JP2003035987A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電位変動、ゴースト画像を発生させることなく
高画質な画像を迅速かつ簡便に得られるフルカラー画像
形成が可能な画像形成装置を提供すること。また、中間
転写体９を用いた画像形成装置の最大画像出力画像形成
時においても簡便に各色の潜像電位を瞬時に画像形成正
可能な画像形成装置を提供すること。 【解決手段】感光体ドラム１と、感光体ドラム１表面を
帯電する帯電器３を備え、感光体ドラム１上にトナー像
を形成する像形成手段と、感光体ドラム１表面を除電す
る光除電手段５と、を有する画像形成装置において、感
光体ドラム１の回転開始後、光除電手段５により除電さ
れた領域が帯電器３と対向するタイミングで帯電器３に
よる帯電を開始することを特徴とする。

Description

【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の画像
形成装置及び画像形成方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスは、即時性、高品質、
かつ保存性の高い画質が得られることなどから、近年で
は複写機の分野にとどまらず、各種プリンタやファクシ
ミリの分野でも広く使われ、大きな広がりを見せてい
る。

【０００３】この電子写真プロセスは基本的に、感光体
への均一な帯電、原稿に対応した像露光による静電潜像
の形成、該潜像のトナーによる現像、該トナー像の紙等
の記録媒体への転写（中間転写体を用いる場合もある）
及び定着による画像形成プロセスと、感光体を繰り返し
使用するために行う感光体の表面に残留するトナー及び
電荷の除去による初期化プロセスとから成り立ってい
る。また、感光体帯電電位の早期安定化の為に、クリー
ニング工程と帯電手段の前に補助帯電器を備えること
で、電位の早期安定化を図った帯電方式が報告されてい
る。

【０００４】電子写真感光体の中核となっている感光体
については、その光導電材料として、最近では、無公害
で成膜や製造が容易などの利点を有する有機系の導電性
材料を用いた感光体が開発されている。

【０００５】しかしながら、電子写真プロセスにおい
て、感光体は現像、転写、クリーニング過程において摩
擦による削れやキズの発生により、画像上の不具合又は
最表層における帯電電化保持層部分の膜厚減少による帯
電能の劣化などが発生し、ある一定劣化画像レベルに到
達した時点で寿命となり、感光体の交換が必要となる。

【０００６】前記有機感光体は、最近の開発で進歩して
きたとはいえ、表層部の電荷輸送層における材料は、ポ
リカーボネイト、ビニル重合体、ポリエステルなど電子
写方式の画像形成装置内で用いるには決して削れにくい
とはいえない材料で構成されているため、画像形成の出
力枚数に応じて削れ、キズが増加し寿命はまだ短く、５
万枚程度の出力で寿命となる。

【０００７】一方、近年、非晶質シリコンを主成分とす
る感光体、一般にアモルファス感光体と呼ばれる感光体
は、表層が固く削れにくいため、５０万枚以上の画像出
力が可能である。また、露光量に対する光減衰特性(Ｅ
−Ｖ特性)は、図９に示すように有機感光体が非線型性
であるのに対し、線形性に優れていることなどの理由か
ら、潜像コントラスト差に対し、孤立ドットの径の差が
小さい特徴を持っていること、また、比誘電率が有機感
光体は２〜３であるのに対し、アモルファスシリコンは
比誘電率が約１０と大きく、感光体上に現像した際、ト
ナー像の最小画素の再現性に優れていることが一般的に
知られており、高速で高画質な画像形成装置の分野で広
く利用されている。

【０００８】また最近、より高画質な画像を得るため
や、入力画像を記憶したり自由に編集したりするため
に、画像形成の為のデジタル化が急速に進歩している。
そこでアモルファス感光体もデジタル化に対応した材料
が開発され利用されつつある。

【０００９】しかしながら、アモルファス感光体は、先
にも述べたように、一般的に有機感光体の比誘電率に対
し、比誘電率が大きく静電容量が大きいため、電子写真
方式、例えばコロナ放電方式で画像形成に十分な帯電電
位を得ようとすると、大量の感光体への放電電流を必要
とする。

【００１０】このため、帯電方式として放電による帯電
方法を用いた場合は、オゾン、ＮＯｘなどの放電生成物
が多く感光体の表面に付着し、表層の電気抵抗低下を引
き起こし、特に表層抵抗値の小さくなる高温／高湿環境
下において、孤立ドット形成部分の潜像流れによる画像
流れが発生しやすい傾向にある。

【００１１】このような理由から、オゾン、放電生成物
の発生が多い負極性帯電よりも、正極性帯電のアモルフ
ァス感光体が利用されることが多い。

【００１２】前記感光体の帯電極性の帯電電位に対し、
画像デ−タを任意の階調再現パターンに処理された信号
を像露光して画像を得ようとした場合、一般的には画像
部を露光し感光体と同極性の帯電トナーを用いた反転現
像方式がある。また、別の方式として、反転像露光を用
いた正規現像方式の２つの方式が存在する。

【００１３】前述した放電生成量の差から発明者らは、
長寿命／高画質潜像の正極性帯電のアモルファス感光体
と、帯電電極性的に材料選択の幅が広い負極性帯電トナ
ーを用い、非画像部（背景部）を像露光するBackground
Image Exposuring方式（以後ＢＡＥ）を用いて、長
寿命の感光体と、高画質の潜像／現像を行うことが可能
で、アモルファス感光体にオゾンや放電生成物の発生の
少ない正極性のコロナ放電帯電方式を用いて用いること
により、高温／高湿（Ｈ／Ｈ）環境下での画像流れに有
利である画像形成装置の開発に取り組むことにした。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】まず、特開平１１−１
９０９２２号で提案されている感光体の初期帯電制御方
法を用いて本発明の画像形成装置に用いる感光体の帯電
制御の検討を行った。

【００１５】感光体ドラムの回転開始後帯電動作前に、
感光体上に残存している履歴消去を行う為に光除電手段
による光照射をドラム１回転以上行った後、帯電手段に
より感光体ドラムを帯電させる。帯電電位を確実に非画
像部電位にするため、所定時間（放電印加電圧、像露光
の立ち上がり時間や、ドラムの回転ムラを考慮した時
間、帯電手段への印加タイミング等を考慮した時間）に
対し、余裕を持たせて早めに像露光手段により非画像部
電位が形成できる露光量を、前記電子写真感光体に照射
し非画像部電位を形成させたところ、下記のような不具
合が発生した。

【００１６】(1) ドラム１回転目の帯電性が２周目以降
に対し著しく低下する。 (2) 光除電光が照射された上記(1)の無帯電区間に対
し、さらに像露光手段による非画像部電位確保の為の像
露光照射を用いて上記所定の期間に相当する感光体の部
位に、一種のメモリーが発生しゴースト画像が発生す
る。

【００１７】特に、本発明で用いるＢＡＥ潜像方式で
は、帯電電位部（Ｖｄ電位）に正規現像を行うため、現
像電位（現像Ｖｃｏｎｔ）の電位変動がそのまま濃度変
動につながる。また前記無帯電区間への像露光手段によ
る光量照射部分が画像メモリーとして発生した場合のゴ
ースト電位は、帯電手段により２回転目以降に帯電され
た部分の電位よりも低くなるため、横帯上のネガゴース
ト画像が発生する。

【００１８】また、適正な潜像コントラストを得る為、
潜像形成前の前帯電区間で露光部電位の確認を電位検知
手段で検知し、その情報に基づいて、潜像形成時の露光
量の補正制御を行う場合にも、前述した過剰な光除電光
の照射や、像露光手段による光メモリーが発生している
部位で電位を検知する為、適正なＶｌ電位（最大露光部
電位）の補正量が得られず、画像不具合を引き起こして
いた。

【００１９】また、特公平１０−１２３８０２号のよう
な補助帯電方式を用いて対策を行う方式を検討したが、
補助帯電器を製品に備えると高価になる。また補助帯電
をコロナ放電方式などで行うとオゾン濃度の増加が発生
する。アモルファス感光体を用いた電子写真方式では、
さらに前述した理由から、Ｈ／Ｈ環境下での画像流れな
どの画像不具合を引き起こす不安定要素が増加すること
から、補助帯電器を用いず、安定した画像形成が行える
回避策が要望されていた。

【００２０】また、別の課題として最近のデジタル出力
可能なフルカラー電子写真方式においても小型化、モノ
クロ並みの高速出力、長寿命、プリント出力の低コスト
化などの要求が望まれている。そのような、市場の要求
に応えるべく、感光体ドラムを１つのみ用いる構成を検
討した。

【００２１】また、従来の１ドラム系のフルカラー画像
形成装置で用いられている機能部材の中において、大き
な空間を必要とする中間転写体の周長を短くすることで
コストの低減、画像形成装置のコンパクト化を検討し
た。その中で、中間転写体上に転写されるトナー像は、
画像形成装置の出力可能な最大画像が形成できればよい
と考え、従来の画像形成装置のように感光体の回転周期
と中間転写ベルトの回転周期の関係を整数比にせず、画
像形成装置が出力可能な最大画像イメージの感光体回転
方向の長さに対し、前記回転自在な支持体に固定された
現像手段の色を切り替える時間を最低限残した周長まで
短くした構成の画像形成装置を検討した。

【００２２】本発明の目的は、電位変動、ゴースト画像
を発生させることなく高画質な画像を迅速かつ簡便に得
られるフルカラー画像形成が可能な画像形成装置を提供
することである。また、中間転写体を用いた画像形成装
置の最大画像出力画像形成時においても簡便に各色の潜
像電位を瞬時に画像形成正可能な画像形成装置を提供す
ることである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持
体表面を帯電する帯電手段を備え前記像担持体上にトナ
ー像を形成する像形成手段と、前記像担持体表面を除電
する光除電手段と、を有する画像形成装置において、前
記像担持体の回転開始後、前記光除電手段により除電さ
れた領域が前記帯電手段と対向するタイミングで前記帯
電手段による帯電を開始することを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施形態）以下に本発明の実施
形態を図を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略
図であり、図２は感光体ドラムの構造の説明図であり、
図３はゴースト電位を説明するための図であり、図４は
初期帯電安定化を図った帯電方法の説明図であり、図５
は感光体ドラム表面電位の説明図であり、図６は中間転
写体を有する画像形成装置の概略図であり、図７は測定
位置による電位変動の関係を示す図であり、図８は帯電
電位と像露光量との関係を示す図である。以下の説明
で、画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファク
シミリ装置のいずれにも適用可能である。

【００２５】図１に示すように、画像形成装置は、像担
持体としての感光体ドラム１の周囲に、ドラムの回転方
向に沿って、帯電を行なう帯電手段としての帯電器３、
像露光を行なう像露光手段８、電位を検知する電位検知
手段７、正規現像を行なう像形成手段内に配設される現
像手段としての現像器２、中間転写を行なう転写手段
６、転写後の感光体ドラム１をクリーニングするクリー
ニング手段４、光除電を行なう光除電手段５を有する。
尚、現像器２には、ブラックＢｋの色の現像を行なう第
一現像器２ａと、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの
色の現像を行なう第二現像器２ｂとを有する。

【００２６】感光体ドラム１は、導電性支持体上に光導
電層を設けている。非晶質シリコンを主成分とし、一般
的には、アモルファス感光体と呼ばれる感光体である。

【００２７】感光体ドラム１は、それぞれ電子写真画像
形成に必要な機能が分離された積層構造をしており、図
２に示すような５層型の構成をしている。前記導電支持
体の材料としては、主にアルミニニウムなどの金属導電
材が挙げられる。

【００２８】図２に示すように、前記導電支持部材上に
は、導電支持部材からの電荷注入を阻止する阻止層、光
の照射による電荷対の発生が行われる感光層、また発生
した電荷が移動可能な電荷輸送層と最表層に電荷を保持
する為の電荷保持層が備えられている。

【００２９】前記感光層には、分光感度の調整や、帯電
性及び残留電位等の電気特性を改良する為、主成分のシ
リコン以外に、水素、酸素、ブタンなどの成分を含有さ
せてもよい。また、導電性支持体上に形成される非晶質
シリコンを主成分とする積層構成は、それぞれの膜厚
が、阻止層で３μｍ、感光層（電荷発生、輸送層）で３
０μｍ、表層部が１μｍ程度の膜厚となっている。以上
のような感光体ドラム１は、以下の本実施形態の電子写
真装置及び画像形成方法おいて好適に使用されている。

【００３０】本実施形態の画像形成方法は、感光体ドラ
ム１に対し、帯電、像露光、複数箇所の正規現像、中間
転写及び光除電を行う。通常の方法に従って行うことも
可能であるが、以下に説明する電子写真装置を用いる
と、より好適に実施することができる。

【００３１】本実施形態の電子写真方式は、前述したよ
うに、感光体ドラム１に対し、帯電を行う帯電器３、像
露光を行う像露光手段８、正規現像を行う現像器２、中
間転写を行う転写手段６、光除電を行う光除電手段５及
びこれらの動作を行う不図示の制御手段を有する。

【００３２】帯電器３は、導電性ローラや、導電性ブラ
シ、磁気ブラシを用いた接触帯電方式、スコロトロン帯
電を用いた帯電方式が挙げられる。本実施形態では、最
も一般的に用いられるスコロトロン帯電方式を用いて解
説するが、特にこれに限るものではなく、汎用性のある
画像形成装置及び画像形成方法である。

【００３３】帯電器３は、図１に示されるような構成に
なっており、放電ワイヤー３ａ（本実施形態では、２本
使用しているが、１本、又は２本以上でもかまわない）
としてΦ４０〜１００μｍ程度のタングステンワイヤー
を使用している。ただし、導電性材料（表層に酸化防止
層を持たせたてもよい）ワイヤーや、別の針電極、鋸歯
電極等の放電可能な導電材料であればよい。放電ワイヤ
ー３ａに印加する電圧は最大で10ｋＶ、電流量として１
５００μＡ程度の印加電圧が印加され放電動作が行われ
る。

【００３４】また、帯電器３のグリッド３ｂとしては、
Φ５０μｍ〜２００μｍの導電部材（ＳＵＳ３０４、Ｓ
ＵＳ４３０や他の導電性材料）を用いている。但し、金
属導電材料にエッジング加工によって網目などの特定の
パタ−ン形状を施したもを採用してもよい。こうして感
光体ドラム１は、帯電器３により２００Ｖ〜１０００Ｖ
程度の範囲に帯電される。

【００３５】像露光手段８は、例えば半導体レーザー光
の他、ＬＥＤ光等の公知の光源を利用した画像形成露光
装置を用いて行うことができ、特に制限はなく、感光体
ドラム１表面に対し、半導体レーザー光やＬＥＤ光を所
望の像露光イメ−ジに露光することができる。また、像
露光手段８は光学系機器であればよく、本実施形態にお
いては、画像イメージの非画像部分を像露光している。
尚、像露光手段８による潜像形成は、画像形成装置が出
力可能な最小画素に対する発光のＯＮ／ＯＦＦの２種類
により制御する、いわゆる２値露光制御装置により行な
う。また、像露光手段８による像露光は、画像形成装置
内部又は外部装置からの画像データに基づき、像露光を
行なう。

【００３６】正規現像手段としての現像器２は、例えば
磁性又は非磁性の一成分現像剤、又は２成分系の現像剤
など、接触あるいは非接触させて現像させる、一般的な
現像器等を用いることができる。また特に現像手段とし
て特定されるものではなく、感光体の帯電極性とは逆極
性の帯電トナーを用いて現像可能な機能を持っていれば
よい。

【００３７】転写手段６は、感光体ドラム１上に対して
現像器２により形成したトナー像を色毎に順次中間転写
体上に合成し、一括して記録媒体へ２次転写する構成と
なっている。記録媒体へのトナー像転写及び後述する中
間転写体へのトナー像転写を行う転写手段６は、特に限
定されるものではないが、本実施形態では、回転自在な
導電支持体上に形成された導電性弾性ローラを用い、導
電性支持部に一定電流、又は一定電圧などに制御された
高圧が印加され、環境、トナー像、記録媒体に応じて好
適に感光体ドラム１から中間転写体への中間転写及び前
記中間転写体から記録媒体への２次転写が行われるよう
に高圧制御が行われる構成になっている。

【００３８】光除電手段５は、公知の光源を用いて照射
される。本実施形態において、光除電に用いられる露光
手段及び光源の種類に特に制限はないが、本実施形態の
画像形成装置においては、より画質を安定させる為に、
感光体ドラム１に照射されるＬＥＤ光のピーク波長をλ
１、像露光に用いられる光源のピーク波長をλ２とした
場合、λ１≧λ２の関係に設定されていることが望まし
い。

【００３９】これは、図３（ａ）示すように、像露光に
用いる波長よりも同等以上の波長の除電光を用いた方
が、感光体ドラム１に残存している像露光による光メモ
リーの除去による履歴消去の効果が大きい為である。

【００４０】図３において、像露光手段８の中心波長は
６５５ｎｍであり、光除電手段５の中心波長は６６０ｎ
ｍである。ここで、光除電手段５の中心波長を、ゴース
ト電位差に対して最も効果が得られた７００ｎｍを用い
ない理由は、中心波長を長くすると、その分感光層の深
い部分まで光が進入し、感光層で発生する電荷対の量が
大きく、帯電電位の低下につながる為である。

【００４１】また、光除電手段５の中心波長が６６０ｎ
ｍの場合でも、図３（ｂ）の方法で計測したゴースト電
位差を５Ｖ程度に低減することで、画像的にはほとんど
目立たないレベルにまで低減できる為である。

【００４２】上記の構成で画像形成を行なう。画像形成
の動作において、まず感光体ドラム１の初回転駆動の際
に光除電手段５を動作させる。次に、光除電手段５に対
向する感光体ドラム１の部位が、帯電器３に対向する位
置に対向したときから帯電器３を作動させる。

【００４３】前記光除電手段５に対向する感光体ドラム
１の部位が、感光体の２回転目以降に像露光手段８に対
向する位置に対向したときに、像露光手段８を作動させ
る。所定の期間をかけて非画像部電位まで電位低下させ
た後に、画像形成領域に対し像露光を行なう。このよう
な動作は、コンピュータなどの公知の制御手段を用いて
行ってもよいし、本実施形態の画像形成装置における制
御手段を用いても好適に行うことができる。

【００４４】画像形成装置は、前述した一連の制御を、
前述した順序通り、光除電手段５、帯電器３、像露光手
段８、現像器２の作動を制御する制御手段を備えてい
る。具体的には、例えば図４及び図５のタイミングチャ
ートで示されるように、各制御手段の制御動作を制御す
るコンピュータ制御装置を備えている。尚、感光体ドラ
ム１の回転初期より像露光手段８により照射される最小
露光の発行動作は、図５より省略している。

【００４５】図４に示すように、初期帯電安定化を図っ
た帯電方法を採用することで、図５に示すように、潜像
形成時の電位が安定となる。

【００４６】図４に示す感光体ドラム１の帯電電位制御
を行った場合、画像形成時における感光体ドラム１の現
像部の帯電電位（Ｖｄ電位）が現像器２の対向位置を通
過する。このとき初期状態の感光体ドラム１の１回転目
の帯電部分に対し、感光体ドラム１上にトナーが現像さ
れないように、感光体ドラム１が初期の１回転をする期
間、第一現像器２ａはスリーブの回転を行わず、現像印
加バイアスであるＤＣ電圧及びＡＣ成分電圧等の高圧は
印加しない。また、第二現像器２ｂは回転支持部を回転
し感光体ドラム１の対向部外へ退避させ、現像印加バイ
アスであるＤＣ電圧及びＡＣ成分電圧等の高圧は印加し
ない。

【００４７】感光体ドラム１の２回転目で像露光手段８
による非画像部電位の形成が行われた感光体ドラム１の
１回転分の部位が、現像器２の対向位置を通過後に駆動
を開始し、その後、像露光による画像イメージが第一現
像器２ａの対向位置に到達するタイミングに合わせ現像
バイアスの印加を行なっている。また、第二現像器２ｂ
は、感光体ドラム１の対向部に移動させ、所定のＤＣ或
いはＡＣ成分を重畳させた現像バイアスの印加を行って
いる。

【００４８】本実施形態においては、感光体ドラム１の
１回転目の開始位置は、光除電手段５に対向する感光体
ドラム１の部位になり、次に感光体ドラム１の部位が帯
電器３に突入した直後に帯電器３により帯電が行われ、
ドラム１回転以上の帯電が行われた後に非画像領域の前
帯電区間に対し、像露光により非画像部電位を確保した
後、画像形成が行われる。尚、この時ドラム回転駆動と
同時に像露光手段８により動作される最小露光量の発光
動作が含まれている。

【００４９】従来の正規現像方式の画像形成方法は、ア
ナログ複写機で最も採用されており、感光体ドラムの帯
電が行われた直後に非画像電位の形成を行う為に、ブラ
ンクランプといわれる画像形成領域外に光を照射する像
露光、除電光以外の光源を照射する構成になっていた。
また、像露光手段のみで、非画像部、画像部の両方に対
し電位形成を行う画像形成装置では、アナログ複写機方
式の帯電電位制御手段を踏襲し、像露光手段によって画
像形成領域外を非画像形成領域の電位まで低下させる方
式を採用していた。

【００５０】この方法では、感光体ドラムの回転初期に
おいて帯電を行わず、光除電手段のみを動作させ、感光
体ドラムの回転が安定するまでの時間、通常モータの回
転が安定するまで（一般的に１００〜３００ｍｓｅｃ程
度）の駆動系の安定化時間を考慮した時間や、画像形成
装置の像露光イメージのデータ処理時間、帯電手段を動
作させず、過剰に除電光を感光体ドラムに対して照射を
行ってから、帯電手段を動作し、非画像部電位の確保の
為の像露光手段による光照射後に画像イメージの像露光
を行っていたため、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す、
感光体ドラムの１回転目の帯電電位と２周目以降の帯電
電位に差が発生していた。ここで、図５（ａ）は帯電器
３動作前に光除電を行った場合、図５（ｂ）は帯電工程
直前に像露光手段で非画像電位形成時の像露光照射を行
った場合である。

【００５１】本実施形態にあっては、初期画像形成時の
安定した画像を得る為に、上記のような状況に関係なく
好適な画像形成が可能な画像形成装置及び画像形成方法
である。図５（ｃ）は本実施形態で示す感光体ドラムの
初期帯電立ち上げ制御の説明図である。

【００５２】図５（ｃ）に示すように、駆動の初期安定
が行われるまでの時間（通常１００〜３００ｍｓｅｃと
いわれる時間）において、本実施形態に用いられる感光
体ドラム１は、Φ８０で周速２６５ｍｍ／ｓ以上の速度
で高速回転するため、感光体ドラム１の最初の１回転未
満で安定領域になる。

【００５３】この時、最初の１回転目で除電手段に対向
した感光体ドラム１上の部位が、光を受光した後、帯電
器３の対向位置への進入直後に帯電器３により帯電さ
れ、感光体ドラム１が１回転した後に再帯電を行われる
区間において、多少駆動が不安定であっても実施にあた
り問題はない。この理由は、ドラムの初期帯電の際に、
不必要な除電光の履歴を感光体ドラム１の数回転分も照
射しないことにより、画像形成動作開始後の初期１枚目
の出力に要する時間、一般的にファーストプリントを短
くすると共に、無帯電区間から帯電器３で帯電する１回
転目の区間において像露光せず、不必要な像露光メモリ
ーを発生させないことを第１の目的としている。

【００５４】また、上述した画像露光を行う前の非画像
部電位形成を行う際の帯電電位制御は、本発明の実施例
で示したコロナ帯電器を用いる場合に限られるものでは
なく、接触ロ−ラ帯電、又は、磁気ブラシを用いた注入
帯電方式を用いても有効である。

【００５５】前記初期の駆動不安定期間に対し、多少、
感光体ドラム１に対する光除電手段５、像露光手段８、
帯電器３の印加タイミングに調整が必要となるが、画像
形成装置内の前記電子写真画像形成プロセスにかかわる
一連の制御手段でタイミングのズレに対し調整を行い回
避できる。

【００５６】次に、第２の目的として、中間転写体を用
い、感光体ドラム１の対向位置に複数の現像器２を備
え、帯電器３による帯電動作条件を変化させることな
く、前記第１現像器と同じ条件で好適に潜像電位を形成
する方法について解説する。

【００５７】図６に画像形成装置の概略図を示す。図６
に示すように、画像形成装置は、アモルファス感光体ド
ラム１の対向位置に、帯電器３、像露光手段８、電位検
知手段７、現像器２（反転現像を行う画像形成装置内に
固定されている第一現像器２ａ及び回転支持部材に固定
され第一現像器２ａの下流側に配設される第二現像器２
ｂ）、中間転写体９、中間転写体９へのトナー像の転写
を行う第一転写手段６ａ、記録媒体へトナー像を転写す
る第二転写手段６ｂが備えられている。

【００５８】図６に示す画像形成装置において、前述し
た感光体ドラム１の回転初期の電位変動及びゴースト画
像の発生しない帯電方法により第１色目のトナー像を感
光体ドラム１上に形成し、中間転写体９上に転写する。
尚、第一現像器２ａ及び第二現像器２ｂのうち、いずれ
の色の現像器を用いて第１色目の画像形成を行ってもよ
い。更に、回転支持部材上に固定されている第二現像器
２ｂの複数色のトナー像を、感光体ドラム１上に順次形
成する間に、第一現像器２ａのトナー像を形成してもよ
い。

【００５９】画像形成装置を解説するにあたり、便宜
上、第一現像器２ａの色をブラックをＢｋ、第二現像器
２ｂの複数色の色を、イエローをＹ、マゼンタをＭ、シ
アンをＣとする。

【００６０】現像器２の現像方式は、感光体ドラム１の
帯電を正極性とした場合、負帯電極性のトナーを用いる
ことにより、正規現像が行われる。尚、感光体ドラム１
及び現像手段に用いるトナーの帯電極性が入れ替わって
もよいが、帯電手段にコロナ帯電器を用いる場合には、
帯電器からのオソ゛ン発生量を低減する為に本実施例の帯
電、及びトナ−帯電極性の方がよい。。

【００６１】画像形成装置は、中間転写体９上に形成す
る画像イメージ長さ、画像イメージ数の条件によらず、
画像形成装置の出力速度を低下させずに画像形成を行う
ことを目的としている。但し、従来の技術のように、中
間転写体の空回転動作を画像イメージ間に導入する、又
は中間転写体上に形成する画像イメージ数を減少させる
条件で画像形成を行なってもよい。

【００６２】次に、画像形成装置内に記憶している帯電
電位と像露光量との関係の測定方法及び記憶の形態、補
正方法について解説する。

【００６３】上述の帯電方法で電位を形成した後、感光
体ドラム１の１回転ごとに、像露光手段による像露光の
ＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、各ステップ毎に露光量を変更
しながら帯電電位と像露光量との関係を検知し記憶す
る。このとき、露光量を変更するステップは、露光量の
増減のどちらでもよい。この方法により、電位検知手段
対向位置における帯電電位と像露光量との関係が求めら
れる。また、所定のタイミングで実行される前記感光体
ドラムの帯電電位と像露光量との関係計測は、画像形成
装置のメインスイッチがＯＮされた場合、又は任意に設
定可能な出力枚数、又は像露光に用いた画像データのビ
デオカウント積載量に応じて、設定されるタイミングを
含む。尚、感光体ドラムの暗減衰とは、帯電された感光
体ドラムの表面電位が、暗所においても注入キャリア、
熱励起キャリア等により減衰していくことである。また
感光体ドラムの暗減衰情報は装置内に記憶されている。

【００６４】また、この暗減衰情報は、市場で感光体の
交換が実施される場合には、感光体の検査デ−タをもと
に画像形成装置内のバックアップデ−タ記憶部に対し、
画像形成装置の操作部、又は、外部との通信可能な手段
が搭載されている場合には外部より、通信手段を介して
容易に書き換え可能となっている。

【００６５】一方、現像器２は、複数箇所に存在する
為、電位検知手段７で検知した電位情報のみでは情報不
足であり、複数の現像位置に対応した電位減衰情報を用
いて各現像位置に対する帯電電位や像露光部電位の情報
を用いて補正している。

【００６６】画像形成装置に用いられる感光体ドラム１
は、装置内に感光体ドラム１を搭載する以前の出荷時点
の検査工程で、任意の帯電電位と像露光を照射した場合
の画像形成装置の現像位置に対応する位置までの電位減
衰とを測定し、この測定情報をあらかじめ画像形成装置
内に記憶させている。

【００６７】この情報と、電位検知手段７の前記「帯電
電位と像露光量の関係の測定」の結果を用いて、像露光
手段の露光量補正を行うことで各現像位置に対応した露
光量を算出している。

【００６８】図７は、帯電器３の条件を変更し、得られ
た帯電電位に対して、像露光手段８、電位検知手段７、
第一現像器２ａ、回転支持体に固定された複数色の現像
手段（第二現像器２ｂ）を備えた各現像器位置での電位
減衰データを示している。尚、図において、電位検知手
段７の位置を電位測定位置、第一現像器２ａの位置を第
１現像位置、第二現像器２ｂの位置を第２現像位置とす
る。

【００６９】この結果により、感光体ドラム１上の対向
位置に配置された前記各現像器位置における帯電電位の
減衰量は、帯電電位にかかわらず大差ないという実験結
果を得た。但し、図示したのは、第二現像器２ｂで必要
とする帯電電位以上の条件範囲内での結果であり、画像
形成装置に用いられるアモルファス感光体ドラム１で、
第二現像器２ｂの帯電電位が６００Ｖ以下での結果であ
る。

【００７０】次に、電位検知手段７、第一現像器２ａ及
び第二現像器２ｂの位置に対し、帯電器３の条件、像露
光手段８の露光条件を変更し、Ｅ−Ｖ特性を測定した。

【００７１】図８に示すように、露光部の電位が５０Ｖ
よりも大きく、像露光に対するＥ−Ｖ特性の線形性が保
たれる領域に置いては、前記３箇所のＥ−Ｖ特性差の関
係に大差なく、像露光量に応じて各測定位置での電位差
がほぼ一定の関係である結果が実験的に得られた。但
し、この条件が成り立つのは、光除電手段５の露光量が
一定で、かつ感光体ドラム１の温度が一定であることを
条件とする。

【００７２】画像形成装置においては、感光体ドラム１
の円筒内部に温度制御を行うヒータが備えられており、
常に一定温度になるように制御されている。このため上
記図７及び図８で示した条件が成り立つ。

【００７３】露光部電位を制御する際において、さらに
詳細な方法を説明する。図８により、電位検知手段７、
第一現像器２ａ、第二現像器２ｂ間の電位差は、帯電電
位にかかわらず、像露光手段８の露光量に応じて一定で
あることがわかる。

【００７４】まず、前記第１色目の画像形成がいずれの
現像器２により行われてもよいが、第１色目に行う電位
検知で得たＶｌ電位（最大露光部電位）の差分に対し、
像露光量の補正量を求める。ここで、Ｖｌ電位の差分は
露光量が適正値になっていない為にずれたものと考え、
Ｖｌ電位の目標とのズレに相当する像露光量を補正する
ため補正量を記憶しておく。

【００７５】次に、第一現像器２ａ又は第二現像器２ｂ
のいずれかの現像器２で第２色目以降の画像形成を行う
際、画像形成装置内に図８で示される露光量と、電位検
知手段７、第一現像器２ａ、第二現像器２ｂ位置の帯電
電位関係をテーブルデータとして記憶している情報に基
づいて算出される目標露光量に対し、前記補正量を加え
ることにより画像形時のＶｄ電位、Ｖｌ電位の両方を制
御している。

【００７６】この特性は、アモルファス感光体ドラム１
のＥ−Ｖ特性と、感光体ドラム１の温度調整を適正に保
っているかぎり、帯電／感度安定性が変化することがな
い特徴をいかした制御となっている。

【００７７】本実施形態では、非晶質シリコンを主成分
（アモルファスシリコン）とする感光体ドラム１を使用
し、ＢＡＥ潜像による像露光を行い、正規現像を用いた
電子写真方法で用い、帯電電位と像露光時との電位安定
化に対し検討を行ったところ、画像形成プロセス初期の
起動の仕方が非常に重要であることを見出した。

【００７８】即ち、画像形成プロセスにおいて、アモル
ファス感光体に対し帯電を行うのに先だって、無帯電区
間に対し無駄な光除電光を必要以上に感光体ドラム１に
照射することを行わず、また、ＢＡＥ像露光による潜像
形成に対して正規現像を行う際に必要となる非画像部形
成電位を得るために行っていた、像露光手段による非画
像部電位形成を、帯電手段による感光体ドラム１の１回
転目の帯電部分に対し行わないようにした。これによ
り、前記除電区間の無駄な回転を無くすことによる画像
形成のファーストプリントを早くし、かつ感光体ドラム
１の電荷発生部分に非必要な電荷を発生させず、像露光
によるよるメモリ-の発生を抑制させる。

【００７９】更に、初期帯電区間において現像領域を画
像部電位が通過した際に現像が行われないように、現像
器２に印加するバイアスをトナーが現像されないように
調整、又は現像器２が感光体ドラム１の対向位置に存在
しないようにする。

【００８０】このような方法を用いることで、画像形成
装置の初期画像プロセスを安定化させることができ、初
期の帯電電位（Ｖｄ電位）変動による濃度変動、感光体
ドラム１の回転初期の無帯電区間に対し像露光手段８で
露光しないことで、画像メモリーの発生を低減すること
ができることを見出した。

【００８１】本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラ
ム１の初期の帯電制御手段を用いて、１色目の画像形成
を感光体ドラム１上にトナー像を形成後、中間転写体９
に第１色目のトナー像を転写し、２色目以降の画像を順
次感光体ドラム１上に形成し、中間転写体９上に合成
し、すべての色が現像された時点で、一括して記録体へ
転写される。

【００８２】色毎に異なる潜像電位に対し、前記感光体
上に画像形成装が記憶している目標とする画像領域の電
位を現像手段の切り替え時に像露光量の露光量のみを制
御しながら順次２色目以降の潜像コントラスト電位制御
手段を用いている。

【００８３】このとき、画像形成初期の第１色目の前帯
電区間における非画像部電位の検知情報と露光量情報、
及び装置内に記憶している暗減衰情報と、所定のタイミ
ングで測定されたＥ−Ｖ特性情報をもとに、２色目以降
の像露光量の目標とする像露光量の補正量を算出し、制
御手段へ情報を伝達し、画像形成領域の電位制御を行
う。

【００８４】このため、順次複数の色に対応した画像形
成条件に応じた露光量電位の形成を行うことが可能にな
り、無駄な電位制御に要する時間、出力枚数を低減させ
るような無駄な中間転写体９の空回転時間を省略し、好
適で、かつファ−ストプリントｗｐ高速、かつ高画質な
画像形成装置及び画像形成方法を見出した。

【００８５】以上説明したように、電位変動、ゴースト
画像を発生させることなく、高画質な画像を迅速かつ簡
便に得られるフルカラー画像形成が可能である。また、
中間転写体を用いた画像形成装置の最大画像出力画像形
成時においても簡便に各色の潜像電位を瞬時に画像形成
正可能である。

【００８６】（他の実施形態）前述した実施形態におい
ては、現像器２として第一現像器２ａ及び第二現像器２
ｂを備えた画像形成装置を例示したが、これに限るもの
ではなく、単色の画像形成装置としてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、制御
手段は、像担持体の回転開始後、光除電手段により除電
された領域が帯電手段と対向するタイミングで前記帯電
手段による帯電を開始するため、高画質な画像を、より
早いファーストプリント速度で得られるフルカラー画像
形成が可能である。また、中間転写体を用いた画像形成
装置の最大画像出力画像形成時においても簡便に画像形
成正可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略図である。

【図２】感光体ドラムの構造の説明図である。

【図３】ゴースト電位を説明するための図である。

【図４】初期帯電安定化を図った帯電方法の説明図であ
る。

【図５】感光体ドラム表面電位の説明図である。

【図６】中間転写体を有する画像形成装置の概略図であ
る。

【図７】測定位置による電位変動の関係を示す図であ
る。

【図８】帯電電位と像露光量との関係を示す図である。

【図９】有機感光体とアモルファス感光体とを比較した
図である。

【符号の説明】 １ …感光体ドラム ２ …現像器 ２ａ …第一現像器 ２ｂ …第二現像器 ３ …帯電器 ３ａ …放電ワイヤー ３ｂ …グリッド ４ …クリーニング手段 ５ …光除電手段 ６ …転写手段 ６ａ …第一転写手段 ６ｂ …第二転写手段 ７ …電位検知手段 ８ …像露光手段 ９ …中間転写体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/043 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３４２ ２Ｈ２００ 21/00 ３７０ 15/04 １２０ 21/08 21/00 ３７２ 21/14 Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA06 DA07 DA22 DA41 DD09 DE01 DE05 DE07 DE09 EA01 EA02 EA04 EA20 EB04 EC06 EC09 ED02 ED03 ED06 ED07 ED15 ED26 EE01 EE08 2H030 AD02 AD17 BB02 BB12 BB16 BB22 BB33 BB42 BB63 BB71 2H035 AA09 AA10 AB03 AB06 AC01 AC03 AC04 AZ09 2H068 DA00 FB05 FB13 FC05 2H076 AB05 AB42 CA15 DA04 DA06 DA36 DA42 2H200 GA15 GA23 GA34 GA35 GA40 GA44 GA47 GA50 GA51 GA63 GB02 GB04 HA12 HA29 HA30 HB03 HB04 HB26 HB28 JA01 JC03 PA10 PA12 PA18 PB04 PB34

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、前記像担持体表面を帯電す
   る帯電手段を備え、前記像担持体上にトナー像を形成す
   る像形成手段と、前記像担持体表面を除電する光除電手
   段と、を有する画像形成装置において、 前記像担持体の回転開始後、前記光除電手段により除電
   された領域が前記帯電手段と対向するタイミングで前記
   帯電手段による帯電を開始することを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、 前記像担持体と前記帯電手段とが対向する領域のうち前
   記像担持体の回転方向下流側端部に前記光除電手段によ
   り除電された領域の先端が到達するタイミングで前記帯
   電手段による帯電を開始することを特徴とする画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の画像形成装
   置において、 前記像担持体は非晶質シリコンを主成分とする感光層を
   備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の画像形成装
   置において、 前記帯電手段による帯電極性はトナーの正規の帯電極性
   とは逆極性であることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４記載の画像形成装
   置において、 前記像形成手段は前記像担持体表面を像露光する像露光
   手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５記載の画像形成装
   置において、 前記像担持体表面の帯電電位を検知する検知手段を有
   し、、前記検知手段の出力に基づいて前記帯電手段によ
   る帯電条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の画像形成装置において、 前記像担持体の暗減衰情報を記憶する記憶手段を有し、
   前記検知手段の出力及び前記記憶手段に記憶された情報
   に基づいて前記帯電手段による帯電条件を決定すること
   を特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載の画像形成装
   置において、 前記帯電手段による帯電動作を開始してから画像形成を
   開始するまでの期間において前記像露光手段検知のため
   の露光を行い、前記検知手段は前記像担持体上の画像部
   電位及び非画像部電位を検知し、前記検知手段の出力に
   基づいて静電潜像形成条件を補正することを特徴とする
   画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の画像形成装置において、 前記期間静電潜像形成条件を補正する補正制御を前記像
   担持体が回転開始してから少なくとも２回転以内に行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 請求項８又は請求項９記載の画像形成
    装置において、 前記像形成手段は前記像担持体上に互いに異なる色のト
    ナー像を形成可能であり、少なくとも２色目以降のトナ
    ー像形成時には前記静電潜像形成条件の補正制御を行う
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の画像形成装置におい
    て、 前記像形成手段は前記像担持体上の静電潜像を互いに異
    なる色のトナーで現像する複数の現像手段を備え、前記
    複数の現像手段による現像位置は少なくとも２箇所であ
    ることを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】 請求項５乃至請求項１１記載の画像形
    成装置において、 前記像担持体上に静電潜像を形成するとき、前記像露光
    手段のみを用いて非画像部電位を形成することを特徴と
    する画像形成装置。
13. 【請求項１３】 請求項５乃至請求項１２記載の画像形
    成装置において、 前記光除電手段の光源のピーク波長をλ１、前記像露光
    手段の光源のピーク波長をλ２とすると、λ１≧λ２の
    関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】 請求項５乃至請求項１３記載の画像形
    成装置のおいて、 前記像露光手段による露光工程は、出力可能な最小画素
    に対する発光のＯＮ／ＯＦＦの２種類により行われるこ
    とを特徴とする画像形成装置。