JP2016071298A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転写部の長手方向の位置によらずに良好な転写性を得ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置100は、感光体1の回転方向において現像部Gの下流かつ転写部Nの上流に配置され、感光体1の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を露光する複数の露光領域を有し、それぞれの露光領域による露光量を独立して調整可能な転写前露光手段14と、転写前露光手段14の複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する制御手段18Aと、を有する構成とする。
【選択図】図3
【解決手段】画像形成装置100は、感光体1の回転方向において現像部Gの下流かつ転写部Nの上流に配置され、感光体1の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を露光する複数の露光領域を有し、それぞれの露光領域による露光量を独立して調整可能な転写前露光手段14と、転写前露光手段14の複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する制御手段18Aと、を有する構成とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、帯電ローラなどの帯電手段により一様に表面が帯電処理された電子写真感光体(感光体)が、露光手段により画像情報に対応して露光されて、感光体上に静電潜像が形成される。その後、感光体上の静電潜像がトナーによりトナー像として現像され、このトナー像が感光体と転写ローラなどの転写手段とが当接して形成される転写部(転写ニップ)において、被転写体として例えば記録用紙などの記録材に転写される。
感光体上の静電潜像を現像する現像方式としては、反転現像方式が多く用いられている。反転現像方式では、感光体の露光を受けて電位の絶対値が低下した部分に感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像を形成する。
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、次のような場合に、転写電流量が転写ニップの長手方向で一定にならず、転写ニップの長手方向で転写性に差が生じてしまうことがあることがわかった。例えば、転写ローラと感光ドラムとの間で形成される転写ニップの幅が長手方向で一定でない場合などである。また、転写ローラと感光ドラムとの間のインピーダンスが転写ニップの長手方向で均一でない場合などである。また、転写ローラを含めた転写構成部品の使用履歴や環境差による変動が起こった場合などである。
ここで、反転現像方式の画像形成装置において、感光体上の異なる領域間で転写電流量が異なってしまう現象に対して、転写前露光工程を行うことによって対処する方法が知られている。
つまり、反転現像方式では、転写工程において、被転写体の背面にトナーの帯電極性とは逆極性の電荷を印加して被転写体の表面にトナーを転写する際に、感光体上の非画像部と被転写体との間の電位差が非常に大きくなる。そのため、放電が発生するなどして、転写効率の低下や画像劣化を招くことがある。
図13は、静電潜像が形成された感光体の表面電位を示す模式図である。なお、ここでは、電位、電圧、電流の大小関係は、その絶対値で比較した場合のものをいうものとする。現像部を通過した後の感光体の表面電位は、非画像部電位Vdと画像部電位Vlとを維持したまま、例えば転写ローラが当接して形成される転写ニップ内に突入する。転写ローラには転写電圧(転写バイアス)Vtrが印加される。そして、転写ニップ内に感光体上のVdとVlとが同時に存在した場合、VdとVtrとの差(|Vtr−Vd|)が、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)に比べて大きいため、転写電流が非画像部(Vd部)に多量に流れ込んでしまう。そのため、画像部(Vl部)への転写電流量が適正な値よりも少なくなってしまい、転写電流不足による転写不良を起こしてしまう。特に、細線や文字などの画像パターンの場合、転写ニップ内に感光体上のVdとVlとが同時に存在しやすくなるために、転写不良が顕著になる傾向がある。
このような現象に対し、転写前露光工程を行うことによって対処する方法がある。これは、現像工程と転写工程との間で、トナー像が形成された感光体の表面を転写前露光手段によって一様に露光し、Vdを低下させるものである。
図14は、転写前露光工程の原理を説明するための感光体の表面電位を示す模式図である。転写前露光手段で露光する前の状態(図14(a))から、転写前露光装置で露光して感光体の表面の電荷を除電することによって、Vdは転写前露光後の非画像部電位Vd’へと減衰する(図14(b))。これによって、Vd’とVlとの電位差が小さくなるため、転写ニップ内に感光体上のVd’とVlとが同時に存在した場合でも、Vd’とVtrとの差(|Vtr−Vd’|)が、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)に比べてもそれほど大きくない。そのため、転写電流が非画像部に多量に流れ込むことが抑制され、画像部への転写電流が十分に確保されて、細線や文字などの画像パターンでも良好に転写することが可能となる。
一方、転写前露光工程を行うことによって、画像の周辺部でトナー像が乱れる「トナー散り」という現象が発生する場合がある。図15は、トナー散りの原因を説明するための感光体の表面電位を示す模式図である。この現象は、非画像部電位Vdの除電量が必要以上に大きい場合に生じる。これは、感光体の帯電極性とトナーの帯電極性とが同極性であるため、トナーと感光体との静電反発力により、トナーが図15中の矢印のように散り易くなるためである。
これに対し、特許文献1では、転写前露光後の非画像部電位Vd’がVlよりも低くならないように設定することによってトナー散りを抑制することが開示されている。また、特許文献2では、転写前露光の前又は後のVlと、転写前露光後の非画像部電位Vd’とを検知し、転写前露光後においてVd’がVl以上となるように転写前露光手段の露光量を制御してトナー散りを抑制することが開示されている。
しかしながら、特許文献1や特許文献2で開示される、転写前露光手段による露光により転写電流量の差を低減する方法では、感光体の長手方向(回転軸線方向)において転写前露光手段の露光量は均一とされている。そのため、これら従来の方法を用いても、上述のような要因により転写ニップの長手方向における転写電流量のバラツキが生じた場合には、転写ニップの長手方向において均一な転写性が得られないことがある。
したがって、本発明の目的は、転写部の長手方向の位置によらずに良好な転写性を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、前記感光体上の静電像の画像部に現像部で前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体に当接して転写部を形成し前記感光体上のトナー像を前記転写部で被転写体に静電的に転写させる転写手段と、を有する画像形成装置において、前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流に配置され、前記感光体の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を異なる露光量で露光するか、又は前記感光体の長手方向における画像形成領域の一部のみを露光する転写前露光手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、前記感光体上の静電像の画像部に現像部で前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体に当接して転写部を形成し前記感光体上のトナー像を前記転写部で被転写体に静電的に転写させる転写手段と、を有する画像形成装置において、前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流に配置され、前記感光体の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を露光する複数の露光領域を有し、それぞれの露光領域による露光量を独立して調整可能な転写前露光手段と、前記転写前露光手段の前記複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、転写部の長手方向の位置によらずに良好な転写性を得ることができる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面構成図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式のLBP(レーザビームプリンタ)である。
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面構成図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式のLBP(レーザビームプリンタ)である。
画像形成装置100は、静電潜像を担持する像担持体としての回転可能なドラム型(円筒形)の感光体である感光ドラム1を有する。感光ドラム1は、駆動源(図示せず)によって図中矢印a方向に回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、感光ドラム1の回転方向に沿って次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材(接触帯電部材)である帯電ローラ5が配置されている。次に、像露光手段としての露光装置(レーザスキャナ)6が配置されている。次に、現像手段としての現像装置3が配置されている。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材(接触転写部材)である転写ローラ4が配置されている。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置17が配置されている。
画像形成時には、回転する感光ドラム1の表面は、帯電ローラ5によって所定の極性(本実施例では負極性)に一様に帯電処理される。このとき、帯電ローラ5には帯電電圧印加手段としての帯電電源(高圧電源)E1(図5)から所定の帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。帯電処理された感光ドラム1の表面は、露光装置6によって画像情報に応じたレーザ光で走査露光される。これにより感光ドラム1上に静電潜像(静電像)が形成される。感光ドラム1上に形成された静電潜像は、現像装置3によってトナーを用いてトナー像として現像(可視像化)される。このとき、現像装置3が有する現像ローラ2には、現像電圧印加手段としての現像電源(高圧電源)E2(図5)から所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。感光ドラム1上に形成されたトナー像は、感光ドラム1と転写ローラ4とが当接する転写部(転写ニップ)Nにおいて、転写ローラ4の作用により、感光ドラム1と転写ローラ4とで挟持搬送される記録材P上に転写される。このとき、転写ローラ4には、転写電圧印加手段としての転写電源(高圧電源)E3(図5)から所定の転写電圧(転写バイアス)が印加される。転写後に感光ドラム1上に残留する転写残トナーは、クリーニン装置17によって感光ドラム1上から除去されて回収される。トナー像が転写された記録材Pは、その後定着手段としての定着装置30に搬送され、定着装置30において加熱及び加圧されることでその上のトナー像が定着(固着)される。その後、記録材Pは、搬送トレー31上に搬送される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
本実施例では、感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ5、現像装置3及びクリーニング装置17は、画像形成装置100の装置本体50に対して着脱自在なプロセスカートリッジ7を構成する。ただし、感光ドラム1やプロセス手段は装置本体50に固定設置されたものであってもよい。
露光装置6は、画像形成装置100に入力されるか、又はテストパターンのような装置本体50の内部で作成される画像信号に応じてON/OFF制御されたレーザ光を感光ドラム1に照射する。これにより、感光ドラム1上に静電潜像(デジタル潜像)が形成される。なお、露光装置6は、レーザスキャナに限定されるものではなく、LEDプリントヘッド方式や液晶シャッターアレイ方式などの露光装置も適用可能である。露光装置6に入力する画像信号を変調して濃度階調性を得る方法としては、レーザ光強度変調、誤差拡散法やディザ法などの面積階調法、それらの組み合わせを用いることができる。また、PWM(パルス幅変調)方式を用いて、1画素の面積階調による多値記録を行うこともできる。画像信号は、00h(白)〜FF(黒)までの256階調レベルで変化させることができる。本実施例では、PWM方式を用いた。
本実施例の画像形成装置100では、感光ドラム1に形成する静電潜像の条件としては、次の条件が好適である。負帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位(Vd)は−500〜−800Vの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)は−50〜−200Vの範囲が好適である。また、正帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位(Vd)は+500〜+800Vの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)は+50〜+200Vの範囲が好適である。本実施例では、負帯電性トナーを用いる。
現像装置3は、現像剤を担持して感光ドラム1に搬送するための現像剤担持体を有し、現像剤担持体を感光ドラム1に当接させて現像部(現像領域)Gを形成し、この現像部Gにおいて現像剤を感光ドラム1上の静電潜像に電気的に付着させる。これにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。本実施例では、現像装置3は、反転現像方式を採用しており、感光体上の静電像の画像部に現像部Gで感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する。現像装置3は、現像剤としての非磁性一成分現像剤(非磁性トナー、トナー)10を収容した現像容器11を有する。現像容器11には、現像剤担持体としての現像ローラ2、現像剤規制部材としての現像ブレード9、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ8、及び攪拌部材としての攪拌羽根12などが設けられている。
現像ローラ2は、アルミニウムやその合金、ステンレスなどの金属の円筒体の周囲に、基層とその上の表層とを有する弾性層を設けた多層構成とされる。弾性層の基層は、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴムを用いて形成され、表層はエーテルウレタンやナイロンなどを用いて形成される。ただし、弾性層の材料はこれらに限定されるものではなく、基層にスポンジなどの発泡体を用い、表層にゴム弾性層を形成してもよい。また、弾性層は、NBR、EPDM、ウレタンゴムなどのゴム弾性層のみから構成される単層構成としてもよい。現像ローラ2は、感光ドラム1に当接して配置される。現像ローラ2は、駆動源(図示せず)により、当接部において感光ドラム1と現像ローラ2との移動方向が同方向となるように図中矢印b方向に回転駆動される。
現像ブレード9は、現像ローラ2の上方において、押さえ板13に支持され、かつ、自由端側の先端近傍が現像ローラ2の外周面に面接触状態で当接するようにして設けられている。現像ブレード9の当接方向は、当接部に対して先端側が現像ローラ2の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンター方向である。本実施例では、現像ブレード9は、金属薄板9aとしてのバネ弾性を有するリン青銅板に、弾性部材9bであるポリアミドエラストマーを接着するか又は射出成形により設けて形成されている。そして、弾性部材9bが現像ローラ2の表面に対して所定の線圧で当接されている。金属薄板9aにより現像ローラ2に対する現像ブレード9の圧接力を維持し、トナーが負帯電性トナーである場合には、弾性部材9bのポリアミドエラストマーによりトナーに電荷が付与される。なお、金属薄板9aは、現像ブレード9の圧接力を維持するものであれば特に限定されず、また弾性部材9bもトナーの帯電性を考慮して選択可能である。また、弾性部材9bのようなトナーへの帯電付与部材を特に設ける必要は無く、ステンレス薄板、リン青銅薄板などのバネ弾性を有する金属薄板9a自体を現像ローラ2に当接させてもよい。
トナー供給ローラ8は、スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロンなどの繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ2に対するトナーの供給及び現像ローラ2からのトナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施例では、トナー供給ローラ8としては、芯金上にウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いる。トナー供給ローラ8は、現像ローラ2に当接して配置され、当接部において現像ローラ2とトナー供給ローラ2との移動方向が逆方向(カウンター方向)となるように図中矢印c方向に回転駆動される。
感光ドラム1に形成された静電潜像をトナーにて現像する際、現像ローラ2には、現像電源E2(図5)から直流電圧である現像電圧が印加される。本実施例では、静電潜像が上記条件で形成される場合、現像電圧の条件としては、次の条件が好適である。現像電圧(Vdc)と最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)との電位差分である現像コントラスト電位|Vl−Vdc|(Vcont)が、50〜400Vとなる範囲が好適である。一方、現像電圧(Vdc)と非画像部電位(Vd)との電位差分であるバックコントラスト電位|Vd−Vdc|(Vback)が、50〜500Vとなる範囲が好適である。そこで、本実施例では、Vd=−700V、Vl=−120V、Vdc=−350Vとし、|Vcont|=230V、|Vback|=350Vとする。
ここで、本実施例では、現像ブレード9により規制され現像ローラ2上に担持されたトナーは、非磁性一成分現像剤である。そのため、現像ローラ2上でトナーを拘束する力としては、トナーが有する電荷による鏡映力と僅かなファンデルワールス力しか働かない。その結果、現像ローラ2上のトナー層が厚くなると、トナー層の上層部にあるトナーに対する鏡映力が弱くなるため、現像ローラ2上に担持できなくなりトナーが飛散してしまう。したがって、現像ローラ2上のトナー層を薄く規制する必要があるが、その結果十分な画像濃度が得にくくなる場合がある。このような場合、現像ローラ2の周速度を感光ドラム1の周速度よりも速く設定することで、十分な画像濃度を得ることが可能である。その周速度比としては、感光ドラム1の周速度に対して、現像ローラ2の周速度が1.1〜3倍となる範囲が好適である。本実施例では、この周速度比は1.3倍とする。
図5は、本実施例の画像形成装置100の要部の概略制御態様を示すブロック図である。画像形成装置100は、画像形成装置100の各部の動作を統括制御するエンジンコントローラ18を有する。エンジンコントローラ18は、演算処理を行う中心的素子であるCPU、記憶素子(記憶部)であるROM、RAMなどのメモリなどを有して構成される。RAMには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ROMには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。特に、本実施例との関係で言えば、エンジンコントローラ18には、帯電電源E1、現像電源E2、転写電源E3、後述する転写前露光装置14を駆動する転写前露光駆動回路(以下「ドライバ」ともいう。)16などが接続されている。そして、本実施例では、エンジンコントローラ18は、各電源E1、E2、E3の出力のON/OFFや出力値、ドライバ16から転写前露光装置14への電流の供給のON/OFFや供給する電流値(以下「ドライバ電流値」ともいう。)を制御する。
2.転写構成
図2は、本実施例における転写ローラ4と感光ドラム1との位置関係を示す模式図である。接触転写部材である転写ローラ4は、感光ドラム1の表面に所定の押圧力で接触する。転写ローラ4は、感光ドラム1の回転に従動して回転する。そして、この転写ローラ4に転写電源E3から直流電圧である転写電圧Vtrが印加されることにより、感光ドラム1と転写ローラ4との間に形成される転写ニップNで、感光ドラム1上のトナー像が被転写体としての記録材P上に静電的に転写される。転写ローラ4は、感光ドラム1の長手方向(回転軸線方向)と転写ローラ4の長手方向(回転軸線方向)とが略平行になるように配置されている。
図2は、本実施例における転写ローラ4と感光ドラム1との位置関係を示す模式図である。接触転写部材である転写ローラ4は、感光ドラム1の表面に所定の押圧力で接触する。転写ローラ4は、感光ドラム1の回転に従動して回転する。そして、この転写ローラ4に転写電源E3から直流電圧である転写電圧Vtrが印加されることにより、感光ドラム1と転写ローラ4との間に形成される転写ニップNで、感光ドラム1上のトナー像が被転写体としての記録材P上に静電的に転写される。転写ローラ4は、感光ドラム1の長手方向(回転軸線方向)と転写ローラ4の長手方向(回転軸線方向)とが略平行になるように配置されている。
本実施例では、転写ローラ4は、芯金4aの周囲に導電性のゴムで形成された弾性層4bを設けて構成されている。転写ローラ4の電気抵抗値は、106〜1010Ωに調整されることが好ましい。本実施例の転写ローラ4は、その長手方向の全域にわたって、弾性層4bの外径がφ12.5mmであり、芯金4aの直径がφ5mm、弾性層4bの厚みが3.75mmである。また、本実施例では、転写ローラ4の弾性層4bのゴムとしては、EPDMゴムを用いる。また、本実施例の転写ローラ4の電気抵抗値は、23℃/50%R.H.環境で2.5×107Ωである。そして、本実施例では、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力は、次のように設定される。転写ローラ4の芯金4aの長手方向の両端部に、付勢手段としての加圧バネ(図示せず)によって、500gfずつ(計1000gf)の押圧力が均等に加えられる。このように、本実施例では、転写手段は、感光ドラム1の長手方向に沿って配置されたローラであり、該ローラの感光ドラム1に当接する部分の外径は感光ドラム1の長手方向において略同一である。ここで、外径が略同一であるとは、完全に一致している場合の他、許容し得る誤差範囲で異なっている場合も含み、±20%程度の誤差が許容される場合もある。また、押圧力が均等であるとは、完全に一致している場合の他、許容し得る誤差範囲で異なっている場合も含み、±20%程度の誤差が許容される場合もある。
図2には、上記転写構成で形成される転写ニップNの形状が示されている。上述のとおり、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力は、転写ローラ4の芯金4aの長手方向の両端部に均等に与えられている。そのため、転写ローラ4の芯金4aには、長手方向の両端部側に均等な撓み変形が生じる。その結果、転写ニップNは、転写ローラ4の長手方向において、中央部が最も細く(記録材Pの搬送方向の幅が狭く)、両端部に向かって太く(記録材Pの搬送方向の幅が広く)なる形状になっている。
3.転写前露光装置
次に、本実施例の転写前露光手段としての転写前露光装置14について説明する。転写前露光装置14は、感光ドラム1の回転方向において、現像部Gの下流かつ転写ニップNの上流に配置される。そして、転写前露光装置14は、感光ドラム1の回転方向において現像部Gと転写ニップNとの間で、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の感光ドラム1の表面を露光して、感光ドラム1上の非画像部電位を除電する。これにより、転写ニップNを通過する時の感光ドラム1上の非画像部電位の設定を、現像部Gを通過する時の感光ドラム1上の非画像部電位の設定から変更する。
次に、本実施例の転写前露光手段としての転写前露光装置14について説明する。転写前露光装置14は、感光ドラム1の回転方向において、現像部Gの下流かつ転写ニップNの上流に配置される。そして、転写前露光装置14は、感光ドラム1の回転方向において現像部Gと転写ニップNとの間で、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の感光ドラム1の表面を露光して、感光ドラム1上の非画像部電位を除電する。これにより、転写ニップNを通過する時の感光ドラム1上の非画像部電位の設定を、現像部Gを通過する時の感光ドラム1上の非画像部電位の設定から変更する。
本実施例では、転写前露光装置14は、感光ドラム1の表面に照射する露光量を感光ドラム1の長手方向で変更可能である。より詳細には、転写前露光装置14は、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域(トナー像の形成が可能な領域)の異なる範囲を異なる露光量で露光するか、又は感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の一部のみを露光するようになっている。
転写前露光装置14としては、レーザスキャナ装置、LEDアレイなどを用いることができる。本実施例では、転写前露光装置14として、図3に示すようなLEDアレイを用いる。本実施例の転写前露光装置(LEDアレイ)14は、それぞれ一方向に配列された複数の発光素子18を有する3つの発光領域A、B、Cが長手方向に直列に接続されて構成されている。発光素子18の発光量は、エンジンコントローラ18の制御によりドライバ16から供給する電流値を調整することで、それぞれの露光領域A、C、Bごとに独立して調整可能である。以下、転写前露光装置14の露光領域A、Cを「両端露光領域(第1の露光領域)A、C」、露光領域Bを「中央露光領域(第2の露光領域)B」ともいう。転写前露光装置14は、露光領域A、B、Cの全体で、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の全域を露光できるようになっている。
つまり、本実施例では、転写前露光装置14は、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を露光する複数の露光領域を有し、それぞれの露光領域による露光量を独立して調整可能である。そして、エンジンコントローラ18が有する制御手段としてのCPUが、転写前露光装置14の複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する。特に、本実施例では、転写前露光14は、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の両端部側の所定の範囲を露光する第1の露光領域A、Cと、該両端部側の所定の範囲よりも内側の範囲を露光する第2の露光領域Bと、を有する。そして、第1の露光領域A、Cによる露光量は、第2の露光領域Bによる露光量よりも大きい。
4.評価実験
4−1.転写前露光条件
図4は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ16から供給する電流値(以下「ドライバ電流値」ともいう。)と、感光ドラム1の表面電位との関係を示す。
4−1.転写前露光条件
図4は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ16から供給する電流値(以下「ドライバ電流値」ともいう。)と、感光ドラム1の表面電位との関係を示す。
ここでは、転写前露光装置14の両端露光領域A、Cのみドライバ電流値を調整して点灯させ、転写前露光後の非画像部電位Vd’を100Vずつ変化させながら後述の評価を行った。一方、中央露光領域Bに関しては、点灯させず、転写前露光後の非画像部電位Vd’は−700Vのままとした。
4−2.評価条件
・環境:
評価実験は、温度15℃、湿度10%の環境下で行った。
・環境:
評価実験は、温度15℃、湿度10%の環境下で行った。
・画像形成装置本体:
画像形成装置100の装置本体50として、HP Laserjet1020を、プリントスピードをLTR25ppmとすると共に、搬送路と現像部を改造して転写前露光装置14を設置して用いた。
画像形成装置100の装置本体50として、HP Laserjet1020を、プリントスピードをLTR25ppmとすると共に、搬送路と現像部を改造して転写前露光装置14を設置して用いた。
・記録材:
記録材Pとしては、Xx4200 75g/m2紙の2面目を用いた。
記録材Pとしては、Xx4200 75g/m2紙の2面目を用いた。
・画像パターン:
画像パターンとしては、10ドット20スペース縦線画像を、現像ローラ2の1周の長さ分を用いて現像した。
画像パターンとしては、10ドット20スペース縦線画像を、現像ローラ2の1周の長さ分を用いて現像した。
・転写電圧:
転写ニップNの長手方向における画像の端部に対して最適になるように一定の転写電圧Vtrを印加した。
転写ニップNの長手方向における画像の端部に対して最適になるように一定の転写電圧Vtrを印加した。
・評価項目
画像上の転写不良のレベル、トナー散りのレベルについて確認した。評価結果は、転写不良、トナー散りに関して、発生しないか又は発生しても問題無いレベルの場合を○、問題となるレベルで発生した場合を×として示す(以下同様)。
画像上の転写不良のレベル、トナー散りのレベルについて確認した。評価結果は、転写不良、トナー散りに関して、発生しないか又は発生しても問題無いレベルの場合を○、問題となるレベルで発生した場合を×として示す(以下同様)。
4−3.本実施例の評価結果
表1に、本実施例の評価結果を示す。本実施例では、両端露光領域A、Cの転写前露光後の非画像部電位Vd’が少なくとも−600〜−400V範囲において、転写不良、トナー散りのない画像を得ることができた。
表1に、本実施例の評価結果を示す。本実施例では、両端露光領域A、Cの転写前露光後の非画像部電位Vd’が少なくとも−600〜−400V範囲において、転写不良、トナー散りのない画像を得ることができた。
4−4.本実施例の作用効果
本実施例では、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の、転写ローラ4の長手方向の両端部に相当する感光ドラム1上の非画像部電位Vdを除電して、その転写前露光後の非画像部電位Vd’を−600〜−400Vとする。これにより、転写ニップNの長手方向の中央部と端部とで、転写ローラ4に流れ込む電流値の差が少なくなる。そのため、転写ニップNの長手方向の全域にわたって、VdとVtrとの差(|Vtr−Vd|)と、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)との比が小さくなる。したがって、転写ニップNの長手方向の全域で、非画像部のみに転写電流が多量に流れ込むことがなく、画像部にも転写電流が流れ込み、転写ニップNの長手方向において均一な画像が得られたものと考えられる。つまり、本実施例では、転写ニップNにおいて非画像部へ転写電流が多量に流れ込むことを抑制することができ、記録材Pへのトナーの転写性を転写ニップNの長手方向で均一に保ち、良好な画像を形成することが可能であった。
本実施例では、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の、転写ローラ4の長手方向の両端部に相当する感光ドラム1上の非画像部電位Vdを除電して、その転写前露光後の非画像部電位Vd’を−600〜−400Vとする。これにより、転写ニップNの長手方向の中央部と端部とで、転写ローラ4に流れ込む電流値の差が少なくなる。そのため、転写ニップNの長手方向の全域にわたって、VdとVtrとの差(|Vtr−Vd|)と、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)との比が小さくなる。したがって、転写ニップNの長手方向の全域で、非画像部のみに転写電流が多量に流れ込むことがなく、画像部にも転写電流が流れ込み、転写ニップNの長手方向において均一な画像が得られたものと考えられる。つまり、本実施例では、転写ニップNにおいて非画像部へ転写電流が多量に流れ込むことを抑制することができ、記録材Pへのトナーの転写性を転写ニップNの長手方向で均一に保ち、良好な画像を形成することが可能であった。
なお、両端露光領域A、Cによる露光後の非画像部電位Vd’が−700Vの場合は、転写ニップNの長手方向の転写性のズレが改善されず、中央露光領域Bに対応する画像中央部において転写電流不足による転写不良が生じたものと考えられる。また、両端露光領域A、Cによる露光後の非画像部電位Vd’が−300Vの場合は、両端露光領域A、Cに対応する画像両端部において、転写前露光後の非画像部電位Vd’が低下しすぎることによるトナー散りが生じたものと考えられる。
4−5.比較例1
比較例1として、転写前露光装置14を有していない画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例1の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例1として、転写前露光装置14を有していない画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例1の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例1では、転写ニップNの幅がその長手方向の位置によって異なり、転写電流量が転写ニップNの長手方向で均一でないため、転写ニップNの長手方向の中央部に対応する位置で転写不良による画像不良が発生した。
4−6.比較例2
比較例2として、転写前露光装置14を有しておらず、また転写ニップNの幅がその長手方向で均一な画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例2の画像形成装置では、図6に示すように、長手方向の中央部の外径が両端部にくらべて大きくなっているクラウン形状の転写ローラ4を用いた。比較例2の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例2として、転写前露光装置14を有しておらず、また転写ニップNの幅がその長手方向で均一な画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例2の画像形成装置では、図6に示すように、長手方向の中央部の外径が両端部にくらべて大きくなっているクラウン形状の転写ローラ4を用いた。比較例2の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例2では、転写ニップNの幅がその長手方向で同じあるため、転写電流量が転写ニップNの長手方向で均一になり、転写不良による画像不良は発生することはなかった。しかし、クラウン形状の転写ローラ4を用いたことにより、転写材Pにシワが多数発生した。これは、転写ローラ4の長手方向で記録材Pの搬送速度に差が生じ、搬送速度の速い転写ローラ4の長手方向の中央部に記録材Pが引っ張られるようになったためと考えられる。
つまり、転写ニップNの長手方向において転写電流量が異なってしまう現象に対して、長手方向の中央部の外径が両端部よりも大きいクラウン形状の転写ローラを用いて、転写ニップの長手方向の中央部と端部との転写電流量を一定にすることが考えられる。しかし、例えば薄紙のように厚さの薄い記録材が転写ニップを通過した場合に、転写ローラの長手方向で記録材の搬送速度に差が生じ、搬送速度の速い中央部に記録材が引っ張られるようになり、やがて記録材にシワが生じることがある。
4−7.比較例3
比較例3として、転写前露光装置14に図7に示すLEDアレイを用いた画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例3の転写前露光装置14は、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の感光ドラム1の表面を露光して、感光ドラム1上の非画像部電位を除電する。これにより、転写ニップNを通過する時の非画像部電位の設定を、現像部Gを通過する時の非画像部電位の設定から変更する。この点では、本実施例の転写前露光装置14と同じである。しかし、比較例3の転写前露光装置14は、感光ドラム1の表面に照射する露光量が長手方向で均一である点において本実施例の転写前露光装置14とは異なる。比較例3の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例3として、転写前露光装置14に図7に示すLEDアレイを用いた画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例3の転写前露光装置14は、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の感光ドラム1の表面を露光して、感光ドラム1上の非画像部電位を除電する。これにより、転写ニップNを通過する時の非画像部電位の設定を、現像部Gを通過する時の非画像部電位の設定から変更する。この点では、本実施例の転写前露光装置14と同じである。しかし、比較例3の転写前露光装置14は、感光ドラム1の表面に照射する露光量が長手方向で均一である点において本実施例の転写前露光装置14とは異なる。比較例3の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例3では、ドライバ電流値を調整して転写前露光装置14点灯させ、転写前露光後の非画像部電位Vd’を100Vずつで変化させながら本実施例の場合と同様の評価を行った。表2に比較例3の評価結果を示す。なお、表2において、転写前露光装置14による露光量は、本実施例との対比のために、本実施例における転写前露光装置14の露光領域A、B、Cに対応する領域ごとに示している。
比較例3では、転写前露光装置14の露光量によらず、画像中央部に転写不良による画像不良が発生した。これは、次のような理由によるものと考えられる。転写前露光装置14による露光量が長手方向で一様であるため、転写前露光によって転写ニップNの幅が大きい転写ローラ4の両端部に流れる転写電流量が小さくなるのと同様に、転写ローラ4の中央部に流れる転写電流量も小さくなる。そのため、転写ニップNの長手方向の転写性のズレが改善されなかったものと考える。
5.まとめ
以上のように、本実施例では、転写前露光装置14は、感光ドラム1を露光する露光量を感光ドラム1の長手方向で変更可能である。そして、感光ドラム1と転写ローラ4との間に流れる転写電流量の長手方向のムラに応じて、感光ドラム1上の非画像部電位を除電するよう転写前露光装置14による感光ドラム1を露光する露光量(点灯量)を制御する。これにより、記録材Pの搬送性を損なうことなく、転写ニップNの長手方向における転写電流量のバラつきによる転写性のズレを低減して、転写ニップNの長手方向の位置によらずにトナー像の記録材Pへの良好な転写性を実現することができる。
以上のように、本実施例では、転写前露光装置14は、感光ドラム1を露光する露光量を感光ドラム1の長手方向で変更可能である。そして、感光ドラム1と転写ローラ4との間に流れる転写電流量の長手方向のムラに応じて、感光ドラム1上の非画像部電位を除電するよう転写前露光装置14による感光ドラム1を露光する露光量(点灯量)を制御する。これにより、記録材Pの搬送性を損なうことなく、転写ニップNの長手方向における転写電流量のバラつきによる転写性のズレを低減して、転写ニップNの長手方向の位置によらずにトナー像の記録材Pへの良好な転写性を実現することができる。
なお、本実施例では、両端露光領域A、Cのみ点灯させ、中央露光領域Bは点灯させなかった。しかし、前述のような転写ニップNにおいて非画像部電位が高すぎることによる転写不良を抑制するなどのために、中央露光領域Bも点灯させて、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の全域を転写前露光装置14で露光するようにしてもよい。この場合も、両端露光領域A、Cによる露光量を、中央露光領域による露光領域Bによる露光量よりも大きくする。
また、本実施例のように、感光ドラム1の長手方向における画像形成領域の両端部側の所定の範囲のみを転写前露光装置14により露光する場合、転写前露光装置14は、本実施例における中央露光領域Bに相当する部分には発光素子を有していなくてよい。あるいは、この場合、本実施例における両端露光領域A、Cに相当する転写前露光装置14を、感光ドラム1の長手方向における両端部側にそれぞれ設けた構成としてもよい。
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
1.本実施例の概要
本実施例は、転写ニップNの長手方向の領域ごとの転写電流量を検知した結果に応じて、転写前露光装置14の露光量を調整する点が実施例1と異なる。
本実施例は、転写ニップNの長手方向の領域ごとの転写電流量を検知した結果に応じて、転写前露光装置14の露光量を調整する点が実施例1と異なる。
つまり、実施例1では、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力が転写ローラ4の長手方向の両端部で均等である場合を前提として、転写前露光装置14の両端露光領域A、Cへの露光量は同じ値に制御した。しかし、バネの押圧力のばらつきなどによって転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力が転写ローラ4の長手方向の両端部で均等でない場合や、転写ローラ4の硬度や電気抵抗値が長手方向でばらつく場合などがある。このような場合に、感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスを正確に把握することは難しい。また、上記インピーダンスを変化させる要因が複数重なる場合や、画像形成装置100(転写ローラ4、感光ドラム1)の使用履歴や環境(温度や湿度)変動によってインピーダンスが変化することもある。この場合、感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスを正確に把握することは更に難しくなる。
本実施例では、このような場合であっても、転写ニップNの長手方向における転写ローラ4と感光ドラム1との間のインピーダンスに関する情報を把握できるようにする。そして、その結果に応じて転写前露光装置14の長手方向における露光量を制御することによって、上記様々な場合でも常に転写ニップNの長手方向において均一な転写性を維持することが可能となる。
2.転写電流検知回路
次に、本実施例における転写電流検知回路について説明する。図8は、本実施例における転写電流の検知制御に係る概略制御態様を示すブロック図である。エンジンコントローラ18内の制御手段としてのCPU18Aは、転写電圧印加手段としての転写電源E3を構成する転写高圧出力回路19へPWM信号を送信する。転写高圧出力回路19内の昇圧器が、入力されたPWM信号に応じた転写電圧を転写ローラ4に印加する。CPU18Aから送信されるPWM信号のデューティ比が変化すると、転写ローラ4に印加される転写電圧が変化する。転写高圧出力回路19には、転写電流検知手段としての転写電流検知回路15が接続されており、この転写電流検知回路15は転写ローラ4に流れる電流を電圧に変換する。この変化された電圧信号(Analog信号)は、CPU18Aに入力され、CPU18A内のA/D変換器18Bによりデジタル値へと変換される。このデジタル値によりCPU18Aは転写ローラ4に流れる電流を知ることができる。
次に、本実施例における転写電流検知回路について説明する。図8は、本実施例における転写電流の検知制御に係る概略制御態様を示すブロック図である。エンジンコントローラ18内の制御手段としてのCPU18Aは、転写電圧印加手段としての転写電源E3を構成する転写高圧出力回路19へPWM信号を送信する。転写高圧出力回路19内の昇圧器が、入力されたPWM信号に応じた転写電圧を転写ローラ4に印加する。CPU18Aから送信されるPWM信号のデューティ比が変化すると、転写ローラ4に印加される転写電圧が変化する。転写高圧出力回路19には、転写電流検知手段としての転写電流検知回路15が接続されており、この転写電流検知回路15は転写ローラ4に流れる電流を電圧に変換する。この変化された電圧信号(Analog信号)は、CPU18Aに入力され、CPU18A内のA/D変換器18Bによりデジタル値へと変換される。このデジタル値によりCPU18Aは転写ローラ4に流れる電流を知ることができる。
3.転写構成
次に、本実施例における転写構成について説明する。図9は、本実施例における転写ローラ4と感光ドラム1との位置関係を示す模式図である。本実施例では、後述する評価のために、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力は、次のように設定される。転写ローラ4の芯金4aの長手方向の両端部において、付勢手段としての加圧バネ(図示せず)によって、一方の端部では250gf、他方の端部では750gfの押圧力が加えられる。つまり、本実施例では、転写ローラ4の芯金4aの一方の端部と他方の端部とで加えられる押圧力が異なった状態となっている。そのため、転写ニップNは、その長手方向において芯金4aへの押圧力の小さい端部側から押圧力の大きい端部側に向かって次第に太く(記録材Pの搬送方向の幅が広く)なる形状となっている。
次に、本実施例における転写構成について説明する。図9は、本実施例における転写ローラ4と感光ドラム1との位置関係を示す模式図である。本実施例では、後述する評価のために、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力は、次のように設定される。転写ローラ4の芯金4aの長手方向の両端部において、付勢手段としての加圧バネ(図示せず)によって、一方の端部では250gf、他方の端部では750gfの押圧力が加えられる。つまり、本実施例では、転写ローラ4の芯金4aの一方の端部と他方の端部とで加えられる押圧力が異なった状態となっている。そのため、転写ニップNは、その長手方向において芯金4aへの押圧力の小さい端部側から押圧力の大きい端部側に向かって次第に太く(記録材Pの搬送方向の幅が広く)なる形状となっている。
4.転写前露光装置の露光量の決定
次に、転写ニップNの長手方向における転写ローラ4と感光ドラム1との間のインピーダンス情報を収集し、転写前露光装置14の露光量を決定する動作(調整動作)について説明する。この動作は、エンジンコントローラ18のCPU18Aによって、所定のタイミングで、非画像形成時に実行される。ここで、非画像形成時とは、記録材Pに形成して出力する画像の形成(静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写)を行う期間である画像形成時(印字動作時)以外の期間である。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。まず、画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時がある。また、画像形成開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの準備動作である前回転工程時がある。また、複数の記録材Pに連続して画像を形成するジョブ(一の画像形成開始指示により単一又は複数の記録材に画像を形成して出力する一連の動作)における記録材Pと記録材Pとの間に対応する紙間工程時がある。また、画像を形成した後の整理動作(準備動作)である後回転工程時がある。本実施例では、調整動作は、印字動作前に前回転工程で実行される。そして、その直後の印字動作中の転写前露光装置14の露光領域A、B、Cのそれぞれの露光量が決定される。図10は、この動作の手順を示すフローチャートである。
次に、転写ニップNの長手方向における転写ローラ4と感光ドラム1との間のインピーダンス情報を収集し、転写前露光装置14の露光量を決定する動作(調整動作)について説明する。この動作は、エンジンコントローラ18のCPU18Aによって、所定のタイミングで、非画像形成時に実行される。ここで、非画像形成時とは、記録材Pに形成して出力する画像の形成(静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写)を行う期間である画像形成時(印字動作時)以外の期間である。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。まず、画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時がある。また、画像形成開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの準備動作である前回転工程時がある。また、複数の記録材Pに連続して画像を形成するジョブ(一の画像形成開始指示により単一又は複数の記録材に画像を形成して出力する一連の動作)における記録材Pと記録材Pとの間に対応する紙間工程時がある。また、画像を形成した後の整理動作(準備動作)である後回転工程時がある。本実施例では、調整動作は、印字動作前に前回転工程で実行される。そして、その直後の印字動作中の転写前露光装置14の露光領域A、B、Cのそれぞれの露光量が決定される。図10は、この動作の手順を示すフローチャートである。
まず、CPU18Aは、感光ドラム1の回転駆動を開始させた後に、帯電ローラ5を用いて感光ドラム1の表面を−700Vに帯電処理する(S101)。このとき、レーザスキャナ6は点灯しない。
次に、CPU18Aは、露光領域Aに対応する電流値を検知する動作を行わせる(S102)。つまり、CPU18Aは、転写前露光装置14の動作として、露光領域Aは点灯させず、露光領域B、C部のみを点灯させる。このとき、露光領域B、Cの感光ドラム1の表面電位がほぼ0Vとなるようにドライバ電流値を10×10−3A以上に調整する。次に、転写ローラ4に流れる電流量を転写電流検知回路15を用いて検知させる。その際、転写ローラ4には転写電圧は印加しない。これは、露光領域B、Cに転写電流が流れないようにするためである。このときに検知された検知電流量をIAとする。
その後、CPU18Aは、S102と同様の動作を、露光領域B、露光領域Cに対しても順次繰り返させて、検知電流値IB、ICを得る(S103、S104)。つまり、露光領域A、Cを点灯させて、露光領域Bに対応する電流値(検知電流値IB)を取得し、露光領域A、Bを点灯させて、露光領域Cに対応する電流値(検知電流値Ic)を取得する。これらの検知電流値は、対応する領域における感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスと相関関係がある。したがって、これらの検知電流値を取得することで、感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスの転写ニップNの長手方向のムラに関する情報を得ることができる。
続いて、CPU18Aは、検知電流値の大小関係に基づいて印字動作中の各露光領域の露光量を決定する(S105、S106、S107)。取得されたそれぞれの検出電流値IA、IB、ICのうち最も小さな値をImin、最も大きな値をImax、それらの間の値をImidとする。本実施例では、CPU18Aは、最も小さな検知電流Iminが得られた露光領域は、印字動作中は転写前露光装置14を点灯させないことを決定する(S106)。また、CPU18Aは、それ以外の領域については、予め求められている図11に示すような関係に基づいて印字動作中の露光量を決定する(S107)。図11の横軸は、Imax−Imin、あるいはImid−Iminを示し、縦軸は、この値に応じて印字動作中に調整するドライバ電流値を示している。つまり、CPU18Aは、検知電流量が最も小さい露光領域の露光量に、その他の露光領域の露光量をあわせる。
本実施例では、検知電流値は、IA=2.5μA、IB=3.7μA、IC=4.2μAであり、転写前露光後の非画像部電位Vd’は、露光領域A=−700V、露光領域B=−550V、露光領域C=−420Vであった。
このように、本実施例では、エンジンコントローラ18が有する制御手段としてのCPU18Aは、非画像形成時に、画像形成時における転写前露光装置14の複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する調整動作を実行させる。調整動作において、CPU18Aは、帯電ローラ5により感光ドラム1を帯電させ、転写前露光装置14により感光ドラム1を露光させる。このとき、転写前露光装置14の複数の露光領域のうちの一つの露光領域による露光量を他の露光領域による露光量よりも小さくした状態で転写前露光装置14により感光ドラム1を露光させる。そして、その転写前露光装置14で露光された感光ドラム1の表面が転写ニップNを通過する際の転写電流検知回路15の検知結果を取得する。CPU18Aは、このような動作を、転写前露光装置14の複数の露光領域のうち露光量を小さくする領域を順次変更して繰り返す。そして、画像形成時における転写前露光装置14の複数の露光領域のそれぞれによる露光量を、調整動作において当該露光領域による露光量を小さくした際に取得された転写電流検知回路15の検知結果に基づいて調整する。本実施例では、調整動作において転写前露光装置14の複数の露光領域のうち露光量が小さくされる領域は消灯させられる。また、本実施例では、調整動作において転写前露光装置14の複数の露光領域のうち当該露光領域による露光量を小さくした際に取得された転写電流検知回路15の検知結果が示す電流値が大きい露光領域ほど、画像形成時における露光量が大きくされる。
5.評価実験
5−1.評価条件
環境、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写電圧、評価項目の各評価条件は、実施例1の評価実験と同じである。
5−1.評価条件
環境、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写電圧、評価項目の各評価条件は、実施例1の評価実験と同じである。
5−2.本実施例の評価結果
本実施例では、転写ニップNの長手方向の全域で、転写不良のない画像を得ることができた。
本実施例では、転写ニップNの長手方向の全域で、転写不良のない画像を得ることができた。
5−3.本実施例の作用効果
本実施例では、転写電流検知回路15を用いて露光領域A、B、Cの検知電流値を得ることにより、各露光領域に対応する転写ニップNの長手方向の領域における感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスを正確に把握できる。これにより、その結果に応じて転写前露光装置14の長手方向における露光量を最適に制御することによって、常に転写ニップNの長手方向において均一な転写性が得られたものと考えられる。
本実施例では、転写電流検知回路15を用いて露光領域A、B、Cの検知電流値を得ることにより、各露光領域に対応する転写ニップNの長手方向の領域における感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスを正確に把握できる。これにより、その結果に応じて転写前露光装置14の長手方向における露光量を最適に制御することによって、常に転写ニップNの長手方向において均一な転写性が得られたものと考えられる。
なお、本実施例では、転写ローラ4の感光ドラム1への押圧力に転写ローラ4の長手方向において差がある例について説明した。しかし、感光ドラム1と転写ローラ4との間のインピーダンスが転写部の長手方向で異なるいずれの条件下であっても、本実施例を適用することで、本実施例と同様の効果が得られる。
なお、本実施例では、検知電流値が最も小さかった転写前露光装置14の露光領域については点灯させなかったが、実施例1で説明したのと同様に、その露光領域についても点灯させてよい。この場合も、検知電流値が大きかった露光領域ほど露光量を大きくする。
[実施例3]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
1.本実施例の概要
本実施例の画像形成装置100は、実施例1の画像形成装置100におけるクリーング装置17が設けられていないクリーナレス構成であるという点で実施例1の画像形成装置と異なる。
本実施例の画像形成装置100は、実施例1の画像形成装置100におけるクリーング装置17が設けられていないクリーナレス構成であるという点で実施例1の画像形成装置と異なる。
本実施例の画像形成装置100では、転写後に感光ドラム1上に残留する転写残トナーは、帯電ローラ5による感光ドラム1の帯電部を通過するときに帯電され、その後現像部Gにおいて感光ドラム1に当接している現像ローラ2にて現像容器11に回収される。これにより、クリーナレス構成が達成されている。
クリーナレス構成では、転写後に多量の転写残トナーが存在した場合には、現像部Gで十分に回収できず、感光ドラム1の一周後に記録材Pに転写される「転写残ゴースト」が発生する場合がある。つまり、クリーナレス構成では、クリーニング装置17を有する画像形成装置よりも高い転写効率が要求される。
本実施例の画像形成装置100では、感光ドラム1に形成する静電潜像の条件としては、次の条件が好適である。負帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位(Vd)は−500〜−1000Vの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)は−50〜−200Vの範囲が好適である。また、正帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位(Vd)は+500〜+1000Vの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)は+50〜+200Vの範囲が好適である。本実施例では、負帯電性トナーを用いる。
感光ドラム1に形成された静電潜像をトナーにて現像する際、現像ローラ2には、現像電源E2から直流電圧である現像電圧が印加される。本実施例では、静電潜像が上記条件で形成される場合、現像電圧の条件としては、次の条件が好適である。現像電圧(Vdc)と最大トナー像濃度が得られる画像部電位(Vl)との電位差分である現像コントラスト電位|Vl−Vdc|(Vcont)が、50〜400Vとなる範囲で好適である。一方、本実施例では、実施例1よりも、現像電圧(Vdc)と非画像部電位(Vd)との電位差分であるバックコントラスト電位|Vd−Vdc|(Vback)を大きくする必要がある。画像部にトナーを載せるために十分にVcontをとりつつ、転写残トナーの回収性をより良好にするためである。Vbackを大きくすることで、感光ドラム1上の非画像部電位と現像ローラ2の電位との電位差が大きくなり、帯電部を通過した後の転写残トナーを現像ローラ2へ引き戻す電気的な力が大きくなり、転写残トナーの現像ローラ2への回収がより良好になる。そこで、本実施例では、Vd=−900V、Vl=−120V、Vdc=−350Vとし、|Vcont|=230V、|Vback|=550Vとする。
2.評価実験
2−1.転写前露光条件
図12は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム1の表面電位との関係を示す。
2−1.転写前露光条件
図12は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム1の表面電位との関係を示す。
ここでは、転写前露光装置14の両端露光領域A、Cのみドライバ電流値を調整して点灯させ、転写前露光後の非画像部電位Vd’を100Vずつで変化させながら後述の評価を行った。一方、中央露光領域Bに関しては、点灯させず、転写前露光後の非画像部電位Vd’は−900Vのままとした。
2−2.評価条件
環境、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写電圧の各評価条件は、実施例1の評価実験と同じである。
環境、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写電圧の各評価条件は、実施例1の評価実験と同じである。
そして、評価項目として、本実施例では、画像上の転写残ゴーストのレベル、トナー散りのレベルを確認した。評価結果は、転写残ゴースト、トナー散りに関して、発生しないか又は発生しても問題無いレベルの場合を○、問題となるレベルで発生した場合を×として示す。
2−3.本実施例の評価結果
表3に、本実施例の評価結果を示す。本実施例では、両面露光領域A、Cの転写前露光後の非画像部電位Vd’が少なくとも−500〜−400V範囲において、転写残ゴースト、トナー散りのない画像を得ることができた。
表3に、本実施例の評価結果を示す。本実施例では、両面露光領域A、Cの転写前露光後の非画像部電位Vd’が少なくとも−500〜−400V範囲において、転写残ゴースト、トナー散りのない画像を得ることができた。
2−4.本実施例の作用効果
本実施例では、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の、転写ローラ4の長手方向の両端部に相当する感光ドラム1上の非画像部電位Vdを除電して、その転写前露光後の非画像部電位Vd’を−500〜−400Vとする。これにより、転写ニップNの長手方向の中央部と端部とで、転写ローラ4に流れ込む電流値の差が少なくなる。そのため、転写ニップNの長手方向の全域にわたって、VdとVtrとの差(|Vtr−Vd|)と、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)との比が小さくなる。したがって、非画像部のみに転写電流が多量に流れ込むことがなく、画像部にも転写電流が流れ込み、転写ニップNの長手方向で均一にトナーを記録材P上に引き付けることができたものと考えられる。その結果、クリーニング装置17を有しておらず、高い転写効率が要求されるクリーナレス構成においても、転写不良のない良好な画像を得ることができた。
本実施例では、現像部Gを通過した後、転写ニップNを通過する前の、転写ローラ4の長手方向の両端部に相当する感光ドラム1上の非画像部電位Vdを除電して、その転写前露光後の非画像部電位Vd’を−500〜−400Vとする。これにより、転写ニップNの長手方向の中央部と端部とで、転写ローラ4に流れ込む電流値の差が少なくなる。そのため、転写ニップNの長手方向の全域にわたって、VdとVtrとの差(|Vtr−Vd|)と、VlとVtrとの差(|Vtr−Vl|)との比が小さくなる。したがって、非画像部のみに転写電流が多量に流れ込むことがなく、画像部にも転写電流が流れ込み、転写ニップNの長手方向で均一にトナーを記録材P上に引き付けることができたものと考えられる。その結果、クリーニング装置17を有しておらず、高い転写効率が要求されるクリーナレス構成においても、転写不良のない良好な画像を得ることができた。
2−5.比較例4
比較例4として、転写前露光装置14を有していない画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例4の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例4として、転写前露光装置14を有していない画像形成装置を用いて本実施例と同様の評価実験を行った。比較例4の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
比較例4では、転写ニップNの幅がその長手方向の位置によって異なり、転写電流量が転写ニップNの長手方向で均一にないため、転写ニップNの長手方向の中央部に対応する位置で転写残ゴーストが画像上に発生した。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
例えば、各電位設定などは、上述した各実施例のものに限定されるものではなく、本発明を実施する装置において適宜設定し得るものである。
また、上述の本実施例では、転写前露光装置の露光領域を長手方向において3つの領域に分割したが、これに限定されるものでなく、より多くてもよい。
また、上述の実施例では接触転写部材がローラである場合について説明したが、接触転写部材は、ブラシ、ブレードあるいはパッドなどの他の形態であってもよい。
1 感光ドラム
2 現像ローラ
3 現像装置
4 転写ローラ
5 帯電ローラ
6 レーザスキャナ
14 転写前露光装置
2 現像ローラ
3 現像装置
4 転写ローラ
5 帯電ローラ
6 レーザスキャナ
14 転写前露光装置
Claims (12)
- 回転可能な感光体と、
前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、
前記感光体上の静電像の画像部に現像部で前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体に当接して転写部を形成し前記感光体上のトナー像を前記転写部で被転写体に静電的に転写させる転写手段と、
を有する画像形成装置において、
前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流に配置され、前記感光体の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を異なる露光量で露光するか、又は前記感光体の長手方向における画像形成領域の一部のみを露光する転写前露光手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写前露光手段は、前記感光体の長手方向における画像形成領域の両端部側の所定の範囲を露光する第1の露光領域と、前記両端部側の所定の範囲よりも内側の範囲を露光する第2の露光領域と、を有し、前記第1の露光領域による露光量は、前記第2の露光領域による露光量よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記転写前露光手段は、前記感光体の長手方向における画像形成領域の両端部側の所定の範囲のみを露光す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。
- 前記転写前露光手段は、前記感光体の長手方向における画像形成領域の全域を露光す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。
- 回転可能な感光体と、
前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、
前記感光体上の静電像の画像部に現像部で前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体に当接して転写部を形成し前記感光体上のトナー像を前記転写部で被転写体に静電的に転写させる転写手段と、
を有する画像形成装置において、
前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流に配置され、前記感光体の長手方向における画像形成領域の異なる範囲を露光する複数の露光領域を有し、それぞれの露光領域による露光量を独立して調整可能な転写前露光手段と、
前記転写前露光手段の前記複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写手段に流れる電流値を検知する電流検知手段を有し、前記制御手段は前記検知手段の検知結果に基づいて前記複数の露光領域のそれぞれにより前記感光体を露光する露光量を調整することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、非画像形成時に、画像形成時における前記複数の露光領域のそれぞれによる露光量を調整する調整動作を実行させ、
前記調整動作において、前記制御手段は、前記帯電手段により帯電させられ、前記複数の露光領域のうちの一つの露光領域による露光量を他の露光領域による露光量よりも小さくした状態で前記転写前露光手段により露光された前記感光体の表面が前記転写部を通過する際の前記電流検知手段の検知結果を取得する動作を、前記複数の露光領域のうち前記露光量を小さくする領域を順次変更して繰り返し、画像形成時における前記複数の露光領域のそれぞれによる露光量を、調整動作において当該露光領域による露光量を小さくした際に取得された前記電流検知手段の検知結果に基づいて調整することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記調整動作において前記複数の露光領域のうち露光量が小さくされる領域は消灯させられることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記調整動作において前記複数の露光領域のうち当該露光領域による露光量を小さくした際に取得された前記電流検知手段の検知結果が示す電流値が大きい露光領域ほど、画像形成時における露光量が大きくされることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
- 前記転写手段は、前記感光体の長手方向に沿って配置されたローラであり、該ローラの前記感光体に当接する部分の外径は前記感光体の長手方向において略同一であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の回転方向において前記転写部の下流かつ前記帯電部の上流において前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記転写の後に前記感光体に残留したトナーは、前記現像部において前記現像手段に回収されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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- 2014-10-01 JP JP2014203513A patent/JP2016071298A/ja active Pending
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