(57)【要約】【課題】反転現像を用いる画像形成装置において、転写材の分離時に光を照射することで、転写材の分離性と高画質を実現できる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電手段２２のコロナ放電により、静電潜像保持部材２１の表面を一様に帯電させる。静電潜像形成手段２３により、画像情報に対応して露光を行い、静電潜像４１を形成する。そして現像手段２４により、静電潜像４１に現像部材３２を付着させて現像部材像４２を形成する。次に転写手段２５を用いて、現像部材像４２を転写材３７に転写する。分離手段２６の後方に分離補助手段５０を設け、分離位置Ｃの静電潜像保持部材２１の表面を露光する。このとき、帯電量検出手段５８と露光量制御手段５９とを設けて、帯電量に応じて分離補助手段５０の露光量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面電荷により静電潜像を保持する静電潜像保持部材と、
前記静電潜像保持部材の表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記静電潜像保持部材の表面に一様に帯電された表面電荷に対して、画像情報に応じた露光により表面電荷の一部を放電することにより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より静電潜像保持部材に形成された静電潜像に対して、前記表面電荷と同一極性に帯電された現像部材を非帯電領域に付着させることにより現像部材像を形成する現像手段と、
前記表面電荷と異なる極性の電界を転写材の裏面から与えることにより、前記現像手段により形成された現像部材を転写材の表面に転写する転写手段と、
前記転写手段と前記静電潜像保持部材とに残留する電荷を交流電界により放電させる分離手段と、を備えた画像形成装置において、
前記分離手段の近傍に位置する前記静電潜像保持部材の表面に光を照射することにより、前記静電潜像保持部材の露光領域における背面電位を低下させる分離補助手段と、
前記現像部材の帯電量に応じて前記分離補助手段の露光量を変化させる露光量制御手段と、を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどに設けられ、電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真による画像形成装置は、光導電性を有する静電潜像保持部材に帯電及び露光を行うことにより静電潜像を形成し、これに一定の帯電量をもった現像部材を静電気力により付着させて現像部材像を形成し、転写材に現像部材像を転写することによって画像を可視像化する装置である。近年、オフィスのアメニティ化、及びパーソナルコンピュータの普及に伴って、電子写真を用いた画像形成装置の市場は拡大し、成熟しつつある。そして画像形成装置に対して、今後益々高速で高画質の性能が要求されるようになる。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、電子写真を用いた従来の画像形成装置について説明する。図３は従来の画像形成装置の主要部の構成を示す断面図である。また図４は従来の画像形成装置において、静電潜像保持部材の表面電位の変化を示す説明図である。図５は図３に示す画像形成装置に、転写前露光手段を設けた場合の静電潜像保持部材の表面電位の変化を示す説明図である。
【０００４】
図３に示すように、画像形成装置の基本構成要素として、略中央に配置された静電潜像保持部材２１の周りに、帯電手段２２、静電潜像形成手段２３、現像手段２４、転写手段２５、分離手段２６、定着手段２７、クリーニング手段２８が夫々設けられている。
【０００５】
静電潜像保持部材２１は、回転ドラムの表面に光導電性材料が塗膜されたものである。帯電手段２２は、暗所に設けられ、コロナ放電により静電潜像保持部材２１の光導電性膜に一様な電荷３０を与えるものである。静電潜像形成手段２３は、画像情報に応じて輝度変調されたレーザビーム３１を出射し、静電潜像保持部材２１の中心軸と平行な方向にレーザビーム３１を走査するものである。レーザビーム３１のエネルギー分布４０に対応して、電荷３０が残存されたり消去されたりし、光導電性膜の表面に静電潜像４１が形成される。
【０００６】
現像手段２４は、現像部材３２とキャリア３３を収納するカートリッジを有し、スリーブ３４とキャリア３３を用いて現像部材３２を静電潜像保持部材２１側に案内するものである。ここでは静電潜像４１の電位に応じて現像部材３２が付着し、現像部材画像４２が形成される。転写材３７は、潜像を顕像化して画像を印刷するためのシート状の記録紙であり、一般に普通紙が用いられる。転写ガイド部材３８は、図示しないトレイから移送された転写材３７を、静電潜像保持部材２１側に案内するものである。
【０００７】
転写手段２５は、静電潜像保持部材２１に形成された現像部材画像４２を転写材３７に転写するもので、帯電手段２２と逆極性の高圧をコロナ放電により発生する。分離手段２６は静電潜像保持部材２１から転写材３７を分離するため、高圧の交流電圧を放電により発生するものである。転写手段２５の部分で現像部材３２が転写材３７に転写され、現像部材画像４３（顕像）が形成される。定着手段２７は２つの加熱ローラからなり、転写材３７に転写された現像部材３２を加熱と加圧により融着させ、出力画像４４を形成するものである。
【０００８】
クリーニング手段２８は、静電潜像保持部材２１を再利用できるように、除電及び残留した現像部材３２を光導電性膜の表面から除去するものである。以上のプロセス手順に従って転写材３７に対して画像形成がシート単位で連続的に行われる。
【０００９】
ここで、転写手段２５の機能について更に詳しく説明する。転写材３７は、転写ガイド部材３８にて転写位置Ｂに導かれる。デジタル複写機やプリンタなどにおいては、現像方式として反転現像方式が多く用いられている。このため、転写手段２５は、転写材３７の背面より現像部材３２の電荷の極性と逆極性の電位を与えることで、静電潜像保持部材２１上に形成された現像部材画像４２を転写材３７上に転写する。このとき転写材３７は、転写手段２５により現像部材３２と逆極性に帯電する。印刷すべき画像において白地の部分、即ち現像部材３２の付着しない部分を背景部と呼ぶと、静電潜像保持部材２１の背景部は、静電潜像形成手段２３による露光を受けないため、図４に示すように現像部材画像４２が形成された後も電位（絶対値）が高く、静電潜像保持部材２１と転写材３７との間には大きな静電吸着力が発生する。このため、転写材３７は静電潜像保持部材２１から分離しにくくなるという問題点が生じる。
【００１０】
この問題点に対する従来の対策方法として、図３に示すように、転写手段２５の前段に転写前露光手段３５を配設する方法が提案されている（特許文献１）。転写前露光手段３５は、多数のＬＥＤが直線状に配列された発光素子群、又は棒状のランプからなるもので、静電潜像保持部材２１の表面を一様に露光する。このような機能を有する転写前露光手段３５を設けた場合、転写手段２５による静電潜像保持部材２１の表面電位は図５に示すように、（１）の状態から（５）の状態のように変化する。
【特許文献１】特開平４−１９０２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図５の（１）は帯電手段２２の放電による静電潜像保持部材２１表面の初期帯電電位を示し、その値ＶＯは例えば−７５０Ｖである。図５の（２）は、静電潜像形成手段２３による画像露光後の電位を示し、背景部電位ＶＮはＶＯ（＝−７５０Ｖ）であるのに対し、画像部電位ＶＩはＶＬ（＝−１００Ｖ）になる。次に（３）の現像後では、画像部に負に帯電した現像部材３２が付着する。そして例えばＬＥＤで構成された転写前露光手段３５を用いて静電潜像保持部材２１に光を照射（露光）すると、背景部電位（絶対値）は低下する。このため（４）の転写前では、背景部電位ＶＮはＶＢＧ（＝−３００Ｖ）となる。前飛び関与電位差ＶＦを背景部電位ＶＮと画像部電位ＶＩとの差と定義すると、前飛び関与電位差ＶＦ＝ＶＮ−ＶＬ＝ＶＳ−ＶＬ＝−２００Ｖとなる。また分離関与電位ＶＳは−３００Ｖとなり、（５）の分離前に示すようにその絶対値が初期帯電電位ＶＯより大幅に低下する。このため転写材３７の分離性が向上する。
【００１２】
このような方法を採るのは、現像部材画像４２を形成した後、静電潜像保持部材２１上を一様に露光し、背景部電位（絶対値）を低下させて、転写時に静電潜像保持部材２１と転写材３７との間に発生する静電吸着力を弱めることで、転写材３７の分離をし易くするためであった。
【００１３】
しかし図３に示すように、転写ガイド部材３８が静電潜像保持部材２１に近接する領域Ａにおける電界の強さは、４０ｋＶ／ｍ以上となり、現像部材画像４２を形成する現像部材３２の一部が、転写前に電位（絶対値）の低い背景部側へ引き寄せられ、現像部材３２の飛び散りによる画質劣化が発生する。また現像部材３２が転写ガイド部材３８に引き寄せられ、前飛びによる画質劣化あるいは転写ガイド部材３８の汚れによる転写材３７の汚れが発生するという新たな問題点が生じていた。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像部材の前飛びを少なくし、且つ静電潜像保持部材２１と転写材３７との間に発生する静電吸着力を弱めることで転写材３７の分離をし易くすることにより、高画質の画像及び文字を印刷できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するため、 請求項１記載の発明は、表面電荷により静電潜像を保持する静電潜像保持部材と、前記静電潜像保持部材の表面を一様に帯電する帯電手段と、前記静電潜像保持部材の表面に一様に帯電された表面電荷に対して、画像情報に応じた露光により表面電荷の一部を放電することにより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り静電潜像保持部材に形成された静電潜像に対して、前記表面電荷と同一極性に帯電された現像部材を非帯電領域に付着させることにより現像部材像を形成する現像手段と、前記表面電荷と異なる極性の電界を転写材の裏面から与えることにより、前記現像手段により形成された現像部材を転写材の表面に転写する転写手段と、前記転写手段と前記静電潜像保持部材とに残留する電荷を交流電界により放電させる分離手段と、を備えた画像形成装置において、前記分離手段の近傍に位置する前記静電潜像保持部材の表面に光を照射することにより、前記静電潜像保持部材の露光領域における背面電位を低下させる分離補助手段と、前記現像部材の帯電量に応じて前記分離補助手段の露光量を変化させる露光量制御手段と、を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
このような構成によれば、転写材が静電潜像保持部材から分離される分離位置の近傍に光照射領域を形成する分離補助手段を配設することで、転写前には背景部電位と画像部電位の差を大きくし、分離時には背景部電位の絶対値を低下させる。こうすると、良好な分離性を確保し、現像部材の飛び散りや前飛びによる画質劣化をより少なくできる。又転写ガイド部材汚れによる転写材汚れのない安定した品質を持つ画像を形成できる。更に分離補助手段の露光量を現像部材の帯電量に応じて設定でき、安定した品質を持つ画像を形成できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、分離位置に到来した転写材の背面から露光することで、転写前には背景部電位と画像部電位の差を大きく保持できる。また分離時には背景部電位の絶対値を低下させることができる。このため転写材の良好な分離性を確保した上で、現像材の飛び散りや前飛びによる画質劣化を防止できる。また、転写ガイド部材の汚れによる転写材の汚れのない安定した画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態における画像形成装置について図１及び図２を参照しつつ説明する。以下の説明では、画像形成装置は負帯電反転現像方式のデジタル複写機に用いられるものとする。図１は実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図であり、図３に示す従来例と同一部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００１９】
この画像形成装置には従来例と同様に、略中央に配置された静電潜像保持部材２１の周りに、帯電手段２２、静電潜像形成手段２３、現像手段２４、転写ガイド部材３８、転写手段２５、分離手段２６、定着手段２７、クリーニング手段２８とが設けられている。
【００２０】
静電潜像保持部材２１は金属性の回転ドラムの表面に光導電性材料が塗膜されたものである。帯電手段２２はコロナ放電により静電潜像保持部材２１の光導電性膜に対して一様な負の電荷３０を与えるものである。静電潜像形成手段２３は、画像情報に応じて変調されたレーザビーム３１を出射して走査し、静電潜像保持部材２１上の帯電された電荷３０に対してレーザビームの強度に応じて電荷を放電させるものである。レーザビーム３１のエネルギー分布４０に対応して光導電性膜の表面に静電潜像４１が形成される。
【００２１】
現像手段２４は、現像部材３２とキャリア３３を保持し、スリーブ３４とキャリア３３とを用いて現像部材３２を静電潜像保持部材２１側に案内して現像するものである。転写材３７は画像を印刷するためのシート状の記録紙であり、一般に普通紙が用いられる。転写ガイド部材３８は、図示しないトレイから移送された転写材３７を静電潜像保持部材２１側に案内するものである。
【００２２】
転写手段２５は、静電潜像保持部材２１に付着した現像部材画像４２を転写材３７に転写するもので、帯電手段２２と逆極性の高圧をコロナ放電により発生して転写材３７に与える。分離手段２６は静電潜像保持部材２１と転写材３７とを分離するため、高圧の交流電圧を放電により発生するものである。
【００２３】
従来例の場合と異なり、分離手段２６の後方に分離補助手段５０が設けられている。分離補助手段５０はＬＥＤのような発光素子が複数個一列に配置されたものである。分離補助手段５０は転写材３７を介して静電潜像保持部材２１に一様な光５１を照射（露光）することにより、光導電性膜に残留した電荷を転写材３７の分離時に排除する。分離補助手段５０として、複数のＬＥＤの代わりに、棒状の白熱灯で構成してもよい。
【００２４】
定着手段２７は２つの加熱ローラからなり、転写材３７に転写された現像部材３２を加熱と加圧により融着させ、出力画像４４を形成するものである。クリーニング手段２８は、静電潜像保持部材２１を次のプリントサイクルで再利用できるように、除電及び残留した現像部材３２を光導電性膜の表面から除去するものである。
【００２５】
本実施の形態の画像形成装置は、これに加えて、現像部材帯電量検出手段５８と露光量制御手段５９とを設け、分離補助手段５０の露光量を現像部材３２の帯電量に連動して制御する。現像部材帯電量検出手段５８は、現像手段２４の内部に設けられ、現像部材３２の帯電量を検出するもので、帯電量に比例した信号が露光量制御手段５９に与えられる。露光量制御手段５９は、分離補助手段５０の露光量を現像部材帯電量検出手段５８から与えられる信号に基づいて制御するものである。
【００２６】
このように構成された画像形成装置の動作を説明する。光導電性の静電潜像保持部材２１は一定速度で回転し、帯電手段２２により暗所において一様に帯電され、電荷４０が蓄積される。そして静電潜像形成手段２３により画像情報に応じた静電潜像４１が形成される。ここではレーザビームが照射された部分は電荷４０が無くなり、変調により非照射となる部分は電荷４０が残留する。そして現像手段２４により、帯電手段２２と同極性に帯電された現像部材３２がキャリア３３と共に供給される。そして、静電潜像４１の電位に応じて現像部材が３２が付着し、現像部材画像４２が形成される。ここでは電荷４０の無い部分に現像部材３２が付着する。
【００２７】
次に転写材３７が図示しないトレイから搬送され、転写ガイド部材３８の先頭部に案内される。転写手段２５は、帯電手段２２と逆極性の高電圧を発生し、静電潜像保持部材２１に付着した現像部材画像４２を転写材３７に転写させる。このときレーザビーム３１が照射された部分の現像部材３２が、逆極性の高電界に引き寄せられ、転写材３７の表面に画像部の濃度に応じて現像部材３２が付着する。この状態での現像部材３２と転写材３７の表面に対する付着力は静電気力のみである。
【００２８】
分離手段２６は、コロナ放電により交流の高電圧を発生し、転写材３７に保持された電荷を放電させることにより、転写材３７と静電潜像保持部材２１との吸引力を実質的に０にする。分離位置Ｃの近傍に設けられた分離補助手段５０は、一様な光５１を放射し、静電潜像保持部材２１に残留する電荷を光導電性膜を介してドラム側に放電させる。このため、分離時の分離関与電位ＶＳが低下し、転写材３７が静電潜像保持部材２１の表面から容易に剥離される。
【００２９】
こうして転写材３７は現像部材画像４３が形成された状態となり、定着手段２７の部分に搬送される。ここでは現像部材３２が加熱ローラの加熱と加圧により定着され、出力画像４４が形成される。クリーニング手段２８は、静電潜像保持部材２１を次のプリントサイクルで再利用できるように、除電及び残留した現像部材３２を完全に除去する。以上の手順に従って画像形成が転写材３７のシート単位で連続的に行われる。
【００３０】
例えば転写手段２５の放電ワイヤに−４ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を行うものとする。また転写ガイド部材３８と静電潜像保持部材２１とのエアギャップ長を１ｍｍとする。転写ガイド部材３８の電位を＋５００Ｖとし、転写ガイド部材３８と静電潜像保持部材２１との間の角度を３０°とするとき、電界分布の数値解析結果では、転写ガイド部材３８と静電潜像保持部材２１との間隙部分が高い電界となった。本実施の形態では分離補助手段５０を図１の分離位置Ｃに設けることにより、Ａの位置に代わってＣの位置での背景部電位（絶対値）を下げることができた。
【００３１】
図２は本実施の形態の画像形成装置において、静電潜像保持部材２１の表面電位の変化を示す説明図である。帯電手段２２のコロナ放電により静電潜像保持部材２１の表面に電荷３０を与えると、（１）に示す帯電後では、静電潜像保持部材２１の初期帯電電位ＶＯは−７５０Ｖとなる。次に例えばＬＳＵ（Laser Scaning Unit) で構成される静電潜像形成手段２３による画像露光を行うと、（２）の露光後に示すように画像部電位ＶＩはＶＬ（＝−１００Ｖ）となる。次に（３）の現像後では、画像部に現像部材３２が付着する。このときの前飛び関与電位差ＶＦは、ＶＮ−ＶＩ＝ＶＯ−ＶＩ＝−６５０Ｖとなり、その絶対値は図１２に示す関与電位差ＶＦより大きくなる。領域Ａにおける電界の強さは４０ｋＶ／ｍ以上であるが、現像部材画像４２を形成する現像部材３２の一部が、電位（絶対値）の低い背景部側へ引き寄せられにくくなり、前飛びによる画質劣化又は転写ガイド部材の汚れによる転写材の汚れが発生しなくなる。
【００３２】
静電潜像保持部材２１の背景部が分離位置Ｃに来ると、分離補助手段５０により光５１が照射され、図２（５）の分離時に示すように、表面電位（絶対値）は低下し、分離関与電位ＶＳはＶＢＧ（＝−３００Ｖ）となる。このため転写材３７は静電潜像保持部材２１から容易に分離される。
【００３３】
そして現像部材３２の帯電量が変化したときに、その変化に連動して露光量制御手段５９が分離補助手段５０の露光量を制御する。そのため背景部電位が現像部材３２の帯電量に係わらず、一定になるよう制御される。この結果、良好な分離性を確保した上で、過露光による静電潜像保持部材２１の劣化、及び露光不足による画質劣化のない安定した品質の画像形成が実現できる。
【００３４】
以上のように、転写材３７が静電潜像保持部材２１から分離される分離位置近傍に分離補助手段５０を配設することで、分離位置で光照射領域を形成する。こうすると転写前には背景部電位と画像部電位の差が大きく保持され、分離時には背景部電位（絶対値）を低下させることができる。このため、良好な分離性を確保した上で、現像部材３２の飛び散り、前飛びによる画質劣化、転写ガイド部材３８の汚れによる転写材３７の汚れのない安定した高品質な画像を形成することができる。
【００３５】
なお、以上の実施の形態では、分離補助手段としてＬＥＤを用いた場合を例として述べたが、線状の露光を行う限り、棒状のランプなどの他の光源を用いることができる。
【００３６】
また、以上の実施の形態では、静電潜像保持部材に対して帯電手段を用いて負帯電する場合を例として述べたが、正帯電する場合も、画像形成装置に同様の機能を持たせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、デジタル複写機などの画像形成装置に限らず、例えばレーザプリンタのような電子写真プロセスを用いる装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態の画像形成装置において、静電潜像保持部材の表面電位の変化を示す説明図である。
【図３】従来の画像形成装置の構造例を示す断面図である。
【図４】従来の画像形成装置において、転写前露光手段を有さない場合の静電潜像保持部材の表面電位の変化を示す説明図である。
【図５】従来の画像形成装置において、転写前露光手段を設けた場合の静電潜像保持部材の表面電位の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
２１  静電潜像保持部材
２２  帯電手段
２３  静電潜像形成手段
２４  現像手段
２５  転写手段
２６  分離手段
２７  定着手段
２８  クリーニング手段
３０  電荷
３１  レーザビーム
３２  現像部材
３３  キャリア
３４  スリーブ
３５  転写前露光手段
３６  転写前露光手段の光
３７  転写材
３８  転写ガイド部材
４０  光エネルギー分布
４１  静電潜像
４２，４３  現像部材画像
４４  出力画像
５０  分離補助手段
５１  分離補助手段による光
５８  現像部材帯電量検出手段
５９  露光量制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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