JP6274387B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体上に帯電、露光、現像を行い形成されたトナー像を記録紙上に転写する行程を複数回繰り返すことによって、記録紙上に複数色の重ね画像を形成しカラー画像を得る方法がある。このようなカラー画像形成装置において、異なる色で隣接して形成された画像の色と色との間に、本来あるべきでない白い隙間が空いてしまう現象が発生する。これは感光ドラム上にドラム表面電位が急峻に変化する潜像、例えば画像エッジ部が形成されたとき、この部位を現像装置にて現像した際、本来感光ドラム上に形成された静電潜像よりも顕画像が細く形成されるためである。単色画像形成の場合は隣接色が無いために、画像の細りが多少生じても何等問題は無い。しかし、このような状態でカラー画像形成を行うと、次のような現象が生じる。例えば、シアン色の帯とブラック色の帯を隣接させた画像の場合、本来ならばシアン色の帯とブラック色の帯が隙間なく隣接するはずの画像が、シアン色の顕画像もブラック色の顕画像もそれぞれ細く形成されてしまう。このため、転写材上の最終画像はシアン色とブラック色との間に隙間ができてしまう。以下、このような現象をホワイトギャップと称する。

図１０（ａ）は従来技術に係るホワイトギャップの詳細を説明する図である。顕画像（顕画部）の細りは感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像（潜像部）のエッジ部にて、図に示すように電界が巻き込んでいるために起こる現象である。そこで、画像形成部において、非画像部露光と呼ばれる、印字可能領域全面にわたってレーザスキャナの発光素子を余分なトナー付着を起こさない程度に微小発光して、画像の細りを防ぐことが一般的に行われている。具体的には、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式と呼ばれる、パルス波のデューティー比を変化させる方法を利用する。この方式では、固定周波数である画像用クロックに同期して微小発光量に相当するパルス幅でレーザスキャナの発光素子を発光することが一般的に行われている。

また、上述したような非画像部露光を、ホワイトギャップ対策としてだけでなく、帯電後の感光ドラム１ａ表面の電位を安定化（適正化）して印字可能領域での画像不良を抑制する目的でも行われている。

特開２００３−３１２０５０号公報

しかしながら、従来の画像形成装置の構成においては、微小発光を行う非画像部露光領域が印字可能領域と同一領域であるため、用紙端部で本来現像されない場所にトナーが付着してしまう現象が発生してしまうことがあった。尚、このような現象をかぶりという。図１０（ｂ）、図１０（ｃ）を用いて具体的に説明する。従来、非画像部露光の微小発光のための信号は、画像信号と同様に扱っており、レーザダイオードを駆動する信号をパルス幅変調してレーザ発光時間を調整することで行っている。そのため、図１０（ｂ）に示すように、像担持体である感光ドラムの回転軸方向である長手方向（レーザの主走査方向）において、発光領域は印字のためにレーザをオンする印字可能領域（画像部露光領域）とレーザを微小発光させる非画像部露光領域とで同一の範囲となっていた。また、長手方向（主走査方向）（長手位置）と用紙搬送方向（副走査方向）ともに、紙端から所定の距離の部分を印字禁止領域とすることで、印字可能領域を実際の用紙サイズよりも小さく設定して画像が実際の用紙サイズをはみ出さないようにしている。即ち、印字禁止領域としての余白部を設けている。

従って、図１０（ｂ）に示すように、印字可能領域と非画像部露光領域が同一の範囲である場合、次のようになってしまう。即ち、印字可能領域の外側に設けられた印字禁止領域の感光ドラムの表面の帯電電位（感光ドラム電位という）（Ｖｄ）（非画像部露光無しと図示）は、非画像部露光部の感光ドラム電位（Ｖｄｂｇ）（非画像部露光有りと図示）よりも絶対値が大きくなってしまう。従って印字禁止領域において、現像電位Ｖｄｃと感光ドラム電位ＶｄのコントラストであるバックコントラストＶｂａｃｋ（＝｜Ｖｄ｜−｜Ｖｄｃ｜）が印字可能領域（ここでは、Ｖｂａｃｋ＝｜Ｖｄｂｇ｜−｜Ｖｄｃ｜）よりも大きくなってしまう。このため、印字禁止領域において、本来とは逆の極性に帯電したトナー（反転トナー）によるかぶり（反転かぶり）が発生してしまう。

この理由を以下に記す。図１０（ｃ）に示すように、感光ドラム電位（Ｖｄ）は、露光部電位（ＶＬ）の変動を考慮し、高めに設定されている。それは、画像形成動作（通紙）を繰り返すことによって感光ドラムが露光され続けることで残留電荷が発生し、初期の状態に比べて通紙後の状態ではＶＬ電位の上昇（ＶＬ ＵＰ）を引き起こすからである。そのため、感光ドラムの露光部電位（ＶＬ）の上昇に合わせて現像コントラストＶｃｏｎｔ（＝｜Ｖｄｃ｜−｜ＶＬ｜）が一定となるように現像電位（Ｖｄｃ）を制御し、画像の濃度変動を防止するようにする。一方で、このような現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）が一定となるような現像電位の制御を行っていても、初期の感光ドラム電位（Ｖｄ）が一定であると、通紙後のバックコントラスト（Ｖｂａｃｋ）が小さくなってしまう。そこで、初期の感光ドラム電位（Ｖｄ）を予め高めに設定し、非画像部露光部において非画像部露光を行い、感光ドラムの電位をＶｄから適正なＶｄｂｇまで落とす。これにより、最適なバックコントラスト（Ｖｂａｃｋ）を保つようにし、かぶりが生じないようにしている。しかし、非画像部露光を行っていない領域の感光ドラム電位（Ｖｄ）は過剰となり、反転かぶりが発生しやすくなる。本現象は特に、非画像露光を行う場合においてレーザが常に点灯し続けることになるため、ＶＬ電位の上昇が顕著に発生する傾向にある。また、高温高湿環境下では、感光ドラム電位（Ｖｄ）が高く、トナー電荷が小さくなるため、かぶりが発生しやすい傾向にある。

そこで、かぶりを低減するために、帯電領域の全域にわたって微小露光を行うことも考えられる。しかし、帯電領域の全域にわたって微小露光を行うとレーザ発光時間が長くなってしまい、レーザ寿命が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）回転する感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記感光体に、光を照射して潜像を形成する光照射手段と、前記潜像をトナーで現像する現像手段と、を備え、前記光照射手段は、前記感光体における画像形成を行う領域のうち第１の領域を第１発光レベルで通常発光し、前記第１の領域とは異なる第２の領域を前記第１発光レベルより発光強度が小さい第２発光レベルで微小発光する画像形成装置であって、前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、前記第２の領域の幅は、前記画像形成を行う記録材に対応する領域の幅よりも大きく、前記第１の領域は前記第２の領域の一部と重複しており、前記第１の領域においては画像データが所定の値以下である場合は前記微小発光を行い、所定の値より大きい場合は前記通常発光を行うことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

実施例１の画像形成装置を説明する図 実施例１の非画像部露光のレーザ制御を説明するブロック図 実施例１の非画像部露光の制御を説明するタイミングチャート 実施例１のかぶりとバックコントラストの関係を説明する図 実施例１の非画像部露光を説明する図 実施例１の非画像部露光を説明する図 実施例３の非画像部露光を説明する図 実施例３の非画像部露光を説明する図 実施例４の非画像部露光を説明する図 従来例のホワイトギャップを説明する図、非画像部露光領域を説明する図、露光部電位の変動を説明する図

以下本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、カラー画像形成装置の概略図であり、図１を用いて実施例１の画像形成装置の構成及び動作を説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、第１（ａ）〜第４（ｄ）の画像形成ステーションより構成され、第１はイエロー（Ｙ）、第２はマゼンタ（Ｍ）、第３はシアン（Ｃ）、第４はブラック（Ｂｋ）である。尚、添え字ａ〜ｄは必要な場合を除いて省略する。また、画像形成動作は第１ステーション（Ｙ）を用いて説明する。

（画像形成装置の動作）
画像形成装置は、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、この感光ドラム１は矢印の方向（反時計周り方向）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１ａはこの回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電処理され、帯電後に露光装置３ａにより像露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において第１の現像器（イエロー現像器）４ａに配置される現像ローラ５ａによって現像され、イエロートナー像として可視化される。

中間転写ベルト１０（中間転写体）は、張架部材１１、１２、１３により張架され、感光ドラム１と当接した対向部で同方向に移動する向き（時計周り方向）に、感光ドラム１と略同一の周速度で回転駆動される。感光ドラム１ａ上（感光体上）に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写ニップ部と称す）を通過する過程で、１次転写ローラ１４ａによって、中間転写ベルト１０の上に転写される。以下、これを１次転写という。１次転写電源１５ａは、１次転写ローラ１４ａに１次転写電圧を印加する。感光ドラム１表面に残留したトナー（以下、１次転写残トナーという）は、クリーニング装置６ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。

以下、同様にして、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。

中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２０との当接部（以下、２次転写ニップ部という）を通過する過程で、２次転写ローラ２０によって、給紙ローラ５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される。以下、これを２次転写という。２次転写電源２１は、２次転写ローラ２０に２次転写電圧を印加する。その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に搬送され、そこで加熱及び加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。以上の動作により、記録材Ｐ上にフルカラーのプリント画像が形成される。また、２次転写後に中間転写ベルト１０表面に残留したトナー（以下、２次転写残トナーという）は、中間転写ベルトクリーニング装置１６により、清掃、除去される。

（画像形成部の構成）
本実施例の画像形成部の構成について説明する。感光ドラム１ａは、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が画像形成動作に応じて図示矢印方向（反時計周り方向）に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体ドラムを用いている。露光部としての露光装置３ａは、感光ドラム１ａへ、レーザスキャナによりレーザ光を照射し、感光ドラム１ａの表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成している。レーザスキャナは、後述するデータ制御部であるデータ補正部３８ａが処理した露光時間に応じてレーザダイオード等の発光素子からレーザ光を駆動することで静電潜像を形成する。

帯電手段である帯電ローラ２ａは、芯金上に弾性層を有する弾性帯電ローラであり、感光ドラム１ａに加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ２ａの芯金には、帯電工程として、感光ドラム１ａに対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１ａの表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述の露光装置３ａからのレーザ光によって画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、感光ドラム１ａを露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（ＶＬ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電潜像が、感光ドラム１ａ上に形成される。

現像手段である現像ローラ５ａは、芯金上に弾性層を有する弾性現像ローラであり、現像ローラ５ａと感光ドラム１ａとは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では上から下に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。尚、本実施例では、現像ローラ５ａは感光ドラム１ａに接触して配置されているが、現像ローラ５ａは、感光ドラム１ａに対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。ここで、現像ローラ５ａの芯金には現像工程として所定の直流電圧が印加されており、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１ａに接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。用いられるトナーは非磁性一成分トナーであり、本実施例は被露光部にトナーを転移させる反転現像系である。

（本実施例の特徴）
次に本実施例の特徴である、非画像部露光の制御に関して説明をする。図２（ａ）に露光装置３ａにより、感光ドラム１ａの非画像部（トナーで現像しない部分）に対してトナーを付着させない程度に微小発光して非画像部露光を行う場合の一例を示す。なお、以下の説明では、露光装置３ａによる感光ドラム１ａの露光を例にとって説明するが、その他の露光装置３ｂ、３ｃ、３ｄも露光装置３ａと同様の構成を有し、各感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄを同様に露光する。

図２（ａ）で不図示のビデオコントローラから出力される画像信号３７ａは、例えば８ビット即ち２５６階調の深さ方向を持つ多値信号（０〜２５５）である。この画像信号３７ａが０のときレーザ光はオフ、２５５のときは完全オン、１〜２５４の間では両者の中間の値を持つものとする。この信号は、後述するデータ補正部３８ａにより、非画像部露光のデータを重ねた画像信号に変換される。さらに、周波数変調回路３３ａにより、シリアルな時間方向の信号に変換され、本実施例では解像度が６００ドット／インチの各ドットパルスのパルス幅変調に用いられる。具体的には、この信号によりレーザドライバ３４ａ（レーザ駆動手段）が駆動されて、光源であるレーザダイオード３５ａ（光照射手段）が発光する。このレーザ露光光（以下、単にレーザ光という）３２ａは、ポリゴンミラーを含んだ補正光学系３６ａを経て、走査光として感光ドラム１ａに照射される。尚、データ補正部３８ａ及び周波数変調回路３３ａは、レーザドライバ３４ａとは離して、ビデオコントローラ側に設けても良い。

（データ補正部の制御）
次に、図２（ｂ）に示すブロック図及び図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すタイミングチャートを用いて、非画像部露光を行うデータ補正部３８ａの制御の詳細を説明する。図において、第１セレクタ３８２ａは、画像部露光データＣの生成を行う。第２セレクタ３８５ａは非画像部露光データＦの生成を行う。第３セレクタ３８７ａは、画像部露光データＣと非画像部露光データＦを合成した出力データＧの生成を行う。ここで、画像部露光データＣは、感光ドラム１ａにトナーを付着させる通常のプリント用の発光レベル（第１発光レベル）の光量でレーザダイオード３５ａを発光させるためのデータである。一方、非画像部露光データＦは、感光ドラム１ａにトナーを付着させない微小発光用の発光レベル（第２発光レベル）の光量でレーザダイオード３５ａを発光させるためのデータである。このように、レーザダイオード３５ａは、通常発光するための第１発光レベルと微小発光するための第２発光レベルでそれぞれ発光可能である。

なお、露光装置３ａにより像露光を行い感光ドラム１ａ上に潜像を形成し、その潜像を現像器４ａによって現像しトナー像を形成する反転現像である場合、感光ドラム１ａ表面の単位面積辺りの総露光量が多い程トナーが付着しやすくなる。このため、第１発光レベルの方が第２発光レベルよりもレーザダイオード３５ａの単位時間あたりの総発光量が高い（発光強度が高い）。

第１セレクタ３８２ａの入力端には、ビデオコントローラから出力された８ビットの画像信号Ａ（図２（ａ）の画像信号３７ａ）と印字禁止信号生成回路３８１ａで生成された印字禁止信号Ｂが入力される。印字禁止信号Ｂとは、指定された紙サイズに応じて、感光ドラム１ａの回転軸方向（主走査方向）と用紙搬送方向（副走査方向）ともに、紙端から所定の距離の内側の領域までを印字禁止領域とするための信号である。つまり、印字禁止領域の内側（紙の中心側）が印字可能領域となる。これにより、画像サイズを実際の紙サイズよりも小さくさせて、画像が用紙からはみ出さないようにしている。各端部の印字禁止領域は、用紙搬送性のバラつきを考慮し、用紙の端部から通常３〜５ｍｍ程度内側にしている。本実施例において例えばＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙が指定された場合、印字可能領域が２０４ｍｍ×２９１ｍｍとなるよう印字禁止領域が設定される。尚、印字禁止領域を用紙の端部からどのくらいにするかの値は、例えば不図示のメモリ等に予め記憶される。第１セレクタ３８２ａは、入力された画像信号Ａと印字禁止信号Ｂに基づき、感光ドラム１ａ表面のトナーで現像する部分を露光する為の画像部露光データＣを生成する。尚、感光ドラム１ａの回転軸方向とは、図１の図面の法線方向であり、他の感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄの回転軸方向も同じである。

図３（ａ）に示すように、第１セレクタ３８２ａは、印字禁止信号Ｂのオフ（ｏｆｆ）信号を検出した場合、画像信号Ａの値に関わらず画像部露光データＣをオフ信号として生成し出力する。一方、第１セレクタ３８２ａは、印字禁止信号Ｂがオフ信号でない場合は、画像信号Ａを画像部露光データＣとして出力する。この画像部露光データＣにおいてオフ信号でない領域、例えば、画像部露光データＣの０や２００といったデータの領域が印字可能領域となる。また、画像部露光データＣのオフ信号となっている領域が印字禁止領域となる。

第２セレクタ３８５ａの入力端には、非画像部露光信号生成回路３８３ａで生成された非画像部露光信号Ｄと、発光禁止信号生成回路３８４ａで生成された発光禁止信号Ｅが入力される。発光禁止信号Ｅとは、非画像部露光領域（微小露光領域）を決める為のもので、指定された（画像形成を行う）紙のサイズに応じて設定されている。具体的には、感光ドラム１ａの回転軸方向（主走査方向）と用紙搬送方向（副走査方向）において、指定された紙サイズの幅よりも所定の距離だけ広い領域（例えば、主走査方向、副走査方向において紙端部から３ｍｍ広い領域）を非画像部露光領域とし、それよりも外側の領域を発光禁止領域とするための信号である。一方で、非画像部露光領域の主走査方向の幅は紙サイズに関係なく、帯電領域の幅（帯電ローラ２ａ〜ｄのそれぞれと対応する感光ドラム（１ａ〜ｄ）が当接する部分の幅）よりも小さくなるように設定されている。尚、ビデオコントローラは、画像信号とともに記録材Ｐの紙幅や紙長等、記録材Ｐのサイズに関する情報（以下、紙サイズ情報とする）をデータ補正部３８ａに出力している。これにより、発光禁止信号生成回路３８４ａは、記録材Ｐの紙幅に関する情報を得ることができるものとし、他の実施例においても同様とする。ここで、紙幅とは、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向（主走査方向）の記録材Ｐの長さのことであり、紙長とは、記録材Ｐの搬送方向（副走査方向）の記録材Ｐの長さのことである。これにより、非画像部露光の領域を決定している。この非画像部露光は、感光体の用紙サイズよりも広い領域で行うことで、後述するような用紙端部でのかぶりを防止している。各端の発光禁止領域は、用紙搬送性のバラつきを考慮し、紙端に対して３ｍｍ程度にしている。

第２セレクタ３８５ａは、入力された非画像部露光信号Ｄと発光禁止信号Ｅに基づき、非画像部露光データＦを生成する。第２セレクタ３８５ａは、図３（ｂ）に示すように、発光禁止信号Ｅのオフ信号を検出した場合、非画像部露光信号Ｄの値に関わらず非画像部露光データＦをオフ信号として生成し出力する。一方、第２セレクタ３８５ａは、発光禁止信号Ｅがオフ信号でない場合は、非画像部露光信号Ｄを非画像部露光データＦとして出力する。非画像部露光信号Ｄは、トナーの付着しない微小発光データであり、非画像部露光データ設定回路３８８ａにて決定され、この場合例えば一律１６の値が生成されている。この非画像露光データＦがオフ信号となっていない領域（１６となっている領域）が非画像部露光領域となり、オフ信号となっている領域が発光禁止領域となる。

非画像部露光データ設定回路３８８ａは、感光ドラム１ａ表面にトナーの付着しない微小発光データの値を設定する。例えば、本実施例では、１６の値が設定される。非画像部露光データ設定回路３８８ａは、設定した値、例えば１６という値を、画像レベル検出回路３８６ａと非画像部露光信号生成回路３８３ａに出力する。

第３セレクタ３８７ａの入力端には、通常発光を行う為の画像部露光データＣと微小発光を行う為の非画像部露光データＦ、画像レベル検出回路３８６ａからの出力信号ＳＥＬが入力される。画像レベル検出回路３８６ａには、画像部露光データＣと、非画像部露光データ設定回路３８８ａから出力された例えば１６という値とが入力される。画像レベル検出回路３８６ａは、画像部露光データＣが非画像部露光データ設定回路３８８ａから入力された値、例えば１６以下のレベル（ｏｆｆも含む）であるかを検出する。画像レベル検出回路３８６ａは、画像部露光データＣが１６以下（ｏｆｆも含む）であることを検出した場合、ＳＥＬ信号として例えばローレベルの信号を出力する（図３（ｃ）参照）。一方、画像レベル検出回路３８６ａは、画像部露光データＣが１６よりも大きい、即ち１７以上であることを検出した場合は、ＳＥＬ信号として例えばハイレベルの信号を出力する（図３（ｃ）参照）。尚、画像レベル検出回路３８６ａから出力されるＳＥＬ信号は、ハイレベル、ローレベルが逆であってもよいし、１や０といった値であってもよく、画像部露光データＣが１６以下（ｏｆｆ含む）か１７以上かの２つの状態を表すことができるものであれば本実施例に限定されない。

第３セレクタ３８７ａには、画像部露光データＣ、非画像部露光データＦ、ＳＥＬ信号が入力され、出力データＧを出力する。ここで、第３セレクタ３８７ａは、入力された非画像部露光データＦがオフ信号である場合、出力データＧとしてオフ信号を出力する（図３（ｃ）参照）。一方、第３セレクタ３８７ａは、入力された非画像部露光データＦがオフ信号でない場合、入力されたＳＥＬ信号に応じて次のように動作する。即ち、第３セレクタ３８７ａは、ＳＥＬ信号がローレベルである場合、出力データＧとして非画像部露光データＦを出力する。一方、第３セレクタ３８７ａは、ＳＥＬ信号がハイレベルである場合、出力データＧとして画像部露光データＣを出力する。

このように、第３セレクタ３８７ａに画像レベル検出回路３８６ａからＳＥＬ信号を入力することにより、第３セレクタ３８７ａが次のように動作することとなる。即ち、第３セレクタ３８７ａの出力データＧには、画像部露光データＣが非画像部露光データ設定回路３８８ａにより設定された値１６以下のレベルである場合には、非画像部露光データＦ（この場合１６）が出力される。そして露光装置３ａにより微小発光が行われる。一方、第３セレクタ３８７ａの出力データＧには、画像部露光データＣが値１７以上のレベルである場合には、画像部露光データＣがそのまま出力され、露光装置３ａにより通常発光が行われることとなる。また、第３セレクタ３８７ａは、画像部露光データＣの印字禁止領域を示す信号であるオフ信号と、非画像部露光データＦの発光禁止領域を示す信号であるオフ信号を検出した場合、オフ信号をそのまま出力データＧとして出力することとなる（図３（ｃ）参照）。即ち、第３セレクタ３８７ａは、画像部露光データＣ及び非画像部露光データＦが、両方ともオフ信号である場合、出力データＧとしてオフ信号を出力することとなる。

一方、第３セレクタ３８７ａは、画像部露光データＣの印字禁止領域を示す信号であるオフ信号と、非画像部露光データＦのオフ信号以外の信号（即ち、１６）を検出した場合は、非画像露光データＦ（１６）をそのまま出力データＧとして出力することとなる。以上より、画像部露光データＣの印字可能領域即ち画像部露光領域よりも広い範囲で非画像部露光を行うことができる出力データＧを生成することができる。即ち、非画像部露光領域を画像部露光領域よりも大きくすることができる。

本実施例において例えばＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙が指定された場合、印字可能領域は２０４ｍｍ×２９１ｍｍ、非画像部露光領域は、用紙搬送性のバラつきを考慮し、紙端に対して各々３ｍｍ広げたサイズである２１６ｍｍ×３０３ｍｍとなる。

（本実施例の作用）
本実施例の大きな特徴は、感光ドラム１表面において、感光ドラム１の回転軸方向に関して、感光ドラム１上の微小発光を行う非画像部露光領域の幅を、感光ドラム１の画像形成を行う用紙に対応する領域の幅よりも大きくし、且つ、主走査方向において非画像部露光領域の幅が帯電領域の幅内に含まれるようにする。これにより、用紙端部へのかぶりの発生を抑えつつ、帯電領域全域にわたって微小発光を行う場合に比べ、レーザの発光時間を短くできることを特徴としている。本実施例の作用について図１０（ｂ）、図４、図５を用いて説明をする。

図１０（ｂ）に示すように、従来例の構成では、印字可能領域と非画像部露光領域が同一であり、印字禁止領域の感光ドラム１の帯電電位（Ｖｄ）（以降、感光ドラム電位ということもある）は例えば−５５０Ｖである。一方、非画像部露光領域（＝印字可能領域内）の感光ドラム１の帯電電位（Ｖｄｂｇ）は、バックグラウンド露光による微小発光により、−５５０Ｖから例えば−４５０Ｖとなり、感光ドラム電位が絶対値において低下する（｜−５５０｜＞｜−４５０｜）。また、現像電位（Ｖｄｃ）は、例えば−３００Ｖである。このとき、感光ドラム電位（Ｖｄ、Ｖｄｂｇ）と現像電位（Ｖｄｃ）のコントラストであるバックコントラストＶｂａｃｋ（＝｜Ｖｄ｜−｜Ｖｄｃ｜又は｜Ｖｄｂｇ｜−｜Ｖｄｃ｜）は、印字禁止領域では２５０Ｖ、非画像部露光領域では１５０Ｖとなる。そして、バックコントラストの大きな印字禁止領域では、かぶりの発生が増加する傾向にある。以下、詳細を説明する。

図４は、横軸をバックコントラストＶｂａｃｋ（Ｖ）、縦軸をかぶりの値（％）とした、かぶりのバックコントラスト依存性を示すグラフである。尚、かぶりの値は、例えばかぶりが発生していない記録材Ｐの反射濃度とかぶりが発生している記録材Ｐの反射濃度の差分をとることにより得られる。また、かぶりの値が０％である場合はかぶりが発生していない状態であり、かぶりの値が大きくなるほどかぶりが多く発生している状態である。図４のグラフに示されるように、バックコントラストの値は、かぶりの値と大きな相関がある。バックコントラストが小さい場合は、現像電位（Ｖｄｃ）と暗部電位（Ｖｄ）とのコントラストが小さく、現像ローラ側にトナーを留まらせる電界が弱くなることで、地かぶりというかぶりが増加する傾向にある。例えば、バックコントラストが５０Ｖでは、かぶりが９％となっている。

一方、バックコントラストが大きくなった場合には、現像電位（Ｖｄｃ）と暗部電位（Ｖｄ）とのコントラストが大きくなることで、現像電位（Ｖｄｃ）と暗部電位（Ｖｄ）との電位差が大きくなってしまう。これにより、反転極性のトナー（この場合、正極性）が、感光ドラム側へ飛翔してしまい、上述した反転かぶりというかぶりが増加する傾向にある。例えば、バックコントラストが２５０Ｖでは、かぶりが５％となっている（図中破線矢印）。従って従来の構成では、図１０（ｂ）に示す印字禁止領域（バックコントラスト２５０Ｖ）で発生した反転かぶりが用紙端部の余白部に付着してしまうことで、印刷品位の低下した画像となってしまう。

一方、本実施例の構成では、図５に示されるように、感光ドラム１表面において、感光ドラム１の回転軸方向に関して、非画像部露光を行う領域（非画像部露光領域）を画像部露光領域（印字可能領域）（通常露光領域）よりも広く（大きく）、且つ、紙幅よりも広く（大きく）する。これにより、本実施例では、用紙内全域に渡ってバックコントラストが適正値である１５０Ｖとなり、用紙端部へのかぶりの発生を抑えることができる。即ち、本実施例では、図４のグラフによりバックコントラスト１５０Ｖに対応するかぶりが２％となり（実線両矢印）、従来例（破線両矢印）に比較してかぶりを抑えることができる。尚、本実施例では、紙幅方向である主走査方向（感光ドラム１の回転軸方向）に関して作用を説明したが、図６に示されるように、用紙搬送方向である副走査方向（感光ドラム１の回転軸に直交する方向）に関しても発光禁止領域を設定する。これにより、同様の効果を得ることができる。具体的には、感光ドラム１表面において、副走査方向における非画像部露光領域を、副走査方向の印字可能領域よりも長く、且つ、紙長よりも長くすることで、用紙先端及び用紙後端でのかぶりの発生を抑えることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラム１表面において、露光装置を微小発光させて非画像部露光を行う領域を記録材サイズよりも広げつつ、帯電領域の幅内に含まれるようにする。これにより、印字禁止領域も含めた用紙全域における感光ドラム電位を均一にしつつ、レーザの発光時間を短くすることができる。これにより、用紙端部におけるかぶりの発生しない良好な画質を提供できる。尚、本実施例では、非画像部露光を行う方法として、画像信号に応じてパルス幅変調により行う方法を述べたが、本実施例はこれに限られない。例えば、微小電流で駆動するようにレーザドライバを制御することでレーザダイオードを微小発光させるアナログ方式の非画像部露光方式をとっても同様の効果を得ることができる。

以上本実施例によれば、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

実施例２で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

（本実施例の特徴）
本実施例の大きな特徴は、微小発光を行う非画像部露光領域を、主走査方向において帯電領域の幅内に含まれるようにしつつも、用紙サイズによらず、最大通紙幅よりも広くすることを特徴としている。即ち、本実施例では、非画像部露光領域を、本実施例の画像形成装置において画像形成可能な記録材のうち最大サイズ（最大幅）の記録材（所定の記録材）の紙幅（副走査方向における場合は紙長）よりも広くすることを特徴とする。非画像部露光の制御に関しては、実施例１と同様のため、説明は省略する。以下、本実施例を具体的に説明する。

実施例１の構成では、小サイズ紙を通紙した場合、用紙にはかぶりトナーが転写されないものの、中間転写ベルト１０上の非画像部露光領域外（主走査方向）の部分には、かぶりトナーが転写されてしまう。このかぶりトナーは、一部が２次転写ローラ２０に付着してしまい、次に大サイズ紙を通紙した際に、紙裏汚れとなってしまうおそれがある。そこで本実施例では、非画像部露光を行う領域を最大通紙幅よりも広くすることにより、紙裏汚れを抑制することを目的とする。

具体的には、例えば本実施例の画像形成装置における最大通紙幅がＬＴＲサイズと同等である２１６ｍｍとした場合、非画像部露光領域は、用紙の搬送性のバラつきを考慮して端部を３ｍｍずつ広げた２２２ｍｍとする。このとき、ＬＴＲサイズよりも幅狭いＡ４サイズやＢ５サイズ等の用紙を通紙した場合でも、非画像部露光領域を最大通紙幅に合わせた２２２ｍｍとなるようにする。

（本実施例の作用）
本実施例の作用については、基本的には実施例１と同様である。ただし、本実施例では、図２（ｂ）の発光禁止信号生成回路３８４ａは、主走査方向について、最大通紙幅に応じた発光禁止領域となるように発光禁止信号Ｅを生成する。尚、画像形成装置における通紙可能な最大サイズの記録材の紙サイズ情報は、例えば予め不図示のメモリ等に記憶されているものとする。本実施例によれば、露光装置を微小発光させる非画像部露光を行う領域を最大通紙幅よりも広げることにより、最大通紙幅全域における感光ドラム電位を均一にすることができる。そして、最大通紙幅の範囲でかぶりトナーが中間転写ベルト上に転写されてしまうのを防ぐことができる。これにより、小サイズ通紙後に大サイズを通紙した際に発生する紙裏汚れの発生しない良好な画質を提供できる。尚、本実施例は、記録材Ｐの搬送方向（副走査方向）についても適用可能である。

以上本実施例によれば、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

本実施例で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

（本実施例の特徴）
本実施例の大きな特徴は、非画像部露光の制御を紙間等の発光禁止領域でも行うことを特徴としている。非画像部露光の制御に関しては、実施例１、実施例２と同様のため、説明は省略する。ここで、紙間とは、先行して搬送される先行紙（第１記録材）と、先行紙に続いて搬送される後続紙（第２記録材）とがあり、複数の記録材が連続して搬送されている状態において、先行紙の後端と後続紙の先端の間を指す。以下、図７、図８を用いて本実施例を具体的に説明する。

実施例１の構成では、図７に示されるように、感光ドラム１の連続印字における紙間に対応する領域（記録材間領域）では非画像部露光を行っている画像形成部に対して感光ドラム電位（Ｖｄ）が高くなってしまう。このため、１次転写電圧とのコントラストが大きくなりすぎてしまう。これにより、次の画像形成時の帯電電位が不均一になってしまうことで、ゴーストが発生してしまうおそれがある。そこで本実施例では、非画像部露光を感光ドラム１の紙間に対応する領域に対しても行うことにより、非画像部露光の有無により発生するゴーストを抑制することを目的としている。

具体的には、１次転写電圧は、画像部では感光ドラム１ａ上の明部電位（ＶＬ）部に形成されたトナー像を、中間転写ベルト１０の上に転写するのに必要な電圧を設定する必要がある。一方で、感光ドラム１ａ上にトナーが存在しない非画像部については、暗部電位（Ｖｄ）と１次転写電圧とのコントラストが大きくなりすぎて、１次転写ニップ部での放電が強くなりすぎないような範囲に設定する必要もある。放電が強くなりすぎると、転写ニップ部通過後の感光ドラム上電位が下がりすぎてしまい、次の帯電時に所望の暗部電位まで上昇できず、画像部と非画像部とで不均一なドラム電位となってしまう。これにより、次の画像で濃度ムラとして現れるゴーストと呼ばれる画像不良を引き起こしてしまうため、１次転写電圧は適正な範囲に設定する必要がある。本実施例では、画像形成時の１次転写電圧（Ｖｔｃ）を例えば＋５００Ｖとする。

ここで、１次転写ローラ１４ａは外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０^８Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。また、１次転写ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０に対して、５Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。

以上より本実施例では、図８に示されるように、連続印字における紙間でも非画像部露光を行うように制御することにより、ゴーストの発生を抑制することができる。即ち、本実施例では、図７に示すような紙間における発光禁止領域を設けず、図８のように連続印字中において副走査方向の全域にわたって非画像部露光領域とする。具体的には、図２の発光禁止信号生成回路３８４ａは、副走査方向において発光禁止信号Ｅをオフとしないようにする。また、紙幅方向の非画像部露光制御に関しては、実施例１又は実施例２と同様である。

（本実施例の作用）
次に本実施例の作用について図７及び図８を用いて説明をする。図７に示すように、実施例１の用紙サイズに応じて非画像部露光領域を決定する構成では、紙間では非画像部露光を行わず、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）は例えば−５５０Ｖである。一方、非画像部露光領域（紙中）の感光ドラム電位（Ｖｄｂｇ）は、非画像部露光による微小発光により、−５５０Ｖから例えば−４５０Ｖまでドラム電位が絶対値において低下する。また、転写電圧（Ｖｔｃ）は、例えば＋５００Ｖである。このとき、感光ドラム電位（Ｖｄ、Ｖｄｂｇ）と転写電圧（Ｖｔｃ）のコントラストである転写コントラスト（＝Ｖｔｃ−Ｖｄ、＝Ｖｔｃ−Ｖｄｂｇ）は、紙間では１０５０Ｖ、非画像部露光領域では９５０Ｖとなる。従って、転写コントラストの大きな紙間では、上述したように、放電が強くなりすぎることでゴーストが発生する傾向にある。

一方、本実施例の構成では、図８に示されるように、非画像部露光を行う領域を紙間も含めた領域とすることで、紙間も含めて転写コントラストが適正値である９５０Ｖとなることで、ゴーストの発生を抑えることができる。また、紙幅方向の非画像部露光制御に関しては、実施例１又は実施例２と同様であるため、説明は省略する。

以上説明したように、本実施例によれば、露光装置を微小発光させる非画像部露光を行う領域を連続印字における紙間でも行うように制御することにより、紙間も含めた領域における感光ドラム電位を均一にすることができる。これにより、ゴーストの発生しない良好な画質を提供できる。

尚、本実施例では、１例として連続印字における紙間の非画像部露光制御に関して説明をした。本発明の効果は紙間に限ることはなく、例えば前回転時（印字準備動作）や後回転時（印字終了動作）に行ったとしても同様の効果を得ることができる。

以上本実施例によれば、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

本実施例で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

（本実施例の特徴）
本実施例の大きな特徴は、連続印字における転写電圧の制御を、感光ドラム電位（Ｖｄ）、非画像部露光電位（Ｖｄｂｇ）との値に応じて１次転写の転写コントラストが一定となるように制御することを特徴としている。非画像部露光の制御及び転写部の構成に関しては、実施例３と同様のため、説明は省略する。以下、図９を用いて本実施例を具体的に説明する。

実施例３の構成では、紙間でも非画像部露光を行うことで、ゴーストの発生を抑制することを目的としていた。しかし、紙間でも非画像部露光を行うと、レーザが常に点灯し続けることとなり、レーザ寿命の低下が懸念される。そこで本実施例では、連続印字における紙間では非画像部露光の有無に応じて、１次転写の電圧を変化させるように制御することで、レーザ寿命を維持しつつ、ゴーストの発生を抑えることを目的としている。具体的には、図９に示されるように、感光ドラム１表面の紙間に対応する領域のうちの非画像部露光を行わない領域が１次転写ニップ部にある時は、非画像部露光の有無で生じる感光ドラム電位の差分（＝｜Ｖｄ｜−｜Ｖｄｂｇ｜）に相当する分、転写電圧（Ｖｔｃ）を下げる（＝Ｖｔｃ−｜Ｖｄ｜−｜Ｖｄｂｇ｜）。これにより、紙間において、非画像部露光の有無に関わらず転写コントラスト（＝Ｖｔｃ−Ｖｄ、＝Ｖｔｃ−Ｖｄｂｇ）が常に一定となるように制御する。

（本実施例の作用）
次に本実施例の作用について図９を用いて説明をする。図９に示すように、実施例１の構成では、感光ドラム１表面の紙間に対応する領域のうちの非画像部露光を行わない領域の帯電電位（Ｖｄ）は例えば−５５０Ｖである。一方、非画像部露光を行う領域に対応する部分の感光ドラム電位（Ｖｄｂｇ）は、非画像部露光による微小発光により、例えば−５５０Ｖから−４５０Ｖまでドラム電位が上昇する。一方、転写電圧（Ｖｔｃ）は、非画像部露光領域では例えば＋５００Ｖである。上述したように本実施例では、感光ドラム１表面の紙間に対応する領域では、非画像部露光の有無で生じる感光ドラム電位の差分である１００（＝｜−５５０｜−｜−４５０｜）Ｖ下げた値である＋４００（＝＋５００−１００）Ｖが印加される。このため、感光ドラム電位（Ｖｄ、Ｖｄｂｇ）と転写電圧（Ｖｔｃ）のコントラストである転写コントラスト（＝Ｖｔｃ−Ｖｄ、＝Ｖｔｃ−Ｖｄｂｇ）は、紙間も含めた全ての領域において９５０Ｖとなり、ゴーストの発生を抑えることができる。

尚、不図示のエンジン制御部が、転写電圧を＋５００Ｖから＋４００Ｖに、又は＋４００Ｖから＋５００Ｖに切り換える制御を行う。エンジン制御部が転写電圧の切り換えを行うタイミングは、例えば、記録材Ｐの紙長に基づいて決定される。発光禁止領域は、実施例１でも説明したように、用紙搬送性のバラつきを考慮し、先行紙の後端や後続紙の先端から例えば３ｍｍ程度とする。また、例えば、エンジン制御部は、データ補正部３８ａから発光禁止領域に関する情報を入力されており、この情報に基づいて、エンジン制御部が転写電圧を切り換える構成としてもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、連続印字における転写電圧の制御を、感光ドラム電位（Ｖｄ）、非画像部露光電位（Ｖｄｂｇ）との値に応じて１次転写の転写コントラストが一定となるように制御する構成とする。これにより、本実施例では、ゴーストの発生しない良好な画質を提供できる。

尚、本実施例では、１例として連続印字における紙間の転写制御に関して説明をした。本発明の効果は紙間に限ることはなく、例えば前回転時（印字準備動作）や後回転時（印字終了動作）に行ったとしても同様な効果を得ることができる。

また、本実施例では、１例として転写制御に関して説明をした。本発明の効果は転写制御に限ることはなく、転写コントラストを一定にするため、例えば、帯電ローラの電圧を非画像部露光の有無で変更して感光ドラム電位を一定になるように制御する方法で行ったとしても同様な効果を得ることができる。

以上本実施例によれば、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

［その他の実施例］
・上述の実施例では、「印字可能領域＜紙幅（紙長）＜非画像部露光領域」という関係が成り立つ場合について説明した。しかし、本発明は、例えば縁無し印字等「紙幅（紙長）＜印字可能領域＜非画像部露光領域」という関係が成り立つ場合にも適用可能である。
・上述の実施例では、１次転写によりトナー像を中間転写ベルト１０上に転写し、２次転写により中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材Ｐに転写する構成とした。しかし、本発明は、搬送ベルト上を搬送される記録材に、感光ドラム上の単色のトナー像を順次重畳して転写する方式のカラー画像形成装置にも適用可能である。
・上述の実施例では、カラー画像形成装置を用いて説明したが、モノクロの画像形成を行う画像形成装置にも適用可能である。
以上その他の実施例においても、レーザの発光時間を短くしつつ用紙端部におけるかぶりの発生を抑えることができる。

３４ａ レーザドライバ
３５ａ レーザダイオード
３８ａ データ補正部

Claims (9)

1. 回転する感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記感光体に、光を照射して潜像を形成する光照射手段と、
   前記潜像をトナーで現像する現像手段と、
   を備え、前記光照射手段は、前記感光体における画像形成を行う領域のうち第１の領域を第１発光レベルで通常発光し、前記第１の領域とは異なる第２の領域を前記第１発光レベルより発光強度が小さい第２発光レベルで微小発光する画像形成装置であって、
   前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、前記第２の領域の幅は、前記画像形成を行う記録材に対応する領域の幅よりも大きく、
   前記第１の領域は前記第２の領域の一部と重複しており、前記第１の領域においては画像データが所定の値以下である場合は前記微小発光を行い、所定の値より大きい場合は前記通常発光を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体の回転軸方向に関して、前記感光体における前記光照射手段が前記微小発光する前記第２の領域の幅は、画像形成を行う記録材に対応する領域の幅よりも大きく、かつ、前記感光体の前記帯電手段により帯電される領域の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回転軸方向に関して、前記第２の領域の幅は、前記感光体の画像形成可能な最大幅の記録材に対応する領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、前記第２の領域の幅は、画像形成可能な最大幅の記録材に対応する領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の領域は、前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、第１記録材の後端と前記第１記録材に続いて搬送される第２記録材の先端との間に対応する記録材間領域の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２の領域は、前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、第１記録材の後端と前記第１記録材に続いて搬送される第２記録材の先端との間に対応する記録材間領域のすべてを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記潜像を前記現像手段によって現像することにより前記感光体上に形成されたトナー像を中間転写体又は記録材に転写する転写手段を有し、
   前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、前記第２の領域と前記感光体の前記第２の領域でない領域とで前記転写手段に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記感光体の回転軸方向と直交する方向に関して、前記第２の領域と前記感光体の前記第２の領域でない領域とで前記帯電手段に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の領域はトナーで現像する領域であり、前記第２の領域はトナーで現像しない領域であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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