JP4885526B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、複合機などの画像形成装置に関する。

帯電手段により一様に帯電された像担持体を光走査手段の露光光で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像として可視化し、このトナー像をバイアス電圧の印加により転写部材に転写し、転写後に前記像担持体上に残ったトナーをクリーニングブレードで除去する画像形成方法において、そのバイアスをオンする前後で像担持体上の表面電位状態が変化し、その位置がブレードを通過すると負荷変動となって像担持体に速度変動を起こす。
このような像担持体１の急激な位置変動、トルク変動の最中に露光走査などの書き込みを行うと、該位置変動によって、トナー像の濃度ムラやカラー画像形成装置であれば色ずれが生じてしまう。

一方、少なくとも２つのローラ間に展張されたベルトのまわりに画像形成用のプロセス手段を配置し、プロセス手段の少なくとも１つがローラーに作用して回転の負荷変動を与える構成の画像形成用ベルト装置において、ベルトを支持しているローラがクリーニングブレードの接離により負荷変動を受けることに起因して生ずるベルト上の転写画像の画質低下を回避する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この特許文献１に開示された技術は、バイアスをオンする前後で像担持体上の表面電位状態が変化し、その位置がブレードを通過すると負荷変動となって像担持体に速度変動を起こすことに起因する転写画像の画質低下についての解決指針を与えていない。

特開２００１―３４３８４３号公報

本発明は、転写バイアス印加に伴い、像担持体上のバイアス印加位置が像担持体に接触しているブレード部を通過する際に生ずる負荷変動による画質の低下を回避することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を達成するため請求項１にかかる発明は、像担持体周りに、該像担持体の走行方向順に、トナー像が転写される転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加部材、転写後の該像担持体をクリーニングするクリーニングブレード、該像担持体を帯電する帯電手段、該像担持体に潤滑剤を塗布する塗布ローラ、該塗布ローラで塗布された潤滑剤を均す塗布ブレード、光走査手段、現像装置が配置され、
該帯電手段により帯電された該像担持体を該光走査手段の露光光で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を前記現像装置でトナー像として可視化し、このトナー像を該転写バイアス印加部材によるバイアス電圧の印加によって転写部材に転写する工程中、該転写バイアス印加部材による該像担持体上でのバイアス電圧印加位置が前記塗布ブレードの該像担持体への接触位置を通過する際に当該像担持体に負荷変動に伴う速度変動を生ずる画像形成装置において、
前記転写バイアス印加部材による該転写部材５に対するバイアス電圧の印加開始時の前記像担持体上の位置が、前記塗布ブレードを通過した後に、前記光走査手段による露光を開始することとした。
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写部材上にトナー像を転写した後、前記転写部材としてのシート状媒体に再度トナー像を転写する間接転写方式を採用した。
請求項３にかかる発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写部材に直接トナー像を転写する直接転写方式を採用した。
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、前記像担持体を複数用いることとした。
請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記複数の像担持体は前記帯電手段を一体化したプロセスカートリッジとして構成した。

この発明では、バイアス電圧印加位置がクリーニングブレード７を通過した後、光書き込みすることにより像担持体の速度変動による静電像の乱れを防止することができた。

［１］参考例
参考例１
図１は画像形成装置の像担持体まわりの概要図である。
像担持体１はドラム状をしていて、図示していないが駆動モータによって時計方向に回転する。この像担持体１上を帯電手段としての帯電ローラ２にて帯電させ、図示していないがレーザー光源を持つ光走査手段としての書込み装置からの露光光、本例では光ビーム３を像担持体１に照射し、静電潜像を作る。この静電潜像を現像装置４にてトナーを付着させトナー像として可視化する。次に、バイアス電圧印加用の転写バイアスローラ６にてバイアスをかけこのトナー像を転写部材５上に転写させる。転写後に像担持体１上に残ったトナーをクリーニングブレード７にて全てクリーニングし、次の画像形成に備える。

図２に示すように、転写バイアスローラ６に対するバイアス電圧の印加開始時（転写バイアスがＯＮになった瞬間）での像担持体１上のバイアス電圧印加位置をａとすると、像担持体１の回転に伴いこのバイアス電圧印加位置ａが移動して図３に示す位置、つまりクリーニングブレード７が当接している位置を通過後に、瞬間的に負荷が低減し像担持体１に速度変動（位置変動）が生じる。その時の負荷変動と位置変動の詳細を図４に示す。

図４において、バイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過する時点で位置変動がピークとなり、また、トルク変動はバイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過した後に急激に低下している。このように、トナー像の転写を行う画像形成装置では、像担持体のトナー像にバイアスをかけ、転写部材にトナー像を転写することが一般的に行われているが、そのバイアスをオンする前後で像担持体上の表面電位状態が変化し、その位置がブレードを通過すると負荷変動となって像担持体に速度変動を起こす。
このような像担持体１の急激な位置変動、トルク変動の最中に露光走査などの書き込みを行うと、該位置変動によって、トナー像の濃度ムラやカラー画像形成装置であれば色ずれが生じてしまう。また、図４に示すように、位置変動、トルク変動は一時的な現象でありすぐに安定した状態にもどる。

そこで、本発明の画像形成方法（画像形成制御）においては、バイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過した後、位置変動、トルク変動が安定してから光走査手段の露光光の照射を開始、つまり光ビーム３を像担持体１に照射することにより像担持体の速度変動による静電像の乱れを防止することができた。

参考例２
参考例１で説明した画像形成方法は、図１乃至図３で説明した転写部材５が所謂中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト上に像担持体１からトナー像を転写した後、最終記録体であるシート状媒体に再度トナー像を転写する間接転写方式を採用している画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

参考例３
参考例１で説明した画像形成方法は、図１乃至図３で説明した転写部材５が最終記録体であるシート状媒体であり、このシート状媒体上に像担持体１のトナー像を転写する直接転写方式を採用している画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

参考例４
参考例１乃至３で述べた画像形成方法（装置）は、像担持体を複数用いて各像担持体上のトナー画像を転写材上に重ね転写してカラー画像を形成する画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

参考例５
図５に示したのは、タンデムタイプのカラー画像形成装置であり、例１で述べた画像形成方法が適用される。図１乃至図３に示したようなプロセス部材をそのまわりに配置した像担持体を４つ（複数）用いている。
これら像担持体を含むトナー像形成部１Ｙ（イエロー用）、１Ｍ（マゼンタ用）、１Ｃ（シアン用）、１Ｋ（ブラック用）のうち、イエローのトナー像形成部１Ｙの概略構成を図６に拡大して示している。他のトナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。

図６において、プロセスカートリッジ２００は、感光体ユニット２００Ａ及び現像ユニット２００Ｂを備えている。感光体ユニット２００Ａと現像ユニット２００Ｂとは一体的な構造となっていてもよい。感光体ユニット２００Ａは少なくとも帯電ローラ７０を一体化した構成である。

時計方向に回転する像担持体としての感光体ドラム３０の表面は、帯電手段としての帯電ローラ７０により、所定の電位に帯電される。帯電ローラ７０の表面の汚れ防止のため、クリーニングローラ７０Ｂが帯電ローラ７０に接して回転し表面の汚れを清掃する。

帯電ローラ７０により一様に帯電された感光体３０は、図５に示した光走査手段としての光学ユニット４０よりの露光光である光ビームＬで露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像を可視化する現像ユニット２００Ｂは、現像ケース９０Ａの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ３１や、搬送スクリュウ９０Ｃ、９０Ｂ、現像ドクタ９０Ｄ、トナー濃度センサ９Ｅを備え、図５に示したトナー収納容器２０Ｙから、トナーの供給を可能としている。現像ケース９０Ａには、磁性キャリア及びマイナス帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が内包されている。

この現像剤は搬送スクリュウ９０Ｃ、９０Ｂによって撹拌搬送されながら摩擦帯電された後、現像ローラ３１の表面に担持される。そして、現像ドクタ９０Ｄによってその層厚が規制されてから感光体ドラム３０と対向する現像位置に搬送され、ここで感光体ドラム３０上の上記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として可視化する。

こうして、感光体ドラム３上に所定の色（イエロー）のトナー像が形成される。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ３１の回転に伴って現像ケース９０Ａ内に戻される。現像ケース９０Ａ内の現像剤のトナー濃度は、上記トナー濃度センサ９０Ｅで検知され、必要に応じて、トナー収納容器２０Ｙからスクリュウ９０Ｃの上部のスペースにトナーが補給される。

このプロセスカートリッジ２００には、該プロセスカートリッジ２００を図５に示した画像形成装置本体１００に対して着脱する際の基準として、感光体ドラム３０の軸方向両端部のフランジに設けた穴を位置決め主基準部として設けると共に、手前側と奥側に図示せぬ位置決め従基準部とをフレームにそれぞれ設け、感光体ユニット２００Ａを装置本体１００に装着する際に、これらの基準部と装置本体１００に設けた係合部により、感光体ユニット２００Ａを所定の装着位置に確実に位置決めできるようにしている。

図５において、感光体ドラム３０は、その上方に配設された転写ユニットの中間転写ベルト４００に接触して転写位置としての転写ニップを形成する。感光体３０上に現像されたトナーは、中間転写ベルト４００上に転写され、転写されずに感光体３０に残ったトナーは、クリーニングブレード１１Ｂにより除去され、トナー搬送オーガ１１Ｃにより、不図示の収容部に搬送される。

上記トナー像形成部１Ｙ（イエロー用）におけると同様のプロセスで他のトナー画像形成部でも単色トナー画像が形成され、回動する中間転写ベルト４００に順次重ね転写されて重ねトナー画像が担持され、この重ねトナー画像は給紙部５００より給送されるシート状媒体に２次転写部６００で一括転写されてから定着部７００を経て排紙トレイ８００に排出される。

ここでは、前記例２の一例である間接転写方式のタンデム型のカラーレーザー光プリンタの場合について説明したが、本発明はこれ以外に、前記例３の一例である直接シート状媒体にトナー像を転写する直接転写方式のタンデム型のカラーレーザー光プリンタや黒トナーを用いるトナー像形成部を１組備えたモノクロのレーザー光プリンタにも適用できるものである。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも適用できる。

［２］実施の形態
例１
図７は像担持体１上に潤滑剤を塗布する機構が設けてある画像形成装置である。像担持体１上、帯電ローラ２が配置された部位と光ビーム３照射部位との間の位置に塗布ローラ８が配置されている。この塗布ローラ８には固形状の潤滑剤９が当接していて、塗布ローラ８の回転により潤滑剤９が塗布ローラ８に移り、さらに塗布ローラ８から像担持体１上に塗布される。こうして塗布ローラ８により像担持体１に塗布された潤滑剤は像担持体１の回転方向上、塗布ローラ８の下流側で像担持体１に接して配置された塗布ブレード１０により均一になるように均される。一般的にはこの潤滑剤としてステアリン酸亜鉛が多く用いられている。

前記したクリーニングブレード７におけると同様に、転写バイアスローラ６に対するバイアス電圧の印加開始時（転写バイアスがＯＮになった瞬間）での像担持体１上のバイアス電圧印加位置をａとすると、像担持体１の回転に伴いこのバイアス電圧印加位置ａが移動して図７に示す位置、つまり塗布ブレード１０が当接している位置を通過後に、瞬間的に負荷が低減し像担持体１に速度変動（位置変動）が生じる。その時の負荷変動と位置変動の詳細を図８に示す。

図８において、バイアス電圧印加位置ａが塗布ブレード７１０を通過する時点で位置変動がピークとなり、また、トルク変動はバイアス電圧印加位置ａが塗布ブレード１０を通過した後に急激に低下している。
このような像担持体１の急激な位置変動、トルク変動の最中に露光走査などの書き込みを行うと、該位置変動によって、トナー像の濃度ムラやカラー画像形成装置であれば色ずれが生じてしまう。また、図８に示すように、位置変動、トルク変動は一時的な現象でありすぐに安定した状態にもどる。

そこで、本発明の画像形成方法（画像形成制御）においては、バイアス電圧印加位置ａが塗布ブレード１０を通過した後、位置変動、トルク変動が安定してから光走査手段の露光光の照射を開始、つまり光ビーム３を像担持体１に照射することにより静電潜像の乱れを防止する。

なお、本実施の形態では、図７に示したとおり参考例におけると同様、像担持体１のまわりにクリーニングブレード７を備えており、従って、図８に示したようにバイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過する時点でも位置変動がピークとなり、また、トルク変動はバイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過した後に急激に低下しているので、バイアス電圧印加位置ａがクリーニングブレード７を通過した後、位置変動、トルク変動が安定してから光走査手段の露光光の照射を開始することになるが、クリーニングブレード７の位置が塗布ブレード１０よりも像担持体１の回転方向上で上流側にあるので、塗布ブレード１０に着目した上記露光開始条件を満足することにより同時にクリーニングブレード７に着目した露光開始条件を満足することになる。
例２
例１で説明した画像形成方法は、図１乃至図３で説明した転写部材５が所謂中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト上に像担持体１からトナー像を転写した後、最終記録体であるシート状媒体に再度トナー像を転写する間接転写方式を採用している画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

例３
例１で説明した画像形成方法は、図１乃至図３で説明した転写部材５が最終記録体であるシート状媒体であり、このシート状媒体上に像担持体１のトナー像を転写する直接転写方式を採用している画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

例４
例１乃至３で述べた画像形成方法（装置）は、像担持体を複数用いて各像担持体上のトナー画像を転写材上に重ね転写してカラー画像を形成する画像形成方法（装置）に適用することができることはもちろんである。

例５
図５で説明したタンデムタイプのカラー画像形成装置について、像担持体まわりに、図７に示した塗布ローラ８を付加した構成とし、かかる像担持体を４つ（複数）用いた画像形成装置について、例３で説明した本発明の画像形成方法を適用することができる。
また、図６で説明した、プロセスカートリッジ２００についても感光体ドラム３０のまわりに図７に示した塗布ローラ８を付加した構成とし例３で説明した本発明の画像形成方法を適用することができる。

同様に、前記例１の一例である直接シート状媒体にトナー像を転写する直接転写方式のタンデム型のカラーレーザー光プリンタや黒トナーを用いるトナー像形成部を１組備えたモノクロのレーザー光プリンタにも適用できるものである。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも適用できる。

像担持体及び像担持体まわりのプロセス部材を示した画像形成装置の概略構成図である。 像担持体及び像担持体まわりのプロセス部材を示した画像形成装置の概略構成図である。 像担持体及び像担持体まわりのプロセス部材を示した画像形成装置の概略構成図である。 像担持体のトルク変動、位置変動を説明した図である。 タンデムタイプのカラー画像形成装置の概略構成図である。 プロセスカートリッジの概略構成図である。 像担持体及び像担持体まわりのプロセス部材を示した画像形成装置の概略構成図である。 像担持体のトルク変動、位置変動を説明した図である。

符号の説明

１ 像担持体
２、７０ 帯電ローラ
３ 光ビーム
７、１１Ｂ クリーニングブレード
９ 潤滑剤
１０ 塗布ブレード

Claims (5)

1. 像担持体周りに、該像担持体の走行方向順に、トナー像が転写される転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加部材、転写後の該像担持体をクリーニングするクリーニングブレード、該像担持体を帯電する帯電手段、該像担持体に潤滑剤を塗布する塗布ローラ、該塗布ローラで塗布された潤滑剤を均す塗布ブレード、光走査手段、現像装置が配置され、
   該帯電手段により帯電された該像担持体を該光走査手段の露光光で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を前記現像装置でトナー像として可視化し、このトナー像を該転写バイアス印加部材によるバイアス電圧の印加によって転写部材に転写する工程中、該転写バイアス印加部材による該像担持体上でのバイアス電圧印加位置が前記塗布ブレードの該像担持体への接触位置を通過する際に当該像担持体に負荷変動に伴う速度変動を生ずる画像形成装置において、
   前記転写バイアス印加部材による該転写部材５に対するバイアス電圧の印加開始時の前記像担持体上の位置が、前記塗布ブレードを通過した後に、前記光走査手段による露光を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記転写部材上にトナー像を転写した後、前記転写部材としてのシート状媒体に再度トナー像を転写する間接転写方式を採用していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記転写部材に直接トナー像を転写する直接転写方式を採用していることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
   前記像担持体を複数用いることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記複数の像担持体は前記帯電手段を一体化したプロセスカートリッジとして構成されていることを特徴とする画像形成装置。

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