JP2014182182A - 画像形成装置及び像担持体の除電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に残留する転写メモリを除去して、転写メモリによる画像ムラを改善し、高品位の画像を得る画像形成装置及び、像担持体の除電方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、像担持体１１と、前記像担持体を帯電する帯電部１２と、前記像担持体の前記帯電部による帯電開始領域を除電する除電部１８と、前記帯電部に帯電された前記像担持体に画像を形成する画像形成部とを備える。
【選択図】図１

Description

実施形態は、プリンタや複合機等の画像形成装置に係り、特に感光体に残留する転写メモリを除去する画像形成装置及び像担持体の除電方法に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、トナー画像をシート紙に転写した後に感光体に残留する転写メモリを除電するために複数の除電器を備える装置がある。さらに、電源投入時に感光体を逆回転して、帯電器で感光体を帯電した後に感光体上の電荷を除去して、感光体に残留する転写メモリを除去する装置がある。しかしながら、画像形成を行う間に感光体に残留する転写メモリを、更に高精度且つ迅速に除去する装置が求められる。

特開２００５−３１１１１号公報 特開平１１−２５８９５３号公報

この発明が解決しようとする課題は、画像形成時に感光体に残留する転写メモリを除去して、転写メモリによる画像ムラを改善して、高画質を得る画像形成装置及び像担持体の除電方法を提供することである。

上記課題を達成するために、実施形態の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体の前記帯電部による帯電開始領域を除電する除電部と、前記帯電部に帯電された前記像担持体に画像を形成する画像形成部とを備える。

第１の実施形態の画像形成部を示す概略構成図。 第１の実施形態の感光体ドラムの表面電位を示す概略説明図。 第１の実施形態の帯電器の帯電領域及び除電器の除電領域を示す概略説明図。 第１の実施形態及び比較例による除電結果を示すグラフ。 第２の実施形態の帯電器の帯電領域及び除電器の除電領域を示す概略説明図。

以下実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の画像形成装置を図１乃至図４を参照して説明する。図１は第１の実施形態の画像形成装置の一例のプロセスユニット１０を示す概略構成図である。プロセスユニット１０は、像担持体である感光体ドラム１１周囲に、帯電部である帯電器１２、露光器１３、現像器１４、転写器１６、クリーナ１７、除電部である除電器１８を備える。但しプロセスユニット１０のサイズ或いは配置位置及び配置角度等は限定されない。

感光体ドラム１１は、例えばマイナス帯電特性を備え、帯電器１２は、感光体ドラム１１に一様にマイナス電荷を付与する。感光体ドラムの径をφ３０とした場合に、帯電器１２の帯電幅を１４ｍｍに設定する。露光器１３は、例えばレーザ露光器であり、画像データ等に基づいて感光体ドラム１１にレーザ光を照射して、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。

現像器１４は、マイナス帯電特性のトナーを、マイナス極性の現像バイアスにより、感光体ドラム１１の露光部（像形成部（β））に付与して、感光体ドラム１１上の静電潜像を可視化する。トナーは非消色トナーあるいは、例えば所定の温度で加熱することにより消色可能な消色トナーのいずれであっても良い。露光器１３及び現像器１４は画像形成部を構成する。

転写器１６は、感光体ドラム１１にプラス極性の転写バイアスをかけて、例えばシートＰ等の記録媒体に、感光体ドラム１１上のトナー画像を転写する。クリーナ１７は、転写終了後に感光体ドラム１１に残留するトナーを、例えばクリーニングブレードにより除去する。除電器１８は、例えばＬＥＤランプを用いて、感光体ドラム１１に感度を有する波長光を照射して、感光体ドラム１１に残留する電荷を除電する。除電器１８は、図３に示す帯電開始領域（ε）（帯電と除電が重複する領域）が、例えば帯電領域全体の１０％程度となるように光軸を傾ける。第１の実施形態では、除電器１８の光軸を、例えば所定位置から１５度、帯電器１２方向に傾ける。

これらの構成によってプロセスユニット１０は、感光体ドラム１１に形成した静電潜像をトナーで現像し、シートＰにトナー画像を転写する。プロセスユニット１０は、シートＰにトナー画像を転写後、クリーナ１７で感光体ドラム１１の残留トナーを除去し、除電器１８で感光体ドラム１０の残留電荷を除去する。プロセスユニット１０は、先行する画像形成プロセスにより生じる感光体ドラム１１の残留電荷を除去後、次の画像形成プロセスを実施する。

転写終了後に感光体ドラム１１に残留する電荷を除去する除電プロセスについて詳述する。プロセスユニット１０で、帯電、露光、現像を経て転写プロセスを終了した時点での感光体ドラム１１の表面電位は、例えば図２の実線（Ａ）となる。転写プロセスで感光体ドラム１１上のマイナス帯電特性のトナーをシートＰに転写するため、転写器１６は、感光体ドラム１１にプラス極性の転写バイアスを付与する。転写バイアスを受けた感光体ドラム１１の画像が形成されない未露光部（α）の表面電位−ｖ２は帯電時の表面電位−ｖ１より低下する。転写バイアスを受けた感光体ドラム１１のトナーが付着した像形成部（β）の表面電位は、例えば＋ｖ３となり、若干プラス帯電する。

転写終了後の除電プロセス時に、除電器１８による除電光１８ａは、感光体ドラム１１上に残留するマイナス電荷を除去する。しかしながらマイナス帯電特性である感光体ドラム１１上にプラス電荷が残留していた場合に、除電光１８ａは、残留するプラス電荷を除去することができない。

例えば感光体ドラム１１の帯電開始位置ｆに隣接する除電領域（δ）で除電光１８ａを照射するのみでは、感光体ドラム１１上のプラス電荷は除去されない。除電領域（δ）で除電光を照射しただけでは、除電後の感光体ドラム１１の表面電位は例えば図２の実線（Ｂ）で示すようになる。感光体ドラム１１の未露光部（α）ではマイナス電荷を除去されて、表面電位は±０もしくは、これ以上除電することができない残留電位（マイナス電位）となるが、像形成部（β）ではプラス電荷が残留して、＋ｖ３の表面電位となる。像形成部（β）に残留したプラス電荷は、次の画像形成プロセスで、トナー画像上に転写メモリとして現れて、画質不良の原因となる。

第１の実施形態の除電器１８は、図３に示すように、帯電器１２による感光体ドラム１１の帯電開始位置ｆに隣接する除電領域（δ）に除電光１８ａを照射する。更に除電器１８は、帯電器１２による帯電領域（γ）の内の、帯電開始領域（ε）に除電光１８ａを照射する。除電器１８は、除電領域（δ）と帯電開始領域（ε）とを除電する。

除電器１８は、帯電開始領域（ε）において、帯電器１２の帯電プロセスに重複して除電光１８ａを照射して感光体ドラム１１の電荷を除去する。帯電開始領域（ε）では、プラス帯電していた感光体ドラム１１の像形成部（β）を、帯電器１２によりマイナス電位に帯電した後に、除電器１８でマイナス電荷を除去する。

帯電器１２の上流端部１２ａは、感光体ドラム１１と例えば５ｍｍのギャップＧを備える。除電器１８からの除電光１８ａは、帯電器１２と感光体ドラム１１とのギャップＧから、感光体ドラム１１の帯電開始領域（ε）に進入する。帯電開始領域（ε）は、例えば帯電器１２によるマイナス帯電により、感光体ドラム１１表面の電位が帯電開始前と比較して画像形成に影響のない範囲の低下にとどめ、例えば約５Ｖ低下するまでの領域である。

除電領域（δ）では、除電器１８は、クリーニングを経た感光体ドラム１１に除電光１８ａを照射して感光体ドラム１１上のマイナス電荷を除去する。帯電開始領域（ε）では、帯電器１２によるマイナス帯電と除電器１８による除電光１８ａの照射を重複して、未露光部（α）及び像形成部（β）のマイナスの帯電電荷を除去する。

帯電開始領域（ε）を通過した除電終了位置ｊでの、感光体ドラム１１の表面電位は、例えば図２の実線（Ｃ）で示すようになる。感光体ドラム１１は、先行する画像形成プロセスによる未露光部（α）及び像形成部（β）のいずれも電荷を除去されて未露光部（α）と像形成部（β）の表面電位差はほぼ±０となる。

プロセスユニット１０は、除電終了位置ｊを通過した感光体ドラム１１を、帯電器１２の除電終了位置ｊに続く継続帯電領域（θ）で帯電開始領域（ε）に引き続き帯電する。プロセスユニット１０は、帯電開始領域（ε）及び継続帯電領域（θ）で感光体ドラム１１を帯電後、露光、現像、転写の各プロセスを実施して、シートＰに次の画像形成プロセスによるトナー画像を形成する。

例えば転写プロセスによる転写バイアスが強いと、帯電開始領域（ε）で、帯電プロセスと除電プロセスとを重複しても、感光体ドラム１１の像形成部（β）にプラス電荷が多少残る場合がある。除電終了位置ｊで感光体ドラム１１上にプラス電荷が多少残ったとしても、未露光部（α）と像形成部（β）の電位段差は小さい。未露光部（α）と像形成部（β）の電位段差が小さいことから、転写メモリによるトナー画像への影響は低減される。

転写器１６の転写バイアスの強さを変動して、第１の実施形態の除電器１８による除電効果を検証した場合の、感光体ドラム１１上の転写メモリを図４の実線Ｄで示す。除電領域（δ）及び帯電開始領域（ε）を照射する除電器１８を用いる第１の実施形態では、転写器１６の転写バイアスの強さが中程度（通常使用範囲）であれば、転写メモリはほぼ０となる。従って次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れることがなく、転写メモリによる画像不良を防止する。

他方、帯電開始領域（ε）で除電を行わない比較例による除電効果を同様にして検証した場合の、感光体ドラムの転写メモリは図４の破線Ｅで示すようになった。比較例では、転写バイアスが弱い場合であっても転写メモリを生じ、転写バイアスを強くするに従い転写メモリの電位が増大する。比較例では、次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れて、画像不良を生じる恐れがある。

第１の実施形態では像担持体の帯電特性をマイナス極性としたが、像担持体は、プラス極性に帯電特性を備えるものであっても良い。帯電特性がプラス極性の像担持体の場合は、帯電開始領域にて帯電部で像担持体をプラス帯電するのに重複して、除電部により除電光を照射する。

第１の実施形態によれば、除電器１８により、転写終了後の除電領域（δ）で、感光体ドラム１１に除電光１８ａを照射する。更に帯電器１２により感光体ドラム１１の帯電開始領域（ε）を帯電するのと重複して、除電器１８によりギャップＧから帯電開始領域（ε）に除電光１８ａを照射する。感光体ドラム１１の帯電開始領域（ε）では、感光体ドラム１１の像形成部（β）をプラス帯電からマイナス帯電にする。像形成部（β）をマイナスに帯電するのと重複して除電光１８ａを照射して、未露光部（α）及び像形成部（β）の表面電位差をほぼ±０とし、次の画像形成プロセスを開始する。次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れることがなく、良質のトナー画像を得る。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の画像形成装置を、図５を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態において、除電部が異なるものである。第２の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第２の実施形態は、第１の除電部である第１の除電器２０と第２の除電部である第２の除電器２１を備える。第１の除電器２０及び第２の除電器２１は、例えばＬＥＤランプを用いて、感光体ドラム１１に感度を有する波長光を照射して、感光体ドラム１１に残留する電荷を除電する。

第１の除電器２０は、主として感光体ドラム１１の帯電開始位置ｆより上流の第１の除電領域（δ１）に、ほぼ垂直に第１の除電光２０ａを照射する。第２の除電器２１は、主としてギャップＧから、感光体ドラム１１の帯電開始領域（ε）方向に向かう第２の除電光２１ａを照射する。

第１の除電光２０ａは、第１の除電領域（δ１）で、感光体ドラム１１上のマイナス電荷をより効率的に除去する。第２の除電光２１ａは、第２の除電領域（δ２）で、感光体ドラム１１上のマイナス電荷を除去する。更に第２の除電光２１ａは、帯電開始領域（ε）で、帯電器１２の帯電プロセスと重複して、未露光部（α）及び像形成部（β）の電荷をより効率的に除去する。

帯電開始領域（ε）通過後の、感光体ドラム１１の未露光部（α）と像形成部(β)の表面電位差は、ほぼ±０となる。従って次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れることがなく、転写メモリによる画像不良を防止する。

第２の実施形態では、第１の除電器２０と第２の除電器２１とを分離して配置したが除電部はこれに限定されない。感光体ドラム１１に垂直な第１の除電光２０ａと帯電開始領域（ε）方向に向かう第２の除電光２１ａを、同じケース内に収納しても良い。

第２の実施形態によれば、第１の除電器２０により、第１の除電領域（δ１）で、感光体ドラム１１に残留するマイナス電荷を効率的に除去する。更に帯電開始領域（ε）でマイナス帯電と重複して除電光２１ａを照射して、未露光部（α）及び像形成部（β）の表面電位差をほぼ±０とする。次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れることがなく、良質のトナー画像を得る。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、次の画像形成プロセスの帯電開始に重複して像担持体を除電する。像担持体に残留する像担持体の帯電特性と逆極性の電荷を除去した後に次の画像形成プロセスを行う。次の画像形成プロセスによるトナー画像上に転写メモリが現れることがなく、良質のトナー画像を得て、転写メモリが原因の画像不良を防止する。

この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…プロセスユニット
１１…感光体ドラム
１２…帯電器
１６…転写器
１８…除電器

上記課題を達成するために、実施形態の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体の前記帯電部による帯電開始領域方向に光軸が傾斜し前記帯電部による帯電と重複して前記帯電開始領域を除電する第２のＬＥＤランプと、前記帯電部に帯電された前記像担持体に画像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成された前記画像を記録媒体に転写する転写部と、前記帯電開始領域より上流において前記転写部を通過した前記像担持体に対向し、前記像担持体の表面に対する光軸の角度が、前記第２のＬＥＤランプの光軸が前記像担持体の表面に対する角度よりも大きい、前記像担持体を除電する第１のＬＥＤランプとを備える。

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体を帯電する帯電部と、
   前記像担持体の前記帯電部による帯電開始領域を除電する除電部と、
   前記帯電部に帯電された前記像担持体に画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電部は、前記帯電開始領域の上流の除電領域を除電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記除電部は、前記除電領域を除電する第１の除電部及び前記像担持体の走行方向において、前記第１の除電部より下流にあり前記帯電開始領域を除電する第２の除電部を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の除電部と前記第２の除電部とを分離して配置することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電部は帯電チャージャであり、前記除電部は除電光を照射し、前記帯電チャージャは、前記像担持体との間に、前記帯電開始領域に前記除電光を導くギャップを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 像担持体を帯電する帯電工程と、
   前記帯電工程と重複して前記像担持体の帯電開始領域を除電する、除電工程とを備えることを特徴とする像担持体の除電方法。

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