JP3372879B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式に
おいて感光体の特定領域の電荷を除去する電荷消去手段
を採用した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式を採用した複写機や
プリンタなどの画像形成装置は、例えば図７に示すよう
な画像形成手段を備えている。すなわち、画像の形成さ
れる被転写材であるシート材Ｓが搬送される搬送経路Ｈ
（図７においては、シート材Ｓを搬送するための搬送ロ
ーラ等は省略されている）に対し、有機感光体等の感光
体１０１が搬送されるシート材Ｓの表面に近接接触する
ような位置に配置されている。

【０００３】感光体１０１は、コロトロンやローラ等の
帯電器１０２で一様に正極又は負極に帯電された後、不
図示の露光手段による画像露光１０３を行って静電潜像
を得る。

【０００４】上記静電潜像を現像手段１０４で静電潜像
と逆極性のトナーで現像し、トナー画像とした後に紙な
どのシート材Ｓ（転写材）に上記トナー像をコロトロン
やローラ等を用いた転写帯電器１０５でトナーの逆極性
の電荷を与えて転写する。

【０００５】シート材Ｓ上のトナー像は定着器１０６を
通過することにより加熱及び加圧され定着される。

【０００６】一方感光体１０１上に残った転写残のトナ
ーはクリーニング手段１０７により除去される。クリー
ニングされた感光体１０１は前露光ランプ１０８などで
残留電荷を除去した後に再度帯電器１０２で一様に帯電
されて画像形成サイクルを繰り返される。

【０００７】ここで、感光体１０１の画像露光領域外の
部分は帯電器１０２による電荷が残り現像されてしまう
ために、画像露光領域とシート材Ｓの位置及び画像形成
領域が全く同一でないとシート材Ｓの周囲の一部に画像
が形成されてしまうことがある。

【０００８】また、縮小コピーなどで縮小した場合や本
の見開きなどをコピーした場合も不要なトナー画像が形
成される場合がある。

【０００９】これらの不要なトナー画像は画像品質を低
下させるだけではなく、トナー消費量の増大、トナー飛
散、特に画像先端に画像が形成されたときは定着ローラ
に巻き付き分離されにくくなるということもあった。

【００１０】従って、従来はこれらの不要な画像を消去
するために感光体１の特定領域を露光する露光手段１０
９が設けられていた（以後露光手段１０９による露光を
「枠消し露光」という）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の枠消し露光を行
う露光手段１０９の光源としてはヒューズランプやＬＥ
Ｄが使用されていたが、ヒューズランプは発熱量が大き
く装置本体の昇温が大きくなり装置を小型化する場合は
あまり適当ではない。

【００１２】ＬＥＤは長期の使用によって光量が暫時減
少するので、初期の光量を大きくする必要がある。この
場合ＬＥＤ点灯領域（枠消し露光領域）の電位が原稿の
領域の電位より著しく下がるために図８に示されるよう
な電位差が生じ、現像剤に含まれる逆極性のトナーによ
り枠消し領域が現像されてしまう現象（以後「枠かぶ
り」という）が発生することがあった。

【００１３】特に原稿のバックグランドの濃度が高いよ
うな場合は上記電位差が大きくなるのでより顕著にな
る。

【００１４】このような電位差が大きい状態では、周辺
電場効果により現像として現像電極を使用していても周
辺部（すなわち枠消し露光領域及び原稿露光領域の境
界）の強電圧コントラストによって現像剤粒子が付着す
る現象（以後「境界かぶり」が発生する場合がある。

【００１５】本発明は、上記した従来技術の問題を解決
するものであり、その目的とするところは、上述の枠か
ぶりや境界かぶり防止し良好な画像を形成可能とする画
像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、感光体と、該感光体を帯電する帯
電手段と、帯電された感光体に静電潜像を形成する画像
露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像する現像手
段と、前記帯電手段と現像手段との間で前記感光体の特
定領域を露光して電荷を消去する電荷消去手段と、を備
えた画像形成装置において、前記電荷消去手段により電
荷が消去される感光体の特定領域の境界部における電荷
消去量を抑制する電荷消去量抑制手段を備えたことを特
徴とする。

【００１７】前記電荷消去量抑制手段は、前記電荷消去
手段による露光の周辺部の露光強度を低下させる光学素
子であることも好適である。

【００１８】前記光学素子は、光透過率が段階的あるい
は暫時変化するフィルタであることも好適である。

【００１９】前記光学素子は、拡散フィルタであること
も好適である。

【００２０】前記光学素子は、前記帯電手段に取付られ
ていることも好適である。

【００２１】前記電荷消去量抑制手段を着脱可能とする
取付手段を備えたことも好適である。

【００２２】前記電荷消去量抑制手段は、前記電荷消去
手段の露光開始時または露光終了時における露光強度を
徐々に変化させる露光強度制御手段であることも好適で
ある。

【００２３】前記現像手段は、前記感光体と直接的に接
触しない現像スリーブを有する非接触現像方式であるこ
とも好適である。

【００２４】前記現像手段は、現像領域に交番電界を印
加する交番電界付与手段を有することも好適である。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は第１
の実施の形態の画像形成装置の主要部の概略断面構成説
明図である。図１において、１は静電潜像を保持する感
光体ドラムで、Ａｌ，Ｆｅ等の導電性の基材上に有機感
光体、α−Ｓｉ，Ｓｅ等の光導電層を設けたものであ
る。

【００２６】２は感光体ドラム１上に均一に所定の極性
・電位に帯電させる帯電手段としての帯電器であり、コ
ロナ帯電器やローラ帯電器など既存の物が使われる。

【００２７】３は電荷消去手段としての感光体ドラム１
の特定領域を露光するＬＥＤアレイであり、不図示の駆
動回路により画像領域外の暗電位となるべき領域の電荷
を消去するように点滅駆動される。尚、ＬＥＤアレイ３
は感光体ドラム１の長手方向に沿って複数個のＬＥＤが
並べられたものであり、駆動回路により画像領域外とな
るものが選択され発光される。

【００２８】４は不図示の画像露光手段によって導かれ
る画像露光であり、原稿面からの反射光を用いたアナロ
グ露光、またはレーザ走査やＬＥＤ等によるデジタル露
光等が適宜行われる。

【００２９】５は現像手段に備えられた現像スリーブを
表しており、この実施の形態では、現像スリーブ５が感
光体ドラム１に直接的に接触しない非接触現像方法が採
用されている。

【００３０】尚、図１では不図示であるが、感光体ドラ
ム１に対しては、従来技術の項において図７により説明
したように、搬送経路や転写手段及びクリーニング手段
がその周囲に配置され、また、搬送経路の下流側には定
着装置が配置される。

【００３１】６はＬＥＤアレイ３から感光体ドラム１上
への露光の周辺部（露光領域Ｒ１の感光体ドラム１の回
転方向の端部）の露光光量を抑制させている電荷消去量
抑制手段としての光学素子であり、本実施の形態の場合
鋭角を持った透明の部材を鋭角の部分を光路中心側に向
く様に配置している。

【００３２】光学素子６は、ガラス、あるいはアクリル
やポリカーボ等の透明樹脂を用いることができ、少なく
とも一つの角を鋭角にし、その鋭角部を光路中心側に向
けて配置されることにより、光学素子６を通過する光
は、感光ドラム１の回転方向に対して上流側と下流側部
分の光が減衰され、特に光学素子６の厚みが増す端部に
おいては、照度の低下は著しい。

【００３３】このような状態でＬＥＤアレイ３の点灯・
消灯が行われることにより、点灯時には感光体ドラム１
の回転方向最下流部分の光量は少なく、また感光ドラム
１の回転に伴って光量は徐々に増加していくので、急激
な感光ドラム１上の電位変化は発生せずに緩やかに原稿
部の電位からブランク光量部分の電位に変化する。

【００３４】またＬＥＤアレイ３を消灯する場合は、ブ
ランク露光から画像露光に切り替える時であり、切り替
え時の光量ダウンによる黒線がでないようにするためブ
ランク露光と画像露光の先端部を重ねることがある。

【００３５】特にこの場合、本実施の形態で示すように
ＬＥＤアレイ３の露光を感光ドラム１の回転方向最上流
側で照度を落とすことにより、ブランク露光と画像露光
の先端部の重なり部分での電位の落ち込みを防止される
ので、枠かぶりの発生を押さえる事ができる。

【００３６】光学素子６の透過光量を適当に選ぶことに
より、中央部の光量をＬＥＤアレイ３の各ＬＥＤ素子の
劣化等を考慮に入れて十分に確保しても画像露光部分と
ブランクの切り替え部分での枠かぶりが防止され、かつ
先端口が確保され良好な画像が得られると共に、定着手
段での分離不良などが防止される。

【００３７】また本実施の形態では、光学素子６として
一角を鋭角とし、その鋭角部を光路中心に向けて配置さ
れることにより、感光体ドラム１に照射される枠消し露
光は、光路中心に向かって暫時光量が増加するようにな
り、それに従って感光体の表面電位もＬＥＤランプの点
灯時及び消灯時に暫時変化するようになっているが、光
学素子６を図に示すように光学素子６の厚みを階段状に
変化させ、光路端部の光量を段階的に落とすことによ
り、感光体ドラム１の表面電位を段階的に変化させても
同等の効果が得られる。

【００３８】上述の光学素子６は、現像方法の如何にか
かわらず有効な方法であるが、周辺電界効果の影響を受
けやすい非接触現像方式を使用した場合には特に有効で
ある。

【００３９】例えば、現像電極効果の強い２成分接触現
像方式を使用した場合には、画像領域とブランク領域の
電位差の勾配が大きくても比較的境界かぶりは発生しづ
らいが、非接触現像を現像方式として用いると現像電極
の効果が薄れ、周辺電界効果により境界かぶりが発生し
やすく、画像領域とブランク領域の切り替え部分の電位
勾配を小さくする必要が有るので、このような実施の形
態に基づく構成とすることは、画像品質の向上に対して
効果的である。

【００４０】また、現像領域に交番電界を印加し、特に
２０００Ｈｚ以上の高周波の電界を使用した場合現像領
域内でトナー粒子がパウダークラウド状態となり、現像
電極の効果が薄れ、周辺電界効果によりトナーが集めら
れて境界かぶりが生じ易くなるので、画像領域とブラン
ク領域の切り替え部分の電位勾配を小さくする必要があ
るが、本実施の形態に係わる光学素子６を設けて、感光
体ドラム１上の電位の勾配を小さくすることは非常に有
効である。

【００４１】電位の勾配をどの程度にするかは、採用す
る現像方式が周辺電界効果の影響をどの程度受けるかに
より決定するので、それに合わせて光学素子６の特性を
決めてやれば良い。

【００４２】適宜光学素子６を選択することにより、現
像電極の効果の弱い非接触現像を用いても、また現像領
域に交番電界を印加してトナーをパウダークラウド状態
にする現像方法を用いても、境界かぶりの無い良好な画
像を供給することができるので特に好ましい。

【００４３】また光学素子６を本体から着脱可能とする
取付手段により取り付けることにより、画像形成装置本
体の運転に伴って光学素子６の汚れ、劣化した場合に容
易に清掃・交換できるようになるばかりでなく、画像形
成装置本体に組み込まれたＬＥＤアレイ３が耐久劣化し
て光量がダウンしてきた場合に、光学素子６を装置本体
から取り外すことによって、光量不足による感光体ドラ
ム１電位の上昇による枠かぶりの発生を遅らせる事が可
能であり、ＬＥＤアレイ３の使用可能寿命を延ばすこと
が可能となり省資源・ゴミの軽減という点からも好まし
い。

【００４４】また、はずした光学素子６を一時保管する
収納部を画像形成装置内に持つことも好ましい。

【００４５】（第２の実施の形態）図２は、第２の実施
の形態を説明する図である。第１の実施の形態では光学
素子６として厚みに変化を持たせた透明部材を使用した
が、第２の実施の形態では光学素子６Ｂとして、光学フ
ィルターを用いている。

【００４６】光学フィルター６Ｂは本実施の形態では図
６に示される様に暫時透過光量が異なる物が用い得る。
本例では、光学フィルター６Ｂの露光光路端部側の光透
過率を５０％にし、露光光路中央側の光透過率を９０％
にして露光光路端部より中央部に向けて暫時光量が増加
する様になっている。

【００４７】これに従いブランク露光と画像露光の切り
替え付近で急激な電位の変化を生ぜず、光量の変化に伴
って感光体ドラム１の電位が徐々に変化するので、枠か
ぶり、境界かぶりが防止されるので好ましい。

【００４８】本実施の形態のように光学素子６Ｂとして
光学フィルターを用いると、樹脂等の透明部材の厚みに
変化を持たせる物に比べて小さくすることができ、また
光の透過率の変化をスペース等にとらわれずに自由に設
定することができるので、所望の光量分布を容易に得る
事ができる。

【００４９】（第３の実施の形態）上述の１，２の実施
の形態では光学素子６，６Ｂの光透過率を段階的または
暫時変化させることにより感光体ドラム１上の電位を段
階的または暫時変化させていたが、光学素子６として拡
散フィルターを用いて光学素子６自体の光透過率を変化
させずに、感光体ドラム１面上への照射光量を変化させ
ても良い。

【００５０】図３は、第３の実施の形態を説明する図で
あり、光学素子として拡散フィルター６Ｃを使用してい
る。

【００５１】拡散フィルター６Ｃを使用することによ
り、本来のＬＥＤアレイ３による光路は領域Ｒ２の間の
感光ドラム１表面を照射するだけであるが、領域Ｒ３の
間の範囲に拡大され感光ドラム１表面に照射される光量
も端部から中央部に向かって変化していくために感光体
ドラム１上の電位も暫時変化していくので境界かぶりの
発生を防止する事が可能である。

【００５２】また、拡散フィルター６Ｃ等の光学素子を
備えることと同じ効果を得るために、露光強度制御手段
により露光開始時または露光終了時におけるＬＥＤアレ
イ３の発光強度を徐々に変化させて感光体ドラム１面上
への照射光量を変化させても良い。

【００５３】（第４の実施の形態）図４は、第４の実施
の形態を説明する図であり、本発明を小型の画像形成装
置に適用した場合、例えばφ３０より小さな径の感光体
ドラム１が採用された場合、スペース上の都合により帯
電器２がＬＥＤアレイ３の光路の一部を遮り、ブランク
露光の光路境界を決める場合が多くなる。

【００５４】この場合、帯電器２で遮られた部分で大き
な光量差が生じるので、感光体ドラム１上に大きな電位
コントラストが生じ易く、周辺電解効果により境界かぶ
りが発生しやすくなる。

【００５５】このような小型の画像形成装置の場合に
は、帯電器２に光学素子６を装着することにより、帯電
器２ぎりぎりまでブランク光路として活用できると共に
帯電器２としてコロナ帯電等を用いた場合には、帯電風
により帯電装置２内から外へ向かう風が発生し、光学素
子６へ現像手段からの飛散トナーの付着が抑制されるの
で光学素子６の汚れを軽減できる効果もある。

【００５６】また、特にこの場合に光学素子６として第
３の実施の形態の拡散フィルター６Ｃを使用すると、帯
電器２のエッジ部での強い光のコントラストが緩和さ
れ、強いラインにならないので境界かぶりがより目立た
なくなるので特に好ましい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように説明された本発明による
と、画像形成における感光体のブランク露光部分と画像
領域での電位コントラストを小さくできるので、枠かぶ
りや境界かぶりが防止され、良好な画像が形成可能とな
る。

【００５８】特に現像方法として非接触現像あるいは現
像領域に交番電界を加え、周辺電界効果を受けやすい物
を使用した場合には特に有効である。

【００５９】また帯電装置と光学素子を装着することに
より、小型の画像形成装置においても帯電装置ぎりぎり
までブランク光路として活用できるとともに、上述の境
界かぶりの発生を防止できる効果がある。また、光学素
子として光透過率が段階的あるいは暫時変化する光学フ
ィルターを用いることにより、省スペース化することが
でき、また光の透過率の変化をスペース等にとらわれず
に自由に設定することができるので、所望の光量分布を
容易に得る事ができる。特に帯電器としてコロナ帯電等
を用いた場合には、帯電風により帯電装置内から外へ向
かう風が発生し、光学素子へ現像手段からの飛散トナー
の付着が抑制されるので光学素子の汚れを軽減できる効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を説明する図である。

【図２】第２の実施の形態を説明する図である。

【図３】第３の実施の形態を説明する図である。

【図４】第４の実施の形態を説明する図である。

【図５】光学素子を説明する図である。

【図６】光学素子を説明する図である。

【図７】従来技術における画像形成装置の概略構成を説
明する図である。

【図８】枠消し露光領域と画像露光領域の境界部の電位
変化を説明する図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（感光体） ２ 帯電器（帯電手段） ３ ＬＥＤアレイ（電荷消去手段） ４ 画像露光 ５ 現像スリーブ ６ 光学素子（電荷消去量抑制手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−177584（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−177476（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144593（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−59546（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209968（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−21962（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−46559（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/04 - 15/047 G03G 15/36 G03G 21/00 G03G 21/08 G03G 21/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段
   と、帯電された前記感光体に静電潜像を形成する画像露
   光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像手
   段と、前記感光体の特定領域を露光して電荷を消去する
   電荷消去手段と、を有する画像形成装置において、前記
   特定領域の境界部での前記電荷消去手段による電荷消去
   量を抑制する光学素子を有し、前記電荷消去手段による
   光照射領域のうち前記感光体の回転方向上流側を遮るよ
   うに設けた前記帯電手段の下流側に前記光学素子を取り
   付けることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記光学素子は、光透過率が段階的あるい
   は暫時変化するフィルタであることを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記帯電手段はコロナ帯電器であることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。