(57)【要約】【課題】  像担持体の露光直前の各位置における帯電電位を均一化して、かぶりの発生を防ぐ画像形成装置を得る。【解決手段】  感光体ドラム２８は、帯電ローラ４２によって帯電され、弱全面露光装置４４によって画像露光装置４６による露光に比べて弱い光が帯電域へ照射された後、画像露光装置４６によって露光されて静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム２８の露光直前の各位置における帯電電位を均一化することができるので、かぶりの発生を防ぐことが可能となる。【選択図】      図２
2006091584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体の回転方向に対して前記帯電手段より下流側で前記露光手段より上流側に配置され、前記帯電手段により帯電された前記像担持体に前記露光手段による露光に比べて弱い光を帯電域へ照射する照射手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記照射手段が露光する光の強度は、前記露光手段が露光する光の強度に対して１／５以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を露光して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体を帯電させるために、帯電ローラが用いられるものがある（例えば、特許文献１参照）。このような帯電ローラによる帯電処理では、帯電ローラを感光体と接触させて感光体を帯電している。ここで、帯電ローラから感光体への電荷移動は、実際には、主として帯電ローラと感光体との微小空隙での放電による。
【０００３】
この従来の接触帯電方式では、高速機においてはややもすると、感光体の各位置における帯電電位が不均一となり、非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる「かぶり」の発生原因になっていた。
【特許文献１】特開平９−１８５３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、像担持体の露光直前の各位置における帯電電位を均一化して、かぶりの発生を防ぐ画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置は、トナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の回転方向に対して前記帯電手段より下流側で前記露光手段より上流側に配置され、前記帯電手段により帯電された前記像担持体に前記露光手段による露光に比べて弱い光を帯電域へ照射する照射手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の画像形成装置によれば、像担持体は、帯電手段によって帯電され、照射手段によって露光に比べて弱い光が帯電域へ照射された後、露光手段によって露光されて静電潜像が形成される。このように、帯電後で露光前に、像担持体の帯電域へ弱い光が照射されることで、像担持体の露光直前の各位置における帯電電位を均一化することができるので、非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる「かぶり」の発生を防ぐことが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置は、請求項１記載の構成において、前記照射手段が露光する光の強度は、前記露光手段が露光する光の強度に対して１／５以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の画像形成装置によれば、照射手段が露光する光の強度は、露光手段が露光する光の強度に対して１／５以下であるので、効率良く画像形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、像担持体の露光直前の各位置における帯電電位を均一化して、かぶりの発生を防ぐことができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１に示されるように、画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像をそれぞれ連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるプリント部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以下、「プリント部１２Ｙ〜１２Ｋ」という）が搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側から順に配置されている。
【００１２】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、用紙搬送部１４が設けられている。用紙搬送部１４は、連続紙Ｐが巻き掛けられるメインドライブローラ１６を備える。メインドライブローラ１６の軸方向の両端部は、用紙搬送フレーム１８に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。メインドライブローラ１６には、アイドルローラ１９Ｄが当接しており、連続紙Ｐをメインドライブローラ１６とアイドルローラ１９Ｄとのニップ部に挟んでプリント部１２Ｙ〜１２Ｋに向けて搬送するようになっている。なお、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側には、アイドルローラ１９Ａ、１９Ｂ、アライニングローラ１７が配設され、メインドライブローラ１６の搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、アイドルローラ１９Ｃが配設されている。
【００１３】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋの搬送方向（矢印Ｔ方向）下流側には、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させる定着部２０、定着部２０を通過した連続紙Ｐを排紙する排紙部２６が設けられている。
【００１４】
定着部２０は、アイドルローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、フラッシュ定着装置２２、排紙ローラ２３が配設されており、これらは、搬送方向と直交する方向の両端部を定着フレーム２４に支持されている。ここで、フラッシュ定着装置２２は、プリント部１２Ｙ〜１２Ｋで転写された未定着トナー画像を連続紙Ｐに定着させるようになっている。
【００１５】
排紙部２６は、複数のローラ等からなる張力付与機構２５を備えており、張力付与機構２５の各部材は、搬送方向と直交する方向の両端部を直接、又は支持部材等を介して排紙フレーム２７に支持されている。
【００１６】
プリント部１２Ｙ〜１２Ｋは、像担持体としての感光体ドラム２８を備え、この感光体ドラム２８にトナー画像が形成される。感光体ドラム２８は、プラス帯電に光導電性を有するアモルファスシリコン感光体ドラムとされる。図２に示されるように、感光体ドラム２８は、回転支軸２８Ａを軸として回転可能とされており、図示しないモータにより図２の反時計回り方向（矢印Ｒ方向）へ回転するようになっている。
【００１７】
感光体ドラム２８の回りには、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）の順に、転写ローラ３０、クリーナ４０、帯電ローラ４２、弱全面露光装置４４、画像露光装置４６、現像装置４８が配置されている。
【００１８】
図１に示されるように、感光体ドラム２８の上方には、転写手段としての転写ローラ３０が設けられる。転写ローラ３０は、軸受を介して図示しない転写フレームに回転可能に支持されており、この転写フレームは、プリントフレーム３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋ（以下、「プリントフレーム３８Ｙ〜３８Ｋ」という）に支持されている。転写ローラ３０は、感光体ドラム２８の上面に当接し、感光体ドラム２８と共に連続紙Ｐを挟持搬送して感光体ドラム２８上に形成されたトナー画像を連続紙Ｐに転写させるようになっている。転写ローラ３０よりも搬送方向（矢印Ｔ方向）上流側及び下流側には、ガイドローラ３２が配置される。
【００１９】
図２に示されるように、感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して転写ローラ３０より上流側には、現像装置４８が配置される。現像装置４８は、現像器カートリッジ５０を備えており、この現像器カートリッジ５０内にトナーとキャリアとで構成される２成分トナーが充填されている。現像器カートリッジ５０内には、２本の攪拌スクリュー５２が設けられ、攪拌スクリュー５２は、現像器カートリッジ５０内に充填されたトナーとキャリアを攪拌して帯電させ、かつ、ムラ無く混合するようになっている。
【００２０】
また、現像装置４８は、搬送マグネットローラ５４及び現像マグネットローラ５６を備え、いずれも感光体ドラム２８と軸平行に配置される。現像マグネットローラ５６は、３本設けられ、感光体ドラム２８に当接する位置に配置されて＋３５０Ｖの現像バイアスが印加されるようになっている。搬送マグネットローラ５４は、トナーとキャリアとで構成される２成分トナーを３本の現像マグネットローラ５６に搬送するようになっている。これらにより、現像装置４８は、感光体ドラム２８に形成された潜像上にトナーを付着させてトナー画像を形成する。
【００２１】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、転写ローラ３０より下流側には、クリーナ４０が配置されており、このクリーナ４０は、感光体ドラム２８の未転写残留トナーを除去するようになっている。
【００２２】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、クリーナ４０より下流側には、接触帯電手段としての帯電ローラ４２が配置される。帯電ローラ４２は、感光体ドラム２８と軸平行であり、感光体ドラム２８と接触可能な位置にあって回転可能とされる。
【００２３】
この帯電ローラ４２は、導電性のローラであって金属製の芯金が合成樹脂製の弾性層によって被覆されており、芯金には図示しない電源により正極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、本実施形態では、帯電ローラ４２は、感光体ドラム２８を＋７５０Ｖに帯電させる。なお、帯電ローラ４２から感光体ドラム２８への電荷移動は、主として帯電ローラ４２と感光体ドラム２８との微小空隙での放電による。
【００２４】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して、帯電ローラ４２及び弱全面露光装置４４より下流側には、露光手段としての画像露光装置４６が配置される。画像露光装置４６は、ＬＥＤ光等の光線４６Ｌを出射することで、感光体ドラム２８の感光層に光像を照射し、これにより、帯電ローラ４２により帯電された感光体ドラム２８を露光して静電潜像を形成するようになっている。ここで、本実施形態では、ＬＥＤ光等によって、感光体ドラム２８の表面電位が＋１００Ｖに減衰されている。
【００２５】
感光体ドラム２８の回転方向（矢印Ｒ方向）に対して帯電ローラ４２より下流側で画像露光装置４６より上流側には、照射手段としての弱全面露光装置４４が配置される。弱全面露光装置４４は、帯電ローラ４２により帯電された感光体ドラム２８に画像露光装置４６による露光に比べて弱い光を帯電域（帯電ローラ４２により帯電された領域）へ照射するようになっている。（なお、図２において、弱全面露光装置４４による光線を４４Ｌで示す。）
図３には、弱全面露光装置４４の構成が示されている。図３に示されるように、弱全面露光装置４４には、複数（本実施形態では１０６個）のＬＥＤランプ（ＢＲ１１０３Ｗスタンレー社製）４４Ａが感光体ドラム２８（図２参照）の軸心方向に平行な方向に沿って並設されている。
【００２６】
図２に示される弱全面露光装置４４による照射時の光強度は、画像露光装置４６による露光に比べて１／５以下の光量、より望ましくは１／１０以下の光量となるように設定される。弱全面露光装置４４による帯電域への弱い光の照射により、感光体ドラム２８が導電性になって感光体ドラム２８の表面（照射部分）における帯電電荷が感光体ドラム２８中にリークすることになり、本実施形態では、感光体ドラム２８の表面電位が＋６５０Ｖに減衰される。ここで、感光体ドラム２８の表面にて帯電電位が高かった部分は、帯電電位が低かった部分に比べて光感度及び光移動度が大きく感光体ドラム２８中に電荷がリークしやすいため（電荷減衰が早いため）、感光体ドラム２８の軸方向に沿った露光直前の各位置における帯電電位が均一化される。
【００２７】
なお、弱全面露光装置４４による発光波長は、本実施形態では、７２０ｎｍ程度とされるが、使用される感光体ドラムによって適宜選択することが好ましい。例えば、ＯＰＣ系の感光体ドラムの場合は、アモルファスシリコン感光体ドラムとほぼ同様でよいが、セレン系の感光体ドラムの場合には、アモルファスシリコン感光体ドラムの場合に比べてやや低くするのがよい。
【００２８】
また、弱全面露光装置４４の光量を１／５より大きくすると、感光体ドラム２８の表面電位の減衰が大きくなり、画像露光装置４６の効率が悪くなるとともに、得られるトナー像の品質にも悪い影響を及ぼす。
【００２９】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
【００３０】
図１に示されるように、連続紙Ｐは、用紙搬送部１４からプリント部１２Ｙ〜１２Ｋへ搬送され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が転写される。このときの各プリント部１２Ｙ〜１２Ｋにおける作用は、ほぼ同様であるので、これらをまとめて以下により説明する。
【００３１】
図２に示される感光体ドラム２８は、クリーナ４０によって未転写残留トナーを除去された後、帯電ローラ４２によって＋７５０Ｖに帯電される。帯電された感光体ドラム２８の帯電域へは、弱全面露光装置４４によって露光に比べて弱い光が照射される。これによって、感光体ドラム２８が導電性になり、感光体ドラム２８の表面（照射部分）における帯電電荷が感光体ドラム２８中にリークする。このため、本実施形態では、感光体ドラム２８の表面電位が＋６５０Ｖに減衰される。ここで、感光体ドラム２８の表面にて帯電電位が高かった部分は、帯電電位が低かった部分に比べて光感度及び光移動度が大きく感光体ドラム２８中に電荷がリークしやすいため（電荷減衰が早いため）、感光体ドラム２８の軸方向に沿った露光直前の各位置における帯電電位が均一化される。
【００３２】
帯電電位が均一化された感光体ドラム２８は、画像露光装置４６によって露光されて静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム２８は、＋３５０Ｖの現像バイアスが印加された現像マグネットローラ５６と接触し、現像装置４８の現像器カートリッジ５０内に充填されるトナーが付着されることで、現像される。
【００３３】
現像された感光体ドラム２８は、転写ローラ３０によって、図１に示される連続紙Ｐに転写される。各色のトナー画像が転写された連続紙Ｐは、フラッシュ定着装置２２によって定着されて排出される。
【００３４】
このように、帯電後で露光前に、感光体ドラム２８の帯電域へ弱い光が照射されることで、感光体ドラム２８の軸方向に沿った露光直前の各位置における帯電電位を均一化することができるので、現像段階において、非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる「かぶり」の発生を防ぐことが可能となる。
【００３５】
ここで、かぶりの発生を防げることで、コロナ帯電器に比べて帯電能力が高いという帯電ローラ４２の特性を生かして、帯電ローラ４２を高速プリンタへ適用しても、良好な画像が得られる。
【００３６】
また、大型であるコロナ帯電器に比べて、帯電電位が不均一になりやすい小型の帯電ローラ４２を適用しても、帯電電位を均一化できることで、画像形成装置の小型化も可能となる。
【００３７】
さらに、帯電電位を均一化できることで、帯電ローラ４２のような接触帯電器を適用すれば、コロナ帯電器を適用する場合に比べて、帯電時におけるオゾン発生を抑えることができる。
（試験例）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る画像形成装置（以下、実施例という）と、比較例に係る画像形成装置（以下、比較例という）との比較試験を行った。
【００３８】
実施例は、接触帯電手段として、上記実施形態における帯電ローラ４２の代わりに導電性ブラシを用いた。他の構成は、上記実施形態と同様の構成である。
【００３９】
比較例は、照射手段としての弱全面露光装置を配置しない構成とした。他の構成は、実施例と同様の構成である。
【００４０】
比較試験では、実施例及び比較例について画像形成処理を行い、感光体ドラムの軸方向に沿った露光直前の各位置における帯電電位を表面電位計で測定した。ここで、表面電位計は、トレック製の測定スポット径が１ｍｍであり、感光体ドラムから上方５ｍｍ程度離れた位置でスキャンした。プロッタで描いた測定結果のグラフを図４に示す。図４において、横軸は、感光体ドラムの軸方向に沿った露光直前の位置を示し、縦軸は、各位置における正の帯電電位を示す。
＜評価＞
図４（Ａ）に示されるように、比較例では、感光体ドラムの軸方向に沿った各位置における帯電電位がかなり不均一である。一方、図４（Ｂ）に示されるように、実施例では、感光体ドラムの軸方向に沿った各位置における帯電電位が均一化されている。
【００４１】
このことから、感光体ドラムの回転方向に対して導電性ブラシ（帯電手段）より下流側で画像露光装置（露光手段）より上流側に弱全面露光装置（照射手段）を配置し、導電性ブラシにより帯電された感光体ドラムに対して弱全面露光装置が画像露光装置による露光に比べて弱い光を帯電域へ照射することで、感光体ドラムの露光直前の各位置における帯電電位を均一化できることが確認された。
【００４２】
なお、実施例及び比較例について、磁気ブラシ現像器を適用して現像したところ、比較例では、かぶりが発生したが、実施例では、かぶりのない画像を得られることが確認できた。
【００４３】
なお、上記実施形態では、像担持体として感光体ドラムを用いた場合を例に挙げて説明したが、像担持体は、トナー画像が形成されるものであればよく、例えば、感光体ベルト等でもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、帯電手段として帯電ローラ４２を用いた場合について説明したが、帯電手段は、像担持体を帯電させることができるものであればよく、他の接触帯電器（例えば、実施例のような導電性ブラシ等）やコロナ帯電器（例えば、コロトロン、スコロトロン等）を適用してもよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態では、画像形成装置として、連続紙Ｐにトナー画像を転写するプリンタ１０を例に挙げて具体的に説明したが、連続紙Ｐ以外のカット紙等の被転写材にトナー画像を転写する画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態におけるカラーレーザープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるカラーレーザープリンタのプリント部の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における弱全面露光装置の構成を示す図である。図３（Ａ）は、弱全面露光装置の正面図である。図３（Ｂ）は、弱全面露光装置の側面図である。
【図４】試験例において、感光体の各位置における帯電電位を示すグラフである。図４（Ａ）は、比較例を示すグラフである。図４（Ｂ）は、実施例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０    カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
２８    感光体ドラム（像担持体）
４２    帯電ローラ（帯電手段）
４４    弱全面露光装置（照射手段）
４６    画像露光装置（露光手段）
Ｒ      感光体ドラムの回転方向（像担持体の回転方向）
【図１】
2006091584.tif 000003
【図２】
2006091584.tif 000004
【図３】
2006091584.tif 000005
【図４】
2006091584.tif 000006