JP2014048441A

JP2014048441A - 画像形成装置

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Publication number: JP2014048441A
Application number: JP2012190900A
Authority: JP
Inventors: Eriko Hayashi; 英理子林
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-17
Also published as: US20140064761A1; CN103676565A; CN103676565B; US9042795B2

Abstract

【課題】感光体ドラムのドラム表面に電位ムラが発生することを防止する。
【解決手段】転写バイアス供給部５２は、用紙Ｐの先端及び後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスの絶対値＜用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後の転写バイアスの絶対値＜用紙Ｐの転写領域がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスの絶対値、の関係が成立するように転写ローラー４６に転写バイアスを供給する。分離バイアス供給部５４は、用紙Ｐの先端及び後端が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアスの絶対値＜用紙Ｐが放電隙間Ｇを通過する前後の分離バイアスの絶対値＜用紙Ｐの転写領域が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアスの絶対値、の関係が成立するように分離針４８に分離バイアスを供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写バイアスが印加されている転写部材(例えば、転写ローラー)を用いて、像担持体(例えば、感光体ドラムのドラム表面)によって担持されているトナー像をシートに転写する技術に関する。

電子写真方式による画像の形成は、感光体ドラムのドラム表面(像担持体の一例)を帯電させる工程、帯電させられたドラム表面に、画像データで示される画像の静電潜像を描画する工程、その静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する工程、トナー像を用紙(シートの一例)に転写する工程、及び、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着する工程を含む。

転写工程では、転写バイアスが転写ローラー(転写部材の一例)に印加される。転写バイアスとは、トナー像を形成するトナーの極性と逆極性のバイアスをいう。すなわち、トナーが正電荷で帯電していれば、転写バイアスの極性は負であり、トナーが負電荷で帯電していれば、転写バイアスの極性は正である。これにより、ドラム表面と転写ローラーとで形成されるニップ部を用紙が通過する際に、ドラム表面に担持されているトナー像が用紙に転写される。

転写バイアスによって、感光体ドラムのドラム表面に電位ムラが発生することがある。これについて、帯電工程によってドラム表面を帯電させる電荷が正であり、転写バイアスの極性が負の例で説明する。転写ローラーによって、ドラム表面に負極性の転写バイアスが印加されると、ドラム表面において負電荷によって帯電された領域が発生することがある。ドラム表面を除電する際に、ドラム表面の性質が、正と負の両方の極性に感度を有さず、正の極性のみに感度を有する場合、ドラム表面に帯電している負電荷を除去できない。この結果、ドラム表面に電位ムラが発生するのである。ドラム表面に発生した電位ムラは、用紙に転写された画像に濃度ムラとして表れる。

また、ドラム表面の電位ムラは、次の理由によっても発生することがある。転写ローラーに転写バイアスが印加されているので、ドラム表面と転写ローラーとの間ではニップ部を介して電流が流れる。ニップ部に用紙があると、ニップ部に用紙ない場合と比べて、ニップ部の電気抵抗が大きくなる。従って、用紙の先端や後端がニップ部を通過するとき、ニップ部の電気抵抗が急激に変化することにより、ドラム表面と転写ローラーとの間に過剰な電流が流れる。これにより、ドラム表面の電位が変動して、ドラム表面の電位に筋状のムラが発生することがある。この筋状の電位ムラは、用紙に転写された画像に筋状のノイズとして表れる。

ドラム表面に発生した筋状の電位ムラに対処する技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この技術では、転写ローラーに転写バイアスを印加した際に、転写ローラーからドラム表面に流れる電流を検出する電流検出手段を設けている。先行する用紙の後端がニップ部を通過する際に、電流検出手段で検出された電流が所定の閾値を超えた場合、次の用紙を給紙するタイミングを遅らせることにより、ドラム表面の電位ムラが発生している領域が、帯電工程によって帯電処理される回数を増やして、電位ムラを解消している。

特開２０１０−２５６５２８号公報

本発明は、像担持体に電位ムラが発生することを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部と、前記帯電部によって帯電させられた前記像担持体に静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像にトナーを供給して前記像担持体にトナー像を形成する現像部と、前記トナー像が転写されるシートをニップするニップ部を、前記像担持体と共に形成する転写部材と、前記ニップ部よりも前記シートの搬送方向の下流側に、前記像担持体と対向して配置された放電電極部材と、前記ニップ部、及び、前記放電電極部材と前記像担持体とで形成される放電隙間を、前記シートが通過するように前記シートを搬送するシート搬送手段と、前記像担持体に担持されている前記トナー像を前記ニップ部で前記シートに転写するために、前記トナー像を形成するトナーの極性と逆極性の転写バイアスを前記転写部材に供給する転写バイアス供給部と、前記トナー像が転写された前記シートを前記像担持体から分離するために、前記転写バイアスと逆極性の分離バイアスを前記放電電極部材に供給する分離バイアス供給部と、を備え、前記転写バイアス供給部は、前記シートの先端及び後端の少なくとも一方の端が前記ニップ部を通過するときについて、前記シートの前記トナー像の転写領域が前記ニップ部を通過するときと比べて、前記転写部材に供給する前記転写バイアスの絶対値を小さくし、前記分離バイアス供給部は、前記先端及び前記後端のうち前記ニップ部の通過時に前記転写バイアスの絶対値が下げられた端が前記放電隙間を通過するときについて、前記転写領域が前記放電隙間を通過するときと比べて、前記放電電極部材に供給する前記分離バイアスの絶対値を小さくする。

本発明に係る画像形成装置では、シートの先端及び後端の少なくとも一方の端がニップ部を通過するときについて、シートの転写領域がニップ部を通過するときと比べて、転写バイアスの絶対値を小さくしている。これにより、像担持体の電位に筋状の電位ムラが発生するのを防止している。そして、シートの先端及び後端のうちニップ部の通過時に転写バイアスの絶対値が下げられた端が、ニップ部より下流の上記放電隙間を通過するときについて、シートの転写領域がその放電隙間を通過するときと比べて、分離バイアスの絶対値を小さくしている。

従って、像担持体の各領域には、以下のバイアスが印加されることになる。

シートの転写領域がニップ部を通過するときの転写バイアス(絶対値が比較的大)が印加された像担持体の領域には、シートの転写領域が放電隙間を通過するときの分離バイアス(転写バイアスと極性が逆であり、絶対値が比較的大)が印加される。

シートの先端及び後端のうちニップ部の通過時に転写バイアスの絶対値が下げられた端が先端の場合、シートの先端がニップ部を通過するときの転写バイアス(絶対値が比較的小)が印加された像担持体の領域には、シートの先端が放電隙間を通過するときの分離バイアス(転写バイアスと極性が逆であり、絶対値が比較的小)が印加される。

転写バイアスの絶対値が下げられた端が後端の場合、シートの後端がニップ部を通過するときの転写バイアス(絶対値が比較的小)が印加された像担持体の領域には、シートの後端が放電隙間を通過するときの分離バイアス(転写バイアスと極性が逆であり、絶対値が比較的小)が印加される。

転写バイアスの絶対値が下げられた端が先端及び後端の場合、シートの先端及び後端がニップ部を通過するときの転写バイアス(絶対値が比較的小)が印加された像担持体の領域には、シートの先端及び後端が放電隙間を通過するときの分離バイアス(転写バイアスと極性が逆であり、絶対値が比較的小)が印加される。

以上のように、本発明に係る画像形成装置によれば、極性が互いに異なる転写バイアスと分離バイアスについて、絶対値が比較的大きい転写バイアスが印加される像担持体の領域には、絶対値が比較的大きい分離バイアスが印加されるようにし、絶対値が比較的小さい転写バイアスが印加される像担持体の領域には、絶対値が比較的小さい分離バイアスが印加されるようにしている。これにより、像担持体に印加される転写バイアスと分離バイアスとのバランスをとることできるので、像担持体に電位ムラが発生することを防止できる。

上記構成において、前記像担持体の感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されていない単一層の有機感光体よって構成される。

像担持体の感光層が単一層の有機感光体の場合、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されていないので、電荷の移動の応答性が悪く、像担持体の電位ムラが解消されにくい。従って、像担持体の感光層が単一層の有機感光体に対して、本発明は特に有効となる。

上記構成において、前記帯電部は、前記像担持体と接触する帯電ローラーを含み、前記帯電ローラーを用いて前記像担持体を帯電させる。

この構成は、像担持体を帯電させる方式として、接触帯電方式を利用している。接触帯電方式はコロナ方式と比べて、像担持体を帯電させる能力が弱いので、像担持体に電位ムラが発生すると、電位ムラを解消しにくい。従って、接触帯電方式の画像形成装置に対して、本発明は特に有効となる。

上記構成において、前記転写バイアス供給部は、前記シートの前記先端が前記ニップ部を通過するとき及び前記シートの前記後端が前記ニップ部を通過するときの前記転写バイアスの絶対値＜前記シートが前記ニップ部を通過する前及び前記シートが前記ニップ部を通過した後の前記転写バイアスの絶対値＜前記シートの前記転写領域が前記ニップ部を通過するときの前記転写バイアスの絶対値、の関係が成立するように前記転写部材に前記転写バイアスを供給し、前記分離バイアス供給部は、前記シートの前記先端が前記放電隙間を通過するとき及び前記シートの前記後端が前記放電隙間を通過するときの前記分離バイアスの絶対値＜前記シートが前記放電隙間を通過する前及び前記シートが前記放電隙間を通過した後の前記分離バイアスの絶対値＜前記シートの前記転写領域が前記放電隙間を通過するときの前記分離バイアスの絶対値、の関係が成立するように前記放電電極部材に前記分離バイアスを供給する。

この構成では、シートがニップ部を通過する前後の転写バイアス(バイアス値が比較的中)が印加された像担持体の領域には、シートが放電隙間を通過する前後の分離バイアス(転写バイアスと極性が逆であり、バイアス値が比較的中)が印加される。

よって、この構成によれば、絶対値が比較的大きい転写バイアスが印加される像担持体の領域には、絶対値が比較的大きい分離バイアスが印加されるようにし、絶対値が比較的小さい転写バイアスが印加される像担持体の領域には、絶対値が比較的小さい分離バイアスが印加されるようにしていることに加えて、絶対値が比較的中の転写バイアスが印加される像担持体の領域には、絶対値が比較的中の分離バイアスが印加されるようにしている。従って、転写バイアスと分離バイアスとのバランスをさらにとることできるので、像担持体に電位ムラの発生を防止する効果をさらに高めることができる。

本発明によれば、像担持体に電位ムラが発生することを防止できる。

本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。感光体ドラム、帯電ローラー、転写ローラー及び分離針の位置関係を示す斜視図である。本実施形態に係る画像形成装置において、転写バイアス供給部から転写ローラーに供給される転写バイアスと分離バイアス供給部から分離針に供給される分離バイアスとの関係を示すグラフである。トナー像が転写される用紙の一例の平面図である。感光体ドラム、帯電ローラー、転写ローラー、分離針及び用紙搬送ベルトの位置関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、本実施形態として、以下の説明では、画像形成装置としてモノクロタイプのプリンターを示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリー装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。

図１は、画像形成装置１の内部構造を概略的に示す図である。画像形成装置１は、外部(例えばパーソナルコンピュータ)からの画像データに基づいて用紙Ｐ上にトナー像を形成する画像形成部４と、用紙Ｐ上に形成されたトナー像を加熱して用紙Ｐ上に定着させる定着部５と、用紙Ｐを収容する給紙カセット７と、用紙Ｐが排出される排紙トレイ１２と、給紙カセット７から画像形成部４および定着部５を経由して排紙トレイ１２に向けて用紙Ｐを搬送する搬送路６と、画像形成装置１の図１における右側面に設けられた手差しトレイ３と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部(図示せず)と、を含む。

画像形成部４は、感光体ドラム１０と、帯電器４２と、露光器４３と、現像器４４と、トナーカートリッジ４５と、転写ローラー４６と、トナー除去器４７と、分離針４８と、を含む。感光体ドラム１０の回転方向(図１では時計回りの方向)から見て、帯電器４２、現像器４４、転写ローラー４６、分離針４８、トナー除去器４７の順に、感光体ドラム１０の周方向に沿って配置されている。露光器４３は、帯電器４２の上方に配置されている。

感光体ドラム１０は、例えば、有機感光体(ＯＰＣ：Organic photo conductor)ドラムである。感光体ドラム１０の周面であるドラム表面１６(感光層)は、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されていない単一層の有機感光体によって構成される。有機感光体ドラムには、感光層が単一層のタイプの他に、感光層が複数の層で構成されるタイプがある。このタイプでは、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されている。単一層タイプは、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されていないので、感光層の表面が削れても、安定した感光体特性を持続でき、感光体ドラム１０の長寿命化を図れる。ドラム表面１６は、像担持体の一例である。

帯電器４２は、帯電ローラー５０を有する。帯電ローラー５０について図２を用いて説明する。図２は、感光体ドラム１０、帯電ローラー５０、転写ローラー４６及び分離針４８の位置関係を示す斜視図である。帯電ローラー５０の周面は、感光層であるドラム表面１６に略点接触している。帯電ローラー５０には、ドラムバイアス供給部５１からドラムバイアスが供給される。本実施形態において、ドラムバイアスは直流電圧であるが、ドラムバイアスとして交流電圧を用いることもできる。帯電ローラー５０を通してドラムバイアスをドラム表面１６に印加することにより、ドラム表面１６を均一に帯電させる。すなわち、ドラム表面１６の電位を等しくする。

本実施形態の現像方式は、反転現像方式である。帯電器４２によって正又は負に帯電させられたドラム表面１６に、レーザ光を選択的に照射して電荷を選択的に消滅させることにより、静電潜像がドラム表面１６に形成される。反転現像方式では、ドラム表面１６が帯電している極性と同じ極性の電荷を帯電させたトナーを、ドラム表面１６の電荷が消滅している領域に供給することによりトナー像を形成する。本実施形態の現像方式は、正に帯電させられたトナーを用いるので、ドラムバイアスの極性は、正である。

図１の帯電器４２(帯電部の一例)は、帯電ローラー５０及びドラムバイアス供給部５１によって構成される。帯電部は、感光体ドラム１０のドラム表面１６と接触する帯電ローラー５０を含み、帯電ローラー５０を用いてドラム表面１６を帯電させる。このように、帯電部は、接触帯電方式でドラム表面１６を帯電させる。

接触帯電方式は、コロナ帯電方式と比べて、ドラム表面１６を所望の電位にするためにドラム表面１６に印加する電圧を小さくできること、ドラム表面１６を帯電する過程で発生するオゾンの量が極めて微量にできること等の長所を有する。

図１を参照して、露光器４３は、外部ＰＣ(パーソナルコンピュータ)等から入力された画像データに基づくレーザ光Ｌを感光体ドラム１０のドラム表面１６に導くポリゴンミラー(図示せず)を有している。ポリゴンミラーは、所定の駆動源によって回転しつつ、感光体ドラム１０のドラム表面１６上にレーザ光Ｌを走査して、ドラム表面１６に静電潜像を形成する。露光器４３は、露光部の一例である。

現像器４４は、現像部の一例であり、静電潜像にトナーを供給してドラム表面１６上にトナー像を形成する。現像器４４は、本実施形態では、キャリアを含まず、磁性体のトナーのみを含む一成分現像剤を使用するものであって、図１に示すように、現像器４４の内部空間を画定する現像容器２１と、現像容器２１の底壁に形成された現像剤貯留部１１と、現像容器２１の開口に配置された現像ローラー２２とを、基本的な構成要素として含む。

現像剤貯留部１１は、現像器４４の長手方向(図１の紙面に対して垂直方向)に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室１４，１５から構成されている。現像剤貯留室１４，１５は、例えばアルミニウム等の金属からなる仕切り板１７によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部において互いに連通されている。

また、各現像剤貯留室１４，１５には、回転により現像剤を攪拌しつつ搬送するスクリューフィーダ１８，１９が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ１８，１９は、搬送方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室１４および現像剤貯留室１５間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、磁性体のトナーが帯電される。本実施形態では、トナーの帯電極性は正である。トナーの大部分は正帯電されるが、印字率の低い画像形成が続いたりすると、一部のトナーが繰り返し帯電され、劣化して過剰帯電したり、負に逆帯電される。劣化したトナーは、所謂リフレッシュ動作によって現像器４４から感光体ドラム１０のドラム表面１６上に排出される。

現像ローラー２２は、その外周面と感光体ドラム１０のドラム表面１６との間に０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの隙間が形成された状態でドラム表面１６に対向配置されている。現像ローラー２２の内部には、所謂汲上げ極が配置されており、その磁力により、現像剤貯留室１４内のトナーが現像ローラー２２の外周面上に磁気的に付着する。

現像ローラー２２の外周面上のトナーは、現像ローラー２２の回転に伴って感光体ドラム１０のドラム表面１６に向けて運ばれ、現像ローラー２２に印加される現像バイアスと感光体ドラム１０のドラム表面１６に印加されるドラムバイアスとの電位差に従って感光体ドラム１０のドラム表面１６の静電潜像に付着する。これにより、ドラム表面１６上にトナー像が形成される。現像バイアスは、本実施形態では、正バイアスである。良好なトナー像を形成するためには、現像ローラー２２とドラム表面１６との間の電位差が１００Ｖ以上であることが好ましい。現像ローラー２２は、現像印加部(不図示)に接続されており、現像印加部によって現像ローラー２２に対して現像バイアスが印加される。

転写ローラー４６は、感光体ドラム１０のドラム表面１６上に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する部材である。転写ローラー４６は、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上に、カーボン、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０⁶〜１×１０¹⁰［Ω］としたスポンジゴム層を形成したローラー部材である。

図２を参照して、転写ローラー４６は、感光体ドラム１０に対して平行に延びていると共に、ドラム表面１６との間でニップ部Ｎが形成されるように搬送路６(図１)においてドラム表面１６に接触した状態で配置されている。用紙Ｐの搬送方向Ｄに沿って搬送路６上を搬送されてきた用紙Ｐは、ニップ部Ｎを通過する。このように、転写ローラー４６は、転写部材の一例であり、ドラム表面１６と転写ローラー４６とで用紙Ｐをニップするニップ部Ｎを形成する。

転写ローラー４６には、転写バイアス供給部５２が接続されている。転写バイアス供給部５２は、ドラム表面１６に担持されているトナー像をニップ部Ｎで用紙Ｐに転写するために、トナー像を形成するトナーの極性(トナーに付加されている電荷の極性)と逆極性の転写バイアスを転写ローラー４６に供給する。本実施形態では、正に帯電させられたトナーを用いるので、転写バイアスの極性は負となる。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、正に帯電しているトナーが転写ローラー４６に引き付けられて、用紙Ｐ上にトナー像が転写される。

分離針４８は、放電電極部材の一例であり、感光体ドラム１０の回転軸方向に沿って延びており、ニップ部Ｎよりも用紙Ｐの搬送方向Ｄの下流側に、ドラム表面１６と対向して配置されている。分離針４８とドラム表面１６との間には、放電隙間Ｇが形成されている。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは放電隙間Ｇを通り、下流側に搬送される。後で説明するように、用紙Ｐは、放電隙間Ｇを通ることによって、ドラム表面１６から分離される。搬送路６(図１)及び搬送路６に配置された複数の搬送ローラー対は、ニップ部Ｎ及び放電隙間Ｇを、用紙Ｐが通過するように用紙Ｐを搬送するシート搬送手段の一例である。

分離針４８は、感光体ドラム１０の回転軸方向に沿って配置された複数の針部５３と、これらの針部５３を支持する支持部５５と、を有する。

分離針４８は、分離バイアス供給部５４と接続されている。分離バイアス供給部５４は、トナー像が転写された用紙Ｐをドラム表面１６から分離するために、転写バイアスと逆極性の分離バイアス(本実施形態では正の分離バイアス)を、分離針４８に供給する。これにより、複数の針部５３とドラム表面１６との間(言い換えれば、放電隙間Ｇ)で放電を発生させて、転写ローラー４６による転写で用紙Ｐに帯電した負電荷を除電し、用紙Ｐをそれ自体の腰の強さや自重等によりドラム表面１６から剥がれるようにする。

図１を参照して、トナー除去器４７は、トナー像が用紙Ｐ上に転写された後にドラム表面１６上に残留するトナーを除去並びに回収する。

放電隙間Ｇを通過した用紙Ｐは、搬送路６を通って定着部５に搬送される。定着部５は、用紙Ｐ上のトナー像を、用紙Ｐ上に加熱定着する。定着処理された用紙Ｐは、搬送路６を通って排紙トレイ１２に搬送される。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１において、転写バイアス供給部５２から転写ローラー４６に供給される転写バイアスと分離バイアス供給部５４から分離針４８に供給される分離バイアスとの関係を説明する。図３は、この関係を示すグラフである。上側のグラフは転写バイアスを示しており、縦軸が転写バイアスの大きさを示しており、横軸が時間を示している。下側のグラフは分離バイアスを示しており、縦軸が分離バイアスの大きさを示しており、横軸が時間を示している。

ここで、用紙Ｐの転写領域等について、図４を用いて説明する。図４は用紙Ｐの平面図である。転写領域は用紙Ｐにトナー像が転写される領域である。用紙Ｐの先端と転写領域とのマージンが先端領域となる。用紙Ｐの後端と転写領域とのマージンが後端領域となる。

図３に示す転写バイアスのグラフを参照して、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する期間は、用紙Ｐの先端領域がニップ部Ｎを通過する期間と、用紙Ｐの転写領域がニップ部Ｎを通過する期間と、用紙Ｐの後端領域がニップ部Ｎを通過する期間と、を加算した期間である。

用紙Ｐの先端がニップ部Ｎを通過するとき及び後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを−Ｖｔ１とし、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前及び用紙Ｐがニップ部Ｎを通過した後の転写バイアスを−Ｖｔ２とし、用紙Ｐの転写領域がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを−Ｖｔ３とする。

転写バイアス供給部５２は、転写バイアス「−Ｖｔ１」の絶対値＜転写バイアス「−Ｖｔ２」の絶対値＜転写バイアス「−Ｖｔ３」の絶対値、の関係が成立するように転写ローラー４６に転写バイアスを供給する。

転写領域がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ３」は、トナー像を用紙Ｐに転写させるのに必要な大きさのバイアスである。

用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後の転写バイアス「−Ｖｔ２」の絶対値を、転写バイアス「−Ｖｔ３」の絶対値と同じにすると、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後では、ニップ部Ｎに用紙がないので、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後は、転写領域がニップ部Ｎを通過するときと比べて、転写ローラー４６からドラム表面１６に供給される負電荷が多くなり、ドラム表面１６に電位ムラが発生する。そこで、転写バイアス「−Ｖｔ２」の絶対値を、転写バイアス「−Ｖｔ３」の絶対値より小さくして、ドラム表面１６に電位ムラが発生しないようにしている。

用紙Ｐの先端や後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ１」の絶対値を、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後の転写バイアス「−Ｖｔ２」の絶対値及び転写領域がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ３」の絶対値より、小さくしているのは、ドラム表面１６に筋状の電位ムラが発生するのを防止するためである。

すなわち、本明細書の背景技術で説明しているように、用紙Ｐの先端や後端がニップ部Ｎを通過するとき、ニップ部Ｎの電気抵抗が急激に変化することにより、ドラム表面１６と転写ローラー４６との間に過剰な電流が流れる。これにより、ドラム表面１６の電位が変動して、ドラム表面１６に筋状の電位ムラが発生する。そこで、用紙Ｐの先端や後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ１」の絶対値を小さくすることにより、上記過剰な電流がドラム表面１６と転写ローラー４６との間に流れないようにして、ドラム表面１６に筋状の電位ムラが発生するのを防止している。

しかし、転写バイアスを以上のように変化させても、分離バイアスを一定にしていれば、ドラム表面１６に電位ムラが発生する可能性がある。詳しく説明すると、上述したように、用紙Ｐの先端や後端がニップ部Ｎを通過するときに、転写バイアスを「−Ｖｔ１」にしてその絶対値を比較的小さくしている。

用紙Ｐの先端や後端が、放電隙間Ｇを通過するときに、分離バイアスを例えば、比較的絶対値が大きい「Ｖｓ３」にすると、用紙Ｐの先端や後端がニップ部Ｎを通過したときに先端や後端と接触していたドラム表面１６の領域(以下、先後端と対応するドラム表面１６の領域)は、正電荷に帯電する。すなわち、先後端と対応するドラム表面１６の領域は、ニップ部Ｎにおいて、絶対値が比較的小さい転写バイアス「−Ｖｔ１」が印加され、放電隙間Ｇにおいて、絶対値が比較的大きい分離バイアス「Ｖｓ３」が印加されるので、正電荷に帯電するのである。これにより、ドラム表面１６に電位ムラが発生する。

そこで、本実施形態では、以下に示す分離バイアスを分離針４８に供給する。図３に示す分離バイアスのグラフを参照して、用紙Ｐが放電隙間Ｇを通過する期間は、用紙Ｐの先端領域が放電隙間Ｇを通過する期間と、用紙Ｐの転写領域が放電隙間Ｇを通過する期間と、用紙Ｐの後端領域が放電隙間Ｇを通過する期間と、を加算した期間である。

用紙Ｐの先端が放電隙間Ｇを通過するとき及び後端が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアスをＶｓ１とし、用紙Ｐが放電隙間Ｇを通過する前及び用紙Ｐが放電隙間Ｇを通過した後の分離バイアスをＶｓ２とし、用紙Ｐの転写領域が放電隙間Ｇを通過するときの転写バイアスをＶｓ３とする。なお、Δｔは、用紙Ｐがニップ部Ｎから放電隙間Ｇまで移動する時間を示している。

分離バイアス供給部５４は、分離バイアス「Ｖｓ１」の絶対値＜分離バイアス「Ｖｓ２」の絶対値＜分離バイアス「Ｖｓ３」の絶対値、の関係が成立するように分離針４８に分離バイアスを供給する。

これにより、ドラム表面１６の各領域には、以下のバイアスが印加されることになる。

用紙Ｐの転写領域がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ３」が印加されたドラム表面１６の領域には、用紙Ｐの転写領域が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアス「Ｖｓ３」が印加される。

用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する前後の転写バイアス「−Ｖｔ２」が印加されたドラム表面１６の領域には、用紙Ｐが放電隙間Ｇを通過する前後の分離バイアス「Ｖｓ２」が印加される。

用紙Ｐの先端及び後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアス「−Ｖｔ１」が印加されたドラム表面１６の領域には、用紙Ｐの先端及び後端が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアス「Ｖｓ１」が印加される。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、極性が互いに異なる転写バイアスと分離バイアスについて、絶対値が比較的大きい転写バイアス「−Ｖｔ３」が印加されるドラム表面１６の領域には、絶対値が比較的大きい分離バイアス「Ｖｓ３」が印加されるようにし、絶対値が比較的小さい転写バイアス「−Ｖｔ１」が印加されるドラム表面１６の領域には、絶対値が比較的小さい分離バイアス「Ｖｓ１」が印加されるようにしている。よって、用紙Ｐの転写領域並びに用紙Ｐの先端及び後端が、ニップ部Ｎ及び放電隙間Ｇを通過するときにおいて、ドラム表面１６に印加される転写バイアスと分離バイアスとのバランスをとることできるので、ドラム表面１６に電位ムラが発生することを防止できる。これにより、帯電ローラー５０によってドラム表面１６を帯電させた際に、ドラム表面１６の全体の電位を均一にすることができる。

さらに、本実施形態によれば、絶対値が比較的中の転写バイアス「−Ｖｔ２」が印加されるドラム表面１６の領域には、絶対値が比較的中の分離バイアス「Ｖｓ２」が印加されるようにしている。このため、用紙Ｐがニップ部Ｎ及び放電隙間Ｇを通過する前後においても、転写バイアスと分離バイアスとのバランスをとることできるので、ドラム表面１６に電位ムラの発生を防止する効果をさらに高めることができる。

なお、転写バイアス供給部５２が供給する転写バイアス「−Ｖｔ１」の絶対値が大きくなれば、それに比例させて、分離バイアス供給部５４が供給する分離バイアス「Ｖｓ１」の絶対値を大きくし、転写バイアス供給部５２が供給する転写バイアス「−Ｖｔ１」の絶対値が小さくなれば、それに比例させて、分離バイアス供給部５４が供給する分離バイアス「Ｖｓ１」の絶対値を小さくする。転写バイアス「−Ｖｔ２」と分離バイアス「Ｖｓ２」との関係、転写バイアス「−Ｖｔ３」と分離バイアス「Ｖｓ３」との関係についても同様にする。これにより、ドラム表面１６に印加される転写バイアスと分離バイアスとのバランスをとることできる。

また、本実施形態によれば、感光体ドラム１０として、単一層の有機感光体ドラムを用いている。単一層の有機感光体ドラムの場合、感光層(ドラム表面１６)が電荷発生層と電荷輸送層とに分離されていないので、電荷の移動の応答性が悪く、ドラム表面１６の電位ムラが解消されにくい。従って、単一層の有機感光体ドラムに対して、本実施形態は特に有効となる。

本実施形態では、用紙Ｐの先端及び後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを「−Ｖｔ１」にしているが、いずれか一方がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを「−Ｖｔ１」にしてもよい。この態様では、用紙Ｐの先端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを「−Ｖｔ１」にした場合、用紙Ｐの先端が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアスを「Ｖｓ１」にする。用紙Ｐの後端がニップ部Ｎを通過するときの転写バイアスを「−Ｖｔ１」にした場合、用紙Ｐの後端が放電隙間Ｇを通過するときの分離バイアスを「Ｖｓ１」にする。

本実施形態によれば、ドラム表面１６と接触する帯電ローラー５０を用いて、ドラム表面１６を帯電させている。すなわち、本実施形態では、ドラム表面１６を帯電させる方式として、接触帯電方式を利用している。接触帯電方式はコロナ方式と比べて、ドラム表面１６を帯電させる能力が弱いので、ドラム表面１６に電位ムラが発生すると、電位ムラを解消しにくい。従って、接触帯電方式の画像形成装置１に対して、本実施形態は特に有効となる。

本発明は、用紙搬送ベルトで用紙Ｐをニップ部Ｎに搬送するタイプの画像形成装置にも適用できる。図５は、感光体ドラム１０、帯電ローラー５０、転写ローラー４６、分離針４８及び用紙搬送ベルト６１の位置関係を示す図である。

用紙搬送ベルト６１は、原動プーリー６２と従動プーリー６３とに巻き掛けられ、用紙Ｐを搬送方向Ｄに搬送する。用紙搬送ベルト６１は、ニップ部Ｎにおいてドラム表面１６と転写ローラー４６とによって挟まれている。分離針４８は、ニップ部Ｎよりも下流に配置されている。分離針４８は、用紙搬送ベルト６１を介して、ドラム表面１６と対向して配置されている。分離針４８とドラム表面１６とで放電隙間Ｇが形成されている。

用紙搬送ベルト６１に載せられた用紙Ｐは、ニップ部Ｎでドラム表面１６のトナー像が転写される。そして、ニップ部Ｎでドラム表面１６に引っ付いた用紙Ｐは、放電隙間Ｇを通過する際に、ドラム表面１６から分離されて、用紙搬送ベルト６１により下流に搬送される。

用紙搬送ベルト６１で用紙Ｐをニップ部Ｎ及び放電隙間Ｇに搬送するタイプの画像形成装置に、本発明を適用しても、本実施形態の上述した効果を有する。

１画像形成装置
１０感光体ドラム
１６ドラム表面(像担持体の一例)
４６転写ローラー(転写部材の一例)
４８分離針(放電電極部材の一例)
５０帯電ローラー
Ｄ用紙の搬送方向
Ｇ放電隙間
Ｎニップ部
Ｐ用紙(シートの一例)

Claims

像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
前記帯電部によって帯電させられた前記像担持体に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像にトナーを供給して前記像担持体にトナー像を形成する現像部と、
前記トナー像が転写されるシートをニップするニップ部を、前記像担持体と共に形成する転写部材と、
前記ニップ部よりも前記シートの搬送方向の下流側に、前記像担持体と対向して配置された放電電極部材と、
前記ニップ部、及び、前記放電電極部材と前記像担持体とで形成される放電隙間を、前記シートが通過するように前記シートを搬送するシート搬送手段と、
前記像担持体に担持されている前記トナー像を前記ニップ部で前記シートに転写するために、前記トナー像を形成するトナーの極性と逆極性の転写バイアスを前記転写部材に供給する転写バイアス供給部と、
前記トナー像が転写された前記シートを前記像担持体から分離するために、前記転写バイアスと逆極性の分離バイアスを前記放電電極部材に供給する分離バイアス供給部と、を備え、
前記転写バイアス供給部は、前記シートの先端及び後端の少なくとも一方の端が前記ニップ部を通過するときについて、前記シートの前記トナー像の転写領域が前記ニップ部を通過するときと比べて、前記転写部材に供給する前記転写バイアスの絶対値を小さくし、
前記分離バイアス供給部は、前記先端及び前記後端のうち前記ニップ部の通過時に前記転写バイアスの絶対値が下げられた端が前記放電隙間を通過するときについて、前記転写領域が前記放電隙間を通過するときと比べて、前記放電電極部材に供給する前記分離バイアスの絶対値を小さくする画像形成装置。
前記像担持体の感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とが分離されていない単一層の有機感光体よって構成される請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯電部は、前記像担持体と接触する帯電ローラーを含み、前記帯電ローラーを用いて前記像担持体を帯電させる請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記転写バイアス供給部は、前記シートの前記先端が前記ニップ部を通過するとき及び前記シートの前記後端が前記ニップ部を通過するときの前記転写バイアスの絶対値＜前記シートが前記ニップ部を通過する前及び前記シートが前記ニップ部を通過した後の前記転写バイアスの絶対値＜前記シートの前記転写領域が前記ニップ部を通過するときの前記転写バイアスの絶対値、の関係が成立するように前記転写部材に前記転写バイアスを供給し、
前記分離バイアス供給部は、前記シートの前記先端が前記放電隙間を通過するとき及び前記シートの前記後端が前記放電隙間を通過するときの前記分離バイアスの絶対値＜前記シートが前記放電隙間を通過する前及び前記シートが前記放電隙間を通過した後の前記分離バイアスの絶対値＜前記シートの前記転写領域が前記放電隙間を通過するときの前記分離バイアスの絶対値、の関係が成立するように前記放電電極部材に前記分離バイアスを供給する請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。