JP2016045305A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】除電光の光量を最適制御することで残像を抑制し、感光体の光疲労や劣化を抑制してその長寿命化を図る。【解決手段】画像形成装置は除電能力調整モードを有する。このモードでは、感光体３Ｋの１周目でベタパッチ部とブランク部を形成し、２周目でハーフトーンパッチ部を形成する。ハーフトーンパッチ部におけるベタパッチ部であった個所の第１表面電位とブランク部であった個所の第２表面電位との電位差を検知する。当該電位差が所定値を超えているときは、当該電位差が所定値以下になるまで除電ランプ２２Ｋの光量を増大させた後に印刷動作を開始する。同様に、中間転写ベルト４１上のトナー付着量の差に基いて除電能力調整モードを実行することもできる。【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、本発明は、コピー、プリンタなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に像担持体の表面電位差又はトナー付着量差によりゴースト画像（ポジ残像・ネガ残像）の発生を防止するように作像条件を補正する機能を有する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、次のようなプロセスで画像を形成するのが一般的である。即ち、まず、帯電装置によって一様帯電せしめた感光体等の像担持体に対して光走査などによる書込処理を施して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像する。次いで、現像によって得られたトナー像を、像担持体上から記録紙や中間転写体等の転写体に転写する。転写処理後の像担持体には残留電荷が存在するが、この残留電荷は除電ランプ等の除電手段によって取り除かれる（特許文献１〜４参照）。

かかる光源等は、図１に示される工程の他に光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体に光が照射される。

像担持体を除電手段によって除電するのは、次に説明する理由からである。即ち、転写工程を経た後の像担持体には静電潜像の履歴がある。静電潜像の履歴が存在する状態では、帯電手段による一様帯電処理を施しても、像担持体の電位が一様になり難い。

静電潜像の履歴が残ったままで一様電位になっていない像担持体に対して、後続の画像が形成されると、その画像のベタ部に、先の画像の残像が発生してしまう。このような残像の発生を回避する目的から、転写工程を経た後の像担持体を除電して初期状態に復帰させている。

従来の画像形成装置は前述のように除電ランプ等によって静電潜像の履歴を消去しているが、印刷内容によっては前回印刷時の残像が印刷されてしまうことがあった。すなわち、例えばベタ画像などの高階調画像を形成した直後にハーフトーン画像などの低階調画像を印刷した場合、当該低階調画像に前回印刷時の高階調画像の残像が残ってしまうことがあった。

特許文献１〜４に記載の発明はこのような残像が発生しないように様々な対策を取っているが、印刷内容に関わらず常に効果的に残像を抑制することができるまでには至っていない。なお、残像抑制や帯電ムラの防止に関する技術としては、例えば特許文献５や特許文献６が知られている。特許文献５は除電光の光量を大きくすることで残像電位差を低減して残像を抑制する。特許文献６はハーフトーンでの帯電ムラによるゴースト（残像）発生を検知して作像条件を補正する。

しかし、特許文献５の発明で除電光の光量を大きくすると、当該除電光により感光体の光疲労や劣化が進行してその寿命を短縮化する原因となる。また、特許文献６は作像条件を補正するが、複数の作像条件を最適補正することは容易ではない。また特許文献７（００２０段）のように除電光を帯電部に直接照射する方法も知られているが、除電光の光量制御は難しく、過度の除電光を照射すると感光体寿命が短縮化するおそれがあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、除電光の光量を最適制御することで印刷内容に関わらず常に効果的に残像を抑制し、かつ、除電光による感光体の光疲労や劣化を抑制してその長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、
潜像を担持し回転可能な像担持体と、前記像担持体の周面を一様に帯電する帯電手段と、前記像担持体の周面を露光することにより当該周面に前記潜像を書込む書込み手段と、前記潜像をトナーによってトナー像として顕像化する現像手段と、前記トナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の周面を前記帯電手段と前記像担持体との間の帯電部の位置で除電する除電手段と、前記書込み手段と前記現像手段との間に配置されて前記像担持体の周面の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記除電手段の除電能力を増減制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
前記画像形成装置の印刷動作を開始する前に、前記書込み手段が、前記像担持体の１周目の周面にフル露光したベタパッチ部と露光しないブランク部とを形成し、かつ、前記転写手段による転写と前記帯電手段による帯電を行った後の前記像担持体の２周目の周面に前記ベタパッチ部と前記ブランク部が形成されていた個所に重ねてハーフトーンパッチ部を形成し、
前記表面電位検知手段は、前記ハーフトーンパッチ部における前記ベタパッチ部であった個所の第１表面電位と前記ブランク部であった個所の第２表面電位との電位差を検知し、
当該電位差が所定値を超えているときは、前記制御手段が、当該電位差が所定値以下になるまで前記除電手段の除電能力を増大させた後に印刷動作を開始する除電能力調整モードを有することを特徴とする画像形成装置である。

前記電位差が所定値以下になるまで除電手段の除電能力を増大させることに代えて、中間転写体のトナー付着量差が所定値以下になるまで除電手段の除電能力を増大させてもよい。

本発明によれば、像担持体の１周目で形成したベタパッチ部とブランク部に２周目でハーフトーンパッチ部を形成し、当該ハーフトーンパッチ部におけるベタパッチ部とブランク部の電位差に基いて残像発生の有無を検知することができる。そして、当該電位差が所定値以下になるように除電光の光量を最適制御することで印刷内容に関わらず常に効果的に残像を抑制し、かつ、除電光による感光体の光疲労や劣化を抑制してその長寿命化を図ることができる。また、中間転写体のトナー付着量差を検知することでより適切な除電光量制御が可能となり、より確実な残像抑制と、より確実な感光体光疲労・劣化の抑制と長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの全体構成を示す概略構成図である。 画像形成装置に使用する画像形成ユニットの概略側面図である。 画像形成装置に使用する画像形成ユニットの概略側面図である。 画像形成装置に使用する画像形成ユニットの概略側面図である。 除電工程を示す図である。 感光体の走行距離に対する感光体の残留電位の変化を示す図である。 感光体上に形成したベタパッチとハーフトーンパッチの図である。 中間転写ベルト上に形成したベタパッチとハーフトーンパッチの図である。 感光体の回転数と感光体の表面電位との関係を示す図である。 感光体の回転数と中間転写ベルト上のトナー付着量との関係を示す図である。 感光体上の残留電位差に基づいた除電光量の制御を示すフロー図である。 現像能力に応じて除電光量を制御するための補正係数を示す図である。 図７Ａのフローに現像能力に応じた除電光量の制御を追加したフロー図である。 中間転写ベルト上のトナー付着量差に基づいた除電光量の制御を示すフロー図である。 トナー付着量検知センサを中間転写ベルトの主走査方向に複数配置した例を示す図である。 デジタルハーフトーン画像パターンの例を示す図である。 実画像のデジタルハーフトーン画像パターンの例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。前述したように、本発明は除電能力調整モードによる除電能力（除電光量）の調整に特徴がある。すなわち、表面電位検知手段により検知した感光体の残留電位差の検知結果、或いは、トナー付着量差検知手段により検知した中間転写体（中間転写ベルト）上のトナー付着量差の検知結果に応じて、適切な光量に増大させた除電光量を帯電ニップ部に照射する。これにより、印刷内容に関わらず常に効果的に残像を抑制し、かつ、除電光による感光体の光疲労（静電疲労）や劣化を抑制してその長寿命化を図る。

感光体の残留電位差の検知結果を使用したものが第１実施形態であり、中間転写ベルト上のトナー付着量差の検知結果を使用したものが第２実施形態である。第１実施形態と第２実施形態は共通する部分が多いので、以下の説明では２つの実施形態を平行して説明することとする。

（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの全体構成を示す概略構成図である。また、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、同プリンタに用いられるブラック画像形成ユニット１Ｋの構成例を示す概略構成図である。

但し、図２Ａは従来の画像形成ユニット１Ｋであり、図２Ｂ、図２Ｃは本発明の実施形態で使用する画像形成ユニット１Ｋである。各画像形成ユニット１Ｋの違いは、除電ランプ２２Ｋの位置、ドラムクリーニング装置１５Ｋの構成、表面電位検知センサ７６の配置である。その他の構成は３つの画像形成ユニット１Ｋで共通である。

図１のプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これら画像形成ユニットは、画像を形成する画像形成物質として互いに異なる色のＹトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同じ構成になっている。

Ｋトナー像を生成するための画像形成ユニット１Ｋを例にすると、画像形成ユニット１Ｋは、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、像担持体としてのドラム状の感光体３Ｋを有する感光体ユニット２Ｋと、感光体３Ｋ上の潜像を現像する現像手段としての現像ユニット７Ｋとを有している。

これらの感光体ユニット２Ｋ及び現像ユニット７Ｋは、画像形成ユニット１Ｋとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能なものである。但し、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット７Ｋを感光体ユニット２Ｋに対して着脱することができる。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中下方には、潜像形成手段としての光書込ユニット２０が配設されている。書込み手段としての光書込ユニット２０は、画像情報に基づいてレーザー光Ｌを、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの一様帯電後の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。

これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向されながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

図１において、光書込ユニット２０の下方には、記録媒体としての記録紙Ｐを供給する第一給紙カセット３１及び第二給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されている。一番上の記録紙Ｐには、第一給紙ローラ３１ａ、第二給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。

第一給紙ローラ３１ａが不図示の駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されると、第一給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。

また、第二給紙ローラ３２ａが不図示の駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されると、第二給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、タイミングローラ対３５が配設されている。タイミングローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップへ向けて送り出す。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中上方には、中間転写体としての中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動させる転写手段としての転写ユニット４０が配設されている。転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第一ブラケット４３、第二ブラケット４４などを備えている。

また、４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、二次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動する。

４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。

中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ各色用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上のＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が重ね合わせられるように一次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という）が形成される。

二次転写手段を構成する二次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された二次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。タイミングローラ対３５が、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させるタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。

中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括して二次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

二次転写ニップを通過しても記録紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト４１に残った転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させ、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

二次転写ニップの図中上方には、記録紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着手段としての定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプなどの発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２を備えている。

定着ベルトユニット６２は、定着部材としての定着ベルト６４、ハロゲンランプなどの発熱源６３ａを内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６などを有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動させる。

この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱された定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト６４のループ外側には、不図示の温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、不図示の定着電源回路に送られる。

定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源６３ａや、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源６１ａに対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が例えば約１４０℃に維持される。

二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして記録紙Ｐは、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４及び加圧加熱ローラ６１によって加熱され、押圧されることにより、フルカラートナー像が記録紙Ｐ上に定着される。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。

なお、転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋ内の各色トナーは、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋそれぞれに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋは、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

（画像形成ユニット）
画像形成ユニットは図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃのように構成されている。図２Ａは従来の画像形成ユニットであり、図２Ｂと図２Ｃの本発明の実施形態で使用する画像形成ユニットの特徴部分を明確化するために図示するものである。各画像形成ユニット１Ｋの違いは、前述したように、除電ランプ２２Ｋの位置、ドラムクリーニング装置１５Ｋの構成、表面電位検知センサ７６の配置である。その他の構成は３つの画像形成ユニット１Ｋで共通である。

（感光体ユニット）
従来の画像形成ユニットを示す図２Ａにおいて、感光体ユニット２Ｋは、感光体３Ｋ、ドラムクリーニング装置１５Ｋ、除電手段としての除電ランプ２２Ｋ、感光体３Ｋの表面を帯電する帯電手段としての帯電装置２３Ｋなどを有している。

感光体３Ｋは、ドラム状の導電性支持体の周面に有機感光層と表面層とが順次積層されたものである。また、有機感光層は、電荷発生層及び電荷輸送層等から構成される。電荷輸送層の厚さは１０〜４０［μｍ］の範囲で、所望の感光体特性に応じて適宜選択される。また、感光体３Ｋにおける導電性支持体と有機感光層との間には、必要に応じて下引き層が形成される。

なお、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層に含む単層型感光体で感光体３Ｋを構成してもよい。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。

ドラムクリーニング装置１５Ｋは、塗布ブラシローラ１７Ｋ、クリーニングブレード１８Ｋ、固形潤滑剤１９Ｋ、回収コイル２０Ｋなどを有している。

塗布ブラシローラ１７Ｋは、金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の導電性繊維からなるブラシローラ部とを有するものである。塗布ブラシローラ１７Ｋは、回転駆動に伴って固形潤滑剤１９Ｋから潤滑剤を粉末状に掻き取った後、感光体３Ｋの表面に塗布する。

この潤滑剤の塗布により、感光体３Ｋの表面には潤滑剤粉末からなる被膜が形成されて、感光体３Ｋとトナーとの付着力を弱めてクリーニング性を向上させたり、感光体３Ｋと、これに当接する各種部材との摺擦力を弱めて感光体３Ｋの長寿命化を図ったりする。

固形潤滑剤１９Ｋとしては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩、カルナウバワックスのような天然ワックス、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂などがある。

除電ランプ２２Ｋは、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。

また、所望の波長域の光のみを照射するために、除電ランプ２２Ｋに、シャープカットフィルタ、バンドパスフィルタ、近赤外カットフィルタ、ダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、色温度変換フィルタなどの各種フィルタを用いることもできる。

帯電装置２３Ｋは、ローラ帯電方式の帯電ローラ２３１Ｋとクリーニングブラシローラ２３２Ｋを有する。帯電ローラ２３１Ｋは、不図示の駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動されている感光体３Ｋの表面を一様帯電させる。

帯電ローラ２３１Ｋは、図示しない導電性支持体である芯金、これの長手方向中央部の周面に被覆されたローラ部、芯金の長手方向両端部にそれぞれ固定された突き当てコロなどから構成されている。芯金には、図示しない電源によって帯電バイアスが印加される。そして、帯電ギャップを介して、導電性のローラ部と感光体３Ｋとの間で放電が発生することで、感光体３Ｋが一様帯電される。

図２Ａの構成例では、不図示の電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電ローラ２３１Ｋを感光体３Ｋに近接させることで、感光体３Ｋを一様帯電させる。帯電ローラ２３１Ｋの代わりに帯電ブラシを感光体３Ｋに当接させてもよい。

また、コロナ帯電方式のスコロトロンチャージャーのように、感光体３Ｋを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置２３Ｋによって一様帯電させた感光体３Ｋの表面は、光書込ユニット２０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。

クリーニングブラシローラ２３２Ｋは、金属製の芯金と、当該芯金の周面に静電植毛された複数の導電性繊維からなるブラシローラ部とを具備している。そして、帯電ローラ２３１Ｋのローラ部に当接しながら、帯電ローラ２３１Ｋの回転に伴って連れ回ることで、帯電ローラ２３１Ｋの周面からトナーを掻き落とす。

現像ユニット７Ｋは、スクリューローラ８Ｋ、トナー濃度検知手段としての透磁率センサ等からなるトナー濃度センサ１０Ｋ、現像ローラ１２Ｋ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１４Ｋ等を有する。現像ユニット７Ｋは、磁性キャリアとマイナス帯電性のＫトナーを有するＫ現像剤（図示せず）を収容している。

スクリューローラ８Ｋは、不図示の駆動手段によって回転駆動され、現像ユニット７Ｋ内のＫ現像剤を紙面に垂直な方向に搬送する。搬送途中のＫ現像剤は、トナー濃度センサ１０Ｋによってそのトナー濃度が検知される。

現像ユニット７Ｋの上部に、現像ローラ１２Ｋが配設されている。現像ローラ１２Ｋは、図中反時計回り方向に回転駆動される非磁性パイプから成る現像スリーブ内にマグネットローラ１３Ｋを内包している。Ｋ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｋの発する磁力によって現像ローラ１２Ｋ表面に汲み上げられる。

そして、現像剤担持体としての現像ローラ１２Ｋと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１４Ｋによって現像剤の層厚が規制された後、当該現像剤は感光体３Ｋと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｋ上のＫ用静電潜像にＫトナーを付着させる。このトナー付着により、感光体３Ｋ上にＫトナー像が形成される。現像によってＫトナーを消費したＫ現像剤は、現像ローラ１２Ｋの回転に伴って現像ユニット７Ｋ内に戻される。

感光体３Ｋ上に形成されたＫトナー像は、中間転写ベルト４１に中間転写される。ドラムクリーニング装置１５Ｋが、中間転写工程を経た後の感光体３Ｋ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｋの表面は、除電ランプ２２Ｋから照射される除電光によって除電される。この除電により、感光体３Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

図１において、他色用の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍにおいても、同様に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ上にＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像が形成されて、中間転写ベルト４１上に中間転写される。

以上が従来の画像形成ユニット１Ｋの概要である。図２Ａの従来の画像形成ユニット１Ｋは、除電ランプ２２Ｋをドラムクリーニング装置１５Ｋの上流側に配置し、一次転写した直後の感光体３Ｋの周面に除電光を照射している。しかし、除電光を帯電タイミングよりも早めに照射すると除電効果が低いことがわかった。そこで図２Ｂ、図２Ｃの画像形成ユニット１Ｋでは、除電ランプ２２Ｋからの除電光Ｌ'を帯電ローラ２３１Ｋの帯電ニップに向けて照射している。

なお、除電ランプ２２Ｋは任意の光学フィルタと組合せることが可能である。光学フィルタとしては、シャープカットフィルタ、バンドパスフィルタ、近赤外カットフィルタ、ダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、色温度変換フィルタのいずれかを使用可能である。

また、図２Ａの画像形成ユニット１Ｋは塗布ブラシローラ１７Ｋ、クリーニングブレード１８Ｋ、固形潤滑剤１９Ｋ、回収コイル２０Ｋなどを有している。しかし、潤滑剤塗布機構である塗布ブラシローラ１７Ｋや固形潤滑剤１９Ｋは、画像形成装置にとって必要不可欠なものではない。

そこで図２Ｂと図２Ｃの画像形成ユニット１Ｋでは、低コスト化のために塗布ブラシローラ１７Ｋや固形潤滑剤１９Ｋを省略してクリーニングブレード１８Ｋのみのドラムクリーニング装置１５Ｋとした。

また、図２Ａと図２Ｂの画像形成ユニット１Ｋは、感光体３Ｋの周面の電位を検知する表面電位検知センサ７６を帯電ローラ２３１Ｋと現像ローラ１２Ｋの間に配置している。これに対して、図２Ｃの画像形成ユニット１Ｋは、図２Ｂの表面電位検知センサ７６をなくしている。

図２Ｃの画像形成ユニット１Ｋは、表面電位検知センサに代えて、図１のように二次転写ローラ５０の直近上流側にトナー付着量検知センサ７７を配置している。つまり、中間転写ベルト４１上のトナー付着量から感光体３Ｋ上の表面電位を検知するものといえる。

トナー付着量検知センサ７７は、感光体３Ｋから中間転写ベルト４１に転写された検知用トナーパターン（トナーパッチ）の正反射光あるいは拡散反射光を光学センサで検知することで、中間転写ベルト４１上のトナー付着量を検知する。

トナー付着量検知センサ７７としては、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子を有する光学センサを使用することができる。中間転写ベルト上のトナーパッチに向けて照射した発光素子の反射光を受光素子で検知し、当該反射光の光量からトナーパッチのトナー付着量を検知する。

光学センサは、一般に、低付着側は比較的感度よく検知できるが、高付着側ではある程度以上の高付着になると、受光素子の検出感度などにより、感度よく検知することができなくなる。すなわち、光学センサには、トナーパッチを感度よく検知することのできる所定の検出範囲がある。

よって、トナー付着量（又は現像γ）を精度よく求めるためには、階調パターンを構成する複数のトナーパッチのトナー付着量が、光学センサにより感度よく検知することのできるトナー付着量検知範囲内で、低付着側から高付着側にかけて、等間隔で分布するのが望ましい。

以上が帯電装置２３Ｋを含む感光体ユニット２Ｋの概要である。帯電装置２３Ｋによって一様帯電せしめられた感光体３Ｋの表面には、レーザー光Ｌによる光走査で静電潜像が形成され、現像ユニット７Ｋとの対向位置である現像領域に進入する。現像ユニット７Ｋは、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いて潜像を現像するようになっている。

（現像ユニット）
現像ユニット７Ｋは、現像ユニット７Ｋの内部に収容している現像剤を撹拌しながら軸線方向に搬送するスクリューローラ８Ｋと、現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌ローラ９Ｋを有する。また現像ユニット７Ｋは、ケーシングに設けられた開口を通して感光体３Ｋに対向した現像スリーブ１２Ｋと、現像スリーブ１２Ｋに先端を接近させたドクターブレード１４Ｋ等を有する。

現像スリーブ１２Ｋは、当該現像スリーブ１２Ｋと同心で配置されて現像スリーブ１２Ｋの表面に担持された現像剤中のトナーを感光体３Ｋに転移させるマグネットローラ１３Ｋを有する。当該マグネットローラ１３Ｋは、現像スリーブ１２Ｋの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有する。

これら磁極は、それぞれスリーブ上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌ローラ９Ｋから送られてくる現像剤を現像スリーブ１２Ｋ表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ１２Ｋの表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。

画像形成ユニット１Ｋは以上のように構成され、現像ユニット７Ｋによる現像で表面にＫトナー像が形成された感光体３Ｋは、回転に伴って後述するＫ用の１次転写ニップに進入する。この１次転写ニップでは、感光体３Ｋ上のＫトナー像が中間転写ベルトのおもて面に１次転写される。

かかる１次転写ニップを通過した後の感光体３Ｋの表面は、除電ランプ２２Ｋによって除電された後、ドラムクリーニング装置１５Ｋによるクリーニング位置に進入する。

感光体３Ｋの周面がクリーニング位置に進入すると、感光体３Ｋの周面の転写残トナーがクリーニングブレード１８Ｋで掻き取られる。この掻き取られた転写残トナーは、回収コイル２０Ｋにより、図の紙面に直交する方向の端部まで搬送される。そして、ドラムクリーニング装置１５Ｋの外部に排出され、図示しない廃トナーボトル内に回収される。

（残像発生のメカニズム）
図３は除電工程を示す図である。図３（ａ）〜（ｃ）が除電処理をしない場合の残像発生メカニズムを示している。図３（ｄ）〜（ｆ）が除電光による除電処理をする場合の残像抑制作用を示している。

図３（ａ）は露光工程の直後を示している。感光体の表面の非画像部（ブランク部）には帯電電荷がほぼそのまま残っているのに対し、中央の画像部（ベタパッチ部）では露光により帯電電荷の大半が中和消失している。このため、像担持体としての感光体の表面電位は、画像部で露光電位Ｖｌ、非画像部で帯電電位Ｖｄとなっている。

図３（ｂ）は転写工程を示している。この転写工程では、トナーの移動が行われる画像のベタ部では、感光体表面電位はＶｌのままである。これに対して非画像部では、転写工程で印加される転写バイアスにより感光体にプラスの電荷が注入されてしまうため、非画像部の感光体表面電位がプラス帯電する。

図３（ｂ）の状態で除電光照射なしで次画像の帯電工程に入ると、図３（ｃ）のように、前画像の非画像部では前画像の転写工程で注入された感光体表面のプラス電荷の影響で帯電電位の絶対値がＶｄよりもΔＶｄ（残像電位）だけ低下する（第１表面電位）。これに
対して前画像の画像部では感光体表面にプラス電荷がないので帯電電位Ｖｄになる（第２表面電位）。

このような静電潜像の履歴が残ったままの状態の感光体３Ｋに対してベタ部を含む次画像が形成されると、当該ベタ部に残像電位差ΔＶｄの大きさに応じた残像が発生してしまう。すなわち図３（ｃ）の場合、次画像のベタ部に残像電位差ΔＶｄに対応して画像濃度が薄いネガ残像が発生してしまう。

なお、転写工程で注入されるプラス電荷量は、転写電流値が大きいほど多いので、転写電流値に対応して残像電位差ΔＶｄも大きくなり、残像はより悪くなる傾向がある。また、帯電電位Ｖｄが低い（絶対値が小さい）ほど残像電位差ΔＶｄは大きく、残像はより悪化する傾向がある。

（除電光による残像抑制作用）
次に、図３（ｄ）〜（ｆ）により除電光による残像抑制作用について説明する。図３（ｄ）は感光体に除電光を照射した直後の状態を示している。同図に示すように、除電光を照射すると電荷発生層（ＣＧＬ層）にマイナス電荷（電子）とプラス電荷（ホール）が一様に発生する。

図３（ｄ）に示すように、感光体の非画像部の表面には前画像の転写工程で転写バイアスによるプラス電荷が注入されている。このため当該プラス電荷により非画像部の帯電電位は低下して電界が弱まっている。したがって、電荷発生層（ＣＧＬ層）から発生したプラス電荷は非画像部では感光体表面側に移動しにくい状態になっている。

一方、前画像の転写工程で感光体の画像部の表面には転写バイアスによるプラス電荷が注入されていない。このため画像部では電界が強く、除電光の照射により発生したプラス電荷が感光体表面に移動しやすい状態になっている。

次に、帯電工程において感光体に対する帯電と除電光照射を同時に行った場合を考える。図３（ｅ）はこの帯電と除電光照射を開始した直後の状態を示したものである。同図に示すように、除電光照射により電荷発生層（ＣＧＬ層）で発生したプラス電荷が、帯電による感光体表面のマイナス電荷により生じた電界により、電荷移動層（ＣＴＬ層）を通って感光体表面側に移動しようとしている。

図３（ｆ）は除電光照射により電荷発生層（ＣＧＬ層）で発生したプラス電荷が感光体表面側に移動した後の状態を示している。図３（ｃ）の除電光照射がない場合、或いは図３（ｆ）の直前の図３（ｅ）と比較すると、画像部と非画像部の電位差ΔＶｄ'が小さくなり（ΔＶｄ'＜ΔＶｄ）、より効率的に残像が改善することが分かる。

なお、図２Ａのように帯電バイアスが掛からない帯電ニップの手前側で除電光Ｌ'を照射しても、電界がかかっていないため、除電光により発生したプラス電荷が感光体表面に移動しにくく、残像の改善効果は小さい。また、除電光により電荷発生層に発生したプラス電荷は時間が経つと消滅してしまうため、電界のかかっている帯電ニップ部に除電光を照射することが残像低減に有効である。

言い換えれば、図２Ａのように帯電ニップ部への除電光の照射を行わない従来の画像形成ユニット１Ｋは、ネガ残像解消に対しては効果がないか極めて少ないことを示している。これに対して、帯電ニップ部への除電光の照射は、ネガ残像に対しても有効である。

前述したように、除電光量Ｌ'を大きくすることで残像発生を抑制可能であるが、除電光量Ｌ'を大きくすると静電疲労による感光体の劣化が加速され、感光体寿命が短縮化するという問題がある。従来の画像形成装置では、図２Ａのように、除電光の照射位置が帯電ニップ部から離れているため、除電光によって発生したプラス電荷を残像電位差縮小のために有効に活用できていなかった。

また、図２Ｂ、図２Ｃのような潤滑剤塗布機構を持たない画像形成ユニットの場合、潤滑剤塗布機構を有する画像形成ユニットよりも電荷発生層（通常０．０５〜２μｍ）の膜厚変動（減少）が大きいので、膜厚に応じた除電光量を照射する必要がある。しかしながら、感光体の膜厚減少に正確に対応して除電光量を変える（光量増大）ことは容易ではない。

（帯電ニップ部に対する除電光照射）
そこで、図２Ｂ、図２Ｃのように、除電ランプによる除電光照射を、除電光Ｌ'１のように、帯電ニップ部を狙って照射することとした。帯電ニップ部を狙って照射される当該除電光Ｌ'１は、電位差検知制御により検知した残留電位の電位差の検知結果に応じて、残像の発生しない適切な除電光量に制御される。

（残留電位の推移）
図４は従来例と本発明の実施形態の感光体３Ｋ上の残留電位の推移を示したものである。本発明の実施形態は従来よりも適切な除電光量を与えることができるため、同じ大きさの除電光量で残留電位差を経時にわたって小さく維持できており、除電光による感光体３Ｋの経時劣化を抑制可能であることがわかる。

（ベタパッチ部とハーフトーンパッチ部）
図５Ａと図５Ｂは、それぞれ、第１実施形態と第２実施形態のベタパッチ部とハーフトーンパッチ部を示すものである。図５Ａは、感光体３Ｋの周面上に回転方向にベタパッチ部とハーフトーンパッチ部を順番に形成している。両パッチ部以外の白地はブランク部（白紙部）である。

ベタパッチ部が回転方向前側に位置し、ハーフトーンパッチ部が回転方向後側に位置する。ベタパッチ部とハーフトーンパッチ部の間隔は、感光体３Ｋの１周期（１周長）分の距離である。１周期（１周長）分の距離をあけるのは、ベタパッチとハーフトーンパッチを重ね合わせることで残像発生の有無を確認するためである。

また、図５Ａに示すように表面電位検知センサ７６は感光体３Ｋの主走査方向中央に配置し、図５Ｂに示すようにトナー付着量検知センサ７７は中間転写ベルト４１の幅方向中央に配置する。なお、表面電位検知センサ７６やトナー付着量検知センサ７７は、一箇所だけでなく複数箇所に配置してもよい。例えばトナー付着量検知センサ７７は図８で後述するように、中間転写ベルト４１の幅方向三箇所に配置してもよい。

ここで、「ベタパッチ」とは均一濃度の単色画像を形成するために感光体をフル露光して得られた所定寸法の矩形状パッチのことをいう。「ハーフトーンパッチ」とは、均一濃度の単色画像を形成するために感光体をフル露光よりも小さい光量で露光して得られた所定寸法の矩形状パッチのことをいう。図５Ａでは当該パッチは両方とも「潜像パッチ」であり、図５Ｂでは当該パッチは両方とも「トナーパッチ」である。

なお、ハーフトーンパッチは「アナログハーフトーンパッチ」又は「デジタルハーフトーンパッチ」として形成することができるが、ここではアナログハーフトーンパッチを形成するものとする。

（残像原因となる、表面電位差・トナー付着量差の検知）
図６Ａは感光体３Ｋの回転数（周回）と、感光体３Ｋの表面電位との関係を示したものである。図６Ｂは感光体３Ｋの回転数（周回）と、中間転写体のトナー付着量との関係を示したしものである。

感光体３Ｋの１周目の［１］［２］を含む領域で図５Ａ、図５Ｂの黒色ベタパッチ部とブランク部を形成し、２周目の［３］［４］を含む領域で図５Ａ、図５Ｂの黒色ハーフトーンパッチ部を形成している。

図６Ａ、図６Ｂにおいて、感光体３Ｋの２周目のハーフトーンパッチ部で、図３で前述した残像発生メカニズムにより１周目のベタパッチ部の残像が発生する。すなわち図６Ａに示すように、感光体３Ｋの１周目のパターン中の［１］［２］で電位が落ち込んだ箇所の履歴が次の作像時に残る。当該履歴が表面電位差として現れる結果、図６Ｂの［３］［４］のように所定トナー付着量（０．１５ｍｇ／ｃｍ²）よりも薄いトナー付着量（０．１０ｍｇ／ｃｍ²）の残像画像を発生する。

なお、図６Ｂに示すトナー付着量に対し、ベタ画像のように書き込み光量が落ちる場合でも、表面電位にばらつきが生じる。しかし、現像によるトナー付着量の差が生じにくいため、残像画像は現れない。これに対し、ハーフトーン画像では、表面電位差に対してトナー付着量の感度が高いため、現像したときに付着量の差となって、残像画像が発生する。

当該残像の程度は、電位差（ΔVl₃、ΔVl₄）乃至トナー付着量差（ΔＭ／Ａ₁、ΔＭ／
Ａ₂）に比例する。ここで表面電位は、例えばトレック（Ｔｒｅｋ）表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４を用いて測定することができる。またトナー付着量は、光学センサによって測定することができる。このように、表面電位計や光学センサで電位差やトナー付着量差を検知することで、印刷前に残像発生有無を検知することができる。なお、本条件では、感光体２周目のベタ部に対応する部分の付着量は少ないが、作像条件が異なる場合は、付着量が多くなる場合もある。

（除電能力調整モード）
以上のように、ベタパッチ部とハーフトーンパッチ部の電位差又はトナー付着量差の大きさにより、残像発生の有無を検知することができる。図７Ａ、図７Ｃ、図７Ｄは、このことを利用して画像形成装置の印刷前に除電光を光量制御するフロー（除電能力調整モード）を示している。当該フローは、除電手段としての除電ランプ２２Ｋの除電能力を増減制御する図示しない制御手段で実行される。

図７Ａと図７Ｃは表面電位差に基づいた除電光量制御であり、図７Ｄはトナー付着量差に基づいた除電光量制御である。図７Ｃは、図７Ａのフローに現像能力に応じた除電光量の制御を追加（Ｓ'１、Ｓ'２）したフロー図である。図７ＣのステップＳ'１、Ｓ'２は、後述する図７Ｂの補正係数を考慮して目標電位差Ｓを計算するものである。

図７Ａ、図７Ｃ、図７Ｄでは最初に除電光量をＯＦＦにしておき、ΔＶｌ≦Ｓになるように、又はΔＭ／Ａ≦Ｓになるように、除電光量を増加させている。別の方法として、はじ
めに除電光量を前回値に設定しておき、除電光量を増減させてΔＶｌ＝Ｓ、又はΔＭ／Ａ
＝Ｓとなる最適な値に設定しても良い。

ここで、図６Ａ中のΔＶｌで示される残留電位の電位差が所定値（例えば５Ｖ）以上であれば、図７ＡのステップＳ５、図７ＣのステップＳ'７において光量Ｌ'１を増加させ、再度電位差検知制御を行い、図６Ａ中のΔＶｌの値が所定値Ｓ（例えば５Ｖ）以下になるまで繰り返し行う。

また、図６Ｂ中のΔＭ／Ａで示されるトナー付着量差が所定値Ｓ（例えば０．０５ｍｇ／
ｃｍ²）以上であれば、図７ＤのステップＳ５で光量Ｌ'１を増加させ、トナー付着検知制御を行い、図６Ｂ中のΔＭ／Ａの値が所定値Ｓ以下になるまで繰り返し行う。

この結果により設定された光量Ｌ'１を用いて画像を形成すると、感光体３Ｋ上の残留電位によって形成する画像が悪化する弊害が起こることはなく、高画質の画像を提供することができる。以上のように、本発明では、表面電位検知センサ７６の出力を検知し、光量Ｌ'１の除電光量を制御することにより、ハーフトーンにおける残像画像の発生を抑制することができる。

なお、残留電位の電位差が所定値Ｓ（例えば５Ｖ）以下であれば、光量Ｌ'１の変更は行わずに、そのままの光量を維持すれば良い。所定値Ｓを小さくすれば、残像発生程度は良くなるが、所定値Ｓを小さくした分だけ光量を増加することになるため、感光体の静電疲労は悪化する。そこで所定値Ｓは変更可能とし、残像発生の程度を確認した上で所定値Ｓの必要な増減変更量を決定すれば良い。

（現像能力に応じた除電光量の制御）
図７Ｂは、現像γの大きさに応じて除電光量を制御する場合の補正係数について示している。マシンの置かれた環境や現像剤の走行距離に応じて、印刷動作中のトナーの現像能力（現像ポテンシャルあたりのトナー付着量：現像γ、単位：ｍｇ／ｃｍ²／ｋＶ）は常に変動する。

ここで現像γとは、現像ポテンシャルとトナー付着量との対応関係を示すパラメータである。現像ポテンシャルとは、感光体上の露光部電位と現像バイアスとの電位差を示すものであり、現像ポテンシャルが大きいほど１ドット静電潜像に対するトナー付着量が多くなり、画像濃度が高まる。

表面電位検知センサ７６で検知した残留電位の電位差ΔＶｌが同じでも、現像能力（現像γ）に応じてトナー付着量差は異なる。このため、画像上の残像の発生程度も現像γによって異なる。トナー付着量差は、電位差ΔＶｌと現像γの積に比例することから、現像能力が高い場合はトナー付着量差が大きくなり残像は悪化し、現像能力が低い場合はトナー付着量差が小さくなり残像は良化する。

そこで、現像能力（現像γ）に応じて、残留電位の電位差の所定値Ｓを補正し、除電光Ｌ'１の強さを変えることにした。図７Ｂには、現像γによる補正係数一覧の例を示してある。画像形成装置は、最適な作像条件を決定するために、定期的にプロセスコントロールを行い現像能力を測定している。

除電能力調整モードを実行する時の直前の現像能力に応じて残留電位の電位差の所定値Ｓを補正することで、現像能力を考慮した最適な除電光量を設定することができる。なお、補正係数の値は、感光体３Ｋの特性やシステム構成によって変わるものであるから、詳細説明は省略する。勿論、除電光量が現像γに対して反比例するように電位差の所定値Ｓを連続的に補正しても良い。

（除電能力調整モードの実行時期）
除電能力調整モードは、トナー付着量を検知するために作像動作をする必要がある。印刷前に毎回除電能力調整モードを実行すると、高頻度でトナー付着量制御が入る。そうすると、ユーザにお待たせ時間をかけてしまい、急ぐ時でもすぐに印刷することできない。

また、トナー付着量検知のために、画像形成ユニットを動かすことになるので、高頻度でトナー付着量制御が入ると、無駄に感光体の走行距離が伸びてしまい、画像形成ユニットの交換頻度が増えてしまう。そこで、除電能力調整モードは、画像形成装置の印刷枚数がある閾値枚数を超えたときのみに実行するのが望ましい。閾値枚数は、感光体３Ｋの感光層の厚さが所定量以上削れたと想定される感光体走行距離で決める。当該閾値枚数は、システムによって変えることができる。

潤滑剤を感光体３Ｋへ塗布しないシステムの場合は、数千枚に一度、除電能力調整モードが入る。また、感光体が交換されたと検出された場合にも、除電能力調整モードが実行される。このように、定期的に除電能力調整モードを実行することで、或いは、プロセスコントロールなどの調整動作時に除電能力調整モードを実行することで、ユーザの利便性低下や走行距離の低減なく、長期間にわたって、残像画像の発生を抑えることができる。

したがって、本発明の実施形態の画像形成装置は、従来の画像形成装置と比較して、残像低減と感光体静電疲労の低減を両立でき、長期間にわたって、残像の発生を抑えることができる。

（トナー付着量検知センサの複数配置）
図８は、中間転写ベルト４１の主走査方向に複数のトナー付着量検知センサ７７を配設した実施形態である。この図８では、中間転写ベルト４１の前側（Ｆｒｏｎｔ）、中央（Ｃｅｎｔｅｒ）、後側（Ｒｅａｒ）の３個所にトナー付着量検知センサ７７を配設している。

帯電部品のばらつきや前側、中間転写ベルト４１の中央、後側（以下、「ＦＣＲ」と略称する）の転写圧差により、トナー付着量差が主走査方向で変わり、ＦＣＲで残像画像の見え方が変わる場合がある。このような場合、ある一点で除電光量を決めて補正すると、最悪部では除電光量が足りずに、残像が発生してしまうことがある。

そこで画像安定化のため、中間転写ベルト上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知センサ７７を、図８のように例えばＦＣＲの３点で検出する。トナー付着量検知センサ７７が主走査方向のＦＣＲの３点でトナー付着量を検出し、それぞれの場所に適した除電光量を図７Ｄ記載のフロー図に従い補正する。

このように、ＦＣＲの３点で除電光量を補正することで、主走査方向でもばらつきなく、残像発生を抑えることができる。なお、本実施例では、トナー付着量検知センサ７７の数を３つとしたが、主走査方向のセンサの数は３つに限定されるものではないことは勿論である。

このようにトナー付着量検知センサ７７を任意の複数で配設し、複数のセンサを使用して主走査方向で除電光量の補正量を決めることで、画像全域で残像を抑制することができる。

（ハーフトーン画像）
前述した電位差検知制御には、アナログハーフトーン画像を用いている。しかしながら、デジタルプリンタの実画像は、書込み光量の弱いアナログハーフトーンは不安定である。このため、アナログハーフトーン画像を用いた残留電位の電位差の検知結果に応じて、帯電ニップに照射する除電光量を制御しても、残像が十分に抑制できなかったり、逆に、残像抑制はできても光量が必要量よりも強すぎて感光体３Ｋの静電疲労が促進されてしまったりすることがある。

そこでアナログハーフトーンに代えて、ベタの書込み光量でドットを打ち、その面積率を変化させることでハーフトーン画像を作像する。すなわち、図９Ａ（ａ）（ｂ）に示すようなデジタルハーフトーン画像を用いる。このようなデジタルハーフトーン画像を用いることで、アナログハーフトーンを用いた場合よりも残像発生が抑制され、静電疲労の少ない最適な除電光量を設定できる。

図７Ａ、図７Ｃ、図７Ｄの検知パターン作像方法については、図５Ａ、図５Ｂのハーフトーンパッチ部の画像パターンを、デジタルハーフトーン画像パターンにして、前述と同様の制御を行えば良い。

ところで、デジタルプリンタの実画像は、様々なディザパターンが用いられている。ディザパターンは網状の小さな点によってグレー階調を表現し、網点の大きさや密度を変えることにより濃淡の違いを表現するものである。

ところが、ディザパターンの種類毎に残像の発生程度や見え方が異なる。このため、ある決められたデジタルハーフトーン画像を用いた残留電位の電位差の検知結果に応じて、帯電ニップに照射する除電光量を制御しても、残像が十分に抑制できない場合がある。また、これとは逆に、残像は抑制できても光量が必要量よりも強すぎて感光体の静電疲労が促進されることもある。

そこで、このような場合、図９Ｂ（ａ）（ｂ）に示すような、調整後に出力頻度の高い実画像のデジタルハーフトーン画像を使用すると良い。このような調整後に出力頻度の高い実画像のデジタルハーフトーン画像を用いることで、ある決められたデジタルハーフトーン画像を用いた場合よりも、残像発生が抑制され、静電疲労の少ない最適な除電光量を設定できる。

この場合も、図７Ａ、図７Ｃ、図７Ｄの検知パターン作像方法については、図５Ａ、図５Ｂのハーフトーンパッチ部の画像パターンを、調整後に出力頻度の高い実画像のデジタルハーフトーン画像デジタルハーフトーン画像パターンにして、前述と同様の制御を行えば良い。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば前記実施形態では二成分現像剤を用いたが、当該二成分現像剤に代えて磁性又は非磁性の一成分現像剤を用いることも可能である。また、これら現像剤はネガ現像剤又はポジ現像剤のいずれでもよい。

また前記除電手段は除電ランプに限定されない。除電手段は像担持体に対して除電バイアスを印加可能なものであればよい。このような除電手段は公知の除電器の中から適宜選択することができる。

１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ：画像形成ユニット
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ：感光体ユニット
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ：感光体
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ：現像ユニット
８Ｋ：スクリューローラ ９Ｋ：攪拌ローラ
１０Ｋ：トナー濃度センサ １２Ｋ：現像ローラ
１３Ｋ：マグネットローラ １４Ｋ：ドクターブレード
１５Ｋ：ドラムクリーニング装置 １６Ｋ：マグネットローラ
１７Ｋ：塗布ブラシローラ １８Ｋ：クリーニングブレード
１９Ｋ：固形潤滑剤 ２０：光書込ユニット
２０Ｋ：回収コイル ２１：ポリゴンミラー
２２Ｋ：除電ランプ ２３Ｋ：帯電装置
２３１Ｋ：帯電ローラ ２３２Ｋ：クリーニングブラシローラ
３１：第一給紙カセット ３１ａ：第一給紙ローラ
３２：第二給紙カセット ３２ａ：第二給紙ローラ
３３：給紙路 ３４：搬送ローラ対
３５：タイミングローラ対 ４０：転写ユニット
４１：中間転写ベルト ４２：ベルトクリーニングユニット
４２ａ：クリーニングブレード ４３：第一ブラケット
４４：第二ブラケット ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ：一次転写ローラ
４６：二次転写バックアップローラ ４７：駆動ローラ
４８：補助ローラ ４９：テンションローラ
５０：二次転写ローラ ６０：定着ユニット
６１：加圧加熱ローラ ６１ａ：発熱源
６２：定着ベルトユニット ６３：加熱ローラ
６３ａ：発熱源 ６４：定着ベルト
６５：テンションローラ ６６：駆動ローラ
６７：排紙ローラ対 ６８：スタック部
７６：表面電位検知センサ ７７：トナー付着量検知センサ
１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋ：トナーカートリッジ

特許第２６１８００９号公報 特開２０００−１８１１５９号公報 特開２０００−６６５５２号公報 特開２００８−１２２４４０号公報 特開２００７−７９１６８号公報 特開２００８−１２２４４０号公報 特開平８−７６５５９号公報

Claims (10)

1. 潜像を担持し回転可能な像担持体と、前記像担持体の周面を一様に帯電する帯電手段と、前記像担持体の周面を露光することにより当該周面に前記潜像を書込む書込み手段と、前記潜像をトナーによってトナー像として顕像化する現像手段と、前記トナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の周面を前記帯電手段と前記像担持体との間の帯電部の位置で除電する除電手段と、前記書込み手段と前記現像手段との間に配置されて前記像担持体の周面の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記除電手段の除電能力を増減制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
   前記画像形成装置の印刷動作を開始する前に、前記書込み手段が、前記像担持体の１周目の周面にフル露光したベタパッチ部と露光しないブランク部とを形成し、かつ、前記転写手段による転写と前記帯電手段による帯電を行った後の前記像担持体の２周目の周面に前記ベタパッチ部と前記ブランク部が形成されていた個所に重ねてハーフトーンパッチ部を形成し、
   前記表面電位検知手段は、前記ハーフトーンパッチ部における前記ベタパッチ部であった個所の第１表面電位と前記ブランク部であった個所の第２表面電位との電位差を検知し、
   当該電位差が所定値を超えているときは、前記制御手段が、当該電位差が所定値以下になるまで前記除電手段の除電能力を増大させた後に印刷動作を開始する除電能力調整モードを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 潜像を担持し回転可能な像担持体と、前記像担持体の周面を一様に帯電する帯電手段と、前記像担持体の周面を露光することにより当該周面に前記潜像を書込む書込み手段と、前記潜像をトナーによってトナー像として顕像化する現像手段と、前記トナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の周面を前記帯電手段と前記像担持体との間の帯電部の位置で除電する除電手段と、前記中間転写体から記録媒体に二次転写する直前の当該中間転写体のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、前記除電手段の除電能力を増減制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
   前記画像形成装置の印刷動作を開始する前に、前記書込み手段が、前記像担持体の１周目の周面にフル露光したベタパッチ部と露光しないブランク部とを形成し、かつ、前記転写手段による転写と前記帯電手段による帯電を行った後の前記像担持体の２周目の周面に前記ベタパッチ部と前記ブランク部が形成されていた個所に重ねてハーフトーンパッチ部を形成し、
   前記トナー付着量検知手段は、前記ハーフトーンパッチ部における前記ベタパッチ部であった個所の第１トナー付着量と前記ブランク部であった個所の第２トナー付着量との差を検知し、当該トナー付着量差が所定値を超えているときは、前記制御手段が、当該付着量差が所定量以下になるまで前記除電手段の除電能力を増大させた後に印刷動作を開始する除電能力調整モードを有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記除電手段が、除電光を照射する除電ランプを有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 前記帯電手段は、ローラ帯電方式又はコロナ帯電方式であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
5. 前記ハーフトーンパッチは、アナログハーフトーンパッチ又はデジタルハーフトーンパッチであることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
6. 前記記録媒体の所定印刷枚数ごとに前記除電能力調整モードを実行することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
7. 前記表面電位検知手段を前記像担持体の主走査方向に複数有し、前記除電手段の除電能力を前記像担持体の主走査方向で増減調節可能にしたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
8. 前記トナー付着量検知手段を前記中間転写体の主走査方向に複数有し、前記除電手段の除電能力を前記中間転写体の主走査方向で増減調節可能にしたことを特徴とする請求項２の画像形成装置。
9. 前記像担持体が感光層を有する感光体で構成され、当該感光体の感光層が所定量以上摩耗したときに前記除電能力調整モードを実行することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項の画像形成装置。
10. 前記像担持体が交換されたときに前記除電能力調整モードを実行することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項の画像形成装置。