JP5574213B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
上記ネガ・ポジ方式またはポジ・ポジ方式によってトナー像化されたトナー像は、記録材搬送部材により静電吸着されて搬送されてきた記録材が、潜像担持体表面と対向する対向領域(転写領域)を通過する際、転写バイアス印加手段からトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され記録材上に潜像担持体上のトナー像が転写される。その後、トナー像が転写された記録材は、例えば定着手段により定着処理が施された後、機外に排出される。
しかし、分離爪の先端が潜像担持体表面に当接している関係で、その先端には転写残トナーが付着する。よって、分離爪の先端で記録材を剥がす際に、転写残トナーがその記録材先端に付着して記録材先端を汚したり、画像上にスジが生じたりする。また、記録材後端が分離爪の先端で剥がされると、潜像担持体表面の吸着力を失って、記録材の後端が記録材搬送部材側へ急激に移動する。その結果、記録材後端に付着したトナーが散って、記録材後端の画像に画像ブレが生じる。特に、A3紙の場合に、このような記録材後端の画像に画像ブレが生じていた。
さらに、分離爪が変形したり磨耗したりすると、記録材の先端を分離爪の先端に引っ掛かけて分離することができなくなり、分離爪部でのジャムが発生したり、潜像担持体表面に吸着した記録材が分離爪をすり抜けてクリーニング部まで入り込んでしまうという不具合も発生してしまう。
しかし、本発明者らの研究の結果、潜像担持体表面の非画像形成領域にトナーが付着する所謂地汚れがほとんどない装置の場合、記録材搬送部材の表面抵抗率を規定しただけでは、潜像担持体からの記録材を良好に分離させることができないことがわかった。これは、潜像担持体表面の地汚れが多い場合は、潜像担持体表面に地汚れとして付着したトナーが、記録材が潜像担持体表面に吸着するのを妨げる働きをしているため、記録材搬送部材の表面層の電荷によって記録材を記録材搬送部材に吸着させて搬送することが可能であった。ところが、潜像担持体表面に地汚れがほとんどない場合は、記録材の潜像担持体への吸着力が大きいため、記録材搬送部材の表面層の電荷によって記録材を記録材搬送部材に吸着させることができなくなり、記録材を潜像担持体表面から分離させることができないのである。
しかし、この画像形成装置においては、転写前露光装置で除電する領域が、記録材と対向することになる潜像担持体の表面部分全体であるため、潜像担持体の光疲労が早くなり、潜像担持体が早期に劣化してしまう。
また、ネガ・ポジ現像の場合は、静電潜像部分に付着したトナーは、トナーと同極性に帯電した非静電潜像部分と潜像部分との間の電界によって潜像担持体面に沿う方向への移動が規制されている。しかし、記録材と対向することになる潜像担持体の表面部分全体を除電する結果、静電潜像部分に隣接するすべての非静電潜像部分の帯電電位が一律に下がる。そのため、非静電潜像部分と潜像部分との間の電界が弱まり、同極性のトナー同士が互いに反発し合う力の方が大きくなってしまう。その結果、転写前に潜像担持体表面上でトナーが散ってしまい、最終画像にニジミという形で画質劣化が発生する。
また、ネガ・ポジ方式を採用した画像形成装置の場合は、記録材の先端領域よりも後端側の記録材部分(記録材のほぼ全面)に対応する潜像担持体表面部分の非静電潜像部分の帯電電位が下がることがない。よって、記録材の先端領域よりも後端側の記録材部分に対応する潜像担持体表面部分の静電潜像部分に付着したトナーが散ることはない。すなわち、記録材のほぼ全面に対応する潜像担持体表面部分でトナー散りを防止でき、画質劣化はほとんど生じない。
そこで、本発明者らは、鋭意研究した結果、経時使用で潜像担持体が劣化して露光によって帯電電位を十分に落とすことができなってしまうことが原因であることを見出した。すなわち、経時使用で潜像担持体が劣化して露光によって帯電電位を十分に落とすことができなくなると、経時にわたり転写前露光装置によって記録材の先端領域(記録材先端から2〜3[mm]程度)に対応する潜像担持体表面部分を十分に除電することができなくなる。また、一般的な画像形成装置は、プロセスコントロールなどの画像調整処理を行って、露光によって帯電電位を十分に落とすことができなくなった場合には、良好な画像を維持するために感光体表面の帯電電位を上げるため、転写前露光装置によって記録材の先端領域(記録材先端から2〜3[mm]程度)に対応する潜像担持体表面部分を更に十分に除電することができなくなってしまう。その結果、記録材の先端が潜像担持体から分離し難くなり、安定した分離性を得ることができなくなってしまうのである。
そこで、経時使用で潜像担持体が劣化しときでも露光によって帯電電位を十分に落とせるよう、潜像担持体への照射光量を予め上げておくことも考えられる。
そこで、経時使用で感光体表面の帯電電位が上がっても、記録材の安定した分離性が得られるように、先端転写バイアスの値を予め低くすることも考えられるが、先端転写バイアスの値が低くなりすぎると、記録材の先端領域に画像が形成された際、使用初期において、記録材の先端領域に形成される画像部分が記録材に良好に転写することができなくなってしまう。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記静電潜像形成手段は、上記潜像担持体の画像に対応する表面部分の帯電電位を落として静電潜像を形成するものであり、上記現像手段は、該潜像担持体表面上の静電潜像に上記帯電電位と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像化するものであることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の画像形成装置において、上記制御手段は、該表面電位検出手段の検出結果に基づいて、先端転写バイアスを制御することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該潜像担持体表面上の静電潜像に帯電したトナーを付着させてトナー像化するための現像を行う現像手段と、該潜像担持体と該潜像担持体から該トナー像が転写される記録材との対向領域に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、該記録材の先端が該対向領域に進入する前までに先端転写バイアスを印加させ、その後、該記録材の該先端領域の後端側が該対向領域に進入する前までに該先端転写バイアスよりも高い通常転写バイアスを印加させるように、上記転写バイアス印加手段を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、上記潜像担持体表面の電位を検出する表面電位検出手段と、上記対向領域で上記記録材の先端領域と対向することになる上記潜像担持体の表面部分であって上記現像手段による現像後の表面部分に対し、帯電電位を落とすように除電処理を施す転写前除電手段とを有し、上記制御手段は、該表面電位検出手段の検出結果に基づいて、先端転写バイアスを制御するものであって、上記表面電位検出手段は、上記転写前除電手段で上記潜像担持体表面を除電し、上記先端転写バイアス印加した後の上記潜像担持体表面の電位を検出することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記静電潜像形成手段は、上記潜像担持体の画像に対応する表面部分の帯電電位を落として静電潜像を形成するものであり、上記現像手段は、該潜像担持体表面上の静電潜像に上記帯電電位と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像化するものであることを特徴とするものである。
一方、使用初期で潜像担持体の表面電位がまだ上昇していない場合は、潜像担持体表面の帯電電位が上昇していた場合よりも少ない露光量でも、記録材と対向する対向領域で記録材の先端領域と対向することになる潜像担持体の表面部分を良好に除電することができ、安定した記録材の分離性を得ることができる。よって、表面検知手段が、潜像担持体の表面電位の上昇を検知していない場合は、潜像担持体表面の帯電電位が上昇していた場合よりも少ない露光量となるように転写前除電手段を制御することによって、潜像担持体表面の劣化を抑制しつつ、記録材と対向する対向領域で記録材の先端領域と対向することになる潜像担持体の表面部分を良好に除電することができる。
また、表面電位検知手段を用いることで、記録材と対向する対向領域で記録材の先端領域と対向することになる潜像担持体の表面部分に潜像が形成されているか否かも検知することが可能となる。これにより、ネガ・ポジ方式を採用している装置においては、表面電位検知手段の検知の結果、表面部分に潜像が形成されている場合、露光量を下げるように制御すれば、記録材先端部分の画像の滲みを抑制することが可能となる。一方、表面電位検知手段の検知の結果、表面部分に潜像が形成されていない場合は、露光量を上げるように制御すれば、記録材と対向する対向領域で記録材の先端領域と対向することになる潜像担持体の表面部分を十分に除電することができ、良好な分離性を得ることができる。
また、表面電位検知手段を用いることで、記録材と対向する対向領域で記録材の先端領域と対向することになる潜像担持体の表面部分に潜像が形成されているか否かも検知することが可能となる。これにより、表面電位検知手段の検知の結果、表面部分に潜像が形成されている場合は、先端転写バイアスを上げるように制御すれば、記録材先端部分の画像を良好に転写することが可能となる。一方、表面電位検知手段の検知の結果、表面部分に潜像が形成されていない場合は、先端転写バイアスを下げるように制御すれば、記録材の先端領域への充電量をより少なくすることができ、良好な分離性を得ることができる。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタを模式的に表した説明図である。このプリンタ1は、1つの潜像担持体としての感光体ドラムを備えたネガポジ現像を行う直接転写方式で電子写真方式のモノクロ画像形成装置である。なお、ネガポジ現像を行う直接転写方式で電子写真方式の画像形成装置であれば、例えば4つの潜像担持体としての感光体ドラムを備えたタンデム型画像形成装置などのカラー画像形成装置であっても本発明を適用することができる。
転写バイアス印加手段として転写ローラ15を用いているが、転写チャージャを用いることもできる。
搬送ベルトは、体積抵抗率が1×108〜1×1011[Ω・cm]、表面層の表面抵抗率が1×108〜1×1012[Ω・□]、基層の表面抵抗率が1×108〜1×1011[Ω・□]の範囲のものを好適に用いることができる(これらの値はJISK6911により、DC100V印加において測定された値である。)但し、記録材の分離性を確保するために、例えば、表層の膜厚を厚くするなどにより、表面層の表面抵抗率を14乗程度までに上げたものも好適に使用することができる。
なお、これらは好適な例であり、搬送ベルトの体積抵抗率が1×105〜1×106[Ω・cm]の低抵抗のものや、体積抵抗率が1×1014以上の高抵抗のものを用いても構わない。
このように搬送ベルトの表面被覆層12bには、伸びがよく、μが低い材料という相反する特性を備えた材料を選択する必要があり、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンなどのフッ素系の樹脂材料などが好適である。具体的には、日本アチソンから市販されているエムラロン345を主剤として、それに若干修正を加えた塗布剤を基層に塗布することで、表面被覆層12bを形成している。なお、表面被覆層の抵抗は紙の搬送性(紙をベルトに静電吸着させる)を重視しているために、前述の値にしている。また、表面被覆層の膜厚を、数[μm]〜10[μm]程度の厚さにすることで、前述のコ−ト層の表面抵抗率を確保することができる。
PTL20は、転写ニップに向けて繰り出された記録材をガイドするアルミニウムなどの光反射率の高い材料を用いた成形部材で構成された転写材入り口ガイド部材20Aと、転写材入り口ガイド部材20A内に装填された耐熱性材料の成形部材で構成されたカバー部材20Bと、カバー部材20B内に配置されているLEDアレイにより構成された転写前露光部材20Cとを備えている。
カバー部材20Bには、感光体ドラム2に対向する位置に開口部20B1が形成されており、内部に収容されている転写前露光部材20Cからの光を感光体ドラム2に向けて出射できるようになっている。
転写ニップで記録材と対向することになる感光体ドラムの表面部分全体に対して除電を行うと、トナー像に隣接する未露光部の電位も下がってしまい、露光部に付着したトナーの感光体ドラム方向への動きを規制する力が弱まる。その結果、同極性のトナー同士が互いに反発し合い、転写前に感光体ドラム表面上でトナーが散ってしまい、最終画像にニジミという形で画質劣化が発生する。また、記録材の先端が感光体ドラム表面から分離できれば、記録材の先端よりも後の部分が感光体ドラムと吸着してジャムなどが起こることがない。このため、本実施形態においては、記録材の先端部に対応する感光体ドラムの部分のみ除電して、なるべく画像に影響を与えないようにするとともに、記録材を感光体ドラムから良好に分離できるようにしている。
本実施形態においては、レジストモータMの駆動ON信号をトリガーにしてPTLの露光タイミングを制御している。例えば、プロセス線速が362[mm/sec]の場合では、制御部100は、レジストモータMの駆動ON信号と同時にPTL20の転写前露光部材20CのLEDアレイを点灯させて、感光体ドラム表面を露光して除電する。そして、108.4[msec]後にLEDアレイを消灯するよう制御する。また、プロセス線速が270[mm/sec]の場合は、139.3[msec]後にLEDアレイを消灯するよう制御する。また、上述では、レジストモータMの駆動ON信号と同時にPTL20のLEDアレイを点灯させているが、レジストモータMの駆動開始してから所定時間経過後にPTL20のLEDアレイを点灯させるよう制御してもよい。また、図示しない露光装置への書き込み信号を基準として、PTL20の露光タイミングを制御してもよい。
また、PTL20における露光のOFFのタイミングにおける異常画像(ニジミ)と爪分離性とはトレードオフの関係にある。すなわち、PTL20における露光のOFFのタイミングが早いと、異常画像(ニジミ)についての抑制効果は高くなるが、記録材先端の分離性が悪くなり、爪分離率が高くなる。一方、PTL20における露光のOFFのタイミングを遅くすると、記録材先端の分離性がよくなり爪分離率が低くなるが、異常画像(ニジミ)が生じるリスクが高くなる。このため、PTL20における露光のOFFのタイミングは、異常画像と爪分離性との双方が最適となるように設定する必要がある。しかしながら、装置によってばらつきがあるため、PTL20における露光OFFのタイミングを、装置毎に設定できるようにしてもよい。また、記録材の表面に画像を形成するときと、裏面に画像を形成するときとでPTL20における露光のOFFのタイミング異ならせてもよい。
本実施形態においては、記録材の先端が転写ニップに進入してからニップの中心に到達するまでの間は、先端転写バイアスを転写ローラ15に印加し、記録材の先端が転写ニップの中心に到達したら、通常の転写バイアスに切り替える制御をしている。
先端転写バイアスから通常の転写バイアスに切り替えるタイミングは、レジストモータMの駆動ON信号をトリガーにして制御する。一例を示すと、転写ニップ幅が8[mm]、レジストローラから転写ニップまでの距離が61[mm]、プロセス線速が362[mm/sec]の装置構成においては、レジストモータMが駆動を開始してから183[msec]後に先端転写バイアスから通常の転写バイアスに切り替える。これにより、記録材の先端がニップに入り、ニップ中央(4[mm])に到達した時点で、先端転写バイアスから通常の転写バイアスに切替えられる。なお、先端転写バイアスの印加のタイミングは、一般的な画像形成装置における印加タイミングと同じである。
なお、本実施形態においては、先端転写バイアスは、15[μA]、転写バイアスは、プロセス線速が362[mm/sec]の装置構成においては、65[μA]、プロセス線速が270[mm/sec]の装置構成においては、50[μA]に設定している。先端転写バイアスが、15[μA]以下であれば、爪分離がなく良好な転写搬送性が得られる。なお、先端転写バイアス、転写バイアスは、感光体ドラム2へ流入する電流(Iout)であり、感光体ドラム2へ流入する電流が、先端転写バイアス、転写バイアスとなるように定電流制御電源回路105の制御電流値Idを制御する、所謂差分定電流制御を行っている。
感光体ドラム2へ流入する電流(先端転写バイアス)をIout、転写ベルトの線速(プロセス線速)をV、転写ローラ15の幅(主走査方向長さ)をLRとすると、転写バイアス電荷密度は、次の式で表すことができる。
転写バイアス電荷密度=Iout/(V・LR)
プロセス線速V=362[mm/sec]、転写ローラ15の幅LR=310[mm]のときは、先端転写バイアス電荷密度は、2.0×10−8[c/cm2]以下であれば、爪分離がなく良好な転写搬送性が得られる。
後述するプロセスコントロール時に感光体ドラム2の表面電位を検知するための好適な位置は、Aである。また、後述するPTL20の露光量や先端転写バイアスを制御するための感光体表面電位を検知するための好適な位置は、Cである。
図5は、プロセスコントロールの制御フロー図である。なお、同図におけるVGは、帯電バイアス、VDは、未露光部電位、VLは、露光部電位、VBは、現像バイアス、VHは、中間調電位を示している。
まず、図5に示すように、作像条件決定制御手段である制御部100は、電源がONされると、制御部100のCPUが立ち上がり、定着ヒータON、ポリゴンモータONにするとともに、電位センサ30の校正を行う。そして、ポリゴンモータロック検知したら、メインモータ動作を開始して所定時間(400[msec])経過したら、前回の帯電バイアスVGで感光体ドラム表面を一様帯電する(S1〜S3)。次に、電位センサ30で感光体表面の未露光部電位VDを検知して(S4)、未露光部電位VDが、−800±10(V)であるか否かをチェックする(S5)。未露光部電位VDが、−800±10(V)でなかった場合(S5のNO)は、失敗が1回目であるか否かをチェックして、1回目であるならば(S6のYES)、前回の帯電バイアスVGに−(VD+800)[V]を加えて(S7)、S4、S5の処理を再度行う。
このように、潜像パターンを作成する前に、感光体表面の未露光部電位VDを検知して、潜像パターンを作像するための帯電バイアスVGを調整することによって、感光体ドラム2の経時劣化、環境変化の中でも同一の未露光部電位VDで潜像パターンを作像することができ、精度のよい作像条件を決定することができる。
まず、制御部は、電位センサ30で未露光部電位VDを検知して、未露光部電位VDが、狙いの未露光部電位(−800+ΔVL)±10(V)に入っているか否かをチェックする(S13)。検知した未露光部電位VDが、狙いの未露光部電位(−800+ΔVL)±10(V)に入っていなかった場合(S13のNO)は、狙いの未露光部電位(−800+ΔVL)と検知した未露光部電位との差分値を、潜像パターン(VLパターン)作成時の帯電バイアスVGに加え(S15)て、再度、S12、S13の処理を行う。5回やっても、検知した未露光部電位VDが狙いの露光部電位(−800+ΔVL)±10(V)に入らなかった場合(S14のYES)は、異常処理としてプロセスコントロールを終了する(S16)。
一方、検知した未露光部電位VDが狙いの露光部電位(−800+ΔVL)±10(V)に入った場合(S13のYES)は、このときの帯電バイアスVGに決定する(S17)。
このようにして、帯電バイアスVGを決定することによって、帯電バイアスVGによって形成される未露光部電位VDが、露光部電位の変動(ΔVL)に応じた未露光部電位とすることができ、地肌ポテンシャルおよび露光部電位と未露光部電位との電位差を前回と同じにすることができる。
まず、制御部100は、S17で決定した帯電バイアスVGで感光体ドラムを一様帯電した後、前回の露光量データに基づいて、中間調潜像パターン(VHパターン)を作成する(S18)。次に、中間調潜像パターン(VHパターン)を電位センサ30で検知することで中間調電位VHを検知する(S19)。検知した中間調電位が狙いの中間調電位(−300+ΔVL)±20[V]でない場合(S20のNO)は、露光量を調整(S22)して、再度、S18〜S20の処理を行う。
一方、検知した中間調電位が狙いの中間調電位(−300+ΔVL)±20[V]に入った場合(S20のYES)は、そのときの、LDの光量(露光量)に決定する(S23)。また、LD光量が最大値の場合はLD光量最大値をLDの光量(露光量)に決定し、同様にLD光量が最小値の場合もLD光量最小値をLDの光量(露光量)に決定する(S21のYES、S23)。
このようにして、LD光量を決定することによって、露光部電位の変動(ΔVL)に応じた中間調電位とすることができ、ハーフトーン画像の再現性を維持することができる。なお、この制御においては、検知した中間調電位が狙いの中間調電位(−300+ΔVL)±20[V]に入るまで、S18〜S20の処理を行っているが、所定回数入らなかった場合は、処理を終了するようにしてもよい。
本実施形態の感光体ドラム2は、アモルファスシリコン感光体(a−Si系感光体)や表層に酸化アルミナなどの粒子を含有させて長寿命化させている。しかしながら、このような長寿命化した感光体ドラム2においては、感光体ドラム表面が同じ電位であっても、経時で劣化した感光体ドラム2の方が、劣化していない感光体ドラムよりも分離性が悪くなることが確認された。
図6は、PTL露光後の記録材の先端領域と対向することになる感光体ドラム2の表面部分の電位と爪分離率との関係を、初期時と経時(900Kラン後)とで調べたグラフである。なお、この図6においては、PTL20の駆動電圧を16[V]、先端転写バイアス(先端転写電流)を15[μA]とした。なお、爪分離率は、次のようにして求めた。初期時及び経時(900Kラン後)に、一定枚数を通紙する。次いで、通紙した画像に爪分離によって発生する特有の跡があるか否かを目視で確認する。そして、爪分離が発生した枚数をカウントし、(爪分離発生枚数/総通紙枚数)×100[%]で求める。
このように、PTL露光後の電位が同じ場合でも、経時(900Kラン後)の方が、分離性が悪化し、爪分離率が高いことがわかる。
但し、図6からわかるように、経時劣化した感光体ドラムであってもPTL露光後の電位が−200[V]以下にすれば、経時劣化した感光体ドラム2であっても爪分離性を0[%]にすることができる。
図7は、PTL除電後の感光体帯電電位とPTL駆動電圧(露光量)との関係を初期時と経時(900Kラン後)とで調べたグラフである。なお、図7は、未露光部をPTL20で除電したときの値である。図7に示すように、PTL20の除電を行っていない(PTL駆動電圧が0[V]のとき)にも係わらず、経時使用における感光体ドラム2の帯電電位の値が大きいのは、次の理由からである。本実施形態においては、上述したようなプロセスコントールを行っているため、感光体ドラム2の経時劣化により露光による除電効果が低下して露光部電位VLの上昇した分(ΔVL)だけ、未露光部電位VDが高くなるためである。
図からわかるように、経時劣化した感光体ドラム2においては、PTL除電後の帯電電位を−200[V]以下にするためには、PTL駆動電圧(露光量)をアップさせる必要があることがわかる。
このように、感光体ドラム2が経時劣化すると露光による除電効果が低下するため、PTLの除電効果が弱まる。さらに、プロセスコントロールを行って、露光部電位VLの上昇した分(ΔVL)だけ、未露光部電位VDや中間調電位VHも高くなるため、初期時と同じ駆動電圧では、感光体ドラム表面を約200[V]以下に除電することができなくなってしまう。これにより、経時で爪分離率を0[%]にすることができなかった。
そこで、このような、露光による除電効果の低下も加味して、PTL20の露光量を設定することも考えられる。しかし、これでは、初期時からPTLの露光量が多いため、感光体ドラム2の光劣化を促進させてしまい、感光体ドラム2の寿命が短くなってしまう。
図8は、電位センサ30の検知結果に基づいて、PTL20の露光量・転写ローラ15の先端転写電流量を決定する制御フロー図である。
露光量・転写ローラ15の先端転写電流量の決定処理は、プロセスコントロール時またはジョブ毎に行う。また、プロセスコントロール時、ジョブ毎の双方を併用することもできる。
まず、プロセスコントロールによって決定された帯電バイアスVGで感光体ドラム表面を一様帯電させる。次に、この一様帯電させた感光体ドラム表面を除電手段であるPTL20で露光して除電する(S31〜S32)。次に、PTL20除電後の感光体ドラム表面電位を電位センサ30で検知する(S33)。電位センサ30が、図4のCの位置に配置されている場合は、そののまま、PTL20除電後の感光体ドラム表面電位を電位センサ30で検知することができる。図4のAの位置やBの位置に電位センサ30を配置した場合は、紙搬送ベルトを感光体ドラム2から離間させてPTL20除電後の感光体ドラム表面電位を検知する。また、図4のAの位置に電位センサ30を配置した場合は、帯電手段が帯電ローラであり、感光体ドラム2と当接する構成の場合は、帯電ローラも離間させて、PTL20除電後の感光体ドラム表面電位を検知する。
一方、電位センサ30の検知結果が、200[V]以上の場合(S34のNO)は、PTL20の駆動電圧を所定量上昇させて、再度、S32以降の処理を実行する。また、3回S32以降のフロー(入力電圧可変フロー)行っても、電位センサ30の検知結果が、200[V]未満とならなかった場合は、このときのPTL駆動電圧に設定するとともに、先端転写バイアスを5[μA]に設定して終了する。
表1は、新品の防塵部材21(透明フィルム)をカバー部材20Bの開口部に取り付けたときと、500Kラン後の防塵部材21(透明フィルム)をカバー部材20Bの開口部に取り付けたときと、650Kラン後の防塵部材21(透明フィルム)をカバー部材20Bの開口部に取り付けたときとにおける感光体表面の除電後電位を示したものである。
よって、電位センサ30でPTL除電後の感光体表面電位を検知することで、感光体ドラム2の経時劣化による露光による除電効果の低下だけではなく、PTL20の経時使用によるPTL20の除電機能の低下も知ることができ、経時にわたり感光体ドラム表面の除電後電位を200[V]以下に維持することができる。
下記に示す表2は、PTL駆動電圧を電位センサ30の検知結果に基づき変化させなかったときの各紙種における使用初期と経時(900Kラン後)とにおける爪分離率を示したものである。なお、表2におけるPTL駆動電圧は、17[V]である。爪分離率は、次のようにして求めた。初期時及び経時(900Kラン後)に、一定枚数を通紙する。次いで、通紙した画像に爪分離によって発生する特有の跡があるか否かを目視で確認する。そして、爪分離が発生した枚数をカウントし、(爪分離発生枚数/総通紙枚数)×100[%]で求める。
下記の表3は、図8に示す制御フローに示すようにPTL駆動電圧を電位センサの検知結果に基づき変化させたときの各紙種における使用初期と経時(900Kラン後)とにおける爪分離率を示したものである。なお、表3におけるPTL駆動電圧は、初期時は17[V]であったが、900Kラン後のPTL駆動電圧は、20[V]になっていた。また、検証実験においては、爪分離跡の発生しやすい方向に紙をセットして行った。また、検証実験に用いた紙種も爪分離が発生しやすい紙を選んだ。また、下記表2、3は、未調湿の紙、N/N(23℃/50%RH)環境下で8時間以上放置した紙(N/N環境調湿)、H/H(27℃/90%RH)環境下で8時間以上放置した紙(H/H環境調湿)、をそれぞれ用いて実験したトータルの結果である。
また、図11に示すようなカラー画像形成装置にも適用することができる。この図11に示す画像形成装置は、第1画像形成ユニット10は、K色のトナー像のみを形成し、第2画像形成ユニット20は、感光体21の周辺にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像を形成するための帯電装置26と現像器22とが3組が配置した構成としている。このような装置においても、第1画像形成ユニット、第2画像形成ユニットに本発明を適用することによって、K色の感光体11における記録材の分離性およびカラー感光体21における記録材の分離性を経時に亘って維持することができる。さらに、第2画像形成ユニットにおいては、下流側のLc光やLM光を、感光体表面の記録材先端部分を除電する転写前除電装置として用いることも可能である。
このポジ・ポジ方式においては、画像が形成される部分が未露光部となり、画像が形成されない部分が未露光部となる。このポジ・ポジ方式の場合は、感光体ドラムの記録材の先端部に対応する部分に画像が形成されないときは、露光装置で露光されて除電されているので、あまり問題とはならないが、記録紙の先端にまで画像が形成される場合は、感光体ドラムの記録材の先端部に対応する部分が未露光部となるので、感光体ドラムの記録材の先端部に対応する部分をPTLで除電する必要がある。そして、このポジ・ポジ方式においても感光体が劣化して露光後の電位が上昇すると、プロセスコントロールを行って未露光部の電位が上昇するので、記録紙の先端にまで画像が形成される場合において、記録材の感光体からの分離性が悪化する。よって、ポジ・ポジ方式の場合においても、本発明を適用することで、記録紙の先端にまで画像が形成される場合において、経時にわたり記録材の感光体からの分離性を維持することができる。
2 感光体ドラム
3 帯電器
5 現像ローラ
7 クリーニング装置
12 搬送ベルト
13,14 支持ローラ
15 転写ローラ
16 ベルトクリーニングブレード
17 レジストローラ対
18 分離爪
100 制御部
105 定電流制御電源回路
106 電流検知部
Claims (5)
- 表面移動する潜像担持体と、
該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該潜像担持体表面上の静電潜像に帯電したトナーを付着させてトナー像化するための現像を行う現像手段と、
該潜像担持体と該潜像担持体から該トナー像が転写される記録材との対向領域に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
上記対向領域で上記記録材の先端領域と対向することになる上記潜像担持体の表面部分であって上記現像手段による現像後の表面部分に対し、露光することにより帯電電位を落とすように除電処理を施す転写前除電手段とを有する画像形成装置において、
上記潜像担持体表面の電位を検出する表面電位検出手段と、
該記録材の先端が該対向領域に進入する前までに先端転写バイアスを印加させ、その後、該記録材の該先端領域の後端側が該対向領域に進入する前までに該先端転写バイアスよりも高い通常転写バイアスを印加させるように、上記転写バイアス印加手段を制御する制御手段と、
該表面電位検出手段の検出結果に基づいて、転写前除電手段の露光量を制御する露光量制御手段とを有し、
上記表面電位検出手段は、上記転写前除電手段で上記潜像担持体表面を除電し、上記先端転写バイアス印加した後の上記潜像担持体表面の電位を検出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記静電潜像形成手段は、上記潜像担持体の画像に対応する表面部分の帯電電位を落として静電潜像を形成するものであり、
上記現像手段は、該潜像担持体表面上の静電潜像に上記帯電電位と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像化するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記制御手段は、該表面電位検出手段の検出結果に基づいて、先端転写バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。 - 表面移動する潜像担持体と、
該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該潜像担持体表面上の静電潜像に帯電したトナーを付着させてトナー像化するための現像を行う現像手段と、
該潜像担持体と該潜像担持体から該トナー像が転写される記録材との対向領域に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
該記録材の先端が該対向領域に進入する前までに先端転写バイアスを印加させ、その後、該記録材の該先端領域の後端側が該対向領域に進入する前までに該先端転写バイアスよりも高い通常転写バイアスを印加させるように、上記転写バイアス印加手段を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
上記潜像担持体表面の電位を検出する表面電位検出手段と、
上記対向領域で上記記録材の先端領域と対向することになる上記潜像担持体の表面部分であって上記現像手段による現像後の表面部分に対し、帯電電位を落とすように除電処理を施す転写前除電手段とを有し、
上記制御手段は、該表面電位検出手段の検出結果に基づいて、先端転写バイアスを制御するものであって、
上記表面電位検出手段は、上記転写前除電手段で上記潜像担持体表面を除電し、上記先端転写バイアス印加した後の上記潜像担持体表面の電位を検出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記静電潜像形成手段は、上記潜像担持体の画像に対応する表面部分の帯電電位を落として静電潜像を形成するものであり、
上記現像手段は、該潜像担持体表面上の静電潜像に上記帯電電位と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像化するものであることを特徴とする画像形成装置。
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