JP6082688B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、最大幅よりも小さいサイズの記録媒体を用いた場合の像担持体の表面電位の変動を抑制する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE
コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤(トナー)が使用され、感光体ドラム(像担持体)表面の感光層を帯電装置によって所定の表面電位(トナーの帯電極性と同極性)に帯電させた後、露光装置によって感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を感光体ドラムと感光体ドラムに接触する転写部材とのニップ部(転写ニップ部)を通過する記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。このとき、トナー像の記録媒体への転写工程は、転写部材にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを印加した状態で行われる。 In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., a powdery developer (toner) is mainly used, and a photosensitive layer on the surface of a photosensitive drum (image carrier) is predetermined by a charging device. After charging to a surface potential (same polarity as the charging polarity of the toner), an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by the exposure device. Then, the formed electrostatic latent image is visualized with toner in the developing device, and the toner image is recorded on a recording medium that passes through a nip portion (transfer nip portion) between the photosensitive drum and a transfer member that contacts the photosensitive drum. Generally, a process of performing a fixing process after the image is transferred to the sheet. At this time, the transfer process of the toner image to the recording medium is performed in a state where a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the transfer member.
このような画像形成装置においては、一般に、記録媒体として搬送方向と直交する幅方向のサイズが異なる複数種の用紙が使用される。そのため、通紙可能な最大幅よりも狭い幅の用紙に対する転写が行われた後には、感光体ドラムの回転軸方向の両端部に用紙が接触しなかった領域(非接触領域)が発生する。 In such an image forming apparatus, generally, a plurality of types of sheets having different sizes in the width direction perpendicular to the transport direction are used as recording media. For this reason, after transfer is performed on a sheet having a width smaller than the maximum width through which the sheet can be passed, an area (non-contact area) where the sheet does not come into contact with both ends in the rotation axis direction of the photosensitive drum is generated.
そして、この非接触領域には、前述した転写バイアスが印加された転写部材が直接触れることになるため、転写部材から感光体ドラムに転写電流が流れ込み、非接触領域の表面電位は用紙が接触した領域(接触領域)の表面電位よりも逆極性の側に引っ張られて低下した異なる値の電位となる。これは特に有機感光層(OPC)を有する感光体ドラムの感光体特性として、感光層中にエレクトロントラップが形成されやすいという欠点を有することが原因である。 Since the transfer member to which the transfer bias is applied directly touches the non-contact area, the transfer current flows from the transfer member to the photosensitive drum, and the surface potential of the non-contact area is in contact with the paper. The potentials of the different values are lowered by being pulled to the opposite polarity side than the surface potential of the region (contact region). This is because, in particular, the photosensitive drum characteristic of the photosensitive drum having the organic photosensitive layer (OPC) has a defect that an electron trap is easily formed in the photosensitive layer.
このエレクトロントラップは、正極性の電荷の移動を妨げるものであり、感光層を構成する材料そのものに存在するとともに、光疲労などにより材料中に蓄積される。感光層中にエレクトロントラップが形成されると、帯電装置によって感光層に帯電電圧が印加された(電界が付与された)場合に、その電界によりトラップされたエレクトロンが飛び出し、感光体ドラム表面に付与されたプラス電荷をキャンセルするため、感光体ドラムの表面電位が低下するが、転写部材による負極性の電界(転写バイアス)がどの程度かかったかによって、エレクトロントラップの飛び出しやすさに差が生じ、感光体ドラムの表面電位にも影響を与える。つまり、転写電流が直接流れ込む非通紙領域では大きく表面電位が低下することとなる。 This electron trap prevents positive charge movement, and is present in the material constituting the photosensitive layer itself, and is accumulated in the material due to light fatigue or the like. When an electron trap is formed in the photosensitive layer, when a charging voltage is applied to the photosensitive layer by the charging device (an electric field is applied), the electrons trapped by the electric field pop out and are applied to the surface of the photosensitive drum. The surface potential of the photosensitive drum is lowered to cancel the positive charge that has been generated, but depending on how much negative electric field (transfer bias) is applied by the transfer member, there is a difference in how easily the electron trap pops out. It also affects the surface potential of the body drum. That is, the surface potential is greatly lowered in the non-sheet passing region where the transfer current flows directly.
このように、感光体ドラムにおける接触領域と非接触領域の表面電位が異なることが原因となって、現像工程で感光体ドラムの非接触領域にも少量の現像剤が付着し、その現像剤が用紙の幅方向端部に転移してしまう、いわゆる端部カブリと呼ばれる現象や、幅の狭い用紙が使用された後に幅の広い用紙が使用された場合に、用紙幅方向の濃度段差が生じるなどの問題があった。 As described above, a small amount of developer adheres to the non-contact area of the photosensitive drum in the development process due to the difference in surface potential between the contact area and the non-contact area of the photosensitive drum. A phenomenon called so-called edge fogging that shifts to the edge of the paper in the width direction, or a density step in the paper width direction when a wide paper is used after a narrow paper is used. There was a problem.
そこで、例えば特許文献1には、記録媒体の幅検出手段を持ち、検出された記録媒体の幅が最大の幅よりも狭い幅であるときに、感光体の回転軸方向における転写後の領域のうち、狭い幅の記録媒体の非接触領域(非通紙部)の除電光量を記録媒体の接触領域(通紙部)に比べて弱くすることで、非接触領域の表面電位を引き上げ、接触領域と非接触領域との電位差を小さくする画像形成装置が開示されている。
Therefore, for example,
しかしながら、特許文献1の方法では、除電装置の出力を記録媒体の幅方向サイズに応じて複数に区切って制御できるようにしなければならず、制御も複雑になってしまう。また、記録媒体の幅方向サイズはユーザーの意図で無限に設定可能であり、除電装置の発光領域等を考えれば完全に対応することは困難である。さらに、除電装置により感光体ドラムに光を照射している限りエレクトロントラップは少なからず発生するため、条件によっては感光体ドラムの回転軸方向の電位差が解消しきれない場合もあった。
However, in the method disclosed in
本発明は、上記問題点に鑑み、最大幅よりも小さいサイズの記録媒体を用いた場合の像担持体の回転軸方向における表面電位ムラの発生を簡易な方法で抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of surface potential unevenness in the rotation axis direction of an image carrier when a recording medium having a size smaller than the maximum width is used by a simple method. For the purpose.
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写部材と、除電装置と、帯電バイアス電源と、転写バイアス電源と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面に感光層が形成される。帯電装置は、像担持体の表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる。露光装置は、帯電装置により均一に帯電された像担持体表面を露光走査して像担持体上に静電潜像を形成する。現像装置は、像担持体の回転方向に対し帯電装置の下流側に配置され、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて像担持体上にトナー像を形成する。転写部材は、像担持体の回転方向に対し現像装置の下流側に像担持体に接触するように配置されて転写ニップ部を形成し、転写ニップ部を通過する記録媒体上にトナー像を転写する。除電装置は、像担持体の回転方向に対し転写部材の下流側、且つ帯電装置の上流側に配置され、像担持体表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する。帯電バイアス電源は、帯電装置に帯電バイアスを印加する。転写バイアス電源は、転写部材にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスまたはトナーの帯電極性と同極性の転写逆バイアスを印加する。画像形成装置は、転写ニップ部を通過する記録媒体の幅方向サイズが像担持体の画像形成可能領域よりも小さい場合は、当該記録媒体の後端が転写ニップ部を通過した後、除電装置をオフにした状態で帯電装置または転写部材の少なくとも一方を用いて像担持体表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電工程と、帯電工程の後に除電装置をオン状態にする除電工程と、を有する表面電位均一化モードを実行可能である。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention includes an image carrier, a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer member, a charge eliminating device, a charging bias power source, a transfer bias power source, And an image forming apparatus. A photosensitive layer is formed on the surface of the image carrier. The charging device charges the surface of the image carrier with the same polarity as the charging polarity of the toner. The exposure device exposes and scans the surface of the image carrier uniformly charged by the charging device to form an electrostatic latent image on the image carrier. The developing device is disposed on the downstream side of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and forms a toner image on the image carrier by attaching toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier. The transfer member is disposed on the downstream side of the developing device with respect to the rotation direction of the image carrier so as to contact the image carrier to form a transfer nip portion, and the toner image is transferred onto a recording medium passing through the transfer nip portion. To do. The static eliminator is disposed downstream of the transfer member and upstream of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and removes residual charges on the surface of the image carrier to a predetermined potential or less. The charging bias power source applies a charging bias to the charging device. The transfer bias power source applies a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner or a transfer reverse bias having the same polarity as the charging polarity of the toner to the transfer member. When the width direction size of the recording medium that passes through the transfer nip is smaller than the image formable area of the image carrier, the static eliminator is installed after the trailing end of the recording medium passes through the transfer nip. A charging step of charging the surface of the image carrier to the same polarity as the charging polarity of the toner using at least one of a charging device or a transfer member in the off state, and a discharging step of turning on the discharging device after the charging step; A surface potential equalization mode having
本発明の第1の構成によれば、転写ニップ部を通過する記録媒体の幅方向サイズが像担持体の画像形成可能領域よりも小さい場合は、除電装置をオフにした状態で像担持体表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電工程を行うことで、記録媒体が接触した領域の表面電位は記録媒体が接触しなかった領域と同電位になる。その後、除電装置をオン状態にする除電工程を行うことで、像担持体の表面電荷を均一に除電することができる。従って、次の画像形成時には像担持体の回転軸方向の表面電位ムラが解消されているため、使用される記録媒体の幅方向サイズに係わらず、濃度段差や端部カブリを抑制して良質な画像品質を保つことができる。 According to the first configuration of the present invention, when the width direction size of the recording medium passing through the transfer nip is smaller than the image formable area of the image carrier, the surface of the image carrier with the static eliminator turned off. By performing a charging process in which the toner is charged to the same polarity as the charging polarity of the toner, the surface potential of the area in contact with the recording medium becomes the same as that in the area not in contact with the recording medium. Thereafter, the surface charge of the image bearing member can be uniformly discharged by performing a charge removal step for turning on the charge removal device. Therefore, since the surface potential unevenness in the rotation axis direction of the image carrier is eliminated at the time of the next image formation, regardless of the width direction size of the recording medium to be used, it is possible to suppress the density step and the edge fogging and to improve the quality. Image quality can be maintained.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の全体構成を示す概略図であり、図2は、図1における画像形成部9周辺の部分拡大図である。なお、図1では右側を画像形成装置100の前方側として図示している。図1に示すように、画像形成装置100(ここではモノクロプリンター)は、装置本体1の下部に積載された用紙を収容する給紙カセット2が備えられている。この給紙カセット2の上方には、装置本体1の前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて装置本体1の上面に形成された排紙部3に至る用紙搬送路4が形成されており、この用紙搬送路4に沿って上流側から順に、ピックアップローラー5、フィードローラー6、中間搬送ローラー7、レジストローラー対8、画像形成部9、定着装置10及び排出ローラー対11が配置されている。更に、画像形成装置100内には、上記の各ローラー、画像形成部9、定着装置10等の動作を制御する制御部90が配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of an
給紙カセット2には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点12aによって、給紙カセット2に対して回動自在に支持された用紙積載板12が備えられており、用紙積載板12上に積載された用紙(記録媒体)がピックアップローラー5に押圧されるようになっている。また、給紙カセット2の前方側には、フィードローラー6に圧接するようにリタードローラー13が配設されており、ピックアップローラー5によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、これらフィードローラー6とリタードローラー13とによって用紙が捌かれ、最上位の1枚のみが搬送されるよう構成されている。
The paper feed cassette 2 is provided with a
そして、フィードローラー6とリタードローラー13とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラー7によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラー対8へと搬送され、レジストローラー対8によってタイミングを調整されて画像形成部9へと供給される。
Then, the paper rolled by the
画像形成部9は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図1において時計回り方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム14と、この感光体ドラム14の周囲に配置される帯電装置15、現像装置16、クリーニング装置17、用紙搬送路4を挟んで感光体ドラム14に対向するように配置される転写ローラー18、感光体ドラム14の上方に配置される露光装置(LSU)19、及び除電装置25(図1では不図示)から構成されている。現像装置16の上方には、現像装置16へトナーを補給するトナーコンテナ20が配置されている。
The
本実施形態では、感光体ドラム14はアルミニウム等の導電性基板(筒体)の外周面に有機感光層(OPC)が積層された有機感光体である。
In the present embodiment, the
帯電装置15は、帯電ハウジング内に、感光体ドラム14に接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー41と、帯電ローラー41をクリーニングするための帯電ローラークリーニングブラシ43とを有している。帯電ローラー41は導電性ゴムで形成されており、感光体ドラム14に当接するよう配置されている
The charging
そして、感光体ドラム14が図2の時計回り方向に回転すると、感光体ドラム14の表面に接触する帯電ローラー41が図2の反時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー41に所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム14の表面が一様に帯電されることとなる。また、帯電ローラー41の回転に伴い、帯電ローラー41に接触する帯電クリーニングローラー43が図2の時計回り方向に従動回転して帯電ローラー41の表面に付着した異物を除去する。
When the
現像装置16は、現像ローラー16aによって感光体ドラム14上に形成された静電潜像にトナーを供給する。現像装置16へのトナーの供給はトナーコンテナ20(図1参照)から中間ホッパー(図示せず)を介して行われる。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤(以下、単にトナーともいう)が現像装置16内に収容されている。
The developing
転写ローラー18は、感光体ドラム14の回転方向に対し現像装置16の下流側において感光体ドラム14に接触するように配置されて転写ニップ部Nを形成しており、感光体ドラム14表面に形成されたトナー像は、用紙搬送路4を搬送されてくる用紙Pが転写ニップ部Nを通過する際に用紙P上に転写される。
The
クリーニング装置17は、摺擦ローラー45、クリーニングブレード47、及びトナー回収ローラー50を有している。摺擦ローラー45は、感光体ドラム14に所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター(図示せず)により感光体ドラム14との当接面において同一方向に回転駆動されることで、感光体ドラム14表面の残留トナーを除去するとともに残留トナーを用いて感光体ドラム14表面の感光層を摺擦して研磨する。また、現像装置16から供給されるトナーは研磨材を含むトナー(研磨トナー)である。この研磨トナーは、感光体ドラム14上の静電潜像に付着してトナー像を形成するだけでなく、転写ローラー18で転写されなかった残留トナーを利用して感光体ドラム14の表面を研磨するために用いられる。
The
摺擦ローラー45の線速は感光体ドラム14の線速よりも速く(ここでは1.2倍)制御されている。摺擦ローラー45としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてEPDMゴム製でアスカーC硬度が55°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。
The linear velocity of the rubbing
ローラー体の材質としてはEPDMゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカーC硬度が10〜90°の範囲のものが好適に使用される。なお、アスカーCとは、日本ゴム協会標準規格に規定されたデュロメータ(スプリング式硬度計)の一つで、硬さを測定するための測定器のことである。アスカーC硬度とは、上記の測定器で測定された硬度を指し、数値が大きいほど硬い材料であることを示す。 The material of the roller body is not limited to EPDM rubber, but may be a rubber or foamed rubber body of another material, and those having an Asker C hardness of 10 to 90 ° are preferably used. In addition, Asker C is one of durometers (spring type hardness testers) defined in the Japan Rubber Association standard, and is a measuring instrument for measuring hardness. Asker C hardness refers to the hardness measured with the above measuring instrument, and the larger the value, the harder the material.
感光体ドラム14表面の、摺擦ローラー45との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード47が感光体ドラム14に当接した状態で固定されている。クリーニングブレード47としては、例えばJIS硬度が78°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。クリーニングブレード47の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム14への食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム14の仕様に応じて適宜設定される。なお、JIS硬度とは、日本工業規格(JIS;Japanese Industrial Standards )で規定された硬度を指す。
A
トナー回収ローラー50は、摺擦ローラー45の表面に接触しながら摺擦ローラー45と逆回転することにより、摺擦ローラー45に付着したトナー等を回収する。トナー回収ローラー50により回収されたトナー等はスクレーパー(図示せず)によってトナー回収ローラー50の表面から掻き落とされる。クリーニングブレード47によって感光体ドラム14表面から除去された残留トナー、及びトナー回収ローラー50の表面から掻き落とされた廃トナーは、回収スパイラル(図示せず)によりクリーニング装置17の外部に排出される。
The
除電装置25は、感光体ドラム14の回転方向に対しクリーニング装置17の下流側、且つ帯電装置15の上流側に配置されている。除電装置25は、発光ダイオード(LED)等の発光素子を有しており、感光体ドラム14に除電光を照射して感光体ドラム14表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する。
The
パーソナルコンピューター等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置15によって感光体ドラム14の表面を一様に帯電させる。次いで、露光装置(LSU)19からのレーザービームにより感光体ドラム14上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成される。さらに、現像装置16により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム14の表面にトナー像が形成される。
When image data is input from a host device such as a personal computer, first, the charging
感光体ドラム14の表面に形成されたトナー像は、転写ローラー18により感光体ドラム14と転写ローラー18とのニップ部(転写ニップ部N)に供給された用紙Pへと転写される。この際、転写ローラー18には転写バイアス電源54(図3参照)によってトナーの帯電極性(ここでは正極性)と逆極性である負電圧(転写バイアス)が印加される。感光体ドラム14から用紙Pへの帯電したトナーの移動によって、感光体ドラム14と転写ローラー18との間に電流が流れるが、この電流を所定の値に制御(定電流制御)して用紙Pに対するトナーの付着量を安定させる。
The toner image formed on the surface of the
トナー像が転写された用紙Pは、感光体ドラム14から分離されて定着装置10に向けて搬送される。この定着装置10は、用紙搬送方向に対し画像形成部9の下流側に配置されており、画像形成部9においてトナー像が転写された用紙Pは、定着装置10に備えられた加熱ローラー22、及びこの加熱ローラー22に圧接される加圧ローラー23によって加熱、加圧され、用紙Pに転写されたトナー像が定着される。そして、画像形成部9及び定着装置10において画像形成がなされた用紙Pは、排出ローラー対11によって排紙部3に排出される。
The paper P on which the toner image has been transferred is separated from the
転写後に感光体ドラム14表面の残留トナーはクリーニング装置17により除去され、感光体ドラム14表面の残留電荷は除電装置25により除電される。なお、除電装置25をオン状態にしてからしばらくの間は帯電装置15による帯電も同時に行われており、その後、帯電装置15をオフ状態として除電装置25による除電のみが行われる。これにより、用紙Pへのトナー像の転写が行われた後に感光体ドラム14への不要なトナーの付着が抑制される。そして、感光体ドラム14は帯電装置15によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
After the transfer, the residual toner on the surface of the
図3は、画像形成装置100に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a control path used in the
バイアス制御回路51は、帯電バイアス電源52、現像バイアス電源53、及び転写バイアス電源54と接続され、制御部90からの出力信号によりこれらの各電源52〜54を作動させるものであり、各電源52〜54はバイアス制御回路51からの制御信号によって、帯電装置15、現像ローラー16a、転写ローラー18に所定のバイアスを印加する。
The
操作部70には、液晶表示部71、各種の状態を示すLED72が設けられており、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置100の各種設定はパーソナルコンピューターのプリンタードライバーから行われる。
The
その他、操作部70には、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
In addition, the
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き自在の記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり、操作部70からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)95を少なくとも備えている。また、制御部90は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。
The
また、制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F95を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F95を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部9の帯電装置15、転写ローラー18、除電装置25、定着装置10、バイアス制御回路51、操作部70等が挙げられる。
In addition, the
ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。
The
次に、本発明の画像形成装置100における、帯電装置15に印加する帯電バイアス、転写ローラー18に印加する転写バイアス、及び除電装置25のオン、オフ制御について詳細に説明する。図4は、画像形成装置100の感光体ドラム14(転写ニップ部N)を幅方向サイズの異なる用紙が通過する様子を示す平面図である。
Next, the charging bias applied to the charging
図4に示すように、幅方向サイズが通紙可能な最大サイズである用紙Pが感光体ドラム14を通過する場合、感光体ドラム14の画像形成可能領域Rmaxの全域に用紙Pが接触する。これに対し、幅方向サイズが用紙Pよりも小さい用紙P′が感光体ドラム14を通過する場合、感光体ドラム14の回転軸方向(図4の左右方向)の中央部のみが用紙P′に接触した領域(接触領域)R1となり、両端部には用紙に接触しなかった領域(非接触領域)R2が発生する。
As shown in FIG. 4, when the paper P having the maximum size in the width direction passes through the
前述したように、感光体ドラム14の非接触領域R2には、転写バイアスが印加された転写ローラー18が直接触れることになるため、転写ローラー18から感光体ドラム14に転写電流が流れ込み、非接触領域R2の表面電位は接触領域R1の表面電位よりも逆極性側に引っ張られて低下する。
As described above, since the
そこで、本発明では、幅方向サイズが最大幅よりも狭い用紙P′である場合には、転写終了後に除電装置25をオフにした状態で感光体ドラム14表面を帯電ローラー41によって帯電させる帯電工程と、帯電工程の後で除電装置25をオンにして表面電荷を除電する除電工程と、を有する表面電位均一化モードを実行し、感光体ドラム14の表面電位を均一にした後に全ての動作を終了する。
Therefore, in the present invention, when the sheet P ′ has a width direction size narrower than the maximum width, the charging step of charging the surface of the
図5は、表面電位均一化モードの実行による接触領域と非接触領域の表面電位の挙動を示すグラフであり、図6は、表面電位均一化モードの実行手順の一例を示すフローチャートである。図1〜図5を参照しながら、図6のステップに沿って画像形成装置100の表面電位均一化モードについて詳細に説明する。
FIG. 5 is a graph showing the behavior of the surface potential in the contact area and the non-contact area when the surface potential equalization mode is executed, and FIG. 6 is a flowchart showing an example of the execution procedure of the surface potential uniformity mode. The surface potential equalization mode of the
画像形成部9において感光体ドラム14上に形成されたトナー像が用紙上に転写され、用紙後端が転写ニップを通過すると(ステップS1)、制御部90は用紙幅が最大サイズであるか否かを判断する(ステップS2)。用紙幅は、プリンタードライバーから入力された用紙サイズに基づいて判断しても良いし、画像形成装置100内に配置された搬送検知センサー(図示せず)の検知結果に基づいて判断しても良い。
When the toner image formed on the
用紙幅が最大サイズでない場合(ステップS2でNO)、図5に示すように、感光体ドラム14の外周面には接触領域R1と非接触領域R2とが発生している。次に、制御部90は最大サイズでない用紙が所定枚数連続しているか否かを判断する(ステップS3)。最大サイズでない用紙が所定枚数連続して転写ニップ部を通過した場合(ステップS3でYES)、非接触領域R2(図5の破線)では接触領域R1(図5の実線)に比べて感光体ドラム14の表面電位が低くなっている。
When the paper width is not the maximum size (NO in step S2), as shown in FIG. 5, a contact area R1 and a non-contact area R2 are generated on the outer peripheral surface of the
そこで、制御部90は転写ニップ部を通過した用紙が単発印字、若しくは連続印字の最終の用紙であるかを判断する(ステップS4)。単発印字、若しくは連続印字の最終の用紙である場合(ステップS4でYES)、制御部90はバイアス制御回路51に制御信号を送信し、除電装置25をオフにした状態で帯電装置15をオンにする(ステップS5)。除電装置25をオフ、帯電装置15をオンにした状態は感光体ドラム14が1周する時間以上継続させる必要があり、図5に示すように、感光体ドラム14が2周する時間以上継続させることが好ましい。この間に非接触領域R2の表面電位が接触領域R1と同電位になる(帯電工程)。
Therefore, the
その後、感光体ドラム14が2周した時点で(ステップS6でYES)除電装置25をオンにする(ステップS7)。図6に示すように、除電装置25をオン、帯電装置15をオンにした状態は感光体ドラム14が1周する間継続され、この間に接触領域R1及び非接触領域R2の表面電位は若干低下する(第1除電工程)。
Thereafter, when the
そして、感光体ドラム14が1周した時点で(ステップS6でYES)帯電装置15をオフにする(ステップS7)。除電装置25をオン、帯電装置15をオフにした状態は感光体ドラム14が1周する間継続され(ステップS8)、感光体ドラム14の接触領域R1及び非接触領域R2は表面電荷が均一に除電された状態となる(第2除電工程)。
Then, when the
一方、用紙幅が最大サイズである場合(ステップS2でYES)、感光体ドラム14の外周面には非接触領域R2が発生していない。また、最大サイズでない用紙が所定枚数連続していない場合(ステップS3でNO)、接触領域R1と非接触領域R2の電位差は端部カブリや濃度段差が発生するほど大きくはなっていない。そのため、表面電位均一化モードを実行せずに、除電装置25、帯電装置15をオン状態にし(ステップS11)、その後、帯電装置15をオフ状態にして(ステップS12)感光体ドラム14を1周させることで表面電荷を均一に除電することができる。
On the other hand, when the paper width is the maximum size (YES in step S2), the non-contact region R2 does not occur on the outer peripheral surface of the
また、最大サイズでない用紙が所定枚数連続している場合であっても、連続印字が継続中である場合は、ジョブを中断して表面電位均一化モードを実行すると画像形成効率が低下してしまう。そこで、連続印字中は表面電位均一化モードを実行せず(ステップS4でNO)、ジョブの終了時に表面電位均一化モードを実行するようにしている。 Further, even when a predetermined number of non-maximum size sheets are continuously printed, if continuous printing is continued, the image forming efficiency is reduced if the job is interrupted and the surface potential equalization mode is executed. . Therefore, the surface potential uniformization mode is not executed during continuous printing (NO in step S4), and the surface potential uniformization mode is executed at the end of the job.
上記の制御によれば、除電装置25をオフにした状態で帯電装置15をオンにする帯電工程を行うことで、幅方向サイズが画像形成可能領域Rmaxよりも小さい用紙が通紙された場合でも、次の画像形成開始時には感光体ドラム14の回転軸方向の表面電位ムラが解消されているため、用紙の幅方向サイズに関わらず良質な画像品質を維持することができる。また、帯電装置15及び除電装置25をオンまたはオフするだけの簡易な制御で表面電位ムラを効果的に解消できる。
According to the above control, by performing the charging step of turning on the charging
なお、帯電工程の後、直ちに除電装置25をオン、帯電装置15をオフにして感光体ドラム14表面の除電(第2除電工程)を行うことも可能であるが、帯電装置15をオンにした状態で除電装置25により除電する第1除電工程を設けることで、エネルギー的に不安定な電荷が感光層の内部に残存し難くなる。その結果、感光層中の電荷挙動を安定化させて電荷のムラを解消することができる。
It is possible to immediately remove the charge on the surface of the photosensitive drum 14 (second charge removal step) by turning on the
さらに、表面電位均一化モードは、最大サイズでない用紙が所定枚数連続して通紙された場合であって、単発印字、若しくは連続印字の最終の用紙である場合にのみ実行されるため、表面電位均一化モードの実行が必要最小限に抑えられ、画像形成効率の低下を抑制することができる。 Furthermore, the surface potential equalization mode is executed only when a predetermined number of non-maximum size sheets are continuously passed and is the last sheet of single printing or continuous printing. Execution of the uniform mode is suppressed to the minimum necessary, and a decrease in image forming efficiency can be suppressed.
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記の構成では、除電装置25をオフにした状態で帯電装置15に帯電バイアスを印加して感光体ドラム14を帯電させているが、転写ローラー18にトナーの帯電極性と同極性である正電圧(転写逆バイアス)を印加して感光体ドラム14を帯電させることもできる。なお、転写バイアス電源54が帯電バイアス電源52のように高電圧を印加できない構成の場合、転写ローラー18による感光体ドラム14の帯電時間を帯電装置15の場合よりも長く設定しておけば良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above configuration, the
また、帯電装置15及び転写ローラー18の両方を用いて帯電工程を実行するようにすれば、感光体ドラム14の非接触領域R2と接触領域R1とがより短時間で同電位となるため、表面電位均一化モードの実行時間を短縮することができる。
Further, if the charging step is performed using both the charging
また、図6に示した制御は一例であって、表面電位均一化モードの実行はジョブの終了時に限らず、用紙幅が小さい用紙から大きい用紙への切り替えが行われる際に実行するようにしても良いし、用紙が通紙される毎に用紙幅を検知し、最大サイズでない用紙が通紙された時に表面電位均一化モードを実行するようにしても良い。 Further, the control shown in FIG. 6 is an example, and the surface potential equalization mode is executed not only at the end of the job but also when switching from a sheet having a small sheet width to a large sheet is performed. Alternatively, the sheet width may be detected every time a sheet is passed, and the surface potential equalization mode may be executed when a sheet that is not the maximum size is passed.
また、上記実施形態では、感光体ドラム14に接触するように配置されて転写ニップ部Nを形成する転写部材として、転写ローラー18を用いているが、転写ローラー18に代えて無端状の転写ベルトを感光体ドラム14に接触させて転写ニップ部を形成することもできる。
In the above-described embodiment, the
また、図2に示したような帯電ローラー41を用いた接触帯電方式の帯電装置15に代えて、コロナワイヤーとグリッドとを備えたコロナ帯電方式の帯電装置を用いることもできる。また、一成分現像式の現像装置16に代えて、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置とすることもできる。
Further, instead of the contact charging
さらに、本発明の画像形成装置としては、図1に示したようなモノクロプリンターに限らず、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機、カラープリンター、ファクシミリ等の他の画像形成装置であっても良い。 Furthermore, the image forming apparatus of the present invention is not limited to the monochrome printer as shown in FIG. 1, and may be other image forming apparatuses such as monochrome and color copiers, digital multifunction peripherals, color printers, and facsimiles. .
本発明は、感光体ドラム等の像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、像担持体の残留電荷を除去する除電装置とを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、最大幅よりも小さいサイズの記録媒体を用いた場合の像担持体の回転軸方向における表面電位ムラの発生を簡易な方法で解消することができ、濃度段差や端部カブリを効果的に抑制できる画像形成装置を提供可能となる。 The present invention can be used in an image forming apparatus including an image carrier such as a photosensitive drum, a charging device that charges the image carrier, and a static eliminator that removes residual charges from the image carrier. By using the present invention, it is possible to eliminate the occurrence of surface potential unevenness in the direction of the rotation axis of the image carrier when using a recording medium having a size smaller than the maximum width by a simple method. It is possible to provide an image forming apparatus capable of effectively suppressing the above.
9 画像形成部
10 定着装置
14 感光体ドラム(像担持体)
15 帯電装置
16 現像装置
16a 現像ローラー
17 クリーニング装置
18 転写ローラー(転写部材)
19 露光装置
25 除電装置
41 帯電ローラー
52 帯電バイアス電源
54 転写バイアス電源
90 制御部
100 画像形成装置
N 転写ニップ部
9
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該像担持体の表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電装置と、
該帯電装置により均一に帯電された前記像担持体表面を露光走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体の回転方向に対し前記帯電装置の下流側に配置され、前記静電潜像にトナーを付着させて前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体の回転方向に対し前記現像装置の下流側に前記像担持体に接触するように配置されて転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部を通過する記録媒体にトナー像を転写する転写部材と、
前記像担持体の回転方向に対し前記転写部材の下流側、且つ前記帯電装置の上流側に配置され、前記像担持体表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する除電装置と、
前記帯電装置に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
前記転写部材にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスまたはトナーの帯電極性と同極性の転写逆バイアスを印加する転写バイアス電源と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写ニップ部を通過する記録媒体の幅方向サイズが前記像担持体の画像形成可能領域よりも小さい場合は、当該記録媒体の後端が前記転写ニップ部を通過した後、前記除電装置をオフにした状態で前記帯電装置または前記転写部材の少なくとも一方を用いて前記像担持体表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電工程と、該帯電工程の後に前記除電装置をオン状態にする除電工程と、を有する表面電位均一化モードを実行可能であり、
前記除電工程は、前記帯電装置または前記転写部材による前記像担持体表面の帯電を継続した状態で前記除電装置をオン状態にする第1除電工程と、該第1除電工程に続いて前記除電装置をオンにした状態で前記像担持体表面の帯電を停止する第2除電工程と、を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier having a photosensitive layer formed on the surface;
A charging device that charges the surface of the image carrier to the same polarity as the charging polarity of the toner;
An exposure device that exposes and scans the surface of the image carrier uniformly charged by the charging device to form an electrostatic latent image on the image carrier;
A developing device that is disposed downstream of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and forms a toner image on the image carrier by attaching toner to the electrostatic latent image;
A transfer nip portion is formed on the downstream side of the developing device with respect to the rotation direction of the image carrier to form the transfer nip portion, and the toner image is transferred to a recording medium passing through the transfer nip portion. A transfer member;
A static eliminator that is disposed downstream of the transfer member and upstream of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and removes residual charges on the surface of the image carrier to a predetermined potential or less;
A charging bias power source for applying a charging bias to the charging device;
A transfer bias power source for applying a transfer bias having a reverse polarity to the charge polarity of the toner or a transfer reverse bias having the same polarity as the charge polarity of the toner to the transfer member;
In an image forming apparatus comprising:
If the width direction size of the recording medium passing through the transfer nip is smaller than the image formable area of the image carrier, the static eliminator is turned off after the trailing edge of the recording medium passes through the transfer nip. In this state, at least one of the charging device and the transfer member is used to charge the surface of the image carrier to the same polarity as the charging polarity of the toner, and the neutralization device is turned on after the charging step. and discharging process, Ri executable der surface potential equalizing mode having,
The static elimination step includes a first static elimination step in which the static elimination device is turned on while charging the surface of the image carrier by the charging device or the transfer member, and the static elimination device following the first static elimination step. an image forming apparatus comprising a second charge eliminating step of stopping while turning on the charging of the image bearing member surface, the Rukoto which have a a.
該像担持体の表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電装置と、
該帯電装置により均一に帯電された前記像担持体表面を露光走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体の回転方向に対し前記帯電装置の下流側に配置され、前記静電潜像にトナーを付着させて前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体の回転方向に対し前記現像装置の下流側に前記像担持体に接触するように配置されて転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部を通過する記録媒体にトナー像を転写する転写部材と、
前記像担持体の回転方向に対し前記転写部材の下流側、且つ前記帯電装置の上流側に配置され、前記像担持体表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する除電装置と、
前記帯電装置に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
前記転写部材にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスまたはトナーの帯電極性と同極性の転写逆バイアスを印加する転写バイアス電源と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写ニップ部を通過する記録媒体の幅方向サイズが前記像担持体の画像形成可能領域よりも小さい場合は、当該記録媒体の後端が前記転写ニップ部を通過した後、前記除電装置をオフにした状態で前記帯電装置または前記転写部材の少なくとも一方を用いて前記像担持体表面をトナーの帯電極性と同極性に帯電させる帯電工程と、該帯電工程の後に前記除電装置をオン状態にする除電工程と、を有する表面電位均一化モードを実行可能であり、
前記表面電位均一化モードは、前記像担持体の画像形成可能領域よりも幅方向サイズの小さい記録媒体を用いた印字動作が所定枚数以上連続して行われた場合に実行されることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier having a photosensitive layer formed on the surface;
A charging device that charges the surface of the image carrier to the same polarity as the charging polarity of the toner;
An exposure device that exposes and scans the surface of the image carrier uniformly charged by the charging device to form an electrostatic latent image on the image carrier;
A developing device that is disposed downstream of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and forms a toner image on the image carrier by attaching toner to the electrostatic latent image;
A transfer nip portion is formed on the downstream side of the developing device with respect to the rotation direction of the image carrier to form the transfer nip portion, and the toner image is transferred to a recording medium passing through the transfer nip portion. A transfer member;
A static eliminator that is disposed downstream of the transfer member and upstream of the charging device with respect to the rotation direction of the image carrier, and removes residual charges on the surface of the image carrier to a predetermined potential or less;
A charging bias power source for applying a charging bias to the charging device;
A transfer bias power source for applying a transfer bias having a reverse polarity to the charge polarity of the toner or a transfer reverse bias having the same polarity as the charge polarity of the toner to the transfer member;
In an image forming apparatus comprising:
If the width direction size of the recording medium passing through the transfer nip is smaller than the image formable area of the image carrier, the static eliminator is turned off after the trailing edge of the recording medium passes through the transfer nip. In this state, at least one of the charging device and the transfer member is used to charge the surface of the image carrier to the same polarity as the charging polarity of the toner, and the neutralization device is turned on after the charging step. A surface potential equalization mode having a charge eliminating step,
The surface potential equalization mode is executed when a printing operation using a recording medium having a smaller size in the width direction than the image formable area of the image carrier is continuously performed for a predetermined number or more. be that images forming device.
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