ステーションから離間するようになっている。
【００８９】
上記カラー電子写真装置においては、フルカラー画像形成時（フルカラー印字）と単色画像形成時（モノクロ印字）とのそれぞれで、最上流の画像形成ステーションにおける現像装置から感光体ドラムヘのトナー付着量を制御することによって、適切なトナー濃度を実現する構成となっている。このための制御装置６５による現像装置５３Ｂｋに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス源６４の制御方法について、図６を参照して以下に説明する。
【００９０】
図６は、反転現像における感光体ドラムの表面電位と現像バイアス電圧との関係をモデル的に示している。また、フルカラー画像形成時と単色（モノクロ）画像形成時とで、感光体の初期化帯電電位Ｖ0 及び像露光量は共通である。したがって、像露光後に得られる明部電位ＶL も共通であり、現像バイアス電圧ＶD のみが異なる。
【００９１】
図６では、一点鎖線で表示している現像バイアス電圧がフルカラー画像形成時の現像バイアス電圧ＶD1であり、二点鎖線で表示している現像バイアス電圧が単色画像形成時の現像バイアス電圧ＶD2である。
【００９２】
本実施形態の画像形成装置は、制御装置６５により、フルカラー画像形成時と単色画像形成時とで、感光体の初期化帯電電位Ｖ0 及び像露光量を共通の設定とし、最上流の画像形成ステーションの感光体に対する現像バイアス電圧ＶD を画像形成モードに応じて変更することによって、最適なトナー付着量の調整を行うことができる。
【００９３】
すなわち、逆転写現象を考慮すべきフルカラー画像形成時と、考慮しなくてもよい単色画像形成時とで、感光体への付着トナー量を変化させるために、現像バイアス電圧ＶD のみを変更すると、初期化帯電電位Ｖ0 及び像露光量の設定が両モードで共通であれば、現像バイアス電圧ＶD と、明部電位ＶL との電位差であるコントラスト電位ＶC が変更されることになり、感光体へのトナー付着量の調整を行うことができる。
【００９４】
具体的には、現像バイアス電圧ＶD の絶対値を大きくすると、静電潜像記録時の露光強度が同一でも感光体ドラム上に付着するトナー量が多くなる。よって、転写条件が同じであれば、転写用紙上に転写されたトナー量が多くなり、画像濃度を高くできる。反対に、現像バイアス電圧ＶD の絶対値を小さくすると、静電潜像記録時の露光強度が同一でも感光体ドラム上に付着するトナー量が少なくなる。よって、転写条件が同一であれば、転写用紙上に転写されるトナー量が少なくなり、画像濃度を低くできる。
【００９５】
よって、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時には、フルカラー画像形成時よりも感光体へのトナー付着量を減らすために、現像バイアス電圧ＶD をフルカラー画像形成時よりも下げることで、単色画像形成時において所望の画像濃度よりも濃くなるという不具合を防止できる。
【００９６】
図７は、現像バイアス電圧の値と、感光体上に付着するトナー量との相関を示すトナー付着量特性図であり、横軸に現像バイアス電圧の値、縦軸にトナー付着量を示している。これによれば、感光体へのトナー付着量は、図７に示すように、現像バイアス電圧のマイナス電位の増加量に比例して増加している。
【００９７】
また、図８は、現像バイアス電圧の値と、形成される画像濃度との相関を示す特性図であり、横軸に現像バイアス電圧の値、縦軸にトナー付着量を示している。これによれば、現像バイアス電圧に比例して画像濃度が増加している。
【００９８】
以上のように、本実施形態の多色画像形成装置によれば、フルカラー画像形成時に転写材搬送ベルトの最上流側に位置する画像形成ステーションに関して得られる画像濃度と、転写材搬送ベルトの最上流側に位置する画像形成ステーションのみが関与する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時の画像濃度と単色画像形成時の画像濃度差を解消して、所望の画像濃度での画像形成を行うことができる。
【００９９】
例えば、フルカラー画像形成時と、単色画像形成時とで、下記表１のように最上流側に設けられた画像形成ステーションの現像装置における現像バイアス電圧を調整し、コントラスト電位ＶC を変更する。なお、両画像形成モードにおいて、帯電器グリッドへの印加電圧Ｖg は、Ｖg ＝−６５０〔Ｖ〕に固定されている。
【０１００】
【表１】
0003958001.tif 000002
【０１０１】
なお、上記表１の明部電位ＶL は、図３に示すＶFFに相当する。
【０１０２】
上記の表より、単色モードはフルカラーモードよりも、コントラスト電位ＶC が２０Ｖ小さくなっている。この電位差により、コントラスト電位の小さい単色モードにおいては、フルカラーモードよりも感光体へのトナー付着量が少なくなる。よって、逆転写現象を考慮する必要のない単色モードにおける画像形成においても、トナーの量を減らしてフルカラーモードにおける画像形成時とほぼ同じ画像濃度にすることで、単色モードとフルカラーモードとで生じる画像濃度差を解消し、画像形成モードに関係なく所望の画像濃度での画像形成を行うことができる。
【０１０３】
なお、本実施形態の多色画像形成装置では、バイアス電圧に注目して、フルカラー画像形成時と単色画像形成時とで、感光体へ付着させるトナーの量を調整する例について説明した。しかし、これに限定されるものではなく、コントラスト電位に着目して、トナーの付着量を変化させる方法であっても、同様の効果を得ることができる。これは、上述したトナー付着量の調整のために行なう現像バイアス電圧の制御は、直接的にコントラスト電位を制御することにつながるためである。すなわち、図６に示すように、現像バイアス電圧を変化させると、コントラスト電位は明部電位ＶFFと現像バイアス電圧との差であるため、明部電位ＶFFが一定であれば、コントラスト電位も変化する。よって、コントラスト電位を直接制御した場合でも、現像バイアス電圧を制御した場合と同様に、感光体へのトナー付着量の制御を行なうことができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、シート搬送ベルトの最上流側に位置する画像形成ステーションに黒色のトナーが備えられている例について説明したが、これに限定されるものではなく、他の色のトナーが備えられていても、上記と同様の効果を得ることができる。しかし、本実施形態のように、フルカラー画像を形成できる画像形成装置であっても、最も頻繁に使用する黒色のトナーを最上流側の画像形成ステーションに備えることで、黒色のトナーを最上流側以外の画像形成ステーションに備えるよりも単色画像形成時における黒色トナーの消費量を抑えることができることからより好ましい。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、最上流側の黒色トナーを備えた画像形成ステーションのみについて、バイアス電圧あるいはコントラスト電位を変化させる例について説明したが、他の画像形成ステーションについても同様に、バイアス電圧あるいはコントラスト電位を制御する制御装置を設けることで、黒色以外の例えば、赤色の単色画像形成時においても同様に、適正な画像濃度で画像形成を行うことができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上のように、複数の画像形成ステーションが用紙搬送方向に沿って複数組配設されるタンデム式の画像形成装置で、上流側の画像形成ステーションを使用した画像形成時には、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから用紙搬送担持体を離反させることで、トナーの逆転写などによる形成画像の劣化を未然に防止するようにした画像形成装置において、上記上流側の画像形成ステーションを使用した画像形成時には、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時に比べて、現像バイアス電圧における交流成分の周波数を低くして、トナー濃度を最適化する。
【０１０７】
それゆえ、上記上流側の画像形成ステーションによって得られる画像濃度を、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時と、部分的に使用した画像形成時とで等しくすることができ、上記部分的に使用したときに画像濃度が不所望に濃くなってしまうことはなく、該部分的な画像形成ステーションの使用時における画質を向上することができる。
【０１０８】
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、タンデム式の画像形成装置で、上流側の画像形成ステーションを使用した画像形成時には、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから用紙搬送担持体を離反させることで、トナーの逆転写などによる形成画像の劣化を未然に防止するようにした画像形成装置において、上流側の画像形成ステーションの現像バイアス源に、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時には直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧を発生させ、部分的な画像形成ステーションを使用した画像形成時には直流成分のみの現像バイアス電圧を発生させる。
【０１０９】
それゆえ、上記上流側の画像形成ステーションによって得られる画像濃度を、全ての画像形成ステーションを使用した画像形成時と、部分的に使用した画像形成時とで等しくすることができ、上記部分的に使用したときに画像濃度が不所望に濃くなってしまうことはなく、該部分的な画像形成ステーションの使用時における画質を向上することができる。
【０１１０】
さらにまた、本発明の画像形成装置は、以上のように、最上流に位置する画像形成ステーションを、黒色トナー用とする。
【０１１１】
それゆえ、多色画像形成時に該黒色トナーが最下層となって他の色のトナー像への影響が最も小さくなり、好ましい多色画像を得ることができる。また、一般に、多色の画像形成を行う機会に較べて、黒色単色の画像形成を行う機会が遥かに多いので、トナー消費量を低減することができる。
【０１１２】
本発明の画像形成装置は、以上のように、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備えている構成である。
【０１１３】
それゆえ、多色画像形成時と単色画像形成時とで、現像バイアス電圧を切り替えることで、最適な画像濃度での画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【０１１４】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【０１１５】
そこで、本発明の画像形成装置によれば、現像バイアス電圧を変化させることにより、初期化帯電電位および像露光量の設定が多色画像形成時と単色画像形成時とで共通であるため、コントラスト電位（現像バイアス電圧と明部電位との電位差）を変化させることができ、感光体へのトナー付着量を制御することができる。
【０１１６】
具体的には、感光体ドラムへのトナーの付着量を増やしたい多色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が大きくなるように制御し、反対に、感光体ドラムへのトナーの付着量を減らしたい単色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が小さくなるように制御する。
【０１１７】
これにより、単色画像形成時の画像濃度と多色画像形成時の画像濃度との間に発生する画像濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【０１１８】
また、上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、単色画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることがより好ましい。
【０１１９】
それゆえ、多色画像形成時に現像バイアス電圧を増大方向とすることによって、コントラスト電位を増加させることができ、単色画像形成時よりも感光体へのトナーの付着量を増やすことができる。
【０１２０】
よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できるという効果を奏する。
【０１２１】
本発明の画像形成装置は、以上のように、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整する制御手段を備えている構成である。
【０１２２】
それゆえ、コントラスト電位を変化させることで、多色画像形成時と単色画像形成時とで、感光体へのトナーの付着量を最適量に制御し、両方の画像形成に最適な画像濃度での画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【０１２３】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【０１２４】
そこで、本発明の画像形成装置によれば、コントラスト電位を変更することによって感光体へ付着させるトナーの量を変えることで、シートに転写されるトナー量を変化させて、最適な画像形成を行うことができる。
【０１２５】
具体的には、コントラスト電位を増大する方向に変化させた場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であれば、感光体ドラム上に付着するトナー量が多くなる。よって、転写条件を同一にすると、転写用紙上に転写されたトナー量も多くなり、画像濃度を高くできる。反対に、コントラスト電位を減少する方向に変化させた場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が少なくなる。よって、転写条件を同一にすると、転写用紙上に転写されるトナー量も少なくなり、画像濃度も低くなる。
【０１２６】
このように、多色画像形成時と単色（モノクロ）画像形成時とでコントラスト電位を変化させることにより、多色画像形成時に最上流側の画像形成ステーションにより得られる画像濃度と、単色画像形成時に最上流側の画像形成ステーションにより得られる画像濃度との間に発生する濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【０１２７】
また、上記制御手段は、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、単色画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることがより好ましい。
【０１２８】
それゆえ、多色画像形成時のコントラスト電位を、単色画像形成時よりも増大方向に制御することによって、感光体へのトナーの付着量を増やすことができるという効果を奏する。
【０１２９】
よって、多色画像形成時と単色画像形成時とで異なる感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できる。
【０１３０】
また、最上流に位置する画像形成ステーションが、黒色トナーを備えた画像形成ステーションであることがより好ましい。
【０１３１】
それゆえ、特に他の色への影響が大きい黒色の画像形成ステーションが最上流側に位置するので、多色画像形成時に黒色トナーが最下層となって、他の色への影響を抑制できるという効果を奏する。
【０１３２】
よって、多色画像形成時に黒色トナーの画像形成ステーションに関して得られる画像濃度と、黒色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て、多色画像形成時および黒色単色画像形成時の両方において、高い画質の画像を得ることができる。
【０１３３】
また、多色画像形成を行える多色画像形成装置であっても、使用頻度が圧倒的に多いのは黒単色（モノクロ）の画像形成である。本発明の画像形成装置では、単色画像形成時にはトナーの付着量を減らす制御を行うため、従来の多色画像形成装置よりも黒トナーの消費量を抑えることができる。
【０１３４】
本発明の画像形成装置の制御方法は、以上のように、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、現像バイアス電圧を多色画像形成時とは異なる電圧に切り替えることより、感光体へのトナー付着量を調整する方法である。
【０１３５】
それゆえ、多色画像形成時と単色画像形成時とで、現像バイアス電圧を切り替えることで、最適な画像濃度での画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【０１３６】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【０１３７】
そこで、本発明の画像形成装置の制御方法によれば、現像バイアス電圧を変化させることにより、初期化帯電電位および像露光量の設定が多色画像形成時と単色画像形成時とで共通であるため、コントラスト電位（現像バイアス電圧と明部電位との電位差）を変化させ、感光体へのトナー付着量を制御することができる。
【０１３８】
具体的には、感光体ドラムへのトナーの付着量を増やしたい多色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が大きくなるように制御し、反対に、感光体ドラムへのトナーの付着量を減らしたい単色画像形成時には、現像バイアス電圧の絶対値が小さくなるように制御する。これにより、単色画像形成時の画像濃度と多色画像形成時の画像濃度との間に発生する画像濃度差が解消され、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【０１３９】
また、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧を、単色画像形成時における画像形成ステーションヘ付与する現像バイアス電圧よりも増大させることがより好ましい。
【０１４０】
それゆえ、多色画像形成時にコントラスト電位を増加させることができ、単色画像形成時よりもトナーの付着量を増やすことができる。よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する最上流の画像形成ステーションのトナー色に関して発生する画像濃度差を解消できるという効果を奏する。
【０１４１】
本発明の画像形成装置の制御方法は、以上のように、単色画像形成時には、上記用紙搬送方向の最上流側の画像形成ステーションを使用し、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うとともに、コントラスト電位を多色画像形成時とは異なる電位に切り換えることにより、感光体へのトナー付着量を調整する方法である。
【０１４２】
それゆえ、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで最適な画像形成条件への切換えを行うことが可能になるという効果を奏する。
【０１４３】
すなわち、多色画像形成時の最上流側の画像形成ステーションで一旦シート（転写材）上に転写された未定着トナーが、下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象を考慮すべき多色画像形成時と、画像形成に関与しない下流側の画像形成ステーションから上記用紙搬送担持体を離間して画像形成を行うため、逆転写現象を考慮する必要のない単色画像形成時とで、感光体へのトナー付着量を同一にしたのでは、最適な画像濃度を得ることはできない。
【０１４４】
そこで、本発明の画像形成装置の制御方法によれば、コントラスト電位を変化させることにより、感光体へのトナーの付着量を最適量に調整することが可能になる。
【０１４５】
具体的には、コントラスト電位を増大方向に制御した場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が多くなる。よって、転写条件が同一であれば、転写用紙上に転写されたトナー量が多くなり、画像濃度を高くできる。一方、コントラスト電位を減少方向に制御した場合には、静電潜像記録時の露光強度が同一であっても、感光体ドラム上に付着するトナー量が少なくなる。よって、転写条件が同一であれば、転写用紙上に転写されるトナー量も少なくなり、画像濃度も低くなる。
【０１４６】
よって、多色画像形成後に単色画像形成用の画像形成ステーションにより得られる画像濃度と、単色画像形成後に一つの画像形成ステーションにより得られる画像濃度との間に発生する濃度差を解消し、単色画像形成時において画像濃度が濃過ぎるといった不具合の発生を防止できる。
【０１４７】
また、多色画像形成時において最上流側の画像形成ステーションのコントラスト電位を、単色画像形成時におけるコントラスト電位よりも増大させることがより好ましい。
【０１４８】
それゆえ、多色画像形成時に、単色画像形成時よりもトナーの付着量を増やすことができる。よって、多色画像形成時と単色画像形成時とのそれぞれで感光体に対する最適なトナー付着量の調整を行うことができ、最上流の画像形成ステーションのトナー色に関し、多色画像形成時の画像濃度と、単色画像形成時の画像濃度との間に発生する濃度差を解消できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の画像形成装置の全体の構成を示す縦断面図である。
【図２】フルカラー画像形成時の動作を説明するための縦断面図である。
【図３】モノクロ画像形成時の動作を説明するための縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態である画像形成装置の内部の構成を示す断面図である。
【図５】図４の画像形成装置の単色画像形成を行う際の仕組みを示す断面図である。
【図６】図４の画像形成装置の感光体の表面電位を示す説明図である。
【図７】図４の画像形成装置における現像バイアス値と感光体へのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図８】図４の画像形成装置における現像バイアス値と画像濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ｂｋ，１ｃ，１ｍ，１ｙ    光学ユニット
２ｂｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙ    現像器
３ｂｋ，３ｃ，３ｍ，３ｙ    感光体
４ｂｋ，４ｃ，４ｍ，３ｙ    クリーナユニット
５ｂｋ，５ｃ，５ｍ，５ｙ    帯電器
６      搬送ベルトユニット
７      給紙トレイ
８      給紙搬送ユニット
９      定着排紙ユニット
１１    転写ベルト（用紙搬送担持体）
１２ｂｋ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ    転写ローラ
１８    転写ベルトクリーナユニット
１９    転写フレーム
２０    排紙トレイ
２１    ピックアップローラ
２３    レジストローラ
２５    排紙ローラ
４１    支持軸
４２    昇降機構
４３    制御装置（周波数切換え手段、バイアス切換え手段）
４４ｂｋ，４４ｃ，４４ｍ，４４ｙ    現像バイアス源
４５    直流電圧源
４６ｂｋ１，４６ｂｋ２；４６ｃ；４６ｍ；４６ｙ    交流電圧源
Ａ      用紙搬送方向
Ｓｂｋ，Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｙ    画像形成ステーション
５１Ｂｋ・５１Ｃ・５１Ｍ・５１Ｙ    帯電装置
５２Ｂｋ・５２Ｃ・５２Ｍ・５２Ｙ    露光手段
５３Ｂｋ・５３Ｃ・５３Ｍ・５３Ｙ    現像装置
５４Ｂｋ・５４Ｃ・５４Ｍ・５４Ｙ    転写帯電器
５５Ｂｋ・５５Ｃ・５５Ｍ・５５Ｙ    クリーニング装置
５６Ｂｋ，５６Ｃ，５６Ｍ，５６Ｙ    感光体ドラム
５７    転写材搬送ベルト
６０    駆動側プーリ
６１    従動側プーリ
６４    現像バイアス源
６５    制御装置（制御手段）
【図１】
0003958001.tif 000003
【図２】
0003958001.tif 000004
【図３】
0003958001.tif 000005
【図４】
0003958001.tif 000006
【図５】
0003958001.tif 000007
【図６】
0003958001.tif 000008
【図７】
0003958001.tif 000009
【図８】
0003958001.tif 000010