JP2009229810A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体から中間転写体上への転写時におけるトナー像の飛び散りを防止するとともに、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止する。
【解決手段】画像形成部は、回転駆動される像担持体１５と、一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段１４と、前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段１７と、前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段５０と、前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を、前記記録媒体搬送部材によって搬送される記録媒体上又は前記中間転写体２５上に転写する転写手段２６とを有するように構成して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

特開平５−１４２９１３号公報 特開平９−１７９３５８号公報 特開２００３−２６３０３６号公報

従来、フルカラーの画像を形成可能な画像形成装置としては、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色に対応した複数の画像形成ユニットを並列的に配置し、これら複数の画像形成ユニットの感光体ドラム上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色に対応したトナー像を、中間転写ベルト上に順次多重に一次転写した後、当該中間転写ベルト上に多重に一次転写された複数色のトナー像を、記録用紙上に一括して二次転写した後、定着処理を施すことにより、フルカラーの画像を形成するように構成したものがある。

かかる画像形成装置においては、複数の画像形成ユニットによってそれぞれ形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に順次多重に転写する必要があるため、各画像形成ユニットで形成されたトナー像を、中間転写ベルト上に一次転写する際に、転写ロールや転写用のコロトロンからなる転写手段に高い転写電圧を印加する必要がある。そのため、上記画像形成装置では、各画像形成ユニットの感光体ドラムから中間転写ベルトへのトナー像の転写時に、中間転写ベルトの裏面に過剰に印加される転写電界によってトナー像が飛び散ってしまい、中間転写ベルト上に転写されるトナー像のエッジ部等の画質が低下する“ブラー”と呼ばれる画質欠陥が発生するという技術的課題を有していた。

また、上記画像形成装置においては、上述したように、各画像形成ユニットで形成されたトナー像を、中間転写ベルト上に一次転写する際に、トナー像が有する電荷量に対抗するため、転写ロールや転写用のコロトロンからなる転写手段に高い転写電圧を印加する必要がある。そのため、上記画像形成装置では、トナー像が中間転写ベルト上に一次転写される際に、転写ロールや転写用コロトロンによる過剰な転写電界を受けて、トナー像の一部が逆極性に帯電してしまい、次の画像形成ユニットにおける転写時に、感光体ドラム側に再度転写されてしまう、所謂リトランスファーと呼ばれる現象が発生し、特に中間調画像や高濃度の画像領域では、リトランスファーによって画像濃度が部分的に減少して、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるという技術的課題を有していた。

そこで、かかる技術的課題に対しては、特開平５−１４２９１３号公報、特開平９−１７９３５８号公報、及び特開２００３−２６３０３６号公報等に開示された技術が既に提案されている。

上記特開平５−１４２９１３号公報に係る多色画像形成装置は、電子写真感光体に一様帯電を施し、特定の色の画像信号に基づく像露光を行なって潜像を形成し、そしてこの潜像を特定の色トナーにて現像を行なうことによってトナー像を形成するという一連の工程を、予め設定された複数の色の各色毎に所定の順序で繰り返し、感光体上に多色のトナー像を形成し、これを転写材に一括転写して多色像を得る電子写真式の多色画像形成装置において、各色現像工程と次色帯電工程の間に、感光体表面電位を帯電時電位の少なくとも１／４以上の帯電前除電を行なう帯電前除電手段を有するように構成したものである。

また、上記特開平９−１７９３５８号公報に係る画像形成装置は、像担持体と、上記像担持体上に現像剤像を形成する画像形成手段と、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、上記画像形成手段と転写手段との間で上記像担持体に対向して設けられ、上記像担持体に対する上記現像剤像の静電付着力を低減させる低減手段と、上記像担持体上に形成される現像剤像の画像濃度を検出する検出手段と、上記検出された画像濃度に応じて上記低減手段の効率を変化させる制御手段と、を備えるように構成したものである。

さらに、上記特開２００３−２６３０３６号公報に係る画像形成方法は、潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程と、該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像工程と、現像によって得られた可視像を該潜像担持体から転写体に転写する転写工程と、該潜像担持体を該転写工程に先立って除電しておく転写前除電工程とを実施して画像を形成する画像形成方法であって、上記潜像担持体の非潜像領域のうち少なくとも潜像領域の周辺部分については、該潜像領域の電位よりも、上記可視像を構成する像形成物質の帯電極性と同極性側に高い電位にして上記転写前除電工程を終了するように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような技術的課題を有している。すなわち、上記特開平５−１４２９１３号公報に係る多色画像形成装置の場合には、転写前除電手段によって感光体表面電位を帯電時電位の少なくとも１／４以上の帯電前除電を行なうものであるが、この多色画像形成装置の場合には、感光体表面の帯電前除電を行なうと、感光体表面の画像部と非画像部との間の電界障壁が小さくなるので、感光体表面の画像領域にトナー像を保持する静電気力が小さくなり、感光体表面のトナー像を中間転写ベルト上に転写する際に、“ブラー”と呼ばれる画質欠陥が発生するという技術的課題を依然として有していた。

また、上記特開平９−１７９３５８号公報に係る画像形成装置の場合には、画像濃度に応じて、像担持体に対する現像剤像の静電付着力を低減させる低減手段の効率を変化させるように構成したものであるが、低減手段は、転写前除電ランプ等から構成されるものであるため、濃度の高い画像と低い画像とが混在する画像などに対しては、効果が得られないという技術的課題を有している。

さらに、上記特開２００３−２６３０３６号公報に係る画像形成方法の場合には、潜像担持体の非潜像領域のうち少なくとも潜像領域の周辺部分については、該潜像領域の電位よりも、上記可視像を構成する像形成物質の帯電極性と同極性側に高い電位にして上記転写前除電工程を終了するように構成したものであるが、潜像領域を現像したトナー像領域を中間転写ベルト上に転写する際の転写電流密度を下げることができないので、次のトナー像の転写工程において、リトランスファーが発生するのを防止することができず、リトランスファーによって画像濃度が部分的に減少して、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるという技術的課題を以前として有している。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、像担持体上の画像部と非画像部との間の電界障壁を維持しつつ、像担持体上のトナー像が有する電荷を低減させることにより、転写電界をも低減させることができ、像担持体から中間転写体上などへの転写時におけるトナー像の飛び散りを防止するとともに、リトランスファー現象に起因した”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止可能な画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、互いに色の異なった複数のトナー像を順次形成する単一の画像形成部、又は互いに色の異なったトナー像を形成する複数の画像形成部と、
前記単一又は複数の画像形成部によって形成された互いに色の異なった複数のトナー像が、直接的に多重に転写される記録媒体を搬送する記録媒体搬送部材、又は多重に一次転写される中間転写体とを備え、
前記単一又は複数の画像形成部は、
回転駆動される像担持体と、
一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段と、
前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段と、
前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を、前記記録媒体搬送部材によって搬送される記録媒体上又は前記中間転写体上に転写する転写手段とを有するように構成したことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、互いに異なった色のトナー像が形成される像担持体を備えた複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部によって形成されたトナー像が多重に転写される中間転写体とを備え、
前記各画像形成部は、
回転駆動される像担持体と、
一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段と、
前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段と、
前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する転写手段とを有するように構成したことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項３に記載された発明は、前記転写前除電手段は、画像密度に応じて露光時間が変調可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項４に記載された発明は、前記転写前除電手段は、画像密度に応じて露光強度が変調可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

又、請求項５に記載された発明は、前記転写前除電手段が露光する光は、前記像担持体が受光感度を有し、且つ前記黒を除くカラートナーによる吸収が少ない波長の光であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置である。

更に、請求項６に記載された発明は、前記複数の画像形成部のうち、最終段の画像形成部は黒色のトナー像を形成する画像形成部であって、当該黒色のトナー像を形成する画像形成部には、前記転写前除電手段による前露光を行わないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置である。

また、請求項７に記載された発明は、前記転写前除電手段は、前記トナー像の濃度が高くなるほど、除電強度を強くすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１及び２に記載された発明によれば、トナー像の領域のみを露光することで、当該トナー像の領域のみの電荷を低減させて、トナー像の領域と非トナー像領域の電界障壁を維持しつつ、転写電界を増大させることなく転写性を向上させることができ、トナー像の飛び散りを防止するとともに、リトランスファー現象に起因した”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

また、請求項３に記載された発明によれば、低濃度のトナー像領域は、トナー像の高さであるパイルハイトが低いので、転写前除電を行わなくとも転写性を確保することができ、当該低濃度のトナー像領域の露光時間を減少させることで、トナー像の飛び散りを防止するとともに、リトランスファー現象に起因した”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

さらに、請求項４に記載された発明によれば、低濃度のトナー像領域は、トナー像の高さであるパイルハイトが低いので、転写前除電を行わなくとも転写性を確保することができ、当該低濃度のトナー像領域の露光強度を低下させることで、トナー像の飛び散りを防止するとともに、リトランスファー現象に起因した”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

又、請求項５に記載された発明によれば、カラートナーからなるトナー像の領域を効果的に転写前除電して、トナー像の飛び散りや低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

更に、請求項６に記載された発明によれば、黒色のトナー像を形成する画像形成部においては、転写前除電手段による露光を行わずに、且つ黒色のトナー像の転写性が確保できるまで、転写電流の密度を高めることで、黒色のトナー像の飛び散り及び低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

また、請求項７に記載された発明によれば、トナー像の濃度が高くなるほど除電強度を強くすることで、高濃度側のトナー像の飛び散りや、低周波数の濃度ムラが生じるのを防止することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラー複写機としても機能するようになっている。なお、上記デジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するものであっても勿論よい。

図２において、１はタンデム型のデジタルカラープリンタの本体を示すものであり、このデジタルカラープリンタ本体１は、その一端側の上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置４を備えているとともに、当該デジタルカラープリンタ本体１の内部には、画像読取装置４や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等を介して送られてくる画像データに、所定の画像処理を施す画像処理装置１２と、当該画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置１００とが配設されている。

上記デジタルカラープリンタ本体１の内部には、画像出力装置１００を構成する複数の画像形成部である画像形成ユニットとして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方には、これらの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋで順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写ベルト２５が、矢印方向に沿って回動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト２５上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙トレイ３９等から給紙される記録材としての記録用紙３４上に一括して転写された後、定着器３７によって記録用紙３４上に定着され、外部に排出されるようになっている。

図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタの構成を、更に詳細に示したものである。

なお、ここではタンデム型のデジタルカラープリンタを用いて、本発明の構成を説明するが、本発明は、カラー複写機／ファクシミリ等においても有効である。以下の実施の形態においても同様である。

図３において、１はタンデム型のデジタルカラープリンタの本体を示すものであり、このデジタルカラープリンタ本体１の一端側の上部には、原稿２をプラテンガラス５上に押圧するプラテンカバー３と、プラテンガラス５上に載置された原稿２の画像を読み取る画像読取装置４が配設されている。この画像読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るように構成されている。

上記画像読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率信号として画像処理装置１２に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の反射率信号に対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像信号は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の階調信号（ラスタ信号）に変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに送られ、これらの画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、所定の色の画像信号に応じてレーザー光による画像露光が行われる。

上記タンデム型のデジタルカラープリンタ本体１の内部には、上述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配設されている。

ところで、この実施の形態では、互いに異なった色のトナー像が形成される像担持体を備えた複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部によって形成されたトナー像が多重に転写される中間転写体とを備え、前記各画像形成部は、回転駆動される像担持体と、一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段と、前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段と、前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する転写手段とを有するように構成されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、基本的に、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する像担持体としての感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を画像信号に基づいて露光して静電潜像を形成する画像露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を現像する現像器１７と、画像信号に基づいて感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電装置と、クリーニング装置１８とから構成されている。

上記画像露光装置１４は、図３に示すように、半導体レーザー１９を原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザー１９からレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザー１９から出射されたレーザー光ＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、再び反射ミラー２０、２１及び複数枚の反射ミラー２３、２４を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに各色の画像信号（ラスタ信号）が順次出力され、これらの画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから画像信号に応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、後に詳述するように、転写前除電装置５０によって、画像信号に基づいて感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像の領域のみが露光されることにより、当該トナー像の領域のみが転写前の工程において除電される。

その後、上記感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。この中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、ストリッピングロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドルロール３０と、バックアップロール３１と、アイドルロール３２との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール３１に圧接する２次転写ロール３３によって、圧接力及び静電気力で記録用紙３４上に一括して二次転写され、この各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、２連の搬送ベルト３５、３６によって定着器３７へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、定着器３７によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体１の外部に設けられた排出トレイ３８上に排出される。

上記記録用紙３４は、図３に示すように、複数の給紙トレイ３９、４０、４１のうちの何れかから所定のサイズのものが、給紙ローラ４２及び用紙搬送用のローラ対４３、４４、４５からなる用紙搬送経路４６を介して、レジストロール４７まで一旦搬送される。上記給紙トレイ３９、４０、４１のうちの何れかから供給された記録用紙３４は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４７によって中間転写ベルト２５上へ送出される。

そして、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。

なお、上記感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト２５は、ベルト用クリーナー４８によって残留トナーが除去される。

ところで、この実施の形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、画像信号に基づいて感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電装置５０を備えている。

この転写前除電装置５０は、画像信号に基づいて感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に形成されたトナー像の領域のみを露光するものであり、機能的には、画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと同様の機能を有するものである。

ただし、この転写前除電装置５０は、感光体ドラム１５の表面に画像信号に応じた静電潜像を形成するものではなく、感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該感光体ドラム１５表面のトナー像の領域のみを転写前の時点で除電するためのものである。従って、上記転写前除電装置５０には、画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと同程度の解像度は必要とされず、コスト的に見ても画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋよりも解像度が低いものであっても良い。例えば、上記画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが１２００ｄｐｉ又は６００ｄｐｉ程度の解像度を有する場合、転写前除電装置５０は、これと同程度の１２００ｄｐｉ又は６００ｄｐｉの解像度を有するものであっても良いが、６００ｄｐｉ又は４００ｄｐｉ程度の解像度を有するものであっても良い。

上記転写前除電装置５０は、画像露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと同様に、半導体レーザー１９や回転多面鏡２２などから構成しても勿論良いが、当該転写前除電装置５０の設置スペースやコストの面から見て、ＬＥＤアレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子アレイ等を用いた固体画像露光素子アレイからなる露光手段を採用しても良い。

上記転写前除電装置５０としてＬＥＤアレイからなる露光手段を用いた場合には、例えば、図４及び図５に示すように構成したものが用いられる。

ＬＥＤアレイヘッド５０は、図４及び図５に示すように、長尺に形成されたアレイヘッド筐体５１を有しており、このアレイヘッド筐体５１の内部に、絶縁基板５３が配設されており、当該絶縁基板５３上には、ＬＥＤ素子を図面に垂直な方向に、所定の配列密度（例えば、６００ｄｐｉ）で形成したＬＥＤ素子アレイ５４が設けられているとともに、このＬＥＤ素子アレイ５４の側方には、当該ＬＥＤ素子アレイ５４を駆動する駆動回路５５が設けられている。また、上記ＬＥＤ素子アレイ５４の上部には、所定の間隔をおいて、セルフォックレンズ（商品名）５２が、図面に垂直な方向に配設されている。このセルフォックレンズ５２は、ＬＥＤ素子アレイ５４の各ＬＥＤ素子から出射された光を集光して、当該セルフォックレンズ５２の先端部から焦点距離に相当する結像位置に、図６に示すように、平面円形のドット状に露光するためのものである。

図７は上記ＬＥＤアレイヘッドの駆動回路を示すものである。

上記ＬＥＤアアイヘッド５０は、例えば１２インチ幅、配列密度６００ｄｐｉならば、１〜６０の合計６０個のＬＥＤチップ５６₁ 〜５６₆₀から構成されており、各ＬＥＤチップ５６₁ 〜５６₆₀には、１２８個のＬＥＤ素子が直線状に形成されている。その結果、上記ＬＥＤアレイヘッド５０には、６０×１２８＝７６８０個のＬＥＤ素子が配列されており、所定のＬＥＤチップ５６₁ 〜５６₆₀毎に分割して駆動されるようになっている。なお、上記ＬＥＤアレイヘッド５０の７６８０個のＬＥＤ素子は、必ずしも画像露光にすべて使用されるものではなく、前述したように、一端部又は両端部に一部使用されないものがある場合もある。

また、上記ＬＥＤアレイヘッド５０は、補正制御用ＬＳＩ５７によって印字時の駆動制御、及びＬＥＤの光量補正制御が行われ、この補正制御用ＬＳＩ５７には、画像信号ＤＡＴＡ１〜４が４ビットで入力される。上記補正制御用ＬＳＩ５７は、６０個のＬＥＤ駆動回路５８₁ 〜５８₆₀のうち、ＬＥＤ駆動回路５８₆₀に対応したシフトレジスタ５９₆₀とビット補正回路６２₆₀に接続されている。上記６０個のＬＥＤ駆動回路５８₁ 〜５８₆₀は、それぞれシフトレジスタ５９を備えており、各シフトレジスタ５９には、ラッチ回路６０と、ＡＮＤ回路６１と、ビット補正回路６２と、ドライバ６３とがそれぞれ接続されている。さらに、上記各ＬＥＤ駆動回路５８₁ 〜５８₆₀は、シフトレジスタ５９、ラッチ回路６０、ＡＮＤ回路６１、ビット補正回路６２同士がそれぞれ接続されており、図中、左端に位置する６０番目のＬＥＤ駆動回路５８₆₀から、画像信号や、ロ−ド信号ＬＯＡＤ、あるいはアクティブローである４つのストローブ信号ＳＴＲＢ１〜４が、順次１番目のＬＥＤ駆動回路５８₁ まで転送されるように構成されている。さらに、上記各ドライバ６３には、１２８個のＬＥＤ素子が形成されているＬＥＤチップ５６が接続されており、各ＬＥＤ素子のアノード端子は、ＬＥＤ用のグランドに接続されている。

転写前除電するときは、図８に示すように、クロック信号ＣＬＯＣＫの立ち下がりに同期して、画像信号ＤＡＴＡ１〜４が各シフトレジスタに順次シフトされる。その際、画像信号ＤＡＴＡ１〜４は、１つのクロック信号ＣＬＯＣＫ毎に、１、２、３、４ドットというように、４ドットの画像信号を１つの単位としてシフトされ、７６８０／４＝１９２０のクロックで１ライン目の画像信号が、６０個のシフトレジスタ５９に順次転送される。その後、ロード信号ＬＯＡＤの”Ｈ”の区間に、６０個のシフトレジスタに順次シフトされた１ライン目の印字データがラッチ回路６０に転送されるとともに、２ライン目の印字データが６０個のシフトレジスタ５９に順次シフトされる。

そして、上記ＬＥＤアレイヘッド５０の各ＬＥＤチップ５６上のＬＥＤ素子は、ストローブ信号ＳＴＲＢ１〜４がアクティブローである”Ｌ”の間に、ラッチ回路６０にラッチされた印字データがＡＮＤ回路６１及びビット補正回路６２を介して、ドライバ６３に送られ、各ＬＥＤ素子が画像信号に応じて点灯され、画像露光が行なわれる。その際、上記ＬＥＤアレイヘッド５０では、すべてのＬＥＤ素子が同時に点灯するのではなく、ＡＮＤ回路６１に入力する４つのストローブ信号ＳＴＲＢ１〜４によって、図８に示すように、１５個のＬＥＤチップずつ、４つに分割されて順次点灯するようになっている。

上記ＬＥＤアレイヘッド５０は、上記のごとく駆動され、図９に示すように、感光体ドラム５の表面に転写前除電のための露光が施される。

図１０はカラープリンタの制御回路を示すブロック図である

図１０において、１２は画像処理装置を示すものであり、この画像処理装置１２からは、ページシンク信号などを含んだ画像信号が画像露光装置１４に出力される。上記画像露光装置１４では、図１１に示すように、ページシンク信号に基づいて１ページ毎に、当該画像露光装置１４の内部で発生されるＳＯＳ信号とＴＲ０信号によって、画像の露光位置が制御され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に各色に対応した画像信号に応じて画像露光が施される。

また、上記画像処理装置１２からは、１ページ毎に画像信号が転写前除電装置５０に出力される。ただし、上記画像処理装置１２から転写前除電装置５０に画像信号が出力されるタイミングは、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面が画像露光装置１４による画像露光位置から転写前除電装置５０まで移動する時間だけ、遅延回路１０１によって遅延された状態で出力される。そして、この転写前除電装置５０では、上述したように、画像信号に応じた露光が施され、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ表面のトナー像の位置のみが転写前除電される。

なお、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋのうち、最終段の黒（Ｋ）色の画像形成ユニット１３Ｋでは、次に画像形成ユニットが存在しないため、次の画像形成ユニットにおけるリトランスファー現象を考慮する必要がない。そのため、最終段の黒（Ｋ）色の画像形成ユニット１３Ｋには、転写前除電装置５０を設けなくとも良い。

以上の構成において、この実施の形態に係るカラープリンタでは、次のようにして、像担持体上の画像部と非画像部との間の電界障壁を維持しつつ、像担持体上のトナー像が有する電荷を低減させることにより、転写電界をも低減させることができ、像担持体から中間転写体上への転写時におけるトナー像の飛び散りを防止するとともに、リトランスファー現象に起因した”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを防止するようになっている。

すなわち、この実施の形態に係るカラープリンタでは、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が形成される。

その際、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、図１に示すように、感光体ドラム１５の表面を一次帯電用のスコロトロン１６によって、所定の電位に一様に帯電した後、各感光体ドラム１５の表面には、画像露光装置１４によって画像信号に応じた画像露光が施され、画像信号に応じた画像露光が形成される。上記各感光体ドラム１５の表面に形成された静電潜像は、対応する色の現像器１７によって現像され、感光体ドラム１５の表面には、図１２に示すように、対応する色のトナー像Ｔが形成される。

ところで、この実施の形態では、感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像Ｔを、そのまま中間転写ベルト２５上に一次転写するのではなく、感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像には、図１３に示すように、転写前除電装置５０によって、画像信号に基づいて感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光１１０することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電するようになっている。

その際、上記転写前除電装置５０は、文字画像等の場合には、トナー像の領域のみを一様に露光しても良いが、中間調の画像などを含む多階調の画像の場合には、画像濃度に応じて、露光時間や露光強度を変化させることが可能となっている。

つまり、上記転写前除電装置５０が画像の面積率に応じて画像露光の強度を変化させる強度変調が可能な装置の場合には、図１４（ａ）に示すように、画像の面積率に応じて、当該転写前除電装置５０による露光の強度を変化させるように構成しても良い。

また、上記転写前除電装置５０が画像の面積率に応じて画像露光の時間を変化させる面積変調が可能な装置の場合には、図１４（ｂ）に示すように、画像の面積率に応じて、当該転写前除電装置５０による画像露光の露光時間を変化させるように構成しても良い。

このように、上記感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像は、図１５に示すように、当該トナー像の領域のみが露光されることにより、トナー像の領域は、転写前除電装置５０による露光は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラートナーが透過する波長の光（例えば、近赤外の波長の光）によって行われるため、トナー像領域の下方に位置する感光体ドラム１５表面が露光によって抵抗値が低下し、トナー像が有する電荷及び当該トナー像が有する電荷とバランスする感光体ドラム１５表面の帯電電荷が減少し、感光体ドラム１５の表面には、トナー像の領域に、通常の帯電電荷よりも電荷量が低下したトナー像が存在することとなる。

ただし、感光体ドラム１５の表面のうち、トナー像の領域以外の非トナー像領域（非画像領域）には、転写前除電装置５０による露光が施されないため、図１５に示すように、自然減衰の分を考慮しなければ、当該非トナー像領域（非画像領域）の帯電電荷が減少することはなく、トナー像の領域と非トナー像領域（非画像領域）の電界障壁は、従来よりも高められた状態で、そのまま維持される。

次に、上記感光体ドラム１５の表面において、転写前除電装置５０による転写前除電が施されて、帯電電荷量が減少したトナー像の領域は、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによる転写電界によって、中間転写ベルト２５上に順次多重に一次転写される。

その際、上記感光体ドラム１５の表面のトナー像の領域は、転写前除電装置５０による露光が施されて、トナー像領域の帯電電荷が減少しているため、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに転写電流を通電することによってトナー像を一次転写するために形成される転写電界も、トナー像領域の帯電電荷の減少に応じて低減することができ、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに通電する転写電流や印加電圧を低減させることができる。

その結果、上記感光体ドラム１５の表面から中間転写ベルト２５上にトナー像を一次転写する際に、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに過剰な転写電流を通電したり、高い転写電圧を印加する必要がないので、中間転写ベルト２５上に転写されたトナー像も、本来の帯電極性である負極性に帯電されたままの状態となり、次の画像形成ユニットの感光体ドラム１５と接触する転写領域へ移動した場合であっても、当該中間転写ベルト２５上から感光体ドラム１５の表面に再度転写される所謂“リトランスファー”と呼ばれる現象が発生し難く、中間調や高濃度の領域であっても、リトランスファーによって画像濃度が部分的に減少して、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラが生じるのを抑制することができる。

次に、本発明者らは、本発明の効果を確認するため、図３に示すようなプリンターのベンチモデルを試作し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカラートナーによって、濃度が異なる一様なトナー像であるパッチを形成した場合に、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラがどの程度生じるのかを目視によって確認する実験を行った。

図１６は上記実験の結果を示すものである。

本発明を適用した実験例の場合には、図１６に示すように、パッチの濃度が６０％以上と高くなるにしたがって、モトルの発生程度を示すカラーノイズのレベルが徐々に低下しており、本発明が”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラを抑制する上で効果があることが確認された。

一方、本発明を適用しない比較例の場合には、図１６に示すように、パッチの濃度が６０％以上であっても、モトルの発生レベルが、２．５以上と高いレベルにあり、”モトル”と呼ばれる低周波数の濃度ムラを抑制できていないことがわかった。

なお、前記実施の形態では、互いに色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する複数の画像形成部を備えた所謂タンデム方式の画像形成装置について説明したが、本発明は、所謂タンデム方式の画像形成装置に限定されるものではなく、感光体ドラムを有する画像形成部を１つのみ備え、当該感光体ドラムの表面にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等のトナー像を順次形成し、これら感光体ドラム上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の複数のトナー像を、記録用紙搬送部材としての用紙搬送ベルトや用紙搬送ドラムによって搬送される記録媒体上に多重に転写することにより画像を形成する所謂４サイクル方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。

また、上述した所謂タンデム方式の画像形成装置においても、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各画像形成部の感光体ドラム上に形成された複数のトナー像を、中間転写ベルト等の中間転写体上に多重に転写するのではなく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各画像形成部の感光体ドラム上に形成された複数のトナー像を、記録用紙搬送部材としての用紙搬送ベルトや用紙搬送ドラムによって搬送される記録媒体上に多重に転写することにより画像を形成する所謂用紙直接転写方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラー複写機の要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラー複写機を示す全体概略構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラー複写機を示す全体構成図である。 図４は転写前除電装置を示す構成図である。 図５は転写前除電装置を示す断面構成図である。 図６は転写前除電装置の露光状態を示す模式図である。 図７は転写前除電装置の駆動回路を示すブロック図である。 図８は転写前除電装置の駆動信号を示すタイミングチャートである。 図９は転写前除電装置の露光状態を示す模式図である。 図１０はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラー複写機の制御回路を示すブロック図である。 図１１は画像露光装置の駆動信号を示す模式図である。 図１２は感光体ドラム上のトナー像を示す模式図である。 図１３は感光体ドラム上のトナー像を示す模式図である。 図１４（ａ）（ｂ）は転写前除電装置の特性をそれぞれ示すグラフである。 図１５は感光体ドラムの表面電位を示す模式図である。 図１６は実験例の結果を示すグラフである。

符号の説明

１００：画像出力装置、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ：イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット、１４：画像露光装置、１５：感光体ドラム、１７：現像器、２５：中間転写ベルト、３４：記録用紙、５０：転写前除電装置。

Claims (7)

1. 互いに色の異なった複数のトナー像を順次形成する単一の画像形成部、又は互いに色の異なったトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   前記単一又は複数の画像形成部によって形成された互いに色の異なった複数のトナー像が、直接的に多重に転写される記録媒体を搬送する記録媒体搬送部材、又は多重に一次転写される中間転写体とを備え、
   前記単一又は複数の画像形成部は、
   回転駆動される像担持体と、
   一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段と、
   前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段と、
   前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を、前記記録媒体搬送部材によって搬送される記録媒体上又は前記中間転写体上に転写する転写手段とを有するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 互いに異なった色のトナー像が形成される像担持体を備えた複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部によって形成されたトナー像が多重に転写される中間転写体とを備え、
   前記各画像形成部は、
   回転駆動される像担持体と、
   一様に帯電された前記像担持体の表面に画像信号に応じた画像露光を施す画像露光手段と、
   前記画像露光手段によって画像露光が施され、前記像担持体の表面に画像信号に応じて形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記画像信号に基づいて前記像担持体の表面に形成されたトナー像の領域のみを露光することにより、当該トナー像の領域のみを転写前に除電する転写前除電手段と、
   前記転写前除電手段によって除電された前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する転写手段とを有するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写前除電手段は、画像密度に応じて露光時間が変調可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写前除電手段は、画像密度に応じて露光強度が変調可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記転写前除電手段が露光する光は、前記像担持体が受光感度を有し、且つ前記黒を除くカラートナーによる吸収が少ない波長の光であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記複数の画像形成部のうち、最終段の画像形成部は黒色のトナー像を形成する画像形成部であって、当該黒色のトナー像を形成する画像形成部には、前記転写前除電手段による前露光を行わないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記転写前除電手段は、前記トナー像の濃度が高くなるほど、除電強度を強くすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

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