JP2006138991A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長手方向の現像装置から感光体へのキャリア付着やトナー帯の発生に関与する長手分布特性を考慮した長手光量分布制御を採用することにより、従来の除電装置よりも最適にドラム表面電位を除去することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】帯電した感光体上に露光手段によって静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤によって可視化するための現像手段を有し、現像手段から感光体上への現像剤付着量に関連する長手分布特性を検知する長手分布検知手段を有する画像形成装置において、画像形成終了時に前記露光手段の露光量を段階的に変化させるとともに、長手分布検知手段からの検知結果に基づき露光量を長手で変化させながら前記感光体上の電位を下げることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用して記録材に画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

図５は従来の電子写真技術を用いた画像形成装置における作像ユニットを示す模式図である。作像ユニットは、回転可能な感光ドラム５０１、感光ドラム５０１上に残留している電荷を除去して、感光ドラム５０１の表面電位を所定の均一な電位に設定するための除電装置５０２、感光ドラムに所定量の電荷を一様に与えるための帯電器５０３、感光ドラム５０１を露光し感光ドラム５０１上に静電潜像を形成するための光学装置５０４、現像装置５０５、感光ドラム５０１に形成されているトナー像を記録紙もしくは中間転写体、中間転写ベルトに転写する転写器５０６、転写後に感光ドラム５０１上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを備えるクリーニング装置５０７等を備えている。

現像装置５０５は、磁性粉であるキャリアと非磁性若しくはキャリアの磁性より弱い磁性のトナーとによって構成される２成分現像剤が充填され、これを保持する現像容器と、現像剤を像担持体に対向する位置に搬送し、且つ、バイアスを印加されることにより、前記現像剤を像担持体上の静電潜像に現像する現像スリーブを有する。

ここで、画像形成終了後の処理において、除電装置５０２による感光ドラム５０１上の電荷の除去と、現像装置５０５のバイアスのオフはタイミングを合わせて行う必要がある。図６（ａ）に示すように、除電装置５０２によって感光ドラム５０１表面電位が下がる前に現像スリーブ５０５のバイアスのオフが行われた場合には、感光ドラム５０１表面と現像スリーブ５０５との電位差によって、感光ドラム５０１表面に現像スリーブ５０５表面のキャリアが付着する。逆に、現像スリーブ５０５内の電位が下がる前に感光ドラム５０１表面電位が下がった場合には、感光ドラム５０１表面と現像スリーブ５０５内部との電位差により感光ドラム５０１表面にトナーが付着する。

ここで、感光ドラム５０１表面にトナーが付着した場合には、微量ではあるが、毎回のプリント終了時に不要にトナーを消費してしまう。又、トナーが感光ドラム５０１表面に残ったまま感光ドラム５０１の回転を停止するのは望ましくないため、感光ドラム５０１上のトナーがクリーニング装置５０７によって除去されるまでは感光ドラム５０１を回し続ける必要がある。一方、感光ドラム５０１表面にキャリアが付着した場合には、キャリアの浪費のみではなく、キャリアによって感光ドラム５０１表面が傷つけられる恐れがあるため、そのような状況は極力避ける必要がある。

従って、従来は感光ドラム５０１上に付着するキャリアとトナーの量が互いに最小となるように感光ドラム５０１上の電荷の除去と、現像装置５０５のバイアスオフのタイミングを決定していた（図６（ｃ））。

一方で、感光ドラム表面電位を調整、除電する方法として、除電装置の代わりに露光装置を用いる方法も提案されている。特許文献１には、一旦、帯電装置で感光ドラム表面上を目標とする電位以上に過帯電させ、その後に露光装置を弱発光させて感光体電位を減衰させることにより、電位制御を行う方法が提案されている。

又、特許文献２には、製品コストを下げるために除電装置を設ける代わりに、画像形成プロセスが行われていない間は、光学装置の動作を感光体の周面の除電動作に切り替える切換手段を設けたものが提案されている。

感光ドラム表面電位を除電する手段として、除電装置を用いた場合には、前述したように感光ドラムに付着するキャリアとトナーの量が互いに最小となるように感光ドラム上の電荷の除去と、現像装置のバイアスオフのタイミングを決定しなくてはならない。そのためには、除電装置の除電特性が現像バイアスの立下がり特性になるべく近くなるような除電装置を使用することが望ましく、そのために製品部品選択の自由度を狭めることになる。

一方、低コスト化のために光学装置を用いて除電装置の代わりとする場合、光学装置の立ち上がり（除電）特性は、現像バイアスの立下がり特性に比べて極めて短時間で変化する。従って、図６（ｄ）に示すように、現像バイアスの立下がりの途中でドラム表面電位が急激に変化することになり、キャリアもしくはトナーが感光ドラム表面に付着することは避けられない。

これらの課題に対し、前記露光手段の露光量を段階的に変化させながら前記感光体上の電位を下げることで、現像バイアスの立下り特性に類似した電位低下特性を得ることでキャリア付着とトナー付着の低減を行う提案もなされている。

特開平８−１７１２６０号公報 特開平５−２３２７８８号公報

しかしながら、感光体や帯電装置、現像装置は長手方向に帯電特性、感度分布等、装置個体による振れや長期使用による特性変動を伴う。例えば、或る種の感光体を用いたシステムでは長期使用後に像露光を行っても感光体端部の電位が十分に低下せず、現像バイアスの立ち下がり特性に合わせた露光光量の段階的上昇で電位を調整しても、端部領域において電位が十分に下がらずキャリア付着の発生に繋がる場合があった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的とする処は、現像バイアス立下り時のキャリア付着やトナー帯の発生を除電装置の代わりに光学装置を用いてドラム表面電荷を除去することで、低コストを実現し、且つ、現像バイアスの立下がり特性に応じて光学装置の除電効果を段階的に変化させつつ、長手方向の現像装置から感光体へのキャリア付着やトナー帯の発生に関与する長手分布特性を考慮した長手光量分布制御を採用することにより、従来の除電装置よりも最適にドラム表面電位を除去することが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、本発明は、帯電した感光体上に露光手段によって静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤によって可視化するための現像手段を有し、現像手段からの現像剤付着量に関する長手分布特性を検知する長手分布検知手段を有する画像形成装置において、画像形成終了時に、前記露光手段の露光量を段階的に変化させるとともに、長手分布検知手段からの検知結果に基づき露光量を長手で変化させながら前記感光体上の電位を下げることを特徴とする。

本発明によれば、現像バイアス立下り時のキャリア付着やトナー帯の発生を、除電装置の代わりに光学装置を用いてドラム表面電荷を除去することで低コストを実現し、且つ、現像バイアスの立下がり特性に応じて光学装置の除電効果を段階的に変化させつつ、長手方向の現像装置から感光体へのキャリア付着やトナー帯の発生に関与する長手分布特性を考慮した長手光量分布制御を採用することにより、従来の除電装置よりも最適にドラム表面電位を除去することが可能である。

＜実施の形態１＞
以下、図面に基づき本発明の実施の形態１について説明する。

図１は画像形成装置としてのフルカラープリンタの断面図であり、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの4つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これら４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。

各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと言う）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、感光ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されており、一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。

各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。

各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（図１における時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

一次帯電手段としての一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、トナーを内蔵し、それぞれ各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

一次転写手段としての転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて、中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接可能に配置されている。

感光ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、感光ドラム２上で一次転写時に残留した転写残トナーを、前記感光ドラム２から除去するためのクリーニングブレード等を有している。

中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されていて、前記二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。

二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４にて中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。又、無端状の中間転写ベルト８の外側で、テンションローラ１１の近傍には、該中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１３が設置されている。又、二次転写部３４よりも転写材Ｐの搬送方向の下流側には、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂを有する定着装置１６が縦パス構成で設置されている。

露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成され、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。レーザ発光手段は、レーザの出力電流を切り替えることにより、レーザパワーを１５段階に変更可能である。

次に、上記画像形成装置による画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部１Ｙ、１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置７は、外部から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ発光素子から照射し、ポリゴンレンズ、反射ミラー等を経由し各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に各色の静電潜像を形成する。

そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａにより、イエローのトナーを付着させてトナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部３２ａにて、一次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ５ａにより駆動されている中間転写ベルト８上に一次転写される。

イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部３２ｂにて転写される。

このとき、各感光ドラム２上に残留した転写残トナーは、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに設けられたクリーナブレード等により掻き落とされ、回収される。

以下、同様にして、中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に画像形成部１Ｃ、１Ｂｋの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。

そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が、二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部３４に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１７又は手差しトレイ２０から選択されて搬送パス１８を通して給紙される転写材（用紙）Ｐが、レジストローラ１９により、二次転写部３４に搬送される。二次転写部３４に搬送された転写材Ｐに、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１２により、フルカラーのトナー像が一括して二次転写される。

フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは、定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとの間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱、加圧されて転写材Ｐの表面に熱定着された後に、排紙ローラ２１によって本体上面の排紙トレイ２２上に排出されて、一連の画像形成動作を終了する。尚、中間転写ベルト８上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置１３によって除去されて回収される。

アナログ的に変化する現像高圧の立ち下がり特性と、レーザの照射によってデジタル的に変化するドラム表面電位を完全に一致させることは困難であるため、微量ではあるが、感光ドラム２ａ上にキャリア又はトナーが付着する。又、キャリアの付着は、感光ドラムを傷付ける恐れがあるため、キャリアよりもトナーが付着し易いタイミングで現像電圧を解除する。

このときに、感光ドラム２ａ上に付着したトナー（不良トナー）は、現像装置４ａから転写ローラ５ａへの移動時間後、(ｅ)の位置で中間転写ベルト８に転写される。尚、不良トナー像の転写時には転写ローラ５ａへの電圧は印加されていないため、通常の画像形成時のように感光ドラム２ａ上のトナー像が全て転写される訳ではない。感光ドラム２ａ上の不良トナー像は、擦り付けられるようにして一部が中間転写ベルト８に移動し、一部は感光ドラム２ａ上に残る。その後、中間転写ベルト８上の不良トナー像はベルトと共に回転移動し、ベルトクリーニング装置１３にて中間転写ベルト８上から除去される。又、感光ドラム２ａ上の不良トナー像はドラムクリーナ装置６ａにより感光ドラム２ａ上から除去される。

図２は画像形成装置内の制御ブロック図である。

１７１は、画像形成装置の基本制御を行うＣＰＵであり、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１７４と処理を行うためのワークＲＡＭ１７５、入出力ポート１７３がアドレスバス、データバスにより接続されている。入出力ポート１７３には、画像形成装置を制御する、モータ、クラッチ等の各種負荷（不図示）や、紙の位置を検知するセンサ等の入力（不図示）が接続されている。

ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７４の内容に従って入出力ポート１７３を介して順次入出力の制御を行い、画像形成動作を実行する。又、ＣＰＵ１７１には、操作部１７２が接続されており、操作部１７２の表示手段、キー入力手段を制御する。操作者はキー入力手段を通して、画像形成動作モードや、表示の切り替えをＣＰＵ１７１に指示し、ＣＰＵ１７１は画像形成装置１００の状態や、キー入力による動作モード設定の表示を行う。ＣＰＵ１７１には、ＰＣ等の外部機器からの画像データ・処理データ等を送受信する外部Ｉ／Ｆ処理部４００、画像を伸張処理や一時的に蓄積処理等をする画像メモリ部３００、画像メモリ部３００から転送されたライン画像データを露光装置７に露光させるべく処理が行われる画像形成部２００が接続されている。

次に、図３に従って、画像メモリ部２００の詳細を述べる。

画像メモリ部２００では、ＤＲＡＭ等のメモリで構成されるページメモリ３０１に、メモリコントローラ部３０２を介して外部Ｉ／Ｆ処理部４００から受け取った画像データを書き込み、画像形成部２への画像読み出し等の画像の入出力のアクセスを行う。

メモリコントローラ部３０２は、外部Ｉ／Ｆ処理部４００から受け取った外部機器からの画像データが圧縮データであるか否かの判断を行い、圧縮データであると判断された場合、圧縮データ伸張処理部３０３を用いて伸張処理を行った後、メモリコントローラ部３０２を介してページメモリ３０１へ書き込み処理がなされる。

メモリコントローラ部３０２は、ページメモリ３０１のＤＲＡＭリフレッシュ信号の発生を行い、又、画像Ｉ／Ｆ処理部４００からの書き込み、画像形成部２００への読み出しに対するページメモリ３０１へのアクセスの調停を行う。更に、ＣＰＵ１７１の指示に従い、ページメモリ３０１への書き込みアドレス、ページメモリ３０１からの読み出しアドレス、読み出し方向等の制御をする。

次に、図７を用いて停止時のシーケンスについて説明する。

本実施の形態においては、感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面電位を除電するための除電装置を別途用意しない構成であり、露光装置７を用いて感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ全周を露光することにより除電動作を行う構成である。以下に、除電動作について詳しく説明する。

図７は感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、感光ドラム２ａの外周に配置される一次帯電器３ａ
、露光装置７、現像装置４ａ、転写ローラ５ａの動作タイミングを図示したものである。以下、感光ドラム２ａについて説明を行うが、他の感光ドラム２ｂ、２ｃ、２ｄに関しても実施される処理は同じである。

タイムチャートの左端は画像形成を行っている状態であり、一次帯電器３ａ
、現像装置４ａ、転写ローラ５ａには、高圧が印加されている状態であり、露光装置７は画像信号に応じて静電潜像を形成するために発光している状態である。

先ず、（ａ）のタイミングで露光装置７が搬送方向長さ分の画像に対する露光を終了する。

この露光で全ての画像形成が終了する場合には、露光装置７は所定のマージン時間が経過した(ｂ)のタイミングで、ドラム表面電位を除去するための露光を開始する。以下、感光ドラム２ａ表面上の電位を除去するために露光装置７のレーザを発光させることを、通常の画像形成中の露光と区別するために後露光と称する。

現像装置に印加される電圧はＡＣ成分とＤＣ成分を重畳させたバイアスであり、画像形成終了に同期させてＡＣ成分を停止させた後、現像スリーブの回転駆動を停止させている。図７中の現像４ａは現像バイアスのＤＣ成分の動作を表している。

次に、感光ドラム２ａ上の除電された領域が現像装置４ａ位置に達するタイミング(ｃ)において、現像装置４ａのＤＣ電圧印加が解除される。この(ｃ)のタイミングに遅れて現像装置４ａの電圧印加が解除されないと、露光装置７によって除電された感光ドラム２ａ上の領域が現像装置４ａによって現像されることになり、感光ドラム２ａ上にトナーが塗布されることになる。又、逆に、(ｃ)のタイミングよりも早く現像装置４ａの電圧印加を解除した場合には、感光ドラム２ａ上の帯電された領域と現像装置４ａとの電位差により感光ドラム２ａ上にキャリアが付着してしまうため、(ｂ)の後露光開始のタイミングと(ｃ)の現像電圧解除のタイミングは同期していなければならない。

図７(ａ)で露光終了した画像に対する転写電圧は、画像の搬送方向長さ分を転写した時点で図７(ｄ)で転写電圧を解除する。

本実施の形態のように、帯電器１２の前に除電装置を持たない構成の場合、感光ドラム２ａ上に転写電圧が印加されている領域に対しては除電のための帯電電圧を印加しておく必要がある。そのため、感光ドラム２ａ上の転写電圧が解除された領域(ｄ)が、一次帯電器３ａ位置にかかるタイミング(ｆ)で一次帯電電圧の印加が解除される。

又、(ｂ)にて開始した後露光は、感光ドラム１周分の時間が経過した時点(ｇ)で終了する。以上のようにして、感光ドラム２ａの外周面に対向して配置される一次帯電器３ａ、露光装置７、現像装置４ａ、転写ローラ５ａへの電圧の印加が解除された後、不図示の感光ドラム駆動装置が停止される。

ここで、後露光時における露光装置７のレーザパワーについて説明する。

感光ドラム上、現像装置対向位置において（ｃ）のタイミングでレーザを発光させる際に、レーザパワーを最大にして発光させるとドラム上の電位が急激に下がるため、図６（ｄ）で説明したのと同様の状態になる。従って、本発明においては、図８に示すように現像バイアスの立下り特性に合わせて段階的にレーザパワーを変化させていく必要がある。

感光ドラム回転に伴うレーザパワーの変化のさせ方は、印加している現像バイアスの値によって決まるテーブル（図９）をＲＡＭ１７５内部に持つことによって実現している。

図８を例に説明すると、現像装置４ａが印加している現像バイアスが−４５０[Ｖ]であるので、図９のテーブルによって、レーザパワー変更が行われる。レーザパワー変更タイミングテーブルには、後露光を開始してからの時間に応じたレーザパワーが設定されている。後露光を開始してから１０[ｍｓ]が経過した時点（ｔ１）でレーザパワーを０から６に切り替える。更に、２０[ｍｓ]が経過した時点、後露光を開始してから３０[ｍｓ]が経過した時点（ｔ２）でレーザパワーを６から９に切り替える。以下、テーブルに従ってレーザパワーを９→１１（ｔ３）→１３（ｔ４）→１５（ｔ５）と切り替えていく。

本発明では、上記後露光時のドラム回転に伴う露光量の段階的制御に加え、下記に述べる感光体の長手方向の感度特性を考慮した、長手露光量分布を与えることを特徴としている。

前記ＲＡＭ１７５には、画像形成部の各種動作記録が蓄積されている。本実施の形態においては、感光ドラムを帯電していた時間を蓄積しており、この値を基に感光体の劣化状況を推定することができる。

感光体は、帯電部による放電と感光体クリーナによる摺擦により表層が削れていく。それに伴い、静電容量が増加するため、感光層の感度ムラが明部電位に現れ易くなる。特に、上記感度ムラは感光体の中央と両端の露光量―表面電位特性（ＥＶ特性）差となって生じ易く、耐久後のＥＶ特性は、図１０にＡ、Ｂにて表すような差異を生じる。

本実施の形態では、感光体として、外径３０ｍｍ、基材に円筒状アルミを用い、保護層、感光層を塗布した上に電荷輸送層としてポリカーボネイトを基材とする樹脂を用いた。表層の膜圧は約２０ｕｍであり、帯電による削れ量は１ｕｍ／１００００回転であった。感光ドラムの有効画像領域はＡ４横サイズでの画像形成を満足する３０５ｍｍとした。

この感光ドラムのＥＶ特性は初期で、図１０にＡにて表すものであった。この感光ドラムを前記の画像形成装置において、連続的な画像形成動作を行い、約１０万回転相当の帯電を行ったところ、表層の膜圧は約１０ｕｍとなり、このとき、中央部のＥＶ特性は図１０にＡにて示すものと変わらなかったが、有効画像領域端部から１５ｍｍ内側でのＥＶ特性は図１０のＢのようになった。

図１１は上記ＥＶ特性を持つ感光体に対し、段階的な露光除電を行った際の現像ＤＣ成分立ち下げカーブと電位低下の様子を表している。このような感光ドラムを使用した場合、従来例のように回転方向において時系列的に露光光量を増加させ、感光体電位を低下させる方法では図１０にＡにて表すようなＥＶ特性を有する感光体中央近傍では図１１にＡにて示すように十分な効果が得られるが、図１０のＢにて示すような両端におけるＥＶ特性を有する部分では図１１のＢのような電位低下となり、図１１中領域ｔ３〜ｔ５に掛けてキャリア付着を生じさせてしまう。
表は、本実施の 形態における長手光量分布を制御する削れ量−光量分布テーブルの一例である。

感光ドラムの帯電時間から算出されるドラム表層の削れ量に応じて、後回転露光時の中央部の露光量階調制御と端部の露光量階調制御を規定している。

図１２は上記ＥＶ特性を有する感光体に対し、適切な後露光を説明する図である。時刻ｔ１において光量Ｌ１でドラムを露光すると、中央部（図中Ａ）電位はＶ１となるが、端部（図中Ｂ）電位はＶ１まで下がらないので、時刻ｔ１での端部露光量はＬ１’を選択する。同様に、時刻ｔ２では中央部露光量はＬ２、端部はＬ２’とすることで、中央、端部の電位差を解消し、図１１にＢにて表した端部電位を図１１のＡに近づけることができ、キャリア付着を解消することができた。

本実施の形態では、長手方向の光量分布を感光ドラムの駆動時間、帯電時間からドラム表層の削れ量を推定することで予測したが、特にこの手法に限定する訳ではなく、例えば、電位測定手段を用い、直接的に表面電位を測定することで上記効果を得ることもできる。

＜実施の形態２＞
（帯電抵抗アップによるＶｄムラの発生）
本実施の形態では、帯電手段として導電性の弾性体から成る帯電ロールを感光体に接触させ、帯電ロールに印加したバイアス電圧により感光体を帯電する、接触帯電手段を用いている。

帯電ロールとしては体積抵抗で１０^５〜１０^６Ω・ｃｍ程度の抵抗値を持つものが望ましい。

接触帯電手段に印加するバイアスとしてはＤＣ成分のみを用いるＤＣ帯電、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したＡＣ帯電がある。

ＤＣ帯電は印加したＤＣ値と約−５００Ｖの放電開始電圧の差分がドラム表面電位となる。

ＡＣ帯電では、ドラム電位は印加したＤＣ成分にほぼ等しくなる。ＡＣ成分は、ドラム電位を印加したＤＣ成分に収束させる効果を有している。

何れの方法においても、ドラム電位は印加したＤＣ成分に対し帯電ロールの抵抗ムラの影響を受け若干の電位ムラを持ち、この帯電ロールの抵抗ムラは通電することにより悪化し、長期使用後は１本内抵抗ムラで１オーダー程度になる。

これらの抵抗ムラは通常の作像時においては、帯電電位Ｖｄのムラとなるものの、像露光によりそのムラは圧縮されるため、実用上問題とならない。

現像バイアスのＤＣ成分停止に際しては、ＡＣ成分を停止し、現像スリーブ回転駆動を停止した状態であり、トナー帯発生コントラスト及びキャリア付着発生バックコントラスト条件が画像形成動作中とは異なる。

一方、現像バイアスＤＣ成分停止時においては、急峻な現像コントラストの拡大が生じると、本来であればトナー帯が生じる電位差であるが、トナーと共に、キャリアが現像される場合があった。

図１３は前記帯電ロールの抵抗ムラが生じ、端部でＶｄが約２０Ｖ低下した状態でのＥＶ特性を表しており、図１３のＡは中央部、図１３のＢは端部の様子をそれぞれ表している。

図１４は、図１３のＥＶ特性を有する感光ドラムに対し、露光量を段階的に変化させ後露光動作を行った際のドラム電位低下と現像ＤＣ成分の立下りを表したものである。

この状態で後露光動作を行うと、図１４中時刻ｔ４において、現像コントラストの拡大が急激に生じ、それにより微量ではあるが、キャリアの付着が認められた。このキャリア付着により、ドラム表面に傷が生じ、画像スジの起因となった。

本実施の形態で用いた帯電ロールの抵抗ムラは中央−端部差となって現れ、初期からの全体抵抗上昇に伴う、中央／端部の抵抗比から感光ドラム表面電位のムラが推察できる。

図１５は、帯電ロールの長期使用による抵抗上昇比とそのときの中央／端部抵抗比に基づく電位ムラを表す。

帯電ロールの全体抵抗測定は、非画像形成時に所定の電圧を印加した際の電流を検知することで行う。使用開始時の全体抵抗値（初期抵抗）をメモリに保持し、画像形成装置の使用開始後は定期枚数又は所定の帯電時間経過ごとに現在の抵抗値（現在抵抗）を測定し、現在抵抗/初期抵抗比（全体抵抗比）を算出する。算出された全体抵抗比と中央／端部の抵抗比（長手抵抗比）の関係、又、長手抵抗比と長手Ｖｄ差の関係はテーブル化し、メモリ中に保持してあり、全体抵抗比から長手Ｖｄ差を推定する。
これにより求まった長手Ｖｄ差に基づき、後露光時、回転方向に対し露光量を変化させると共に、長手方向の電位減衰も制御する。

本実施の形態では、感光ドラム回転方向の電位は露光光量を制御することで制御するが、長手方向は光量ではなく、レーザーレベル値で制御を行う。

本実施の形態においては、レーザー光量は前記した様に１５レベルでの制御を行うが、レーザーレベル値はＰＷＭ制御により、２５６レベルでの制御が可能であり、長手方向のなだらかな電位ムラに対し、より精度良く対応することができる。

本実施の形態では、帯電ロール抵抗ムラの検出によるＶｄムラの推定を行ったが、表面電位計で直接電位を測定しても良い。又、ドラム上にトナーパッチを形成し、その濃度を測定することでＶｄムラを推定する方法でも同様の効果が得られる。

本発明が適用された画像形成装置の側断面図である。 本発明が適用された画像形成装置の制御ブロック図である。 本発明が適用された画像形成装置の画像メモリ部の構成図である。 本発明が適用された画像形成装置の作像ユニットを示す模式図である。 従来の除電装置によるドラム表面電位の除去タイミングを表す図である。 本実施形態における作像ユニット周りの画像形成終了時動作のタイミングを表す図である。 本実施形態におけるドラム表面電位の除去タイミングを表す図である。 本実施形態１における除電時のレーザパワー設定テーブルを表す図である。 本発明の実施の形態１における感光ドラムのＥＶ特性を表す図である。 本発明の実施の形態１における感光ドラムの後露光時電位特性を表す図である。 本発明の実施の形態１における長手露光量を適正化するための図である。 本発明に実施の形態２における感光ドラムのＥＶ特性を表す図である。 本発明の実施の形態２における感光ドラムの後露光時電位特性を表す図である。 本発明の実施の形態２における帯電ロールの抵抗変動を表す図である。 本発明の実施の形態２における感光ドラムの電位ムラを表す図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 画像形成部
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 一次帯電器（帯電手段）
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置（現像手段）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 転写ローラ（一次転写手段）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラムクリーナ装置（クリーナ手段）
７ 露光装置（露光手段）
７ａ 下面
７ｂ 下端部
８ 中間転写ベルト
８ａ 最上面
８ｂ 下部平面（一次転写面）
１０ 二次転写対向ローラ
１１ テンションローラ
１２ 二次転写ローラ（二次転写手段）
１６ 定着装置（定着手段）
１６ａ 定着ローラ
１６ｂ 加熱ローラ
１７ 給紙カセット
１８ 搬送パス
２１ 排紙ローラ（排出手段）
２２ 排紙トレイ
３０ トナー容器
３１ 挟持部（加熱加圧位置）
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 一次転写部
３４ 二次転写部

Claims (6)

1. 帯電した感光体上に露光手段によって静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤によって可視化するための現像手段を有し、現像手段から感光体上への現像剤付着量に関連する長手分布特性を検知する長手分布検知手段を有する画像形成装置において、
   画像形成終了時に、前記露光手段の露光量を段階的に変化させるとともに、長手分布検知手段からの検知結果に基づき露光量を長手で変化させながら前記感光体上の電位を下げることを特徴とする画像形成装置。
2. 長手分布特性は感光体電位の光減衰特性であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
3. 前記光減衰特性を感光体の使用履歴より推定する推定手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記光減衰特性を感光体表面の特性を測定する表面測定手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記表面測定手段は表面電位測定手段であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 長手分布特性は接触帯電手段の帯電特性分布であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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