JP2017076067A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の長寿命化を図りながら、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを低減することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、感光体１と、帯電部材２と、現像手段４と、転写手段５と、転写手段５に転写のための転写バイアスを印加する印加手段３１と、転写の後かつ帯電の前の感光体１に光を照射する照射手段１０と、転写バイアスに関する情報と感光体１の感光層１ｂの膜厚に関する情報とに基づいて、照射手段１０により感光体１に照射する光の光量を制御する制御手段３０と、を有し、制御手段３０は、転写バイアスが同じである場合、上記膜厚が第１の値である時の上記光量よりも、上記膜厚が第１の値よりも小さい第２の値である時の上記光量を小さくするように制御を行う構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、感光体（電子写真感光体）の表面が帯電手段によって一様に帯電され、帯電された感光体の表面が露光手段によって画像データに応じて露光されることで感光体の表面に静電潜像が形成される。そして、その静電潜像にトナーが付着させられてトナー像が形成された後に、そのトナー像が紙などの被転写体に転写される。感光体としては、回転可能なドラム型の感光ドラムが広く用いられている。

近年では、感光体の帯電手段として接触帯電方式が主流になっている。この接触帯電方式では、多くの場合、帯電部材（接触帯電部材）として導電性ローラで構成された帯電ローラが用いられる。つまり、感光体に接触して配置された帯電ローラに電圧を印加して感光体を帯電させるローラ帯電方式が広く用いられている。なお、接触帯電方式では、帯電部材と感光ドラムとの間の微小空隙で生じる放電によって、感光ドラムの表面が帯電処理される。そのため、帯電部材として感光体に十分に近接して配置された非接触の帯電部材を用いても、上記同様にして帯電処理を行うことができる（近接帯電方式）。ここでは、接触帯電方式、近接帯電方式を代表して、帯電ローラを用いた接触帯電方式（ローラ帯電方式）を例に説明する。

接触帯電方式には、帯電ローラに直流電圧のみを印加する直流方式と、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加する交流重畳方式とがある。交流重畳方式によれば、感光ドラムの表面電位をより均一にしやすいという利点がある。その反面、交流重畳方式では、直流方式と比較して、微小空隙において発生する放電のエネルギーが大きいため、感光ドラムの表面にダメージを与えやすく、感光ドラムの摩耗量が増大して、感光ドラムの寿命が短くなりやすい。これに対して、直流方式によれば、交流重畳方式と比較して、微小空隙において発生する放電のエネルギーが小さいため、感光ドラムへのダメージも少なく、感光ドラムの長寿命化を達成することができる。したがって、感光ドラムの長寿命化の観点からは、直流方式が望ましい。

しかし、特に直流方式では、次のような課題が生じやすい。つまり、転写工程後の感光体の表面は、転写バイアスによる放電の局所的なムラにより、表面電位が不均一化した潜像ムラが生じていることがある。この状態で次の帯電工程を行うと、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラに対して異常放電が生じ、画像濃度ムラなどの画像不良が発生してしまう可能性がある。

そこで、特許文献１に記載されるように、ＬＥＤなどの光源を有する前露光手段により感光体上に光（除電光）を照射することで、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを除去する技術がある。

特開平８−８７２１５号公報

しかしながら、長期間にわたり必要以上に強い除電光を照射し続けると、感光体の表面の削れ量の増加などの感光体の劣化が促進される。そのため、除電光は、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを十分に除去できる範囲で可及的に小さい光量で照射することが望まれる。そうすることにより、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラによる画像不良の抑制と、感光体の長寿命化と、の両立が可能となる。

したがって、本発明の目的は、感光体の長寿命化を図りながら、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを低減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、本発明は、感光層を備え回転可能な感光体と、前記感光体に接触又は近接して配置され直流電圧が印加されて前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電の後に前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体に形成されたトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、前記転写手段に前記転写のための転写バイアスを印加する印加手段と、前記転写の後かつ前記帯電の前の前記感光体に光を照射する照射手段と、前記転写バイアスに関する情報と前記感光体の前記感光層の膜厚に関する情報とに基づいて、前記照射手段により前記感光体に照射する光の光量を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記転写バイアスが同じである場合、前記膜厚が第１の値である時の前記光量よりも、前記膜厚が前記第１の値よりも小さい第２の値である時の前記光量を小さくするように制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、感光体の長寿命化を図りながら、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを低減することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 画像形成装置の要部の概略制御態様を示すブロック図である。 実施例１の制御のフローチャート図である。 実施例１における前露光光量の推移を示すグラフ図である。 比較例１における前露光光量の推移を示すグラフ図である。

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の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたレーザー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の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、アルミニウムなどの導電性のドラム基体１ａ（図２）の外周面に、表層として有機又は無機の光導電性物質の層（感光層）１ｂ（図２）が形成されて構成されている。特に、本実施例では、感光ドラム１は、有機の感光層（ＯＰＣ）を備えている。ドラム基体１ａは、電気的に接地（グラウンドに接続）されている。感光ドラム１は、駆動源としての駆動モータ（図示せず）によって図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。

回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材（接触帯電部材）である帯電ローラ２により所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電される。帯電ローラ２は、導電性の芯金２ａ（図２）の外周面に、導電性ゴムなどの導電性弾性層２ｂ（図２）がローラ状に形成された導電性ローラである。帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触して配置されている。帯電ローラ２の回転軸線方向と感光ドラム１の回転軸線方向とは略平行である。帯電ローラ２は、感光ドラム１に向けて押圧されており、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。帯電工程時に、帯電ローラ２の芯金２ａには、図示しない帯電バイアス印加手段としての帯電電源部（高圧電源回路）により、帯電バイアス（帯電電圧）として所定の極性（本実施例では負極性）の直流電圧が印加される。このように、本実施例では、接触帯電方式、直流方式が採用されている。本実施例では、帯電バイアスは、帯電処理後の感光ドラム１の表面電位（帯電電位）が−５００Ｖになるように制御される。帯電ローラ２は、帯電バイアスが印加されることで、感光ドラム１の回転方向において帯電ローラ２と感光ドラム１との接触部の上流及び下流に形成される帯電ローラ２と感光ドラム１との間の微小空隙で発生する放電により、感光ドラム１を帯電させる。感光ドラム１の回転方向において、帯電ローラ２により帯電処理が行われる位置（感光ドラム１と帯電ローラ２との対向部）が、帯電部（帯電位置）ａである。

帯電された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザースキャナユニット）３により走査露光（像露光）される。これにより、感光ドラム１の表面に、画像データに対応した静電潜像（静電像）が形成される。露光装置３は、レーザー、ポリゴンミラー、レンズ系などを有する。感光ドラム１の回転方向において、露光装置３により光が照射される位置が、像露光部（像露光位置）ｂである。

感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４により現像剤としてのトナーＴを用いて現像（可視化）される。これにより、感光ドラム１の表面に、画像データに対応したトナー像（現像剤像）が形成される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像との組み合わせにより、トナー像が形成される。つまり、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、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が付着する。現像装置４は、トナーを担持して感光ドラム１との対向部へと搬送する現像剤担持体（現像部材）としての現像ローラ４ａと、トナーＴを収容した現像容器４ｂと、現像ローラ４ａにトナーＴを塗布する塗布部材４ｃと、を有する。現像ローラ４ａは、図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。現像工程時に、現像ローラ４ａには、図示しない現像バイアス印加手段としての現像電源部（高圧電源回路）により、所定の現像バイアス（現像電圧）が印加される。感光ドラム１の回転方向において、現像ローラ４ａからトナーが供給される位置（感光ドラム１と現像ローラ４ａとの対向部）が、現像部（現像位置）ｃである。

感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５によって紙、プラスチックシートなどの記録材（転写材、シート）に転写される。転写ローラ５は、導電性の芯金５ａ（図２）の外周面に、導電性ゴムなどの導電性弾性層５ｂ（図２）がローラ状に形成されて構成された導電性ローラである。本実施例では、転写ローラ５の導電性弾性層５ｂには、導電性の発泡弾性体であるスポンジローラを用いた。転写ローラ５は、感光ドラム１に接触して配置されている。転写ローラ５の回転軸線方向と感光ドラム１の回転軸線方向とは略平行である。転写ローラ５は、図中矢印Ｒ３方向（感光ドラム１との接触部で感光ドラム１と順方向に移動する方向）に回転駆動される。転写工程時に、転写ローラ５の芯金４ａには、転写バイアス印加手段としての転写電源部（高圧電源回路）３１（図２）により、転写バイアス（転写電圧）として現像時のトナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加される。これにより、転写部Ｎに形成される電界の作用により、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上に静電的に転写される。転写ローラ５は、感光ドラム１に向けて押圧されている。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１と転写ローラ５とが接触してニップ部を形成する位置が、転写部（転写位置）Ｎである。

トナー像が転写された記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離されて搬送装置１６により定着手段としての定着装置１２に導入される。定着装置１２は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐを加熱及び加圧して、トナー像を記録材Ｐに定着（固着）させる。定着装置１２を出た記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体２０の外部の排出トレイ１７に排出される。

一方、記録材Ｐが分離された後の感光ドラム１の表面は、前露光手段（照射手段）としての前露光装置（光除電装置）１０により全面露光（全面光照射）される。前露光装置１０は、帯電ローラ２により感光ドラム１を帯電させる前に、感光ドラム１の表面を全面露光することで、感光ドラム１の表面電位の少なくとも一部を除去（除電）して、転写工程後の不均一となっている感光ドラム１の表面電位を一様に均す。換言すれば、前露光装置１０は、感光ドラム１の表面の残留電荷の少なくとも一部を除去するように感光ドラム１の表面に光を照射するイレーザー手段である。前露光装置１０の光源としてはＬＥＤ、ハロゲンランプなどを用いることができる。使用できる光源は特に限定されないが、駆動電圧が小さく、また装置の小型化が容易という観点から、ＬＥＤを用いるのが好ましい。本実施例では、ＬＥＤを用いた。なお、前露光装置１０は、少なくとも感光ドラム１の回転軸線方向における画像形成領域（トナー像の形成が可能な領域）に光を照射することができればよい。感光ドラム１の回転方向において、前露光装置１０により光が照射される位置が、前露光部（前露光位置）ｄである。

また、前露光装置１０で光を照射された感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１１により転写残トナーや紙粉などの残留付着物が除去されて清掃される。クリーニング装置１１は、クリーニング部材としてクリーニングブレード（弾性ブレード）１１ａと、クリーニング容器１１ｂと、を有する。クリーニングブレード１１ａは、感光ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に、感光ドラム１の表面に当接して配置されている。クリーニングブレード１１ａは、回転する感光ドラム１の表面から残留付着物を掻き落とす。掻き落された残留付着物は、クリーニング容器１１ｂ内に貯留される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１とクリーニングブレード１１ａとが当接する位置がクリーニング部（クリーニング位置）ｅである。

なお、本実施例では、前露光装置１０は、感光ドラム１の回転方向において、転写部Ｎよりも下流側、かつ、クリーニング部ｅよりも上流側で感光ドラム１の表面に光を照射するように配置されている。ただし、前露光装置１０は、感光ドラム１の回転方向において、転写部Ｎよりも下流側、かつ、帯電部ａよりも上流側で感光ドラム１の表面に光を照射するように配置することができる。

画像形成プロセス装置の少なくとも一部は、装置本体２０に対して着脱可能なカートリッジとして構成することができる。本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びクリーニング装置１１と、が一体的にプロセスカートリッジ１３を構成している。プロセスカートリッジ１３は、例えば現像装置４内のトナー量が所定量以下になった場合などに装置本体２０から取り外されて新品と交換される。プロセスカートリッジ１３は、プロセスカートリッジ１３に関する情報を記憶する記憶手段としてのメモリ部１２を備えている。メモリ部１２は、電子的な記憶媒体（メモリ）と、カートリッジ側通信装置と、を有して構成されている。また、装置本体２０には、装置本体側通信装置（図示せず）が設けられている。プロセスカートリッジ１３が装置本体２０に装着されることで、上記カートリッジ側通信装置と装置本体側通信装置とを介して、装置本体２０に設けられたコントローラ３０とメモリ部１２との間で情報の授受が可能な状態になる。

ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の画像出力動作（ジョブ、プリント動作）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Ｐに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｐに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｐに対する画像形成を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。

２．転写バイアス制御
本実施例では、転写バイアスは、次のようにして制御する。つまり、転写部Ｎに記録材Ｐがない時に、転写ローラ５（転写電源部３１）に流れる電流が目標電流値になるように転写ローラ５に印加する電圧の定電流制御を実施する。そして、その際に発生する電圧に基づいて、転写工程時に転写ローラ５に定電圧制御にて印加する転写バイアスの電圧値を決定する。本実施例では、上記目標電流値を転写工程時の目標電流値として、発生した電圧値を転写工程時の転写バイアスの電圧値として決定する。ただし、上記目標値を転写工程時の目標電流値に対応する異なる値として、発生した電圧値に所定の係数を乗じるなどして転写工程時の転写バイアスの電圧値を求めてもよい。

図２は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。本実施例では、装置本体２０に設けられた制御手段としてのコントローラ３０が、画像形成装置１００の各部の動作を統括的に制御する。コントローラ３０は、演算制御部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）などを備えており、演算制御部が記憶部に記憶されたプログラム、データに基づいて制御を実行する。

転写電源部３１は、コントローラ３０の制御のもとで所定の極性（本実施例では正極性）の直流電圧を転写ローラ５に印加する。また、転写電源部３１には、転写電源部３１から転写ローラ５にバイアスを印加した時に転写ローラ５（転写電源部３１）に流れる電流を検出する電流検出手段としての転写電流検出部（電流検出回路）３２が接続されている。転写電流検出部３２は、コントローラ３０の制御のもとで上記電流を検出して転写電源部３１に入力する。また、装置本体２０には、環境検知手段としての環境温湿度を検知する温湿度センサ（図示せず）が設けられている。そして、コントローラ３０の記憶部には、環境温湿度に応じた上記目標電流値の情報が格納されている。

コントローラ３０は、温湿度センサの検知結果に基づいて、その時の環境温湿度に対応する目標電流値を決定する。転写電源部３１は、転写電流検出部３２により検出された電流に基づいて出力を変化させて、転写ローラ５に流れる電流がコントローラ３００から指示された目標電流値となるようにする定電流制御を実施する。コントローラ３０は、その時の転写電源部３１の出力値を、転写工程時の転写バイアスの電圧値として決定する。本実施例では、コントローラ３０は、このような転写バイアス制御を、ジョブごとに前回転工程で実行する。そして、コントローラ３０は、そのジョブの転写工程時には、そのジョブの前回転工程で決定した電圧値の転写バイアスを転写電源部３１から転写ローラ５に印加させる。

これにより、転写工程時には、その時の環境温湿度、転写ローラ５の電気抵抗値、感光ドラム１の感光層の膜厚などに応じて適切な転写電流を供給できる適切な電圧値の転写バイアスを転写ローラ５に印加することができる。つまり、転写工程時に転写ローラ５に印加される転写バイアスは、その時の環境温湿度、転写ローラ５の電気抵抗値、感光ドラム１の感光層の膜厚などによって異なる。なお、環境情報は温度又は湿度の少なくとも一方であってよく、環境検知手段は装置本体内又は装置本体側の雰囲気の環境の少なくとも一方を検知するものであってよい。

３．前露光光量制御
本実施例では、前露光装置１０は、前述した転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像濃度ムラなどの画像不良を抑制することを目的として、感光ドラム１の表面に光を照射する。この画像不良を抑制するためには、潜像ムラを十分に除去する（感光ドラム１の表面電位を一様に均す）ために必要な最小限の光量以上の光（除電光）を照射する必要がある。

ここで、前露光装置１０により上記最小限の光量よりも大幅に大きな光量の除電光を常に照射すれば、上述のような潜像ムラによる画像不良の問題は生じないと考えられる。しかし、必要以上に強い除電光を照射し続けると、感光ドラム１の劣化を助長し、感光ドラム１の寿命を短くしてしまう。

一方、本発明者らの検討によれば、特に感光ドラム１の帯電手段として直流方式を用いる場合に問題となりやすい転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラは、転写バイアスと感光ドラム１の感光層の膜厚に影響されることが分かった。

そこで、本実施例では、転写バイアスと感光ドラムの感光層の膜厚に応じて、前露光装置１０が感光ドラム１に照射する光の光量（ここでは「前露光光量」ともいう。）を制御する。これにより、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良の抑制と、感光ドラム１の長寿命化と、の両立が可能となる。

上述のように、本実施例では、前露光装置１０は光源としてＬＥＤ（図示せず）を有する。前露光装置１０の前露光光量は、ＬＥＤの光量を変更することで可変制御できるようになっている。本実施例では、前露光装置１０は、感光ドラム１の回転軸線方向の一方の端部側に設けられたＬＥＤと、ＬＥＤからの光を導く導光手段としてのライトガイド（図示せず）と、を備えて構成されている。ライトガイドは感光ドラム１と対向して感光ドラム１の回転軸線方向と略平行に配置されており、該方向に沿って設けられた複数の反射部によってＬＥＤからの光を感光ドラム１に向けて偏向する。これにより、前露光装置１０は、感光ドラム１の回転軸線方向の略全域に光を照射することができる。ただし、前露光装置１０の構成はこれに限定されるもではなく、例えば感光ドラム１の回転軸線方向に沿って複数の光源を有する構成などであってもよい。なお、本実施例では、画像形成工程時の感光ドラム１の周速度は実質的に一定であるものとして、前露光装置１０の前露光光量は、感光ドラム１の表面の単位面積あたりに照射される光量で表す。

図２に示すように、画像形成装置１００は、前露光装置１０に接続された、前露光光量を可変制御する光量制御部（駆動回路）３３を有する。光量制御部３３は、コントローラ３００の制御のもとで前露光装置１０の前露光光量を可変制御する。本実施例では、光量制御部３３は、前露光装置１０のＬＥＤに入力する電圧（電流）を変更することで前露光光量を変更する。

また、図２に示すように、画像形成装置１００は、コントローラ３０の制御のもとで感光ドラム１の感光層の膜厚に関する情報を求める膜厚検出部３４を有する。本実施例では、膜厚検出部３４は、感光ドラム１の感光層の膜厚に関する情報として、プロセスカートリッジ１３ごとに、感光ドラム１の使用量に関する情報（使用履歴情報）の一例である感光ドラム１の回転時間を計数する。なお、回転時間に代えて回転回数を用いてもよいが、ここでは代表して回転時間を計数するものとして説明する。そして、コントローラ３０は、膜厚検出部（回転時間カウンタ）３４によって計数された感光ドラム１の回転時間を、プロセスカートリッジ１３のメモリ部１２に逐次積算して記憶させる。つまり、感光ドラム１の表層は、プリント動作を繰り返して感光ドラム１の回転時間（使用量）が増加するにつれて、徐々に削れて薄くなる。感光ドラム１の感光層の膜厚（残り膜厚）と感光ドラム１の回転時間とには相関性がある。したがって、その相関関係を予め求めることで、感光ドラム１の回転時間を感光ドラム１の感光層の膜厚の代替値（代用値）として利用することができる。このように、本実施例では、メモリ部１２には、膜厚検出部３４で求められた感光ドラム１の回転時間の情報が入力され、該情報が逐次更新されて記憶される。なお、コントローラ３０とメモリ部１２との間では、感光ドラム１の回転時間の情報の他、プロセスカートリッジ１３の特性値などの各種の情報の授受がなされてよい。

コントローラ３０は、前述のようにして決定した転写バイアスの電圧値と、メモリ部１２に記憶されている感光ドラム１の回転時間と、に基づいて、前露光装置１０の出力（前露光光量）を求める。本実施例では、表１に示すような、転写バイアスの電圧値及び感光ドラム１の回転時間と、適正な前露光光量と、の関係を示す情報が、予め求められてコントローラ３０の記憶部に記憶されている。なお、表１には、理解を容易とするために感光ドラム１の回転時間の代わりに感光ドラム１の感光層の膜厚が示されているが、上述のように本実施例では感光ドラム１の感光層の膜厚の代替値として感光ドラム１の回転時間が用いられる。コントローラ３０は、表１に示すような、転写バイアスの電圧値及び感光ドラム１の感光層の膜厚（感光ドラム１の回転時間）との関係を示す情報に基づいて、前露光光量を選択し、前露光工程時の前露光光量として決定する。本実施例では、コントローラ３０は、このような前露光光量の制御を、ジョブごとに前回転工程で実行する（前露光光量を決定するための転写バイアスの電圧値はそのジョブで決定されたものを用いる。）。そして、コントローラ３０は、そのジョブの前露光工程時には、そのジョブの前回転工程で決定した前露光光量で、前露光装置１０から感光ドラム１の表面に除電光を照射させる。表１は、各転写バイアスの電圧値、各感光ドラム１の感光層の膜厚の場合に、潜像ムラを十分に除去する（感光ドラム１の表面電位を一様に均す）ことができる範囲で可及的に小さい前露光光量となるように予め設定されている。

本発明者らの検討によれば、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラは、転写バイアスと感光ドラム１の帯電電位（表面電位）との電位差が小さいほど発生しにくい。これは、転写バイアスと感光ドラム１の帯電電位との電位差が小さいほど、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラの原因となる転写バイアスによる放電の局所的なムラが生じにくいためと考えられる。つまり、転写バイアスと感光ドラム１の帯電電位との電位差が小さいほど前露光光量は小さくすることが可能となる。本実施例では、画像形成工程時の感光ドラム１の帯電電位が実質的に一定であるとする。このとき、表１に示すように、感光ドラム１の帯電極性とは逆極性である転写バイアスの絶対値が小さいほど、前露光光量は小さくすることが可能となる。

また、本発明者らの検討によれば、感光ドラム１の感光層の膜厚が薄くなるほど潜像ムラは発生しにくい。これは、感光ドラム１の感光層の膜厚が薄くなるほど感光ドラム１の静電容量が大きくなるため、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラの原因となる転写バイアスによる放電の局所的なムラが生じにくくなるためと考えられる。つまり、表１に示すように、感光ドラム１の感光層の膜厚が薄くなるほど（感光ドラム１の回転時間が増加するほど）、前露光光量は小さくすることが可能となる。

ここで、上述のように、プリント動作を繰り返して感光ドラム１の回転時間が増加するにつれて感光ドラム１の表面は徐々に削れて薄くなる。また、転写バイアスと感光ドラム１の帯電電位との電位差は、一般的に、プリント動作を繰り返して感光ドラム１の回転時間が増加するにつれて小さくすることが多い。したがって、本実施例では、環境温湿度が一定であるとすると、プリント動作を繰り返して感光ドラム１の回転時間が増加するにつれて、前露光光量を小さくする方向の制御を行う。

図３は、本実施例における前露光光量制御を含むジョブの概略手順を示すフローチャート図である。コントローラ３０は、プリント信号（プリント動作の開始指示）が入力されると（Ｓ１）、感光ドラム１などの駆動を開始させて（Ｓ２）、前回転工程を開始させる。コントローラ３０は、前回転工程において、転写バイアスの定電流制御を実施し（Ｓ３）、転写工程時の転写バイアスの電圧値を決定する（Ｓ４）。次いで、コントローラ３０は、前回転工程において、メモリ部１２から現在の感光ドラム１の回転時間読み込み（Ｓ５）、上記決定した転写バイアスの電圧値と、上記読み込んだ感光ドラム１の回転時間と、に基づいて、前露光光量を決定する（Ｓ６）。次いで、コントローラ３０は、所定の前回転工程が終了した後に、画像形成工程を開始させる（Ｓ７）。そして、コントローラ３０は、ジョブの全ての画像の形成が終了したら（Ｓ８）、所定の後回転工程を実行させた後に感光ドラム１などの駆動を停止させる（Ｓ９）。また、コントローラ３０は、ジョブの実行中に膜厚検出部３４で計数された感光ドラム１の回転時間を加算するようにして、メモリ部１２に記憶されている回転時間を更新する（Ｓ１０）。

図４は、本実施例に従って前露光光量を決定しながら、３万枚の画像出力耐久試験を行なった際の、前露光光量の推移を示す。なお、環境温湿度は、試験期間を通して実質的に一定とした。試験期間中に２千枚ごとにハーフトーン画像をプリントして、画像不良の発生状況を確認した。その結果、試験期間を通して、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良（画像濃度ムラなど）や、感光ドラム１の劣化による画像不良（画像濃度の低下など）は発生しなかった。このように、本実施例では、転写バイアスの電圧値と感光ドラム１の感光層の膜厚（感光ドラム１の回転時間）とに基づいて適正な前露光光量を決定して照射する。これにより、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良の抑制と、感光ドラム１の長寿命化と、の両立が可能となる。

次に、比較例１として、図５の実線（破線は実施例１）で示すように、前露光光量を実施例１における初期値である３．３ｍＪ／ｍ^２に固定した場合について、実施例１の場合と同様の画像出力耐久試験を行った。なお、比較例１の画像形成装置１００は、前露光光量制御が異なることを除いて実施例１の画像形成装置１００と同じである。その結果、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良は発生しなかったものの、感光ドラム１が過剰に削れたことによる画像不良（画像濃度の低下など）が２．４万枚から発生した。これは、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラの除去に対して必要以上の前露光光量の除電光を照射し続けたことにより、感光ドラム１の削れを助長した結果、感光ドラム１の寿命を短くしてしまったためと考えられる。

次に、比較例２として、前露光装置１０を発光させなかった場合について、実施例１の場合と同様の画像出力耐久試験を行った。なお、比較例２の画像形成装置１００は、前露光装置１０を発光させなかったことが異なることを除いて実施例１の画像形成装置１００と同じである。その結果、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良が初期から発生した。そこで、前露光光量を実施例１における初期値の半分である１．６５ｍＪ／ｍ^２で固定した場合について同様の画像出力耐久試験を行った。その結果、前露光装置１０を発光させなかった場合よりは抑制されたものの、転写工程後の感光ドラム１の表面の潜像ムラによる画像不良が初期から発生した。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、感光層を備え回転可能な感光体１と、感光体１に接触して配置され直流電圧が印加されて感光体１の表面を帯電させる帯電部材２と、を有する。また、画像形成装置１００は、上記帯電の後に感光体１に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段４と、感光体１に形成されたトナー像を被転写体Ｐに転写させる転写手段５と、を有する。また、画像形成装置１００は、転写手段５に上記転写のための転写バイアスを印加する印加手段３１と、上記転写の後かつ上記帯電の前の感光体１に光を照射する照射手段１０と、を有する。さらに、画像形成装置１００は、転写バイアスに関する情報と感光体１の感光層１ｂの膜厚に関する情報とに基づいて、照射手段１０により感光体１に照射する光の光量を制御する制御手段３０を有する。そして、制御手段３０は、転写バイアスが同じである場合、膜厚が第１の値である時の光量よりも、膜厚が第１の値よりも小さい第２の値である時の光量を小さくするように制御を行う。また、本実施例では、制御手段３０は、膜厚が同じである場合、転写バイアスが第３の値である時の光量よりも、転写バイアスが第３の値よりも感光体１の帯電電位との電位差が小さい第４の値である時の光量を小さくするように制御を行う。

以上説明したように、本実施例によれば、感光体の長寿命化を図りながら、転写工程後の感光体の表面の潜像ムラを低減することができる。

［その他］
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。

上述の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。

上述の実施例では、表１に従って前露光光量制御を行なったが、具体的な前露光光量の設定値は画像形成装置１００の構成などに応じて変更してかまわない。

また、上述の実施例では、前露光光量を決定するための転写バイアスに関する情報として転写バイアスの電圧値そのものを用いたが、転写バイアスを決定するために用いられる、転写バイアスの電圧値に対応する情報を用いてもよい。例えば、転写バイアスの電圧値を決定するための温度情報、湿度情報、プロセススピード、紙種、両面プリント時の一面目・二面目などの情報のいずれか又は２つ以上の組み合わせなどを用いることができる。なお、転写工程時の転写バイアスが定電流制御される場合には、転写バイアスに関する情報としては、電流値、又はこの電流値に対応する情報を用いればよい。

また、上述の実施例では、感光ドラムの感光層の膜厚に関する情報として感光ドラムの回転時間を用いたが、感光ドラムの感光層の膜厚と相関性を有する情報であれば用いることができる。例えば、帯電バイアスの印加時間（帯電部材に対する電圧の印加時間）、帯電電流値（帯電部材に電圧を印加した際に流れる電流の値）、感光体に当接可能な現像部材の当接時間のいずれか又はこれらの２つ以上の組み合わせなどを用いることができる。つまり、感光ドラムの表層は、帯電バイアスの印加時間が増加するほど、帯電電流値が大きいほど、又は現像部材の当接時間が増加するほど、徐々に削れて薄くなる傾向がある。したがって、これらの情報は上述の実施例における感光ドラムの回転時間と同様に、感光ドラムの感光層の膜厚を推測する情報として用いることができる。

また、上述の実施例では、感光ドラムの帯電電位は実質的に一定であるものとして説明したが、感光ドラムの帯電電位は可変であってもよい。この場合も、前述のように、転写バイアスと感光ドラムの帯電電位との電位差が小さいほど前露光光量を小さくすればよい。

また、上述の実施例では、感光ドラムの周速度は実質的に一定であるものとして説明したが、感光ドラムの周速度は可変であってもよい。この場合も、上述の実施例と同様の転写バイアス及び感光層の膜厚と前露光光量との関係となるように、周速度に応じて前露光光量を変更すればよい。つまり、例えば表１と同様の転写バイアス及び感光層の膜厚と前露光光量との関係を示す情報を感光ドラムの周速度に応じて複数用いることができる。感光ドラムの周速度が相対的に速い場合は前露光光量を相対的に大きくし、感光ドラムの周速度が相対的に遅い場合は前露光光量を相対的に小さくする。つまり、前露光装置の前露光光量を、感光ドラムの表面の単位面積あたりに照射される単位時間あたりの光量で定義し、この前露光光量を転写バイアスに関する情報と感光ドラムの感光層の膜厚に関する情報とに基づいて制御すればよい。

また、上述の実施例では、感光体は回転可能なドラム型の感光ドラムであったが、回転可能な無端状のベルトなど、他の形態であってもよい。

また、上述の実施例では、画像形成装置は、感光体から被転写体として紙などの記録材に直接トナー像を転写する構成であったが、当業者には周知の中間転写方式の画像形成装置にも本発明は適用できる。

また、上述の実施例では、帯電部材が感光体に接触している場合について説明した。しかし、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く、近接部での放電が可能であれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接して配置されていてもよい。

また、上述の実施例では、ジョブごとに前回転工程時に転写バイアス制御、前露光光量制御を実施したが、これに限定されるものではない。上述の実施例における転写バイアス制御などによる転写バイアスの値の変更は、前回転工程時に限らず、非画像形成時であれば行うことができる。例えば、複数の記録材に対する連続画像形成の際の紙間、両面プリント時の一面目と二面目との間などに転写バイアスを変更することができる。そして、前露光光量制御は、転写バイアスが変更されるごとに行われることが好ましいが、それに限定されるものではなく、ジョブごとにのみ変更するなど、複数回の転写バイアスの変更に対して１回だけ行われるような態様も企図し得る。

また、前露光光量は、上述の実施例におけるような転写バイアス制御で決定された転写バイアスの値を用いて決定することに限定されるものではない。転写バイアスは、転写部の電気抵抗に関する情報に基づいて制御することが望ましく、上述の実施例における転写バイアスを定電流制御した際の電圧値の他、転写バイアスを定電圧制御した際の電流値を用いてもよい。さらに、転写バイアスは、転写部の電気抵抗に関する情報に基づいて決定することに限定されるものではない。転写バイアスは、例えば前述のような温度情報、湿度情報、プロセススピード、紙種、両面プリント時の一面目・二面目などの情報のいずれか又は２つ以上の組み合わせなどによって決定することもできる。

また、感光体の感光層とは、導電性の基体上に形成された単層又は複数層の全てを意味し、当業者には周知のように電荷発生層、電荷輸送層、更には表面保護層などの複数の機能層が設けられていてよい。この場合も、一般に、感光体の回転時間などの増加に伴って、感光層の総厚は徐々に減少していく。したがって、上述したように感光層の膜厚に関する情報（回転時間など）と、適切な前露光光量との関係を予め求めておくことで、感光層の膜厚に応じて適切な前露光光量を決定することができる。

また、上述の実施例では、感光体の感光層の膜厚に関する情報は、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な、感光体を備えたカートリッジが備えた記憶手段に記憶されたが、これに限定されるものではない。このような構成によれば、装置本体に対して依然使用可能な複数のカートリッジが入れ替えて用いられた場合などでも、各カートリッジの感光体の感光層の膜厚に応じた適切な制御が容易となる。しかし、感光体の感光層の膜厚に関する情報は、装置本体が備えた記憶手段に記憶されてもよい。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
１０ 前露光装置
１２ メモリ部
１３ プロセスカートリッジ
３０ コントローラ
３１ 転写電源部
３２ 転写電流検出部
３３ 光量制御部
３４ 膜厚検出部

Claims (5)

1. 感光層を備え回転可能な感光体と、
   前記感光体に接触又は近接して配置され直流電圧が印加されて前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電の後に前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体に形成されたトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、
   前記転写手段に前記転写のための転写バイアスを印加する印加手段と、
   前記転写の後かつ前記帯電の前の前記感光体に光を照射する照射手段と、
   前記転写バイアスに関する情報と前記感光体の前記感光層の膜厚に関する情報とに基づいて、前記照射手段により前記感光体に照射する光の光量を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記転写バイアスが同じである場合、前記膜厚が第１の値である時の前記光量よりも、前記膜厚が前記第１の値よりも小さい第２の値である時の前記光量を小さくするように制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記膜厚が同じである場合、前記転写バイアスが第３の値である時の前記光量よりも、前記転写バイアスが前記第３の値よりも前記感光体の帯電電位との電位差が小さい第４の値である時の前記光量を小さくするように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写バイアスに関する情報は、前記転写バイアスの値、又は前記転写バイアスを決定するために用いられる前記転写バイアスの値に対応する情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記膜厚に関する情報は、前記感光体の回転時間又は回転回数、前記帯電部材に対する電圧の印加時間、前記帯電部材に電圧を印加した際に流れる電流の値、前記現像手段が備える前記感光体に当接可能な現像部材の当接時間のいずれか又は２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体を備えたカートリッジが前記画像形成装置の装置本体に対し着脱可能であり、前記カートリッジは前記膜厚に関する情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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