JPH11202641A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、転写時に像担持体上
の転写媒体後端に対応する領域が正規の極性と逆極性に
帯電しないようにして、像担持体上の転写媒体後端対応
領域にメモリが発生することを防止すると共に、像担持
体の疲労を抑える。 【解決手段】 転写前チャージャ４により感光体１上の
転写材後端に対応する領域に与える電位を高める。これ
により、転写時に感光体１が転写チャージャ５１より帯
電チャージャ２の極性と逆極性の電荷を与えられても、
感光体１上の転写材後端対応領域が帯電チャージャ２の
極性と逆極性に帯電されることがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
わり、特に、電子写真方式により形成されたトナー像を
転写媒体上に転写して画像を形成する画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真方式により形成され
たトナー像を転写媒体上に転写して画像を形成する画像
形成装置において、像担持体（感光体）の露光部の静電
潜像に像担持体の表面電荷と同じ帯電極性のトナーを付
着させて現像する反転現像方式のものが知られている。
この反転現像方式の画像形成装置では、トナー像転写時
に転写チャージャにより像担持上の転写媒体に与えられ
る電荷の極性が、像担持体自体の帯電極性と逆極性とな
るため、像担持体自体が本来の帯電極性と逆極性に帯電
する可能性がある。

【０００３】ところが、像担持体は一方の極性（積層型
ＯＰＣの場合、負極性）にしか光感度を有さず、作像工
程終了後の光除電処理においても、一方の極性の除電し
か行わないため、像担持体が本来の帯電極性と逆極性に
帯電した場合に光除電することができない。このため、
次回の帯電工程後においても、像担持体上の逆極性に帯
電した部分の電位が他の部分の電位より低くなって、電
位むらが生じ、像担持体上にメモリ（像）が発生する場
合がある。特に、転写媒体後端は転写時に電界が集中し
やすいため、像担持体上の転写媒体後端に該当する部分
が逆極性に帯電しやすい。このため、次回の作像工程で
は、転写媒体後端の部分が黒筋となって現れ、印字品位
を落としてしまう。この現象は、転写媒体後端の部分の
画像が中間調画像である場合には顕著である。

【０００４】そこで、トナー像の転写後、次回の帯電を
行う前に、転写の際に逆極性に帯電した像担持体の電荷
を除電する除電チャージャを設け、この除電チャージャ
による像担持体への出力電流を画像後端に相当する部分
のみ強くするようにしたものがある（例えば、米国特許
第5,049,934 号明細書参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような転写後に除電チャージャによる除電を行う画像形
成装置では、像担持体が、転写チャージャからの電荷を
受けて一旦逆極性に帯電してしまう。像担持体の逆極性
に帯電した部分の次回作像工程における帯電電位低下
は、ただ単に、その部分が逆極性に帯電しているからと
いうだけではなくて、像担持体が逆極性に帯電した時に
像担持体表面から内部に電荷が注入され、次回の作像工
程で像担持体が正規の極性に帯電された時にその注入電
荷が吐き出されて、正規の極性の帯電電位がキャンセル
されるためである。この問題を解決するためには、転写
で一旦逆極性電荷が注入された像担持体の電荷を短時間
（次の帯電工程までの時間）で十分に吐き出させる必要
があるが、そのためには、かなり強い正規の極性の帯電
が必要となる。

【０００６】ところが、除電チャージャで強い帯電を行
なうと、像担持体が疲労しやすくなるので、像担持体の
寿命が短くなる。また、像担持体上に転写後の残留トナ
ーがある状態で強い帯電を行なうと、残留トナーの電荷
が大きくなり、残留トナーの像担持体への付着力が大き
くなるので、後の清掃工程で残留トナーの清掃が不充分
になって、ふき残しが生じたり、クリーニングブレード
の寿命が短くなったり、像担持体に残留トナー成分が融
着して画像ノイズを引き起こしたりする。このため、上
記の画像形成装置では、像担持体の転写媒体後端に対応
した部分にのみ強帯電の除電を行なうようにしている
が、この場合でも、転写媒体後端対応部分について除電
を行うための帯電電位は他の部分に比べてかなり高くす
る必要があるため、その領域の光疲労が像担持体上の他
の部分に比べて大きくなり、次回以降の作像工程でその
領域に帯電ムラが生じてしまう。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、転写時に像担持体上の転写媒体
後端に対応する領域が正規の極性と逆極性に帯電しない
ようにすることができるようにして、像担持体上の転写
媒体の後端対応領域にメモリが発生することを防ぐこと
ができると共に、像担持体の疲労を抑えることができる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電子写真方式により形成されたトナー像を
転写媒体上に転写して画像を形成する画像形成装置にお
いて、形成する画像の静電潜像を担持する像担持体と、
像担持体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電手
段によって帯電された像担持体に静電潜像を形成する静
電潜像形成手段と、静電潜像形成手段によって形成され
た静電潜像を帯電手段の極性と同極性のトナーで現像す
る現像手段と、像担持体上のトナー像を転写媒体上に転
写するために転写媒体に帯電手段の極性と逆極性の電荷
を与える転写手段と、像担持体上の現像領域と転写領域
との間で像担持体上のトナー像を荷電する荷電手段とを
備え、荷電手段の出力を、少なくとも像担持体上の転写
媒体の後端近傍に対応する領域で切り替えるようにした
ものである。

【０００９】上記構成においては、転写手段が像担持体
上の転写媒体に帯電手段の極性と逆極性の電荷を与える
前に、荷電手段によって像担持体上の転写媒体の後端近
傍に対応する領域の電位を調整することができる。従っ
て、転写前に荷電手段が像担持体上の転写媒体の後端対
応領域に与える電位を高めるようにすることにより、転
写時に像担持体が帯電手段の極性と逆極性の電荷を受け
ても、像担持体の後端対応領域が帯電手段の極性と逆極
性に帯電しないようにすることができるので、この部分
にメモリが発生することを防ぐことができる。また、こ
の場合に荷電手段が像担持体に与える電荷量は、転写で
一旦逆極性電荷が注入された像担持体の電荷を吐き出さ
せるために必要な電荷量と比べて少なくて済むので、像
担持体の転写媒体後端対応領域の疲労を抑えることがで
きる。

【００１０】また、荷電手段の出力は、帯電手段による
所定の極性又はこの極性成分を多く有し、転写媒体の後
端近傍に対応する領域を荷電させるための出力は、他の
領域のそれに比べて所定の極性成分を多く含むようにす
ることができる。これにより、転写前に荷電手段が像担
持体上の転写媒体後端対応領域に与える電位を確実に高
めることができるようになるので、転写時に像担持体が
帯電手段の極性と逆極性の電荷を受けても、像担持体上
の転写媒体後端対応領域が帯電手段の極性と逆極性に帯
電しないようにすることができる。

【００１１】また、荷電手段は、制御電極を有するスコ
ロトロン帯電器であり、この制御電極に印加する電圧を
可変とすることにより、荷電手段の出力を切り替えるよ
うにすることができる。これにより、荷電手段の出力を
像担持体上の転写媒体の後端近傍に対応する領域で切り
替えて、転写前に荷電手段が像担持体上の転写媒体後端
対応領域に与える電位を確実に高めることができるよう
になるので、転写時に像担持体が帯電手段の極性と逆極
性の電荷を受けても、像担持体上の転写媒体後端対応領
域が帯電手段の極性と逆極性に帯電しないようにするこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
画像形成装置について図面を参照して説明する。本実施
形態によるカラー電子写真装置（以下、電子写真装置と
略す）は、イメージリーダ等で取り込んだ画像情報やパ
ソコン等外部に接続された機器から取り込んだプリント
情報をもとに作像を行なう。この電子写真装置では、４
回転写方式が用いられており、装置本体に取り込んだ画
像情報をシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）及び黒（Ｋ）に色分解して電子写真プロセスによ
り各色成分ごとに形成したトナー像を、順次、紙などの
転写材（転写媒体）に転写して４色画像を転写材上に重
ね合わせた後、転写材上の画像を定着させて画像形成を
行う。

【００１３】図１は本実施形態による電子写真装置の概
略構成を示す断面図である。この電子写真装置は、感光
体１と転写ドラム５を備えており、この感光体１の周囲
には、帯電チャージャ２、４色の現像器３１乃至３４、
転写前チャージャ４、清掃ユニット６及び光除電器７が
順に配置されている。また、転写ドラム５の周囲には、
吸着チャージャ５２、転写材の位置検出用のフォトカプ
ラ５５ａ，５５ｂ、転写チャージャ５１、分離チャージ
ャ５３，５４が順に配されている。感光体１は、アルミ
ニウム等の導電性基板上に電荷発生層（ＣＧＬ）および
電荷輸送層（ＣＴＬ）からなる有機感光層を順次塗布し
て形成したもので、矢印Ａ方向に回転する。感光体１
は、まず帯電チャージャ２（ＤＣスコロトロン）にて負
極性の所定電位に一様に帯電される。この後、不図示の
レーザ光学系を用いた矢印Ｂに示される露光により、色
分解された画像情報のうち、シアンの画像情報に基づい
た静電潜像が感光体１上に形成される。この静電潜像
は、現像器３１により負極性に摩擦帯電されたシアント
ナーを用いて顕像化（反転現像）される。すなわち、こ
の電子写真装置は、感光体１の露光部の静電潜像に感光
体１の表面電荷と同じ帯電極性のトナーを付着させて現
像する反転現像方式を用いている。

【００１４】一方、転写チャージャ５１側では、転写材
１２が、不図示の給紙搬送装置によって転写ドラム５に
送られ（矢印Ｃ方向）、吸着チャージャ５２により転写
ドラム５の転写フィルムに静電吸着されて保持される。
その後、ＤＣコロトロンを用いた転写チャージャ５１に
より、トナーの帯電極性とは逆の正極性の転写電荷が転
写フィルムを介して転写材１２の裏面に与えられる。転
写ドラム５と感光体１は正確に同期しており、転写チャ
ージャ５１の転写電荷による静電気力によって、感光体
１上のトナー像が、転写ドラム５に吸着された転写材１
２に転写される。転写工程後の感光体１上には、トナー
が残留することがあるが、この残留トナーを清掃ユニッ
ト６のクリーニングブレード６ａが掻き落として感光体
１をクリーニングする。そして、感光体１は、光除電器
７によって除電された後に、次の帯電工程に入る。この
ようにして、感光体１により転写材１２上にシアンのト
ナー像を形成した後に、順次、マゼンタ、イエロー、黒
の各色のトナー像の作像を行なう。これら各色のトナー
像毎に現像器３２〜３４が順次用いられ、上記と同じ工
程が繰り返される。

【００１５】このようなシアン、マゼンタ、イエロー及
び黒（ＣＭＹＫ）のトナー像の重ね合わせを精度よく行
なうために、一般に転写ドラム５の円周長は、感光体１
のドラムの円周長の整数倍となっており、転写ドラム５
の直径を感光体１のドラムの直径の２倍に設計すること
が多い。この時、各色の画像形成は、感光体１の２回転
周期で実行されることになる。ＣＭＹＫのトナー像が重
ね合わされた転写材１２は、分離チャージャ５３、５４
により除電されて転写フィルムから分離され、搬送装置
によって不図示の定着器に送られる（矢印Ｄ方向）。そ
して、この転写材１２は、定着器によるトナー像の熱定
着処理を終えた後、機外に排出される。一方、感光体１
側では、クリーニングブレード６ａによる残留トナーの
清掃処理と光除電器７による光除電処理を行った後に、
複写工程を終了する。

【００１６】ところで、この電子写真装置のように反転
現像方式を用いた場合、転写チャージャ５１は、正極性
の電荷を転写材１２に与える。この転写電荷により、感
光体１は、正極性に帯電する。一般的に、感光体上の転
写材のない領域は、転写材のある領域に比べて正に帯電
しやすい。特に、転写材の後端部分は電界が集中しやす
いために、感光体上の転写材後端に対応する領域は正に
帯電しやすい。また、転写チャージャ５１による転写材
１２の後端部分への帯電が、転写材１２が不図示の接地
されたガイド板から外れた状態で行われるため、転写材
１２の後端部分の表面電気抵抗が大きくなり、感光体１
のこの部分の帯電が大きくなる。一方、感光体１が負極
性のみにしか光感度を持たないため、後の光除電工程に
おいても負電荷の除電のみが行われる。従って、この光
除電工程で感光体１に帯電した正電荷を除電することは
できない。

【００１７】次に、感光体１が正極性に帯電され、感光
体１の表面よりホール（正孔）が注入された場合の問題
について説明する。この注入されたホールを吐き出させ
るためには、感光体１の表面電荷が負になる向きに電界
をかける必要がある。次回の帯電工程では、帯電チャー
ジャ２により負極性の電界がかけられるため、転写工程
時に感光体１に注入されたホールが吐き出される。この
ため、感光体１上のこの部分の電位が低下して、メモリ
が発生する。この転写工程で注入されたホールを次の帯
電工程までに十分吐き出すことがメモリ防止に有効であ
る。一旦注入されたホールを除電するためには、感光体
１の周囲に新たに除電チャージャ（図示なし）を設け
て、この除電チャージャを用いて転写工程後の感光体１
にかなりの高い負帯電（−１０００ｖ以上）を行なった
後に、ある程度強い光量（２〜３ｌｕｘ・ｓｅｃ以上）
で光除電を行なわなければならない。なお、この場合の
除電チャージャの「除電」は、転写による逆帯電を除電
するという意味で、実際には帯電チャージャ２と同極性
の帯電を表す。帯電に対し同極性の帯電を行なうという
観点から「前帯電」と呼んでもよい。また、この工程を
効果的に行なうためには、直流（ＤＣ）帯電が望まし
い。

【００１８】しかしながら、この方式を感光体１の全周
で行なった場合には、上述したように転写工程後の負帯
電−除電プロセスにおける負帯電の電位が高くなり、ま
た、感光体１が１周する間に帯電−除電プロセスが２回
行なわれることになるため、感光体１の疲労が激しくな
り、この疲労が蓄積して感光体１の寿命を短くしてしま
う。これを避けるため、感光体１上で最もメモリの発生
しやすい転写材１２の後端に該当する部分に対しての
み、除電工程の負極性帯電電位を高くしたとしても、こ
の部分の帯電電位についてはかなり高くせざるを得ない
ので、感光体１のこの部分の疲労が激しくなり、この部
分のＤＤＲ（Dark Decay Ratio：暗減衰率）が増加して
次工程で電位ムラが生じてしまう。さらに、この転写後
の帯電−除電プロセスによる除電は、次の帯電工程まで
の時間が大きいほど効果的であるため、除電チャージャ
を転写直後に置くのが有効であるが、転写直後は感光体
１上に転写残トナーが有るため、この時点で除電チャー
ジャによる負帯電を行うと、トナーの帯電量が増加して
感光体１への付着力が強まる。このため、次の清掃工程
での負荷が大きくなるので、ふき残しが発生したり、ク
リーニングブレード６ａの寿命を短くしたり、はなはだ
しい場合には、感光体１上にトナー成分が融着して画像
ノイズが発生したりしてしまう。

【００１９】この問題を解決するためには、転写工程で
の帯電により感光体１が逆（正）極性に帯電するのを防
止すればよい。このために、現像後転写前に、帯電と同
じ負極性に再帯電する手段を設けることにより、事前に
感光体１の表面電位を高めることが有効である。上述し
た本実施形態においては、転写前の感光体１の表面電位
を高めることができるようになっている。具体的には、
感光体１としてＣＴＬ膜厚が２５μｍの有機感光体を用
い、帯電チャージャ２のグリッド電位として−４００Ｖ
を印加することにより、帯電工程で感光体１を略−４０
０Ｖに一様に帯電する。その後、現像器３１乃至３４の
現像電極（スリーブローラ）に−３００Ｖ（これに交流
（ＡＣ）を重畳するのが望ましい）のバイアス電圧を印
加した状態で現像を行なう。その後、転写前チャージャ
４を用いて、負極性の帯電を行なう。転写前チャージャ
４としては、ＤＣスコロトロンチャージャが用いられ
る。下記の表１は、転写前チャージャ４の出力電圧（Ｖ
ｇ）とメモリの発生結果を示す。この場合の転写チャー
ジャ５１（ＤＣコロトロン）の転写出力は、＋５ＫＶで
ある。

【００２０】

【表１】 ○：メモリなし △：メモリほぼなし ×：メモリ発生

【００２１】上記の表１に示されるように、転写前チャ
ージャ４による転写前の負極性帯電により、感光体１の
表面電位は高くなるため、その後の転写工程での転写帯
電でも、感光体１が正極性に帯電しにくくなる。この結
果、転写後のメモリ発生を抑制できる。この効果は、転
写前チャージャ４による負極性帯電が高ければ高いほど
有効である。しかしながら、転写前チャージャ４による
負極性の帯電は、感光体１のみならず感光体１上の負帯
電のトナー像の帯電量を増加させる効果もあるので、転
写出力電圧が同じままであると、転写工程での転写効率
を下げてしまう。従って、転写出力を上げることが必要
となるが、転写出力を上げると、感光体１が逆極性に帯
電してしまい、メモリが発生するといった悪循環が生じ
る。また、感光体１を過剰に高い電位に帯電すると、感
光体１に疲労が蓄積し、結果として感光体１の寿命が短
くなるという問題も発生する。

【００２２】これらの問題を解決するために、転写帯電
が集中する感光体１上の転写材後端対応領域に対する出
力のみを高くする。図２は、転写前チャージャ４の動作
シーケンスを示す図である。図に示されるように、感光
体１上の通常の画像領域に対応する領域（転写材１２の
ある領域）については、現像バイアスレベル（ＤＣレベ
ル−３００Ｖ）程度の電圧を転写前チャージャ４のグリ
ッド４ａに印加する。その後、感光体１上の転写材後端
対応領域が転写前チャージャ４に達したとき、転写前チ
ャージャ４のグリッド電圧を帯電チャージャ２のグリッ
ド電圧以上の電圧（ＤＣレベル−５００Ｖ）に切り替え
る。この領域は、転写材１２の後端を中心に±１０ｍｍ
（望ましくは±３ｍｍ）程度あればよい。この領域にト
ナー像が形成されていることは少ないので、この領域に
対する負極性帯電を高めても、転写効率の低下を意識す
る必要はない。また、転写材１２の後端の検出は、フォ
トセンサで転写搬送経路上又は転写ドラム５に吸着した
状態の転写材１２を検出することにより行ってもよい
し、潜像を形成する際の感光体１上の転写材後端に対応
する位置に基づいて行ってもよい。

【００２３】本発明は、上記実施形態に限られるもので
はなく、様々な変形が可能である。例えば、転写前チャ
ージャとしては、コロトロン又はスコロトロンチャージ
ャーのどちらでも良い。出力は、ＤＣ・ＡＣ・ＤＣ＋Ａ
Ｃ・振動電位のいずれでも良い。転写前チャージャとし
てＤＣを重畳したＡＣコロトロンを用いる場合には、重
畳するＤＣの出力レベルを変化させることにより、転写
前チャージャの出力電圧を切り替えればよい。また、上
記実施形態では、一つの感光体を用いた４回転写方式の
カラーシステムの場合について説明したが、複数の感光
体を並べたタンデム型システムや通常の単色（モノク
ロ）電子写真装置においても同様の効果が期待できる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、転写前
に、荷電手段によって像担持体上の転写媒体の後端近傍
に対応する領域の電位を高めることができるので、像担
持体が転写時に帯電手段の極性と逆極性の出力を受けて
も、逆極性に帯電することがなくなる。これにより、像
担持体上の転写媒体後端対応領域にメモリが発生するこ
とを防ぐことができる。また、転写で逆極性電荷が注入
された像担持体の電荷を転写後に吐き出させるために電
荷を与えるのとは異なり、像担持体が逆極性電位に帯電
するのを防止するために転写前に電荷を与えるので、さ
ほど高い電位に帯電する必要がなく、少ない電荷量で済
み、像担持体の部分疲労を抑えることができる。従って
また、次回以降の作像工程で像担持体上に電位ムラが生
じることもなくなり、しかも、全体として像担持体の疲
労を少なくすることができるため、像担持体を長期に安
定して用いることができ、像担持体の寿命が長くなる。

【００２５】また、転写媒体の後端近傍に対応する領域
を荷電させるための出力を、他の領域に比べて帯電手段
の極性成分を多く含むようにすることにより、転写前に
像担持体上の転写媒体後端対応領域に与える電位を確実
に高めることができ、像担持体上のこの領域が転写時に
逆極性に帯電するのを防ぐことができる。

【００２６】また、荷電手段の制御電極に印加する電圧
を変化させて荷電手段の出力を像担持体上の転写媒体の
後端近傍に対応する領域で切り替えることにより、像担
持体上の転写媒体後端対応領域の電位を確実に高めるこ
とができ、上記と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電子写真装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２】転写前チャージャの動作シーケンスを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体） ２ 帯電チャージャ（帯電手段） ４ 転写前チャージャ（荷電手段） ３１ 現像器（現像手段） ３２ 現像器（現像手段） ３３ 現像器（現像手段） ３４ 現像器（現像手段） ５１ 転写チャージャ（転写手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 太 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 中神 康宏 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式により形成されたトナー像
   を転写媒体上に転写して画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 形成する画像の静電潜像を担持する像担持体と、 前記像担持体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、 前記帯電手段によって帯電された前記像担持体に静電潜
   像を形成する静電潜像形成手段と、 前記静電潜像形成手段によって形成された静電潜像を前
   記帯電手段の極性と同極性のトナーで現像する現像手段
   と、 前記像担持体上のトナー像を転写媒体上に転写するため
   に転写媒体に前記帯電手段の極性と逆極性の電荷を与え
   る転写手段と、 前記像担持体上の現像領域と転写領域との間で前記像担
   持体上のトナー像を荷電する荷電手段とを備え、 前記荷電手段の出力を、少なくとも前記像担持体上の前
   記転写媒体の後端近傍に対応する領域で切り替えるよう
   にしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記荷電手段の出力は、前記帯電手段に
   よる所定の極性又はこの極性成分を多く有し、前記転写
   媒体の後端近傍に対応する領域を荷電させるための出力
   は、他の領域のそれに比べて前記所定の極性成分を多く
   含むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記荷電手段は、制御電極を有するスコ
   ロトロン帯電器であり、この制御電極に印加する電圧を
   可変とすることにより、該荷電手段の出力を切り替える
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の画像形成装置。