JP2016080977A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の除電不足に起因する異常画像の発生を防止できるとともに、除電部における放電むらの発生を防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、感光体と、感光体の表面を帯電する帯電部と、帯電後の感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、静電潜像を反転現像により顕像化して感光体にトナー像を形成する現像部と、感光体に接触する転写部材を有し、この転写部材に転写出力を印加することにより感光体上のトナー像を用紙に転写する転写部と、転写後に感光体の表面に残留する電荷を、放電により除去する除電部と、感光体の感光体電位と転写出力に基づいて、除電部の除電出力を設定する制御部と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体から用紙にトナー像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）においては、画像データに基づく光が、一様に帯電した感光体（例えば感光ドラム）に対して照射（露光）されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体にトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写体を介して間接的に用紙に転写された後、定着装置で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。

現像方式としては、感光体の帯電極性（例えば負極性）と同じ極性に帯電されたトナーを用いて、感光体表面における露光部分（露光により電位が低下した部分）にトナーを付着させる反転現像方式が主流である。反転現像方式では、図１に示すように、転写部において転写部材（転写ローラー）に感光体の帯電極性と逆極性の転写出力（転写バイアス）が印加されることにより、感光体に形成されたトナー像が用紙に転写される。

このとき、転写部材から感光体に転写電流が流れる。感光体の通紙領域における電流経路よりも非通紙領域における電流経路の方が、用紙が介在しない分だけ抵抗が小いため、感光体の非通紙領域には、通紙領域に比較して大きな転写電流が流れ、多くの転写電荷（例えば正電荷）が流れ込む。その結果、感光体における非通紙領域及び非通紙領域と通紙領域との境界部分には、感光体の帯電極性とは逆極性の電荷が残留し、感光体の軸方向における表面電位が不均一となる。

この状態で次の画像形成のための帯電が行われると、非通紙領域及び非通紙領域と通紙領域との境界部分における感光体の表面電位が低くなり、軸方向に帯電むらが生じるため、画像濃度むらや画像かぶり等の異常画像（いわゆる転写メモリー）が発生する。転写メモリーは、感光体電位が低いほど、また転写電流が大きい程、顕著に発生する。また、感光体が新しいときは転写メモリーがでにくいが、耐久が進み、感光体の電気的特性が劣化してくると転写メモリーが発生しやすくなる。以下において、帯電後の感光体表面の電位を「感光体電位」、感光体の通紙領域内の感光体電位と通紙領域外（非通紙領域）の感光体電位の差を「感光体電位差」と称する。

従来、転写メモリーの発生を防止するための手法として、例えば、感光体の回転方向において転写部と帯電部の間に除電部を配置し、帯電前に感光体表面の残留電荷を除去することが提案されている（例えば特許文献１）。光照射により除電する方法もあるが、感光体の帯電極性と逆極性の残留電荷を除去する場合、放電による除電が好適である。また、転写メモリーが発生するか否かは、感光体の使用履歴、感光体電位、転写電流（転写電圧）によって決まるが、これらの条件が変わっても除電不足が生じないように、除電部の出力（除電バイアス）が設定される。

特開２００２−３１１７１８号公報

しかしながら、除電部の出力が必要以上に大きく設定されると、オゾン発生量の増加や除電電極の汚れ促進による放電むらが発生しやすくなる。そこで、除電部の出力は、除電性能を確保しうる範囲でできるだけ小さく設定されるのが好ましい。

本発明の目的は、感光体の除電不足に起因する異常画像の発生を防止できるとともに、除電部における放電むらの発生を防止できる画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、
感光体の表面を帯電する帯電部と、
帯電後の前記感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像を反転現像により顕像化して前記感光体にトナー像を形成する現像部と、
前記感光体に接触する転写部材を有し、この転写部材に転写出力を印加することにより前記感光体上のトナー像を用紙に転写する転写部と、
転写後に前記感光体の表面に残留する電荷を、放電により除去する除電部と、
前記感光体の感光体電位と前記転写出力に基づいて、前記除電部の除電出力を設定する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、感光体電位、転写部により印加される転写出力（画像形成に用いられる用紙の紙種）に基づいて、適切な除電出力が設定されるので、除電むらに起因する異常画像の発生を防止できるとともに、除電部における放電むらの発生を防止できる。

転写部における電荷の流入を示す図である。 画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 感光体の使用履歴が初期である場合の除電性能を判定するための除電性能判定テーブルの一例を示す図である。 感光体の使用履歴が中期である場合の除電性能を判定するための除電性能判定テーブルの一例を示す図である。 感光体の使用履歴が末期である場合の除電性能を判定するための除電性能判定テーブルの一例を示す図である。 除電出力設定処理の一例を示すフローチャートである。 除電出力設定処理の他の一例を示すフローチャートである。 除電性能判定テーブルの補正態様の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、画像形成装置１の全体構成を示す図である。図３は、画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
図２、３に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した直接転写方式のモノクロ画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光ドラム２１３上に形成されたＫ成分（ブラック）のトナー像を用紙に直接転写することにより画像を形成する。

図２、３に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１１、操作表示部１２、画像処理部１３、画像形成部２０、給紙部１４、排紙部１５、用紙搬送部１６、及び制御部１７を備える。

制御部１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７３等を備える。ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７２又は記憶部１８２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１７３に展開し、展開したプログラムと協働して、画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。

通信部１８１は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）、ＭＯＤＥＭ（MOdulator-DEModulator）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の各種インターフェースを有する。
記憶部１８２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。記憶部１８２には、例えば各ブロックの動作を制御する際に参照されるルックアップテーブルが格納される。

制御部１７は、通信部１８１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１７は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）による画像データ（入力画像データ）を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。

画像読取部１１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１１及び原稿画像走査装置１１２（スキャナー）等を備える。
自動原稿給紙装置１１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像（両面を含む）を連続して読み取ることが可能となる。
原稿画像走査装置１１２は、自動原稿給紙装置１１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１１は、原稿画像走査装置１１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部１３において所定の画像処理が施される。

操作表示部１２は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部１２１及び操作部１２２として機能する。表示部１２１は、制御部１７から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部１２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１７に出力する。

ユーザーは、操作表示部１２を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面／両面設定、及び用紙設定（用紙の坪量、光沢の有無を含む）などの画像形成に関する設定を行うことができる。設定された情報は、例えば記憶部１８２に記憶される。

画像処理部１３は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部１３は、制御部１７の制御下で、階調補正データに基づいて階調補正を行う。また、画像処理部１３は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部２０が制御される。

画像形成部２０は、入力画像データに基づいて、Ｋ成分のトナーによるトナー像を形成するためのトナー像形成部２１、トナー像形成部２１により形成されたトナー像を用紙に転写する転写部２２、及び用紙に転写されたトナー像を定着する定着部２３等を備える。

トナー像形成部２１は、露光装置２１１、帯電装置２１２、感光ドラム２１３、現像装置２１４、ドラムクリーニング装置２１５、除電装置２１６、及び感光体電位検出部２１７等を備える。

感光ドラム２１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。
電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置２１１による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネート樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

帯電装置２１２は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置２１２は、コロナ放電によって感光ドラム２１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置２１１は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ、個々のＬＥＤを駆動するためのＬＰＨ駆動部（ドライバーＩＣ）、及びＬＥＤアレイからの放射光を感光ドラム２１３上に結像させるレンズアレイ等を有するＬＥＤプリントヘッドで構成される。ＬＥＤアレイの１つのＬＥＤが、画像の１ドットに対応する。制御部１７によってＬＰＨ駆動部が制御されることにより、ＬＥＤアレイに所定の駆動電流が流れ、特定のＬＥＤが発光する。

露光装置２１１は、感光ドラム２１３に対してモノクロ画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光ドラム２１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム２１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光ドラム２１３の表面には、周囲との電位差により静電潜像が形成される。

現像装置２１４は、Ｋ成分の現像剤（例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤）を収容する。現像装置２１４は、感光ドラム２１３の表面にＫ成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体（現像ローラー）に現像バイアスが印加され、感光ドラム２１３と現像剤担持体との間に電界が形成される。感光ドラム２１３（負極性）と現像剤担持体との電位差によって、現像剤担持体上の帯電トナー（負極性）が感光ドラム２１３の表面の露光部に移動し、付着する。すなわち、現像装置２１４は、反転現像方式によって静電潜像を現像する。

ドラムクリーニング装置２１５は、感光ドラム２１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、転写後に感光ドラム２１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

除電装置２１６は、例えば除電電極と除電用電源を有するコロトロン帯電装置で構成される。除電装置２１６は、感光体２１３の回転方向において、転写部２２（転写ローラー２２２）と帯電装置２１２との間に配置される。除電装置２１６は、感光体２１３の回転方向において、ドラムクリーニング装置２１５と帯電装置２１２との間に配置されてもよい。制御部１７によって除電用電源の出力（除電出力、除電バイアス）が制御されることにより、感光ドラム２１３から除電電極に所定の除電電流が流れるようになっている。これにより、転写後に感光ドラム２１３の表面に残留する残留電荷が除去される。除電用電源は、定電流電源であってもよいし、定電圧電源であってもよい。除電出力の設定処理については、後述する。

感光体電位検出部２１７は、帯電後の感光ドラム２１３の表面電位（感光体電位）を検出する。感光体電位検出部２１７で検出される感光体電位は、帯電装置２１２の帯電電位（スコロトロン帯電装置のグリッド電位）が同じであっても、感光ドラム２１３の使用履歴等によって変化する。

転写部２２は、転写ベルト２２１、転写ローラー２２２、複数の支持ローラー２２３、及び転写用電源（図示略）等を備える。

転写ベルト２２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー２２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー２２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、転写ベルト２２１が走行し、一定速度で用紙が搬送される。本実施の形態では、転写ベルト２２１が感光ドラム２１３（感光体）に接触する転写部材である。なお、転写ローラーが感光ドラム２１３に直接接触する場合は、転写ローラーが感光ドラム２１３（感光体）に接触する転写部材を構成する。

転写ローラー２２２は、感光ドラム２１３に対向して、転写ベルト２２１の内周面側に配置される。転写ベルト２２１を挟んで、転写ローラー２２２が感光ドラム２１３に圧接されることにより、感光ドラム２１３から用紙へトナー像を転写するための転写ニップが形成される。

転写用電源は、転写ローラー２２２に接続される。制御部１７によって転写用電源の出力（転写出力）が制御されることにより、転写ローラー２２２から感光ドラム２１３に所定の転写電流が流れるようになっている。すなわち、転写部材である転写ベルト２２１に所定の転写出力が印加される。転写出力は、画像形成に用いられる用紙の紙種に応じて設定される。転写用電源は、定電流電源であってもよいし、定電圧電源であってもよい。

用紙が転写ニップを通過する際、感光ドラム２１３上のトナー像が用紙に転写される。具体的には、転写ローラー２２２に転写出力（転写バイアス）を印加し、用紙の裏面側（転写ベルト２２１と当接する側）にトナーと逆極性の電荷（正電荷）を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部２３に向けて搬送される。

定着部２３は、用紙の定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部２３１、用紙の裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部２３２、定着面側部材を加熱する加熱源２３３、及び裏面側支持部材を定着面側部材に対して圧接する圧接離間部（図示略）等を備える。

例えば、上側定着部２３１がローラー加熱方式である場合は定着ローラーが定着面側部材となり、ベルト加熱方式である場合は定着ベルトが定着面側部材となる。また例えば、下側定着部２３２がローラー加圧方式である場合は加圧ローラーが裏面側支持部材となり、ベルト加圧方式である場合は加圧ベルトが裏面側支持部材となる。図２は、上側定着部２３１がローラー加熱方式で構成され、下側定着部２３２がローラー加圧方式で構成される場合について示している。

上側定着部２３１は、定着面側部材を回転させるための上側定着部用駆動部（図示略）を有する。制御部１７によって上側定着部用駆動部の動作が制御されることにより、定着面側部材は所定の速度で回転（走行）する。下側定着部２３２は、裏面側支持部材を回転させるための下側定着部用駆動部（図示略）を有する。制御部１７によって下側定着部用駆動部の動作が制御されることにより、裏面側支持部材は所定の速度で回転（走行）する。なお、定着面側部材が裏面側支持部材の回転に従動する場合は、上側定着部用駆動部は必要ない。

加熱源２３３は、定着面側部材の内部又は近傍に配置される。制御部１７によって加熱源２３３の出力が制御されることにより、定着面側部材が加熱され、所定の温度（例えば定着許容温度、アイドリング温度）で保持される。制御部１７は、定着面側部材に近接して配置される定着温度検出部（図示略）の検出結果に基づいて加熱源２３３の出力を制御する。

圧接離間部（図示略）は、裏面側支持部材を定着面側部材に向けて押圧する。圧接離間部は、例えば裏面側支持部材を支持する軸の両端部に当接し、軸の両端をそれぞれ独立して押圧する。これにより、定着ニップにおける軸方向のニップ圧のバランスを調整することができる。制御部１７によって圧接離間部（図示略）の動作が制御され、定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。

トナー像が転写され、通紙経路に沿って搬送されてきた用紙は、定着部２３を通過する際に加熱、加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着する。なお、定着部２３は、定着面側部材又は裏面側支持部材を冷却したり、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙を分離したりするために、定着面側部材又は裏面側支持部材に対して送風を行う送風部を備えていてもよい。

給紙部１４は、給紙トレイ部１４１及び手差し給紙部１４２を有する。給紙トレイ部１４１には、坪量やサイズ等に基づいて識別された枚葉紙（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された紙種ごとに収容される。給紙トレイ部１４１及び手差し給紙部１４２には、複数の給紙ローラー部が配置される。手差し給紙部１４２には、大容量の外部給紙装置（図示略）を接続することもできる。給紙部１４は、給紙トレイ部１４１又は手差し給紙部１４２から給紙された用紙を用紙搬送部１６に送り込む。

排紙部１５は、排紙ローラー部１５１等を有し、用紙搬送部１６から送出された用紙を機外に排紙する。

用紙搬送部１６は、主搬送部１６１、スイッチバック搬送部１６２、裏面印刷用搬送部１６３、及び通紙経路切替部（図示略）等を備える。用紙搬送部１６の一部は、例えば定着部２３とともに１つのユニットに組み込まれ、画像形成装置１に着脱可能に装着される（用紙搬送ユニットＡＤＵ）。

主搬送部１６１は、用紙を挟持して搬送する用紙搬送要素として、ループローラー部及びレジストローラー部を含む複数の搬送ローラー部を有する。主搬送部１６１は、給紙トレイ部１４１又は手差し給紙部１４２から給紙された用紙を搬送して画像形成部２０（転写部２２、定着部２３）に通紙するとともに、画像形成部２０（定着部２３）から送出された用紙を排紙部１５又はスイッチバック搬送部１６２に向けて搬送する。

スイッチバック搬送部１６２は、定着部２３から送出された用紙を一旦停止させ、搬送方向を逆転させて、排紙部１５又は裏面印刷用搬送部１６３に搬送する。

裏面印刷用搬送部１６３は、スイッチバック搬送部１６２でスイッチバックされた用紙を主搬送部１６１に循環搬送する。主搬送部１６１には、裏面が画像形成面となった状態で用紙が通紙されることになる。

通紙経路切替部（図示略）は、定着部２３から送出された用紙をそのままの状態で排紙するか、反転させて排紙するか、又は裏面印刷用搬送部１６３に搬送するかによって通紙経路を切り替える。具体的には、制御部１７が、画像形成処理の処理内容（片面／両面印刷、フェイスアップ／フェイスダウン排紙等）に基づいて、通紙経路切替部（図示略）の動作を制御する。

給紙部１４から給紙された用紙は、主搬送部１６１によって画像形成部２０に搬送される。そして、用紙が転写ニップを通過する際、感光ドラム２１３上のトナー像が用紙の第１面（表面）に一括して転写され、定着部２３において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙部１５により機外に排紙される。用紙の両面に画像を形成する場合、第１面に画像が形成された用紙はスイッチバック搬送部１６２に送出され、裏面印刷用搬送部１６３を通って主搬送部１６１に戻ることにより反転されて、第２面（裏面）に画像が形成される。

本実施の形態では、必要最小限の除電出力によって転写メモリーの発生を防止するために、感光ドラム２１３の感光体電位と転写部２２における転写出力に基づいて、除電装置２１６の除電出力を設定する。

具体的には、複数の除電出力に対して当該除電出力による除電性能の適否、すなわち除電後の感光体電位差（感光ドラム２１３の通紙領域内の感光体電位と通紙領域外の感光体電位の差）を、感光体電位と転写出力（ここでは転写電流）の組み合わせに対応付けた除電性能判定テーブルを予め用意しておき、この除電性能判定テーブルに従って、当該除電出力による除電性能の適否（転写メモリーが生じるか否か）を判断する。そして、除電性能を確保できる最小の除電出力を設定する。除電用電源が定電流電源である場合は除電出力として出力電流が設定され、定電圧電源である場合は除電出力として出力電圧が設定される。除電性能判定テーブルは、例えば記憶部１８２に格納される。

除電性能判定テーブルにおいては、除電後の感光体電位差が目標電位差以上となる場合が不適切な除電（除電不足）となり、感光体電位差が目標電位差未満となる場合が適切な除電となる。除電性能の適否を判断するための目標電位差は、実際に感光体電位差を生じさせたときの転写メモリーの発生状況から実験的に求められる。ここでは、感光体電位差が５０Ｖ以上の場合に除電不足になる（転写メモリーが発生する虞がある）ものとする。

また、転写メモリーは、感光ドラム２１３の使用履歴が新しいときは発生しにくいが、耐久が進み、感光ドラム２１３の電気的特性が劣化してくると発生しやすくなる。そこで、感光ドラム２１３の使用履歴に応じて、除電性能判定テーブルを有するのが好ましい。これにより、感光ドラム２１３の耐久に伴う電気的特性の変化を考慮して、除電性能を判断することができる。

図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、感光ドラム２１３の使用履歴が初期（０〜５００ｋｐ）である場合の除電性能判定テーブルの一例であり、それぞれ−１００μＡ、−１５０μＡ、−２００μＡの除電電流が流れるように除電出力が設定されたときの除電性能の適否を示す。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、感光ドラム２１３の使用履歴が中期（５００〜１０００ｋｐ）である場合の除電性能判定テーブルの一例であり、それぞれ−１００μＡ、−１５０μＡ、−２００μＡの除電電流が流れるように除電出力が設定されたときの除電性能の適否を示す。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、感光ドラム２１３の使用履歴が末期（１０００ｋｐ〜）である場合の除電性能判定テーブルの一例であり、それぞれ−１００μＡ、−１５０μＡ、−２００μＡの除電電流が流れるように除電出力が設定されたときの除電性能の適否を示す。

図４〜図６に示すように、感光体電位が低い程、また転写電流が大きい程、感光体電位差が５０Ｖ以上となりやすく、転写メモリーが発生しやすい傾向にある。感光体電位が低い程、また転写電流が大きい程、転写ローラー２２２から転写ベルト２２１を介して感光ドラム２１３に流入する正電荷の量が大きくなるためである。

例えば、図４Ａに従うと、感光体電位が−８００Ｖで、転写電流が１２０μＡに制御される場合は、−１００μＡの除電電流を流したときの感光体電位差は５０Ｖ未満になるので、適切に除電できる（転写メモリーは発生しない）ことになる。一方、感光体電位が−７００Ｖで、転写電流が１２０μＡに制御される場合は、−１００μＡの除電電流を流したときの感光体電位差は５０Ｖ以上になり、十分に除電できない（転写メモリーが発生する虞がある）ことになる。

また例えば、図４Ａ、図４Ｂに従うと、感光体電位が−７００Ｖで、転写電流が１２０μＡに制御される場合は、−１００μＡの除電電流では除電不足となるが、−１５０μＡの除電電流を流すことにより適切に除電できることになる。この場合、図４Ｃに示すように、−２００μＡの除電電流を流しても十分に除電できるが、除電出力が過剰であることになる。

本実施の形態では、これらの除電性能判定テーブルを参照することにより、過不足のない最適な除電出力が設定される。具体的には、制御部１７は、図８に示すフローチャートに従って除電出力設定処理を実行する。

図７は、除電出力設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、画像形成装置１が印刷ジョブを受信することに伴い、ＣＰＵ１７１がＲＯＭ１７２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、図７のフローチャートは、画像形成に用いられる用紙の紙種が変更された場合（給紙トレイが変更された場合を含む）に実行されるようにしてもよい。

ステップＳ１０１において、制御部１７は、感光ドラム２１３の使用履歴に基づいて参照する除電性能判定テーブル群を選択し、その中から基準テーブルとして除電電流が−１００μＡである判定テーブル１を取得する。例えば、感光ドラム２１３の使用履歴が初期である場合は図４Ａに示す除電性能判定テーブルが取得される。

ステップＳ１０２において、制御部１７は、転写時の転写出力として、転写部２２において設定されている転写電流を取得する。転写電流は、画像形成に用いられる用紙の紙種に応じて予め決定される。

ステップＳ１０３において、制御部１７は、感光体電位検出部２１７の検出結果（帯電後の感光体電位）を取得する。なお、画像形成装置１が感光体電位検出部２１７を備えていない場合は、帯電装置２１２における帯電電位（スコロトロン帯電装置のグリッド電位）を代用することもできる。

ステップＳ１０４において、制御部１７は、判定テーブル１を参照して、ステップＳ１０２で取得した転写電流と、ステップＳ１０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル１の除電電流（−１００μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ１０４で“ＮＯ”）、ステップＳ１０５の処理に移行する。

一方、感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ１０４で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１１１の処理に移行して、除電電流が−１００μＡに設定される。すなわち、除電電流が−１００μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。例えば、感光体電位が−８００Ｖで転写電流が１２０μＡに制御される場合、除電電流が−１００μＡに制御されることにより、感光体電位差が５０Ｖ未満となる（図４Ａ参照）ので、除電電流が−１００μＡに設定される。

ステップＳ１０５において、制御部１７は、除電出力が判定テーブル１よりも大きい除電性能判定テーブルとして、除電電流が−１５０μＡである判定テーブル２を取得する。例えば、感光ドラム２１３の使用履歴が初期である場合は図４Ｂに示す除電性能判定テーブルが取得される。

ステップＳ１０６において、制御部１７は、判定テーブル２を参照して、ステップＳ１０２で取得した転写電流と、ステップＳ１０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル２の除電電流（−１５０μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ１０６で“ＮＯ”）、ステップＳ１０７の処理に移行する。

一方、感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１１２の処理に移行して、除電電流が−１５０μＡに設定される。すなわち、除電電流が−１５０μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。例えば、感光体電位が−７００Ｖで転写電流が１２０μＡに制御される場合、除電電流が−１００μＡに制御されると感光体電位差は５０Ｖ以上となるが（図４Ａ参照）、除電電流が−１５０μＡに制御されることにより、感光体電位差は５０Ｖ未満となる（図４Ｂ参照）ので、除電電流が−１５０μＡに設定される。

ステップＳ１０７において、制御部１７は、除電電流が−２００μＡである判定テーブル３を取得する。例えば、感光ドラム２１３の使用履歴が初期である場合は図４Ｃに示す除電性能判定テーブルが取得される。

ステップＳ１０８において、制御部１７は、判定テーブル３を参照して、ステップＳ１０２で取得した転写電流と、ステップＳ１０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル３の除電電流（−２００μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ１０８で“ＮＯ”）、ステップＳ１０９の処理に移行する。

一方、感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ１０８で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１１３の処理に移行して、除電電流が−２００μＡに設定される。すなわち、除電電流が−２００μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。例えば、感光体電位が−６００Ｖで転写電流が１２０μＡに制御される場合、除電電流が−１００μＡ又は−１５０μＡに制御されると感光体電位差は５０Ｖ以上となるが（図４Ａ、図４Ｂ参照）、除電電流が−２００μＡに制御されることにより、感光体電位差は５０Ｖ未満となる（図４Ｃ参照）ので、除電電流が−２００μＡに設定される。

ステップＳ１０９において、制御部１７は、判定テーブル３において、感光体電位差が５０Ｖ未満となるように、転写部２２における転写出力（転写電流）又は帯電装置２１２における帯電出力（帯電電位）を変更する。このとき、転写出力と帯電出力の何れか一方を変更するようにしてもよいし、両方を変更するようにしてもよい。そして、ステップＳ１１０において、制御部１７は、除電電流を−２００μＡに設定する。

例えば、感光体電位が−６００Ｖで転写電流が１４０μＡに制御される場合、除電電流が−２００μＡに制御されても感光体電位差は５０Ｖ以上となる（図４Ｃ参照）。この場合、例えば、転写電流を１３０μＡ以下に制御する、又は感光体電位が−７００Ｖ以上となるように帯電出力を制御することにより、感光体電位差は５０Ｖ未満となる（図４Ｃ参照）。

［変形例］
図７に示すフローチャートにおいては、感光ドラム２１３の使用履歴に関わらず、除電出力が最も小さい除電性能判定テーブルが基準テーブルとして選択されるが、感光ドラム２１３の使用履歴に応じて、最初に参照する基準テーブルを変更するようにしてもよい。具体的には、感光体ライフの初期、中期、末期の順に、除電出力の高い除電性能判定テーブルが参照される。

図８は、感光ドラム２１３の使用履歴が中期（５００〜１０００ｋｐ）である場合の除電出力設定処理の一例を示すフローチャートである。
図８に従うと、ステップＳ２０１において、制御部１７は、感光ドラム２１３の使用履歴（中期）に基づいて参照する除電性能判定テーブル群（図５参照）を選択し、その中から基準テーブルとして除電電流が−１５０μＡである判定テーブル２を取得する。

ステップＳ２０２において、制御部１７は、転写時の転写出力として、転写部２２において設定されている転写電流を取得する。転写電流は、画像形成に用いられる用紙の紙種に応じて予め決定される。

ステップＳ２０３において、制御部１７は、感光体電位検出部２１７の検出結果（帯電後の感光体電位）を取得する。なお、画像形成装置１が感光体電位検出部２１７を備えていない場合は、帯電装置２１２における帯電電位（スコロトロン帯電装置のグリッド電位）を代用することもできる。

ステップＳ２０４において、制御部１７は、判定テーブル２を参照して、ステップＳ２０２で取得した転写電流と、ステップＳ２０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル２の除電電流（−１５０μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ２０４で“ＮＯ”）、ステップＳ２０５の処理に移行する。感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）、ステップＳ２１０の処理に移行する。

ステップＳ２０５において、制御部１７は、除電出力が判定テーブル２よりも大きい除電性能判定テーブルとして、除電電流が−２００μＡである判定テーブル３を取得する。

ステップＳ２０６において、制御部１７は、判定テーブル３を参照して、ステップＳ２０２で取得した転写電流と、ステップＳ２０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル３の除電電流（−２００μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ２０６で“ＮＯ”）、ステップＳ２０７の処理に移行する。

一方、感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ２０６で“ＹＥＳ”）、ステップＳ２０９の処理に移行して、除電電流が−２００μＡに設定される。すなわち、除電電流が−２００μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。

ステップＳ２０７において、制御部１７は、判定テーブル３において、感光体電位差が５０Ｖ未満となるように、転写部２２における転写出力（転写電流）又は帯電装置２１２における帯電出力（帯電電位）を変更する。このとき、転写出力と帯電出力の何れか一方を変更するようにしてもよいし、両方を変更するようにしてもよい。そして、ステップＳ２０８において、制御部１７は、除電電流を−２００μＡに設定する。

ステップＳ２０４において感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）、ステップＳ２１０において、制御部１７は、除電出力が判定テーブル２よりも小さい除電性能判定テーブルとして、除電電流が−１００μＡである判定テーブル１を取得する。

ステップＳ２１１において、制御部１７は、判定テーブル１を参照して、ステップＳ２０２で取得した転写電流と、ステップＳ２０３で取得した感光体電位との組み合わせに対して、判定テーブル１の除電電流（−１００μＡ）で除電したときに、感光体電位差が５０Ｖ未満になるか否かを判定する。感光体電位差が５０Ｖ以上となる場合（ステップＳ２１１で“ＮＯ”）、ステップＳ２１２の処理に移行して、除電電流が−１５０μＡに設定される。すなわち、除電電流が−１５０μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。一方、感光体電位差が５０Ｖ未満となる場合（ステップＳ２１１で“ＹＥＳ”）、ステップＳ２１３の処理に移行して、除電電流が−１００μＡに設定される。すなわち、除電電流が−１００μＡとなるように、除電用電源の出力（出力電流又は出力電圧）が設定される。

このように、実施の形態に係る画像形成装置１は、感光ドラム２１３（感光体）と、感光ドラム２１３の表面を帯電する帯電装置２１２（帯電部）と、帯電後の感光ドラム２１３の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置２１１（露光部）と、静電潜像を反転現像により顕像化して感光ドラム２１３にトナー像を形成する現像装置２１４（現像部）と、感光ドラム２１３に接触する転写ベルト２２１（転写部材）を有し、この転写ベルト２２１に転写出力を印加することにより感光ドラム２１３上のトナー像を用紙に転写する転写部２２と、転写後に感光ドラム２１３の表面に残留する電荷を、放電により除去する除電装置２１６（除電部）と、感光ドラム２１３の感光体電位と転写出力に基づいて、除電装置２１６の除電出力（除電用電源の出力、出力電圧又は出力電流）を設定する制御部１７と、を備える。

画像形成装置１によれば、感光ドラム２１３の感光体電位、転写部２２により印加される転写出力（画像形成に用いられる用紙の紙種）に基づいて、適切な除電出力が設定される。したがって、除電むらに起因する異常画像の発生を防止できる。また、除電出力が過剰となるのを防止できるので、オゾン発生量の増加や除電電極の汚れ促進による放電むらの発生を防止できる。

また、画像形成装置１は、複数の除電出力に対して当該除電出力による除電性能の適否を、感光体電位と転写出力の組み合わせに対応付けた複数の除電性能判定テーブルを備える（図４〜図６参照）。制御部１７は、除電性能判定テーブルに従って、現在の感光体電位と転写出力の組み合わせに適した除電出力を設定する（図８参照）。これにより、適切な除電出力を容易に設定することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、除電性能判定テーブルは、画像形成に用いられる用紙の実際の抵抗に基づいて補正されるようにしてもよい。転写出力（転写電流）と感光体電位が同じでも、用紙の抵抗が小さくなると非通紙領域に流れる電流（正電荷）の比率が下がり、除電前の感光体電位差が小さくなるためである。具体的には、通紙時及び非通紙時における転写電流と転写電圧から用紙の抵抗を算出し、算出された用紙の抵抗に基づいて基準となる除電性能判定テーブル（例えば図４〜図６）を補正する。これにより、実際の用紙の抵抗を考慮して除電性能の適否が判定されるので、適切な除電出力をより正確に設定することができる。

図９は、除電性能判定テーブルの補正態様の一例を示す図である。図９Ａは基準となる除電性能判定テーブルを示し（図４Ａと同じ）、図９Ｂは基準より抵抗上昇が大きい場合の除電性能判定テーブルを示し、図９Ｃは基準より抵抗上昇が小さい場合の除電性能判定テーブルを示す。
図９Ｂに示すように、図９Ａに示す除電性能判定テーブルを生成する際の通紙による抵抗上昇を基準として、通紙による抵抗上昇が大きくなる場合は、除電性能が適切であると判定される領域（感光体電位差が５０Ｖ未満の領域）が小さくなるように補正される。また、図９Ｃに示すように、図９Ａに示す除電性能判定テーブルを生成する際の通紙による抵抗上昇を基準として、通紙による抵抗上昇が小さくなる場合は、除電性能が適切であると判定される領域が大きくなるように補正される。

また例えば、図７又は図８に示す除電出力設定処理において、除電出力が最も大きい除電性能判定テーブル（判定テーブル３）を参照し、感光体電位差が５０Ｖ以上、すなわち除電不足になると判定された場合（図７のステップＳ１０８で“ＮＯ”、図８のステップＳ２０６で“ＮＯ”）に、先行する画像と次の画像との紙間を拡げるようにしてもよいし、画像形成速度（プロセス速度）を低下させるようにしてもよい。
紙間を拡げた場合、感光ドラム２１３に流入する単位面積当たりの転写電荷（正電荷）が少なくなるので、転写出力又は帯電出力を変更することなく、十分な除電性能を確保することができる。また、画像形成速度を低下させた場合、除電装置２１６における放電領域を感光ドラム２１３が通過する時間が長くなるので、転写出力又は帯電出力を変更することなく、十分な除電性能を確保することができる。なお、紙間又は画像形成速度を調整するとともに、転写出力又は帯電出力を調整するようにしてもよい。

また、本発明は、Ｃ成分（シアン）、Ｍ成分（マゼンタ）、Ｙ成分（イエロー）、及びＫ成分（ブラック）用の４つの感光ドラム上にそれぞれ形成された各色成分のトナー像を用紙に直接転写することにより画像を形成するカラー画像形成装置に適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
１１ 画像読取部
１２ 操作表示部
１３ 画像処理部
１４ 給紙部
１５ 排紙部
１６ 用紙搬送部
１７ 制御部
２０ 画像形成部
２１ トナー像形成部
２１１ 露光装置（露光部）
２１２ 帯電装置（帯電部）
２１３ 感光ドラム（感光体）
２１４ 現像装置（現像部）
２１６ 除電装置（除電部）
２１７ 感光体電位検出部
２２ 転写部
２３ 定着部

Claims (11)

1. 感光体と、
   感光体の表面を帯電する帯電部と、
   帯電後の前記感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光部と、
   前記静電潜像を反転現像により顕像化して前記感光体にトナー像を形成する現像部と、
   前記感光体に接触する転写部材を有し、この転写部材に転写出力を印加することにより前記感光体上のトナー像を用紙に転写する転写部と、
   転写後に前記感光体の表面に残留する電荷を、放電により除去する除電部と、
   前記感光体の感光体電位と前記転写出力に基づいて、前記除電部の除電出力を設定する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体の帯電後の表面電位を検出する感光体電位検出部を備え、
   前記制御部は、前記感光体電位検出部の検出結果と前記転写出力に基づいて、前記除電部の除電出力を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. 複数の除電出力に対して当該除電出力による除電性能の適否を、前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対応付けた複数の除電性能判定テーブルを備え、
   前記制御部は、前記除電性能判定テーブルに従って、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに適した除電出力を設定する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の除電性能判定テーブルは、前記感光体の使用履歴ごとに設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、画像形成に用いられる用紙の抵抗値に基づいて、前記除電性能判定テーブルを補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記複数の除電性能判定テーブルのうちの一つを基準テーブルとして参照して、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対する除電性能の適否を判定し、除電性能が適正でないと判定した場合は参照した前記除電性能判定テーブルよりも除電出力が大きい除電性能判定テーブルを参照して除電性能の適否を判定し、除電性能が適正であると判定した場合は参照した前記除電性能判定テーブルに対応する除電出力を設定することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記複数の除電性能判定テーブルは、前記感光体の使用履歴ごとに設けられ、
   前記制御部は、前記感光体の使用履歴に応じて前記基準テーブルを選択することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、除電出力が最も大きい除電性能判定テーブルを参照して、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対する除電性能の適否を判定し、除電性能が適正でないと判定した場合は、前記帯電部における帯電出力を増加させることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、除電出力が最も大きい除電性能判定テーブルを参照して、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対する除電性能の適否を判定し、除電性能が適正でないと判定した場合は、前記転写部における転写出力を低下させることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、除電出力が最も大きい除電性能判定テーブルを参照して、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対する除電性能の適否を判定し、除電性能が適正でないと判定した場合は、先行する画像と次の画像との紙間を拡げることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、除電出力が最も大きい除電性能判定テーブルを参照して、現在の前記感光体電位と前記転写出力の組み合わせに対する除電性能の適否を判定し、除電性能が適正でないと判定した場合は、画像形成速度を低下させることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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