(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電部にて帯電する帯電手段と、入力される入力画像データを画像処理する処理手段と、前記処理手段によって画像処理された出力画像データに基いて、帯電された前記像担持体を露光することで前記像担持体上に潜像を形成する露光手段と、前記潜像をトナーにて現像する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写部にて記録材に転写する転写手段と、記録材収納部から搬送されてきた記録材を一時的に待機させ、前記転写部へ向けて搬送する搬送手段と、を有する画像形成装置において、
前記搬送手段は、前記像担持体の前記帯電手段と対向する対向部が回転してから再度帯電部を通過して、前記転写部に到達するまでに移動する距離Ｌ０よりも前記転写部から記録材搬送方向上流側に配置されており、
前記処理手段により入力画像データから出力画像データへの処理が完了した後に前記搬送手段にて待機させている記録材を搬送手段により転写部に向けて搬送させる搬送開始タイミングに基づいて前記帯電手段による帯電開始タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記搬送手段による記録材の待機時間は可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において、前記搬送手段による記録材の待機時間は画像形成モードに応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１において、前記搬送手段による記録材の待機時間は、入力画像データを前記処理手段によって処理することなく前記露光手段へ出力する場合よりも、入力画像データを前記処理手段によって処理してから前記露光手段へ出力する場合の方が長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１において、前記搬送手段による記録材の待機時間は入力画像データに対する出力画像データの濃度レベル数に応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１において、前記搬送手段による記録材の待機時間は入力画像データ量に応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１において、前記処理手段による処理時間は入力画像データ量に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記帯電手段は前記像担持体に接触した状態でＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されたバイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転するドラム型やエンドレスベルト型などの電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体に該像担持体を帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して、目的の画像情報に対応した静電潜像を形成させ、その静電潜像を現像剤により顕画化（トナー画像化）し、そのトナー画像を記録材に転写させ、更に画像定着させて画像形成物（コピー、プリント）として出力させ、像担持体は繰り返して画像形成に使用する、電子写真装置（複写機、光プリンタなど）・静電記録装置等の画像形成装置は公知である。
【０００３】
このような画像形成装置において、像担持体（以下、感光体と記す）を帯電処理する手段機器としては、従来一般にコロナ放電装置が広く利用されて来た。これはコロナ放電装置を感光体に非接触に対向配設し、高電圧を印加したコロナ放電装置から発生するコロナシャワーに感光体面をさらすことで感光体面をコロナ帯電させるものである。
【０００４】
近時は、接触式帯電装置が、コロナ放電装置よりも、電源の低電圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない等の長所を有していることから、注目され、実用化されている。
【０００５】
接触式帯電装置は、像担持体等の被帯電体に、ローラ型（帯電ローラ）、ブレード型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型等の導電性の帯電部材（接触帯電手段）を接触させ、この帯電部材に所定のバイアス電圧を印加して被帯電体を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【０００６】
帯電部材に対する印加バイアスを、直流電圧のみとした方式（ＤＣ印加方式）と、交流電圧に直流電圧を重畳した電圧にした方式（ＡＣ印加方式）がある。特に後者のＡＣ印加方式は、交流成分が帯電の凹凸を均一化し、直流成分により所定の電圧に収束させるため、表面電位の均一性を得易く、近年多用されている方式である。
【０００７】
接触帯電のメカニズムには、コロナ帯電系と、直接帯電系（電荷注入帯電系）の２種類が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、接触式帯電装置を用いた画像形成装置においては、画像形成前にあらかじめ、感光体の帯電を開始している必要がある。具体的には、回転する感光体一周分以上はあらかじめ帯電を開始しておかないと、帯電電位が安定せず、画像濃度が均一で良好な画像を得ることが困難である。このため、記録材の同期取り手段が画像形成部位に近い場合には、それより手前のセンサ、あるいは基準信号で帯電を開始する必要があった。このとき、例えば、画像処理で時間を要したり、画像形成装置の他の装置、例えば定着装置の立ち上がりを待つ場合はこの同期取り手段位置で記録材を待機させるのが、常であった。これはこの同期取り位置で記録材を待機させないと、画像形成の準備が完了して、画像形成を終了させるまでに余分な時間を要し、ユーザに不快感を与えてしまうことになる。すなわち、画像形成装置の全ての準備が整ってから記録材の給紙を開始すると、その分画像形成開始から終了までの時間が余計にかかってしまうことになる。
【０００９】
特に画像データを記録するメモリ装置を搭載した画像形成装置においては、例えば一枚の原稿から複数枚の画像出力を得る場合や両面原稿の読み取り、あるいは両面の画像形成時には、メモリの蓄積／展開といった画像データ処理に時間を要することがあり、この時上記のような画像形成を行うと、より一層余分な時間を生じてしまいユーザの負荷を増すことになる。
【００１０】
一方、この時同期取り手段位置で記録材を待機させると、メモリの蓄積／展開が終了し、最初の画像形成分の画像データの準備が完了するまでは、余分に感光体に帯電バイアスが印加されることになり、余分に消費電力が費やされてしまうことになってしまった。
【００１１】
ここで、接触式帯電装置を用いた画像形成装置においては、帯電バイアス（特にＡＣ成分）の印加時間と感光体の表層の削れ量に比例の相関関係があることが、本発明者らの検討により分かっている。このためより余剰の時間感光体を帯電させると表層の削れが促進され、感光体の寿命が短くなってしまった。
【００１２】
すなわち、画像データ処理や画像形成装置の立ち上がりで余剰な時間、同期取り位置での記録材の余分な待ち時間が生じると、帯電のための電力が無駄に消費され、感光体寿命が短くなるといった問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、像担持体を帯電するための消費電力を可及的に少なくすることができる画像形成装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、像担持体の寿命を延ばすことができる画像形成装置を提供することである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
（１）像担持体と、前記像担持体を帯電部にて帯電する帯電手段と、入力される入力画像データを画像処理する処理手段と、前記処理手段によって画像処理された出力画像データに基いて、帯電された前記像担持体を露光することで前記像担持体上に潜像を形成する露光手段と、前記潜像をトナーにて現像する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写部にて記録材に転写する転写手段と、記録材収納部から搬送されてきた記録材を一時的に待機させ、前記転写部へ向けて搬送する搬送手段と、を有する画像形成装置において、
前記搬送手段は、前記像担持体の前記帯電手段と対向する対向部が回転してから再度帯電部を通過して、前記転写部に到達するまでに移動する距離Ｌ０よりも前記転写部から記録材搬送方向上流側に配置されており、
前記処理手段により入力画像データから出力画像データへの処理が完了した後に前記搬送手段にて待機させている記録材を搬送手段により転写部に向けて搬送させる搬送開始タイミングに基づいて前記帯電手段による帯電開始タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（２）前記（１）において、前記搬送手段による記録材の待機時間は可変であることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（３）前記（１）において、前記搬送手段による記録材の待機時間は画像形成モードに応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（４）前記（１）において、前記搬送手段による記録材の待機時間は、入力画像データを前記処理手段によって処理することなく前記露光手段へ出力する場合よりも、入力画像データを前記処理手段によって処理してから前記露光手段へ出力する場合の方が長いことを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（５）前記（１）において、前記搬送手段による記録材の待機時間は入力画像データに対する出力画像データの濃度レベル数に応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
（６）前記（１）において、前記搬送手段による記録材の待機時間は入力画像データ量に応じて可変であることを特徴とする画像形成装置。
【００２４】
（７）前記（１）において、前記処理手段による処理時間は入力画像データ量に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
【００２５】
（８）前記（１）乃至（７）のいずれかにおいて、前記帯電手段は前記像担持体に接触した状態でＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されたバイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例の概略構成
図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式のレーザービームプリンタである。
【００２７】
［感光体］
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と略記する）である。
【００２８】
本例の感光体１は、アルミニウム等の導電性ドラム基体１ｂと、その外周面に形成した表層（光導電層）１ａで構成した、直径ｄ＝３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍの、負帯電極性のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）であり、矢印の時計方向ａに１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆動されている。又、表層１ａの初期の厚みが３０μｍのものを使用した。
【００２９】
［帯  電］
２は接触帯電部材（接触帯電手段、一次帯電装置）としての帯電ローラである。この帯電ローラ２は中心の芯金２ａと、その外周に同心一体にローラ状に形成した弾性導電層２ｂと、更にその外周面に形成した抵抗層２ｃの複合層構造のローラである。
【００３０】
弾性導電層２ｂは、例えば、１０4Ωｃｍ以下の導電性ゴム（ＥＰＤＭ等）などの単層あるいは複合層である。
【００３１】
抵抗層２ｃは１０7〜１０11Ωｃｍ、厚さ１００μｍ程度以下のヒドリンゴムやトレジン（商品名、ナイロン樹脂、カーボン分散）等の単層あるいは複合層である。抵抗層２ｃは感光体１へのリーク防止や弾性導電層２ｂ中の可塑剤のブリード防止等の役目をする。
【００３２】
帯電ローラ２はその芯金２ａの両端部を不図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、ドラム型の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあり、本例の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時計方向に従動回転する。感光体１と帯電ローラ２の圧接ニップ部ｎが帯電領域位置（以下、帯電ニップ部と記す）である。
【００３３】
３は帯電バイアス印加電源（帯電部材用電源）であり、この電源３から帯電ローラ２の芯金２ａに所定のバイアス電圧が印加されることにより回転感光体１の外周面が接触帯電方式で所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
【００３４】
本実施例は交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を帯電ローラ２に印加するＡＣ印加方式である。ＡＣ電流成分は、感光体１、及び帯電ローラ２が初期の状態で帯電均一性を確保出来る様に設定されている。本実施例においては、感光体１の表面を均一帯電処理するに当たり、
直流電圧成分：−７５０Ｖの定電圧、
交流電流成分：周波数１８００Ｈｚ、１５００μＡ、
の定電流制御を帯電ローラ２に印加することで、感光体１の表面電位（帯電電位、暗電位（非露光部））として−７３０Ｖを得ることができた。
【００３５】
［露  光］
この回転感光体１の帯電処理面に対して、画像形成装置に入力された入力画像データに応じて露光手段５により画像露光４がなされることで、その画像情報の静電潜像が形成される。露光手段５は、レーザービーム走査露光手段である。
【００３６】
［現  像］
次いでその回転感光体１の静電潜像形成面に現像装置６により現像剤が適用されて静電潜像がトナー画像として現像される。本実施例の場合は静電潜像の露光明部にマイナストナー（ネガトナー）が付着することで静電潜像が反転現像される。
【００３７】
本実施例における現像装置６は一成分磁性トナーを用いたジャンピング現像方式の装置である。６ａは非磁性現像スリーブであり、感光体１に０．３ｍｍのギャップを介して対向配設させてあり、矢印の反時計方向に回転駆動される。６ｂはこの現像スリーブ６ａ内に挿入配置した非回転のマグネットローラである。
【００３８】
現像スリーブ６ａの回転に伴いその外周面に現像装置内に収容させたトナーｔが薄層として塗布され、マグネットローラ６ｂの磁力で保持されて、感光体１と現像スリーブ６ａとの対向部である現像部位６ｃに搬送される。また現像スリーブ６ａには現像バイアス印加電源８（現像部材用電源）から、本実施例においては
ＤＣ成分：−５００Ｖ
ＡＣ成分：周波数１８００Ｈｚ、ＶPP（peak to peak）１４００Ｖ
の重畳電圧が現像バイアス電圧として印加される。
【００３９】
これにより、現像部位６ｃにおいてトナーが飛翔して回転感光体１面の静電潜像がジャンピング現像される。
【００４０】
［転  写］
７は転写手段としての転写ローラである。この転写ローラ７は、中心の芯金７ａと、その外周に同心一体にローラ状に形成した中抵抗の弾性層７ｂとからなる。本実施例における該転写ローラ７は、抵抗が５×１０8Ω、直径１６ｍｍの導電性ゴムローラである。
【００４１】
そして該転写ローラ７はその芯金７ａの両端部を不図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、ドラム型の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあり、本例の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時計方向に従動回転する。感光体１と転写ローラ７の圧接ニップ部７ｃが転写領域位置（以下、転写ニップ部と記す）である。
【００４２】
記録材Ｐは記録材収納部としての給紙部２００から給紙される。給紙された記録材Ｐは同期取り手段（搬送手段）としての同期取りローラ対（レジストローラ）５０によってある時間待機させられ、あるタイミングで転写ニップ部７ｃへ向けて給送開始される。即ち、回転感光体１の面に形成されたトナー画像の先端部が転写ニップ部７ｃに到達したとき、記録材Ｐの先端部も丁度転写ニップ部７ｃに到達するようなタイミングにて記録材Ｐが転写ニップ部７ｃに給送開始される。
【００４３】
転写ニップ部７ｃに給送された記録材Ｐはその表面が回転感光体１に密着して転写ニップ部を挟持搬送されていく。また、転写ニップ部７ｃに記録材Ｐの先端部が到達してから後端部が転写ニップ部７ｃを抜け出るまでの間、転写ローラ７の芯金７ａには転写バイアス印加電源（転写部材用電源）１０からトナーと逆極性の所定の直流バイアスが転写バイアスとして印加される。本実施例では＋３５００ＶのＤＣ電圧を印加した。
【００４４】
そして、記録材Ｐが転写ニップ部７ｃを挟持搬送されていく過程において、回転感光体１側のトナー画像が記録材Ｐ側に、転写ローラ７によって形成される転写電界の作用と転写ニップ部７ｃにおける押圧力にて順次に転写されていく。
【００４５】
［定  着］
転写ニップ部７ｃを通過し、回転感光体１面から分離された記録材Ｐは定着装置３００へ搬送されてトナー画像が定着され、その後装置本体外部に排出されるか、または例えば、裏面にも像形成するものであれば、転写ニップ部への再搬送手段（不図示）へ搬送される。
【００４６】
［クリーニング］
記録材分離後の回転感光体１面は記録材Ｐに転写されずに感光体１面に残ったトナー（転写残りトナー）や紙粉等の残留付着汚染物の除去をクリーニング装置９のクリーニングブレード９ａで受けて清浄面化され、更に除電器（除電ランプ）１１によって全面露光（前露光）されて電気的メモリの消去を受けて初期化され、繰り返して画像形成に使用される。
【００４７】
本実施例において、帯電ローラ２および転写ローラ７は感光体１に従動回転させたが、それぞれギア等をとりつけ、モータ等の駆動手段により強制駆動してもよい。
【００４８】
１００は画像形成装置の制御回路部（制御手段）であり、画像形成装置はこの制御回路部１００により所定にシークエンス制御される。１０１は同期取りローラ対５０の駆動部であり、クラッチ／モータ等から構成されている。この駆動部１０１が制御回路部１００で制御されて同期取りローラ対５０の駆動が所定のタイミングでオン／オフ制御される（オン：回転（給紙）、オフ：回転停止（給紙待機））。即ち、制御回路部１００はローラ対５０にて待機させている記録材Ｐの給紙開始タイミングを制御する。
【００４９】
（２）帯電バイアスの制御
前述したように接触帯電方式の画像形成装置においては、感光体表面の帯電電位の均一性を考慮すると、画像形成前（画像露光によって静電潜像を形成する前）に感光体一周分以上の帯電を行うのが好ましい。また、画像形成終了後も転写や露光メモリの低減のために、必須ではないが、やはり感光体一周分以上の帯電を行うことが望ましい。
【００５０】
このため、本実施例の構成においては、感光体１の直径ｄが３０ｍｍ、Ａ４用紙の横（短辺）の長さが２１０ｍｍ、プロセススピード（感光体の周速）が１５０ｍｍ／ｓｅｃであるため、
（Ａ）画像形成前：３０×３．１４／１５０＝０．６３ｓｅｃ、
（Ｂ）画像形成時：２１０／１５０＝１．４ｓｅｃ、
（Ｃ）画像形成後：３０×３．１４／１５０＝０．６３ｓｅｃ
の合計（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝２．６６ｓｅｃがＡ４横の記録材一枚に画像形成するのに最低限必要な感光体帯電時間となる。
【００５１】
また、一分あたりＡ４横で３０枚の画像形成が可能な構成、シークエンスをとっており、複数の記録材に連続して画像形成する際の記録材間距離、即ち、紙間は９０ｍｍ（０．６ｓｅｃ）に制御されている。
【００５２】
そこで図１に示す本実施例の画像形成装置構成で画像形成を行った。本構成においては同期取りローラ対５０を転写ニップ部７ｃよりも記録材搬送方向上流側で、転写ニップ部７ｃから記録材搬送路に沿って１５０ｍｍの位置に配した。すなわちＬ＝１５０ｍｍとした。
【００５３】
また記録材Ｐの搬送安定性のため、転写ニップ部７ｃと同期取りローラ対５０との間において、転写ニップ部７ｃから記録材搬送路に沿って４０ｍｍの位置に従動ローラ対５１を配した。また、本実施例ではこの従動ローラ対５１の位置に記録材Ｐ先端の通過タイミングを検出するセンサを配置し、このセンサの出力を基に制御回路部１００による指示で画像露光が開始される構成となっている。
【００５４】
また、帯電ニップ部ｎと転写ニップ部７ｃとの間の、感光体回転方向において成す角度θは１８０°となっている（図１）。
【００５５】
すなわち本構成においては、感光体１．５周分の距離をＬ０とすると、
Ｌ０＝π×３０×｛１＋１８０／３６０｝＝１４１．３ｍｍ
となる。従って、制御回路部１００によって同期取りローラ対５０の給紙開始タイミングを基準に所定時間後以内（本実施例では、同期取りローラ対５０のオン時点後から、記録材Ｐの先端がＬ（１５０ｍｍ）−Ｌ０（１４１．３ｍｍ）の距離搬送される時間（９．７ｍｍ÷１５０ｍｍ／ｓｅｃ＝６５ｍｓｅｃ）までの間）に帯電ローラ２による帯電を開始させれば、感光体上にて形成される画像（静電潜像）の先端部以降となるべき領域を予め均一に帯電させておくことができるので、画像不良（帯電むら）を防止できる。
【００５６】
詳しくは図２に示すように帯電開始後の感光体１の一周分以後の帯電電位は安定して−７３０Ｖとなり、この時点で画像形成（露光、現像、転写等）を開始すれば、画像形成開始信号が入力されてから画像が形成された記録材Ｐを機外に排出するまでに要する時間を可及的に短くできると共にかぶり等のない良好な画像を提供することができる。
【００５７】
そこで、この構成において同期取りローラ対５０がＯＮ（駆動）した時点から約５０ｍｓｅｃ後に帯電を開始するシークエンスとし、最初に印字比率６％の原稿（Ａ４）を用いて一枚の原稿（１つの入力画像データ）から一枚（Ａ４）の記録材へ画像形成（以後１ｔｏ１と称する）を行ったところ、一枚の記録材への画像形成に要する帯電時間は前記（Ａ）の画像形成前、（Ｂ）の画像形成時、（Ｃ）の画像形成後に要する帯電時間より（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．７ｓｅｃとなった。
【００５８】
なお、本実施例の画像形成装置は原稿を複写する複写機能の他に回線接続（ネットワーク接続）されたコンピュータから送信されてきた画像データに基づいて画像形成を行うプリンタ機能やＦＡＸ機能を有している。
【００５９】
ここで、図３に示す様に、Ａ４一枚あたりの帯電バイアスの印加時間（以後帯電時間と称する）と感光体表層１ａ（本実施例では感光層）の削れ量（一万枚あたり）は比例の関係にあることが本発明者らの検討により分かった。
【００６０】
また本実施例で用いた感光体１は表層１ａの残りの厚みが１０μｍ以下になると帯電能が低下し、帯電均一性の確保が困難になるため、Ａ４一枚あたりの帯電時間が２．７ｓｅｃのとき一万枚あたりの表層の削れ量が約２．５μｍであるため、感光体寿命としてはＡ４横換算で約８万枚の画像形成が可能となる。
【００６１】
また、本画像形成装置においては、上記１ｔｏ１画像形成モードの他に、後述の１ｔｏＮ画像形成モードを選択可能な構成となっている。なお、上記１ｔｏ１画像形成モードは、後述する１ｔｏＮ画像形成モードとは異なり、画像形成装置に入力された入力画像データを後述のメモリ装置１０２を介さずに直接露光装置へ出力する構成となっている。このような構成とすることで、画像形成開始信号が入力されてから画像形成された記録材が機外に排出されるまでの時間を可能な限り速くなるようにしている。
【００６２】
次に、印字比率６％の原稿（Ａ４）を用いて一枚の原稿（１つの入力画像データ（上記１ｔｏ１画像形成モードで使用した入力画像データと同一のもの））からＮ枚（Ａ４）の記録材に画像形成（以後１ｔｏＮと称する）を行った。
【００６３】
ところで、本実施例の画像形成装置においては記憶手段としてのメモリ装置１０２を備えている。このメモリ装置１０２は、例えば１ｔｏＮのように、一枚の原稿から複数枚の記録材に画像形成を行う際、一旦画像データをこのメモリ装置１０２に蓄積し、これを制御回路部１００で展開、編集等（画像処理）して画像露光装置へ処理後の出力画像データを出力する為に用いられるものである。このため、画像形成モードに応じて入力画像データが入力されてからこれを処理して出力画像データとして出力するまでの時間に多少が生じる。
【００６４】
また、このような構成のため、１ｔｏＮ画像形成モードにおいて、画像読取装置にてＮ回原稿を読み取る必要がなく、低騒音、両面画像形成の生産性の向上といった利点から近年好ましく用いられている。
【００６５】
さらに、本構成では、画像形成開始信号が入力された後、画像形成を開始するにあたっての準備時間（回転開始後、感光体の周速が安定化するまでの時間など）を待つことなく、給紙部２００から同期取りローラ対５０に向けて記録材の給紙を開始させている。
【００６６】
一方でこの画像データの蓄積、展開の処理に若干の時間を要することがあり、本実施例においては画像データの蓄積、展開が終了するまで、同期取りローラ対５０で記録材Ｐを待機させている。これは、画像形成開始信号が入力されてから画像が形成された記録材Ｐを機外に排出するまでに要する時間を可及的に短くするためである。この時１ｔｏ２での画像形成時のトータルの帯電時間は４．７ｓｅｃとなった。
【００６７】
これはデータの蓄積、展開の完了を待つ間、感光体への帯電がなされてないためである。実際には、本実施例で用いたメモリ装置においては、画像データの蓄積／展開（Ｄ）に約２ｓｅｃ程度、余分な時間を生じてしまうが、同期取りローラ対５０の位置で記録材Ｐを待機させておいて、記録材Ｐの給紙開始タイミングを基準に帯電ローラ２による帯電開始タイミングを設定すれば、待機中余分な帯電バイアスが印加されることがないため、１ｔｏ２でのトータルの帯電時間は１ｔｏ１のＡ４横一枚の帯電時間２．７ｓｅｃにＡ４横一枚の長さに紙間の距離を加えた分に相当する時間
２１０（ｍｍ）＋９０（ｍｍ）＝３００（ｍｍ）
３００（ｍｍ）／１５０（ｍｍ／ｓｅｃ）＝２ｓｅｃ（Ｅ）
延びることになるため、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）＝約４．７ｓｅｃが１ｔｏ２のトータルの帯電時間となる。
【００６８】
すなわち、１ｔｏＮ（Ｎ≧２）の時でトータルの帯電時間は
２．７＋２×（Ｎ−１）
となる。すなわち一枚あたりの帯電時間は
｛２．７＋２×（Ｎ−１）｝／Ｎ＜２．７
となり、Ｎが増加するほど一枚あたりの帯電時間は減少することになる。
【００６９】
このため１ｔｏ２の画像形成においてはＡ４横一枚あたりの帯電時間が２．３５ｓｅｃとなり
８（万枚）×２．７／２．３５＝９．２（万枚）
まで画像形成可能枚数を伸ばすことができた。
【００７０】
図４に横軸に１ｔｏＮのＮを、縦軸に画像形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す。
【００７１】
また本構成においては、画像形成装置に入力される入力画像データの蓄積、展開等の画像処理が終了するまで同期取りローラ対５０で記録材を待機させ、そして記録材の給紙開始タイミングに応じて感光体の帯電開始タイミングを制御するため、画像形成モード（例えば、１ｔｏ１や１ｔｏＮ、文字（標準画質）モード（黒文字のみしか画像に存在しないような場合、即ち、原稿画像に対応する入力画像データに対して露光装置へ出力する出力画像データの濃度レベル数（階調数）が少ないモード）や写真（高画質）モード（中間調の再現性を重視するモード、即ち、入力画像データに対して露光装置へ出力する出力画像データの濃度レベル数（階調数）が多いモードなど）に依存することなく安定して単位時間当たりの画像形成可能枚数を保つことができた。
【００７２】
また、原稿画像に対応する入力画像データ量、例えば、印字比率（１ページ（所定面積）内における文字数（濃度が同じ文字の数）の多少、即ち、１ページ内における画像データ量（総ドット数））にも依存することなく安定して画像形成可能枚数を保つことができた。
【００７３】
ここで、原稿画像に対応する画像データとは、画像形成装置を複写機と使用する場合はスキャナーにより読み取られた複写すべき原稿の画像データを指し、画像形成装置をプリンタ、ＦＡＸとして使用する場合は、回線を通してコンピュータやＦＡＸから送られてきた画像データを指す。
【００７４】
〈比較例〉
比較例として図５に示す従来例の構成で同様に画像形成を行った。本構成においては同期取りローラ対５０のニップ位置が感光体１と転写ローラ７の成す転写ニップ位置７ｃまでの距離Ｌが約４０ｍｍとなっている。
【００７５】
このため同期取りローラ５０を帯電開始の基準にすると、Ｌ０＝１４１．３ｍｍであるため、画像形成前に感光体一周分を帯電するに十分な時間を得ることができない。すなわち同期取りローラを基準にしてしまうと、帯電むらが生じ、画像ムラを生じてしまう。
【００７６】
そこで、図５のように、同期取りローラ対５０よりも記録材搬送方向上流側の記録材搬送路に配設された給紙後のセンサ（縦パスセンサ）ＰＳ１を帯電開始の基準とした。このセンサＰＳ１と転写ニップ部７ｃ間の記録材搬送路に沿う距離Ｌ１は２００ｍｍである。
【００７７】
すなわちＬ０＝１４１．３ｍｍなので、センサＰＳ１を基準に所定時間後以内に帯電を開始すれば、感光体上の画像の先端部以降となるべき領域が画像形成までに予め帯電され、画像不良（帯電むら）を防止できる。
【００７８】
そこで、センサＰＳ１を記録材Ｐの先端が通過した時点から約６０ｍｍ（４００ｍｓｅｃ）過ぎた時点で帯電を開始するシークエンスとし、最初に印字比率６％の原稿（Ａ４）１ｔｏ１の画像形成を行ったところ、一枚の画像形成に要する帯電時間は実施例１と同様に約２．７ｓｅｃとなり、Ａ４横で８万枚の画像形成が可能となった。
【００７９】
次に同様に、１ｔｏＮの画像形成を行った。ところで、従来例においても、画像データの蓄積、展開が終了するまでの間、同期取りローラ対５０の位置で記録材Ｐを待機させることになるが待機以前にセンサＰＳ１を通過しているため、帯電バイアスは印加された状態で待機することになる。
【００８０】
待機時間は実施例１と同様に約２ｓｅｃであるため、１ｔｏ２のトータルの帯電時間は
0004125015.tif 000002
となる。
【００８１】
すなわち、１ｔｏＮでのトータルの帯電時間は
２．７＋２×（Ｎ−１）＋２
となる。
【００８２】
すなわち実施例１に比べ画像データの蓄積、展開の時間（Ｄ）に相当する分余剰に帯電バイアスが感光体１に印加されることになる。
【００８３】
ゆえに一枚あたりの帯電時間は
｛２．７＋２×（Ｎ−１）＋２｝／Ｎ
となり、１ｔｏ２では一枚あたり、３．３５ｓｅｃの帯電時間となる。この時画像形成可能な枚数は
８（万枚）×２．７／３．３５＝６．４（万枚）
まで落ち込んでしまうことになる。
【００８４】
図６に横軸に１ｔｏＮのＮを、縦軸に画像形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す。これより１ｔｏ４の画像形成まで１ｔｏ１の画像形成可能枚数８万枚を下回ることになる。
【００８５】
ところで、前述のメモリ装置での画像データの展開、蓄積の時間は原稿の印字率、中間調を再現する、しない等によって変化するものであり、常に２ｓｅｃが基準になるわけではないため、その時間を見越して、給紙タイミングを制御することは不可能である。
【００８６】
また画像データの展開が終了してから給紙部２００より記録材Ｐの給紙を開始した場合、生産性（最初の記録材を機外に排出するまでの時間等）が極端落ちるため、ユーザに不快感を与えることになる。
【００８７】
結果として、印字率が高い原稿の場合や、中間調をより良く再現しようとする上記高画質モードの場合、更に入力画像データの蓄積、展開等の画像処理に時間がかかるため、よりＮが高いところまで、画像形成可能枚数が８万枚を下回ることとなる。
【００８８】
すなわち、実施例１においては画像形成モード（例えば、１ｔｏＮの画像形成モードのＮの値）によらず画像形成可能枚数を適正に保つことができる。
【００８９】
本実施例においては、同期取り手段の位置を転写領域から１５０ｍｍ、すなわちＬ＝１５０ｍｍの位置に配したが、Ｌ０（１４１．３ｍｍ）より長い距離であれば、同様の効果を得ることは可能であるが、画像形成装置の省スペース化、及び生産性を考慮すると、ＬはＬ０の２倍以下が望ましく、更に好ましくはＬとＬ０が略同等である（即ち、同期取りローラ対５０による給紙開始タイミングと同時に帯電ローラ２によって感光体を帯電開始させる）ことが、実質的に最適の構成となる。
【００９０】
〈実施例２〉
実施例１において、１ｔｏＮの画像形成時に画像形成可能枚数が低減することを防ぐことはできたが、同期取りローラ対５０の位置、すなわち記録材Ｐの待機位置が転写領域から比較的遠いため、画像形成開始信号が入力された後、最初の記録材Ｐが画像形成装置外に排出されるのに０．７ｓｅｃ程度長くかかってしまい、１枚目の記録材への生産性を落ちることがあった。
【００９１】
これは、１ｔｏＮ（Ｎ≧２）のとき、実施例１での待機位置が転写領域まで１４１．３ｍｍ、比較例では記録材の待機位置が転写領域まで４０ｍｍの位置であるため、
（１４１．３−４０）／１５０＝０．６８ｓｅｃ分
待機時間が長くなるためである。
【００９２】
そこで本実施例では図７の構成のように、同期取りローラ対５０の位置を転写ニップ部７ｃからＬ＝１００ｍｍの位置に配し、同期取りローラ対５０のＯＮ（駆動）を基準に帯電を開始するシークエンスとした。更にこの時同期取りローラ対５０のＯＮから、感光体１が一周する間、感光体１の周速を３００ｍｍ／ｓｅｃと倍速で回転させた。すなわち画像の書き出しまでに感光体一周分の帯電を完了させるためである。この倍速で帯電を実行している間は帯電均一性は等速に比べ、若干劣るが一周後の帯電均一性を得るには十分であることが本発明者らの検討によりわかった。
【００９３】
すなわち、最初の記録材の先端が同期取り手段から転写領域までに達する時間ｔ１が
ｔ１＝１００／１５０＝０．６７ｓｅｃ
感光体が帯電開始されてから、その帯電開始された感光体の領域が再び帯電領域を通過して転写領域に到達するまでに
Ｌ０（＝π×３０×（１＋１８０／３６０）
）移動する時間ｔ０が
ｔ０＝π×３０×（１＋１８０／３６０）／３００＝０．４７ｓｅｃ
となっている。
【００９４】
図８に本実施例（１ｔｏ２）のタイミングチャートを示す。
【００９５】
この構成においてまず、印字比率６％の原稿で１ｔｏ１の画像形成を行ったところ、Ａ４横一枚あたりの帯電時間は約２．４ｓｅｃとなったが、一万枚あたりの削れ量は２．５μｍ程度でほとんど差は生じなかった。これは帯電時間が短縮されても実質的な帯電面積は同一であるためである。
【００９６】
これは、実施例１ではＡ４横の記録材に画像形成を行うのに要する帯電時間は、画像形成前０．６３ｓｅｃ（Ａ），画像形成時１．４ｓｅｃ（Ｂ），画像形成後０．６３ｓｅｃ（Ｃ）の計
（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．７ｓｅｃ
であったが、本実施例では画像形成前の一周分の帯電が実施例１でのプロセススピードの倍速３００ｍｍ／ｓｅｃで行われているため、
画像形成前一周分９４．２／３００＝０．３１４ｓｅｃ（Ａ´）
となり、（Ａ´）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝約２．４ｓｅｃとなる。
次に同様に１ｔｏＮの画像形成を行ったところ、実施例１と同様の結果、例えば１ｔｏ２においては９．２万枚の画像形成が可能となった。
【００９７】
また、本実施例においては転写ニップ部７ｃから同期取りローラ対５０までの距離Ｌが１００ｍｍであるため、実施例１に比べ１ｔｏＮの画像形成時の最初の記録材Ｐの排出時間が約０．３ｓｅｃ短縮することができ、生産性の低下を防ぐことができた。
【００９８】
ところで、本実施例においては所定時間の間、感光体１の周速を３００ｍｍ／ｓｅｃに上昇させたが、上昇率は本実施例の数値に限定されるものではなく、感光体の系、種類、帯電部材の系、種類、プロセススピード等々で最適値が異なるのは勿論である。
【００９９】
また、本実施例では
ｔ０＝０．４７ｓｅｃ
ｔ１＝０．６７ｓｅｃ
としたが、ｔ０≦ｔ１であれば、同様の効果を得ることができるが、装置の省スペース化、生産性を考慮すると、ｔ１≦２×ｔ０を満たすことが望ましく、より好ましくはｔ０とｔ１が略同等であることが実質的に最適の構成となる。
【０１００】
また、本実施例では感光体１の周速を変化させたが、同期取りローラ対５０から転写ニップ部７ｃまで記録材Ｐが移動する速度を可変にしても同等の効果が得られる。たとえば本実施例において最初の記録材Ｐの先端が同期取りローラ対５０から転写ニップ部７ｃまで移動する速度をプロセススピードの半分の７５ｍｍ／ｓｅｃとしても同等の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、各々を併用し、最適な値で速度を制御しても構わないのは勿論である。
【０１０２】
また、実施例１、２で述べたような、画像形成装置に入力された入力画像データの蓄積、展開等の処理以外に、例えば定着装置の温度が所定の定着温度に達するまで画像形成をウエイトさせる場合、あるいは画像形成装置をプリンタとして用いた場合に入力画像データの展開終了まで画像形成をウエイトさせる場合においても、実施例１、２の形態を適用することにより、余分に感光体を帯電させることがなくなった。その結果、帯電電源の消費電力を少なくでき、画像不良の発生や感光体の寿命低下を防止し、かつ単位時間当たりの画像形成枚数、即ち、生産性も維持することができた。
【０１０３】
〈その他の実施形態例〉
実施形態例の画像形成装置において、接触帯電部材２はローラ型に限らず、ブレード型、ロッド型、ブラシ型、磁気ブラシ型等の他の形態の接触帯電部材であってもよい。
【０１０４】
帯電部材は像担持体面に必ずしも圧接力をもって接していなくとも帯電部材と像担持体面との間に、ギャップ間電圧とパッシェン曲線で決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、非接触で極近接した配設形態であってもよく、本発明においてはこの場合も接触帯電の範疇とする。
【０１０５】
交番電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。
【０１０６】
交番電圧の代わりに、定電圧、あるいは定電流制御された直流電界も使用可能である。
【０１０８】
現像方式は正規現像でも差し支えない。
【０１０９】
接触帯電式転写手段としては上記実施例では導電体ローラの転写ローラであるが、ローラ型に限らず、ベルト型等の他の回転体とすることもできる。転写用コロナ放電装置でもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、画像形成モードや入力画像データ量等に依らず、像担持体の帯電に要する消費電力を可及的に少なくすることができる。さらに、濃度ムラ等のない良好な画像を生産性よく提供でき、像担持体の寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の画像形成装置の概略構成図
【図２】  帯電バイアス印加時間と感光体表面電位の関係を示す図
【図３】  Ａ４一枚あたりの帯電時間と感光体の削れ量（一万枚あたり）の関係を示す図
【図４】  実施例１において１ｔｏＮのＮと画像形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す図
【図５】  比較例（従来例）の画像形成装置の概略構成図
【図６】  比較例において１ｔｏＮのＮと画像形成可能枚数（Ａ４横）の関係を示す図
【図７】  実施例２の画像形成装置の概略構成図
【図８】  実施例２の画像形成時のタイミングチャート（１ｔｏ２）
【符号の説明】
１・・感光体、２・・帯電ローラ、５・・露光装置、７・・転写ローラ、７ｃ・・転写領域（転写ニップ部）、５０・・同期取りローラ対、ｎ・・感光体と帯電ローラの圧接ニップ部（帯電ニップ部）、θ・・帯電ニップ部ｎと転写ニップ部７ｃの成す角度、Ｌ・・同期取りローラ対５０から転写ニップ部７ｃまでの距離（転写材実移動距離）
【図１】
0004125015.tif 000003
【図２】
0004125015.tif 000004
【図３】
0004125015.tif 000005
【図４】
0004125015.tif 000006
【図５】
0004125015.tif 000007
【図６】
0004125015.tif 000008
【図７】
0004125015.tif 000009
【図８】
0004125015.tif 000010