(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第１の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、かつ前記帯電印加電圧に加える補正量を変更しない、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第１の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、かつ前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときよりも前記帯電印加電圧に加える補正量を大きくし、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を制御する、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第１の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、かつ前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときよりも前記帯電印加電圧に加える補正量を大きくし、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を大きくする、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第１の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、
前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を制御し、かつ前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値B以上で前記任意の値A未満のときよりも前記帯電印加電圧に加える補正量を大きくする、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第１の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、
前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を大きくし、かつ前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値B以上で前記任意の値A未満のときよりも前記帯電印加電圧に加える補正量を大きくする、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
トナー像を担持する感光体と、
該感光体を帯電する帯電装置と、
前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、
前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、
可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、
前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、
を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
帯電電流を検知する電流検知手段を有し、
前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、
前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、
該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、
前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、
前記膜厚Xが前記任意の値α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、
前記第２の光量可変制御は、
前記帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは前記光除電装置を点灯させ、かつ前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値C以上のときよりも前記帯電印加電圧に加える補正量を大きくし、
前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値C以上のときは前記光除電装置を消灯する、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
前記第１の光量可変制御においては、前記帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体の回転の１周目と２周目以降とで異ならせる、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
請求項６に記載の画像形成方法において、
前記第２の光量可変制御においては、前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値Aよりも低い前記任意の値C以上のときは、前記帯電印加電圧に加える補正量を変更しない、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
請求項６に記載の画像形成方法において、
前記第２の光量可変制御においては、前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値A以上のときは、前記帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体１周目と２周目以降とで同じであり、
前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値A未満のときは、前記帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体１周目と２周目以降とで異ならせる、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
前記任意の値αは30μmである、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
前記任意の値Aは600Vである、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
前記任意の値Bは500Vである、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
請求項６又は８に記載の画像形成方法において、
前記任意の値Cは500Vである、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像形成装置において、作像ユニットとして前記感光体を含み、さらに前記帯電装置、前記現像装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を光除電することを伴う画像形成方法と、この方法を用いて画像形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光体などの像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によってトナー画像とする。その後、一次転写手段に一次転写電圧を印加してトナー像を像担持体から中間転写ベルトなどの中間転写体に一旦一次転写する。そして、さらにその後、中間転写体上のトナー像を中間転写体と、これを挟んで対向する二次転写ローラおよび対向ローラとで構成される二次転写部において、二次転写電圧を印加し、転写紙等の記録媒体に二次転写する。この後に、定着装置で加圧および加熱して記録媒体に定着する構成が知られている。
【０００３】
この種の電子写真方式の画像形成装置において、近年の市場動向におけるユーザーの要望としては、いかなる条件下でも安定した画像品質を維持しつつ、良好なトナー画像転写が可能であることがあげられるようになってきた。そのため、経時的に環境を検知し、それに応じて感光体の帯電電位を制御して、感光体上トナー付着量を制御することで、安定した画像を提供することが行われている。しかし、感光体の帯電電位Vdが低いとき、転写バイアスの影響で残像が発生してしまう問題がある。その対策として、一次転写後に光除電装置を設置し、感光体を光除電することで表面電位をリセットしてから、再帯電していることが既に知られている。なお本明細書において、残像とは、転写バイアスの影響で、感光体１周目の露光パターンの感光体上表面電位が、感光体２周目以降の再帯電時にも残留し、感光体１周目の露光パターン履歴が、画像として現れる異常画像を言う。
【０００４】
特許文献１には、光除電による感光体表面の光疲労の促進を抑制することを目的として、転写バイアスの大きさに応じて、感光体に照射する除電光量を変更することが開示されている。この発明は確かに感光体に照射する除電光量を変化させるというものであるが、経時、環境によって、感光体膜厚、感光体表面電位が変化したときであっても十分に感光体表面を除電できるように強い除電光を照射するようにしている。そのために、感光体表面の光疲労が促進してしまうという問題は解消できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
すなわち、従来の画像形成方法では、残像発生のない安定した画像を確保するために、いかなる条件下でも、例えば経時、環境によって、感光体膜厚、感光体表面電位が変化したときであっても十分に感光体表面を除電できるように、十分な光量の強い除電光を、一定に照射するようにしていた。しかし、感光体表面は光を受けるほど劣化していくので、このような強い除電光を照射すると感光体表面の光疲労が促進されてしまう、という問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、経時、環境によって、感光体膜厚、表面電位が変化したときでも、なるべく弱い除電光で感光体表面の光疲労を抑制し、かつ感光体表面を十分に除電でき、残像のない安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成方法は、トナー像を担持する感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、前記感光体上の静電潜像をトナーで可視化する現像装置と、可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する除電装置と、を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、帯電電流を検知する電流検知手段を有し、前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法を可変する画像形成方法において、前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第１の光量可変制御を実行し、前記膜厚Xが前記α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第１の光量可変制御とは制御内容が異なる第２の光量可変制御を実行し、前記第１の光量可変制御は、前記帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯し、かつ前記帯電印加電圧に加える補正量を変更しない、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、感光体の光疲労による劣化を防ぎ、長期にわたって安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施対象となる、画像形成装置としてのプリンタの一例の概略構成を示す図である。
【図２】画像形成装置が備える作像ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】感光体の層構造を示す図である。
【図４】各色の階調パターンの中間転写ベルト上における各色の光学センサとの位置関係を示す図である。
【図５】感光体の低/高帯電電位における現像ポテンシャルを示す図である。
【図６】感光体廻りの構成と、感光体表面電位の時系列変化を示す図である。
【図７】感光体膜厚と電圧-電流の関係グラフを示す図であり、詳細には電流が0.8mAの時の交流電圧Vppと電荷輸送層の膜厚の関係を示す図である。
【図８】光量とΔVdの関係（感光体膜厚37μm）を示す図である。
【図９】光量とΔVdの関係（感光体膜厚27μm）を示す図である。
【図１０】制御フローチャート１を示す図である。
【図１１】光除電装置の光量と感光体表面電位（狙い電位＝-440V）を示す図である。
【図１２】制御フローチャート2を示す図である。
【図１３】制御フローチャート3を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、感光体を光除電することに際して、以下の特徴を有する。
要するに、経時・環境に応じて、感光体の帯電電位Vd、感光体の膜厚は変動するが、それぞれにおいて任意の値を閾値として、感光体除電光を制御する。感光体の高帯電電位時は、残像が発生しにくいため、除電光を消灯し、感光体の低帯電電位時は残像が発生しやすいため、除電光を点灯させるよう制御する。このことで、過度な除電光を感光体に照射することなく、最小限の光量で残像が発生しないレベルに除電することが可能となり、感光体光疲労を抑制できる。また、感光体膜厚を推定し、その値に応じて、感光体除電光の制御のVd閾値を変更する（膜厚大で、残像発生しやすい）。そうすることで、さらに高精度に必要最小限の光量で感光体除電をすることができ、より効率的に感光体光疲労を抑制することができることが特徴になっている。
【００１１】
さらに、帯電ローラに印加するバイアスと、感光体表面電位は異なるので、狙いの感光体表面電位になるように、帯電ローラへ印加するバイアスは補正量を加えて印加する。しかしそうすると、感光体除電光を点灯される際、漏れ光によって感光体帯電電位が狙い値よりも小さくなってしまう。これを防ぐために、感光体除電光を点灯する際は、帯電印加バイアスの補正量を消灯時よりも大きくすることが特徴となっている。
【００１２】
この本発明の特徴について、以下に図面を用いて説明する。まず本発明の実施対象となる、画像形成装置としてのプリンタの一例について説明する。
図１は、画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。プリンタ１００は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部１２０、中間転写装置及び給紙部１３０から主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Kは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。
【００１３】
画像形成部１２０には、図中左側から順に、イエロートナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｙ、シアントナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｃ、マゼンタトナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｍ、ブラックトナー用のプロセスカートリッジ１２１Kが設けられている。これらのプロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）は、略水平方向に並べて配置されている。
【００１４】
中間転写装置１６０は、一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）と、複数の支持ローラに掛け渡された中間転写体である無端状の中間転写ベルト１６２と、二次転写ローラ１６５とから主に構成されている。中間転写ベルト１６２は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の上方で、各プロセスカートリッジに設けられた表面移動する像担持体である潜像担持体としてのドラム状の感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の表面移動方向に沿って配置されている。中間転写ベルト１６２は、感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の表面移動に同期して表面移動する。また、各一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、中間転写ベルト１６２を介し、感光体に当接するように内周面側に配置されている。そして、一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）により中間転写ベルト１６２の下側に位置する外周面（表面）が各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の外周面（表面）に圧接している。
【００１５】
各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１６２に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）について実質的に同一である。ただし、カラー用の３つのプロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に対応した一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ）についてはこれらを上下に揺動させる図示しない揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に中間転写ベルト１６２を接触させないように動作する。
【００１６】
中間転写ユニットである中間転写装置は、プリンタ１００の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ１００の画像形成部１２０を覆っている図１中の紙面手前側の前カバー（不図示）を開き、中間転写装置１６０を図１中の紙面奥側から手前側へスライドさせることで、プリンタ１００の本体から中間転写装置１６０を取り外すことができる。中間転写装置１６０をプリンタ１００の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業をすればよい。なお、二次転写後の残留トナー等の中間転写ベルト１６２上に付着した付着物を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置１６７を設けている。その配置一は、中間転写ベルト１６２における二次転写ローラ１６５よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ１２１Ｙの上流側である。中間転写ベルトクリーニング装置１６７は、中間転写ベルト１６２と一体に支持された状態で中間転写装置として、プリンタ１００本体に対して着脱自在に構成されている。
【００１７】
中間転写装置の上方には、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）に対応したトナーカートリッジ１５９（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）が略水平方向に並べて配置されている。また、プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の下方には、帯電された感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する露光装置１４０が配置されている。また、露光装置１４０の下方には、給紙部１３０が配置されている。給紙部１３０には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット１３１及び給紙ローラ１３２が設けられている。これらは、レジストローラ対１３３を経て中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給送する。また、二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には定着装置９０が配置されており、この定着装置９０の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部が配置されている。
【００１８】
図２は、プリンタ１００が備えるプロセスカートリッジ１２１を示す概略構成図である。
ここで、各プロセスカートリッジ１２１の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Kを省略して、プロセスカートリッジ１２１の構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ１２１は、感光体１０と、感光体１０の周りに配置されたクリーニング装置３０、帯電装置４０及び現像装置５０と光除電装置６０を備えている。
【００１９】
帯電装置４０は、感光体１０と対向する少なくとも1本以上の帯電ローラ４１と、この帯電ローラ４１に当接して回転する少なくとも1本以上の帯電ローラクリーナ４２とから主として構成されている。現像部（現像装置）５０は、感光体１０の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤（キャリア、トナー）を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５１を備える。現像装置５０は、この現像ローラ５１と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ５２と、攪拌された現像剤を現像ローラ５１に供給しながら搬送する供給スクリュ５３と、から主として構成されている。
【００２０】
以上のような構成を有する４つのプロセスカートリッジ１２１は、それぞれ単独でサービスマンやユーザーにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ１００から取り外した状態のプロセスカートリッジ１２１については、感光体１０、帯電装置４０、現像装置５０、クリーニング装置１が、それぞれ単独で新しい装置との交換が可能に構成されている。なお、プロセスカートリッジ１２１は、クリーニング装置１で回収した転写残トナーを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、さらに、プロセスカートリッジ１２１において廃トナータンクを単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。
【００２１】
次に、プリンタ１００の動作について図１及び図２を用いて説明する。
プリンタ１００では、不図示のオペレーションパネルやパーソナルコンピュータ等の外部機器からプリント命令を受け付ける。まず、感光体１０を図２の矢印Ａで示す移動方向（回転方向）に回転させ、帯電装置４０の帯電ローラ４１によって感光体１０の表面を所定の極性に一様帯電させる。帯電後の感光体１０に対し、露光装置１４０は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザービーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体１０の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、各色の現像装置５０の現像ローラ５１から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。
【００２２】
次いで、一次転写ローラ１６１にトナーと逆極性の転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト１６２を挟んで感光体１０と一次転写ローラ１６１との間に１次転写電界を形成する。同時に、一次転写ローラ１６１で中間転写ベルト１６２を弱圧接することで１次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体１０上のトナー像は中間転写ベルト１６２上に効率よく１次転写される。中間転写ベルト１６２上には、各感光体１０で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。
【００２３】
中間転写ベルト１６２上に１次転写された積層トナー像に対しては、給紙カセット１３１内に収容されている転写紙が給紙ローラ１３２やレジストローラ対１３３等を経て所定のタイミングで給送される。そして、二次転写ローラ１６５にトナーと逆極性の転写電圧を印加することにより、転写紙を挟んで中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間に２次転写電界を形成し、転写紙上に積層トナー像が転写される。積層トナー像が転写された転写紙は定着装置９０に送られ、熱及び圧力で定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙ローラによって排紙収納部１３５に排出、載置される。一方、１次転写後の各感光体１０上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置１のクリーニングブレード５によって掻き取られ、除去される。
【００２４】
＜実施形態１＞
次に、本発明の実施形態に適用可能な感光体１０の層構造について詳述する。
図３は、プリンタ１００が備える感光体１０の層構成の説明図であり、図３（ａ）は導電性支持体９１上に電荷発生層９２ａ、電荷輸送層９２ｂを積層した感光層９２を設けた一例である。図３（ｂ）は導電性支持体９１上に下引き層９４を設け、電荷発生層９２ａ、電荷輸送層９２ｂを積層した感光層９２を設けた一例である。
【００２５】
感光体１０は、導電性支持体９１上に少なくとも電荷発生層９２ａと電荷輸送層９２ｂとを積層した感光層９２を有する構成で、最表層が電荷輸送層９２ｂであればよく、その他の層等が任意に組み合わされていても構わない。
【００２６】
導電性支持体９１としては、体積抵抗１０＾１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示すものを用いることができる。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したものを用いることができる。あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを用いることができる。なお前出の符号「＾」はべき乗（あるいは累乗）を示し、その直後の数字が指数である。本明細書において以下同じとする。
【００２７】
図３に示した電荷発生層９２ａは、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層９２ａには、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料が挙げられる。また、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等も挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、２種以上混合してもかまわない。
【００２８】
また、電荷発生層９２ａは、上記のような電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに、所定の溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散して塗布液を作成し、これを導電性支持体９１上に塗布し、乾燥することにより形成できる。
【００２９】
また、必要に応じて電荷発生層９２ａに用いられる結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトンが挙げられる。また、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミドも挙げられる。また、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等も挙げられる。そして、結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し０〜５００重量部、好ましくは１０〜３００重量部が好適である。
【００３０】
ここで、電荷発生層９２ａを形成する際に用いる所定の溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチルが挙げられる。また、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等も挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒を良好に用いることができる。また、塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の工法を用いることができる。なお、電荷発生層９２ａの膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が好ましく、より好ましくは０．１〜２μｍである。
【００３１】
電荷輸送層９２ｂは、電荷輸送物質及び結着樹脂を所定の溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層９２ａ上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００３２】
ここで、電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等の電子受容性物質が挙げられる。また、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン等の電子受容性物質も挙げられる。また、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質も挙げられる。
【００３３】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン等の材料が挙げられる。また、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体等の材料も挙げられる。また、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等の材料も挙げられる。また、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、又は２種以上混合して用いられる。
【００３４】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。また、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂も挙げられる。また、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂も挙げられる。そして、電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が好適である。
【００３５】
ここで、電荷輸送層９２ｂを形成する際に用いる所定の溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン等が挙げられる。また、本実施形態の感光体１０の場合、その電荷輸送層９２ｂ中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
【００３６】
電荷輸送層９２ｂを形成する際に用いる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して０〜３０重量％程度が好適である。また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、あるいはオリゴマーが使用でき、その使用量は結着樹脂に対して０〜１重量％が好適である。
【００３７】
本実施形態の感光体１０において、図３（ｂ）に示すように、導電性支持体９１と感光層９２（電荷発生層９２ａ）との間に下引き層９４を設けた構成について説明する。下引き層９４は、一般的には樹脂を主成分とするが、この樹脂は、その上に感光層９２を溶剤で塗布されることを考えると、一般的な有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂等が挙げられる。また、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等も挙げられる。
【００３８】
また、下引き層９４には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。この下引き層９４は、上記した感光層９２の如く所定の溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、下引き層９４として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、下引き層９４には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラシリレン（パリレン）等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３／ＳｎＯ２（ＩＴＯ）、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。また、この他にも、公知のものも用いることができる。なお、下引き層９４の膜厚は０〜５μｍが好適である。
【００４０】
ここで、感光体１０は、長期的に繰り返し使用され、最表層にある電荷輸送層９２ｂを経時で摩耗させながら使用している。帯電装置４０の帯電部材で感光体表面を帯電する時にオゾン及びＮＯＸガス等が発生し、感光体１０の表面に付着する場合があり、これらの付着物が存在すると画像流れが発生するが、表面を摩耗させることでこの画像流れを防止することができる。
【００４１】
電荷輸送層は薄いとキャリア付着の余裕度が低くなるため２０μｍ以上で使用することが望ましい。電荷輸送層を摩耗させながら使用するため、初期膜厚は厚いほど感光体の摩耗寿命を長くすることができるが、厚いとγリニアリティ、残像の悪化が懸念されるため４０μｍ程度以下が望ましい。また、本実施例では、3層感光体を一例として挙げているがこれに限らず、4層感光体でも同様のことが言える。
【００４２】
以下、本発明の特徴部である感光体光除電制御について説明する。
まず、トナー濃度制御と、残像という異常画像の発生メカニズムについて説明する。
本画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
【００４３】
画像濃度制御は、まず、図４に示すような、各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを中間転写ベルト上における各光学センサ１５１Ｙ、C、M、Ｋに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、１０個の画像濃度が異なる２［ｃｍ］×２［ｃｍ］の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを作成するときの、感光体Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ形成せしめながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置によって現像する。この現像の際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルトの主走査方向に所定の間隔で並ぶように１次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で０．１［ｍｇ／ｃｍ＾２］、最大で０．５５［ｍｇ／ｃｍ＾２］ほどあり、また、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
【００４４】
中間転写ベルトに形成され各トナーパターン（Ｓｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙ）は、中間転写ベルトの無端移動に伴って、光学センサ１５１との対向位置を通過する。この際、光学センサ１５１は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。
【００４５】
次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ１５１の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャル（現像バイアスVbと感光体露光電位VLの差）とに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像バイアス値を特定する。
【００４６】
メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切な感光体の帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられた感光体の帯電電位を特定する。一般的に、トナーが初期状態であったり、環境が低温・低湿であったりすると、トナーの帯電量が高く、感光体上に任意のトナー量を現像するためには、現像ポテンシャルを大きくする必要がある。現像バイアスVbと感光体の帯電電位Vdの差は一定値であるので、結果として感光体の帯電電位Vdは大きくなる。一方、経時でトナー帯電量は低くなりやすく、また環境が高温・高湿であるとトナーの帯電量は低くなるので、感光体上に任意のトナー量を現像する際、現像ポテンシャルは小さく、つまり感光体の帯電電位Vdが小さくなる（図５参照）。
【００４７】
また、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加バイアスに補正量Pを加えたバイアスを帯電ローラに印加している。
【００４８】
図６に、感光体表面電位の時系列での変化を示す。
ステップ１では、帯電部で、感光体を帯電し、表面電位がVdとなる。
ステップ２では、露光部で、露光装置により感光体を露光し、表面電位がVLとなる。
ステップ３では、転写部で、転写バイアスが印加され、表面電位がさらに＋電位方向へシフトする。
ステップ４では、帯電部で、感光体を再帯電する。
ステップ４にて、再帯電するが、ステップ３にて転写バイアスの影響で感光体表面電位が＋帯電となると、再帯電時には、狙いの表面電位Vdよりも低く帯電してしまいやすい。すると、感光体２周目において、感光体１周目での露光部と非露光部とで、感光体表面電位が異なるため、画像濃度差が生じてしまい、残像として現れる。特に、表面電位が低Vd時だと、転写後の感光体表面電位が＋にシフトしやすいので、残像が発生しやすくなる。また、低Vd時というのは、トナーが低帯電な時であり、感光体上にトナーが現像しやすい状況である。すると、感光体表面電位の少しの電位差でもトナーの付着量の差が大きくなってしまい、画像濃度差が現れやすくなるため、残像が顕著に見えやすくなってしまう。
【００４９】
さらに、感光体の電荷輸送層の膜厚の大きさも、残像に影響がある。膜厚が大きいと、
Q=CV、C=Sε/d
（Q：電荷、C：静電容量、V：電位、S：面積、ε：誘電率、ｄ：厚さ）
という関係式により、厚さｄが大きいので静電容量が小さくなり、同じポテンシャルでも電荷量が小さくなってしまい、転写の影響が大きく出てしまうので、残像が悪化してしまう。一方、膜厚が薄いと静電容量が大きくなるので、電荷量が大きくなり、転写の影響を受けにくくなるので、残像発生に余裕がある。
【００５０】
これまではステップ３とステップ４の間で、光除電装置により感光体を光照射し、転写後に＋にシフトした感光体表面電位をリセットすることで残像発生を防止していた。しかし、十分に感光体表面を除電できるように、光量の強い除電光を、一定に照射していると、感光体表面の光疲労が促進されてしまう。
【００５１】
そこで、感光体の帯電電位Vｄ、および感光体の電荷輸送層の膜厚Xの値に応じて、光除電装置による光量制御を実施する。
感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、30μmを閾値として、30μm以上なら第１の光量可変制御、30μm未満なら第２の光量可変制御を実施する。本実施形態では、線速146mm/secの画像形成装置を一例として挙げる。ただし、異なる線速においても同様の効果が得られる。帯電の交流電圧と電流の関係は感光体の電荷輸送層の厚みに依存するため、感光体の経時の膜厚は帯電ローラに電圧を印加した時に検知される電流と電圧の関係より推定することができる。なお図７は感光体膜厚と電圧-電流の関係のグラフであり、電流が0.8mAの時の交流電圧Vppと電荷輸送層の膜厚の関係を示している。
【００５２】
まず、第１の光量可変制御について説明する。
前記した感光体の電荷輸送層膜厚Xの推定手段により、その値が30μm以上であったとき、第１の光量可変制御を実施する。下記の表１に示すように、表面電位Vd1が600V以上のときは、光除電装置を消灯させる。また、表面電位Vd1が500V以上600V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際、光除電装置印加バイアス（以下QLバイアスと示す）は、13V（光量：小）とする。また、Vd1が500V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際のQLバイアスは24V（光量：大）とする。
【表１】
0006648501.tif 000002
図８は、膜厚Xが37μmのときの、感光体1周目と2周目との帯電電位の差ΔVd１とQLバイアス（バイアス：大＝光量：大）の関係を示したものである。
【００５３】
残像が発生しない電位差ΔVd１が10V以下としたとき、表面電位Vd１が600V以上では、光除電装置を消灯しても、残像は発生しない。しかし、表面電位Vd１が600V未満のときは、残像を発生させないために、光除電装置を点灯させ、感光体を除電する必要がある。また、表面電位Vd１が500V以上では、残像を発生させないQLバイアスは13Vで十分だったが、表面電位Vd１が500V未満ではさらにQLバイアスを大きくする必要があり、QLバイアス24Vで残像の発生しない電位差ΔVd1にすることができる。感光体の膜厚が厚い場合、残像が発生する表面電位Vd1の領域が広いため、光量を多段制御にすることが感光体の光疲労防止に有効である。このような第１の光量可変制御を実施することにより、残像防止のために、過度な光を照射することなく感光体を必要最小限の光量で除電することができ、感光体の光疲労をできるだけ抑えることができる。ただし、感光体の電荷輸送層の膜厚閾値および、除電光量制御の表面電位Vd１の閾値は、システムにより最適化できるため、これに限らない。
【００５４】
続いて、第２の光量可変制御について説明する。
前記した感光体の電荷輸送層膜厚Xの推定手段により、その値が30μm未満であったとき、第２の光量可変制御を実施する。下記表２に示すように、表面電位Vd2が500V以上のときは、光除電装置を消灯させる。また、表面電位Vd2が500V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際、QLバイアスは、13V（光量：小）とする。
【表２】
0006648501.tif 000003
図９は、膜厚Xが27μmのときの、感光体1周目と2周目との帯電電位の差ΔVd2とQLバイアスの関係を示したものである。
【００５５】
残像が発生しない電位差ΔVd2が10V以下としたとき、帯電電位Vd2が5００V以上では、光除電装置を消灯しても、残像は発生しない。しかし、帯電電位Vd2が500V未満のときは、残像を発生させないために、光除電装置を点灯させ、感光体を除電する必要がある。ただし、帯電電位Vd2＝400V（プロコンによるVd下限値）でも、QLバイアスは13Vで十分に、残像を発生させない条件を満たすことができる。このような第２の光量可変制御を実施することにより、残像防止のために、過度な光を照射することなく感光体を必要最小限の光量で除電することができ、感光体の光疲労をできるだけ抑えることができる。ただし、感光体の電荷輸送層の膜厚閾値および、除電光量制御のVd2閾値は、システムにより最適化できるため、これに限らない。
【００５６】
上述した第１の光量可変制御および第２の光量可変制御の制御フローチャートを図１０に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する（ステップS1）。推定した膜厚が３０μm以上であれば（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd1を検知し（ステップS3）、膜厚が３０μm以上でなければ（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd2を検知する（ステップS4）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば（ステップS5）、光除電装置を消灯する（ステップS6）。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する（ステップS7）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させる（ステップS8）。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させる（ステップS9）。
【００５７】
一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であれば（ステップS10）、光除電装置を消灯し（ステップS11）、そうでなければ光量小で光除電装置を点灯させる（ステップS11）。
【００５８】
すなわち、第１の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A以上のときは光除電装置を消灯する。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像未発生レベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。
【００５９】
また第１の光量可変制御は、帯電電位Vd1の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を制御する。光除電装置の光量を帯電電位Vdの値に応じて制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。また第１の光量可変制御では、帯電電位Vd1の値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を大きくする。すなわち、低帯電電位Vdのときのみ光量を大きくするように制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。
【００６０】
第２の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値C以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像未発生レベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。
【００６１】
＜実施形態２＞
先にも述べたが、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加電圧に補正量Pを加えた値のバイアスを帯電ローラに印加している。しかし、除電光の漏れ光が、若干だが帯電後の感光体表面に照射してしまい、感光体表面電位を狙いの値よりも小さくしてしまう、という課題がある。これは、除電光の光量が大きければ、漏れ光の光量も大きくなるので、感光体表面電位が狙い値よりもさらに小さくなってしまう。
【００６２】
図１１に、狙い感光体表面電位＝-440V時の、光除電装置の光量と、感光体表面電位のグラフを示す。除電光の光量が大きければ、漏れ光の光量も大きくなるので、感光体表面電位が狙い値よりもより小さくなっていることがわかる。そこで、光除電装置を点灯させる時は、帯電ローラへ印加するバイアスの補正量を制御するようにする。
【００６３】
第１の光量可変制御において、Vd1が600V以上の時は、光除電装置を消灯するので、漏れ光が生じることはないので、帯電ローラ印加バイアスの補正量は変化させる必要はない（補正量をPとする）。一方、Vd1が500V以上600V未満の時は、QLバイアスは13Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP＋11Vと、消灯時より大きくする。また、Vd1が500V未満の時は、QLバイアスは24Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP＋27Vとする。
第２の光量可変制御において、Vd2が500V以上の時は、光除電装置を消灯するので、漏れ光が生じることはないので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPのままでよい。一方、Vd2が500V未満の時は、QLバイアスは13Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP＋11Vと、消灯時より大きくする。
これにより、光除電装置による除電光の漏れ光が生じても、感光体を狙いの帯電電位Vdに帯電することができ、安定した画像品質を提供することができる。ただし、補正量はシステムにより最適化することができるので、これに限らない。
【００６４】
上述した第１の光量可変制御および第２の光量可変制御の制御フローチャートを図１２
に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する（ステップS1）。推定した膜厚が３０μm以上であれば（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd1を検知し（ステップS3）、膜厚が３０μm以上でなければ（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd2を検知する（ステップS4）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば（ステップS5）、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は変更しない（ステップS6）。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する（ステップS7）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を大きくする（ステップS8）。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量をさらに大きくする（ステップS9）。
【００６５】
一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であれば（ステップS10）、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は変更しない（ステップS11）。そうでなければ光量小で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を大きくする（ステップS11）。
【００６６】
すなわち、第１の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値がA以上のときは光除電装置を消灯する。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像未発生レベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。
さらに、光除電装置の消灯時は、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPとし、点灯時は補正量をPよりも大きくする（P＋P’）。こうすることで、光除電装置の点灯による漏れ光によって、感光体表面電位が狙いの値よりも小さくなってしまうことを防ぐことができる。
【００６７】
また第１の光量可変制御は、帯電電位Vd1の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を制御する。光除電装置の光量を帯電電位Vdの値に応じて制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。また第１の光量可変制御では、帯電電位Vd1の値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を大きくする。すなわち、低帯電電位Vdのときのみ光量を大きくするように制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。
さらに、この時、帯電ローラ印加バイアス補正量はさらに大きく（P＋P’’（P’＜P’’））することで、光除電装置による漏れ光の強さが大きくなっても、感光体表面電位を狙いの値に帯電させることができる。
【００６８】
第２の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値C以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像未発生レベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。
また、第１の光量可変制御と同様に、光除電装置の消灯時は、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPとし、点灯時は補正量をPよりも大きくする（P＋P’）。こうすることで、光除電装置の点灯による漏れ光によって、感光体表面電位が狙いの値よりも小さくなってしまうことを防ぐことができる。
【００６９】
＜実施形態３＞
先にも述べたが、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加電圧に補正量Pを加えた値のバイアスを帯電ローラに印加している。また、実施例１で記載したように、除電光を用いることで感光体の残留電位を少なくし、残像が発生しにくいようにしている。
【００７０】
しかし、図９、１０のように、除電光を用いても、感光体薄膜時かつ高Vd時以外は5〜10V程度のΔVdが生じてしまう。例えば、感光体径が小さく、紙一枚内に感光体何周もの領域があるようなシステムでは、5〜10V程度のΔVdが感光体毎周で蓄積されて、残像として顕在化したり、紙先端部と高端部とで電位差が大きくなり、濃度差が生じるという課題となる。より高画質化を目指すには、ΔVdをさらに小さくする必要がある。そこで、よりΔVdを小さくするよう、感光体1周目と2周目以降とで帯電ローラに印加するバイアスの補正量を異ならせる制御を行う。
【００７１】
第１の光量可変制御において、Vd1の値に関わらず、ΔVd1の値は5V以上10V以下となっている。感光体1周目と2周目以降とで、帯電ローラ印加バイアスの補正量を異ならせる制御を行う。例えば、ΔVd1を5V以下にするには、Vd1の値に関わらず、感光体1周目の帯電ローラ印加バイアスの補正量をPとしたとき、感光体2周目以降の補正量をP+5Vとする。このことで、どんなVd1であれ、ΔVd1は5V以下となり、異常画像のない高画質な画像を得ることができる。
【００７２】
第２の光量可変制御において、Vd2が600V以上のときは、ΔVd2は5V以下であるので、感光体1周目と2周目以降とで帯電ローラ印加バイアスの補正量を異ならせる必要がなく、補正量はP一定でよい。一方、Vd2が600V未満の時は、ΔVd2の値が5V以上10V以下となっているので、感光体1周目の帯電ローラ印加バイアスの補正量をPとしたとき、感光体2周目以降の補正量をP+5Vとする。このことで、どんなVd2であれ、ΔVd2は5V以下となり、異常画像のない高画質な画像を得ることができる。ただし、補正量はシステムにより最適化することができるので、これに限らない。
【００７３】
上述した第１の光量可変制御および第２の光量可変制御の制御フローチャートを図１３に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する（ステップS1）。推定した膜厚が３０μm以上であれば（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd1を検知し（ステップS3）、膜厚が３０μm以上でなければ（ステップS2）、感光体の帯電電位Vd2を検知する（ステップS4）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば（ステップS5）、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせる（ステップS6）。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する（ステップS7）。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる（ステップS8）。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる（ステップS9）。
【００７４】
一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が600以上であれば（ステップS10）、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせない（ステップS11）。絶対値が600以上でなければ感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する（ステップS12）。500V以上であれば（ステップS13）、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせる（ステップS14）。500V以上でなければ光量小で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる（ステップS15）。
【００７５】
すなわち、第１の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値がA以上のときは光除電装置を消灯する。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像が顕在化しにくいレベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。
さらに、システムによっては、残像を完全に未発生レベルにできない場合でも、Vd1の値にかかわらず、帯電ローラ印加バイアスの補正量は、感光体1周目はP、2周目以降はPと異ならせる（P+Qa（a=1,2,3））。このことで、ΔVd1をさらに小さくするこができ、残像のない高画質な画像を得ることができる。
【００７６】
第２の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値がC以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像が顕在化しにくいレベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。
また、システムによっては、Vd2の値の絶対値がA未満のときは、残像を完全に未発生レベルにできない場合でも、帯電ローラ印加バイアスの補正量は、感光体1周目はP、2周目以降はPと異ならせる（P+Qa（a=4,5））。このことで、ΔVd2をさらに小さくするこができ、残像のない高画質な画像を得ることができる。
【００７７】
上述した画像形成方法を用いた画像形成装置においては、安定した画像品質を提供できる。また、作像ユニットとして、感光体を含み、帯電装置、現像装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置では、作像手段が一体化されて、セット性・メンテナンス性が良くなる。また現像部材、帯電部材等の感光体に対する位置精度も良くなる。なお、上述した実施形態では画像形成装置として複写機、プリンタ、ファクシミリ等の複合機を用いた例を示した。しかし、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写装置、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等のほかの画像形成装置にも本発明は適用可能である。
また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１          ：クリーニング装置
５          ：クリーニングブレード
１０        ：感光体
３０        ：クリーニング装置
４０        ：帯電装置
４１        ：帯電ローラ
４２        ：帯電ローラクリーナ
５０        ：現像装置
５１        ：現像ローラ
５２        ：攪拌スクリュ
５３        ：供給スクリュ
６０        ：光除電装置
９０        ：定着装置
９１        ：導電性支持体
９２        ：感光層
９２ａ      ：電荷発生層
９２ｂ      ：電荷輸送層
９４        ：下引き層
１００      ：プリンタ
１２０      ：画像形成部
１２１      ：プロセスカートリッジ
１３０      ：給紙部
１３１      ：給紙カセット
１３２      ：給紙ローラ
１３３      ：レジストローラ対
１３５      ：排紙収納部
１４０      ：露光装置
１５１      ：光学センサ
１５１Ｙ    ：光学センサ
１５９      ：トナーカートリッジ
１６０      ：中間転写装置
１６１      ：一次転写ローラ
１６２      ：中間転写ベルト
１６５      ：二次転写ローラ
１６７      ：中間転写ベルトクリーニング装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開２００９−００８９０６号公報
【図１】
0006648501.tif 000004
【図２】
0006648501.tif 000005
【図３】
0006648501.tif 000006
【図４】
0006648501.tif 000007
【図５】
0006648501.tif 000008
【図６】
0006648501.tif 000009
【図７】
0006648501.tif 000010
【図８】
0006648501.tif 000011
【図９】
0006648501.tif 000012
【図１０】
0006648501.tif 000013
【図１１】
0006648501.tif 000014
【図１２】
0006648501.tif 000015
【図１３】
0006648501.tif 000016