JP2017009667A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電前露光により形成される像担持体の表面電位における電位ムラを低減することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１露光部１７が第１像担持体１１に照射する光に、第２像担持体３１で反射してから第１像担持体１１に照射される反射成分が含まれる画像形成装置において、第１露光部１７が発する光の光量は、第２像担持体３１において第１露光部１７の光を第１像担持体１１に向けて反射する反射部に現像剤像がある場合に、第１露光部１７に露光され、帯電部に帯電されたのち、第２露光部１３の露光によって形成される第１像担持体１１の表面電位の絶対値が、予め定められた静電像電位の絶対値より小さくなる光量であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関する。

一般的な画像形成装置の構成として、感光ドラムなどの感光体（像担持体）を露光装置によって露光して形成した静電潜像（静電像）に、トナーを付着させてトナー像（現像剤像）を形成する構成が知られている。このような画像形成装置において、感光体の帯電前の表面を比較的高い露光強度で一様に露光して、前回の画像形成時における帯電や静電潜像の痕跡を解消させる帯電前露光装置（以下、前露光装置）を備えた画像形成装置が実用化されている（特許文献１）。前露光装置は、露光によって感光体の電荷発生層の全域に電荷キャリアを発生させて放電を起こし、表面に残留した電荷を散らして電位の不均一性を解消することで、その後の帯電による帯電電位の一様性を高める。

特開平１−８４２８４号公報

近年、技術の進歩により画像形成装置の小型化が推進され、特にタンデム型フルカラー機などでは感光ドラム間のピッチが極限まで狭まめられた構成が採用される場合がある。それに伴い、帯電手段などの各部材の配置の関係によっては、前露光装置から照射する光の全てを直接感光ドラムへ照射することができない場合がある。すなわち、直接感光ドラムへ露光する成分（以後、直射成分）と、転写媒体（中間転写ベルトや紙（記録材）など）に反射した後に感光ドラムへ露光する成分（以後、反射成分）の２種類の照射光が合わさって感光ドラムへと露光されることになる。この場合、転写媒体にトナー像がある部分では、反射成分が吸収され減少してしまい、トナー像のない部分よりも弱い前露光光量となり、長手でトナー像がある部分とない部分で一様な前露光光量を照射することができなくなる。すなわち、照射される前露光光量が感光ドラム１周目の画像のある部分とない部分で異なってしまうことで、感光ドラム２周目以降に前露光後の電位ムラが生じ、ドラムゴーストの発生につながる。

本発明の目的は、帯電前露光により形成される像担持体の表面電位における電位ムラを低減することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤像を担持するための第１像担持体と、
前記第１像担持体から前記現像剤像が転写される第２像担持体と、
前記第１像担持体を露光する第１露光部と、
前記第１露光部に露光された前記第１像担持体を帯電する帯電部と、
前記帯電部に帯電された前記第１像担持体を露光して静電像を形成する第２露光部と、
前記静電像を前記現像剤像に現像する現像部と、
前記第１像担持体に担持された前記現像剤像を前記第２像担持体に転写させる転写部材と、
を備え、
前記第１露光部が前記第１像担持体に照射する光に、前記第２像担持体で反射してから
前記第１像担持体に照射される反射成分が含まれる画像形成装置において、
前記第１露光部が発する光の光量は、前記第２像担持体において前記第１露光部の光を前記第１像担持体に向けて反射する反射部に前記現像剤像がある場合に、前記第１露光部に露光され、前記帯電部に帯電されたのち、前記第２露光部の露光によって形成される前記第１像担持体の表面電位の絶対値が、予め定められた静電像電位の絶対値より小さくなる光量であることを特徴とする。

本発明によれば、帯電前露光により形成される像担持体の表面電位における電位ムラを低減することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の構成概略図 本発明の実施例における画像形成時の電圧設定の説明図 本発明の実施例１における帯電前電位の算出方法の説明図 本発明の実施例１における前露光光量の制御方法の説明図 本発明の実施例１における帯電前電位の説明図 前露光装置に流れる電流量と感光ドラム表面電位との関係図 本発明の実施例２における前露光光量の制御方法の説明図 本発明の実施例２における帯電電流量と感光ドラム帯電量との関係図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この発明は、実施例に記載されている構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の構成でも実施できる。すなわち、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。例えば、この発明は、以下の実施例で示す中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、感光体から記録材へ直接転写する画像形成装置、記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置でも実施することができる。なお、以下の実施例では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。すなわち、この発明を実施するための形態は、発明が適応される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞ 転写電流検知による前露光光量制御
（画像形成装置全体構成）
図１（ａ）は、本発明の実施例に係る画像形成装置全体の構成を説明する模式的断面図、図１（ｂ）は、感光ドラム周辺構成（帯電装置、潜像露光装置、現像装置、転写装置、前露光装置）を説明するための図である。

図１（ａ）に示すように、本実施例に係る画像形成装置１００は、中間転写ベルト３１の直線区間に４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型フルカラー複写機である。最も上流側の画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１１Ｍにマゼンダトナー像が形成されて中間転写ベルト３１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１１Ｃ、１１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト３１に一次転写される。中間転写ベルト３１に一次転写された４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐに一括二次転写される。

記録材Ｐは、給紙カセット２１から１枚ずつ取り出されて、レジストローラ２５によって二次転写部Ｔ２へ給送される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、排紙ローラ４４を経て排出トレイ３８へ排出される。分離装置２３は、各種サイズの記録材Ｐを積載可能な給紙カセット２１からピックアップローラ２２によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２５へ向かって送り出す。レジストローラ２５は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト３１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを挟持搬送して、二次転写部Ｔ２へ給送する。

中間転写ベルト３１は、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂で無端状に形成され、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を担持して、記録材Ｐへの二次転写が行われる二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト３１の周速は、２００ｍｍ／ｓｅｃであり、一次転写部Ｔ１の軸方向の長さは２５０ｍｍである。中間転写ベルト３１は、テンションローラ３３、駆動ローラ３２、及びバックアップローラ３４に支持され、不図示のパルスモータに駆動されて所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。

二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介してバックアップローラ３４に圧接回転して、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３６との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２では、中間転写ベルト３１のトナー像に重ねて記録材Ｐが挟持搬送される。中間転写ベルト３１の負極性に帯電したトナー像は、不図示の電源から二次転写ローラ３６へ正極性の電圧を印加することにより、記録材Ｐへ二次転写される。バックアップローラ３４は、二次転写部Ｔ２の下流側で、中間転写ベルト３１の循環経路を折り曲げて、中間転写ベルト３１に付着した記録材Ｐを曲率分離させる。クリーニング装置４７は、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト３１に残留した転写残トナーを除去して次回の一次転写に備える。

定着装置４０は、中心にサーモヒータを配置した加熱ローラ４１に加圧ローラ４２をバネ付勢により圧接して定着部を形成する。定着部は、二次転写部Ｔ２から受け入れたトナー像を二次転写された記録材Ｐを挟持搬送して加熱加圧し、記録材Ｐの表面にトナー像を定着させる。画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックとそれぞれ異なる以外は同一の構成である。以下では、画像形成部ＰＫについて説明し、他の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣについては、説明中の符号末尾のＫを、Ｙ、Ｍ、Ｃに読み替えて説明されるものとする。

図１（ｂ）に示すように、画像形成部ＰＫは、感光ドラム１１Ｋの周囲に、帯電ローラ１２Ｋ、露光装置１３、現像装置１４Ｋ、一次転写ローラ３５Ｋ、クリーニング装置１６Ｋを配置する。

感光ドラム１１Ｋ（第１像担持体）は、接地電位に接続された（直径３０ｍｍ）のアルミニウム製のシリンダ１１Ｋの外周面に帯電極性が負極性の感光層１１ｈを形成してある。感光ドラム１１Ｋは、両端部をフランジによって回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置（帯電部）は、感光ドラム１１Ｋに圧接して従動回転する帯電ローラ１２Ｋ（帯電部材）を用いて感光ドラム１１Ｋの表面を一様な電位に帯電させる。このように、本実施例の帯電手段としての帯電装置は接触帯電方式であるため、感光ドラム１１Ｋは、帯電手段に印加される帯電電圧まで一様に帯電される。帯電ローラ１２Ｋの表層１２ｈは、
カーボンブラック等の導電剤を分散混入させて抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに調整した導電性ゴムを用いて１〜２ｍｍの厚さに形成されている。帯電ローラ１２Ｋは、表層１２ｈの弾性を利用して隙間無く感光ドラム１１Ｋに当接して帯電ムラを発生させない。

露光装置１３（第２露光部）は、ブラックの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１Ｋの表面に画像の静電潜像（静電像）を書き込む。
現像装置１４Ｋ（現像部）は、負極性に帯電したトナー（現像剤）を感光ドラム１１Ｋに供給して静電潜像の露光部分に付着させることにより、静電潜像をトナー像（現像剤像）として反転現像する。現像装置１４Ｋは、感光ドラム１１Ｋに対向配置され、トナーを薄層状態で担持した現像ローラ１５Ｋを、感光ドラム１１Ｋに対して従動方向に回転させる。

現像ローラ１５Ｋ（現像部材）は、芯金外周面上に導電性弾性層（基層）１５ｂが固定され、基層となる導電性弾性層１５ｂは、原料主成分としてシリコーンゴムを用いている。また、基層とする導電性弾性層を形成するゴム成型体の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、１５〜７０°の範囲に選択する。さらに、この導電性弾性層１５ｂの外周面に導電性表面層（表層）１５ｈを積層した構造に構成され、導電性表面層１５ｈはポリウレタンで形成さている。電源（回路）Ｄ４は、商用交流電源Ｖ１から電力を得て、負極性の直流電圧を現像ローラ１５Ｋに印加し、現像ローラ１５Ｋが担持するトナー（現像剤）を感光ドラム１１Ｋの表面の静電潜像に移動させる。

一次転写ローラ３５Ｋ（転写部材）は、中間転写ベルト３１を介して感光ドラム１１Ｋに圧接して感光ドラム１１Ｋと中間転写ベルト３１との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ３５Ｋは、一次転写部Ｔ１を通過するトナー像に重ね合わせて中間転写ベルト３１を挟持する。一次転写ローラ３５Ｋは、イオン導電系の導電剤を分散させて抵抗値を５×１０^７Ωに調整したウレタンスポンジの表層３５ｈを直径８ｍｍの芯金に被せて外径１６ｍｍに形成されている。電源（回路）Ｄ１は、商用交流電源Ｖ１から電力を得て、一次転写ローラ３５Ｋに正極性の直流電圧を印加し、感光ドラム１１Ｋの負極性に帯電したトナー像を中間転写ベルト３１へ一次転写する。電流検知回路Ａ１は、電源Ｄ１から一次転写ローラ３５Ｋに流れ込む電流を制御部に出力する。

クリーニング装置１６Ｋは、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１１Ｋの表面に残留した転写残トナーを除去して、次回のトナー像形成に備えさせる。クリーニング装置１６Ｋは、クリーニングブレード１６ｅを感光ドラム１１Ｋに対してカウンタ方向に摺擦させるカウンターブレード方式である。クリーニングブレード１６ｅは、ウレタンを主体とした厚さ３ｍｍの弾性ブレードで、感光ドラムに対して、線圧約４０ｇ／ｃｍの押圧で当接され自由長は１０ｍｍである。

前露光装置１７Ｋ（第１露光部）は、感光ドラム１１Ｋの回転方向に沿ったクリーニング装置１６Ｋの上流側に配置される。前露光装置１７Ｋは、感光ドラムに対向した位置に設置された基板上にＬＥＤを感光ドラム１１Ｋの軸方向に整列させたアレイ状光源で構成される発光体である。さらに前露光装置１７Ｋは、光源波長が４００〜６００ｎｍにピークを有し、光源に印加する電圧を調整することで、感光ドラム１１Ｋの表面における露光光量を１０ｍｃｄ〜５０ｍｃｄの範囲で調節できる。電圧をＯＦＦすると露光光量は０ｍｃｄである。

また、前露光装置１７Ｋは、一次転写部Ｔ１で転写しきれなかった極微量の転写残トナーの上から感光ドラム１１Ｋの表面全体を一様に露光して、電荷発生層に電荷キャリアを発生させて、感動ドラム１１Ｋの表面に放電を起こさせる。放電により、一次転写部Ｔ１
を通過した感光ドラム表面の帯電電位を形成する電荷を散らすことで、感光ドラム１１Ｋの転写残トナーに覆われていない領域の帯電状態が解除される。

制御部１１０は、各ユニットの動作を制御するための不図示の制御基板やモータドライブ基板を備える。前露光制御部２０３は、商用交流電源Ｖ１から電力を得て前露光装置１７Ｋに電力を供給する電源（回路）Ｄ２を制御し、前露光装置１７Ｋに流れる電流量を設定する。帯電高圧制御部２０４は、商用交流電源Ｖ１から電力を得て帯電ローラ１２Ｋに電圧を印加する電源（回路）Ｄ３を制御し、帯電ローラ１２Ｋに印加する電圧の直流成分（帯電電圧Ｖｄ）を設定する。現像高圧制御部２０５は、電源Ｄ４を制御して現像ローラ１５Ｋに印加する電圧の直流成分（現像電圧Ｖｄｃ）を設定する。また、制御部１１０は、転写電流測定部２０１、転写電圧測定部２０２、帯電電流測定部２０６を備える。また、制御部１１０において、以下で説明する前露光装置１７の光量（前露光装置１７Ｋに流れる電流量）の補正にかかわる構成が、本発明の補正部に対応する。

（本実施例における画像形成時の電圧設定）
図２は、本発明の実施例における画像形成時の電圧設定の説明図である。感光ドラム１１Ｋは、図１（ｂ）に示すように矢印Ｒ１方向に２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転し、前露光装置１７Ｋによって表面電位のムラを除電された後に、帯電ローラ１２Ｋによって一様な暗部電位（非画像部電位）Ｖｄに帯電される。本実施例における暗部電位Ｖｄは−６００Ｖである（図２参照）。帯電後、感光ドラム１１Ｋの表面における露光装置１３によって露光された部分は、露光によって感光層に発生した電荷キャリアによって、明部電位（画像部電位）ＶＬまで電荷を除去される。本実施例における明部電位ＶＬは、−２００Ｖである。

現像装置１４Ｋは、現像ローラ１５Ｋに現像電圧Ｖｄｃを印加して、現像電圧Ｖｄｃよりも相対的に正極性となった明部電位ＶＬの部分に、負極性に帯電したトナーを付着させる。トナーは、明部電位ＶＬと現像電圧Ｖｄｃの差分の帯電量を相殺する量だけ明部電位ＶＬの部分に付着して静電潜像をトナー像に現像する。本実施例における現像電圧Ｖｄｃは−４５０Ｖ、トナーの電荷保持量は３０μＣ／ｇである。また、暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの差電圧Ｖｂａｃｋが１５０Ｖ確保されて、暗部電位Ｖｄの部分へトナーが付着するかぶり不良が阻止されている。転写ローラ３５Ｋは、感光ドラム１１Ｋから転写ベルト３１へ負極性に帯電したトナーを転写させるため、転写電圧Ｖｔｒは＋１，０００Ｖに設定されている。

（本実施例の特徴）
本発明の実施例１では、電流検知部として、トナー像の一次転写に用いる定電圧の設定を行うために設けられた高精度の電流検知システム（電流検知回路Ａ１、転写電流測定部２０１）を用いて感光ドラム１１Ｋの帯電前電位を算出する。そして、転写電流測定部２０１は、電源Ｄ１から一次転写ローラ３５Ｋに流れ込む電流を電流検知回路Ａ１により検知し、中間転写ベルト３１を介した一次転写ローラ３５Ｋと感光ドラム１１Ｋとの当接部（一次転写部）を流れる転写電流量を測定する。検知のタイミングは、感光ドラム１１Ｋにおいて帯電前露光、帯電、帯電後露光を経た領域が、一次転写ローラ３５Ｋとの当接領域（対向領域）を通過するときである。なお、本実施例は、第２像担持体として中間転写ベルト３１（中間転写体）を用いる画像形成装置であるが、感光ドラムから記録材へ直接転写する画像形成装置や記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置では、記録材が本発明における第２像担持体に対応する。

図３を参照して、測定した転写電流量から帯電前電位を算出する具体的な方法を説明する。図３（ａ）は、実施例１における転写電流量と感光ドラム表面電位との関係図である。図３（ｂ）は、実施例１における転写電流量の差分値ΔＩｔｒと感光ドラム表面電位と
の関係図である。まず、転写電流量と感光ドラム表面電位とは図３（ａ）に示すような線形関係となっており、感光ドラム表面の電位が高ければ、転写電圧との電位差が大きくなるため、感光ドラムと中間転写ベルトとの間に流れる転写電流量も大きくなる。また、転写電圧が大きくなる場合も電位差が大きくなるため、転写電流量も大きくなる。そこで、予め暗部電位Ｖｄの時の転写電流量Ｉ_ｄを測定し、その後の測定では転写電流量Ｉ_ｄとの差分した値（ΔＩ_ｔｒ）を採用することで転写電圧の絶対値に影響されずに表面電位の変化量を安定して検知することができる（図３（ｂ）参照）。以下の説明におけるドラム表面電位の個々の値の導出（転写電流値の検出）では、ここで説明した手法が用いられる。

図４〜図６を参照して、転写電流検知結果から適正な帯電前電位となるような前露光光量にするための制御方法ついて、ステップ１（図４（ａ））とステップ２（図４（ｂ））の２段階の動作と、ステップ３での制御処理方法を説明する。図４（ａ）は、実施例１における第２の検知結果を得るための動作説明図である。図４（ｂ）は、実施例１における第３の検知結果を得るための動作説明図である。図５（ａ）は、実施例１における転写ベルト上にトナーがないときの帯電前電位の説明図である。図５（ｂ）は、実施例１における転写ベルト上にトナーがあるときの帯電前電位の説明図である。図６は、実施例１における前露光装置に流れる電流量と感光ドラム表面電位との関係図である。

なお、ステップ１の開始に先立ち、露光装置１３をＯＦＦ、前露光装置１７ＫをＯＮにした状態で、感光ドラム１１Ｋを数回転させて、直前までの画像形成の履歴を感光ドラム１１Ｋから完全に消去し、その後前露光装置１７ＫもＯＦＦにした状態にしておく。

（ｉ）ステップ１：前露光光量の直射成分＋反射成分の測定
帯電ローラ１２Ｋにより所定の帯電条件にて感光ドラム１１Ｋの表面電位が暗部電位Ｖｄとなるように帯電し、露光装置１３をＯＦＦすることで静電潜像を全白画像とする。そして、感光ドラム１１Ｋ表面の帯電領域が、現像ローラ１５Ｋとの対向部を通過後、一次転写部を通過するときに、転写電流測定部２０１によって転写電流量を測定する。この測定値を、ステップ１の第１の検知結果（Ｖｄ＝−６００Ｖでの転写電流値）とする。そして、前露光装置１７Ｋによる、予め設定された所定の前露光光量（第１の前露光光量、補正前光量）の露光によって、感光ドラム１１Ｋの表面電位を前露光後電位Ｖｐ１にする（図４（ａ）参照）。

本実施例では、第１の前露光光量は、前露光装置１７Ｋに流れる電流値が１μＡとなるように設定している。これは、図６に示すように、前露光装置１７Ｋに流れる電流値が３μＡ以下の部分で検知する方が感光ドラム表面電位の感度が高く、電流値と表面電位の関係が線形であり、より高い精度の検知が可能となるためである。

次に、感光ドラム１１Ｋの前露光部を、その電位を保たせたまま、一次転写部で転写電流検知することができるように、帯電装置と露光装置１３をＯＦＦ状態にし、現像ローラ１５Ｋ（現像装置１４Ｋ）を感光ドラム１１Ｋから離間させる。その後、感光ドラム１１Ｋの前露光部が一次転写部を通過するときの転写電流量を測定し、ステップ１の測定結果２とする。このときの帯電条件と現像条件は通常画像形成時の印加電圧にするのが好ましい。次に、ステップ２に移行する。

（ｉｉ）ステップ２：前露光光量の直射成分のみの測定
帯電ローラ１２Ｋにより所定の帯電条件にて感光ドラム１１Ｋを帯電し、現像ローラ１５Ｋに暗部電位Ｖｄと等電位の現像電圧を印加する。こうすることで、現像ローラ上の負極性のトナーを感光ドラム１１Ｋに地かぶらせ、感光ドラム表面の長手全域に濃度０．８以上のハーフトーン画像を前露光直射成分検知用画像として現像する。そして、現像装置１４Ｋによって現像された感光ドラム１１Ｋ上のトナー像は、一次転写部を通過する際に
転写ベルト３１に転写され、一次転写部下流側へと搬送される。ちなみに検知用画像はタンデム式フルカラー画像形成装置の上流側の画像形成部（上流側の画像形成部の感光ドラム１１が本発明の第３像担持体に対応する）で形成した全黒画像などでも代用でき、これに限るものではない。

次に、転写ベルト３１上に前述したトナー像がある状態において、前露光光量が第１の前露光光量の前露光装置１７Ｋによって前露光後電位にする。このときの前露光光量は転写ベルト３１で反射する成分が転写ベルト３１上のトナー像によって吸収されてほぼ０になってしまう。そのため、反射成分と直射成分を合算した前露光光量は低下し、前露光後電位はＶｐ２となる（図４（ｂ）参照）。その後、感光ドラム１１Ｋの前露光された部分を、その電位を保たせたまま、一次転写部で転写電流検知できるように、帯電装置と露光装置１３をＯＦＦ状態にし、現像ローラ１５Ｋ（現像装置１４Ｋ）を感光ドラム１１Ｋから離間させる。感光ドラム１１Ｋの前露光部が一次転写部を通過するときの転写電流量を測定することで、ステップ２の測定結果３を得る。このときの帯電条件と現像条件も通常画像形成時の印加電圧にするのが好ましい。

（ｉｉｉ）ステップ３：前露光光量の補正制御
ステップ１では直射成分＋反射成分の前露光光量での帯電前電位の放電量（Ｖｄ−Ｖｐ１）（第１変化量）、ステップ２では直射成分のみの帯電前電位の放電量（Ｖｄ−Ｖｐ２）（第２変化量）がそれぞれ分かる。これらステップ１とステップ２の測定結果から、直射成分と反射成分の光量と割合（比率）がそれぞれ分かる。本実施例において、直射成分と反射成分の光量は、直射成分＝８０Ｖ、反射成分＝１２０Ｖの放電効果があることがわかる。また、割合は直射成分：反射成分＝２：３となる（図５（ａ）参照）。そして、補正手段の一つである前露光制御部２０３によって、反射成分の光量が露光装置１３によって静電潜像電位（静電像電位）ＶＬにする光量と同じになるように補正をする。これにより、転写ベルト３１上の画像部と非画像部の影響を受けても、前露光後電位（帯電前電位）を一様にすることができる。

ここで、暗部電位Ｖｄから静電潜像電位Ｖｌにするために必要な光量は４００Ｖである。したがって、反射成分の光量が４００Ｖ分に相当するように第１の前露光光量の１０／３倍（４００Ｖ／１２０Ｖ）の前露光光量に補正すればよいことが分かる（図５（ｂ）参照）。このときの前露光光量を第２の前露光光量（補正後光量）とし、前露光装置１７Ｋに流れる電流量を補正して、次からの画像形成条件に反映する。

以上まとめると、ステップ１とステップ２によって、前露光装置１７Ｋの前露光光量の反射成分の光量を算出し、直前の画像パターンの影響を受けないような前露光光量を見積もって補正をする。こうすることで、前露光後の電位ムラをなくし、ドラムゴーストの発生を抑制することができる。

（本実施例の優れた点）
本実施例では、前露光装置１７の光量を次のような光量に設定する。すなわち、前露光装置１７の光の直射成分のみの光量で感光ドラム１１を露光した場合に、その前露光後、帯電、露光装置１３の露光を行うことで形成される感光ドラム１１の表面電位の絶対値が、所定の静電潜像電位の絶対値より小さくなるような光量である。より具体的には、前露光の光の光量を、該光量のうち反射成分に相当する光量が、ドラム表面電位を予め定められた基準電位（暗部電位：−６００Ｖ）から静電潜像電位（−２００Ｖ）にするのに必要な光量と同じになるような光量に設定する。設定のやり方としては、例えば、製品の初期設定値のような予め定められた補正前光量を補正して補正後光量を取得し、取得した補正後光量を装置に設定する構成としてよい。これにより、製品出荷時に画一的に設定された値を、個々の製品に最適な値に補正することができる。

具体的には、補正前光量の露光によって生じるドラム表面電位の変化量を、転写ベルト３１において、前露光装置１７の光を感光ドラム１１に向けて反射する反射部にトナー像が形成されている場合と形成されていない場合についてそれぞれ求める。これら変化量により、本画像形成装置の装置構成における前露光光の直射成分と反射成分の比率（本実施例では２：３）を求めることができる。また、補正前光量における直射成分に相当する光量（本実施例では８０Ｖ）と反射成分に相当する光量（本実施例では１２０Ｖ）とを求めることができる。これら取得された比率と光量とから、補正後光量を上述した光量にするために、補正前光量をどの程度補正すればよいか知ることができる。本実施例では、前露光光量の反射成分が、補正前光量の１２０Ｖに対し、補正後光量において、基準電位から静電潜像電位にするのに必要な光量と同じ光量４００Ｖとなればよい。したがって、補正前光量全体（直射成分＋反射成分：２００Ｖ）を１０／３倍（４００Ｖ／１２０Ｖ）した補正後光量となるように、前露光装置１７の光量を設定すればよい。

感光ドラムの表面電位は、露光光量がどんなに強くても、図３（ａ）、図５（ｂ）に示すように、略−１００Ｖの辺りでサチレートする特性を有している。したがって、前露光光量をただ単純に大きくするだけでも、帯電後露光による形成電位を所定の静電像電位より小さくすることは可能である。しかし、このような設定方法では、感光ドラム表層の感度低下や電力消費の増大を招くことが懸念される。本実施例では、前露光光量を必要最低限の強さに設定することができるので、過度な露光による感光ドラム表層の感度低下や電力消費の増大を招くことなく、帯電後露光により形成される表面電位を所望の電位にすることが可能となる。

このような設定により、前露光装置１７の光の光量のうち反射成分による照射が見込めないような状態でも、帯電露光後のドラム表面電位における明部電位の絶対値の大きさを、静電潜像電位（−２００Ｖ）の絶対値よりも小さい値に落とすことができる。なお、前露光において反射成分の照射光量が低下する状態としては、本実施例のような中間転写方式の装置では、転写ベルト３１において、前露光装置１７の光を感光ドラム１１に向けて反射する反射部にトナー像が形成されている場合である。また、直接転写方式や記録材搬送ベルト方式などの画像形成装置では、記録材の搬送路上に、前露光装置１７の光を感光ドラム１１に向けて反射する反射部が形成されるような装置構成において、前露光光量の低下を生じることが想定される。すなわち、該反射部に記録材が位置し、該記録材にトナー像が形成されていると、該トナー像を形成するトナーに光が吸収されることで、反射成分に相当する光量の低下がすることが考えられる。

＜実施例２＞ 帯電電流検知による前露光制御
図７、図８を参照して、本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。図７（ａ）は、実施例２における第１の検知結果を得るための動作説明図である。図７（ｂ）は、実施例２における第２の検知結果を得るための動作説明図である。図８は、実施例２における帯電電流量と感光ドラム帯電量との関係図である。実施例２において実施例１と共通する構成については再度の説明を省略する。実施例２についてここで説明しない事項は実施例１と同様である。

本実施例に係る画像形成装置は、図１、図２を用いて説明した画像形成装置１００において、帯電ローラ１２Ｋに流れ込む電流を検知して帯電前露光に起因する感光ドラムの帯電前電位を算出する構成となっている。帯電ローラ１２は、実施例１と同様の構成であり、検知手段の一例である電流検知回路Ａ２、帯電電流測定部２０６は、直流電圧によって帯電ローラ１２Ｋ表面と感光ドラム１１Ｋ表面との間に流れる帯電電流を検知する。検知のタイミングは、帯電ローラ１２Ｋに直流電圧を印加して帯電させた感光ドラム１１Ｋ表面領域が再び帯電ローラ１２Ｋとの対向領域へ戻って来た際である。

実施例２では、転写媒体上に検知用画像がある場合とない場合の前露光装置１７Ｋから照射される光量の違いによる感光ドラム１１Ｋの帯電前電位の差を求めることで、前露光光量の直射成分と反射成分を求めることができる。また、転写媒体上に検知用画像がある場合とない場合とは、ほぼ同時期に測定されるので、前露光の照射による減衰量を、帯電ローラ１２Ｋ、感光ドラム１１Ｋの同一抵抗条件で正確に測定できる。

実施例１と同様に、感光ドラム１１Ｋは、前露光装置から光を照射していない場合に帯電電位の減衰がほとんど発生しない。このため、帯電ローラ１２Ｋに印加している帯電電圧と帯電電流とから、感光ドラム１１Ｋの帯電前電位を正確に測定できる。感光ドラム１１Ｋの帯電前電位を上昇するのに必要な帯電電流量との関係は、図８にて示すように正確に設定できる。たとえば、表面電位＝−４００Ｖの状態から表面電位＝Ｖｄ＝−６００Ｖにするために必要な−２００Ｖ分を帯電するためには、帯電電流は３０００μＡ流れるということになる。

帯電電流検知結果から適正な表面電位となるような前露光光量にするための制御方法ついて、ステップ１（図７（ａ））とステップ２（図７（ｂ））の２段階の動作と、ステップ３での制御処理方法を説明する。

（ｉ）ステップ１：前露光光量の直射成分＋反射成分の測定
ステップ１の制御では、図７（ａ）に示すように、直流電圧が印加された帯電ローラ１２Ｋによって帯電された感光ドラム１１Ｋの表面が、前露光装置１７Ｋによって画像形成時と同じ前露光光量を受け、前露光後電位はＶｐ１となる。そして、感光ドラム１１Ｋ表面における前露光された領域が、再度帯電ローラ１２Ｋとの対向領域に到達して通過する過程で、帯電ローラ１２Ｋに流れる帯電電流を検知することで帯電領域の表面電位が検知される。このときに検知されるのは、暗部電位Ｖｄにするのに必要な電流量である。帯電電流量と感光ドラムの表面電位は、図８に示すような線形の関係となっており、電流量を検知することで、感光ドラム１１Ｋの表面電位を算出することができる。本実施例では電圧設定ならびに前露光光量は画像形成時と同じとしているが、これに限るものではない。制御部１１０は、ステップ１の制御を実行し終わると、ステップ２の制御を実行する。

（ｉｉ）ステップ２：前露光光量の反射成分のみの測定
ステップ２の制御では、図７（ｂ）に示すように、帯電ローラ１２Ｋにより画像形成時と同じ帯電条件にて感光ドラム１１Ｋを帯電し、現像ローラ１５Ｋの現像電圧を暗部電位Ｖｄと同じになるように設定する。こうすることで、現像ローラ１５Ｋ上の負極性のトナーを感光ドラム１１Ｋに地かぶらせ、長手全域に濃度０．８以上のハーフトーン画像を前露光検知用画像として現像する。そして、現像ローラ１５Ｋによって現像された感光ドラム１１Ｋ上のトナー像は一次転写部を通過する際に転写ベルト３１に転写され、一次転写部下流側へと搬送される。ちなみに検知用画像は上流側の画像形成部で形成した全黒画像などでも代用でき、これに限るものではない。

次に、転写ベルト３１上に前述したトナー像がある状態において、直流電圧が印加された帯電ローラ１２Ｋによって帯電された感光ドラム１１Ｋの表面を、前露光装置１７Ｋによって露光して前露光後電位にする。このときの前露光光量は転写ベルト３１で反射する成分が転写ベルト３１上のトナー像によって吸収されてほぼ０になってしまう。そのため、反射成分と直射成分を合算した前露光光量は低下し、前露光後電位はＶｐ２となる。そして、感光ドラム１１Ｋの前露光された領域が、再度帯電ローラ１２Ｋとの対向部に到達して通過する過程で、帯電ローラ１２Ｋに流れる帯電電流を検知する。これにより、暗部電位Ｖｄにするために必要な表面電位分が算出され、帯電領域の表面電位が検知される。制御部１１０は、ステップ２の制御を実行し終わると、ステップ３の制御を実行する。

（ｉｉｉ）ステップ３：前露光光量の補正制御
ステップ１では前露光光量の直射成分＋反射成分による表面電位の放電量（Ｖｄ−Ｖｐ１）、ステップ２では前露光光量の直射成分のみによる表面電位の放電量（Ｖｄ−Ｖｐ２）が測定される。これらの測定結果から、ステップ３の制御では、直射成分と反射成分の光量と割合をそれぞれ算出する。本実施例では直射成分＝８０Ｖ、反射成分＝１２０Ｖの放電効果があることがわかる。また、割合は直射成分：反射成分＝２：３となる（図５（ａ）参照）。そして、補正手段の一つである前露光制御部２０３によって、反射成分の光量が露光装置によって静電潜像電位ＶＬにするための光量と同じになるように補正をする。これにより、転写ベルト３１上の画像部と非画像部における前露光後の電位ムラをなくすことができる。

ここで、暗部電位Ｖｄから静電潜像電位Ｖｌにするために必要な反射成分の光量は４００Ｖである。したがって、反射成分の光量が４００Ｖ分に相当するように第１の前露光光量の１０／３倍（４００Ｖ／１２０Ｖ）の前露光光量に補正すればよいことが分かる（図５（ｂ）参照）。そして、補正した前露光光量を得るために必要な前露光装置１７Ｋに流れる電流量を算出して、次からの画像形成条件に反映する。

１１…感光ドラム（第１像担持体）、１２…帯電ローラ（帯電部材）、１３…露光装置（第２露光部）、１４…現像装置（現像部）、１５…現像ローラ（現像部材）、１７…前露光装置（第１露光部）、３１…１次転写ベルト（第２像担持体、中間転写体）、３５…１次転写ローラ（転写部材）、Ｐ…記録材（第２像担持体）、１００…画像形成装置、１１０…制御部

Claims (13)

1. 現像剤像を担持するための第１像担持体と、
   前記第１像担持体から前記現像剤像が転写される第２像担持体と、
   前記第１像担持体を露光する第１露光部と、
   前記第１露光部に露光された前記第１像担持体を帯電する帯電部と、
   前記帯電部に帯電された前記第１像担持体を露光して静電像を形成する第２露光部と、
   前記静電像を前記現像剤像に現像する現像部と、
   前記第１像担持体に担持された前記現像剤像を前記第２像担持体に転写させる転写部材と、
   を備え、
   前記第１露光部が前記第１像担持体に照射する光に、前記第２像担持体で反射してから前記第１像担持体に照射される反射成分が含まれる画像形成装置において、
   前記第１露光部が発する光の光量は、前記第２像担持体において前記第１露光部の光を前記第１像担持体に向けて反射する反射部に前記現像剤像がある場合に、前記第１露光部に露光され、前記帯電部に帯電されたのち、前記第２露光部の露光によって形成される前記第１像担持体の表面電位の絶対値が、予め定められた静電像電位の絶対値より小さくなる光量であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１露光部が発する光の光量は、前記第１露光部が発する光において前記反射成分を含まない直射成分のみの光量の光による照射によって露光され、前記帯電部に帯電されたのち、前記第２露光部の露光によって形成される前記表面電位の絶対値が前記静電像電位の絶対値より小さくなる光量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１露光部が発する光の光量のうち前記反射成分のみの光量が、予め定められた基準電位から前記静電像電位にするのに必要な光量と同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１露光部が発する光の光量は、予め定められた補正前光量を補正した補正後光量であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記補正前光量を前記補正後光量に補正する補正部であって、
   前記反射部に前記現像剤像がない場合に前記補正前光量の露光によって生じる前記表面電位の第１変化量と、前記反射部に前記現像剤像がある場合に前記補正前光量の露光によって生じる前記表面電位の第２変化量と、を取得し、
   前記第１変化量と前記第２変化量とに基づいて、前記補正前光量の光における、前記反射成分を含まない直射成分と、前記反射成分と、の比率を取得し、
   前記比率に基づいて、前記補正前光量を前記補正後光量に補正する補正部を、備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１像担持体と前記第２像担持体との間に流れる電流の値を検知する電流検知部を備え、
   前記第１変化量及び前記第２変化量は、前記第１像担持体において予め定められた基準電位に帯電されたのち前記補正前光量の光で露光された領域が前記第２像担持体との対向領域にあるときに、前記電流検知部が検知する電流値に基づいて取得される前記表面電位と、前記基準電位との差から取得されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記電流検知部は、前記転写部材が前記現像剤像を前記第１像担持体から前記第２像担持体に転写させる際に前記転写部材に流れる電流の値を検知するための電流検知部である
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記帯電部は、前記第１像担持体に当接される帯電部材を有し、
   前記第１像担持体と前記帯電部材との間に流れる電流の値を検知する電流検知部を備え、
   前記第１変化量及び前記第２変化量は、前記帯電部が、前記第１像担持体において予め定められた基準電位に帯電されたのち前記補正前光量の光で露光された領域を、前記領域の前記表面電位が前記基準電位となるように帯電する際に、前記電流検知部が検知する電流値に基づいて取得される前記表面電位と、前記基準電位との差から取得されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記表面電位は、前記電流検知部が検知する電流値と前記表面電位との間の線形関係に基づいて取得されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記現像部は、前記第１像担持体に対向配置され、電圧が印加される現像部材を有し、
    前記第１変化量及び前記第２変化量を取得する際に前記反射部に形成される前記現像剤像は、前記基準電位に帯電されたのち、前記現像部材に前記帯電電位と同じ電位の電圧が印加されることで形成される現像剤像であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 現像剤像を担持する第３像担持体を備え、
    前記第１変化量及び前記第２変化量を取得する際に前記反射部に形成される前記現像剤像は、前記第３像担持体から前記第２像担持体に転写された現像剤像であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 第２像担持体は、前記第１像担持体から転写された前記現像剤像を記録材に転写する中間転写体であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 第２像担持体は、記録材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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