(57)【要約】【課題】  無駄なトナー消費を招くことなく、画像形成装置が画像データを受信してからプリントアウトされるまでの時間の短縮を図る。【解決手段】  画像形成前に感光ドラムを露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、現像装置とを備える。現像装置は、感光ドラムと現像ローラとが当接した当接状態と離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、感光ドラムのうち露光装置の調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに離間状態から当接状態に切り替わる。【選択図】  図１１
2013109322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、
トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、
を有し、
前記現像装置は、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に、前記トナー担持体に電圧を印加する電圧印加装置を有し、
前記電圧印加装置は、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体の電位から前記現像位置における前記像担持体の電位を減じた電位差がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように前記トナー担持体に電圧を印加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】
更に、前記トナー担持体に電圧を印加する電圧印加装置を有し、
前記電圧印加装置は、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、前記トナー担持体の電位がトナーの正規帯電極性と同極性となるように前記トナー担持体に電圧を印加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４】
更に、前記トナー担持体に電圧を印加する電圧印加装置を有し、
前記電圧印加装置は、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間における前記トナー担持体の電位から画像形成時における前記トナー担持体の電位を減じた電位差がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように、前記トナー担持体に電圧を印加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５】
前記現像装置は、前記調整期間が開始してから所定時間後に前記離間状態から前記当接状態に切り替わることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電圧印加装置は、前記像担持体の使用度合いに関する情報に基いて、前記所定期間に前記トナー担持体に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、画像形成枚数であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、前記像担持体の回転数であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、前記像担持体を帯電する帯電部材に帯電バイアスが印加された時間であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
更に、画像形成装置の使用環境を検知する検知装置を有し、
前記電圧印加装置は、前記検知装置の検知結果に基いて、前記所定期間に前記トナー担持体に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
更に、
前記像担持体の表面を帯電する帯電装置と、
前記帯電装置と前記露光装置とを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記離間状態から前記当接状態に切り替わる時を含む所定期間に前記トナー担持体の電位から前記現像位置における前記像担持体の表面電位を減じた電位差がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように、前記帯電装置および前記露光装置を制御して前記像担持体の表面電位を調節するモードを実行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１２】
更に、
前記像担持体の表面を帯電する帯電装置と、
前記帯電装置と前記露光装置とを制御する制御部と、を有し、
前記現像装置は、画像形成時と同極性かつ画像形成時よりも絶対値の大きな帯電バイアスを用いて前記帯電装置により帯電された前記像担持体上の位置に対して、前記離間状態から前記当接状態に切り替わ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１３】
前記調整期間における前記露光装置の目標出力は、画像形成時における前記露光装置の出力よりも小さい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１４】
更に、前記露光装置による前記像担持体への露光開始位置を調整するために前記露光装置からの光を検知するセンサを有し、
前記目標出力は、前記センサの検知限界より大きいことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記モードにおいて、前記像担持体の使用度合いに関する情報に基づき前記表面電位を調節することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、画像形成枚数であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、前記像担持体の回転数であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記像担持体の使用度合いに関する情報は、前記帯電装置が有する帯電部材に帯電バイアスが印加された時間であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
更に、画像形成装置の使用環境を検知する検知装置を有し、
前記制御部は、前記モードにおいて、前記検知装置の検知結果に基づき前記表面電位を調節することを特徴とする請求項１１に画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置は、高速化、高機能化、及びカラー化が進められており、各種のプリンター・複写機等が上市されている。
【０００３】
画像形成装置の高速化に伴いさまざまなパーツ等の長寿命化も図られている。たとえば接触現像御方式の画像形成ユニットでは長寿命化策のひとつとして、感光ドラムと現像ローラーを離間しておき、画像形成時のみ当接する構成が一般的にとられている。このような構成をとることで感光ドラムと現像ローラーとの当接時間を抑えることができるので、両部材の劣化が抑制され長寿命化できる。
【０００４】
また、画質の安定化についてもさまざまな取り組みがなされており、特に露光装置ではさまざまな光学調整が行われている。たとえば露光装置としてレーザー光を用いるレーザープリンターでは、レーザー光量の安定化が課題であった。そこでレーザー光の一部を受光素子で検知し、この検知結果を基にレーザーダイオードに流れる駆動電流量を変化させ、レーザー光量を制御する光学調整（以下ＡＰＣと略す；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が一般に用いられている。このＡＰＣを画像形成前に実施することで、常にレーザー光量を一定に保ち、環境の変化・レーザーのバラツキ・劣化により画像が不安定となることを防止している。
【０００５】
ＡＰＣはレーザーを点灯させた状態で行う必要がある、即ちＡＰＣ実施中の感光ドラムには静電潜像が形成されている。従ってＡＰＣ実施中に現像ローラーを感光ドラムに当接するとトナーが無駄に消費（現像）されてしまう可能性があるので、従来はＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光ドラムに当接することで、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。
【０００６】
また、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像ローラーと感光ドラムが離間する機構を有さず常に当接した状態のため、ＡＰＣ実施中において、トナーが無駄に消費されないように画像形成時と異なる現像バイアスに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−２３８４７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年においてはユーザーストレス低減のため、画像形成装置が画像データを受信してからプリントアウトされるまでの時間（以下ＦＰＯＴと略す；Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）が重視されつつある。また、ＦＰＯＴを短縮することでさまざまなパーツの回転時間を減らすことができるので、長寿命化の観点からもＦＰＯＴの短縮は重要な課題となっている。従って、従来のようにＡＰＣが終了してから現像ローラーを感光ドラムに当接する構成では、ＦＰＯＴが長くなってしまい望ましくない。
また、特許文献１に記載の構成では、ＡＰＣ実施中の現像バイアスをトナーが消費されないように制御しても、やはり消費されてしまう恐れがある。この理由は以下の通りである。一般的に感光ドラムの感度は個体差・劣化等によってばらつきが生じる。即ち、同じレーザー光量が照射されたとしても感光ドラムの電位が同じになるとは限らない。この感光ドラム感度ばらつきの影響により、感光ドラムと現像ローラー間の電位差がトナー移動可能な電位差になる場合があり、やはり無駄なトナー消費が発生してしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術をさらに発展させたものであり、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを容易に両立することが可能な画像形成装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る第一の発明は、像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために、前記像担持体を露光する露光装置であって、画像形成前に前記像担持体を露光しながら出力を調整する調整期間を有する露光装置と、トナーを担持するトナー担持体を備え、前記像担持体と前記トナー担持体とが当接した当接状態と、離間した離間状態とに切り替え可能に構成され、前記当接状態において前記トナー担持体上のトナーにより前記静電潜像を現像する現像装置と、を有し、前記現像装置は、前記像担持体における前記調整期間に露光された部分が現像位置にあるときに前記離間状態から前記当接状態に切り替わることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＦＰＯＴの短縮と無駄なトナー消費の低減とを容易に両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図
【図２】露光装置の一例
【図３】ＡＰＣ回路図
【図４】ＡＰＣ動作中のレーザー駆動電流・レーザー光量・感光ドラム電位の関係
【図５】レーザーの電流−出力特性
【図６】レーザー光量と感光ドラム電位の関係
【図７】現像電圧と感光ドラム間の電位差とトナー移動量の関係
【図８】感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図９】感光ドラム電位と現像電圧の関係
【図１０】カブリが発生する状態を示した図
【図１１】本発明における感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図１２】画像形成ユニットの使用初期と末期でのレーザー光量と感光ドラム電位の関係
【図１３】使用環境の違いによるレーザー光量と感光ドラム電位の関係
【図１４】ＡＰＣ動作中のレーザー駆動電流・レーザー光量の関係
【図１５】レーザーの電流−出力特性
【図１６】露光装置レディーまでの流れ
【図１７】前回転中のスキャナー回転数，レーザー光量，ドラム面電位の時間推移
【図１８】レーザー光量と感光ドラム電位の関係
【図１９】現像電圧と感光ドラム間の電位差とトナー移動量の関係
【図２０】現像当接タイミングの説明図
【図２１】感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図２２】感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図２３】実施例４における感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図２４】実施例４におけるレーザー光量と露光後電位の関係
【図２５】実施例５における感光ドラム電位／現像電圧／現像当接タイミングの関係
【図２６】実施例６におけるレーザー光量と感光ドラム電位の関係
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式でタンデム方式のレーザープリンターなどのカラー画像形成装置）を示す概略構成図である。図１に本実施例の電子写真方式の多色（カラー）画像形成装置を示す。以下にその詳細について画像形成の行われるプロセスにしたがって順に説明する。以下に説明する画像形成装置の各動作は、制御部としてのＣＰＵ１４によって制御される。
【００１５】
まず、図１に示すように、被受像部材である中間転写体としての中間転写ベルト５の平面部に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのトナー用の各画像形成ユニットＵｙ、Ｕｍ、Ｕｃ、Ｕｋが配置される。各画像形成ユニットの基本的な構成は同じであるので、以降に述べる画像形成ユニットの説明は、イエロー用画像形成ユニットＵｙについてのみ行うこととする。
【００１６】
図１中のイエロー用画像形成ユニットＵｙにおいて、像担持体１ｙは円筒形の感光体であり、矢印ａ方向へ周速１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されている。感光体１ｙの表面は、帯電装置によって帯電される。帯電装置は、帯電部材としての帯電ローラー２ｙと帯電高圧電源２１とを有する。感光体１ｙの表面には、帯電部材である帯電ローラー２ｙが圧接されており、帯電ローラー２ｙは、感光体１ｙの回転とともに従動回転しつつ、帯電高圧電源２１から帯電バイアスとしてＡＣあるいはＤＣ高圧が印加され、感光体１ｙ表面を所望の電位に帯電している。
【００１７】
次いで、感光体１ｙは、潜像形成手段である露光装置３によって、記録される画像情報に応じて露光される。露光はレーザービームスキャナーにより行われる。
【００１８】
現像手段である一成分非磁性接触現像器４ｙは、現像剤（トナー）を感光体１ｙ表面に担持搬送するトナー担持体としての現像ローラー４１ｙ、現像ローラー４１ｙの表面へトナーを供給するためのトナー供給部材としての供給ローラー４２ｙで構成されている。
【００１９】
表面をトナーで均一にコートされた現像ローラー４１ｙは、感光体１ｙに軽圧接され、順方向に速度差をもたせて回転する。現像ローラー４１ｙの回転時に電圧印加装置としての現像高圧電源４３から所定のＤＣ電圧を印加することにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像化する。また、現像ローラー４１ｙには現像ローラー４１ｙにトナーを供給する供給ローラー４２ｙが接している。また本実施例では、感光体１ｙと現像ローラー４１ｙは離接可能な構成となっている。
【００２０】
現像器４ｙによって顕像化された感光体１ｙ上のトナー像は、感光体１ｙの回転にしたがって中間転写ベルト５と感光体１ｙ間で形成される１次転写部へ搬送される。中間転写ベルト５は、感光体１ｙに接触して矢印ｂの方向に駆動されている。
【００２１】
１次転写手段である１次転写ローラー８ｙは、中間転写ベルト５を介して感光体１ｙに圧接されている。１次転写ローラー８ｙに１次転写高圧電源８１より電圧を印加することで、１次転写部には転写電界が形成されている。１次転写部に到達したトナー像は、この転写電界の作用により中間転写ベルト５の表面に転写される。
【００２２】
１次転写後の感光体１ｙの帯電状態は、トナー像の有無や１次転写高圧の影響により不安定となっている。そこで本実施例では、ＬＥＤ等を用いた不図示の露光装置によって、１次転写後に感光体１ｙを照射することにより、感光体１ｙの帯電状態を安定化し、均一な帯電を行えるようにしている。
【００２３】
本実施例の１次転写ローラー８ｙは、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものである。このＥＰＤＭゴムの層はカーボンを分散させ体積抵抗値１０＾５Ω以下になるよう導電化され、また発泡されたものである。また、１次転写高圧電源８１からの電圧は、芯金に印加されている。なお、本実施例ではローラー形状のものを使用したが、シート、ブレード、あるいはブラシ形状にしたものでも使用可能である。
【００２４】
中間転写ベルト５には、体積抵抗値１０＾７Ω以下のものを使用している。ベルト構成は、樹脂やゴム材に導電粒子を分散させ、抵抗値調整をした単層ベルトでもよいし、１０＾４Ω以下の抵抗値の樹脂またはゴムベルトの表層に、離型性を向上させるためのＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＥＴＦＥなどのフッ素樹脂を数十μｍコーティングしたような複数層構成のものでもよい。この中間転写ベルト５は、駆動ローラー６、支持ローラー７、２次転写対向ローラー９２に張架・駆動され中間転写ユニットとして構成されている。画像形成ユニットＵｙと同様に他の画像形成ユニットＵｍ、Ｕｃ、Ｕｋユニットで形成されたトナー像が、順次中間転写ベルト５上に重ねられフルカラートナー像が形成される。ここで、駆動ローラー６／支持ローラー７は、電気的にフロートかもしくは１次転写高圧に準ずる高圧が印加されている。また、２次転写対向ローラー９２の抵抗値は１０＾６Ω以下に調整され、接地されている。
【００２５】
中間転写ベルト５上のフルカラートナー画像は、２次転写手段である２次転写ローラー９と中間転写ベルト５で形成される２次転写部に到達すると、これに合わせて給紙部１０から転写材Ｐが給紙される。２次転写部に転写材Ｐが到達するタイミングで、２次転写ローラー９に２次転写高圧電源９１より所定の高圧が印加されトナー像を転写材Ｐに転移する。２次転写ローラー９は１次転写ローラー８と同様、芯金の周囲にＥＰＤＭゴムの層を形成し、ローラー形状にしたものであるが、ＥＰＤＭゴム層の体積抵抗値は１０＾７〜１０＾１３Ωに調整されている。また１次転写ローラー８と同様、２次転写高圧電源９１からの電圧は、芯金に印加されている。
【００２６】
２次転写電圧の作用により、２次転写ローラー９−転写材Ｐ−中間転写ベルト５−２次転写対向ローラー９２の経路に２次転写電流が流れ、２次転写に必要な電界を形成する。
【００２７】
フルカラートナー画像を転写された転写材Ｐは、２次転写対向ローラー９２の曲率によって中間転写ベルト５から分離され、トナー像を転写材Ｐにのせた状態で定着器１１へ搬送される。定着器１１により、熱や圧力の作用が加えられることで、転写紙Ｐ上のトナー像が定着される。ここで定着器１１は、定着スリーブ１１１と加圧ローラー１１２からなる。
【００２８】
一方、１次転写終了後の転写残トナーは、感光体クリーナー１２ｙによってクリーニングされ、２次転写後の中間転写体上の残トナーは、クリーニング装置１３によって除去される。ここで、クリーニング装置１３は、クリーニングブレード１３１と廃トナー容器１３２とからなる。
【００２９】
図２は画像形成装置に具備されている露光装置の構成を説明する図である。レーザーユニット３１より取り出されたコリメート光は回転するポリゴンミラー３２により反射偏向走査されながら、順にｆθレンズ３３、折り返しミラー３４を通過して最終的には感光ドラム１表面に到達する。また、走査ビームの一部はＢＤミラー３５で反射されてＢＤセンサー３６により光検知され、ＢＤセンサー３６からの出力信号を基準に走査回毎の書き込み信号を同期させ、ビームの書き込み位置（露光開始位置）をずれないように調整すると共に、後述するスキャナーモーター回転制御を行うためにも使用されている。
【００３０】
またレーザーユニット３１は、半導体レーザー、コリメーター鏡筒に接着固定されたコリメーターレンズ、半導体レーザーの発光に必要な電流を供給し発光のＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザー駆動基板とで構成されている。半導体レーザーは端面発光型のレーザーチップ、フォトダイオードとで構成されている。
【００３１】
図３は半導体レーザーの光量を一定に制御するＡＰＣ回路図である。レーザーチップから出射されたレーザー光をフォトダイオードで受光して光電変換してモニター電流Ｉｍを生ずる。モニター電流Ｉｍは抵抗Ｒｍによってモニター電圧Ｖｍに変換される。モニター電圧Ｖｍはゲインアンプにより増幅された後コンパレータに入力され、基準電圧発生手段の基準電圧Ｖｒｅｆと比較する。レーザーチップに注入される電流はゲインアンプで増幅されたモニター電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバック制御される。モニター電圧Ｖｍと抵抗のＲｍとモニター電流Ｉｍの間には次の関係が成り立つ。
Ｉｍ＝Ｖｍ÷Ｒｍ    …（１）
ここで抵抗のＲｍの値は感光ドラム１上でレーザー光量が所定の値となるように調整されている。
ＡＰＣの動作についてさらに説明する。ＡＰＣ動作では図４（ａ）のグラフのようにレーザーの駆動電流値を徐々に増やしていく。このときレーザーの光量は図５に示した電流−出力特性に従い、図４（ｂ）のグラフのように光量を増していく。レーザー光量が予め設定された目標値Ｗ１［ｍＷ］に達すると、レーザーの駆動電流値はその時の値Ｉ１［Ａ］に固定され、ＡＰＣを終了する。また、ＡＰＣ動作中の感光ドラム電位は、図６に示したレーザー光量−感光ドラム電位特性に従い、図４（ｃ）のグラフのように変化していく。
【００３２】
ここで現像電圧と感光ドラム電位との間の電位差とトナー移動量の関係について説明しておく。図７は負の極性トナーを用いた場合の、感光ドラム電位と現像電圧間の電位差とトナー移動量の関係を示すものである。現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと同極性である場合、現像ローラー上のトナーが感光ドラム上に現像される。一方、現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと逆極性である場合、現像ローラー上のトナーが感光ドラム上に現像されることは無いはずである。しかしながらトナー中には正規帯電極性（（静電潜像を現像するための帯電極性。本実施例では負極性の静電潜像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負である。）とは反対に帯電されているトナー（反転トナー）が存在し、その反転トナーが現像ローラーから感光ドラム上に移動する場合がある（以下、反転カブリと呼ぶ）。この反転カブリは現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、かつ、その絶対値が大きいほどより顕著となる。
【００３３】
したがって感光ドラム上へのトナー移動を防止するには、現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差をトナーと逆極性とし、かつ、反転カブリが出ないレベルまでその絶対値を小さくすることが望ましい。
【００３４】
上述したように、ＡＰＣ中（画像形成前に感光ドラムを露光しながらレーザ光の出力を調整する調整期間中）の感光ドラムには静電潜像が形成されているため、ＡＰＣ中に現像ローラーが当接されると、トナーが感光ドラムに転移してしまう可能性がある。従来この問題に対応するため、図８のＡの線のように、ＡＰＣが終了しレーザーが消灯された後に現像ローラーを感光ドラムに当接し、無駄なトナー消費を防止していた。しかしながら、この方法の場合、図８のＡの線から分かるように、画像形成準備終了までの時間が増大し、ＦＰＯＴの増大を招いていた。
【００３５】
ＦＰＯＴの短縮を図るには、ＡＰＣが終了する前に予め現像ローラーを当接しておく制御が望ましい。
まず参考として、図８のＢの線で示すように、ＡＰＣを開始する前に予め現像ローラを当接しておく制御について説明する。まず予め感光ドラムの電位が所定のＶ２となるレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］を求めておく。次にＡＰＣ中に行われるレーザー光量のモニター結果に基づき、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になったタイミングを求める。次に感光ドラム上のレーザー光量Ｗ２［ｍＷ］が照射された部分、即ち感光ドラムの電位が所定のＶ２となる部分が現像位置に到達したタイミングで、図９のように現像電圧を第２の現像電圧に切り替える。なお、レーザー光量が所定の値Ｗ２［ｍＷ］になったタイミングと現像電圧を第２の現像電圧に切り替えるタイミングの間には、レーザー照射位置と現像当接位置の間の距離に応じた時間差がある。このような構成をとることで、現像電圧と感光ドラム電位との間の電位差がトナーの帯電極性と逆極性となるので、現像が抑制される。
【００３６】
しかしながら、感光ドラムの感度は製造公差・使用環境・劣化度合い等によってばらつきが生じるのが一般的である。即ち、同じレーザー光量を照射したときに感光ドラムの電位が常に実線ａで示したものと同じになるわけではなく、図１０の破線ｂおよびｃで示したように感光ドラム電位にはばらつきがある。
【００３７】
図１０の曲線ａに対し、曲線ｂのように感光ドラム感度が高い、即ち感光ドラム電位が下がりやすい場合、図１０のグラフに斜線で示したような現像電圧から感光ドラム電位減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じ、トナーが現像されてしまう。また逆に図１０の曲線ａに対し、曲線ｃのように感光ドラム感度が低い、即ち感光ドラム電位が下がりにくい場合、図１０のグラフに網点で示した領域が生じる。この領域では現像電圧から感光ドラム電位を減ずることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、かつ、その絶対値が大きいため、反転カブリが発生してしまう。
【００３８】
このように、現像ローラーが感光ドラムに対しＡＰＣ開始前から常に当接状態にある場合、現像ローラー上のトナーを感光ドラム側へ移動させないために、現像ローラーに印加する電圧を感光体表面の電位に同期させる必要性がある。しかし、前回転中は、レーザー光量制御（ＡＰＣ）やスキャナーモータ制御が行われているために、感光ドラムの表面電位は大きく変動する。このため、感光ドラムのばらつき等を考慮すると、その電位差を所望の範囲内に抑えることは困難であり、結果として無駄なトナー消費や裏汚れを引き起こす可能性が高いという問題がある。
【００３９】
そこで本実施例では図１１のように、ＡＰＣ開始時には現像ローラーと感光ドラムとが離間した離間状態とし、レーザー駆動電流を流し始めてから所定時間Ｔ［ｓｅｃ］が経過したのち（すなわち、レーザー光の出力調整期間が開始してから所定時間後に）現像ローラーと感光ドラムとが当接した当接状態に切り替える。またその際の現像電圧を、現像ローラーから感光ドラムへトナーが転移しない第２の現像電圧とする制御を行う。ここで、所定時間Ｔは感光ドラム感度のばらつきを考慮した上で、感光ドラム電位と第２の現像電圧（現像ローラー４１ｙの電位）との電位差が反転カブリの出ないレベルまで小さくなるように設定されている。
【００４０】
現像ローラー当接時の現像電圧をトナーが現像されない第２の現像電圧としているので、感光ドラムの感度にばらつきが生じた場合にも、現像電圧と感光ドラム電位の差が常にトナーの持つ極性と逆極性となるため、ＡＰＣ中にトナーが現像されることがない。またＡＰＣ前ではなくＡＰＣが開始されてから所定の時間Ｔ［ｓｅｃ］が経過したのちに現像ローラーを当接することで、当接時に感光ドラム電位と現像電圧の電位差が不要に大きくならないので、反転カブリの発生も防止できる。したがって無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。またこのような構成をとることで、ＡＰＣ動作終了前に現像ローラーを当接できるので、ＦＰＯＴの短縮を図ることもできる。また、ＡＰＣ開始前に現像ローラーと感光ドラムとを予め当接状態にしておく場合と比較して、カブリが発生しないようにするための、現像ローラーの電位と感光ドラムの電位との電位差の制御が容易となる。
【００４１】
本実施例の構成について、詳細に説明する。なお、ここではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００４２】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光ドラム１ｙが回転を始める。先に説明したように、感光ドラム１ｙには帯電バイアスが印加され、所定の帯電電位に帯電される。本実施例では帯電電位は約−５００Ｖに設定されており、そのための帯電バイアスとして帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの電圧が印加されている。次に先述したＡＰＣが実行され、レーザー光量が適正となるよう調整される。本実施例では露光部電位が−１５０Ｖとなるよう、レーザー光量が調整されている。
【００４３】
ＡＰＣが開始されてから所定の時間Ｔ［ｓｅｃ］が経過したところで現像ローラー４１ｙが感光ドラムに当接される。また、現像ローラー４１ｙと感光ドラム１ｙとが離間状態から当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、現像ローラー４１ｙにはトナーが現像されない第２の現像電圧を印加する。本実施例では第２の現像電圧を−５０Ｖに設定している。このように設定することで、現像電圧から感光ドラム電位を減じた値は＋１００Ｖとなり、トナーの正規帯電極性と逆極性の正の値となる。したがってＡＰＣ実行中にトナーが感光ドラムに転移することはない。なお本実施例における画像形成時の現像電圧は−３５０Ｖであり、第２の現像電圧から画像形成時の電圧を減じた電位差を正極性としている。
【００４４】
ここで所定の時間Ｔ［ｓｅｃ］は感光ドラム感度のばらつきを考慮して決定されている。また、第２の現像電圧がトナーの正規帯電極性と同極性となるように設定しているため、現像電圧をオフしているよりも反転トナーが感光ドラムに転移すること（反転カブリ）を抑制することができる。特に、本実施例では感度が鈍い感光ドラムを用いた場合に、現像ローラー当接時の感光ドラムと現像ローラーの電位差が−１５０Ｖよりも絶対値の小さい（０Ｖに近い）電位差となるように設定されている。本発明者らの検討によれば、感光ドラムと現像ローラーの電位差を−１５０Ｖよりも絶対値の小さい値とすることで、反転カブリの発生をより効果的に防止することができる。したがって、感度が鈍い感光ドラムを用いた場合でも、感光ドラムと現像ローラーの電位差が−１５０Ｖよりも小さい値となるので、反転カブリが発生することはない。
【００４５】
以上説明したように、ＡＰＣ実行中に現像ローラーを感光ドラムに当接することで、トナーの現像および反転カブリを抑制することとＦＰＯＴの短縮とを容易に両立することが可能となった。すなわち、無駄なトナー消費や紙裏汚れを抑制することと、ＦＰＯＴの短縮とを容易に両立することが可能となった。
【００４６】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成がＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光ドラムへのトナー付着は発生しない。
【００４７】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。なお、本実施例において、現像ローラーと感光ドラムとが当接した状態を「当接状態」と記載しているが、ここでは、現像ローラーと感光ドラムとが直接接触している状態と、それらが直接接触しておらず現像ローラーに担持された現像剤が感光ドラムに接触している状態と、の両方を含む意味で、「当接状態」という表現を用いている。以下の実施例でも「当接状態」をという表現を同様の意味で用いている。
【実施例２】
【００４８】
本実施例では実施例１の基本構成において、画像形成ユニットの使用が進んだ場合について考える。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００４９】
本実施例では感光ドラム１ｙの使用度合が進んだ場合について考える。画像形成ユニットＵｙの使用度合が進むにつれ、当然のことながら感光ドラム１ｙの表面は削られ、感光ドラム１ｙの膜厚は減少していく。即ち感光ドラム１ｙの静電容量は増加し、一定の帯電バイアスを印加した場合、感光ドラム１ｙの帯電電位は上昇していく。その結果、図６に示したレーザー光量と感光ドラム電位の関係にも変化が生じ、図１２に示すように画像形成ユニットの使用初期と末期では大きく異なっている。これはＡＰＣ実行中も同じである。
【００５０】
そのため、感光ドラム１ｙに現像ローラー４１ｙを当接する際に印加される第２の現像電圧が一定である場合、感光ドラム１ｙの使用が進んだ時に感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくなってしまい、反転カブリが発生する。その結果、無駄なトナー消費や紙裏汚れを招いてしまっていた。
そこで本実施例では、感光ドラム膜厚の変化に応じて第２の現像電圧を補正することで、感光ドラムの使用が進んだ時にも、感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくならないようにしている。より具体的には、感光ドラム膜厚の減少に伴って第２の現像電圧を増加させるよう補正を行うことで、感光ドラムの使用が進んだ時にも現像ローラー当接時の感光ドラム電位と現像電圧の電位差が略一定となるよう制御している。
【００５１】
詳細に説明する。本実施例ではプリントを行うごとに、それぞれの画像形成ユニットが何枚プリントに使用されたかを画像形成装置に設けられた記憶装置１５に記憶する。制御部１４はこの画像形成ユニットの使用情報を基に第２の現像電圧を制御する。本発明者らの検討によれば、４０００枚印字するごとに感光ドラム１ｙの膜厚は１μｍ減少し、感光ドラム１ｙの帯電電位の絶対値は１０Ｖ上昇した。それに伴い感光ドラム１ｙの露光部の電位の絶対値も１０Ｖ上昇した。
【００５２】
そこで本実施例では４０００枚印字するごとに、現像ローラー４１ｙを感光ドラム１ｙに当接する際に印加する第２の現像電圧の絶対値を１０Ｖ増加させる構成をとっている。このような構成をとることで感光ドラム１ｙの膜厚が減少しても、実施例１同様感光ドラム感度のばらつきを考慮した上で、現像ローラー当接時の現像電圧から感光ドラム電位を減じて求めた電位差を１５０Ｖ以下にできる。その結果、ＡＰＣ実行中に現像ローラー４１ｙを感光ドラム１ｙに当接してもトナーが現像される、もしくは反転カブリが発生すことがなくなる。よって、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００５３】
なお本実施例では、画像形成ユニットがプリントに使用された枚数（画像形成枚数）に基づいて第２の現像電圧を変更しているが、感光ドラム１ｙの使用度合に関する情報として、感光ドラムの回転数や、帯電ローラー２ｙに帯電バイアスが印加された時間に基づいて第２の現像電圧を変更する構成でも良い。
【００５４】
また、本実施例でもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても、それぞれの感光ドラムの使用状況に応じて本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例３】
【００５５】
本実施例では、実施例１の基本構成において画像形成装置の使用環境が変化した場合について考える。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００５６】
使用環境が変化した場合、部材抵抗も変化するため感光ドラム１ｙの帯電特性が変化する。高温高湿環境下、即ち空気中の絶対水分量が多い環境では部材抵抗が低下するため、一定の帯電バイアスを印加した場合感光ドラム１ｙの帯電電位は上昇する。逆に、低温低湿環境下、即ち空気中の絶対水分量が少ない環境では部材抵抗が上昇するため、感光ドラム１ｙの帯電電位は減少する。その結果、感光ドラム１ｙの露光部電位も使用環境によって変化する。高温高湿環境下では感光ドラム１ｙの露光部電位が上昇し、低温低湿環境下では感光ドラム１ｙの露光部電位が減少する。その結果、図６に示したレーザー光量と感光ドラム電位の関係にも変化が生じ、図１３に示すように使用環境によって大きく異なっている。これはＡＰＣ実行中も同じである。
【００５７】
そのため、感光ドラム１ｙに現像ローラー４１ｙを当接する際に印加される第２の現像電圧が一定である場合、高温高湿環境下では感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくなってしまい、反転カブリが発生する場合があった。また、低温低湿環境下では感光ドラム電位と現像電圧の電位差が小さくなってしまい、トナーが現像されてしまう恐れがあった。その結果、無駄なトナー消費や紙裏汚れを招いてしまっていた。
【００５８】
そこで本実施例では、使用環境の検知結果に応じて第２の現像電圧を変更することで、使用環境に伴い感光ドラムの帯電特性が変化した時にも、感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくまたは小さくならないようにしている。より具体的には、露光部電位が上昇する高温高湿環境下では第２の現像電圧を増加させ、露光部電位が減少する低温低湿環境下では第２の現像電圧を減少させるよう補正を行う。このような構成をとることで、使用環境によらず現像ローラー当接時の感光ドラム電位と現像電圧の電位差が略一定となるよう制御している。
【００５９】
詳細に説明する。本実施例では環境検知手段１６により使用環境が検知される。本発明者らの検討によれば、それぞれの使用環境において、帯電ローラー２ｙに−１０００Ｖの帯電バイアスを印加した場合の感光ドラム１ｙの帯電電位と露光部電位は下記表１の通りであった。
【００６０】
【表１】
2013109322.tif 000003
【００６１】
そこで本実施例では、使用環境ごとに第２の現像電圧を上記表１のように変更する。第２の現像電圧をこのように設定することで、使用環境によらず現像ローラー４１ｙ当接時の感光ドラム１ｙの電位と現像電圧の電位差は−１００Ｖとなる。したがってＡＰＣ実行中に現像ローラー４１ｙを当接しても、トナーが現像されるもしくは反転カブリが発生すことがなくなる。よって無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００６２】
本実施例でもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例４】
【００６３】
実施例１〜３では、ＡＰＣで露光された感光体１に現像ローラー４１を当接させることで、無駄なトナー消費や紙裏汚れを抑制することと、ＦＰＯＴの短縮とを容易に両立することが可能になった。その際、無駄なトナー消費や紙裏汚れを抑制するために前回転中の現像バイアスを制御した。本実施例では、前回転中の帯電ローラへ印加する電圧を画像形成時と異ならせることにより、現像当接時の感光ドラム側へのトナー移動を防止する。
【００６４】
以下、本実施例の構成を説明する。実施例１〜３と共通の構成および動作については説明は省略する。
本実施例におけるＡＰＣ動作では図１４（ａ）のグラフのようにレーザーの駆動電流値を徐々に増やしていく。このときレーザーの光量は図１５に示した電流−出力特性に従い、図１４（ｂ）のグラフのように光量を増していく。レーザー光量が予め設定された目標値Ｗ１［ｍＷ］に達すると、レーザーの駆動電流値はその時の値Ｉ１［Ａ］に固定され、ＡＰＣを終了する。
【００６５】
次に、画像形成装置が印刷指示を受けてから露光装置が画像形成準備完了となるまでの動作についての説明を図１６を用いて行うＣＰＵ１４は、まず感光体ドラムが回転されているか否かの判断を行う（ステップ２０１参照、図ではＳ２０１と略記する。）
感光体ドラムの回転は通常ＤＣモータやステッピングモータにより行われるため、これらモータの回転数が所定の回転数になっていること、あるいはハード的なレディー信号により判断が行われる。感光体ドラムがレディー状態になっていると判断すると、次にスキャナーモータの開始を指示する（ステップ２０２）。次にレーザーを連続発光させて前述したＡＰＣを開始し（ステップ２０３）、所定時間が経過するのを待つ（ステップ２０４）。所定時間が経過したら、ＢＤ周期を検出する（ステップ２０５）。検出方法は、たとえば、ＢＤ信号を検出してから次のＢＤ信号を検出するまでの時間をタイマで計測するなどの方法で行われる。検出したＢＤ周期が所定周期ＢＤ０以下になっているかを判断し（ステップ２０６）、ＢＤ０以下であればステップ２０７へ、そうでなければステップ２０５へ戻る。ここでの所定周期ＢＤ０とは、スキャナモータの定常回転時におけるＢＤ周期の−５％程度の値であり、規定回転に近づいたと判断できる周期として認識される。ステップ２０７では、ＢＤ制御モードの切替えを行う。この切替えは、これまでレーザを連続点灯していたモードから、前走査で得られたＢＤ周期に対して一定の時間の割合でレーザＡＰＣをかけるモードへの切替えである。このようにほぼ定常回転数に到達した時点で制御モードを切替え、非画像領域でのＡＰＣ（アンブランキングＡＰＣと定義する）とＢＤ検出を行う。ここから所定時間を経過するのを待つ（ステップ２０８）。ここでの所定時間は、スキャナが規定回転数に近づいたと判断してから、オーバシュートとアンダシュートを繰り返し、回転数が安定し、画像形成を行うことが可能になるまでの時間を見込んだ値とし、本実施の形態においては約１秒とした。所定時間が経過すると、スキャナレディーとなり（ステップ２０９）、露光装置の立ち上げシーケンスを終了する。
【００６６】
上記したＡＰＣ及びモータ回転制御を実施した場合の、露光装置の立ち上げ中のスキャナーモーター回転数、レーザー光量及び感光ドラム電位の時間推移を図１７にしめす。ＣＰＵ１４から指示を受けて行われる、ＡＰＣおよびスキャナーモータの回転制御により、レーザー光量とスキャナーモータの回転数は図１７（ａ）および（ｂ）のように変化する。Ｔ１が、スキャナモータの定常回転時におけるＢＤ周期の−５％程度達した時間であり、Ｔ２が、露光装置がレディとなる時間である。感光ドラムは露光前の表面電位がＶ１となるように帯電ローラにより帯電されており、露光装置からの露光を受けることにより表面電位は、図１８に示したレーザー光量−感光ドラム電位特性に従い、図１７（ｃ）のように変化する。
【００６７】
ここで現像電圧と感光ドラム電位との間の電位差とトナー移動量の関係について説明しておく。図１９は負極性トナーを用いた場合の、感光ドラム電位と現像電圧間の電位差とトナー移動量の関係を示すものである。現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと同極性である場合、現像ローラー上のトナーが感光ドラム上に現像される。一方、現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと逆極性である場合、現像ローラー上のトナーが感光ドラム上に現像されることは無いはずである。しかしながらトナー中には正規帯電極性（（静電潜像を現像するための帯電極性。本実施例では負極性の静電潜像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負である。）とは反対に帯電されているトナー（反転トナー）が存在し、その反転トナーが現像ローラーから感光ドラム上に移動する場合がある（以下、反転カブリと呼ぶ）。この反転カブリは現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、かつ、その絶対値が大きいほどより顕著となる。
【００６８】
したがって感光ドラム上へのトナー移動を防止するには、現像電圧から感光ドラム電位を減じることで求められる電位差をトナーと逆極性とし、かつ、反転カブリが出ないレベルまでその絶対値を小さくすることが望ましい。
【００６９】
上述したように、ＡＰＣ中（画像形成前に感光ドラムを露光しながらレーザ光の出力を調整する調整期間中）の感光ドラムはレーザー強制発光の影響を受けて静電潜像が形成されている。このため、現像ローラの当接タイミングを、スキャナーのＡＰＣ及びモータ回転制御が終了し、感光ドラム面のレーザーが消灯された後にすることにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止していた。しかしながら、図２０（ｂ）から分かるように、画像形成準備終了までの時間が増大し、ＦＰＯＴの増大を招いていた。
【００７０】
ＦＰＯＴの短縮を図るには、ＡＰＣが終了する前に予め現像ローラーを当接しておく制御が望ましい。まず参考として、図２０（ｃ）、図２１で示すように、ＡＰＣを開始する前に予め現像ローラーを当接しておく制御について説明する。まず予め感光ドラムの電位が所定のＶ１となるレーザー光量Ｗ１［ｍＷ］を求めておく。次にＡＰＣ中に行われるレーザー光量のモニター結果に基づき、レーザー光量が所定の値Ｗ１［ｍＷ］になったタイミングを求める。次に感光ドラム上のレーザー光量Ｗ１［ｍＷ］が照射された部分、即ち感光ドラムの電位が所定のＶ１となる部分が現像位置に到達したタイミング（Ｔ１）で、図２１のように現像電圧を第２の現像電圧に切り替える。なお、レーザー光量が所定の値Ｗ１［ｍＷ］になったタイミングと現像電圧を第２の現像電圧に切り替えるタイミングの間には、レーザー照射位置と現像当接位置の間の距離に応じた時間差がある。このような構成をとることで、現像電圧と感光ドラム電位との間の電位差がトナーと逆極性となるので、トナーが現像されることはない。
【００７１】
しかしながら、感光ドラムの感度は製造公差・使用環境・劣化度合い等によってばらつきが生じるのが一般的である。即ち、同じレーザー光量を照射したときに感光ドラムの電位が常に図２２の実線ａで示したものと同じになるわけではなく、図２２の破線ｂおよびｃで示したように感光ドラム電位にはばらつきがある。
【００７２】
図２２の曲線ａに対し、曲線ｂのように感光ドラム感度が高い、即ち感光ドラム電位が下がりやすい場合、図２２のグラフに斜線で示したような現像電圧から感光ドラム電位減ずることで求められる電位差がトナーと同極性となる領域が生じ、トナーが現像されてしまう。また逆に図２２の曲線ａに対し、曲線ｃのように感光ドラム感度が低い、即ち感光ドラム電位が下がりにくい場合、図２２のグラフに網点で示した領域が生じる。この領域では現像電圧から感光ドラム電位減ずることで求められる電位差がトナーと逆極性であり、かつ、その絶対値が大きいため、反転カブリが発生してしまう恐れがある。
【００７３】
つまり、現像ローラーが感光ドラムに対しＡＰＣ開始前から常に当接状態にある場合、現像ローラー上のトナーを感光ドラム側へ移動させないために、現像ローラーに印加する電圧を感光体表面の電位に同期させる必要性がある。しかし、前回転中は、レーザー光量制御（ＡＰＣ）やスキャナーモータ制御が行われているために、感光ドラムの表面電位は大きく変動する。このため、感光ドラムのばらつき等を考慮すると、その電位差を所望の範囲内に抑えることは困難であり、結果として無駄なトナー消費や裏汚れを引き起こす可能性が高いという問題がある。
【００７４】
そこで本実施例では図２３のように、ＡＰＣ開始時には現像ローラーと感光ドラムとが離間した離間状態とし、レーザー駆動電流を流し始めてから所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］が経過したのち現像ローラーと感光ドラムとが当接した当接状態に切り替える。またその際の感光ドラムの表面電位を現像ローラーから感光ドラムへトナーが転移しない第２の感光ドラム表面電位となるように、前回転中に画像形成中とは異なる第２の帯電バイアスを印加する構成をとっている。ここで、所定の時間Ｔ２は感光ドラム感度のばらつきを考慮した上で、感光ドラム電位が安定し、第２の感光ドラム電位と現像電圧（現像ローラの電位）との電位差が反転カブリの出ないレベルまで小さくなるように設定されている。これにより、無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止でき、ＡＰＣ終了前に現像ローラーを当接できるので、ＦＰＯＴの短縮を図ることもできる。また、ＡＰＣ開始前に現像ローラーと感光ドラムとを予め当接状態にしておく場合と比較して、カブリが発生しないようにするための、現像ローラーの電位と感光ドラムの電位との電位差の制御が容易となる。
【００７５】
本実施例の構成について、詳細に説明する。なお、ここではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００７６】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光ドラム１ｙが回転を始める（画像形成準備開始）。先に説明したように、感光ドラム１ｙには画像形成時とは異なる第２の帯電バイアスが印加され、所定の帯電電位に帯電される。本実施例では感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ１）は約−８００Ｖ、第２の帯電バイアス（Ｖｄ＿ｄｃ２）は約−１３００Ｖに調節されている。なお、本実施例における画像形成時の帯電バイアス（Ｖｄ＿ｄｃ１）は−９００Ｖであり、帯電部の感光体電位は−４００Ｖになるように調節されている。
【００７７】
画像形成準備が開始されてから所定時間後に先述したＡＰＣが開始され、画像形成中と同様のレーザー光量Ｗ２を目標出力とし、レーザー光量が適正となるよう調整される。露光後の感光ドラム上の電位は、図２４に示すレーザー光量と露光後電位の関係から、本実施例ではＡＰＣ中は、レーザー光量適性時の露光後電位が−３２０Ｖ  （ＶＬ１）となるように調節されている（図２４の１４（ａ））。尚、画像形成時には、露光後電位が−１２０Ｖ（ＶＬ２）となるように調節されている（図２４の１４（ｂ））。
【００７８】
さらに、画像形成準備が開始されてから所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］が経過したところで現像ローラー４１ｙが感光ドラムに当接される。このとき現像ローラー４１ｙの電位は、画像形成中と同様に−３００Ｖ（Ｖｄｅｖ）設定している。このように、現像ローラー４１ｙと感光ドラム１ｙとが離間状態から当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、現像電圧から感光ドラム電位を減じた値は＋２０Ｖとなり、トナーの帯電極性（負極性）とは逆極性となる。したがってＡＰＣ実行中にトナーが現像される（正規カブリともいう）ことはない。変更された帯電バイアスは、レーザーの強制発光が終了し、アンブランキング発光になったタイミング（Ｔ３）で、画像形成用のバイアス（−９００Ｖ）に変更し、画像形成準備が完了する。
【００７９】
ここで所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］は感光ドラム感度のばらつきを考慮して決定されている。本実施例では感度が鈍い感光ドラムを用いた場合でも、現像ローラー当接時の感光ドラムと現像ローラーの電位差を１００Ｖ以下となるように調節した。これは、本発明に用いた現像構成においては、感光ドラムと現像ローラーの電位差を１００Ｖ以下とすることで、反転カブリの発生を防止することが可能であったからである。これにより、感度の鈍い感光ドラムを用いた場合においても反転カブリが発生することは無い。
【００８０】
尚、正規カブリを防止するために感光ドラムと現像ローラーの電位差を２０Ｖより大きい電位差が必要である場合、現像ローラに印加するバイアスを調節し、その電位差を大きくとることも可能である。例えば、上記した実施例では現像ローラに画像形成中と同様の−３００Ｖのバイアスを印加したが、−２５０Ｖ印加した場合においては、感光ドラムと現像ローラーの電位差を７０Ｖ確保することが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、現像ローラーと感光ドラムとが離間状態から当接状態に切り替わる時を含む所定期間において、現像ローラーの電位から現像位置における感光ドラムの表面電位を減じた電位差がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように、帯電装置および露光装置を制御して感光ドラムの表面電位を調節するモードを制御部が実行した。このモードにより、ＡＰＣ実行中に現像ローラーを感光ドラムに当接しても、トナーが現像されるもしくは反転カブリが発生することがなくなるので、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００８２】
また画像形成開始時にＡＰＣ以外のレーザーを点灯させて行う光学調整を行う場合にも、本実施例は有効である。例えば走査光の一部をＢＤセンサー３６で検知して行うレーザー書き込み位置の同期調整を、ポリゴンミラーの回転立ち上げと同時に行う場合がある。この場合ポリゴンミラーの回転が定常状態に達するまでレーザー光を点灯させておく必要があるため、ＡＰＣ実行時と同様の問題が発生する、よってこの場合でも本実施例の構成がＦＰＯＴの短縮に対して有効であることは言うまでもない。なおポリゴンミラーの回転が定常状態となった以降は、ＡＰＣ実行時を除き、通常の動作における非画像形成時には現像域（現像ローラーの幅に対応する領域）ではレーザーが点灯されないため、感光ドラムへのトナー付着は発生しない。
【００８３】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例５】
【００８４】
実施例４においては、前回転中の帯電ローラへ印加する電圧を画像形成時と異ならせることにより、現像当接時の感光ドラム側へのトナー移動を防止した。本実施例では、前回転中のレーザー光量を変更することにより、現像当接時の感光ドラム側へのトナー移動を防止することが特徴となる。以下に実施例４との差異を中心にその詳細を記す。
【００８５】
本実施例では図２５のように、ＡＰＣ開始時には現像ローラーを離間しておき、プリントを開始してから所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］が経過したのち現像ローラーを当接する、またその際の感光ドラムの表面電位をトナーが現像されない第２の感光ドラム表面電位となるように、前回転中にレーザー発光量を第２のレーザー光量とする構成をとっている。ここで、所定の時間Ｔ２は感光ドラム感度のばらつきを考慮した上で、感光ドラム電位が安定し、第２の感光ドラム電位と現像電圧の電位差が反転カブリの出ないレベルまで小さくなるように設定されている。
【００８６】
現像ローラー当接時の感光ドラム電位を、第２の感光ドラム電位とすることで、現像電圧と感光ドラム電位の差が常にトナーの持つ極性と逆極性となるため、ＡＰＣ中にトナーが現像されることがない。またプリントが開始されてから所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］が経過したのち現像ローラーを当接することで、感光ドラム電位と現像電圧の電位差が不要に大きくならないので、反転カブリの発生も防止できる。したがって無駄なトナー消費や紙裏汚れを防止できる。またこのような構成をとることで、ＡＰＣ動作中に現像ローラーを当接できるので、ＦＰＯＴの短縮を図ることもできる。
【００８７】
本実施例の構成について、詳細に説明する。なお、ここではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００８８】
画像形成装置がプリント信号を受信すると、感光ドラム１ｙが回転を始める。帯電ローラには画像形成時と同様の約−１０００Ｖの帯電バイアス（Ｖｄ＿ｄｃ１）が印加され、感光ドラム１ｙの表面電位は約−５００Ｖ（Ｖｄ３）となる。また、ＡＰＣが実行され、画像形成中とは異なる０．２５ｍＷの第２のレーザー光量（Ｗ３）を目標出力とし、レーザー光量が適正となるよう調整される。本実施例ではレーザー光量適性時の露光部電位が−３５０Ｖ（ＶＬ３）となるように設定している。この際、第２のレーザー光量はＢＤセンサー３６の検知限界Ｗ４（０．１０ｍＷ）を超えるように設定した。これにより、露光装置の立ち上げを行いつつ、現像ローラの当接が可能となる。
【００８９】
時間Ｔ２［ｓｅｃ］が経過したところで現像ローラー４１ｙが感光ドラムに当接された時、現像ローラー４１ｙには、画像形成中と同様に−２５０Ｖに設定している。このように設定することで、現像電圧から感光ドラム電位を減じた値は＋１００Ｖとなり、トナーの帯電極性（負極性）とは逆極性となる。したがってＡＰＣ実行中にトナーが現像されることはない。変更されたレーザー光量は、レーザーの強制発光が終了し、アンブランキング発光になったタイミングで、レーザー光量の目標値を０．２５ｍＷから０．８ｍＷに変更し、アンブランキングＡＰＣを行う。ＡＰＣは実施例４に記載したものと同様の手順で実施をし、レーザー光量が目標値０．８［ｍＷ］に達すると、レーザーの駆動電流値はその時の値に固定され、ＡＰＣを終了し、画像形成準備が終了する。
【００９０】
ここで所定の時間Ｔ２［ｓｅｃ］は感光ドラム感度のばらつきを考慮して決定されている。本実施例においても、実施例４と同様に現像ローラー当接時の感光ドラムと現像ローラーの電位差が１５０Ｖ以下となるように設定し、反転カブリの発生を防止することが可能である。
【００９１】
以上説明した構成をとることで、ＡＰＣ実行中に現像ローラーを感光ドラムに当接しても、トナーが現像されるもしくは反転カブリが発生すことがなくなるので、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【００９２】
また、本実施例ではイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【実施例６】
【００９３】
本実施例では雰囲気環境が変化した場合について考える。なお、ここでもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明する。
【００９４】
雰囲気環境が変化した場合、部材抵抗も変化するため感光ドラム１ｙの帯電特性が変化する。高温高湿環境下、即ち空気中の絶対水分量が多い環境では部材抵抗が低下するため、一定の帯電バイアスを印加した場合感光ドラム１ｙの帯電電位は上昇する。逆に、低温低湿環境下、即ち空気中の絶対水分量が少ない環境では部材抵抗が上昇するため、感光ドラム１ｙの帯電電位は低下する。その結果、感光ドラム１ｙの露光部電位も雰囲気環境によって変化する。高温高湿環境下では感光ドラム１ｙの露光部電位が上昇し、低温低湿環境下では感光ドラム１ｙの露光部電位が低下する（図２６参照）。これはＡＰＣ実行中も同じである。
【００９５】
そのため、感光ドラム１ｙに現像ローラー４１ｙを当接する際に印加される第２の帯電電圧が一定である場合、高温高湿環境下では感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくなってしまい、反転カブリが発生する場合があった。また、低温低湿環境下では感光ドラム電位と現像電圧の電位差が小さくなってしまい、トナーが現像されてしまう恐れがあった。その結果、無駄なトナー消費や紙裏汚れを招いてしまっていた。
【００９６】
そこで本実施例では、雰囲気環境の変化に応じて帯電バイアスを変化することによって、雰囲気環境に伴い感光ドラムの帯電特性が変化した時にも、感光ドラム電位と現像電圧の電位差が大きくまたは小さくならないようにしている。より具体的には、露光部電位が上昇する高温高湿環境下では第２の帯電電圧を減少させ、露光部電位が低下する低温低湿環境下では第２の帯電電圧を増加させるよう補正を行う。このような構成をとることで、雰囲気環境によらず現像ローラー当接時の感光ドラム電位と現像電圧の電位差が略一定となるよう制御している。
【００９７】
以下に詳細に説明する。本実施例では環境検知装置１６（図１参照）により雰囲気環境が検知される。本発明者らの検討によれば、それぞれの雰囲気環境において、現像ローラー２ｙに−２５０Ｖの現像バイアスを印加した場合の帯電バイアス、感光ドラム１ｙの帯電電位と露光部電位は下記表２の通りであった。
【００９８】
【表２】
2013109322.tif 000004
【００９９】
そこで本実施例では、環境検知装置１６の検知結果に応じて第２の帯電電圧を上記表２のように補正する。第２の帯電電圧をこのように設定することで、雰囲気環境によらず現像ローラー４１ｙ当接時の感光ドラム１ｙの電位と現像電圧の電位差は＋１００Ｖとなる。したがってＡＰＣ実行中に現像ローラー４１ｙを当接しても、トナーが現像されるもしくは反転カブリが発生すことがなくなる。よって無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることができた。
【０１００】
尚、本発明例においては、帯電バイアスを環境により変更することにより、感光ドラム１ｙの電位と現像電圧の電位差を制御したが、環境情報に基づき、レーザー光量を変更しても同様の効果が得られる。すなわち、高温高湿環境になるほど、レーザー光量を大きくすればよい。
【０１０１】
また、レーザー光量に対する感光ドラムの露光電位が変化する要因として、感光ドラムの使用度合による影響もある。これは、感光ドラムの使用が進むに従い、感光ドラム１ｙの表面は削られ、感光ドラム１ｙの膜厚は減少していくためである。即ち感光ドラム１ｙの静電容量は増加し、一定の帯電バイアスを印加した場合、感光ドラム１ｙの帯電電位は上昇していき、レーザー光量と感光ドラム電位の関係にも変化が生じる。
【０１０２】
よって、感光ドラムの使用度合が進むにつれて、帯電バイアスの絶対値を小さくする、もしくは、レーザー光量を大きくすることも、前述した場合と同じような効果が得られ、トナーが現像されるもしくは反転カブリが発生すことがなくなる。また、無駄なトナー消費や紙裏汚れを発生させることなく、ＦＰＯＴの短縮を図ることも可能となる。感光ドラムの使用度合としては、画像形成ユニットがプリントに使用された枚数（画像形成枚数）、感光ドラムの回転数、帯電ローラー２ｙに帯電バイアスが印加された時間等を用いることができる。
【０１０３】
本実施例でもイエローの画像形成ユニットＵｙについてのみ説明を行ったが、マゼンタ・シアン・ブラックの画像形成ユニット（Ｕｍ・Ｕｃ・Ｕｋ）についても本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。またＦＰＯＴ短縮のために重要となる、より上流に配置されている画像形成ユニットにのみ本実施例と同様の制御を行う構成としても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ  像担持体
２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ  帯電器
３  画像露光部
４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ  一成分非磁性現像器
４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ  現像ローラー
４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ  供給ローラー
４３  現像高圧電源
５  中間転写ベルト
６  駆動ローラー
７  支持ローラー
８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋ  １次転写ローラー
８１  １次転写高圧電源
９  ２次転写ローラー
９１  ２次転写高圧電源
９２  ２次転写対向ローラー
１１  定着器
１１１  定着スリーブ
１１２  加圧ローラー
１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｋ  感光体クリーナー
１３  クリーニング装置
１３１  クリーニングブレード
１３２  廃トナー容器
１４  制御部（ＣＰＵ）
１５  記憶装置
１６  環境検知装置
３１  レーザーユニット
３２  ポリゴンミラー
３３  ｆθレンズ
３４  折り返しミラー
３５  ＢＤミラー
３６  ＢＤセンサー
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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