JPH07271253A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像転写後の像担持体の残留電位の上昇を防
止することを目的とする。 【構成】 帯電前露光手段ＰＣＬの他に転写器の感光体
ドラムの回転方向上流側の位置に転写前露光手段ＰＴＬ
を設置し、前記ＰＣＬ感光体ドラムの回転に同期して点
灯状態とし、前記ＰＴＬは、感光体上の画像領域もしく
は画像の転写時を避けて点灯して感光体面を照射するこ
とによって転写する画像を損うことなく転写後の感光体
の残留電圧の上昇を制御するように構成したことを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、露光手段の照射により
帯電前の像担持体の除電を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体として使用されるＯＰＣ感光体
は繰り返し使用に当って残留電位の上昇により形成され
る画像濃度が徐々に低下する傾向がある。

【０００３】この濃度低下を補正する手段として形成さ
れる画像の濃度を絶えず検出してその結果に基づいて現
像器に対するトナーの供給量を制御する（１）、現像ス
リーブの回転数を制御する（２）あるいは現像バイアス
電圧を制御する（３）等の措置が講じられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし残留電位の上昇
が著しい場合には前記の（１）による補正手段では一時
的に過大なトナー供給があるためにトナーの飛散や画像
にカブリを生ずることがあり（２）の補正手段による場
合でも現像スリーブの高速回転によってトナーを飛散す
るおそれがある。さらに（３）の補正手段では現像バイ
アス電圧の上昇と共に感光体の帯電電位を上昇させる必
要が生じ、そのため感光体の寿命を縮めると言う問題が
ある。

【０００５】本発明はこれ等の点を解決して改良した結
果、前述したような画像形成条件の変更なしに感光体の
残留電位の上昇を制御し、それによって濃度の安定した
画像の得られる画像形成装置の提供を目的としたもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
像担持体の周縁部に前記像担持体への照射を可能とした
帯電前露光手段及び転写前露光手段を有して反転現像方
式で画像形成を行う画像形成装置において、前記帯電前
露光手段は前記像担持体の駆動回転中に点灯し、前記転
写前露光手段は画像領域外で点灯あるいは非転写時に点
灯することを特徴とする画像形成装置（第１発明）、及
び、少なくとも像担持体の周縁部に前記像担持体への照
射を可能とした帯電前露光手段及びクリーニング前露光
手段を有して反転現像方式で画像形成を行う画像形成装
置において、前記帯電前露光手段及び前記クリーニング
前露光手段は前記像担持体の駆動回転中に点灯すること
を特徴とする画像形成装置（第２発明）、によって達成
される。

【０００７】

【作用】一般に電子写真方式の画像形成装置において
は、像担持体上に帯電、像露光、現像を行ってトナー像
を形成し、このトナー像を転写材に転写してクリーニン
グしたあとさらに残留電位を帯電前露光により除去した
あと均一な帯電を行って次なる画像の像露光、現像のプ
ロセスに入る。

【０００８】しかし連続した画像形成の場合には、図８
に示すように帯電前露光（ＰＣＬ）の照射によって、感
光体のキャリア発生層（ＣＧＬ）内に発生した全ての
（＋）の電荷をもつキャリアがキャリア移送層（ＣＴ
Ｌ）の表面に移動し終わらない内に帯電器による感光体
の帯電が開始されるため、（＋）の電荷をもつキャリア
がキャリア移送層（ＣＴＬ）内に蓄積されてその結果残
留電位が上昇すると考えられている。ここで図８（ａ）
はＰＣＬ照射直後の、図８（ｂ）及び（ｃ）はＣＴＬ内
を移動および蓄積するそれぞれのキャリアの状態を示し
たものである。

【０００９】従って感光体の残留電位の上昇を抑制する
には、光照射によりキャリア発生層（ＣＧＬ）内に発生
したキャリアのうち移動速度の遅いキャリアが感光体の
表面に移動し終る迄の時間又は光量を設ける必要があ
り、そこで本発明は帯電前露光の他にさらに転写前露光
もしくはクリーニング前露光の露光手段を設置し、それ
等の露光手段の点灯時期を制御することによってキャリ
ア発生層（ＣＧＬ）内のキャリアがキャリア移送層（Ｃ
ＴＬ）の表面にすべて移動出来る時間又は光量が設定さ
れるように構成した。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。

【００１１】各発明の実施例の説明に先立って各装置の
共通とする構成とその作用について説明する。

【００１２】図１は本発明の画像形成装置を示すもの
で、前記装置は画像読取り部10、レーザ書込み部20、画
像形成部30と給紙部40とから構成される。

【００１３】前記画像読取り部10は棒状の照明ランプ11
Ａとミラー11Ｂを備える第１ミラーユニット11と一対の
ミラー12Ａを対向して配置する第２ミラーユニット12と
から成る光学ユニットＵを備えていて、原稿台に載置さ
れる原稿Ｄの画像は前記第１ミラーユニット11の実線か
ら破線にて示す位置への平行移動と、前記第２ミラーユ
ニット12の第１ミラーユニット11に対する1/2の速度の
追従移動とにより露光走査されて、その画像は投影レン
ズ13を介して撮像素子14に結像され、光電変換された電
気信号が図示しない画像処理部での画像処理を経て画像
信号としてメモリに一旦格納される。

【００１４】次いで前記の画像信号がレーザ書込み部20
に入力されると、半導体レーザで発生されたレーザビー
ムは駆動モータ21により回転されるポリゴンミラー22に
より回転走査され、ｆθレンズ23とミラー24，25及び26
から成る反射光学系を経て予め帯電器31により一定電位
の電荷を印加されている感光体ドラム32の感光面を走査
露光することによって原稿画像の静電潜像が形成され
る。従ってレーザビームによる主走査と感光体ドラム32
の回転に伴う副走査とにより感光体ドラム32の周面上に
原稿画像の静電潜像が形成されて行く。この潜像は現像
器33の現像スリーブ33Ａの担持するトナーによって反転
現像されてトナー画像とされる。

【００１５】一方給紙部40に装填される各給紙カセット
41からは指定のサイズの転写紙Ｐが、収納する給紙カセ
ット41の搬出ローラ41Ａの作動により搬出され、搬送ロ
ーラ43を介して画像の転写部に向け給紙される。

【００１６】給紙された転写紙Ｐはレジストローラ44に
より前述した感光体ドラム32の周面上のトナー画像にタ
イミングを調整された上で同期して転写部へと給送さ
れ、転写器34により帯電されてトナー像を転写される。

【００１７】また、トナー像の転写がなされた転写紙Ｐ
は分離器35の除電作用により感光体ドラム32の周面より
分離し、搬送ベルト36を経て定着器37に搬送され、上ロ
ーラ37Ａと下ローラ37Ｂとの挟着と加熱によりトナーを
溶着したのち搬送ローラ38を介して定着器37より排出さ
れる。

【００１８】排出された転写紙Ｐは排紙ローラ45を経て
トレイ50の上に排紙される。

【００１９】一方転写紙Ｐを分離した感光体ドラム32
は、クリーニング装置39において圧接するブレード39Ａ
により残留トナーを除去、清掃したのち再び帯電器31に
より電荷の付与を受けて次なる画像形成のプロセスに入
る。

【００２０】以上説明した画像形成装置で、実施例では
感光体ドラム32は一様帯電がなされるＯＰＣ感光体を塗
布した直径80mmのドラムで、画像形成時には線速度280m
m／secで回転する。感光体上に帯電を行う帯電器31はグ
リッド付のスコロトロン帯電器で、感光体面を−750Ｖ
の帯電電位に一様帯電を行う。レーザ書込み部20の潜像
形成を行う半導体レーザは出力波長が780nmで５ｍＷ出
力のレーザで、８Bit(φφ〜255)の256階調のレベルに
パルス幅変調を可能としている。現像剤にはポリエステ
ル系で重量平均粒径8.5μmのトナーと、フェライトに樹
脂コーティングを施した重量平均粒径60μmのキャリア
から成る２成分現像剤が用いられ、現像器33の現像スリ
ーブ33Ａはφ40mmで250rpmの回転数をもって回転し、現
像スリーブ33Ａと感光体ドラム32との間には−600Ｖの
現像バイアスが印加され、500μmの現像間隙をもって潜
像部分の反転現像が行われる。

【００２１】（実施例１）本発明の第１発明の実施例を
図２ないし図４によって説明する。

【００２２】図２は前記画像形成部30の具体的な構成を
示したもので、感光体ドラム32の回転方向（矢示）に対
し帯電器31の上流側には帯電前露光手段ＰＣＬが設置さ
れ、さらに転写器34の上流側には転写前露光手段ＰＴＬ
が配置されている。

【００２３】転写器34の上流側すなわち現像器33側はド
ラム面にスペースを設けることが比較的容易であるの
で、外径Ｄの小さい小径の感光体ドラム32を使用する装
置に対しても前記の転写前露光手段ＰＴＬの配置は充分
に可能である。

【００２４】前記の帯電前露光手段ＰＣＬおよび転写前
露光手段ＰＴＬは共に感光体ドラム32の軸方向に沿って
配列されたＬＥＤアレイから成りその点灯時期は画像形
成プロセスに対応するように制御される。

【００２５】以下、前記の帯電露光手段ＰＣＬと転写前
露光手段ＰＴＬの点灯時期の制御を図３に示すタイムチ
ャートによって説明する。

【００２６】コピースタートにより帯電器31による帯電
作用と感光体ドラム32の駆動回転ならびに帯電前露光手
段ＰＣＬによる感光体の照射が同時に開始（ＯＮ）さ
れ、画像形成に要する感光体面の帯電を終えた時点で帯
電器31による帯電作用は終了（ＯＦＦ）し、感光体ドラ
ム32はさらに１回転してその回転を終了（ＯＦＦ）し、
同時に帯電前露光手段ＰＣＬによる感光体の照射も終了
（ＯＦＦ）される。

【００２７】又、転写前露光手段ＰＴＬはコピースター
トと同時に点灯（ＯＮ）され、ドラム面に形成された画
像領域に対しては消灯（ＯＦＦ）されてその通過と同時
に再び点灯（ＯＮ）される。

【００２８】前記の転写前露光手段ＰＴＬでは帯電前露
光手段ＰＣＬに比べて帯電器31に至る迄のドラム周面上
の距離が長く再度の帯電作用を受ける迄に時間を置くこ
とが出来るので、感光体のキャリア発生層（ＣＧＬ）内
に発生したキャリアがキャリア移送層（ＣＴＬ）の表面
に移動するのに要する時間が充分に確保され、その結果
感光体の残留電位Ｖｒを図４（ａ）のグラフに示す如く
極めて小さい値に抑えることが出来る。因みに転写前露
光手段ＰＴＬを設けない場合には図４（ｂ）のグラフに
示す如く残留電位Ｖｒは比較的高い値を示している。こ
こでＶｂは白地画像（絶対濃度0.07）の感光体表面電
位、Ｖｃは帯電器による帯電電位を示す。

【００２９】さらに反転現像方式によって形成されるト
ナー画像は、転写前に画像領域に露光照射を受けると、
画像のエッジ部のトナーに移動が起こって「かすれ」や
「ぼけ」が生ずるおそれがあるとされているが、前述し
たように転写前露光手段ＰＴＬを画像領域に対しては消
灯するよう制御することによって周縁部に乱れのない画
像の転写が得られる。前記の転写前露光手段ＰＴＬの消
灯（ＯＦＦ）、点灯（ＯＮ）のタイミングは画像位置を
検知するセンサの信号に基づいて制御される。

【００３０】また、転写前露光手段ＰＴＬの消灯（ＯＦ
Ｆ）、点灯（ＯＮ）のタイミングを図３（ｂ）に示すタ
イムチャートの如く画像の非転写時に同期させてもほぼ
同様の効果が期待出来る。この場合前記のタイミングは
転写器34のＯＮおよびＯＦＦに同期して行われる。

【００３１】このように帯電前露光手段ＰＣＬと転写前
露光手段ＰＴＬの点灯時期を制御することによって感光
体の残留電位の上昇を抑制した結果、繰り返しの画像形
成によって生ずる画像濃度の低下量が、帯電前露光手段
ＰＣＬのみによる場合には５万枚のコピーで48％にも達
していたが、本発明によった場合３％程度にとどめるこ
との出来ることが確認された。

【００３２】（実施例２）本発明の第２発明の実施例を
図５ないし図７によって説明する。

【００３３】図５は前記画像形成部30の具体的な構成を
示したもので、感光体ドラム32の回転方向（矢示）に対
し帯電器31の上流側には帯電前露光手段ＰＣＬが設置さ
れ、さらにクリーニング装置39の上流側にはクリーニン
グ前露光手段ＰＢＬが配置されている。

【００３４】前記装置は周面に配置する部材が必要とす
る大きさの外径Ｄの感光体ドラム32を使用していること
から、クリーニング装置39の上流側すなわち分離器35と
の間のドラム周面にスペースを設けることが出来て前記
のクリーニング前露光手段ＰＢＬの配置は充分に可能で
ある。

【００３５】前記の帯電前露光手段ＰＣＬおよびクリー
ニング前露光手段ＰＢＬは共に感光体ドラム32の軸方向
に沿って配列されたＬＥＤアレイから成りその点灯時期
は画像形成プロセスに対応して制御される。

【００３６】以下、前記の帯電前露光手段ＰＣＬとクリ
ーニング前露光手段ＰＢＬの点灯時期の制御を図６に示
すタイムチャートによって説明する。

【００３７】コピースタートにより帯電器31による帯電
作用と感光体ドラム32の駆動回転が開始（ＯＮ）され、
同時に帯電前露光手段ＰＣＬならびにクリーニング前露
光手段ＰＢＬによる感光体の照射が開始（ＯＮ）され、
画像形成に要する感光体面の帯電を終えた時点で帯電器
31による帯電作用は終了（ＯＦＦ）し、感光体ドラム32
はさらに１回転してその回転を終了（ＯＦＦ）し、同時
に帯電前露光手段ＰＣＬとクリーニング前露光手段ＰＢ
Ｌによる感光体の各照射も終了（ＯＦＦ）される。

【００３８】クリーニング前露光手段ＰＢＬによる感光
体の照射はトナー像転写後の感光体に対して行われるの
で、トナー像に「かすれ」や「ぼけ」を生ずるおそれが
なく、また帯電器31に至る迄のドラム周面上の距離もあ
ることから感光体のキャリア発生層（ＣＧＬ）内に発生
したキャリアがキャリア移送層（ＣＴＬ）の表面に移動
するに要する時間又は光量が充分に確保され、その結果
感光体の残留電位Ｖｒを図７のグラフに示す如く極めて
小さい値に抑えることが可能となる。ここでＶｂは白地
画像（絶対濃度0.07）の感光体表面電位、Ｖｃは帯電器
による帯電電位を示す。

【００３９】さらに前記の帯電前露光手段（ＰＣＬ）、
クリーニング前露光手段（ＰＢＬ）に加えて図５におい
て破線をもって示す位置に転写前露光手段（ＰＴＬ）を
設けて感光体の残留電位の上昇をより効果的に抑制する
ことも出来る。ただしこの場合転写前露光手段（ＰＴ
Ｌ）は画像領域外もしくは画像の非転写時にのみ点灯、
照射される。

【００４０】このように帯電前露光手段ＰＣＬとクリー
ニング前露光手段ＰＢＬの点灯時期を制御することによ
って感光体の残留電位の上昇を制御した結果、繰り返し
の画像形成によって生ずる画像濃度の低下量が、帯電前
露光手段ＰＣＬのみによる場合には５万枚のコピーで48
％にも達していたが、本発明によった場合４％程度にと
どめることの出来ることが確認された。

【００４１】なお図４及び図７の各グラフに示すデータ
は、下記に示す画像形成条件によって形成された画像か
ら得られたものである。

【００４２】 感 光 体 ド ラ ム 線 速 度 ： 280mm／ｓ 感 光 体 帯 電 電 位 ： −750Ｖ 感 光 体 露 光 電 位 ： − 50Ｖ 帯 電 ト ー タ ル 電 流 ： −800μA 転 写 ト ー タ ル 電 流 ： ＋300μA 現 像 剤 （２成分） ： トナー ポリエステル系 平均粒径 8.5μm キャリア フェライトに 樹脂コーティング 平均粒径 60μm トナー濃度 ６％ 現 像 ス リ ー ブ 回 転 数 ： 250rpm 現 像 電 界 ： 550Ｖ 帯 電 前 露 光 手 段（ＰＣＬ） ： ＬＥＤ 24Ｖ 駆動 転 写 前 露 光 手 段（ＰＴＬ） ： ＬＥＤ 24Ｖ 駆動 クリーニング前露光手段（ＰＢＬ）： ＬＥＤ 24Ｖ 駆動

【００４３】

【発明の効果】本発明により、画像転写後の像担持体は
充分な除電作用によってその残留電位の上昇が極めて小
さい値に抑制され、その結果再度の帯電作用により均一
な電位を付与されてムラやかぶりのない高品質の画像を
形成することの出来る画像形成装置が提供されることと
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図。

【図２】第１発明による前記装置の要部図。

【図３】各露光手段の制御を示すタイムチャート。

【図４】第１発明による残留電位の相移を示すグラフ。

【図５】第２発明による前記装置の要部図。

【図６】各露光手段の制御を示すタイムチャート。

【図７】第２発明による残留電位の相移を示すグラフ。

【図８】残留電位の発生を示す説明図。

【符号の説明】 10 画像読取り部 20 レーザ書込み部 30 画像形成部 31 帯電器 32 感光体ドラム 33 現像器 33Ａ 現像スリーブ 34 転写器 35 分離器 39 クリーニング装置 39Ａ ブレード 40 給紙部 ＰＣＬ 帯電前露光手段 ＰＴＬ 転写前露光手段 ＰＢＬ クリーニング前露光手段 Ｐ 転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 聡 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも像担持体の周縁部に前記像担
   持体への照射を可能とした帯電前露光手段及び転写前露
   光手段を有して反転現像方式で画像形成を行う画像形成
   装置において、前記帯電前露光手段は前記像担持体の駆
   動回転中に点灯し、前記転写前露光手段は画像領域外で
   点灯あるいは非転写時に点灯することを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 少なくとも像担持体の周縁部に前記像担
   持体への照射を可能とした帯電前露光手段及びクリーニ
   ング前露光手段を有して反転現像方式で画像形成を行う
   画像形成装置において、前記帯電前露光手段及び前記ク
   リーニング前露光手段は前記像担持体の駆動回転中に点
   灯することを特徴とする画像形成装置。