JP2016057637A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】濃度変動を抑制しつつ、感光体の寿命末期に発生しやすくなる帯電横スジを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体1と、帯電部材2と、帯電電源S1と、露光手段3と、現像手段4と、感光体1の使用量と相関する情報を検知する検知手段120と、感光体1を露光手段3により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段110と、感光体1の使用量と相関する情報に基づいて除電動作を実行する時の露光手段3による露光量を調整する調整手段110と、を有する構成とする。【選択図】図5

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において感光体の表面を帯電させる方式としては、細いコロナ放電ワイヤに高圧を印加して発生するコロナを感光体の表面に作用させて帯電を行なう、非接触帯電方式であるコロナ帯電方式が一般的であった。このコロナ帯電方式を用いた帯電装置は、感光体の表面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、この帯電装置は、高圧電源を必要とし、またコロナ放電を用いるため好ましくないオゾンが発生する。
一方、感光体の表面を帯電させる方式として、電圧を印加した帯電部材を感光体の表面に近接又は接触させて感光体の表面を帯電処理する接触帯電方式がある。例えばローラ状の帯電部材である帯電ローラを用いた接触帯電方式の帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾン発生量が少ないなどの長所を有している。
なお、上記帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数10μmの空隙(ギャップ、間隙)を有して非接触に近接配置されていてもよい。ここでは、帯電部材を被帯電体に接触又は近接させて、微小な空隙で発生する放電により被帯電体を帯電させる方式を接触、又は近接帯電方式又は単に接触帯電方式と呼ぶ。
接触帯電方式としては、更に次の2つの方式が良く知られている。1つ目は、帯電部材に直流電圧と交流電圧との重畳電圧を印加して感光体を帯電させる「AC帯電方式」である。2つ目は、帯電部材に直流電圧のみを印加して感光体を帯電させる「DC帯電方式」である。
「AC帯電方式」では、交流電圧が感光体の帯電のムラをならし、直流電圧により感光体の表面電位を所定の電位に収束させることができる。そのため、「AC帯電方式」は、「DC帯電方式」と比べて、感光体の表面をより均一に帯電させることができる。その反面、「AC帯電方式」は、「DC帯電方式」と比べて、感光体への放電量が増えるため、感光体の表面が削れ易い。そのため、「AC帯電方式」で感光体を帯電させると、「DC帯電方式」を用いて感光体を帯電させた場合に比べて、感光体の寿命が短くなることがある。また、「AC帯電方式」では、AC電源が必要となる。そのため、「AC帯電方式」は、「DC帯電方式」と比べて、イニシャルコスト及びランニングコストが高くなりやすい。言い換えると、「DC帯電方式」は、「AC帯電方式」と比べて、ランニングコスト及びイニシャルコストの面で有利である。
また、従来、感光体の表面の移動方向において帯電装置による帯電部より上流に、トナー画像を転写した後の感光体の表面の残留電荷を除去する前露光手段を設けることが行われている。前露光手段としては、LEDチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプ、蛍光ランプなどが使用される。しかし、近年、電子写真画像形成装置の小型化や低価格化の要求により、この前露光手段を設けずに画像形成を行うことも求められている。前露光手段が設けられていない画像形成装置では、帯電処理の終了後の感光体の表面を積極的に除電する手段がないことから、感光体の内部に残ったフォトキャリアの影響による濃度変動が生じてしまうことがある。これは、感光体にフォトキャリアが残留していることで露光後の明部電位(VL)が低くなることによって画像濃度が濃くなるVLダウンとも呼ばれる現象である。
これに対し、画像形成処理が終了した後の後回転動作時に、感光体を露光して画像を形成するための露光手段(像露光手段)である露光装置を用いて感光体の表面を感光体の1周以上露光して除電する方法が知られている(特許文献1)。
特開平4−93863号公報
上述のように、DC帯電方式は、AC帯電方式に比べ、感光体の表面電位の均一性(帯電均一性)が劣る。そのため、例えばハーフトーン画像を形成する際に、感光体の表面電位の不均一性に起因する感光体の長手方向(周方向と略直交する方向)のスジ状の濃度ムラ画像(以下「帯電横スジ」ともいう。)が発生しやすい。
図17は、帯電横スジが発生するメカニズムを説明するための模式図である。回転可能なドラム型(円筒状)の感光体である感光ドラム1とローラ状の帯電部材である帯電ローラ2とが接触して配置されている。感光ドラム1と帯電ローラ2とは、接触部(帯電ニップ部)aにおいてそれぞれの表面の移動方向が同方向に移動するように回転している。感光ドラム1と帯電ローラ2との間の微小なギャップのうち、感光ドラム1の表面の移動方向において上流側のギャップを上流ギャップC1とし、下流側のギャップを下流ギャップC2とする。このとき、上流ギャップC1において、感光ドラム1と帯電ローラ2との間の電位差がパッシェン則による放電開始閾値を超えて放電が行われ、感光ドラム1上に電荷が載り、所定の暗部電位(VD)となる。この上流ギャップC1において放電が均一に行われれば、図17(a)に示すように、上流ギャップC1で感光ドラム1の均一な帯電が完了して、帯電横スジのような画像不良は発生しない。
しかし、次のような場合には、上流ギャップC1で感光ドラム1の均一な帯電が完了しない場合がある。帯電ローラ2の一部の電気抵抗が高い場合、感光ドラム1の膜厚が厚い部分がある場合、又は転写バイアスの影響などで帯電ローラ2との接触部に到達する前の感光ドラム1の表面電位が逆極性になっている部分がある場合などである。なお、感光ドラム1の表面電位が逆極性になっている場合に帯電が完了しないのは、次のような理由による。すなわち、例えば負帯電性の感光ドラム1は負極性に帯電する特性があるが、感光ドラム1の帯電特性と逆極性である正極性に帯電している部分があると所定の帯電バイアスを印加しても電荷が載りきらなくなるからである。このように上流ギャップC1で感光ドラム1の均一な帯電が完了しない場合に、図17(b)に示すように、下流ギャップC2で不完全(不均一)な微小放電が行われ、その部分で感光ドラム1の表面電位にムラが生じ、帯電横スジが発生する。
ところで、DC帯電方式で後回転動作時に露光装置で除電する構成において、除電時に感光体の表面電位を実質的に完全に0にするために感光体の何周にもわたり露光動作を行うと、次のような現象が発生することがある。すなわち、転写後の電位ムラに起因して、転写後の感光体の表面電位が感光体の帯電特性とは逆極性になる部分が発生する。そして、このように感光体の表面電位が逆極性になっている部分があると、上述のように帯電横スジが生じる場合がある。
そこで、感光体の何周にもわたって露光動作を行わず、除電後の感光体の表面電位を実質的に完全に0にはせずに、適当に絶対値の低い電位までの除電で抑えることが有効である。例えば、感光体の帯電特性が負極性の場合は、−100V前後が理想的である場合がある。また、これにより、後回転動作時の感光体の回転動作にかかる時間も抑えられ、ダウンタイムの低減に有効であるばかりでなく、感光体の回転による摩耗などを抑制して感光体の長寿命化に対しても有効である。
しかしながら、本発明者の検討により、上述のように感光体を一定の表面電位の値まで除電させようと一定の露光量で露光した場合には、感光体の寿命末期において、感光体の所定の寿命より早く帯電横スジが発生しやすくなる場合があることがわかった。これは、詳しくは後述するように、感光体が過剰に除電される状態が継続することに起因するものと考えられる。一方、これに対応するために感光体の除電を過度に少なくすると、1日の内でも、例えば連続で大量に画像出力するような場合に、画像出力枚数の増加による濃度変動が許容範囲以上に大きくなる場合がある。これは、除電不足によりフォトキャリアが残留することに起因する短期濃度変動(VLダウン)であるものと考えられる。
したがって、本発明の目的は、濃度変動を抑制しつつ、感光体の寿命末期に発生しやすくなる帯電横スジを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、前記感光体の使用量と相関する情報を検知する検知手段と、非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、前記感光体の使用量と相関する情報に基づいて前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
第2の本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、環境情報を検知する検知手段と、非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、環境情報に基づいて前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
第3の本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、前記帯電部材により帯電された前記感光体を画像情報に基づいて露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、前記静電像の形成時の前記感光体の周方向と交差する方向の複数の領域におけるそれぞれの露光量を検知する検知手段と、非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、前記複数の領域のそれぞれにおける、前記静電像の形成時の前記露光手段による積算露光量と前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量との和に基づいて、前記除電動作を実行する時の前記複数の領域のそれぞれに対する前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、濃度変動を抑制しつつ、感光体の寿命末期に発生しやすくなる帯電横スジを抑制することができる。
本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の感光ドラム及び帯電ローラの層構成を説明するための模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の動作シーケンスを説明するためのチャート図である。 後回転除電時の除電露光量を一定とした場合の、耐久枚数と、後回転除電後の感光ドラムの表面電位及び除電露光量との関係を示すグラフ図である(比較例)。 本発明の一実施例における耐久枚数と、後回転除電後の感光ドラムの表面電位及び除電露光量との関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。 本発明の一実施例における画像形成装置の動作のフローチャート図である。 後回転除電時の除電露光量を一定とした場合の、絶対水分量と、後回転除電後の感光ドラムの表面電位及び除電露光量との関係を示すグラフ図である(比較例)。 本発明の他の実施例における絶対水分量と、後回転除電後の感光ドラムの表面電位及び除電露光量との関係を示すグラフ図である。 本発明の他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。 本発明の他の実施例における画像形成装置の動作のフローチャート図である。 感光ドラムの長手方向における画像Dutyの分布による課題を説明するための模式図である。 感光ドラムの長手方向における画像Dutyの分布による課題を説明するための模式図である。 本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。 本発明の更に他の実施例における画像形成装置の動作のフローチャート図である。 本発明の更に他の実施例における画像Dutyと、画像形成時及び後回転除電時の各露光量との関係を示すグラフ図である。 帯電横スジの発生メカニズムを説明するための模式図である。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本発明の一実施例に係る画像形成装置100の模式的な縦断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真プロセスを利用して接触帯電方式、反転現像方式、転写方式により画像を形成する、最大通紙サイズがA3サイズのレーザビームプリンタである。
画像形成装置100は、像担持体としての回転可能なドラム型(円筒状)の電子写真感光体(感光体)である感光ドラム1を有する。感光ドラム1は図中矢印R1方向(反時計回り)に回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材(接触帯電部材)である帯電ローラ(ローラ帯電器)2が配置されている。次に、露光手段(像露光手段)としての露光装置3が配置されている。次に、現像手段としての現像装置4が配置されている。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材(接触転写部材)である転写ローラ5が配置されている。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置7が配置されている。なお、露光装置3は、帯電ローラ2と現像装置4との間の図中上方に設置されている。また、画像形成装置100は更に、感光ドラム1と転写ローラ5との間に形成される転写部dに転写材Pを搬送する搬送手段(図示せず)、転写部dよりも転写材Pの搬送方向の下流側に設けられた定着手段としての定着装置6などを有する。
図2は、感光ドラム1及び帯電ローラ2の構成をより詳しく示す模式的な断面図である。
感光ドラム1は、負帯電性の有機感光体(OPC)である。感光ドラム1の外径は30mmである。感光ドラム1は、駆動手段としての駆動モータ(メインモータ)(図示せず)によって、通常、200mm/sのプロセススピード(周速度)で図中矢印R1方向(反時計回り)に回転駆動される。感光ドラム1は、図2に示すように、アルミニウム製のシリンダ(導電性ドラム基体)1aの外周面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、電荷輸送層1dとの3層を、下から順に塗布して構成されている。
帯電ローラ2は、図2に示すように、芯金2aの長手方向(回転軸線方向)の両端部が、それぞれ軸受け部材(図示せず)により回転自在に保持されている。また、帯電ローラ2は、その両端部が、付勢手段としての押圧ばね2eによって感光ドラム1の回転中心に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ2は、感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力で圧接されており、感光ドラム1の回転に従動して回転する。感光ドラム1と帯電ローラ2との圧接部が帯電ニップ部aである。
被帯電体としての感光ドラム1の表面の帯電処理は、帯電ローラ2から感光ドラム1への放電によって行われる。そのため、ある閾値電圧以上の電圧が帯電ローラ2に印加されることによって、感光ドラム1の帯電が開始される。本実施例では、約−600V以上の直流電圧を帯電ローラ2に印加すれば、感光ドラム1の表面電位が上昇を始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に感光ドラム1の表面電位が上昇する。例えば、−300Vの表面電位を得るためには−900V、−500Vの表面電位を得るためには、−1100Vの直流電圧を印加すればよい。この閾値電圧を、放電開始電圧(帯電開始電圧)Vthと定義する。つまり、電子写真プロセスに必要とされる感光ドラム1の表面電位である暗部電位VDを得るためには、帯電ローラ2には、VD+Vthという、必要とされる感光ドラム1の暗部電位VD以上の直流電圧(DC電圧)を帯電ローラ2に印加することが必要となる。
帯電ローラ2の芯金2aには、帯電バイアス印加手段としての帯電電源S1から、所定の条件の帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム1の周面が所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に帯電処理される。本実施例では、画像形成時には、感光ドラム1の周面を暗部電位VD=−500Vに略一様に帯電処理するために、帯電バイアスとして−1100Vの直流電圧が帯電電源S1から帯電ローラ2に印加される(DC帯電方式)。
帯電ローラ2の長手方向の長さは320mmである。帯電ローラ2は、図2に示すように、芯金(支持部材)2aの外周面に、下層2bと、中間層2cと、表層2dとの3層を、下から順に積層して構成されている。下層2bは、帯電音を低減するための発泡スポンジ層である。表層2dは、感光ドラム1上にピンホールなどがあってもリークが発生するのを防止するために設けられている保護層である。より具体的には、本実施例の帯電ローラ2の仕様は次の通りである。
芯金2a:直径6mmのステンレス丸棒
下層2b:カーボン分散の発泡EPDM、比重0.5g/cm、体積抵抗値10〜10Ωcm、層厚3.0mm
中間層2c:カーボン分散のNBR系ゴム、体積抵抗値10〜10Ωcm、層厚700μm
表層2d:フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値10〜1010Ωcm、表面粗さ(JIS規格10点平均表面粗さRa)1.5μm、層厚10μm
露光手段3としては、半導体レーザを備えたレーザビームスキャナを用いた。レーザビームスキャナは、画像読み取り装置(図示せず)などから入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光Lを出力する。レーザビームスキャナは、このレーザ光Lにより、感光ドラム1の略一様に帯電処理された表面を、露光位置bにおいて走査露光(イメージ露光)する。これにより、感光ドラム1の表面のレーザ光Lが照射された部分の電位の絶対値が低下し、感光ドラム1の表面に画像情報に対応した静電潜像(静電像)が形成される。例えば、感光ドラム1の暗部電位VDが−500Vで、感光ドラム1の露光された部分の表面電位である明部電位VLが−150Vとなる。本実施例では、露光手段3の最大光量を8mWとした。
現像装置4は、2成分磁気ブラシ現像方式の現像装置である。現像装置4は、感光ドラム1の表面の露光部分(明部)に、感光ドラム1の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性に帯電したトナーを付着させて、静電潜像を反転現像することによって感光ドラム1の表面にトナー画像を形成する。現像装置4は、現像剤として主に非磁性トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)との混合物である2成分現像剤4eを収容した、現像容器4aを有する。現像容器4aの感光ドラム1との対向部に設けられた開口部には、磁界発生手段としての固定マグネットローラ4cを内包した、現像剤担持体としての非磁性材料で構成された現像スリーブ4bが、回転可能に設けられている。現像容器4aに収容された現像剤4eは、マグネットローラ4cの磁力によって現像スリーブ4b上に拘束されるとともに、規制ブレード4dによって現像スリーブ4b上に薄層状にコーティングされる。そして、この現像剤4eは、現像スリーブ4bの回転によって、感光ドラム1と現像スリーブ4bとが対向する現像部cへと搬送される。現像容器4a内の現像剤4eは、2つの現像剤攪拌部材4fの回転によって略均一に攪拌されながら現像スリーブ4b側に搬送される。
本実施例では、キャリアの体積抵抗率は約1013Ωcm、粒径は40μmであり、トナーはキャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。また、現像容器4a内の現像剤4eのトナー濃度は、濃度センサ(図示せず)によって検知される。そして、この検知情報に基づいてトナーホッパー4gから適正量のトナーが現像容器4aに補給さて、現像容器4a内の現像剤4eのトナー濃度は略一定に調整される。現像スリーブ4bは、現像部cにおいて、感光ドラム1との最近接距離を300μmに保持して、感光ドラム1に対向して配置されている。現像スリーブ4bは、現像部cにおいて感光ドラム1と現像スリーブ4bのそれぞれの表面の移動方向が逆方向となるように、図中矢印R4方向(反時計回り)に回転駆動される。現像スリーブ4bには、現像バイアス印加手段としての現像電源S2から、所定の条件の現像バイアスが印加される。本実施例では、現像バイアスとして、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧が、現像電源S2から現像スリーブ4bに印加される。より具体的には、本実施例では、現像バイアスとして、−320Vの直流電圧と、周波数8kHz、ピーク間電圧1800Vppの交流電圧と、を重畳した振動電圧が印加される。
転写ローラ5は、感光ドラム1に所定の押圧力で当接されており、感光ドラム1と転写ローラ5との接触部に転写部dを形成している。転写ローラ5は、転写バイアス印加手段としての転写電源S3から、所定の条件の転写バイアスが印加される。本実施例では、転写バイスとして、現像時のトナーの帯電極性(正規帯電極性)とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧+500Vが、転写電源S3から転写ローラ5に印加される。感光ドラム1上のトナー画像は、転写部dにおいて、記録用紙などの転写材Pに転写される。
定着装置6は、回転可能な定着ローラ6a及び加圧ローラ6bを有している。定着装置6は、定着ローラ6aと加圧ローラ6bとの間の定着ニップ部にて転写材Pを挟持して搬送しながら、転写材Pの表面に転写されたトナー画像を加熱及び加圧して、このトナー画像を転写材Pに定着させる。転写材Pの材質、厚さ、坪量に応じて、定着ローラ6a及び加圧ローラ6bの回転速度は可変である。
クリーニング装置7は、転写材Pに対するトナー画像の転写後に感光ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)を感光ドラム1の表面から除去して回収する。クリーニング装置7は、感光ドラム1に当接するクリーニングブレード7aにより回転する感光ドラム1の表面を摺擦する。これにより、感光ドラム1の表面は、転写残トナーの除去を受けて清浄化され、繰り返して画像形成に供される。クリーニングブレード7aと感光ドラム1の表面との当接部がクリーニング部eである。
図3は、本実施例の画像形成装置100の動作シーケンスを示すチャート図である。
a.初期回転動作(前多回転工程)
画像形成装置100の起動時の始動動作(起動動作、ウォーミング動作)が行われる期間である。電源スイッチのオンにより、感光ドラム1の回転駆動が開始され、また定着装置6の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
b.印字準備回転動作(前回転工程)
プリント信号(画像形成開始指示)のオンから実際に画像形成工程(印字工程)が行われるまでの間の、画像形成前の準備動作が行われる期間である。初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには、初期回転動作に引き続いて実行される。初期回転動作中にプリント信号の入力がないときには、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラム1の回転駆動が停止され、画像形成装置100はプリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると印字準備回転動作が実行される。
本実施例では、この印字準備回転動作時に、後述する調整工程が行われる。この調整工程については後述して詳しく説明する。
c.印字工程(画像形成工程、作像工程)
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて感光ドラム1に対する作像プロセスが実行され、感光ドラム1の表面に形成されたトナー画像の転写材Pへの転写、定着装置6によるトナー画像の定着処理などがなされて画像形成物がプリントアウトされる。連続印字(連続プリント)モードの場合は、印字工程が所定の設定プリント枚数分繰り返して実行される。
d.紙間工程
連続印字モードにおいて、一の転写材Pの後端部が転写位置dを通過した後、次の転写材Pの先端部が転写位置dに到達するまでの間の、転写位置dにおける転写材の非通過状態に対応する期間である。
e.後回転動作
最後の転写材Pの印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動が継続されて、感光ドラム1が回転駆動されている状態で、所定の準備(整理)動作が行われる期間である。
本実施例では、この後回転動作中に、感光ドラム1の1周分、露光装置3によって感光ドラム1に光を照射し、感光ドラム1の残留電荷を除電する工程(以下「後回転除電」ともいう。)を行う。この後回転除電では、前述のように、除電後の感光ドラム1の表面電位を実質的に完全に0にはせずに、適当に絶対値の低い電位までの除電で抑えるように設定されている。すなわち、除電動作時に、感光ドラム1は、その帯電極性側にゼロより高い電位まで、つまり、該感光ドラム1の帯電極性と同極性の電位となるように除電される。また、本実施例では、上記印字準備回転動作時に、この後回転除電における露光装置3の光量(以下「除電露光量」ともいう。)を調整する調整工程が行われる。なお、後回転除電では、少なくとも感光ドラム1の1周分露光装置3で感光ドラム1を露光して、除電後の感光ドラム1の所望の表面電位が得られればよく、1周以上にわたって露光しても構わない。
f.スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラム1の回転駆動が停止され、画像形成装置100は次のプリント信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。1枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置100は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント信号が入力すると、画像形成装置100は印字準備回転動作に移行する。
上記cの印字工程時が画像形成時であり、上記aの初期回転動作、上記bの印字準備回転動作、上記dの紙間工程及び上記eの後回転動作が非画像形成時である。また、上記eの後回転動作は画像形成が終了した後の工程に該当する。
2.調整工程
次に、後回転除電時の露光装置3の光量(除電露光量)の調整工程について説明する。
図4は、感光ドラム1の使用量と、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位及び除電露光量との関係を示す。図4は、除電露光量を最大光量の8mWで一定とした場合の関係を示す。なお、感光ドラム1の使用量は、感光ドラム1の未使用時からのA4サイズの記録用紙に対する画像出力枚数の積算(以下「耐久枚数」ともいう)で示す。
感光ドラム1は、未使用時から使用量が増加してくると、光や電流の影響による劣化によって感度が悪くなり、同じ光量によっても除電量が異なってくる。感光ドラム1の使用量が増加するほど、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が高くなる。これは、次のような理由によるものと考えられる。すなわち、感光ドラム1において、光が照射されて電流が流れるという動作が繰り返し行なわれることによって、フォトキャリアが発生し難くなり、感度が悪くなる。その結果、露光装置3の同じ光量では同じように感光ドラム3の表面電位の絶対値を低下させられなくなる。これは、VLアップとも呼ばれる現象である。
図4より、除電露光量を一定にした場合には、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位が耐久枚数によって異なることがわかる。つまり、耐久枚数によって、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が所望の値(本実施例では、−110V)よりも低い場合と高い場合とが生じる。
本発明者の検討により、後回転除電後の表面電位の絶対値が低くなるような状態で感光ドラム1の使用が継続されると、感光ドラム1の寿命末期において、所定の寿命より早く帯電横スジが発生しやすくなる場合があることがわかった。これは、次のような理由によるものと考えられる。すなわち、後回転除電後の表面電位の絶対値が低くなるような状態、つまり、必要量よりも除電露光量が多く照射されるような状態が継続すると、感光ドラム1に流れる+側の電流(正電荷)が、適正値として想定されものよりも大きくなる。これにより、原因は必ずしも明確ではないが、感光ドラム1内の下引き層1bの電気抵抗が上昇して、発生したフォトキャリアが、アルミニウム製のシリンダ1aへ移動する速度が低下する。このような下引き層1bの電気抵抗の上昇により、感光ドラム1内におけるフォトキャリアの移動速度が遅くなる。その結果、滞留したフォトキャリアの影響により、感光ドラム1を所定の表面電位に帯電させてから時間が経過することでその表面電位の絶対値が低下してくる現象である暗減衰が大きくなる。このように暗減衰が大きくなると、前述のようなメカニズムによる帯電横スジが発生しやすくなる。すなわち、図17(a)に示すように、上流ギャップC1において十分に感光ドラム1の均一な帯電が完了していても、その部分が帯電ニップ部aを通過し、下流ギャップ部C2へと移動する間に、表面電位の絶対値が下がる。これにより、図17(b)に示すように、下流ギャップC2において、不完全な放電が起こり、帯電横スジが発生しやすくなる。
一方、後回転除電後の表面電位の絶対値が高くなるような状態、つまり必要量よりも除電露光量が少ない状態になると、除電後の感光ドラム1内にフォトキャリアが残留する。そして、次の画像形成時において濃度変動が許容範囲以上に大きくなる場合がある。1日の内でも、例えば連続で大量に画像出力するような場合に、画像出力枚数の増加による濃度変動が許容範囲以上に大きくなりやすい。これは、除電不足によりフォトキャリアが残留することに起因する短期濃度変動(VLダウン)であるものと考えられる。つまり、上述の寿命末期における帯電横スジを抑制するために、例えば感光ドラム1の使用初期から寿命に至るまで一律に除電露光量を低くするような構成では、この濃度変動が発生しやすくなる。
このように、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位は、感光ドラム1の使用初期から寿命に至るまで、所望の値(本実施例では−100V近傍)に維持することが望まれる。このようにすることで、上述のような帯電横スジや、例えば1日の内の連続画像出力中に起こる濃度変動などの画像不良を抑制することができる。
更に説明すると、前述のように、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位は、実質的に完全に0にはせずに、適当に絶対値の低い電位までの除電で抑えることが、除電後に感光ドラム1が逆極性になるのを抑制して帯電横スジの発生を抑制する点で有効である。しかし、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値がこの所望の値よりも低い状態が継続すると、感光ドラム1が過剰に除電される状態が継続することに起因する暗減衰の増大により、感光ドラム1の寿命末期において帯電横スジが発生しやすくなる。しかし、これに対応するために後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が所望の値よりも高くなるほど除電を少なくしたのでは、フォトキャリアの残留により短期濃度変動が発生してしまうことがある。したがって、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位を、感光ドラム1の使用初期から寿命に至るまで所望の値に維持することが重要である。
そこで、本実施例では、感光ドラム1の耐久枚数に応じて、後回転除電時の露光装置3の光量(除電露光量)を調整する。図5は、本実施例における、感光ドラム1の使用量(耐久枚数)と、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位及び除電露光量との関係を示す。本実施例では、図5に示すように、感光ドラム1の使用初期には除電露光量を小さくし、耐久枚数の増加につれて(つまり、感光ドラム1の使用量が多いほど)除電露光量を大きくする制御を行った。換言すると、感光ドラム1の使用量が第1の使用量である場合に除電露光量を第1の露光量に設定し、感光ドラム1の使用量が第1の使用量よりも多い第2の使用量である場合には除電露光量を第1の露光量よりも大きい第2の露光量に設定すればよい。これにより、感光ドラム1の使用初期から寿命に至るまで、後回転除電後の感光ドラム1上の表面電位を、所望の−110Vで略一定に維持する。
このように制御することにより、濃度変動を少なくして、かつ、寿命末期に生じる帯電横スジを抑制することができる。したがって、DC帯電方式を用い、前露光装置が設けられていない、比較的簡易で安価な構成を採用する場合であっても、長期にわたり感光ドラム1の除電を適正に行って、良好な画像を形成することができる。
3.制御態様及び制御フロー
図6は、本実施例の画像形成装置100の要部の概略制御態様を示す。制御回路(コントローラ)110は、演算処理を行う中心的素子である制御手段としてのCPU111、記憶手段としてのROM、RAMなどのメモリ(記憶媒体)112などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるRAMには、制御回路110に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROMには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPU111とROM、RAMなどのメモリ112とは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。
制御回路110は、画像形成装置100の各部を統括的に制御してシーケンス動作させる。制御回路110は、画像読取り装置やパーソナルコンピュータなどの外部のホスト装置(図示せず)から画像形成信号(画像データ、制御指令)などが入力され、これに従って画像形成装置100の各部を制御して、画像形成動作を実行させる。特に、本実施例では、制御回路110は、露光装置3などを制御して、後回転除電(除電動作)を実行させる実行手段として機能し得る。また、本実施例では、制御回路110は、露光装置3、画像出力枚数カウンタ120などを制御して、後回転除電時の除電露光量の調整工程を実行する調整手段として機能し得る。画像出力枚数カウンタ120は、画像を出力するごとに画像出力枚数を積算して記憶する記憶装置で構成されている。画像出力枚数カウンタ120は、感光ドラム1の使用量と相関する情報を検知する検知手段を構成する。本実施例では、調整手段としての制御回路110は、感光ドラム1の使用量と相関する情報に応じて除電動作時の露光装置3による露光量を調整する。
図7は、本実施例における後回転除電及び調整工程を含む、画像形成装置100の動作の概略制御フローを示す。本実施例では、上述のように、調整工程は、非画像形成時としての印字準備回転動作(前回転工程)時に実行される。
なお、当該調整工程を実行し得る非画像形成時としては、次のものが挙げられる。画像形成装置の電源投入時やスリープモードからの復帰時などの定着温度の立ち上げなどのための所定の準備動作が実行される前多回転動作時がある。また、画像形成信号が入力されてから実際に画像情報に応じた画像を書き出すまでに所定の準備動作が実行される上記印字準備回転動作時がある。また、連続画像形成時の記録材と記録材との間に対応する紙間時がある。また、画像形成が終了した後に所定の整理動作(準備動作)が実行される後回転動作時がある。また、例えば画像形成中に逐次に後回転除電時の除電露光量を調整するなど、画像形成時に調整工程を並行して行うようにしてもよい。
まず、制御回路110は、画像出力枚数カウンタ120から画像出力枚数を読み込む(S101)。次に、制御回路110は、図5に示すような耐久枚数と除電露光量との関係から、読み込んだ画像出力枚数に応じた後回転除電時の除電露光量を設定してメモリ112に記憶させる(S102)。なお、上記耐久枚数と除電露光量との関係は、予め求められてメモリ112に記憶されている。
次に、所定の印字準備回転動作が終了したら、制御回路110は画像形成動作を開始させる(S103)。そして、画像を出力するごとに画像出力枚数を画像出力枚数カウンタ120で積算する(S104)。その後、ジョブ(一の画像形成開始指示による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作)が終了するまで画像形成動作、画像出力枚数カウンタ120の積算を繰り返す(S105)。
次に、ジョブが終了したら、制御回路110は、所定の後回転動作を開始させ、この後回転動作時に、露光装置3による感光ドラム1の除電を行う(S106)。このときの露光装置3の光量は、S102で設定した除電露光量とする。その後、所定の後回転動作が終了したら、制御を終了する。
なお、本実施例では、感光ドラム1の使用量を検出する指標として、画像出力枚数を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、例えば感光ドラム1の回転数(回転時間、走行距離)、帯電バイアスの印加時間など、感光ドラム1の使用量と相関する情報を任意に用いることができる。
実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
本実施例では、環境に応じて、後回転除電時の露光装置3の光量(除電露光量)を調整する。
図8は、画像形成装置100の装置本体内の絶対水分量と、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位及び除電露光量との関係を示す。図8は、除電露光量を最大光量の8mWで一定とした場合の関係を示す。また、画像形成装置100の装置本体内の絶対水分量は、該装置本体内に設けられた環境センサ(温湿度センサ)によって検知された温度と湿度とから算出されたものである。
絶対水分量が大きい、例えば湿度が高い環境の場合、現像装置4内のトナーとキャリアとの摩擦帯電量が少なくなり、少ない潜像コントラストで現像装置4から感光ドラム1にトナーを転移させることができる。つまり、感光ドラム1に載せる電位が少なくて済むので、後回転除電時の除電露光量を少なくしても除電することができる。
これに対し、絶対水分量にかかわらずに一定の除電露光量で後回転除電を行うと、図8に示すように、絶対水分量が小さい環境では、絶対水分量が大きい環境と比較して、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が高くなってしまうことがある。また、逆に、絶対水分量が大きい環境では、絶対水分量が小さい環境と比較して、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が低くなってしまうことがある。絶対水分量によって後回転除電後の感光ドラム1の表面電位が異なる状態では、感光ドラム1内のフォトキャリアの量が変化するため、前述のような耐久による帯電横スジや、例えば1日の内の連続画像出力中に起こる濃度変動などが一定にならないことがある。例えば、絶対水分量が比較的大きく、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が適切な値よりも低くなるような状態で感光ドラム1の使用が継続されると、感光ドラム1の寿命末期において、所定の寿命より早く帯電横スジが発生しやすくなる場合がある。一方、絶対水分量が比較的小さく、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位の絶対値が適切な値よりも高くなると、短期濃度変動が発生してしまうことがある。
そこで、本実施例では、環境の絶対水分量に応じて、後回転除電時の露光装置3の光量(除電露光量)を調整する。図9は、本実施例における、絶対水分量と、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位及び除電露光量との関係を示す。本実施例では、図9に示すように、絶対水分量が大きいほど除電露光量を小さくする制御を行った。換言すると、絶対水分量が第1の水分量である場合に除電露光量を第1の露光量に設定し、絶対水分量が第1の水分量よりも多い第2の水分量である場合には除電露光量を第1の露光量よりも小さい第2の露光量に設定すればよい。これにより、絶対水分量にかかわらずに後回転除電後の感光ドラム1の表面電位を、所望の−110Vで略一定にする。
このように制御することにより、環境の絶対水分量によって後回転除電後の感光ドラム1の表面電位が異なることによる帯電横スジや濃度変動を抑制することができる。これにより、DC帯電方式を用い、前露光装置が設けられていない、比較的簡易で安価な構成を採用する場合であっても、環境の絶対水分量によらずに、長期にわたり感光ドラム1の除電を適正に行って、良好な画像を形成することができる。
図10は、本実施例の画像形成装置100の要部の概略制御態様を示す。本実施例における制御態様は、実施例1で説明した図6に示す制御態様と同様であるが、本実施例では環境センサ130が設けられている。制御回路110は、画像形成装置100の装置本体内に設けられた環境センサ130によって検知された温度と湿度とから、画像形成装置100の装置本体内の絶対水分量を算出する。環境センサ130と制御回路110は、環境情報を検知する検知手段を構成する。また、本実施例では、調整手段としての制御回路110は、環境情報に応じて除電動作時の露光装置3による露光量を調整する。
図11は、本実施例における後回転除電及び調整工程を含む、画像形成装置100の動作の概略制御フローを示す。本実施例では、実施例1と同様に、調整工程は、印字準備回転動作時に実行される。
まず、制御回路110は、環境センサ120から温度及び湿度の情報を読み込んで、画像形成装置100の装置本体内の絶対水分量を算出する(S201)。次に、制御回路110は、図9に示すような絶対水分量と除電露光量との関係から、算出した絶対水分量に応じた後回転除電時の除電露光量を設定してメモリ112に記憶させる(S202)。なお、上記絶対水分量と除電露光量との関係は、予め求められてメモリ112に記憶されている。
その後、S203〜S206の処理は、実施例1で説明した図7におけるS103〜S106の処理と同様である。
なお、本実施例では、環境情報として絶対水分量を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、後回転除電後の感光ドラム1の表面電位に感度を有する環境情報、例えば温度、湿度(相対湿度)などを任意に用いることができる。また、環境情報は、画像形成装置100の装置本体内の環境情報に限らず、これに加えて又は代えて、画像形成装置100の周囲の環境情報を用いてもよい。
実施例3
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、実施例1の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
本実施例では、感光ドラム1の長手方向(スラスト方向)の位置によって後回転除電時の露光装置3の光量(除電露光量)を調整する。
図12、図13を参照して、感光ドラム1の長手方向の長さが異なる画像を連続して形成したそれぞれ場合における、帯電横スジ、濃度変動の発生の状況について説明する。画像形成は、A4サイズの幅の転写材Pを縦方向に搬送(すなわち、転写材Pを長手方向に搬送)して行った。また、画像形成装置100の前面(図1の紙面手前側に対応)から見て、感光ドラム1の長手方向を3分割したF(手前側)、C(中央部)、R(奥側)の各領域における画像を評価した。
図12は、感光ドラム1の長手方向の略全域に帯状の画像(横帯)を描いた場合であり、画像Dutyは、F(手前側)、C(中央部)、R(奥側)とも10%である。一方、図13は、感光ドラム1の長手方向の中央部にのみ画像を描いた場合であり、画像Dutyは、C(中央)のみ30%であり、F(手前側)とR(奥側)は0%である。なお、画像Dutyとは、画像濃度を最高濃度レベル(ベタ)を100%とした場合の比率で表したものであり、画像比率、印字率などともいう。
図13に示すような画像を形成するために感光ドラム1を露光し続けると、画像Dutyが高い感光ドラム1の長手方向の中央部Cのみに光が多く照射され続けることになる。また、感光ドラム1の長手方向の手前側F及び奥側Rは、画像Dutyが低いため、照射される光の総量は少なくなる。
したがって、図13に示すように感光ドラム1の長手方向において濃度に偏りのある画像を形成し続けると、図12に示すような偏りがない画像を形成し続ける場合と比べて、画像Dutyの高い部分の感光ドラム1中の下引き層1bに流れる電流量が多くなる。これにより、この部分において、下引き層1bの電気抵抗が上がり、帯電横スジが発生しやすくなる。また、画像Dutyが低い部分は、照射される光の総量が少ないため、後回転除電をした後のフォトキャリアの量が少なくなり、画像Dutyの高い部分との間で濃度変動に差(ムラ)が生じてしまうことがある。
そこで、本実施例では、感光ドラム1の長手方向における画像形成時の露光量の分布を読み取り、感光ドラム1の長手方向における画像形成時の露光量の積算値の分布を記憶する。その記憶された情報に基づいて、画像形成時の積算露光量と後回転除電時の露光量との総量が所定の値となるように、後回転除電時の露光量を調整する。これにより、感光ドラム1の長手方向の位置に応じて発生しやすくなる帯電横スジや濃度変動をそれぞれ抑制する。以下、より具体的に説明する。
図14は、本実施例の画像形成装置100の要部の概略制御態様を示す。実施例1と同様、本実施例では、露光装置3として、半導体レーザを備えたレーザビームスキャナを用いた。レーザビームスキャナは、画像読み取り装置(図示せず)などから入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光Lを出力する。このレーザ光Lは、感光ドラム1の長手方向に走査されて感光ドラム1の表面を露光する。このとき、感光ドラム1の長手方向の各位置における画像信号の画像濃度情報が、濃度記憶装置140に積算して記憶される。制御回路110は、濃度記憶装置140によって記憶された感光ドラム1の長手方向の各位置における画像濃度情報の積算値から、感光ドラム1の長手方向の各位置における画像形成時の露光装置3の露光量の積算値を求める。本実施例では、濃度記憶装置140は、感光ドラム1の長手方向を複数の分割した領域ごとの、画像濃度情報の積算値を求める。また、本実施例では、制御回路110は、感光ドラム1の長手方向を複数に分割した領域ごとの、画像形成時の露光装置3の露光量の積算値である積算露光量を求める。そして、制御回路110は、各領域における画像形成時の積算露光量と、その画像形成後の後回転除電時の露光量との総和が所定値となり前記複数の領域間で略等しくなるように、その画像形成後の後回転除電時の露光量を設定する。濃度記憶装置140と制御回路110は、静電像の形成時の感光ドラム1の周方向と交差する方向の複数の領域におけるそれぞれの露光量を検知する検知手段を構成する。また、本実施例では、調整手段としての制御回路110は、複数の領域のそれぞれにおける、静電像の形成時の積算露光量と除電動作時の露光量との和に応じて、除電動作時の該複数の領域のそれぞれに対する露光装置3による露光量を調整する。
本実施例では、例えば、感光ドラム1の長手方向における画像形成可能領域を3分割して、その各領域における画像形成時の露光量の積算値を求める。また、本実施例では、ジョブごとに画像形成時の露光量が積算され、ジョブごとに印字準備回転動作時に後回転除電時の露光量が調整される。なお、本実施例では、感光ドラム1の長手方向における複数の領域を3個の領域としたが、これに限定されるものではない。所望の画質や制御の複雑さなどに鑑みて、適宜、感光ドラム1の長手方向における解像度以下の任意の複数の領域とすることができる。いずれの場合も感光ドラム1の長手方向における画像形成可能領域内を複数に分割すればよい。また、感光ドラム1の長手方向における各領域の長さは同じであっても異なっていてもよい。
図15は、本実施例における調整工程を含む、画像形成装置100の動作の概略制御フローを示す。
まず、画像形成装置100に入力された画像データは、画像処理部(図示せず)において画像濃度信号に変換される(S301)。次に、濃度記憶装置140において、感光ドラム1の長手方向の一定の範囲ごとの画像濃度情報が積算して記憶される(S302)。次に、制御回路110において、感光ドラム1の長手方向の一定の範囲ごとの画像形成時の単位面積当たりの露光量が求められ、この単位面積当たりの露光量と、後回転除電時の単位面積当たりの露光量との総和が所定値Aであるか判別される(S303)。このとき用いられる後回転除電時の露光量は、各領域に対する前回の後回転除電時の露光量である。後回転除電時の除電露光量の設定は、メモリ112に記憶されている。
S303において、感光ドラム1の長手方向の各領域の上記総和が所定値Aと略等しい場合、制御回路110は、後回転除電時の露光量は変更せずに、画像形成動作を実行させる(S304)。
S303において、感光ドラム1の長手方向の各領域において、上記総和が所定値Aと略等しくないものがある場合、制御回路110は、次に上記総和が所定値Aと略等しくない領域において当該総和が所定値Aよりも大きいかを判別する(S305)。そして、大きい場合には、制御回路110は、その領域について露光量の総和が所定値Aになるように、後回転除電時の露光量を小さくするように制御する(S306)。なお、上記総和が所定値Aと略等しい領域については、後回転除電時の露光量は変更しない。
また、S305において、上記総和が所定値Aと略等しくない領域の当該総和が所定値Aより小さい場合には、制御回路110は、その領域について露光量の総和が所定値Aになるように、後回転除電時の露光量を大きくするように制御する(S307)。なお、上記総和が所定値Aと略等しい領域については、後回転除電時の露光量は変更しない。
制御回路110は、S306、S307において後回転除電時の露光量の設定を変更した後に、画像形成動作を実行させる(S304)。そして、制御回路110は、その画像形成動作(ジョブ)が終了した後の後回転動作時に、上述のようにして感光ドラム1の長手方向の領域ごとに設定した露光量で、後回転除電を実行させる。
図16は、上述の露光量の総和の所定値Aを0.2(μJ/cm)にする場合における、画像Dutyと、画像形成時及び後回転除電時の各露光量との関係を示す。横軸は画像信号の画像Duty(%)を示しており、縦軸は感光ドラム1に照射される露光量(μJ/cm)を示す。
感光ドラム1の長手方向において画像Dutyが小さい部分、例えば0%部分は、後回転除電時の露光量は0.2(μJ/cm)に設定する。一方、感光ドラム1の長手方向において、画像Dutyが大きい部分、例えば28%の部分は、画像形成時の露光量が0.1(μJ/cm)であるので、総和が0.2(μJ/cm)になるように後回転除電時の露光量は0.1(μJ/cm)に設定する。
つまり、感光ドラム1の長手において濃度に偏りがある画像、例えば図13のような画像信号の場合は、感光ドラム1の長手方向の中央部では後回転除電時の露光量を小さくし、両端部では後回転除電時の露光量を大きくするように、露光装置3を制御する。
このように制御することで、感光ドラム1の長手方向において画像の濃度に偏りがある場合でも、感光ドラム1の長手方向において寿命を略一定にできるため、局所的に帯電横スジが発生しやすくなることを抑制することができる。また、感光ドラム1の長手方向において画像の濃度に偏りがある場合でも、後回転除電後に局所的に除電不足となって濃度変動のムラが生じることを抑制することができる。
その他の実施例
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
上述の実施例では、露光装置として、半導体レーザを備えたレーザビームスキャナを用いたが、例えばLEDなどを備えた他の露光装置であってもよい。
また、実施例1〜3は、すべて又はその内のいくつかを組み合わせて実施してもよい。例えば、実施例1で説明した耐久枚数に応じた後回転除電時の露光量の調整と、実施例2で説明した環境に応じた後回転除電時の露光量の調整とを併用してもよい。この場合、予め耐久枚数ごとに図9に示すような絶対水分量と除電露光量との関係を求めたり、図5に示すような耐久枚数と除電露光量との関係から求められる除電露光量を絶対水分量によって補正したりして、除電露光量を求めることができる。例えば、絶対水分量が大きいほど、各耐久枚数に対して求められた除電露光量を小さくする方向に補正することができる。また、実施例1で説明した耐久枚数に応じた後回転除電時の露光量の調整と、実施例3で説明した感光ドラムの長手方向の位置に応じた後回転除電時の露光量の調整とを併用してもよい。この場合、耐久枚数が増加するにつれて、実施例3にて説明した露光量の総和の所定値Aを大きくするように制御することができる。
また、本発明は、カラー画像形成装置に適用することも当然可能である。例えば、図1に示すような画像形成部を複数有し、各画像形成部で形成した異なる色のトナー画像を中間転写体に転写した後に転写材に転写したり、転写材担持体に担持された転写材に転写したりすることで、カラー画像を形成するものが周知である。この場合、各画像形成部の感光体に関連して、上述の各実施例と同様の制御を行うことができる。これにより、均一な帯電による高画質のカラー画像などを形成することができる。しかも、DC帯電方式を用い、前露光装置を設けない比較的簡易で安価な構成を採用する場合であってもこれを実現することができる。
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像装置
110 制御回路
120 画像出力枚数カウンタ
130 環境センサ
140 濃度記憶装置

Claims (10)

  1. 回転可能な感光体と、
    前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、
    前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、
    前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、
    前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、
    前記感光体の使用量と相関する情報を検知する検知手段と、
    非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、
    前記感光体の使用量と相関する情報に基づいて前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記調整手段は、前記情報が示す前記感光体の使用量が第1の使用量である場合に前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を第1の露光量に設定し、前記情報が示す前記感光体の使用量が前記第1の使用量よりも多い第2の使用量である場合には前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を第1の露光量よりも大きい第2の露光量に設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記調整手段は、前記情報が示す前記感光体の使用量が多いほど、前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 回転可能な感光体と、
    前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、
    前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、
    前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、
    前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、
    環境情報を検知する検知手段と、
    非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、
    環境情報に基づいて前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  5. 前記調整手段は、前記情報から得られる絶対水分量が第1の水分量である場合に前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を第1の露光量に設定し、前記情報から得られる絶対水分量が前記第1の水分量よりも多い第2の水分量である場合には前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を第1の露光量よりも小さい第2の露光量に設定することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記調整手段は、前記情報から得られる絶対水分量が大きいほど、前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量を小さくすることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 回転可能な感光体と、
    前記感光体に近接又は接触して回転可能に配置され前記感光体を帯電させる帯電部材と、
    前記帯電部材に直流電圧を印加する帯電電源と、
    前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する露光手段と、
    前記静電像を現像して前記感光体にトナー画像を形成する現像手段と、
    前記静電像の形成時の前記感光体の周方向と交差する方向の複数の領域におけるそれぞれの露光量を検知する検知手段と、
    非画像形成時に前記感光体を前記露光手段により露光して除電する除電動作を実行させる実行手段と、
    前記複数の領域のそれぞれにおける、前記静電像の形成時の前記露光手段による積算露光量と前記除電動作を実行する時の前記露光手段による露光量との和に基づいて、前記除電動作を実行する時の前記複数の領域のそれぞれに対する前記露光手段による露光量を調整する調整手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 前記調整手段は、前記複数の領域における前記和と所定値とが略等しくなるように、前記除電動作を実行する時の前記複数の領域のそれぞれに対する前記露光手段による露光量を調整することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記除電動作を実行する時に、前記感光体は、前記感光体の帯電極性と同極性の電位となるように除電されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記実行手段は、画像形成が終了した後に前記除電動作を実行させることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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