JP2024010633A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長手方向に関して感光体の表面の帯電部材との接触領域よりも感光体の表面の転写部材との接触領域の方が短い構成において、感光体の長手方向の端部の表面電位が過剰に上昇することを抑制する。【解決手段】感光体1の表面における帯電部材2の回転軸線方向の端部に、帯電部材2と接触しかつ転写部材5と接触しない非転写領域Eを有する画像形成装置100は、制御部40が、感光体1が回転している時に、露光装置3により少なくとも感光体1の非転写領域Eを露光する露光動作を実行可能であり、該露光動作により、感光体1の回転方向において露光部Pbよりも下流かつ転写部Ntよりも上流の、通紙外転写領域Fに形成される感光体1の表面電位の絶対値よりも、非転写領域Eに形成される感光体1の表面電位の絶対値の方が小さくなるように露光装置3を制御する構成とする。【選択図】図5
Description
本発明は、電子写真方式を用いたレーザービームプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体の表面が帯電手段によって略一様に帯電処理されて、感光体の表面に暗部電位が形成される。その後、帯電処理された感光体の表面が露光手段によって露光されることで感光体の表面に明部電位が形成され、上記暗部電位と上記明部電位とのコントラストで感光体上に静電潜像が形成される。そして、感光体上に形成された静電潜像に、現像手段によってトナーが供給されて、感光体上にトナー像が形成される。現像手段としては、ローラ状の現像部材である現像ローラを備えた現像装置が多く用いられている。
感光体上に形成されたトナー像は、転写手段によって記録材上に転写される。転写手段としては、ローラ状の転写部材である転写ローラが多く用いられている。転写ローラは、感光体に当接して転写部(転写ニップ部)を形成する。転写ローラは、感光体との間で記録材を挟持して搬送すると共に、感光体上のトナーを記録材上に転写する。転写時に、転写ローラには、トナーの正規の帯電極性(正規極性)とは逆極性の転写電圧が印加され、感光体上のトナー像は記録材上に静電的に転写される。なお、記録材を「紙」と呼ぶことがあるが、記録材は紙に限定されるものではなく、OHPシートや合成紙などの合成樹脂を主成分としたものなどであってもよい。また、便宜上、電位や電圧の高低(大小)や上げ下げについては、電位や電圧の絶対値で比較した場合の高低(大小)や上げ下げをいうものとする。
ここで、感光体の帯電方式には、帯電手段として感光体に接触する導電性の帯電部材を用いて、この帯電部材に電圧を印加して帯電処理を行う方式がある。帯電部材としては、ローラ状の帯電部材である帯電ローラが多く用いられている。また、このような帯電方式には、帯電部材に直流電圧(DC電圧)と交流電圧(AC電圧)とを重畳した振動電圧を印加するAC/DC帯電方式と、直流電圧(DC電圧)のみを印加するDC帯電方式とがある。DC帯電方式では、交流電源が必要ないので、装置の小型化や低コスト化を図れるという利点がある。
また、感光体の回転方向に関して転写手段による転写位置よりも下流側かつ帯電手段よる帯電位置よりも上流側に、感光体の表面を露光する前露光手段を設け、転写工程後の感光体の表面の残留電荷を除去することが行われることがある。前露光手段(除電手段)としては、LEDチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプ、蛍光ランプなどが用いられる。これに対して、この前露光手段を省き、装置の小型化や低コスト化を図る前露光レス方式がある。
特許文献1では、上述のDC帯電方式、前露光レス方式を採用したシンプルな構成の画像形成装置が提案されている。
なお、特許文献2では、感光体上の非通紙領域に対する露光装置による露光量を調整することで、感光体上の非通紙領域の表面電位を下げて、感光体の表面へのトナーの付着を抑制する構成が提案されている。
しかしながら、従来の画像形成装置では、感光体の表面の移動方向(記録材の搬送方向)と略直交する方向に関して感光体の表面の帯電ローラとの接触領域よりも感光体の表面の転写ローラとの接触領域の方が短い場合に、次のような課題があることがわかった。なお、感光体の表面の移動方向(記録材の搬送方向)と略直交する方向(すなわち、帯電ローラの回転軸線方向と略平行な方向)を「長手方向」ということがある。また、感光体の表面の帯電ローラとの接触領域の長さを単に帯電ローラの長さ、感光体の表面の転写ローラとの接触領域の長さを単に転写ローラの長さとして説明することがある。
長手方向に関して帯電ローラよりも転写ローラの方が短い場合、長手方向の端部で、帯電ローラが感光体に接触し、かつ、転写ローラが感光体に接触しない領域が生じる。ここで、感光体の表面の転写ローラと接触する領域を「転写領域」、感光体の表面の帯電ローラと接触するが転写ローラと接触しない領域を「非転写領域」と呼ぶ。転写後の感光体の表面電位について考えた場合、転写領域では、感光体から記録材にトナー像を転写する際に転写電圧が印加されるため、感光体の表面電位が低くなる。一方、非転写領域では転写電圧が印加されないため、感光体の表面電位は高いままである。その結果、転写後の感光体の表面電位は、転写領域と非転写領域との間で電位差が生じることになる。この電位差は、その後の帯電処理時に小さくなるものの、転写部を繰り返し通過することで次第に大きくなってくる。例えば、負帯電性のトナーを用いた反転現像方式を採用した構成では、上記非転写領域は帯電ローラによる負帯電はされるものの転写ローラによる正帯電はされない。そのため、連続画像形成などで帯電が繰り返されると、上記非転写領域では、転写ローラでの正帯電による除電効果が得られないため、感光体の表面電位が過剰な負電位まで上昇してしまう場合がある。
上述のような、感光体の長手方向の端部の非転写領域の表面電位が過剰な電位まで上昇する現象は、画像形成装置が交流電圧による電位の均し効果が得られないDC帯電方式を採用する場合、更には前露光レス方式を採用する場合に顕著となる傾向がある。
そして、上述のように感光体の長手方向の端部の非転写領域の表面電位が過剰な電位まで上昇すると、例えば、次のような問題が生じる可能性がある。
例えば、感光体の長手方向の端部の非転写領域の表面電位が過剰な電位まで上昇すると、その領域の感光体と転写ローラの芯金部との間での放電を引き起こし、感光体の表面に絶縁破壊によるリーク痕などのダメージを与えることがある。そして、このダメージが感光体上にある状態で帯電部材に帯電電圧を印加すると、ダメージ部に電流が集中して、帯電部材に対する印加電圧が降下してしまうことがある。そのため、その他の領域も含めて感光体を所望の表面電位にできず、帯電不良による長手方向にスジ画像が発生してしまう可能性がある。
また、長手方向に関して、感光体の表面の転写ローラとの接触領域よりも、現像ローラ上のトナーコート領域(現像領域)の方が長い構成がある。この構成の場合、現像領域は感光体の転写領域と非転写領域との両方と対向することになる。このとき、上述のように非転写領域の感光体の表面電位が過剰な電位まで上昇すると、正規の帯電極性とは逆極性に帯電した「反転トナー」が付着してしまう「反転かぶり」が生じることがある。この「反転かぶり」により非転写領域の感光体の表面に付着したトナーが多くなってしまった場合、クリーニング不良が発生してしまうことがある。そして、このクリーニング不良に起因して、記録材の搬送方向と略直交する方向の記録材の端部がトナーで汚れる「端部汚れ」が発生してしまう可能性がある。
なお、特許文献2に記載の方法では、転写ローラが接触する領域内の感光体に対する露光量を調整している。そのため、上述した転写ローラが接触する領域外の感光体の表面電位の上昇という課題には対応できない。
そこで、本発明の目的は、長手方向に関して感光体の表面の帯電部材との接触領域よりも感光体の表面の転写部材との接触領域の方が短い構成において、感光体の長手方向の端部の表面電位が過剰に上昇することを抑制することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、前記露光装置を制御可能な制御部と、を有し、前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有する画像形成装置において、前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域を露光する露光動作を実行可能であり、前記露光動作により、前記感光体の回転方向において前記感光体の表面が露光される露光部よりも下流かつ前記転写部よりも上流の前記感光体の表面に表面電位を形成するように前記露光装置を制御し、前記感光体の回転方向において前記露光部よりも下流かつ前記転写部よりも上流の、前記通紙外転写領域に形成される前記表面電位の絶対値よりも、前記非転写領域に形成される前記表面電位の絶対値の方が小さくなるように前記露光装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、前記露光装置を制御可能な制御部と、を有し、前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有する画像形成装置において、前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域を露光する露光動作を実行可能であり、前記露光動作において、前記通紙外転写領域に対する露光量よりも、前記非転写領域に対する露光量の方を大きくするように前記露光装置を制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、前記露光装置を制御可能な制御部と、を有し、前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有し、前記回転軸線方向において、前記現像部材のトナーコート領域の少なくとも一部が前記非転写領域と重なる画像形成装置において、前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域又は少なくとも前記感光体の前記非転写領域及び前記通紙外転写領域を露光する露光動作を実行可能であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、長手方向に関して感光体の表面の帯電部材との接触領域よりも感光体の表面の転写部材との接触領域の方が短い構成において、感光体の長手方向の端部の表面電位が過剰に上昇することを抑制することができる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
(1)画像形成装置
まず、本実施例の画像形成装置100の構成について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式のレーザープリンタであり、パーソナルコンピュータなどの外部装置200から入力される画像情報に応じて記録材Pに画像を形成することができる。
(1)画像形成装置
まず、本実施例の画像形成装置100の構成について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式のレーザープリンタであり、パーソナルコンピュータなどの外部装置200から入力される画像情報に応じて記録材Pに画像を形成することができる。
画像形成装置100は、装置本体Mの内部に、像担持体としてのドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1を有する。感光ドラム1は、OPC(有機感光体:Organic Photoconductor)、アモルファスセレン、アモルファスシリコンなどの感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成されたシリンダ状のドラム基体上に設けて構成したものである。本実施例で使用する感光ドラム1は、外径φ24mmの負帯電性のOPC感光体である。この感光ドラム1は、アルミニウム製のシリンダで構成された導電性基体の表面に、電荷発生層と電荷輸送層とがこの順番で導電性基体側から積層された感光層を有して構成されている。
感光ドラム1の周囲には、その回転方向Rdに沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ2が配置されている。次に、露光手段としての露光装置3が配置されている。次に、現像手段としての現像装置4が配置されている。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材(転写回転体)である転写ローラ5が配置されている。次に、除電部材としての除電針20が配置されている。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置6が配置されている。
帯電ローラ2は、例えば、給電電極を兼ねた導電性基軸(芯金)と、その外周面を円筒状に取り囲む弾性層と、によって構成されている。本実施例で使用する帯電ローラ2は、ローラ外径φ10mm、芯金径φ5mm、弾性層の厚み2.5mmの弾性ローラである。本実施例では、芯金にはSUS、弾性層にはNBRとエピクロルヒドリンとの混合ゴム材を使用している。帯電ローラ2は、感光ドラム1に圧接され、感光ドラム1の回転に伴って従動回転する。帯電ローラ2は、その回転軸線方向が感光ドラム1の表面の移動方向と略直交する方向(幅方向)と略平行になるように配置されている。感光ドラム1の回転方向に関して、感光ドラム1上の帯電ローラ2による帯電処理が行われる位置が帯電位置Paである。帯電ローラ2は、感光ドラム1の回転方向に関する帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部の上流側及び下流側に形成される微小な空隙のうちの少なくとも一方において生じる放電によって感光ドラム1の表面を帯電させる。これを「放電帯電」と呼ぶこととする。また、帯電ローラ2は、帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部において電荷を注入することによっても感光ドラム1の表面を帯電させている。これを「注入帯電」と呼ぶこととする。簡単のため、帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部が帯電位置(帯電部)Paであると擬制して考えてもよい。
本実施例では、露光装置3は、レーザースキャナ装置(レーザー光学系)で構成されている。感光ドラム1の回転方向に関して、感光ドラム1上の露光装置3による露光が行われる位置が露光位置(露光部)Pbである。
本実施例では、現像装置4は、現像剤として非磁性一成分現像剤(トナー)を用いる。この現像装置4は、現像剤担持体(現像部材)としての現像ローラ4aと、現像容器4bと、を有する。現像ローラ4aは、現像時に感光ドラム1の表面に当接し、トナーを感光ドラム1との対向部(当接部)である現像部に供給する。現像容器4bは、現像剤を収容している容器であり、現像容器4b内に収容されている現像剤が現像ローラ4aに供給される。なお、現像装置4は、現像剤として、磁性一成分現像剤(トナー)や、トナーとキャリアとを備えた二成分現像剤を用いるものであってもよい。感光ドラム1の回転方向に関して、感光ドラム1上の現像ローラ4aによるトナーの供給が行われる位置(本実施例では現像ローラ4aが当接する位置)が現像位置(現像部)Pcである。
転写ローラ5は、付勢手段としての付勢部材である転写加圧バネ(図示せず)により感光ドラム1に向けて付勢(押圧)され、感光ドラム1に圧接される。これにより、感光ドラム1と転写ローラ5との接触部である転写部(転写ニップ部、転写挟持部)Ntが形成される。転写ローラ5は、感光ドラム1の回転に伴って従動回転する。転写ローラ5は、感光ドラム1との間で記録材Pを挟持して搬送すると共に、電圧が印加されることでトナー像を感光ドラム1から記録材Pに転写させる。転写ローラ5は、例えば、給電電極を兼ねた導電性基軸(芯金)と、その外周面を円筒状に取り囲む弾性層と、によって構成されている。この弾性層としては、一般的にEPDM、NBR、SBR、ウレタンゴム、エピクロルヒドリン、シリコーンゴムなどを用いて構成される半導電性ゴム材が用いられている。弾性層の材料には、導電剤、例えばイオン導電剤が適当量含有されていてよい。本実施例で使用する転写ローラ5は、ローラ外径φ14mm、芯金径φ5mm、弾性層の厚み4.5mmの弾性ローラである。本実施例では、芯金にはSUS、弾性層にはSBRとエピクロルヒドリンとの混合ゴム材を使用している。また、本実施例では、転写ローラ5の感光ドラム1に対する当接圧は9.8N(1kgf)である。また、本実施例では、転写ローラ5の電気抵抗値(以下、単に「抵抗値」ともいう。)は、転写ローラ5をアルミシリンダ上に9.8Nの力で押圧し、50mm/secで回転させ、+1000Vを印加した状態において2.0×108Ωである。なお、この転写ローラ5の抵抗値は、転写ローラ5の使用初期(新品時)に常温常湿環境下で放置した場合の抵抗値である。感光ドラム1の回転方向に関して、感光ドラム1上の記録材Pへのトナー像の転写が行われる位置(上記転写部Ntに対応する位置)が転写位置Pdである。
除電針20は、転写後の記録材Pの表面の過剰な電荷を除電すると共に、剥離放電によって生じた感光ドラム1上の電位ムラを低減する。除電針20としては、鋸歯状の尖鋭端部を備え、良好な導電性を有するSUS板、アルミ板などの金属製薄板材からなる除電針を用いることができる。この除電針20は、記録材Pの搬送方向に関して転写ローラ5よりも下流側において、針先端が感光ドラム1の表面に対向するように配置されている。
クリーニング装置6は、転写後に感光ドラム1上に残ったトナー(転写残トナー)などの付着物のクリーニングを行う。本実施例では、クリーニング装置6は、感光ドラム1の表面に当接するように配置された、クリーニング部材としてクリーニングブレード6aと、クリーニング容器6bと、を有する。感光ドラム1の回転方向に関して、感光ドラム1上のクリーニングブレード6aによるトナーの除去が行われる位置(本実施例ではクリーニングブレード6aと当接する位置)がクリーニング位置(クリーニング部)Peである。
また、装置本体Mの図中下部には、紙などの記録材(転写材、記録媒体、シート)Pが収納される記録材カセット(給紙トレイ)7が配置されている。また、記録材カセット7から記録材Pの搬送経路に沿って順に、給送ローラ8、搬送ローラ9、トップセンサ10、転写前搬送ガイド15、転写定着間搬送ガイド11、定着装置12、排出ローラ13、排出トレイ14が配置されている。また、装置本体Mには、画像形成装置100の制御を行う制御部40、画像処理などを行うビデオコントローラ110が設けられている。
次に、本実施例の画像形成装置100における画像形成動作について説明する。感光ドラム1は、駆動源(図示せず)によって図中矢印Rd方向(時計回り方向)に、300mm/secの周速度(プロセススピード)で回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2によってトナーの正規の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性の所定の電位(暗部電位、帯電電位)に略一様に帯電処理される。帯電処理時に、帯電ローラ2には、帯電電流検知回路22を介して帯電電源(高圧電源)21から負極性の直流電圧である帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。本実施例では、一例として、-1100Vの帯電電圧が帯電ローラ2に印加され、感光ドラム1の表面に-500Vの暗部電位が形成される。
帯電処理された感光ドラム1の表面は、露光装置3により画像情報に応じて走査露光される。画像形成装置100のビデオコントローラ110は、外部装置200から画像形成装置100に入力される画像情報を処理して時系列電気デジタル画素信号を生成して制御部40に入力する。露光装置3は、制御部40によって制御され、上記時系列電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザー光Lを出力して、このレーザー光Lにより感光ドラム1の帯電面を走査露光する。これにより、感光ドラム1上に静電潜像(静電像)が形成される。本実施例では、露光装置3によって露光された部分の感光ドラム1上の電荷が除去されて、感光ドラム1の表面に-100Vの明部電位が形成される。これにより、上記暗部電位と上記明部電位とのコントラストで感光ドラム1上に静電潜像が形成される。
感光ドラム1上に形成された静電潜像は、現像装置4によってトナーが供給されて現像(可視化)され、感光ドラム1上にトナー像(トナー画像、現像剤像)が形成される。現像時に、現像ローラ4aには、現像電源(高圧電源)16からトナーの正規の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)の直流電圧である現像電圧(現像バイアス)が印加される。本実施例では、一例として、-380Vの現像電圧が現像ローラ4aに印加される。本実施例では、略一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム1上の露光部(イメージ部)に、感光ドラム1の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する(反転現像方式)。本実施例では、現像時のトナーの主要な帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。
感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写部Ntにおいて、転写ローラ5の作用によって、記録材P上に転写される。転写時に、転写ローラ5には、転写電流検知手段としての転写電流検知回路19を介して転写電源(高圧電源)18からトナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧である転写電圧(転写バイアス)が印加される。本実施例では、一例として、+1000V程度の転写電圧が転写ローラ5に印加される。これにより、感光ドラム1上のトナー像が、静電的に記録材P上の所定の位置に転写される。記録材Pは、記録材収納部としての記録材カセット7に収納されており、給送部材としての給送ローラ8によって記録材カセット7から1枚ずつ送り出される。この記録材Pは、搬送部材としての搬送ローラ9によって搬送されて、ガイド部材としての転写前搬送ガイド15に沿って、転写部Ntに供給される。搬送ローラ9は、記録材検知手段としてのトップセンサ10による記録材Pの搬送方向の先端の検知結果などに基づいて制御され、感光ドラム1上のトナー像とタイミングを合わせるようにして、記録材Pを転写部Ntに供給する。
転写部Ntでトナー像を転写された記録材Pは、除電針20によってその表面の過剰な電荷が除電される。除電針20を通過した記録材Pは、ガイド部材としての転写定着間搬送ガイド11に沿って、定着手段としての定着装置12へと搬送される。定着装置12は、ヒータを内蔵する定着ローラ12aと、定着ローラ12aに圧接する加圧ローラ12bと、を有する。定着装置12は、これらのローラ間のニップ部を通過する未定着のトナー像を担持した記録材Pに熱及び圧力を印加して、トナー像を記録材P上に定着(溶融、固着)させる。
片面画像形成の場合は、定着装置12によって片面にトナー像が定着された後の記録材Pは、排出ローラ13によって装置本体Mの図中上面に形成された排出トレイ14上に排出(出力)される。なお、画像形成装置100は、1面目にトナー像が定着された記録材Pの表裏を反転させると共に搬送方向を反転させて転写部Ntへと再度搬送し、その記録材Pの2面目にトナー像を転写し、定着させる両面画像形成が可能な構成になっていてもよい。
一方、転写時に記録材Pに転写されずに感光ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)などの付着物は、クリーニング装置6によって感光ドラム1の表面から除去されて回収される。クリーニング装置6は、クリーニングブレード6aによって、回転する感光ドラム1の表面から転写残トナーなどの付着物を掻き取ってクリーニング容器6b内に収容する。
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。本実施例では、画像形成装置100は、毎分50枚のプリントスピードでプリント動作を実行することができる。
なお、本実施例では、画像形成装置100は、感光ドラム1の回転方向に関して転写位置Pdよりも下流側かつ帯電位置Paよりも上流側で感光ドラム1の表面に光を照射することで感光ドラム1の表面電位を低くする手段(前露光手段)を有していない。
また、感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像装置4及びクリーニング装置6のうちの少なくとも1つとが、一体的に装置本体Mに対して着脱可能なカートリッジ(プロセスカートリッジ)を構成していてよい。
制御部40は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのCPU41、記憶手段としてのROM41aやRAM41bなどのメモリ、制御部40と制御部40外の各部との信号の授受を制御する入出力部(図示せず)などを有して構成されている。書き換え可能なメモリであるRAM41bには、制御部40に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROM41aには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPU41とROM41aやRAM41bなどのメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。CPU41は、ROM41aに記憶された各種のプログラムを実行することにより、RAM41bを作業領域として用いながら、画像形成に係わる各種の動作などを制御可能である。特に、本実施例では、制御部40は、露光装置3により少なくとも感光ドラム1の後述する非転写領域Eを露光する露光動作を実行可能である。
ここで、画像形成装置100は、1つの開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Pに画像を形成して出力する一連の動作であるプリントジョブ(プリント動作)を実行する。プリントジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Pに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Pに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、画像形成時のタイミングは、上記静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写の各工程を行う位置で異なり、感光ドラム1上の画像形成領域が上記各位置を通過している期間に相当する。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程(画像間工程、記録材間工程)は、複数の記録材Pに対する画像形成を連続して行う際(連続画像形成、連続プリント)の記録材Pと記録材Pとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。より詳細には、非画像形成時のタイミングは、感光ドラム1上の非画像形成領域が、上記静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写の各工程を行う各位置を通過している期間に相当する。なお、感光ドラム1上あるいは記録材P上の画像形成領域とは、記録材Pのサイズなどに応じて予め設定された、記録材Pに転写されて画像形成装置100から出力されるトナー像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成領域以外の領域である。なお、本実施例では、記録材Pの搬送方向に関する記録材Pの先端部及び後端部の所定の領域には、非画像形成領域である余白部が設けられる。また、本実施例では、記録材Pの搬送方向と略直交する方向に関する記録材Pの両端部の所定の領域にも、それぞれ非画像形成領域である余白部が設けられる。
(2)長手方向の位置関係
図2は、感光ドラム1の表面の移動方向(記録材Pの搬送方向)と略直交する方向に関する感光ドラム1の周りの各部の位置関係を説明するための模式図である。なお、感光ドラム1の表面の移動方向(記録材Pの搬送方向)と略直交する方向(すなわち、帯電ローラ2の回転軸線方向と略平行な方向)を「長手方向」と呼ぶことがある。この位置関係は、画像形成に用いられる記録材Pのサイズ(特に、搬送方向と略直交する方向の幅)によって変わるが、図2では記録材PがLTRサイズの場合の位置関係を示している。
図2は、感光ドラム1の表面の移動方向(記録材Pの搬送方向)と略直交する方向に関する感光ドラム1の周りの各部の位置関係を説明するための模式図である。なお、感光ドラム1の表面の移動方向(記録材Pの搬送方向)と略直交する方向(すなわち、帯電ローラ2の回転軸線方向と略平行な方向)を「長手方向」と呼ぶことがある。この位置関係は、画像形成に用いられる記録材Pのサイズ(特に、搬送方向と略直交する方向の幅)によって変わるが、図2では記録材PがLTRサイズの場合の位置関係を示している。
図2において、「感光体領域A」は、長手方向に関する感光ドラム1の感光層が形成された領域又はその領域の幅を示す。また、「帯電領域(帯電部)B」は、長手方向に関する帯電ローラ2の感光ドラム1の表面に接触可能な領域又はその領域の幅を示す。また、「転写領域(転写部)C」は、長手方向に関する転写ローラ5の感光ドラム1の表面に接触可能な領域又はその領域の幅を示す。また、「通紙領域D」は、長手方向に関する、転写部Ntにおける記録材Pが通過する領域又はその領域の幅を示す。また、「非転写領域E」は、長手方向に関する、帯電ローラ2が感光ドラム1に接触し、かつ、転写ローラ5が感光ドラム1に接触しない領域又はその領域の幅(すなわち、帯電領域Bと転写領域Cとの差分の領域又はその領域の幅)を示す。また、「通紙外転写領域F」は、長手方向に関する、転写ローラ5が感光ドラム1に接触し、かつ、転写部Ntにおける記録材Pが通過しない領域又はその領域の幅(すなわち、転写領域Cと通紙領域Dとの差分の領域又はその領域の幅)を示す。つまり、長手方向に関して、感光ドラム1の表面の転写部Ntで記録材Pと接触する領域が通紙領域Dであり、通紙領域Dの外側かつ転写領域Cの内側の領域が通紙外転写領域Fである。なお、便宜上、上記「帯電領域B」、「転写領域C」、「通紙領域D」、「非転写領域E」、「通紙外転写領域F」に対応する感光ドラム1上の領域も、それぞれ「帯電領域B」、「転写領域C」、「通紙領域D」、「非転写領域E」、「通紙外転写領域F」と呼ぶ。
本実施例では、感光体領域A、帯電領域B、転写領域C、通紙領域Dは、それぞれ長手方向の中央が、長手方向に関する画像形成領域(トナー像を形成することが可能な領域)の中央とほぼ一致するように配置されている(中央基準)。したがって、上記各領域のうち、長手方向の幅が相対的に短いものは、相対的に長いものの内側に包含される。なお、図2には、長手方向に関する中央から一方の端部側の範囲が図示されている。
本実施例では、長手方向に関して、帯電領域Bよりも転写領域Cの方が短く、感光ドラム1の表面は、長手方向の端部に、帯電ローラ2と接触しかつ転写ローラ5と接触しない非転写領域Eを有する。
(3)非転写領域の感光ドラムの表面電位の上昇
次に、図3(図3(a)及び図3(b))を用いて、後述する本実施例の露光動作を実行しない場合のプリント動作において非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が上昇する経緯について説明する。図3において、横軸は、長手方向に関する感光ドラム1上の位置を示しており、上述の帯電領域B、転写領域C、通紙領域D、非転写領域E、通紙外転写領域Fの各領域を図示している。また、図3において、縦軸は、感光ドラム1の表面電位を示しており、図中上方ほど感光ドラム1の表面電位がマイナス側に高い(すなわち、負極性の表面電位の絶対値が大きい)ことを示している。なお、図3には、長手方向に関する一方の端部側の範囲が図示されている。また、以下に説明する図3に示す感光ドラム1の表面電位は、環境、記録材Pの種類など、種々の条件に応じて変わり得る値である。また、以下の説明において、「帯電後」とは帯電位置Paを通過した後、「露光前」とは露光位置Pbに到達する前、「露光後」とは露光位置Pbを通過した後、「転写前」とは転写位置Pd(転写部Nt)に到達する前、「転写後」とは転写位置Pd(転写部Nt)を通過した後、「帯電前」とは帯電位置Paに到達する前をそれぞれ意味する。
次に、図3(図3(a)及び図3(b))を用いて、後述する本実施例の露光動作を実行しない場合のプリント動作において非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が上昇する経緯について説明する。図3において、横軸は、長手方向に関する感光ドラム1上の位置を示しており、上述の帯電領域B、転写領域C、通紙領域D、非転写領域E、通紙外転写領域Fの各領域を図示している。また、図3において、縦軸は、感光ドラム1の表面電位を示しており、図中上方ほど感光ドラム1の表面電位がマイナス側に高い(すなわち、負極性の表面電位の絶対値が大きい)ことを示している。なお、図3には、長手方向に関する一方の端部側の範囲が図示されている。また、以下に説明する図3に示す感光ドラム1の表面電位は、環境、記録材Pの種類など、種々の条件に応じて変わり得る値である。また、以下の説明において、「帯電後」とは帯電位置Paを通過した後、「露光前」とは露光位置Pbに到達する前、「露光後」とは露光位置Pbを通過した後、「転写前」とは転写位置Pd(転写部Nt)に到達する前、「転写後」とは転写位置Pd(転写部Nt)を通過した後、「帯電前」とは帯電位置Paに到達する前をそれぞれ意味する。
まず、状態1-1は、プリント動作の開始直後における、帯電後(かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態1-1では、所定の帯電電圧が印加される帯電ローラ2によって、感光ドラム1の表面が所定の暗部電位Vdに略一様に帯電処理されている。図3の例では、一例として、帯電処理時に帯電ローラ2には-1100Vの帯電電圧が印加され、感光ドラム1の表面は-500Vの暗部電位Vdに帯電処理される。
次に、状態1-2は、露光後(かつ転写前)の感光ドラム1の表面電位を示す。通紙領域D内の画像部(画像領域、印字箇所、印字領域)には、露光装置3によってレーザー光Lが照射されて露光が行われることにより静電潜像(静電像)が形成される。図3の例では、一例として、通紙領域D内の画像部は、露光装置3により0.3μJ/cm2の露光量で露光されて、感光ドラム1の表面に-100Vの明部電位が形成される。
次に、状態1-3は、転写後(かつ再帯電前)の感光ドラム1の表面電位を示す。記録材Pが転写部Ntを通過する際に、転写部Ntにおいて転写ローラ5には正極性の転写電圧が印加されている。そのため、通紙中に感光ドラム1と転写ローラ5とが直接接触する通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位が下がる。一方、非転写領域Eは、転写ローラ5が感光ドラム1と接触していないため、正極性の転写電圧は印加されない。また、本実施例の画像形成装置100は、転写後、帯電前に、感光ドラム1の表面に光を照射することで感光ドラム1の表面電位を低くする手段、例えば、帯電前露光手段を有していない。そのため、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位はほぼ下がらない。これにより、通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位と、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位と、の間に電位差が生じる。また、通紙領域D内の画像部の感光ドラム1の表面電位(明部電位)は、後述するように現像位置Pc及び転写部Ntで受ける影響の結果、明部電位と現像電位との間の範囲内で変動する。図3の例では、一例として、転写後に、通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位は-400Vであり、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は-500Vのままである。また、図3の例では、一例として、転写後に、通紙領域D内の画像部の感光ドラム1の表面電位は、-100Vから-250Vへ変動している。これは、現像位置Pcにおいて現像ローラ4aにより画像部(明部電位の箇所)にトナーが供給されたこと、及び転写部Ntにおいて記録材Pを介して転写ローラ5により正極性の電圧が印加されたことによる影響を受けたためである。なお、通紙外転写領域F(あるいは転写領域C)の感光ドラム1の表面電位と非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位との間の電位差のことを、単に通紙外転写領域F(あるいは転写領域C)と非転写領域Eとの間の電位差ということがある。
次に、状態1-4は、再帯電後(かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。感光ドラム1の表面は、上述のように転写領域C(通紙領域Dと通紙外転写領域Fとで構成される。)と非転写領域Eとの間に電位差が生じた状態で、再度帯電ローラ2によって帯電処理される。状態1-4では、帯電ローラ2には状態1-1の場合と同様、所定の帯電電圧(-1100V)が印加されている。再帯電後の感光ドラム1の表面電位は、転写領域Cでは、状態1-1と同様に所定の暗部電位Vd(-500V)に戻る。一方、再帯電後の感光ドラム1の表面電位は、非転写領域Eでは、既に暗部電位Vd相当であるため放電帯電は起きないものの、注入帯電されることで電位が上昇して-510Vとなり、所定の暗部電位Vdより高くなる。
状態1-5は、帯電電圧(-1100V)を常時(継続して)帯電ローラ2に印加した状態で、複数回帯電位置Paを通過した後(複数回再帯電後かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。帯電後の感光ドラム1の表面電位は、転写領域Cでは状態1-1と同様に所定の暗部電位Vd(-500V)に戻る。一方、帯電後の感光ドラム1の表面電位は、非転写領域Eでは、帯電位置Paを通過するごとに注入帯電されることで電位が徐々に上昇する。図3の例では、一例として、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は-700Vとなる。
次に、状態1-6は、複数回再帯電後に非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が上昇した状況で、状態1-2と同様に露光装置3によってレーザー光Lによる露光を行った場合の露光後(かつ転写前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態1-2と同様に、通紙領域D内の画像部の感光ドラム1の表面電位は、所定の明部電位まで下がる。一方、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は、状態1-5と同様に、上昇した状態を保っている。
非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が過剰に上昇すると、転写ローラ5の芯金部と感光ドラム1上の非転写領域Eとの間の電位差が大きくなり放電が発生する可能性がある。この放電は、感光ドラム1に絶縁破壊によるリーク痕などのダメージを与える場合がある。このダメージ部がある状態で帯電ローラ2に帯電電圧を印加すると、ダメージ部に電流が集中して帯電電圧が降下してしまうことがある。その結果、その他の領域も含めて感光ドラム1を所望の表面電位とすることができず、帯電不良によって長手方向にスジ画像が発生するという問題が生じる可能性がある。そのため、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が過剰に上昇することを抑制することが望まれる。
(4)本実施例の露光動作を実行した場合の感光ドラムの表面電位の推移
次に、図4(図4(a)及び図4(b))を用いて、本実施例の露光動作を実行した場合のプリント動作における感光ドラム1の表面電位の推移について説明する。本実施例では、感光ドラム1上の非転写領域Eに対して露光装置3による露光を行う露光動作を実行することにより、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の過剰な上昇を抑制する。図4の横軸、縦軸の意味は、それぞれ図3の横軸、縦軸のものと同様である。
次に、図4(図4(a)及び図4(b))を用いて、本実施例の露光動作を実行した場合のプリント動作における感光ドラム1の表面電位の推移について説明する。本実施例では、感光ドラム1上の非転写領域Eに対して露光装置3による露光を行う露光動作を実行することにより、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の過剰な上昇を抑制する。図4の横軸、縦軸の意味は、それぞれ図3の横軸、縦軸のものと同様である。
まず、状態2-1は、プリント動作の開始直後における、帯電後(かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態2-1では、図3の状態1-1と同様に、所定の帯電電圧が印加される帯電ローラ2によって、感光ドラム1の表面が所定の暗部電位Vdに略一様に帯電処理されている。図4の例では、図3の状態1-1と同様に、一例として、帯電処理時に帯電ローラ2には-1100Vの帯電電圧が印加され、感光ドラム1の表面は-500Vの暗部電位Vdに帯電処理される。
次に、状態2-2は、露光後(かつ転写前)の感光ドラム1の表面電位を示す。本実施例では、このとき、感光ドラム1上の非転写領域Eに対して露光装置3による露光を行う露光動作を実行することにより、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の過剰な上昇を抑制する。つまり、通紙領域D内の画像部には、露光装置3によってレーザー光Lが照射されて露光が行われることにより静電潜像(静電像)が形成される。また、本実施例では、このとき、非転写領域Eに対しても、図3の状態1-4のような再帯電後の表面電位の上昇分を見越して、露光装置3によってレーザー光Lが照射されて露光が行われる。これにより、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位を、通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位よりも下げておく。図4の例では、図3の状態1-2と同様に、一例として、通紙領域D内の画像部は、露光装置3により0.3μJ/cm2の露光量で露光され、感光ドラム1の表面に-100Vの明部電位が形成される。一方、非転写領域Eは、露光装置3により、上記画像部に対する露光量よりも低い露光量で露光(ここでは、「弱露光」ともいう。)されて、表面電位が下げられる。図4の例では、一例として、非転写領域Eは、露光装置3により0.005μJ/cm2の露光量で露光されて、表面電位が下げられる。本実施例では、この低い露光量を実現するために、露光装置3内に、弱露光光源(図示せず)が、通紙領域D内の画像部を露光するため光源の他に追加されて設けられている。図4の例では、一例として、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は-490Vに下げられ、通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位-500Vよりも小さくされる。本実施例においては、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位を-490Vとしたが、-500Vよりも絶対値が小さい電圧であればそれに限られない。
このように、本実施例では、露光後(かつ転写前)において、感光ドラム1の表面電位の絶対値は、非転写領域E<通紙外転写領域Fの関係になっている。また、本実施例では、感光ドラム1上の通紙外転写領域Fに対しては露光装置3による露光は行わない。すなわち、本実施例では、露光時において、露光装置3による露光量(単位面積当たりの露光量)は非転写領域E>通紙外転写領域Fの関係になっている。このような表面電位の関係、又は露光量の関係を満たすことにより、図3の状態1-4のような非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することができる。
次に、状態2-3は、転写後(かつ再帯電前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態2-3における感光ドラム1の表面電位の変化は、図3の状態1-3と同様である。ただし、転写ローラ5が接触せず、かつ、露光装置3による露光を行った非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は図3の状態1-3とは異なり、状態2-2での露光後の表面電位を保っている。図4の例では、一例として、転写後に、通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位は-400Vとなり、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は-490Vとなる。また、図4の例では、一例として、転写後に、通紙領域D内の画像部の感光ドラム1の表面電位は-250Vとなる。
次に、状態2-4は、再帯電後(かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。感光ドラム1の表面は、図3の状態1-4と同様に、再度帯電ローラ2によって帯電処理される。再帯電後の感光ドラム1の表面電位は、図3の状態1-4と同様に、転写領域Cでは所定の暗部電位Vd(-500V)に戻る。また、再帯電後の感光ドラム1の表面電位は、非転写領域Eにおいても、状態2-3において予め注入帯電による表面電位の上昇を見越して表面電位が下げられているため、転写領域Cと同様に所定の暗部電位Vd(-500V)となる。すなわち、図3の状態1-4のような非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇は抑制され、状態2-4での感光ドラム1の表面電位は状態2-1での感光ドラム1の表面電位へと戻る。
状態2-5は、帯電電圧(-1100V)を常時(継続して)印加した状態で、複数回帯電位置Paを通過した後(複数回再帯電後かつ露光前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態2-4に関して説明したように、本実施例の露光動作を実行することによって、図3の状態1-5のような非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の更なる上昇は抑制される。すなわち、帯電後に、感光ドラム1の表面電位は、状態2-1、状態2-4と同様に長手方向にフラットな表面電位(-500V)を保っている。
次に、状態2-6は、状態2-5の状況で、状態2-2と同様に露光装置3によってレーザー光Lによる露光を行った場合の露光後(かつ転写前)の感光ドラム1の表面電位を示す。状態2-5に関して説明したように、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇は抑制されているため、状態2-6での感光ドラム1の表面電位は、状態2-2での感光ドラム1の表面電位と同様になっている。
以上のように、本実施例の露光動作を実行することによって、図3に示したような非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することができる。
(5)評価試験
次に、本実施例及び比較例1について非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇度合いを確認する評価試験を行った結果について説明する。本実施例では図4を用いて説明した露光動作を実行し、比較例1では図3を用いて説明した露光動作を実行した。比較例1の画像形成装置100の構成及び動作は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の画像形成装置100のものと実質的に同じである。図5は、記録材PとしてのLTRサイズの用紙の20枚に連続画像形成を行なった際の露光後かつ転写前の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移を示す。図5において、実線が本実施例の露光動作を実行した場合、破線が比較例1の露光動作を実行した場合の表面電位の推移を示している。
次に、本実施例及び比較例1について非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇度合いを確認する評価試験を行った結果について説明する。本実施例では図4を用いて説明した露光動作を実行し、比較例1では図3を用いて説明した露光動作を実行した。比較例1の画像形成装置100の構成及び動作は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の画像形成装置100のものと実質的に同じである。図5は、記録材PとしてのLTRサイズの用紙の20枚に連続画像形成を行なった際の露光後かつ転写前の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移を示す。図5において、実線が本実施例の露光動作を実行した場合、破線が比較例1の露光動作を実行した場合の表面電位の推移を示している。
比較例1では、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を打ち消す手段が無いため、帯電ローラ2からの注入帯電により非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が徐々に上昇し、過剰な電位まで高くなってしまっている。
一方、本実施例では、非転写領域Eを露光することで注入帯電による表面電位の上昇分を打ち消し、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することができている。
このように、本実施例では、画像形成装置100は、回転可能な感光体1と、感光体1と接触して帯電部Bを形成し、帯電部Bにおいて感光体1の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材2と、帯電部材2により帯電処理された感光体1の表面を露光して感光体1の表面に静電像を形成する露光装置3と、感光体1の表面に形成された静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材4aと、感光体1の表面に接触して転写部Ntを形成し、電圧が印加されることで転写部Ntにおいて感光体1の表面から記録材Pにトナー像を転写させる転写部材5と、露光装置3を制御可能な制御部40と、を有し、帯電部材2の回転軸線方向において、帯電部Bの幅よりも転写部Ntの幅の方が短く、感光体1の表面における上記回転軸線方向の端部に、帯電部材2と接触しかつ転写部材5と接触しない非転写領域Eを有する。そして、本実施例では、上記回転軸線方向において、感光体1の表面の転写部Ntで記録材Pと接触する領域を通紙領域D、通紙領域Dの外側かつ転写部Ntの内側の領域を通紙外転写領域Fとしたとき、制御部40は、感光体1が回転している時に、露光装置3により少なくとも感光体1の非転写領域Eを露光する露光動作を実行可能であり、上記露光動作により、感光体1の回転方向において感光体1の表面が露光される露光部Pbよりも下流かつ転写部Ntよりも上流の感光体1の表面に表面電位を形成するように露光装置3を制御し、感光体1の回転方向において露光部Pbよりも下流かつ転写部Ntよりも上流の、通紙外転写領域Fに形成される上記表面電位の絶対値よりも、非転写領域Eに形成される上記表面電位の絶対値の方が小さくなるように露光装置3を制御する。また、別の言い方をすると、本実施例では、制御部40は、感光体1が回転している時に、露光装置3により少なくとも感光体1の非転写領域Eを露光する露光動作を実行可能であり、上記露光動作において、通紙外転写領域Fに対する露光量よりも、非転写領域Eに対する露光量の方を大きくするように露光装置3を制御する。本実施例では、制御部40は、上記露光動作において、少なくとも感光体1の非転写領域E及び通紙外転写領域Fを露光するように露光装置3を制御する。また、本実施例では、制御部40は、感光体1の回転方向における感光体1の表面の画像形成領域が感光体1の表面が露光される露光部Pbを通過している時に上記露光動作を実行するように露光装置3を制御する。また、本実施例では、制御部40は、上記画像形成領域が露光部Pbを通過している時に、露光装置3により上記回転軸線方向における通紙領域Dの内側の感光体1の表面を第1の露光量で露光して感光体1の表面に静電像を形成すると共に、上記画像形成領域が露光部Pbを通過している時に、露光装置3により上記第1の露光量よりも小さい第2の露光量で上記露光動作を実行するように露光装置3を制御する。
以上説明したように、本実施例によれば、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することが可能となる。このように、本実施例によれば、長手方向に関して感光ドラム1の表面の帯電ローラ2との接触領域Bよりも感光ドラム1の表面の転写ローラ5との接触領域Cの方が短い構成において、感光ドラム1の長手方向の端部(非転写領域E)の表面電位が過剰に上昇することを抑制することができる。したがって、前述のように非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇に起因する放電によって感光ドラム1の表面にダメージが発生することなどを抑制することができる。
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
本実施例では、画像形成装置100の小型化などを目的として、長手方向に関して転写領域Cの方が後述する現像領域Gよりも短い場合について説明する。
図6は、本実施例における長手方向に関する感光ドラム1の周りの各部の位置関係を説明するための模式図である。この位置関係は、画像形成に用いられる記録材Pのサイズ(特に、搬送方向と略直交する方向の幅)によって変わるが、図6では記録材PがLTRサイズの場合の位置関係を示している。
図6において、「感光体領域A」、「帯電領域B」、「転写領域C」、「通紙領域D」、「非転写領域E」、「通紙外転写領域F」は、それぞれ実施例1で説明したとおりの領域又はその領域の幅を示す。「現像領域(現像部)G」は、長手方向に関する現像ローラ4a上のトナーがコートされている領域(トナーコート領域)又はその領域の幅(より詳細には現像ローラ4a上のトナーコートが感光ドラム1の表面に接触可能な領域又はその領域の幅)を示す。本実施例では、この現像領域Gは、現像装置4内の現像剤であるトナーを現像ローラ4aへ供給するために現像容器4bに開けられた開口が設けられた領域又はその領域の幅ということもできる。つまり、本実施例では、この開口が設けられた領域において現像ローラ4aへのトナーの供給が行われる。また、「かぶり領域H」は、長手方向に関する、非転写領域E内、かつ、現像領域G内の領域又はその領域の幅を示す。なお、便宜上、上記「帯電領域B」、「転写領域C」、「通紙領域D」、「非転写領域E」、「通紙外転写領域F」、「現像領域G」、「かぶり領域H」に対応する感光ドラム1上の領域も、それぞれ「帯電領域B」、「転写領域C」、「通紙領域D」、「非転写領域E」、「通紙外転写領域F」、「現像領域G」、「かぶり領域H」と呼ぶ。また、本実施例では、感光体領域A、帯電領域B、転写領域C、通紙領域D、現像領域Gは、それぞれ実施例1で説明したのと同様に中央基準で配列されている。なお、図6には、長手方向に関する中央から一方の端部側の範囲が図示されている。
本実施例では、現像領域Gは、長手方向に関して、その少なくとも一部が非転写領域Eと重なる。すなわち、本実施例では、長手方向に関して、現像領域Gは、帯電領域Bよりも短く、転写領域Cよりも長い。なお、この現像領域Gにおける非転写領域Eと重なる領域が、上記かぶり領域Hである。すなわち、かぶり領域Hは、非転写領域Eの一部に該当する。
本実施例では、現像ローラ4aは感光ドラム1に当接している。そのため、現像領域G内でトナーが感光ドラム1に付着する「かぶり」が発生する可能性がある。特に、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位が上昇すると、正規の帯電極性とは逆極性に帯電した「反転トナー」による「かぶり」(「反転かぶり」)が悪化する可能性がある。すなわち、かぶり領域Hで「反転トナー」による「反転かぶり」が発生する可能性がある。「かぶり」の発生量が多く、かつ、長時間「かぶり」が発生し続けた場合などに、クリーニング装置6のクリーニングブレード6aによってトナーを除去しきれなくなって、クリーニング不良が発生する場合がある。そして、このクリーニング不良に起因して、記録材Pの搬送方向と略直交する方向の記録材Pの端部がトナーで汚れる「端部汚れ」が発生してしまう可能性がある。
ここで、「かぶり」について更に説明する。図7は、感光ドラム1の暗部電位(非露光部の表面電位)と現像ローラ4aの電位(現像電圧の電位)との間の電位差であるVbackと、「かぶり」の発生程度と、の関係を示すグラフ図である。なお、Vbackは、感光ドラム1の暗部電位が現像ローラ4aの電位よりもトナーの正規の帯電極性と同極性側に大きい場合の値を正の値で表すものとする。感光ドラム1上の「かぶり」の測定は、次のようにして行った。透明な粘着テープの粘着面を感光ドラム1上に貼り付けることでトナーの採取を行った。また、その粘着テープを所定の紙上に貼り付け、そのトナーが付着した粘着テープの濃度(かぶり濃度(%))を測定して、「かぶり」の定量化を行った。「かぶり」が発生しない場合は、かぶり濃度は0%となり、かぶり濃度の値が大きいほど、「かぶり」の発生程度が大きく、感光ドラム1の表面に多くのトナーが付着していることを示す。「かぶり」の種類としては、次のものがある。まず、感光ドラム1の暗部電位と現像ローラ4aとの間の電位差が小さくなった場合に、感光ドラム1の表面に正規の帯電極性に帯電したトナーが付着してしまう「地かぶり」がある。また、感光ドラム1の暗部電位と現像ローラ4aとの間の電位差が大きくなった場合に、感光ドラム1の表面に正規の帯電極性とは逆極性に帯電した「反転トナー」が付着してしまう「反転かぶり」がある。
前述のように、図3の状態1-6は、通紙外転写領域Fと非転写領域Eとの間の電位差が大きくなった状態を示している。通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位と現像ローラ4aの電位との間の電位差であるVbackF1よりも、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位と現像ローラ4aの電位との間の電位差であるVbackE1の方が大きくなっている。このようにVbackが大きくなった場合、感光ドラム1の表面に反転トナーが付着してしまう「反転かぶり」が発生することがある。図7に示すように、本実施例の構成では、Vbackが120V付近の場合に最もかぶりの発生程度が小さく、かぶり濃度は2%となる。この程度のかぶりであれば、記録材P上で視認することは難しく、問題とはならない。一方、Vbackが220Vよりも大きくなると、かぶり(反転かぶり)の発生程度が大きくなり、かぶり濃度が10%を超える状態が続くと、クリーニング不良が発生する可能性がある。
図3、図4及び図5を用いて、本実施例と比較例2とでのかぶり領域Hの感光ドラム1の表面電位及びかぶり(反転かぶり)の発生程度について説明する。本実施例では、図4を用いて説明した実施例1と同様の露光動作を実行し、比較例2では図3を用いて説明した露光動作を実行した。比較例2の画像形成装置100の構成及び動作は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の画像形成装置100のものと実質的に同じである。図5に、記録材PとしてのLTRサイズの用紙の20枚に連続画像形成を行なった際の露光後かつ転写前の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移を示す。図5において、実線が本実施例の露光動作を実行した場合、破線が比較例2の露光動作を実行した場合の表面電位の推移を示している。実施例2、比較例2についての非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移は、それぞれ前述の実施例1、比較例1についての非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移と同一である。上述のように、かぶり領域Hは非転写領域Eの一部に該当する。
図3(状態1-6)及び図5に示すように、比較例2では、かぶり領域Hの感光ドラム1の表面電位は-700Vとなっている。そのため、図3(状態1-6)に示すように、かぶり領域Hが含まれる非転写領域EのVbackE1は320Vとなっている。図7より、Vbackが320Vのかぶり濃度は20%を超えるため、かぶり(反転かぶり)によるクリーニング不良が発生する場合がある。一方、図4(状態2-6)及び図5に示すように、本実施例では、かぶり領域Hの感光ドラム1の表面電位は-490Vである。また、図4(状態2-6)に示すように、かぶり領域Hが含まれる非転写領域EのVbackE2は110Vとなっている。図7より、Vbackが110Vのかぶり濃度は3%程度であり、クリーニング不良に対しては問題ないレベルである。
このように、長手方向に関して転写領域Cの方が現像領域Gよりも短い構成において、実施例1と同様の非転写領域Eを露光する露光動作を実行することによって、クリーニング不良の発生を抑制することができる。
なお、クリーニング不良の発生を更に抑制するためには、通紙外転写領域Fとかぶり領域Hとで発生するかぶりのかぶり濃度をできる限り揃えることが好ましい。かぶり濃度の濃度段差がある場合、その箇所でクリーニングブレード6aの長手方向に関する微小なトルク差が生まれ、クリーニング不良が発生しやすくなる。図4の状態2-6では、かぶり領域Hが含まれる非転写領域EのVbackE2は110Vであるが、通紙外転写領域FのVbackF2は120Vになっている。図7より、Vbackが110Vのかぶり濃度は3%程度であるが、Vbackが120Vのかぶり濃度は2%程度である。このように、図4の状態2-6では、非転写領域Eと通紙外転写領域Fとで生じるかぶりのかぶり濃度に、僅かではあるが差がついている。クリーニング不良の発生を抑制する観点からは、非転写領域Eに加えて通紙外転写領域Fにも露光を行い、露光後の感光ドラム1の表面電位を非転写領域Eと通紙外転写領域Fとで揃えることがより好ましい。ここで、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位と通紙外転写領域Fの感光ドラム1の表面電位とを揃える(略同一とする)とは、クリーニング不良の発生を抑制する観点から、十分にかぶり濃度の濃度段差を抑制できるように十分に同じとすればよい。これに限定されるものではないが、典型的には、表面電位の差分が5V以下、好ましくは3V以下、より好ましくは1V以下(0Vであってよい)となるようにすればよい。
このように、本実施例では、画像形成装置100は、帯電部材2の回転軸線方向において、帯電部Bの幅よりも転写部Ntの幅の方が短く、感光体1の表面における上記回転軸線方向の端部に、帯電部材2と接触しかつ転写部材5と接触しない非転写領域Eを有し、上記回転軸線方向において、現像部材4aのトナーコート領域の少なくとも一部が非転写領域Eと重なる。そして、本実施例では、制御部40は、感光体1が回転している時に、露光装置3により少なくとも感光体1の非転写領域E又は少なくとも感光体1の非転写領域E及び通紙外転写領域Fを露光する露光動作を実行可能である。
以上説明したように、長手方向に関して転写領域Cの方が現像領域Gよりも短い構成において、非転写領域E、更には通紙外転写領域Fを露光する露光動作を実行することによって、クリーニング不良の発生を抑制することができる。
[実施例3]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
実施例1で説明したように非転写領域Eを露光する際に、通紙外転写領域Fが狭く、かつ、非転写領域Eに対する露光量が強いと、感光ドラム1の長手方向の端部付近にトナーが付着してしまう場合がある。あるいは、実施例2で説明したように非転写領域E及び通紙外転写領域Fを露光する際に、通紙外転写領域Fに対する露光量が強いと、上記同様、感光ドラム1の長手方向の端部付近にトナーが付着してしまう場合がある。そのような場合に、記録材Pの搬送方向と略直交する方向に関する記録材Pの搬送位置がずれると、感光ドラム1から記録材Pの搬送方向と略直交する方向の記録材Pの端部にトナーが転写されて、記録材Pの該端部が汚れてしまう「端部汚れ」が発生する可能性がある。一方、非転写領域Eや通紙外転写領域Fにトナーが付着しない程度の弱露光を行うためには、専用の弱露光光源の追加や露光量調整用の電気基盤の追加が必要となることがあり、装置の大型化につながる可能性がある。そこで、本実施例では、記録材Pの端部の汚れが発生するリスクを低減しつつ、非転写領域E、更には通紙外転写領域Fを露光するための露光量の選択肢を広げることを可能とする露光動作について説明する。
本実施例の画像形成装置100は、実施例1及び実施例2の画像形成装置100で用いていた弱露光光源は搭載しておらず、その分装置の小型化が可能となっている。なお、本実施例の画像形成装置100は、実施例2と同様に、長手方向に関して転写領域Cの方が現像領域Gよりも短い構成とされているものとする。
そして、本実施例では、感光ドラム1の駆動が止まらない状態で複数枚の記録材Pに画像を形成する連続画像形成時の非画像形成時において、実施例1又は実施例2と同様の非転写領域E、更には通紙外転写領域Fを露光する露光動作を実行する。特に、本実施例では、連続画像形成時の非画像形成時に非転写領域Eを露光する露光動作を実行する。
すなわち、画像形成時に非転写領域Eや通紙外転写領域Fを露光する露光動作を実行しないことによって、非転写領域Eや通紙外転写領域Fにトナーが付着し、このトナーが記録材Pに転写されて端部汚れが発生するリスクを低減することができる。
また、記録材Pの端部汚れのリスクが少なくなることによって、非転写領域Eや通紙外転写領域Fを露光するための露光量の選択肢が広がる。例えば、感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制するという目的であれば、非転写領域Eや通紙外転写領域Fに対する露光量として、画像部に対する露光量と同程度の強い露光量を用いることが可能となる。
図8(a)、(b)を用いて、本実施例における非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移について説明する。なお、記録材Pに関して先端、後端とは、特に明示しない場合も記録材Pの搬送方向に関する先端、後端を意味する。
図8(a)は、紙間距離(先行する記録材Pの後端に対応する感光ドラム1上の位置と後続の記録材Pの先端に対応する感光ドラム1上の位置との間の感光ドラム1の回転方向に関する距離)45mmで記録材PとしてのLTRサイズの用紙の20枚に連続画像形成を行なった際の露光後かつ転写前の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の推移を示す。図8(a)において、実線は本実施例の露光動作を実行した場合、破線は比較例3の露光動作を実行した場合の表面電位の推移を示している。本実施例では、非画像形成時である前回転工程の一部、及び非画像形成時である紙間工程においてのみ、露光装置3により画像部に対する露光量と同じ露光量である0.3μJ/cm2の露光量で非転写領域Eを露光する露光動作を実行した。比較例3では図3を用いて説明した露光動作を実行した。比較例3の画像形成装置100の構成及び動作は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の画像形成装置100のものと実質的に同じである。比較例3の表面電位の推移は、図5に示したものと同一である。
図8(b)は、図8(a)の横軸の時間領域を変更し、かつ、本実施例の露光動作を実行した場合の表面電位の推移のみをプロットしたものである。図8(b)を用いて本実施例の露光動作の詳細について説明する。
まず、感光ドラム1の駆動(プリント動作、前回転工程)の開始直後の感光ドラム1の表面電位は、帯電ローラ2により暗部電位Vd=-500Vに維持されている。通紙前の前回転工程の回転駆動により非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は徐々に上昇していく。そして、1枚目の記録材Pを通紙する直前に、紙間距離と同じである感光ドラム1の回転方向に関して45mmの距離にわたり、露光装置3により非転写領域Eを露光する露光動作を実行する。本実施例では、非転写領域Eを画像部に対する露光量と同じ露光量で露光するため、1回目の露光動作で感光ドラム1の表面電位は明部電位Vl=-100Vまで下がる。この1回目の露光動作の終了後に1枚目の記録材Pが通紙される。
ここで、本実施例の構成では、1回の露光動作により露光される感光ドラム1の回転方向の距離が、感光ドラム1の周長(およそ75.4mm)よりも短いため、1回の露光動作では感光ドラム1の1周分を全て露光できない。つまり、非転写領域Eの露光を行わない通紙中では、非転写領域Eにおいて前回露光された領域と露光されなかった領域とが感光ドラム1の周方向に存在することとなる。そのため、1枚目の記録材Pの通紙中の非転写領域Eの感光ドラム1表面電位において、直前の非画像形成時に露光された領域の表面電位は、帯電ローラ2により再帯電されて暗部電位Vd=-500Vに戻り、更に注入帯電により再び上昇し始めている。一方、直前の非画像形成時に露光されなかった領域の表面電位は、前回転工程の開始時(非転写領域Eの露光前)の感光ドラム1の表面電位の推移と同じ推移をたどって上昇し続ける。そのため、1回目の露光動作の後の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は、感光ドラム1の回転周期で-500~-560V程度の幅で上下している。
1枚目の記録材Pの通紙後の紙間工程では、前回転工程における露光動作と同様の露光動作を実行する(2回目の露光動作)。つまり、1枚目の記録材Pの通紙後の紙間工程において、紙間距離と同じである感光ドラム1の回転方向に関して45mmの距離にわたり、露光装置3により非転写領域Eを露光する露光動作を実行する。2回目の露光動作の後の2枚目の記録材Pの通紙時においても、非転写領域Eにおいて、感光ドラム1の1周の中に1回目、2回目の露光動作のいずれにおいても露光されていない領域がまだ存在している。そのため、感光ドラム1の回転周期で非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は上下しており、その上下幅は-500~-580V程度と、1枚目の記録材Pの通紙時よりも広がっている。2枚目の記録材Pの通紙後の紙間工程でも同様に露光動作を実行する(3回目の露光動作)。3回目の露光後の3枚目の記録材Pの通紙時には、非転写領域Eにおいて、感光ドラム1の1周の中に1回目から3回目の露光動作のいずれにおいても露光されていない領域が無くなる可能性は高い。本実施例においては、3回目の露光後の3枚目の記録材Pの通紙時には、非転写領域Eにおいて、感光ドラム1の1周の中に1回目から3回目の露光動作のいずれにおいても露光されていない領域が無くなった。そのため、感光ドラム1の回転周期での非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上下幅は狭まり、その上下幅は-500~-540V程度に下がる。
図8(a)に示すように、本実施例では、上述のような露光動作の回数が3回を超えた後も、非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は-500~-540Vの間で安定して推移している。つまり、本実施例によれば、比較例3のような非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することができる。また、本実施例によれば、弱露光光源の追加などによる装置の大型化を抑制しつつ、記録材Pの端部汚れが発生するリスクを低減することができる。
一方、本実施例では、非転写領域Eを画像部に対する露光量と同じ露光量である0.3μJ/cm2で露光しているため、上述ように露光後の非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位は明部電位Vl=-100Vとなる。そのため、その露光後の非転写領域Eにはトナーが付着してしまう。しかし、このトナーは、実施例2で説明したようなかぶりトナーが常にクリーニングブレード6aへと搬送されるような状況とは異なり、前回転工程の一部及び紙間工程においてのみ非転写領域Eに付着したトナーがクリーニングブレード6aへと搬送される。したがって、実施例2で説明したようなクリーニング不良の発生は抑制することができる。
次に、上述のような紙間工程での露光動作を実行する場合において、記録材Pの搬送方向の長さに応じた最適な紙間距離の長さについて説明する。図9は、感光ドラム1の周方向の位置を線形状に表記した際に、感光ドラム1の周長のどの位置に紙間位置(先行する記録材Pの後端に対応する感光ドラム1上の位置と後続の記録材Pの先端に対応する感光ドラム1上の位置との間の感光ドラム1の回転方向に関する区間)が来るかを示した図である。なお、本実施例では、紙間工程の全期間にわたり常に感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制するための露光動作を実行するものとしたが、紙間工程の一部の期間においてのみ該露光動作を行うなどしてもよい。
図9(a)は、本実施例において図8の場合と同様に記録材PとしてのLTRサイズの用紙を紙間距離45mmで通紙した場合の感光ドラム1の周長に対する紙間位置(つまり、感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制するための露光動作を実行する位置)を表している。1回目~3回目の紙間工程で感光ドラム1の周長の1周分を露光できることが分かる。これは、図8において、紙間工程での露光動作が3回(1回目は前回転工程の一部の紙間距離に対応する区間での露光動作)を超えた時点で、感光ドラム1の表面電位が安定して推移し始めたことと一致する。一方、図9(b)は、比較例4における感光ドラム1の周長に対する紙間位置を表している。比較例4では、記録材PとしてのLTRサイズの用紙を紙間距離25mmで通紙した。比較例4の画像形成装置100の構成及び動作は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の画像形成装置100のものと実質的に同じである。比較例4の場合は、1枚ごとの紙間位置のずれ量(紙間位置ずれ量)が小さく、感光ドラム1上のほぼ同じ位置に毎回紙間位置が訪れる。このような場合は、紙間工程での露光動作のみでは、感光ドラム1の周長の全域で感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することが難しくなる。この1枚ごとの紙間位置ずれ量は下記式(1)で表される。
1枚ごとの紙間位置ずれ量=(記録材の搬送方向長さ+紙間距離)-n×感光ドラムの周長 ・・・(1)
1枚ごとの紙間位置ずれ量=(記録材の搬送方向長さ+紙間距離)-n×感光ドラムの周長 ・・・(1)
ここで、nは任意の整数(1以上の正の整数)であり、式(1)の絶対値が最も小さくなる値が選ばれる。この1枚ごとの紙間位置ずれ量が小さいほど、図9(b)の比較例4のように紙間工程での露光動作で感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することが難しくなる可能性が高くなる。すなわち、記録材Pの搬送方向に関する記録材Pの長さと紙間距離との合計が感光ドラム1の周長の略整数倍以外になるように、紙間距離の長さが設定されていることが望まれる。例えば、図8の比較例3のような表面電位の上昇推移を避けるならば、下記式(2)の関係を満たすことが望まれる。
|感光ドラムの周長÷1枚ごとの紙間位置ずれ量|≦電位上昇許容ページ数
・・・(2)
|感光ドラムの周長÷1枚ごとの紙間位置ずれ量|≦電位上昇許容ページ数
・・・(2)
上記式(2)中の「感光ドラムの周長÷1枚ごとの紙間位置ずれ量」の絶対値は、感光ドラム1の周長の全域を、紙間工程での露光動作で露光するのに必要な露光動作の回数を表している。また、上記式(2)中の「電位上昇許容ページ数」は、図8の比較例3のように感光ドラム1上の非転写領域Eの表面電位の上昇を打ち消す手段が無い状況で、実施例1や実施例2で説明した表面電位の上昇による不具合を十分に抑制しながら連続画像形成可能な画像形成枚数(通紙枚数、ページ数)の上限値である。例えば、図8の比較例3のように20枚通紙後に表面電位が-700Vまで達すると、実施例2で説明した「かぶり」に起因するクリーニング不良のリスクがある。したがって、そのような状況になる前に感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制するためには、電位上昇許容ページ数を19枚(20枚未満)と設定することができる。ここで、これに限定されるものではないが、感光ドラム1の周長の全域を紙間工程での露光動作で露光するのに必要な露光動作の回数(上記式(2)の左辺)は、1~10回程度であることが好ましく、1~5回程度であることが望ましい(本実施例では3回)。
このように、紙間工程で露光動作を行う場合は、記録材Pの搬送方向に関する記録材Pの長さと紙間距離との合計が感光ドラム1の周長の略整数倍以外になるように設定することが望ましい。これにより、感光ドラム1の周長の全域において感光ドラム1の表面電位の上昇を抑制することが可能となる。
なお、上記紙間工程での露光動作は、紙間工程の他、図8(b)に示したように前回転工程の一部の紙間距離に対応する区間において実行することができる。また、上述のように、紙間距離の一部だけで露光動作を実行してもよく、この場合には上記式(1)、(2)は、上記紙間位置を紙間位置のうちの露光動作を行う区間と読み替えて適用すればよい。
また、本実施例では、紙間工程での露光動作において非転写領域Eを露光したが、前述のように更に通紙外転写領域Fを露光してもよい。また、トナーの消費などの観点から、上述のように非転写領域E、又は非転写領域E及び通紙外転写領域Fのみを露光することが好ましいといえるが、所望により感光ドラム1の長手方向の略全域(感光体領域Aあるいは帯電領域Bの略全域)を露光してもよい。
このように、本実施例では、制御部40は、感光体1の回転方向における感光体1の表面の非画像形成領域が感光体1の表面が露光される露光部Pbを通過している時に上述の露光動作を実行するように露光装置3を制御する。また、本実施例では、制御部40は、感光体1の回転方向における感光体1の表面の画像形成領域が露光部Pbを通過している時に、露光装置3により帯電部材2の回転軸線方向における通紙領域Dの内側の感光体1の表面を第1の露光量で露光して感光体1の表面に静電像を形成すると共に、上記非画像形成領域が露光部Pbを通過している時に、露光装置3により上記第1の露光量と略同一の露光量で上記露光動作を実行するように露光装置3を制御する。本実施例では、上記非画像形成領域は、複数の記録材Pにトナー像を転写する連続画像形成時における、感光体1の表面の先行する記録材Pの後端に対応する位置と後続の記録材Pの先端に対応する位置との間の区間である。また、本実施例では、記録材Pの搬送方向における記録材Pの長さと、感光体1の回転方向における上記区間の長さと、の和が、感光体1の周長の略整数倍以外になるように、上記区間の長さが設定されている。なお、連続画像形成中の全ての紙間工程で上述のような露光動作を実行することに限定されるものではない。非転写領域Eの感光ドラム1の表面電位の上昇を十分に抑制できればよい。例えば、複数枚の記録材Pごとの紙間工程で上述のような露光動作を実行したり、所定の数の記録材Pに画像を形成した後に紙間工程での露光動作を開始するようにしたりしてもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、記録材Pの端部の汚れが発生するリスクを低減しつつ、非転写領域E、更には通紙外転写領域Fを露光するための露光量の選択肢を広げることができる。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
上述の実施例では、転写部材が転写ローラである場合について説明したが、転写部材は転写ローラに限定されるものではない。転写部材は、例えば、感光体に接触する回転可能な無端状のベルトを有して構成されていてもよい。この転写ベルトの内周面側において、感光体と対向する位置には転写ベルトを介して転写部に転写電圧を供給する電圧印加部材(ローラ、ブラシ、シートなど)が配置されていてよい。また、転写部材は、回転体に限定されるものではなく、パッド状の部材、シート状(フィルム状)の部材、固定ブラシ状の部材などの他の形態のものであってもよい。
また、上述の実施例では、感光体が感光ドラムである場合について説明したが、感光体は感光ドラムに限定されるものではない。感光体は、無端ベルト状に構成された感光体ベルトであってもよい。
また、上述の実施例では、画像形成装置には前露光手段が設けられていなかった。前述のように、感光体の長手方向の端部の非転写領域の表面電位が過剰な電位まで上昇する現象は、画像形成装置が前露光レス方式を採用する場合に顕著となる傾向がある。そのため、本発明は、画像形成装置が前露光レス方式を採用する場合に特に有効であるといえる。ただし、本発明は斯かる構成に限定されるものではない。前露光手段が設けられた画像形成装置にも本発明を適用することが可能である。この場合、本発明を適用することで、上述の実施例で説明した効果が得られると共に、前露光手段の露光量を低減して帯電工程による放電量を低減する効果などが得られる。同様に、本発明は、DC帯電方式を採用する場合に特に有効であるといえるが、AC/DC帯電方式を採用する場合にも適用することが可能である。
また、本発明は、長手方向において転写領域の方が現像領域よりも短い構成への適用に限定されるものではない。長手方向において転写領域の長さが現像領域の長さ以上である構成であっても、本発明を適用することができ、前述のような感光体のダメージの抑制などの効果が得られる。
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニング装置
40 制御部
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニング装置
40 制御部
Claims (10)
- 回転可能な感光体と、
前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、
前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、
前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、
前記露光装置を制御可能な制御部と、
を有し、
前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有する画像形成装置において、
前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域を露光する露光動作を実行可能であり、前記露光動作により、前記感光体の回転方向において前記感光体の表面が露光される露光部よりも下流かつ前記転写部よりも上流の前記感光体の表面に表面電位を形成するように前記露光装置を制御し、前記感光体の回転方向において前記露光部よりも下流かつ前記転写部よりも上流の、前記通紙外転写領域に形成される前記表面電位の絶対値よりも、前記非転写領域に形成される前記表面電位の絶対値の方が小さくなるように前記露光装置を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 回転可能な感光体と、
前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、
前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、
前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、
前記露光装置を制御可能な制御部と、
を有し、
前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有する画像形成装置において、
前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域を露光する露光動作を実行可能であり、前記露光動作において、前記通紙外転写領域に対する露光量よりも、前記非転写領域に対する露光量の方を大きくするように前記露光装置を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 回転可能な感光体と、
前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電処理する回転可能な帯電部材と、
前記帯電部材により帯電処理された前記感光体の表面を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面に形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材と、
前記感光体の表面に接触して転写部を形成し、電圧が印加されることで前記転写部において前記感光体の表面から記録材にトナー像を転写させる転写部材と、
前記露光装置を制御可能な制御部と、
を有し、
前記帯電部材の回転軸線方向において、前記帯電部の幅よりも前記転写部の幅の方が短く、前記感光体の表面における前記回転軸線方向の端部に、前記帯電部材と接触しかつ前記転写部材と接触しない非転写領域を有し、前記回転軸線方向において、前記現像部材のトナーコート領域の少なくとも一部が前記非転写領域と重なる画像形成装置において、
前記回転軸線方向において、前記感光体の表面の前記転写部で記録材と接触する領域を通紙領域、前記通紙領域の外側かつ前記転写部の内側の領域を通紙外転写領域としたとき、前記制御部は、前記感光体が回転している時に、前記露光装置により少なくとも前記感光体の前記非転写領域又は少なくとも前記感光体の前記非転写領域及び前記通紙外転写領域を露光する露光動作を実行可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記露光動作において、少なくとも前記感光体の前記非転写領域及び前記通紙外転写領域を露光するように前記露光装置を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記感光体の回転方向における前記感光体の表面の画像形成領域が前記感光体の表面が露光される露光部を通過している時に前記露光動作を実行するように前記露光装置を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記画像形成領域が前記露光部を通過している時に、前記露光装置により前記回転軸線方向における前記通紙領域の内側の前記感光体の表面を第1の露光量で露光して前記感光体の表面に前記静電像を形成すると共に、前記画像形成領域が前記露光部を通過している時に、前記露光装置により前記第1の露光量よりも小さい第2の露光量で前記露光動作を実行するように前記露光装置を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記感光体の回転方向における前記感光体の表面の非画像形成領域が前記感光体の表面が露光される露光部を通過している時に前記露光動作を実行するように前記露光装置を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記感光体の回転方向における前記感光体の表面の画像形成領域が前記露光部を通過している時に、前記露光装置により前記回転軸線方向における前記通紙領域の内側の前記感光体の表面を第1の露光量で露光して前記感光体の表面に前記静電像を形成すると共に、前記非画像形成領域が前記露光部を通過している時に、前記露光装置により前記第1の露光量と略同一の露光量で前記露光動作を実行するように前記露光装置を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記非画像形成領域は、複数の記録材にトナー像を転写する連続画像形成時における、前記感光体の表面の先行する記録材の後端に対応する位置と後続の記録材の先端に対応する位置との間の区間であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 記録材の搬送方向における記録材の長さと、前記感光体の回転方向における前記区間の長さと、の和が、前記感光体の周長の略整数倍以外になるように、前記区間の長さが設定されていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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