JP2005215708A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ヌケ、画像メモリ、カブリ等の画像不良を生じることなく、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラムの潜像を現像する現像器１３、トナー像を転写材に転写する転写チャージャ１４が設けられ、現像器と転写チャージャとの間には、転写前除電器１００が設けられている。転写前除電器は、冷陰極管１０２と除電チャージャ１０４とを有し、除電チャージャの放電出力を、冷陰極管の光量変動、環境温度、感光体ドラムのライフに応じて調整し、転写前除電器の除電能力を所定の値に維持する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ等の、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置として、電子写真方式の複写機、プリンタ等が広く知られている。電子写真方式の複写機等においては、感光体ドラムを帯電チャージャにより一様に帯電した後、原稿台にある原稿を露光し、その反射光を感光体ドラム上に結像して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。その感光体ドラム上の静電潜像に、現像器によりトナー粒子を供給して静電現像を行い、形成されたトナー像を、転写チャージャによって帯電された転写紙上に転写し、画像形成を行う。

この種の電子写真方式の複写機においては、近年、複写速度の高速化が進んでいるが、その高速化に伴い、感光体ドラムの大径化、ドラム周速の高速化等の理由により、感光体ドラム上に静電付着したトナー像の転写効率が悪化する傾向にある。

すなわち、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写紙に転写する際、感光体ドラムに対するトナーの静電付着力が大きいと、感光体ドラム上のトナー像が転写紙上が充分転写されず、画像かすれや、画像濃度不足、画像の緻密性が悪化する、転写抜けが発生する等の画像不良が発生する。そして、このような画像不良は、複写速度の高速化に伴って増加する傾向にある。

そこで、感光体ドラムに静電付着した卜ナー像を転写紙上に効率良く転写するために、現像後、転写前に、補助除電手段を設ける場合が多くなってきている（例えば、特許文献１）。この転写前補助除電手段は、現像後、転写前に、除電により感光体ドラム上のトナーと感光体ドラムとの静電付着力を弱め、転写紙上にトナーを効率良く転写させる働きをする。

この転写前補助手段としては、主に、光により感光体上の電荷を除電する転写前除電光源（プリトランスファランプ、以下ＰＴＬと称する）、ワイヤー等からの放電により感光体上の電荷の除電しかつトナー自体の転写性を向上させるための転写前チャージャ（プリトランスファチャージャ、以下ＰＴＣと称する）の２つに大別される。

ＰＴＬは、除電光により感光体上の電荷を除電し、感光体とトナーの静電付着力を弱める手段であり、冷陰極管、ＬＥＤ等が用いられるのが一般的である。また、近年の電子写真方式の複写機の高速化に伴い、転写効率を上げる必要性が生じるが、そのためには、転写前除電光源の光量を上げていくことが効果的である。ＰＴＬとしては、ＬＥＤに比較して光量の大きな冷陰極管を使用する場合が多い。

ＰＴＣは、チャージにより感光体を除電し感光体とトナーの静電付着力を弱め、かつトナーをより帯電させ転写しやすくする手段であり、白金や酸化タングステン等の極細ワイヤーより感光体と逆極性（トナーと同極性）のＤＣチャージを放電する装置、あるいは感光体と逆極性（トナーと同極性）にＤＣ偏奇させた後ＡＣチャージを放電する装置が用いられている。
特開昭６４−５９２７６号公報

上述したように、電子写真方式の複写機、特に、複写速度を高速化するために感光体ドラムの速度等を高速化した複写機においては、転写効率を上げるために、トナー像の転写を補助する転写前除電光源として冷陰極管を使用する場合が多いが、転写前除電光源として冷陰線管を使用した場合、冷陰極管の特性として、以下の問題点があげられる。

すなわち、冷陰極管の光量の変動が大きいことがあげられる。これは、例えば冷陰極管を連続点灯した後に、つまり、複写機で連続複写をした後に、長時間消灯状態に放置し、その後点灯させると、点灯直後の光量が低く、そして、徐々に明るくなっていく。

そのため、連続点灯している時の光量が転写抜け等の画像不良を防止できる光量となるように、冷陰極管の光量を設定した場合、長時間放置した後の点灯直後に、転写前除電光の光量が不足し、転写効率の悪化を招き、ひいては転写抜けが発生してしまう。この理由により、長時間放置した後の点灯直後の冷陰極管の光量を転写抜けの発生しない十分な光量に設定する必要があるが、しかし、この場合、連続点灯時の冷陰極管の光量が過剰となり、画像メモリ等の画像上の不具合が生じる。すなわち、冷陰極管を用いる場合、点灯直後、連続点灯中ともに画像不良が発生しない最適な光量幅が狭い（転写ヌケ、画像メモリーの光量マージンが少ない）。

また、冷陰極管は、低温環境下、例えば、５〜１０℃、２０ＲＨ％の環境下においては、その光量が低下するという特性も有している。そのため、冷陰極管を低温環境下で使用する場合には、光量が不足し、転写抜け等の画像不良が発生する。

一方、ＰＴＣは、感光体ドラムと逆極性のチャージを放電することにより感光体ドラムを除電する。これはトナーと同極性のチャージにもあたるため画像部のトナーをより帯電させ転写効率を上げるというものであるが、非画像部（白地部）に付着している若干量の微弱帯電のトナー、いわゆるドラム上かぶリトナーをも帯電させてしまう。この微弱帯電トナーは、ＰＴＣが無い場合は転写されずクリーニング部へ運ばれるが、ＰＴＣで帯電されると転写され易くなる為、紙上のカブリが非常に大きくなる。この様に、ＰＴＣを用いた場合には、カブリレベルが悪化するという弊害が生じる。

このようなＰＴＣによる不具合画像、つまり、カブリは、感光体ドラムが寿命に近付いた場合（白地電位の上昇による）や多湿環境時（現像剤帯電量の低下による）に主に発生する。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、転写ヌケ、画像メモリ、カブリ等の画像不良を生じることなく、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像形成装置は、転写前除電手段として転写前除電光源と転写前除電チャージャとを併用することにより、転写前除電光源の光量不足を転写前除電チャージャで補うとともに、転写前除電チャージャによるカブリを防止するものである。

すなわち、この発明の態様に係る画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、環境温度を検出する温度検出手段と、を備えている。

そして、上記転写前除電手段は、上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する除電光源と、上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、上記除電光源の光量の変動に応じて上記除電チャージャの放電出力を変更するとともに、上記温度検出手段により検出された環境温度に応じて上記除電チャージャの放電出力を変更し、上記転写前除電手段の除電能力を所定の値に調整する制御手段と、を備えている。

上記構成の画像形成装置によれば、転写前除電手段は、現像手段によって像担持体上に形成された現像剤像が転写材に転写される直前に、像担持体および現像剤像を除電することにより、像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減し、転写効率の向上を図る。そして、制御手段は、転写前除電手段の除電能力を所定の値に維持するように、除電チャージャの放電出力を変更することを特徴としている。

この発明の他の態様に係る画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、上記像担持体の休止時間を検出する時間検出手段と、を備えている。

そして、上記転写前除電手段は、上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定し、上記冷陰極管の光量の変動に応じて、上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から変更し、上記転写前除電手段を所定の除電能力に維持する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

上記構成の画像形成装置によれば、転写前除電手段は、現像手段によって像担持体上に形成された現像剤像が転写剤に転写される直前に、像担持体および現像剤像を除電することにより、像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減し、転写効率の向上を図る。冷陰極管を休止した後に点灯を開始した場合、点灯直後の光量は、冷陰極管の休止時間によって変動する。そのため、制御手段は、上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定し、以後、冷陰極管の光量の変動に応じて、除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から変更して、転写前除電手段を所定の除電能力に維持する。

この発明の他の態様に係る画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、温度環境を検出する温度検出手段と、を備えている。

そして、上記転写前除電手段は、上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、上記像担持体の休止時間および上記冷陰極管の連続点灯時間を検出する時間検出手段と、上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定するとともに、上記時間検出手段によって検出された上記冷陰極管の連続点灯時間の増加に応じて上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から低減し、更に、上記温度検出手段により低温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも高い放電出力に維持するとともに、上記温度検出手段により高温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも低い放電出力に維持し、上記転写前除電手段を所定の除電能力に維持する制御手段と、を備えている。

この発明の態様によれば、転写前除電手段として、除電光源と除電チャージャとを併用し、除電チャージャの放電出力を調整することにより、転写前除電手段の除電能力を所定のレベルに維持することができ、転写ヌケ、画像メモリ、カブリ等の画像不良を生じることなく、良好な画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明を電子写真式の複写機に適用した実施例について詳細に説明する。

まず、複写機の全体の構成について概略的に説明すると、図１に示すように、複写機は筐体１０を備え、この筐体内のほぼ中央部に、像担持体として、例えば、ヒ素セレンからなる感光体ドラム１２が回転自在に設けられている。感光体ドラム１２の周囲には、帯電チャージャ１１、現像手段として機能する現像器１３、転写手段として機能する転写チャージャ１４、剥離チャージャ１５、剥離爪１６、清掃装置１７、および除電ランプ１８が順に配置され、画像形成部２０を構成している。

筐体１０の上面部には透明ガラスからなる原稿載置台３２、および原稿載置台上に原稿Ｄを自動的に給紙する自動原稿送り装置（以下ＡＤＦと称する）８０が設けられている。

ＡＤＦ８０は、原稿載置台３２を開閉する原稿押えを兼ねて構成され、原稿Ｄが載置される原稿トレイ８２と、原稿載置台のほぼ全面と対向して設けられ原稿を搬送する搬送ベルト８５と、を備えている。そして、原稿トレイ８２に載置された原稿は、搬送路８４を介して原稿載置台３２上に導かれ、搬送ベルト８５により所定の位置に搬送および位置決めされる。そして、後述するスキャナにより読み取られた原稿は、搬送ベルト８５により搬送路８６を通してＡＤＦ８０上面の原稿排紙部８８に排出される。

筐体１０内において原稿載置台３２の下方には、原稿載置台３２上に載置された原稿Ｄの画像を読み取るスキャナ２２が配設されている。このスキャナ２２は、リフレクタ２３によって背部が囲繞された露光ランプ２４と、露光ランプと共に第１のキャリッジ３３に載置された第１の反射ミラー２５と、を備えている。また、スキャナ２２は、第２のキャリッジ３４に載置されて一体的に移動可能な第２および第３の反射ミラー２６、２７と、レンズ２８と、固定の第４、第５及び第６の反射ミラー２９、３０、３１と、を有している。

第１および第２のキャリッジ３３、３４は、原稿載置台３２に沿って所定の速度で移動され、露光ランプ２４からの照射光により原稿Ｄを走査する。そして、原稿Ｄからの反射光は、第１ないし第６の反射ミラーおよびレンズ２８により感光体ドラム１２に導かれ感光体ドラム表面を露光する。+-
それにより、後述するように帯電チャージャ１１によって一様に帯電された感光体ドラム１２の表面に、原稿の画像に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１３により現像剤としてのトナーを用いて現像され、トナー像を形成する。このように、帯電チャージャ１１およびスキャナ２２は、この発明における潜像形成手段を構成している。

第３の反射ミラー２７とレンズ２８との間には、露光光量を測定する自動露光センサ２１が設けられている。そして、第３のミラー２７で反射した光の一部は自動露光センサ２１に入射し、自動露光センサ２１は、画像濃度に応じた出力電圧を後述するＣＰＵ９２に原稿濃度信号として出力する。

筐体１０の側面下部には、転写材としての用紙Ｐをそれぞれ多数枚収容した第１および第２の給紙カセット３５、３６が脱着自在に装着されている。また、筐体１０内には、第１および第２の給紙カセット３５、３６から取り出された用紙Ｐを、感光体ドラム１２と転写チャージャ１４との間に位置した転写部を通して搬送する搬送路３８が形成され、搬送路の終端には定着装置４０が設けられている。定着装置４０に対向した筐体１０の側壁には排出口４２が形成され、この排出口には排紙トレイ４３が装着されている。

定着装置４０は、ヒータを内蔵したヒートローラ４０ａ、ヒートローラに転接した加圧ローラ４０ｂ、ヒートローラ４０ａの温度を検出するサーミスタ４０ｃ等を備えて構成されている。

第１および第２の給紙カセット３５、３６の近傍には、それぞれ給紙カセットから用紙Ｐを取り出すピックアップローラ４４が設けられているとともに、搬送路３８において感光体ドラム１２の上流側には用紙Ｐを整位するレジストローラ４６が設けられている。また、レジストローラ４６の近傍には、用紙Ｐの到着を検出するセンサ４８が設けられている。

ピックアップローラ４４により第１あるいは第２の給紙カセット３５、３６から１枚づつ取り出された用紙Ｐは、レジストローラ４６により整位された後、転写部に送られる。そして、転写部において、感光体ドラム１２上のトナー像が、転写チャージャ１４により用紙Ｐ上に転写される。

トナー像の転写された用紙Ｐは、剥離チャージャ１５からのＡＣコロナ放電および剥離爪１６により感光体ドラム１２から剥離され、搬送路３８を構成する搬送ベルト５０を介して定着装置４０に搬送される。そして、定着装置４０によってトナー像が溶融定着された用紙Ｐは、排紙ローラ５１により排紙トレイ４３上に排出される。

また、搬送路３８の下方には、定着装置４０を通過した用紙Ｐを反転した後に再びレジストローラ４６を介して転写部へ導く自動両面装置５１が設けられている。自動両面装置５１は、搬送路３８から分岐し用紙Ｐを反転させるための反転路５２と、反転された用紙Ｐを一時的に集積する一時集積部５３と、一時集積部からレジストローラ４６まで用紙Ｐを搬送する再搬送路５４と、を備えている。

定着装置４０と排紙ローラ５１との間には、用紙Ｐを反転路５２へ導く振り分けゲート５５が設けられ、反転路５２および再搬送路５４内には複数の送りローラ５６が配設されている。また、一時集積部５３内には、集積された用紙Ｐを１枚づつ取出して再搬送路５４へ送るピックアップローラ５７が設けられている。

両面コピーを行なう場合、定着装置４０を通過した用紙Ｐは、振り分けゲート５５により反転路５２に導かれ、反転された後に一時集積部５３へ集積される。集積された用紙Ｐは、ピックアップローラ５７によって一時集積部５３から取り出された後、再搬送路５４を通してレジストローラ４６へ送られ、ここで整理された後、再び転写部において用紙Ｐの裏面にトナー像が転写される。その後、用紙Ｐは、搬送路３８、定着装置４０および排紙ローラ５１を介して排紙トレイ４３に排紙される。

次に、感光体ドラム１２および画像形成部２０の構成について詳細に説明する。図２に示すように、感光体ドラム１２の表面を所定の電位に一様に帯電させる帯電チャージャ１１はコロナワイヤ１１ａおよびグリッド１１ｂを有し、コロナワイヤには、電圧を印加してコロナ放電を発生させる図示しない電源が接続されている。また、グリッド１１ｂには、グリッド電圧を印加する高圧トランス６０が接続されている。これらの電源および高圧トランス６０は、制御手段としてのＣＰＵ６２に接続されている。

感光体ドラム１２の回転方向に関して、帯電チャージャ１１の下流側には、スキャナ２２からの反射光によって露光される感光体ドラム１２表面上の露光位置１２ａが位置し、この露光位置において、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。

露光位置１２ａと帯電チャージャ１１と間には、部分消去用のＬＥＤ６５が配設されている。また、現像器１３は、感光体ドラム１２表面上の静電潜像にトナー粒子を供給して現像する現像ローラ１３ａを有し、この現像ローラには、ＣＰＵ６２の制御の下、高圧トランス７６によって現像バイアスが印加される。

現像器１３とＬＥＤ６５と間には、感光体ドラム１２表面の温度を検出する温度検出手段として機能するサーミスタ６６が設けられ、このサーミスタ６６のアクチュエータ６６ａは感光体ドラムの端部においてドラム表面に接触している。そして、サーミスタ６６は検出信号をＣＰＵ６２に出力する。

また、現像器１３とＬＥＤ６５と間には、感光体ドラム１２表面電位を検出する表面電位センサ６７が設けられている。

感光体ドラム１２に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写チャージャ１４と、用紙Ｐを感光体ドラムから分離させるための剥離チャージャ１５とは、感光体ドラム１２の回転方向Ａに関して現像器１３の下流側に設けられている。そして、転写チャージャ１４および剥離チャージャ１５は一体に形成されているとともに、それぞれ高圧トランス６８、７０を介してＣＰＵ６２に接続されている。

現像器１３と転写チャージャ１４との間には、転写前除電器１００が設けられている。この転写前除電器１００は、感光体ドラム１２表面および感光体ドラム上に形成されたトナー像を除電して、感光体ドラム表面に対するトナー像の静電付着力を低減するもので、転写前除電手段として機能する。

転写前除電器１００は、感光体ドラム１２に向けて除電光を照射する転写前除電ランプ（ＰＴＬ）としての冷陰極管１０２と、感光体ドラム１２に向けて放電する転写前チャージャ（ＰＴＣ）１０４と、を併用して構成されている。

冷陰極管１０２は、感光体ドラム１２の軸方向に沿って配設されているとともに、光源ドライバ１０６を介してＣＰＵ６２に接続されている。転写前チャージャ１０４としては、感光体ドラム１２の軸方向に沿って延びる白金クラッドワイヤ（φ６５μｍ）が用いられ、電源１０８を介してＣＵＰ６２に接続されている。

転写前チャージャ１０４は、印加電圧に応じてその放電出力、つまり、除電能力を変更可能であり、後述するように、ＣＰＵ６２の制御の下、冷陰極管１０２の光量の変動、湿度の変動、感光体ドラムの寿命に応じて放電出力が調整され、転写前除電器１００全体としての除電能力を所定の値に維持する。

剥離チャージャ１５の下流側には剥離爪１６が設けられ、更に、剥離爪の下流側にはクリーニングブレード７８を有するクリーニング装置１７が設けられている。クリーニングブレード７８は、感光体ドラム１２の表面に接触して設けられ、転写されずにドラム表面に残留したトナーをドラム表面から掻き落とす。

剥離爪１６とクリーニング装置１７との間には、補助クリーニング機構として感光体ドラム１２にＡＣを印加するためのコロナワイヤを備えた帯電器７７が設けられている。

また、クリーニング装置１７と帯電チャージャ１１との間には除電ランプ１８が配設されている。除電ランプ１８は光源ドライバ９４を介してＣＰＵ６２に接続され、ＣＰＵの制御の下、光源ドライバ９４への印加電圧を変更することにより、除電ランプ１８の光量を変更可能となっている。

なお、ＣＰＵ６２には、複写機の作動時間および休止時間、つまり、一旦複写動作が終了してから次の複写動作が開示されるまでの時間、を測定するタイマ９６、定着装置４０のヒートローラ４０ａの温度を検出するサーミスタ４０ｃ、感光体ドラム１２の寿命をカントするライフカウンタ９７、種々の制御データを格納したメモリ９３が接続されている。

タイマ９６は、休止時間および連続点灯時間を検出するこの発明における時間検出手段として機能するとともに、サーミスタ４０ｃもヒートローラ４０ａの温度に基づいて休止時間を検出する手段として機能する。更に、サーミスタ４０ｃは、感光体ドラム１２の温度に応じて環境温度を検出するための温度検出手段として機能し、ライフカウンタ９７は寿命検出手段として機能する。

上記のように構成された複写機において、転写前除電器１００は、冷陰極管１０２の光量変動、環境の変動、感光体ドラムの寿命等に応じて転写前チャージャ１０４の放電出力を制御することにより所望の除電能力を維持し、転写抜け、画像モメリの発生、カブリ等の不具合を防止する。

まず、冷陰極管の１０２の光量と転写前チャージャ１０４の放電出力との関係について説明する。冷陰極管１０２の光量は、その休止時間、あるいは環境温度によって変動する。

図３は、常温環境（温度２３℃、湿度５０％）、および低温環境（１０℃、２０％）のそれぞれおいて、複写機を６０分放置後、つまり、６０分休止後に転写前除電器１００の冷陰極管１０２を点灯した場合の光量の変化と、その時の転写抜けのレベルとを示している。

図３において、横軸は、冷陰極管１０２の連続点灯時間に対応する連続複写枚数、第１縦軸は、冷陰極管の光量、第２縦軸は転写抜けレベルをそれぞれ示している。

検討に使用した複写機としては、東芝製アナログＰＰ−ＣＦ１５４（６５ＣＰＭ機）を、現像剤はＤー１７１０、トナーはＴ−２５１０、感光体ドラムとしてφ１００のＯＰＣドラムを、転写抜けの評価にはハンマーミルＴｉｄａｌーＤＰのＬＴサイズ紙を使用した。また、冷陰極管１０２としては、常温環境で最高照度が１２００ＬＵＸとなるものを使用した。光量の測定に使用する照度計としては、ミノルタ製Ｔ−ＩＭを使用し、照度計のプローブに３×１０ｍｍのスリットを取り付けて照度を測定した。

図３からも明らかなように、常温環境において、複写機を長時間放置後に作動させた場合、つまり、冷陰極管１０２を点灯した場合、点灯直後の冷陰極管は暗く、点灯直後から数秒ないし数十秒程度まで光量が最高出力に達しておらず、その後、徐々に明るくなっていくことがわかる。そして、冷陰極管１０２の光量が１０００ＬＵＸ程度に上昇するまで、転写抜けレベルも悪いく、光量の上昇に伴い徐々に転写抜けレベルが向上する。低温環境においても同様の傾向があり、常温環境と比べ、冷陰極管１０２の光量は全体的に低めとなる。

また、点灯直後の冷陰極管１０２の光量は、複写機の休止時間、つまり、冷陰極管１０２の休止時間に依存する。図４は、冷陰極管１０２の休止時間を種々変化させた場合において、休止後に冷陰極管を連続点灯した時の冷陰極管の光量の変化をそれぞれ示している。この試験に使用した複写機および照度測定器としては、図３に示したものと同様のものを用い同一条件で試験を行った。

ここで、横軸は冷陰極管１０２の連続点灯時間を、縦軸は連続点灯時における冷陰極管の光量の推移をそれぞれ示している。この図からも明らかな様に、冷陰極管１０２の放置時間の違いにより、連続点灯時における冷陰極管の光量の立ち上がりが変化し、放置時間が短いほど、点灯直後の光量は最高光量に近く、放置時間が長いほど、低い光量から始まる。

そこで、本実施の形態によれば、制御手段としてのＣＰＵ６２は、コピー開始直後の転写前チャージャ１０４の放電出力を上げてコピー開始直後の冷陰極管１０２の光量不足を補うことにより、転写前除電器１００全体の除電能力を転写抜けの生じない所定のレベルに設定している。

転写前チャージャ１０４の放電出力は、電源１０８による印加電圧を制御することによって調整可能であり、転写前チャージャ１０４の放電出力を、図３に示した様な、冷陰極管１０２の光量の推移と逆の制御を行い、つまり、冷陰極管１０２点灯直後に転写前チャージャの放電出力が最大となるように制御し、冷陰極管の光量があがるにつれて放電出力を徐々に下げていくことにより、転写前除電器１００の除電能力を、ほぼ所定の値に一定に保つものである。

ここで、冷陰極管１０２点灯直後の転写前チャージャ１０４の放電出力値、つまり、初期値は、図５に示すように、複写機の休止時間に応じて設定する。すなわち、休止時間が長い程、転写前チャージャ１０４の初期出力値を高く設定する。そして、冷陰極管１０２の点灯後、放電出力を徐々に低下させ、冷陰極管１０２が最高光量に達した後は放電出力を一定の値に維持する。

例えば、最大光量が５００〜２０００ＬＵＸの範囲内にある冷陰極管を用いた場合、コピー開始時から１２０秒までの間は、冷陰極管の放置時間に従ってＰＴＣ１０４の放電出力を１〜２０μＡの範囲で徐々に低下させる。

それにより、複写機の休止時間によらず、冷陰極管１０２および転写前チャージャ１０４の合計の除電能力、つまり、転写前除電器１００の除電能力をほぼ一定に保つことができる。

また、前述したように、低温環境においては、常温環境と比較して冷陰極管１０２の光量が全体的に低下するため、転写前チャージャ１０４の放電出力を常温環境時よりも高くする必要がある。逆に、高温多湿環境下（例えば、温度３０℃、湿度８５％）では、現像剤の帯電量が下がるため感光体ドラム上のカブリが増大する。この状態で、転写前チャージャ１０４から過剰の放電を浴びせると、白地部分のトナーは、本来その微弱帯電のために転写位置を通過しクリーニング装置１７で回収されるべきであるにも拘らず、強帯電となり転写紙上に全部引き寄せられて転写紙上の白地カブリとなってしまう。従つて、高温多湿環境である場合は、転写前チャージャ１０４の放電出力を下げる必要がある。

そこで、本実施の形態によれば、図６に示すように、常温環境に比較して、低温環境時には転写前チャージャ１０４の放電出力を上げるように制御し、逆に、高温高湿環境においては放電出力を下げるように制御している。例えば、検出した環境温度に応じて、ＰＴＣ１０４の放電出力を１〜２０μＡの範囲で可変する。

このような制御により、常温環境との差を無くすことが可能となり、転写抜けの発生および画像メモリの発生を防止することができる。なお、図において、Ｎ／Ｎは常温常湿環境、Ｌ／Ｌは低温低湿環境、Ｈ／Ｈは高温高湿環境をそれぞれ示している。

更に、ＣＰＵ６２は、感光体ドラム１２の寿命に従って、つまり、感光体ドラムがその寿命に近付くに従って、転写前チャージャ１０４の放電出力を低下させるように制御を行なう。つまり、感光体ドラム１２は、寿命に近付くに従って永久残電位の上昇かつ感度低下に起因して白地電位が上昇し、ドラム上のカブリが上昇する。そこで、ＣＰＵ６２は、図７に示すように、ライフカウンタ９７のカウント間に基づき、感光体ドラムの寿命が所定の値に達した後、転写前チャージャ１０４の放電出力を徐々に下げていく制御を行なう。この場合、例えば、０〜５μＡの範囲で徐々に放電出力を低下させる。

図８は、上述した種々の試験結果に基づく、本複写機の具体的な制御動作を示している。先ず、ＣＰＵ６２は、制御開始後、複写機の休止時間、つまり、冷陰極管１０２が放置された時間を算出する。例えば、休止形態がレディ放置であった場合においては、複写機のタイマー９６を使用して、冷陰極管１０２が放置された休止時間を算出する。

一方、休止形態が複写機の電源オフであった場合においては、電源オン時に、先ず、ヒートローラ４０ａの温度をサーミスタ４０ｃからの信号に基づいて検知し、その温度により、複写機がどれくらい放置されたかを推定し、それにより休止時間を算出する。

そして、ＣＰＵ６２は、算出された休止時間および図５に示す制御データに基づいて、ＰＴＣ１０４の初期放電出力（１）を決定する。

次に、ＣＰＵ６２は、複写機の電源オン時の感光体ドラム１２の温度をサーミスタ６６からの信号に基づいて検出する。この検出されたドラム温度により、その複写機がどのような環境にあるのかを推定し、図６に示す制御データに基づいてＰＴＣ１０４の放電出力（２）を決定する。

更に、ＣＰＵ６２は、ライフカウンタ９７のカウント値と図７に示す制御データとに基き、ＰＴＣ１０４の放電出力（３）を決定する。そして、決定された放電出力（１）、（２）、（３）に基づいてＰＴＣ１０４の最終放電出力値を算出する。

複写動作が開始されると、ＣＰＵ６２は、冷陰極管１０２から除電光を照射するとともに、ＰＴＣ１０４を上記初期放電出力（１）にて放電を開始する。そして、連続コピーが行われる場合には、複写機のタイマ９６によって検出された連続コピー時間に応じてＰＴＣ１０４の放電出力を徐々に低下させた後、上記算出された最終放電出力値に維持する。

図９および図１０は、転写前除電器１００におけるＰＴＣ１０４の放電出力を上記のように制御した場合における、転写抜けレベル、およびカブリの発生状況を示している。

図９から分かるように、冷陰極管１０２の光量変動、および環境温度の変動に応じてＰＴＣ１０４の放電出力を変更して転写前除電器１００の除電能力を所定の値に調整することにより、冷陰極管１０２の点灯初期、および連続コピー中のいずれにおいても、転写抜けレベルを問題のないレベルに維持し、転写効率の向上を図ることができる。

また、図１０から分かるように、環境の変動および感光体ドラム１２の寿命に応じてＰＴＣ１０４の放電出力を変更して転写前除電器１００の除電能力を所定の値に調整することにより、高温多湿環境下、および感光体ドラム１２がその寿命に近付いた状況においても、画像のカブリを低減し高品位な画像を形成することが可能となる。

なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、本実施の形態においては、除電光源として冷陰極管を用いたが、これに限らず、ＬＥＤアレイ等の他の光源を用いることもできる。例えば、ＬＥＤアレイを用いた場合、環境の変動および感光体ドラムの寿命に応じて転写前チャージャの放電出力を調整することにより、上記実施の形態と同様に、高温多湿環境下、および感光体ドラムがその寿命に近付いた状況においても、画像のカブリを低減し高品位な画像を形成することが可能となる。

また、転写前除電器１００の転写前チャージャは、ＤＣチャージャ、ＡＣチャージャのいずれを用いた場合でも同様な作用効果を得ることができる。冷陰極管は最大光量が１２００ＬＵＸのものに限定されることなく、必要に応じて変更可能であり、最大光量の相違に応じてＰＴＣの放電出力を調整することにより、上記と同様の作用効果を得ることができる。

更に、この発明はアナログ式の複写機に限らず、デジタル複写機、レーザプリンタ等の他の画像形成装置に適用してもよい。また、感光体ドラムは、上述したＯＰＣドラム等の有機系に限らず、無機系の感光体ドラムを用いた場合にも同様の作用効果を得ることができる。

この発明の実施の形態に係る複写機全体を示す断面図。 上記複写機の画像形成部および制御系を概略的に示す図。 冷陰極管の点灯時間、光量、および転写抜けレベルの関係を示すグラフ。 休止時間が異なる場合の、冷陰極管の点灯時間と光量との関係をそれぞれ示すグラフ。 種々の休止時間に応じて制御されたＰＴＣ出力値を示すグラフ。 種々の環境に応じて制御されたＰＴＣ出力値を示すグラフ。 感光体ドラムの寿命（走行距離）とＰＴＣ出力値との関係を示すグラフ。 上記複写機における除電チャージャの放電出力の制御動作を示すフローチャート。 上記除電チャージャの放電出力を制御した場合における、転写抜けレベルを示すグラフ。 上記除電チャージャの放電出力を制御した場合における、カブリの状態を示すグラフ。

符号の説明

１２…感光体ドラム、 １３…現像器、 ２０…画像形成部、 ４０…定着装置、
４０ｃ…サーミスタ、 ６２…ＣＰＵ、 ６６…サーミスタ、 ９３…メモリ、
９６…タイマ、 ９７…ライフカウンタ、 １００…転写前除電器、
１０２…冷陰極管、 １０４…除電チャージャ、 １０６…電源、
１０８…光源ドライバ

Claims (5)

1. 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、
   上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   上記転写前除電手段は、
   上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する除電光源と、
   上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、
   上記除電光源の光量の変動に応じて上記除電チャージャの放電出力を変更するとともに、上記温度検出手段により検出された環境温度に応じて上記除電チャージャの放電出力を変更し、上記転写前除電手段の除電能力を所定の値に調整する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、
   上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、
   上記像担持体の休止時間を検出する時間検出手段と、
   を備え、
   上記転写前除電手段は、
   上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、
   上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、
   上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定し、上記冷陰極管の光量の変動に応じて、上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から変更し、上記転写前除電手段を所定の除電能力に維持する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、
   上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、
   を備え、
   上記転写前除電手段は、
   上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、
   上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、
   上記像担持体の休止時間および上記冷陰極管の連続点灯時間を検出する時間検出手段と、
   上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定するとともに、上記時間検出手段によって検出された上記冷陰極管の連続点灯時間の増加に応じて上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から低減し、上記転写前除電手段を所定の除電能力に維持する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、
   上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、
   温度環境を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   上記転写前除電手段は、
   上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、
   上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、
   上記像担持体の休止時間および上記冷陰極管の連続点灯時間を検出する時間検出手段と、
   上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定するとともに、上記時間検出手段によって検出された上記冷陰極管の連続点灯時間の増加に応じて上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から低減し、更に、上記温度検出手段により低温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも高い放電出力に維持するとともに、上記温度検出手段により高温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも低い放電出力に維持し、上記転写前除電手段を所定の除電能力に維持する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
   上記像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、
   上記現像剤像の転写前に上記像担持体を除電し、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電吸着力を低減する転写前除電手段と、
   温度環境を検出する温度検出手段と、
   上記像担持体の寿命を測定する寿命検出手段と、
   を備え、
   上記転写前除電手段は、
   上記像担持体および現像剤像に除電光を照射する冷陰極管と、
   上記像担持体に放電して除電するとともに、放電出力を変更可能な除電チャージャと、
   上記像担持体の休止時間および上記冷陰極管の連続点灯時間を検出する時間検出手段と、
   上記時間検出手段によって検出された休止時間に応じて上記除電チャージャの初期放電出力を設定するとともに、上記時間検出手段によって検出された上記冷陰極管の連続点灯時間の増加に応じて上記除電チャージャの放電出力を上記初期放電出力から低減し、更に、上記温度検出手段により低温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも高い放電出力に維持するとともに、上記温度検出手段により高温環境が検出された場合に、上記除電チャージャの放電出力を常温環境時よりも低い放電出力に維持し、上記寿命検出手段の検出結果により、上記像担持体が寿命に近付くに従って、上記除電チャージャの放電出力を低減する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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