JP2012173382A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光層の表面に段差が生じることを抑制すること。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成前に、電位Ｖ１に通紙部分５０１ａを帯電させ、電位Ｖ２に非通紙部分５０１ｂを帯電させる。画像を形成する動作を開始すると、画像形成装置は、感光層の表面を帯電電位ＶＨに帯電させる。このとき、ＶＨとの電位の差の絶対値が大きい非通紙部分５０１ｂの方が、通紙部分５０１ａよりも単位面積当たりに発生する放電量が多くなり、感光層のポリマー主鎖の分断が多く生じて強度がより低下する。この状態で画像が形成されると、接触した用紙の紙粉により通紙部分５０１ａの摩耗率が高められる一方、帯電時の放電で強度が低下することにより非通紙部分５０１ｂの摩耗率も高められ、画像形成前に上記帯電をしない場合に比べて、通紙部分５０１ａ及び非通紙部分５０１ｂの摩耗率の差が小さく抑えられる。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、現像装置内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知した結果を用いてトナー補給量を制御する技術が開示されている。

特開２００４−２５８６２５号公報

本発明は、記録媒体から感光層の表面に付着した付着物が接触部材により滞留されることで感光層の表面の一部の摩耗率が他の部分に比べて促進され、感光層の表面に段差が生じることを抑制することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、感光層を有し、露光により前記感光層の表面に形成される静電潜像を保持しながら回転軸を中心に回転し、前記感光層の表面で記録媒体と接触する像保持体と、前記感光層の表面のうち前記回転軸に沿った軸方向の幅が前記記録媒体の前記軸方向の長さと共通して前記像保持体が回転する回転方向に連続する第１の部分を第１の電位に帯電させた状態で、かつ、前記第１の部分と前記軸方向に連続する前記感光層の表面の第２の部分を露光前の電位と前記第１の電位との差の絶対値よりも前記露光前の電位との差の絶対値が大きい第２の電位に帯電させた状態から、前記感光層の表面を前記露光前の電位に帯電させて、露光により前記第１の部分に前記静電潜像を形成する像形成手段と、前記像形成手段により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤によってトナー像に現像する現像手段と、前記第２の部分には接触せずに前記第１の部分に接触する前記記録媒体に、前記現像手段により現像されたトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が前記記録媒体に転写される位置よりも前記回転方向の下流側に設けられ、前記像保持体の表面に接触し、前記感光層の表面に付着した付着物を滞留させる接触部材とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記記録媒体の前記軸方向の長さを取得する取得手段と、当該記録媒体を前記第１の部分と接触する位置まで搬送する搬送手段とを備え、前記像形成手段は、前記取得手段により取得された長さに応じた位置にあって前記軸方向の幅が当該長さである部分を、前記第１の部分として、前記第１の電位に帯電させることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記像形成手段は、前記感光層の表面を帯電させる帯電手段と、前記感光層の表面を露光する露光手段とを有し、前記帯電手段と前記露光手段とにより前記感光層の表面を前記第１の電位又は前記第２の電位に帯電させることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の構成において、前記現像剤は、外添剤を含み、前記現像手段は、前記像保持体と対向して設けられて前記現像剤を表面に保持する現像ロールと、少なくとも直流成分が含まれる現像バイアス電圧を前記現像ロールと前記像保持体との間に印加する印加手段とを有し、前記印加手段は、前記像形成手段により前記第２の部分が前記第２の電位に帯電されている場合に、前記直流成分により前記現像ロールの表面を当該第２の電位にする前記現像バイアス電圧を印加し、前記像形成手段は、当該現像バイアス電圧を印加された前記現像ロールの表面から前記トナー又は前記外添剤が前記第１の部分に吐き出される電位と前記第２の電位との差の絶対値よりも、前記第２の電位との差の絶対値が大きい前記第１の電位に前記第１の部分を帯電させることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、本構成のとおり感光層の表面を帯電させない場合に比べて、感光層の表面に段差が生じることを抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、取得手段を備えない場合に比べて、サイズが変更された記録媒体により感光層の表面に段差が生じることを抑制することができる。
請求項３に係る発明によれば、帯電手段及び露光手段と異なる手段で本構成のとおり感光層の表面を帯電させる場合に比べて、ハードウェア構成を少なくすることができる。
請求項４に係る発明によれば、画像を形成する前と後とで現像バイアス電圧を本構成のとおり変更しない場合に比べて、感光層の表面にトナー又は外添剤が吐き出される現象が画像形成前に発生することを抑制しつつ、画像を形成する際、感光層の表面の非露光部分にトナーが付着する現象が当該表面の一部で多く発生することを抑制することができる。

実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 感光体ユニットを中心とした各部の構成を示す図である。 各箇所の電位を説明するための図である。 通紙部分を説明するための図である。 現像剤や紙粉が滞留している状態を説明するための図である。 現像剤や紙粉が滞留している状態を説明するための図である。 通紙部分と非通紙部分の摩耗率を測定した結果を示すグラフである。 画像を形成する際の感光層の表面の電位を示すグラフである。 画像形成装置が摩耗率を調整する原理を説明するためのグラフである。 画像を形成する前の感光層と現像ロールの表面の電位を示すグラフである。 画像を形成する際の感光層と現像ロールの表面の電位を示すグラフである。 画像を形成する前の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 画像を形成する際の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 通紙部分と非通紙部分の摩耗率を測定した結果を示すグラフである。 用紙に形成される画像の違いを説明するための図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。画像形成装置１は、感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式のプリンタである。ここでいう「用紙」は、画像を記録するための媒体（記録媒体）であり、Ａ４サイズやＢ４サイズなど大きさの定まった長方形の紙である。画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いてカラー画像を形成する。まず、画像形成装置１の全体の構成を説明する。

画像形成装置１は、給紙部１０、検出部２０、複数の搬送ロール３０、用紙搬送部４０、感光体ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ及び５０Ｋと、露光部６０と、転写ロール７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ及び７０Ｋと、定着部８０とを備える。感光体ユニット５０Ｙは、感光体ドラム５００Ｙを有し、感光体ユニット５０Ｍは、感光体ドラム５００Ｍを有する。また、感光体ユニット５０Ｃは、感光体ドラム５００Ｃを有し、感光体ユニット５０Ｋは、感光体ドラム５００Ｋを有する。なお、画像形成装置１の各符号のうち、その末尾にアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫ）が付されたものは、アルファベットに対応する色の画像形成に関わる構成である。末尾のアルファベットのみが異なる各符号は、その位置や用いるトナーが異なるが、その構成は共通である。これら各構成の各々を特に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略して説明する。

給紙部１０は、用紙を収容可能な筐体を有し、様々な大きさの用紙をこの筐体に収容する。給紙部１０は、収容した用紙を搬送ロール３０に向けて矢印Ａ１の方向（方向Ａ１）に送り出す。給紙部１０は、搬送ロール３０を介して、画像形成装置１の内部に用紙を補給（給紙）する。検出部２０は、給紙部１０から搬送ロール３０に向けて送り出された用紙の表面に対向する位置に設けられ、この用紙の予め定められた方向の長さを検出するセンサを有する。このセンサは、用紙が搬送される方向Ａ１を縦方向とした場合の横方向の用紙の長さを検出し、この長さを示すデータを生成する。検出部２０は、センサにより生成されたデータを露光部６０に供給する。検出部２０は、本発明に係る「取得手段」の一例に相当する。複数の搬送ロール３０は、転写ロール７０が転写を行う位置に用紙を搬送し、トナー像が転写された用紙を定着部８０が設けられた位置に搬送するロールである。用紙搬送部４０は、複数の支持ロール４１と、用紙搬送ベルト４２とを有する。複数の支持ロール４１は、用紙搬送ベルト４２を回転可能に支持する。用紙搬送ベルト４２は、感光体ドラム５００と転写ロール７０とに挟まれた状態で回転し、この挟まれた位置に用紙を搬送する。搬送ロール３０と用紙搬送部４０が協働することで、本発明に係る「搬送手段」として機能する。

感光体ドラム５００は、感光層を有し、感光層の表面に形成される静電潜像及びトナー像を保持する。感光体ドラム５００は、本発明に係る「像保持体」の一例に相当する。露光部６０は、強度や照射位置を制御された光（露光光）を感光層の表面に照射(露光）し、露光光に応じた静電潜像を形成する。露光部６０は、本発明に係る「露光手段」の一例に相当する。なお、露光部６０が検出部２０から供給されたデータを用いて行う処理については、後述する。感光体ユニット５０は、形成された静電潜像をトナー像として現像する。転写ロール７０は、感光体ドラム５００と対向して設けられ、現像されたトナー像を用紙の表面に転写する。転写ロール７０は、本発明に係る「転写手段」の一例に相当する。定着部８０は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧し、トナー像を用紙に定着させる。以上の構成により、画像形成装置１においては、破線の矢印Ａ２の方向に搬送される用紙に画像が形成される。

続いて、感光体ユニット５０を中心とした構成を詳細に説明する。
図２は、感光体ユニット５０を中心とした各部の構成を示す図である。感光体ユニット５０は、感光体ドラム５００と、帯電装置５１０と、現像装置５２０と、クリーニング装置５３０とを備える。感光体ドラム５００は、感光層５０１を有し、回転軸Ｂ１を中心に、矢印Ａ３の方向に回転する。以下においては、矢印Ａ３が示す方向を、回転方向Ａ３という。感光層５０１は、表面５０１ｓに静電潜像及びトナー像が形成される。帯電装置５１０は、静電潜像が形成される前（露光前）の表面５０１ｓが予め定められた電位となるように、感光層５０１を帯電させる。帯電装置５１０は、本発明に係る「帯電手段」の一例に相当する。帯電した感光層５０１の表面５０１ｓには、露光部６０が照射する露光光により静電潜像が形成される。

現像装置５２０は、筐体の内部に現像ロール５２１と、撹拌ロール５２２とを備える。現像装置５２０は、筐体にトナー及び外添剤を含む現像剤を収容している。撹拌ロール５２２は、現像装置５２０の筐体に収容された現像剤を撹拌する。この筐体は、感光体ドラム５００側が開口しており、現像ロール５２１は、この開口した部分から露出した状態で、感光体ドラム５００に対向して設けられている。現像ロール５２１は、回転軸Ｂ１に沿った回転軸を中心に回転し、筐体に収容されている現像剤を表面５２１ｓに保持して搬送する。現像ロール５２１は、保持した現像剤を表面５０１ｓまで搬送して供給する。詳細には、現像ロール５２１は、後述する電圧印加部により感光体ドラム５００との間で電圧が印加される。この電圧により表面５２１ｓと表面５０１ｓとの間で電位差が生じ、帯電したトナーが表面５０１ｓに移動する。こうして静電潜像にトナーが供給されることで、トナー像が形成され、現像装置５２０は、現像剤によって静電潜像をトナー像に現像する。現像装置５２０は、本発明に係る「現像手段」の一例に相当する。

表面５０１ｓは、転写ロール７０と対向する位置にある領域Ｃ１において、用紙搬送ベルト４２により搬送される用紙Ｐ１と接触する。転写ロール７０は、後述する電圧印加部により感光体ドラム５００との間で電圧が印加される。この電圧により表面５０１ｓと用紙Ｐ１との間で電位差が生じ、帯電しているトナーが用紙Ｐ１に移動する。こうして転写ロール７０は、トナー像を領域Ｃ１において用紙Ｐ１に転写する。以下においては、この領域を「転写領域Ｃ１」という。クリーニング装置５３０は、クリーニングブレード５３１を有する。クリーニングブレード５３１は、転写領域Ｃ１から方向Ａ３に向かって下流側に設けられ、端部が表面５０１ｓに接触する板状の部材である。表面５０１ｓには、転写領域Ｃ１で転写されずに残留した現像剤（トナー又は外添剤）や、転写領域Ｃ１で発生した紙粉などの付着物が付着している。クリーニングブレード５３１は、これらの付着物を表面５０１ｓから剥がして除去する。クリーニングブレード５３１は、本発明に係る「接触部材」の一例に相当する。

図３は、各箇所の電位を説明するための図である。感光体ドラム５００は、接地（ＧＮＤ）電位と接続されている。以下において説明する電位は、いずれも、この接地電位に対する電位である。現像ロール５２１、帯電装置５１０及び転写ロール７０は、これらの各部と感光体ドラム５００との間で予め定められた電圧を印加する電圧印加部５２３、５１３、７３にそれぞれ接続されている。これらの電圧印加部により電圧が印加されると、感光体ドラム５００と各部との間で電位の分布が形成される。例えば、帯電装置５１０は、電圧印加部５１３により電圧が印加されることで、本実施形態においては、表面５０１ｓの露光前の電位（帯電電位）ＶＨを−５７５Ｖ（ボルト）に、露光後の電位ＶＬを−１２０Ｖに帯電させる。

続いて、表面５０１ｓのうち、転写領域Ｃ１を通過する用紙Ｐ１が感光体ドラム５００に接触する部分（以下「通紙部分」という。）について、図４を参照して説明する。
図４は、通紙部分を説明するための図である。図４では、図２の切断線ＩＶ−ＩＶにおける用紙搬送ベルト４２と用紙Ｐ１の断面が示されている。また、図４では、矢印Ａ４が、感光体ドラム５００の回転軸に沿った方向（回転軸方向Ａ４）を示している。用紙Ｐ１は、回転軸方向Ａ４の長さがＤ１である。長さＤ１は、図１に示す検出部２０が有するセンサが検出する長さである。言い換えれば、このセンサは、用紙Ｐ１の回転軸方向Ａ４の長さを検出する。表面５０１ｓは、回転軸方向Ａ４の幅がＤ１であり、かつ、回転方向Ａ３に連続する部分５０１ａにおいて、転写領域Ｃ１を通過する用紙Ｐ１と接触する。以下においては、この部分５０１ａを「通紙部分５０１ａ」という。通紙部分５０１ａは、回転軸方向Ａ４の位置が長さＤ１に応じて予め定められており、図４では、回転軸方向Ａ４の中心が表面５０１ｓと共通する位置にある。また、表面５０１ｓのうち、通紙部分５０１ａ以外の非通紙部分５０１ｂは、用紙Ｐ１と接触しない部分であり、通紙部分５０１ａと回転軸方向Ａ４に連続する部分である。通紙部分５０１ａは、本発明に係る「第１の部分」の一例に相当し、非通紙部分５０１ｂは、本発明に係る「第２の部分」の一例に相当する。また、回転軸方向Ａ４は、本発明に係る「軸方向」の一例に相当する。

用紙Ｐ１が通紙部分５０１ａと接触すると、紙の繊維が粉状になった紙粉が通紙部分５０１ａに付着する場合がある。紙粉や表面５０１ｓに残留した現像剤などの表面５０１ｓに付着した付着物は、図２に示すクリーニングブレード５３１が表面５０１ｓに接触する位置まで搬送され、クリーニングブレード５３１により除去される。この際、これらの付着物は、クリーニングブレード５３１の先端部分で滞留する。

図５、図６は、クリーニングブレード５３１の先端部分で現像剤や紙粉が滞留している状態を説明するための図である。図５、図６では、トナーＥ１を円、外添剤Ｅ２を三角形、紙粉Ｅ３を四角形で便宜的に表している。図５では、トナーＥ１と外添剤Ｅ２とが滞留している状態を示し、図６では、これらに加えて紙粉Ｅ３が滞留している状態を示している。滞留する付着物に紙粉Ｅ３が含まれている場合（図６の場合）には、トナーの流動性が悪くなるため、滞留する付着物の量が、紙粉Ｅ３が含まれない場合（図５の場合）に比べて多くなりやすい。また、滞留する付着物のうち、特に、外添剤Ｅ２と紙粉Ｅ３とは、表面５０１ｓを摩耗させやすい。このため、図４に示す通紙部分５０１ａは、付着物に紙粉Ｅ３が含まれるため、非通紙部分５０１ｂに比べて早く摩耗する（つまり摩耗率が高くなる）。

図７は、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂの摩耗率を測定した結果を示すグラフである。このグラフの縦軸は、表面５０１ｓの摩耗率（単位はｎｍ／１０００回転（ｋｃｙｃｌｅ））を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。また、この測定においては、上述のとおり、露光前の帯電電位ＶＨを−５７５Ｖ（ボルト）、露光後の電位ＶＬを−１２０Ｖとした。また、直径３０ｍｍの感光体ドラム５００を用いて、帯電装置５１０がＤＣ（Direct Current）帯電により帯電を行った。現像ロール５２１には、直流成分に周波数６ｋＨｚの交流成分を重畳させた１．０ｋＶの現像バイアス電圧Ｖｐｐを印加し、その直流成分により表面５２１ｓの電位Ｖｄｃを−４５０Ｖとした。なお、現像バイアス電圧は、この測定では交流成分を重畳させた電圧であったが、直流成分が少なくとも含まれている電圧であれば良い。また、プロセス速度（印刷速度）を４００ｍｍ／ｓとし、画像密度（用紙の面積に対する転写されるトナー像の面積の割合）を５％とした。その結果、通紙部分５０１ａの摩耗率（１０００回転当たりの感光層５０１が摩耗した厚さ）が１６．１ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅとなり、非通紙部分５０１ｂの摩耗率が１４．０ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅとなった。つまり、感光体ドラム５００が１０００回転する度に、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂとの境目に２．１ｎｍの段差が生じた。感光層５０１は、表面５０１ｓに段差（高低差）があると、段の高い部分と低い部分とで感光層５０１の厚さが異なるため、帯電されたときにこれらの部分が互いに異なる電位となる。この状態について、表面５０１ｓのうち露光される部分に段差（上記段差とは異なる段差）が生じた状態の典型的な例を挙げて説明する。

図８は、画像を形成する際の表面５０１ｓの電位の一例を示すグラフである。このグラフの縦軸は、表面５０１ｓの電位（単位はＶ）を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。図８では、表面５０１ｓの回転軸方向Ａ４において露光されなかった非露光部分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３と露光された露光部分Ｆ４とを示しており、非露光部分Ｆ２が、上述した段差により周囲と高さ（感光層５０１の厚さ）が異なる部分を示している。露光部分Ｆ４は、電位が露光後の電位ＶＬとなっており、非露光部分Ｆ１、Ｆ３は、電位が帯電電位ＶＨのままとなっている。また、この例では、非露光部分Ｆ２には、上述した段差があり、帯電電位ＶＨではなくＶＨよりも高い電位となっている。この状態において、現像ロール５２１と接触すると、表面５２１ｓの電位Ｖｄｃよりも電位が高い露光部分Ｆ４には、負極性に帯電した現像剤が移動し、電位Ｖｄｃよりも電位が低い非露光部分Ｆ１、Ｆ３には、現像剤が移動しない。一方、非露光部分Ｆ２は、帯電電位ＶＨよりもＶｄｃとの電位差が小さいため、現像剤が移動する場合がある。このように、表面５０１ｓの段差により、画像を形成する際、露光されない部分にトナーが付着する「かぶり」と呼ばれる現象が生じる場合がある。表面５０１ｓの段差が小さくなれば、この現象は生じにくくなる。画像形成装置１は、画像を形成する際の摩耗率を調整することで、上述した段差を低減する。

図９は、画像形成装置１が摩耗率を調整する原理を説明するためのグラフである。このグラフの縦軸は、表面５０１ｓの電位（単位はＶ）を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。まず、画像形成装置１は、画像を形成する動作を開始する前に、電位Ｖ１（−２００Ｖ）に通紙部分５０１ａを帯電させた状態で、かつ、電位Ｖ２（−５０Ｖ）に非通紙部分５０１ｂを帯電させた状態にする。電位Ｖ１は、本発明に係る「第１の電位」の一例に相当し、電位Ｖ２は、本発明に係る「第２の電位」の一例に相当する。画像を形成する動作を開始すると、画像形成装置１は、この状態から、図３に示す帯電装置５１０により、表面５０１ｓを帯電電位ＶＨ（−５７５Ｖ）に帯電させる。このとき、帯電装置５１０と表面５０１ｓとの間では、帯電電位ＶＨに帯電される前の表面５０１ｓの電位と帯電電位ＶＨとの電位差の絶対値に応じて、放電が発生する。詳細には、画像形成装置１は、感光層５０１に蓄積されているよりも多くの負の電荷を、図３に示す電圧印加部５１３により帯電装置５１０に蓄積させる。帯電装置５１０に蓄積された負の電荷量（電荷の量）と表面５０１ｓに蓄積された負の電荷量との差が増加すると、表面５０１ｓとの間で放電が発生する。この放電により、表面５０１ｓの負の電荷量が増加して、表面５０１ｓの電位が負の方向に変化する。そして、表面５０１ｓにおいて、面積が共通であれば、放電が多く発生した部分ほど、負の方向に電位が大きく変化する。言い換えれば、表面５０１ｓにおいて、電位の変化量が大きい部分ほど、単位面積当たりの放電量が多くなる。

図９の例では、非通紙部分５０１ｂにおける電位の変化量、すなわち、電位Ｖ２と帯電電位ＶＨとの差の絶対値Ｅ２（５２５Ｖ）の方が、通紙部分５０１ａにおける電位の変化量、すなわち、電位Ｖ１と帯電電位ＶＨとの差の絶対値Ｅ１（３７５Ｖ）よりも大きい。このため、非通紙部分５０１ｂにおいては、通紙部分５０１ａよりも単位面積当たりに発生する放電量が多くなる。この放電量が多いほど、感光層５０１においてポリマー主鎖の分断が起きやすくなり、その結果、感光層５０１の強度がより低下する。この状態で画像が形成されると、非通紙部分５０１ｂは、上述したとおり放電により通紙部分５０１ａよりも強度が低下してるため、通紙部分５０１ａと放電量が共通している場合に比べて、摩耗率が高くなる。一方、通紙部分５０１ａは、用紙が接触して紙粉が付着するため、これが付着しない場合よりも摩耗率が高くなる。このようにして、画像形成装置１は、非通紙部分５０１ｂの摩耗率を調整することで、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂの摩耗率の差を低減し、段差を生じにくくする。

画像形成装置１は、上述のとおり、画像を形成する動作が開始される前と後とで、表面５０１ｓの電位を変化させる。このため、画像形成装置１は、現像ロール５２１の表面５２１ｓの電位も、画像を形成する動作が開始される前と後とで変化させ、現像剤が不必要に表面５０１ｓに付着しないようにする。表面５２１ｓの電位について、図１０、図１１を参照して説明する。

図１０は、画像を形成する動作が開始される前における、表面５０１ｓと表面５２１ｓの電位の状態を示す図である。この図の縦軸は、表面５０１ｓ、５２１ｓの電位を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。図１０に示す時点では、表面５０１ｓを電位Ｖ１、Ｖ２に帯電されている。この状態において、画像形成装置１は、直流成分により表面５２１ｓの電位Ｖｄｃ１を電位Ｖ２（−５０Ｖ）とする現像バイアス電圧を印加する。この場合、表面５０１ｓの電位（Ｖ１、Ｖ２）が、電位Ｖｄｃ以下であるため、負極性に帯電した現像剤が表面５０１ｓに移動しない。一方、表面５０１ｓと５２１ｓとの電位差の絶対値が大きいと、トナー又は外添剤が表面５２１ｓから表面５０１ｓに吐き出されることがある。このため、画像形成装置１は、表面５２１ｓの電位がＶｄｃ１である場合に、通紙部分５０１ａを、電位Ｖ１と電位Ｖｄｃとの差の絶対値がトナー又は外添剤が吐き出される最も小さい電位差以下となる電位Ｖ１に帯電させる。本実施形態においては、画像形成装置１は、電位Ｖ１＝−２００Ｖとして、Ｖｄｃとの電位差を１５０Ｖとした。図７の説明で述べた条件においては、電位差が１５０Ｖであれば、トナー又は外添剤の吐き出しは生じなかった。

図１１は、画像を形成する動作が開始された後における、表面５０１ｓと表面５２１ｓの電位の状態を示す図である。この図の縦軸は、表面５０１ｓ、５２１ｓの電位を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。画像を形成する際は、画像形成装置１は、直流成分により表面５２１ｓの電位Ｖｄｃ２を−４５０Ｖとする現像バイアス電圧を印加する。画像形成装置１は、画像を形成する動作を開始すると、表面５０１ｓを帯電させ、表面５０１ｓの露光前の電位ＶＨを−５７５Ｖとし、露光後の電位ＶＬを−１２０Ｖとする。露光された部分においては、ＶＬ（−１２０Ｖ）がＶｄｃ２（−４５０Ｖ）よりも高い電位であるため、負極性に帯電された現像剤が供給され、露光されない部分では、ＶＨ（−５７５Ｖ）がＶｄｃ２（−４５０Ｖ）よりも低い電位であるため、現像剤が供給されない。また、この場合、Ｖｄｃ２とＶＨとの電位差が１２５Ｖであり、図７の説明で述べた条件においては、上述したトナー又は外添剤の吐き出しが生じなかった。

続いて、画像形成装置１が摩耗率を調整しながら画像を形成する動作について説明する。
図１２、図１３は、画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。図１２では、画像形成装置１が、画像を形成する前に行う動作を示している。まず、画像形成装置１は、検出部２０により、次に搬送される用紙Ｐ１の回転軸方向Ａ４の長さを示すデータを取得する（ステップＳ１０）。次に、画像形成装置１は、電圧印加部５２３により、表面５２１ｓの電位を−５０Ｖとする電圧を現像ロール５２１に印加する（ステップＳ２０）。電圧印加部５２３は、本発明に係る「印加手段」の一例に相当する。続いて、画像形成装置１は、帯電装置５１０により、表面５０１ｓ全体を電位Ｖ１（−２００Ｖ）に帯電させる（ステップＳ３０）。そして、画像形成装置１は、露光部６０により、検出部２０が取得したデータが示す長さに基づいて露光し、非通紙部分５０１ｂを電位Ｖ２（−５０Ｖ）にする（ステップＳ４０）。帯電装置５１０と露光部６０とが協働することで、本発明に係る「像形成手段」として機能する。画像形成装置１は、ここまでの動作を画像を形成する前の事前動作として行った後に、用紙に画像を形成する画像形成処理を実行する（ステップＳ５０）。

図１３では、画像形成処理の詳細を示している。まず、画像形成装置１は、表面５２１ｓの電位を−４５０Ｖとするよう現像ロール５２１に印加する電圧を変更する（ステップＳ５１）。次に、画像形成装置１は、帯電装置５１０により、表面５０１ｓを露光前の電位ＶＨ（−５００Ｖ）とするように感光層５０１を帯電させる（ステップＳ５２）。このときに生じる単位面積当たりの放電量が、上述のとおり、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂとで異なるため、非通紙部分５０１ｂの感光層５０１の強度が通紙部分５０１ａの感光層５０１の強度よりも小さくなる。次に、画像形成装置１は、露光部６０により、感光層５０１を露光して静電潜像を形成する（ステップＳ５３）。そして、画像形成装置１は、現像装置５２０により、静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する（ステップＳ５４）。画像形成装置１は、現像されたトナー像を、転写ロール７０により用紙Ｐ１に転写し、定着部８０により定着させて画像を形成する（ステップＳ５５）。以上のとおり動作した結果、画像形成装置１は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの摩耗率の差を低減する。

図１４は、本実施形態に係る画像形成装置１において、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂの摩耗率を測定した結果を示すグラフである。このグラフの縦軸は、感光体ドラム５００の表面の摩耗率（単位はｎｍ／１０００回転（ｋｃｙｃｌｅ））を示し、横軸は、回転軸方向Ａ４における表面５０１ｓの位置を示している。この測定は、図７で述べた条件と共通の条件で行った。その結果、通紙部分５０１ａの摩耗率が１６．２ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅとなり、非通紙部分５０１ｂの摩耗率が１５．７ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅとなった。図７に示した結果と比べると、１０００回転毎に生じる段差が２．１ｎｍから０．５ｎｍに低減した。以上のとおり、画像形成装置１においては、画像を形成する動作を行う前に表面５０１ｓに電位の異なる部分（通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂ）を設けることで、これらの部分を設けない場合に比べて、その境目で生じる段差が低減される。

図１５は、上記電位の異なる部分を設けない場合と設けた場合とで、用紙に形成される画像の違いを説明するための図である。図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、画像形成装置１により画像（この例では文字列「ＡＢＣ」）が形成された用紙Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を示している。用紙Ｐ２は、回転軸方向Ａ４の長さがＤ１の用紙であり、図４に示す通紙部分５０１ａで表面５０１ｓと接触する。用紙Ｐ３、Ｐ４は、用紙Ｐ２よりも回転軸方向Ａ４の長さが大きい用紙である。用紙Ｐ３、Ｐ４は、通紙部分５０１ａと接触する部分がそれぞれＰ３ａ、Ｐ４ａであり、非通紙部分５０１ｂと接触する部分がそれぞれＰ３ｂ、Ｐ４ｂである。

用紙Ｐ３は、画像形成装置１が上述した電位の異なる部分を設けないで複数の用紙Ｐ２に対して画像の形成を繰り返した後に、画像形成装置１により画像を形成された用紙である。この場合、画像形成装置１においては、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂとに上述した段差が生じるため、帯電電位ＶＨに帯電する際に電位の段差が生じる。この電位の段差の影響で、通紙部分５０１ａは、非通紙部分５０１ｂに比べて非露光部分にトナーが付着しやすい状態となる。この例では、この非露光部分に付着したトナーが用紙Ｐ３に転写され、部分Ｐ３ａには、文字列「ＡＢＣ」以外にＹ部に示す点状の画像が形成されている。これに対し、用紙Ｐ４は、画像形成装置１が上述した電位の異なる部分を設けて複数の用紙Ｐ２に対して画像の形成を繰り返した後に、画像形成装置１により画像を形成された用紙である。この場合、画像形成装置１においては、用紙Ｐ３に画像を形成する場合に比べて、通紙部分５０１ａと非通紙部分５０１ｂとに生じる段差が低減され、帯電電位ＶＨに帯電する際に生じる電位の段差も低減される。その結果、通紙部分５０１ａの非露光部分へのトナーの付着が抑制され、この例では、部分Ｐ４ａには、上記点状の画像が形成されることなく文字列「ＡＢＣ」が形成されている。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の実施の一例に過ぎず、次のように種々の応用・変形が可能であり、また、必要に応じて組み合わせることも可能である。

（変形例１）
本発明においては、帯電装置５１０及び露光部６０とは異なる装置を設けて、表面５０１ｓを電位Ｖ１、Ｖ２に帯電させても良い。例えば、帯電装置５１０及び露光部６０と共通する機能を有する装置を、もう１つずつ設けても良い。なお、これらの装置は、現像ロール５２１が現像剤を供給する位置よりも、感光体ドラム５００の回転方向の下流側であって、帯電装置５１０よりもこの回転方向の上流側に設けることが望ましい。そして、画像形成装置は、これらの装置により電位をＶ１、Ｖ２とされた表面５０１ｓが現像ロール５２１と接触する位置に行く前に、帯電装置５１０により表面５０１ｓを帯電電位ＶＨに帯電させれば良い。こうすれば、電位がＶ１、Ｖ２となった状態の表面５０１ｓと現像ロール５２１とが接触しなくなるため、これらが接触する場合に生じる表面５０１ｓへの現像剤の付着やトナー又は外添剤の吐き出しが生じなくなる。

（変形例２）
本発明において、検出部２０は、他の場所に設けられても良い。例えば、感光体ドラム５００と接触する前であれば、用紙が搬送される経路の他の場所に設けられても良いし、給紙部１０の内部に設けられても良い。なお、用紙Ｐ１は搬送中に斜行することがあるため、検出部２０は、望ましくは、転写領域Ｃ１に用紙Ｐ１が搬送される直前の位置に設けられると良い。また、検出部２０は、転写領域Ｃ１が色毎に複数あれば、各領域に搬送される用紙Ｐ１の回転軸方向Ａ４の長さを取得可能な位置にそれぞれ設けられると良い。いずれの場所に設けられた場合でも、画像形成装置が画像を形成する動作を開始する前に、用紙の回転軸方向Ａ４の長さを示すデータが検出部２０から露光部６０に供給され、帯電装置５１０と露光部６０が協働して表面５０１ｓを上述した電位Ｖ１、Ｖ２に帯電させれば良い。

（変形例３）
本発明に係る画像形成装置は、上述した実施形態においては、用紙の回転軸方向Ａ４の長さを直接検出する手段（検出部２０が有するセンサ）を用いて用紙の幅を示すデータを取得したが、他の方法でこのデータを取得しても良い。例えば、画像形成装置は、印刷を要求するデータに含まれる用紙のサイズと向きを示す情報から、用紙の回転軸方向Ａ４の長さを示すデータを取得する手段（本発明に係る「取得手段」に相当）を備えても良い。また、画像形成装置は、操作部を備え、ユーザがこの操作部を操作して指定した用紙のサイズと向きから、用紙の回転軸方向Ａ４の長さを示すデータを取得しても良いし、給紙部１０に設けられた用紙のガイド部材の位置から用紙の回転軸方向Ａ４の長さを示すデータを取得する手段を備えても良い。これらの場合、操作部や給紙部が本発明に係る「取得手段」として機能する。

（変形例４）
画像形成装置１は、上述した実施形態においては、現像剤を負極性に帯電させたが、これに限らず、正極性に帯電させても良い。この場合、画像形成装置１は、図９、図１０、図１１に示した各箇所を、これらの図に示した電位と正負反対の電位にすればよい。

（変形例５）
画像形成装置１は、電位Ｖ１、電位Ｖ２及び帯電電位ＶＨを上述した各値とは異なる値にしても良い。この場合であっても、画像形成装置１においては、電位Ｖ２と帯電電位ＶＨとの電位差の絶対値が、電位Ｖ１と帯電電位ＶＨとの電位差の絶対値よりも大きければ良い。これにより、非通紙部分５０１ｂにおいては、通紙部分５０１ａよりも単位面積当たりに発生する放電量が多くなり、感光層５０１の強度が低下する。

（変形例６）
本発明は、上述した実施形態では、用紙搬送ベルトに沿って並んだ複数の感光体ユニットによりカラー画像を形成する画像形成装置であったが、これに限らず、複数の現像器（上述した現像装置に相当するもの）が回転体の周方向に沿って設けられたいわゆるロータリー式の現像装置を備えたものであっても良いし、モノクロ画像を形成するものであっても良い。いずれの場合も、本発明は、中間転写体を備えず、感光体ドラムに用紙を直接接触させて画像を形成するいわゆる直接転写方式の画像形成装置であれば良い。

（変形例７）
本発明においては、感光層の表面の付着物を除去する手段として、上述したクリーニングブレードに限らず、他の部材が用いられても良い。また、その部材は、板状のものに限らず、表面５０１ｓに接触して付着物を滞留させながら除去するものであれば、他の形状のものであっても良い。

（変形例８）
画像形成装置１において用いられる記録媒体は、上述した実施形態においては、大きさ、形状、素材が定まった用紙を用いたが、これに限らない。画像形成装置１は、感光体ドラム５００の表面の摩耗を促進する記録媒体（例えば、粉状の付着物を発生させるもの）に画像を形成する場合に用いられれば良い。記録媒体は、例えば、長尺のロール紙を様々なサイズに裁断したものであっても良いし、円形や三角形など長方形以外の形状のものであっても良い。この場合も、画像形成装置１は、記録媒体の回転軸方向Ａ４に沿った長さを幅とし、かつ、回転方向Ａ３に連続する部分を通紙領域とする。また、記録媒体は、紙を素材としたものに限らず、布や樹脂などを素材としたものであっても良い。

１…画像形成装置、１０…給紙部、２０…検出部、３０…搬送ロール、４０…用紙搬送部、４１…支持ロール、４２…用紙搬送ベルト、５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）…感光体ユニット、６０…露光部、７０（７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ）…転写ロール、８０…定着部、５００（５００Ｙ、５００Ｍ、５００Ｃ、５００Ｋ）…感光体ドラム、５０１…感光層、５１０…帯電装置、５２０…現像装置、５２１…現像ロール、５２２…撹拌ロール、５３０…クリーニング装置、５３１…クリーニングブレード

Claims (4)

1. 感光層を有し、露光により前記感光層の表面に形成される静電潜像を保持しながら回転軸を中心に回転し、前記感光層の表面で記録媒体と接触する像保持体と、
   前記感光層の表面のうち前記回転軸に沿った軸方向の幅が前記記録媒体の前記軸方向の長さと共通して前記像保持体が回転する回転方向に連続する第１の部分を第１の電位に帯電させた状態で、かつ、前記第１の部分と前記軸方向に連続する前記感光層の表面の第２の部分を露光前の電位と前記第１の電位との差の絶対値よりも前記露光前の電位との差の絶対値が大きい第２の電位に帯電させた状態から、前記感光層の表面を前記露光前の電位に帯電させて、露光により前記第１の部分に前記静電潜像を形成する像形成手段と、
   前記像形成手段により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤によってトナー像に現像する現像手段と、
   前記第２の部分には接触せずに前記第１の部分に接触する前記記録媒体に、前記現像手段により現像されたトナー像を転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記トナー像が前記記録媒体に転写される位置よりも前記回転方向の下流側に設けられ、前記像保持体の表面に接触し、前記感光層の表面に付着した付着物を滞留させる接触部材と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体の前記軸方向の長さを取得する取得手段と、
   当該記録媒体を前記第１の部分と接触する位置まで搬送する搬送手段とを備え、
   前記像形成手段は、前記取得手段により取得された長さに応じた位置にあって前記軸方向の幅が当該長さである部分を、前記第１の部分として、前記第１の電位に帯電させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像形成手段は、前記感光層の表面を帯電させる帯電手段と、前記感光層の表面を露光する露光手段とを有し、前記帯電手段と前記露光手段とにより前記感光層の表面を前記第１の電位又は前記第２の電位に帯電させる
   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. 前記現像剤は、外添剤を含み、
   前記現像手段は、前記像保持体と対向して設けられて前記現像剤を表面に保持する現像ロールと、少なくとも直流成分が含まれる現像バイアス電圧を前記現像ロールと前記像保持体との間に印加する印加手段とを有し、
   前記印加手段は、前記像形成手段により前記第２の部分が前記第２の電位に帯電されている場合に、前記直流成分により前記現像ロールの表面を当該第２の電位にする前記現像バイアス電圧を印加し、
   前記像形成手段は、当該現像バイアス電圧を印加された前記現像ロールの表面から前記トナー又は前記外添剤が前記第１の部分に吐き出される電位と前記第２の電位との差の絶対値よりも、前記第２の電位との差の絶対値が大きい前記第１の電位に前記第１の部分を帯電させる
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。

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