JP2002318519A

JP2002318519A - 画像形成装置

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Publication number: JP2002318519A
Application number: JP2002027968A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yamamoto; 武男山本; Kazukiyo Akashi; 和清明石
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP4125015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成モードや入力画像データ量等によら
ず、像担持体の帯電に要する消費電力の削減、及び濃度
むらのない良好な画像を生産性良く提供し、かつ像担持
体の寿命を向上する。【解決手段】帯電手段２により帯電される像担持体１
と、像担持体１上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転
写する転写部７ｃと、記録材Ｐを転写部７ｃへ向けて搬
送する搬送手段５０・５１とを有し、搬送手段による記
録材の搬送開始タイミングに基づいて帯電手段による、
像担持体へ帯電開始のタイミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関
し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転するドラム型やエンドレスベルト型
などの電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体に
該像担持体を帯電処理する工程を含む作像プロセスを適
用して、目的の画像情報に対応した静電潜像を形成さ
せ、その静電潜像を現像剤により顕画化（トナー画像
化）し、そのトナー画像を記録材に転写させ、更に画像
定着させて画像形成物（コピー、プリント）として出力
させ、像担持体は繰り返して画像形成に使用する、電子
写真装置（複写機、光プリンタなど）・静電記録装置等
の画像形成装置は公知である。

【０００３】このような画像形成装置において、像担持
体（以下、感光体と記す）を帯電処理する手段機器とし
ては、従来一般にコロナ放電装置が広く利用されて来
た。これはコロナ放電装置を感光体に非接触に対向配設
し、高電圧を印加したコロナ放電装置から発生するコロ
ナシャワーに感光体面をさらすことで感光体面をコロナ
帯電させるものである。

【０００４】近時は、接触式帯電装置が、コロナ放電装
置よりも、電源の低電圧化が図れ、オゾンの発生量が少
ない等の長所を有していることから、注目され、実用化
されている。

【０００５】接触式帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ブレード型、ファーブラ
シ型、磁気ブラシ型等の導電性の帯電部材（接触帯電手
段）を接触させ、この帯電部材に所定のバイアス電圧を
印加して被帯電体を所定の極性・電位に帯電させるもの
である。

【０００６】帯電部材に対する印加バイアスを、直流電
圧のみとした方式（ＤＣ印加方式）と、交流電圧に直流
電圧を重畳した電圧にした方式（ＡＣ印加方式）があ
る。特に後者のＡＣ印加方式は、交流成分が帯電の凹凸
を均一化し、直流成分により所定の電圧に収束させるた
め、表面電位の均一性を得易く、近年多用されている方
式である。

【０００７】接触帯電のメカニズムには、コロナ帯電系
と、直接帯電系（電荷注入帯電系）の２種類が混在して
おり、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接触式帯電
装置を用いた画像形成装置においては、画像形成前にあ
らかじめ、感光体の帯電を開始している必要がある。具
体的には、回転する感光体一周分以上はあらかじめ帯電
を開始しておかないと、帯電電位が安定せず、画像濃度
が均一で良好な画像を得ることが困難である。このた
め、記録材の同期取り手段が画像形成部位に近い場合に
は、それより手前のセンサ、あるいは基準信号で帯電を
開始する必要があった。このとき、例えば、画像処理で
時間を要したり、画像形成装置の他の装置、例えば定着
装置の立ち上がりを待つ場合はこの同期取り手段位置で
記録材を待機させるのが、常であった。これはこの同期
取り位置で記録材を待機させないと、画像形成の準備が
完了して、画像形成を終了させるまでに余分な時間を要
し、ユーザに不快感を与えてしまうことになる。すなわ
ち、画像形成装置の全ての準備が整ってから記録材の給
紙を開始すると、その分画像形成開始から終了までの時
間が余計にかかってしまうことになる。

【０００９】特に画像データを記録するメモリ装置を搭
載した画像形成装置においては、例えば一枚の原稿から
複数枚の画像出力を得る場合や両面原稿の読み取り、あ
るいは両面の画像形成時には、メモリの蓄積／展開とい
った画像データ処理に時間を要することがあり、この時
上記のような画像形成を行うと、より一層余分な時間を
生じてしまいユーザの負荷を増すことになる。

【００１０】一方、この時同期取り手段位置で記録材を
待機させると、メモリの蓄積／展開が終了し、最初の画
像形成分の画像データの準備が完了するまでは、余分に
感光体に帯電バイアスが印加されることになり、余分に
消費電力が費やされてしまうことになってしまった。

【００１１】ここで、接触式帯電装置を用いた画像形成
装置においては、帯電バイアス（特にＡＣ成分）の印加
時間と感光体の表層の削れ量に比例の相関関係があるこ
とが、本発明者らの検討により分かっている。このため
より余剰の時間感光体を帯電させると表層の削れが促進
され、感光体の寿命が短くなってしまった。

【００１２】すなわち、画像データ処理や画像形成装置
の立ち上がりで余剰な時間、同期取り位置での記録材の
余分な待ち時間が生じると、帯電のための電力が無駄に
消費され、感光体寿命が短くなるといった問題があっ
た。

【００１３】本発明の目的は、像担持体を帯電するため
の消費電力を可及的に少なくすることができる画像形成
装置を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、像担持体の寿命を延
ばすことができる画像形成装置を提供することである。

【００１５】本発明の更なる目的は、添付図面を参照し
つつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるで
あろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００１７】（１）像担持体と、前記像担持体を帯電す
る帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像
担持体上に像を形成する像形成手段と、記録材収納部か
ら搬送されてきた記録材を待機させた後、前記像担持体
上の像を記録材に転写する転写部へ向けて搬送する搬送
手段と、前記搬送手段による記録材の搬送開始タイミン
グに基づいて前記帯電手段による帯電開始タイミングを
制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形
成装置。

【００１８】（２）前記（１）において、前記搬送手段
による記録材の待機時間は可変であることを特徴とする
画像形成装置。

【００１９】（３）前記（２）において、前記搬送手段
による記録材の待機時間は画像形成モードに応じて可変
であることを特徴とする画像形成装置。

【００２０】（４）前記（３）において、入力画像デー
タを画像処理する処理手段を更に有し、前記像形成手段
は前記処理手段によって画像処理された出力画像データ
に基づいて前記像担持体を露光する露光手段を備えるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００２１】（５）前記（４）において、前記待機時間
は、入力画像データを前記処理手段によって処理するこ
となく前記露光手段へ出力する場合よりも、入力画像デ
ータを前記処理手段によって処理してから前記露光手段
へ出力する場合の方が長いことを特徴とする画像形成装
置。

【００２２】（６）前記（４）において、前記搬送手段
による記録材の待機時間は入力画像データに対する出力
画像データの濃度レベル数に応じて可変であることを特
徴とする画像形成装置。

【００２３】（７）前記（２）において、前記搬送手段
による記録材の待機時間は入力画像データ量に応じて可
変であることを特徴とする画像形成装置。

【００２４】（８）前記（７）において、入力画像デー
タを画像処理する処理手段を更に有し、前記像形成手段
は前記処理手段によって画像処理された画像データに基
づいて前記像担持体を露光する露光手段を備え、前記処
理手段による処理時間は入力画像データ量に応じて異な
ることを特徴とする画像形成装置。

【００２５】（９）前記（１）又は（２）において、前
記帯電手段は前記像担持体に接触した状態でＤＣバイア
スにＡＣバイアスが重畳されたバイアスが印加されるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００２６】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（１）画像形成装置例の概略構成図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図であ
る。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利
用、接触帯電方式、反転現像方式のレーザービームプリ
ンタである。

【００２７】［感光体］１は像担持体としての回転ドラ
ム型の電子写真感光体（以下、感光体と略記する）であ
る。

【００２８】本例の感光体１は、アルミニウム等の導電
性ドラム基体１ｂと、その外周面に形成した表層（光導
電層）１ａで構成した、直径ｄ＝３０ｍｍ、長さ３５０
ｍｍの、負帯電極性のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）であ
り、矢印の時計方向ａに１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセス
スピード（周速度）をもって回転駆動されている。又、
表層１ａの初期の厚みが３０μｍのものを使用した。

【００２９】［帯電］２は接触帯電部材（接触帯電手
段、一次帯電装置）としての帯電ローラである。この帯
電ローラ２は中心の芯金２ａと、その外周に同心一体に
ローラ状に形成した弾性導電層２ｂと、更にその外周面
に形成した抵抗層２ｃの複合層構造のローラである。

【００３０】弾性導電層２ｂは、例えば、１０⁴Ωｃｍ
以下の導電性ゴム（ＥＰＤＭ等）などの単層あるいは複
合層である。

【００３１】抵抗層２ｃは１０⁷〜１０¹¹Ωｃｍ、厚さ
１００μｍ程度以下のヒドリンゴムやトレジン（商品
名、ナイロン樹脂、カーボン分散）等の単層あるいは複
合層である。抵抗層２ｃは感光体１へのリーク防止や弾
性導電層２ｂ中の可塑剤のブリード防止等の役目をす
る。

【００３２】帯電ローラ２はその芯金２ａの両端部を不
図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、ドラム型
の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体
１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあり、本例
の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時計方向に
従動回転する。感光体１と帯電ローラ２の圧接ニップ部
ｎが帯電領域位置（以下、帯電ニップ部と記す）であ
る。

【００３３】３は帯電バイアス印加電源（帯電部材用電
源）であり、この電源３から帯電ローラ２の芯金２ａに
所定のバイアス電圧が印加されることにより回転感光体
１の外周面が接触帯電方式で所定の極性・電位に一様に
帯電処理される。

【００３４】本実施例は交流電圧に直流電圧を重畳した
バイアス電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を帯電ローラ２に印加する
ＡＣ印加方式である。ＡＣ電流成分は、感光体１、及び
帯電ローラ２が初期の状態で帯電均一性を確保出来る様
に設定されている。本実施例においては、感光体１の表
面を均一帯電処理するに当たり、直流電圧成分：−７５０Ｖの定電圧、交流電流成分：周波数１８００Ｈｚ、１５００μＡ、の定電流制御を帯電ローラ２に印加することで、感光体
１の表面電位（帯電電位、暗電位（非露光部））として
−７３０Ｖを得ることができた。

【００３５】［露光］この回転感光体１の帯電処理面
に対して、画像形成装置に入力された入力画像データに
応じて露光手段５により画像露光４がなされることで、
その画像情報の静電潜像が形成される。露光手段５は、
レーザービーム走査露光手段、原稿画像のスリット露光
手段等である。本実施例ではレーザービーム走査露光手
段である。

【００３６】［現像］次いでその回転感光体１の静電
潜像形成面に現像装置６により現像剤が適用されて静電
潜像がトナー画像として現像される。本実施例の場合は
静電潜像の露光明部にマイナストナー（ネガトナー）が
付着することで静電潜像が反転現像される。

【００３７】本実施例における現像装置６は一成分磁性
トナーを用いたジャンピング現像方式の装置である。６
ａは非磁性現像スリーブであり、感光体１に０．３ｍｍ
のギャップを介して対向配設させてあり、矢印の反時計
方向に回転駆動される。６ｂはこの現像スリーブ６ａな
いに挿入配置した非回転のマグネットローラである。

【００３８】現像スリーブ６ａの回転に伴いその外周面
に現像装置内に収容させたトナーｔが薄層として塗布さ
れ、マグネットローラ６ｂの磁力で保持されて、感光体
１と現像スリーブ６ａとの対向部である現像部位６ｃに
搬送される。また現像スリーブ６ａには現像バイアス印
加電源８（現像部材用電源）から、本実施例においてはＤＣ成分：−５００ＶＡＣ成分：周波数１８００Ｈｚ、Ｖ_PP（peak to peak）
１４００Ｖの重畳電圧が現像バイアス電圧として印加される。

【００３９】これにより、現像部位６ｃにおいてトナー
が飛翔して回転感光体１面の静電潜像がジャンピング現
像される。

【００４０】［転写］７は転写手段としての転写ロー
ラである。この転写ローラ７は、中心の芯金７ａと、そ
の外周に同心一体にローラ状に形成した中抵抗の弾性層
７ｂとからなる。本実施例における該転写ローラ７は、
抵抗が５×１０⁸Ω、直径１６ｍｍの導電性ゴムローラ
である。

【００４１】そして該転写ローラ７はその芯金７ａの両
端部を不図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、
ドラム型の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段
で感光体１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあ
り、本例の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時
計方向に従動回転する。感光体１と転写ローラ７の圧接
ニップ部７ｃが転写領域位置（以下、転写ニップ部と記
す）である。

【００４２】記録材Ｐは記録材収納部としての給紙部２
００から給紙される。給紙された記録材Ｐは同期取り手
段（搬送手段）としての同期取りローラ対（レジストロ
ーラ）５０によってある時間待機させられ、あるタイミ
ングで転写ニップ部７ｃへ向けて給送開始される。即
ち、回転感光体１の面に形成されたトナー画像の先端部
が転写ニップ部７ｃに到達したとき、記録材Ｐの先端部
も丁度転写ニップ部７ｃに到達するようなタイミングに
て記録材Ｐが転写ニップ部７ｃに給送開始される。

【００４３】転写ニップ部７ｃに給送された記録材Ｐは
その表面が回転感光体１に密着して転写ニップ部を挟持
搬送されていく。また、転写ニップ部７ｃに記録材Ｐの
先端部が到達してから後端部が転写ニップ部７ｃを抜け
出るまでの間、転写ローラ７の芯金７ａには転写バイア
ス印加電源（転写部材用電源）１０からトナーと逆極性
の所定の直流バイアスが転写バイアスとして印加され
る。本実施例では＋３５００ＶのＤＣ電圧を印加した。

【００４４】そして、記録材Ｐが転写ニップ部７ｃを挟
持搬送されていく過程において、回転感光体１側のトナ
ー画像が記録材Ｐ側に、転写ローラ７によって形成され
る転写電界の作用と転写ニップ部７ｃにおける押圧力に
て順次に転写されていく。

【００４５】［定着］転写ニップ部７ｃを通過し、回
転感光体１面から分離された記録材Ｐは定着装置３００
へ搬送されてトナー画像が定着され、その後装置本体外
部に排出されるか、または例えば、裏面にも像形成する
ものであれば、転写ニップ部への再搬送手段（不図示）
へ搬送される。

【００４６】［クリーニング］記録材分離後の回転感光
体１面は記録材Ｐに転写されずに感光体１面に残ったト
ナー（転写残りトナー）や紙粉等の残留付着汚染物の除
去をクリーニング装置９のクリーニングブレード９ａで
受けて清浄面化され、更に除電器（除電ランプ）１１に
よって全面露光（前露光）されて電気的メモリの消去を
受けて初期化され、繰り返して画像形成に使用される。

【００４７】本実施例において、帯電ローラ２および転
写ローラ７は感光体１に従動回転させたが、それぞれギ
ア等をとりつけ、モータ等の駆動手段により強制駆動し
てもよい。

【００４８】１００は画像形成装置の制御回路部（制御
手段）であり、画像形成装置はこの制御回路部１００に
より所定にシークエンス制御される。１０１は同期取り
ローラ対５０の駆動部であり、クラッチ／モータ等から
構成されている。この駆動部１０１が制御回路部１００
で制御されて同期取りローラ対５０の駆動が所定のタイ
ミングでオン／オフ制御される（オン：回転（給紙）、
オフ：回転停止（給紙待機））。即ち、制御回路部１０
０はローラ対５０にて待機させている記録材Ｐの給紙開
始タイミングを制御する。

【００４９】（２）帯電バイアスの制御前述したように接触帯電方式の画像形成装置において
は、感光体表面の帯電電位の均一性を考慮すると、画像
形成前（画像露光によって静電潜像を形成する前）に感
光体一周分以上の帯電を行うのが好ましい。また、画像
形成終了後も転写や露光メモリの低減のために、必須で
はないが、やはり感光体一周分以上の帯電を行うことが
望ましい。

【００５０】このため、本実施例の構成においては、感
光体１の直径ｄが３０ｍｍ、Ａ４用紙の横（短辺）の長
さが２１０ｍｍ、プロセススピード（感光体の周速）が
１５０ｍｍ／ｓｅｃであるため、（Ａ）画像形成前：３０×３．１４／１５０＝０．６３
ｓｅｃ、（Ｂ）画像形成時：２１０／１５０＝１．４ｓｅｃ、（Ｃ）画像形成後：３０×３．１４／１５０＝０．６３
ｓｅｃの合計（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝２．６６ｓｅｃがＡ４
横の記録材一枚に画像形成するのに最低限必要な感光体
帯電時間となる。

【００５１】また、一分あたりＡ４横で３０枚の画像形
成が可能な構成、シークエンスをとっており、複数の記
録材に連続して画像形成する際の記録材間距離、即ち、
紙間は９０ｍｍ（０．６ｓｅｃ）に制御されている。

【００５２】そこで図１に示す本実施例の画像形成装置
構成で画像形成を行った。本構成においては同期取りロ
ーラ対５０を転写ニップ部７ｃよりも記録材搬送方向上
流側で、転写ニップ部７ｃから記録材搬送路に沿って１
５０ｍｍの位置に配した。すなわちＬ＝１５０ｍｍとし
た。

【００５３】また記録材Ｐの搬送安定性のため、転写ニ
ップ部７ｃと同期取りローラ対５０との間において、転
写ニップ部７ｃから記録材搬送路に沿って４０ｍｍの位
置に従動ローラ対５１を配した。また、本実施例ではこ
の従動ローラ対５１の位置に記録材Ｐ先端の通過タイミ
ングを検出するセンサを配置し、このセンサの出力を基
に制御回路部１００による指示で画像露光が開始される
構成となっている。

【００５４】また、帯電ニップ部ｎと転写ニップ部７ｃ
との間の、感光体回転方向において成す角度θは１８０
°となっている（図１）。

【００５５】すなわち本構成においては、感光体１．５
周分の距離をＬ０とすると、Ｌ０＝π×３０×｛１＋１８０／３６０｝＝１４１．３
ｍｍとなる。従って、制御回路部１００によって同期取りロ
ーラ対５０の給紙開始タイミングを基準に所定時間後以
内（本実施例では、同期取りローラ対５０のオン時点後
から、記録材Ｐの先端がＬ（１５０ｍｍ）−Ｌ０（１４
１．３ｍｍ）の距離搬送される時間（９．７ｍｍ÷１５
０ｍｍ／ｓｅｃ＝６５ｍｓｅｃ）までの間）に帯電ロー
ラ２による帯電を開始させれば、感光体上にて形成され
る画像（静電潜像）の先端部以降となるべき領域を予め
均一に帯電させておくことができるので、画像不良（帯
電むら）を防止できる。

【００５６】詳しくは図２に示すように帯電開始後の感
光体１の一周分以後の帯電電位は安定して−７３０Ｖと
なり、この時点で画像形成（露光、現像、転写等）を開
始すれば、画像形成開始信号が入力されてから画像が形
成された記録材Ｐを機外に排出するまでに要する時間を
可及的に短くできると共にかぶり等のない良好な画像を
提供することができる。

【００５７】そこで、この構成において同期取りローラ
対５０がＯＮ（駆動）した時点から約５０ｍｓｅｃ後に
帯電を開始するシークエンスとし、最初に印字比率６％
の原稿（Ａ４）を用いて一枚の原稿（１つの入力画像デ
ータ）から一枚（Ａ４）の記録材へ画像形成（以後１ｔ
ｏ１と称する）を行ったところ、一枚の記録材への画像
形成に要する帯電時間は前記（Ａ）の画像形成前、
（Ｂ）の画像形成時、（Ｃ）の画像形成後に要する帯電
時間より（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．７ｓｅｃとな
った。

【００５８】なお、本実施例の画像形成装置は原稿を複
写する複写機能の他に回線接続（ネットワーク接続）さ
れたコンピュータから送信されてきた画像データに基づ
いて画像形成を行うプリンタ機能やＦＡＸ機能を有して
いる。

【００５９】ここで、図３に示す様に、Ａ４一枚あたり
の帯電バイアスの印加時間（以後帯電時間と称する）と
感光体表層１ａ（本実施例では感光層）の削れ量（一万
枚あたり）は比例の関係にあることが本発明者らの検討
により分かった。

【００６０】また本実施例で用いた感光体１は表層１ａ
の残りの厚みが１０μｍ以下になると帯電能が低下し、
帯電均一性の確保が困難になるため、Ａ４一枚あたりの
帯電時間が２．７ｓｅｃのとき一万枚あたりの表層の削
れ量が約２．５μｍであるため、感光体寿命としてはＡ
４横換算で約８万枚の画像形成が可能となる。

【００６１】また、本画像形成装置においては、上記１
ｔｏ１画像形成モードの他に、後述の１ｔｏＮ画像形成
モードを選択可能な構成となっている。なお、上記１ｔ
ｏ１画像形成モードは、後述する１ｔｏＮ画像形成モー
ドとは異なり、画像形成装置に入力された入力画像デー
タを後述のメモリ装置１０２を介さずに直接露光装置へ
出力する構成となっている。このような構成とすること
で、画像形成開始信号が入力されてから画像形成された
記録材が機外に排出されるまでの時間を可能な限り速く
なるようにしている。

【００６２】次に、印字比率６％の原稿で原稿（Ａ４）
を用いて一枚の原稿（１つの入力画像データ（上記１ｔ
ｏ１画像形成モードで使用した入力画像データと同一の
もの）からＮ枚（Ａ４）の記録材に画像形成（以後１ｔ
ｏＮと称する）を行った。

【００６３】ところで、本実施例の画像形成装置におい
ては記憶手段としてのメモリ装置１０２を備えている。
このメモリ装置１０２は、例えば１ｔｏＮのように、一
枚の原稿から複数枚の記録材に画像形成を行う際、一旦
画像データをこのメモリ装置１０２に蓄積し、これを制
御回路部１００で展開、編集等（画像処理）して画像露
光装置へ処理後の出力画像データを出力する為に用いら
れるものである。このため、画像形成モードに応じて入
力画像データが入力されてからこれを処理して出力画像
データとして出力するまでの時間に多少が生じる。

【００６４】また、このような構成のため、１ｔｏＮ画
像形成モードにおいて、画像読取装置にてＮ回原稿を読
み取る必要がなく、低騒音、両面画像形成の生産性の向
上といった利点から近年好ましく用いられている。

【００６５】さらに、本構成では、画像形成開始信号が
入力された後、画像形成を開始するにあたっての準備時
間（回転開始後、感光体の周速が安定化するまでの時間
など）を待つことなく、給紙部２００から同期取りロー
ラ対５０に向けて記録材の給紙を開始させている。

【００６６】一方でこの画像データの蓄積、展開の処理
に若干の時間を要することがあり、本実施例においては
画像データの蓄積、展開が終了するまで、同期取りロー
ラ対５０で記録材Ｐを待機させている。これは、画像形
成開始信号が入力されてから画像が形成された記録材Ｐ
を機外に排出するまでに要する時間を可及的に短くする
ためである。この時１ｔｏ２での画像形成時のトータル
の帯電時間は４．７ｓｅｃとなった。

【００６７】これはデータの蓄積、展開の完了を待つ
間、感光体への帯電がなされてないためである。実際に
は、本実施例で用いたメモリ装置においては、画像デー
タの蓄積／展開（Ｄ）に約２ｓｅｃ程度、余分な時間を
生じてしまうが、同期取りローラ対５０の位置で記録材
Ｐを待機させておいて、記録材Ｐの給紙開始タイミング
を基準に帯電ローラ２による帯電開始タイミングを設定
すれば、待機中余分な帯電バイアスが印加されることが
ないため、１ｔｏ２でのトータルの帯電時間は１ｔｏ１
のＡ４横一枚の帯電時間２．７ｓｅｃにＡ４横一枚の長
さに紙間の距離を加えた分に相当する時間２１０（ｍｍ）＋９０（ｍｍ）＝３００（ｍｍ）３００（ｍｍ）／１５０（ｍｍ／ｓｅｃ）＝２ｓｅｃ
（Ｅ）延びることになるため、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋
（Ｅ）＝約４．７ｓｅｃが１ｔｏ２のトータルの帯電時
間となる。

【００６８】すなわち、１ｔｏＮ（Ｎ≧２）の時でトー
タルの帯電時間は２．７＋２×（Ｎ−１）となる。すなわち一枚あたりの帯電時間は｛２．７＋２×（Ｎ−１）｝／Ｎ＜２．７となり、Ｎが増加するほど一枚あたりの帯電時間は減少
することになる。

【００６９】このため１ｔｏ２の画像形成においてはＡ
４横一枚あたりの帯電時間が２．３５ｓｅｃとなり８（万枚）×２．７／２．３５＝９．２（万枚）まで画像形成可能枚数を伸ばすことができた。

【００７０】図４に横軸に１ｔｏＮのＮを、縦軸に画像
形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す。

【００７１】また本構成においては、画像形成装置に入
力される入力画像データの蓄積、展開等の画像処理が終
了するまで同期取りローラ対５０で記録材を待機させ、
そして記録材の給紙開始タイミングに応じて感光体の帯
電開始タイミングを制御するため、画像形成モード（例
えば、１ｔｏ１や１ｔｏＮ、文字（標準画質）モード
（黒文字のみしか画像に存在しないような場合、即ち、
原稿画像に対応する入力画像データに対して露光装置へ
出力する出力画像データの濃度レベル数（階調数）が少
ないモード）や写真（高画質）モード（中間調の再現性
を重視するモード、即ち、入力画像データに対して露光
装置へ出力する出力画像データの濃度レベル数（階調
数）が多いモードなど）に依存することなく安定して単
位時間当たりの画像形成可能枚数を保つことができた。

【００７２】また、原稿画像に対応する入力画像データ
量、例えば、印字比率（１ページ（所定面積）内におけ
る文字数（濃度が同じ文字の数）の多少、即ち、１ペー
ジ内における画像データ量（総ドット数））にも依存す
ることなく安定して画像形成可能枚数を保つことができ
た。

【００７３】ここで、原稿画像に対応する画像データと
は、画像形成装置を複写機と使用する場合はスキャナー
により読み取られた複写すべき原稿の画像データを指
し、画像形成装置をプリンタ、ＦＡＸとして使用する場
合は、回線を通してコンピュータやＦＡＸから送られて
きた画像データを指す。

【００７４】〈比較例〉比較例として図５に示す従来例
の構成で同様に画像形成を行った。本構成においては同
期取りローラ対５０のニップ位置が感光体１と転写ロー
ラ７の成す転写ニップ位置７ｃまでの距離Ｌが約４０ｍ
ｍとなっている。

【００７５】このため同期取りローラ５０を帯電開始の
基準にすると、Ｌ０＝１４１．３ｍｍであるため、画像
形成前に感光体一周分を帯電するに十分な時間を得るこ
とができない。すなわち同期取りローラを基準にしてし
まうと、帯電むらが生じ、画像ムラを生じてしまう。

【００７６】そこで、図５のように、同期取りローラ対
５０よりも記録材搬送方向上流側の記録材搬送路に配設
された給紙後のセンサ（縦パスセンサ）ＰＳ１を帯電開
始の基準とした。このセンサＰＳ１と転写ニップ部７ｃ
間の記録材搬送路に沿う距離Ｌ１は２００ｍｍである。

【００７７】すなわちＬ０＝１４１．３ｍｍなので、セ
ンサＰＳ１を基準に所定時間後以内に帯電を開始すれ
ば、感光体上の画像の先端部以降となるべき領域が画像
形成までに予め帯電され、画像不良（帯電むら）を防止
できる。

【００７８】そこで、センサＰＳ１を記録材Ｐの先端が
通過した時点から約６０ｍｍ（４００ｍｓｅｃ）過ぎた
時点で帯電を開始するシークエンスとし、最初に印字比
率６％の原稿（Ａ４）１ｔｏ１の画像形成を行ったとこ
ろ、一枚の画像形成に要する帯電時間は実施例１と同様
に約２．７ｓｅｃとなり、Ａ４横で８万枚の画像形成が
可能となった。

【００７９】次に同様に、１ｔｏＮの画像形成を行っ
た。ところで、従来例においても、画像データの蓄積、
展開が終了するまでの間、同期取りローラ対５０の位置
で記録材Ｐを待機させることになるが待機以前にセンサ
ＰＳ１を通過しているため、帯電バイアスは印加された
状態で待機することになる。

【００８０】待機時間は実施例１と同様に約２ｓｅｃで
あるため、１ｔｏ２のトータルの帯電時間は（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）＋（Ｅ）＝２．７＋２
＋２＝約６．７ｓｅｃとなる。

【００８１】すなわち、１ｔｏＮでのトータルの帯電時
間は２．７＋２×（Ｎ−１）＋２となる。

【００８２】すなわち実施例１に比べ画像データの蓄
積、展開の時間（Ｄ）に相当する分余剰に帯電バイアス
が感光体１に印加されることになる。

【００８３】ゆえに一枚あたりの帯電時間は｛２．７＋２×（Ｎ−１）＋２｝／Ｎとなり、１ｔｏ２では一枚あたり、３．３５ｓｅｃの帯
電時間となる。この時画像形成可能な枚数は８（万枚）×２．７／３．３５＝６．４（万枚）まで落ち込んでしまうことになる。

【００８４】図６に横軸に１ｔｏＮのＮを、縦軸に画像
形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す。これより１ｔｏ
４の画像形成まで１ｔｏ１の画像形成可能枚数８万枚を
下回ることになる。

【００８５】ところで、前述のメモリ装置での画像デー
タの展開、蓄積の時間は原稿の印字率、中間調を再現す
る、しない等によって変化するものであり、常に２ｓｅ
ｃが基準になるわけではないため、その時間を見越し
て、給紙タイミングを制御することは不可能である。

【００８６】また画像データの展開が終了してから給紙
部２００より記録材Ｐの給紙を開始した場合、生産性
（最初の記録材を機外に排出するまでの時間等）が極端
落ちるため、ユーザに不快感を与えることになる。

【００８７】結果として、印字率が高い原稿の場合や、
中間調をより良く再現しようとする上記高画質モードの
場合、更に入力画像データの蓄積、展開等の画像処理に
時間がかかるため、よりＮが高いところまで、画像形成
可能枚数が８万枚を下回ることとなる。

【００８８】すなわち、実施例１においては画像形成モ
ード（例えば、１ｔｏＮの画像形成モードのＮの値）に
よらず画像形成可能枚数を適正に保つことができる。

【００８９】本実施例においては、同期取り手段の位置
を転写領域から１５０ｍｍ、すなわちＬ＝１５０ｍｍの
位置に配したが、Ｌ０（１４１．３ｍｍ）より長い距離
であれば、同様の効果を得ることは可能であるが、画像
形成装置の省スペース化、及び生産性を考慮すると、Ｌ
はＬ０の２倍以下が望ましく、更に好ましくはＬとＬ０
が略同等である（即ち、同期取りローラ対５０による給
紙開始タイミングと同時に帯電ローラ２によって感光体
を帯電開始させる）ことが、実質的に最適の構成とな
る。

【００９０】〈実施例２〉実施例１において、１ｔｏＮ
の画像形成時に画像形成可能枚数が低減することを防ぐ
ことはできたが、同期取りローラ対５０の位置、すなわ
ち記録材Ｐの待機位置が転写領域から比較的遠いため、
画像形成開始信号が入力された後、最初の記録材Ｐが画
像形成装置外に排出されるのに０．７ｓｅｃ程度長くか
かってしまい、１枚目の記録材への生産性を落ちること
があった。

【００９１】これは、１ｔｏＮ（Ｎ≧２）のとき、実施
例１での待機位置が転写領域まで１４１．３ｍｍ、比較
例では記録材の待機位置が転写領域まで４０ｍｍの位置
であるため、（１４１．３−４０）／１５０＝０．６８ｓｅｃ分待機時間が長くなるためである。

【００９２】そこで本実施例では図７の構成のように、
同期取りローラ対５０の位置を転写ニップ部７ｃからＬ
＝１００ｍｍの位置に配し、同期取りローラ対５０のＯ
Ｎ（駆動）を基準に帯電を開始するシークエンスとし
た。更にこの時同期取りローラ対５０のＯＮから、感光
体１が一周する間、感光体１の周速を３００ｍｍ／ｓｅ
ｃと倍速で回転させた。すなわち画像の書き出しまでに
感光体一周分の帯電を完了させるためである。この倍速
で帯電を実行している間は帯電均一性は等速に比べ、若
干劣るが一周後の帯電均一性を得るには十分であること
が本発明者らの検討によりわかった。

【００９３】すなわち、最初の記録材の先端が同期取り
手段から転写領域までに達する時間ｔ１がｔ１＝１００／１５０＝０．６７ｓｅｃ感光体が帯電開始されてから、その帯電開始された感光
体の領域が再び帯電領域を通過して転写領域に到達する
までにＬ０（＝π×３０×（１＋１８０／３６０））移動する時間ｔ０がｔ０＝π×３０×（１＋１８０／３６０）／３００＝
０．４７ｓｅｃとなっている。

【００９４】図８に本実施例（１ｔｏ２）のタイミング
チャートを示す。

【００９５】この構成においてまず、印字比率６％の原
稿で１ｔｏ１の画像形成を行ったところ、Ａ４横一枚あ
たりの帯電時間は約２．４ｓｅｃとなったが、一万枚あ
たりの削れ量は２．５μｍ程度でほとんど差は生じなか
った。これは帯電時間が短縮されても実質的な帯電面積
は同一であるためである。

【００９６】これは、実施例１ではＡ４横の記録材に画
像形成を行うのに要する帯電時間は、画像形成前０．６
３ｓｅｃ（Ａ），画像形成時１．４ｓｅｃ（Ｂ），画像
形成後０．６３ｓｅｃ（Ｃ）の計（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．７ｓｅｃであったが、本実施例では画像形成前の一周分の帯電が
実施例１でのプロセススピードの倍速３００ｍｍ／ｓｅ
ｃで行われているため、画像形成前一周分９４．２／３００＝０．３１４ｓｅｃ
（Ａ´）となり、（Ａ´）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．４ｓｅｃと
なる。次に同様に１ｔｏＮの画像形成を行ったところ、
実施例１と同様の結果、例えば１ｔｏ２においては９．
２万枚の画像形成が可能となった。

【００９７】また、本実施例においては転写ニップ部７
ｃから同期取りローラ対５０までの距離Ｌが１００ｍｍ
であるため、実施例１に比べ１ｔｏＮの画像形成時の最
初の記録材Ｐの排出時間が約０．３ｓｅｃ短縮すること
ができ、生産性の低下を防ぐことができた。

【００９８】ところで、本実施例においては所定時間の
間、感光体１の周速を３００ｍｍ／ｓｅｃに上昇させた
が、上昇率は本実施例の数値に限定されるものではな
く、感光体の系、種類、帯電部材の系、種類、プロセス
スピード等々で最適値が異なるのは勿論である。

【００９９】また、本実施例ではｔ０＝０．４７ｓｅｃｔ１＝０．６７ｓｅｃとしたが、ｔ０≦ｔ１であれば、同様の効果を得ること
ができるが、装置の省スペース化、生産性を考慮する
と、ｔ１≦２×ｔ０を満たすことが望ましく、より好ま
しくはｔ０とｔ１が略同等であることが実質的に最適の
構成となる。

【０１００】また、本実施例では感光体１の周速を変化
させたが、同期取りローラ対５０から転写ニップ部７ｃ
まで記録材Ｐが移動する速度を可変にしても同等の効果
が得られる。たとえば本実施例において最初の記録材Ｐ
の先端が同期取りローラ対５０から転写ニップ部７ｃま
で移動する速度をプロセススピードの半分の７５ｍｍ／
ｓｅｃとしても同等の効果を得ることができる。

【０１０１】また、各々を併用し、最適な値で速度を制
御しても構わないのは勿論である。

【０１０２】また、実施例１、２で述べたような、画像
形成装置に入力された入力画像データの蓄積、展開等の
処理以外に、例えば定着装置の温度が所定の定着温度に
達するまで画像形成をウエイトさせる場合、あるいは画
像形成装置をプリンタとして用いた場合に入力画像デー
タの展開終了まで画像形成をウエイトさせる場合におい
ても、実施例１、２の形態を適用することにより、余分
に感光体を帯電させることがなくなった。その結果、帯
電電源の消費電力を少なくでき、画像不良の発生や感光
体の寿命低下を防止し、かつ単位時間当たりの画像形成
枚数、即ち、生産性も維持することができた。

【０１０３】〈その他の実施形態例〉実施形態例の画像
形成装置において、接触帯電部材２はローラ型に限ら
ず、ブレード型、ロッド型、ブラシ型、磁気ブラシ型等
の他の形態の接触帯電部材であってもよい。

【０１０４】帯電部材は像担持体面に必ずしも圧接力を
もって接していなくとも帯電部材と像担持体面との間
に、ギャップ間電圧とパッシェン曲線で決まる放電可能
領域さえ確実に保証されれば、非接触で極近接した配設
形態であってもよく、本発明においてはこの場合も接触
帯電の範疇とする。

【０１０５】交番電圧の波形としては、正弦波、矩形
波、三角波等適宜使用可能である。

【０１０６】交番電圧の代わりに、定電圧、あるいは定
電流制御された直流電界も使用可能である。

【０１０７】画像露光手段は、原稿画像のスリット露光
手段など他の適宜の露光手段、機構にすることができ
る。

【０１０８】現像方式は正規現像でも差し支えない。

【０１０９】接触帯電式転写手段としては上記実施例で
は導電体ローラの転写ローラであるが、ローラ型に限ら
ず、ベルト型等の他の回転体とすることもできる。転写
用コロナ放電装置でもよい。

【０１１０】像担持体は静電記録誘電体等であってもよ
い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、画像形成モードや入力画像データ量等に依らず、
像担持体の帯電に要する消費電力を可及的に少なくする
ことができる。さらに、濃度ムラ等のない良好な画像を
生産性よく提供でき、像担持体の寿命を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】帯電バイアス印加時間と感光体表面電位の関
係を示す図

【図３】Ａ４一枚あたりの帯電時間と感光体の削れ量
（一万枚あたり）の関係を示す図

【図４】実施例１において１ｔｏＮのＮと画像形成可
能枚数（Ａ４横）の関係を示す図

【図５】比較例（従来例）の画像形成装置の概略構成
図

【図６】比較例において１ｔｏＮのＮと画像形成可能
枚数（Ａ４横）の関係を示す図

【図７】実施例２の画像形成装置の概略構成図

【図８】実施例２の画像形成時のタイミングチャート
（１ｔｏ２）

【符号の説明】

１・・感光体、２・・帯電ローラ、５・・露光装置、７
・・転写ローラ、７ｃ・・転写領域（転写ニップ部）、
５０・・同期取りローラ対、ｎ・・感光体と帯電ローラ
の圧接ニップ部（帯電ニップ部）、θ・・帯電ニップ部
ｎと転写ニップ部７ｃの成す角度、Ｌ・・同期取りロー
ラ対５０から転写ニップ部７ｃまでの距離（転写材実移
動距離）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA38 DB01 DC03 EC06 ED03 ED06 ED17 EE02 EE07 EE08 EF06 EF09 FA02 FA07 FA35 2H072 AB07 CA01 JA02 2H200 FA15 GA10 GA14 GA16 GA23 GA46 GA54 GA57 GB12 HA02 HA28 HA29 HB12 HB22 HB43 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 JB10 MA03 MA20 MB06 MC01 NA06 NA08 NA09 NA10 PA10 PA26 PB12 PB29 PB32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、前記像担持体を帯電する帯
電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持
体上に像を形成する像形成手段と、記録材収納部から搬
送されてきた記録材を待機させた後、前記像担持体上の
像を記録材に転写する転写部へ向けて搬送する搬送手段
と、前記搬送手段による記録材の搬送開始タイミングに
基づいて前記帯電手段による帯電開始タイミングを制御
する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】請求項１において、前記搬送手段による
記録材の待機時間は可変であることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項３】請求項２において、前記搬送手段による
記録材の待機時間は画像形成モードに応じて可変である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３において、入力画像データを画
像処理する処理手段を更に有し、前記像形成手段は前記
処理手段によって画像処理された出力画像データに基づ
いて前記像担持体を露光する露光手段を備えることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４において、前記待機時間は、入
力画像データを前記処理手段によって処理することなく
前記露光手段へ出力する場合よりも、入力画像データを
前記処理手段によって処理してから前記露光手段へ出力
する場合の方が長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項４において、前記搬送手段による
記録材の待機時間は入力画像データに対する出力画像デ
ータの濃度レベル数に応じて可変であることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項７】請求項２において、前記搬送手段による
記録材の待機時間は入力画像データ量に応じて可変であ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７において、入力画像データを画
像処理する処理手段を更に有し、前記像形成手段は前記
処理手段によって画像処理された画像データに基づいて
前記像担持体を露光する露光手段を備え、前記処理手段
による処理時間は入力画像データ量に応じて異なること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて、前
記帯電手段は前記像担持体に接触した状態でＤＣバイア
スにＡＣバイアスが重畳されたバイアスが印加されるこ
とを特徴とする画像形成装置。