(57)【要約】【課題】  帯電部材、像担持体の寿命の早期化を抑えながら、画像の濃度ムラを改善すること。【解決手段】  表面にトナー画像が形成される感光体と、前記感光体の前記表面を第１の走査方向に走査しつつ露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材の表面からトナーを吐き出す際に前記感光体と前記帯電部材との間の前記第１の走査方向の位置の電位を、この位置における画像形成時の前記露光手段の露光量に基づいた電位となるように前記感光体と前記帯電部材との間に電位差を付加する電位差付加手段とを具備することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を帯電及び露光することにより、静電潜像を形成する画像形成装置において、
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段に付着した付着物の付着量の分布に応じた電位差を前記感光体と前記帯電手段との間に付与させる制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記付着物の付着量が多い領域ほど前記感光体と前記帯電手段との間に付与させる電位差を大き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】
前記制御手段は、露光強度によって前記感光体と前記帯電手段との間に付与させる電位差を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、露光のオン・オフの回数によって前記感光体と前記帯電手段との間に付与させる電位差を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体の表面を除電する除電手段を有し、
前記制御手段は、前記除電手段により前記感光体の前記表面を除電することで、前記感光体と前記帯電手段との間に電位差を付与させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、形成した画像の画素数の前記感光体の軸方向における分布に基づいて、前記付着物の付着量の分布を判定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記感光体に静電潜像を形成した時の露光量の分布に基づいて、前記付着物の付着量の分布を判定することを特徴とする請求項１から請求項５の何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、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被帯電体として像担持体（電子写真感光体、静電記録誘電体など）を用いた複写機、光プリンターなどの電子写真装置が広く用いられている。このような装置では、像担持体面を帯電処理する手段として従来コロナ放電装置が利用されている。
【０００３】
このような画像形成装置では、コロナ放電装置の放電開口部を像担持体に対向させて非接触に配設し、放電開口部からのコロナ電流に像担持体の面をさらすことで所定の極性及び電位に帯電処理するものである。
【０００４】
コロナ放電装置は像担持体の面を所定の電位に帯電処理する手段として有効である。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電のために好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を有している。
【０００５】
このようなコロナ放電装置に対して、電圧を印加した帯電部材を像担持体の面に接触させて像担持体の面を帯電処理する接触式帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない等の長所を有している。このため、画像形成装置に於いてコロナ放電装置にかえて像担持体の面の帯電処理手段として注目され、その実用化研究が進められている。
【０００６】
接触式帯電装置には、帯電部材に対して、帯電バイアスとして直流電圧のみを印加して
像担持体の面を帯電処理するＤＣ帯電方式と、直流電圧に交流電圧を重畳して印加して像担持体の面を帯電処理するＡＣ帯電方式がある。いずれの方式においても、帯電バイアス電圧の印加された接触帯電部材により、像担持体の面が所定の極性、電位に帯電処理される。
【０００７】
また、表層に高抵抗層を設けた接触帯電部材を用いることにより、像担持体の帯電の均一性、像担持体の表面のピンホールや傷等によるリーク防止等を図ることができる。さらに、帯電部材として導電性繊維毛ブラシあるいは導電性弾性ローラ等の導電性部材を像担持体と接触させ、外部から直流電圧を印加することにより被帯電体表面に電荷を直接注入し像担持体の表面を所定の電位に帯電させるものもある。
【０００８】
像担持体は可及的に均一に帯電処理することが望まれている。許容範囲を越えるような帯電ムラが存在すると、それが画像ムラとなって現われて、画像品質を損なわれる。
【０００９】
例えば、ゴムブレードを使用した像担持体のクリーニング装置の場合、１μｍ以下の非常に微粒径の外添剤（例えば研磨剤）やトナー等の汚れは捕集されずすり抜けやすく、接触帯電ローラ方式においてはすり抜けてきた汚れが帯電ローラ表面に付着してしまう。
【００１０】
さらに、同一画像を連続して印字し続けた場合は、帯電ローラに付着する汚れの量に長手方向のムラが生じる。この汚れ付着量のムラにより帯電ムラが生じることで、画像の濃度ムラが発生するという問題が発生した。
【００１１】
しかしながら、各種の帯電処理手段において汚れムラを皆無とすることは困難である。そこで、非画像形成時の必要時にのみ、帯電部材に印加される直流バイアス成分と像担持体の表面電位間の電位コントラストを画像形成時よりも大きくすることで、帯電部材に溜まった汚れを吐き出す、という技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−９６９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
画像の濃度ムラを改善するには、帯電部材の長手方向の汚れムラを小さくすることが必要である。上述の従来技術の場合、汚れの吐き出し能力は長手で均一であるため、ムラを改善するためには、高いバイアスを印加し汚れを取りきらなければならない。しかし、高いバイアスを印加すると帯電部材の劣化が促進され、帯電部材の寿命が短期化することがあった。また、高いバイアスを印加する像担持体の削れも促進されるので、像担持体の寿命も短期化することもあった。
【００１４】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を鑑みてなされたものであり、帯電部材、像担持体の寿命の早期化を抑えながら、画像の濃度ムラを改善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】
【００１５】
この目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、感光体を帯電及び露光することにより、静電潜像を形成する画像形成装置において、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に付着した付着物の付着量の分布に応じた電位差を前記感光体と前記帯電手段との間に付与させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、帯電部材、像担持体の寿命の早期化を抑えながら、画像の濃度ムラを改善することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置におけるコントローラ部のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のドットカウント動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態の電位コントラスト付加動作の概要を示す図である。図４（ａ）は、一時帯電時の帯電ローラと感光体ドラムの長手方向の電位を示すグラフである。図４（ｂ）は、露光後の感光体ドラムの長手方向の電位を示すグラフである。図４（ｃ）は、クリーニング時の帯電ローラと感光体ドラムの長手方向の電位を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態の感光体ドラムの電位と帯電ローラの電位を１次帯電時、露光後時、クリーニング時のそれぞれの場合で示す表である。図５（ａ）は、汚れがプラスの場合を示し、図５（ｂ）は、汚れがマイナスの場合を示している。
【図６】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す吐き出しシーケンスの詳細動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態において、ドットカウント数の長手分布と、感光体ドラムと帯電ローラの電位の長手分布の一例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるドットカウント数の長手分布と、感光体ドラムと帯電ローラの電位の長手分布の一例を示す図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態において、ドットカウント数の長手分布と、感光体ドラムの周方向の露光オン回数の長手分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す断面説明図である。本実施形態の画像形成装置１００は、転写方式の電子写真プロセスを採用し、更に、接触帯電方式、反転現像方式を採用したレーザビームプリンタの一例である。本実施形態の画像形成装置１００に使用される記録材Ｐの最大サイズはＡ３サイズである。
【００２０】
画像形成装置１００は、回転可能なドラム型の電子写真感光体である感光体ドラム１（像担持体）を有する。感光体ドラム１は、図１の矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体ドラム１の回転方向に沿って、その周囲には、次の各画像形成プロセス手段が配置されている。
【００２１】
感光体ドラム１の回転方向に沿って、その周囲には、感光体ドラム１の表面に接触して帯電する帯電ローラ２（帯電部材）が設けられている。更に、感光体ドラム１の表面を現像する現像装置４（現像手段）が設けられている。更に、感光体ドラム１の表面で現像された画像を記録材Ｐに転写する転写ローラ５（転写手段）が設けられている。更に、感光体ドラム１の表面上をクリーニングするクリーニング装置７（クリーニング手段）が設けられている。
【００２２】
更に、帯電ローラ２と現像装置４との間で図１の上方には、帯電ローラ２により帯電された感光体ドラム１の表面を露光するレーザスキャナ３（露光手段）が設けられている。現像装置４はレーザスキャナ３により感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する。
【００２３】
更に、感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成される転写ニップ部ｄよりも記録材Ｐの搬送方向（図１の左から右に向かう方向）下流側には、記録材Ｐ上に形成された画像を定着する定着装置６（定着手段）が設けられている。
【００２４】
（感光体ドラム）
本実施形態の感光体ドラム１は、外径直径が３０ｍｍの負帯電性のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；有機光半導体）から構成される円筒形状の有機感光体である。モータ等の駆動装置（駆動手段）により２１０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図１の矢印Ｒ１方向に回転駆動される。
【００２５】
感光体ドラム１は、アルミニウム製のシリンダからなる導電性を有するドラム基体の表面に光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層が設けられている。更に、その外周には、光電荷発生層と、電荷輸送層とが設けられている。これらの三層を基体から順に塗布して構成されている。
【００２６】
（帯電ローラ）
帯電ローラ２は、導電性の芯金の両端部がそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持される。更に、一端が画像形成装置１００本体の装置フレームに係止された押圧ばね２ｅ（付勢手段）によって芯金の両端部がそれぞれ感光体ドラム１の中心方向に付勢されて感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。
【００２７】
帯電ローラ２は、感光体ドラム１の回転駆動に従動して矢印Ｒ２方向に回転する。感光体ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電ニップ部ａである。
【００２８】
帯電ローラ２の芯金には、帯電ローラ２に対して感光体ドラム１の表面との間で放電を生じさせる帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源１８（帯電バイアス印加手段）により所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより感光体ドラム１の表面が所定の極性及び電位に接触帯電処理される。
【００２９】
本実施形態では、画像形成中には、帯電バイアス電圧として、直流電圧Ｖ１１ｄｃと交流電圧Ｖ１２ａｃとの重畳電圧を帯電ローラ２に印加する。本実施形態では、感光体ドラム１の表面は、−５００Ｖの暗電位Ｖｄに一様に接触帯電処理される。
【００３０】
帯電ローラ２には、帯電バイアス電圧として、−５１５Ｖの直流電圧Ｖ１１ｄｃと、周波数が２ｋＨｚの交流電圧Ｖ１２ａｃとを重畳した振動電圧が印加される。
【００３１】
本実施形態では、帯電ローラ２の軸方向（長手方向）の長さは、３２０ｍｍであり、支持部材となる芯金の外周に下層と、中間層と、表層とを下から順次に積層した三層で構成される。下層は、帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層は、感光体ドラム１の表面上にピンホール等があっても放電によるリークが発生するのを防止するための保護層である。
【００３２】
本実施形態の帯電ローラ２の芯金は、外径直径が６ｍｍのステンレス丸棒を採用している。また、下層は、カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｄｉｅｎｅ  Ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ；エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）で構成される。更に、比重が０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値が１×１０２Ωｃｍ〜１×１０９Ωｃｍ、層厚が３．０ｍｍである。
【００３３】
また、中間層は、カーボン分散のＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ；ニトリルブタジエンゴム）系ゴムで構成される。更に、体積抵抗値が１×１０２Ωｃｍ〜１×１０５Ωｃｍ、層厚が７００μｍである。
【００３４】
また、表層は、フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散した体積抵抗値が１×１０７Ωｃｍ〜１×１０１０Ωｃｍである。更に、表面粗さとしてＪＩＳ規格の１０点平均表面粗さＲａが１．５μｍ、層厚が１０μｍである。
【００３５】
（レーザスキャナ）
半導体レーザを用いたレーザスキャナ３（露光手段）は、図示しない画像読取装置等のホスト処理から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。帯電ローラ２により一様に帯電処理された感光体ドラム１の表面上の露光位置ｂにおいてレーザ光Ｌが走査露光される。感光体ドラム１の表面は、レーザ光Ｌが照射された部分の電位が低下する。これにより感光体ドラム１の表面には、レーザ光Ｌにより走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００３６】
（現像装置）
本実施形態の現像装置４（現像手段）は、二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置により構成される。現像装置４は、レーザスキャナ３によりレーザ光Ｌが照射された感光体ドラム１の表面の露光部分（明部）にトナーを付着させる。これにより感光体ドラム１の表面上の静電潜像を反転現像してトナー画像が形成される。
【００３７】
なお、本実施形態の現像方式は、二成分磁気ブラシ現像方式であるが、この他にも、一成分磁性ネガトナーを用いた一成分反転ジャンピング現像方式等も好適に用いることが出来る。
【００３８】
現像装置４は、感光体ドラム１の表面上の露光により電荷が減衰した部分に感光体ドラム１の表面の帯電電位Ｖ１と同極性に帯電したトナーを付着させて現像を行う。現像装置４は、図１に示すように、現像剤容器４ａの一部に設けられた開口部に現像剤担持体となる非磁性の現像スリーブ４ｂが回転可能に設けられている。現像スリーブ４ｂの内部には、固定式のマグネットローラ４ｃが内包されている。
【００３９】
（現像剤）
現像剤容器４ａ内の現像剤４ｅは、非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物からなる二成分現像剤として構成されている。現像剤容器４ａ内に収容された現像剤４ｅは、現像剤容器４ａ内に設けられた二つの撹拌部材４ｆの回転によって均一に撹拌されながら現像スリーブ４ｂに向けて搬送される。撹拌部材４ｆの回転により現像スリーブ４ｂに向けて搬送された現像剤４ｅは、規制ブレード４ｄにより薄層状に規制されながら現像スリーブ４ｂの表面上にコーティングされる。現像スリーブ４ｂの回転により現像スリーブ４ｂの表面にコーティングされた現像剤４ｅを感光体ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。
【００４０】
本実施形態では、現像剤４ｅに含まれる磁性キャリアは、体積抵抗値が約１０１３Ωｃｍ、平均粒径は４０μｍである。現像剤４ｅに含まれるトナーは、粉砕法によって製造された平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して流動性改善等のために１０〜５００ｎｍの酸化ケイ素や酸化チタンを外添したものを用いた。またこのトナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤４ｅとして用いた。このトナーは、磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【００４１】
現像剤容器４ａ内のトナーは、画像形成に使用されて消費される。そのため現像剤容器４ａ内のトナー濃度は、濃度センサ(不図示）によって検知され、その検知情報に基づいて、トナーホッパー４ｇから消費量を補う適正量のトナーを現像剤容器４ａ内に補給して現像剤容器４ａ内のトナー濃度を一定に調整する。
【００４２】
現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて、感光体ドラム１との最近接距離を３００μｍに保持した状態で感光体ドラム１に近接して対向して設けられている。現像スリーブ４ｂは、その表面が現像部ｃにおいて感光体ドラム１の表面の図１の矢印Ｒ１方向で示す移動方向とは逆方向（図１の矢印Ｒ４方向）に移動するように回転駆動される。
【００４３】
現像スリーブ４ｂには、現像バイアス電源１９から所定の現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、現像時に現像スリーブ４ｂに印加する現像バイアス電圧は、直流電圧Ｖ１９ｄｃと交流電圧Ｖ１９ａｃとを重畳した振動電圧により構成される。本実施形態では、−３２０Ｖの直流電圧Ｖ１９ｄｃと、周波数が８ｋＨｚでピーク間電圧Ｖ１９ｐｐが１８００Ｖの交流電圧Ｖ１９ａｃとを重畳した振動電圧である。
【００４４】
（転写ローラ）
転写ローラ５（転写手段）は、感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力で当接して転写ニップ部ｄを形成している。転写ローラ５は、感光体ドラム１の回転方向（図１の矢印Ｒ１方向）に対して順方向（図１の矢印Ｒ５方向）に回転する。転写ローラ５には、転写バイアス電源２０から転写バイアス電圧が印加される。
【００４５】
本実施形態では、転写ローラ５に対してトナーの正規の帯電極性である負極性とは逆極性となる正極性の転写バイアス電圧（＋５００Ｖ）が印加される。これにより転写ニップ部ｄに搬送される記録材Ｐに感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像が転写される。
【００４６】
（定着装置）
定着装置６（定着手段）は、回転可能な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとを有している。定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間の定着ニップ部で記録材Ｐを挟持搬送しながら記録材Ｐの表面に転写されたトナー画像を加熱及び加圧して熱定着する。
【００４７】
（クリーニング装置）
クリーニング装置７（クリーニング手段）は、感光体ドラム１の表面に摺擦して転写後に残留した転写残トナーを掻き取ってクリーニングするクリーニングブレード７ａ（クリーニング部材）を有する。クリーニングブレード７ａは感光体ドラム１の表面に接触して感光体ドラム１の表面を研磨する。
【００４８】
記録材Ｐに対してトナー画像を転写した後の感光体ドラム１の表面上の当接部ｅにおいてクリーニングブレード７ａの先端が当接する。感光体ドラム１が図１の矢印Ｒ１方向に回転することで感光体ドラム１の表面がクリーニングブレード７ａにより摺擦される。これにより感光体ドラム１の表面上に付着した転写残トナーが除去されて清浄面化された後、繰り返して画像形成に供される。
【００４９】
（前露光装置）
本実施形態の画像形成装置１００は、図１の矢印Ｒ１方向で示す感光体ドラム１の回転方向（表面移動方向）において、クリーニング装置７よりも下流で、且つ、帯電ローラ２よりも上流に前露光装置８（前露光手段）が設けられている。
【００５０】
前露光装置８は、感光体ドラム１の表面に光を照射して転写後の感光体ドラム１の表面を除電処理する。前露光装置８は、転写工程後に感光体ドラム１の表面に残っている残留電荷を光照射によって除電処理し、帯電ローラ２による帯電工程前の感光体ドラム１の表面の帯電電位Ｖ１をゼロ近傍の一定の電位に設定する。また、感光体ドラム１、帯電ローラ２、レーザスキャナ３、現像装置４、転写ローラ５、定着装置６、前露光装置８は、コントローラ部９（図１に不図示）によって制御される。
【００５１】
（コントローラ部）
図２は本実施形態の画像形成装置におけるコントローラ部９（電位差付加手段）のブロック図である。
【００５２】
コントローラ部９は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、モータ類９４、高圧制御ユニット９５を有している。
【００５３】
ＣＰＵ９１は画像形成装置全体の制御を行うであり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶した読み取り専用メモリであるＲＯＭ９２からプログラムを順次読み取り、実行する。ＲＡＭ９３は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置である。モータ類９４は、給紙系、搬送系、光学系の駆動を行う。高圧制御ユニット９５は、ＣＰＵ９１の指示に従って、帯電ローラ２、現像装置４、転写ローラ５、定着装置６へ高電圧を出力する。なお、レーザスキャナ３は、ＣＰＵ９１の指示に従って感光体ドラム１上に静電像を形成する。
【００５４】
（ドットカウント動作）
また、コントローラ部９では、記録材Ｐの印字枚数をカウントし、ＲＡＭ９３にカウント数を記憶させることが出来る。また、レーザスキャナ３が静電潜像形成時に露光した回数をカウント（積算）し（ドットカウント）、ＲＡＭ９３にドットカウント数を記憶させることが出来る。本実施形態では、ドットカウントにより帯電ローラ２の長手の汚れ量を予測する。
【００５５】
図３は、ドットカウント動作を説明する図である。
【００５６】
同図に示すように、ドットカウント動作において、主走査方向（第１の走査方向）１〜ｍ番目の露光位置それぞれについて、副走査方向（第２の走査方向）において主走査方向が繰り返される際に露光された回数Ｄｍをカウントし記憶する。印字枚数が一定以上になった時、１〜ｍ番目の露光位置それぞれにおいて累積し記憶されたドットカウント数Ｄｍを確認し、吐き出しシーケンス実行時にカウント数に応じた吐き出し力を設定する。なお、主走査方向は、感光体ドラム１の長手方向であり、副走査方向は、感光体ドラム１の周方向である。
【００５７】
すなわち、本実施形態では、印字の少ない部分、すなわち主走査方向１〜ｍ番目の露光位置のうち露光回数（露光量）が少なく、ドットカウント数Ｄｍが少ない部分に汚れが付着していると考える。これは、白地部はトナーが現像されない代わりにトナー表面の酸化ケイ素等の小径（１０〜５００ｎｍ）の外添剤が現像され、クリーニングブレード７ａと感光体ドラム１の間にトナーが少ない場合は、これらの小径外添剤がすり抜けるためである。そのため吐き出しシーケンス中では、ドットカウント数Ｄｍの多い部分は吐き出し量を少なく、ドットカウント数Ｄｍの少ない部分は吐き出し量を多くし、長手方向で吐き出し量に分布をつける。
【００５８】
（電位コントラスト付加動作）
図４は、本実施形態の電位コントラスト付加動作の概要を示す図である。図４（ａ）は、一時帯電時の帯電ローラ２と感光体ドラム１の長手方向の電位を示すグラフである。図４（ｂ）は、露光後の感光体ドラム１の長手方向の電位を示すグラフである。図４（ｃ）は、クリーニング時の帯電ローラ２と感光体ドラム１の長手方向の電位を示すグラフである。
【００５９】
トナー表面のケイ素は帯電系列上ネガに帯電され易いので、ここでは帯電ローラ２に付着している汚れの極性がマイナスであると考える。帯電ローラ２に付着した汚れを吐き出すために、以下のようなステップを踏んだ吐き出しシーケンスを実施する。
【００６０】
［ステップ１］一次帯電ステップ（図４（ａ））
帯電ローラ２にバイアスを印加し、感光体ドラム１を帯電させる。
【００６１】
［ステップ２］露光ステップ（図４（ｂ））
帯電させた感光体ドラム１の表面を、汚れ量に応じて露光オン・オフする。ここでは、汚れ量の多い位置に露光する。
【００６２】
［ステップ３］クリーニングステップ（図４（ｃ））
帯電ローラ２に、ステップ１で帯電させた感光体ドラム１の電位と同程度のバイアスを印加し、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間に電位コントラストΔＶをつける。ここで、ステップ２で露光した汚れ量の多い部分では、ΔＶが大きいため、汚れの吐き出し量が多くなる。ステップ２で露光していない汚れ量の少ない部分では、ΔＶが小さいため、汚れの吐き出し量が少なくなる。これにより、汚れの付着量の均一化が可能となり、画像濃度ムラが抑えられる。長手の汚れの付着量分布状況を検知あるいは予測することにより、上述のように汚れ量に応じた吐き出し量の設定をすることが出来る。
【００６３】
以上の動作では、帯電ローラ２に付着している汚れの極性がマイナスの場合を述べたが、汚れの極性がプラスの場合にも適用することが可能である。
【００６４】
図５は、感光体ドラム１の電位（ドラム電位ＶＤ）と帯電ローラ２の電位（ＣＲ電位）を１次帯電時、露光後時、クリーニング時のそれぞれの場合で示す表である。なお、図５（ａ）は、汚れがプラスの場合を示し、図５（ｂ）は、汚れがマイナスの場合を示している。
【００６５】
同図に示すように帯電ローラ２と感光体ドラム１の電位の高低関係を図５（ａ）、図５（ｂ）のようにすることで、汚れの極性に関わらず上述の電位コントラスト付加動作を実行することができる。
【００６６】
すなわち、汚れの極性がプラスの場合は、
［ステップ１］一次帯電ステップ
帯電ローラ２にバイアスを印加し、感光体ドラム１を帯電させる。
【００６７】
［ステップ２］露光ステップ
汚れ量の少ない位置に露光する。
【００６８】
［ステップ３］クリーニングステップ
帯電ローラ２に、［ステップ２］で露光させた部分の感光体ドラム１の電位と同程度のバイアスを印加し、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間に電位コントラストΔＶをつける。［ステップ２］で露光した汚れ量の少ない部分では、ΔＶが小さいため、汚れの吐き出し量が少なくなる。［ステップ２］で露光していない汚れ量の多い部分では、ΔＶが大きいため、汚れの吐き出し量が多くなる。これにより、汚れの付着量の均一化が可能となり、画像濃度ムラが抑えられる。
【００６９】
図６は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００７０】
同図に示すように、ドラムカートリッジの使用を開始したら（ステップＳ６０１）、ドットカウントと枚数カウントを開始する（ステップＳ６０２）。
【００７１】
枚数カウントＮが１０００枚未満の場合は（ステップＳ６０３）、吐き出しシーケンスは作動させず、通常動作を継続する（ステップＳ６０７）。枚数カウントＮが１０００枚以上の場合は（ステップＳ６０３）、ドットカウント数Ｄｍを確認し、吐き出しシーケンスの要・不要を確認する（ステップＳ６０４）。
【００７２】
すなわち、ｍ個のＤｍのうち、ドットカウント数が最大のもの（Ｄｍ（ＭＡＸ））から最小のもの（Ｄｍ（ｍｉｎ））のカウント数を減算する（ステップＳ６０４）。そして、Ｄｍ（ＭＡＸ）とＤｍ（ｍｉｎ）のカウント数の差が一定以下（ここでは４０万回以下）の場合、濃度ムラが発生するおそれは低いと判断し、吐き出しシーケンスは実行せず（ステップＳ６０４）、通常動作を継続する（ステップＳ６０７）。
【００７３】
ステップＳ６０４において、Ｄｍ（ＭＡＸ）とＤｍ（ｍｉｎ）のカウント数の差が一定以上（ここでは４０万回以上）の場合、濃度ムラが発生するおそれがあると判断し、吐き出しシーケンスを実行する（ステップＳ６０５）。
【００７４】
吐き出しシーケンスを実行後は、ドットカウント数Ｄｍと枚数カウントをリセットし（ステップＳ６０６）、通常動作に戻る（ステップＳ６０７）。
【００７５】
通常動作に移行した後は、再びドットカウントと枚数カウントを開始し、ステップＳ６０２からステップＳ６０７を繰り返す。
【００７６】
図７は、図６に示す吐き出しシーケンス（ステップＳ６０５）の詳細動作を示すフローチャートである。
【００７７】
なお、以下では、帯電ローラ２に付着した汚れの極性がマイナスである場合について説明をするが、汚れの極性がマイナスである場合についても電位等を変更等することで同様に行うことができる。
【００７８】
吐き出しシーケンス実行が必要と判断されると、感光体ドラム１の空回転をスタートし、帯電ローラ２への一次帯電バイアスの印加を開始する。帯電バイアスの印加時間は、帯電ローラの１周分とする。（ステップＳ７０１）
次に、主走査方向１番目からｍ番目の露光位置それぞれについて、ステップＳ７０１で帯電させた感光体ドラム１の表面に対しての露光オン・オフを決めるために、点線内のシーケンスを実行する。
【００７９】
まず、Ｄｍ（ＭＡＸ）と１番目の露光位置のドットカウント数Ｄｍの差が一定以上（ここでは４０万回以上）であるかどうかを確認する（ステップＳ７０２）。本実施形態では、印字の少ない部分、すなわち露光回数が少なくドットカウント数Ｄｍが少ない部分に汚れが付着していると考える。そのため、Ｄｍ（ＭＡＸ）と１番目の露光位置のドットカウント数Ｄｍの差が一定以内である場合は（ステップＳ７０２）、汚れ量が少ないと考える。そしてこの場合には、１番目の露光位置の吐き出しシーケンス中の感光体ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差ΔＶが小さくなるよう、露光をオフとする（ステップＳ７０３）。
【００８０】
一方、Ｄｍ（ＭＡＸ）と１番目の露光位置のドットカウント数Ｄｍの差が一定以上である場合は（ステップＳ７０２）、汚れ量が多いと考え、１番目の露光位置の吐き出しシーケンス中の感光体ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差ΔＶが大きくなるよう、露光をオンとする（ステップＳ７０４）。
【００８１】
点線内の動作（スッテプＳ７０２〜Ｓ７０４）をｍ個の露光位置それぞれについて行い、それぞれの露光位置における一時帯電後の露光オン・オフを決定し、実行する。
【００８２】
感光体ドラム１上の一次帯電された周方向位置が再度帯電ローラ２の位置に戻ってきた時、クリーニング時の帯電バイアスを印加し、汚れの吐き出しを行う（ステップＳ７０５４）。帯電バイアスの印加時間は、一次帯電を行った帯電ローラ２の一周分とする。
【００８３】
吐き出しを行った後、感光体ドラム１の空回転を停止し、帯電バイアスをする（ステップＳ７０６）
図８は、ドットカウント数Ｄｍの長手分布と、感光体ドラム１と帯電ローラ２の電位の長手分布の一例を示す図である。
【００８４】
同図に示すように、Ｄｍ（ＭＡＸ）とのドットカウント数Ｄｍの差が一定以内である位置では、汚れ量が少ないと考え、吐き出しシーケンス中の露光をオフし、一次帯電した時の電位を維持する。Ｄｍ（ＭＡＸ）とのドットカウント数Ｄｍの差が一定以上である位置では、汚れ量が多いと考え、吐き出しシーケンス中の露光をオンし、一次帯電した時の電位より低い電位にする。
【００８５】
この後、帯電ローラ２にクリーニング時バイアスを印加すると、汚れ量が少なく露光をオフした部分では、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差ΔＶが小さくなり、吐き出し量が少なくなる。一方、汚れ量が多く露光をオンした部分では、ΔＶが大きくなり、吐き出し量が多くなる。これにより、汚れの付着量の均一化が可能となり、画像濃度ムラが抑えられる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置では、吐き出しシーケンス中の感光体ドラム−帯電ローラ間の電位コントラストを汚れ具合に合わせて長手方向の位置で変化させる。汚れの吐き出し量を長手方向で変化させるので、高いバイアスを印加し汚れを取りきらなくとも、汚れムラを小さくし画像濃度ムラを抑制することが可能になる効果がある。
【００８７】
以上の実施形態では、１０００枚印字毎に長手ムラ改善の吐き出しシーケンスを実施している。これに加えて、従来技術のように高いバイアスを印加し汚れを取りきるモードを、例えば１００００枚印字毎に加えることで、ドラムカートリッジ寿命への影響を少なく画像濃度ムラ及び濃度の経時変化を抑えることが出来る。
【００８８】
なお、本実施形態では電位差を付与させる手段として感光体ドラム１−帯電ローラ２間の電位コントラスト形成に潜像形成のためのレーザスキャナ３を用いたが、帯電ローラ２よりも上流で感光体ドラム１の除電を行う前露光装置８を使用しても良く、感光体ドラム１を部分的に帯電させる、あるいは一様に帯電した感光体ドラムを部分的に除電することが可能なものであれば適用することが可能である。
また、本実施形態ではドットカウントにより帯電ローラ２の長手の汚れ量を判定しているが、反射型センサなどによって判定してもよい。
【００８９】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ドットカウント数Ｄｍに応じて吐き出しシーケンス中の露光オン・オフを決定したが、ドットカウント数Ｄｍに応じて吐き出しシーケンス中の露光のレーザーパワーを変化させ、長手のΔＶを汚れ付着量に応じて連続的に変化させても良い。
【００９０】
図９は、本実施形態におけるドットカウント数Ｄｍの長手分布と、感光体ドラム１と帯電ローラ２の電位の長手分布の一例を示す図である。
【００９１】
同図に示すように、ドットカウント数Ｄｍが多い位置では汚れ量が少ないと考え、吐き出しシーケンス中の露光のレーザーパワーを弱くし、感光体ドラム１の電位の減少を抑える。ドットカウント数Ｄｍが少ない位置では汚れ量が多いと考え、吐き出しシーケンス中の露光のレーザーパワーを強くし、感光体ドラム１の電位の減少を大きくする。
【００９２】
この後、帯電ローラ２にクリーニング時バイアスを印加すると、汚れ量が少なく露光のレーザーパワーを弱くした部分では、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差ΔＶが小さくなり、吐き出し量が少なくなる。一方、汚れ量が多く露光のレーザーパワーを強くした部分では、ΔＶが大きくなり、吐き出し量が多くなる。これにより、汚れの付着量の均一化が可能となり、画像濃度ムラが抑えられる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態に比べ帯電ローラ２の汚れムラに対して細かくΔＶを制御しているので、より汚れムラを均一にし、画像の濃度ムラを抑えることが出来る。
【００９４】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、ドットカウント数Ｄｍに応じて吐き出しシーケンス中の露光オン・オフを決定した。
【００９５】
本実施形態では、ドットカウント数Ｄｍに応じて吐き出しシーケンス中の感光体ドラム１の周方向の露光オン回数を変化させ、長手のΔＶを汚れ付着量に応じて連続的に変化させている。
【００９６】
図１０は、本実施形態において、ドットカウント数Ｄｍの長手分布と、感光体ドラム１の周方向の露光オン回数Ｌの長手分布の一例を示す図である。ドットカウント数Ｄｍが多い位置では汚れ量が少ないと考え、吐き出しシーケンス中の感光体ドラム１の周方向の露光オン回数Ｌを少なくし、感光体ドラム１の電位が減少する回数を少なくする。ドットカウント数Ｄｍが少ない位置では汚れ量が多いと考え、感光体ドラム１の周方向の露光オン回数Ｌを多くし、感光体ドラム１の電位が減少する回数を多くする。露光オン回数Ｌは、感光体ドラム１の表面にストライプ状に露光オンの領域と露光オフの領域を配置したり、感光体ドラム１の表面に設定した升目状のアドレスに対して露光オンの部分と露光オフの部分を配置したりして調整する事が可能である。
【００９７】
この後、帯電ローラ２にクリーニング時バイアスを印加すると、汚れ量が少なく感光体ドラム１の周方向の露光オン回数Ｌを少なくした部分では、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差ΔＶが大きくなる回数が少なくなり、吐き出しの回数が少なくなる。一方、汚れ量が多く感光体ドラム１の周方向の露光オン回数Ｌを多くした部分では、ΔＶが大きくなる回数が多くなり、吐き出しが起こる回数が多くなる。これにより、汚れの付着量の均一化が可能となり、画像濃度ムラが抑えられる。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態に比べ帯電ローラ２の汚れムラに対して細かくΔＶを制御しているので、より汚れムラを均一にし、画像の濃度ムラを抑えることが出来る。また、第２実施形態のようにレーザーパワーが可変である必要がないので、より簡易な構成で可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１…感光体ドラム
２…帯電ローラ
３…レーザスキャナ
４…現像装置
９…コントローラ部
９１…ＣＰＵ
９２…ＲＯＭ
９３…ＲＡＭ
【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】
2017207685.tif 000008
【図７】
2017207685.tif 000009
【図８】
2017207685.tif 000010
【図９】
2017207685.tif 000011
【図１０】
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