(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、
現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、
前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、
前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、
を有し、
前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部と画像部との電位差に関して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が第１の値である場合の前記電位差に対して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記電位差が近づくように、前記転写前露光手段による露光量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転可能な感光体と、
前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、
現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、
前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、
前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、
を有し、
前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部と画像部との電位差に関して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が第１の値である場合の前記電位差よりも、当該画像形成装置の使用量と相関する値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記電位差の方が小さくなるように、前記転写前露光手段による露光量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記使用量と相関する値は、画像形成枚数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記使用量と相関する値は、稼働時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
回転可能な感光体と、
前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、
現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、
前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、
前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、
を有し、
前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記現像部を通過する際の前記感光体上の静電像の画像部の電位の絶対値が第１の値である場合の前記転写前露光手段による露光量よりも、前記現像部を通過する際の前記感光体上の静電像の画像部の電位の絶対値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記転写前露光手段による露光量の方を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記転写前露光手段は、前記転写部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部の電位の絶対値を、前記現像部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部の電位の絶対値よりも小さくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写前露光手段は、前記感光体の長手方向における画像形成領域の全域を露光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写前露光手段は、前記感光体上の静電像の非画像部を露光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、帯電ローラなどの帯電手段により一様に表面が帯電処理された電子写真感光体（感光体）が、露光手段により画像情報に対応して露光されて、感光体上に静電潜像が形成される。その後、感光体上の静電潜像がトナーによりトナー像として現像され、このトナー像が感光体と転写ローラなどの転写手段とが当接して形成される転写部において、被転写体として例えば記録用紙などの記録材に転写される。
【０００３】
感光体上の静電潜像を現像する現像方式としては、反転現像方式が多く用いられている。反転現像方式では、感光体の露光を受けて電位の絶対値が低下した部分に感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを付着させてトナー像を形成する。
【０００４】
近年、このような画像形成装置の小型化を図るために、転写後の感光体に残留した転写残トナーを回収する特別のクリーニング装置を有していないクリーナレスシステムを採用した画像形成装置がある（特許文献１、２）。クリーナレスシステムでは、転写残トナーは現像手段によって回収（現像同時回収）される。クリーナレスシステムは、装置の小型化に有効であると共に、廃トナーを出さないため環境保護の面からも好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３０２５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置では、転写残トナーが現像部を通過した後に感光体上に残ってしまった場合、転写部で被転写体に転写されて、転写残ゴーストとなって現れてしまう。
【０００７】
そこで、次のようにして現像部で感光体上の転写残トナーをより良好に回収するようにすることが考えられえる。つまり、非画像部電位Ｖｄと現像手段が備えた現像ローラの電位Ｖｄｃとの電位差であるバックコントラスト電位Ｖｂａｃｋを大きくすることで、非画像部（Ｖｄ部）上に載っている転写残トナーを現像ローラ側に引き付ける力を強くする。なお、ここでは、電位、電圧、電流の大小関係は、その絶対値で比較した場合のものをいうものとする。
【０００８】
Ｖｂａｃｋを大きくする方法としては、Ｖｄを大きくする、あるいはＶｄｃを小さくすることが考えられる。しかし、Ｖｄｃを小さくした場合、Ｖｄｃと画像部電位Ｖｌとの電位差である現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔが小さくなってしまうため、現像ローラ上のトナーが感光体上の画像部（Ｖｌ部）に移動しにくくなってしまう。そこで、Ｖｄを大きくすることでＶｂａｃｋを大きくしながらも、Ｖｃｏｎｔを小さくしない電位設定とすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、非画像部電位Ｖｄと画像部電位Ｖｌとの差が大きい電位設定にした場合、転写部で転写電流が非画像部に流れ込んでしまうため、画像部上トナーの被転写体上への転写が不十分になってしまうことがある。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置において、現像部で転写残トナーを良好に回収し、かつ、転写部でトナー像を良好に記録材に転写することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、を有し、前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、前記制御手段は、前記転写部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部と画像部との電位差に関して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が第１の値である場合の前記電位差に対して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記電位差が近づくように、前記転写前露光手段による露光量を変更することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、を有し、前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、前記制御手段は、前記転写部を通過する際の前記感光体上の静電像の非画像部と画像部との電位差に関して、当該画像形成装置の使用量と相関する値が第１の値である場合の前記電位差よりも、当該画像形成装置の使用量と相関する値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記電位差の方が小さくなるように、前記転写前露光手段による露光量を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明の更に他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体を所定の極性に帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光手段と、現像部で前記感光体上の静電像の画像部に前記所定の極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、転写部で前記感光体上のトナー像を被転写体に静電的に転写させる転写手段と、前記感光体の回転方向において前記現像部の下流かつ前記転写部の上流において前記感光体を露光する転写前露光手段と、前記転写前露光手段による露光量を変更する制御手段と、を有し、前記転写の後に前記感光体に残留したトナーを、前記現像部において前記現像手段に回収する画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像部を通過する際の前記感光体上の静電像の画像部の電位の絶対値が第１の値である場合の前記転写前露光手段による露光量よりも、前記現像部を通過する際の前記感光体上の静電像の画像部の電位の絶対値が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合の前記転写前露光手段による露光量の方を小さくすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置において、現像部で転写残トナーを良好に回収し、かつ、転写部でトナー像を良好に記録材に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略断面構成図である。
【図２】実施例１の画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。
【図３】実施例１の転写前露光装置のドライバ電流値と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図４】（ａ）比較例１、（ｂ）実施例１の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図５】実施例１及び比較例１の転写電圧と転写残濃度との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例２の画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。
【図７】実施例２の転写前露光装置のドライバ電流値と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）Ｌ／Ｌ環境、（ｂ）Ｈ／Ｈ環境における比較例２の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図９】（ａ）Ｌ／Ｌ環境、（ｂ）Ｈ／Ｈ環境における実施例２の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図１０】実施例３の転写前露光装置のドライバ電流値と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図１１】（ａ）比較例３、（ｂ）実施例３の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図１２】実施例４の画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。
【図１３】実施例４の転写前露光装置のドライバ電流値と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図１４】（ａ）初期、（ｂ）繰り返し使用後における比較例４の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図１５】（ａ）初期、（ｂ）繰り返し使用後における実施例４−１の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図１６】（ａ）初期、（ｂ）繰り返し使用後における実施例４−２の感光ドラムの表面電位の模式図である。
【図１７】実施例４−１、実施例４−２及び比較例４の繰り返し使用後における転写電圧と転写残濃度との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面構成図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式のＬＢＰ（レーザビームプリンタ）である。
【００１６】
画像形成装置１００は、静電潜像を担持する像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の感光体である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、駆動源（図示せず）によって図中矢印ａ方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の回転方向に沿って次の各機器が配置されている。まず、帯電手段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５が配置されている。次に、像露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）６が配置されている。次に、現像手段としての現像装置３が配置されている。次に、転写手段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４が配置されている。
【００１７】
画像形成時には、回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ５によって所定の極性（本実施例では負極性）に一様に帯電処理される。このとき、帯電ローラ５には帯電電圧印加手段としての帯電電源（高圧電源）Ｅ１（図２）から所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光装置６によって画像情報に応じたレーザ光で走査露光される。これにより感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置３によってトナーを用いてトナー像として現像（可視像化）される。このとき、現像装置３が有する現像ローラ２には、現像電圧印加手段としての現像電源（高圧電源）Ｅ２（図２）から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ４とが当接する転写部（転写ニップ）Ｎにおいて、転写ローラ４の作用により、感光ドラム１と転写ローラ４とで挟持搬送される記録材Ｐ上に転写される。このとき、転写ローラ４には、転写電圧印加手段としての転写電源（高圧電源）Ｅ３（図２）から所定の転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナーは、現像装置３によって現像同時回収される。トナー像が転写された記録材Ｐは、その後定着手段としての定着装置３０に搬送され、定着装置３０において加熱及び加圧されることでその上のトナー像が定着（固着）される。その後、記録材Ｐは、搬送トレー３１上に搬送される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００１８】
本実施例では、感光ドラム１と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ５及び現像装置３は、画像形成装置１００の装置本体５０に対して着脱自在なプロセスカートリッジ７を構成する。ただし、感光ドラム１やプロセス手段は装置本体５０に固定設置されたものであってもよい。
【００１９】
露光装置６は、画像形成装置１００に入力されるか、又はテストパターンのような装置本体５０の内部で作成される画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光を感光ドラム１に照射する。これにより、感光ドラム１上に静電潜像（デジタル潜像）が形成される。なお、露光装置６は、レーザスキャナに限定されるものではなく、ＬＥＤプリントヘッド方式や液晶シャッターアレイ方式などの露光装置も適用可能である。露光装置６に入力する画像信号を変調して濃度階調性を得る方法としては、レーザ光強度変調、誤差拡散法やディザ法などの面積階調法、それらの組み合わせを用いることができる。また、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式を用いて、１画素の面積階調による多値記録を行うこともできる。画像信号は、００ｈ（白）〜ＦＦ（黒）までの２５６階調レベルで変化させることができる。本実施例では、ＰＷＭ方式を用いた。
【００２０】
現像装置３は、現像剤を担持して感光ドラム１に搬送するための現像剤担持体を有し、現像剤担持体を感光ドラム１に当接させて現像部（現像領域）Ｇを形成し、この現像部Ｇにおいて現像剤を感光ドラム１上の静電潜像に電気的に付着させる。これにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。本実施例では、現像装置３は、反転現像方式を採用しており、感光体上の静電像の画像部に現像部Ｇで感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを供給してトナー像を形成する。現像装置３は、現像剤としての非磁性一成分現像剤（非磁性トナー、トナー）１０を収容した現像容器１１を有する。現像容器１１には、現像剤担持体としての現像ローラ２、現像剤規制部材としての現像ブレード９、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ８、及び攪拌部材としての攪拌羽根１２などが設けられている。
【００２１】
現像ローラ２は、アルミニウムやその合金、ステンレスなどの金属の円筒体の周囲に、基層とその上の表層とを有する弾性層を設けた多層構成とされる。弾性層の基層は、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴムを用いて形成され、表層はエーテルウレタンやナイロンなどを用いて形成される。ただし、弾性層の材料はこれらに限定されるものではなく、基層にスポンジなどの発泡体を用い、表層にゴム弾性層を形成してもよい。また、弾性層は、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴムなどのゴム弾性層のみから構成される単層構成としてもよい。現像ローラ２は、感光ドラム１に当接して配置される。現像ローラ２は、駆動源（図示せず）により、当接部において感光ドラム１と現像ローラ２との移動方向が同方向となるように図中矢印ｂ方向に回転駆動される。
【００２２】
現像ブレード９は、現像ローラ２の上方において、押さえ板１３に支持され、かつ、自由端側の先端近傍が現像ローラ２の外周面に面接触状態で当接するようにして設けられている。現像ブレード９の当接方向は、当接部に対して先端側が現像ローラ２の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンター方向である。本実施例では、現像ブレード９は、金属薄板９ａとしてのバネ弾性を有するリン青銅板に、弾性部材９ｂであるポリアミドエラストマーを接着するか又は射出成形により設けて形成されている。そして、弾性部材９ｂが現像ローラ２の表面に対して所定の線圧で当接されている。金属薄板９ａにより現像ローラ２に対する現像ブレード９の圧接力を維持し、トナーが負帯電性トナーである場合には、弾性部材９ｂのポリアミドエラストマーによりトナーに電荷が付与される。なお、金属薄板９ａは、現像ブレード９の圧接力を維持するものであれば特に限定されず、また弾性部材９ｂもトナーの帯電性を考慮して選択可能である。また、弾性部材９ｂのようなトナーへの帯電付与部材を特に設ける必要は無く、ステンレス薄板、リン青銅薄板などのバネ弾性を有する金属薄板９ａ自体を現像ローラ２に当接させてもよい。
【００２３】
トナー供給ローラ８は、スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロンなどの繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２に対するトナーの供給及び現像ローラ２からのトナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施例では、トナー供給ローラ８としては、芯金上にウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いる。トナー供給ローラ８は、現像ローラ２に当接して配置され、当接部において現像ローラ２とトナー供給ローラ２との移動方向が逆方向（カウンター方向）となるように図中矢印ｃ方向に回転駆動される。
【００２４】
ここで、本実施例では、現像ブレード９により規制され現像ローラ２上に担持されたトナーは、非磁性一成分現像剤である。そのため、現像ローラ２上でトナーを拘束する力としては、トナーが有する電荷による鏡映力と僅かなファンデルワールス力しか働かない。その結果、現像ローラ２上のトナー層が厚くなると、トナー層の上層部にあるトナーに対する鏡映力が弱くなるため、現像ローラ２上に担持できなくなりトナーが飛散してしまう。したがって、現像ローラ２上のトナー層を薄く規制する必要があるが、その結果十分な画像濃度が得にくくなる場合がある。このような場合、現像ローラ２の周速度を感光ドラム１の周速度よりも速く設定することで、十分な画像濃度を得ることが可能である。その周速度比としては、感光ドラム１の周速度に対して、現像ローラ２の周速度が１．１〜３倍となる範囲が好適である。本実施例では、この周速度比は１．３倍とする。
【００２５】
本実施例の画像形成装置１００では、転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナーは、帯電ローラ５による感光ドラム１の帯電部を通過するときに帯電され、その後現像部Ｇにおいて感光ドラム１に当接している現像ローラ２にて現像容器１１に回収される。これにより、クリーナレスシステムが達成されている。
【００２６】
接触転写部材である転写ローラ４は、感光ドラム１の表面に所定の押圧力（本実施例では１ｋｇｆ）で接触する。転写ローラ４は、感光ドラム１の回転に従動して回転する。そして、この転写ローラ４に転写電源Ｅ３から直流電圧である転写電圧Ｖｔｒが印加されることにより、感光ドラム１と転写ローラ４との間に転写ニップＮで、感光ドラム１上のトナー像が被転写体としての記録材Ｐ上に静電的に転写される。転写ローラ４は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）と転写ローラ４の長手方向（回転軸線方向）とが略平行になるように配置されている。
【００２７】
本実施例では、転写ローラ４は、芯金の周囲に導電性のゴムで形成された弾性層を設けて構成されている。転写ローラ４の電気抵抗値は、１０６〜１０１０Ωに調整されることが好ましい。本実施例の転写ローラ４は、その長手方向の全域にわたって、弾性層の直径がφ１４ｍｍ、芯金の直径がφ６ｍｍ、弾性層の厚みが４ｍｍである。また、本実施例では、転写ローラ４の弾性層のゴムとしては、発泡タイプのＮＢＲゴムを用いる。また、本実施例の転写ローラ４の電気抵抗値は、２３℃／５０％Ｒ．Ｈ．環境で１．０×１０８Ωである。
【００２８】
ここで、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置１００では、転写後に多量の転写残トナーが存在した場合には、現像部Ｇで十分に回収できず、感光ドラム１の一周後に記録材Ｐに転写される「転写残ゴースト」が発生する場合がある。つまり、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置１００では、クリーニング装置を有する画像形成装置よりも高い転写効率が要求される。
【００２９】
本実施例の画像形成装置１００では、感光ドラム１に形成する静電潜像の条件としては、次の条件が好適である。負帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位（Ｖｄ）は−５００〜−１０００Ｖの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位（Ｖｌ）は−５０〜−２００Ｖの範囲が好適である。また、正帯電性トナーを用いる場合は、非画像部電位（Ｖｄ）は＋５００〜＋１０００Ｖの範囲が好適であり、最大トナー像濃度が得られる画像部電位（Ｖｌ）は＋５０〜＋２００Ｖの範囲が好適である。本実施例では、負帯電性トナーを用いる。
【００３０】
感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーにて現像する際、現像ローラ２には、現像電源Ｅ２から直流電圧である現像電圧が印加される。本実施例では、静電潜像が上記条件で形成される場合、現像電圧の条件としては、次の条件が好適である。現像電圧（Ｖｄｃ）と最大トナー像濃度が得られる画像部電位（Ｖｌ）との電位差分である現像コントラスト電位｜Ｖｌ−Ｖｄｃ｜（Ｖｃｏｎｔ）が、５０〜４００Ｖとなる範囲で好適である。一方、本実施例では、現像電圧（Ｖｄｃ）と非画像部電位（Ｖｄ）との電位差分であるバックコントラスト電位｜Ｖｄ−Ｖｄｃ｜（Ｖｂａｃｋ）を大きくする必要がある。画像部にトナーを載せるために十分にＶｃｏｎｔをとりつつ、転写残トナーの回収性をより良好にするためである。Ｖｂａｃｋを大きくすることで、感光ドラム１上の非画像部電位と現像ローラ２の電位との電位差が大きくなり、帯電部を通過した後の転写残トナーを現像ローラ２へ引き戻す電気的な力が大きくなり、転写残トナーの現像ローラ２への回収がより良好になる。そこで、本実施例では、Ｖｄ＝−９００Ｖ、Ｖｌ＝−１００Ｖ、Ｖｄｃ＝−３００Ｖとし、｜Ｖｃｏｎｔ｜＝２００Ｖ、｜Ｖｂａｃｋ｜＝６００Ｖとする。
【００３１】
図２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ブロック図である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００の各部の動作を統括制御するエンジンコントローラ１８を有する。エンジンコントローラ１８は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ、記憶素子（記憶部）であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリなどを有して構成される。ＲＡＭには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。特に、本実施例との関係で言えば、エンジンコントローラ１８には、帯電電源Ｅ１、現像電源Ｅ２、転写電源Ｅ３、後述する転写前露光装置１４を駆動する転写前露光駆動回路（以下「ドライバ」ともいう。）１６などが接続されている。そして、本実施例では、エンジンコントローラ１８は、各電源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の出力のＯＮ／ＯＦＦや出力値、ドライバ１６から転写前露光装置１４への電流の供給のＯＮ／ＯＦＦや供給する電流値（以下「ドライバ電流値」ともいう。）を制御する。
【００３２】
２．転写前露光装置
次に、本実施例の転写前露光手段としての転写前露光装置１４について説明する。転写前露光装置１４は、感光ドラム１の回転方向において、現像部Ｇの下流かつ転写ニップＮの上流に配置される。そして、転写前露光装置１４は、感光ドラム１の回転方向において現像部Ｇと転写ニップＮとの間で、現像部Ｇを通過した後、転写ニップＮを通過する前の感光ドラム１の表面を露光して、感光ドラム１上の非画像部電位を除電する。これにより、転写ニップＮを通過する時（以下「転写通過時」ともいう。）の感光ドラム１上の非画像部電位の設定を、現像部Ｇを通過する時（以下「現像通過時」ともいう。）の感光ドラム１上の非画像部電位の設定から変更する。
【００３３】
転写前露光装置１４としては、レーザスキャナ装置、ＬＥＤプリントヘッド方式や液晶シャッターアレイ方式などの露光装置などを用いることができる。あるいは、画像形成装置１００の装置本体５０の側面にＬＥＤランプを設け、ライトガイドなどを通して感光ドラム１の表面を照射する方式などでも良い。本実施例では、転写前露光装置１４として、レーザスキャナを用いた。本実施例では、転写露光装置１４は、感光ドラム１の長手方向における画像形成領域（トナー像の形成が可能な領域）の全域を一様に露光する。別法として、転写前露光装置１４は、感光ドラム１上の非画像部を選択的に露光するようにしてもよい。この場合、帯電処理された感光ドラム１に露光装置６が形成する静電潜像と、転写前露光装置１４が形成する静電潜像は異なることになる。
【００３４】
転写前露光装置１４が設けられていない場合、現像部Ｇを通過した後の感光ドラム１の表面電位は、非画像部電位Ｖｄと画像部電位Ｖｌとの差が大きいまま転写ニップＮ内に突入する。そして、転写ニップＮ内に感光ドラム１上のＶｄとＶｌとが同時に存在した場合、ＶｄとＶｔｒとの差（｜Ｖｄ−Ｖｔｒ｜）が、ＶｌとＶｔｒとの差（｜Ｖｌ−Ｖｔｒ｜）に比べて大きいため、転写電流が非画像部に多量に流れ込んでしまう。その場合、画像部への転写電流量が適正な値よりも少なくなってしまうために、画像部のトナーの記録材Ｐ上への転写が不十分になり、転写不良を起こしてしまう。特に、細線などの画像パターンの場合、転写ニップＮ内に感光ドラム１上のＶｄとＶｌとが同時に存在しやすくなるために、転写不良が顕著になる傾向がある。
【００３５】
転写前露光装置１４が設けられている場合、転写前露光により除電されることで、転写通過時の感光ドラム１上の非画像部電位Ｖｄが小さくなるため、ＶｄとＶｌとの差が小さくなる。この状態で転写ニップＮ内に突入すれば、転写ニップＮ内に感光ドラム１上のＶｄとＶｌとが同時に存在した場合でも、ＶｄとＶｔｒとの差（｜Ｖｄ−Ｖｔｒ｜）が、ＶｌとＶｔｒとの差（｜Ｖｌ−Ｖｔｒ｜）に比べて大きくない。そのため、転写電流が非画像部に多量に流れ込むことが抑制され、画像部に十分に転写電流が流れ込み、細線などの画像でも良好に転写することが可能となる。
【００３６】
３．評価実験
３−１．評価実験の内容
本実施例の画像形成装置１００における、画像上の転写残ゴーストのレベルと、突き抜けのレベルと、転写残トナーのレベルとを確認した。転写残ゴーストとは、転写残トナーが帯電部を通過した後に現像部Ｇで回収されずに、次に転写ニップＮに到達した際に記録材Ｐに転写され、画像に現れてしまう現象である。突き抜けとは、転写電圧を印加した時に転写ニップＮの直前（記録材Ｐの搬送方向上流側）の記録材Ｐと感光ドラム１との間で発生する放電現象により生じる画像不良である。つまり、転写ニップＮの直前の微少なエアーギャップで放電が起こり、局所的に感光ドラム１上のトナーの帯電極性が反転してしまいその部分で転写不良が起きる。
【００３７】
また、比較例１として、転写前露光を行わない場合について本実施例と同様の評価実験を行った。比較例１の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
【００３８】
３−２．実験条件
・環境：
評価実験は、温度１５℃、湿度１０％（以下「Ｌ／Ｌ」という。）の環境下で行った。
【００３９】
・画像形成装置本体：
画像形成装置１００の装置本体５０として、ＨＰ  Ｌａｓｅｒｊｅｔ１０２０を、プリントスピードをＬＴＲ２５ｐｐｍとすると共に、転写前露光装置１４を設置して用いた。
【００４０】
・記録材：
記録材Ｐとしては、Ｘｘ４２００  ７５ｇ／ｍ２紙の２面目を用いた。
【００４１】
・画像パターン：
画像パターンとしては、１０ドット２０スペース縦線とべた黒をページ半分ずつとして、現像ローラ２の１周の長さ分を用いて現像した。
【００４２】
・転写前露光条件：
図３は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係を示す。同図には、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖの場合の関係が示されている。
【００４３】
本実施例では、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。
【００４４】
比較例１では、転写前露光装置１４は点灯させず、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−９００Ｖのままとした。
【００４５】
・電位設定：
比較例１、本実施例における、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。
【００４６】
・転写電圧：
転写電圧Ｖｔｒを０．５ｋＶ、１．５ｋＶ、３ｋＶに変更して同様の評価実験を行った。
【００４７】
・転写残濃度測定：
転写ニップＮを通過した後の感光ドラム１上の転写残トナーの濃度（転写残濃度）を、次のようにして測定した。転写残トナーをマイラーテープに接着させた後、そのテープを紙上に貼り付けて、ＴＯＫＹＯ  ＤＥＮＳＨＯＫＵ製カブリ反射濃度計を用いて測定した。そして、転写残濃度の値は、感光ドラム１に貼り付けていないマイラーテープを基準濃度として、転写残トナーを採取したマイラーテープの濃度の値を引いた値として計算した。
【００４８】
３−３．評価結果
表１に、本実施例及び比較例１の転写残ゴースト及び突き抜けの評価結果を示す。評価結果は、転写残ゴースト、突き抜けに関して、発生しないか又は発生しても問題無いレベルの場合を○（ＯＫレベル）、問題となるレベルで発生した場合を×（ＮＧレベル）として示す（以下同様）。表２に、各条件における、転写通過時のＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比を示す。また、図５に、本実施例及び比較例１の転写残濃度の評価結果を示す。
【００４９】
【表１】
0006410559.tif 000002
【００５０】
【表２】
0006410559.tif 000003
【００５１】
比較例１では、転写残ゴーストに関しては、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合はＮＧレベルである（表１）。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、転写前露光を行わないため、転写通過時の非画像部電位はＶｄ＝−９００Ｖのままである。そのため、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比が大きくなるため（表２）、感光ドラム１上のトナーが載っている画像部よりも、非画像部に転写電流が多量に流れ込む。その結果、画像部には転写電流がほとんど流れ込まないために、トナーを記録材Ｐ上に引き付けることができずに、感光ドラム１上に転写残トナーが多く残ってしまう。また、比較例１では、転写残濃度に関しても、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合は１０％以上と高く、感光ドラム１上の転写残トナーが多いことがわかる（図５）。一方、比較例１では、転写残ゴーストに関しては、転写電圧Ｖｔｒが３．０ｋＶの場合はＯＫレベルである（表１）。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、転写前露光を行わないため、転写通過時の非画像部電位はＶｄ＝−９００Ｖのままである。しかし、転写電圧が３．０ｋＶと大きくなるため、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比としては、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合と比べてかなり小さくなる（表２）。そのため、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合と比べて、画像部にも転写電流が多く流れ込むので、トナーを記録材Ｐ上に十分に引き付けることができ、感光ドラム１上にトナーが残らない。また、比較例１では、転写残濃度に関しても、転写電圧Ｖｔｒが３．０ｋＶの場合は５％付近となり、感光ドラム１上の転写残トナーが少ないことがわかる（図５）。
【００５２】
また、比較例１では、突き抜けに関しては、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合はＯＫレベルである（表１）。これは、転写電圧Ｖｔｒがそれほど高くないため、転写ニップＮの直前での放電が発生することがなく、突き抜けが発生しないためと考えられる。一方、比較例１では、突き抜けに関しては、転写電圧Ｖｔｒが３．０ｋＶの場合はＮＧレベルである（表１）。これは、転写電圧Ｖｔｒが高いため、転写ニップＮの直前での放電が発生することにより、突き抜けが発生してしまうためと考えられる。
【００５３】
次に、本実施例では、転写残ゴーストに関しては、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶの場合はＮＧレベルである（表１）。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、転写前露光を行うが、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比としては大きいため、非画像部に多量の転写電流が流れ込み、画像部に流れる転写電流が少なくなる。そのため、トナーを記録材Ｐ上に引き付けることができずに、感光ドラム１上にトナーが残ってしまう。また、本実施例では、転写残濃度に関しても、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶの場合は１０％となり、感光ドラム１上の転写残トナーが多いことがわかる（図５）。一方、本実施例では、転写残ゴーストに関しては、転写電圧Ｖｔｒが１．５ｋＶ、３．０ｋＶの場合はＯＫレベルである（表１）。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、転写前露光により転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖまで低下させたことにより、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比が小さくなる。その結果、非画像部のみに転写電流が多量に流れ込むことがなく、画像部にも転写電流が流れ込むため、トナーを記録材Ｐ上に十分に引き付けることができ、感光ドラム１上にトナーが残らない。また、本実施例では、転写残濃度に関しても、転写電圧Ｖｔｒが１．５ｋＶ、３．０ｋＶの場合は５％付近となり、感光ドラム１上の転写残トナーが少ないことがわかる（図５）。
【００５４】
また、本実施例では、突き抜けに関しては、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合はＯＫレベルである（表１）。これは、転写電圧Ｖｔｒがそれほど高くないため、転写ニップＮの直前での放電が発生することがなく、突き抜けが発生しないためと考えられる。一方、本実施例では、突き抜けに関しては、転写電圧Ｖｔｒが３．０ｋＶの場合はＮＧレベルである（表１）。これは、転写電圧Ｖｔｒが高いため、転写ニップＮの直前での放電が発生することにより、突き抜けが発生してしまうためと考えられる。
【００５５】
以上をまとめると、比較例１では、転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制することは困難である。これに対して、本実施例では、転写電圧Ｖｔｒが１．５ｋＶの場合に、転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制することが可能である。
【００５６】
このように、本実施例では、転写前露光を行うことで、感光ドラム１上の画像部と非画像部の電位差を小さくする。これにより、クリーナレスシステムを採用し、細線など転写ニップＮ内に画像部と非画像部とが同時に存在する画像を形成する場合でも、非画像部に転写電流が多量に流れ込むことで画像部に流れる転写電流が不足することを抑制できる。その結果、感光ドラム１上のトナーを良好に転写することが可能となるため、転写残ゴーストなどの画像不良を抑制できる。
【００５７】
以上、本実施例によれば、画像形成装置１００は、転写通過時の感光ドラム１上の静電像の非画像部の電位の絶対値を現像通過時の感光ドラム１上の静電像の非画像部の電位の絶対値よりも小さくする転写前露光装置１４を有する。そして、感光ドラム１上の非画像部電位を、現像部Ｇを通過した後、転写ニップＮに突入する前に低下させる。これにより、転写ニップＮでの非画像部への転写電流の多量の流れ込みを抑制して、画像部に十分に転写電流を流すことができる。つまり、現像通過時には非画像部電位を十分に高いまま維持してＶｂａｃｋを十分大きくすると共に、転写通過時には非画像部電位を十分に低くして非画像部への転写電流の多量の流れ込みを抑制する。これにより、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置１００においても、現像部Ｇにおける転写残トナーの回収をより良好に行うことができると共に、転写ニップＮにおける記録材Ｐへトナー像の転写をより良好に行って良好な画像を形成することができる。
【００５８】
［実施例２］
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対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００５９】
１．本実施例の概要
本実施例は、画像形成装置１００（プロセスカートリッジ７）の使用環境に応じて、現像通過時の非画像部電位Ｖｄの設定を変更し、またその現像通過時の非画像部電位Ｖｄの変更に応じて転写前露光装置１４の露光量を変更する点が実施例１とは異なる。
【００６０】
画像形成装置１００を高温高湿環境で使用すると、トナーの帯電量が少なくなったり、逆極性に帯電したいわゆる反転トナーの量が増えてきたりする。その場合、現像ローラ２から感光ドラム１上の非画像部にトナーが移動してしまう、いわゆる「反転カブリ」が多くなることがある。その対策として、画像形成装置１００の使用環境に応じてバックコントラスト電位Ｖｂａｃｋを小さくすることが有効である。Ｖｂａｃｋを小さくするためには、非画像部電位Ｖｄを小さくする。しかし、転写前露光装置１４の露光量がＶｂａｃｋを変更する前の状態のままであると、転写前露光後の非画像部電位Ｖｄが小さくなりすぎて、画像部電位Ｖｌに近づいてしまう。そのため、感光ドラム１上の画像部にあるトナーが非画像部に飛び散ってしまう「飛び散り」が発生することがある。
【００６１】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００の装置本体５０に環境検知手段としての環境センサ（温湿度センサ）２０を設ける（図６）。そして、エンジンコントローラ１８が、画像形成を行う際に、環境センサ２０の検知結果に基づいて高温高湿環境であると判断した場合に、反転カブリ対策で現像通過時のＶｄを変更すると共に、転写前露光装置１４の露光量を変更する。そして、転写前露光後の非画像部電位Ｖｄを、その現像通過時のＶｄの変更前のレベルに維持する。
【００６２】
２．評価実験
２−１．評価実験の内容
本実施例の画像形成装置１００において、高温高湿環境を検知した場合に非画像部電位Ｖｄ及び転写前露光装置１４の露光量を変更した場合の飛び散りのレベルを確認した。
【００６３】
また、比較例２として、非画像部電位Ｖｄの変更後も転写前露光装置１４の露光量を変更しない場合について本実施例と同様の評価実験を行った。比較例２の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
【００６４】
２−２．実験条件
・環境：
評価実験は、Ｌ／Ｌ、及び温度３５℃、湿度８０％（以下「Ｈ／Ｈ」という。）の環境下で行った。画像形成装置１００の装置本体５０の環境をＬ／Ｌにして画像出力を行い、次にＨ／Ｈで画像出力を行うという順番で評価実験を行った。
【００６５】
・画像パターン：
画像パターンは、文字パターンとした。
【００６６】
・転写前露光条件：
図７は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係を示す。同図には、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖ、又はＶｄ＝−８００Ｖの場合の関係が示されている。
【００６７】
比較例２では、Ｌ／Ｌでの現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖであるため、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。また、比較例２では、Ｈ／Ｈでも転写前露光装置１４の露光量を変えず、ドライバ流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させたため、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−８００Ｖであるのに対して、転写通過時の非画像部電位はＶｄ＝−２００Ｖとなった。
【００６８】
本実施例では、Ｌ／Ｌでの現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖであるため、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。また、本実施例では、Ｈ／Ｈでは、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−８００Ｖであるため、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝３．５×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖに維持した。
【００６９】
・電位設定：
本実施例及び比較例２のいずれにおいても、反転カブリ対策のためＨ／Ｈ環境では現像通過時の電位Ｖｄを低下させる設定とした。
【００７０】
比較例２のＬ／Ｌ、Ｈ／Ｈにおける、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。また、本実施例のＬ／Ｌ、Ｈ／Ｈにおける現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。
【００７１】
なお、画像形成装置本体、記録材の各実験条件は、実施例１の評価実験と同じである。また、転写電圧Ｖｔｒは、実施例１において転写残ゴースト、突き抜けの観点から良好な結果が得られた１．５ｋＶとした。
【００７２】
２−３．評価結果
表３に、本実施例及び比較例２の飛び散りの評価結果を示す。飛び散りに関して、発生しないか又は発生しても問題無いレベルの場合を○（ＯＫレベル）、問題となるレベルで発生した場合を×（ＮＧレベル）として示す（以下同様）。
【００７３】
【表３】
0006410559.tif 000004
【００７４】
比較例２では、飛び散りに関しては、Ｌ／ＬにおいてはＯＫレベルである。これは、転写前露光後のＶｄとＶｌとの差が大きいため、画像部のトナーが非画像部に飛び散らないためと考えられる。一方、比較例２では、飛び散りに関しては、Ｈ／ＨにおいてはＮＧレベルである。これは、反転カブリ対策でＶｄを低下させたにも拘わらず転写前露光装置１４の露光量を変更しなかったため、Ｖｄが低下しすぎてＶｌに近づき、画像部にあるトナーが非画像部に飛び散ってしまうためと考えられる。
【００７５】
次に、本実施例では、飛び散りに関しては、Ｌ／ＬにおいてはＯＫレベルである。これは、転写前露光後のＶｄとＶｌとの差が大きいため、画像部のトナーが非画像部に飛び散らないためと考えられる。また、本実施例では、飛び散りに関しては、Ｈ／ＨにおいてもＯＫレベルである。これは、反転カブリ対策でＶｄを低下させると共に転写前露光装置１４の露光量も低下させ、転写前露光後のＶｄをＬ／Ｌと同じ設定にすることで、画像部から非画像部へのトナーの飛び散りを抑えられるためであると考えられる。
【００７６】
なお、本実施例及び比較例２のいずれにおいても、転写残ゴースト、突き抜けに関してはＯＫレベルであった。
【００７７】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、高温高湿環境において現像通過時の非画像部電位を変更した場合にも、飛び散りを抑制することができる。
【００７８】
なお、本実施例では、Ｌ／Ｌ環境とＨ／Ｈ環境とで転写前露光装置１４の露光量を変更した。しかし、これに限定されるものではなく、より多くの環境区分ごとに現像通過時の非画像部電位が変更される場合には、それに応じて転写前露光装置１４の露光量を変更するようにしてもよい。また、現像通過時の非画像部電位は、環境の温湿度に応じて変更されることに限定されるものではなく、環境の温度又は湿度の少なくとも一方に応じて変更されるようになっていてよい。
【００７９】
［実施例３］
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対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８０】
１．本実施例の概要
本実施例は、画像形成装置１００（プロセスカートリッジ７）の使用環境に応じて、現像通過時の画像部電位Ｖｌの設定を変更し、またその現像通過時の画像部電位Ｖｌの変更に応じて転写前露光装置１４の露光量を変更する点が実施例１とは異なる。
【００８１】
画像形成装置１００を高温高湿環境で使用すると、現像部Ｇなどでトナーの劣化が進み、トナーの帯電量が少なくなる。その場合、現像ローラ２から感光ドラム１上の画像部にトナーが多量に付着するようになり、特にライン画像などが太くなる、いわゆる「ライン画像太り」が発生することがある。その対策として、画像形成装置１００の使用環境に応じて現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを小さくすることで、画像部に付着するトナーの量を少なくすることが有効である。Ｖｃｏｎｔを小さくするためには、画像部電位Ｖｌを大きくする。しかし、転写前露光装置１４の露光量がＶｃｏｎｔを変更する前の状態のままであると、転写前露光後の非画像部電位Ｖｄが画像部電位Ｖｌに近づくため、画像部にあるトナーが非画像部に飛び散ってしまう「飛び散り」が発生することがある。
【００８２】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００の装置本体５０に環境検知手段としての環境センサ（温湿度センサ）２０を設ける（図６）。そして、エンジンコントローラ１８が、画像形成を行う際に、環境センサ２０の検知結果に基づいて高温高湿度環境であると判断した場合に、ライン画像太り対策でＶｌを変更すると共に、転写前露光装置１４の露光量を変更する。そして、転写前露光後のＶｄとＶｌとの差を、そのＶｌの変更前の差に維持する。
【００８３】
２．評価実験
２−１．評価実験の内容
本実施例の画像形成装置１００において、高温高湿環境を検知した場合に画像部電位Ｖｌ及び転写前露光装置１４の露光量を変更した場合の飛び散りのレベルを確認した。
【００８４】
比較例３として、画像部電位Ｖｌの変更後も転写前露光装置１４の露光量を変更しない場合について本実施例と同様の評価実験を行った。比較例３の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
【００８５】
２−２．実験条件
・環境：
評価実験は、Ｈ／Ｈの環境下で行った。
【００８６】
・転写前露光条件：
図１０は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係を示す。同図には、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖの場合の関係が示されている。
【００８７】
比較例３では、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。
【００８８】
本実施例では、転写前露光装置１４をドライバ流値Ｉ＝４．２×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−５００Ｖとした。
【００８９】
・電位設定：
本実施例及び比較例３のいずれにおいても、ライン画像太り対策のためにＶｌを大きくする設定とした。
【００９０】
比較例３、本実施例における、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図１１（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。
【００９１】
なお、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写電圧の各実験条件は、実施例２の評価実験と同じである。
【００９２】
２−３．評価結果
表４に、本実施例及び比較例３の飛び散りの評価結果を示す。
【００９３】
【表４】
0006410559.tif 000005
【００９４】
比較例３では、飛び散りに関しては、ＮＧレベルである。これは、ライン画像太り対策でＶｌを大きくしたにも拘わらず転写前露光装置１４の露光量を変更しなかったため、Ｖｄが低下しすぎてＶｌに近づき（電位差２００Ｖ）、画像部にあるトナーが非画像部に飛び散ってしまうためと考えられる。
【００９５】
次に、本実施例では、飛び散りに関しては、ＯＫレベルである。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、ライン画像太り対策でＶｌを大きくすると共に転写前露光装置１４の露光量も低下させ、ＶｄとＶｌとの差を、Ｖｌを変更する前と同じ設定（電位差３００Ｖ）にした。これにより、画像部から非画像部へのトナーの飛び散りを抑えられるためであると考えられる。
【００９６】
なお、本実施例及び比較例３のいずれにおいても、転写残ゴースト、突き抜けに関してはＯＫレベルであった。
【００９７】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、高温高湿環境において現像通過時の画像部電位を変更した場合にも、飛び散りを抑制することができる。
【００９８】
なお、実施例３の場合と同様、より多くの環境区分ごとに変更される現像通過時の画像部電位に応じて転写前露光装置１４の露光量を変更してもよく、また現像通過時の画像部電位は環境の温度又は湿度の少なくとも一方に応じて変更されてもよい。
【００９９】
［実施例４］
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対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１００】
１．本実施例の概要
本実施例は、画像形成装置１００、特にプロセスカートリッジ７の繰り返し使用量（画像形成枚数）に応じて、転写前露光装置１４の露光量を変更する点が実施例１とは異なる。
【０１０１】
プロセスカートリッジ７の繰り返し使用量が増加すると、感光ドラム１の表層が帯電部、現像部、転写部などで接触、摺擦することにより削られ、表層の膜厚が薄くなる。その場合、感光ドラム１の表層の静電容量が変わるため、感光ドラム１上の電位が同じ場合には、電荷量が異なる。そのため、繰り返し使用後に初期と同じＶｄとＶｌとを感光ドラム１上に形成し、繰り返し使用の前後で同じ量のトナーを画像部から記録材Ｐに転写させようとする場合、必要となる転写電流が異なってくる。また、細線などの転写ニップＮ内に感光ドラム１上のＶｌとＶｄとが同時に存在するような画像パターンでは、繰り返し使用後では非画像部の帯電電荷量が変わるため、非画像部に流れ込む転写電流も異なってくる。その場合、繰り返し使用後のＶｄとＶｌに流れ込む転写電流の比は、初期にＶｄとＶｌに流れ込む転写電流の比と変わってくる。
【０１０２】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００に、使用量検知手段としてプロセスカートリッジ７を用いて行った画像形成枚数を計数するカウンター２１を設ける（図１２）。そして、エンジンコントローラ１８が、プロセスカートリッジ７の使用量が所定の閾値（本実施例では５０００枚）に達したことをと判断した場合に、転写前露光装置１４の露光量を変更する。これにより、繰り返し使用の前後で、転写前露光装置１４の露光量を変更して、転写通過時のＶｄとＶｌとの差を変更して、トナーの転写性を繰り返し使用後でも維持する。
【０１０３】
２．評価実験
２−１．概要
本実施例の画像形成装置１００における、プロセスカートリッジ７の初期と５０００枚画像形成した時（繰り返し使用後）での画像上の転写残ゴーストのレベルと、突き抜けのレベルと、転写残トナーのレベルとを確認した。本実施例としては、繰り返し使用後のＶｄとＶｌとの差が異なる実施例４−１及び実施例４−２について評価実験を行った。
【０１０４】
また、比較例４として、繰り返し使用後でも転写前露光装置１４の露光量を変更しない場合について本実施例と同様の評価実験を行った。比較例４の評価実験で用いた画像形成装置は、上記の点を除いて、本実施例の評価実験で用いた画像形成装置と実質的に同じである。
【０１０５】
２−２．実験条件
・転写前露光条件：
図１３は、本評価実験における、露光量と相関関係にあるドライバ電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係を示す。同図には、現像通過時の非画像部電位がＶｄ＝−９００Ｖの場合における初期と５０００枚時（繰り返し使用後）の関係が示されている。
【０１０６】
比較例４では、初期は、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。また、繰り返し使用後も、転写前露光装置１４の露光量を変えずにドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の表面電位はＶｄ＝−６５０Ｖとした。
【０１０７】
実施例４−１では、初期は、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。また、繰り返し使用後は、転写前露光装置１４の露光量を変えてドライバ電流値Ｉ＝６．２×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。
【０１０８】
実施例４−２では、初期は、転写前露光装置１４をドライバ電流値Ｉ＝５．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−４００Ｖとした。また、繰り返し使用後は、転写前露光装置１４の露光量を変えてドライバ電流値Ｉ＝８．０×１０−３Ａで点灯させ、転写通過時の非画像部電位をＶｄ＝−３００Ｖとした。
【０１０９】
・電位設定：
比較例４の初期、繰り返し使用後における、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図１４（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。また、実施例４−１の初期、繰り返し使用後における、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図１５（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。また、実施例４−２の初期、繰り返し使用後における、現像通過時及び転写通過時の各電位設定は、それぞれ図１６（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。
【０１１０】
・転写電圧：
転写電圧Ｖｔｒを０．５ｋＶ、１．５ｋＶ、２．３ｋＶ、３ｋＶに変更して同様の評価実験を行った。
【０１１１】
なお、環境、画像形成装置本体、記録材、画像パターン、転写残濃度測定の各実験条件は、実施例１の評価実験と同じである。
【０１１２】
２−３．評価結果
表５に、実施例４−１、実施例４−２及び比較例４の転写残ゴーストの評価結果を示す。表６に、各条件における、転写通過時のＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比を示す。表７に、実施例４−１、実施例４−２及び比較例４の突き抜けの評価結果を示す。また、図１７に、繰り返し使用後の、実施例４−１、実施例４−２及び比較例４の転写残濃度の評価結果を示す。
【０１１３】
【表５】
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【０１１４】
【表６】
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【０１１５】
【表７】
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【０１１６】
表５に示す転写残ゴーストの評価結果において、ＯＫレベルであった理由、ＮＧレベルであった理由は、実施例１について上述したのと同様に考えられる。
【０１１７】
特に、比較例４では、転写残ゴーストに関しては、繰り返し使用後に、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶ、２．３ｋＶの場合にＮＧレベルとなる。これは、繰り返し使用後にも転写前露光装置１４の露光量を変えなかったため、非画像部電位がＶｄ＝−６５０Ｖまでしか下がらず、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差の比が大きいためであると考えられる。
【０１１８】
また、実施例４−１では、転写残ゴーストに関しては、繰り返し使用後に、転写電圧Ｖｔｒが０．５ｋＶ、１．５ｋＶの場合にＮＧレベルとなる。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、繰り返し使用後に転写前露光装置１４の露光量を変え、転写通過時の非画像部電位を初期と同じＶｄ＝−４００Ｖまで下げた。しかし、感光ドラム１の削れにより静電容量が初期と変わっているため、初期と同じＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比にしても、初期と比べて転写性が若干悪化してしまっている。これに対し、転写電圧Ｖｔｒが２．３ｋＶ、３．０ｋＶの場合はＯＫレベルとなる。これは、転写電圧を上げたことで、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比が小さくなるためであると考えられる。このように、実施例４−１では、転写前露光装置１４の露光量を変えて転写通過時の非画像部電位を初期と同じまで低下させたので、転写残ゴーストがＯＫレベルの範囲は比較例４−１よりは広がっている。
【０１１９】
また、実施例４−２では、転写残ゴーストに関しては、繰り返し使用後に、転写電圧Ｖｔｒが１．５ｋＶ、２．３ｋＶ、３．０ｋＶの場合にＯＫレベルとなる。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、転写前露光装置１４の露光量を実施例４−１の繰り返し使用後よりも増やした。これにより、転写通過時の非画像部電位がＶｄ＝−３００Ｖまで低下し、ＶｄとＶｌとの差も初期より小さくなる。その結果、実施例４−１の繰り返し使用後よりも更にＯＫレベルの領域が広くなる。このように、感光ドラム１の表層の削れにより静電容量が変わっても、ＶｔｒとＶｄとの差と、ＶｔｒとＶｌとの差との比を初期よりも小さくすることで、非画像部への多量の転写電流の流れ込みが抑制され、画像部に転写電流が十分に流れ込む。そのため、トナーを記録材Ｐ上に十分に引き付けることが可能となる。
【０１２０】
また、図１７に示す転写残濃度の評価結果からも、上記転写残ゴーストがＯＫレベルであった理由、ＮＧレベルであった理由が裏付けられる。
【０１２１】
ところで、実施例４−２では、繰り返し使用後の転写通過時のＶｄとＶｌとの差が２００Ｖであったが、飛び散りは問題ないレベルであった。これは、次の理由によるものと考えられる。つまり、感光ドラム１の静電容量が変化しているため、画像部のトナーを含めた電位も変化している。そのため、初期のトナーを含めた画像部の電位よりも、繰り返し使用後のトナーを含めた画像部の電位が小さくなり、Ｖｄとの電位差としては大きくなり、非画像部にトナーが飛び散ることがなくなる。
【０１２２】
また、表７に示す突き抜けの評価結果において、ＯＫレベルであった理由、ＮＧレベルであった理由は、実施例１について上述したのと同様に考えられる。
【０１２３】
以上をまとめると、比較例４では、繰り返し使用後に転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制することは困難である。これに対して、実施例４−１では、繰り返し使用後に転写前露光装置１４の露光量を変更してＶｄとＶｌとの差を初期に近づけるようにした（本実施例では実質的に同じなるようにした。）。これにより、繰り返し使用後でも転写電圧Ｖｔｒが２．３ｋＶの場合に、転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制することが可能となる。また、実施例４−２では、繰り返し使用後に転写前露光装置１４の露光量を変更してＶｄとＶｌとの差を初期よりも小さくした。これにより、繰り返し使用後でも転写電圧Ｖｔｒが１．５ｋＶと２．３ｋＶの場合に、転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制することが可能となる。つまり、実施例４−２では、実施例４−１よりも更に、転写残ゴーストと突き抜けの両方を抑制できる範囲が広がる。このように、繰り返し使用後に初期よりも画像部電位と非画像部電位との差を小さくすることで、画像部に十分に転写電流を流して感光ドラム１上のトナーをより良好に転写することが可能となり、転写残ゴーストなどの画像不良を抑制する効果が高くなる。
【０１２４】
なお、本実施例では、使用初期と画像形成枚数が５０００枚になった場合とで転写前露光装置１４の露光量を変更した。しかし、これに限定されるものではなく、画像形成枚数の増加に伴ってより少ない画像形成枚数ごと（あるいはより多い画像形成枚数ごと）に転写前露光装置１４の露光量を変更するようにしてもよい。この場合、画像形成枚数が増加するにつれてＶｄとＶｌとの差を小さくすることができる。
【０１２５】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１２６】
例えば、各電位設定などは、上述した各実施例のものに限定されるものではなく、本発明を実施する装置において適宜設定し得るものである。
【０１２７】
また、実施例２、３では、環境検知手段として環境の温度及び湿度の検知が可能な環境センサ２０を用いたが、環境の温度又は湿度の少なくとも一方の情報が得られるものであればよい。例えば、画像形成前の準備動作である前回転時の転写電流（又は転写電圧）から環境の温度又は湿度の少なくとも一方の情報を取得し、Ｖｄ、Ｖｌへのフィードバックする方法などを用いてもよい。つまり、画像形成前の前回転時に、一定の転写電流を転写部に流し、その際の発生電圧値に基づいて画像形成時の転写電圧の電圧値を決定する方法がある。この際の発生電圧値は、転写部の電気抵抗と相関関係があり、その電気抵抗は環境の温度又は湿度の少なくとも一方と相関関係がある。したがって、例えばこの転写電圧の制御において取得された発生電圧値の情報から、環境の温度又は湿度の少なくとも一方の情報を取得して、Ｖｄ、Ｖｌの制御に用いることができる。なお、転写部の電気抵抗に係る情報が得られればよいので、一定の電圧を転写部に印加し、その際に流れる電流を検知するようにしてもよい。
【０１２８】
また、実施例４では、画像形成装置の使用量と相関する値として、画像形成装置、特にプロセスカートリッジを使用して行った画像形成枚数の値を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、画像形成装置、より詳細には感光体の使用量と相関する値であればよく、画像形成装置、特にプロセスカートリッジの稼働時間（感光体の回転時間や回転数、帯電時間などで代表できる。）などであってもよい。
【０１２９】
また、実施例２、３で説明した現像通過時のＶｄ、Ｖｌの変更に応じて転写前露光装置の露光量を変更することと、実施例４で説明した画像形成装置の使用量と相関する値に応じて転写前露光装置の露光量を変更することとを組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１          感光ドラム
２          現像ローラ
３          現像装置
４          転写ローラ
５          帯電ローラ
６          レーザスキャナ
１４        転写前露光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006410559.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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