JP2020076901A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の表面に紙粉等の異物が付着した場合においても、帯電不良による画像弊害を抑制する。【解決手段】感光体と、感光体の表面に帯電電位を形成する帯電手段と、帯電手段によって帯電された感光体の表面に、現像剤像が形成される画像部電位となるように第１の露光量で露光する第１の露光と、現像剤像が形成されない非画像部電位となるように第１の露光量より小さい第２の露光量で露光する第２の露光と、を行う露光手段と、感光体の表面に現像剤を供給して現像剤像を現像する現像剤担持体と、帯電手段に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、現像剤担持体に現像電位を形成するための現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、感光体に現像剤像を形成する画像形成時において、帯電電位と非画像部電位との電位差が、現像電位と画像部電位との電位差以上の電位差となるように、露光手段と帯電電圧印加手段と現像電圧印加手段と、を制御する制御部と、を有する。【選択図】 図５

Description

本発明は、記録材に画像を形成するプリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の画像形成プロセスの各手段・機器をそれぞれ小型化するだけでは、画像形成装置の全体的な小型化には限界があった。また、転写後に感光体に残留したトナー（残留現像剤）はクリーニング装置であるクリーナによって回収されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ないことが好ましい。

そこで、特許文献１では、クリーナを取り外し、感光体上の残留現像剤を現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体上から回収し、回収した現像剤を再利用するようにした画像形成装置が開示されている。すなわち特許文献１では「クリーナレスプロセス（クリーナレス方式）」の画像形成装置が開示されている。現像同時クリーニングとは、転写後に感光体に残留した現像剤を、次工程以後の現像時に、現像装置に印加する直流電圧（Ｖｄｃ）と感光体の表面電位（Ｖｄ）との間の電位差（Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、残留現像剤は現像装置に回収されて次工程以後の現像に用いられるため、廃トナーをなくし、メンテナンスも簡略化される。また、クリーナレスであることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

特開２００４−５４１４２号公報

しかしながら、特許文献１のようにクリーナレスプロセスを用いた場合に、以下のような課題があった。

クリーナレスプロセスにおいては、転写の際に感光体の表面に紙粉等の異物が付着した場合、クリーナがないため、その感光体の表面に付着した紙粉等の異物は帯電装置を通過することになる。

そのため、感光体は、転写後に帯電装置を通過する際、その感光体の表面に付着した紙粉等の異物により帯電を阻害されてしまう。すると、感光体は、その紙粉等の異物下の表面電位（以下：紙粉下電位）を所望の電位にすることができず、例えば紙粉下電位が現像電位（Ｖｄｃ）より低くなってしまう場合があった。その場合、感光体の表面に付着した紙粉近傍に現像剤が現像されてしまい、黒ポチ画像と呼ばれる画像不良が出てしまうことがあった。

そこで、本発明の目的は、感光体の表面に紙粉等の異物が付着した場合においても、帯電不良による画像弊害を抑制することである。

上記目的を達成するため、本発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電し、前記感光体の表面に帯電電位を形成する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面に、現像剤像が形成される画像部電位となるように第１の露光量で露光する第１の露光と、前記現像剤像が形成されない非画像部電位となるように前記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光する第２の露光と、を行う露光手段と、前記感光体の表面に現像剤を供給して前記現像剤像を現像する現像剤担持体と、前記帯電手段に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、前記現像剤担持体に現像電位を形成するための現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、前記感光体に現像剤像を形成する画像形成時において、前記帯電電位と前記非画像部電位との電位差が、前記現像電位と前記画像部電位との電位差以上の電位差となるように、前記露光手段と前記帯電電圧印加手段と前記現像電圧印加手段と、を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、感光体の表面に紙粉等の異物が付着した場合においても、帯電不良による画像弊害を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成を示す模式断面図 実施例１に係る感光ドラム表面の電位を示す図 現像電位Ｖｄｃと感光ドラム表面の電位Ｖｄの領域に対して発生するかぶりの量との関係を表したグラフ 比較例の感光ドラム表面の電位の推移を示す図 実施例１に係る感光ドラム表面の電位の推移を示す図 連続通紙枚数と黒ポチ発生数の関係を表したグラフ

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
実施例１に係る画像形成装置について図１を参照して説明する。図１は、画像形成装置の概略構成を示す図である。尚、本実施例では、画像形成装置として、電子写真プロセスを利用した転写式のレーザープリンタを例示している。

本実施例では、感光体の表面を帯電手段により過帯電電位Ｖｄ０まで過帯電した後、露光手段により弱露光して所定の非画像部電位Ｖｄ１まで降下させる。その際、過帯電電位Ｖｄ０と非画像部電位Ｖｄ１との電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）は、現像電位Ｖｄｃと画像部電位Ｖｌとの電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）に対し同等以上の電位差であることを特徴とする。

以下に、画像形成装置の画像形成動作について図１を用いて説明する。

図１に示す画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の感光体（以下、感光ドラムと記す）１、帯電手段としての帯電ローラ２、現像装置３、転写手段としての転写ローラ４、定着手段としての定着装置１２、制御部２０等を有する。

感光体である感光ドラム１は、アルミニウム・鉄等からなる導電性基体層１ｂと、その外周面に設けられた有機光導電体等からなる光導電層１ａとを基本構成層となし、不図示の駆動装置により矢印Ｘ方向に所定の速度（プロセススピード）で回転駆動される。尚、導電性基体層１ｂは接地されている。

帯電手段は、感光ドラム１の表面を帯電し、感光ドラム１の表面に帯電電位を形成する。ここでは、帯電手段として、導電性ローラを用いたローラ帯電方式を用いている。すなわち、本実施例では、帯電手段として、感光ドラム１の表面に接触して回転する導電性ローラである帯電ローラ２を用いている。

導電性ローラである帯電ローラ２は、感光ドラム１と一定の接触状態を得るために適度な弾性を有している。帯電ローラ２が感光ドラム１に当接した状態で、ある一定以上の電圧を印加すれば、感光ドラムの表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に応じて線形に感光ドラムの表面電位が増加する。

この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈとすると、電子写真画像形成プロセスにおいて必要な感光ドラムの表面電位を得るためには、帯電ローラ２にＶ０＋Ｖｔｈの直流電圧を印加することが必要となる。このような帯電方式を直流帯電方式という。

なお、本文中では電位０Ｖに対して電位の絶対値が大きくなることを「電位が高くなる」と表現し、絶対値が小さくなること（０Ｖに近づくこと）を「電位が低くなる」と表現する。

また、本実施例では、現像剤は電位的にマイナスに帯電するネガティブトナーを用いており、感光ドラムの電位はすべてマイナス電位を使用している。

本実施例では、帯電手段である帯電ローラ２には、不図示の電源より帯電バイアスが−１５００Ｖ印加される。これによって、例えば２５℃、６０％ＲＨの環境下では、図２に示すように感光ドラム１の表面は、Ｖｄ０＝−９００Ｖに帯電される。ここでは、感光ドラム１を帯電ローラ２によって、画像形成に必要な電位を超える一次帯電電位Ｖｄ０（以下、過帯電電位Ｖｄ０とする）に過帯電させている。

露光手段としての露光ユニットＣは、帯電された感光ドラム１の表面を露光する。露光手段である露光ユニットＣは、レーザーパワー出力部Ｃ１、レーザー発光部であるレーザーダイオードＣ２、ポリゴンミラーＣ３、レンズ群であるレンズＣ４から構成される。ここでは、露光ユニットＣとしてレーザースキャナーユニットを例示している。露光ユニットＣは、レーザーダイオードＣ２から出力されたレーザービームをコリメートし、ポリゴンミラーＣ３で走査し、一連のレンズＣ４を通過した後、感光ドラム１上に照射する。露光ユニットＣは、レーザーパワー出力部Ｃ１によりレーザーダイオードＣ２に流す電流を変えることで、複数のレーザーパワーを出力させることが可能である。ここでは、露光ユニットＣは、レーザーパワー出力部Ｃ１によりレーザーダイオードＣ２に流す電流を変えることで、少なくとも２水準のレーザーパワーを出力させることが可能である。すなわち感光ドラムの画像部の電位を規定する第１のレーザーパワーＥ１と、感光ドラムの表面全体の電位を規定する第２のレーザーパワーＥ２である。第１のレーザーパワーＥ１は、感光ドラムの画像部の電位である画像部電位を規定する第１の露光量である。第２のレーザーパワーＥ２は、感光ドラムの表面全体の電位である非画像部電位を規定する前記第１の露光量より小さい第２の露光量である。そして、露光ユニットＣは、制御部２０からの制御信号によりレーザーパワーを切り替えて、感光ドラム１上にレーザービームを照射する。

帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１の帯電面は、図１に示す矢印Ｘ方向への回転により露光ユニットＣに対向する位置に移動する。そして、帯電された感光ドラム１の表面は、露光ユニットＣにより非画像部電位Ｖｄ１を生成するための第２の露光量である第２のレーザーパワーＥ２で弱露光される。図２に示すように、露光ユニットＣにより弱露光された感光ドラム１の表面の非画像部電位Ｖｄ１は−６００Ｖである。このように感光ドラム１の帯電面は、帯電後で、かつ現像を行う前に、露光ユニットＣにより第１の露光量より小さい第２の露光量である第２のレーザーパワーＥ２で弱露光され、ドラム表面の電位は減衰（降下）される。これにより、感光ドラムの電位を画像形成時に目標とする値（電位Ｖｄ１）としている。この電位Ｖｄ１とは、感光ドラムの画像形成領域の中でも、現像剤を付着させず現像剤像が形成されない場所（すなわち非画像部）における電位であり、以下、非画像部電位とよぶ。

また、感光ドラムにおいて現像剤を付着させて現像剤像を形成する場所（すなわち画像部）には、露光ユニットＣを第１の露光量である第１のレーザーパワーＥ１で発光させることで、画像部電位Ｖｌを形成している。すなわち、帯電された感光ドラム１の表面は、露光ユニットＣにより、後の現像工程で現像剤を現像される画像部電位Ｖｌを生成するための第１の露光量である第１のレーザーパワーＥ１で画像露光される。図２に示すように、露光ユニットＣにより画像露光された感光ドラム１の表面の画像部電位Ｖｌは−１００Ｖである。

帯電ローラ２によって帯電された感光ドラム１の帯電面は、第２のレーザーパワーＥ２で弱露光されることにより、図２に示すように、その電位が過帯電電位Ｖｄ０（−９００Ｖ）から非画像部電位Ｖｄ１（−６００Ｖ）に減衰される。これにより、帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１の過帯電電位Ｖｄ０と、露光ユニットＣにより第２の露光量である第１のレーザーパワーＥ１で弱露光された感光ドラム１の非画像部電位Ｖｄ１との電位差である過帯電電位差はΔ３００Ｖとなる。したがって、第２のレーザーパワーＥ２による弱露光は、画像部電位Ｖｌを形成するための露光量よりも弱い露光である。すなわち、非画像部電位Ｖｄ１を形成するための第２の露光量である第２のレーザーパワーＥ２は、画像部電位Ｖｌを形成するための第１の露光量である第１のレーザーパワーＥ１よる画像露光より小さい露光量である。本実施例では、露光手段である１つの露光ユニットＣが、非画像部を弱露光する弱露光手段と画像部を露光する画像露光手段を兼ねている。

このようにして現像剤像として現像される画像部電位Ｖｌと非画像部電位Ｖｄ１の静電潜像が形成された感光ドラム１は、図１に示す矢印Ｘ方向への回転により現像装置３に送られる。

現像手段である現像装置３では、現像剤担持体である現像ローラ３ａにより供給される現像剤によって、感光ドラム１の表面の画像部電位Ｖｌの部分に現像剤が付着して現像剤像として可視化される。本実施例では、現像剤Ｄとして、非磁性一成分現像剤を用いた。現像ローラ３ａには現像電圧印加手段である不図示の電源により現像電圧としての現像バイアスＶｄｃが印加されている。ここでは、現像ローラ３ａに印加される現像バイアスＶｄｃは−３５０Ｖであり、すなわち現像ローラ３ａには現像バイアスによる現像電位（−３５０Ｖ）が形成される。そのため、感光ドラム１の表面の画像部電位Ｖｌとの電位差分である現像電位差はΔ２５０Ｖである（図２参照）。

前述の露光手段である露光ユニットＣと、帯電ローラ２に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段である不図示の電源と、現像ローラ３ａに現像電圧である現像バイアスを印加する現像電圧印加手段である不図示の電源は、図１に示す制御部２０により制御される。制御部２０は、感光ドラムに現像剤による画像を形成する画像形成時において、上述した過帯電電位差が現像電位差に対し同等以上の電位差となるように、前記露光ユニットＣ、前記帯電ローラ２の電源、前記現像ローラ３ａの電源を制御する。

本実施例における上述した過帯電電位差と現像電位差の絶対値の関係を示すと、以下の通りである。なお、現像電圧としての現像バイアスＶｄｃの印加電圧値の詳細な設定については、後述する。

過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）≧現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）

このようにして感光ドラム１の表面に形成された現像剤像（可視化された現像剤像）は、感光ドラム１の図１に示す矢印Ｘ方向への回転により転写ローラ４と対向する転写部Ｎに送られる。

本実施例では、図１に示すように、転写部材としての転写ローラ４は接触帯電転写ローラであり、芯金となる金属ローラ等の導電体ローラ４ａと、その外周面に形成した円筒状の導電層４ｂとから構成される。転写ローラ４は、その両端部を不図示の軸受部材にて回転自在に軸支されて感光ドラム１と並行に配置され、不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１に圧接され、感光ドラム１の回転に従動して回転する。この感光ドラム１と転写ローラ４との接触ニップ部が転写部Ｎである。

記録材９は給紙ローラ１５により給紙され、次いで搬送ローラ１６ａ，１６ｂにより搬送され、更に転写前ガイド１１を経て転写部Ｎに給送される。転写部Ｎに記録材９の先端が突入すると、転写ローラ４に転写電圧印加手段である電源１０から所定の転写電圧である転写用のバイアス電圧が印加され、感光ドラム１上の現像剤像が記録材９に転写される。なお、ここでは転写ローラ４は感光ドラム１に従動して回転する構成としているが、転写ローラ４はギヤ等を取付け、モータ等の駆動手段により駆動するように構成してもよい。また、転写ローラ４に転写電圧であるバイアス電圧を印加する転写電圧印加手段である電源１０は、制御部２０により制御される。

転写部Ｎを通過する際に感光ドラム１から現像剤像の転写を受けた記録材９は、感光ドラム１の面から分離されて定着手段である定着装置１２に送られ、転写された現像剤像が記録材９上に定着される。

記録材９が転写部Ｎを通過した後に感光ドラム１上に若干残留した現像剤を、感光ドラム１の表面電位（非画像部電位）と現像ローラ３ａに印加された現像バイアス（現像電位）との電位差によって、現像ローラ３ａが現像装置３に回収する。感光ドラム１に残留した現像剤の極性が反転した現像剤であると、現像電位で回収できないため、帯電部で正規極性に帯電させる必要がある。

図３は、感光ドラム表面の電位Ｖｄ１が−６００Ｖの時の、現像ローラの現像電位Ｖｄｃと感光ドラム表面の電位Ｖｄ１の領域に対して発生するかぶりの量との関係を表したグラフである。縦軸は、上に行くほどかぶりの量が多いことを示している。図３において、現像電位Ｖｄｃが約−３５０Ｖでかぶりの量は最小である。

本実施例ではクリーナレス構成を採用しているため、転写しきれなかった現像剤を非画像部電位Ｖｄ１と現像電位Ｖｄｃの電位差Ｖｂａｃｋで回収する。本実施例では電位差Ｖｂａｃｋが２５０Ｖ以上あれば、転写後に感光ドラム上に残留した現像剤を現像ローラで回収することができた。

一方、電位差Ｖｂａｃｋが大きすぎると、反転極性の現像剤（正規帯電極性とは逆極性の現像剤）が感光ドラム上に現像してしまう反転かぶりの現象が発生してしまう。

そこで、現像電位Ｖｄｃの設定は、非画像部電位Ｖｄ１（−６００Ｖ）に対してかぶりが発生しない電位であり、転写しきれなかった現像剤を現像装置で回収する電位であり、かつ画像部電位Ｖｌに対し現像剤を現像できる電位差を確保する必要がある。

本実施例では、画像部電位Ｖｌ（−１００Ｖ）に対し現像剤を現像できる電位差、すなわち現像電位差は、２００Ｖ以上である。そのため、図２に示すように、本実施例の現像電位Ｖｄｃは−３５０Ｖとした。

現像電位Ｖｄｃは上述したような適切な電位差の設定としており、図２に示すように画像部電位Ｖｌと現像電位Ｖｄｃとの電位差である現像電位差は２５０Ｖとなる。そのため、過帯電電位Ｖｄ０と非画像部電位Ｖｄ１との過帯電電位差は、前述の現像電位差に対し同等以上の電位差である３００Ｖに設定している。

帯電の放電によるドラム摩耗を鑑みると、帯電ローラによる感光ドラム表面の過帯電量は少ない方が好ましいが、上述の現像電位差は一般的に２００Ｖ以上であるため、過帯電電位差は現像電位差と同等以上となる２００Ｖ以上が好ましい。

そこで本実施例では、感光ドラムに現像剤による画像を形成する画像形成時において、過帯電電位差が現像電位差に対し同等以上の電位差となるように、図１に示す制御部２０が、露光ユニットＣ、帯電ローラ２の電源、現像ローラ３ａの電源を制御する。前述したように、過帯電電位差とは帯電電位Ｖｄ０と非画像部電位Ｖｄ１との電位差であり、現像電位差とは現像電位Ｖｄｃと画像部電位Ｖｌとの電位差である（図２参照）。

具体的には、制御部２０は、不図示の電源を制御して帯電ローラ２に帯電電圧を印加し、この帯電ローラ２により感光ドラム１の表面を過帯電する。このとき、感光ドラム１の表面は、非画像部電位Ｖｄ１（ここでは−６００Ｖ）より現像電位Ｖｄｃと画像部電位Ｖｌとの電位差（ここでは−２５０Ｖ）と同等以上に高い帯電電位（ここでは−９００Ｖ）を形成される。その後、制御部２０は、露光ユニットＣを制御して前記過帯電された感光ドラム１の表面に対し、第２のレーザーパワーＥ２で弱露光する。このとき、前記過帯電された感光ドラム１の表面は、前記非画像部電位Ｖｄ１が形成される。

（過帯電電位差と現像電位差の大小関係による効果の違い）
以下において、ドラム電位の推移を時系列で表し、過帯電電位差の分が紙粉下電位に与える影響を、本実施例の構成と比較例とを比較して説明する。比較例では、過帯電電位差が現像電位差より小さい構成を用いて説明する。ここで、紙粉下電位とは、感光ドラムの表面に付着した紙粉等の異物下の、感光ドラムの表面電位のことである。

なお、紙粉の帯電の阻害性は大きさや材質によっても変化するが、本実施例の紙粉は紙から発生するセルロース繊維を想定している。セルロース繊維の大きさは、最大フェレ径を算出し、最大のキャリパー長であるフェレ径を測定し、紙粉のサイズとした。想定されるセルロース繊維の紙粉のフェレ径は最大で１．５ｍｍとし、平均で０．１〜０．６ｍｍの範囲であるものとした。

（比較例）
比較例では、過帯電電位差が現像電位差より小さい構成を用いて説明する。すなわち、前述の電位差の関係が、（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）＜（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）の場合である。

図４は過帯電電位差分（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差分（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より小さい条件のドラム電位を時系列で示している。

（１）転写後において、感光ドラムの表面電位は最悪Ｖｌ相当が想定され、転写部Ｎでドラム表面に紙粉が付着した場合、その紙粉は感光ドラム表面のＶｌ相当の電位の上に乗る。

（２）次に帯電プロセスにおいて、感光ドラムの表面は、帯電ローラにより感光ドラムの表面電位がＶｄ０に過帯電される。しかし、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より小さいため、感光ドラム上の紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより高くはならない。

（３）次に露光プロセスにおいて、感光ドラムの表面は、露光ユニットにより第２のレーザーパワーＥ２で弱露光され、電位Ｖｄ０が電位Ｖｄ１まで降下する。この際、紙粉下の感光ドラム表面には、露光ユニットからの前述のレーザーパワーＥ２による光が当たらないため、感光ドラム表面の紙粉下電位が弱露光によって下がることはない。

さらに感光ドラムの表面のうちの画像部には、露光ユニットにより第１のレーザーパワーＥ１で画像光が照射（画像露光）され、感光ドラムの表面には潜像される。

（４）次に現像プロセスにおいて、感光ドラムの表面には、現像ローラの現像電位と感光ドラム表面の非画像部電位との電位差により、現像ローラから現像剤が転移され、潜像が現像される。この際、感光ドラム表面の紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより低いため、紙粉の周辺にも現像ローラから現像剤が転移（現像）されてしまい、黒ポチ画像が発生する。

（実施例）
前述の問題を解決するために、本実施例では、紙粉周辺のドラム表面電位を、画像形成に必要な電位より高い電位（すなわち過帯電電位Ｖｄ０）に引き上げることで、紙粉下電位を現像電位に対して引き上げている。すなわち、本実施例では、過帯電電位差が現像電位差以上である。具体的には、前述の電位差の関係が、（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）≧（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）の場合である。

図５は過帯電電位差分（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差分（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より同等以上の条件のドラム電位を時系列で示している。

（１）転写後において、感光ドラムの表面電位は最悪Ｖｌ相当が想定され、転写部Ｎで感光ドラム表面に紙粉が付着した場合、その紙粉は感光ドラム表面のＶｌ相当の電位の上に乗る。

（２）次に帯電プロセスにおいて、感光ドラムの表面は、帯電ローラにより感光ドラムの表面電位がＶｄ０に過帯電される。ここでは、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より大きいため、感光ドラム上の紙粉下電位は現像ローラの現像電位Ｖｄｃより高くなる。

（３）次に露光プロセスにおいて、感光ドラムの表面は、露光ユニットにより第２のレーザーパワーＥ２で弱露光され、電位Ｖｄ０が電位Ｖｄ１まで降下する。この際、紙粉下の感光ドラム表面には、露光ユニットからの前述のレーザーパワーＥ２による光が当たらないため、感光ドラム表面の紙粉下電位が弱露光によって下がることはない。

さらに感光ドラムの表面のうちの画像部には、露光ユニットにより第１のレーザーパワーＥ１で画像光が照射（画像露光）され、感光ドラムの表面には潜像される。

（４）次に現像プロセスにおいて、感光ドラムの表面には、現像ローラの現像電位と感光ドラム表面の非画像部電位との電位差により、現像ローラから現像剤が転移され、潜像が現像される。この際、感光ドラム表面の紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより高いため、紙粉の周辺に現像ローラから現像剤が転移（現像）することはなく、黒ポチ画像は発生しない。また、感光ドラムの表面電位は過帯電電位Ｖｄ０から非画像部電位Ｖｄ１に降下されているので、現像ローラの現像電位Ｖｄｃとの電位差Ｖｂａｃｋが大きくなり、現像ローラ上の反転した現像剤を感光ドラム上に強く引き付けてしまう反転かぶりを抑制できる。

以上のように、比較例では過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より小さいため、帯電後の感光ドラムの紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより低くなってしまう。このため、現像プロセスにて紙粉の近傍に現像剤が転移してしまうため、黒ポチ画像が出てしまう。

一方、本実施例の構成であれば、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より大きいため、感光ドラムの表面に紙粉等の異物が付着した場合においても、帯電不良による画像弊害を抑制することができる。

具体的には、帯電プロセスにおいて、帯電ローラ２により感光ドラム１の表面に、非画像部電位Ｖｄ１より現像電位差と同等以上の帯電電位を形成する。これにより、帯電後の感光ドラムの紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより低くなることがないため、現像プロセスにて紙粉の近傍に現像剤が転移することはなく、黒ポチ画像は発生しない。

また、感光ドラムの表面電位を、黒ポチ画像が発生しない電位まで過帯電すると、現像ローラの現像電位Ｖｄｃとの電位差Ｖｂａｃｋが大きくなり、現像ローラ上の反転した現像剤を感光ドラム上に強く引き付けてしまう反転かぶりが発生するおそれがある。そこで前述の過帯電後の露光プロセスにおいて、露光ユニットＣにより感光ドラム１の表面に、現像剤が付着する画像部を形成するための第１のレーザーパワーより小さい第２のレーザーパワーＥ２で弱露光する。これにより、感光ドラムの表面電位が過帯電電位Ｖｄ０から非画像部電位Ｖｄ１に降下されるので、前述の反転かぶりを抑制でき、良好な転写性を得ることができる。

なお、上述した実施例では、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）より大きい構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）と同等であってもよい。この構成であっても、帯電後の感光ドラムの紙粉下電位が現像ローラの現像電位Ｖｄｃより低くなることがないため、現像プロセスにて紙粉の近傍に現像剤が転移することはなく、黒ポチ画像は発生しない。また、感光ドラムの表面電位が過帯電電位Ｖｄ０から非画像部電位Ｖｄ１に降下されるので、前述の反転かぶりを抑制できる。

このように本実施例によれば、過帯電電位差（｜Ｖｄ０｜−｜Ｖｄ１｜）が現像電位差（｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｌ｜）に対し同等以上であるため、感光ドラムの表面に紙粉等の異物が付着した場合においても、帯電不良による画像弊害を抑制することができる。

〔実施例２〕
実施例２に係る画像形成装置について説明する。なお、以下に説明する特徴以外の部分の構成に関しては、前述した実施例１と同一の形態であるため、説明を省略する。

実施例１のように、過帯電電位Ｖｄ０に過帯電して紙粉下電位を現像電位Ｖｄｃより高くすれば黒ポチ画像を防ぐことができるが、感光ドラムを必要以上に過帯電してしまうと放電によりドラム表面が摩耗し、感光ドラムの寿命を縮めてしまう。

そこで、本実施例では、記録材を連続して通紙する通紙枚数をカウントし、記憶するメモリを有し、連続通紙枚数によって、帯電ローラによる帯電、露光ユニットによる露光を変えている。以下、図面を用いて説明する。

なお、ここでは、図１に示す制御部２０が前記メモリ（不図示）を有する構成を例示しているが、これに限定されるものではなく、前記メモリを前記制御部とは別に設けた構成としても良い。

図６は、帯電プロセスで非画像部電位Ｖｄ１を狙い、過帯電させず、露光プロセスで弱露光も行わない構成で黒ポチ画像を発生させ、その黒ポチをカウントしたグラフであり、記録材を連続して通紙する連続通紙での黒ポチ数の推移を示している。ここでは、φ０．３ｍｍ以上の黒点（黒ポチ）をカウントし、グラフにプロットした。

図６によると、具体的には１１枚以上の記録材を連続通紙すると、黒ポチ画像が発生し始める傾向にある。これは、記録材を連続通紙することで感光ドラム上に紙粉が蓄積されていき、帯電を阻害する紙粉が増えていくからである。

なお、間欠通紙であれば、通紙後の回転や次ジョブの前回転などで紙粉は現像装置に回収されていくため、感光ドラム上から適度に除去されていく。したがって、１０枚以内の間欠ジョブであれば、感光ドラム上に帯電を阻害する紙粉は少ない。そのため、感光ドラムの表面電位をＶｄ０に過帯電させたのち、弱露光によってＶｄ１に降下させる実施例１の対策を通紙毎に行う必要がなく、帯電プロセスでＶｄ１を狙う帯電電位にし、弱露光は行わないようにすれば、ドラム寿命を延ばすことができる。

そこで、本実施例では、図１に示す制御部２０が、メモリより得られたカウントである連続通紙ジョブの通紙枚数に応じて、帯電ローラによる過帯電電位Ｖｄ０、露光ユニットによる弱露光の有無を変化させている。

すなわち、制御部２０は、記録材を連続して通紙する印刷ジョブ（連続ジョブ）において、前記メモリにより得られたカウントが、所定の閾値までは、帯電ローラ２により感光ドラムの表面に電位Ｖｄ１を形成するよう感光ドラム１の表面を帯電させる。その後、露光ユニットＣによる第２の露光量である第２のレーザーパワーＥ２の弱露光を行わない。

一方、前記メモリにより得られたカウントが、前記所定の閾値を超えた場合は、帯電ローラ２により感光ドラムの表面に前記電位Ｖｄ１より現像電位差以上に絶対値が大きい帯電電位Ｖｄ０を形成するよう感光ドラムの表面を過帯電する。その後、露光ユニットＣにより前記感光ドラム１の表面を第２の露光量である第２のレーザーパワーＥ２で弱露光して感光ドラムの表面に非画像部電位Ｖｄ１を形成する。

ここでは、所定の閾値として、記録材を連続して通紙する印刷ジョブにおいて、記録材の連続通紙枚数を１０枚に設定している。

すなわち、記録材を連続して通紙する印刷ジョブにおいて記録材を連続で１０枚カウントするまでは帯電プロセスにおいて感光ドラムの表面電位を図２に示す電位Ｖｄ１を狙う帯電電位にし、露光プロセスにおいて、弱露光は行わないようにする。そして、記録材を連続で１０枚カウントしてもまだ印刷ジョブが続く場合は、帯電プロセスにおいて感光ドラムの表面電位を電位Ｖｄ０に過帯電させたのち、露光プロセスにおいて弱露光によって電位Ｖｄ１に降下させている。

尚、本実施例においては、記録材を連続で１０枚カウントするまでは帯電プロセスにおいて感光ドラムの表面電位を図２に示す電位Ｖｄ１を狙う帯電電位にし、弱露光は行わないようにしたが、放電を抑制することが出来ればこれに限らない。例えば、記録材を連続で１０枚カウントするまではＶｄ０ほど大きな帯電電位を形成させず、絶対値がＶｄ０より小さくＶｄ１より大きい帯電電位を形成させて、弱露光してもよい。その際に、徐々に帯電電位をＶｄ１からＶｄ０に近づけるように帯電電圧を調整してもよい。

そして、制御部２０は、記録材を連続して通紙する印刷ジョブが終了するごとに、前記メモリのカウントをリセットする。

本実施例の効果を確認するために、ドラムの寿命に与える影響を、本実施例の構成と比較例とを比較して説明する。

本実施例の構成は、連続ジョブが１０枚以内であれば、帯電プロセスで感光ドラムの電位を直接非画像部電位Ｖｄ１に帯電し、弱露光を行わずに画像を形成した。また、連続ジョブが１１枚以降は帯電プロセスで感光ドラムの電位をＶｄ０に過帯電したのち、露光ユニットで感光ドラムの表面電位を電位Ｖｄ０から電位Ｖｄ１に降下させた。

一方、比較例では、常に帯電プロセスで感光ドラムの表面電位を電位Ｖｄ０に過帯電したのち、露光ユニットで感光ドラムの表面電位を電位Ｖｄ０から電位Ｖｄ１に降下させた。

（実験方法）
実験方法としてはＡ４幅のベタ白画像の２０枚通紙ジョブを６０回行い、１０００枚通紙ごとに記録材中の黒ポチのレベルとドラム膜厚の摩耗量を確認した。

黒ポチは通紙後の画像をスキャナで取り込み、画像上のφ０．３ｍｍ以上の黒点（黒ポチ）の大きさと数をカウントした。実験の結果を表１に示す。

以上のように、上記実験の結果によれば、実施例２の構成にすれば、記録材の１０枚以上の連続通紙した際に懸念される黒ポチも耐久を通じて発生させることなく、またドラム摩耗量も実施例１と比較すると抑えることができ、ドラム寿命を延ばすことができた。

以上のように、本実施例によれば、連続通紙ジョブが１０枚以内であれば、帯電プロセスで直接非画像部電位Ｖｄ１に帯電し、１１枚以降は帯電プロセスで感光ドラムの電位をＶｄ０に過帯電したのちに露光プロセスでＶｄ１に降下させる。このように構成にすることで、黒ポチ画像及び反転かぶりの発生を抑制しつつ、ドラム寿命を延ばすことができる。

なお、本実施例では所定の閾値として連続通紙枚数を１０枚に設定しているが、これに限定されるものではない。紙粉の発生量や黒ポチの発生しやすさは、本体構成によるので、所定の閾値は適宜調整すればよい。

〔他の実施例〕
前述した実施例では、帯電手段として導電性ローラ（帯電ローラ）を用いたローラ帯電方式を採用しているが、その他の帯電方式、例えばコロナ帯電方式であってもよい。この構成であっても前述した実施例と同様の効果は得られる。

また前述した実施例では、転写後に感光体に残留した現像剤を除去するクリーニング手段としてのクリーナのないクリーナレス方式を採用したが、これに限定されるものではない。クリーニング手段としてのクリーナブレードを用いて転写後の感光体から残留現像剤を除去する構成であっても、すり抜ける紙粉や異物は皆無ではなく、その場合にも本発明は効果を有する。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。あるいは、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｃ …露光ユニット
Ｃ１ …レーザーパワー出力部
Ｃ２ …レーザーダイオード
Ｃ３ …ポリゴンミラー
Ｃ４ …レンズ
１ …感光ドラム
２ …帯電ローラ
３ …現像装置
３ａ …現像ローラ
４ …転写ローラ
９ …記録材
２０ …制御部

Claims (11)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面を帯電し、前記感光体の表面に帯電電位を形成する帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面に、現像剤像が形成される画像部電位となるように第１の露光量で露光する第１の露光と、前記現像剤像が形成されない非画像部電位となるように前記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光する第２の露光と、を行う露光手段と、
   前記感光体の表面に現像剤を供給して前記現像剤像を現像する現像剤担持体と、
   前記帯電手段に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
   前記現像剤担持体に現像電位を形成するための現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、
   前記感光体に現像剤像を形成する画像形成時において、前記帯電電位と前記非画像部電位との電位差が、前記現像電位と前記画像部電位との電位差以上の電位差となるように、前記露光手段と前記帯電電圧印加手段と前記現像電圧印加手段と、を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記帯電手段により前記感光体の表面に前記非画像部電位より前記現像電位と前記画像部電位との電位差以上に絶対値が大きい帯電電位を形成するように前記感光体の表面を帯電し、前記露光手段により前記感光体の表面を前記第２の露光量で露光して前記感光体の表面に前記非画像部電位を形成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. 前記帯電電位と前記非画像部電位との電位差が２００Ｖ以上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. 記録材を連続して通紙する連続ジョブにおいて前記記録材の連続通紙枚数をカウントし記憶するメモリを有し、
   前記制御部は、前記メモリにより得られたカウントに応じて、前記帯電電圧印加手段と前記露光手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記連続ジョブにおいて、前記メモリにより得られたカウントが、所定の閾値を超えた場合は、前記帯電手段により前記感光体の表面に前記非画像部電位より前記現像電位と前記画像部電位との電位差以上に絶対値が大きい帯電電位を形成するように前記感光体の表面を帯電し、前記露光手段により前記感光体の表面を前記第２の露光量で露光して前記感光体の表面に前記非画像部電位を形成し、前記所定の閾値までは、前記帯電手段により前記感光体の表面に前記非画像部電位を形成するように前記感光体の表面を帯電させたのち、前記露光手段による前記第２の露光量の露光を行わないことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記連続ジョブにおいて、前記メモリにより得られたカウントが、所定の閾値を超えた場合は、前記帯電手段により前記感光体の表面に前記非画像部電位より前記現像電位と前記画像部電位との電位差以上に絶対値が大きい帯電電位を形成するように前記感光体の表面を帯電し、前記露光手段により前記感光体の表面を前記第２の露光量で露光して前記感光体の表面に前記非画像部電位を形成し、前記所定の閾値までは、前記帯電手段により前記感光体の表面に前記非画像部電位より前記現像電位と前記画像部電位との電位差より絶対値が小さい帯電電位を形成するように前記感光体の表面を帯電し、前記露光手段により前記感光体の表面を前記第２の露光量で露光して前記感光体の表面に前記非画像部電位を形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記連続ジョブが終了するごとに前記メモリに記憶したカウントをリセットすることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤担持体から供給された現像剤により前記感光体に形成された前記現像剤による画像を記録材に転写した後、前記感光体に残留した現像剤を前記現像剤担持体で回収することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤は一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記帯電手段は、前記感光体の表面に接触して回転する導電性ローラであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記導電性ローラは、弾性を有することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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