(57)【要約】【課題】  正規の画像形成動作直前の帯電前電位として、充分な電位コントラストを確保し、帯電ムラを発生させること無く、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  正規の画像形成を行う感光ドラム上での領域Ｉの直前の非画像形成領域に、転写部材に電圧を印加させないで、画像形成領域で印加される正規の帯電電圧よりも絶対値で低い帯電電圧を印加する領域ＩＩを設け、さらに領域ＩＩが、感光ドラム１周を超過する場合には、１周を超過した分だけ領域ＩＩの直前に、領域ＩＩの表面電位よりも絶対値で低い表面電位となるような領域ＩＩＩを設ける。【選択図】  図２
2006003886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体と接触し交流電圧なしの直流電圧を印加することで、前記像担持体表面を放電を用いて帯電する帯電部材と、
前記像担持体表面に現像されたトナー像を被転写材に転写する転写部材とを有する画像形成装置であって、
前記帯電部材により帯電された後の領域であって、トナー像が形成され画像形成領域となる領域Ｉ、前記像担持体の回転に対して前記領域Ｉの１周前の非画像形成領域であって、前記像担持体上で前記領域Ｉと対応する領域を領域ＩＩとした時、
帯電部材は、前記領域Ｉと前記領域ＩＩが所定の電位差を有するように、帯電部材が前記領域Ｉの電位を形成する際と、帯電部材が前記領域ＩＩの電位を形成する際とで、異なる帯電電圧を印加され、
前記領域ＩＩが、転写位置にある際は前記転写部材に電圧を印加されないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の回転に対して前記領域ＩＩの１周以上前の非画像形成領域であって、前記像担持体上で領域ＩＩと対応する領域を領域ＩＩＩとした時、
前記帯電部材又は前記転写部材は、前記領域ＩＩの電位と前記領域ＩＩＩの電位が前記所定の電位差を有するように電圧を印加されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の電位を変更する電位変更装置を有し、
前記像担持体の回転に対して前記領域ＩＩの１周以上前の非画像形成領域であって、前記像担持体上で領域ＩＩと対応する領域を領域ＩＩＩとした時、
前記電位変更装置は、前記領域ＩＩの電位と前記領域ＩＩＩの電位が前記所定の電位差を有するように動作させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記領域ＩＩＩの前記像担持体の回転方向の長さが前記像担持体の１周より大きい場合、
前記領域ＩＩＩにおいて前記帯電部材で帯電される前の電位と、前記領域ＩＩＩにおいて前記帯電部材で帯電された後の電位とが、前記所定の電位差を有するように、前記電位変更装置又は前記転写部材は動作されることを特徴とする請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材は、前記領域ＩＩＩが前記帯電位置を通過する際に、同じ電圧を印加されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記領域ＩＩＩの前記像担持体の回転方向の長さが前記像担持体の１周より大きい場合、
前記領域ＩＩＩにおいて前記帯電部材で帯電される前の電位と、前記領域ＩＩＩにおいて前記帯電部材で帯電された後の電位とが、前記所定の電位差を有するように、前記帯電部材は電圧を印加されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部材又は電位変更装置は、前記領域ＩＩＩにおいて、電圧を印加されないことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体回転方向に対し前記転写部材と前記帯電部材との間に設けられ、前記像担持体表面を露光する前露光装置を有し、
前記前露光装置は前記画像形成装置の周囲の環境に応じて前記像担持体の前記画像形成領域を露光することを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体回転方向に対し前記転写部材と前記帯電部材との間に設けられ、前記像担持体表面を露光する前露光装置を有し、
前記画像形成装置は前記像担持体の前記画像形成領域を露光するモードを有することを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定の電位差は２０Ｖ以上であることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電部材により帯電された前記領域ＩＩの電位の方が、前記帯電部材により帯電された前記領域Ｉの電位よりも絶対値で低いことを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体の前記画像形成領域に前記トナー像を現像する現像部材を有し、
前記現像部材に印加される現像バイアスは、現像部における前記領域Ｉと、現像部における前記領域ＩＩの電位に応じて切り替えられることを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記像担持体の前記画像形成領域に前記トナー像を現像する現像部材を有し、
前記現像部材に印加される現像バイアスは、前記領域Ｉと前記領域ＩＩとで同じ値で印加され、
前記現像バイアスの電位は、現像部における前記領域ＩＩの電位との関係において前記現像部材から前記像担持体へ正規極性のトナーが移動しないような電位であることを特徴とする請求項１乃至１２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記転写部材が前記画像形成領域と対向する時に、前記転写部材に印加される転写バイアスは定電圧制御されることを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記非画像形成領域は前記画像形成領域とその前の画像形成領域の間の領域であることを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記転写部材によって前記被転写材の片面に現像剤が転写される時は前記領域ＩＩＩを設けないで、前記被転写材の両面に現像剤が転写される時は前記領域ＩＩＩを設けられることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに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、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置としては、例えば、複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置等が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
図６に電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の模式図を示す。
【０００４】
従来の画像形成装置では、静電潜像担持体である感光ドラム１００と、感光ドラム１００を一様に帯電させる帯電ローラ２０１と、帯電された感光ドラム１００に印字情報及び画像情報に対応する静電潜像をレーザー露光により形成させる露光装置３００と、形成された静電潜像を現像剤（トナー）を用いて可視像化する現像ローラ４０１と、可視像化されたトナー像を記録メディア９００に転写する転写ローラ５０１と、感光ドラム１００上の転写残りトナーなどを除去するクリーニング装置６００と、転写された記録メディア９００上のトナー像を永久定着させる定着装置８００、そして記録メディア９００を供給する給紙装置たるカセット７００を備えている。
【０００５】
このような従来の画像形成装置における画像形成プロセスは、図７に示すようなタイミングで実施される。図７は、感光ドラムの同一領域をそろえて縦にならべた図であり、その領域に対応する帯電バイアス、感光ドラム表面電位及び転写バイアスの関係をあらわしている。また破線で示した縦軸に平行な目盛り線の間隔は、感光ドラム１周分をあらわしている。横軸は時間である。
【０００６】
まず、画像形成装置本体が外部コンピュータなどによるプリント命令を受け取った後（１）、感光ドラム１００は回転をはじめる（２）。その後、帯電装置２００に−１０００Ｖの帯電バイアスを印加し（３）、感光ドラム１００表面を暗電位（ＶＤ）−５００Ｖに一様に帯電させる（４）。このとき帯電ローラ２０１には、画像形成前、画像形成時及び画像形成間に関わらず、常に一定の所定のバイアスが印加されている。
【０００７】
その後、ＶＤに帯電された感光ドラム１００上に、露光装置３００により静電潜像が形成され、露光を受けた部分の感光ドラム１００の表面電位は、明電位（ＶＬ）となる（図７においては、便宜上像露光を行っていない場合を示している）。
【０００８】
感光ドラム１００上に形成された静電潜像は、現像ローラ４０１に到達すると現像が行われ、静電潜像はトナー像として感光ドラム１００上に、可視像化される。
【０００９】
感光ドラム１００上の可視像化されたトナー像は、転写ローラ５０１に到達すると、所定の転写バイアスを印加することにより（５）、プリント命令と同期して給紙装置たるカセット７００から供給される記録メディア９００上に静電転写される。その後、トナー像を転写された記録メディア９００は、定着装置８００に搬送され、熱と押圧力を加えることにより、記録メディア９００に永久画像として定着される。
【００１０】
転写ローラ５０１を通過した後の感光ドラム１００上の転写残りトナーは、クリーニング装置６００に到達すると、クリーニング装置６００により、感光ドラム１００上から除去され、次の画像形成に備えるため、再び帯電ローラ２０１により帯電が行われる。
【００１１】
ところで上述の画像形成装置においては、転写を用いた制御として、紙間（画像形成間）に転写バイアスを印加して、そのバイアス印加中の転写電流をモニターし、その電流値に基づき転写部材の抵抗値変化を検出し、プリントバイアスに補正を加える機能を具備させたもの（特開平１０−２０７２６２公報）がある。
【特許文献１】特開平１０−２０７２６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特開平１０−２０７２６２公報に開示された従来の技術のように、画像形成時に加えて、非画像形成時にあたる紙間において転写装置を動作させた場合、非画像形成領域及び画像形成領域に関わらず、転写装置から感光ドラムへ転写電流が流れつづける。この状態で、記録メディア先端が転写ニップに突入した瞬間に、転写ニップ部での急激な静電容量の変化により、転写電流の落ち込みが生じる。この転写電流の落ち込みが感光ドラム上に電位履歴として残り、画像弊害を引き起こす場合があった。このような現象は、従来機種においては問題として顕著化していなかったが、近年における画像形成装置のプリントスピードの高速化に伴い、顕著に画像弊害として現れるようになってきた。これを防止するために、最近では画像形成直前の非画像形成領域で転写装置を動作させない（紙間転写バイアスＯＦＦ）ことで実用上問題ないレベルとなっている。
【００１３】
一方、背景技術で示したような従来の画像形成装置では、現像装置より感光ドラム表面にトナーが付着するのを防止するため、感光ドラム表面は常に一定のＶＤに帯電し続ける必要があり、よって帯電装置には、画像形成前、画像形成時及び画像形成間に関わらず、常に一定の所定の帯電バイアスを印加し続けている。
【００１４】
したがって、これら上述の条件を満たすような画像形成装置では、以下に示すような問題が発生しており、それに対する種々の対策が必要であった。
【００１５】
通常、画像形成が行われた感光ドラム上の領域は、記録メディアにトナー像を転写するために、転写部材により正の転写バイアスが印加され、その結果、転写後の表面電位は、ＶＤよりも絶対値で低い電位に除電されることになる。
【００１６】
しかしながら、画像形成前や画像形成間にあたる感光ドラム上の領域で、転写バイアスを印加しないと、これらの領域では、転写工程終了後の感光ドラム上の表面電位はほとんど除電されない。したがって感光ドラム上の表面電位は、それ自身の暗減衰により極微小な量だけ減衰するに留まる。その減衰量は極微小であるため、感光ドラム表面の長手方向及び周方向の表面電位の微小なムラとなってしまう。
【００１７】
このような減衰量が極微小で表面電位ムラが発生している領域を再び同じ表面電位、つまりＶＤに帯電しようとすると、帯電前電位として充分な電位コントラストが得られていないまま帯電されることになる。そのため、再び帯電する際には著しい帯電ムラを引き起こし、画像上に横スジ状の画像不良となって現れていた。
【００１８】
そこで本発明の目的は、
正規の画像形成動作直前の帯電前電位として、充分な電位コントラストを確保し、帯電ムラの発生を抑制することである。また別の目的は、横スジ状の画像不良を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題は以下のような手段で解決される。
【００２０】
静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体と接触し交流電圧なしの直流電圧を印加することで、前記像担持体表面を放電を用いて帯電する帯電部材と、前記像担持体表面に現像されたトナー像を被転写材に転写する転写部材とを有する画像形成装置であって、前記帯電部材により帯電された後の領域であって、トナー像が形成され画像形成領域となる領域Ｉ、前記像担持体の回転に対して前記領域Ｉの１周前の非画像形成領域であって、前記像担持体上で前記領域Ｉと対応する領域を領域ＩＩとした時、帯電部材は、前記領域Ｉと前記領域ＩＩが所定の電位差を有するように、帯電部材が前記領域Ｉの電位を形成する際と、帯電部材が前記領域ＩＩの電位を形成する際とで、異なる帯電電圧を印加され、前記領域ＩＩが、転写位置にある際は前記転写部材に電圧を印加されないことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果として、帯電ムラを防止することができる。
【００２２】
また別の効果として、横スジ状の画像不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２４】
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２５】
本発明の第１の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は実施例１の画像形成装置の模式図である。
【００２７】
この画像形成装置は、中央部に静電潜像が形成される像担持体である感光ドラム１００を配置した。その感光ドラム１００の周囲に以下のものが備えられている。感光ドラム１００を一様に放電帯電させる帯電装置２００。帯電された感光ドラム１００に印字情報及び画像情報に対応する静電潜像をレーザー露光により形成させる露光装置３００。形成された静電潜像を現像剤（トナー）を用いて可視像化する現像装置４００。可視像化されたトナー像を被転写剤である記録メディア９００に転写する転写装置５００。感光ドラム１００上の転写残りトナーなどを除去するクリーニング装置６００。転写された記録メディア９００上のトナー像を永久定着させる定着装置８００。そして記録メディア９００を供給する給紙装置たるカセット７００。
【００２８】
さらに詳しく説明していく。感光ドラム１００はΦ３０のアルミシリンダ上に、１μｍ程度の下引き層と、感光層としては、数μｍの電荷発生層（ＣＧＬ）と、１８μｍの電荷輸送層（ＣＴＬ）を、ディッピング塗工法により順次塗布して形成された３層構成の感光ドラムである。感光ドラム１００は、その軸を中心に一方向に回転する。ここで、感光ドラム１００の周速は約９４ｍｍ／ｓｅｃである。したがって感光ドラム１００は１回転に約１秒を要する。
【００２９】
帯電装置２００は、帯電ローラ２０１と、導電性の支持部材（不図示）と、ばね部材（不図示）と、帯電バイアス電源２０２とを主要部材として構成されている。帯電ローラ２０１は、Φ６の芯金に、厚さ約３ｍｍのウレタンゴムからなる導電性弾性層と、その上に厚さ数μｍのウレタンゴムにカーボンブラックを分散させた高抵抗層から構成される。支持部材は、帯電ローラ２０１を両端部にて回転自在に支持する。ばね部材は、これら支持部材を感光ドラム１００に対して帯電ローラ２０１を押し付ける。帯電バイアス電源２０２は、このばね部材及び支持部材を介して帯電ローラ２０１に電圧を印加する。
【００３０】
帯電ローラ２０１は、感光ドラム１００に接触して感光ドラム１００の回転と共に従動回転するように設置されている。帯電ローラ２０１は、帯電バイアス電源２０２により、放電開始電圧を超える帯電バイアスを印加され、感光ドラム１００と帯電ローラ２０１間で放電をさせて感光ドラム１００を帯電させる。なお、放電開始電圧とは、帯電ローラ２０１と感光ドラム１００の間で放電が始まる電位差をいう。帯電ローラに電圧を印加した場合、感光ドラム１００の表面電位は帯電ローラ２０１に印加した電圧から放電開始電圧を引いたものとなる。本実施例では放電開始電圧は５００Ｖである。帯電ローラは、約−１０００Ｖの直流電圧を印加され、感光ドラム１００上の表面電位を、暗電位（ＶＤ）−５００Ｖに帯電させる。
【００３１】
ここで、帯電ローラに交流電圧なしで直流電圧を印加して、感光ドラムの帯電を行う接触帯電方式、いわゆるＤＣ帯電方式は、帯電ローラにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したＡＣ帯電方式と比較して、低オゾン、低コスト等という利点がある。また他にも、感光ドラム表面を所定の電位に帯電するための放電に関わる電流量が少ないため、感光ドラム表面の削れ量が少ないという利点も有している。
【００３２】
感光ドラム１００は帯電装置２００によってその表面がＶＤに帯電された後、露光装置３００により印字情報及び画像情報等に対応する露光を受け、静電潜像が形成される。露光された部分の電位は、明電位（ＶＬ）−１００Ｖとなる。
【００３３】
現像部材４００は、仕切り部４０５によってトナーを貯留するホッパー部４０６と現像室４０７に区画されている。そして、ホッパー部４０６には撹拌装置４０４が配置され、現像室４０７にトナーを送り込む。現像室４０７には感光ドラム１００の静電潜像に対して現像を行う現像ローラ４０１と、現像ローラ４０１にトナーを供給する供給ローラ４０２と、現像ローラ４０１のトナー層厚を規制する金属製の現像ブレード４０３が配置されている。現像ローラ４０１は、Φ１６のシリコンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成となっている。供給ローラは、Φ１６のウレタンスポンジから構成されている。上記撹拌装置４０４、現像ローラ４０１及び供給ローラ４０２は、外部から駆動が掛けられる構成になっており、現像行程中は、常に回転してトナーを感光ドラム１００に供給する。
【００３４】
現像ローラ４０１は、感光ドラム１００に接触して現像を行うように設置されており、現像ローラ４０１に現像バイアス電源４０８により、感光ドラム１００と現像ローラ４０１の間に約−３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１００上に形成された静電潜像に対して現像を行い、可視像化させる。
【００３５】
転写装置５００は、Φ１２のＥＰＤＭスポンジからなる転写ローラ５０１と、転写ローラ５０１に電圧を印加する転写バイアス電源５０２とで構成されている。画像形成時には定電圧制御をされる。
【００３６】
給紙装置であるカセット７００内に収納された記録メディア９００は、給紙ローラ７０１によって感光ドラム１００上の可視像の形成と同期してレジストローラ７０２まで供給される。そして、この記録メディア９００は、レジストローラ７０２によって感光ドラム１００上に形成された可視像の先端と同期して、転写ローラ５０１と感光ドラム１００の間に搬送される。そして、感光ドラム１０のトナーは、約＋２０００Ｖの直流電圧を印可することにより、記録メディア９００に転写される。
【００３７】
記録メディア９００に転写されたトナーによる可視像は、記録メディア９００とともに定着装置８００に搬送され、熱と圧力を加えることにより定着され、記録画像となる。
【００３８】
一方、転写装置５００を通過した後の感光ドラム１００上の転写残りトナーは、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード６０１を有するクリーニング装置６００により感光ドラム１００上から取り除かれ、廃トナー容器６０２に収容される。その後、感光ドラム１００表面は次の画像形成に備えるため、再び帯電装置２００により帯電が行われる。
【００３９】
制御装置であるＣＰＵ１１００は、帯電バイアス電源２０２、現像バイアス電源４０８、転写バイアス電源５０２を制御することで、帯電ローラ２０１、現像ローラ４０１、転写ローラ５０１に印加される電圧を制御する。
【００４０】
次に従来の画像形成装置における帯電ムラによる画像不良発生について説明する。
【００４１】
従来の画像形成装置においては、現像装置による感光ドラム表面へのトナー付着を避けるため、感光ドラム表面電位は一定のＶＤに帯電しつづける必要がある。よって帯電装置には、画像形成前、画像形成時及び画像形成間に関わらず、常に一定の所定の帯電バイアスが印加されている。したがって記録メディア先端の転写ニップ突入時に発生する電位履歴を防止するため、画像形成直前の非画像形成領域において、転写バイアスを作用させない場合には、転写工程終了後の感光ドラム表面電位は、除電されず、ほぼＶＤに帯電されたまま、再び帯電装置によりＶＤに帯電が行われることになる。そうすると、帯電前電位として充分な電位コントラストを得ることができず、このような場合には著しい帯電ムラを引き起こし、画像不良発生の原因となっていた。ここで、電位コントラストとは、帯電装置により帯電される前の感光ドラム表面電位と、帯電装置により帯電された後の感光ドラム表面電位との電位差を指している。
【００４２】
そこで本実施例では、帯電前電位として充分な電位コントラストを確保し、帯電ムラを抑制するために、図２に示すようなタイミングで、次のように実施される。ここで、図２は感光ドラムの同一領域をそろえて縦に並べた図であり、それぞれ帯電バイアス、感光ドラム表面電位（帯電装置通過後）及び転写バイアスの関係をあらわしている。また破線で示した縦軸に平行な目盛り線の間隔は、感光ドラム１周分をあらわしている。横軸は時間を表している。本来ならば、画像形成時には、印字情報及び画像情報に応じた露光が行われ、感光ドラム電位はＶＬとなるが、ここでは便宜上像露光を行っていない場合を示している。
【００４３】
ここで、図２に示されるように、帯電装置により帯電された後の領域であって、トナー像が形成される画像形成領域となる領域を領域Ｉとした。また、領域Ｉの感光ドラム回転１周前の非画像形成領域であって領域Ｉと対応する領域を領域ＩＩとした。
【００４４】
まず、画像形成装置本体が、外部コンピュータなどによるプリント命令を受け取った後（ア）、感光ドラム１００の回転をはじめる（イ）。その後、通常ならば画像形成領域である領域Ｉに印加する帯電バイアスである−１０００Ｖを帯電装置２００により印加し、感光ドラム１００表面をＶＤ−５００Ｖに帯電させるわけである。（放電開始電圧は５００Ｖである。）しかしながら、本実施例では、正規の画像形成を行う領域Ｉの直前の領域ＩＩにおいて、領域Ｉで印加される帯電バイアスよりも絶対値で低い帯電バイアス−９８０Ｖを印加させ（ウ）、領域Ｉよりもあらかじめ絶対値で低い表面電位−４８０Ｖに帯電させる（エ）。
【００４５】
また２枚連続のプリント動作を行う場合、１枚目の画像形成終了後、つまり、１枚目と２枚目の画像形成間を帯電する際、従来は画像形成時の領域Ｉと同じ帯電バイアス−１０００Ｖを印加したままであるが、本実施例ではこの画像形成間の領域ＩＩにおいて、帯電バイアスを−９８０Ｖに切り替え（オ）、画像形成間の感光ドラム１００表面電位を−４８０Ｖに帯電させる（カ）。
【００４６】
その後、２枚目の画像形成領域を帯電する際には、正規の帯電バイアス−１０００Ｖを印加することによって（キ）、画像形成時の感光ドラム１００表面電位−５００Ｖに帯電させる（ク）。
【００４７】
なお、領域ＩＩが転写部を通過する時（ケ，コ）では転写バイアスを作用させず０Ｖにしておく。こうすることで、転写電流によって感光ドラム上に電位履歴が残り、画像弊害を引き起こす問題を解決することができる。
【００４８】
同様に複数枚の連続した画像形成を行う場合にも、同じ工程を繰り返す。
【００４９】
ここでこのとき領域ＩＩを帯電する際に帯電ローラに印加される帯電バイアスを変化させて、領域Ｉと領域ＩＩの表面電位の電位差を広げていき、帯電ムラによる画像不良発生の有無を調べた。その結果を表１に示す。このとき、電位差が０Ｖの場合には、領域Ｉと領域ＩＩ、つまり画像形成時と、画像形成前及び画像形成間において同じ帯電バイアスが印加されていることを意味している。
【００５０】
【表１】
2006003886.tif 000003
【００５１】
この結果から、領域Ｉと領域ＩＩの表面電位の電位差が、絶対値で２０Ｖよりも大きい範囲で帯電ムラによる画像不良の発生がなく、特に良好な画像を得ることができることが解かる。
【００５２】
本実施例では、画像形成前及び画像形成間の領域ＩＩにおいて、帯電バイアスを変化させ−９８０Ｖとし、画像形成時−５００Ｖよりも絶対値で低い表面電位−４８０Ｖとして、１００００枚の連続した画像形成を行ったところ、画像形成直前の帯電前電位のコントラスト不足による帯電ムラを発生させること無く、良好な画像を得ることができた。すなわち、画像形成前及び画像形成間の領域ＩＩにおいて、画像形成時の領域Ｉで印加する帯電バイアスよりも絶対値で低い電圧を印加し、その領域ＩＩの表面電位を領域Ｉの表面電位よりも絶対値で２０Ｖ低くすることで、帯電前電位として充分な電位コントラストを確保し、帯電ムラの発生を防止することができた。
【００５３】
以上説明したように、画像形成領域（領域Ｉ）の直前の非画像形成領域（領域ＩＩ）において、帯電装置に印加される帯電バイアスを変化させ、領域Ｉと領域ＩＩで所定の電位差を有するようにすることで帯電ムラ、及び画像不良の発生をなくすことができるようにした。さらに領域Ｉと領域ＩＩの表面電位の電位差を少なくとも絶対値で２０Ｖ以上とすることでさらに良好な画像を得ることができる。
【００５４】
ここで、現像部において正規極性トナーが現像ローラから感光ドラムに付着しないように、感光ドラム表面電位や現像バイアスを設定することで、トナー節約や転写ローラの汚れを防止することが望ましい。
【００５５】
例えば、領域ＩＩにおいて帯電バイアスを変化させ、領域Ｉよりも低い表面電位に帯電させた際、領域ＩＩが現像位置を通過する際に、領域Ｉと領域ＩＩの表面電位の電位差分だけ、現像バイアスを切り換え、常に感光ドラム上の表面電位と、現像ローラに印加する現像バイアスの電位差を一定に保つような制御を行うことが考えられる。
【００５６】
また、領域ＩＩのドラム表面電位を現像バイアスとの関係上、現像ローラから感光体ドラムへ正規極性のトナーが付着しないように設定することにより、領域Ｉと領域ＩＩが現像部にある際の現像バイアスを一定に制御することも可能である。この方法では現像バイアスを一定に制御できるのでバイアスの制御構成が簡単になる。
【００５７】
本実施例のように、画像形成領域がドラム１周分以内である場合は、画像形成領域前の非画像形成領域１周分全てを所定の電位差を有するように帯電バイアス等を制御することで、帯電ムラの発生を防止することができた。
【実施例２】
【００５８】
本発明の第２の実施例を、図３に基づいて説明する。
【００５９】
本実施例では、記録メディアの両面に画像形成を行う場合（両面プリント）について説明する。実施例１と基本的な構成は同じであるため重複する部分については説明を省略する。
【００６０】
図３は本実施例を実施する画像形成装置の模式図である。
【００６１】
この画像形成装置は、中央部に静電潜像担持体である感光ドラム１００を配置し、その感光ドラム１００の周囲に、感光ドラム１００を一様に帯電させる帯電装置２００、帯電された感光ドラム１００に印字情報及び画像情報に対応する静電潜像をレーザー露光により形成させる露光装置３００、形成された静電潜像を現像剤（トナー）を用いて可視像化する現像装置４００、可視像化されたトナー像を記録メディア９００に転写する転写装置５００、感光ドラム１００上の転写残りトナーなどを除去するクリーニング装置６００、転写された記録メディア９００上のトナー像を永久定着させる定着装置８００、そして記録メディア９００を供給する給紙装置たるカセット７００、定着装置８００通過後に記録メディア９００をスイッチバックさせ、記録メディア９００の裏面に画像形成を行うための両面ユニット１０００、が備えつけられている。
【００６２】
ここで、感光ドラム１００、帯電装置２００、現像装置４００、転写装置５００、定着装置８００、クリーニング装置６００、カセット７００の構成及び画像形成における各プロセスは、実施例１と同様であるため省略する。なお、図面においても省略して表してある。そこで、実施例１とは異なる点である、記録メディア９００が定着装置８００通過後に記録メディア９００の裏面に画像形成を行うため、両面ユニット１０００の動作に移るところから説明する。
【００６３】
定着装置８００通過後の記録メディア９００は、裏面に画像形成を行うため、定着装置８００通過後に設置されたスイッチバックローラ１００１によりスイッチバックされ、定着装置８００の裏側を通過し、両面ユニット１０００に搬送される。両面ユニット１０００に搬送された記録メディア９００は、再給紙ローラ７０３により感光ドラム１００上に形成された裏面画像の形成と同期してレジストローラ７０２まで供給される。そして、この記録メディア９００は、レジストローラ７０２によって感光ドラム１００上に形成された裏面画像の先端と同期して、転写装置５００により記録メディア９００に可視像が転写される。
【００６４】
ここで表面の画像形成から、裏面の画像形成にいたるまで、つまり表面画像が記録メディア９００に転写されて、転写ニップを通過直後から、裏面画像を記録メディア９００に転写するため、転写ニップに突入するまでに、本画像形成装置では約４秒を要する。したがって感光ドラム１００はその間約４周する。
【００６５】
可視像が転写された記録メディア９００は、再び定着装置８００に搬送され、熱と圧力を加えることにより定着され、記録画像として、画像形成装置本体外部に排出される。
【００６６】
一方、転写装置５００を通過した後の感光ドラム１００上の転写残りトナーは、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード６０１を有するクリーニング装置６００により感光ドラム１００上から取り除かれ、廃トナー容器６０２に収容される。その後、感光ドラム１００表面は次の画像形成に備えるため、再び帯電装置２００により帯電が行われる。
【００６７】
上述のように両面プリントを行う際には、表面と裏面の画像形成間が約４秒となり、実施例１で示したような表面だけの連続したプリント動作と比べて、非画像形成領域である画像形成間が広がっている。このように画像形成間が広がり、感光ドラム１周分を超過してしまう場合には、画像形成間の領域ＩＩを帯電する際に、感光ドラム１周を超過した分だけは、画像形成間において転写装置を動作させていないと、その分だけ転写工程終了後の感光ドラム表面電位は除電されない。そのため、領域ＩＩの表面電位に帯電されたまま、再び領域ＩＩと同じ表面電位に帯電されるため、帯電前電位として充分な電位コントラストが得られずに、帯電ムラが発生し、この帯電ムラが領域Ｉを帯電する際にも影響を及ぼし、結果的に画像不良となって現れていた。
【００６８】
そこで本実施例では、領域ＩＩを帯電する際に充分な電位コントラストを確保し、帯電ムラを抑制するために、図４に示すようなタイミングで、バイアスの制御を行なった。ここで、図４は感光ドラムの同一領域をそろえて縦にならべた図であり、その領域に対応する帯電バイアス、感光ドラム表面電位及び転写バイアスの関係をあらわしている。また破線で示した縦軸に平行な目盛り線の間隔は、感光ドラム１周分をあらわしている。横軸は時間である。また感光ドラム表面電位は、現像工程時と、転写工程終了後の表面電位を別々に示した。現像工程時の表面電位は、帯電装置により帯電が行われた後の表面電位を、転写工程終了後の表面電位は、帯電装置に突入する前の帯電前電位を、それぞれあらわしている。加えて、本来ならば画像形成領域Ｉにおいて印字情報及び画像情報に応じた露光が行われ、感光ドラム電位はＶＬとなるが、ここでは便宜上像露光を行っていない場合を示している。
【００６９】
ここで、図４に示されるように、帯電装置により帯電された後の領域であって、トナー像が形成される画像形成領域となる領域を領域Ｉ、領域Ｉの感光ドラム回転１周前の非画像形成領域であって領域Ｉと対応する領域を領域ＩＩとした。そして、領域ＩＩの感光ドラム回転１周前以上の非画像形成領域であって、領域ＩＩと対応する領域を領域ＩＩＩとした。
【００７０】
まず、画像形成装置本体が、外部コンピュータなどによるプリント命令を受け取った後（Ａ）、感光ドラム１００の回転をはじめる（Ｂ）。その後、実施例１で示したように、正規の画像形成領域Ｉの１周前の領域ＩＩを帯電するために、帯電ローラ２０１に−９８０Ｖの帯電バイアスを印加し（Ｃ）、領域Ｉよりも絶対値で２０Ｖ低い表面電位−４８０Ｖに帯電させる（Ｄ）。そして領域Ｉでは帯電装置２００に−１０００Ｖの帯電バイアスを印加し、画像形成時の表面電位ＶＤ−５００Ｖに一様に帯電させる（Ｅ）。
【００７１】
その後、実施例１で示したような露光装置３００、現像装置４００、転写装置５００による画像形成プロセスを経て、記録メディア９００は定着装置８００に搬送され、熱と押圧力を加えることにより、記録メディア９００に定着される。
【００７２】
その後記録メディア９００は、スイッチバックローラ１００１によりスイッチバックされ、両面ユニット１０００を経由し、裏面の画像形成と同期して、再給紙ローラ７０３により再びレジストローラ７０２に搬送され、転写部材５００により、転写工程が行われる。
【００７３】
ここから本実施例を適用した裏面の画像形成動作が始まる。裏面の画像形成を行う際には、表面と裏面の画像形成間、つまり領域ＩＩに相当する部分に実施例１のように領域Ｉよりも絶対値で低い帯電バイアス−９８０Ｖを印加するわけであるが、表面と裏面の画像形成間は約４秒程度であり、感光ドラム１周を超過している。そこで表面の画像形成終了直後から３秒間、つまり感光ドラム３周分（領域ＩＩＩ）だけ、転写ローラ５０１に転写バイアス−５００Ｖを印加させ（Ｆ）、感光ドラム１００表面の除電を行い、その表面電位を−４６０Ｖとし、領域ＩＩよりも表面電位の低い、領域ＩＩの帯電前電位領域ＩＩＩを形成する（Ｍ）。その後、正規の画像形成動作直前の１秒間、つまり感光ドラム１周分は、記録メディア先端の転写ニップ突入時に発生する電位履歴防止のため、転写ローラにはバイアスを印加させない。そして、実施例１で示したように、帯電ローラ２０１に−９８０Ｖの帯電バイアスを印加させ（Ｈ）、画像形成時の表面電位よりも絶対値で２０Ｖ以上低い表面電位−４８０Ｖに帯電させる（Ｉ）。ここで、領域ＩＩでは転写ローラにバイアスが印加されないため−４８０Ｖの電位がそのまま維持される（Ｎ）。
【００７４】
その後、裏面における正規の画像形成領域を帯電する際には、正規の帯電バイアス−１０００Ｖを印加する（Ｊ）ことによって、領域Ｉである画像形成時の感光ドラム表面電位−５００Ｖに帯電させる（Ｋ）。
【００７５】
このように、領域Ｉと領域ＩＩで十分な電位差を有するため電位ムラが発生することはない。
【００７６】
なお、領域ＩＩＩが本実施例のように２周以上ある場合はドラムの表面領域が帯電部材を通過するごとに所定の電位差を有していないと帯電ムラの発生が起こる。本実施例では領域ＩＩＩは転写部材により除電され−４６０Ｖとなった帯電装置通過前の領域ＩＩＩ（Ｇ）は、帯電装置により−５００Ｖに帯電される（Ｌ）ため十分な電位コントラストが得られており帯電ムラが発生することはない。
【００７７】
ここでこのとき領域ＩＩＩを形成するために印加する転写バイアスを変化させて、領域ＩＩと領域ＩＩＩの表面電位の電位差を広げていき、帯電ムラによる画像不良発生の有無を調べた。その結果を表２に示す。このとき、電位差が０Ｖの場合には、領域ＩＩと領域ＩＩＩ、つまり転写バイアスを印加しないで、そのまま領域ＩＩと同じ帯電バイアスを印加させつづけていることを意味している。
【００７８】
【表２】
2006003886.tif 000004
【００７９】
この結果から、領域ＩＩと領域ＩＩＩの表面電位の電位差が、絶対値で２０Ｖよりも大きい範囲で帯電ムラによる画像不良の発生がなく、良好な画像を得ることができることが解かる。
【００８０】
本実施例では、表面／裏面画像形成間において、領域ＩＩが感光ドラム１周を超過する場合には図４に示されるように、領域ＩＩと領域ＩＩＩの電位差が絶対値で２０Ｖ以上となるような領域ＩＩＩを設けることで、領域ＩＩを帯電する際に、帯電前電位として充分な電位コントラストを確保し、領域ＩＩを帯電ムラなく帯電することができた。これにより、領域Ｉを帯電する際にも影響を及ぼすことなく、帯電することができる。
【００８１】
また、領域ＩＩＩにおいても、帯電ローラにより帯電される直前のドラム電位（図４の転写後の感光ドラム表面電位）と、帯電ローラにより帯電された後のドラム電位（図４の現像位置の感光ドラム表面電位）は常に４０Ｖの電位差を有するようにしてあるため領域ＩＩＩにおいても帯電不良は発生せず良好な画像形成を行なうことができる。
【００８２】
以上説明したように、両面プリント時に領域ＩＩＩを形成するための転写バイアス−５００Ｖを印加し、領域ＩＩよりも絶対値で低い領域ＩＩの帯電前電位領域ＩＩＩを設け、その表面電位を−４６０Ｖとし、１００００枚の連続した画像形成を行ったところ、画像形成直前の帯電前電位のコントラスト不足による帯電ムラを発生させること無く、良好な画像を得ることができた。
【００８３】
ここで、領域ＩＩＩの電位を設ける際に転写部材を用いた例を示したが、領域ＩＩと領域ＩＩＩとで電位差を有するように、感光ドラムの電位変更装置として露光装置を用いても良い。また、転写ローラや露光装置を用いない場合でも帯電装置に印加される電圧を各周ごとに切り替えて、帯電前後での電位コントラストを十分に得られるようにしてもよい。
【００８４】
要は、帯電ローラによる帯電前と帯電後のドラム電位が電位差を持つようにすればよく、その方法としては帯電ローラ、転写部材、露光装置等ドラムの電位を変化させることができるものであるならばどのような物を用いても問題ない。
【００８５】
また、領域ＩＩと領域ＩＩＩの表面電位の電位差は、絶対値で２０Ｖ以上とすることが好ましい。
【００８６】
ところで、本実施例２では両面プリント時に本実施例を適用した例を示したが、その場合に限ったことではない。例えば、画像形成前の領域が長い場合や、記録メディアの種類により画像形成間が広がったときなど、画像形成領域Ｉ直前の非画像形成領域ＩＩが、感光ドラム１周を超過したときにはすべての場合に適用できる。
【００８７】
さらに、実施例１と同じように、領域ＩＩにおいて帯電バイアスを変化させ、領域Ｉよりも低い表面電位に帯電させた際、領域ＩＩが現像装置を通過する際に、領域Ｉと領域ＩＩの表面電位の電位差分だけ、現像バイアスを切り換え、常に感光ドラム上の表面電位と、現像ローラに印加する現像バイアスの電位差を一定に保つような制御を行っても良い。要は、トナー節約や転写ローラの汚れを防止するため、トナーが静電潜像露光部以外の部分に付着しないようにすることが望ましい。
【００８８】
（その他）
また、実施例１では帯電装置による帯電の前に電位を均すための前露光装置のない実施例で説明をしたが、本実施例は前露光装置がある場合でも適用できる（図５参照）。例えば、前露光装置を有するが、周知の環境検知装置１２００を有し、環境に応じて前露光を行なう、行なわないを決定する画像形成装置でも実施可能である。例えば、低温環境下では前露光を行なわないとする画像形成装置では、低温環境下では本願のように、電位コントラストが十分に得られないため電位ムラが発生する問題が起こる。この場合、前露光を行なわない時に画像形成領域である領域Ｉとその１周前の領域ＩＩが所定の電位を有するように上述したようなバイアス設定をすることで帯電ムラや画像不良を防止することができる。
【００８９】
同様に、前露光装置を有するが、特定モードでは前露光装置を作動させないような場合にも、本願発明を適用することができる。例えば、不良画像が発生した場合に、前露光装置を作動させない特定モードに移行する画像形成装置において、特定モードでは、第１の領域とその１周前の第２の領域が所定の電位を有するように上述したようなバイアス設定をすることで帯電ムラや画像不良を防止することができる。
【００９０】
なお、このように前露光装置がある場合は感光ドラムの電位変更装置として前露光装置を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施例１における画像形成装置の模式図
【図２】実施例１におけるタイミングチャート
【図３】実施例２における画像形成装置の模式図
【図４】実施例２におけるタイミングチャート
【図５】本願発明のその他の実施例における画像形成装置の模式図
【図６】電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の模式図
【図７】電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の画像形成プロセスを示したタイミングチャート
【符号の説明】
【００９２】
１００  感光ドラム
２００  帯電装置
３００  露光装置
４００  現像装置
５００  転写装置
６００  クリーニング装置
７００  カセット
８００  定着装置
９００  記録メディア
１０００  両面ユニット
１１００  ＣＰＵ
１２００  環境検知装置
【図１】
2006003886.tif 000005
【図２】
2006003886.tif 000006
【図３】
2006003886.tif 000007
【図４】
2006003886.tif 000008
【図５】
2006003886.tif 000009
【図６】
2006003886.tif 000010
【図７】
2006003886.tif 000011