(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、
形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、
前記転写手段と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段と、を備えた画像形成装置において、
前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させる検知実行手段と、
少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて求めた電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記帯電手段の帯電条件を変更すると共に、変更された帯電条件による前記感光体の帯電電位と前記現像装置の現像電位が所定の潜像コントラスト電位を形成するように前記露光手段の露光条件及び前記現像装置の現像電位を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電手段は、前記感光体に帯電部材を当接させて帯電する接触帯電方式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】
感光体と、
帯電部材を当接させて前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、
形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、
前記帯電部材と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段と、を備えた画像形成装置において、
前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させる検知実行手段と、
少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて求めた電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記帯電手段の帯電条件を変更すると共に、変更された帯電条件による前記感光体の帯電電位と前記現像装置の現像電位が所定の潜像コントラスト電位を形成するように前記露光手段の露光条件及び前記現像装置の現像電位を補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、
形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、
前記転写手段と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段と、を備えた画像形成装置において、
画像形成時に前記帯電手段に印加する電圧を非画像形成時に設定する制御部を備え、
前記制御部は、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて電圧電流特性式を求める第１のステップと、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する第２のステップと、を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
感光体と、
帯電部材を当接させて前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、
形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、
前記帯電部材と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段と、を備えた画像形成装置において、
画像形成時に前記帯電手段に印加する電圧を非画像形成時に設定する制御部を備え、
前記制御部は、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて電圧電流特性式を求める第１のステップと、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する第２のステップと、を実行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、帯電した感光体を露光した後に現像してトナー像を形成する画像形成装置、詳しくは帯電前露光に起因する帯電電位の低下を見積もってトナー像の形成条件を調整する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置によって感光体を露光して形成した静電像に、現像電圧を用いてトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置が広く用いられている。静電像は、露光された感光体の感光層に発生した電荷キャリアが表面の帯電電位を放電させることにより形成されており、露光に先立たせて、感光体の表面は、帯電装置によって所定の帯電電位に帯電される。
【０００３】
静電像に付着するトナー量は、帯電電位、露光強度、現像電圧によって変化するので、画像形成装置では、通常、非画像形成時に、帯電電位、露光強度、現像電圧の少なくとも１つを調整してトナー像の濃度の再現性を確保している。
【０００４】
ところで、感光体の帯電させる前の表面を比較的に高い露光強度で一様に露光して、前回の帯電や静電像の痕跡を解消させる帯電前露光装置を備えた画像形成装置が実用化されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
帯電前露光装置は、露光によって感光層の全域に電荷キャリアを発生して、表面に残留した前回のばらついた電位を放電させ、その後の帯電による帯電電位の一様性を高める。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１３３８２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前露光を感光ドラムに照射すると、前露光を照射しない場合に比較して、帯電手段で帯電された感光ドラムの電位が、時間経過に伴って低下し易くなる。これにより、帯電手段を通過した直後の感光ドラムの電位が小さくなってしまうという現象が起こる（以後この現象を暗減衰と呼ぶ）。暗減衰は、静電像の電位に影響を及ぼして、トナー付着量を変化させて画像濃度の再現性を損なわせる。
【０００８】
そこで、特許文献１のように、感光ドラムの表面電位を検知する電位センサを設け、感光ドラムの帯電が時間とともに損なわれる暗減衰を検知して、帯電電位を調整することも考えられる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構成では、感光ドラムの表面電位を検知する電位センサを別途設ける必要があり、コストアップに繋がってしまう。また、近年、感光ドラムの小径化により電位センサの設置が物理的に困難であるといった問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、表面電位センサを別途配置することなく、帯電前露光に起因する電位の減衰による画像不良を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、前記転写手段と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段とを備えたものである。そして、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が前記転写部を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させる検知実行手段と、少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて求めた電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する補正手段とを備える。
【００１２】
別発明の画像形成装置は、感光体と、帯電部材を当接させて前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した前記表面を露光して静電像を形成する露光手段と、形成された前記静電像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を転写部にて転写媒体に転写させる転写手段と、前記帯電部材と前記感光体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記感光体の回転方向における前記転写手段よりも下流側で前記帯電手段よりも上流側に配置されて、前記感光体の表面を露光する前露光手段とを備えたものである。そして、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく第一の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第一の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電することなく前記第一の直流電圧とは異なる第二の直流電圧を前記帯電部材に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第二の電流を前記電流検知手段により検知させ、前記前露光手段により感光体を実質的に除電しつつ所定の直流電圧を前記帯電手段に印加して帯電させた前記感光体の領域が再び前記帯電部材を通過する際に第三の電流を前記電流検知手段により検知させる検知実行手段と、少なくとも前記第一の直流電圧、前記第二の直流電圧、前記第一の電流、及び前記第二の電流に基づいて求めた電圧電流特性式において前記所定の直流電圧及び前記第三の電流を参酌して前記前露光手段による除電に伴う感光体電位低下量を算出し、算出した前記感光体電位低下量に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、表面電位センサを別途配置することなく、帯電前露光に起因する電位の減衰による画像不良を抑制可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、帯電前露光装置の露光強度を異ならせて像担持体の表面電位を検知する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、像担持体から記録材へ直接転写する画像形成装置、記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置でも実施できる。
【００１６】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１７】
なお、特許文献１〜２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は感光ドラムの周囲の構成の詳細な説明図である。
【００１９】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト３１の直線区間に４つの画像形成部ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤを配列したタンデム型フルカラー複写機である。
【００２０】
最も上流側の画像形成部ＳＤでは、感光ドラム１１ｄにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部ＳＣでは、感光ドラム１１ｃにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト３１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＳＢ、ＳＡでは、それぞれ感光ドラム１１ｂ、１１ａにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト３１に一次転写される。
【００２１】
中間転写ベルト３１に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐに一括二次転写される。記録材Ｐは、給紙カセット２１又は給紙トレイ２７から１枚ずつ取り出されて、レジストローラ２５によって二次転写部Ｔ２へ給送される。
【００２２】
二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５を経て排出トレイ４８へ排出される。
【００２３】
分離装置２３は、各種サイズの記録材Ｐを積載可能な給紙カセット２１からピックアップローラ２２によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２５へ向かって送り出す。
【００２４】
レジストローラ２５は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト３１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを挟持搬送して、二次転写部Ｔ２へ給送する。
【００２５】
中間転写ベルト３１は、厚さ１００μｍのポリイミド樹脂で無端状に形成され、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を担持して、記録材Ｐへの二次転写が行われる二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト３１の周速は、３００ｍｍ／ｓｅｃであり、一次転写部Ｔ１の軸方向の長さは３３０ｍｍである。
【００２６】
中間転写ベルト３１は、テンションローラ３３、駆動ローラ３２、及びバックアップローラ３４に支持され、パルスモータＭ１に駆動されて所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。
【００２７】
二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介してバックアップローラ３４に圧接回転して、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３６との間に二次転写部Ｔ２を形成する。
【００２８】
二次転写部Ｔ２では、中間転写ベルト３１のトナー像に重ねて記録材Ｐが挟持搬送される。中間転写ベルト３１の負極性に帯電したトナー像は、不図示の電源から二次転写ローラ３６へ正極性の電圧を印加することにより、記録材Ｐへ二次転写される。
【００２９】
バックアップローラ３４は、二次転写部Ｔ２の下流側で、中間転写ベルト３１の循環経路を折り曲げて、中間転写ベルト３１に付着した記録材Ｐを曲率分離させる。
【００３０】
クリーニング装置４７は、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト３１に残留した転写残トナーを除去して次回の一次転写に備える。
【００３１】
定着装置４０は、中心にランプヒータ４３を配置した加熱ローラ４１に加圧ローラ４２をバネ付勢により圧接して定着部Ｔ３を形成する。
【００３２】
定着部Ｔ３は、二次転写部Ｔ２から受け入れたトナー像を二次転写された記録材Ｐを挟持搬送して加熱加圧し、記録材Ｐの表面にトナー像を定着させる。
【００３３】
画像形成部ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤは、付設された現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで用いるトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローと異なる以外は同一に構成される。以下では、画像形成部ＳＡについて説明し、他の画像形成部ＳＢ、ＳＣ、ＳＤについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００３４】
図２に示すように、画像形成部ＳＡは、感光ドラム１１ａの周囲に、一次帯電装置１２ａ、露光装置１３ａ、現像装置１４ａ、一次転写ローラ３５ａ、クリーニング装置１５ａを配置する。
【００３５】
感光ドラム１１ａは、接地電位に接続された（直径３０ｍｍ）のアルミニウム製のシリンダ１１ｋの外周面に帯電極性が負極性の感光層１１ｈを形成してある。感光ドラム１１ａは、両端部をフランジによって回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００３６】
一次帯電装置１２ａは、感光ドラム１１ａに圧接して従動回転する帯電ローラ１２ｒを用いて感光ドラム１１ａの表面を一様な電位に帯電させる。このように、本実施例の帯電手段としての一次帯電装置１２ａは接触帯電方式であるため、感光ドラム１１ａは、帯電手段に印加される帯電電圧まで一様に帯電される。
【００３７】
電源Ｄ３は、直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を帯電ローラ１２ｒに印加して、感光ドラム１１ａの表面を負極性の電位に帯電させる。また、本実施例の帯電手段としての一次帯電装置１２ａに印加される帯電電圧は直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧であるため、感光ドラム１１ａは帯電手段に印加される帯電電圧まで一様に帯電される構成となっている。
【００３８】
電流検知回路Ａ３は、電源Ｄ３から帯電ローラ１２ｒに流れ込む電流に応じたアナログ電圧を制御部に出力する。
【００３９】
帯電ローラ１２ｒの表層１２ｈは、カーボンブラック等の導電剤を分散混入させて抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに調整した導電性ゴムを用いて１〜２ｍｍの厚さに形成されている。帯電ローラ１２ｒは、表層１２ｈの弾性を利用して隙間無く感光ドラム１１ａに当接して帯電ムラを発生させない。
【００４０】
露光装置１３ａは、ブラックの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１ａの表面に画像の静電像を書き込む。
【００４１】
現像装置１４ａは、負極性に帯電したトナーを感光ドラム１１ａに供給して静電像の露光部分に付着させることにより、静電像を反転現像する。現像装置１４ａは、トナーを薄層状態で担持した現像スリーブ１４ｓを感光ドラム１１ａに対してカウンタ方向に回転させる。
【００４２】
電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を現像スリーブ１４ｓに印加して、現像スリーブ１４ｓのトナー像を感光ドラム１１ａの表面の静電像に移動させる。
【００４３】
一次転写ローラ３５ａは、中間転写ベルト３１を介して感光ドラム１１ａに圧接して感光ドラム１１ａと中間転写ベルト３１との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ３５ａは、一次転写部Ｔ１を通過するトナー像に重ね合わせて中間転写ベルト３１を挟持する。
【００４４】
一次転写ローラ３５ａは、イオン導電系の導電剤を分散させて抵抗値を５×１０７Ωに調整したウレタンスポンジの表層３５ｈを直径８ｍｍの芯金に被せて外径１６ｍｍに形成されている。
【００４５】
電源Ｄ１は、一次転写ローラ３５ａに正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１１ａの負極性に帯電したトナー像を中間転写ベルト３１へ一次転写する。
【００４６】
電流検知回路Ａ１は、電源Ｄ１から一次転写ローラ３５ａに流れ込む電流に応じたアナログ電圧を制御部に出力する。
【００４７】
第１実施形態では、画像形成装置の起動時に、前回の定電圧を含む範囲で３段階の定電圧を電源Ｄ１から一次転写ローラ３５ａに出力して、電流検知回路Ａ１により各段階での転写電流を測定する。そして、各段階の転写電圧と転写電流の関係を内挿補間して、電流検知回路Ａ１に４０μＡの電流が流れるように定電圧を設定し、この定電圧が画像形成時の一次転写ローラ３５に印加される。
【００４８】
クリーニング装置１５ａは、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１１ａの表面に残留した転写残トナーを除去して、次回のトナー像形成に備えさせる。クリーニング装置１５ａは、クリーニングブレード１５ｅを感光ドラム１１ａに対してカウンタ方向に摺擦させるカウンターブレード方式である。クリーニングブレード１５ｅは、ウレタンを主体とした厚さ３ｍｍの弾性ブレードで、感光ドラムに対して、線圧約３５ｇ／ｃｍの押圧で当接され自由長は８ｍｍである。
【００４９】
感光ドラム１１ａの回転方向に沿ったクリーニング装置１５ａの上流側に前露光装置１７ａが配置され、下流側に前露光装置１８ａが配置される。
【００５０】
前露光装置１７ａ、１８ａは、ＬＥＤを感光ドラム１１ａの軸方向に整列させたアレイ状光源で構成される棒状の発光体である。前露光装置１７ａ、１８ａは、光源波長が４００〜８００ｎｍにピークを有し、光源に印加する電圧を調整することで、感光ドラム１１ａの表面における露光量を０．１Ｌｕｘ・ｓｅｃから５０Ｌｕｘ・ｓｅｃの範囲で調節できる。電圧をＯＦＦすると露光量は０Ｌｕｘ・ｓｅｃである。
【００５１】
前露光手段としての（以後帯電前露光手段とも呼ぶ）前露光装置１７ａは、転写残トナーの上から感光ドラム１１ａの表面全体を一様に露光して、感光層に電荷キャリアを発生させて、一次転写部Ｔ１を通過した感光ドラム表面の帯電電位を放電させる。これにより、感光ドラム１１ａの転写残トナーに覆われていない領域の帯電状態が解除される。
【００５２】
帯電前露光手段の一例である前露光装置１８ａは、クリーニング装置１５ａによって転写残トナーを除去された感光ドラム１１ａの表面全体を一様に露光して、感光層に電荷キャリアを発生させて、転写残トナーが付着していた静電像の電位を放電させる。これにより、感光ドラム１１ａの転写残トナーが付着していた領域の帯電状態が解除される。
【００５３】
制御部１１０は、各ユニットの動作を制御するための不図示の制御基板やモータドライブ基板を備える。
【００５４】
現像高圧制御部２０５は、電源Ｄ４を制御して現像スリーブ１４ｓに印加する電圧の直流成分（現像電圧Ｖｄｃ）を設定する。
【００５５】
帯電高圧制御部２０４は、電源Ｄ３を制御して帯電ローラ１２ｒに印加する電圧の直流成分（帯電電圧Ｖｄ）を設定する。
【００５６】
レーザーパワー制御部２０６は、露光装置１３ａを制御して感光ドラム１１ａに静電像を書き込むレーザービームの強度を設定する。
【００５７】
帯電電流測定部２０２は、電源Ｄ３から帯電ローラ１２ｒに流れ込む電流を検知して、感光ドラム１１ａとの当接部を流れる電流を測定する。
【００５８】
温度湿度センサ１０７は、図１に示す装置本体１００Ｐ内の定着装置４０の影響を避けた位置に配置されて、周囲の環境温度、湿度を検知する。
【００５９】
制御部１１０は、温度湿度センサ１０７の出力に基づいて絶対湿度（ｇ／ｋｇａｉｒ）を求めて、トナー像の形成条件に種々のフィードバックを行う。
【００６０】
＜帯電前露光に起因する帯電電位の減衰＞
図３はトナー像の形成条件の説明図、図４は帯電前露光に起因する帯電電位の減衰の説明図である。図３中、（ａ）は減衰が発生していない状態、（ｂ）は減衰が発生している状態である。
【００６１】
図２を参照して、感光ドラム１１ａは、矢印Ｒ１方向に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転し、前露光装置１７ａ、１８ａによって表面電位のムラを除電された後に、一次帯電装置１２ａによって一様な暗部電位Ｖｄに帯電される。第１実施形態における暗部電位Ｖｄは−８００Ｖである（図３の（ａ）参照）。
【００６２】
帯電後、感光ドラム１１ａの表面における露光装置１３ａによって露光された部分は、露光によって感光層に発生した電荷キャリアによって、明部電位ＶＬまで電荷を除去される。第１実施形態における明部電位ＶＬは、−２００Ｖである。
【００６３】
現像装置１４ａは、現像スリーブ１４ｓに現像電圧Ｖｄｃを印加して、現像電圧Ｖｄｃよりも相対的に正極性となった明部電位ＶＬの部分に、負極性に帯電したトナーを付着させる。トナーは、明部電位ＶＬと現像電圧Ｖｄｃの差分の帯電量を相殺する量だけ明部電位ＶＬの部分に付着して静電像をトナー像に現像する。
【００６４】
第１実施形態における現像電圧Ｖｄｃは−６５０Ｖ、トナーの電荷保持量は３０μＣ／ｇである。また、暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの差電圧Ｖｂａｃｋが１５０Ｖ確保されて、暗部電位Ｖｄの部分へトナーが付着するかぶり不良が阻止されている。
【００６５】
しかし、図２を参照して図４に示すように、前露光装置１８ａで帯電されてから一次帯電装置１２ａで帯電されるまでの時間が短いと、一次帯電装置１２ａを通過した後に帯電電位が低下する。前露光装置１８ａが表面電位のムラを解消すべく感光層に発生させた電荷キャリアが残留した状態で一次帯電装置１２ａが帯電を行うと、一次帯電装置１２ａを通過した後に、電荷キャリアが帯電電位を放電させてしまう。前露光によって見かけ上の体積抵抗が低下した状態で帯電が行われて、従来の暗減衰とは比較にならない速度で、帯電後に帯電電位が低下してしまう。
【００６６】
図４は７００Ｖに帯電させた感光ドラム１１ａの表面が前露光装置１８ａを通過した０秒後から０．２秒後までの帯電電位の放電過程を示している。前露光装置１８ａの露光強度が大きいと、電荷キャリアの発生量と平均寿命が増加して、帯電電位への影響が増大する。例えば、３０Ｌｕｘ・ｓｅｃの露光量で前露光装置１８ａを通過して、０．０１５秒後に一次帯電装置１２ａを通過した場合、通過後の感光ドラム１１ａの表面電位は約５０Ｖ低下すると見積もられる。
【００６７】
図２を参照して図３の（ｂ）に示すように、一次帯電装置１２ａ通過後の感光ドラム１１ａの表面電位が５０Ｖ低下すると、暗部電位Ｖｄと現像電圧Ｖｄｃとの差電圧Ｖｂａｃｋが１５０Ｖから１００Ｖに低下して、かぶり不良が発生し易くなる。
【００６８】
そこで、第１実施形態では、画像形成に先立たせて、帯電前露光に起因する帯電電位の減衰量を測定して、測定された減衰量（電荷量）分だけ一次帯電装置１２ａにおける帯電電圧Ｖｄを割り増している。帯電前露光によって発生する電荷キャリアが一次帯電装置１２ａを通過後も感光層に残留していることを前提として、帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧Ｖｄを８００Ｖよりも高くしている。
【００６９】
カウンタメモリ２０３は、直近のトナー像形成条件の設定後における画像形成の通算出力枚数をカウントする。
【００７０】
制御部１１０は、カウンタメモリ２０３で積算された出力枚数が５００枚に達するごとに、画像形成を中断して、一次帯電装置１２ａに印加する帯電電圧Ｖｄを再設定する。
【００７１】
転写電流測定部２０１は、電源Ｄ１から一次転写ローラ３５ａに流れ込む電流を電流検知回路Ａ１により検知して、中間転写ベルト３１を介した感光ドラム１１ａとの当接部を流れる転写電流を測定する。
【００７２】
制御部１１０は、転写電流測定部２０１で検知した非画像形成時の転写電流から前露光装置１７ａ、１８ａに起因する帯電電位の減衰量ΔＶを求めて、帯電電圧Ｖｄを減衰量ΔＶだけ割り増しする。
【００７３】
第１実施形態では、トナー像の一次転写に用いる定電圧の設定を行うために設けられた高精度の電流検知システム（電流検知回路Ａ１、転写電流測定部２０１）を用いて感光ドラム１１ａの表面電位を検知する。
【００７４】
このため、専用のセンサや検知回路を付設することなく、電位検知を行うことができる。
【００７５】
検知手段の一例である電流検知回路Ａ１、転写電流測定部２０１は、現像手段の一例である現像装置１４ａから下流側で帯電手段の一例である一次帯電装置１２ａに帯電された感光ドラム１１ａ表面の電位を検知する。
【００７６】
帯電前露光手段の一例である前露光装置１７ａ、１８ａの露光強度をほとんどゼロの状態（第１の露光強度）で前露光、もしくは露光をＯＦＦした状態にする。そして帯電手段の一例である一次帯電装置１２ａにより所定の帯電条件にて感光ドラム１１ａを帯電し、帯電された感光ドラムの表面電位を第１測定の一例であるステップ１にて測定する。このときの帯電条件としては通常画像形成時の帯電電圧を印加した方が好ましい。本実施例では、通常画像形成時の帯電電位は−８００Ｖである。
【００７７】
次に、ステップ２に移行する。帯電前露光手段の一例である前露光装置１７ａ、１８ａの露光強度を通常画像形成時と略同じの露光強度（第２の露光強度）で露光する。その後、帯電手段の一例である一次帯電装置１２ａにより感光ドラム１１ａを帯電し、帯電された感光ドラムの表面電位を第２測定の一例であるステップ２にて測定する。
【００７８】
第１測定のステップ１と第２測定のステップ２とに基づいて、前露光手段からの前露光による暗減衰量を検知する。即ち、各ステップの検知結果から、補正手段としての制御部１１０が暗減衰量分を補償するように画像形成条件を補正する。
【００７９】
本実施例では、ステップ１で求めた検知結果（第１の検知結果）から前露光による暗減衰がないときの感光ドラムの表面電位を測定しておく。そして、ステップ２で測定した電流値（第２の検知結果）から前露光を受けたときの感光ドラムの表面電位を測定し、差の差分から前露光による暗減衰量を求めて、帯電電圧を調整する。こうすることで、前露光による暗減衰量を補うように帯電電圧を補正でき、Ｖｂａｃｋの変動によるかぶりを抑制することができる。
【００８０】
転写部材の一例である一次転写ローラ３５ａは、転写媒体の一例である中間転写ベルト３１を介して感光体の一例である感光ドラム１１ａに圧接して転写部の一例である一次転写部Ｔ１を形成する。
【００８１】
検知手段の一例である電流検知回路Ａ１、転写電流測定部２０１は、転写部材の一例である一次転写ローラ３５ａに電圧を印加した際に転写部材の一例である一次転写ローラ３５ａを流れる電流を検知する。
【００８２】
なお、以下では、画像形成部ＳＡについて帯電電圧の再設定制御を説明するが、他の画像形成部ＳＢ、ＳＣ、ＳＤでも同時期に同様に帯電電圧の再設定制御が実行される。他の画像形成部ＳＢ、ＳＣ、ＳＤについては、以下の説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００８３】
＜帯電電圧の再設定制御＞
図５は帯電電圧の再設定制御のフローチャート、図６は帯電電圧の再設定制御におけるステップ１のフローチャート、図７は帯電電圧の再設定制御におけるステップ２のフローチャートである。図８は帯電電圧の再設定制御のタイムチャート、図９はステップ１で求める関係式の説明図である。
【００８４】
図２を参照して図５に示すように、制御部１１０は、コピー動作が開始されると（Ｓ１１）、カウンタメモリ２０３の枚数が５００枚に達するまで（Ｓ１３のＮｏ）、コピー動作を継続する（Ｓ１２）。
【００８５】
制御部１１０は、カウンタメモリ２０３が５００枚に達すると（Ｓ１３のＹｅｓ）、ステップ１の制御（ＳＴＥＰ１制御と略記）を実行する（Ｓ１４）。
【００８６】
ステップ１の制御では、図６を参照して後述するように、前露光をＯＦＦした状態で、帯電ローラ１２ｒに印加する直流電圧を複数段階に変化させて、各段階で一次転写部Ｔ１に流れる転写電流を検知する。そして、前露光に起因する減衰が無い状態での転写電流と転写電位差（帯電電圧と転写電圧の電位差もしくは感光ドラム表面の電位と転写電圧との差）との関係を算出する。
【００８７】
制御部１１０は、ステップ１の制御を実行し終わると、ステップ２の制御（ＳＴＥＰ２制御と略記）を実行する（Ｓ１５）。
【００８８】
ステップ２の制御では、図７を参照して後述するように、画像形成時の露光量で前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮさせた状態で、画像形成時の帯電電圧を帯電ローラ１２ｒに印加して一次転写部Ｔ１に流れる転写電流を検知する。そして、ステップ１で求めた前露光に起因する減衰が無い状態での関係を用いて、画像形成時の露光量の前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶを推定する。
【００８９】
制御部１１０は、ステップ２の処理によって帯電前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶが確認されない場合（Ｓ１６のＮｏ）、現在のトナー像形成条件を維持してコピー動作を継続させる（Ｓ１２）。しかし、帯電電位の減衰量ΔＶが確認された場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、トナー像形成条件を変更して（Ｓ１７）、コピー動作を再開させる（Ｓ１２）。
【００９０】
＜ステップ１＞
図２を参照して図６に示すように、ステップ１の制御に入ると（Ｓ２１）、画像形成が中断されて、露光装置１３ａ、前露光装置１７ａ、１８ａが停止される。また、一次帯電装置１２ａ、現像装置１４ａ、一次転写ローラ３５ａに印加される電圧も停止される（Ｓ２２）。
【００９１】
なお、ステップ１の開始に先立たせて、露光装置１３ａをＯＦＦして前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮした状態で、感光ドラム１１ａを数回転させて、直前までの画像形成の履歴を感光ドラム１１ａから完全に消去しておく。
【００９２】
制御部１１０は、前露光装置１７ａ、１８ａを停止した状態で、図８に示すように、一次転写ローラ３５ａに３００Ｖの転写電圧を印加し、帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧を３段階に変化させる。帯電ローラ１２ｒに印加する電圧を−４００Ｖとして転写電流を検知した（Ｓ２３）後に、同電圧を−６００Ｖとして転写電流を検知し（Ｓ２４）、その後、同電圧を−８００Ｖとして転写電流を検知する（Ｓ２５）。帯電ローラ１２ｒに印加した各転写電圧における転写電位差は、転写電圧から帯電電圧を引き算して、７００Ｖ、９００Ｖ、１１００Ｖである。
【００９３】
制御部１１０は、転写電位差７００Ｖ、９００Ｖ、１１００Ｖにおける転写電流の測定値Ａ、Ｂ、Ｃが取得されると、図８に示すように、帯電ローラ１２ａ及び一次転写ローラ３５ａに印加される電圧をＯＦＦする（Ｓ２６）。
【００９４】
制御部１１０は、制御処理部２００によって、転写電位差７００Ｖ、９００Ｖ、１１００Ｖの転写電流Ａ、Ｂ、Ｃのデータを図９に示すように直線近似して、転写電位差Ｙと転写電流Ｘとの関係式を求める（Ｓ２７）。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ・・・Ｄ式
【００９５】
制御処理部２００は、簡単な数式を記憶しておくメモリは搭載しているので、ステップ２の処理が終わるまで、Ｄ式を記憶しておく。この式により、所望の帯電電圧（感光ドラム電位）と転写電流との関係を求めることができる。
【００９６】
このとき、感光ドラム１１ａは露光累積によって体積抵抗、表面抵抗が大きく変化するため、初期状態の感光ドラム１１ａと寿命末期の感光ドラム１１ａとでは、直線の傾きが大きく異なってしまう。また、同じく、一次転写ローラ３５ａや中間転写ベルト３１についても、累積転写電流や通算の使用時間に応じて体積抵抗、表面抵抗が変化するため、直線の傾きが大きく異なってしまう。
【００９７】
このように、転写電流Ｘと転写電位差Ｙとの関係は、画像形成の累積や部品交換に伴って変化するので、一次転写部Ｔ１の状態を正確に把握して感光ドラム１１ａの表面電位を正確に求めるためには、ステップ１の制御が非常に重要である。
【００９８】
なお、ステップ１における前露光装置１７ａ、１８ａの露光量は、感光ドラム１１ａの表面電位を減衰させるレベルでなければ、微量の光量を照射した状態でも構わない。
【００９９】
また、帯電電圧の再設定制御は、画像形成装置１００の起動時および所定の通算画像形成枚数ごとに行われるトナー像の形成条件、一次転写定電圧の設定に付随して行ってもよい。一次転写定電圧の設定では、上述したように、一次転写ローラ３５ａに印加する転写電圧をステップアップする制御が含まれるので、ステップ１の制御を兼ねて行うことができる。
【０１００】
また、帯電電圧の再設定制御は、感光ドラム１１ａに当接させたブラシ部材等に電圧を印加して流れ込む電流を検知して行ってもよい。
【０１０１】
また、帯電電圧の再設定間隔は、装置本体（１００Ｐ：図１）の置かれている環境や通算の画像形成枚数によって変えてもよい。しかし、２００枚から１０００枚に１回が望ましい。
【０１０２】
＜ステップ２＞
図１０はステップ２で求めた具体的な減衰量の説明図である。
【０１０３】
図２を参照して図７に示すように、ステップ２では、前露光装置１７ａ、１８ａが画像形成時の露光量を照射した状態で、帯電ローラ１２ｒに所定の転写電圧を印加して転写電流を測定する。そして、ステップ１で求めた転写電流Ｘと転写電位差Ｙの関係式を用いて、前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶを求める。
【０１０４】
ステップ２の制御に入ると（Ｓ３１）、制御部１１０は、図８に示すように、前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮした状態で、転写電圧＋３００Ｖを印加し、続いて帯電電圧−８００Ｖを印加する（Ｓ３２）。制御部１１０は、３０Ｌｕｘ・ｓｅｃの露光量で前露光した後に−８００Ｖに帯電された感光ドラム１１ａの表面で転写電流（測定値Ｌ：転写電流Ｌとも記する）を検知する（Ｓ３２）。
【０１０５】
制御部１１０は、転写電流Ｌを検知し終わると、図８に示すように、前露光装置１７ａ、１８ａをＯＦＦし、帯電ローラ１２ｒ及び一次転写ローラ３５ａに印加される電圧もＯＦＦする（Ｓ３３）。
【０１０６】
制御部１１０は、図１０に示すように、測定した転写電流Ｌをステップ１で算出したＤ式のＸに代入して、前露光に起因する減衰量ΔＶを含む転写電位差Ｙｍを算出する（Ｓ３４）。
【０１０７】
ステップ１の転写電流Ａ、Ｂ、Ｃとほぼ同時期にステップ２の転写電流Ｌを測定しているので、Ｄ式に含まれる感光ドラム１１ａ、中間転写ベルト３１、一次転写ローラ３５ａの抵抗は同一と見なせる。このため、転写電流Ｌをステップ１で求めたＤ式に代入できる。
【０１０８】
図１０では、ステップ１の転写電位差１１００Ｖの際の転写電流Ｃが２２μＡであったのに対して、転写電流Ｌは２０μＡだったので、減衰量ΔＶを含む転写電位差Ｙｍは１０５０Ｖとなった。
【０１０９】
ここで、帯電電圧−８００Ｖと転写電圧３００Ｖの電位差は、「Ｙｍ−ΔＶ」に等しいので、
ΔＶ＝｜（−８００）−３００｜−｜Ｙｍ｜・・・Ｅ式
で求められる。
【０１１０】
制御部１１０は、Ｅ式にＹｍを代入して減衰量ΔＶを算出する（Ｓ３５）。
【０１１１】
図１０では、ΔＶ＝１１００−１０５０＝５０Ｖである。
【０１１２】
制御部１１０は、算出した減衰量ΔＶを相殺するようにトナー像形成条件を調整する（Ｓ３６）。即ち、帯電電位である暗部電位と、露光手段にて露光された明部電位との差電位である潜像コントラスト電位が所定電位となるように暗減衰量分を見込んで画像形成条件を補正する。本実施例では画像形成条件とは、帯電条件、露光条件、現像条件のうち少なくとも一つのことを指す。
【０１１３】
具体的には、電源Ｄ３から帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧をΔＶ＝５０Ｖだけ上昇させて、感光ドラム１１ｒの表面電位が５０Ｖ減衰した際の弊害として発生するかぶり不良を防止した。かぶり不良については上述したとおりである。
【０１１４】
なお、帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧を変化させないで、現像装置１４ａの現像スリーブ１４ｓに電源Ｄ４から印加する現像電圧Ｖｄｃ（現像電位）を５０Ｖ低下させてもよい。図４に示すように、現像電圧Ｖｄｃを−６５０Ｖから６００Ｖに低下させることで、暗部電位Ｖｄ（帯電電位）との電位差１５０Ｖを確保してかぶり不良を防止できる。ただし、現像電圧Ｖｄｃを低下させた場合は、明部電位ＶＬとの電位差が低下して露光部分へのトナーの付着量が減少するので、露光装置１３ａのレーザーパワーを上昇させて、明部電位ＶＬを５０Ｖ下げる必要がある。
【０１１５】
表１は、ステップ１、ステップ２の条件、トナー像形成条件を異ならせて実験した結果である。
【０１１６】
【表１】
0005153245.tif 000002
【０１１７】
表１に示す以外にも、ステップ１、ステップ２の電圧設定条件、減衰量ΔＶをフィードバックするトナー像形成条件の組み合わせは種々可能である。
【０１１８】
ステップ１、ステップ２の帯電電圧の設定、設定段階数、順序、転写電圧の設定、前露光の露光量の設定は、様々な設定に変更して減衰量ΔＶを同様に測定可能である。
【０１１９】
前露光装置１７ａ、１８ａは、同時にＯＮとしないで、個別にＯＮとしてステップ２を行い、前露光装置１７ａに起因する減衰量ΔＶと前露光装置１８ａに起因する減衰量ΔＶとを個別に計算して加算してもよい。ただし、この場合、発生する電荷キャリアが減っただけ転写電流Ｌとステップ１の転写電流Ｃとの差が小さくなるため、制御の精度は第１実施形態に比較して低くなる可能性がある。
【０１２０】
＜第２実施形態＞
図１１は帯電電圧の再設定制御のフローチャート、図１２は帯電電圧の再設定制御におけるステップ１のフローチャート、図１３は帯電電圧の再設定制御におけるステップ２のフローチャートである。図１４は帯電電圧の再設定制御のタイムチャート、図１５はステップ２で求めた具体的な減衰量の説明図である。
【０１２１】
第２実施形態では、図１〜図４を用いて説明した画像形成装置１００において、帯電ローラ１２ｒに流れ込む電流を検知して前露光に起因する減衰量ΔＶを求めてトナー像形成条件にフィードバックする。
【０１２２】
帯電手段の一例である一次帯電装置１２ａは、帯電部材の一例である帯電ローラ１２ｒを有する。帯電部材の一例である帯電ローラ１２ｒは、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加されて表面の一例である感光ドラム１１ａ表面に接触する。
【０１２３】
検知手段の一例である電流検知回路Ａ３、転写電流測定部２０１は、直流電圧によって表面との間に流れる帯電電流を検知する。検知のタイミングは、帯電部材の一例である帯電ローラ１２ｒに電圧を印加して帯電させた表面が帯電部材の一例である帯電ローラ１２ｒへ戻って来た際である。
【０１２４】
第２実施形態では、前露光を照射しない場合と前露光を照射した場合との露光量の違いによる感光ドラム１１ａの表面電位の差が前露光に起因する減衰量ΔＶとして求められる。前露光を照射しない場合と前露光を照射した場合とはほぼ同時期に測定されるので、前露光に起因する減衰量ΔＶを、帯電ローラ１２ｒ、感光ドラム１１ａの同一抵抗条件で正確に測定できる。帯電ローラ１２ｒ、感光ドラム１１ａの抵抗が、通算使用時間、画像形成出力の累積枚数、累積露光量等に応じて大きく変化することは上述したとおりである。
【０１２５】
第１実施形態と同様に、高速度小口径の感光ドラム１１ａは、前露光を照射していない場合に帯電電位の減衰がほとんど発生しない。このため、帯電ローラ１２ｒに印加している帯電電圧と帯電電流とから、感光ドラム１１ａの表面電位を正確に測定できる。帯電電流に対する感光ドラム１１ａと帯電電圧の電位差の関係を示すＪ式を正確に設定できる。従って、暗減衰を測定したい状況下で、前露光に起因する減衰量を正確に把握できる。
【０１２６】
前露光を照射した場合の測定では、前露光装置１７ａ、１８ａにより露光を受けた感光ドラム１１ａの表面が帯電ローラ１２ｒを１度通過して帯電される。その後、前露光装置１７ａ、１８ａがＯＦＦされて感光ドラム１１ａが１回転し、同じ帯電領域が前露光を受けることなく帯電ローラ１２ｒに到達して通過する過程で帯電領域の表面電位が検知される。
【０１２７】
＜帯電電圧の再設定制御＞
図２を参照して図１１に示すように、制御部１１０は、コピー動作が開始されると（Ｓ４１）、カウンタメモリ２０３の枚数が５００枚に達するまで（Ｓ４３のＮｏ）、コピー動作を継続する（Ｓ４２）。
【０１２８】
制御部１１０は、カウンタメモリ２０３が５００枚に達すると（Ｓ４３のＹｅｓ）、ステップ１の制御を実行する（Ｓ４４）。
【０１２９】
ステップ１の制御では、図１２に示すように、前露光をＯＦＦした状態で、帯電ローラ１２ｒに印加する電圧の直流成分（帯電電圧）を複数段階に変化させる。帯電電圧は、重畳された交流電圧に乗って感光ドラム１１ａと帯電ローラ１２ｒとを往復して、感光ドラム１１ａの表面を帯電電圧と等しい電位に帯電させる。そして、各段階の帯電電圧に帯電された領域が一周して再び帯電ローラ１２ｒへ戻って来た際の帯電電流を検知する。そして、前露光に起因する減衰が無い状態での帯電電流と帯電電圧との関係を算出する。
【０１３０】
制御部１１０は、ステップ１の制御を実行し終わると、ステップ２の制御を実行する（Ｓ４５）。
【０１３１】
ステップ２の制御では、図１３に示すように、画像形成時の露光量で前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮさせた状態で帯電電流を検知する。そして、ステップ１で求めた前露光に起因する減衰が無い状態での関係を用いて、画像形成時の露光量の前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶを推定する。
【０１３２】
制御部１１０は、ステップ２の処理によって帯電前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶが確認されない場合（Ｓ４６のＮｏ）、現在のトナー像形成条件を維持してコピー動作を継続させる（Ｓ４２）。しかし、帯電電位の減衰量ΔＶが確認された場合（Ｓ４６のＹｅｓ）、トナー像形成条件を変更して（Ｓ４７）、コピー動作を再開させる（Ｓ４２）。
【０１３３】
＜ステップ１＞
図２を参照して図１２に示すように、ステップ１の制御に入ると（Ｓ５１）、画像形成が中断されて、露光装置１３ａ、前露光装置１７ａ、１８ａが停止される。また、一次帯電装置１２ａ、現像装置１４ａ、一次転写ローラ３５ａに印加される電圧も停止される（Ｓ５２）。
【０１３４】
なお、ステップ１の開始に先立たせて、露光装置１３ａをＯＦＦして前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮした状態で、感光ドラム１１ａを数回転させて、直前までの画像形成の履歴を感光ドラム１１ａから完全に消去しておく。また、ステップ１、ステップ２を通じて、一次転写ローラ３５ａは、電気的に浮かせた状態に保って、感光ドラム１１ａの表面電位への影響を最大限に回避する。
【０１３５】
制御部１１０は、前露光装置１７ａ、１８ａを停止した状態で、図１４に示すように、帯電ローラ１２ｒに−３００Ｖ、−５００Ｖ、−７００Ｖの直流成分（帯電電圧Ｖｄ）に１．５ｋＶｐ−ｐの交流電圧を重畳した電圧を印加する。各段階の帯電電圧Ｖｄは、５０ｍｓｅｃ継続させて次の帯電電圧Ｖｄにステップアップされる（Ｓ５３）。なお、本実施例では、通常画像形成時の帯電電位は−７００Ｖとしている。
【０１３６】
これにより、感光ドラム１１ａの表面には、３００ｍｍ／ｓｅｃ×５０ｍｓｅｃ＝１５ｍｍごとに帯電電圧Ｖｄがステップアップした帯電領域が形成される。
【０１３７】
制御部１１０は、帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧Ｖｄを−８００Ｖとした状態で、一周して戻って来た電位段差の各段で帯電電流を、電流検知回路Ａ３、帯電電流測定部２０２により測定する（Ｓ５４）。帯電電圧−３００Ｖ、−５００Ｖ、−７００Ｖの帯電領域における帯電電流測定時の帯電電位差は、帯電電圧−８００Ｖを引き算して、それぞれ５００Ｖ、３００Ｖ、１００Ｖである。
【０１３８】
ステップ１では、帯電領域で帯電電流を測定する際に帯電ローラ１２ｒに印加される帯電電圧を通常画像形成時の帯電電位である−７００Ｖよりも高い−８００Ｖとしたので、帯電領域の帯電電位と帯電電圧との間に十分な帯電電位差を確保できる。これにより、測定される帯電電流を増加して帯電電流の測定誤差を減少させている。また、耐久に応じて帯電ローラと感光ドラム間の抵抗が変化した場合、その抵抗変化分を補正する必要がある。そのため、ステップ１では、帯電電流が流れるように帯電電圧を設定する。そして、ステップ２で求めた検知結果との差分から抵抗変化の影響を受けないように補正することができる。
【０１３９】
制御部１１０は、帯電電圧−３００Ｖ、−５００Ｖ、−７００Ｖの各帯電領域における帯電電流の測定値Ｅ、Ｆ、Ｇが取得されると、図１４に示すように、帯電ローラ１２ｒに印加される電圧をＯＦＦする（Ｓ５６）。
【０１４０】
制御部１１０は、制御処理部２００によって、帯電電位差５００Ｖ、３００Ｖ、１００Ｖの帯電電流Ｅ、Ｆ、Ｇのデータを図１５に示すように直線近似して、帯電電位差Ｙと帯電電流Ｘとの関係式を求める（Ｓ５７）。Ｊ式は、ステップ２の処理が終わるまで記憶される。
Ｙ＝ｅＸ＋ｆ・・・Ｊ式
【０１４１】
なお、ステップ１では、感光ドラム１１ａの外周に帯電電位の異なる３つの帯電領域を形成したが、感光ドラム１１ａの２回転ごとに帯電電圧−３００Ｖ、−５００Ｖ、−７００Ｖの帯電領域を形成してもよい。この場合、各回転に続く１回転で帯電ローラ１２ｒの印加電圧を−７００にして帯電電流を測定することができる。
【０１４２】
＜ステップ２＞
図２を参照して図１３に示すように、ステップ２では、前露光装置１７ａ、１８ａが画像形成時の露光量を照射した状態で、帯電ローラ１２ｒに所定の転写電圧を印加して帯電を行う。その後、前露光装置１７ａ、１８ａをＯＦＦして一周させた帯電領域にて帯電電流を測定する。そして、ステップ１で求めた帯電電流Ｘと帯電電圧Ｙの関係式を用いて、前露光に起因する帯電電位の減衰量ΔＶを求める。
【０１４３】
ステップ２の制御に入ると（Ｓ６１）、制御部１１０は、図１４に示すように、前露光装置１７ａ、１８ａをＯＮした状態で、帯電ローラ１２ｒに通常画像形成時の帯電電圧である−７００Ｖを印加する（Ｓ６２）。帯電ローラ１２ｒの１回転分の帯電が終わると前露光装置１７ａ、１８ａをＯＦＦして、帯電領域の帯電状態に影響させない。
【０１４４】
制御部１１０は、３０Ｌｕｘ・ｓｅｃの露光量で前露光した後に−７００Ｖに帯電された感光ドラム１１ａの表面を、帯電電流検知手段で検知して、帯電電流Ｍを検知する（Ｓ６２）。帯電電流Ｍを検知するときの帯電条件は、−７００Ｖに設定している。
【０１４５】
制御部１１０は、帯電電流Ｍを検知し終わると、図１４に示すように、帯電ローラ１２ｒに印加される電圧をＯＦＦする（Ｓ６３）。
【０１４６】
制御部１１０は、図１５に示すように、測定した帯電電流Ｍをステップ１で算出したＪ式のＸに代入して、前露光に起因する減衰量ΔＶを含む帯電電位差Ｙｍを算出する（Ｓ６４）。
【０１４７】
ステップ１の帯電電流Ｅ、Ｆ、Ｇとほぼ同時期にステップ２の帯電電流Ｍを測定しているので、Ｊ式に含まれる感光ドラム１１ａ、帯電ローラ１２ｒの抵抗は同一と見なせる。このため、帯電電流Ｍをステップ１で求めたＪ式に代入できる。
【０１４８】
ここで、帯電電位差−７００Ｖ−（−７００Ｖ）＝０Ｖは、「Ｙｍ−ΔＶ」に等しいので、
ΔＶ＝｜Ｙｍ｜・・・Ｋ式
で求められる。
【０１４９】
制御部１１０は、Ｋ式にＹｍを代入して前露光に起因する減衰量と従来の暗減衰とを合算した減衰量ΔＶを算出する（Ｓ６５）。図１５では、減衰量ΔＶ＝５０Ｖである。
【０１５０】
制御部１１０は、算出した減衰量ΔＶを相殺するようにトナー像形成条件を調整する（Ｓ６６）。
【０１５１】
具体的には、電源Ｄ３から帯電ローラ１２ｒに印加する帯電電圧をΔＶ＝５０Ｖだけ上昇させて、感光ドラム１１ｒの表面電位が５０Ｖ減衰した際の弊害として発生するかぶり不良を防止した。かぶり不良については上述したとおりである。
【０１５２】
なお、図４に示すように、前露光を経た感光ドラム１１ａの表面電位の減衰が安定するまでには時間がかかる。このため、ステップ２における帯電の測定タイミングは、前露光装置１７ａ、１８ａによって露光された表面電位の減衰が安定化する時間を置いて測定するのが望ましい。
【０１５３】
第２実施形態におけるステップ２では、前露光装置１７ａ、１８ａで露光された表面が１回転して帯電ローラ１２ｒを通過する時点では表面電位が安定していないことが確認された。このため、前露光装置１７ａ、１８ａで露光された表面が２回転して帯電ローラ１２ｒを通過するタイミングで帯電電流量を測定している。
【０１５４】
表２は、ステップ１、ステップ２の条件、トナー像形成条件を異ならせて実験した結果である。
【０１５５】
【表２】
0005153245.tif 000003
【０１５６】
＜暗減衰の補足説明＞
前露光装置及び露光装置を作動させない条件下では、感光ドラムの感光層に露光による電荷キャリアは発生しない。感光ドラムを帯電した後の表面電位が、経時的に空気中の水分や埃などによって電荷を奪われて減衰する現象を一般的に暗減衰と呼ぶ。暗減衰は、大径のドラム（Φ８４ｍｍ〜Φ１０８ｍｍ）を使用する場合に、帯電位置から現像位置、転写位置までの物理的な距離が長くて、帯電後にそれぞれの位置へ到着するまでに時間がかかることによって生じるのが一般的である。従って。Φ３０ｍｍ〜Φ６０ｍｍの小径の感光ドラムでは発生しにくい。
【０１５７】
暗減衰は、非接触帯電のコロナ帯電などの交流電圧を重畳させない帯電方式において顕著に発生し、帯電部材を用いて直流電圧に交流電圧を重畳させる接触帯電方式では発生しにくい。交流電圧を重畳した接触帯電は、感光ドラムの感光層に対してコロナ帯電などの非接触帯電よりも充分な電荷を授与するので、多少、空気中の水分や埃に電荷を奪われたとしても、表面電位が変化するほどの影響は受けない。
【０１５８】
＜前露光装置の補足説明＞
図１６は転写電流に対する転写電位差の関係の線図、図１７は帯電電流に対する感光ドラム表面と帯電電圧の電位差の関係の線図である。
【０１５９】
電子写真方式の画像形成装置において、明暗のはっきりした画像を連続してコピーした後に、画像のハイライト部にみられるようなハーフトーン画像をコピーする。そうすると、形成される画像は、本来なら一様なハーフトーン画像とならなければならない画像の中に前回コピーした画像パターンが浮き出てしまう。この現像をゴーストと呼ぶ。
【０１６０】
ゴーストを防止するために、前露光装置が配備される。前露光装置は、前露光としてＬＥＤ光を照射して、感光ドラムの感光層のフォトキャリアと呼ばれる電荷キャリアを発生させ、フォトキャリアは、感光ドラムの表面に移動して、表面電位を均す。
【０１６１】
図４に示すように、フォトキャリアの移動には時間がかかるため、前露光後、感光ドラムの表面電位が安定するまでに時間がかかる。従って、前露光に起因する減衰は、感光ドラム表面電位が安定するまでのサイクルで、電位の安定していない感光ドラム表面が帯電装置を通過する。このことによって、帯電された後にドラム内を移動する残存フォトキャリアが存在し、フォトキャリアよって帯電された電位が減衰していく現象である。
【０１６２】
従って、本発明の対象とする減衰は、あくまでも前露光照射時の残存フォトキャリアによって引き起こされる現象である。
【０１６３】
感光ドラムの表面電位を予測する１つの手段である表面電位センサは、感光ドラム径の大きいシステムにおいては配備可能であるが、第１実施形態の画像形成装置１００では、表面電位センサを配備するスペースが無いため物理的に配備できない。画像形成装置１００は、感光ドラムの外径がΦ３０ｍｍ以下といった小径の感光ドラムを使いこなすようなシステムだからである。
【０１６４】
感光ドラムの表面電位を予測する他の１つの手段である転写電流によってドラム電位を予測する方法は、測定精度に問題がある。感光ドラム及び転写部材のライフタイムの末期に至るまで同じ測定方法で測定したのでは感光ドラムの表面電位をうまく予測できない。
【０１６５】
感光ドラムや転写部材の体積抵抗値、表面抵抗値は初期状態とライフタイム末期では大きく異なる。このため、感光ドラムの表面電位と転写部材に印加する電圧との電位差が同じであっても、流れる転写電流の値が違ってしまうからである。
【０１６６】
また、感光ドラムや転写部材の抵抗値には温度特性があり、コピー開始直後の表面温度と、連続通紙した際の表面温度には温度差が発生するので、このような場合にも転写電流によってドラム電位と転写電位のコントラストを予測することは困難である。
【０１６７】
これに対して、実施形態１では、転写部材や感光ドラムの抵抗が変動しても、瞬間的に前露光を照射した場合と、前露光をほとんど照射していない、もしくは照射しない場合の２段階で測定する。これにより、同じ抵抗条件下で前露光を照射した際に発生する感光ドラムの暗減衰量を測定できる。
【０１６８】
また、前露光をほとんど照射していない状況下においては、感光ドラムの暗減衰はほとんど発生しないという特性を活かしているので、帯電部材に印加している電圧から現在の感光ドラム電位を予測できる。現状の転写電流と感光ドラム電位と転写電圧の電位差との関係を正確に知ることで、前露光に起因する減衰を測定したい状況下で、前露光に起因する減衰量を正確に把握できる。
【０１６９】
従って、第１実施形態によれば、転写電流に対する転写電位差の関係を、図１６に示すように、専用の表面電位センサを用いることなく正確に測定できる。感光ドラム、転写部材が劣化や温度特性により抵抗変動しても、感光ドラム、転写部材が寿命末期まで使用されても、使用環境が著しく変化しても、前露光に起因する減衰量を正確に測定できる。
【０１７０】
また、第２実施形態によれば、帯電電流に対する感光ドラム表面と帯電電圧の電位差の関係を、図１７に示すように、専用の表面電位センサを用いることなく正確に測定できる。感光ドラム、帯電部材が劣化や温度特性により抵抗変動しても、感光ドラム、帯電部材が寿命末期まで使用されても、使用環境が著しく変化しても、前露光に起因する減衰量を正確に測定できる。
【０１７１】
これにより、従来の方法よりも前露光装置で感光ドラムを露光した際に問題となる帯電電位の減衰量を安価で容易に予測して、飛躍的に画質の安定した出力を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】感光ドラムの周囲の構成の詳細な説明図である。
【図３】トナー像の形成条件の説明図である。
【図４】帯電前露光に起因する帯電電位の減衰の説明図である。
【図５】帯電電圧の再設定制御のフローチャートである。
【図６】帯電電圧の再設定制御におけるステップ１のフローチャートである。
【図７】帯電電圧の再設定制御におけるステップ２のフローチャートである。
【図８】帯電電圧の再設定制御のタイムチャートである。
【図９】ステップ１で求める関係式の説明図である。
【図１０】ステップ２で求めた具体的な減衰量の説明図である。
【図１１】帯電電圧の再設定制御のフローチャートである。
【図１２】帯電電圧の再設定制御におけるステップ１のフローチャートである。
【図１３】帯電電圧の再設定制御におけるステップ２のフローチャートである。
【図１４】帯電電圧の再設定制御のタイムチャートである。
【図１５】ステップ２で求めた具体的な減衰量の説明図である。
【図１６】転写電流に対する転写電位差の関係の線図である。
【図１７】帯電電流に対する感光ドラム表面と帯電電圧の電位差の関係の線図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１１ａ  像担持体（感光ドラム）
１２ａ  帯電手段（一次帯電装置）
１２ｒ  帯電部材（帯電ローラ）
１３ａ  露光手段（露光装置）
１４ａ  現像手段（現像装置）
１７ａ、１８ａ  帯電前露光手段（前露光装置）
３１、Ｐ  転写媒体（中間転写ベルト、記録材）
３５ａ  転写手段、転写部材（一次転写ローラ）
１１０  第１測定、第２測定（制御部）
１００  画像形成装置
Ａ１、２０１  検知手段（電流検知回路、転写電流測定部）
Ａ３、２０２  検知手段（電流検知回路、帯電電流測定部）
Ｔ１  転写部（一次転写部）
【図１】
0005153245.tif 000004
【図２】
0005153245.tif 000005
【図３】
0005153245.tif 000006
【図４】
0005153245.tif 000007
【図５】
0005153245.tif 000008
【図６】
0005153245.tif 000009
【図７】
0005153245.tif 000010
【図８】
0005153245.tif 000011
【図９】
0005153245.tif 000012
【図１０】
0005153245.tif 000013
【図１１】
0005153245.tif 000014
【図１２】
0005153245.tif 000015
【図１３】
0005153245.tif 000016
【図１４】
0005153245.tif 000017
【図１５】
0005153245.tif 000018
【図１６】
0005153245.tif 000019
【図１７】
0005153245.tif 000020