(57)【要約】【課題】低コスト化、省スペース化が容易な簡易な構成で、準備動作のためにかかる時間を抑制しつつ、感光体の表面電位の差による画像の濃度ムラを低減することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、感光体１と、帯電部材２と、帯電部材２に直流電圧を印加する電源Ｅ１と、静電像を形成する露光装置３と、電源Ｅ１が帯電部材２に電圧を印加した際に帯電部材２に流れる直流電流を検知する電流検知部２１と、感光体１に静電像を形成する前に感光体１を回転させながら帯電部材２により帯電させる準備動作を制御する制御部１５０と、を有し、制御部１５０が、準備動作中に電流検知部２１により検知された直流電流に基づいて、その準備動作において感光体１を回転させる量を変更する構成とする。【選択図】図１０
2016075767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電位置で帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための直流電圧を印加する電源と、
前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光位置で露光して前記感光体に静電像を形成する露光装置と、
前記電源が前記帯電部材に電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する電流検知部と、
前記感光体に静電像を形成する前に前記感光体を回転させながら前記帯電部材により帯電させる準備動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記準備動作中に前記電流検知部により検知された直流電流に基づいて、その前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記準備動作中に前記電流検知部により検知された直流電流が、基準値よりも小さくなり、該基準値との差分が所定の閾値以上になった場合に、その前記準備動作において前記感光体を回転させる量を多く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】
前記基準値は、今回の前記準備動作より前に行われた画像形成時に静電像が形成された前記感光体の部分を前記帯電部材により帯電させた際に前記電流検知部により検知された直流電流であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記前に行われた画像形成は、今回の前記準備動作の直前に行われた画像形成であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
環境の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する環境センサを有し、
前記制御部は、前記環境センサの検知結果が所定の条件を満たす場合に、前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更するために前記電流検知部により直流電流を検知する動作を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記環境センサの検知結果が示す環境の絶対水分量が所定の閾値以下の場合に、前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更するために前記電流検知部により直流電流を検知する動作を実行することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体の回転方向において、前記露光装置による露光位置以外の位置で前記感光体に光を照射する光源を有していないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記準備動作において、前記電流検知部は、前記感光体を２周目に帯電させている間に直流電流を検知し、前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更しない場合は前記感光体を２周目に帯電させた部分から静電像を形成することを可能とし、前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更する場合は前記感光体を３周目に帯電させた部分から静電像を形成することを可能とすることを特徴とする請求項１〜７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】
電子写真方式の画像形成装置では、一般にドラム型とされる回転可能な電子写真感光体（感光体）を帯電位置で帯電させた後に、露光位置で画像情報に応じて露光することで、感光体に静電潜像を形成する。この際、感光体の帯電処理（帯電工程）の開始から感光体の１周目は、２周目以降にくらべて電位が低下することがあることが知られている。この感光体の表面電位が低下した部分に露光処理（露光工程）で静電潜像を形成した場合の電位は、２周目以降に静電潜像を形成した場合の電位よりも低下する。
【０００３】
これは、次のような理由による。つまり、感光体を帯電させる方式として、例えば帯電ローラなどの感光体に従動して回転する帯電回転体を接触させる接触帯電方式が広く用いられている。そして、接触帯電方式においては、一般に、感光体の表面電位が０Ｖ又はそれに近い状態から帯電処理を一度行うだけでは、所定の帯電電位に感光体の表面電位が収束しにくいからである。この１周目と２周目とでの感光体の表面電位の差は、画像の濃度ムラとなって現れ、一般に電位の低い部分は反転現像では濃度が濃くなることが知られている。
【０００４】
そこで、従来、感光体の帯電処理の開始から２周目で感光体の表面電位が安定した部分が露光位置にきてから露光処理を開始するように、画像形成前（露光処理前）に感光体を帯電させる準備動作（ウォームアップ）を行うようにしている（特許文献１参照）。この方法によれば、準備動作には、少なくとも感光体の１周分＋帯電位置から露光位置までの距離分の時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、画像形成装置の低コスト化、省スペース化のために、帯電バイアスに直流電圧（ＤＣ電圧）のみを用いるＤＣ帯電方式が採用されることがある。特に、このＤＣ帯電方式を採用した場合、低温低湿環境などで帯電ローラの電気抵抗が上昇した際などに、感光体の帯電処理の開始から２周目でも、感光体の表面電位が所定の帯電電位に収束しないことがある。そして、この感光体の２周目と３周目とでの感光体の表面電位の差は、画像の濃度ムラとなって現れることがある。
【０００７】
この点、帯電処理の直前にＬＥＤのような除電露光装置を配置することで、感光体の２周目以降の電位差を解消することも考えられるが、そのような除電露光装置を設けることは画像形成装置の低コスト化、省スペース化の妨げとなることがある。
【０００８】
そこで、感光体の帯電処理の開始から３周目で感光体の表面電位が安定した部分が露光位置にきてから露光処理を開始することが考えられる。この場合、準備動作には、少なくとも感光体の２周分＋帯電位置から露光位置までの距離分の時間がかかることになる。しかし、画像形成装置の使用状況によっては、感光体の帯電処理の開始から感光体の２周目で感光体の表面電位が所定の帯電電位に収束していることがある。そのため、準備動作を全て上述のように感光体の３周目で露光処理を開始するようにしてしまうと、準備動作のために無駄な時間が生じることがある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、低コスト化、省スペース化が容易な簡易な構成で、準備動作のためにかかる時間を抑制しつつ、感光体の表面電位の差による画像の濃度ムラを低減することが可能な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】
【００１０】
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、前記感光体を帯電位置で帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に前記感光体を帯電させるための直流電圧を印加する電源と、前記帯電部材により帯電された前記感光体を露光位置で露光して前記感光体に静電像を形成する露光装置と、前記電源が前記帯電部材に電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する電流検知部と、前記感光体に静電像を形成する前に前記感光体を回転させながら前記帯電部材により帯電させる準備動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記準備動作中に前記電流検知部により検知された直流電流に基づいて、その前記準備動作において前記感光体を回転させる量を変更す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、低コスト化、省スペース化が容易な簡易な構成で、準備動作のためにかかる時間を抑制しつつ、感光体の表面電位の差による画像の濃度ムラを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成部の概略断面図である。
【図３】通常環境下での感光体の表面電位の模式図である。
【図４】低水分量環境下での感光体の表面電位の模式図である。
【図５】通常環境下での帯電ＤＣ電流の模式図である。
【図６】低水分量環境下での帯電ＤＣ電流の模式図である。
【図７】前回転制御の制御態様を示すブロック図である。
【図８】前回転制御の概略手順を示すフロー図である。
【図９】通常前回転シーケンスのタイミングチャート図である。
【図１０】延長前回転シーケンスのタイミングチャート図である。
【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。
【００１４】
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、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な中間転写方式を採用したタンデム型のレーザビームプリンタである。
【００１５】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、その要素について総括的に説明する。図２は、画像形成部Ｓの構成をより詳しく示す概略断面図である。
【００１６】
画像形成部Ｓは、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って、それぞれ画像形成部Ｓを構成する次の各プロセス機器が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ装置）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。
【００１７】
また、画像形成装置１００は、各画像形成部Ｓの感光体１に対向するように配置された、無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト１０を有する。中間転写ベルト１０は、複数の張架部材としてのテンションローラ１１、駆動ローラ１２、２次転写対向ローラ１３に張架されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１２によって図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。中間転写ベルト１０の内周面側において、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向する位置に、上記１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト１０を介して感光体１に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト１０と感光体１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｔ１を形成する。また、中間転写ベルト１０の外周面側において、２次転写対向ローラ１３と対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の転写部材である２次転写ローラ１４が配置されている。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１０を介して２次転写対向ローラ１３に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１４とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｔ２を形成する。また、中間転写ベルト１０の外周面側において、駆動ローラ１２と対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置７が配置されている。
【００１８】
画像形成時には、感光体１は、図示しない駆動装置により図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光体１の表面は、その回転過程で帯電ローラ２により所定の極性（本実施例では負極性）の所定の帯電電位に一様（均一）に帯電処理される。このとき帯電ローラ２には、印加手段としての帯電電源Ｅ１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体１の表面には、露光装置３から画像情報に応じてレーザ光Ｌが照射される。これによって、感光体１の表面に静電潜像（静電像）が形成される。感光体１上の静電潜像は、レーザ光Ｌが照射された部分が明部電位Ｖｌ（約−１００Ｖ）、レーザ光Ｌが照射されない部分が帯電処理されたままの帯電電位（暗部電位）Ｖｄ（約−７００Ｖ）に保持されることによって形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４により現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像（可視化）される。本実施例では、帯電処理された後に露光されて電位の絶対値が低下した感光体１の露光部に感光体１の帯電極性と同極性のトナーを付着させる反転現像によりトナー像が形成される。このとき、現像装置４が備える現像剤担持体としての現像ローラ４ａには、現像電源Ｅ２から感光体１の帯電極性と同極性の現像電圧（現像バイアス）が印加される。
【００１９】
感光体１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５の作用により、感光体１と同期して図示しない駆動装置により図中矢印方向Ｒ２に回転駆動されている中間転写ベルト１０上に転写（１次転写）される。このとき、１次転写ローラ５には、印加手段としての１次転写電源Ｅ３から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の１次転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。例えばフルカラー画像形成時には、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫで形成された各色のトナー像が、各１次転写部Ｔ１で中間転写ベルト１０上に順次に重ね合わせるようにして１次転写される。これにより、４色のトナー像によるフルカラー画像用の多重トナー像が得られる。
【００２０】
トナー像の１次転写が終了した後の感光体１の表面に残留したトナー（１次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６により感光体１の表面から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置６は、クリーニングブレード６ａによって、回転する感光体１の表面から１次転写残トナーを掻き取り、回収トナー容器６ｂに回収する。
【００２１】
中間転写ベルト１０へのトナー像の１次転写の進行に合わせて、記録用紙などの転写材Ｐがカセット１８から給送ローラ１７により送り出され、レジストローラ１６によってタイミングがとられて２次転写部Ｔ２に供給される。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像は、２次転写部Ｔ２において、２次転写ローラ１４の作用により、転写材Ｐ上に転写（２次転写）される。このとき、２次転写ローラ１４には、図示しない印加手段としての２次転写電源から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性の２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。フルカラー画像形成時には、中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は転写材Ｐ上に一括して２次転写される。
【００２２】
トナー像が転写された転写材Ｐは、中間転写ベルト１０から分離されて定着手段としての定着装置１５へと搬送される。転写材Ｐは、定着装置１５において加熱及び加圧されて、その上にトナー像が定着（固着）される。その後、転写材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体の外部に排出される。
【００２３】
また、トナー像の２次転写が終了した後の中間転写ベルト１０の表面に残留したトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーニング装置７により中間転写ベルト１０の表面から除去されて回収される。
【００２４】
２．画像形成部の詳細な構成
本実施例では、被帯電体である感光体１は、導電性支持体１ａの上に有機物質の感光層１ｂ、表面保護層１ｃが順次積層されて構成された有機感光体である。表面保護層１ｃには、フッ素樹脂微粒子が含有されている。本実施例の感光体１は、導電性支持体１ａが肉厚１ｍｍのアルミニウム製の円筒であり、その上に感光層１ｂと表面保護層１ｃとが積層されることで外径が３０ｍｍとされている。また、感光体１は、駆動装置のモータの駆動力を得て回転軸１ｄを中心に図中矢印Ｒ１方向に所定の周速で回転する。
【００２５】
本実施例では、帯電部材としての帯電回転体である帯電ローラ２は、感光体１に接触して配置され、感光体１の表面を所定の極性（本実施例では負極性）の所定の帯電電位に一様に帯電処理する。帯電ローラ２は、回転軸となる導電性の芯材（芯金）２ａの上に、弾性層２ｂが設けられた構造を有している。芯材２ａとしては、鉄、銅、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料を用いることができ、本実施例では、アルミニウムを用いた。なお、導電性を失わない範囲でこの芯材２ａに防錆や耐傷性付与のためにメッキ処理を施してもよい。
【００２６】
帯電ローラ２の弾性層２ｂは、感光体１への加圧時の撓みを考慮して、長手方向の中央部が太く、長手方向の両端部が細くなるように、所謂、クラウン形状となるように研磨処理が施されている。これは、帯電ローラ２の長手方向の両端部が加圧機構（図示せず）により感光体１に向けて所定の加圧力を受ける構造となっているからである。つまり、帯電ローラ２の長手方向の中央部の感光体１への当接圧が両端部に比べて小さくなる傾向があるため、これを防止するためである。また、帯電ローラ２の弾性層２ｂとしては、弾性材料に導電剤を分散して、体積抵抗率が１×１０１０Ωｃｍ未満になるように電気抵抗が調整処理された、導電性を有するものを用いることができる。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物などの電子導電系のものや、アルカリ金属塩などのイオン導電系のものを使用することができる。また、弾性材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、天然ゴム、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）などの合成ゴムや、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂を使用することができる。
【００２７】
特に、本実施例の帯電ローラ２は、芯材２ａの直径が８ｍｍであり、弾性層２ｂは導電剤が添加されることで体積抵抗率が１×１０５Ωｃｍとなるように調整され、外径が１４ｍｍとされている。また、導電剤としては、イオン導電系のものを使用した。
【００２８】
帯電ローラ２には、芯材２ａを介して帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する帯電電源Ｅ１と、帯電電源Ｅ１から帯電ローラ２に帯電バイアスを印加しているときに流れる電流量を測定する電流計（電流検知回路）２１が接続されている。本実施例では、帯電電源Ｅ１は、帯電バイアスとして帯電ローラ２に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加する。本実施例では、帯電バイアスは、例えば−１３００Ｖの直流電圧である。これにより、感光体１は、例えば−７００Ｖの一様な帯電電位Ｖｄに帯電処理される。また、電流検知手段としての電流検知部である電流計２１は、帯電電源Ｅ１から帯電ローラ２に帯電バイアスを印加することで帯電ローラ２と感光体１との間に流れる帯電電流の直流成分（帯電ＤＣ電流量）を検知（モニタリング）する。電流計２１は、直流電流成分を、時間分解して検知可能（すなわち、時間軸に対する直流電流成分を検出可能）なものである。時間の分解能は、少なくとも５ｍｓｅｃ以下、好ましくは１ｍｓｅｃ以下である。
【００２９】
また、本実施例では、帯電ローラ２は、芯材２ａの両端部が軸受け部材（図示せず）によって回転可能に支持されている。そして、帯電ローラ２は、加圧機構（図示せず）によって上記両端部の軸受部材がそれぞれ感光体１に向けて押圧されることで、感光体１に対して所定の当接圧で加圧されている。これにより、帯電ローラ２は、感光体１の回転に伴い従動して回転する。なお、帯電ローラ２の駆動方式としては、モータギアを用いて駆動してもよい。
【００３０】
感光体１の回転方向（周方向）において、感光体１上の帯電ローラ２により帯電処理される位置が帯電位置Ｘ１である。なお、帯電ローラ２を用いた接触帯電方式では、感光体１の表面の移動方向において帯電ローラ２と感光体１との接触部の上流側と下流側に形成される微小な間隙のうち少なくとも一方において放電が生じ、この放電により感光体１の表面が帯電処理される。ただし、本実施例の制御を理解するに当たり、帯電ローラ２と感光体１との接触部において感光体１の表面が帯電処理されているものと擬制しても問題ない。また、感光体１の回転方向において、感光体１上の露光装置３からのレーザ光が照射される位置が露光位置Ｘ２である。その他、感光体１の回転方向において、感光体１と現像装置４の現像ローラ４ａとの対向部を現像位置Ｘ３、前述の１次転写部Ｔ１を転写位置、感光体１とクリーニングブレード６ａとの接触部をクリーニング位置Ｘ４とする。
【００３１】
本実施例では、帯電電源Ｅ１は、感光体１を帯電させるために直流成分のみで構成された電圧を帯電ローラ２に印加する（ＤＣ帯電方式）。また、本実施例では、画像形成装置１００は、感光体１の回転方向において、露光装置３による露光位置以外の位置で感光体１に光を照射する光源を有していない（除電露光装置レス）。
【００３２】
３．前回転（準備動作）
画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の転写材Ｐに画像を形成して出力する一連の画像形成動作（ジョブ）を行う。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の転写材Ｐに画像を形成する場合の紙間（転写材間）工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に感光体１への静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の１次転写、２次転写を行う期間である。前回転工程は、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の転写材Ｐに対して画像形成工程を連続して行う際の転写材Ｐと転写材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作を行う期間である。
【００３３】
特に、本実施例では、「前回転」とは、感光体１の帯電処理（帯電工程）を開始してから感光体１の表面電位が一様に所定の帯電電位に収束するまで感光体１を回転させる準備動作（ウォームアップ）のことをいう。具体的には、本実施例では、「前回転」とは、感光体１の帯電処理を開始してから露光装置３によって画像情報に基づく露光処理が開始されるまでの間のことをいうものとする。また、本実施例では、「画像形成」とは、前回転が終了してから露光装置３によって画像情報に基づく露光処理（露光工程）を行って静電潜像を形成している間のことをいうものとする。
【００３４】
感光体１は、露光処理により形成した静電潜像の電位に基づいて決まる量のトナーが電気的に付着してトナー像が形成され、このトナー像がその後中間転写ベルト１０へと転写される。この前段階として、画像形成前に感光体１を回転させながら帯電させる準備動作である前回転を行う。前述のように、帯電ローラ２によって感光体１の表面を帯電処理して感光体１の表面を一様に所定の帯電電位に収束させるのには、感光体１の複数周回分にわたり帯電処理が必要になることがある。感光体１の表面電位を一様に所定の帯電電位に収束させるために必要な帯電処理の回数（前回転を感光体１の何周目まで行うか）は、帯電ローラ２の使用状況や画像形成装置１００の環境の影響を受けて変化する。
【００３５】
本実施例で使用しているイオン導電系の帯電ローラ２は、電子導電系のものに比べて、繰り返し使用による電気抵抗の変動は比較的小さいが、周囲の環境の変化による電気抵抗の変化が比較的大きいという特徴がある。低温低湿環境（低水分量環境）下においては、帯電ローラ２の電気抵抗が上昇することで、芯材２ａと帯電ローラ２の表面との間の電圧降下が大きくなり、感光体１の表面電位の収束性が悪化する傾向にある。そのため、前述のように、前回転において感光体１の帯電処理の回数が最適な帯電処理の回数より少ない場合は、例えば感光体の２周目と３周目とで感光体１の表面電位の差が生じ、画像の濃度段差（濃度ムラ）となって現れる。一方、前述のように、前回転において感光体１の帯電処理の回数が最適な帯電処理の回数より多い場合には、前回転のために無駄な時間が生じる。
【００３６】
図３は、帯電ローラ２の抵抗値が１×１０５Ωｃｍの際の、前回転における感光体１の表面電位の推移を模式的に表したものである。感光体１の１周目では感光体１の表面電位が目標電位（狙いのＶｄ）に収束していないが、感光体１の２周目で目標電位への一様な帯電処理が完了している。この場合、感光体１の帯電処理の開始から２周目で感光体１の表面電位が安定した部分が露光位置Ｘ２にきてから露光処理を開始するようにすればよい。そのため、前回転にかかる時間は、最短で感光体１の１周分＋帯電位置Ｘ１から露光位置Ｘ２までの距離分の時間となる（後述の図９参照）。
【００３７】
また、図４は、帯電ローラ２の抵抗値が１×１０６Ωｃｍに上昇した際の、前回転における感光体１の表面電位の推移を模式的に表したものである。感光体１の２周目でも感光体１の表面電位が目標電位に収束せず、感光体１の３周目で目標電位への一様な帯電処理が完了している。この場合、感光体１の帯電処理の開始から３周目で感光体１の表面電位が安定した部分が露光位置Ｘ２にきてから露光処理を開始する必要がある。そのため、前回転にかかる時間は、少なくとも感光体１の２周分＋帯電位置Ｘ１から露光位置Ｘ２までの距離分の時間となる（後述の図１０参照）。
【００３８】
図４に示すような、感光体１の３周面の帯電処理が必要な場合に合わせて、画像に濃度段差（濃度ムラ）が発生しないような前回転の量（時間）を設定することが考えられる。しかし、帯電ローラ２の使用状況（電気抵抗）によっては、実際には感光体１の２周目で帯電処理が完了しているにもかかわらず、余分にもう１周分前回転を行うことになる。この余分な帯電処理は、画像形成装置１００の生産性や感光体１の寿命の観点から極力低減させることが望まれる。
【００３９】
そこで、本実施例では、以下に説明するようにして最適な前回転の量（時間）を予測してその分の前回転を実行する前回転制御を行う。
【００４０】
４．前回転制御
まず、感光体１の表面電位と帯電ＤＣ電流との関係について説明する。
【００４１】
帯電ローラ２によって所定の帯電電位Ｖｄに一様に帯電された感光体１が転写位置Ｔ１を通過すると、１次転写ローラ５からの放電を受け、転写後電位Ｖｔになる（本実施例では転写電流２０μＡのときＶｔ＝−３００Ｖ）。この転写後電位Ｖｔを維持したまま、再度帯電ローラ２によって所定の帯電電位Ｖｄに一様に帯電させるときのコントラストΔＶ［Ｖ］は、
ΔＶ＝｜Ｖｄ−Ｖｔ｜
となる。
【００４２】
感光体１の２周目で所定の帯電電位Ｖｄへの一様な帯電処理が完了しない場合には、感光体１の表面電位がＶｄ（ｎ）となり、この時のコントラストΔＶ（ｎ）［Ｖ］は、
ΔＶ（ｎ）＝｜Ｖｄ（ｎ）−Ｖｔ｜
となる。
【００４３】
このとき、上記各コントラストΔＶ、ΔＶ（ｎ）において帯電処理時に流れる帯電ＤＣ電流Ｉｄｃ、Ｉｄｃ（ｎ）の値は、それぞれ下記式（１）、（２）から求められる。ここで、感光体１（より詳細には感光体１と帯電ローラ２との接触部）の長手方向の幅をＬ［ｍ］とする。また、感光体１の速度（周速度）をｖ［ｍ／ｓ］とする。また、感光体１の膜厚（より詳細には導電性支持体１ａより上の層の厚さ）をｄ［ｍ］とする。また、感光体１（より詳細には導電性支持体１ａより上の層）の比誘電率をεとする。また、真空の誘電率をε０とする。
Ｉｄｃ＝ε×ε０×Ｌ×ｖ×ΔＶ／ｄ      （式１）
Ｉｄｃ（ｎ）＝ε×ε０×Ｌ×ｖ×ΔＶ（ｎ）／ｄ      （式２）
【００４４】
上記感光体１の幅Ｌ、速度ｖは予め決まっている値であり、感光体１の膜厚ｄは当該感光体１を帯電処理した時間の積算値と当該感光体１の走行時間の積算値からほぼ正確に値を算出できる。
【００４５】
これにより、感光体１が所定の帯電電位に一様に帯電している時のＩｄｃと、感光体１が所定の帯電電位に一様に帯電していないときのＩｄｃ（ｎ）は、
Ｉｄｃ（ｎ）＝ΔＶ（ｎ）／ΔＶ×Ｉｄｃ
と表すことができる。
【００４６】
このように、所定の帯電電位への一様な帯電処理が完了していないときの、感光体１の表面電位の変動分を、帯電ＤＣ電流を検知することで予測することが可能であることがわかる。
【００４７】
次に、帯電ＤＣ電流と前回転の量（時間）との関係について説明する。
【００４８】
帯電ローラ２の抵抗値が１×１０５Ωｃｍ程度（上述の図３の状態）である場合の帯電ＤＣ電流の推移を図５に示す。なお、この時の転写電流は２０μＡ、感光体１の速度ｖは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体１の膜厚ｄは１７μｍである。この場合、感光体１の１周目の帯電ＤＣ電流は−３５μＡとなり、２周目以降は−１６μＡとなる。これは、次のような理由による。感光体１の１周目の帯電処理では、電位０Ｖの感光体１の表面に対して帯電処理を行う。これに対し、感光体１の２周目以降の帯電処理では、前回の帯電処理によって生じた感光体１の表面電位と、転写位置Ｔ１を通過する際に受ける放電による減衰分が加算された残留電位に対して帯電処理を行うからである。
【００４９】
一方、帯電ローラ２の抵抗値が１×１０６Ωｃｍ程度（上述の図４の状態）である場合の帯電ＤＣ電流の推移を図６に示す。なお、上記同様、この時の転写電流は２０μＡ、感光体１の速度ｖは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体１の膜厚ｄは１７μｍである。この場合、感光体１の１周目に比べ、感光体の３周目以降の帯電ＤＣ電流が小さいのは上記同様だが、感光体１の２周目と３周目の間にも帯電ＤＣ電流の差が生じている（２周目−２０μＡ、３周目−１６μＡ）。これは、感光体１の２周目の帯電処理でも感光体１の表面電位が目標電位に収束していないためである。
【００５０】
したがって、前回転時の感光体１に流れる帯電ＤＣ電流を検知し、所定の帯電電位Ｖｄへの一様な帯電処理が完了している場合の帯電ＤＣ電流と、感光体１の２周目に流れる帯電ＤＣ電流とを比較する。これにより、感光体１の２周目と３周目とでの感光体１の表面電位の差を予測することが可能である。つまり、感光体１の２周目の帯電ＤＣ電流を検知し、その帯電ＤＣ電流が所定の帯電電位Ｖｄへの一様な帯電処理が完了している場合の帯電ＤＣ電流に比べて所定の閾値以上低い場合には、感光体１の２周目で帯電処理が完了していないと判断することができる。そして、その場合には、前回転を例えば感光体１の１周分延長して、感光体１の所定の帯電電位Ｖｄへの一様な帯電処理を完了させるようにする。これによって、画像の濃度段差（濃度ムラ）の発生を抑制することが可能となる。
【００５１】
次に、本実施例における前回転制御のより具体的な手順の一例について説明する。図７は、本実施例における前回転制御の概略制御態様を示すブロック図である。また、図８は、本実施例における前回転制御の概略手順を示すフロー図である。
【００５２】
本実施例では、前回転制御は、画像形成装置１００に設けられた制御手段としての制御部１５０が実行する。制御部１５０は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ１５１、記憶素子であるＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３などを有して構成される。ＲＡＭ１５２には、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭ１５３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。制御部１５０には、画像形成装置１００における各制御対象が接続されている。特に、本実施例との関係では、制御部１５０には、電流計（電流検知回路）２１、環境検知手段としての環境センサである温湿度センサ３１などが接続されている。本実施例では、温湿度センサ３１は、画像形成装置１０の周辺の温度及び湿度を検知する。そして、本実施例では、制御部１５０は、後述する絶対水分量算出部、差分電流算出部、前回転シーケンス制御部として機能する。
【００５３】
制御部１５０は、ジョブが開始されると、前回転シーケンスを開始させる（Ｓ１）。次に、制御部１５０は、温湿度センサ３１による温湿度の検出結果を読み込む（Ｓ２）。次に、制御部１５０は、絶対水分量算出部として機能して、検出された温湿度から絶対水分量を算出し、算出した絶対水分量が所定の閾値としての５．０ｇ／ｋｇＤｒｙＡｉｒ（乾燥空気１ｋｇあたりの水分量）以下であるか否かを判断する（Ｓ３）。そして、制御部１５０は、Ｓ３において絶対水分量が５．０ｇ／ｋｇＤｒｙＡｉｒより大きいと判断した場合（Ｓ３で「Ｎｏ」）は、前回転シーケンス制御部として機能して、通常前回転シーケンスを実行させる（Ｓ４）。その後、制御部１５０は、前回転シーケンスが終了したら、画像形成を開始させる（Ｓ５）。
【００５４】
図９は、本実施例における通常前回転シーケンスのタイミングチャート図である。同図には、露光装置３による露光処理のＯＮ／ＯＦＦ、帯電バイアスのＯＮ／ＯＦＦ、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦ、１次転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦの各タイミングを示している。同図に示すように、本実施例における通常前回転シーケンスは、感光体１の１周分＋帯電位置Ｘ１から露光位置Ｘ２までの距離分の時間行われる。
【００５５】
一方、制御部１５０は、図８のＳ３において絶対水分量が５．０ｇ／ｋｇＤｒｙＡｉｒ以下であると判断した場合（Ｓ３で「Ｙｅｓ」）、帯電ＤＣ電流Ｉｄｃ（ｎ）の検知を実行させる（Ｓ６）。次に、制御部１５０は、差分電流算出部として機能して、Ｓ６で電流計２１によって検知されたＩｄｃ（ｎ）を用いて差分電流Δｉを算出し、ＲＡＭ１５２に記憶する（Ｓ７）。このとき、制御部１５０は、検知した帯電ＤＣ電流Ｉｄｃ（ｎ）と、感光体１の所定の帯電電位Ｖｄｃへの一様な帯電処理が完了した場合に電流計２１で検知される帯電ＤＣ電流に相当する基準値Ｉｄｃとの差分を求める。本実施例では、この基準値Ｉｄｃとして、今回のジョブよりも前に行われたジョブにおいて画像形成（静電潜像の形成）を行っているときに電流計２１によって検知されＲＡＭ１５２に記憶された帯電ＤＣ電流を用いる。特に、本実施例では、今回のジョブの直前のジョブにおいて検知された帯電ＤＣ電流を基準値Ｉｄｃとして用いる。ただし、これは直前のジョブのものに限定されるものではなく、許容し得る精度で今回のジョブにおける感光体１、帯電ローラ２の状態を予測できれば、複数回前のジョブのものであってもよい。
【００５６】
次に、制御部１５０は、Ｓ６で算出した差分電流Δｉと、予めＲＯＭ１５３に記憶された所定の閾値としての延長閾値Δｉ（ｃ）とを比較し、差分電流Δｉが延長閾値Δｉ（ｃ）以上であるか否かを判断する（Ｓ８）。そして、制御部１５０は、Ｓ８でΔｉ≧Δｉ（ｃ）であると判断した場合（Ｓ８で「Ｙｅｓ」）、前回転シーケンス制御部として機能して、延長前回転シーケンスを実行させる（Ｓ９）。その後、制御部１５０は、延長前回転シーケンスが終了したら、画像形成を開始させる（Ｓ５）。
【００５７】
図１０は、本実施例における延長前回転シーケンスのタイミングチャート図である。同図には、図９と同様の各部の動作タイミングを示している。同図に示すように、本実施例における延長前回転シーケンスは、通常前回転シーケンスに対して感光体１の１周分だけ前回転が延長され、感光体１の２周分＋帯電位置Ｘ１から露光位置Ｘ２までの距離分の時間行われる。帯電ＤＣ電流の検知は、感光体１の２周目に帯電処理された部分の先端が帯電位置Ｘ１から露光位置Ｘ２まで移動する間に行われる。
【００５８】
また、制御部１５０は、図８のＳ８でΔｉ＜Δｉ（ｃ）であると判断した場合（Ｓ８で「Ｎｏ」）、前回転シーケンス制御部として機能して、通常前回転シーケンスを実行させる（Ｓ４）。その後、制御部１５０は、通常前回転シーケンスが終了したら、画像形成を開始させる（Ｓ５）。この場合の通常回転シーケンスの具体的な動作は図９のタイミングチャート図に示した通りである。
【００５９】
このように、本実施例では、帯電ＤＣ電流の差分がある一定の閾値以上になることで、前回転における感光体１の２周目と３周目とで電位段差が生じ、画像に濃度ムラが発生する場合があることが予め実験などにより導かれている。そのため、前回転において帯電ＤＣ電流を検知してその電位段差の発生を予測し、前回転の量（時間）へフィードバックすることで、必要に応じて前回転を延長する。これにより、最適な前回転の量（時間）で濃度ムラの発生を抑制することが可能となる。また、本実施例では、環境の絶対水分量が所定の閾値より大きい場合には、帯電ローラ２の電気抵抗が十分に低く、上述のような電位段差は発生しないことが予め実験などにより導かれている。そのため、環境の絶対水分量がその所定の閾値より大きい場合には、前回転において帯電ＤＣ電流の検知は行わずに、通常前回転シーケンスを実行するようにする。
【００６０】
なお、本実施例では、前回転において検知された帯電ＤＣ電流と比較する基準値として、以前のジョブにおいて画像形成を行っているときに検知された帯電ＤＣ電流を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、この基準値としては、予め前述の式（１）に基づいて計算で又は実験により求められてＲＯＭ１５３に記憶されているものを用いることができる。このとき、基準値Ｉｄｃは、感光体１の使用量の情報（帯電時間、走行時間）に応じて複数設定されているものの中から現在の状況に対応したものを選択して用いるようにすることができる。その場合、画像形成装置１００に、新品状態から現在までの感光体１の帯電時間の積算値、走行時間（走行距離）の積算値などの感光体１の使用量と相関する情報を逐次更新して記憶するカウンタを設けることができる。そして、前回転制御においてその情報を用いて対応する基準値Ｉｄｃを選択して用いるようにすることができる。
【００６１】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、電源Ｅ１が帯電部材２に電圧を印加した際に帯電部材２に流れる直流電流を検知する電流検知部２１を有する。また、画像形成装置１００は、感光体１に静電像を形成する前に感光体１を回転させながら帯電部材２により帯電させる準備動作を制御する制御部１５０を有する。そして、制御部１５０は、準備動作中に電流検知部２１により検知された直流電流に基づいて、その準備動作において感光体１を回転させる量を変更する。より詳細には、制御部１５０は、準備動作中に電流検知部２１により検知された直流電流が、基準値よりも小さくなり、該基準値との差分が所定の閾値以上になった場合に、その準備動作において感光体１を回転させる量を多くする。本実施例では、上記基準値は、今回の準備動作より前に行われた画像形成時（特に、本実施例では、直前に行われた画像形成時）に静電像が形成された感光体１の部分を帯電部材２により帯電させた際に電流検知部２１により検知された直流電流である。
【００６２】
また、本実施例では、制御部１５０は、環境センサ３１の検知結果が所定の条件を満たす場合に、準備動作において感光体１を回転させる量を変更するために電流検知部２１により直流電流を検知する動作を実行する。特に、本実施例では、制御部１５０は、環境センサ３１の検知結果が示す環境の絶対水分量が所定の閾値以下の場合に、その動作を実行する。また、特に、本実施例では、準備動作において、電流検知部２１は、感光体１を２周目に帯電させている間に直流電流を検知する。そして、準備動作において感光体１を回転させる量を変更しない場合は感光体１を２周目に帯電させた部分から静電像を形成することを可能とする。一方、準備動作において感光体１を回転させる量を変更する場合は感光体１を３周目に帯電させた部分から静電像を形成することを可能とする。
【００６３】
以上、本実施例では、ＤＣ帯電方式を採用し、除電露光装置を有していない構成において、温湿度センサ３１と電流計２１とを用いて感光体１、帯電ローラ２の状態を判別する。そして、最適な量（時間）の前回転を実行することで、前回転のために無駄な時間が生じることを抑制しつつ、画像の濃度段差（濃度ムラ）が発生することを抑制することができる。このように、本実施例によれば、低コスト化、省スペース化が容易な簡易な構成の画像形成装置１００においても、前回転のためにかかる時間を抑制しつつ、感光体１の表面電位の差による画像の濃度ムラを低減することが可能となる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、上述の実施例では、通常の環境下で行われる前回転（通常前回転シーケンス）では感光体の２周目で所定の帯電電位への感光体の一様な帯電処理が完了した。また、低温低湿度環境下で所定の条件を満たした場合に行われる前回転（延長前回転シーケンス）では感光体の周回数を１周回分延長した。しかし、帯電処理が完了するまでの感光体の周回数や延長する周回数はこれらに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置の構成に応じて適宜設定できるものである。
【００６６】
また、上述の実施例では、環境情報として温度及び湿度から求められる絶対水分量の情報を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、帯電ローラによる感光体の帯電特性が、温度又は湿度の少なくとも一方と相関することがわかっている場合には、環境情報として温度又は湿度の少なくとも一方の情報を用いることができる。
【００６７】
また、上述の実施例では、環境の絶対水分量が所定の閾値以下の場合に、前回転を延長するか否かの判断を行うようにした。これによって、予め前回転の延長が必要になることはないことがわかっている環境下では、その要否を判断する制御を省き、制御の簡易化、高速化を図ることができる。しかし、帯電位置から露光位置まで感光体が移動するまでの間に前回転を延長するか否かの判断が完了するなど、当該判断に必要となる感光体の移動量が許容し得る程度に小さい場合などには、環境によらずに当該判断を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、上述の実施例では、帯電部材が感光体に接触している場合について説明した。しかし、帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はなく、近接部での放電が可能であれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接して配置されていてもよい。このように帯電部材が感光体に近接して配置され、その近接部（上述の実施例での帯電ローラと感光体との接触部の上流、下流の間隙に対応）での放電により感光体を帯電処理する構成においても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１          感光体
２          帯電ローラ
２１        電流計
３１        温湿度センサ
１００      画像形成装置
１５０      制御部
【図１】
2016075767.tif 000003
【図２】
2016075767.tif 000004
【図３】
2016075767.tif 000005
【図４】
2016075767.tif 000006
【図５】
2016075767.tif 000007
【図６】
2016075767.tif 000008
【図７】
2016075767.tif 000009
【図８】
2016075767.tif 000010
【図９】
2016075767.tif 000011
【図１０】
2016075767.tif 000012