JP3679200B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電写真プロセスにより感光体にトナー像を形成する画像形成装置に係り、特に、トナー像を用紙に転写する前に帯電する転写前帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電写真プロセスが利用されている画像形成装置、例えば静電式複写装置は、複写対象物の画像を読み取る画像読取部、及びこの画像読取部を介して読み取られた画像に基づいて複写像を形成して被転写材上に出力する画像形成部を含んでいる。この画像形成部は、被転写材、すなわち用紙を収容部から１枚ずつ取り出して搬送し、複写像が転写・定着された用紙を排出口まで導く搬送路を有している。
【０００３】
近年、上述したような静電式複写装置の画像形成部において、静電プロセスにより感光体に形成されたトナー像を用紙に転写する前に帯電する転写前帯電装置を備えた複写装置が実用化されている。この転写前帯電装置は、感光体の周囲であって、且つ現像装置と転写装置との間に配置されている。
【０００４】
この転写前帯電装置は、感光体上に形成されたトナー像に対してＡＣ（交流）電圧による帯電、トナーの極性と同極性のＤＣ（直流）電圧による帯電、あるいはＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された電圧による帯電を行っている。
【０００５】
このように、転写前帯電装置によりトナー像を帯電することにより、現像後の感光体表面を除電すると同時に、トナー像の有する電荷を増強し、次の転写工程と分離工程においてトナー像を効率よく用紙に転写することができる。また、用紙に転写されるはずのトナーが感光体上に戻されてしまう、いわゆる再転写現象や、転写抜け等の発生を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の転写前帯電装置においては、以下に示すような問題点がある。
すなわち、図１に示すように、現像装置３３は、現像ローラ３３ａの周囲に、通常、感光体３０の画像部に吸着する正の電荷を有する正規トナーＡの他に、この正規トナーＡとは逆極性の電荷を有する反転トナーＢを少量有している。
【０００７】
感光体３０上の白地部分、すなわち非画像部の電位は、例えば−３０乃至−１５０Ｖに帯電されている。一方、現像装置３３の現像ローラ３３ａは、感光体の白地部分の電位より高い電位に設定され、例えば−２００Ｖに帯電されている。
【０００８】
このため、正の電荷を有する正規トナーＡに対しては、図中の矢印の向きに静電気力が加わり、より高い負の電位を有する現像ローラ３３ａ側に引きつけられる。したがって、感光体３０の白地部分を現像することはない。
【０００９】
一方、負の電荷を有する反転トナーＢに対しては、図中の矢印の向きに静電気力が加わり、より低い負の電位を有する感光体３０側に引きつけられる。したがって、感光体３０の白地部分を現像してしまう虞がある。
【００１０】
従来の転写前帯電装置は、感光体の画像部に付着した正規トナーＡの他に、感光体の非画像部に付着した反転トナーＢに対しても均一に正規トナーと同極性の電荷を与えてしまう。このため、次の転写工程において、反転トナーＢも用紙上に転写され、いわゆるかぶりが発生し、用紙上に形成される画像の画質を著しく劣化させてしまう問題がある。
【００１１】
また、感光体上の静電潜像を現像するトナーとこのトナーを現像領域まで搬送するキャリアとを有する２成分現像剤において、トナーの含有量が５乃至６％の適正トナー混合比率の状態から、トナー濃度が増加すると、反転トナーの量も増加する。このため、用紙上におけるかぶりのレベルが増加し、きわめて劣化した画質の画像が提供される問題がある。
この発明の目的は、画質の良好な画像を提供できる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
また、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で変化させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１４】
さらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１５】
またさらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で段階的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
またさらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で連続的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１７】
さらにまた、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記転写手段により現像剤像が転写された被転写材に、前記現像剤像を定着する定着手段と、
前記現像剤像が定着された前記被転写材の裏面に現像剤像を形成するため、前記被転写材を反転させて、再び前記像担持体に向けて供給する反転供給手段と、
前記反転供給手段により供給された被転写材に、前記現像手段により形成された現像剤像を前記転写手段により転写させる手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
少なくとも被転写剤の裏面に現像剤像を形成する場合には、前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１８】
またさらに、この発明によれば、
回転自在に設けられた像担持体の表面を第１の極性を有する電荷により帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された像担持体を露光して、前記像担持体上の所定領域に原稿画像に対応して前記第１の極性の電荷により静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷を有する現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像に前記第１の電荷を注入して前記現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の第２の極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記像担持体の回転方向に沿って前記露光手段により最も先に静電潜像が形成された前記像担持体上の前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１９】
この発明の画像形成装置によれば、像担持体上の所定領域に形成された現像剤像の先端部から後端部にかけて電荷付与手段により徐々に出力を低下するように現像剤と同極性の電荷を付与することにより、逆極性の電荷を有する現像剤が被転写剤の全面にわたって転写されるようなかぶりを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の画像形成装置の一実施の形態について詳細に説明する。
図２は、この発明の画像形成装置を概略的に示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、画像形成装置すなわち電子写真式アナログ複写装置２は、読み取り手段として機能する画像読取部４と画像形成手段として機能する画像形成部６とを有している。なお、画像読取部４の上部には、画像読取部４の後述する原稿台に対して開閉可能に形成され、読取対象物すなわち原稿Ｄを、原稿台に向けて１枚ずつ給送するとともに、原稿台に載置された原稿Ｄを原稿台に密着させる原稿押さえとして機能する原稿自動給送装置 (以下、ＡＤＦと示す) ８がセットされている。
【００２２】
画像読取部４は、その上部に、閉じた状態にあるＡＤＦ８に対向され、原稿Ｄがセットされる透明なガラスからなる原稿台１１と、原稿台１１の一端に配置され、原稿台１１に原稿Ｄをセットする際の基準位置を示すサイズ板１２とを有している。なお、原稿台１１を取り巻く原稿台１１の近傍には、図示しない操作パネルが配置されている。
【００２３】
原稿台１１の下方には、画像読取部４の構成として、原稿台１１に載置された原稿Ｄを照明する露光ランプ１３、露光ランプ１３からの光を原稿Ｄに集光させるための補助反射板１４、及び、原稿Ｄからの反射光を図中左方向に折曲げる第１ミラー１５などが配置されている。露光ランプ１３、補助反射板１４および第１ミラー１５は、第一キャリッジ１６に固定されており、第一キャリッジ１６の移動にともなって原稿台１１と平行に移動可能に配置されている。なお、第一キャリッジ１６は、図示しない歯付きベルト等を介して図示しないパルスモータの駆動力が伝達されて、原稿台１１に沿って平行に移動される。
【００２４】
原稿台１１の図中左方、第１ミラー１５により反射された反射光が案内される方向には、図示しない駆動機構たとえば歯付きベルトならびにＤＣモータなどを介して原稿台１１と平行に移動可能に形成された第二キャリッジ２０が配設されている。
【００２５】
第二キャリッジ２０には、第１ミラー１５により案内される原稿Ｄからの反射光を下方に折曲げる第２ミラー２１および図中右方に折り曲げる第３ミラー２２が互いに直角に配置されている。第二キャリッジ２０は、第一キャリッジ１６を駆動する図示しない歯付きベルトなどにより第一キャリッジ１６に従動されるとともに、第一キャリッジ１６に対して１／２の速度で原稿台１１に沿って平行に移動される。
【００２６】
第一キャリッジ１６の下方であって、第二キャリッジ２０を介して折返された光の光軸を含む面内には、第二キャリッジ２０からの反射光を所定の倍率で結像させる結像レンズ２３、結像レンズ２３により集束性が与えられた反射光を下方に折り曲げる第４ミラー２４、第４ミラー２４からの反射光を図中左側に折り曲げる第５ミラー２５、及びこの反射光を感光体ドラム３０に案内する第６ミラー２６が配置されている。
【００２７】
画像形成部６は、複写装置２のほぼ中央に回転自在に位置された像担持体としての感光体ドラム３０を有している。感光体ドラム３０は、図示しないモータにより所定の回転速度で回転される。
【００２８】
感光体ドラム３０の周囲の所定の位置には、ドラム表面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ３１、画像読取部４から案内された原稿Ｄの反射光による露光により感光体ドラム３０の表面上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像ローラ３３ａを有する現像装置３３が順に配置されている。この現像装置３３は、正の電荷を有するトナーとキャリアとを含む２成分系現像剤を収容している。
【００２９】
さらに、感光体ドラム３０の周囲であって、現像装置３３の下流には、感光体ドラム３０上の静電潜像をトナーで現像することにより形成されたトナー像を、後述する用紙カセットから給紙された被転写材すなわち用紙Ｐに転写する前に帯電する電荷付与手段として機能する転写前帯電装置１００、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写チャージャ３４ａ、トナー像が転写された用紙Ｐを感光体ドラム３０から分離させるための剥離チャージャ３４ｂ、感光体ドラム３０の表面から用紙Ｐを剥離する剥離爪３５、感光体ドラム３０の表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置３６、及び、感光体ドラム３０の表面に残った電位を除電する除電装置３７が、順に、配置されている。
【００３０】
感光体ドラム３０の下方に位置される複写装置２の底部には、複写装置２の正面側より着脱自在に上下複数段に装着された給紙手段としての多段給紙装置 (以下、ＰＦＰと示す) ４０が複写装置２と一体的に配置されている。
【００３１】
ＰＦＰ４０は、さまざまな大きさのコピー用紙Ｐを複数種類収納するための上段カセット４１、中段カセット４２および下段カセット４３を含み、それぞれのカセット４１，４２および４３は、たとえば、長手方向に沿って搬送されるよう置かれたＡ４サイズのコピー用紙、Ｂ４サイズのコピー用紙およびＡ３サイズのコピー用紙を、それぞれ、５００枚程度収納可能に形成されている。
【００３２】
上段カセット４１、中段カセット４２および下段カセット４３の所定の位置には、それぞれのカセット４１，４２および４３から用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップローラ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃが配置されている。
【００３３】
それぞれのピックアップローラ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃにより各カセット４１，４２および４３から取り出された用紙Ｐの先端部が通過される位置には、用紙Ｐを１枚づつ分離するための搬送ローラ４５ａ，４５ｂおよび４５ｃと、それぞれの搬送ローラと一体的に配置された分離ローラ４６ａ，４６ｂおよび４６ｃが配置されている。分離ローラ４６ａ，４６ｂおよび４６ｃは、それぞれ、相互に組み合わせられた搬送ローラに対して軸線が平行に、かつ、所定の圧力で接触するよう配置されるとともに、搬送ローラの回転方向と逆方向に回転されることで、各カセットから取り出された用紙Ｐの最も上の１枚のみを後述する搬送路へ送出する。
【００３４】
ＰＦＰ４０の図中右方には、使用頻度の高いサイズの用紙Ｐ、たとえば、Ａ４サイズの用紙Ｐを３０００枚程度収納可能に形成された大容量フィーダ (以下、ＬＣＦと示す) ４７が設けられている。ＬＣＦ４７の所定の位置には、ＬＣＦ４７に収容された用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップローラ４８が配置されている。ピックアップローラ４８と感光体ドラム３０との間には、上下一対に組み合わせられた搬送ローラ４９ａおよび分離ローラ４９ｂを含む分離機構４９が配置されている。分離機構４９は、分離ローラ４９ｂを搬送ローラ４９ａが回転される方向に対して逆方向に回転させることで、ピックアップローラ４８によりＬＣＦ４７から取り出された用紙Ｐの最も上の１枚のみを後述する搬送路へ送出する。
【００３５】
ＬＣＦ４７の上部には、各カセット４１，４２，４３およびＬＣＦ４７とは独立に、コピー用紙Ｐを給送可能な手差しフィーダ５０が形成されている。手差しフィーダ５０と感光体ドラム３０との間には、手差しフィーダ５０に挿入された用紙Ｐを取り込む手差し用ピックアップローラ５１、ピックアップローラ５１により取り込まれた用紙Ｐをガイドする手差しガイド５２、及び、手差しガイド５２を介して感光体ドラム３０に向かって案内される用紙Ｐを搬送する搬送ローラ５３が設けられている。
【００３６】
それぞれのカセット４１，４２および４３ならびにＬＣＦ４７と感光体ドラム３０との間には、各カセット４１，４２および４３ならびにＬＣＦ４７から感光体ドラム３０に向かって用紙Ｐを案内する搬送路５４が形成されている。この搬送路５４は、さらに、感光体ドラム３０と転写・剥離チャージャ３４との間に規定される転写領域を経て、複写装置２の外部まで延出されている。また、搬送路５４には、いずれかのカセットまたはＬＣＦもしくは手差しガイドから給送された用紙Ｐを、感光体ドラム３０に向かって搬送するための複数の搬送ローラ５５が設けられている。
【００３７】
搬送路５４の感光体ドラム３０の近傍、かつ、上流側には、搬送路５４を案内されたコピー用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ドラム３０上のトナー像の先端とコピー用紙Ｐの先端とを整合させ、感光体ドラム３０の外周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙Ｐを、転写領域へ給紙するアライニングローラ５６が配設されている。また、アライニングローラ５６の手前すなわち搬送ローラ５５側には、アライニングローラ５６へのコピー用紙Ｐの到達を検出するアライニングセンサ５６ａが設けられている。
【００３８】
転写領域を通過された用紙Ｐが進行する方向には、用紙Ｐを搬送する搬送ベルト５７が組み込まれている。搬送ベルト５７により用紙Ｐが搬送される方向であって、感光体ドラム３０に対して熱を与えにくい位置には、ローラ表面が互いに圧接されたヒートローラ対を含み、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱することでトナー像を溶融させつつトナー像と用紙Ｐとを加圧して用紙Ｐにトナー像を定着させる定着装置５８が設けられている。
【００３９】
定着装置５８に対向した複写装置２の側壁には、定着装置５８によりトナー像が定着された用紙Ｐが排出される排出トレイ５９が配置されている。
定着装置５８と排出トレイ５９との間には、定着装置５８によりトナー像が定着されたコピー用紙Ｐを、後述する用紙反転部あるいは排出トレイ５９のいづれかに案内する排出切換ユニット６０が配置されている。
【００４０】
排出切換ユニット６０は、定着装置５８を通過された用紙Ｐを推進する第１および第２の排出ローラ６１および６２、及び、第１および第２の排出ローラ６１および６２の間に配置され、定着装置５８を通過されたコピー用紙Ｐを、排出トレイ５９あるいは後述する用紙反転部のいづれかに選択的に振り分ける振り分けゲート６３を有している。
【００４１】
用紙反転機構を含む自動両面装置（以下、ＡＤＵと称する）６４は、既に転写領域および定着装置５８を通過されたコピー用紙Ｐを一時的に集積する一時集積部６５、定着装置５８を通過したコピー用紙Ｐの表裏を反転して一時集積部６５に導く反転路６６、一時集積部に集積されたコピー用紙Ｐを一枚づつ取り出すピックアップローラ６７ａ、用紙Ｐを一枚づつ分離するために一対に配置された搬送ローラ６７ｂ及び分離ローラ６７ｃ、一時集積部６５に収容された用紙Ｐを再びアライニングローラ５６に案内する反転搬送路６８、及び、反転搬送路６８に案内された用紙Ｐをアライニングローラ５６に向かって給紙する給紙ローラ６９を有している。
【００４２】
ＡＤＦ８は、カバー７１を有し、カバー７１の後端縁部が複写装置２の上面後端縁部に図示しないヒンジ装置を介して取付けられており、必要に応じてＡＤＦ８全体を回動変位させることで、既に得に説明したように、画像読取部４の原稿台１１に対して開閉可能に形成されている。
【００４３】
カバー７１の上面やや左方向部位には、複数枚の原稿Ｄを保持する原稿給紙台７２が設けられている。原稿給紙台７２の図中左方すなわちＡＤＦ８の一端側には、原稿給紙台７２にセットされた原稿Ｄを順次一枚ずつ取出すとともに、図中左端側から画像読取部４の原稿台１１の一端側に供給するためのピックアップローラ７３が配置されている。原稿給紙台７２の所定の位置には、原稿給紙台７２への原稿Ｄがセットされたか否かを検知する原稿検知センサとしてのエンプテイセンサ７２ａが配設されている。なお、原稿給紙台７２には、原稿台１１に原稿Ｄがセットされた位置を検知する原稿位置検知センサ１７と同様に機能する図示しない原稿幅検知センサが配置されてもよい。
【００４４】
ピックアップローラ７３の原稿取出し方向には、ピックアップローラ７３により取り出された原稿Ｄを原稿台１１に向けて送出する給紙ローラ７４、給紙ローラ７４により給送された原稿Ｄの先端を整位するアライニングローラ７５が配置されている。なお、アライニングローラ７５と給紙ローラ７４との間には、原稿Ｄのアライニングローラ７５への到達を検出するアライニングセンサ７５ａが配置されている。
【００４５】
カバー７１の内側であって、ＡＤＦ８が閉じられた状態で画像読取部４の原稿台１１と対向される位置には、原稿台１１のほぼ全体を覆う大きさが与えられ、ピックアップローラ７３、給紙ローラ７４およびアライニングローラ７５を介して原稿給紙台７２から搬送された原稿Ｄを原稿台１１の所定の位置に搬送する搬送ベルト７６が配置されている。搬送ベルト７６は、図中左右一対に配置されたベルトローラ７７に掛渡され、図示しないベルト駆動機構によって、図中右側および図中左側の両方向に向けて回転される。
【００４６】
ＡＤＦ８の右側部位には、搬送ベルト７６により図中左側から図中右側に移動される原稿Ｄをカバー７１の外側に向けて送出する反転ローラ７８、反転ローラ７８に原稿Ｄを押し付けるピンチローラ７９、反転ローラ７８とピンチローラ７９により搬送される原稿Ｄを、再び搬送ベルト７６へ戻すか所定の排出位置すなわちカバー７１上に排出させるかを切り換えるフラッパ８０、フラッパ８０が排出側に切り換えられている場合に、反転ローラ７８により搬送された原稿Ｄを排出させる排紙ローラ８１、及び、反転ローラ７８の近傍での原稿の用紙詰まり、すなわちジャムを検知するジャムセンサ８２などが配置されている。
【００４７】
また、複写装置２は、いずれかのカセットまたはＬＣＦもしくは手差しガイドから給送された用紙Ｐを、感光体ドラム３０を介してＡＤＵ６４または複写装置の外部に向けて搬送する搬送路５４中にジャムを検知するジャムセンサが配置されている。
【００４８】
上述したような複写装置２においては、まず、用紙の一方の面に画像を形成する第１画像形成工程が実行される。
すなわち、負のＤＣバイアスが印加された帯電チャージャ３１により、感光体ドラム３０の表面が例えば−５００Ｖに一様に負に帯電される。そして、画像読取部４により、原稿Ｄの反射光が感光体ドラム３０表面に案内され、露光される。この露光により、感光体ドラム３０の表面には静電潜像が形成され、明部、すなわち非画像部の電位は、露光ランプ１３の光量に応じて−１５０乃至−５０Ｖの範囲にあり、非画像部の電位は、−２００乃至−４５０Ｖ程度である。
【００４９】
続いて、現像装置３３に収容されている正の電荷を有するトナーにより、感光体ドラム３０上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。現像ローラ３３ａには、−２００ＶのＤＣバイアスが印加されている。したがって、正の電荷を有するトナーは、非画像部に対しては、感光体ドラム３０の表面電位が現像ローラ３３ａより低いので、現像ローラ３３ａ側に引きつけられて感光体ドラム３０上には付着しない。また、トナーは、画像部に対しては、感光体ドラム３０の表面電位が現像ローラ３３ａより高いので、感光体ドラム３０に付着し、トナー像が形成される。
【００５０】
続いて、トナーと同極性、すなわち正のＤＣバイアスが印加された転写前帯電装置１００により、感光体ドラム３０の表面が除電されるとともに、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が正に帯電される。
【００５１】
続いて、負のＤＣバイアスが印加された転写チャージャ３４ａにより、感光体ドラム３０上のトナー像に対して搬送された用紙Ｐを介して例えば−５００Ｖに帯電し、用紙側にトナー像が引きつけられ、転写される。
【００５２】
続いて、剥離チャージャ３４ｂにより、例えば１ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して、感光体ドラム３０から用紙Ｐが剥離される。
続いて、感光体ドラム３０から剥離された用紙Ｐは、定着装置５８に搬送され、トナー像が定着される。
【００５３】
このようにして、第１画像形成工程では、用紙の一方の面に画像が形成される。そして、用紙の一方の面のみに画像を形成する片面モードにおいては、トナー像が定着された用紙が振り分けゲート６３により、排出トレイ５９から排出される。また、用紙の両面に画像を形成する両面モードにおいては、振り分けゲート６３により、トナー像が定着された用紙がＡＤＵ６４に搬送される。
【００５４】
両面モードにおいては、第１画像形成工程が実行された用紙は、ＡＤＵ６４に搬送され、用紙の他方の面に画像を形成する第２画像形成工程が実行される。
すわわち、ＡＤＵ６４のに搬送された用紙は、一時的に一時集積部６５に集積され、所定のタイミングでピックアップローラ６７ａにより取り出される。そして、用紙は、給紙ローラ６９により、アライニングローラ５６に向けて給紙される。
【００５５】
一方、画像形成部６においては、感光体ドラム３０は、クリーニング装置３６により清掃され、除電装置３７により除電された後、再び帯電チャージャ３１により、−５００Ｖに一様に帯電される。そして、原稿Ｄに対応した反射光により、感光体ドラム３０が露光される。この露光により、感光体ドラム３０の表面には静電潜像が形成される。
【００５６】
続いて、現像装置３３に収容されている正の電荷を有するトナーにより、感光体ドラム３０上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
続いて、トナーと同極性、すなわち正のＤＣバイアスが印加された転写前帯電装置１００により、感光体ドラム３０の表面が除電されるとともに、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が正に帯電される。
【００５７】
続いて、負のＤＣバイアスが印加された転写チャージャ３４ａにより、感光体ドラム３０上のトナー像に対して搬送された用紙Ｐを介して例えば−５００Ｖに帯電し、用紙側にトナー像が引きつけられ、転写される。
【００５８】
続いて、剥離チャージャ３４ｂにより、例えば１ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して、感光体ドラム３０から用紙Ｐが剥離される。
続いて、感光体ドラム３０から剥離された用紙Ｐは、定着装置５８に搬送され、トナー像が定着される。
【００５９】
このようにして、第２画像形成工程では、用紙の他方の面に画像が形成される。そして、両面モードにおいて用紙の両面に画像が形成された用紙は、振り分けゲート６３により排出トレイ５９から排出される。
【００６０】
一般に、転写前帯電装置１００は、用紙上に転写されるべきトナーが感光体ドラム上に戻されてしまう、いわゆる再転写現象を防止するために設けられている。
【００６１】
この再転写現象は、静電記録装置における高速化に伴う感光体ドラムの大径化により、発生頻度が高くなっている。
すなわち、直径１００ｍｍ以上の大径感光体ドラムを使用する静電記録装置においては、用紙にトナー像を転写した後、感光体ドラムから用紙を瞬時に剥離することが難しい。
【００６２】
特に、用紙の一方の面に画像を形成した（第１画像形成工程）後に両面装置（ＡＤＵ）により、他方の面に画像を形成する（第２画像形成工程）場合、第１画像形成工程において用紙の端部がカールし、このカールする方向が第２画像形成工程において用紙が感光体ドラムに巻き付く方向と一致する。このため、第２画像形成工程において、用紙が感光体ドラムに巻き付きやすく、転写チャージャによる転写工程終了後に、用紙が感光体ドラムに吸着した状態で剥離チャージャにより剥離チャージを受けることとなる。
【００６３】
このため、除電後の用紙の電位は、低下し、用紙側に転写されたトナー像を用紙上に吸着保持することが困難となり、トナーに対する感光体ドラム表面の静電力が用紙のそれより大きい場合、用紙に転写されるべきトナーは逆に感光体ドラム側に戻されてしまう。
【００６４】
この再転写現象は、通常、市場にて使用される用紙においては、用紙の端部に発生しやすく、さらに、その端部のカール状態が感光体ドラムに巻き付く方向に大きいほどこの再転写現象が発生しやすい。
【００６５】
このような再転写現象を防止するために、転写前帯電装置１００を設け、転写前に感光体ドラム表面を除電するとともに、感光体ドラム上に付着しているトナーの有する電荷を増強している。
【００６６】
このような転写前帯電装置１００により、転写されるべき用紙のサイズに対応して感光体ドラム３０上に形成される画像部としてのトナー像と非画像部とを含む画像領域の全域にわたって帯電した後に、用紙に転写されたトナー像を目視によって評価した。ここでは、用紙上に形成された画像の再転写現象によるトナーぬけに伴う画質、すなわち再転写レベルを０乃至５までの６段階で評価し、０をトナーぬけなしの最良の画質とし、５をトナーぬけのきわめて多い最悪の画質とした。この再転写レベルは、転写前帯電装置１００によって感光体ドラム３０に供給される帯電電流を種々変化させて評価した。なお、この転写前帯電電流は、使用した感光体ドラム（直径１００ｍｍ、感光体幅５０ｍｍ）アルミ製ＪＩＧにて測定したコロナ放電電流である。
【００６７】
この結果は、図３及び図４に示されている。
図３に示すように、転写されるべき用紙の進行方向の先端部に対応する位置、すなわち感光体ドラム３０上の画像領域の先端部から、６０ｍｍまでの領域における再転写は、転写前帯電電流が約５μＡ程度まで発生する。特に、一方の面（片面）に画像形成した後に他方の面（両面）に画像形成した場合には、転写前帯電電流が約１０μＡ程度まで顕著な再転写現象によるトナーぬけが発生していることがわかる。
【００６８】
一方、図４に示すように、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域では、片面及び両面に画像形成した場合に、ともに顕著なトナーぬけが発生していないことがわかる。
【００６９】
つまり、画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域では、再転写現象が発生しやすく、特に両面を画像形成する際には用紙が感光体ドラムに巻き付くようにカールするため、顕著な再転写現象が発生する。しかしながら、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域では、あまり再転写現象は発生せず、転写前帯電電流が０μＡ、すなわち転写前帯電を与えなくても再転写現象がそれほど顕著に発生していないことがわかった。
【００７０】
ところで、図１を用いて既に説明したように、２成分系現像剤に含まれるトナーには、負に帯電した感光体ドラム３０上の画像部に付着するように、正の電荷を有する正規トナーＡと、この正規トナーＡとは逆極性の負の電荷を有する反転トナーＢとがある。
【００７１】
この転写前帯電装置１００は、感光体ドラム上のトナーに対して正の電荷を付与し、正規トナーＡの電荷を増強するものであるが、上述したような理由で反転トナーＢが感光体ドラム３０上に付着した場合であっても、正の電荷を付与してしまう。このため、反転トナーＢも用紙側に転写されてしまい、かぶりを発生する。
【００７２】
このような転写前帯電装置による弊害として発生するかぶりは、図５に示すように、２成分系現像剤におけるトナー濃度が高いほど反転トナーの量も多くなるため、顕著に発生する。
【００７３】
すなわち、図５に示すように、各トナー濃度において、転写前帯電電流に対する白地におけるかぶり濃度を測定したところ、トナー濃度が増加するにしたがって、かぶり濃度も増加していることがわかった。さらに、転写前帯電電流の増加にともなってかぶり濃度も増加していることがわかった。
【００７４】
これは、トナー濃度の増加にともない、反転トナーの割合も増加し、さらに、転写前帯電電流の増加にともない、反転トナーに正規トナーと同極性の電荷が多量に注入されたことに起因している。
【００７５】
また、現像装置３３は、トナーの混合比率を制御する磁気センサーを備えているが、周囲の環境の変化、例えば湿度の変化などにより現像剤の特性が変化し、現像剤中におけるトナー濃度が適正トナー濃度、例えば６％より１％アップして７％に達することが予想される。このとき、図５に示すように、転写前帯電電流の大きさによっては、かぶりを許容できるレベル、すなわち２％の許容量を上回ってしまい、きわめてかぶり濃度の高い画質の劣化した画像が用紙上に転写されることとなる。
【００７６】
また、図６に示すように、従来の転写前帯電装置では、感光体ドラム上の画像領域の全体に、すなわち用紙の先端から後端までの領域に対応するトナーの原稿像を全体にわたって帯電していたため、転写後の用紙の全面にわたってかぶりが発生し、しかも、そのかぶり濃度は、概ね３％となり、許容量を大きく上回っている。このため、用紙全体にわたって画質の低下した画像が形成されることとなる。
【００７７】
そこで、この発明の実施の形態に係る画像形成装置においては、図３及び図４に示した測定結果に基づき、再転写現象が発生しやすい感光体ドラム３０上の画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域のみに転写前帯電を与えるものである。
【００７８】
すなわち、図１に示した画像形成装置は、図８に示すような制御手段として機能するＣＰＵ１１０を備えている。このＣＰＵ１１０には、アライニングセンサ５６ａによって用紙の到達が検知されてから用紙が感光体ドラム３０の画像領域先端に到達するまでに要する時間、用紙が画像領域先端に到達してから６０ｍｍ進むのに必要な時間などのデータを記憶しているメモリ１１２、及びこれらの時間をカウントするタイマ１１４が接続されている。
【００７９】
また、このＣＰＵ１１０には、図８に示すように、転写前帯電装置１００を駆動するためのドライバ１０２が接続されている。このドライバ１０２は、転写前帯電装置１００を駆動するための駆動電圧を発生するトランスを含み、ＣＰＵ１１０からの指示に基づいて、転写前帯電装置１００に対して出力する駆動電圧を所定のタイミングでオン／オフすることが可能である。
【００８０】
画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域のみに転写前帯電を与えるために、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａを介して用紙の到達を検知し、タイマ１１４を作動させて時間をカウントする。また、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１２に記憶されている時間データを読み出す。
【００８１】
そして、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａによる用紙到達の検知から、読み出した時間データに対応する所定時間がタイマ１１４によりカウントされると、転写前帯電装置１００を駆動するようにドライバ１０２を制御する。すなわち、感光体ドラム３０の画像領域先端が転写前帯電装置１００に近接するタイミングで転写前帯電装置１００が駆動され、画像領域の先端から正規トナーと同極性の電荷が感光体ドラム３０及びトナー像に対して供給される。
【００８２】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、転写前帯電装置１００を駆動してから所定時間、すなわち画像領域の先端部が６０ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００の駆動を停止するようにドライバ１０２を制御する。
【００８３】
このようにすることで、現像剤中の反転トナーの存在により、従来、トナー像転写後の用紙の全面にわたって発生していたかぶりを最小限に抑制することができる。
【００８４】
また、感光体ドラム３０上の再転写現象が発生しやすい画像領域のみに電荷が付与され、再転写現象を最小限に抑制できる。
また、必ずしも必要ではないが、図７に示しすように、この転写前帯電装置は、画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域において、転写前帯電電流を段階的に変化させることも可能である。
【００８５】
図３及び図４の測定結果にも示したように、感光体ドラム３０上の画像領域先端から６０ｍｍまでの領域においては、用紙の分離特性上、再転写現象が最も発生しやすいため、十分な転写前帯電電流を必要とする。また、図５に示したように、画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域であっても、現像剤中に含まれるトナー濃度が適正トナー濃度（例えば６％）より１％アップすることにより、反転トナーによるかぶりが顕著に発生する。
【００８６】
これらの点を考慮して、図８に示した転写前帯電装置１００は、コロナチャージャタイプであり、ドライバ１０２は、コロナワイヤに出力する電圧が可変なトランスを含むように構成することも可能である。そして、メモリ１１２には、感光体ドラム３０の画像領域先端が３０ｍｍ進むのに要する時間、さらに１０ｍｍ進むのに要する時間など時間データ、及び各画像領域毎に供給する転写前帯電電流のデータなどが記憶されている。
【００８７】
例えば、この実施の形態では、図７に示したように、感光体ドラム３０における画像領域の先端から３０ｍｍまでの領域に対して、１６μＡの転写前帯電電流を供給し、３０ｍｍから４０ｍｍまでの領域に対して８μＡ、４０ｍｍから５０ｍｍまでの領域に対して４μＡ、さらに５０ｍｍから６０ｍｍまでの領域に対して２μＡの転写前帯電電流を供給するように制御される。
【００８８】
すなわち、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａを介して用紙の到達を検知し、タイマ１１４を作動させて時間をカウントする。また、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１２に記憶されている時間データを読み出す。
【００８９】
そして、ＣＰＵ１１０は、感光体ドラム３０の画像領域先端が転写前帯電装置１００に近接するタイミングで転写前帯電装置１００に、画像領域の先端から正規トナーと同極性の電荷を感光体ドラム３０及びトナー像に対して供給するように、１６μＡの転写前帯電電流を供給する。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、転写前帯電装置１００を駆動してから所定時間、すなわち画像領域の先端部が３０ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を８μＡに切り替える。
【００９１】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を４μＡに切り替える。
【００９２】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を２μＡに切り替える。
【００９３】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００の駆動を停止するようにドライバ１０２を制御する。
【００９４】
このように、転写前帯電装置１００の出力電流を制御することにより、かぶりの存在する部分と、存在しない部分との境界部を目立ちにくくするとともに、かぶりの存在する部分でも、許容範囲内の最大２％程度のかぶりに抑制することができる。
【００９５】
このため、品質に問題のない良好な画像を形成することができる。
また、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域に対しては、転写前帯電装置１００による電荷の供給を停止する。したがって、画像領域の白地部分に付着した反転トナーは、正規トナーと同極性の電荷が注入されないため、転写されるべき負帯電の用紙Ｐに対して反発し、用紙上に転写されることはない。このため、用紙における進行方向の先端から６０ｍｍ以降の領域において、反転トナーによるかぶりを防止することができる。
【００９６】
なお、この実施の形態では、画像領域の先端から６０ｍｍまでの範囲にわたって段階的に電流レベルを変化させたが、連続的に低下するように電流レベルを制御しても上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９７】
また、上述の実施の形態では、正規現像プロセスにて現像を行う場合について説明したが、反転現像プロセスに対しても適用可能である。
また、上述した実施の形態では、用紙表面及び裏面の両方に対して転写前帯電を実施したが、特に再転写が顕著に現われる裏面に対してのみ実施してもよいし、表面よりも裏面への転写前帯電の大きさを大きくするようにしてもよい。
【００９８】
以上説明したように、この発明の画像形成装置によれば、感光体ドラム上のトナー原稿像全領域（先端〜後端）に転写前帯電を照射せず、再転写ぬけが発生しやすい用紙の先端領域に対応したトナー原稿像領域（先端〜６０ｍｍ）にのみ転写前帯電を照射する。このため、トナー原稿像の先端から６０ｍｍまでの領域に発生する再転写ぬけと、６０ｍｍ以降の領域の反転トナーによるかぶりを最小限に抑制することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、良好な画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、２成分現像剤中に含まれる正規トナー及び反転トナーに対して作用する静電的な力の関係を説明するための図である。
【図２】図２は、この発明の画像形成装置に係る電子写真式アナログ複写装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した画像形成装置における感光体ドラム上の画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域の再転写レベルを評価した結果を示す図である。
【図４】図４は、感光体ドラム上の画像領域の６０ｍｍ以降の領域の再転写レベルを評価した結果を示す図である。
【図５】図５は、図１に示した画像形成装置に適用される２成分現像剤のトナー濃度毎の転写前帯電電流に対するかぶり濃度を示す図である。
【図６】図６は、従来の転写前帯電装置における転写前帯電のタイミングとそのとき用紙上に転写される画像のかぶり濃度とを示す図である。
【図７】図７は、図１に示した画像形成装置に備えられている転写前帯電装置の転写前帯電のタイミングとそのとき用紙上に転写される画像のかぶり濃度とを示す図である。
【図８】図８は、図１に示した画像形成装置に備えられている転写前帯電装置の概略的な制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…電子写真式ディジタル複写装置
４…画像読取部
６…画像形成部
３０…感光体ドラム
３１…転写チャージャ
３３…現像装置
３４…転写・剥離チャージャ
３６…クリーニング装置
３７…除電装置
４０…多段給紙装置
５０…手差しフィーダ
５４…搬送路
５８…定着装置
６４…自動両面装置
１００…転写前帯電装置
１０２…ドライバ
１１０…ＣＰＵ
１１２…メモリ
１１４…タイマ
Ａ…正規トナー
Ｂ…反転トナー
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電写真プロセスにより感光体にトナー像を形成する画像形成装置に係り、特に、トナー像を用紙に転写する前に帯電する転写前帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電写真プロセスが利用されている画像形成装置、例えば静電式複写装置は、複写対象物の画像を読み取る画像読取部、及びこの画像読取部を介して読み取られた画像に基づいて複写像を形成して被転写材上に出力する画像形成部を含んでいる。この画像形成部は、被転写材、すなわち用紙を収容部から１枚ずつ取り出して搬送し、複写像が転写・定着された用紙を排出口まで導く搬送路を有している。
【０００３】
近年、上述したような静電式複写装置の画像形成部において、静電プロセスにより感光体に形成されたトナー像を用紙に転写する前に帯電する転写前帯電装置を備えた複写装置が実用化されている。この転写前帯電装置は、感光体の周囲であって、且つ現像装置と転写装置との間に配置されている。
【０００４】
この転写前帯電装置は、感光体上に形成されたトナー像に対してＡＣ（交流）電圧による帯電、トナーの極性と同極性のＤＣ（直流）電圧による帯電、あるいはＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された電圧による帯電を行っている。
【０００５】
このように、転写前帯電装置によりトナー像を帯電することにより、現像後の感光体表面を除電すると同時に、トナー像の有する電荷を増強し、次の転写工程と分離工程においてトナー像を効率よく用紙に転写することができる。また、用紙に転写されるはずのトナーが感光体上に戻されてしまう、いわゆる再転写現象や、転写抜け等の発生を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の転写前帯電装置においては、以下に示すような問題点がある。
すなわち、図１に示すように、現像装置３３は、現像ローラ３３ａの周囲に、通常、感光体３０の画像部に吸着する正の電荷を有する正規トナーＡの他に、この正規トナーＡとは逆極性の電荷を有する反転トナーＢを少量有している。
【０００７】
感光体３０上の白地部分、すなわち非画像部の電位は、例えば−３０乃至−１５０Ｖに帯電されている。一方、現像装置３３の現像ローラ３３ａは、感光体の白地部分の電位より高い電位に設定され、例えば−２００Ｖに帯電されている。
【０００８】
このため、正の電荷を有する正規トナーＡに対しては、図中の矢印の向きに静電気力が加わり、より高い負の電位を有する現像ローラ３３ａ側に引きつけられる。したがって、感光体３０の白地部分を現像することはない。
【０００９】
一方、負の電荷を有する反転トナーＢに対しては、図中の矢印の向きに静電気力が加わり、より低い負の電位を有する感光体３０側に引きつけられる。したがって、感光体３０の白地部分を現像してしまう虞がある。
【００１０】
従来の転写前帯電装置は、感光体の画像部に付着した正規トナーＡの他に、感光体の非画像部に付着した反転トナーＢに対しても均一に正規トナーと同極性の電荷を与えてしまう。このため、次の転写工程において、反転トナーＢも用紙上に転写され、いわゆるかぶりが発生し、用紙上に形成される画像の画質を著しく劣化させてしまう問題がある。
【００１１】
また、感光体上の静電潜像を現像するトナーとこのトナーを現像領域まで搬送するキャリアとを有する２成分現像剤において、トナーの含有量が５乃至６％の適正トナー混合比率の状態から、トナー濃度が増加すると、反転トナーの量も増加する。このため、用紙上におけるかぶりのレベルが増加し、きわめて劣化した画質の画像が提供される問題がある。
この発明の目的は、画質の良好な画像を提供できる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
また、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で変化させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１４】
さらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１５】
またさらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で段階的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
またさらに、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で連続的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１７】
さらにまた、この発明によれば、
原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記転写手段により現像剤像が転写された被転写材に、前記現像剤像を定着する定着手段と、
前記現像剤像が定着された前記被転写材の裏面に現像剤像を形成するため、前記被転写材を反転させて、再び前記像担持体に向けて供給する反転供給手段と、
前記反転供給手段により供給された被転写材に、前記現像手段により形成された現像剤像を前記転写手段により転写させる手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
少なくとも被転写剤の裏面に現像剤像を形成する場合には、前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１８】
またさらに、この発明によれば、
回転自在に設けられた像担持体の表面を第１の極性を有する電荷により帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された像担持体を露光して、前記像担持体上の所定領域に原稿画像に対応して前記第１の極性の電荷により静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷を有する現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像に前記第１の電荷を注入して前記現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の第２の極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記像担持体の回転方向に沿って前記露光手段により最も先に静電潜像が形成された前記像担持体上の前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１９】
この発明の画像形成装置によれば、像担持体上の所定領域に形成された現像剤像の先端部から後端部にかけて電荷付与手段により徐々に出力を低下するように現像剤と同極性の電荷を付与することにより、逆極性の電荷を有する現像剤が被転写剤の全面にわたって転写されるようなかぶりを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の画像形成装置の一実施の形態について詳細に説明する。
図２は、この発明の画像形成装置を概略的に示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、画像形成装置すなわち電子写真式アナログ複写装置２は、読み取り手段として機能する画像読取部４と画像形成手段として機能する画像形成部６とを有している。なお、画像読取部４の上部には、画像読取部４の後述する原稿台に対して開閉可能に形成され、読取対象物すなわち原稿Ｄを、原稿台に向けて１枚ずつ給送するとともに、原稿台に載置された原稿Ｄを原稿台に密着させる原稿押さえとして機能する原稿自動給送装置 (以下、ＡＤＦと示す) ８がセットされている。
【００２２】
画像読取部４は、その上部に、閉じた状態にあるＡＤＦ８に対向され、原稿Ｄがセットされる透明なガラスからなる原稿台１１と、原稿台１１の一端に配置され、原稿台１１に原稿Ｄをセットする際の基準位置を示すサイズ板１２とを有している。なお、原稿台１１を取り巻く原稿台１１の近傍には、図示しない操作パネルが配置されている。
【００２３】
原稿台１１の下方には、画像読取部４の構成として、原稿台１１に載置された原稿Ｄを照明する露光ランプ１３、露光ランプ１３からの光を原稿Ｄに集光させるための補助反射板１４、及び、原稿Ｄからの反射光を図中左方向に折曲げる第１ミラー１５などが配置されている。露光ランプ１３、補助反射板１４および第１ミラー１５は、第一キャリッジ１６に固定されており、第一キャリッジ１６の移動にともなって原稿台１１と平行に移動可能に配置されている。なお、第一キャリッジ１６は、図示しない歯付きベルト等を介して図示しないパルスモータの駆動力が伝達されて、原稿台１１に沿って平行に移動される。
【００２４】
原稿台１１の図中左方、第１ミラー１５により反射された反射光が案内される方向には、図示しない駆動機構たとえば歯付きベルトならびにＤＣモータなどを介して原稿台１１と平行に移動可能に形成された第二キャリッジ２０が配設されている。
【００２５】
第二キャリッジ２０には、第１ミラー１５により案内される原稿Ｄからの反射光を下方に折曲げる第２ミラー２１および図中右方に折り曲げる第３ミラー２２が互いに直角に配置されている。第二キャリッジ２０は、第一キャリッジ１６を駆動する図示しない歯付きベルトなどにより第一キャリッジ１６に従動されるとともに、第一キャリッジ１６に対して１／２の速度で原稿台１１に沿って平行に移動される。
【００２６】
第一キャリッジ１６の下方であって、第二キャリッジ２０を介して折返された光の光軸を含む面内には、第二キャリッジ２０からの反射光を所定の倍率で結像させる結像レンズ２３、結像レンズ２３により集束性が与えられた反射光を下方に折り曲げる第４ミラー２４、第４ミラー２４からの反射光を図中左側に折り曲げる第５ミラー２５、及びこの反射光を感光体ドラム３０に案内する第６ミラー２６が配置されている。
【００２７】
画像形成部６は、複写装置２のほぼ中央に回転自在に位置された像担持体としての感光体ドラム３０を有している。感光体ドラム３０は、図示しないモータにより所定の回転速度で回転される。
【００２８】
感光体ドラム３０の周囲の所定の位置には、ドラム表面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ３１、画像読取部４から案内された原稿Ｄの反射光による露光により感光体ドラム３０の表面上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像ローラ３３ａを有する現像装置３３が順に配置されている。この現像装置３３は、正の電荷を有するトナーとキャリアとを含む２成分系現像剤を収容している。
【００２９】
さらに、感光体ドラム３０の周囲であって、現像装置３３の下流には、感光体ドラム３０上の静電潜像をトナーで現像することにより形成されたトナー像を、後述する用紙カセットから給紙された被転写材すなわち用紙Ｐに転写する前に帯電する電荷付与手段として機能する転写前帯電装置１００、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写チャージャ３４ａ、トナー像が転写された用紙Ｐを感光体ドラム３０から分離させるための剥離チャージャ３４ｂ、感光体ドラム３０の表面から用紙Ｐを剥離する剥離爪３５、感光体ドラム３０の表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置３６、及び、感光体ドラム３０の表面に残った電位を除電する除電装置３７が、順に、配置されている。
【００３０】
感光体ドラム３０の下方に位置される複写装置２の底部には、複写装置２の正面側より着脱自在に上下複数段に装着された給紙手段としての多段給紙装置 (以下、ＰＦＰと示す) ４０が複写装置２と一体的に配置されている。
【００３１】
ＰＦＰ４０は、さまざまな大きさのコピー用紙Ｐを複数種類収納するための上段カセット４１、中段カセット４２および下段カセット４３を含み、それぞれのカセット４１，４２および４３は、たとえば、長手方向に沿って搬送されるよう置かれたＡ４サイズのコピー用紙、Ｂ４サイズのコピー用紙およびＡ３サイズのコピー用紙を、それぞれ、５００枚程度収納可能に形成されている。
【００３２】
上段カセット４１、中段カセット４２および下段カセット４３の所定の位置には、それぞれのカセット４１，４２および４３から用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップローラ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃが配置されている。
【００３３】
それぞれのピックアップローラ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃにより各カセット４１，４２および４３から取り出された用紙Ｐの先端部が通過される位置には、用紙Ｐを１枚づつ分離するための搬送ローラ４５ａ，４５ｂおよび４５ｃと、それぞれの搬送ローラと一体的に配置された分離ローラ４６ａ，４６ｂおよび４６ｃが配置されている。分離ローラ４６ａ，４６ｂおよび４６ｃは、それぞれ、相互に組み合わせられた搬送ローラに対して軸線が平行に、かつ、所定の圧力で接触するよう配置されるとともに、搬送ローラの回転方向と逆方向に回転されることで、各カセットから取り出された用紙Ｐの最も上の１枚のみを後述する搬送路へ送出する。
【００３４】
ＰＦＰ４０の図中右方には、使用頻度の高いサイズの用紙Ｐ、たとえば、Ａ４サイズの用紙Ｐを３０００枚程度収納可能に形成された大容量フィーダ (以下、ＬＣＦと示す) ４７が設けられている。ＬＣＦ４７の所定の位置には、ＬＣＦ４７に収容された用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップローラ４８が配置されている。ピックアップローラ４８と感光体ドラム３０との間には、上下一対に組み合わせられた搬送ローラ４９ａおよび分離ローラ４９ｂを含む分離機構４９が配置されている。分離機構４９は、分離ローラ４９ｂを搬送ローラ４９ａが回転される方向に対して逆方向に回転させることで、ピックアップローラ４８によりＬＣＦ４７から取り出された用紙Ｐの最も上の１枚のみを後述する搬送路へ送出する。
【００３５】
ＬＣＦ４７の上部には、各カセット４１，４２，４３およびＬＣＦ４７とは独立に、コピー用紙Ｐを給送可能な手差しフィーダ５０が形成されている。手差しフィーダ５０と感光体ドラム３０との間には、手差しフィーダ５０に挿入された用紙Ｐを取り込む手差し用ピックアップローラ５１、ピックアップローラ５１により取り込まれた用紙Ｐをガイドする手差しガイド５２、及び、手差しガイド５２を介して感光体ドラム３０に向かって案内される用紙Ｐを搬送する搬送ローラ５３が設けられている。
【００３６】
それぞれのカセット４１，４２および４３ならびにＬＣＦ４７と感光体ドラム３０との間には、各カセット４１，４２および４３ならびにＬＣＦ４７から感光体ドラム３０に向かって用紙Ｐを案内する搬送路５４が形成されている。この搬送路５４は、さらに、感光体ドラム３０と転写・剥離チャージャ３４との間に規定される転写領域を経て、複写装置２の外部まで延出されている。また、搬送路５４には、いずれかのカセットまたはＬＣＦもしくは手差しガイドから給送された用紙Ｐを、感光体ドラム３０に向かって搬送するための複数の搬送ローラ５５が設けられている。
【００３７】
搬送路５４の感光体ドラム３０の近傍、かつ、上流側には、搬送路５４を案内されたコピー用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ドラム３０上のトナー像の先端とコピー用紙Ｐの先端とを整合させ、感光体ドラム３０の外周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙Ｐを、転写領域へ給紙するアライニングローラ５６が配設されている。また、アライニングローラ５６の手前すなわち搬送ローラ５５側には、アライニングローラ５６へのコピー用紙Ｐの到達を検出するアライニングセンサ５６ａが設けられている。
【００３８】
転写領域を通過された用紙Ｐが進行する方向には、用紙Ｐを搬送する搬送ベルト５７が組み込まれている。搬送ベルト５７により用紙Ｐが搬送される方向であって、感光体ドラム３０に対して熱を与えにくい位置には、ローラ表面が互いに圧接されたヒートローラ対を含み、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱することでトナー像を溶融させつつトナー像と用紙Ｐとを加圧して用紙Ｐにトナー像を定着させる定着装置５８が設けられている。
【００３９】
定着装置５８に対向した複写装置２の側壁には、定着装置５８によりトナー像が定着された用紙Ｐが排出される排出トレイ５９が配置されている。
定着装置５８と排出トレイ５９との間には、定着装置５８によりトナー像が定着されたコピー用紙Ｐを、後述する用紙反転部あるいは排出トレイ５９のいづれかに案内する排出切換ユニット６０が配置されている。
【００４０】
排出切換ユニット６０は、定着装置５８を通過された用紙Ｐを推進する第１および第２の排出ローラ６１および６２、及び、第１および第２の排出ローラ６１および６２の間に配置され、定着装置５８を通過されたコピー用紙Ｐを、排出トレイ５９あるいは後述する用紙反転部のいづれかに選択的に振り分ける振り分けゲート６３を有している。
【００４１】
用紙反転機構を含む自動両面装置（以下、ＡＤＵと称する）６４は、既に転写領域および定着装置５８を通過されたコピー用紙Ｐを一時的に集積する一時集積部６５、定着装置５８を通過したコピー用紙Ｐの表裏を反転して一時集積部６５に導く反転路６６、一時集積部に集積されたコピー用紙Ｐを一枚づつ取り出すピックアップローラ６７ａ、用紙Ｐを一枚づつ分離するために一対に配置された搬送ローラ６７ｂ及び分離ローラ６７ｃ、一時集積部６５に収容された用紙Ｐを再びアライニングローラ５６に案内する反転搬送路６８、及び、反転搬送路６８に案内された用紙Ｐをアライニングローラ５６に向かって給紙する給紙ローラ６９を有している。
【００４２】
ＡＤＦ８は、カバー７１を有し、カバー７１の後端縁部が複写装置２の上面後端縁部に図示しないヒンジ装置を介して取付けられており、必要に応じてＡＤＦ８全体を回動変位させることで、既に得に説明したように、画像読取部４の原稿台１１に対して開閉可能に形成されている。
【００４３】
カバー７１の上面やや左方向部位には、複数枚の原稿Ｄを保持する原稿給紙台７２が設けられている。原稿給紙台７２の図中左方すなわちＡＤＦ８の一端側には、原稿給紙台７２にセットされた原稿Ｄを順次一枚ずつ取出すとともに、図中左端側から画像読取部４の原稿台１１の一端側に供給するためのピックアップローラ７３が配置されている。原稿給紙台７２の所定の位置には、原稿給紙台７２への原稿Ｄがセットされたか否かを検知する原稿検知センサとしてのエンプテイセンサ７２ａが配設されている。なお、原稿給紙台７２には、原稿台１１に原稿Ｄがセットされた位置を検知する原稿位置検知センサ１７と同様に機能する図示しない原稿幅検知センサが配置されてもよい。
【００４４】
ピックアップローラ７３の原稿取出し方向には、ピックアップローラ７３により取り出された原稿Ｄを原稿台１１に向けて送出する給紙ローラ７４、給紙ローラ７４により給送された原稿Ｄの先端を整位するアライニングローラ７５が配置されている。なお、アライニングローラ７５と給紙ローラ７４との間には、原稿Ｄのアライニングローラ７５への到達を検出するアライニングセンサ７５ａが配置されている。
【００４５】
カバー７１の内側であって、ＡＤＦ８が閉じられた状態で画像読取部４の原稿台１１と対向される位置には、原稿台１１のほぼ全体を覆う大きさが与えられ、ピックアップローラ７３、給紙ローラ７４およびアライニングローラ７５を介して原稿給紙台７２から搬送された原稿Ｄを原稿台１１の所定の位置に搬送する搬送ベルト７６が配置されている。搬送ベルト７６は、図中左右一対に配置されたベルトローラ７７に掛渡され、図示しないベルト駆動機構によって、図中右側および図中左側の両方向に向けて回転される。
【００４６】
ＡＤＦ８の右側部位には、搬送ベルト７６により図中左側から図中右側に移動される原稿Ｄをカバー７１の外側に向けて送出する反転ローラ７８、反転ローラ７８に原稿Ｄを押し付けるピンチローラ７９、反転ローラ７８とピンチローラ７９により搬送される原稿Ｄを、再び搬送ベルト７６へ戻すか所定の排出位置すなわちカバー７１上に排出させるかを切り換えるフラッパ８０、フラッパ８０が排出側に切り換えられている場合に、反転ローラ７８により搬送された原稿Ｄを排出させる排紙ローラ８１、及び、反転ローラ７８の近傍での原稿の用紙詰まり、すなわちジャムを検知するジャムセンサ８２などが配置されている。
【００４７】
また、複写装置２は、いずれかのカセットまたはＬＣＦもしくは手差しガイドから給送された用紙Ｐを、感光体ドラム３０を介してＡＤＵ６４または複写装置の外部に向けて搬送する搬送路５４中にジャムを検知するジャムセンサが配置されている。
【００４８】
上述したような複写装置２においては、まず、用紙の一方の面に画像を形成する第１画像形成工程が実行される。
すなわち、負のＤＣバイアスが印加された帯電チャージャ３１により、感光体ドラム３０の表面が例えば−５００Ｖに一様に負に帯電される。そして、画像読取部４により、原稿Ｄの反射光が感光体ドラム３０表面に案内され、露光される。この露光により、感光体ドラム３０の表面には静電潜像が形成され、明部、すなわち非画像部の電位は、露光ランプ１３の光量に応じて−１５０乃至−５０Ｖの範囲にあり、非画像部の電位は、−２００乃至−４５０Ｖ程度である。
【００４９】
続いて、現像装置３３に収容されている正の電荷を有するトナーにより、感光体ドラム３０上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。現像ローラ３３ａには、−２００ＶのＤＣバイアスが印加されている。したがって、正の電荷を有するトナーは、非画像部に対しては、感光体ドラム３０の表面電位が現像ローラ３３ａより低いので、現像ローラ３３ａ側に引きつけられて感光体ドラム３０上には付着しない。また、トナーは、画像部に対しては、感光体ドラム３０の表面電位が現像ローラ３３ａより高いので、感光体ドラム３０に付着し、トナー像が形成される。
【００５０】
続いて、トナーと同極性、すなわち正のＤＣバイアスが印加された転写前帯電装置１００により、感光体ドラム３０の表面が除電されるとともに、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が正に帯電される。
【００５１】
続いて、負のＤＣバイアスが印加された転写チャージャ３４ａにより、感光体ドラム３０上のトナー像に対して搬送された用紙Ｐを介して例えば−５００Ｖに帯電し、用紙側にトナー像が引きつけられ、転写される。
【００５２】
続いて、剥離チャージャ３４ｂにより、例えば１ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して、感光体ドラム３０から用紙Ｐが剥離される。
続いて、感光体ドラム３０から剥離された用紙Ｐは、定着装置５８に搬送され、トナー像が定着される。
【００５３】
このようにして、第１画像形成工程では、用紙の一方の面に画像が形成される。そして、用紙の一方の面のみに画像を形成する片面モードにおいては、トナー像が定着された用紙が振り分けゲート６３により、排出トレイ５９から排出される。また、用紙の両面に画像を形成する両面モードにおいては、振り分けゲート６３により、トナー像が定着された用紙がＡＤＵ６４に搬送される。
【００５４】
両面モードにおいては、第１画像形成工程が実行された用紙は、ＡＤＵ６４に搬送され、用紙の他方の面に画像を形成する第２画像形成工程が実行される。
すわわち、ＡＤＵ６４のに搬送された用紙は、一時的に一時集積部６５に集積され、所定のタイミングでピックアップローラ６７ａにより取り出される。そして、用紙は、給紙ローラ６９により、アライニングローラ５６に向けて給紙される。
【００５５】
一方、画像形成部６においては、感光体ドラム３０は、クリーニング装置３６により清掃され、除電装置３７により除電された後、再び帯電チャージャ３１により、−５００Ｖに一様に帯電される。そして、原稿Ｄに対応した反射光により、感光体ドラム３０が露光される。この露光により、感光体ドラム３０の表面には静電潜像が形成される。
【００５６】
続いて、現像装置３３に収容されている正の電荷を有するトナーにより、感光体ドラム３０上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
続いて、トナーと同極性、すなわち正のＤＣバイアスが印加された転写前帯電装置１００により、感光体ドラム３０の表面が除電されるとともに、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が正に帯電される。
【００５７】
続いて、負のＤＣバイアスが印加された転写チャージャ３４ａにより、感光体ドラム３０上のトナー像に対して搬送された用紙Ｐを介して例えば−５００Ｖに帯電し、用紙側にトナー像が引きつけられ、転写される。
【００５８】
続いて、剥離チャージャ３４ｂにより、例えば１ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して、感光体ドラム３０から用紙Ｐが剥離される。
続いて、感光体ドラム３０から剥離された用紙Ｐは、定着装置５８に搬送され、トナー像が定着される。
【００５９】
このようにして、第２画像形成工程では、用紙の他方の面に画像が形成される。そして、両面モードにおいて用紙の両面に画像が形成された用紙は、振り分けゲート６３により排出トレイ５９から排出される。
【００６０】
一般に、転写前帯電装置１００は、用紙上に転写されるべきトナーが感光体ドラム上に戻されてしまう、いわゆる再転写現象を防止するために設けられている。
【００６１】
この再転写現象は、静電記録装置における高速化に伴う感光体ドラムの大径化により、発生頻度が高くなっている。
すなわち、直径１００ｍｍ以上の大径感光体ドラムを使用する静電記録装置においては、用紙にトナー像を転写した後、感光体ドラムから用紙を瞬時に剥離することが難しい。
【００６２】
特に、用紙の一方の面に画像を形成した（第１画像形成工程）後に両面装置（ＡＤＵ）により、他方の面に画像を形成する（第２画像形成工程）場合、第１画像形成工程において用紙の端部がカールし、このカールする方向が第２画像形成工程において用紙が感光体ドラムに巻き付く方向と一致する。このため、第２画像形成工程において、用紙が感光体ドラムに巻き付きやすく、転写チャージャによる転写工程終了後に、用紙が感光体ドラムに吸着した状態で剥離チャージャにより剥離チャージを受けることとなる。
【００６３】
このため、除電後の用紙の電位は、低下し、用紙側に転写されたトナー像を用紙上に吸着保持することが困難となり、トナーに対する感光体ドラム表面の静電力が用紙のそれより大きい場合、用紙に転写されるべきトナーは逆に感光体ドラム側に戻されてしまう。
【００６４】
この再転写現象は、通常、市場にて使用される用紙においては、用紙の端部に発生しやすく、さらに、その端部のカール状態が感光体ドラムに巻き付く方向に大きいほどこの再転写現象が発生しやすい。
【００６５】
このような再転写現象を防止するために、転写前帯電装置１００を設け、転写前に感光体ドラム表面を除電するとともに、感光体ドラム上に付着しているトナーの有する電荷を増強している。
【００６６】
このような転写前帯電装置１００により、転写されるべき用紙のサイズに対応して感光体ドラム３０上に形成される画像部としてのトナー像と非画像部とを含む画像領域の全域にわたって帯電した後に、用紙に転写されたトナー像を目視によって評価した。ここでは、用紙上に形成された画像の再転写現象によるトナーぬけに伴う画質、すなわち再転写レベルを０乃至５までの６段階で評価し、０をトナーぬけなしの最良の画質とし、５をトナーぬけのきわめて多い最悪の画質とした。この再転写レベルは、転写前帯電装置１００によって感光体ドラム３０に供給される帯電電流を種々変化させて評価した。なお、この転写前帯電電流は、使用した感光体ドラム（直径１００ｍｍ、感光体幅５０ｍｍ）アルミ製ＪＩＧにて測定したコロナ放電電流である。
【００６７】
この結果は、図３及び図４に示されている。
図３に示すように、転写されるべき用紙の進行方向の先端部に対応する位置、すなわち感光体ドラム３０上の画像領域の先端部から、６０ｍｍまでの領域における再転写は、転写前帯電電流が約５μＡ程度まで発生する。特に、一方の面（片面）に画像形成した後に他方の面（両面）に画像形成した場合には、転写前帯電電流が約１０μＡ程度まで顕著な再転写現象によるトナーぬけが発生していることがわかる。
【００６８】
一方、図４に示すように、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域では、片面及び両面に画像形成した場合に、ともに顕著なトナーぬけが発生していないことがわかる。
【００６９】
つまり、画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域では、再転写現象が発生しやすく、特に両面を画像形成する際には用紙が感光体ドラムに巻き付くようにカールするため、顕著な再転写現象が発生する。しかしながら、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域では、あまり再転写現象は発生せず、転写前帯電電流が０μＡ、すなわち転写前帯電を与えなくても再転写現象がそれほど顕著に発生していないことがわかった。
【００７０】
ところで、図１を用いて既に説明したように、２成分系現像剤に含まれるトナーには、負に帯電した感光体ドラム３０上の画像部に付着するように、正の電荷を有する正規トナーＡと、この正規トナーＡとは逆極性の負の電荷を有する反転トナーＢとがある。
【００７１】
この転写前帯電装置１００は、感光体ドラム上のトナーに対して正の電荷を付与し、正規トナーＡの電荷を増強するものであるが、上述したような理由で反転トナーＢが感光体ドラム３０上に付着した場合であっても、正の電荷を付与してしまう。このため、反転トナーＢも用紙側に転写されてしまい、かぶりを発生する。
【００７２】
このような転写前帯電装置による弊害として発生するかぶりは、図５に示すように、２成分系現像剤におけるトナー濃度が高いほど反転トナーの量も多くなるため、顕著に発生する。
【００７３】
すなわち、図５に示すように、各トナー濃度において、転写前帯電電流に対する白地におけるかぶり濃度を測定したところ、トナー濃度が増加するにしたがって、かぶり濃度も増加していることがわかった。さらに、転写前帯電電流の増加にともなってかぶり濃度も増加していることがわかった。
【００７４】
これは、トナー濃度の増加にともない、反転トナーの割合も増加し、さらに、転写前帯電電流の増加にともない、反転トナーに正規トナーと同極性の電荷が多量に注入されたことに起因している。
【００７５】
また、現像装置３３は、トナーの混合比率を制御する磁気センサーを備えているが、周囲の環境の変化、例えば湿度の変化などにより現像剤の特性が変化し、現像剤中におけるトナー濃度が適正トナー濃度、例えば６％より１％アップして７％に達することが予想される。このとき、図５に示すように、転写前帯電電流の大きさによっては、かぶりを許容できるレベル、すなわち２％の許容量を上回ってしまい、きわめてかぶり濃度の高い画質の劣化した画像が用紙上に転写されることとなる。
【００７６】
また、図６に示すように、従来の転写前帯電装置では、感光体ドラム上の画像領域の全体に、すなわち用紙の先端から後端までの領域に対応するトナーの原稿像を全体にわたって帯電していたため、転写後の用紙の全面にわたってかぶりが発生し、しかも、そのかぶり濃度は、概ね３％となり、許容量を大きく上回っている。このため、用紙全体にわたって画質の低下した画像が形成されることとなる。
【００７７】
そこで、この発明の実施の形態に係る画像形成装置においては、図３及び図４に示した測定結果に基づき、再転写現象が発生しやすい感光体ドラム３０上の画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域のみに転写前帯電を与えるものである。
【００７８】
すなわち、図１に示した画像形成装置は、図８に示すような制御手段として機能するＣＰＵ１１０を備えている。このＣＰＵ１１０には、アライニングセンサ５６ａによって用紙の到達が検知されてから用紙が感光体ドラム３０の画像領域先端に到達するまでに要する時間、用紙が画像領域先端に到達してから６０ｍｍ進むのに必要な時間などのデータを記憶しているメモリ１１２、及びこれらの時間をカウントするタイマ１１４が接続されている。
【００７９】
また、このＣＰＵ１１０には、図８に示すように、転写前帯電装置１００を駆動するためのドライバ１０２が接続されている。このドライバ１０２は、転写前帯電装置１００を駆動するための駆動電圧を発生するトランスを含み、ＣＰＵ１１０からの指示に基づいて、転写前帯電装置１００に対して出力する駆動電圧を所定のタイミングでオン／オフすることが可能である。
【００８０】
画像領域の先端部から６０ｍｍまでの領域のみに転写前帯電を与えるために、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａを介して用紙の到達を検知し、タイマ１１４を作動させて時間をカウントする。また、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１２に記憶されている時間データを読み出す。
【００８１】
そして、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａによる用紙到達の検知から、読み出した時間データに対応する所定時間がタイマ１１４によりカウントされると、転写前帯電装置１００を駆動するようにドライバ１０２を制御する。すなわち、感光体ドラム３０の画像領域先端が転写前帯電装置１００に近接するタイミングで転写前帯電装置１００が駆動され、画像領域の先端から正規トナーと同極性の電荷が感光体ドラム３０及びトナー像に対して供給される。
【００８２】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、転写前帯電装置１００を駆動してから所定時間、すなわち画像領域の先端部が６０ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００の駆動を停止するようにドライバ１０２を制御する。
【００８３】
このようにすることで、現像剤中の反転トナーの存在により、従来、トナー像転写後の用紙の全面にわたって発生していたかぶりを最小限に抑制することができる。
【００８４】
また、感光体ドラム３０上の再転写現象が発生しやすい画像領域のみに電荷が付与され、再転写現象を最小限に抑制できる。
また、必ずしも必要ではないが、図７に示しすように、この転写前帯電装置は、画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域において、転写前帯電電流を段階的に変化させることも可能である。
【００８５】
図３及び図４の測定結果にも示したように、感光体ドラム３０上の画像領域先端から６０ｍｍまでの領域においては、用紙の分離特性上、再転写現象が最も発生しやすいため、十分な転写前帯電電流を必要とする。また、図５に示したように、画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域であっても、現像剤中に含まれるトナー濃度が適正トナー濃度（例えば６％）より１％アップすることにより、反転トナーによるかぶりが顕著に発生する。
【００８６】
これらの点を考慮して、図８に示した転写前帯電装置１００は、コロナチャージャタイプであり、ドライバ１０２は、コロナワイヤに出力する電圧が可変なトランスを含むように構成することも可能である。そして、メモリ１１２には、感光体ドラム３０の画像領域先端が３０ｍｍ進むのに要する時間、さらに１０ｍｍ進むのに要する時間など時間データ、及び各画像領域毎に供給する転写前帯電電流のデータなどが記憶されている。
【００８７】
例えば、この実施の形態では、図７に示したように、感光体ドラム３０における画像領域の先端から３０ｍｍまでの領域に対して、１６μＡの転写前帯電電流を供給し、３０ｍｍから４０ｍｍまでの領域に対して８μＡ、４０ｍｍから５０ｍｍまでの領域に対して４μＡ、さらに５０ｍｍから６０ｍｍまでの領域に対して２μＡの転写前帯電電流を供給するように制御される。
【００８８】
すなわち、ＣＰＵ１１０は、アライニングセンサ５６ａを介して用紙の到達を検知し、タイマ１１４を作動させて時間をカウントする。また、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１２に記憶されている時間データを読み出す。
【００８９】
そして、ＣＰＵ１１０は、感光体ドラム３０の画像領域先端が転写前帯電装置１００に近接するタイミングで転写前帯電装置１００に、画像領域の先端から正規トナーと同極性の電荷を感光体ドラム３０及びトナー像に対して供給するように、１６μＡの転写前帯電電流を供給する。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、転写前帯電装置１００を駆動してから所定時間、すなわち画像領域の先端部が３０ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を８μＡに切り替える。
【００９１】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を４μＡに切り替える。
【００９２】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００に供給する転写前帯電電流を２μＡに切り替える。
【００９３】
そして、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１４により、画像領域の先端がさらに１００ｍｍ進むのに要する時間がカウントされると、転写前帯電装置１００の駆動を停止するようにドライバ１０２を制御する。
【００９４】
このように、転写前帯電装置１００の出力電流を制御することにより、かぶりの存在する部分と、存在しない部分との境界部を目立ちにくくするとともに、かぶりの存在する部分でも、許容範囲内の最大２％程度のかぶりに抑制することができる。
【００９５】
このため、品質に問題のない良好な画像を形成することができる。
また、画像領域の先端部から６０ｍｍ以降の領域に対しては、転写前帯電装置１００による電荷の供給を停止する。したがって、画像領域の白地部分に付着した反転トナーは、正規トナーと同極性の電荷が注入されないため、転写されるべき負帯電の用紙Ｐに対して反発し、用紙上に転写されることはない。このため、用紙における進行方向の先端から６０ｍｍ以降の領域において、反転トナーによるかぶりを防止することができる。
【００９６】
なお、この実施の形態では、画像領域の先端から６０ｍｍまでの範囲にわたって段階的に電流レベルを変化させたが、連続的に低下するように電流レベルを制御しても上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９７】
また、上述の実施の形態では、正規現像プロセスにて現像を行う場合について説明したが、反転現像プロセスに対しても適用可能である。
また、上述した実施の形態では、用紙表面及び裏面の両方に対して転写前帯電を実施したが、特に再転写が顕著に現われる裏面に対してのみ実施してもよいし、表面よりも裏面への転写前帯電の大きさを大きくするようにしてもよい。
【００９８】
以上説明したように、この発明の画像形成装置によれば、感光体ドラム上のトナー原稿像全領域（先端〜後端）に転写前帯電を照射せず、再転写ぬけが発生しやすい用紙の先端領域に対応したトナー原稿像領域（先端〜６０ｍｍ）にのみ転写前帯電を照射する。このため、トナー原稿像の先端から６０ｍｍまでの領域に発生する再転写ぬけと、６０ｍｍ以降の領域の反転トナーによるかぶりを最小限に抑制することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、良好な画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、２成分現像剤中に含まれる正規トナー及び反転トナーに対して作用する静電的な力の関係を説明するための図である。
【図２】図２は、この発明の画像形成装置に係る電子写真式アナログ複写装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した画像形成装置における感光体ドラム上の画像領域の先端から６０ｍｍまでの領域の再転写レベルを評価した結果を示す図である。
【図４】図４は、感光体ドラム上の画像領域の６０ｍｍ以降の領域の再転写レベルを評価した結果を示す図である。
【図５】図５は、図１に示した画像形成装置に適用される２成分現像剤のトナー濃度毎の転写前帯電電流に対するかぶり濃度を示す図である。
【図６】図６は、従来の転写前帯電装置における転写前帯電のタイミングとそのとき用紙上に転写される画像のかぶり濃度とを示す図である。
【図７】図７は、図１に示した画像形成装置に備えられている転写前帯電装置の転写前帯電のタイミングとそのとき用紙上に転写される画像のかぶり濃度とを示す図である。
【図８】図８は、図１に示した画像形成装置に備えられている転写前帯電装置の概略的な制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…電子写真式ディジタル複写装置
４…画像読取部
６…画像形成部
３０…感光体ドラム
３１…転写チャージャ
３３…現像装置
３４…転写・剥離チャージャ
３６…クリーニング装置
３７…除電装置
４０…多段給紙装置
５０…手差しフィーダ
５４…搬送路
５８…定着装置
６４…自動両面装置
１００…転写前帯電装置
１０２…ドライバ
１１０…ＣＰＵ
１１２…メモリ
１１４…タイマ
Ａ…正規トナー
Ｂ…反転トナー
Claims (7)
- 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で変化させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で段階的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された前記現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように制御するとともに、前記電荷付与手段から付与される電荷量を前記所定領域の先端から６０ｍｍまでの領域内で連続的に減少させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 原稿画像に対応して像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記転写手段により現像剤像が転写された被転写材に、前記現像剤像を定着する定着手段と、
前記現像剤像が定着された前記被転写材の裏面に現像剤像を形成するため、前記被転写材を反転させて、再び前記像担持体に向けて供給する反転供給手段と、
前記反転供給手段により供給された被転写材に、前記現像手段により形成された現像剤像を前記転写手段により転写させる手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
少なくとも被転写剤の裏面に現像剤像を形成する場合には、前記現像剤像が形成された前記像担持体上の最も先に前記被転写材に対向する前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 回転自在に設けられた像担持体の表面を第１の極性を有する電荷により帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された像担持体を露光して、前記像担持体上の所定領域に原稿画像に対応して前記第１の極性の電荷により静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により像担持体上の所定領域に形成された静電潜像を前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷を有する現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成された現像剤像に前記第１の電荷を注入して前記現像剤像を被転写材に転写する転写手段と、
前記現像手段により形成された現像剤像が前記転写手段により被転写材に転写される前に、前記現像剤と同極性の第２の極性の電荷を前記像担持体に付与する電荷付与手段と、
前記像担持体の回転方向に沿って前記露光手段により最も先に静電潜像が形成された前記像担持体上の前記所定領域の先端部から６０ｍｍまでの領域に対してのみ、前記電荷付与手段から前記像担持体に電荷が付与されるように、前記電荷付与手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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