WO2015041368A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2015041368A1
WO2015041368A1 PCT/JP2014/075759 JP2014075759W WO2015041368A1 WO 2015041368 A1 WO2015041368 A1 WO 2015041368A1 JP 2014075759 W JP2014075759 W JP 2014075759W WO 2015041368 A1 WO2015041368 A1 WO 2015041368A1
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WO
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exposure
photosensitive drum
unit
image
rotation
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Application number
PCT/JP2014/075759
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English (en)
French (fr)
Inventor
渋谷　健一
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Publication date
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    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
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    • G03G2215/00362—Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535—Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00603—Control of other part of the apparatus according to the state of copy medium feeding

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine using an electrophotographic system.
  • a contact charging method in which a charging member to which a voltage is applied is brought into contact with the surface of the photoreceptor to charge the surface of the photoreceptor.
  • a contact charging type charging device using a charging roller which is a roller-shaped charging member, has the advantages that the power supply can be reduced in pressure and the amount of ozone generated is small.
  • the following two methods are well known as contact charging methods.
  • the first is an “AC charging method” in which a photosensitive member is charged by applying a superimposed voltage of a DC voltage and an AC voltage to a charging member.
  • the second is a “DC charging method” in which only the DC voltage is applied to the charging member to charge the photosensitive member.
  • the AC voltage can cause uneven charging of the photoreceptor, and the surface potential of the photoreceptor can be converged to a predetermined potential. Therefore, the “AC charging method” can more uniformly charge the surface of the photoconductor than the “DC charging method”.
  • the “AC charging method” increases the amount of discharge to the photosensitive member as compared with the “DC charging method”, so that the surface of the photosensitive member is easily scraped. For this reason, when the photosensitive member is charged by the “AC charging method”, the life of the photosensitive member may be shorter than when the photosensitive member is charged by using the “DC charging method”.
  • an AC power source is required. For this reason, it is known that the “DC charging method” is more advantageous in terms of running cost and initial cost than the “AC charging method”.
  • pre-exposure means for removing residual charges on the surface of the photoconductor after the toner image has been transferred has been provided upstream of the charging unit of the charging device in the moving direction of the surface of the photoconductor.
  • the pre-exposure means an LED chip array, a fuse lamp, a halogen lamp, a fluorescent lamp, or the like is used.
  • FIG. 17 is a schematic diagram for explaining a mechanism in which a charging horizontal stripe is generated.
  • a photosensitive drum 1 which is a rotatable drum type (cylindrical) photosensitive member and a charging roller 2 which is a roller-shaped charging member are arranged in contact with each other.
  • the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 rotate so that the moving directions of the respective surfaces move in the same direction at the contact portion (charging nip portion) a.
  • the upstream gap in the moving direction of the surface of the photosensitive drum 1 is defined as an upstream gap C1
  • the downstream gap is defined as a downstream gap C2.
  • the electric potential difference between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 exceeds the discharge start threshold according to Paschen's rule, and the electric charge is placed on the photosensitive drum 1, and a predetermined dark portion potential (VD) is obtained.
  • VD dark portion potential
  • an object of the present invention is to form a charged horizontal streak at the end of the life of the photoconductor while suppressing density fluctuations in a configuration in which the surface of the photoconductor is exposed using an exposure unit for forming an image during post-rotation operation.
  • An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence.
  • a rotatable photosensitive member a charging unit that rotatably contacts the photosensitive member, and that is charged with a DC voltage applied to discharge the photosensitive member; and the charging unit
  • a charging power source that applies the DC voltage, an exposure unit that exposes the photosensitive member charged by the charging unit to form an electrostatic image on the surface of the photosensitive member, and a surface of the photosensitive member by the exposing unit.
  • a developing unit that develops the formed electrostatic image with toner to form a toner image on the surface of the photoconductor, and a toner image formed on the surface of the photoconductor by the developing unit is transferred to a transfer medium by the transfer unit.
  • An image forming apparatus that forms an image without exposing the photoconductor downstream of the transfer unit and upstream of the charging unit in the rotation direction of the photoconductor, During cumulative use of the body After acquiring the last electrostatic image in a period in which the photosensitive member is continuously rotated based on the information acquired by the acquisition unit, A control unit that controls the exposure unit to expose the surface of the photoconductor over one rotation of the photoconductor during post-rotation before rotation of the photoconductor is stopped, and When the accumulated usage time of the photoconductor acquired by the acquisition unit is the first time, the control unit causes the exposure amount of the photoconductor by the exposure unit to be the first exposure amount during the post-rotation. And when the accumulated usage time of the photoconductor acquired by the acquisition unit is a second time longer than the first time, the second exposure amount is larger than the first light amount. It is characterized by controlling the light intensity. That the image forming apparatus is provided.
  • the present invention it is possible to suppress the charge horizontal stripes that are likely to occur at the end of the life of the photoreceptor while suppressing the density fluctuation.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the layer structure of the photosensitive drum and the charging roller of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a chart for explaining an operation sequence of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of durable sheets, the surface potential of the photosensitive drum after the post-rotation charge removal, and the discharge exposure amount when the discharge exposure amount during the post-rotation charge is constant (comparative example).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the layer structure of the photosensitive drum and the charging roller of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a chart for explaining an operation sequence of the image forming apparatus according to
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of durable sheets, the surface potential of the photosensitive drum after the post-rotation charge removal, and the charge removal exposure amount in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic control block diagram of the main part of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of the operation of the image forming apparatus in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the absolute moisture content, the surface potential of the photosensitive drum after the post-rotation charge removal, and the discharge exposure amount when the charge exposure amount during the post-rotation charge is constant (comparative example). .
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the absolute water content, the surface potential of the photosensitive drum after post-rotation static elimination, and the static elimination exposure amount in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic control block diagram of a main part of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart of the operation of the image forming apparatus in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a problem due to the distribution of the image duty in the longitudinal direction of the photosensitive drum.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a problem due to the distribution of the image duty in the longitudinal direction of the photosensitive drum.
  • FIG. 10 is a schematic control block diagram of a main part of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart of the operation of the image forming apparatus in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a problem due to the distribution of the image
  • FIG. 14 is a schematic control block diagram of a main part of an image forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart of the operation of the image forming apparatus in still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the image duty and each exposure amount at the time of image formation and post-rotation static elimination in still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the mechanism of occurrence of the charging horizontal stripe.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment is a laser beam printer having a maximum sheet passing size of A3, which forms an image by a contact charging method, a reversal developing method, and a transfer method using an electrophotographic process.
  • the image forming apparatus 100 includes a photosensitive drum 1 that is a rotatable drum type (cylindrical) electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) as an image carrier.
  • the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow R1 (counterclockwise) in the drawing.
  • a charging roller (roller charger) 2 which is a roller-shaped charging member (contact charging member) as a charging unit is disposed.
  • an exposure apparatus 3 as an exposure unit (image exposure unit) is arranged.
  • a developing device 4 as a developing unit is arranged.
  • a transfer roller 5 which is a roller-shaped transfer member (contact transfer member) as a transfer device is disposed.
  • the image forming apparatus 100 further includes a transport unit (not shown) that transports a transfer material P as a transfer medium to a transfer unit d formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 than the transfer unit d.
  • a fixing device 6 is provided as a fixing unit provided on the downstream side in the conveyance direction of the transfer material P.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 in more detail.
  • the photosensitive drum 1 is a negatively charged organic photoreceptor (OPC).
  • OPC organic photoreceptor
  • the outer diameter of the photosensitive drum 1 is 30 mm.
  • the photosensitive drum 1 is normally driven to rotate in the direction of the arrow R1 (counterclockwise) in the drawing at a process speed (circumferential speed) of 200 mm / s by a drive motor (main motor) (not shown) as drive means.
  • the photosensitive drum 1 includes an undercoat layer 1 b that suppresses light interference and improves the adhesion of the upper layer on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder (conductive drum base) 1 a, and a photocharge generation layer.
  • Three layers of 1c and charge transport layer 1d are applied in order from the bottom.
  • the charging roller 2 is rotatably held at both ends in the longitudinal direction (rotation axis direction) of the cored bar 2a by bearing members (not shown). Further, both ends of the charging roller 2 are urged toward the rotation center of the photosensitive drum 1 by pressing springs 2e as urging means. As a result, the charging roller 2 is pressed against the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and rotates following the rotation of the photosensitive drum 1. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is a charging nip portion a.
  • the surface of the photosensitive drum 1 as a charged body is charged by discharging from the charging roller 2 to the photosensitive drum 1. Therefore, charging of the photosensitive drum 1 is started by applying a voltage equal to or higher than a certain threshold voltage to the charging roller 2.
  • a DC voltage of about ⁇ 600 V or more is applied to the charging roller 2
  • the surface potential of the photosensitive drum 1 starts to rise, and thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 is linearly with a slope of 1 with respect to the applied voltage.
  • the potential increases. For example, in order to obtain a surface potential of -300V, a DC voltage of -1100V may be applied in order to obtain a surface potential of -900V and -500V.
  • This threshold voltage is defined as a discharge start voltage (charging start voltage) Vth. That is, in order to obtain the dark portion potential VD which is the surface potential of the photosensitive drum 1 required for the electrophotographic process, the charging roller 2 has a direct current equal to or higher than the required dark portion potential VD of the photosensitive drum 1, VD + Vth. It is necessary to apply a voltage (DC voltage) to the charging roller 2.
  • Vth discharge start voltage
  • a charging bias under a predetermined condition is applied to the cored bar 2a of the charging roller 2 from a charging power source S1 as a charging bias applying means.
  • DC charging method DC charging method
  • the length of the charging roller 2 in the longitudinal direction is 320 mm.
  • the charging roller 2 is formed by laminating three layers of a lower layer 2b, an intermediate layer 2c, and a surface layer 2d in order from the bottom on the outer peripheral surface of a core metal (support member) 2a.
  • the lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise.
  • the surface layer 2d is a protective layer provided to prevent leakage even if there is a pinhole or the like on the photosensitive drum 1. More specifically, the specification of the charging roller 2 of the present embodiment is as follows.
  • Metal core 2a Stainless steel round bottom layer 2b with a diameter of 6 mm: Foamed EPDM with carbon dispersion, specific gravity 0.5 g / cm 3 , volume resistivity 10 2 to 10 9 ⁇ cm, layer thickness 3.0 mm
  • Intermediate layer 2c carbon-dispersed NBR rubber, volume resistance value 10 2 to 10 5 ⁇ cm, layer thickness 700 ⁇ m
  • Surface layer 2d Tin oxide and carbon are dispersed in a resin resin of fluorine compound, volume resistivity 10 7 to 10 10 ⁇ cm, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) 1.5 ⁇ m, layer thickness 10 ⁇ m
  • the exposure means 3 which is an exposure unit
  • a laser beam scanner provided with a semiconductor laser was used.
  • the laser beam scanner outputs a laser beam L modulated in accordance with an image signal input from an image reading device (not shown) or the like.
  • the laser beam scanner performs scanning exposure (image exposure) at the exposure position b on the surface of the photosensitive drum 1 that has been charged substantially uniformly by the laser beam L.
  • scanning exposure image exposure
  • the absolute value of the potential of the portion irradiated with the laser light L on the surface of the photosensitive drum 1 is reduced, and an electrostatic latent image (electrostatic image) corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1. .
  • the dark portion potential VD of the photosensitive drum 1 is ⁇ 500 V
  • the bright portion potential VL that is the surface potential of the exposed portion of the photosensitive drum 1 is ⁇ 150 V.
  • the maximum light amount of the exposure unit 3 is 8 mW.
  • the developing device 4 as a developing unit is a developing device of a two-component magnetic brush developing system.
  • the developing device 4 attaches toner charged to the same polarity as the charging polarity (negative polarity in this embodiment) of the photosensitive drum 1 to the exposed portion (bright portion) of the surface of the photosensitive drum 1 to form an electrostatic latent image.
  • a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 by reversal development.
  • the developing device 4 includes a developing container 4a containing a two-component developer 4e which is a mixture of mainly nonmagnetic toner particles (toner) and magnetic carrier particles (carrier) as a developer.
  • the developer 4e accommodated in the developing container 4a is restrained on the developing sleeve 4b by the magnetic force of the magnet roller 4c, and is coated on the developing sleeve 4b in a thin layer by the regulating blade 4d. Then, the developer 4e is conveyed to the developing portion c where the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b are opposed to each other by the rotation of the developing sleeve 4b.
  • the developer 4e in the developing container 4a is conveyed to the developing sleeve 4b side while being substantially uniformly stirred by the rotation of the two developer stirring members 4f.
  • the carrier has a volume resistivity of about 10 13 ⁇ cm and a particle size of 40 ⁇ m, and the toner is triboelectrically charged to the negative polarity by sliding with the carrier. Further, the toner density of the developer 4e in the developing container 4a is detected by a density sensor (not shown). Based on this detection information, an appropriate amount of toner is supplied from the toner hopper 4g to the developing container 4a, and the toner concentration of the developer 4e in the developing container 4a is adjusted to be substantially constant.
  • the developing sleeve 4b is disposed to face the photosensitive drum 1 with the closest distance to the photosensitive drum 1 being 300 ⁇ m in the developing portion c.
  • the developing sleeve 4b is rotationally driven in the direction of arrow R4 (counterclockwise) in the drawing so that the moving directions of the surfaces of the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b are opposite in the developing section c.
  • a developing bias having a predetermined condition is applied to the developing sleeve 4b from a developing power source S2 as a developing bias applying unit.
  • an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac) is applied as a developing bias from the developing power source S2 to the developing sleeve 4b. More specifically, in this embodiment, an oscillating voltage in which a DC voltage of ⁇ 320 V and an AC voltage having a frequency of 8 kHz and a peak-to-peak voltage of 1800 Vpp are superimposed is applied as the developing bias.
  • the transfer roller 5 as a transfer device is in contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and forms a transfer portion d at the contact portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5.
  • a transfer bias having a predetermined condition is applied to the transfer roller 5 from a transfer power source S3 as a transfer bias applying unit.
  • a DC voltage +500 V having a polarity (positive polarity in this embodiment) opposite to the toner charging polarity (normal charging polarity) at the time of development is applied to the transfer roller 5 from the transfer power source S3. .
  • the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material P such as recording paper in the transfer portion d.
  • the fixing device 6 includes a rotatable fixing roller 6a and a pressure roller 6b.
  • the fixing device 6 heats and pressurizes the toner image transferred to the surface of the transfer material P while nipping and transferring the transfer material P at the fixing nip portion between the fixing roller 6a and the pressure roller 6b.
  • the toner image is fixed on the transfer material P.
  • the rotation speeds of the fixing roller 6a and the pressure roller 6b are variable.
  • the cleaning device 7 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image onto the transfer material P (transfer residual toner) from the surface of the photosensitive drum 1 and collects it.
  • the cleaning device 7 rubs the surface of the rotating photosensitive drum 1 by a cleaning blade 7 a that contacts the photosensitive drum 1.
  • a contact portion between the cleaning blade 7a and the surface of the photosensitive drum 1 is a cleaning portion e.
  • FIG. 3 is a chart showing an operation sequence of the image forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • Initial rotation operation front multiple rotation process This is a period during which the start-up operation (start-up operation, warming operation) at the time of start-up of the image forming apparatus 100 is performed.
  • start-up operation start-up operation, warming operation
  • a preparatory operation for a predetermined process device such as starting up the fixing device 6 to a predetermined temperature is executed.
  • Print preparation rotation operation This is a period during which a preparatory operation before image formation is performed from when the print signal (image formation start instruction) is turned on until the image formation process (printing process) is actually performed.
  • a print signal is input during the initial rotation operation, it is executed following the initial rotation operation.
  • the drive of the main motor is temporarily stopped after the completion of the initial rotation operation, and the rotation drive of the photosensitive drum 1 is stopped until the image forming apparatus 100 receives the print signal. The standby state is maintained.
  • a print signal is input, a print preparation rotation operation is executed.
  • Printing process image forming process, image forming process
  • an image forming process for the photosensitive drum 1 is subsequently executed, and the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material P, and the toner image is fixed by the fixing device 6. Processing is performed to print out the image formed product.
  • the printing process is repeatedly executed for a predetermined set number of prints.
  • Post-rotation operation A predetermined preparation (arrangement) operation is performed while the drive of the main motor is continued for a while after the printing process of the final transfer material P is completed and the photosensitive drum 1 is rotationally driven. It is a period.
  • the photosensitive drum 1 is irradiated with light by the exposure device 3 serving as an exposure unit for one turn of the photosensitive drum 1 to remove the residual charge on the photosensitive drum 1 (hereinafter, “ Also referred to as “post-rotation static elimination”.
  • the surface potential of the photosensitive drum 1 after the static elimination is set to be appropriately neutralized to a potential having a low absolute value without being substantially completely zero. Yes. That is, at the time of static elimination operation, the photosensitive drum 1 is neutralized to a potential higher than zero on the charging polarity side, that is, to have a potential having the same polarity as the charging polarity of the photosensitive drum 1.
  • an adjustment process for adjusting the light amount of the exposure apparatus 3 (hereinafter also referred to as “static discharge exposure amount” or “exposure amount”) in the subsequent rotary static elimination is performed.
  • static discharge exposure amount or “exposure amount”
  • exposure amount the light amount of the exposure apparatus 3
  • the exposure in the post-rotation static elimination the entire surface of the peripheral surface of the photosensitive member where the electrostatic image is formed by the exposure device 3 during image formation is exposed.
  • the exposure amount refers to an exposure amount per unit area with respect to the surface of the photosensitive drum 1 as a photosensitive member by the exposure device 3.
  • the printing process of c is the time of image formation, and the initial rotation operation of a, the printing preparation rotation operation of b, the paper gap process of d, and the post-rotation operation of e are non-image formation.
  • the post-rotation operation e corresponds to a process after image formation is completed.
  • FIG. 4 shows the relationship between the usage amount of the photosensitive drum 1, the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation static elimination, and the static elimination exposure amount.
  • FIG. 4 shows the relationship when the charge removal exposure amount is constant at the maximum light amount of 8 mW.
  • the usage amount of the photosensitive drum 1 is indicated by the cumulative number of image output sheets (hereinafter also referred to as “durable sheet number”) for A4 size recording paper since the photosensitive drum 1 is not used.
  • the usage amount (cumulative usage amount) of the photosensitive drum 1 increases from when it is not used, the sensitivity deteriorates due to deterioration due to the influence of light and current, and the charge removal amount varies depending on the same light amount.
  • the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation static elimination increases. This is presumably due to the following reasons. That is, in the photosensitive drum 1, by repeating the operation of irradiating light and causing current to flow, it is difficult for photocarriers to be generated and the sensitivity is deteriorated. As a result, the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 3 cannot be lowered in the same manner with the same light amount of the exposure device 3. This is a phenomenon called VL up.
  • FIG. 4 shows that the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation charge removal varies depending on the number of durable sheets when the charge removal exposure amount is constant. That is, the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation static elimination may be lower or higher than a desired value ( ⁇ 110 V in this embodiment) depending on the number of durable sheets.
  • the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation static elimination is maintained at a desired value (in the present embodiment, around ⁇ 100 V) from the initial use of the photosensitive drum 1 to the lifetime. By doing this, it is possible to suppress image defects such as the above-described charging horizontal streaks and density fluctuations that occur during continuous image output within one day, for example.
  • the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation static elimination is not substantially completely reduced to zero but can be suppressed by neutralization to a potential having a low absolute value. This is effective in that the photosensitive drum 1 is prevented from having a reverse polarity later to prevent the occurrence of charging horizontal stripes.
  • the state in which the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation charge removal is lower than the desired value continues, the dark attenuation increases due to the state in which the photosensitive drum 1 is excessively discharged. As a result, charging horizontal streaks are likely to occur at the end of the life of the photosensitive drum 1.
  • the light quantity (static discharge exposure amount) of the exposure apparatus 3 at the time of post-rotation static elimination is adjusted according to the durable number of the photosensitive drum 1 as the cumulative usage time.
  • FIG. 5 shows the relationship between the cumulative usage amount (durable number) of the photosensitive drum 1, the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation charge removal, and the charge removal exposure amount in this embodiment.
  • the static elimination exposure amount is reduced at the initial use of the photosensitive drum 1, and the static elimination exposure amount is increased as the number of durable sheets increases (that is, the usage amount of the photosensitive drum 1 increases). Control was performed.
  • the charge removal exposure amount is set to the first exposure amount
  • the second usage amount of the photosensitive drum 1 is larger than the first usage amount
  • the static elimination exposure amount may be set to a second exposure amount that is larger than the first exposure amount.
  • the photosensitive drum 1 is appropriately neutralized over a long period of time, and a good image is obtained. Can be formed.
  • FIG. 6 shows a schematic control mode of the main part of the image forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • the control circuit (controller) 110 includes a CPU 111 as a control unit that is a central element that performs arithmetic processing, a memory (storage medium) 112 such as a ROM and a RAM as storage units, and the like.
  • the RAM which is a rewritable memory, stores information input to the control circuit 110, detected information, calculation results, and the like, and the ROM stores a control program, a previously obtained data table, and the like.
  • the CPU 111 and the memory 112 such as a ROM and a RAM can mutually transfer and read data.
  • the control circuit 110 controls each part of the image forming apparatus 100 to perform a sequence operation.
  • the control circuit 110 receives an image forming signal (image data, control command) or the like from an external host device (not shown) such as an image reading device or a personal computer, and controls each part of the image forming device 100 according to the input. Then, the image forming operation is executed.
  • the control circuit 110 can function as a control unit that controls the exposure apparatus 3 and the like to execute post-rotation static elimination (static elimination operation).
  • the control circuit 110 can function as an adjusting unit that controls the exposure apparatus 3, the image output number counter 120, and the like, and executes a step of adjusting the charge removal exposure amount at the time of post-rotation charge removal.
  • the image output number counter 120 is configured by a storage device that accumulates and stores the number of output images each time an image is output.
  • the image output number counter 120 constitutes a detection unit that detects information correlated with the usage amount of the photosensitive drum 1 (or is also called an acquisition unit that acquires information related to the accumulated usage time of the photosensitive drum 1).
  • the control circuit 110 serving as an adjusting unit is configured so that the exposure amount by the exposure device 3 during the charge removal operation according to information correlated with the usage amount of the photosensitive drum 1 (information related to the cumulative usage amount of the photosensitive drum 1). Adjust.
  • FIG. 7 shows a schematic control flow of the operation of the image forming apparatus 100 including the post-rotation static elimination and adjustment process in the present embodiment.
  • the adjustment step is executed during the print preparation rotation operation (pre-rotation step) as during non-image formation.
  • the time of non-image formation which can perform the said adjustment process.
  • there is a printing preparation rotation operation in which a predetermined preparation operation is executed after an image forming signal is input until an image corresponding to image information is actually written.
  • a post-rotation operation in which a predetermined organizing operation (preparation operation) is performed after the image formation is completed.
  • the adjustment process may be performed in parallel during image formation, for example, by adjusting the charge removal exposure amount during post-rotation charge removal sequentially during image formation.
  • control circuit 110 reads the number of output images from the image output number counter 120 (S101).
  • control circuit 110 sets the discharge exposure amount at the time of post-rotation discharge according to the read image output number from the relationship between the durable number and the discharge exposure amount as shown in FIG. (S102). It should be noted that the relationship between the durable number and the charge removal exposure amount is obtained in advance and stored in the memory 112.
  • the control circuit 110 starts the image forming operation (S103). Then, every time an image is output, the image output number is accumulated by the image output number counter 120 (S104). Thereafter, the image forming operation and the integration of the image output number counter 120 are repeated until the job (a series of image forming operations for one or a plurality of transfer materials according to one image formation start instruction) is completed (S105).
  • the control circuit 110 starts a predetermined post-rotation operation, and at the time of the post-rotation operation, the exposure device 3 neutralizes the photosensitive drum 1 (S106).
  • the amount of light of the exposure apparatus 3 at this time is the discharge exposure amount set in S102. Thereafter, when the predetermined post-rotation operation is finished, the control is finished.
  • the number of output images is used as an index for detecting the usage amount of the photosensitive drum 1.
  • the present invention is not limited to this, and information correlating with the usage amount of the photosensitive drum 1 such as the rotational speed (rotation time, travel distance) of the photosensitive drum 1 and the application time of the charging bias can be arbitrarily used. .
  • the light amount (static discharge exposure amount) of the exposure apparatus 3 at the time of post-rotating static elimination is adjusted according to the environment.
  • FIG. 8 shows the relationship between the absolute water content in the apparatus main body of the image forming apparatus 100, the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation charge removal, and the charge removal exposure amount.
  • FIG. 8 shows the relationship when the charge removal exposure amount is constant at the maximum light amount of 8 mW.
  • the absolute water content in the apparatus main body of the image forming apparatus 100 is calculated from the temperature and humidity detected by an environmental sensor (temperature / humidity sensor) provided in the apparatus main body.
  • the amount of absolute moisture is large, for example, in a high humidity environment, the amount of frictional charge between the toner and the carrier in the developing device 4 is reduced, and the toner can be transferred from the developing device 4 to the photosensitive drum 1 with a small latent image contrast. it can. That is, since the potential placed on the photosensitive drum 1 is small, it is possible to eliminate the charge even if the charge exposure amount during the post-rotation charge removal is reduced.
  • the post-rotation charge removal is performed at a constant charge removal exposure amount regardless of the absolute water content, as shown in FIG. 8, in an environment where the absolute water content is small, compared to an environment where the absolute water content is large, The absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation static elimination may become high. Conversely, in an environment where the absolute moisture content is large, the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation charge removal may be lower than in an environment where the absolute moisture content is small. In the state where the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation static charge varies depending on the absolute moisture content, the amount of photocarrier in the photosensitive drum 1 changes. The density fluctuations that occur during continuous image output may not be constant.
  • the photosensitive drum 1 when the use of the photosensitive drum 1 is continued in a state where the absolute water content is relatively large and the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation static elimination becomes lower than an appropriate value, the photosensitive drum 1 is used. At the end of the service life, charging horizontal stripes may be likely to occur earlier than a predetermined service life. On the other hand, if the absolute water content is relatively small and the absolute value of the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation charge removal is higher than an appropriate value, short-term density fluctuations may occur.
  • the light amount (static discharge exposure amount) of the exposure apparatus 3 at the time of post-rotation static charge is adjusted according to the absolute moisture content of the environment.
  • FIG. 9 shows the relationship between the absolute water content, the surface potential of the photosensitive drum 1 after the post-rotation charge removal, and the charge removal exposure amount in this embodiment.
  • control was performed to reduce the charge removal exposure amount as the absolute water content increased.
  • the absolute moisture amount is the first moisture amount
  • the static elimination exposure amount is set to the third exposure amount
  • the absolute moisture amount is the second moisture amount greater than the first moisture amount.
  • the photosensitive drum 1 can be used for a long time regardless of the absolute moisture content of the environment. It is possible to form a good image by properly performing static elimination.
  • FIG. 10 shows a schematic control mode of the main part of the image forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • the control mode in the present embodiment is the same as the control mode shown in FIG. 6 described in the first embodiment, but an environmental sensor 130 is provided in the present embodiment.
  • the control circuit 110 calculates the absolute water content in the apparatus main body of the image forming apparatus 100 from the temperature and humidity detected by the environmental sensor 130 provided in the apparatus main body of the image forming apparatus 100.
  • the environmental sensor 130 and the control circuit 110 constitute detection means for detecting environmental information.
  • the control circuit 110 as an adjustment unit adjusts the exposure amount by the exposure apparatus 3 during the charge removal operation according to the environmental information.
  • FIG. 11 shows a schematic control flow of the operation of the image forming apparatus 100 including the post-rotation static elimination and adjustment process in the present embodiment.
  • the adjustment process is executed during the print preparation rotation operation.
  • control circuit 110 reads temperature and humidity information from the environmental sensor 120 and calculates the absolute water content in the apparatus main body of the image forming apparatus 100 (S201).
  • control circuit 110 sets a discharge exposure amount at the time of post-rotation discharge according to the calculated absolute moisture amount from the relationship between the absolute moisture amount and the discharge exposure amount as shown in FIG. (S202). It should be noted that the relationship between the absolute water content and the charge removal exposure amount is obtained in advance and stored in the memory 112.
  • absolute water content was used as environmental information.
  • environmental information having sensitivity to the surface potential of the photosensitive drum 1 after post-rotation static elimination such as temperature and humidity (relative humidity)
  • temperature and humidity relative humidity
  • the environmental information is not limited to the environmental information in the apparatus main body of the image forming apparatus 100, and environmental information around the image forming apparatus 100 may be used in addition to or instead of the environmental information.
  • the light amount (static discharge exposure amount) of the exposure apparatus 3 at the time of post-rotating static elimination is adjusted according to the position in the longitudinal direction (thrust direction) of the photosensitive drum 1.
  • the state of occurrence of charging horizontal stripes and density fluctuation in each case where images having different lengths in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 are successively formed will be described.
  • the image formation was performed by transferring the transfer material P having a width of A4 size in the vertical direction (that is, transferring the transfer material P in the longitudinal direction). Further, when viewed from the front surface of the image forming apparatus 100 (corresponding to the front side of the paper in FIG. 1), the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is divided into three (front side), C (center side), and R (back side). Images in each region were evaluated.
  • FIG. 12 shows a case where a belt-like image (horizontal band) is drawn on substantially the entire longitudinal direction of the photosensitive drum 1, and the image Duty includes F (front side), C (center portion), and R (back side). 10%.
  • FIG. 13 shows a case where an image is drawn only at the center in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1, and the image duty is 30% only at C (center), and F (front side) and R (back side). Is 0%.
  • the image duty is a ratio of the image density when the maximum density level (solid) is 100%, and is also referred to as an image ratio, a printing rate, or the like.
  • the distribution of the exposure amount at the time of image formation in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is read, and the distribution of the integrated value of the exposure amount at the time of image formation in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is stored. Based on the stored information, the exposure amount at the time of post-rotation charge removal is adjusted so that the total amount of the integrated exposure amount at the time of image formation and the exposure amount at the time of post-rotation charge removal becomes a predetermined value. As a result, charging horizontal stripes and density fluctuations that are likely to occur according to the longitudinal position of the photosensitive drum 1 are suppressed. More specific description will be given below.
  • FIG. 14 shows a schematic control mode of the main part of the image forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • a laser beam scanner provided with a semiconductor laser was used as the exposure apparatus 3.
  • the laser beam scanner outputs a laser beam L modulated in accordance with an image signal input from an image reading device (not shown) or the like.
  • the laser beam L is scanned in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 to expose the surface of the photosensitive drum 1.
  • image density information of the image signal at each position in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is accumulated and stored in the density storage device 140.
  • the control circuit 110 uses the integrated value of the image density information at each position in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 stored by the density storage device 140 to expose the exposure device 3 during image formation at each position in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1. Find the integrated value of the quantity.
  • the density storage device 140 obtains an integrated value of image density information for each of a plurality of divided areas in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1.
  • the control circuit 110 obtains an integrated exposure amount that is an integrated value of the exposure amount of the exposure apparatus 3 at the time of image formation for each region obtained by dividing the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 into a plurality.
  • control circuit 110 is configured so that the total sum of the exposure amount at the time of image formation in each region and the exposure amount at the time of post-rotation charge removal after the image formation becomes a predetermined value and is substantially equal among the plurality of regions.
  • the exposure amount at the time of post-rotation static elimination after the image formation is set.
  • the density storage device 140 and the control circuit 110 constitute detection means for detecting respective exposure amounts in a plurality of regions in a direction intersecting with the circumferential direction of the photosensitive drum 1 when forming an electrostatic image.
  • the control circuit 110 as the adjusting unit performs the charge removal operation according to the sum of the integrated exposure amount at the time of forming the electrostatic image and the exposure amount at the discharge operation in each of the plurality of regions. The exposure amount by the exposure apparatus 3 for each of the plurality of regions is adjusted.
  • an image formable region in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is divided into three, and an integrated value of the exposure amount at the time of image formation in each region is obtained.
  • the exposure amount at the time of image formation is integrated for each job, and the exposure amount at the time of post-rotation static elimination is adjusted for each job during the print preparation rotation operation.
  • the plurality of regions in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 are three regions.
  • the present invention is not limited to this. In view of the desired image quality, control complexity, and the like, it is possible to appropriately set a plurality of regions below the resolution in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1. In either case, the image formable area in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 may be divided into a plurality of parts. Further, the length of each region in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 may be the same or different.
  • FIG. 15 shows a schematic control flow of the operation of the image forming apparatus 100 including the adjustment process in this embodiment.
  • the image data input to the image forming apparatus 100 is converted into an image density signal in an image processing unit (not shown) (S301).
  • image density information for each predetermined range in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is accumulated and stored (S302).
  • the control circuit 110 an exposure amount per unit area at the time of image formation for each predetermined range in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 is obtained, and the exposure amount per unit area and a unit area at the time of post-rotation static elimination are obtained. It is determined whether or not the sum total with the hit exposure amount is a predetermined value A (S303).
  • the exposure amount at the time of post-rotation charge removal used at this time is the exposure amount at the time of the last post-rotation charge removal for each region.
  • the setting of the charge removal exposure amount at the time of post-rotation charge removal is stored in the memory 112.
  • control circuit 110 executes the image forming operation without changing the exposure amount at the time of post-rotation charge removal (S304). ).
  • the control circuit 110 next performs the total sum in the region in which the total sum is not approximately equal to the predetermined value A. Is greater than a predetermined value A (S305). If it is larger, the control circuit 110 controls to reduce the exposure amount at the time of post-rotation static elimination so that the sum of the exposure amounts for the region becomes a predetermined value A (S306). Note that the exposure amount at the time of post-rotation charge removal is not changed for the region where the total sum is substantially equal to the predetermined value A.
  • control circuit 110 causes the total sum of exposure amounts to the predetermined value A for the area. Control is performed to increase the exposure amount during post-rotation static elimination (S307). Note that the exposure amount at the time of post-rotation charge removal is not changed for the region where the total sum is substantially equal to the predetermined value A.
  • the control circuit 110 executes the image forming operation after changing the setting of the exposure amount at the time of post-rotation static elimination in S306 and S307 (S304).
  • the control circuit 110 performs post-rotation static elimination with the exposure amount set for each region in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 as described above during the post-rotation operation after the image forming operation (job) is completed.
  • FIG. 16 shows the relationship between the image duty and each exposure amount at the time of image formation and post-rotation static elimination when the above-mentioned predetermined value A of the total sum of exposure amounts is 0.2 ( ⁇ J / cm 2 ).
  • the horizontal axis represents the image duty (%) of the image signal, and the vertical axis represents the exposure amount ( ⁇ J / cm 2 ) irradiated to the photosensitive drum 1.
  • the exposure amount at the time of post-rotation static elimination is set to 0.2 ( ⁇ J / cm 2 ).
  • a portion where the image duty is large for example, a portion of 28%, has an exposure amount of 0.1 ( ⁇ J / cm 2 ) at the time of image formation. / Cm 2 ), the exposure amount during post-rotation static elimination is set to 0.1 ( ⁇ J / cm 2 ).
  • the exposure apparatus 3 is controlled so as to increase the exposure amount during post-rotation static elimination.
  • the laser beam scanner provided with the semiconductor laser is used as the exposure apparatus, but other exposure apparatuses provided with LEDs or the like may be used.
  • Examples 1 to 3 may be implemented by combining all or some of them.
  • the adjustment of the exposure amount at the time of post-rotation static elimination according to the durable number described in the first embodiment and the adjustment of the exposure amount at the time of post-rotation static elimination according to the environment described in the second embodiment may be used in combination.
  • the relationship between the absolute moisture amount and the charge exposure amount as shown in FIG. 9 is obtained in advance for each durable number, or the charge exposure amount obtained from the relationship between the durable number and the charge exposure amount as shown in FIG.
  • the charge removal exposure amount can be obtained by correcting the absolute moisture amount. For example, the larger the absolute water content, the more the correction charge can be corrected in the direction of decreasing the charge removal exposure amount obtained for each durable sheet.
  • the adjustment of the exposure amount at the time of post-rotation static elimination according to the durable number described in the first embodiment, and the adjustment of the exposure amount at the time of post-rotation static elimination according to the position in the longitudinal direction of the photosensitive drum described in the third embodiment. May be used in combination. In this case, it can be controlled to increase the predetermined value A of the sum of the exposure amounts described in the third embodiment as the number of durable sheets increases.
  • the present invention can also be applied to a color image forming apparatus.
  • a plurality of image forming units as shown in FIG. 1 are provided, and toner images of different colors formed in each image forming unit are transferred to an intermediate transfer member and then transferred to a transfer material or carried on a transfer material carrier.
  • a color image is formed by transferring to a transfer material.
  • the same control as in each of the above-described embodiments can be performed in relation to the photoconductor of each image forming unit. Thereby, it is possible to form a high-quality color image by uniform charging. In addition, this can be realized even when a relatively simple and inexpensive configuration is employed in which a DC charging method is used and no pre-exposure device is provided.
  • an image forming apparatus capable of suppressing charging lateral stripes that are likely to occur at the end of the life of a photoconductor while suppressing density fluctuation.

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Abstract

　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。 感光体１と、帯電部２と、帯電電源Ｓ１と、露光部３と、現像部４と、感光体１の累積使用量に関連する情報を取得する取得部１２０と、感光体１を露光部３により露光して除電する除電動作を実行させるように制御する制御部１１０と、感光体１の累積使用量に関連する情報に基づいて除電動作を実行する時の露光部３による露光量を調整する構成とする。

Description

画像形成装置
　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、電圧を印加した帯電部材を感光体の表面に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。
　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、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、「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ことが知られている。
　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、帯電部としての帯電ローラにＤＣ電圧のみを印加して放電させることによって感光体の帯電を行うＤＣ帯電方式を採用した画像形成装置において上述した前露光手段を採用した場合、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。）が発生してしまうという問題がある。
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、前露光手段による除電露光を行う構成の場合、上流ギャップＣ１において感光ドラム１と帯電ローラ２との間で放電が行われて均一な帯電が完了したとしても、放電が行われていない感光体１と帯電ローラ２とのニップ部を感光体１が通過する時に、暗減衰の影響によって上流で帯電された電位が下がってしまい、下流ギャップＣ２に到達した感光体１と下流ギャップＣ２との間で不完全（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。
そこで、前露光手段に起因して感光体１の暗減衰が大きくなり上述した帯電横スジが発生することを抑制するために、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、濃度変動が生じてしまうことがある。詳細なメカニズムは解明されていないが、除電を行わずに感光体が帯電された状態が継続することで感光体の光に対する感度が良くなり、画像形成時における感光体への露光によって露光後の明部電位（ＶＬ）が低くなり、その結果、画像濃度が濃くなるものと推測される。この現象はＶＬダウンとも呼ばれている。
　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（特開平４−９３８６３号公報）。
　しかしながら、本発明者の検討により、特開平４−９３８６３号公報に記載されている方法で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、前述した短期濃度変動（ＶＬダウン）によるものと考えられる。
　したがって、本発明の目的は、後回転動作時に画像を形成するための露光部を用いて感光体の表面を露光する構成において、濃度変動を抑制しつつ、感光体の寿命末期に帯電横スジが発生すること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。
　本発明の一態様によれば、回転可能な感光体と、前記感光体に回転可能に接触し、直流電圧が印加されて放電することによって前記感光体を帯電させる帯電部と、前記帯電部に前記直流電圧を印加する帯電電源と、前記帯電部によって帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光部と、前記露光部によって前記感光体の表面に形成された静電像をトナーで現像して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像部と、前記現像部によって前記感光体の表面に形成されたトナー像を転写部で転写媒体に転写する転写装置と、を有し、前記感光体の回転方向における前記転写部の下流かつ前記帯電部の上流における前記感光体に対する露光を伴わずに画像形成を行う画像形成装置であって、前記感光体の累積使用時間に関連する情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された情報に基づいて、記感光体が継続して回転している期間における最後の前記静電像の形成が完了した後かつ前記感光体の回転が停止する前である後回転時に、前記露光部によって前記感光体の表面を前記感光体の回転１周以上に亘って露光するように制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記取得部によって取得した前記感光体の累積使用時間が第１の時間である場合には前記後回転時に前記露光部による前記感光体の露光量が第１の露光量となるように制御し、前記取得部によって取得した前記感光体の累積使用時間が前記第１の時間よりも長い第２の時間である場合には前記露光量が前記第１の光量よりも大きい第２の光量となるように制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。
　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。
　図１は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。
　図２は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。
　図３は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。
　図４は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）。
　図５は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。
　図６は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。
　図７は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。
　図８は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）。
　図９は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。
　図１０は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。
　図１１は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。
　図１２は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。
　図１３は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。
　図１４は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。
　図１５は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。
　図１６は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。
　図１７は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。
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、帯電部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、露光部（像露光手段）としての露光装置３が配置されている。次に、現像部としての現像装置４が配置されている。次に、転写装置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に転写媒体としての転写材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のステンレス丸捧
下層２ｂ：カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２~１０９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｃ：カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０２~１０５Ωｃｍ、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１０７~１０１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
　露光部である露光手段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。
　現像部としての現像装置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。
　転写装置としての転写ローラ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の後端部が転写部ｄを通過した後、次の転写材Ｐの先端部が転写部ｄに到達するまでの間の、転写部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、露光部としての露光装置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」または「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。また、後回転除電における露光では、感光体の周面のうち、画像形成時に露光装置３によって静電像が形成される領域全面に亘って露光がなされる。露光量とは、露光装置３によって感光体としての感光ドラム１の表面に対する単位面積あたりの露光量をいう。後回転動作時に除電露光を行うことによって、画像形成後に感光ドラム１に帯電電位が残留したままの状態となることを抑制することができ、前回転工程のように直後に印字工程が無いため生産性の低下を抑制することができる。
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累積（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（累積使用量）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推測される。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推測される。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、、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、前述した短期濃度変動（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の累積使用時間として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の累積使用量（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）を実行させる制御部として機能し得る。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（または、感光ドラム１の累積使用時間に関連する情報を取得する取得部とも呼ぶ）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（感光ドラム１の累積使用量に関連する情報）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。
　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３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３の露光量よりも小さい第４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。
　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／ｃｍ２）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／ｃｍ２）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／ｃｍ２）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／ｃｍ２）であるので、総和が０．２（μＪ／ｃｍ２）になるように後回転除電時の露光量は０．１（μＪ／ｃｍ２）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。
　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画像形成装置が提供される。
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 (5)

  1. 　回転可能な感光体と、
    前記感光体に回転可能に接触し、直流電圧が印加されて放電することによって前記感光体を帯電させる帯電部と、
    前記帯電部に前記直流電圧を印加する帯電電源と、
    前記帯電部によって帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光部と、
    前記露光部によって前記感光体の表面に形成された静電像をトナーで現像して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像部と、
    前記現像部によって前記感光体の表面に形成されたトナー像を転写部で転写媒体に転写する転写装置と、を有し、前記感光体の回転方向における前記転写部の下流かつ前記帯電部の上流における前記感光体に対する露光を伴わずに画像形成を行う画像形成装置であって、
    前記感光体の累積使用時間に関連する情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された情報に基づいて、記感光体が継続して回転している期間における最後の前記静電像の形成が完了した後かつ前記感光体の回転が停止する前である後回転時に、前記露光部によって前記感光体の表面を前記感光体の回転１周以上に亘って露光するように制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得した前記感光体の累積使用時間が第１の時間である場合には前記後回転時に前記露光部による前記感光体の露光量が第１の露光量となるように制御し、前記取得部によって取得した前記感光体の累積使用時間が前記第１の時間よりも長い第２の時間である場合には前記露光量が前記第１の光量よりも大きい第２の光量となるように制御する事を特徴とする画像形成装置。
  2. 　環境に関する情報を取得する環境センサを更に備え、前記制御部は、前記取得部によって取得された情報及び前記環境センサによって取得された情報に基づいて、前記後回転時に前記露光部による前記感光体の露光量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。
  3. 　前記環境に関する情報は水分量に関連する情報であり、前記制御部は、前記環境センサによって取得した水分量が第１の水分量である場合には前記露光部による前記感光体の露光量が第３の露光量となるように制御し、前記環境センサによって取得した水分量が前記第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露光量が前記第３の露光量よりも小さい第４の露光量となるように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。
  4. 　前記制御部は、前記後回転時における前記露光部による露光後の前記感光体の電位が所定の値となるように、前記露光部による前記感光体の露光量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。
  5. 　前記累積使用時間に関連する情報は、画像形成を行った記録材の累積枚数、前記感光体の累積回転時間、前記帯電部に前記直流電圧が印加された累積時間、のうちのいずれか１つ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。
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