(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真法により個別の感光体を介して互いに異なる色のトナー像の画像形成を行う複数の画像形成部を、転写材の搬送方向に沿って並設した多色画像形成装置において、
感光体表面に接触して帯電電荷を付与する導電性弾性体からなる帯電ローラを各画像形成部に備えるとともに、複数の帯電ローラのそれぞれに長手方向の一端側から他端側に達する単一又は複数の貫通孔を形成し、各帯電ローラにおける前記貫通孔の断面積の総和を、各画像形成部において感光体表面に与えるべき電位に応じて前記搬送方向の下流側に位置するものほど大きくしたことを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】
電子写真法により個別の感光体を介して互いに異なる色のトナー像の画像形成を行う複数の画像形成部を、転写材の搬送方向に沿って並設した多色画像形成装置において、
感光体表面に接触して帯電電荷を付与する導電性弾性体からなる帯電ローラを各画像形成部に備えるとともに、複数の帯電ローラのそれぞれに長手方向の一端側から他端側に達する単一又は複数の貫通孔を形成し、各帯電ローラにおける前記貫通孔の数を、各画像形成部において感光体表面に与えるべき電位に応じて前記搬送方向の下流側に位置するものほど多くしたことを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の帯電ローラは、互いに同一数の孔部を備え、転写材搬送方向の下流側に位置するものほど単一の孔部の断面積を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
【請求項４】
前記孔部は、帯電ローラの長手方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の多色画像形成装置。
【請求項５】
前記孔部は、帯電ローラの回転軸を中心とする螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の多色画像形成装置。
【請求項６】
前記各画像形成部のうちで転写材搬送方向の最上流側に位置する画像形成部が、黒色のトナー像を形成する画像形成部であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の多色画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像が転写される転写材の搬送経路中に互いに異なる色の画像を電子写真法により形成する複数の画像形成部を並設し、各画像形成部において形成された画像を転写材上に順次多重に転写する多色画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成プロセスにより、フルカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等の多色画像形成装置として、周面に転写材を静電吸着させた状態で単一の感光体ドラムと等速回転する半導電性ドラムを備えた所謂単一ドラム型の多色画像形成装置と、転写材の搬送経路中に互いに異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を並設した所謂タンデム型の多色画像形成装置と、がある。
【０００３】
単一ドラム型の多色画像形成装置では、単一の感光体ドラムに対して、帯電、露光、現像、転写及び清掃の各工程を複数の画像色（例えば、減法混色の３原色であるマゼンタ、シアン及びイエローに黒色を加えた４色）のそれぞれについて繰り返し行い、半導電性ドラムの周面に吸着した転写材にカラー画像を形成するため、処理時間が長時間化する欠点がある。これに対して、タンデム型の多色画像形成装置は、１枚の転写材を給紙部から排紙部に向かって１度搬送する間に複数の画像形成部のそれぞれで形成された画像を順次転写するために処理速度が速いという利点があり、各画像形成部を構成する装置の小型化及び低価格化にともない、タンデム型の多色画像形成装置が主流となりつつある。
【０００４】
このタンデム型の多色画像形成装置は、一例として図１に示すように、４個の画像形成部２００ａ〜２００ｄを、記録用紙（ＯＨＰフィルム等の紙以外の転写材を含む。）の搬送方向に一列に並設して構成したものである。画像形成部２００ａ〜２００ｄの下方には、一対のローラ間に張架された転写搬送ベルト２５０が配置されている。転写搬送ベルト２５０は、上面に静電吸着した記録用紙をローラの回転により搬送する。転写搬送ベルト２５０による用紙搬送経路の下流側には、記録用紙上に転写されたトナー像を記録用紙上に定着させるための定着装置２６０が配置されている。また、転写搬送ベルト２５０の下方には、給紙カセット２４０が配置されており、給紙カセット２４０内に収納されている記録用紙が一枚ずつ分離して転写搬送ベルト２５０の上流側に給紙される。
【０００５】
画像形成部２００ａ〜２００ｄのそれぞれは、同一の構成を備えている。一例として、画像形成部２００ａは、矢印方向に回転駆動される感光体ドラム２０１ａの周囲に感光体ドラム２０１ａの表面を一様に帯電させる帯電器２０２ａ、感光体ドラム２０１ａの表面を露光して静電潜像を形成する露光ユニット２０３ａ、感光体ドラム２０１ａの表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する現像装置２０４ａ、感光体ドラム２０１ａの表面に担持されたトナー像を転写材に転写する転写器２０５ａ、及び、感光体ドラム２０１ａの表面に残留したトナーを除去するクリーナ２０６ａを感光体ドラム２０１ａの回転方向に沿って順に配置して構成されている。この構成により、感光体ドラム２０１ａの表面において帯電、露光、現像、転写及び清掃の各工程からなる画像形成プロセスを行う。
【０００６】
帯電器２０２ａとして用いられる帯電用ローラは、導電性芯金の周囲にＥＰＤＭやウレタン等のゴム材料を基材とし、抵抗調整のためにカーボンブラックや金属粉等の導電製物質を分散させたものを金型成型等でローラ状に一体成型した円筒状ローラの導電性弾性部材であり、１０3 〜１０7 Ω・ｃｍの抵抗値を有している。この帯電用ローラは、周面において感光体ドラム２０１ａの周面に接触しており、感光体ドラム２０１ａの周面との接触確率を増やすべく、感光体ドラム２０１ａに対してカウンタ方向（周面が感光体ドラム２０１ａの周面と逆方向に移動する方向）に回転している。
【０００７】
各画像形成部２００ａ〜２００ｄに備えられている現像装置２０４ａ〜２０４ｄには順に黒色（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色のトナーが収納されており、露光ユニット２０３ａ〜２０３ｄのそれぞれには順にＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色の画像データが入力される。したがって、各画像形成部２００ａ〜２００ｄでは、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄの表面に、ＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色のトナー像が形成される。
【０００８】
なお、画像形成部２００ａ〜２００ｄにおいて感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄと転写器２０５ａ〜２０５ｄとの間には、転写搬送ベルト２５０が通過する。したがって、転写器２０５ａ〜２０５ｄは、転写搬送ベルト２５０を挟んで感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄの表面に対向している。
【０００９】
カラー画像情報に基づくカラー画像形成プロセス時には、各画像形成部２００ａ〜２００ｄの露光ユニット２０３ａ〜２０３ｄにＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色の画像データが入力される。なお、電子写真法による画像形成装置では、画像データにより変調した画像光の照射により感光体表面に静電潜像を形成する際に、光の照射による感光体表面の疲労を少なくするため、現像工程においてトナーが吸着すべき部分に画像光を照射し、画像の白地部分には画像光を照射しない反転現像方式が主流である。
【００１０】
これにより、各画像形成部２００ａ〜２００ｄでは、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄの表面にＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色のトナー像が形成され、転写搬送ベルト２５０の上面に静電吸着した記録用紙が画像形成部２００ａ〜２００ｄを順に通過する間に、ＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色のトナー像が記録用紙上に順に転写される。記録用紙は、各画像形成部２００ａ〜２００ｄを順に通過する間にＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色のトナー像が順次重ね合わせた状態で転写された後、定着装置２６０において加熱及び加圧される。これによって、記録用紙の表面にトナー像が堅牢に定着する。
【００１１】
ところが、転写搬送ベルト２５０上に静電吸着されて各画像形成部２００ａ〜２００ｄを通過している間には、記録用紙の表面において各トナー像は未だ定着していないため、用紙搬送方向の上流側の画像形成部で記録用紙上に転写された未定着のトナー像が下流側の画像形成部の感光体ドラムに転写する逆転写現象を生じ、記録用紙上に良好なカラー画像を形成することができなくなる。
【００１２】
即ち、用紙搬送方向の最上流側の画像形成部２００ａで記録用紙に転写されたＢＫのトナー像が、２番目の画像形成部２００ｂで記録用紙にＣのトナー像が感光体ドラム２０１ｂから記録用紙上に転写される前に、感光体ドラム２０１ｂの表面に転写し、同様の現象が３番目の画像形成部２００ｃ及び４番目の画像形成部２００ｄにおいても生じる。このため、用紙搬送方向の最下流側の画像形成部２００ｄにおけるＹのトナー像の転写が終了した時点では、記録用紙におけるＢＫのトナーの付着量は、画像形成部２００ａでの転写工程の終了直後における付着量に比較して数１０％程度減少してしまう。このような逆転写現象による記録用紙上におけるトナーの付着量の減少は、Ｃのトナー像については画像形成部２００ｃ及び２００ｄにおいて発生し、Ｍのトナー像については画像形成部２００ｄにおいて発生する。
【００１３】
したがって、図１に示すように、４個の画像形成部２００ａ〜２００ｄを備えた多色画像形成装置におけるカラー画像形成時には、ＢＫのトナーの付着量＜Ｃのトナーの付着量＜Ｍのトナーの付着量＜Ｙのトナーの付着量となり、図２中一点鎖線で示すようにバランスの崩れた配色となる。一方、図３に示す逆転写量と画像濃度との関係から明らかなように、逆転写量が多くなるほど画像濃度は低下する。このため、用紙搬送方向の下流側に配置されている画像形成部のトナー色ほど濃度が高くなり、記録用紙上に原稿の色調を忠実に再現したカラー化像を形成することができなくなる。
【００１４】
なお、逆転写現象は、画像形成プロセスの現像工程時に感光体の画像電位に応じて現像ローラからトナーが感光体に付着する際、必ずしも全てのトナーが一様に電荷を帯電しておらず、帯電量の低いトナーや正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーが混在しており、また、転写工程後に感光体から記録用紙が剥離する際に生じる放電によって記録用紙上のトナーが逆極性に変化する場合がある。これらが、用紙搬送方向の下流側に位置する画像形成部における画像形成プロセスの転写工程時の転写電荷によって感光体に移動することによって生じると考えられている。
【００１５】
そこで、従来のタンデム型の多色画像形成装置として、特開平８−１０６１９７号公報には、用紙搬送方向の下流側に位置する画像形成部ほど感光体の帯電電位、トナーの帯電量及び転写電圧を低くし、下流側の画像形成部における逆転写現象の発生を防止するようにした構成が開示されている。
【００１６】
また、特開平９−３１１９１７９号公報には、タンデム方式の多色画像形成装置において、各画像形成部の現像装置において現像ローラの周面に対するトナーの付着量を規定するドクタブレードの現像ローラに対する当接圧を、用紙搬送方向の下流側に位置する画像形成部ほど強くする方法、及び、各画像形成部において使用するトナーの粒子径や流動性等の特性に差異を与える方法等により、感光体へのトナー付着量を用紙搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど多くなるようにした構成が開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１０６１９７号公報に開示された構成では、主としてトナーの特性を制御して逆転写現象の発生を抑制しようとしており、トナーの特性管理が煩雑で経費の高騰を招くだけでなく、各画像形成部における目標帯電電位やトナー帯電量を単純に変化させるものであるために転写工程の影響による画像の異常を抑制することができない問題がある。
【００１８】
また、特開平９−３１９１７９号公報に開示された構成では、逆転写現象による転写材上におけるトナー量の減少を補うため、予め感光体へのトナーの付着量を用紙搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど多量にするものであり、トナー消費量が増加してランニングコストの高騰を招く問題がある。
【００１９】
この発明の目的は、煩雑なトナーの特性管理を必要とすることなく、また、トナー消費量の増加を生じることなく、色調の再現性に優れたカラー画像を形成することができる多色画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【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。
【００２１】
（１）電子写真法により個別の感光体を介して互いに異なる色のトナー像の画像形成を行う複数の画像形成部を、転写材の搬送方向に沿って並設した多色画像形成装置において、
感光体表面に接触して帯電電荷を付与する導電性弾性体からなる帯電ローラを各画像形成部に備えるとともに、複数の帯電ローラのそれぞれに長手方向の一端側から他端側に達する単一又は複数の貫通孔を形成し、各帯電ローラにおける前記貫通孔の断面積の総和を、各画像形成部において感光体表面に与えるべき電位に応じて前記搬送方向の下流側に位置するものほど大きくしたことを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおいて、断面積の総和が感光体に付与すべき電位に応じて決定された単一又は複数の孔部を形成した導電性弾性体の帯電ローラから感光体表面に帯電電荷が付与される。導電性弾性体の帯電ローラは、感光体表面に対する当接圧が一定である場合、内部に形成された孔部の断面積の総和によって変形状態が異なり、孔部の断面積の総和が大きいほど変形量が大きくなって感光体表面との接触面積が拡大するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が高くなり、感光体の表面電位も高くなって白地側電位となる。これとは逆に、帯電ローラの内部に形成された孔部の断面積の総和が小さいほど変形量が小さくなって感光体表面との接触面積が縮小するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が低くなり、感光体の表面電位も低くなって非白地側電位となる。
【００２３】
したがって、各画像形成部において帯電ローラに形成する孔部の断面積の総和を、転写材搬送方向におけるより下流側の各画像形成部において生じる逆転写現象に伴う画像濃度の低下を補うことができる感光体表面の帯電電位に応じて決定することにより、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が多い画像形成部ほど、感光体表面と帯電ローラとの接触面積が小さくなり、感光体表面電位が非白地側電位となって多量のトナーが予め感光体に付着し、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスが画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致する。
また、転写材の搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれが備える帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和が、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくされる。導電性弾性体の帯電ローラは、感光体表面に対する当接圧が一定である場合、内部に形成された孔部の断面積の総和によって変形状態が異なり、孔部の断面積の総和が大きいほど変形量が大きくなって感光体表面との接触面積が拡大するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が高くなり、感光体の表面電位も高くなって白地側電位となる。これとは逆に、帯電ローラの内部に形成された孔部の断面積の総和が小さいほど変形量が小さくなって感光体表面との接触面積が縮小するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が低くなり、感光体の表面電位も低くなって非白地側電位となる。
一方、転写材の搬送方向に沿って複数の画像形成部を並設した場合、転写材の搬送方向の上流側に位置する画像形成部で転写されたトナー像ほど、定着工程前に対向する画像形成部数が多く、転写材から感光体にトナーが移動する逆転写現象によって転写材から失われるトナー量も多くなる。
したがって、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和が小さくされ、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーが予め感光体を介して転写材上に転写される。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスは、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致する。
【００２４】
（２）電子写真法により個別の感光体を介して互いに異なる色のトナー像の画像形成を行う複数の画像形成部を、転写材の搬送方向に沿って並設した多色画像形成装置において、
感光体表面に接触して帯電電荷を付与する導電性弾性体からなる帯電ローラを各画像形成部に備えるとともに、複数の帯電ローラのそれぞれに長手方向の一端側から他端側に達する単一又は複数の貫通孔を形成し、各帯電ローラにおける前記貫通孔の数を、各画像形成部において感光体表面に与えるべき電位に応じて前記搬送方向の下流側に位置するものほど多くしたことを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおいて、配列状態が感光体に付与すべき電位に応じて決定された単一又は複数の孔部を形成した導電性弾性体の帯電ローラから感光体表面に帯電電荷が付与される。帯電ローラに形成する孔部の配列状態が変化すると、帯電ローラの内部における孔部の断面積の総和が変化する。導電性弾性体の帯電ローラは、感光体表面に対する当接圧が一定である場合、内部に形成された孔部の断面積の総和によって変形状態が異なり、孔部の断面積の総和が大きいほど変形量が大きくなって感光体表面との接触面積が拡大するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が高くなり、感光体の表面電位も高くなって白地側電位となる。これとは逆に、帯電ローラの内部に形成された孔部の断面積の総和が小さいほど変形量が小さくなって感光体表面との接触面積が縮小するため、帯電ローラから感光体に流れる帯電電流が低くなり、感光体の表面電位も低くなって非白地側電位となる。
【００２６】
したがって、各画像形成部において帯電ローラに形成する孔部の配列状態を、転写材搬送方向のより下流側の各画像形成部において生じる逆転写現象に伴う画像濃度の低下を補うべく決定された感光体表面の帯電電位に応じて決定することにより、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が多い画像形成部ほど感光体表面と帯電ローラとの接触面積が小さくなり、感光体表面電位が非白地側電位となって多量のトナーが予め感光体に付着し、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスは、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致する。
また、転写材の搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおける帯電ローラに形成される孔部の数が、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど少なく、下流側に位置する画像形成部ほど多くされる。帯電ローラに形成される孔部の数の多少によって帯電ローラにおける孔部の断面積の総和が増減する。したがって、各画像形成部が備える帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和は、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくなり、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和が小さくされ、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーが予め感光体を介して転写材上に転写される。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスは、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致する。
【００３１】
（３）前記複数の帯電ローラは、互いに同一数の孔部を備え、転写材搬送方向の下流側に位置するものほど単一の孔部の断面積を拡大したことを特徴とする。
【００３２】
この構成においては、転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれが備える帯電ローラに互いに同一数の孔部が形成されるとともに、それぞれの帯電ローラに形成される各孔部の断面積は、転写材搬送方向の下流側に位置する画像形成部ほど大きく、上流側に位置する画像形成部ほど小さくされる。したがって、各画像形成部が備える帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和は、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくなり、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和が小さくされ、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーが予め感光体を介して転写材上に転写される。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスは、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致する。
【００３５】
（４）前記孔部は、帯電ローラの長手方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とする。
【００３６】
この構成においては、各画像形成部において感光体表面と帯電ローラとの接触面積を加減して感光体の帯電電位を調整するために、各帯電ローラの変形量を変化させるべく帯電ローラに長手方向に沿って直線状の孔部が形成される。したがって、各画像形成部における感光体の帯電電位の調整のための各帯電ローラの変形量の設定が直線状の孔部を形成することによって容易に行われる。
【００３７】
（５）前記孔部は、帯電ローラの回転軸を中心とする螺旋状に形成されていることを特徴とする。
【００３８】
この構成においては、各画像形成部において感光体表面と帯電ローラとの接触面積を加減して感光体の帯電電位を調整するために、各帯電ローラの変形量を変化させるべく帯電ローラにその回転軸を中心とする螺旋状の孔部が形成される。したがって、帯電ローラに形成される孔部の数が少ない場合にも、帯電ローラの変形量が周方向についてより均一化され、感光体表面が全周にわたって均一の電位に帯電する。
【００３９】
（６）前記各画像形成部のうちで転写材搬送方向の最上流側に位置する画像形成部が、黒色のトナー像を形成する画像形成部であることを特徴とする。
【００４０】
この構成においては、転写材の搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおける感光体表面に対する帯電ローラの当接量を制御して逆転写現象による各色のトナー量のバランスの不均衡を是正する際に、並設される複数の画像形成部のうち、転写材上に転写されたトナー像が逆転写現象を生じる回数が最も多く、転写材上におけるトナー量の変動が最も激しい最上流側の画像形成部が、転写材上のトナー量がフルカラー画像の色調に与える影響の最も少ない黒色のトナーによる画像形成を行う画像形成部とされる。したがって、逆転写現象により転写材から感光体に移動するトナー量が変動した場合にも、転写材上におけるカラー画像の色調が大きく変化することがなく、カラー画像の再現性が維持される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図４は、この発明の実施形態に係る多色画像形成装置における画像形成部の要部の斜視図である。図１に示した多色画像形成装置１００の各画像形成部２００ａ〜２００ｄにおいて、感光体ドラム２０１（２０１ａ〜２０１ｄ）は、両端から突出した軸２において一対の軸受部材３によって回転自在に支持されている。この軸２は、感光体ドラム１において周面に感光層が形成されたアルミニウム等の導電性基体に導通しており、かつ、接地線Ｅに接続されている。
【００４２】
感光体ドラム２０１の表面には、帯電ローラ２０２（２０２ａ〜２０２ｄ）が当接している。帯電ローラ２０２は、両端から突出した金属等の導電性の回転軸５において一対の軸受部材６によって回転自在に支持されている。この軸受部材６には、上端が固定部材８に固定されたコイルスプリング７の下端が上方から当接している。したがって、帯電ローラ２０２には軸受部材６を介してコイルスプリング７の弾性力が下向きに作用しており、帯電ローラ２０２は感光体ドラム２０１の周面に常時所定の押圧力で圧接している。また、帯電ローラ２０２には回転軸５を介して電源９から所定の帯電電圧が印加される。
【００４３】
この構成において、感光体ドラム２０１を図示しない駆動手段によって図中矢印ａ方向に回転駆動すると、感光体ドラム２０１の周面に圧接した帯電ローラ２０２が図中矢印ｂ方向に従動して回転し、帯電ローラ２０２に電源９から帯電電圧を印加することによって感光体ドラム２０１の表面が均一に帯電される。このとき、電源９から帯電ローラ２０１に対して、例えば−６００〜−７００Ｖの直流電圧にピーク間電圧が１５００〜２５００Ｖで周波数５５０Ｈｚの交流電圧を重畳した振動電圧を印加することにより、感光体ドラム２０１の表面は−６００〜−７００ｖ程度に帯電される。なお、振動電圧とは、周期的にその電圧値が変化するものであり、その波形は正弦波、三角波又は矩形波等である。また、振動電圧は、直流電圧のオン／オフを繰り返すことによって形成される矩形波とすることもできる。
【００４４】
図５は、上記多色画像形成装置に用いられる帯電ローラの構成を示す図である。帯電ローラ２０２（２０２ａ〜２０２ｄ）は、導電性の回転軸５の周囲に、抵抗調整のためのカーボンブラックや金属粉等の導電性物質を分散させた天然ゴム、ＥＰＤＭ、ウレタン、クロロプレン又はシリコンゴム等のゴム材料を、射出成形によりローラ状に一体成形して抵抗値を１０3 〜１０7 Ω・ｃｍ（２５０Ｖ印加）の発泡体層４ａを外嵌し、さらに、発泡体層４ａの表面に抵抗値１０7 〜１０10Ω・ｃｍ（２５０Ｖ印加）の被覆層４ｂを被覆したものである。発泡体層４ａは、通常、セル径２００μｍ程度の発泡セルを内包しているため、発泡体層４ａの表面に被覆層４ｂを被覆することにより、帯電ローラ２０２の表面を平滑にしている。
【００４５】
この帯電ローラ２０２の発泡体層４ａには、長手方向（軸方向）の一端側から他端側に至る直径０．５〜１．０ｍｍ程度の直線状の貫通孔１１又は螺旋状の貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１１又は１２が、この発明の孔部に相当する。図５（Ａ）に示すように、直線状の貫通孔１１は、帯電ローラ２０２の長手方向に沿って、回転軸５の周囲に等間隔に複数形成される。一方、螺旋状の貫通孔１２は、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、回転軸５を中心として、単一、又は、回転軸５の周囲に等間隔に複数形成される。
【００４６】
このように、帯電ローラ２０２の発泡体層４ａに貫通孔１１，１２を形成すると、その形成数の増減にともなって発泡体層４ａにおける貫通孔１１，１２の断面積の総和が増減し、発泡体層４ａの外力による変形量が増減する。また、発泡体層４ａにおける貫通孔１１，１２の形成数が一定であっても、各貫通孔１１，１２の孔径を増減することにより、発泡体層４ａにおける貫通孔１１，１２の断面積の総和が増減し、発泡体層４ａの外力による変形量が増減する。
【００４７】
したがって、図４に示したコイルスプリング７から帯電ローラ２０２に作用する感光体ドラム２０１側への当接力が一定であっても、貫通孔１１，１２の形成数又は孔径の変更を適宜選択することによって帯電ローラ２０２の硬度を調整することができ、感光体ドラム２０１の表面と帯電ローラ２０２の周面との接触幅（ニップ幅）を変化させることができる。
【００４８】
感光体ドラム２０１の表面と帯電ローラ２０２の周面とのニップ幅が変化すると、帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との間のインピーダンスが変化し、帯電ローラ２０２に印加する帯電電圧が一定であっても感光体ドラム２０１の初期帯電電位が変化する。また、感光体ドラム２０１の初期帯電電位が変化すると、露光工程において同一光量の画像光の露光によって感光体ドラム２０１の表面に形成される静電潜像の電位が変化し、現像工程において現像装置２０４から供給されるトナーの感光体ドラム２０１における付着量も変化する。
【００４９】
即ち、図６に示すように（図６において、実線は上流側の画像形成部における感光体ドラムの帯電電位を示し、破線は下流側の画像形成部における感光体ドラムの帯電電位を示している。）、上流側の画像形成部における感光体ドラムの初期表面電位Ｖｏと下流側の画像形成部における感光体ドラムの初期表面電位Ｖｏとに差異が与えてられている場合、両画像形成部において感光体ドラム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、上流側の画像形成部における感光体ドラムと下流側の画像形成部における感光体ドラムとで差を生じる。
【００５０】
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、上流側の画像形成部における感光体ドラムと下流側の画像形成部における感光体ドラムとで差を生じる。つまり、画像表面電位Ｖｉが上流側の画像形成部における感光体ドラムよりも高い下流側の画像形成部における感光体ドラムは、上流側の画像形成部における感光体ドラムよりもトナー付着量が減少することになる。
【００５１】
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、下流側の画像形成部では、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の高い感光体ドラムが現像バイアス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。
【００５２】
一方、上流側の画像形成部では、感光体ドラムの初期表面電位Ｖｏが低いために画像表面電位Ｖｉが低くなり、下流側の画像形成部と同電圧の現像バイアスＶｂで画像表面電位Ｖｉの低い感光体ドラムが現像されると、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。
【００５３】
前述のように、帯電ローラ２０２における貫通孔１１又は１２の断面積の総和を増加させると、帯電ローラ２０２が変形し易くなって同一の当接力を作用させた場合の感光体ドラム２０１と帯電ローラ２０２とのニップ幅が増加し、帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との間のインピーダンスが低下することによって感光体ドラム２０１と帯電ローラ２０２との接触面における放電電流の流入量が増加し、感光体ドラム２０１の帯電量が増加する。これに対して、帯電ローラ２０２における貫通孔１１又は１２の断面積の総和を減少させると、帯電ローラ２０２が変形し難くなって同一の当接力を作用させた場合の感光体ドラム２０１と帯電ローラ２０２とのニップ幅が減少し、帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との間のインピーダンスが上昇することによって感光体ドラム２０１と帯電ローラ２０２との接触面における放電電流の流入量が減少し、感光体ドラム２０１の帯電量が減少する。
【００５４】
したがって、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯電ローラ２０２に形成する貫通孔１１，１２の断面積の総和が増加するにともなって、感光体ドラム２０１の表面電位か増加する一方、転写材に形成される画像の濃度は低下する。
【００５５】
そこで、この発明に係る多色画像形成装置１００では、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量に応じて帯電ローラ２０２に形成する貫通孔１１又は１２の断面積の総和を増減し、感光体ドラム２０１の初期帯電電位を調整するようにしている。
【００５６】
なお、螺旋状の貫通孔１２は、帯電ローラ２０２の周方向について均等に分布するため、単一であっても帯電ローラ２０２の変形状態をその長手方向において略均一にすることができる。
【００５７】
図８は、上記多色画像形成装置の各画像形成部における帯電ローラに対する貫通孔の形成状態を説明する図である。図８（Ａ）は、全ての画像形成部２００で帯電ローラ２０２に対する貫通孔１１又は１２の形成数を同数（ここでは、６個）とし、各画像形成部２００ａ〜２００ｄにおいて各貫通孔１１又は１２の孔径を上流側から下流側に向かって徐々に拡大した場合を示している。
【００５８】
即ち、この例では、記録材搬送方向における最上流側に位置するＢＫの画像形成部２００ａの帯電ローラ２０２ａには孔径０．６ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に６個形成し、記録材搬送方向の上流側から下流側に向かって２番目に位置するＣの画像形成部２００ｂの帯電ローラ２０２ｂには孔径０．７ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に６個形成し、記録材搬送方向の上流側から下流側に向かって３番目に位置するＭの画像形成部２００ｃの帯電ローラ２０２ｃには孔径０．８ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に６個形成し、記録材搬送方向における最下流側に位置するＹの画像形成部２００ｄの帯電ローラ２０２ｄには孔径０．８５ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に６個形成している。
【００５９】
このように、上流側から下流側に向かう記録材搬送方向における各画像形成部２００ａ〜２００ｄの配置位置に応じて、帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄのそれぞれに孔径を順次拡大した貫通孔１１又は１２を同数ずつ形成することにより、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄにおける貫通孔１１又は１２の断面積の総和が上流側から下流側に向かって順次拡大し、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄの感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄとの当接による変形量が上流側から下流側に向かって順次増加する。この結果、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄと感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄとのニップ幅が上流側から下流側に向かって順次拡がり、感光体２０１ａ〜２０１ｄの帯電電位（絶対値）が上流側から下流側に向かって順次上昇し、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれから転写材に転写される画像が上流側から下流側に向かって順次高濃度側から低濃度側に変化する。
【００６０】
これによって、より下流側の画像形成部において生じる逆転写現象によって各画像形成部２００ａ〜２００ｃにおいて形成された画像の転写材上における濃度低下を補うことができる。
【００６１】
また、図８（Ｂ）は、全ての画像形成部２００で帯電ローラ２０２に対する貫通孔１１又は１２の孔径を同一値（ここでは、０．６ｍｍ）とし、各画像形成部２００ａ〜２００ｄにおいて各貫通孔１１又は１２の形成数を上流側から下流側に向かって徐々に増加した場合を示している。
【００６２】
即ち、この例では、記録材搬送方向における最上流側に位置するＢＫの画像形成部２００ａの帯電ローラ２０２ａには孔径０．６ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に６個形成し、記録材搬送方向の上流側から下流側に向かって２番目に位置するＣの画像形成部２００ｂの帯電ローラ２０２ｂには孔径０．６ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に８個形成し、記録材搬送方向の上流側から下流側に向かって３番目に位置するＭの画像形成部２００ｃの帯電ローラ２０２ｃには孔径０．６ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に１０個形成し、記録材搬送方向における最下流側に位置するＹの画像形成部２００ｄの帯電ローラ２０２ｄには孔径０．６ｍｍの貫通孔１１又は１２を回転軸５の周囲に等間隔に１２個形成している。
【００６３】
このように、上流側から下流側に向かう記録材搬送方向における各画像形成部２００ａ〜２００ｄの配置位置に応じて、帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄのそれぞれに同一孔径の貫通孔１１又は１２を形成数を順次増加して形成することにより、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄにおける貫通孔１１又は１２の断面積の総和が上流側から下流側に向かって順次拡大し、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄの感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄとの当接による変形量が上流側から下流側に向かって順次増加する。この結果、各帯電ローラ２０２ａ〜２０２ｄと感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄとのニップ幅が上流側から下流側に向かって順次拡がり、感光体２０１ａ〜２０１ｄの帯電電位（絶対値）が上流側から下流側に向かって順次上昇し、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれから転写材に転写される画像が上流側から下流側に向かって順次高濃度側から低濃度側に変化する。
【００６４】
これによって、より下流側の画像形成部において生じる逆転写現象によって各画像形成部２００ａ〜２００ｃにおいて形成された画像の転写材上における濃度低下を補うことができる。
【００６５】
以上のように、この実施形態に係る多色画像形成装置１００では、各画像形成部２００における帯電ローラ２０２の発泡体層４ａに形成する貫通孔１１又は１２の断面積の総和を変化させることにより、初期帯電時に各画像形成部２００における感光体ドラム２０１の表面電位に高低差を設け、これによって各画像形成部２００の露光条件や現像条件を同一にしたままで感光体ドラム２０１へのトナーの付着量を増減専科させることができる。
【００６６】
即ち、帯電ローラ２０２に形成する貫通孔１１又は１２の断面積の総和が増加すると、感光体ドラム２０１に対する帯電ローラ２０２の当接圧が同一であっても帯電ローラ２０２が変形し易くなるため、帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との接触面における放電電流の流入量が増加し、マイナスの帯電量が増加する。一方、帯電ローラ２０２に形成する貫通孔１１又は１２の断面積の総和が減少すると、帯電ローラ２０２が変形し難くなるため、帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との接触面における放電電流の流入量が低下し、マイナスの帯電量が減少する。
【００６７】
これによって、転写材搬送方向における上流側には位置される画像形成部と下流側に配置される画像形成部とで帯電ローラ２０２と感光体ドラム２０１との接触面積を増減変化させて放電電流の流入量に差異を与えることができる。この結果、画像形成部２００毎に感光体ドラム２０１の初期表面電位Ｖｏ（帯電量）を調整することができ、各画像形成部２００における感光体ドラム２０１のトナー付着量に差異を設けることができるため、転写材搬送方向における上流側の画像形成部で形成される画像色について、より下流側の画像形成部で発生する逆転写現象に伴う画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６８】
【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。
【００６９】
（１）転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおいて、帯電ローラに形成する孔部の断面積の総和を、転写材搬送方向におけるより下流側の各画像形成部において生じる逆転写現象に伴う画像濃度の低下を補うことができる感光体表面の帯電電位に応じて決定することにより、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が多い画像形成部ほど、感光体表面と帯電ローラとの接触面積を小さくすることができ、感光体表面電位を非白地側電位にして多量のトナーを予め感光体に付着させ、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスを、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致させることができる。これによって、煩雑なトナーの特性管理を必要とすることなく、また、トナー消費量の増加を生じることなく、色調の再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００７０】
（２）転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおいて、帯電ローラに形成する孔部の配列状態を、転写材搬送方向のより下流側の各画像形成部において生じる逆転写現象に伴う画像濃度の低下を補うことができる感光体表面の帯電電位に応じて決定することにより、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が多い画像形成部ほど感光体表面と帯電ローラとの接触面積を小さくすることができ、感光体表面電位を非白地側電位にして多量のトナーを予め感光体に付着させ、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスを、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致させることができる。これによって、煩雑なトナーの特性管理を必要とすることなく、また、トナー消費量の増加を生じることなく、色調の再現性に優れたカラー画像を形成することができる
（３）転写材の搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれに備える帯電ローラに形成した孔部の断面積の総和を、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくすることにより、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成された孔部の断面積の総和を小さくし、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーを予め感光体を介して転写材上に転写することができる。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスを、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致させることができる。
【００７１】
（４）転写材搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれに備える帯電ローラに互いに同一数の孔部を形成するとともに、それぞれの帯電ローラに形成する各孔部の断面積を、転写材搬送方向の下流側に位置する画像形成部ほど大きく、上流側に位置する画像形成部ほど小さくすることにより、各画像形成部の帯電ローラに形成した孔部の断面積の総和を、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくし、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成した孔部の断面積の総和を小さくして、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーを予め感光体を介して転写材上に転写することができる。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスを、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致させることができる。
【００７２】
（５）転写材の搬送方向に沿って並設した複数の画像形成部のそれぞれにおける帯電ローラに形成される孔部の数を、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど少なく、下流側に位置する画像形成部ほど多くすることにより、各画像形成部の帯電ローラに形成した孔部の断面積の総和を、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成部ほど小さく、下流側に位置する画像形成部ほど大きくし、後の逆転写現象によって転写材上から失われるトナー量が下流側に位置する画像形成部よりも多い上流側の画像形成部ほど、帯電ローラに形成した孔部の断面積の総和が小さくし、下流側の画像形成部に比較して多量のトナーを予め感光体を介して転写材上に転写することができる。これによって、全ての画像形成部を通過した後の転写材上における各色のトナー量のバランスを、画像データにおける各色の濃度のバランスに略一致させることができる。
【００７３】
（６）各画像形成部において感光体表面と帯電ローラとの接触面積を加減して感光体の帯電電位を調整するために、各帯電ローラの変形量を変化させるべく帯電ローラに長手方向に沿って直線状の孔部を形成することにより、各画像形成部における感光体の帯電電位の調整のための各帯電ローラの変形量の設定を直線状の孔部を形成することによって容易に行うことができる。
【００７４】
（７）各画像形成部において感光体表面と帯電ローラとの接触面積を加減して感光体の帯電電位を調整するために、各帯電ローラの変形量を変化させるべく帯電ローラにその回転軸を中心とする螺旋状の孔部を形成することにより、帯電ローラに形成される孔部の数が少ない場合にも、帯電ローラの変形量を周方向についてより均一化することができ、感光体表面を全周にわたって均一の電位に帯電させることができる。
【００７５】
（８）転写材の搬送方向に沿って並設された複数の画像形成部のそれぞれにおける感光体表面に対する帯電ローラの当接量を制御して逆転写現象による各色のトナー量のバランスの不均衡を是正する際に、並設した複数の画像形成部のうち、転写材上に転写されたトナー像が逆転写現象を生じる回数が最も多く、転写材上におけるトナー量の変動が最も激しい最上流側の画像形成部を、転写材上のトナー量がフルカラー画像の色調に与える影響の最も少ない黒色のトナーによる画像形成を行う画像形成部とすることにより、逆転写現象により転写材から感光体に移動するトナー量が変動した場合にも、転写材上におけるカラー画像の色調が大きく変化することがなく、カラー画像の再現性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を含むタンデム型の多色画像形成装置の要部の構成を示す図である。
【図２】転写材上の各色のトナーの画像濃度をこの発明の実施形態に係る多色画像形成装置と従来の多色画像形成装置とについて比較する図である。
【図３】この発明の実施形態を含む多色画像形成装置における画像濃度と逆転写量との関係を示す図である。
【図４】この発明の実施形態に係る多色画像形成装置における画像形成部の要部の斜視図である。
【図５】上記多色画像形成装置に用いられる帯電ローラの構成を示す図である。
【図６】上記多色画像形成装置における上流側の画像形成部と下流側の画像形成部とにおける感光体ドラムの帯電状態を示す図である。
【図７】上記多色画像形成装置の帯電ローラにおける貫通孔の断面積の総和と感光体ドラムの帯電電位及び画像濃度との関係を示す図である。
【図８】上記多色画像形成装置の各画像形成部における帯電ローラに対する貫通孔の形成状態を説明する図である。
【符号の説明】
１００−多色画像形成装置
２００ａ〜２００ｄ−画像形成部
２０１ａ〜２０１ｄ−感光体ドラム
２０２ａ〜２０２ｄ−接触式帯電ローラ
１１，１２−貫通孔
【図１】
0004060605.tif 000002
【図２】
0004060605.tif 000003
【図３】
0004060605.tif 000004
【図４】
0004060605.tif 000005
【図５】
0004060605.tif 000006
【図６】
0004060605.tif 000007
【図７】
0004060605.tif 000008
【図８】
0004060605.tif 000009