JP6213495B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、二成分現像方式が知られている。前記二成分現像方式は、トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持する現像ローラーが、回転する前記感光体の外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより、前記感光体の外周面の静電潜像をトナー像へ現像する方式である。

一方、前記画像形成装置において、前記感光体から用紙またはベルト部材などの被転写媒体への前記トナー像の転写性を向上するために、転写前除電が行われることが知られている（例えば、特許文献１参照）。前記転写前除電は、前記感光体の外周面における現像位置と前記トナー像の転写位置との間の領域に除電光を照射することである。

特開昭６４−１３５７８号公報

ところで、前記二成分現像方式において、キャリア移行の問題が生じ得る。前記キャリア移行は、前記磁気ブラシの前記キャリアが前記感光体の外周面に移行してしまう現象である。前記キャリア移行は、キャリア現像などと称される場合がある。前記感光体の帯電電位または前記現像ローラーのバイアス電圧が調整される場合、前記キャリア移行と現像不良とがトレードオフの関係となる。

前記現像不良は、例えば、前記感光体の外周面における現像されるべきでない領域にトナーが付着してしまう現像カブリまたは前記感光体に付着した前記トナーが前記キャリアの電気力によって引かれて後端側に溜まる後端溜まりなどである。

従って、前記感光体の帯電量または前記キャリアの帯電性の調整によって前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することは難しい。

また、停電その他の不測の事象によって前記画像形成装置への給電が停止した場合、前記感光体および前記現像ローラーは、それらの駆動源であるモーターへの給電が停止した後も、慣性により僅かな時間ではあるが継続して回転する。この場合、前記現像ローラーへのバイアス電圧の印加が停止した状態で、前記感光体の外周面における既に帯電した部分が前記現像位置を通過する。そのため、前記キャリア移行の問題がより顕著となる。

また、現像体における磁石の磁力を高めることによって前記現像体における前記キャリアの保持力を高めることは、前記現像体内のスペースの制約などにより難しい。

本発明の目的は、二成分現像方式で現像が行われる場合に、現像不良の発生を回避しつつキャリア移行の問題を改善することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、感光体と、現像体と、前除電発光部と、第１前除電給電部と、第２前除電給電部とを備える。前記感光体は、第１モーターにより回転駆動され、露光位置において外周面に静電潜像が形成される回転体である。前記露光位置は、帯電部と対向する帯電位置よりも前記感光体の回転方向下流側の位置である。前記現像体は、バイアス電圧が印加されるとともに第２モーターにより回転駆動される回転体である。前記現像体は、トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持し、現像位置において前記感光体の外周面における前記静電潜像が形成され得る有効外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより前記静電潜像をトナー像へ現像する。前記現像位置は、前記露光位置よりも前記感光体の回転方向下流側の位置である。前記前除電発光部は、前記感光体の前記有効外周面における除電対象領域に除電光を照射する発光部である。前記除電対象領域は、前記感光体の前記有効外周面における前記磁気ブラシが接触する磁気ブラシ接触領域の一部から前記磁気ブラシ接触領域と前記トナー像の転写位置との間の領域までを含む領域である。前記第１前除電給電部は、前記第１モーターおよび前記第２モーターへの給電および前記現像体への前記バイアス電圧の印加が行われているときに前記前除電発光部に給電することにより前記前除電発光部を発光させる。前記第２前除電給電部は、前記第１モーターまたは前記第２モーターへの給電と前記現像体への前記バイアス電圧の印加との少なくとも一方が停止してからの一時的期間に、前記前除電発光部への給電を継続することにより前記前除電発光部を発光させる。

本発明によれば、二成分現像方式で現像が行われる場合に、現像不良の発生を回避しつつキャリア移行の問題を改善することができる画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における第１方向に沿って見た場合の前除電発光部およびその周辺部の構成図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における第２方向に沿って見た場合の前除電発光部およびその周辺部の構成図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における制御関連機器のブロック図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における前除電給電部の概略構成図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における前除電光制御の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における第１除電対象領域の印字率と除電光の光量との関係を表すグラフである。 図８は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における給電不備状態が生じたときの各種電圧および感光体回転速度のタイムチャートである。 図９は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における第１方向に沿って見た場合の前除電発光部およびその周辺部の構成図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［第１実施形態：画像形成装置の概略構成］
まず、図１，２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成について説明する。画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。図１が示すように、画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、トナー補給部４０、画像形成部４、光走査部５、定着部６、制御部８および操作表示部８０などを備える。

画像形成装置１０は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリーまたは複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。

図１に示される画像形成装置１０は、タンデム型画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部４は、中間転写ベルト４８、二次クリーニング部４８０および二次転写部４９をさらに備える。

また、画像形成部４は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した複数の単色画像形成部４ｘを備える。さらに、画像形成装置１０は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナー９１を後述する現像部４３各々に供給する複数のトナー補給部４０を備える。

シート供給部２は、シート受部２１およびシート送出部２２を備えている。シート受部２１は、複数の記録シート９を重ねて載置可能に構成されている。記録シート９は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。

シート送出部２２は、記録シート９に接して回転することにより記録シート９をシート受部２１から搬送路３０へ向けて送り出す。

シート搬送部３は、レジストローラー３１、搬送ローラー３２および排出ローラー３３などを備える。レジストローラー３１および搬送ローラー３２が、シート供給部２から供給される記録シート９を画像形成部４の二次転写部４９へ向けて搬送する。さらに、排出ローラー３３が画像形成後の記録シート９を搬送路３０の排出口から排出トレイ１０１上へ排出する。

［画像形成部］
単色画像形成部４ｘ各々は、ドラム状の感光体４１、帯電部４２、現像部４３、前除電発光部４４、一次転写部４５、一次クリーニング部４６および後除電発光部４７などを備える。感光体４１は、レーザー光によって静電潜像が書き込まれる部材であり、回転しつつトナー像を担持するトナー像担持体の一例である。例えば、感光体４１各々が、有機感光体またはアモルファスシリコン感光体であることが考えられる。

以下、感光体４１の外周面における前記静電潜像が形成され得る領域、即ち、感光体４１の外周面における画像形成可能な最大幅の領域のことを有効外周面４１０と称する。なお、図１〜３に示される第１方向Ｄ１は、感光体４１の幅方向、即ち、感光体４１の回転中心に沿う水平は方向である。また、第２方向Ｄ２は、水平面内において第１方向Ｄ１に直交する方向である。

感光体４１が回転し、帯電部４２が感光体４１の有効外周面４１０を一様に帯電させる。感光体４１は、その回転軸が第１連結機構４１９０を通じて第１モーター４１９と連結されており、第１モーター４１９によって回転駆動される。以下、感光体４１の外周における帯電部４２と対向する位置のことを帯電位置Ｐ１と称する。なお、第１モーター４１９が第２モーター４３９を兼ねることも考えられる。

さらに、レーザー光源５１を備える光走査部５が、レーザー光を走査することにより感光体４１における帯電した有効外周面４１０に前記レーザー光を照射する。前記レーザー光は、帯電位置Ｐ１よりも感光体４１の回転方向下流側の露光位置Ｐ２において有効外周面４１０に照射される。これにより、露光位置Ｐ２において、感光体４１の有効外周面４１０に静電潜像が形成される。

さらに、現像部４３の現像ローラー４３０が現像位置Ｐ３において感光体４１にトナー９１を供給することにより、前記静電潜像を前記トナー像へ現像する。現像位置Ｐ３は、露光位置Ｐ２よりも感光体４１の回転方向下流側の位置である。

現像ローラー４３０は、現像バイアス電圧が印加される回転体である。前記現像バイアス電圧は、不図示のバイアス印加回路によって現像ローラー４３０に印加される。現像ローラー４３０は、その回転軸が第２連結機構４３９０を通じて第２モーター４３９と連結されており、第２モーター４３９によって回転駆動される。なお、現像ローラー４３０は現像体の一例である。

また、一次転写部４５が、転写位置Ｐ４において中間転写ベルト４８に感光体４１の有効外周面４１０の前記トナー像を転写する。転写位置Ｐ４は、現像位置Ｐ３よりも感光体４１の回転方向下流側の位置である。

また、一次クリーニング部４６が感光体４１の外周面に残存するトナー９１を除去する。なお、本実施形態において、中間転写ベルト４８は、感光体４１から前記トナー像が転写される被転写媒体の一例である。

中間転写ベルト４８は、環状に形成された無端の帯状部材である。中間転写ベルト４８は、２つのローラーに架け渡された状態で回転する。画像形成部４において、単色画像形成部４ｘ各々は、回転する中間転写ベルト４８の表面に各色の前記トナー像を転写する。これにより、各色の前記トナー像が重ねられたカラー画像が中間転写ベルト４８に形成される。

二次転写部４９は、中間転写ベルト４８に形成された前記トナー像を記録シート９に転写する。二次クリーニング部４８０は、中間転写ベルト４８における二次転写部４９を経た後の部分に残存するトナー９１を除去する。

定着部６は、ヒーター６１１を内包する加熱ローラー６１と加圧ローラー６２との間に画像が形成された記録シート９を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部６は、記録シート９上の画像を加熱し、記録シート９上に画像を定着させる。

本実施形態における現像部４３は、二成分現像方式で現像を行う。即ち、現像部４３は、トナー９１およびキャリア９２を含む二成分現像剤９０を撹拌することによってトナー９１を帯電させ、帯電したトナー９１を感光体４１に供給する。

キャリア９２は、磁性を有する粒状物である。例えば、キャリア９２が、粒状の磁性体およびその磁性体の表面にコーティングされたエポキシ樹脂などの合成樹脂被膜とを含む粒状体であることが考えられる。

図２が示すように、現像部４３は、現像槽４３００、現像ローラー４３０、撹拌部材４３７およびブレード４３８を備える。さらに、現像部４３は、現像用の磁石４３１を備える。磁石４３１は、現像ローラー４３０に内包されている。現像ローラー４３０および磁石４３１は二成分現像剤担持用のマグネットローラーを構成している。

現像槽４３００は、二成分現像剤９０を収容する容器である。現像ローラー４３０および撹拌部材４３７は、現像槽４３００内で回転する。現像ローラー４３０は、感光体４１に対してそれぞれ非接触の状態で対向して回転可能に支持されている。

現像動作時において、現像ローラー４３０は感光体４１の回転方向と反対方向へ回転する。これにより、現像ローラー４３０および感光体４１の外周面における相互に対向する部分はそれぞれ同じ方向へ移動する。

撹拌部材４３７は、現像槽４３００内の二成分現像剤９０を撹拌する。これにより、トナー９１が予め定められた極性で帯電する。また、キャリア９２は、トナー９１の帯電極性とは逆極性で帯電する。

現像ローラー４３０は、撹拌された二成分現像剤９０を担持しつつ回転する二成分現像剤担持体の一例である。現像ローラー４３０は、担持した二成分現像剤９０のうちの帯電したトナー９１を感光体４１に供給する。

より具体的には、現像ローラー４３０は、内包する磁石４３１の磁力の作用により、二成分現像剤９０を磁気ブラシ９００として担持するとともに、その磁気ブラシ９００を感光体４１に対向する位置へ搬送する。

さらに、現像ローラー４３０は、回転する感光体４１の有効外周面４１０に磁気ブラシ９００を接触させることにより、前記静電潜像を前記トナー像へ現像する。以下、感光体４１の有効外周面４１０における磁気ブラシ９００が接触する領域のことを磁気ブラシ接触領域４１１と称する。

磁気ブラシ９００中のトナー９１は、現像ローラー４３０に印加された前記現像バイアス電圧の作用によって現像ローラー４３０の表面から感光体４１の有効外周面４１０における前記静電潜像の部分へ移行する。これにより、前記静電潜像がトナー像として現像される。

ブレード４３８は、現像ローラー４３０の外周面に担持される磁気ブラシ９００が磁気ブラシ接触領域４１１へ到達する途中の位置において、磁気ブラシ９００の厚みを制限する。

現像ローラー４３０の外周面と感光体４１の有効外周面４１０における前記静電潜像の部分との電位差は、トナー９１の帯電極性と同極性である。また、現像ローラー４３０の外周面と感光体４１の有効外周面４１０における前記静電潜像以外の部分との電位差はトナー９１の帯電極性と逆極性である。そのため、磁気ブラシ９００中の帯電したトナー９１は、磁気ブラシ接触領域４１１において感光体４１における前記静電潜像の部分に対して選択的に付着する。

一方、磁気ブラシ９００中のキャリア９２は、磁気ブラシ接触領域４１１を通過した後も磁石４３１の吸引力によって現像ローラー４３０上に保持される。

［除電発光部］
前除電発光部４４は、感光体４１の有効外周面４１０における転写位置Ｐ４よりも感光体４１の回転方向上流側の第１除電対象領域４１３に除電光を照射する発光部である。前記転写位置は、一次転写部４５に対向する位置であり、現像部４３に対向する位置に対して感光体４１の回転方向下流側の位置である。

後除電発光部４７は、感光体４１の有効外周面４１０における転写位置Ｐ４よりも感光体４１の回転方向下流側の第２除電対象領域４１４に除電光を照射する発光部である。第２除電対象領域４１４は、転写位置Ｐ４と帯電位置との間の領域である。前記帯電位置は、帯電部４２に対向する位置であり、転写位置Ｐ４に対して感光体４１の回転方向下流側の位置である。

前除電発光部４４および後除電発光部４７の各々は、例えば第１方向Ｄ１に沿って延びて形成されたＬＥＤアレイなどである。前除電発光部４４および後除電発光部４７の各々は、感光体４１の感光特性に応じて予め定められた波長の前記除電光を出力する。

図１が示す例では、後除電発光部４７は、感光体４１の有効外周面４１０における一次クリーニング部４６に対向するクリーニング位置と前記帯電位置との間の領域に前記除電光を照射する。なお、後除電発光部４７が、感光体４１の有効外周面４１０における前記転写位置と前記クリーニング位置との間の領域に前記除電光を照射することも考えられる。

前記除電光が前除電発光部４４から感光体４１の有効外周面４１０における第１除電対象領域４１３に照射されることにより、前記帯電位置における感光体４１から中間転写ベルト４８への前記トナー像の転写性が向上する。

また、前記除電光が後除電発光部４７から感光体４１の有効外周面４１０における第２除電対象領域４１４に照射されることにより、感光体４１の有効外周面４１０における電位のばらつきが解消される。その結果、感光体４１の有効外周面４１０は、帯電部４２による帯電工程を経ることにより、より均一な帯電状態となる。

制御部８は、操作表示部８０を通じて入力される入力情報および各種センサーの検出結果に基づいて、画像形成装置１０が備える各種の電気機器を制御する。また、制御部８は、操作表示部８０に操作メニューなどを表示させる。さらに、制御部８は、ホスト装置から画像形成ジョブを受信し、その画像形成ジョブの画像に対する画像処理を実行する。

例えば、図４が示すように、制御部８は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）８１、記憶部８２、画像処理部８３、除電光制御部８４、レーザー光制御部８５および通信部８６などを備える。

ＭＰＵ８１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。記憶部８２は、ＭＰＵ８１に各種の処理を実行させるためのプログラムおよびその他の情報が予め記憶される不揮発性の情報記憶媒体である。さらに、記憶部８２は、ＭＰＵ８１による各種情報の読み書きが可能な情報記憶媒体でもある。

制御部８は、ＭＰＵ８１が記憶部８２に予め記憶された各種のプログラムを実行することにより画像形成装置１０を統括的に制御する。

画像処理部８３は、通信部８６を通じて不図示のホスト装置から画像形成ジョブを入力し、画像処理を実行する。例えば、画像処理部８３は、前記ホスト装置から得られる画像形成ジョブから画像データを生成する。

レーザー光制御部８５は、画像処理部８３から得られる前記画像データが示す各画素の濃度に応じてレーザー光源５１の出力光量を制御する。これにより、前記画像データに対応する前記静電潜像が感光体４１の有効外周面４１０に形成される。

通信部８６は、パーソナルコンピューターまたは携帯端末などの前記ホスト装置との間で有線または無線による通信を実行する。例えば、通信部８６は、前記ホスト装置から前記画像形成ジョブを受信する。

除電光制御部８４は、前除電発光部４４および後除電発光部４７各々の発光状態を制御する。より具体的には、除電光制御部８４は、前除電発光部４４に電力を供給する前除電給電部８７と、後除電発光部４７に電力を供給する後除電給電部８８を制御する。

前除電給電部８７は、第１前除電給電部８７１および第２前除電給電部８７２を含む。第１前除電給電部８７１は、第１モーター４１９および第２モーター４３９への給電および現像ローラー４３０への前記現像バイアス電圧の印加が行われているときに前除電発光部４４に給電することにより前除電発光部４４を発光させる。

一方、第２前除電給電部８７２は、画像形成装置１０への給電が停止または十分でない給電不備状態において、前除電発光部４４に対して給電することにより前除電発光部４４を発光させる。

図５は、前除電給電部８７の構成の一例を示す。図５が示す例において、前除電給電部８７は、第１前除電給電部８７１、第２前除電給電部８７２および出力切替スイッチ８７３を含む。さらに、第１前除電給電部８７１は、定電圧電源８７１１およびＰＷＭ回路８７１２を備える。第２前除電給電部８７２は、昇圧回路８７２１およびコンデンサー８７２２を備える。

定電圧電源８７１１は、予め定められたレベルの基準電圧ＶＬ０を出力する電源である。ＰＷＭ回路８７１２は、除電光制御部８４からの制御信号に従ってデューティー比が調節されたパルス幅変調後の第１供給電圧Ｖｏ１を出力する。除電光制御部８４は、ＰＷＭ回路８７１２を制御することによって前除電発光部４４の光量を制御する。

昇圧回路８７２１は、定電圧電源８７１１が出力する基準電圧ＶＬ０を昇圧する回路である。昇圧回路８７２１の出力電圧はコンデンサー８７２２に印加される。コンデンサー８７２２は、昇圧回路８７２１の出力電圧が印加されることによって蓄電する二次電池である。コンデンサー８７２２は、放電するときに第２供給電圧Ｖｏ２を出力する。

出力切替スイッチ８７３は、定電圧電源８７１１が正常信号を出力しているか否かに応じて、ＰＷＭ回路８７１２の第１供給電圧Ｖｏ１およびコンデンサー８７２２の第２供給電圧Ｖｏ２のいずれか一方を選択的に前除電発光部４４に印加する切替スイッチである。

定電圧電源８７１１は、給電可能な状態であるときにのみ前記正常信号を出力する。従って、定電圧電源８７１１は、画像形成装置１０への給電が十分であるときに前記正常信号を出力するが、画像形成装置１０が前記給電不備状態であるときには前記正常信号を出力しない。

出力切替スイッチ８７３は、前記正常信号が出力されているときに前除電発光部４４に第１供給電圧Ｖｏ１を印加し、前記正常信号が出力されていないときに前除電発光部４４に第２供給電圧Ｖｏ２を印加する。

第２前除電給電部８７２のコンデンサー８７２２は、第１前除電給電部８７１から前除電発光部４４への給電中に蓄電する。さらに、コンデンサー８７２２は、出力切替スイッチ８７３が第２供給電圧Ｖｏ２を出力電圧として選択する状態に切り替わってから、即ち、第１前除電給電部８７１から前除電発光部４４への給電が停止してから放電する。

前除電給電部８７が第１前除電給電部８７１および第２前除電給電部８７２を備えることによる作用および効果については後述する。

なお、後除電給電部８８が、第１前除電給電部８７１と同じ構成を備えることが考えられる。また、後除電給電部８８が、定電圧電源と、除電光制御部８４からの制御信号に従って前記定電圧電源の出力を後除電発光部４７に印加するか否かを切り替えるスイッチとを備えることも考えられる。また、前除電給電部８７の定電圧電源８７１１が、後除電給電部８８の前記定電圧電源を兼ねることも考えられる。

除電光制御部８４は、帯電部４２および現像部４３が動作中において、後除電発光部４７を点灯状態に維持する。なお、除電光制御部８４による前除電発光部４４の制御の詳細については後述する。

ところで、前記二成分現像方式において、キャリア移行の問題が生じ得る。前記キャリア移行は、磁気ブラシ９００のキャリア９２が感光体４１の外周面に移行してしまう現象である。感光体４１の帯電電位またはキャリア９２の帯電性が調整される場合、前記キャリア移行と現像不良とがトレードオフの関係となる。

前記現像不良は、例えば、現像カブリまたは後端溜まりなどである。前記現像カブリは、感光体４１の有効外周面４１０における現像されるべきでない領域にトナー９１が付着してしまう現像である。前記後端溜まりは、感光体４１に付着したトナー９１が現像ローラー４３０上のキャリア９２の電気力によって引かれて感光体４１の回転方向の下流側に溜まる現象である。

従って、感光体４１の帯電量またはキャリア９２の帯電性の調整によって前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することは難しい。

また、停電その他の不測の事象によって画像形成装置１０への給電が停止した場合、感光体４１および現像ローラー４３０は、それらの駆動源である第１モーター４１９および第２モーター４３９への給電が停止した後も、慣性により僅かな時間ではあるが継続して回転する。この場合、現像ローラー４３０へのバイアス電圧の印加が停止した状態で、感光体４１の外周面における既に帯電した部分が現像位置Ｐ３を通過する。そのため、前記キャリア移行の問題がより顕著となる。

また、現像部４３における磁石４３１の磁力を高めることによって現像ローラー４３０におけるキャリア９２の保持力を高めることは、現像ローラー４３０内のスペースの制約などにより難しい。

一方、以下に示される構成を備える画像形成装置１０が採用されれば、前記二成分現像方式で現像が行われる場合において、前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することができる。

［転写前除電部］
本実施形態において、前除電発光部４４および前除電発光部４４の点灯状態を制御する除電光制御部８４は、感光体４１の有効外周面４１０における第１除電対象領域４１３に前記除電光を照射する転写前除電部の一例である。

本実施形態における第１除電対象領域４１３は、磁気ブラシ接触領域４１１の一部から磁気ブラシ接触領域４１１と転写位置Ｐ４との間の領域までを含む。また、前除電発光部４４は、現像部４３の位置よりも感光体４１の回転方向下流側の位置から前記磁気ブラシ接触領域４１１に向けて前記除電光を出射する。

本実施形態において、前除電発光部４４からの前記除電光の一部は、磁気ブラシ接触領域４１１に照射される。この場合、前記除電光は、主に磁気ブラシ接触領域４１１における感光体４１の回転方向下流側の部分に照射され、それより上流側への前記除電光の進行は、磁気ブラシ９００によって遮られる。

一般に、前記キャリア移行は磁気ブラシ接触領域４１１の下流側部分において生じやすい。そのような磁気ブラシ接触領域４１１の下流側部分において、前記除電光の照射によって感光体４１の帯電量が小さくなると、前記キャリア移行の発生が抑制される。

特に前記キャリア移行が発生しやすい領域は、現像部４３の磁石４３１が感光体４１に向けて発生させる磁界における磁力ピーク方向Ｄ０の磁力成分がピーク磁力の８０％となる位置から、磁気ブラシ接触領域４１１における転写位置Ｐ４側の端までの領域である。磁力ピーク方向Ｄ０は、磁石４３１が感光体４１に向けて発生させる磁界における磁力がピークとなる方向である。

図２が示す例では、現像部４３の磁石４３１における感光体４１に最も近い主極４３１１が、感光体４１に向けて磁界を発生させる。この主極４３１１が発生させる磁界が、感光体４１に向かって起立する磁気ブラシ９００を形成させる。

従って、磁石４３１の主極４３１１が感光体４１に向けて発生させる磁界における磁力ピーク方向Ｄ０の磁力成分がピーク磁力の８０％となる位置が、前記除電光の照射領域である第１除電対象領域４１３に含まれることが望ましい。

また、磁気ブラシ９００の遮光作用により、磁気ブラシ接触領域４１１の上流側部分、即ち、主にトナー９１が感光体４１へ移行する現像領域における前記除電光の影響は小さい。そのため、前記除電光が前記現像領域の帯電量を低下させることに起因する現像不良は生じにくい。

なお、前除電発光部４４の前記除電光に起因する前記現像不良は、感光体４１の有効外周面４１０におけるトナー９１の保持力が弱まることによって前記トナー像の一部が欠ける現象などである。感光体４１の有効外周面４１０は、電気的な引力によってトナー９１を保持する。

ところで、前記除電光に起因する前記現像不良をより確実に回避できることが望まれる。例えば、比較的高出力の前除電発光部４４が選定される場合、および磁気ブラシ９００の形成状態の変動によって前記遮光作用の変動が生じる場合などにおいても、前記除電光に起因する前記現像不良を回避できることが望ましい。

そこで、本実施形態における前除電発光部４４および除電光制御部８４は、感光体４１の第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度に応じて前除電発光部４４の光量を変更する。後述するように、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度が大きい場合の方が前記トナー像の密度が小さい場合よりも前除電発光部４４の光量を小さくする。

図３が示すように、本実施形態における前除電発光部４４は、第１除電対象領域４１３における第１方向Ｄ１の全範囲に亘って形成されている。これにより、前除電発光部４４は、第１除電対象領域４１３における第１方向Ｄ１の全範囲に前記除電光を照射可能である。

［前除電光制御］
次に、図６，７を参照しつつ、前除電光制御の一例について説明する。前記前除電光制御は、除電光制御部８４による前除電発光部４４の発光状態の制御である。図６は、前記前除電光制御の手順の一例を示すフローチャートである。図７は、第１除電対象領域４１３の前記印字率と前記除電光の光量との関係を表すグラフである。

以下の説明において、Ｓ１，Ｓ２，…は、除電光制御部８４が実行する各工程の識別符号を表す。前記前除電光制御は、通信部８６が前記ホスト装置から前記画像形成ジョブを受信したときに開始される画像形成処理の一部として実行される。

＜工程Ｓ１＞
前記前除電光制御において、まず、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３の印字率を算出する。除電光制御部８４は、画像処理部８３から得られる前記画像データにおける予め定められた濃度以上の画素をカウントすることによって前記印字率を算出する。第１除電対象領域４１３の前記印字率は、第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度に相当する。

本実施形態において、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３における第１方向Ｄ１の全範囲について前記印字率を算出する。なお、前述したように、第１方向Ｄ１は感光体４１の幅方向に相当する。

＜工程Ｓ２＞
続いて、除電光制御部８４は、前除電発光部４４の光量を、第１除電対象領域４１３の前記印字率に応じた光量に調節する。除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３の前記印字率が大きい場合の方が前記印字率が小さい場合よりも前除電発光部４４の光量を小さくする。調節された光量がゼロでない場合、前除電発光部４４からの前記除電光が、調節された光量で第１除電対象領域４１３の全範囲に照射される。

図７が示す例では、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３の前記印字率が大きくなるにつれて前除電発光部４４の光量を最大光量から段階的に小さくする。なお、図７に示される２点鎖線のグラフのように、除電光制御部８４が、第１除電対象領域４１３の前記印字率に応じて前除電発光部４４の光量を連続的に変化させることも考えられる。

また、図７が示す例では、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３の前記印字率が予め定められた上限値を超える場合に前除電発光部４４を消灯させる。除電光制御部８４は、ＰＷＭ回路８７１２を制御することによって前除電発光部４４の光量を調節する。

＜工程Ｓ３＞
さらに、工程Ｓ２が実行された後、除電光制御部８４は、前記画像形成ジョブに対応する現像処理が終了したか否かを判定する。そして、除電光制御部８４は、前記現像処理が終了するまで工程Ｓ１，Ｓ２の処理を繰り返す。

以上に示されるように、本実施形態における除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３における第１方向Ｄ１の全範囲での前記トナー像の密度（印字率）に応じて、前除電発光部４４が第１除電対象領域４１３に照射する光量を変更する。

一般に、前記キャリア移行は、感光体４１の有効外周面４１０における前記トナー像が形成されていない前記無画像領域が占める割合が大きい領域において生じやすい。一方、前記トナー像の一部が欠けるなどの前記現像不良は、前記トナー像が占める割合が大きい領域において生じやすい。

本実施形態においては、前除電発光部４４の前記除電光は、第１除電対象領域４１３が前記無画像領域になる場合、またはそれに近い状態になる場合により大きな光量で第１除電対象領域４１３に照射される。

換言すれば、前除電発光部４４の前記除電光は、前記キャリア移行の抑制効果が高く、かつ、前記現像不良が生じにくい場合に、より大きな光量で第１除電対象領域４１３に照射される。

また、前除電発光部４４の前記除電光は、第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度が大きい場合に、より小さな光量で第１除電対象領域４１３に照射されるか、或いは第１除電対象領域４１３に照射されない。

換言すれば、前除電発光部４４の前記除電光は、前記キャリア移行の抑制効果が低く、かつ、前記現像不良が生じやすい場合に、より小さな光量で第１除電対象領域４１３に照射されるか、或いは第１除電対象領域４１３に照射されない。以上の結果、前記除電光に起因する前記現像不良をより確実に回避できることが可能となる。

[前記給電不備状態が生じたときの動作]
次に、図８に示されるタイムチャートを参照しつつ、前記給電不備状態が生じたときの画像形成装置１０における各種電圧および感光体４１の回転速度の変化について説明する。前記給電不備状態は、例えば停電が発生した状態、または、電源ケーブルのプラグが商用電源コンセントから抜かれた状態などである。

図８は、画像形成部４による前記画像形成処理の途中で、画像形成装置１０への給電状態が正常状態から前記給電不備状態へ変化したときの各種電圧および感光体４１の回転速度の変化を示す。図８において、画像形成装置１０への給電状態が前記正常状態から前記給電不備状態へ変化した時点が給電不備発生時点ｔ０である。

前記画像形成処理の途中で前記給電不備状態が発生すると、第１モーター４１９および第２モーター４３９各々への電圧供給が速やかに停止する。さらに、帯電部４２への電圧供給も速やかに停止する。

しかしながら、第１モーター４１９への給電が停止しても、第１モーター４１９は、比較的短い第１期間ｔ１が経過するまで慣性により継続して回転する。このことは、現像ローラー４３０も同様である。

本実施形態においては、給電不備発生時点ｔ０において、定電圧電源８７１１による前記正常信号の出力が停止する。そのため、前除電発光部４４に印加される電圧が、第１供給電圧Ｖｏ１から第２供給電圧Ｖｏ２へ切り替わる（図５参照）。

即ち、第２前除電給電部８７２は、第１モーター４１９および第２モーター４３９への給電と現像ローラー４３０への前記現像バイアス電圧の印加とが停止してからの一時的期間に前除電発光部４４を発光させる。図８において、第２期間ｔ２が第２供給電圧Ｖｏ２の印加によって前除電発光部４４が発光する期間である。

従って、給電不備発生時点ｔ０の後、前記現像バイアス電圧の印加が停止した状態で、感光体４１の外周面における既に帯電した部分が現像位置Ｐ３を通過する間における前記キャリア移行の問題が解消される。

また、第２前除電給電部８７２の昇圧回路８７２１の作用により、第２供給電圧Ｖｏ２のピークレベルＶＬ２は、第１供給電圧Ｖｏ１のピークレベルＶＬ１よりも高い。そのため、前除電発光部４４への供給電力は、少なくとも給電不備発生時点ｔ０からの一定期間において、給電不備発生時点ｔ０の前よりも大きくなる。

さらに、コンデンサー８７２２の放電電圧である第２供給電圧Ｖｏ２は、パルス変調されていない。そのため、第２供給電圧Ｖｏ２のレベルが第１供給電圧Ｖｏ１のピークレベルＶＬ１よりもやや下回るまで、前除電発光部４４への供給電力が給電不備発生時点ｔ０の前の供給電力よりも大きな状態が継続する。

即ち、第２前除電給電部８７２は、少なくとも給電不備発生時点ｔ０からの一定期間において、第１前除電給電部８７１よりも前除電発光部４４をより大きな光量で発光させる。これにより、前記キャリア移行の問題がより確実に解消される。

なお、給電不備発生時点ｔ０以降に感光体４１および現像ローラー４３０が慣性により回転する第１期間ｔ１において、前除電発光部４４の光量が大き過ぎることに起因する前記現像不良の問題を考慮する必要がない。前記現像不良は、前記トナー像の一部が欠けるなどの現象である。

図８が示す例では、第２前除電給電部８７２は、少なくとも給電不備発生時点ｔ０の後に感光体４１および現像ローラー４３０の少なくとも一方が慣性により継続して回転する第１期間ｔ１が終了するまで前除電発光部４４を継続して発光させる。

感光体４１および現像ローラー４３０の回転が停止すれば、前記キャリア移行の問題は生じない。そのため、第２期間ｔ２が第１期間ｔ１以上であれば、前記キャリア移行の問題がより確実に解消される。

ここで、感光体４１の外周面における、給電不備発生時点ｔ０で帯電位置Ｐ１に存在していた部分のことを帯電終端部と称する。給電不備発生時点ｔ０の後、前記帯電終端部が磁気ブラシ接触領域４１１を通過した後は、前記キャリア移行の問題は生じない。

従って、第２前除電給電部８７２が、給電不備発生時点ｔ０の後に前記帯電終端部が磁気ブラシ接触領域４１１を通過するまでの期間中に前除電発光部４４を発光させることが考えられる。これにより、前記キャリア移行の問題がより確実に解消される。なお、給電不備発生時点ｔ０は、前記現像バイアス電圧の印加が停止した時点の一例である。

［評価実験の結果］
以下、前記給電不備状態に前除電発光部４４が点灯される場合と点灯されない場合とを比較した評価実験の結果について説明する。前記評価実験の条件は以下の通りである。前記評価実験において、１分間に連続して３０枚の記録シート９に画像形成が行われた。また、前記評価実験において、感光体４１の周速度は、１５７ｍｍ／ｓｅｃである。また、現像ローラー４３０の周速度は、感光体４１の周速度の１．６倍である。また、前記評価実験において、現像ローラー４３０の外周面と感光体４１の有効外周面４１０と間隔は０．３ｎｍである。また、前記評価実験において、感光体４１の有効外周面４１０における前記無画像領域の電位は＋４５０Ｖであり、前記静電潜像の電位は＋１００Ｖである。さらに、前記評価実験において、感光体４１は有機感光体である。また、前記評価実験において、現像ローラー４３０のバイアスの周波数、デューティー比、ピーク間電位差および中点電位は、それぞれ４．７ｋＨｚ、５０％、１２５０Ｖおよび３５０Ｖである。また、トナー９１は正帯電性である。

前記評価実験の第１実施例は、前記給電不備状態が発生してから感光体４１および現像ローラー４３０の回転が停止するまでの第１期間ｔ１が経過するまで前除電発光部４４が０．７μＪ／ｃｍ２の光量で発光した事例である。

また、前記評価実験の第２実施例は、前記給電不備状態が発生してから感光体４１および現像ローラー４３０の回転が停止するまでの第１期間ｔ１が経過するまで前除電発光部４４が１．５μＪ／ｃｍ２の光量で発光した事例である。

また、前記評価実験の比較例は、前記給電不備状態が発生した時点で前除電発光部４４が消灯した事例である。

前記比較例においては、感光体４１に移行したキャリア９２の量が最も多かった。

前記第１実施例においては、感光体４１に移行したキャリア９２の量が、前記比較例の場合の約１７．０％の量に低減された。

前記第２実施例においては、感光体４１に移行したキャリア９２の量が、前記比較例の場合の約３．８％の量に低減された。

前記評価実験により、画像形成装置１０が採用されれば、前記キャリア移行の問題を改善できることがわかる。

［第２実施形態］
次に、図９を参照しつつ、第２実施形態に係る画像形成装置１０Ａについて説明する。画像形成装置１０Ａは、画像形成装置１０における現像部４３が現像部４３Ａに置き換えられた構成を有している。

図９は、画像形成装置１０Ａにおける第２方向Ｄ２に沿って見た場合の前除電発光部４４およびその周辺部の構成図である。図９において、図１〜８に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、画像形成装置１０Ａにおける画像形成装置１０と異なる点について説明する。

画像形成装置１０Ａの現像部４３Ａは、画像形成装置１０の現像部４３に回収ローラー４３２およびキャリア回収用の磁石４３３が追加された構成を有している。磁石４３３は、回収ローラー４３２に内包されている。回収ローラー４３２および磁石４３３は、感光体４１に移行したキャリア９２を現像槽４３００内へ回収するためのマグネットローラーを構成している。

回収ローラー４３２は、現像ローラー４３０の位置に対し感光体４１の回転方向下流側の位置において感光体４１に対して非接触の状態で対向して回転する。

回収ローラー４３２は、感光体４１に対する電位差がトナー９１の帯電極性と同極性となるバイアスが印加されている。回収ローラー４３２に印加されたバイアスにより、感光体４１へ移行してしまったキャリア９２および帯電不良のトナー９１に対し、それらを回収ローラー４３２へ引き寄せる力が作用する。さらに、回収ローラー４３２内の磁石４３３は、感光体４１側においてキャリア９２を引き寄せる磁界を生成する。

従って、回収ローラー４３２は、感光体４１へ移行してしまったキャリア９２および帯電不良のトナー９１を引き寄せて回収する。

画像形成装置１０Ａにおいて、前除電発光部４４は、回収ローラー４３２の位置に対し感光体４１の回転方向下流側の位置に配置されている。この場合、前除電発光部４４の前記除電光は、回収ローラー４３２と感光体４１との隙間を経て磁気ブラシ接触領域４１１に到達する。

画像形成装置１０Ａが採用されれば、画像形成装置１０が採用される場合と同様に、磁気ブラシ接触領域４１１への前記除電光の照射によって前記キャリア移行が抑制される。また、それでも感光体４１へ移行してしまったわずかな量のキャリア９２も、回収ローラー４３２によって現像槽４３００内へ回収される。

[応用例]
以上に示された画像形成装置１０，１０Ａにおいて、第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度が低い状況であるか否かを判定する方法として、前記印字率の算出以外の方法が採用されることも考えられる。

例えば、複数の記録シート９への画像形成が連続して行われる場合に、第１除電対象領域４１３が連続する２枚の記録シート９の間の領域に対応する状態であるか否かを除電光制御部８４が判定する。この場合、第１除電対象領域４１３が連続する２枚の記録シート９の間の領域に対応する状態であるときに、除電光制御部８４は、第１除電対象領域４１３における前記トナー像の密度が低い状態であると判定する。

また、前除電発光部４４および除電光制御部８４を含む前記転写前除電部が、モノクロの画像形成装置に適用されることも考えられる。

なお、本発明に係る画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
４ｘ ：単色画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
８ ：制御部
９ ：記録シート
１０，１０Ａ：画像形成装置
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４０ ：トナー補給部
４１ ：感光体
４２ ：帯電部
４３，４３Ａ：現像部
４４ ：前除電発光部
４５ ：一次転写部
４６ ：一次クリーニング部
４７ ：後除電発光部
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：二次転写部
５１ ：レーザー光源
６１ ：加熱ローラー
６２ ：加圧ローラー
８０ ：操作表示部
８１ ：ＭＰＵ
８２ ：記憶部
８３ ：画像処理部
８４ ：除電光制御部
８５ ：レーザー光制御部
８６ ：通信部
８７ ：前除電給電部
８８ ：後除電給電部
９０ ：二成分現像剤
９１ ：トナー
９２ ：キャリア
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
４１０ ：感光体の有効外周面
４１１ ：磁気ブラシ接触領域
４１３ ：第１除電対象領域
４１４ ：第２除電対象領域
４１９ ：第１モーター
４３０ ：現像ローラー
４３１ ：現像用の磁石
４３２ ：回収ローラー
４３３ ：キャリア回収用の磁石
４３７ ：撹拌部材
４３８ ：ブレード
４３９ ：第２モーター
４８０ ：二次クリーニング部
６１１ ：ヒーター
８７１ ：第１前除電給電部
８７２ ：第２前除電給電部
８７３ ：出力切替スイッチ
９００ ：磁気ブラシ
４１９０ ：第１連結機構
４３００ ：現像槽
４３１１ ：現像用の磁石の主極
４３９０ ：第２連結機構
８７１１ ：定電圧電源
８７１２ ：ＰＷＭ回路
８７２１ ：昇圧回路
８７２２ ：コンデンサー
Ｄ０ ：磁力ピーク方向
Ｐ１ ：帯電位置
Ｐ２ ：露光位置
Ｐ３ ：現像位置
Ｐ４ ：転写位置

Claims (6)

1. 第１モーターにより回転駆動され、帯電部と対向する帯電位置よりも回転方向下流側の露光位置において外周面に静電潜像が形成される感光体と、
   バイアス電圧が印加されるとともに第２モーターにより回転駆動され、トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持し、前記露光位置よりも前記感光体の回転方向下流側の現像位置において前記感光体の外周面における前記静電潜像が形成され得る有効外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより前記静電潜像をトナー像へ現像する現像体と、
   前記感光体の前記有効外周面における前記磁気ブラシが接触する磁気ブラシ接触領域の一部から前記磁気ブラシ接触領域と前記トナー像の転写位置との間の領域までを含む除電対象領域に除電光を照射する前除電発光部と、
   前記第１モーターおよび前記第２モーターへの給電および前記現像体への前記バイアス電圧の印加が行われているときに前記前除電発光部に給電することにより前記前除電発光部を発光させる第１前除電給電部と、
   前記第１モーターおよび前記第２モーターへの給電と前記現像体への前記バイアス電圧の印加とが停止してからの一時的期間に、前記前除電発光部への給電を継続することにより前記前除電発光部を発光させる第２前除電給電部と、を備える画像形成装置。
2. 前記第２前除電給電部は、少なくとも前記第１モーターおよび前記第２モーターへの給電の停止後に前記感光体および前記現像体の少なくとも一方が慣性により継続して回転する期間が終了するまで前記前除電発光部を発光させる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２前除電給電部は、少なくとも前記バイアス電圧の印加が停止した後に、前記バイアス電圧の印加が停止した時点で前記帯電位置に存在していた前記感光体の外周面における帯電終端部が前記磁気ブラシ接触領域を通過するまでの期間中に前記前除電発光部を発光させる、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第２前除電給電部が、前記第１前除電給電部から前記前除電発光部への給電中に蓄電し、前記第１前除電給電部から前記前除電発光部への給電が停止してから放電する二次電池を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２前除電給電部は、前記第１前除電給電部よりも前記前除電発光部をより大きな光量で発光させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体の前記有効外周面における前記除電対象領域は、前記現像体が前記感光体に向けて発生させる磁界における磁力がピークとなる方向の磁力成分がピーク磁力の８０％となる位置を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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