(57)【要約】【課題】感光体の非通紙領域にカブリトナーが発生することを抑制することにより、記録材が汚れること、現像剤の無駄な消費、及び画像形成装置内の汚染を抑制する。【解決手段】レーザ露光ユニット３が、感光体ドラム１１のうち通紙領域を第１のレーザパワーＥ１と第２のレーザパワーＥ２とで露光する画像形成装置において、感光体ドラム１１の表面にうち用紙Ｐが通過しない領域である非通紙領域において、感光体ドラム１１の表面の電位と現像電位の電位差が、現像ローラ５から感光体ドラム１１にトナーが供給されないような電位差となるように、感光体ドラム１１の表面の帯電電位の絶対値を降下させる第一のレーザパワーとは大きさの異なる第三のレーザパワーで非通紙領域を露光することを特徴とする。【選択図】図６
2013222151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の表面を所定の帯電電位に帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光する露光手段と、
前記露光手段による露光のレーザパワーを制御する露光制御手段と、
前記感光体に現像剤を供給するために現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に電圧を印加することで前記現像剤担持体の表面電位を所定の現像電位にする電圧印加手段と、を備え、
前記露光手段は、
前記感光体の表面のうち記録材が通過する通紙領域であって画像形成を行わない領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体に現像剤が供給されないような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる第一のレーザパワーで前記通紙領域を露光し、
前記通紙領域であって画像形成を行う領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体へ画像形成に十分な現像剤が供給されるような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる第二のレーザパワーで前記通紙領域を露光し、
前記感光体の表面にうち記録材が通過しない領域である非通紙領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体に現像剤が供給されないような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる前記第一のレーザパワーとは大きさの異なる第三のレーザパワーで前記非通紙領域を露光する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体が前記感光体に接触しており、
前記現像剤担持体に当接することで前記現像剤担持体上の現像剤を剥ぎ取ることが可能であって、長手方向における幅が、前記現像剤担持体及び前記感光体よりも短く、かつ、前記通紙領域の長手方向における幅よりも長い剥ぎ取り部材を有し、
前記露光手段は、前記第一のレーザパワーよりも小さい前記第三のレーザパワーで前記非通紙領域を露光す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】
前記現像剤担持体は、前記感光体に非接触であり、
前記現像剤担持体を備える現像枠体であって、前記感光体の長手方向における幅が前記通紙領域の幅以上であって前記現像剤担持体から前記感光体に向かって飛翔する現像剤が通過する現像開口が設けられる現像枠体を有し、
前記露光手段は、前記第一のレーザパワーよりも大きい前記第三のレーザパワーで前記非通紙領域を露光す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】
前記第三のレーザパワーは、前記感光体の長手方向において大きさが変化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体をクリーニングするクリーニング手段、前記現像剤担持体、前記帯電手段のうち少なくとも一つと、前記感光体と、が一体にカートリッジ化されたプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項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、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低オゾン、低電力などの利点を有することから、感光体に当接する帯電部材に電圧を印加して感光体の表面を帯電する、所謂接触帯電方式の電子写真画像形成装置が実用化されている。さらに、近年では、安価、省スペースの観点から、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧のみを印加した帯電ローラを用いるＤＣ帯電方式が用いられている。
ＤＣ帯電方式においては、帯電の均一性が不十分であるという課題があった。また、接触帯電方式においては、感光体の使用に伴う感光体の表面の膜厚の減少により、感光体の表面電位が上昇してしまうという課題があった。
そこで、当該課題を解決するための一つの方法として、感光体の表面電位を一旦、画像形成に必要な電位以上に過帯電させ、その後、感光体の表面の画像形成を行わない非画像部に対して、弱発光させたレーザ光を照射して電位を降下させる露光方法が知られている。これを所謂バックグラウンド露光という（特許文献１参照）。
また、特許文献２には、感光体の膜厚を算出して、レーザ光のレーザパワーを制御することによって、感光体の表面電位を目標とする電位にする制御方法が開示されている。このような制御を行うことで、画像濃度、ライン幅、階調性を安定して再現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７１２６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非画像部であっても、記録材が通過する通紙領域と、記録材が通過しない非通紙領域とでは、感光体のその領域に対応する現像手段上における現像剤（トナー）量が異なっており、非通紙領域においてトナー量が多くなる傾向がある。したがって、通紙領域と非通紙領域とで同様の露光制御を行った場合においては、通紙領域の非画像部よりも非通紙領域の方がカブリトナーが発生しやすい。この非通紙領域における感光体上に発生するカブリトナーによって、記録材のエッジ部にトナーが付着し汚れる可能性がある。また、非画像部である非通紙領域における感光体上のカブリトナーは、トナーの無駄な消費であるといえる。また、感光体上にカブリトナーが発生することで、画像形成装置内にトナーによる汚染が生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、感光体の非通紙領域にカブリトナーが発生することを抑制することにより、記録材が汚れること、現像剤の無駄な消費、及び画像形成装置内の汚染を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、感光体と、前記感光体の表面を所定の帯電電位に帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光する露光手段と、前記露光手段による露光のレーザパワーを制御する露光制御手段と、前記感光体に現像剤を供給するために現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に電圧を印加することで前記現像剤
担持体の表面電位を所定の現像電位にする電圧印加手段と、を備え、前記露光手段は、前記感光体の表面のうち記録材が通過する通紙領域であって画像形成を行わない領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体に現像剤が供給されないような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる第一のレーザパワーで前記通紙領域を露光し、前記通紙領域であって画像形成を行う領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体へ画像形成に十分な現像剤が供給されるような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる第二のレーザパワーで前記通紙領域を露光し、前記感光体の表面にうち記録材が通過しない領域である非通紙領域において、前記感光体の表面の電位と前記現像電位の電位差が、前記現像剤担持体から前記感光体に現像剤が供給されないような電位差となるように、前記帯電電位の絶対値を降下させる前記第一のレーザパワーとは大きさの異なる第三のレーザパワーで前記非通紙領域を露光する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感光体の非通紙領域にカブリトナー（カブリ現像剤）が発生することを抑制することにより、記録材が汚れること、現像剤の無駄な消費、及び画像形成装置内の汚染を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の全体構成の概略断面図
【図２】感光体ドラムの表面電位とレーザパワーの関係を示す図
【図３】実施例１のおける画像部と非画像部においての電位設定について説明する図
【図４】現像ローラ上のトナー量と感光体ドラムの表面電位の関係を示す図
【図５】実施例１における通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性を示す図
【図６】実施例１における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する図
【図７】実施例１におけるレーザパワーの制御方法を説明するフローチャート図
【図８】実施例２に係る画像形成装置の全体構成の概略断面図
【図９】感光体の表面電位と現像ローラ端部の関係について模式的に示す図
【図１０】実施例２における通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性を示す図
【図１１】実施例２における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
図１を用いて、実施例１に係る画像形成装置の一形態である電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタの全体構成について説明する。図１は、実施例１に係る画像形成装置の全体構成の概略断面図である。
【００１０】
図１に示すように、実施例１に係る画像形成装置は、プリンタ制御部（以下、単に制御部という）１００を備えている。制御部１００は、画像形成装置の動作を制御する手段であり、インターフェイスを介して接続されているプリンタコントローラ（以下、単にコントローラという）２００と各種の電気的情報信号を授受する。また、制御部１００は、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンスを司る。そして、実施例１に係る画像形成装置は、コントローラ２００から入力する画像データ（電気的な画像情報）に対応した画像を記録材としての用紙Ｐ上に形成して画像形成物を出力する。ここで、コントローラ２００とは、ホストコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリ等である。なお、記録材は、用紙に限らず、ＯＨＰシート、葉書、封筒、ラベル等でもよい。
【００１１】
さらに、実施例１に係る画像形成装置が備える各構成要素について説明する。図１に示
すように、実施例１に係る画像形成装置は、主な構成要素として、露光手段としてのレーザ露光ユニット３、転写ローラ８、定着装置９、プロセスカートリッジ１０を有している。プロセスカートリッジ１０は、クリーニングユニットと現像ユニット（現像装置）を一体的にカートリッジ化したものである。そして、クリーニングユニットは、帯電手段としての帯電ローラ２と、ドラムクリーナ７と、感光体としての感光体ドラム１１とを備えている。また、現像ユニットは、剥ぎ取り部材としての剥ぎ取り供給ローラ４と、現像剤担持体としての現像ローラ５と、現像ブレード６とを備えている。なお、プロセスカートリッジ１０は、画像形成装置本体１に対して着脱可能に構成されており、例えば、現像ユニット内に収容される現像剤としてのトナーが消費された場合には、プロセスカートリッジ１０を交換することでトナーを補充することができる。
【００１２】
帯電ローラ２は、芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有しており、感光体ドラム１１の表面を所定の電位で一様に帯電する。帯電ローラ２の芯金には、所定の帯電バイアス電圧が印加される。そして、感光体ドラム１１に対して、略平行に配置されており、導電性弾性体層の弾性に抗して所定の押圧力で当接している。このように実施例１においては、所謂接触帯電方式を採用した。また、この芯金の両端部は回転可能に軸受け（不図示）に支持されており、帯電ローラ２は、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。
【００１３】
レーザ露光ユニット３は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等から構成される。そして、回転多面鏡の回転によって、感光体ドラム１１の長手方向（主走査方向）にレーザ光Ｌを偏向走査することで主走査露光を行う。この主走査露光と、感光体ドラム１１の回転による副走査露光により、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。
【００１４】
現像ローラ５は、芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、感光体ドラム１１に対して略平行に配置されている。また、現像ブレード６は、ＳＵＳ製の金属薄板で構成されており、現像ローラ５に所定の押圧力で当接することで、現像ローラ５上（現像剤担持体上）のトナー層を均一化する。現像ローラ５は、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像するために、現像剤としてのトナーを感光体ドラム１１に担持搬送することで供給する。実施例１においては、現像剤としては、負極性に帯電された非磁性一成分トナーを用いた。
【００１５】
また、実施例１においては、いわゆる接触現像方式を採用しており、現像ローラ５は、接離機構（不図示）によって、感光体ドラム１１に対して当接及び離間を繰り返すことのできる構成となっている。そして、画像形成工程の時に、現像ローラ５は感光体ドラム１１に当接し、電圧印加手段（不図示）によって現像ローラ５の芯金に対して現像バイアス電圧が印加される。その際、現像ローラ５の表面電位は所定の現像電位としての現像バイアス電位になる。また、剥ぎ取り供給ローラ４は、その表面がスポンジ状で構成されており、現像ローラ５上にトナーを供給しつつ、現像ローラ５上に残ったトナーを剥ぎ取る。
【００１６】
回転可能に設けられる転写ローラ８は、回転軸上に導電性弾性体層を設けたローラ状に構成され、感光体ドラム１１に対して、略平行に配置されており、所定の押圧力で当接している。また、転写ローラ８の回転軸には、転写バイアス電源（不図示）によって、正極性のＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）バイアス電圧が印加されることで転写電界が形成される。なお、転写が常に高転写効率、低再転写率などの条件を満たし良好に行われるよう、制御手段（不図示）が、転写バイアス電源によって印加されるＤＣバイアス電圧を環境やパーツの特性等を考慮した最適な値に制御している。
【００１７】
感光体ドラム１１は、アルミニウムの円筒状基体と、その表面を覆うＯＰＣ（有機半導体）感光層とによって構成されている。そして、感光体ドラム１１は、駆動手段（不図示）によって、図１中の矢印方向に１２０（ｍｍ／ｓｅｃ）の表面移動速度で回転駆動する。
【００１８】
プロセスカートリッジ１０は、記憶手段として非接触不揮発性メモリ１２を備えている。非接触不揮発性メモリ１２は、情報伝達手段であるアンテナ（不図示）を有し、画像形成装置本体１側の制御部１００と無線で通信し、情報の読み出しや書き込みが可能である。この非接触不揮発性メモリ１２には、感光体ドラム１１の膜層や感度に関する情報等が製造時に記憶されている。そして、プロセスカートリッジ１０の使用に伴う、感光体ドラム１１の膜層や感度の変化量、現像ローラ５の回転数、トナー消費量等に関する情報を随時書き込み及び読み出しが可能に構成されている。なお、記憶手段しては、接触不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなどを適用してもよい。
【００１９】
次に、図１を参照して、実施例１に係る画像形成装置の画像形成動作の概略について説明する。まず、帯電ローラ２が感光体ドラム１１の表面を所定の帯電電位に帯電する。そして、レーザ露光ユニット３が、レーザ光Ｌを出射し、感光体ドラム１１の表面を露光し静電潜像を形成する。さらに、現像ローラ５が感光体ドラム１１上にトナーを供給することにより静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。一方、記録材としての用紙Ｐが、用紙Ｐを収納する給紙カセット１３から所定のタイミングでピックアップローラ等により１枚ずつ分離して搬送される。そして、用紙Ｐは、搬送ローラ、レジストローラ等によって、転写ローラ８と感光体ドラム１１の当接位置に搬送される。そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が、感光体ドラム１１が回転することで、転写ローラ８との当接位置に送られ、転写ローラ８と感光体ドラム１１との間に形成された転写電界によって、用紙Ｐ上に転写される。この時、感光体ドラム１１上に残ったトナーは、ドラムクリーナ７によりクリーニングされる。さらに、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置９に搬送され、熱及び圧力によってトナー像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー像が定着された用紙Ｐは、排出ローラ（不図示）によって、排紙口から画像形成装置本体１上面の排紙トレイ（不図示）に排出される。このようにして、一連の画像形成動作が終了する。
【００２０】
次に、実施例１に係る画像形成装置の前提の技術となるバックグラウンド（非画像部）露光について説明する。従来より、感光体ドラムの表面を一旦、画像形成に必要な電位以上に過帯電させ、その後、感光体ドラムの表面の画像形成を行わない領域（以下、非画像部という）に対して、弱発光させたレーザ光Ｌを照射することで表面電位を降下させる露光方法が知られている。これを所謂バックグラウンド露光という。このバックグラウンド露光は、感光体ドラムの表面電位の均一性の確保の観点から行われるものである。ここで、実施例１のように、感光体ドラム１１と帯電ローラ２が接触する構成においては、画像形成動作によって感光体ドラム１１を使用するに伴い、感光体ドラム１１の表面が削れて膜厚が減少してしまう。そして、感光体ドラム１１の表面の膜厚が減少すると、感光体ドラム１１の表面電位が上昇してしまう。したがって、バックグラウンド露光は、感光体ドラム１１の表面の膜厚に基づいて、レーザ露光ユニット３からのレーザ光Ｌの発光の強度を変化させて行われる。
【００２１】
実施例１におけるレーザ露光ユニットによる潜像設定についての詳細を説明する。実施例１において、感光体ドラム１１はアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆うＯＰＣ（有機半導体）感光層とによって構成されており、感光層の初期の膜層は２０（μｍ）であった。そして、画像形成動作が開始されると、帯電ローラ２に約−１１００（Ｖ）の帯電バイアス電圧（ＤＣ電圧）が印加され、感光体ドラム１１の表面に約−５００（Ｖ）の一次帯電電位Ｖｄ０が形成される。
【００２２】
ここで、実施例１におけるレーザ露光ユニット３は、通紙領域において、感光体ドラム１１の表面を露光する際のレーザパワーとして、第一のレーザパワーＥ１と第二のレーザパワーＥ２の２つの水準の出力値を切り替えて出力可能に構成されている。ここで、通紙領域とは、感光体ドラム１１上であって、用紙Ｐが通過する領域のことを指す。また、感光体ドラム１１上であって、用紙Ｐが通過しない領域を非通紙領域とする。制御部１００には、通紙領域であって画像が形成される画像部と、通紙領域であって画像が形成されない非画像部に対応して、レーザ露光ユニット３から出力されるレーザパワーを制御する露光制御部としてのレーザパワー制御部（不図示）が設けられている。
【００２３】
レーザパワー制御部は、通紙領域の非画像部に対しては、暗部電位Ｖｄ用のレーザパワーとしての第一のレーザパワーＥ１を選択し、通紙領域の画像部に対しては、明部電位Ｖｌ用のレーザパワーとしての第二のレーザパワーＥ２を選択する。実施例１においては、画像形成工程において、光源としてのレーザダイオード等に所定のバイアス電流を流すことによって、レーザを弱発光させておき、これを第一のレーザパワーＥ１と設定する。そして、画像部においては、さらに電流値を加えて電流を流すことで、第二のレーザパワーＥ２を設定する。このように、レーザダイオードに流す電流量を可変にすることで、レーザパワーＥ１、Ｅ２を制御することができる。なお、光源はレーザダイオードに限らずＬＥＤ等を適用しても良い。
【００２４】
ここで、図２を用いて、感光体ドラムの表面電位とレーザパワーの関係について説明する。図２は、実施例１における感光体ドラム電位とレーザパワーの関係を示す図である。図２のグラフにおいて、縦軸は、感光体ドラム１１の表面電位（−Ｖ）を表しており、横軸は、感光体ドラム１１の表面が受ける露光のレーザパワーＥ（μＪ／ｃｍ２）を表している。なお、このグラフにおいて、感光体ドラム１１の膜層は使用初期の場合のものであり２０（μｍ）である。実施例１において、感光体ドラム１１の画像部に対してレーザ露光ユニット３が、第二のレーザパワーＥ２（μＪ／ｃｍ２）で露光することにより、約−１５０（Ｖ）の明部電位Ｖｌを形成する。同時に、非画像部（バックグラウンド）に対しても、第二のレーザパワーＥ２よりも小さい、第一のレーザパワーＥ１（μＪ／ｃｍ２）で露光することにより、約−４５０（Ｖ）の暗部電位Ｖｄを形成する。
【００２５】
次に、図３を用いて、通紙領域における画像部と非画像部においての電位設定について説明する。図３は、実施例１における画像部と非画像部においての電位設定について説明する図である。実施例１においては、通紙領域の非画像部に対しても弱発光することで（所謂バックグラウンド露光）、感光体ドラム１１の表面の帯電ムラを抑制した安定した暗部電位Ｖｄを形成することができる。また、実施例１においては、現像ローラ５には約−３００（Ｖ）のＤＣバイアス電圧が印加されており、現像ローラ５の表面には現像電位としての現像バイアス電位Ｖｄｃが形成されている。このため、感光体ドラム１１上の明部電位Ｖｌと現像バイアス電位Ｖｄｃとの電位差（現像コントラスト電位）Ｖｃにより、負極性に帯電されたトナーが、現像ローラ５から感光体ドラム１１上に供給されることとなる。そして、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像が可視化されることにより、感光体ドラム１１上にはトナー像が形成される。このように、実施例１においては、帯電ローラ２による感光体ドラム１１への帯電は負の電荷で行われ、現像は負極性に帯電されたトナーで行われる反転現像方式を用いている。
【００２６】
ここで、明部電位Ｖｌと現像バイアス電位Ｖｄｃとの電位差である現像コントラスト電位Ｖｃは、画像部の画像濃度及び階調性を設定する要因となる。すなわち、現像コントラスト電位Ｖｃが小さくなると、十分な画像濃度及び階調性を得ることができない。そのため、現像コントラスト電位Ｖｃは、所定値以上を確保した所望の値となる必要がある。
【００２７】
また、現像バイアス電位Ｖｄｃと暗部電位Ｖｄとの電位差である白地部コントラスト電
位Ｖｂは、用紙Ｐの白地部での所謂カブリ（地肌汚れ）量等を決める要因となる。白地部コントラスト電位Ｖｂが所定値を超えて大きくなると、逆帯電されたトナー、すなわち、正極性に帯電されたトナーが用紙Ｐの白地部にカブリとして付着して画像汚れや画像形成装置の装置内汚染等を引き起こす原因となってしまう。一方、白地部コントラスト電位Ｖｂが所定値を超えて小さくなると、正常に帯電されたトナー、すなわち、負極性に帯電されたトナーを白地部から除去できなくなってカブリが発生する。そのため、白地部コントラスト電位Ｖｂは、所定の範囲内に設定する必要がある。
【００２８】
次に、図４を用いて、実施例１における現像ローラ上に停滞するトナー量について説明する。図４は、実施例１における現像ローラ上に停滞するトナー量について説明する図である。実施例１のような非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式の画像形成装置においては、現像ローラ５の端部でのトナー量が中央部のトナー量よりも多くなってしまう傾向がある。その理由について説明する。
【００２９】
実施例１においては、トナー供給剥ぎ取りローラ４が、現像ローラ５上のトナーを剥ぎ取り、その後、現像ローラ５上にトナーを供給する。ここで、現像ローラ５は、感光体ドラム１１と当接するため、現像装置の現像枠体から露出して設けられている。これに対して、トナー供給剥ぎ取りローラ４は、現像枠体の内部、すなわち、トナーが収容されるトナー容器内に設けられている。このような現像装置の構造上、トナー供給剥ぎ取りローラ４は現像ローラ５よりも長手幅が短くなっている。すなわち、現像ローラ５の両端部においては、トナー供給剥ぎ取りローラ４が当接していない。したがって、現像ローラ５の両端部であって、トナー供給剥ぎ取りローラ４が当接していない領域においては、現像ローラ５上のトナーを剥ぎ取ることができず、常に現像ローラ上にトナーが存在することとなる。また、トナー供給剥ぎ取りローラ４が当接している箇所であっても、トナー供給剥ぎ取りローラ４の表面はスポンジ状で構成されているため、端部に近いほど現像ローラ５に対する押圧力は小さく、十分にトナーを剥ぎ取れない。したがって、現像ローラ５の両端部においては、中央部に比較して、現像ローラ５上に残留するトナー量が多くなってしまう。したがって、感光体ドラム１１の両端部の非通紙領域において、通紙領域の非画像部の所望の電位と同様の電位設定を行った場合、通紙領域よりも現像ローラ５上に存在するトナー量が多いためカブリが発生しやすい傾向となってしまう。
【００３０】
次に、図５を用いて、通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性について説明する。図５は、通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性の曲線を示す図である。図５の縦軸は感光体ドラムの表面に付着するカブリトナーの割合（％）を表し、横軸は白地部コントラスト電位Ｖｂ（−Ｖ）を表している。そして、図５に示すように、地カブリが発生しやすい地カブリ領域と反転カブリが生じやすい反転カブリ領域とがあり、白地部コントラスト電位Ｖｂが、最もカブリの発生しにくい範囲の値になることが望ましいといえる。
【００３１】
白地部コントラスト電位Ｖｂに対する感光体ドラム１１上のカブリが最も低くなるように、通紙領域の白地部コントラスト電位Ｖｂ１は設定されている。しかし、非通紙領域においては、図５中の破線で示すようなカブリ曲線を示すこととなる。図５から非通紙領域における白地部コントラストを通紙領域と同じ白地部コントラスト電位Ｖｂ１にすると、地カブリ傾向となってしまうことが分かる。したがって、非通紙領域において感光体ドラム１１上のカブリが最も少なくなるように、実施例１においては、非通紙領域において、通紙領域の非画像部よりも白地部コントラスト電位が大きくなるように電位設定する必要がある。
【００３２】
次に、図６を用いて、実施例１における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する。図６は、実施例１における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する図である。実施例１に係る画像形成装置の特徴は、下記説明するように、非通紙領域において、通
紙領域における非画像部における暗部電位Ｖｄ１よりも絶対値の大きい電位Ｖｄ２を形成することである。言い換えると、実施例１に係る画像形成装置は、非通紙領域において、通紙領域におけるレーザパワーＥ１よりも小さいレーザパワーＥ３で感光体ドラムの表面を露光することを特徴とする。
【００３３】
まず、帯電ローラ２が感光体ドラム１１を一次帯電することで、感光体ドラム１１の表面に一次帯電電位Ｖｄ０を形成する。そして、通紙領域における画像部においては、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差が、現像ローラ５から感光体ドラム１１へ画像形成に十分なトナーが供給される所望の電位差となるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例１においては、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３は、感光体ドラム１１の画像部における電位が、明部電位Ｖｌとなるように感光体ドラム１１の帯電電位の絶対値を降下させるレーザパワーＥ２で露光を行う。
【００３４】
通紙領域における非画像部においては、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差Ｖｂ１が、現像ローラ５から感光体ドラム１１へトナーが供給されない所望の電位差になるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例１においては、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３は、感光体ドラム１１の非画像部であって通紙領域における電位が、暗部電位Ｖｄ１となるように感光体ドラム１１の帯電電位の絶対値を降下させるレーザパワーＥ１で露光を行う。
【００３５】
そして、実施例１においては、非通紙領域において、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差が、現像ローラ５から感光体ドラム１１へトナーが供給されない所望の電位差になるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例１においては、レーザ露光ユニット３は、所望の電位差となるように、感光体ドラム１１の非画像部である非通紙領域における電位が、暗部電位Ｖｄ１よりも絶対値の大きい電位Ｖｄ２となるようにレーザパワーＥ３で露光を行う。
【００３６】
次に、カブリを抑制するための電位設定の具体例について説明する。上述したように、実施例１においては、帯電ローラ２に−１１００（Ｖ）の帯電バイアス電圧（ＤＣ電圧）が印加され、感光体ドラム１１の表面には−５００（Ｖ）の一次帯電電位Ｖｄ０が形成されている。具体例として、制御部１００は、通紙領域の所望の暗部電位Ｖｄ１として−４００（Ｖ）を得るために必要な、レーザパワーＥ１（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、制御部１００の備えるレーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ１で感光体ドラム１１の表面の通紙領域のうち非画像部を露光することで−４００（Ｖ）の暗部電位Ｖｄ１を形成する。また、レーザ制御部は、通紙領域の所望の明部電位Ｖｌとして−１５０（Ｖ）を得るために必要な、レーザパワーＥ２（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ２で感光体ドラム１１の表面のうち画像部を露光することで−１５０（Ｖ）の明部電位Ｖｌを形成する。
【００３７】
実施例１において、この時の現像バイアス電位Ｖｄｃを−３００（Ｖ）に設定してあるため、白地部コントラスト電位Ｖｂ１は、Δ１００（Ｖ）となる。したがって、レーザ制御部は、非通紙領域の白地部コントラスト電位Ｖｂ２がＶｂ１＜Ｖｂ２となる電位、例えば、Ｖｂ２がΔ１５０（Ｖ）となるようにレーザパワーＥ３（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ３で感光体ドラム１１の表面のうち非通紙領域を露光することで−４５０（Ｖ）の暗部電位Ｖｄ２を形成する。このような制御を行うことで、非通紙領域における感光体ドラム１１上カブリを半減することができた。
【００３８】
さらに、図７を用いて、実施例１における感光体ドラムのレーザパワーの制御方法につ
いて説明する。図７は、実施例１における感光体ドラムのレーザパワーの制御方法を説明するフローチャート図である。まず、コントローラ２００から画像形成装置本体１が備える制御部１００にプリント信号が入力される（Ｓ１０１）。そして、制御部１００は、プロセスカートリッジ１０に搭載された非接触不揮発性メモリ１２（図１参照）と通信を行い、非接触不揮発性メモリ１２に格納されている感光体ドラム１１及び現像装置の情報を読み出す（Ｓ１０２）。制御部１００は、非接触不揮発性メモリ１２から読み出した情報に基づいて、通紙領域の非画像部を露光する第一のレーザパワーＥ１を決定する（Ｓ１０３）。同様に、通紙領域の画像部を露光する第二のレーザパワーＥ２を決定する（Ｓ１０４）。同様に、非通紙領域を露光する第三のレーザパワーＥ３を決定する（Ｓ１０５）。続いて、制御部１００は、画像処理部によって変換された画像データに基づいて、画像形成動作を行い（Ｓ１０６）、画像形成に伴うプリント枚数を計測する（Ｓ１０７）。その後、制御部１００は、プリント枚数の計測結果から、感光体ドラム１１の膜層の変化量及び現像ローラ５の回転数等を算出する（Ｓ１０８）。そして、その算出結果を、プロセスカートリッジ１０の非接触不揮発性メモリ１２に書き込み（上書き）する（Ｓ１０９）。
【００３９】
上記のように、感光体ドラム１１の膜層の変化量や現像ローラ５の回転数等を算出し、非接触不揮発性メモリ１２に書き込むのは、プロセスカートリッジの使用状態に応じて、レーザパワーを制御し、カブリトナーの発生を抑制するためである。例えば、上述したように帯電バイアスの出力値を約−１１００（Ｖ）に固定して、１００００枚のプリントテストを行うと、感光体ドラム１１の膜層が２０（μｍ）から１５（μｍ）に減少した。そして、膜層２０（μｍ）時において０．０２５（μＪ／ｃｍ２）であったレーザパワーＥ１を、膜層１５（μｍ）時において０．０５（μＪ／ｃｍ２）に変更することで、目標とする所望の暗部電位Ｖｄ１＝−４００（Ｖ）が得られた。また、膜層２０（μｍ）時において０．２２（μＪ／ｃｍ２）であったレーザパワーＥ２を、膜層１５（μｍ）時において０．３（μＪ／ｃｍ２）に変更することで、目標とする所望の明部電位Ｖｌ＝−１５０（Ｖ）が得られた。また、非通紙領域においては、５０００枚プリント以降、０．２２（μＪ／ｃｍ２）のレーザパワーＥ３で制御することで、目標とする所望の暗部電位Ｖｄ２=−４５０（Ｖ）が得られた。上記のように、実施例１においては、プリント枚数によっ
て、レーザパワーを変更する制御を行ったが、これに限らず、感光体ドラム１１や現像ローラ５の回転数、トナーの消費等に基づいて、レーザパワーを変更する制御を行っても良い。
【００４０】
以上説明したように、実施例１に係る画像形成装置においては、感光体ドラム１１の非画像部のうち非通紙領域に対して、非画像部のうち通紙領域を露光するレーザパワーＥ１よりも小さいレーザパワーＥ３で露光を行う。その結果、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することを抑制することができ、画像が形成される用紙Ｐのエッジにトナーが付着し汚れが生じることを抑制することができる。また、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することによるトナーの無駄な消費を抑制することができる。また、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することによる画像形成装置内のトナーによる汚染を抑制することができる。
【００４１】
（実施例２）
実施例２に係る画像形成装置について説明する。実施例１においては、非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式を採用したが、実施例２においては、磁性一成分トナーを用いた非接触現像方式を採用する。非接触現像方式の構成においては、感光体ドラム１１の長手方向における両端部の非通紙領域において、反転カブリが発生しやすい傾向がある。そのため、実施例２においては、レーザパワーＥ１よりも大きいレーザパワーＥ３で、レーザ露光ユニット３が、非通紙領域を露光することを特徴とする。なお、感光体ドラム、潜像設定、高圧電源構成については実施例１と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００４２】
図８は、実施例２に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。実施例１と同じ符号を付したものは同じ機能を有するため説明を省略する。実施例１と異なる点として、実施例２に係る画像形成装置においては、トナー供給剥ぎ取りローラ４がなく、現像ローラ５の内部に配設されたマグネットローラ等の磁性体によって、磁性一成分トナーを現像ローラ５に供給している。そして、現像ローラ５は、その表面に担持するトナーを飛翔させることで感光体ドラム１１に現像剤を供給する。また、現像装置が備える現像枠体（不図示）には、感光体ドラム１１の長手方向における幅が通紙領域の幅以上であって現像ローラ５から感光体ドラム１１に向かって飛翔するトナーが通過する現像開口が設けられている。実施例２においては、現像開口と通紙領域の長手幅は略同一とした。
【００４３】
このような画像形成装置において、記録材が通過する通紙領域であって画像形成が行われる画像部において、トナーは現像に供されて消費されるため、現像ローラ５上に停滞することはない。一方、現像ローラ５上の両端の用紙Ｐが通過しない非通紙領域においては、トナーは現像に供されないため消費されず、現像ローラ５上にそのまま停滞する。現像ローラ５上に停滞したトナーは、現像ローラ５に当接する現像ブレード６や、現像枠体の現像開口の隙間をシールする端部シール部材４１等に圧接されてストレスを受ける。そのため、トナーは劣化し、現像ブレード６の端部等に固着することがある。このように、実施例２に係る画像形成装置の構成においては、劣化し固着したトナーによって、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生する場合がある。また、トナーを収容するトナー容器（不図示）内においては、現像ローラ５の長手方向における端部ほどトナーが停滞しやすく、トナーの循環が阻害される。そのような原因によっても、感光体ドラム１１の端部にカブリトナーが発生することがあった。
【００４４】
次に、図９を用いて、実施例２における非通紙領域の感光体の表面電位と現像ローラ端部の関係について説明する。図９は、実施例２における非通紙領域の感光体の表面電位と現像ローラ端部の関係について模式的に示した図である。上述したように、現像ローラ５の端部においてはトナー劣化が促進されやすい。そこで、実施例２においては、現像開口の長手方向における内側を通紙領域として、感光体ドラム１１の表面電位を暗部電位Ｖｄ１とし、現像開口幅の外側を非通紙領域として、感光体ドラム１１の表面電位が暗部電位Ｖｄ２になるようにレーザパワーを制御する。
【００４５】
次に、図１０を用いて、実施例２における通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性について説明する。図１０は、実施例２における通紙領域と非通紙領域におけるカブリ特性の曲線を示す図である。図１０の縦軸は感光体ドラムの表面に付着したカブリトナーの割合（％）を表し、横軸は白地部コントラスト電位Ｖｂ（−Ｖ）を表している。そして、図１０に示すように、地カブリが発生しやすい地カブリ領域と反転カブリが生じやすい反転カブリ領域とがあり、白地部コントラスト電位Ｖｂが、最もカブリの発生しにくい範囲の値になることが望ましいといえる。
【００４６】
図１０から分かるように、通紙領域と非通紙領域とでは、トナーの白地部コントラスト電位Ｖｄに対する感光体ドラム１１上のカブリ特性が異なっている。すなわち、非通紙領域において、通紙領域と同様の白地部コントラスト電位Ｖｂ１に設定すると、反転成分のトナーが感光体ドラム１１上に現像されてしまい端部にカブリが発生しやすい。図１０に示すように、反転成分のトナーの特性上、白地部コントラスト電位Ｖｂは大きい方が、感光体ドラム１１上に現像されやすいためである。そのため、非通紙領域においては、白地部コントラスト電位Ｖｂ２（＜Ｖｂ１）とすることで、反転カブリの影響を少なくし、画像形成上問題のない程度にカブリを低減することができる。このように、実施例２においては、非通紙領域において、劣化したトナーが反転傾向となるため、通紙領域よりも白地部コントラスト電位を小さくするとよい。
【００４７】
次に、図１１を用いて、実施例２における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する。図１１は、実施例１における感光体ドラムの表面の電位設定について説明する図である。実施例２に係る画像形成装置の特徴は、下記説明するように、非通紙領域において、通紙領域における非画像部における暗部電位Ｖｄ１よりも絶対値の小さい電位Ｖｄ２を形成することである。言い換えると、実施例２に係る画像形成装置は、非通紙領域において、通紙領域におけるレーザパワーＥ１よりも大きいレーザパワーＥ３で感光体ドラムの表面を露光することを特徴とする。
【００４８】
まず、帯電ローラ２が感光体ドラム１１を一次帯電することで、感光体ドラム１１の表面に一次帯電電位Ｖｄ０を形成する。通紙領域における画像部においては、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差Ｖｃが、現像ローラ５から感光体ドラム１１へ画像形成に十分なトナーが供給される所望の電位差となるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例２においては、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３は、感光体ドラム１１の画像部における電位が、明部電位Ｖｌとなるように感光体ドラム１１の帯電電位の絶対値を降下させるレーザパワーＥ２で露光を行う。
【００４９】
通紙領域における非画像部においては、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差Ｖｂ１が、現像ローラ５から感光体ドラム１１へトナーが供給されない所望の電位差になるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例２においては、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３は、感光体ドラム１１の非画像部であって通紙領域における電位が、暗部電位Ｖｄ１となるように感光体ドラム１１の帯電電位の絶対値を降下させるレーザパワーＥ１で露光を行う。
【００５０】
そして、実施例２においては、非通紙領域において、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位Ｖｄｃの電位差Ｖｃが、現像ローラ５から感光体ドラム１１へトナーが供給されない所望の電位差になるように、レーザ露光ユニット３が露光を行う。実施例２においては、レーザ露光ユニット３は、所望の電位差となるように、感光体ドラム１１の非画像部である非通紙領域における電位が、暗部電位Ｖｄ１よりも絶対値の小さい電位Ｖｄ２となるようにレーザパワーＥ３で露光を行う。
【００５１】
次に、カブリを抑制するための電位設定の具体例について説明する。実施例２においては、帯電ローラ２に−１１００（Ｖ）の帯電バイアス電圧（ＤＣ電圧）が印加され、感光体ドラム１１の表面には−５００（Ｖ）の一次帯電電位Ｖｄ０が形成されている。具体例として、制御部１００は、通紙領域の所望の暗部電位Ｖｄ１として−４５０（Ｖ）を得るために必要な、レーザパワーＥ１（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、制御部１００の備えるレーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ１で感光体ドラム１１の表面の通紙領域のうち非画像部を露光することで−４５０（Ｖ）の暗部電位Ｖｄ１を形成する。また、レーザ制御部は、通紙領域の所望の明部電位Ｖｌとして−１５０（Ｖ）を得るために必要な、レーザパワーＥ２（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ２で感光体ドラム１１の表面のうち画像部を露光することで−１５０（Ｖ）の明部電位Ｖｌを形成する。
【００５２】
実施例２において、この時の現像バイアス電位Ｖｄｃを−３００（Ｖ）に設定してあるため、白地部コントラスト電位Ｖｂ１は、Δ１５０（Ｖ）となる。したがって、レーザ制御部は、非通紙領域の白地部コントラスト電位Ｖｂ２がＶｂ１＞Ｖｂ２となる電位、例えば、Ｖｂ２がΔ１００（Ｖ）となるようにレーザパワーＥ３（μＪ／ｃｍ２）を算出する。そして、レーザ制御部によって制御されたレーザ露光ユニット３が、レーザパワーＥ３で感光体ドラム１１の表面のうち非通紙領域を露光することで−４００（Ｖ）の暗部電位Ｖｄ２を形成する。このような制御を行うことで、非通紙領域における感光体ドラム１１
上カブリを半減することができた。
【００５３】
また、実施例２においては、実施例１における図７のフローチャートに示すものと同様のレーザパワー制御を行う。図７のフローを前提として実施例２におけるレーザパワー制御の具体例について説明する。帯電バイアスの出力値を約−１１００（Ｖ）に固定して、１００００枚のプリントテストを行うと、感光体ドラム１１の膜層が２０（μｍ）から１５（μｍ）に減少した。そして、膜層２０（μｍ）時において０．０２（μＪ／ｃｍ２）であったレーザパワーＥ１を、膜層１５（μｍ）時において０．０４（μＪ／ｃｍ２）に変更することで、目標とする所望の暗部電位Ｖｄ１＝−４５０（Ｖ）が得られた。また、膜層２０（μｍ）時において０．２２（μＪ／ｃｍ２）であったレーザパワーＥ２を、膜層１５（μｍ）時において０．３（μＪ／ｃｍ２）に変更することで、目標とする所望の明部電位Ｖｌ＝−１５０（Ｖ）が得られた。また、非通紙領域においては、５０００枚プリント以降、０．０５５（μＪ／ｃｍ２）のレーザパワーＥ３で制御することで、目標とする所望の暗部電位Ｖｄ２=−４００（Ｖ）が得られた。上記のように、実施例２におい
ては、プリント枚数によって、レーザパワーを変更する制御を行ったが、これに限らず、感光体ドラム１１や現像ローラ５の回転数、トナーの消費等に基づいて、レーザパワーを変更する制御を行っても良い。
【００５４】
以上説明したように、実施例２に係る画像形成装置においては、感光体ドラム１１の非画像部のうち非通紙領域に対して、非画像部のうち通紙領域を露光するレーザパワーＥ１よりも大きいレーザパワーＥ３で露光を行う。その結果、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することを抑制することができ、画像が形成される用紙Ｐのエッジにトナーが付着し汚れが生じることを抑制することができる。また、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することによるトナーの無駄な消費を抑制することができる。また、感光体ドラム１１の非通紙領域にカブリトナーが発生することによる画像形成装置内のトナーによる汚染を抑制することができる。
【００５５】
なお、実施例１、２においては、画像形成装置が使用される温湿度等の使用環境の雰囲気状態を検知するセンサ用いることで、検知した雰囲気状態に基づいてレーザパワーの制御を行うことでカブリを低減することが可能である。例えば、使用環境の雰囲気が低温低湿と検知した時のみ、非通紙領域において、レーザパワーＥ３で露光するようにレーザ露光ユニット３を制御するという判断をすることも可能である。
【００５６】
また、実施例１、２においては、画像形成を行わない領域に対して、通紙領域の非画像部においては暗部電位Ｖｄ１を、非通紙領域においては暗部電位Ｖｄ２を形成するように、２水準のレーザパワーＥ１、Ｅ３で露光を行った。すなわち、通紙領域の非画像部と非通紙領域の境界において一気に異なる電位となるように制御を行った。しかし、これに限らず、現像ローラ５の長手方向において電位Ｖｄ２を連続的に変化させるように、レーザパワーＥ３を設定しても良い。図６に示すように、現像ローラ５上のトナー量は、非通紙領域において、端部に向かうにつれて徐々に増加している。したがって、非通紙領域において、現像ローラ５上のトナー量に基づいて、端部に向かうにつれて大きくなるように大きさの異なる複数の水準のレーザパワーＥ３を設定することで、より精度良くカブリの発生を低減することができる。
【００５７】
また、実施例１、２においては、単一のプロセスカートリッジ１０を用いる画像形成装置を想定して説明を行ったが、これに限らず、複数のプロセスカートリッジを用いるカラー画像形成装置であってもよい。また、一つの感光体ドラムに対して、複数の現像ユニットを順次切り換えて現像動作を行う構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
帯電ローラ…２、レーザ露光ユニット…３、現像ローラ…５、感光体…１１、第一のレーザパワー…Ｅ１、第二のレーザパワー…Ｅ２、第三のレーザパワー…Ｅ３
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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