JP6887978B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジ方式の画像形成装置に関するものである。

複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置は、帯電手段によって均一に帯電された電子写真感光体（感光ドラム）上に、画像データに対応した光を照射して静電像（潜像）を形成する。そして、この静電像に対して、現像装置から記録材料である現像剤のトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写装置によって感光ドラムから記録紙などの記録材へ転写する。このトナー像を、定着装置で記録材上に定着することで記録画像が形成される。

また、帯電手段として、低オゾン、低電力などの利点を有することから、感光ドラムに当接させた帯電部材に電圧を印加して感光体の帯電を行う接触帯電方式が実用化されている。特に、帯電部材として帯電ローラを用いたローラ帯電方式の装置は、帯電安定性の点から好ましい。しかし、画像形成を行うために帯電部材に電圧を印加すると、感光ドラムと帯電部材が当接した帯電部の隙間で放電が起こることにより、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物が発生する。感光ドラム表面に付着した放電生成物は吸湿して、感光ドラムの表面の電気抵抗を低下させる。この状態で帯電部材に電圧を印加すると、放電による電位形成以外の微小な電位が感光ドラム表面に形成される。これは、放電での電位形成とは別に、感光ドラムの表面の電気抵抗が低下することによって、感光ドラムに電荷が注入される注入帯電による。したがって、放電生成物が感光ドラムに付着し吸湿すると、感光ドラムの表面電位を適切に形成することが出来ず、画像弊害が発生することがあった。

そこで、放電生成物が感光ドラム上に付着した状態で接触帯電方式により電位形成すると注入帯電することを利用して電流電圧検知を行い、検知結果をもとに放電生成物を除去する清掃動作を実行するか否かを判断する方法が特許文献１に記載されている。

特開２０１０−１１３１０３号公報

しかしながら、特許文献１のように、感光ドラム上に放電生成物が付着している状態において、電流電圧検知の結果に基づいて清掃動作を実行する場合、清掃動作を行うことにより生産性が低下するという課題があった。

そこで、本発明では、感光ドラムに接触する部材を有する画像形成装置において、電流電圧検知の結果に基づいた感光ドラムの清掃動作を行うことなく画像弊害を抑制することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体と、前記像担持体と接触して前記像担持体と共に帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域において、トナー像が形成されない非画像形成部を第１の露光量で露光し、前記トナー像が形成される画像形成部を前記第１の露光量より大きい第２の露光量で露光する露光ユニットと、前記像担持体と接触して前記像担持体と共に現像部を形成し、前記現像部において前記画像形成部にトナーを供給することで前記トナー像を現像する現像部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、前記帯電部材に所定の前記帯電電圧が印加された状態において前記像担持体から前記帯電部材に流れる電流の電流値を検知する電流検知部と、前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記電流検知部により検知された前記電流値が第１の電流値より大きい第２の電流値である場合には画像形成時において前記第１の電流値である場合よりも小さい前記第１の露光量で前記像担持体の表面を露光するように前記露光ユニットを制御する。

以上説明したように、本発明によれば、感光ドラムに接触する部材を有する画像形成装置において、電流電圧検知の結果に基づいた感光ドラムの清掃動作を行うことなく画像弊害を抑制することが出来る。

実施例１に係る画像形成装置の概略図である。 実施例１に係る制御ブロック図である。 実施例１に係るバックコントラストとかぶりの関係を示す説明図である。 実施例１に係るバックコントラストとかぶりの関係を示す説明図である。 実施例１に係る帯電電圧とドラム電位の関係を示す説明図である。 実施例１に係る帯電電圧とドラム電位の関係を示す説明図である。 実施例１に係る電流検知手段の概略配置図である。 実施例１に係る放電生成物の量と注入電位の関係を示す説明図である。 実施例１に係る画像形成装置の動作フローチャートである。 実施例１に係る画像形成装置の概略図である。 実施例２に係る画像形成装置の動作フローチャートである。 実施例３に係る周速比とＶｄ低下量の関係を示す説明図である。 実施例３に係るバックコントラストとＶｄ低下量の関係を示す説明図である。 実施例３に係る画像形成装置の動作フローチャートである。 実施例４に係る放電生成物の量と表面電位の関係を示す説明図である。 実施例４に係る転写電圧と感光ドラムに流れる電流の関係を示す図である。 実施例４に係る感光ドラムの表面電位測定の制御フローチャートである。 実施例４に係る転写電圧と感光ドラムに流れる電流の関係を示す図である。 実施例４に係る画像形成装置の動作フローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本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。したがって、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

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。

１．画像形成装置
本実施例は特に、像担持体のクリーニング手段としての清掃部材を持たないクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置に関するものである。図１は画像形成装置１００の一例を表した図である。図中に４色の作像ステーションが示されており、図１の左から順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を作像するステーションである。図中の符号に付記されたＹＭＣＫの文字は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を像担持体上に作像するステーションの部品であることを示す。各画像形成ステーションの構成は、収容するトナーの色以外では同じであるため、画像形成ステーションの説明においては、１つの画像形成ステーションに関して代表的に説明する。

１は像担持体たる円筒状の回転可能な感光ドラムであり、その軸を中心に回転する。感光ドラム１の表面が接触帯電装置たる帯電ローラ２によりその表面を一様に帯電された後、露光手段たる露光ユニット３により感光ドラム１上に明部電位Ｖｌによって潜像が形成される。帯電ローラ２は芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、帯電電圧印加手段たる帯電電圧電源２０によって芯金に帯電電圧が印加される。帯電ローラ２にはＶｄ＋ＶｔｈからなるＤＣ（直流）電圧が印加されており、放電によって感光ドラム１上を帯電電位Ｖｄで一様に帯電する。Ｖｔｈは放電開始電圧であり、印加する帯電電圧が小さいときは、感光ドラム１上の表面電位は放電によっては増加しないが、放電開始電圧Ｖｔｈから放電により表面電位が増加し始める。本実施例では、帯電ローラ２に印加する帯電電圧は−１１００Ｖであり、放電開始電圧Ｖｔｈは−５５０Ｖ、帯電電位（暗部電位）Ｖｄは−５５０Ｖ、明部電位Ｖｌは−１００Ｖである。

現像容器４は非磁性一成分現像剤としてのトナー９０が収容され、所定の電荷極性を帯びたトナー９０は、現像剤を担持する現像部材である現像ローラ４２により感光ドラム１上の静電潜像に供給されてトナー像として可視化される。現像ローラ４２は芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、現像電圧印加手段である現像電圧電源４０により芯金に現像電圧が印加される。本実施例では現像電圧は−３５０Ｖである。感光ドラム１上のトナー像は、転写電圧印加手段である転写電圧電源１４０によって転写電圧を印加された転写部材たる一次転写ローラ５１により静電的に中間転写体としての中間転写ベルト５３上に転写される。一次転写ローラ５１は、軸上に導電性弾性層を設けたローラ状に構成され、軸に転写電圧が印加される。中間転写ベルト５３上には各色のトナー９０が順次転写され、フルカラーのトナー像が形成される。その後に、フルカラーのトナー像は二次転写手段５２により被転写体である記録材たる紙Ｐに転写され、定着手段６によって紙Ｐ上に熱融解・混色して永久画像として定着されて画像形成物として排紙される。

感光ドラム１に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５１により中間転写ベルト５３に転写されるが、一部は転写されずに感光ドラム１に転写残トナーとして残留してしまう。感光ドラム１に残留した転写残トナーは、電荷量の弱い正規極性を帯びたトナーや逆極性の電荷を帯びた反転極性トナーである。

クリーニング部材がある場合、この一次転写残トナーはクリーニング部材により回収されるが、本実施例のようにクリーナーレスシステムの場合、一次転写残トナーを回収するクリーニング装置が無い。したがって、感光ドラム１上のトナーは、クリーニングされる事なく、そのまま帯電ローラ２に突入する。一次転写残トナーは、帯電ローラ２と感光ドラム１と、が当接している帯電部の前の空隙で帯電電圧による電界により放電を受けて、感光ドラム１と同極性の正規極性である負極性に帯電される。一次転写残トナーは電荷量が少ないため、放電の影響を受けやすく、放電により正規極性である負極性のトナーになりやすい。したがって、帯電部においては感光ドラム１の表面電位より帯電電圧の方がマイナスで大きくなるため、負極性に帯電した一次転写残トナーは帯電ローラ２には付着せず、帯電ローラ２を通過する。一部、放電を受けずにそのまま帯電ローラ２に突入した反転極性のトナーは、帯電ローラ２に電気的に引き付けられる。この反転極性トナーに関しては、後述するクリーニング動作によってベルトクリーニング部材７３で適宜回収される。

帯電部を通過した一次転写残トナーは、感光ドラム１の回転に伴い、レーザ照射位置に到達する。一次転写残トナーは、露光ユニット３のレーザ光を遮蔽するほど多くないため、感光ドラム１上の静電潜像を作像する工程に影響せず、現像ローラ４２と感光ドラム１の当接位置である現像部に至る。感光ドラム１上の非露光部のトナーは、感光ドラム１の表面電位と現像電圧との関係（感光ドラム１の暗部電位（Ｖｄ）＝−５５０Ｖ、現像電圧＝−３５０Ｖ）によって、電気的に現像ローラ４２側に回収される。感光ドラム１上の露光部のトナーは、感光ドラム１の表面電位と現像電圧との電位関係（感光ドラム１の明部電位（Ｖｌ）＝−１００Ｖ、現像電圧＝−３５０Ｖ）により、現像ローラ４２に回収されずに感光ドラム１上に残留する。しかし、感光ドラム１上の露光部には、電気的に現像ローラ４２からもトナー９０が供給される。そのため、現像ローラ４２から供給されるトナー９０と一緒に、一次転写残トナーも再度転写される事となる。

ここで、本実施の形態での現像電圧は、アース電位との電位差として表現される。したがって、現像電圧＝−３５０Ｖは、アース電位（０Ｖ）に対して、現像ローラ４２の芯金に印加された現像電圧によって、−３５０Ｖの電位差を有したと解釈される。これは、帯電電圧や転写電圧に関しても同様である。

このように、紙Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残った一次転写残トナーは、非露光部では現像容器４に回収され、露光部では新規に現像されたトナー９０と共に感光ドラム１から転写される。現像容器４に回収されたトナーは、現像容器４内のトナー９０と混合され使用される。したがって、個別のカートリッジに関しては、自色のトナーを有効活用する事が出来る。

また、一次転写ローラ５１によって中間転写ベルト５３に転写されたトナーも、中間転写ベルト５３の回転方向に対して下流のステーションの一次転写ローラ５１を通過する際に、放電を受けて逆極性の電荷を帯びた反転極性トナーとなる事がある。反転極性トナーは電気的に下流のステーションの感光ドラム１に再転写トナーとして付着してしまう。

再転写トナーに関して説明するために、最上流に配置されたイエローカートリッジ４０Ｙを用いる。イエローカートリッジ４０Ｙで一次転写された中間転写ベルト５３上のイエロートナー９０Ｙは、下流に配置されたカートリッジである４０Ｍの一次転写位置である感光ドラム１と一次転写ローラ５１で形成される転写部を通過する。通過する前に、中間転写ベルト５３上のイエロートナー９０Ｙは、プロセスカートリッジ４０Ｍの一次転写位置において、転写部内での放電により、一部、極性が反転する。すると、極性が反転した反転極性のトナー９０Ｙは、感光ドラム１Ｍと一次転写ローラ５１Ｍとの電位差によって、感光ドラム１Ｍ上へと転移してしまう。この現象を再転写と呼ぶ。感光ドラム１Ｍ上へ転移した再転写トナー９０Ｙは、クリーニング部材が無いクリーナーレスシステムでは、そのまま帯電ローラ２Ｍに突入する。

前述した一次転写残トナーのように、再転写トナーを放電によって帯電ローラ２を通過させると、他の色のトナーが現像容器４に入ってしまう。これにより、感光ドラム１上に一次転写残トナー以外の、異なる色のカートリッジのトナーが他のカートリッジに混在してしまうこととなる。この再転写したトナーと現像容器４内のトナー９０とが混在すると、混色してしまい、本来の色味を損なってしまう。そのため、本実施の形態では、再転写トナーを帯電ローラ２Ｍ側に一時的に転移させ、混色を防いでいる。ここで、再転写トナーの電荷量は、一次転写残トナーに比べて反転極性側に大きいので、放電によって正規極性になる割合が少ない。放電による反転化の影響が少ない分、再転写トナーは帯電ローラ２側に移動させやすい。したがって、帯電ローラ２に保持された再転写トナーは、電気的に帯電ローラ２上に付着する。

印字動作中、帯電ローラ２Ｍに印加される帯電電圧は負極性であり、再転写トナー９０Ｙは正極性であるため、感光ドラム１Ｍ上に再転写されたトナー９０Ｙは、帯電ローラ２Ｍ側に電気的に引き付けられる。このように、フルカラーで画像印字を行った場合でも、帯電ローラ２には反転極性の再転写トナーが電気的に付着するため、混色を抑制する事が出来る。

帯電ローラ２Ｍに付着した再転写したトナー９０Ｙは、画像形成開始前や終了後などの所定のタイミングで一旦クリーニングする必要がある。そこで、帯電ローラ２Ｍに回収したトナー９０Ｙを電気的に感光ドラム１Ｍに戻して帯電ローラ２Ｍをクリーニングするクリーニング動作を行う。具体的には、感光ドラム１Ｍ上の表面電位に対して帯電電圧を正極性側に調整して、正極性の再転写トナー９０Ｙは感光ドラム１Ｍに移動させる。移動後、転写部では感光ドラム１Ｍ上の表面電位に対して転写電圧を負極性側に調整して中間転写ベルト５３に転写させ、クリーニング部材７３にトナー９０Ｙを回収させる。

尚、イエローカートリッジ４０Ｙ、マゼンタカートリッジ４０Ｍよりも下流に配置されたプロセスカートリッジである４０Ｃ、４０Ｋでも、４０Ｍと同様の現象が生じるため、説明を割愛する。

二次転写ローラ５２で中間転写ベルト５３から記録材Ｐに転写する時にも、一部のトナーは転写されずに中間転写ベルト５３上に二次転写残トナーとして残留する。この二次転写残トナーは、ベルトクリーニング部材７３により中間転写ベルト５３より取り除かれ、廃トナー容器に廃棄される。ベルトクリーニング部材７３は、二次転写位置に対して中間転写ベルト５３の回転方向下流に、中間転写ベルト５３に対して当接される。

続いて、各構成について詳細に説明する。

感光ドラム１は、ＯＰＣ（有機光半導体）、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成されたφ２４ｍｍのシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。感光ドラム１は、画像形成装置１００によって回転自在に支持されており、不図示の駆動源によって図１に示す矢印Ｒ方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。本実施の形態では、感光材料の厚さは１５μｍとした。

帯電ローラ２は導電性芯金と導電性ゴム層からなる単層ローラであって、外径φ７．５ｍｍ、体積抵抗１０^３〜１０^６Ω・ｃｍであり、感光ドラム１に当接し、感光ドラム１の回転に従動して導電性芯金を軸に回転する。また導電性芯金には、負極性で直流の電圧（帯電バイアス）を印加可能な帯電電圧印加手段２０が接続されている。

プロセスカートリッジ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋのそれぞれに配設された感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを露光する露光ユニット３が設けられている。図２に示したように、露光ユニット３には、コントローラ２００からインターフェース２０１を介して制御部２０２に入力し、画像処理された画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力する。露光ユニット３は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光Ｌを出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等を有しており、レーザ光Ｌで感光ドラム１表面を主走査露光する。この主走査露光と、感光ドラム１の回転による副走査により、画像情報に対応した静電潜像を形成する。

一次転写ローラ５１は導電性芯金と感光ドラム１への圧接部分が弾性体であるＮＢＲヒドリンゴムを主成分とした半導電性スポンジを用いており、イオン導電材を用いて抵抗調整を行っている。外径φ１２．５ｍｍで、芯金径φ６ｍｍである。また、２３℃／５０％の常温常湿環境下で２ｋＶ印加時の抵抗値は１．０〜３．０×１０^８Ω、３２℃／８０％の高温高湿環境で０．５×１０^８Ω、１５℃／１０％の低温低湿環境で８．０×１０^８Ωとなり、環境による抵抗変化がある。

中間転写ベルト５３は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接するように配置されており、電気抵抗値（体積抵抗率）は１０^１１〜１０^１６Ω・ｃｍを有している。中間転写ベルト５３は厚さ１００〜２００μｍであり、ＰＶｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂フィルムを、無端状に形成したものである。また、中間転写ベルト５３は、二次転写対向ローラ３３、駆動ローラ３４、テンションローラ３５とで張架され、駆動ローラ３４が不図示のモータにより回転することにより循環駆動される。一次転写ローラ５１は、軸上に導電性弾性層を設けたローラ状に構成され、それぞれ感光ドラム１に対してほぼ平行に配置され、中間転写ベルト５３を介して感光ドラム１に所定の押圧力で当接している。一次転写ローラ５１の軸には、正極性の直流電圧が印加されることで転写電界が形成されるように構成される。

制御部２０２は画像形成装置１００の動作を制御する手段であり、各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理を行う。図２は、本実施例における画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。コントローラ２００は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置１００の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って、インターフェース２０１を介して制御部２０２で統括的に制御する。制御部２０２は、様々な演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ１５５、記憶素子であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ１５６などを有して構成される。ＲＡＭには、センサの検知結果、カウンタのカウント結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め実験などにより得られたデータテーブルなどが格納されている。制御部２０２には、画像形成装置１００における各制御対象、センサ、カウンタなどが接続されている。制御部２０２は、各種の電気的情報信号の授受や、各部の駆動のタイミングなどを制御して、所定の画像形成シーケンスの制御などを行う。例えば、帯電電圧電源２０、現像電圧電源４０、露光ユニット３、一次転写電圧電源１４０、二次転写電圧電源１５０によって印加される電圧や露光量を制御部２０２によって制御している。図１には、制御部２０２から露光ユニット３、帯電ローラ２に接続しており、現像ローラ４２と一次転写ローラ５１、二次転写ローラ５２への接続は記載されていないが、実際には接続し、各々を制御している。そして、この画像形成装置１００は、ホスト装置からコントローラ２００に入力される電気的画像信号に基づいて、記録材Ｐに画像形成を行う。なお、ホスト装置としては、イメージリーダー、パソコン、ファクシミリ、スマートフォン等が挙げられる。

２．画像形成プロセスにおける電位設定
次に、本実施の形態の画像形成プロセスにおける感光ドラム１の周りの電位関係を説明する。

本実施の形態において、−１１００Ｖの帯電電圧が印加された帯電ローラ２によって均一な帯電電位Ｖｄ（暗部電位：−５５０Ｖ）に帯電された感光ドラム１の表面に作像用の露光が成され、画像信号に応じて露光量、露光領域が決定される。画像形成部は露光ユニット３により露光され、画像部電位である露光後電位Ｖｌ（明部電位：−１００Ｖ）に調整される。感光ドラム１上の露光後電位Ｖｌに対してトナー像を現像する現像ローラ４２には、現像電圧Ｖｄｃ（現像電位：−３５０Ｖ）が印加される。

つまり、画像形成部の感光ドラム１上の明部電位Ｖｌと現像電圧Ｖｄｃとの電位差である現像コントラストとしては２５０Ｖ、感光ドラム１上の暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの電位差であるバックコントラストとしては２００Ｖとなる。これにより、ベタ黒画像やハーフトーン、白抜き文字といった画像を適切に出力することが可能となる。

ここで、現像コントラスト、バックコントラストを形成する感光ドラム１の表面と現像電圧は、現像部に突入する直前の感光ドラム１の表面電位と現像ローラ４２に印加される現像電圧の電位差として表現される。現像部に突入する直前とは、具体的に、図１に示した露光ユニット３による露光の感光ドラム１上の露光到達位置から現像部の間の感光ドラム１上の領域である。

ここで、適切な電位設定を行わずに画像形成を行うと、記録材Ｐ上に画像弊害が生じてしまう。具体的には、現像コントラストが小さいと、感光ドラム１上に現像されるトナー量が少なくなることにより濃度薄が発生し、現像コントラストが大きいと、感光ドラム１上に現像されるトナー量が多くなることにより定着不良が発生する。そのため、現像コントラストはそれらを鑑みて適宜調整される必要がある。

また、バックコントラストを適切に制御することによって、画像形成を行わない部分である非画像形成部（白地部）に余分なトナーを付着させないようにしている。この余分なトナーをかぶりという。かぶりが発生すると、本来、画像を形成したい部分以外にトナーが付着することによって、白地部に色味が生じてしまうため、ユーザーに不利益となり得る。バックコントラストが小さいと、トナーを現像ローラ４２上に留めておく電界が弱まり、感光ドラム１上の非画像形成部にかぶりが発生する。一方、バックコントラストが大きいと、現像ローラ４２上の逆極性に帯電したトナー９０が感光ドラム１上の非画像形成部に付着する反転かぶりが発生する。したがって、最もかぶりが少なくなるようにバックコントラストは設定されている。

また、バックコントラストと現像コントラストによって濃度やライン幅が変わることが知られている。そこで、かぶりに最適なバックコントラストを設定しつつ、濃度やライン幅に適した現像コントラストが設定され、これを満たすために帯電電圧や現像電圧、露光ユニット３の露光強度が設定されている。

図３に、バックコントラストとかぶりの関係について示す。グラフの横軸はバックコントラストであり、縦軸はかぶりの量を示している。かぶりの量は、感光ドラム１上のトナーをマイラーテープでテーピングして写し取り、基準紙上にテープを張り付けた後に、その濃度を東京電色社の反射濃度計（ＴＣ−６ＤＳ／Ａ）で測定した。かぶりの量の算出方法は、画像形成装置１００を用いて画像形成動作を行い、記録材Ｐを使わずにバックコントラストを変化させて現像させたときの、感光ドラム１上のトナー量から算出を行った。かぶりの量は一定値以下であれば視認されないため、画像上は問題ないが、かぶりの量が増えると視認できるようになり画像弊害となる。このため、通常、バックコントラストはかぶりが視認できない程度に小さくなる値に設定される。本実施例では、図３に示したように、かぶり許容値を下回る領域である２００Ｖに設定している。バックコントラストは１２０Ｖから３５０Ｖの範囲で設定されるとかぶりが視認できない範囲となり、特に、１５０Ｖから２５０Ｖの範囲に設定することが好ましい。

３．放電生成物による感光ドラムへの影響
画像形成装置１００を用いて画像形成動作を実行する際に、帯電ローラ２での放電を行うと少量ながらオゾンやＮＯｘ等の放電生成物が発生し、感光ドラム１の表面に付着することがある。放電生成物は、感光ドラム１に当接する部材によって掻き取られるが、付着する量が掻き取る量より多い場合、繰り返しの画像形成動作によって、徐々に感光ドラム１の表面に蓄積していく。特に、本実施例のように感光ドラム１上に清掃部材たるクリーニングブレードが無いクリーナーレス構成においては、より顕著となる。接触帯電方式では、コロナ帯電器を用いたコロナ帯電方式と比べて放電量は少なく、放電生成物の発生量は少ない。しかし、放電生成物の発生位置が感光ドラム１と帯電ローラ２との間の微小な空隙であるため、放電生成物の発生が少量であっても、放電生成物が感光ドラム１の表面に付着しやすい。そして、感光ドラム１の表面に放電生成物が付着すると吸湿し、感光ドラム１の表面の電気抵抗を低下させることによって、感光ドラム１の電荷保持能力が低下する。そして、当接部材により電圧が印加される場合に、感光ドラム１の表面に電荷が注入されることがある。現像部において、感光ドラム１上に形成したＶｄ部の負の電荷が感光ドラム１の表面電位に対して見かけ上正極性側の現像ローラ４２側に移動することによって、感光ドラム１と現像ローラ４２の電位差であるバックコントラストが小さくなる。すると、上述のように、現像部でのかぶりが懸念される。図４に、放電生成物が感光ドラム１上に蓄積したときのバックコントラストとかぶりの関係について示す。画像形成動作などにより、感光ドラム１の表面に放電生成物が蓄積していくと電荷保持能力が徐々に低下して、図４の矢印方向にバックコントラストが遷移していく。これは、上述のように、現像部において感光ドラム１上の電荷が現像ローラ４２に流れてしまい、感光ドラム１の表面電位であるＶｄの絶対値が低下するためである。放電生成物の増加に伴い、バックコントラストが低下すると徐々にかぶりが悪化して、やがて許容値を超えてしまい、視認できるようになってしまう。

そこで、本実施例では、注入帯電による電流値を測定し、帯電ローラ２に印加する帯電電圧を切り替えることでかぶりを抑制する。その方法に関しては後述する。

次に、放電生成物が感光ドラム１の表面電位の形成に及ぼす影響に関して説明する。

図５は、帯電ローラ２に印加した帯電電圧と感光ドラム１の表面電位との関係を、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境で測定した結果を示すグラフである。帯電電圧の絶対値が小さい場合は感光ドラム１上の表面電位に変化はないが、ある電圧値から感光ドラム１表面に電位が形成され始める。この値が放電開始電圧Ｖｔｈとなる。本実施例では、−５５０ＶがＶｔｈとなる。Ｖｔｈは、帯電ローラ２と感光ドラム１との空隙や、感光層厚み、感光層比誘電率から決定される。絶対値がＶｔｈ以上の電圧を帯電ローラ２に印加すると、パッシェンの法則に基づき、上記空隙での放電現象が発生し、感光ドラム１に電荷が乗る。

図６には、図５と同様に、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境で放電生成物が付着している感光ドラム１を用いた時に、帯電ローラ２に印加した帯電電圧と感光ドラム１の表面電位の関係を測定した結果を示す。放電生成物は高湿環境下で吸湿するため、感光ドラム１の表面の電気抵抗が低下しやすい。したがって、同じ環境で測定した図５の結果と異なり、Ｖｔｈよりも絶対値が小さい印加電圧でも電位が形成され始め、Ｖｔｈ印加で約−５０Ｖの電位が形成されている事が分かる。これは、放電生成物が付着した感光ドラム１の表面の電気抵抗が低下し注入帯電することによってＶｔｈ未満の電圧を印加した場合においても、微小に電位が形成されることによる。この注入帯電の量は、感光ドラム１上の放電生成物量に依存する。したがって、Ｖｔｈ以下の帯電電圧を印加したときに感光ドラム１の注入帯電量を測定することで、放電生成物の量を測定することが可能となる。

４．帯電電流検知による感光ドラムへの注入帯電量測定方法
注入帯電量を測定するためには、感光ドラム１上の表面電位を直接確認しても良いし、帯電ローラ２の電流を測定しても良い。本実施例では、より安価な構成である電流測定回路２４を用いる。図７に帯電ローラ２周りの構成概略図を示す。感光ドラム１、帯電ローラ２、露光ユニット３、帯電電圧電源２０、帯電電流測定回路２４が配置されている。帯電ローラ２を感光ドラム１に当接させて回転させた時に、感光ドラム１から帯電ローラ２に流れ込む電流を、帯電ローラ２に対して直接配置された電流検知手段２４にて検知することが出来る。

感光ドラム１に対して、絶対値がＶｔｈ以下の帯電電圧を印加して注入帯電量を測定する方法を、図８を用いて説明する。この方法は、主に感光ドラム１上に付着した放電生成物の影響を定量化する手法である。図８は、絶対値がＶｔｈ未満の電圧として−４００Ｖの直流電圧を帯電ローラ２に印加し、感光ドラム１を回転させたときの、感光ドラム１の表面電位の推移を示したグラフである。

図８に示したように、放電生成物が付着していない感光ドラム１では、注入帯電が起こらない。そのため、感光ドラム１を回転させて帯電電圧を印加し続けても感光ドラム１の表面電位は０Ｖのままである。一方、感光ドラム１に放電生成物が蓄積していると、注入帯電により徐々に感光ドラム１の表面電位が上昇し、およそ３０秒以内で感光ドラム１上の表面電位は飽和点に到達する。また、放電生成物の量が多いと、注入帯電で到達する飽和した感光ドラム１の表面電位も高くなる。

放電生成物の量によって注入帯電が飽和するまでの時間が異なるため、本実施例では、より精度よく放電生成物の量の違いを検出するために、電流検知手段２４で注入帯電が飽和するまでの積算電流値を測定している。帯電ローラ２に絶対値がＶｔｈ未満の電圧として−４００Ｖを印加すると、注入帯電が開始されて電流が流れ始め、注入帯電による電位上昇が飽和するまでは電流が流れ続ける。そして、注入帯電の電位が飽和すると電流はほぼ流れなくなる。本実施例の構成では、およそ３０秒以内に注入帯電電位は飽和点に到達する。このときに、流れた積算の電流値を測定することで、注入帯電が飽和したときの感光ドラム１の表面電位を測定することができる。

本実施例の注入帯電が飽和したときの感光ドラム１の表面電位と積算電流値の関係を、表１に示す。表１のように注入帯電電位と積算電流値は相関関係にあり、積算電流値を測定することで注入帯電電位を測定することが出来る。

図９は、非画像形成時に注入帯電電流の検知を行って、帯電電圧を補正する制御のフローチャートの一例である。注入帯電電流検知は、具体的には、電源ＯＮ時や不図示の環境センサにより環境の変化を検知した場合、最後の画像形成からの停止時間が長い場合などに実行される。このタイミングで実行する理由として、放電生成物の抵抗は画像形成装置１００の内部の環境による水分の付着量によって異なり、それによって感光ドラム１への注入帯電の状態が異なるためである。放置時間が長い場合や、環境が高温高湿になった場合には、放電生成物の抵抗が下がるため、注入帯電しやすくなる。したがって、本実施例の制御を行い、特に補正を行う必要がある。もしくは、画像形成が完了し、画像が定着手段６を通過して、画像形成装置１００の外に排出されるまでの後回転中に逐次実行してもよい。

まず、画像形成装置１００の本体電源をＯＮし（Ｓ１）、感光ドラム１を回転させる（Ｓ２）。その後、露光ユニット３をＯＮして感光ドラム１の表面上に露光を行い、少なくとも感光ドラム１を１周以上回転させて感光ドラム１上の電位を十分に落とした（Ｓ３）後に露光ユニット３をＯＦＦとする（Ｓ４）。本実施例では、露光ユニット３をＯＮにしてから感光ドラム１の３周後にＯＦＦにしている。次に、帯電ローラ２に絶対値がＶｔｈ未満の帯電電圧、本実施例では−４００Ｖの帯電電圧を印加させ、積算電流の計測を開始する（Ｓ５）。このような電圧設定にすることで、放電生成物が蓄積した感光ドラム１ならば、絶対値がＶｔｈ未満の電圧が印加された場合でも感光ドラム１の表面電位を形成する事となる。この状態で、３０秒間回転させて積算電流を測定した後に、帯電電圧をＯＦＦにする（Ｓ６）。次に、測定した積算電流に基づいて次回印刷時の帯電電圧補正値を決定し（Ｓ７）、検知動作を終了する（Ｓ８）。帯電電圧の補正値は表２の関係によって決定され、画像形成動作が開始される（Ｓ９）。

例えば、測定した積算電流値が１．０μＡ・Ｓｅｃであった場合、帯電電圧補正値は−１６Ｖとなる。ここで、表１と表２の関係性が合致しないのは、表１の結果は３０秒の積算電流であるのに対して、表２を適応する画像形成動作には、それほど長く帯電機会を設けないためである。本実施例の帯電電圧は−１１００Ｖであるため、次回印刷時の帯電電圧として−１１１６Ｖを用いる。このとき、Ｖｄはおよそ−５６６Ｖとなる。このような制御を行うことで、現像部の通過時にＶｄが低下する分を考慮に入れる事が出来る。本実施例の画像形成時の現像ローラ４２と感光ドラム１の周速比を１４０％とし、その周速比を考慮に入れている。周速比が大きくなれば、補正値を大きくする必要がある。周速比に関しては実施例３にて詳細に説明する。

本実施例では、積算電流に閾値を設けて閾値を超えた場合に帯電電圧を補正したが、電流値と補正値を対応付けて逐次変化させてもよい。つまり、積算電流値が大きいほど帯電電圧補正値を大きくしてもよい。

５．注入帯電の影響による帯電電圧制御の効果
次に、非画像形成時に注入帯電電流の検知を行うことによる効果確認を行った。帯電電圧−１１００Ｖで画像形成を開始し、２枚間欠動作によって、印字率１％の画像を５０００枚印字したときの、感光ドラム１上のかぶり量を測定した。実施例１としては、１０００枚ごとに画像形成動作の開始時に上記方法で帯電電圧の補正制御を行った。一方、比較例１では、帯電電圧の補正を行わず、そのまま画像形成を行った。表３に画像形成枚数に応じたかぶりの結果を示す。

表中の〇は記録材Ｐ上で、かぶりトナーが視認できない状態を示し、×はかぶりトナーが視認され画像弊害が発生している状態を示している。

比較例１に関しては、画像形成を行うにつれてかぶりが悪化した。これは、画像形成による帯電部での放電により発生した放電生成物が感光ドラム１へ蓄積されたことによって、現像部で感光ドラム１の表面電位の絶対値が小さくなり、バックコントラストが小さくなったことが原因であると考えられる。

一方、実施例１では、かぶりは終始視認できないレベルとなった。画像形成に応じて帯電電圧制御を行い、適切なタイミングで帯電電圧の値を変化させたことによって、放電生成物の影響をキャンセルする事が出来たためであると考えられる。

本実施例では、帯電ローラ２から感光ドラム１に電荷が注入される注入帯電に関する情報を検知する電流検知手段２４を有する画像形成装置１００において、以下のような特徴を備えた画像形成装置１００を用いた。制御部２０２は、注入帯電に関する情報に基づいて、帯電電圧を補正することによって、現像ローラ４２に突入する直前の感光ドラム１に形成された表面電位と現像ローラ４２に印加する現像電圧と、の電位差であるバックコントラストを変更する。したがって、制御部２０２は、画像形成時において、電流検知手段２４で検知された電流値が第１の電流値より大きい第２の電流値である場合には第１の電流値である場合より帯電電圧の絶対値を大きくする制御を行うことにより上記効果を得ることが出来る。

以上のように、本実施例の方法によれば、放電生成物が感光ドラム１上に蓄積しても、頻繁な除去動作を必要とせずかぶりのない良好な品質の画像を印刷し続けることが可能である。

実施例１では、バックコントラストを最適に保つために帯電電圧を補正したが、現像電圧を補正してもよい。

また、本実施例では帯電ローラ２に帯電電圧を印加して注入帯電電流検知を行ったが、感光ドラム１と接している現像ローラ４２や電圧印加が可能な一次転写ローラ５１で行ってもよい。

また、図１０に示したように、単一の画像形成部を有した画像形成装置を用いても、同様の効果を得ることが出来る。さらに、本実施例では感光ドラム１の清掃部材を用いないクリーナーレス構成を採用したが、クリーニングブレードのような清掃部材が感光ドラム１上に配置されていてもよい。

また、本実施例では、注入帯電に関する情報は放電生成物の付着量としたが、感光ドラム１に放電生成物が付着していなくても、感光ドラム１の表面抵抗が異なる場合に用いてもよい。例えば、感光ドラム１の感光層の膜厚や材質が異なることにより生じる帯電電流の差を検知してもよい。

また、本実施例では、帯電ローラ２に電流検知手段２４を接続したが、感光ドラム１に直接接続して電流を検知してもよい。電流検知ではなく、感光ドラム１の表面電位を直接測定してもよい。その際には、感光ドラム１の回転方向において、帯電部の下流側で測定することが望ましく、感光ドラム１の表面上に露光される露光部の直前に電位測定をすることがさらに好ましい。

また、電流検知のタイミングは画像形成中でもよい。本実施例においては、画像形成時以外のタイミングで行うことで放電開始電圧Ｖｔｈ以下の電圧を印加し、その際に流れる電流を検知している。しかし、画像形成時の放電が発生する帯電電圧を印加している状態においても、放電電流と注入帯電による電流の合算電流を検知することにより、放電生成物の状態を検知することが可能となる。その際には、感光ドラム１の表面上の露光部の直前に電位測定をすることが好ましい。

［変形例］
実施例１では、バックコントラストを最適に保つために帯電電圧を補正したが、露光ユニット３を用いて画像形成時より露光量が小さい弱露光を行って帯電後のＶｄを調整しても良い。すなわち、露光ユニット３で通常の印字部の露光を行い、画像部には画像部の露光後電位としての明部電位Ｖｌを形成するとともに、非画像部には弱露光を行い、非画像部の露光後電位としての暗部電位Ｖｄを形成する構成としてもよい。

続いて、非画像部露光（弱露光）について説明する。一旦、帯電電圧を印加された帯電ローラ２により絶対値が暗部電位Ｖｄ以上の帯電後露光前電位に感光ドラム１の表面を帯電させる。その後、感光ドラム１の回転方向に対して、露光ユニット３を弱発光させて感光ドラム１の表面を露光し、表面電位を減衰（降下）させる。この方法により、帯電プロセスだけでなく露光プロセスを用いる事によって、目標とする暗部電位Ｖｄを得ることができる。この方法によって、感光ドラム１の表面が回転方向において帯電部通過後、現像部到達前の感光ドラム１の表面電位をあらかじめ下げる事が出来る。

さらに、本方法を用いると、感光ドラム１の表面電位の安定性向上に寄与する。放電開始電圧Ｖｔｈは、感光ドラム１の感光層膜厚に依存し変化するため、感光ドラム１の削れにより、感光ドラム１の膜厚が減少すると、暗部電位Ｖｄが上昇してしまう。よって、感光ドラム１の膜厚に応じて、印加する帯電電圧を変更して暗部電位Ｖｄを合わせる必要がある。すなわち、感光ドラム１の膜厚が変化すると、感光ドラム１の表面電位のコントロールが困難となる。そこで、印字枚数、感光ドラム１の回転数、帯電電圧印加時間、露光量などの放電に係わる情報から、感光ドラム１の膜厚を算出し、露光量を制御することで電位設定を行うことが可能である。この方法によれば、帯電電圧に依らず、算出された感光ドラム１の膜厚に応じて、明部電位Ｖｌを形成する強露光量と、暗部電位Ｖｄを形成する弱露光量の範囲を変更するだけで、画像濃度、ライン幅、階調性を安定して再現することができる。

次に、積算電流検出後に弱露光量を調整して補正する場合について説明する。

例えば、表４で示したように積算電流値が１．０μＡ・Ｓｅｃであった場合、帯電電圧補正値は−１６Ｖとなり、弱露光量で補正しようとする場合、０．００５０μＪ／ｃｍ^２小さくする。この時、弱露光で露光し、弱露光量で補正する際の帯電電圧は−１２００Ｖで一定する。初期の弱露光量である０．０３０μＪ／ｃｍ^２から、次回印刷時の弱露光量を０．００５０μＪ／ｃｍ^２小さくした０．０２５μＪ／ｃｍ^２とすると、Ｖｄは補正前の−５５０Ｖから、およそ−５６６Ｖとなる。

このように、弱露光量を調整することによって、放電生成物が感光ドラム１上に蓄積しても、頻繁な除去動作を必要とせずかぶりのない良好な品質の画像を印刷し続けることが可能である。本実施例では、トナー像が形成されない非画像部電位となるように第１の露光量で露光する第１の露光と、トナー像が形成される画像部電位となるように第１の露光量より大きい露光量で露光する第２の露光と、を行う露光ユニット３を有する。上記露光ユニット３を設けた画像形成装置１００において、以下のような制御を行う。

制御部２０２は、画像形成時において、電流検知手段２４により検知された電流値が第１の電流値より大きい第２の電流値である場合には第１の電流値である場合より第１の露光量を小さくする制御を行う。それによって、上記効果を得ることが出来る。

また、感光ドラム１の表面電位を調整するために、弱露光量と共に帯電電圧を変更してもよい。その際には、制御部２０２は、第１の露光量を小さくする制御、もしくは、帯電電圧の絶対値を大きくする制御、の少なくとも１つの制御を実行する。

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、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

１．放電生成物量予測方法
本実施例では、帯電ローラ２に帯電電圧を印加した時間と現像ローラ４２を感光ドラム１に接触させて駆動した時間と、を用いて放電生成物の量を予測する。予測した結果に基づいてバックコントラストを適正に保つ方法を以下に示す。

感光ドラム１上の放電生成物は放電により発生し、徐々に蓄積する。放電生成物の発生は、帯電部での放電による発生が支配的であるため、帯電ローラ２に帯電電圧を印加した時間とその電圧の大きさを計測することで、放電生成物が感光ドラム１に付着した量を予測することができる。一方、本実施の形態では、現像ローラ４２が感光ドラム１との周速差を持って接触しているため、蓄積した放電生成物を現像ローラ４２で掻き取る効果が発生する。このため、現像ローラ４２が感光ドラム１に接触して回転している時間を計測することで、放電生成物が感光ドラム１から掻き取られた量を予測することができる。これらの現象を利用し、感光ドラム１に蓄積した放電生成物量を予測することができる。本実施例では、感光ドラム１の表面移動速度をＶ１と現像ローラ４２の表面移動速度をＶ２とすると、Ｖ２／Ｖ１は１．４とした。つまり、感光ドラムに対して１４０％の表面の移動速度で現像ローラ４２が回転するということである。以降、周速比は１４０％であると表現する。

帯電ローラ２に帯電電圧を印加した累積時間をＴ（秒）とし、現像ローラ４２が感光ドラム１に当接して回転した累積時間をＣ（秒）として、ＴとＣのカウントを取得手段としてのＣＰＵ１５５にて行う。ここで、帯電電圧を印加した累積時間に関して、感光ドラム１と帯電ローラ２の間で放電が発生しない限り放電生成物は生成されない。したがって、累積時間Ｔは、放電する電圧以上の帯電電圧が印加された時間と解する。本実施の形態では、例えば、１枚のみ印刷するときの帯電電圧印加時間Ｔは６秒であり、現像ローラ４２の当接回転時間Ｃは４秒である。

そして、放電生成物量カウンタ値Ｈを、
Ｈ＝（Ａ×Ｔ−Ｂ×Ｃ）×Ｐ（式１）
として算出する。ここで、ＡとＢの値は、放電生成物の蓄積量と掻き取り量の差を補正する係数である。Ｐは連続印字回数（１枚間欠であれば画像形成枚数）である。Ａの値は、放電生成物の発生に係わるパラメータに依存するため、感光ドラム１の膜厚情報と帯電ローラ２に印加される帯電電圧と一次転写ローラ５１に印加される転写電圧に依存して決定される。Ｂの値は、放電生成物の掻き取りに係わるパラメータに依存するため、現像ローラ４２の処方や硬度、表面移動速度や感光ドラム１との周速差、トナー９０の種類、現像ローラ４２のトナー９０の載り量、に依存して決定される。Ａ、Ｂの値は、複数の感光ドラム１を用いて実験的に求められた値であり、本実施例ではＡの値は２、Ｂの値は１とした。Ａの値が大きいほど放電生成物の発生量が多いことを示唆し、Ｂの値が大きいほど感光ドラム１からの放電生成物の掻き取り量が多いことを示唆している。これにより放電生成物量の予測値としてＨを求めることができる。そして、表５を用いて、式１より算出されたＨの値によって帯電電圧の補正量を決定する。例えば、１枚間欠で記録材Ｐ上に画像を１０００枚印刷した場合、Ｈの値はＨ＝（２×６−１×４）×１０００＝８０００となる。Ｈ＝８０００の場合には、表５から帯電電圧補正値は−８Ｖとなる。本実施例の帯電電圧は−１１００Ｖであるため、次回、印刷時の帯電電圧として、−１１０８Ｖが印加されることとなる。このとき、Ｖｄはおよそ−５５８Ｖとなる。

放電生成物予測量Ｈとして取得される取得値は、帯電電圧の印加時間が固定値の場合において現像ローラ４２の回転時間が多いほど小さくなり、現像ローラ４２の回転時間が固定値の場合において帯電電圧の印加時間が多いほど大きくなる。

本実施例では、表５のような放電生成物予測量Ｈと帯電電圧補正値の関係を用いたが、帯電電圧補正値を環境に応じて変更してもよい。例えば、低温低湿のような絶対湿度（絶対水分量）が小さい環境では、補正値を小さくし、高温高湿のような絶対湿度（絶対水分量）が大きい環境では、補正値を大きくしてもよい。これは、放置された環境によって、放電生成物による注入帯電量が異なるからである。

また、本実施例では、放電生成物予測量Ｈに閾値を設けて閾値を超えた場合に帯電電圧を補正したが、放電生成物予測量Ｈと補正値を対応付けて逐次変化させてもよい。つまり、放電生成物予測量Ｈが大きいほど帯電電圧補正値を大きくしてもよい。

図１１は、非画像形成時に放電生成物の発生量を予測し、帯電電圧を補正する制御のフローチャートの一例である。放電生成物予測量Ｈの取得は、具体的には、電源ＯＮ時や不図示の環境センサにより環境の変化を検知した場合、最後の画像形成からの停止時間が長い場合などに実行される。もしくは、画像形成が完了し、画像が定着手段６を通過して、画像形成装置１００の外に排出されるまでの後回転中に逐次実行してもよい。

まず、画像形成装置１００の本体電源をＯＮする（Ｓ１１）。その後、予め制御部２０２もしくはプロセスカートリッジ４０に設けられた不図示の記憶部に格納した合計の帯電電圧印加時間Ｔと現像当接回転時間Ｃを読み出して、式１を用いて放電生成物予測量Ｈを算出する（Ｓ１２）。Ｓ１２の算出結果に基づいて、画像形成時の帯電電圧を補正し（Ｓ１３）、表５の関係によって帯電電圧の補正値は決定され、画像形成動作が開始される（Ｓ１４）。

２．放電生成物予測による帯電電圧制御の効果
次に、画像形成時に放電生成物量の予測を行うことによる効果確認を行った。効果確認の条件は、実施例１に記載の条件と同じである。実施例２の制御を用いて画像形成を行った結果、かぶりは終始視認できないレベルとなった。画像形成に応じて放電生成物予測量に基づいた帯電電圧制御を行い、適切なタイミングで帯電電圧の値を変化させたことによって、放電生成物の影響をキャンセルする事が出来たためであると考えられる。

本実施例では、感光ドラム１に付着した放電生成物の量を取得する取得手段を有し、放電生成物の量は、現像部において当接状態における現像ローラ４２の回転数と、帯電電圧の印加時間から相関値として取得手段によって取得される。取得された放電生成物量に相関する相関値から帯電電圧を補正した。具体的には、制御部２０２は、取得手段によって取得された相関値が第１の相関値より大きい第２の相関値である場合には第１の相関値である場合よりも絶対値が大きい帯電電圧を印加して画像形成を行う。それによって、実施例１のように帯電電流検知手段２４を配置する事なく、放電生成物の量を予測することによって、画像形成中のバックコントラストを維持することが可能となる。

このような制御を行うことで、現像部の通過時にＶｄが低下しても最適なバックコントラストを保つことができ、かぶりの発生しない良好な品質の画像を印刷することができる。

本実施例では、放電生成物量を予測するために、帯電電圧の印加時間と現像ローラ４２が感光ドラム１に当接して回転している時間を利用したが、感光ドラム１の中間転写ベルト５３の当接回転時間や、放電生成物除去手段の作動時間などを予測に利用してもよい。

また、本実施例では、放電生成物量を予測するために、式１を用いて算出したが、あらかじめ用意したテーブルを参照して相関値としてもよい。

また、本実施例では、バックコントラストを最適に保つために帯電電圧を補正したが、現像電圧を補正したり、変形例のように露光ユニット３を用いて画像形成時より露光量が小さい弱露光を行って帯電後のＶｄを調整しても良い。したがって、制御部２０２は、取得手段によって取得された相関値が第１の相関値より大きい第２の相関値である場合には第１の相関値である場合よりも小さい第１の露光量で画像形成を行うように露光ユニット３を制御してもよい。

また、感光ドラム１の表面上に付着した放電生成物を除去する清掃動作を行う場合、清掃動作後に放電生成物量カウンタ値Ｈをリセットし、再度カウントを始める動作を行ってもよい。もしくは、清掃動作を行う時間や強度によって、放電生成物量カウンタ値Ｈの補正を行ってもよい。

本実施例では、複数の画像形成モードを切り替えて画像形成を行う際に、感光ドラム１上に蓄積した放電生成物量と、感光ドラム１と現像ローラ４２との周速差に応じてバックコントラストを適正に保つ方法を示す。

１．広色域画像形成モード
まず、本実施例の画像形成装置１００が備える複数の画像形成モードについて説明する。

本実施例の画像形成装置１００は、通常の濃度で画像形成を行う通常画像形成モードと、画像の色域を拡大して、より良質な画像を形成可能な広色域画像形成モードと、を実行できる。広色域画像形成モードでは、感光ドラム１の表面の移動速度と現像ローラ４２の表面の移動速度の周速比が、通常画像形成モードのときよりも大きくなるように変化させる。これにより、感光ドラム１の単位面積当たりに通過する現像ローラ４２の面が多くなるため、現像ローラ４２から感光ドラム１に供給するトナー量を、通常画像形成モードのときよりも増加させることができる。さらに、広色域画像形成モードでは、現像ローラ４２に印加される現像電圧Ｖｄｃと感光ドラム１の表面において露光ユニット３により露光された部分の電位である明部電位Ｖｌとの電位差である現像コントラストを大きくする。これにより、感光ドラム１の表面のトナー像におけるトナー付着量を、通常画像形成モードのときよりも増やすことができる。よって、広色域画像形成モードの画像濃度を、通常画像形成モードの画像濃度よりも高くすることができ、画像の色域を拡大してより良質な画像が形成可能となっている。

本実施例では、感光ドラム１の表面の移動速度Ｖ１と現像ローラ４２の表面の移動速度Ｖ２との周速比は、通常画像形成モードが１４０％、広色域画像形成モードが２００％とした。具体的には、現像ローラ４２の表面の移動速度は通常画像形成モードと広色域画像形成モードで共通とし、広色域画像形成モードにおける感光ドラム１の表面の移動速度を通常画像形成モードにおける感光ドラム１の表面の移動速度よりも遅くなるように設定した。ただし、感光ドラム１の表面の移動速度を通常画像形成モードと広色域画像形成モードで共通とし、広色域画像形成モードにおける現像ローラ４２の表面の移動速度を通常画像形成モードにおける感光ドラム１の表面の移動速度よりも速くなるように設定してもよい。

また、本実施例では、通常画像形成モードにおける感光ドラム１の帯電電位である暗部電位Ｖｄが−５５０Ｖ、現像ローラ４２に印加される現像電圧Ｖｄｃが−３５０Ｖ、明部電位Ｖｌが−１００Ｖとした。一方、広色域画像形成モードでは、暗部電位Ｖｄと現像ローラ４２に印加される現像電圧Ｖｄｃは通常画像形成モードと同様としたが、明部電位Ｖｌを−５０Ｖとした。

２．感光ドラムと現像ローラの周速差と注入帯電
感光ドラム１と現像ローラ４２と、の間に周速差があり、その周速差が大きいと、現像部において、感光ドラム１の表面に形成されていた電荷が現像ローラ４２に移動することがある。本実施例の構成における非画像形成部の感光ドラム１の表面電位である暗部電位Ｖｄは、現像電圧Ｖｄｃよりも絶対値で大きく設定されており、回転しながら現像ローラ４２が感光ドラム１の表面に当接することで暗部電位Ｖｄが低下する。これは、感光ドラム１の表面と現像ローラ４１の表面と、が周速差をもって摺擦されると、帯電により感光ドラム１上に形成されていた電荷が、電気的に移動しやすい現像ローラ４２へ移動するためである。電荷の移動は、暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの電位差が大きいほど感光ドラム１の表面から現像ローラ４２へ流れる電荷が多くなるため活発になる。また、現像ローラ４２と感光ドラム１の周速差が大きいほど、同様に電荷の移動が多くなるため、暗部電位Ｖｄの低下は大きくなる。

次に、感光ドラム１の表面電位が現像ローラ４２の当接によって低下する影響について説明する。図１２に、感光ドラム１の表面の移動速度と現像ローラ４２の表面の移動速度の周速比に対する感光ドラム１の表面電位低下量を示す。図１２は、温度２５℃、相対湿度５０％の環境で感光ドラム１と現像ローラ４２との周速比を変えて測定した、現像部における暗部電位Ｖｄの低下量の一例を示すグラフ図である。現像部の通過前後の感光ドラム１の表面電位を、ＴＲＥＫ社の表面電位計（ＭＯＤＥＬ３４４）で測定し、差分を表面電位の低下量とした。感光ドラム１は、新品と図１に示した画像形成装置１００を用いて１枚間欠で記録材Ｐ上に画像を１０００枚、１００００枚印刷した後のものをそれぞれ使用した。通紙後の感光ドラム１を用いる理由としては、この現象は、放電生成物が感光ドラム１上に付着している状態で顕著であるためである。通紙枚数１０００枚の感光ドラム１は放電生成物の量が少なく、１００００枚の感光ドラム１は放電生成物の量が多い条件として比較している。図１２の横軸は、感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比である。図１２の縦軸は、現像部での感光ドラム１の表面電位低下量を示している。

図１２から分かるように、感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比が大きいと、感光ドラム１の表面電位低下量が大きくなる。感光ドラム１の表面電位の低下が生じるのは現像ローラ４１への電荷の移動によるためである。したがって、周速比が大きいと、感光ドラム１の表面と現像ローラ４２の表面との実質の接触面積が大きくなるため、感光ドラム１の表面から現像ローラ４２へ電荷が移動する機会が増える。また、感光ドラム１の表面の放電生成物量が同じでも、感光ドラム１と現像ローラ４２との周速比が大きいと、現像部における感光ドラム１の表面の暗部電位Ｖｄの低下量が大きくなる。具体的には、周速比が１４０％である通常画像形成モードに比べて、周速比が２００％である広色域画像形成モードの方が、暗部電位Ｖｄの低下量が大きくなる。また、放電生成物量が多くなると、感光ドラム１と現像ローラ４２との周速比の影響がより大きくなる。この現象に関して考察する。

現像部では、トナー９０を挟んで感光ドラム１の表面と現像ローラ４２の表面とが接触している。そのため、感光ドラム１の表面の放電生成物による電荷保持能力の低下とともに、トナー９０の抵抗分が電荷の流れに大きく影響する。ここで、感光ドラム１と現像ローラ４２と、が周速差を持つ場合（周速比が１００％でない場合）には、現像部において感光ドラム１の表面と現像ローラ４２の表面の摺擦によりトナー９０が転動する。そして、このトナー９０の転動を介して、トナー９０の表面に保持された電荷が感光ドラム１の表面と現像ローラ４２の表面との間を移動することで、トナー９０の抵抗分が見かけ上小さくなる。すなわち、感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比が大きくなるほどトナー９０の抵抗分が見かけ上小さくなり、感光ドラム１の表面の電荷が現像ローラ４２に流れやすくなる。したがって、感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比が大きくなると、暗部電位Ｖｄの低下量が大きくなると考えられる。

図１３には、バックコントラストに対する感光ドラム１の表面電位低下量を示す。図１３の横軸は、バックコントラストの値を示している。図１３の縦軸は、図１２と同様に感光ドラム１の表面電位低下量を示している。感光ドラム１は新品（放電生成物の付着無し）、感光ドラム１と現像ローラ４２との周速比は２００％（広色域画像形成モード）の条件を用いた。図１３に示したように、バックコントラストが大きいほど感光ドラム１の表面電位の低下量は大きくなった。これは、バックコントラストを大きくすると、現像ローラ４２に印加される現像電圧と感光ドラム１の表面電位の電位差が大きくなるので、感光ドラム１上の電荷がより現像ローラ４２に流れやすくなるためである。バックコントラスト２００Ｖの場合、感光ドラム１と現像ローラ４１との周速比は２００％の条件において、注入帯電により３０Ｖの電位変化が生じることとなる。

以上の結果より、感光ドラム１の表面電位を変化させる要因として、感光ドラム１の表面抵抗、すなわち感光ドラム１上の放電生成物量と、感光ドラム１に当接している部材の、感光ドラム１に対する周速比が挙げられる。

３．感光ドラムと現像ローラの周速比による帯電電圧制御
次に、本実施例における帯電電圧補正制御について説明する。

図１４は、本実施例の帯電電圧補正制御のフローチャートを説明する図である。

まず、プリントジョブが開始される（Ｓ２０）と、通常画像形成モードか広色域画像形成モードのどちらで画像形成を行うかが判断される（Ｓ２１）。ここで、ユーザーが通常画像形成モードを選択している場合はステップＳ２２へ進む。そして、注入帯電電流の検知結果と、通常画像形成モードにおける感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比に基づいて、帯電電圧補正値を決定する（Ｓ２２）。この時の注入帯電電流検知は、実施例１のように実際に測定してもよいし、実施例２のように予測制御を行ってもよい。本実施例においては、注入帯電電流の検知については、画像形成モードに依らず実施例１に示す所定の方法で行った。その後、所定の画像形成動作を開始し、画像形成を行う（Ｓ２４）。一方、ユーザーが広色域画像形成モードを選択している場合はステップＳ２３へ進む。そして、注入帯電電流の検知結果と、広色域画像形成モードにおける周速比に基づいて、帯電電圧補正値を決定し（Ｓ２３）、所定の画像形成動作を開始する（Ｓ２４）。また、本実施例では、帯電電圧補正値は表６に示す表によって決定される。例えば、測定した積算電流値が１．０μＡ・Ｓｅｃであった場合の帯電電圧補正値は、通常画像形成モードであれば−１６Ｖとなるが、広色域画像形成モードであれば−４４Ｖとなる。つまり、本実施例の帯電電圧値は−１１００Ｖであるため、補正後の帯電電圧値と暗部電位Ｖｄはそれぞれ、通常画像形成モードであれば−１１１６Ｖと−５６６Ｖ、広色域画像形成モードであれば−１１４４Ｖと−５９４Ｖとなる。

４．画像形成モードの切り替えによる帯電電圧制御の効果
画像形成モードを切り替える条件において、帯電電圧制御を行うことによる効果確認を行った。効果確認の条件は、実施例１、２に記載の条件と同じである。異なる点は、かぶりのレベルの確認を、通常画像形成モードの場合と、広色域画像形成モードの場合において行っている点である。比較例１は、通常画像形成モードならびに広色域画像形成モードにおいて帯電電圧制御を行わずに画像形成を行った場合である。比較例２は、通常画像形成モードにおいて帯電電圧制御を行い、広色域画像形成モードにおいては通常画像形成モードの条件で画像形成を行った場合である。実施例３は通常画像形成モードならびに広色域画像形成モードにおいて帯電電圧制御を行って画像形成を行った場合である。結果を表７に示した。

表７の結果から、比較例１、比較例２の条件では、広色域画像形成モードにおいて帯電電圧制御を行わなかったため、広色域画像形成モードでは現像部でのバックコントラストの低下を招き、かぶりが発生した。一方、通常画像形成モード、広色域画像形成モード共に帯電電圧制御を行った実施例３においては、かぶりはどちらのモードにおいても終始視認できないレベルとなった。これは、画像形成条件に応じて帯電電圧制御を行い、適切なタイミングで帯電電圧の値を変化させたことによって、放電生成物の影響をキャンセルする事が出来たためであると考えられる。

本実施例では、感光ドラム１と現像ローラ４２の周速比が異なる複数の画像形成モードを切り替えて画像形成を行う場合において、制御部２０２は、注入帯電に関する情報と周速比と、に基づいて、帯電電圧を補正し、バックコントラストを制御する。これにより、複数の画像形成モードを切り替えて画像形成を行う場合でも、清掃動作を必要とせずかぶりのない良好な品質の画像を印刷し続けることが可能である。

本実施例では、バックコントラストを最適に保つために帯電電圧を補正したが、これに限定されるものではない。例えば、現像電圧を補正したり、変形例のように露光ユニット３を用いた弱露光により帯電後の暗部電位Ｖｄを調整してもよい。したがって、制御部２０２は、画像形成時において、第２の画像形成モードを実行した場合には第１の画像形成モードを実行した場合より第１の露光量を小さくする制御を行ってもよい。

また、本実施例では、注入帯電電流の検知により放電生成物量を間接的に測定して補正制御を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、実施例２に示すように、帯電電圧の印加時間と、現像ローラ４２を感光ドラム１に接触させて駆動した時間とを用いて放電生成物の量を予測し、補正制御を行ってもよい。さらに、この場合には、感光ドラム１の中間転写ベルト５３の当接回転時間や、放電生成物除去手段の作動時間などを予測に利用してもよい。

１．現像当接離間による感光ドラムの表面電位の変化
本実施例では、現像ローラ４２と感光ドラム１とが離間しているときの感光ドラム１の表面電位と当接している時の感光ドラム１の表面電位を測定することで、感光ドラム１の表面電位の低下分を直接測定し、バックコントラストを適正に保つ方法を示す。現像ローラ４２を感光ドラム１に当接離間させるために、本実施例では、不図示の現像離間機構を有する。

図１５に、感光ドラム１の表面に付着した放電生成物の付着量に応じた現像離間時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｎｃ）と現像当接時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｃ）を示す。 感光ドラム１の表面に対して現像ローラ４２の当接時と離間時の現像部の通過後の感光ドラム１の表面電位を、ＴＲＥＫ社の表面電位計（ＭＯＤＥＬ３４４）で測定した。現像離間した場合の感光ドラム１の表面電位の推移は感光ドラム１への放電生成物の付着量にかかわらず変化が無い。一方、放電生成物の付着量が増えていくと、現像当接時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｃ）の絶対値は低下していく。そのため、放電生成物の蓄積量が増加すると、徐々にかぶりが悪化して、やがて視認できるレベルを超えてしまう。そこで、本実施例では、現像離間時の表面電位（Ｖｎｃ）と、現像当接時の表面電位（Ｖｃ）を直接測定することで電位減衰量ΔＶを算出し、帯電ローラ２に印加する帯電電圧に加算することでかぶりを抑制する方法を示す。

２．感光ドラムの表面電位測定方法
本実施例の特徴である感光ドラム１の表面電位検出方法について説明する。感光ドラム１の表面電位の測定は、画像形成動作が開始されるまでの前回転工程中や後回転行程中に行ってもよく、もしくは本測定動作のみを単独に行ってもよい。感光ドラム１の表面電位検出方法では、画像形成中における感光ドラム１の表面電位であるＶｄを検出する。本実施例では、感光ドラム１の表面電位検出手段に一次転写ローラ５１を用いる。一次転写ローラ５１を感光ドラム１の表面電位検知方法に用いる事で、部材を追加する事無く、感光ドラム１の表面電位を検出する事が可能である。なお、感光ドラム１の表面電位検出手段に帯電ローラ２を用いてもよいし、別の当接部材を設けてもよい。本実施例では、感光ドラム１が均一にＶｄとなった状態での表面電位を検出する。また、感光ドラム１の表面電位を、上述した表面電位計により直接測定してもよい。その際には、感光ドラム１の回転方向において、現像部の下流側で測定することが望ましい。

ここで、本実施例における感光ドラム１の表面電位を求める方法を説明する。一次転写ローラ５１へ印加される転写電圧値と、感光ドラム１に流れる電流値との関係を図１６に示す。一次転写ローラ５１へ印加される転写電圧値が放電開始電圧Ｖｔｈよりも絶対値が小さい領域（図１６中（１）に示す領域）では、一次転写ローラ５１と感光ドラム１と、の間で暗電流および、放電生成物の付着量に応じた注入電流が流れる領域となる。以下、暗電流および、放電生成物の付着量に応じた注入電流が流れる領域を非放電領域とする。一次転写ローラ５１へ印加される転写電圧値が放電開始電圧Ｖｔｈよりも絶対値が大きい領域（図１６中（２）に示す領域）では、一次転写ローラ５１と感光ドラム１と、の間に放電現象が起こる領域（以下、放電領域）となる。図１６において、一次転写ローラ５１と感光ドラム１と、の間に流れる電流値がゼロとなる転写電圧値を、感光ドラム１の基準表面電位Ｖ０とする。図１６に示すように、印加された転写電圧と検出電流の関係は、Ｖ０を基準として対称性を有する。事前の検討にて、感光ドラム１の膜厚や雰囲気温度、雰囲気湿度、一次転写ローラ５１の電気抵抗値等が放電開始電圧Ｖｔｈに与える影響を求め、最大の放電開始電圧Ｖｔｈを求めておき、その値の絶対値以上の転写電圧を印加する。すなわち、必ず感光ドラム１との間で放電が生じる転写電圧を印加する。また、事前の検討にて、放電領域となる電流値を求めておき、検出電流値がその値以上であれば放電領域と判定しても良い。放電領域では、印加される転写電圧値と検出電流値は線形関係にある。そのため、絶対値として放電開始電圧Ｖｔｈ以上の測定点２点と、求めたい電位Ｖ０を挟んで逆極性の絶対値として放電開始電圧Ｖｔｈ以上の測定点の計３点を測定する事で、放電領域での印加される転写電圧値と検出電流値の関係を求める事ができる。本実施例では、感光ドラム１の表面電位を検出するために、必ずしも放電開始電圧Ｖｔｈを求める必要は無い。

具体的な感光ドラム１の表面電位検出方法を説明する。感光ドラム１の表面電位検出方法のフローチャートを図１７に示す。感光ドラム１の表面電位検出を開始する（Ｓ３０）ために、感光ドラム１が回転駆動中に、帯電ローラ２に帯電電圧を印加して感光ドラム１を均一に帯電させる（Ｓ３１）。次に、一次転写ローラ５１に転写電圧を印加し、不図示の電流検出手段により感光ドラム１に流れる電流を検出する。本実施例における一次転写ローラ５１への印加電圧値と、感光ドラム１に流れる電流値との関係を図１８に示した。図１８に則して説明すると、本実施例では、まず、一次転写ローラ５１に絶対値が放電開始電圧Ｖｔｈ１以上の電圧Ｖｄ１を印加し、その時に、電流検出手段にて感光ドラム１に流れる電流Ｉｄ１を検出する（Ｓ３２）。次に、一次転写ローラ５１に絶対値が放電開始電圧Ｖｔｈ１以上であり電圧Ｖｄ１と同極性で、絶対値が電圧Ｖｄ１よりも高い電圧Ｖｄ２を印加し、その時に電流検出手段にて感光ドラム１に流れる電流Ｉｄ２を検出する（Ｓ３３）。次に、一次転写ローラ５１に絶対値が放電開始電圧Ｖｔｈ２以上の電圧Ｖｄ３を印加し、その時に電流検出手段にて感光ドラム１に流れる電流Ｉｄ３を検出する（Ｓ３４）。ここで、電流Ｉｄ３は電流Ｉｄ１、Ｉｄ２に対して電流の流れる向きが逆となるように印加電圧値Ｖｄ３を設定する。すなわち、放電開始電圧Ｖｔｈ２は、放電開始電圧Ｖｔｈ１とは逆の極性の放電を開始する放電開始電圧Ｖｔｈということになる。上記の３つの測定点の結果から、放電領域における印加電圧値と検出電流値の関係を得る事ができる。本実施例では、放電領域での任意の電流値Ｉ１となる印加電圧値Ｖ１と、電流の絶対値はＩ１と同じだが電流の流れる向きが逆となる電流値Ｉ２となる印加電圧値Ｖ２を求める（Ｓ３５）。求める電位Ｖ０を中心にＶ１とＶ２が対称となる関係性から、Ｖ０＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２より、感光ドラム１の表面電位Ｖ０を求める（Ｓ３６）。なお、本実施例は３つの測定点から放電領域における印加電圧値と検出電流値の関係を求めているが、必ずしも３点で測定する必要は無く、３点以上の測定点から求めてもよい。また、印加電圧値と検出電流値を走査して放電領域における印加電圧値と検出電流値の関係を求めてもよい。感光ドラム１の表面電位を算出したら終了となる（Ｓ３７）。

３．現像当接離間による帯電電圧制御
次に、本実施例における帯電電圧補正制御について説明する。

感光ドラム１の表面に付着した放電生成物の付着量に応じた現像離間時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｎｃ）と現像当接時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｃ）を表面電位測定方法によって測定し、その差分値ΔＶを算出して、表面電位の補正を行う。

図１９に、帯電電圧の補正による感光ドラム１の表面電位の補正方法のフローチャートを示す。画像形成動作を開始すると（Ｓ４０）、始めに、不図示の現像当接離間機構によって、感光ドラム１と現像ローラ４２と、が非接触となるよう離間される（Ｓ４１）。離間した状態で、感光ドラム１を駆動させ、帯電ローラ２によって感光ドラム１を帯電させて、現像離間時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｎｃ）を上記の表面電位検出方法によって測定する（Ｓ４２）。その後に現像ローラ４２を画像形成時と同じ表面移動速度で駆動させながら感光ドラム１と現像ローラ４２を当接させる（Ｓ４３）。その状態で、現像当接時の感光ドラム１の表面電位（Ｖｃ）を表面電位検出手段によって測定する（Ｓ４４）。Ｓ４２、Ｓ４４にて得られたＶｎｃとＶｃの差分値から、電位減衰量ΔＶを算出して（Ｓ４５）、帯電電圧Ｖｄ＋Ｖｔｈに算出した電位減衰量ΔＶを加算し、補正後の帯電電圧とする（Ｓ４６）。そして、画像形成時に補正後の帯電電圧値を印加して画像形成を行う（Ｓ４７）。

４．現像当接離間での感光ドラム表面電位測定による帯電電圧制御の効果
現像当接離間時の感光ドラム表面電位測定を行うことによって得られた結果から帯電電圧制御を行い、画像形成を実施した場合の効果確認を行った。効果確認の条件は、実施例１〜３に記載の条件と同じである。実施例４の制御を用いて画像形成を行った結果、画像形成を行った後もかぶりは終始視認できないレベルとなった。画像形成に応じて現像当接離間を行った時の感光ドラム１の表面電位を測定して、その結果から帯電電圧制御を行い、適切なタイミングで帯電電圧の値を変化させたことによって、放電生成物の影響をキャンセルする事が出来たためであると考えられる。

以上のように、本実施例においては、現像部において感光ドラム１に現像ローラ４２が当接する当接位置と、感光ドラム１から現像ローラ４２を離間する離間位置と、の間を移動させる不図示の当接離間機構を有している。制御部２０２は、まず、感光ドラム１を回転させつつ帯電ローラ２に帯電電圧を印加させ、当接離間機構を当接位置に移動させた状態で現像部を通過した感光ドラム１の表面の表面電位を測定する。そして、当接離間機構を離間位置に移動させた状態での感光ドラム１の表面の表面電位を測定し、当接時と離間時の表面電位の測定結果に基づいて、帯電電圧を補正し、バックコントラストを制御する。この制御によって、直接、感光ドラム１の表面電位を測定することができ、当接時と離間時の表面電位の差分値を検知できるため、減衰した電位分をあらかじめ加算して帯電させることによって、所望のバックコントラストを維持できる。その際には、当接時電流値と離間時電流値と、の差分値が第１の差分値より大きい第２の差分値である場合には第１の差分値である場合より帯電電圧の絶対値を大きくする。上記制御により、たとえ、放電生成物が感光ドラム１上に蓄積しても、頻繁な除去動作を必要とせずかぶりのない良好な品質の画像を印刷し続けることが可能である。

本実施例では、バックコントラストを最適に保つために帯電電圧を補正したが、これに限定されるものではない。例えば、現像電圧を補正したり、変形例のような露光ユニット３を用いた弱露光により帯電後の暗部電位Ｖｄを調整してもよい。

本実施例では、現像ローラ４２の表面の移動速度を画像形成時と同じ速度としたが、画像形成時と異なる表面の移動速度で回転させてもよい。例えば、実施例３にあるような広色域画像形成モードのように、感光ドラム１と現像ローラ４２との周速比を変えてもよい。周速比を変える場合においては、周速比ごとに、直接、感光ドラム１の表面電位を測定して、帯電電圧にフィードバックし、周速比ごとに補正後の帯電電圧を決定してもよい。

また、帯電電流を測定する際には、以下のように制御する。制御部２０２は、感光ドラム１を回転させた状態で帯電ローラ２に帯電電圧を印加させる。まず、不図示の当接離間機構を当接位置に移動させた状態で現像部を形成した後に現像部を通過した感光ドラム１の表面が帯電部に到達した時に帯電ローラ２に流れる当接時電流値を検知手段により検知する。次に、当接離間機構を離間位置に移動させた状態で帯電ローラ２に流れる離間時電流値を検知手段により検知する。そして、当接時電流値と離間時電流値と、の差分値が第１の差分値より大きい第２の差分値である場合には第１の差分値である場合より帯電電圧の絶対値を大きくする制御を行う。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光ユニット
４ 現像容器
４２ 現像ローラ

Claims (15)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域において、トナー像が形成されない非画像形成部を第１の露光量で露光し、前記トナー像が形成される画像形成部を前記第１の露光量より大きい第２の露光量で露光する露光ユニットと、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に現像部を形成し、前記現像部において前記画像形成部にトナーを供給することで前記トナー像を現像する現像部材と、
   前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
   前記帯電部材に所定の前記帯電電圧が印加された状態において前記像担持体から前記帯電部材に流れる電流の電流値を検知する電流検知部と、
   前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記電流検知部により検知された前記電流値が第１の電流値より大きい第２の電流値である場合には画像形成時において前記第１の電流値である場合よりも小さい前記第１の露光量で前記像担持体の表面を露光するように前記露光ユニットを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の画像形成可能領域において、トナー像が形成されない非画像形成部を第１の露光量で露光し、前記トナー像が形成される画像形成部を前記第１の露光量より大きい第２の露光量で露光する露光ユニットと、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に現像部を形成し、前記現像部において前記画像形成部にトナーを供給することでトナー像を現像する現像部材と、
   前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
   前記現像部材と前記像担持体が接触した状態における前記現像部材の回転時間と、前記帯電部材に印加される前記帯電電圧の印加時間と、を含み、放電によって前記像担持体上に生成する放電生成物の量に相関する相関値を取得する取得部と、
   前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記取得部により取得された前記相関値が第１の相関値より大きい第２の相関値である場合には前記第１の相関値である場合よりも小さい前記第１の露光量で前記像担持体の表面を露光するように前記露光ユニットを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記相関値は、画像形成動作において、前記帯電電圧の前記印加時間が固定値の場合には前記現像部材の前記回転時間が長いほど小さくなり前記現像部材の前記回転時間が固定値の場合には前記帯電電圧の前記印加時間が長いほど大きくなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより前記現像部における前記像担持体の前記表面の移動速度と前記現像部材の表面の移動速度との差である周速差が大きい第２の画像形成モードと、を備える画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記第２の画像形成モードを実行する場合には前記第１の画像形成モードを実行した場合よりも小さい前記第１の露光量で画像形成を行うように前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記電流検知部により検知された前記電流値が前記第１の電流値より大きい第２の電流値である場合には前記第１の電流値である場合よりも絶対値が大きい前記帯電電圧を印加して画像形成を行うように前記帯電電圧印加部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記取得部により取得された前記相関値が前記第２の相関値である場合には前記第１の相関値である場合よりも絶対値が大きい前記帯電電圧を印加して画像形成を行うように前記帯電電圧印加部を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記像担持体と接触して前記像担持体と共に現像部を形成し、前記現像部において前記像担持体の表面にトナーを供給することでトナー像を現像する現像部材と、
   前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
   前記現像部材と前記像担持体が接触した状態における前記現像部材の回転時間と、前記帯電部材に印加される前記帯電電圧の印加時間と、を含み、放電によって前記像担持体上に生成する放電生成物の量に相関する相関値を取得する取得部と、
   前記帯電電圧印加部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記取得部により取得された前記相関値が第１の相関値より大きい第２の相関値である場合には前記第１の相関値である場合よりも絶対値が大きい前記帯電電圧を印加して画像形成を行うように前記帯電電圧印加部を制御することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記相関値は、画像形成動作において、前記帯電電圧の前記印加時間が固定値の場合には前記現像部材の前記回転時間が長いほど小さくなり前記現像部材の前記回転時間が固定値の場合には前記帯電電圧の前記印加時間が長いほど大きくなる値であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 第１の画像形成モードと、前記第１の画像形成モードより前記現像部における前記像担持体の前記表面の移動速度と前記現像部材の表面の移動速度との差である周速差が大きい第２の画像形成モードと、を備える画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記第２の画像形成モードを実行した場合には前記第１の画像形成モードを実行した場合よりも絶対値が大きい前記帯電電圧を印加して画像形成を行うように前記帯電電圧印加部を制御することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記電流検知部は、前記帯電部材に放電開始電圧より小さい所定の前記帯電電圧を印加し前記像担持体を回転させた状態において、前記電流値を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部を有し、
    前記制御部は、前記電流検知部により検知された前記電流値が前記第２の電流値である場合には前記第１の電流値である場合よりも絶対値が大きい前記現像電圧を印加して画像形成を行うように前記現像電圧印加部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体と転写部を形成し、前記転写部にて前記像担持体から被転写体に前記トナー像を転写する転写部材を有し、
    被転写体に前記トナー像を転写した後に前記像担持体に残ったトナーを前記現像部材により回収することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記現像部において前記像担持体に前記現像部材が当接する当接位置と、前記像担持体から前記現像部材を離間する離間位置と、の間を移動させる当接離間ユニットと、を有し、
    前記制御部は、前記像担持体を回転させた状態で前記帯電部材に前記帯電電圧を印加させ、前記当接離間ユニットを前記当接位置に移動させた状態で前記現像部を形成した後に前記現像部を通過した前記像担持体の前記表面が前記帯電部に到達した時に前記帯電部材に流れる当接時電流値と前記当接離間ユニットを前記離間位置に移動させた状態で前記帯電部材に流れる離間時電流値とを前記電流検知部により検知し、前記当接時電流値と前記離間時電流値と、の差分値が第１の差分値より大きい第２の差分値である場合には前記第１の差分値である場合よりも小さい前記第１の露光量で画像形成を行うように前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
14. 回転可能な像担持体と、
    前記像担持体と接触して前記像担持体と共に帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
    前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の画像形成可能領域に、トナー像が形成されない非画像形成部を第１の露光量で露光し、前記トナー像が形成される画像形成部を前記第１の露光量より大きい第２の露光量で露光する露光ユニットと、
    前記像担持体と接触して前記像担持体と共に現像部を形成し、前記現像部において前記画像形成部にトナーを供給することで前記トナー像を現像する現像部材と、
    前記現像部において前記像担持体に前記現像部材が当接する当接位置と、前記像担持体から前記現像部材を離間する離間位置と、の間を移動させる当接離間ユニットと、
    前記像担持体と転写部を形成し、前記転写部にて前記像担持体から被転写体に前記トナー像を転写する転写部材と、
    前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
    前記転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加部と、
    前記転写部材に所定の前記転写電圧が印加された状態において前記像担持体から前記転写部材に流れる電流の電流値を検知する電流検知部と、
    前記露光ユニットと前記帯電電圧印加部と前記転写電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
    被転写体に前記トナー像を転写した後に前記像担持体に残ったトナーを前記現像部材により回収する画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記像担持体を回転させた状態で前記帯電部材に所定の前記帯電電圧を印加させ、前記当接離間ユニットを前記当接位置に移動させた状態で前記現像部を形成した後に前記現像部を通過した前記像担持体の前記表面が前記転写部に到達した時に前記転写部材に流れる当接時電流値と前記当接離間ユニットを前記離間位置に移動させた状態で前記転写部材に流れる離間時電流値とを前記電流検知部により検知し、前記当接時電流値と前記離間時電流値と、の差分値が第１の差分値より大きい第２の差分値である場合には前記第１の差分値である場合よりも小さい前記第１の露光量で画像形成を行う制御、もしくは、絶対値が大きい前記帯電電圧を印加して画像形成を行う制御、の少なくとも１つの制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
15. 前記トナーは一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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