(57)【要約】【課題】  画像品質向上のために様々な除電分離シーケンスを行った場合においても、または様々な周囲環境下においてもドラムの帯電前の初期表面電位を最適な値にすることが出来る画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、像担持体表面の帯電面に画像データに応じて露光を行うことで静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、静電潜像をトナーによりトナー画像として可視化する処理を行う現像手段と、トナー画像の記録媒体への転写を行う転写手段と、転写処理により帯電をした記録媒体にバイアスを印加して帯電電荷の除去を行う除電手段と、像担持体表面に残っている転写処理後の残留電荷の除電処理を行う前露光手段から構成される。除電手段から記録媒体へ印加されるバイアスの大きさに応じて、前露光手段の発光量を可変させる。【選択図】  図１
2007108588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面の帯電面に画像データに応じて露光を行うことで静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、その前記像担持体表面の静電潜像を、帯電させたトナーによりトナー画像として可視化する処理を行う現像手段と、その前記像担持体表面のトナー画像の記録媒体への転写を行う転写手段と、トナー画像の転写処理により帯電をした記録媒体にバイアスを印加して帯電電荷を除去することにより、記録媒体の像担持体への静電的な吸着を防止する除電手段と、前記像担持体表面に残っている転写処理後の残留電荷を光照射によって除電処理を行う前露光手段を有し、前記除電手段から記録媒体へ印加されるバイアスの大きさに応じて、前記前露光手段の発光量を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、円柱状のローラにバイアスを印加する事により前記像担持体表面を帯電させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、該帯電手段の出力バイアスがDC成分のみで形成されることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、該帯電手段の出力バイアスがDC成分及びAC成分から形成されることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、出力バイアスの大きさの制御を前記像担持体に流れる電流量の情報を基に行うことを特徴とする請求項3及び4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、複写機やプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に接触ローラ帯電方式、転写方式、除電バイアス方式、帯電前露光方式により構成される画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図9に従来例における電子写真プロセスの一例を表す図を示す。ドラム1は帯電ローラ2に印加されたバイアスにより表面を一様に帯電される。不図示のレーザスキャナから照射されたレーザ光10によりドラム表面は画像データに応じて露光され、静電潜像が形成される。ドラム1上の静電潜像は現像ローラ3にバイアスを印加することでトナーにより現像され、トナー画像として可視化画像となる。ドラム1上のトナー画像は転写ローラ4に印加されたバイアスにより印字用紙12に転写される。このとき転写バイアス8により印字用紙12は帯電してしまうため、ドラム1に吸着し易い状態にあり不図示の定着手段に印字用紙12を送る処理に悪影響を与えてしまう。そのために除電針5に転写バイアス8とは逆極性のバイアスを印加することで、印字用紙12に帯電している電荷の除電を行う。ここで、画像品質の向上を図る目的として、除電針バイアス9の様々な制御を行っている。例えば、印字用紙12の先端や後端、印字枚数により除電針バイアス9の大きさを変える、もしくは周囲環境（温度／湿度等）によって除電針バイアス9の大きさを変えることで、画像擦れや印字用紙12のコバ汚れを防止している。（特許文献1参照）または、印字画像のパターン（ハーフトーン／線画等）によって、除電針バイアス9の大きさを変えることで、印字用紙12上の画像の乱れを防止する。（特許文献2参照）
【特許文献１】特開２００２−４０８１６号公報
【特許文献２】特開平１１−３８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような除電バイアス制御を行った場合、除電針6に印加されたバイアスが印字用紙を介してドラム1に影響を及ぼしてしまい、ドラム表面をマイナスに帯電させてしまうことがある。画像形成装置の構成によっては帯電ローラ2の上流側に前露光手段が設けられ、ドラム1に光を照射することで転写後のドラム表面に残留している電荷の除電を行ってものがある。しかし、上記従来例のように種々の条件により除電バイアスの可変を行う系においては、除電バイアスの大きさによって前露光の光量が不十分となり残留電荷を完全に除電出来ない場合や、逆に光量が高過ぎてしまいドラムメモリを発生させてしまうことがある。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記従来例で示されるような様々な除電分離シーケンスを行った場合においても、または様々な周囲環境下においてもドラムの帯電前の初期表面電位を最適な値にすることが出来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】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面の帯電面に画像データに応じて露光を行うことで静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、その前記像担持体表面の静電潜像を、帯電させたトナーによりトナー画像として可視化する処理を行う現像手段と、その前記像担持体表面のトナー画像の記録媒体への転写を行う転写手段と、トナー画像の転写処理により帯電をした記録媒体にバイアスを印加して帯電電荷を除去することにより、記録媒体の像担持体への静電的な吸着を防止する除電手段と、前記像担持体表面に残っている転写処理後の残留電荷を光照射によって除電処理を行う前露光手段を有し、前記除電手段から記録媒体へ印加されるバイアスの大きさに応じて、前記前露光手段の発光量を変化させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の電源装置は、請求項1記載の画像形成装置において、前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、円柱状のローラにバイアスを印加する事により前記像担持体表面を帯電させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の電源装置は、請求項2記載の画像形成装置において、前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、該帯電手段の出力バイアスがDC成分のみで形成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の電源装置は、請求項2記載の画像形成装置において、前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、該帯電手段の出力バイアスがDC成分及びAC成分から形成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の電源装置は、請求項3及び4記載の画像形成装置において、前記像担持体表面の帯電を行う前記帯電手段において、出力バイアスの大きさの制御を前記像担持体に流れる電流量の情報を基に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、除電分離シーケンス上で除電バイアスを変化させた場合、その値に応じて前露光手段の光量可変を行うことで、ドラム表面電位を除電する能力の制御を行っている。
【００１１】
したがって、いかなる除電分離シーケンスを行った場合においても、またはいかなる周囲環境下においてもドラム表面電位を最適な値に設定することが出来る画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施例１）
図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置の電子写真プロセスの一例を示す図である。1はドラムであり帯電ローラ2、現像スリーブ3、転写ローラ4が接して配置されている。ドラム1はグランドに接地されている。帯電ローラ2、現像スリーブ3、転写ローラ4にはそれぞれバイアス印加のための電源に接続されている。5は転写処理後の印字用紙に接するように配置された除電針である。除電針5にはバイアス印加のための電源9が接続されている。10は転写ローラ4と帯電ローラ2の間に配置された前露光用のLEDである。12は記録媒体である印字用用紙である。
【００１３】
ドラム1は帯電ローラ2に印加されたバイアスにより表面が一様にマイナスに帯電される。不図示のレーザスキャナから照射されたレーザ光10によりドラム表面は画像データに応じて露光され、露光部分が除電されることで静電潜像が形成される。ドラム表面上の静電潜像は現像スリーブ3に印加されたACバイアスによってドラム1上の露光部に移動したトナーにより現像され、トナー画像として可視画像となる。ドラム1上のトナー画像は転写ローラ4に印加されたプラスバイアスにより印字用紙12に転写される。トナー画像が転写された印字用紙12は不図示の定着器へと送られ、定着処理後に印字画像として排出される。ここで、図6-(a)のように転写処理後の印字用紙12は転写バイアス8によりプラスに帯電してしまっているため、マイナスに帯電しているドラム1に吸着し易い状態となっている。よって転写処理後に印字用紙12を不図示の定着手段へ送る際に、印字用紙12がドラム1に吸着したまま分離されずに搬送不良を起こしてしまうことがある。その対策として図6-(b)のように除電針5にマイナスバイアス印加することで印字用紙12の除電を行い用紙のドラム1への吸着を防止している。
【００１４】
帯電バイアス6の出力方式はDC成分のみで形成されるDC帯電方式であり、その出力バイアスの大きさの制御はドラム1に流れる電流を所定の値に一定に保つ定電流制御を行っている。すなわち図5-(a)のように等価的にドラム1と帯電ローラ2の間に抵抗Rを考えると、抵抗Rに流れる電流値I1を一定としている。電子写真プロセスは帯電ー露光ー現像ー転写の繰り返しであるため、転写処理後のドラム1に残留電荷が残っていると次の帯電を行おうとした時に、所定電流値を流すためには残留電荷の持っている電位に対して所定の電位差を持ったバイアスを印加しなければならない。図5-(a)において抵抗Rの両端電圧が所定の一定電圧となるようにする (I1(一定)×R(固定値)=V(一定の電位差)) 。従って、残留電荷の量は電子写真プロセスを繰り返すたびに増加していくため、帯電バイアス6の大きさもそれに伴い増やして行く事になる(図5-(b)参照)。しかし、出力バイアスの大きさには限りがあるため、繰り返すうちに必要な電位差を確保するだけのバイアスを出力できなくなり帯電不良を起こしてしまう。よって、転写処理後にドラム表面をLED11により露光することで残留電荷の除去(ドラム表面の初期化)を行い、所定電流値を流すために必要になるバイアスの増加を防止している。
【００１５】
除電針バイアス9は印字用紙12の分離目的だけでなく画像品質の向上にも寄与している。除電針バイアス9により用紙分離を促進することで印字用紙端部の跳ねに起因した画像擦れやコバ汚れ等の画像不良の発生を防止している。更に両面印字の1面目と2面目または、温度や湿度等の周囲環境等によって印加バイアスの大きさを変化させることで画像品質向上の最適化も図っている。ここで、除電針バイアス9は印字用紙12に帯電している電荷の除電を行うために印加をしているが、バイアス印加中に印字用紙12はドラム表面にも接触しているため、印加されたバイアスは印字用紙12を介してドラム1に対しても影響を及ぼし、ドラム表面をマイナスに帯電させてしまうことがあると考えられる。転写処理後のドラム表面電位はLED11の前露光により除電される構成となってはいるが、除電針バイアス9を環境条件等により可変させているため、一定光量での前露光では吸収しきれない場合が出てくる。バイアスを大きくした場合はドラム1の帯電量も大きくなるためLED11による除電が不十分となってしまう、逆にバイアスを小さくした場合にはドラム1の帯電量の増加は少ないためLED11が過剰照射となってしまいドラムメモリを生じさせてしまうという現象が発生すると考えられる。
【００１６】
そこで図1に示すのように、印加される除電針バイアス9の大きさに応じてLED11の光量を可変させる制御を行う。これは図3に示す画像形成装置の構成を表すブロック図において、各ユニットの制御を行っているCPU13によって行われる制御で、電子写真プロセスの各バイアス出力は高圧ユニット14によって行われる。図1に示す両面印刷時の制御シーケンスを図2に示すフローチャートで説明をする。まず除電針バイアス-1.2kを印加し、それに合わせて前露光用LED11を低い光量PLで発光させ用紙1面目の先端が来るのを待つ。用紙先端が来てからt1時間後に除電針バイアスを-2.5kに切り換える。それに伴いLED11を高い光量PHで発光させる。用紙1面目の後端を待ち、後端が来てからt2時間後に除電針バイアスを-1.2kに、LED11光量をPLに切り換える。その後t3時間後に除電針バイアスを-2.5kに、LED11光量をPHに切り換え用紙2面目先端が来るのを待つ。用紙2面目の先端が来たらt4時間後に除電針バイアスを-1.2kに、LED11光量をPLに切り換える。その後t1時間後に除電針バイアスを-2.5kに、LED11光量をPHに切り換え用紙2面目後端を待つ。後端が来てからt2時間後に除電針バイアスを-1.2kに、LED11光量をPLに切り換え、t5時間後に除電針バイアスとLED11光量を共にOFFにする。このような制御により、除電針バイアス9を大きくした時はLED11の光量も大きくし、十分な除電能力を得るようにしている。一方除電針バイアス9を小さくした時はLED11の光量も小さくし、ドラム1の過剰照射を防止するようにしている。これにより、様々な印字条件や周囲環境において帯電処理時の初期ドラム表面電位を適正な値に保つことが出来、また最適なプロセス状態で印字を行うため良好な画像品質の印字画像を得ることが出来る。
【００１７】
（実施例２）
図7は本発明の実施形態に係る画像形成装置の電子写真プロセスの一例を示す図である。ドラム1は帯電ローラ2に印加されたバイアスにより表面が一様にマイナスに帯電される。不図示のレーザスキャナから照射されたレーザ光10によりドラム表面は画像データに応じて露光され、露光部分が除電されることで静電潜像が形成される。ドラム表面上の静電潜像は現像スリーブ3に印加されたACバイアスによってドラム1上の露光部に移動したトナーにより現像され、トナー画像として可視画像となる。ドラム1上のトナー画像は転写ローラ4に印加されたプラスバイアスにより印字用紙12に転写される。トナー画像が転写された印字用紙12は不図示の定着器へと送られ、定着処理後に印字画像として排出される。ここで、図6-(a)のように転写処理後の印字用紙12は転写バイアス8によりプラスに帯電してしまっているため、マイナスに帯電しているドラム1に吸着し易い状態となっている。よって転写処理後に印字用紙12を不図示の定着手段へ送る際に、印字用紙12がドラム1に吸着したまま分離されずに搬送不良を起こしてしまうことがある。その対策として図6-(b)のように除電針5にマイナスバイアス印加することで印字用紙12の除電を行い用紙のドラム1への吸着を防止している。
【００１８】
帯電バイアス6の出力方式はDC成分にAC成分を重畳させて形成されるAC帯電方式であり、その出力バイアスの大きさの制御はドラム1に印加される電圧を所定の値に一定に保つ定電圧制御を行っている。すなわち図8のように等価的にドラム1と帯電ローラ2の間に抵抗Rを考えると、抵抗R両端電圧V1を一定としている。実施例1記載のDC帯電方式の停電流制御においてはドラム表面電位の初期化のために前露光用のLEDが必要であったが、AC帯電方式の停電圧制御においては帯電不良となってしまう現象は起こらないため前露光用LEDの必要はない。しかし、印字画像の非画像部の本来トナーの無い領域にトナーが載ってしまう等の画像品質低下を防止する役割として前露光を行う場合がある。このような系においては転写処理後にドラム表面をLED11により露光することで残留電荷の除去(ドラム表面電位の初期化)を行っている。
【００１９】
除電針バイアス9は印字用紙12の分離目的だけでなく画像品質の向上にも寄与している。除電針バイアス9により用紙分離を促進することで印字用紙端部の跳ねに起因した画像擦れやコバ汚れ等の画像不良の発生を防止している。更に両面印字の1面目と2面目または、温度や湿度等の周囲環境等によって印加バイアスの大きさを変化させることで画像品質向上の最適化も図っている。ここで、除電針バイアス9は印字用紙12に帯電している電荷の除電を行うために印加をしているが、バイアス印加中に印字用紙12はドラム表面にも接触しているため、印加されたバイアスは印字用紙12を介してドラム1に対しても影響を及ぼし、ドラム表面をマイナスに帯電させてしまうことがあると考えられる。転写処理後のドラム表面電位はLED11の前露光により除電される構成となってはいるが、除電針バイアス9を環境条件等により可変させているため、一定光量での前露光では吸収しきれない場合が出てくる。バイアスを大きくした場合はドラム1の帯電量も大きくなるためLED11による除電が不十分となってしまう、逆にバイアスを小さくした場合にはドラム1の帯電量の増加は少ないためLED11が過剰照射となってしまいドラムメモリを生じさせてしまうという現象が発生すると考えられる。
【００２０】
そこで図1に示すのように、印加される除電針バイアス9の大きさに応じてLED11の光量を可変させる制御を行う。これは図3に示す画像形成装置の構成を表すブロック図において、各ユニットの制御を行っているCPU13によって行われる制御で、電子写真プロセスの各バイアス出力は高圧ユニット14によって行われる。図1に示す両面印刷時の制御シーケンスは図2に示すフローチャートに従い実行される。このような制御により、除電針バイアス9を大きくした時はLED11の光量も大きくし、十分な除電能力を得るようにしている。一方除電針バイアス9を小さくした時はLED11の光量も小さくし、ドラム1の過剰照射を防止するようにしている。これにより、様々な印字条件や周囲環境において帯電処理時の初期ドラム表面電位を適正な値に保つことが出来、また最適なプロセス状態で印字を行うため良好な画像品質の印字画像を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る前露光手段の光量制御方法を示す図
【図２】本発明に係る前露光手段の光量制御方法を示すフローチャート
【図３】画像形成装置の構成の一例を示すブロック図
【図４】本発明の第1の実施例に係る電子写真プロセスを示す図
【図５】本発明の第1の実施例に係るDC帯電方式の定電流制御を示す図
【図６】用紙の除電分離方法を示す図
【図７】本発明の第2の実施例に係る電子写真プロセスを示す図
【図８】本発明の第2の実施例に係るAC帯電方式の定電圧制御を示す図
【図９】従来例の電子写真プロセスを示す図
【符号の説明】
【００２２】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  現像スリーブ
４  転写ローラ
５  除電針
６  帯電バイアス
７  現像バイアス
８  転写バイアス
９  除電バイアス
１０  レーザ光
１１  前露光用LED
１２  印字用紙
１３  CPU
１４  高圧ユニット
１５  駆動・アクチュエータ
１６  レーザユニット
１７  スキャナユニット
１８  定着器ユニット
１９  センサユニット
【図１】
2007108588.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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