JP6622499B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。

従来から、転写後の感光体の表面部分に除電光を照射して光除電することにより残像等の異常画像の発生を防止する画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、従来、どのような条件下であっても十分に感光体の表面を除電できるように、十分な光量の強い除電光を照射するようにしていた。しかし、感光体の表面は光を受けるほど劣化していくので、このような強い除電光を照射すると感光体の表面の光疲労が促進され、残留電位の上昇等の感光体劣化が早期に発生してしまう。よって、なるべく弱い除電光で感光体の表面を十分に除電できることが望まれる。

特許文献１には、第１検知用静電潜像を光除電手段で除電して得られる第２検知用静電潜像の残留電位を電位センサで検知し、その残留電位が所定値より大きい場合には光除電手段の除電光量を大きくする画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、必要に応じて除電光の強さ（除電光量）を変更するので、不必要に強い除電光を感光体の表面に照射することを抑制でき、感光体の表面の光疲労の促進を抑制することが可能である。

ここで、光除電手段により除電すべき転写後の感光体の表面部分の電位が変化すると、光除電手段による最適な除電光量が変わってくる。よって、感光体の表面の光疲労を促進させないようにするためには、転写後の感光体の表面部分の電位変化に応じて除電光量を変化させ、常に必要最小限の除電光量で光除電を行なうことが望まれる。

上記特許文献１に記載の画像形成装置のように電位センサを用い、転写後の感光体の表面部分の電位を直接的に検知して除電光量の制御を行なう場合には、転写後の感光体の表面部分の電位に応じた細かい除電光量制御が可能である。しかし、転写後の感光体の表面部分に対向する位置に電位センサを設けるスペースを確保しなければならず、画像形成装置の小型化を妨げるという問題が生じる。また、このような電位センサを設けることで、部品点数が増え、コストが増大するという問題もある。

一方で、転写後の感光体の表面部分の電位の僅かな変化に応じて細かく除電光量を制御しなくても、転写後の感光体の表面部分の電位が大きく変動したときに除電光量を変更するだけで、感光体の表面の光疲労の促進を有効に抑制することができる。従来の画像形成装置においては、最終画像が転写領域を通過した後の作像後処理中や、連続画像形成時における画像間の非画像領域が転写領域を通過する間に、転写バイアスを作像中より小さくしたりオフにしたりすることがある。

このように転写バイアスを大きく切り替えたときには、転写後の感光体の表面部分の電位が大きく変動する。よって、このような転写バイアスの切り替えに応じて除電光量を制御することで、感光体の表面の光疲労の促進を有効に抑制する画像形成装置が特許文献２に開示されている。

特開２０００−１８１１５９号公報 特開２００９−００８９０６号公報

しかしながら、同じ転写バイアスを印加した場合でも、転写ローラのインピーダンスや、感光ドラムの膜厚、転写電圧の出力のばらつき等の影響を受けて、実際に感光ドラムに流れる転写電流は、その都度、使用条件によって異なる。印刷動作の経過とともに変化する場合もある。また、転写電流が多いほど、感光ドラムの表面電位を全体的に転写極性側に移動させるだけでなく、画像パターンや、画像領域と非画像領域、記録材の通過領域と非通過領域、転写ローラの表面形状等により生じる局所的な転写電流のムラが顕著になり易い。

つまり、転写電流が多くなるほど、転写後の感光ドラムの表面には局所的な電位の痕跡が残り易い。このように、転写後の感光ドラムの表面電位は転写電流の影響を受けて変化し易く、この感光ドラムの表面電位のムラを一様に除電するには、常に変化する転写電流を実測し、その検知した転写電流に応じて除電光量を制御することが好ましい。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、除電による像担持体の疲労の促進を抑制することができる画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する像露光手段と、前記像露光手段により前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、前記像担持体と接触してニップ部を形成し、前記ニップ部で前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段により前記転写バイアスを印加したときに前記転写手段から前記像担持体に流れる転写電流を検知する検知手段と、前記転写手段により前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を記録材に転写した後で前記帯電手段により帯電される前の前記像担持体の除電領域において前記像担持体の表面を除電する除電手段と、前記転写バイアス印加手段と前記除電手段と、を制御する制御部と、を有し、第１の記録材、第２の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための画像形成動作を実行する画像形成装置において、前記制御部は、前記第１の記録材の搬送方向における前記第１の記録材の先端部が前記ニップ部に到達している状態において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第１の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御し、前記搬送方向における前記第２の記録材の先端部が前記ニップ部に到達している状態において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第２の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御することを特徴とする。

本発明によれば、除電による像担持体の疲労の促進を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の転写手段の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態により抑制されるゴースト画像を説明する図である。 （ａ）〜（ｅ）はゴースト画像が発生するメカニズムを説明する像担持体上の電位を示す図である。 （ａ）〜（ｆ）は第１実施形態によりゴースト画像が抑制されるメカニズムを説明する像担持体上の電位を示す図である。 第１実施形態の除電手段による除電タイミングを説明する図である。 転写電流と、転写後の像担持体上の明部電位と暗部電位との電位差と、除電手段による除電の有無による露光後の像担持体上の明部相互間の電位差とを示す図である。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態により抑制される黒斑点画像を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は像担持体と転写手段との転写領域における転写手段表面の凹凸による空隙を説明する断面説明図である。 （ａ），（ｂ）は黒斑点画像が発生するメカニズムを説明する像担持体上の電位を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は第２実施形態により黒斑点画像が抑制されるメカニズムを説明する像担持体上の電位を示す図である。

図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。尚、以下の各実施形態に記載されている構成は、あくまでも一例であり、本発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。

先ず、図１〜図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１及び図２を用いて本実施形態の画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成を示す断面説明図である。図１に示すように、像担持体となる感光ドラム２は、例えば、３７７ｍｍ／ｓｅｃ程度のプロセススピードで図１の矢印ｆ方向に回転される。感光ドラム２の表面は、帯電手段となる帯電ローラ３により均一に帯電される。

帯電ローラ３により均一に帯電された感光ドラム２の表面に画像情報に応じたレーザ光１０を照射して静電潜像を形成する像露光手段となるスキャナユニット１は、ポリゴンミラーやレンズ等を有して構成される。

スキャナユニット１から画像信号に応じて変調されたレーザ光１０がスキャン出力される。スキャナユニット１から出射されたレーザ光１０は、ミラー１１で反射して、帯電ローラ３により均一に帯電され、図１の矢印ｆ方向に回転する感光ドラム２の表面上に照射される。

レーザ光１０の照射によって感光ドラム２の表面上には、画像情報に応じた静電潜像が形成される。スキャナユニット１により感光ドラム２の表面上に形成された静電潜像に対して、現像手段となる現像装置４の現像剤容器４ａ内に収容された現像剤となるトナーｔが現像剤担持体となる現像スリーブ４ｂによって供給される。これにより感光ドラム２の表面上に形成された静電潜像にトナーｔが付着されてトナー像として現像されて顕像化される。

一方、給送カセット７内に収納された記録材Ｐは、給送ローラ１３によって繰り出され、図示しない分離手段との協働により一枚ずつ分離給送される。給送ローラ１３によって繰り出された記録材Ｐは、感光ドラム２の表面に形成される静電潜像の形成動作と同期して一旦停止したレジストローラ９に搬送される。

記録材Ｐの先端部が一旦停止したレジストローラ９のニップ部に突き当たり、該記録材Ｐの腰の強さにより該記録材Ｐの先端部がレジストローラ９のニップ部に沿って斜行が補正される。その後、記録材Ｐはレジストローラ９により挟持搬送されて感光ドラム２の表面上に形成されたトナー像の先端位置と同期して感光ドラム２と、転写手段となる転写ローラ６との転写ニップ部Ｎｔからなる転写領域に搬送される。

転写ローラ６の作用により感光ドラム２の表面上に形成されたトナー像が記録材Ｐに転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段となる定着装置８に設けられた定着ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像が熱溶融して記録材Ｐ上に熱定着される。

定着装置８から排出された記録材Ｐは、図示しない排出手段により画像形成装置１００の外部に排出される。尚、転写後に感光ドラム２の表面上に残留したトナーｔは、クリーニング手段となるクリーニング装置５に設けられた弾性ブレードからなるクリーニングブレードにより掻き取られて除去される。

＜除電手段＞
クリーニング装置５よりも感光ドラム２の回転方向下流側には、画像形成装置１００本体に設けられた制御手段となる制御部２４により動作制御される除電手段となる前露光装置１２が設けられている。前露光装置１２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）やハロゲンランプ等により構成される。

転写ローラ６により感光ドラム２の表面に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写した後、転写後の感光ドラム２の表面に前露光装置１２から光を照射する。これにより該感光ドラム２の表面を除電して該感光ドラム２の表面電位を一様に均している。

＜転写手段＞
次に、図２を用いて転写手段となる転写ローラ６の制御系の構成について説明する。図２は、本実施形態の転写ローラ６に転写バイアス電圧Ｖｔ（転写バイアス）を印加する転写バイアス印加手段となる転写バイアス電源２１の構成を示すブロック図である。

図２の矢印ｆ方向で示す感光ドラム２の回転方向において、現像装置４に設けられた現像スリーブ４ｂと該感光ドラム２とが対向する現像領域Ｇよりも下流側には、感光ドラム２と転写ローラ６とが圧接される転写ニップ部Ｎｔが形成される。感光ドラム２の図２の矢印ｆ方向で示す回転につれて現像スリーブ４ｂが対向する現像領域Ｇにおいて該感光ドラム２の表面に形成されたトナー像が転写ニップ部Ｎｔに到達する。

すると、そのタイミングに合わせてレジストローラ９に挟持搬送される記録材Ｐが該転写ニップ部Ｎｔに到達する。

これと同時に転写バイアス印加手段となる転写バイアス電源２１によって転写ローラ６に正（＋）極性の転写バイアス電圧Ｖｔが印加される。これにより感光ドラム２の表面に形成されたトナー像が記録材Ｐに転写される。

この転写時には、転写ローラ６が回転しながら記録材Ｐの裏側に接触する。これにより該記録材Ｐの裏側には、感光ドラム２の表面に形成されたトナー像の電荷とは逆極性の電荷が付与される。

本実施形態の転写ローラ６は、ＮＢＲ（Nitril-Butadiene Rubber；ニトリルブタジエンゴム）、ヒドリンからなる弾性層６ｂを有するスポンジ状の転写ローラ６を用いた。該転写ローラ６は、外径直径が５ｍｍの導電性を有するステンレス（ＳＵＳ）製の芯金６ａの外周面上に肉厚が４．５ｍｍの弾性層６ｂを形成し、該転写ローラ６の外径直径は１４ｍｍに設定される。

感光ドラム２の表面に対して圧接された転写ローラ６の荷重を３．９２Ｎ（４００ｇ重）に設定し、転写ローラ６を１１８ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転させ、転写バイアス電源２１から該転写ローラ６の芯金６ａに２．０ｋＶの転写バイアス電圧Ｖｔを印加した。

そのとき、転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔを検知手段となる電流計２３により検知（測定）する。そして、該転写電流Ｉｔと、転写バイアス電圧Ｖｔとを用いてオームの法則（Ｒｔ＝Ｖｔ／Ｉｔ）により転写ローラ６と感光ドラム２との間の抵抗値Ｒｔは、約５.０×１０^７Ωと計算される。

帯電ローラ３により均一に帯電された感光ドラム２の表面上の帯電電位（暗部の部位の電位）Ｖｄは−６００Ｖである。一方、帯電ローラ３により帯電電位（暗部の部位の電位）Ｖｄ（−６００Ｖ）に均一に帯電された感光ドラム２の表面上にスキャナユニット１から出射されるレーザ光１０が照射されて静電潜像が形成された露光電位（明部の部位の電位）Ｖｅは−１００Ｖである。

また、転写バイアス電源２１は、可変定電圧電源２２、電流計２３、制御部２４等を有して構成される。画像形成装置１００による画像形成時に転写バイアス電源２１により転写ローラ６の芯金６ａに所定の正の転写バイアス電圧Ｖｔを印加する。このときの転写電流Ｉｔを電流計２３により測定する。電流計２３により測定した転写電流Ｉｔに応じて制御手段となる制御部２４により前露光装置１２による除電光量を制御する。

＜除電手段＞
次に、本実施形態の除電手段となる前露光装置１２の構成について説明する。前露光装置１２の光源としては、公知のＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）、ヒューズランプ、ハロゲンランプ等を用いることができる。ＬＥＤを用いると光源の駆動電圧が小さく、前露光装置１２の小型化が可能である。本実施形態では前露光装置１２として、ピーク波長が７００ｎｍの複数のＬＥＤを感光ドラム２の回転軸方向に整列させた図示しないアレイ状光源を用いた。

前露光装置１２の光量は、感光ドラム２の表面にスキャナユニット１から照射されるレーザ光１０の光量と略等しい。尚、前露光装置１２の光量は、図２に示す電流計２３により測定された転写電流Ｉｔに基づいて制御部２４により制御される。

図３は、記録材Ｐ上に形成されたゴースト画像と呼ばれる画像不良の一例を示す図である。図３に示す記録材Ｐ上の印字領域Ｔは、全面が同一のトナー濃度である。それにも関わらず記録材Ｐの先端部Ｐ１側に形成される印字領域Ｓから感光ドラム２が一周回転した後に相当する該感光ドラム２の外周長Ｌｄ分だけずれた位置に現われるゴースト画像領域Ｓｇのみが薄くなっている。このゴースト画像は、記録材Ｐに流れる転写電流Ｉｔが多い場合に顕著になり易い。

次に、図４（ａ）〜（ｅ）に示す感光ドラム２の表面電位図を用いて図３に示すゴースト画像が発生するメカニズムについて説明する。図３に示す記録材Ｐ上の印字領域Ｓに対応する感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂと、該印字領域Ｓの両隣りの非印字領域に対応する感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ，ｃは以下の通りである。図４（ａ）〜（ｅ）に示す感光ドラム２の表面上の部位ａ〜ｃ，ａ１〜ｃ１，ａ２〜ｃ２，ａ３〜ｃ３，ａ４〜ｃ４にそれぞれ対応する。

説明の都合上、画像露光のＯＮ／ＯＦＦのみの二値の画像形成条件を用いて説明する。本実施形態では、負（−）極性に帯電した感光ドラム２の表面の露光部を、負（−）極性に帯電したトナーｔにより反転現像方式により現像している。

図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ａ）〜（ｆ）に示す各部位ａ〜ａ４，ａ２´は、感光ドラム２の表面上の同一部位を示す。同様に各部位ｂ〜ｂ４，ｂ２´、各部位ｃ〜ｃ４，ｃ２´もそれぞれ感光ドラム２の表面上の他の同一部位を示す。

図４（ａ）において、感光ドラム２の表面上の部位ａ，ｃは、該感光ドラム２の表面上の画像露光後の未露光部（暗部）である。その暗部の電位Ｖｄは、感光ドラム２の帯電後の負（−）極性の表面電位と同じである。

感光ドラム２の表面上の部位ｂは、該感光ドラム２の表面上の画像露光後の露光部（明部）である。その明部の部位ｂの電位Ｖｅは、露光により暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄよりも正（＋）極性側（図４（ａ）の下方向）に移動し、暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄと、明部の部位ｂの電位Ｖｅとの間に電位差ΔＶが発生する。

現像装置４の現像スリーブ４ｂは、現像剤容器４ａ内に収容されたトナーｔ（現像剤）を感光ドラム２の表面上に運ぶ。この現像スリーブ４ｂに感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄと明部の部位ｂの電位Ｖｅとの間に位置する現像バイアス電位Ｖｄｃを印加する。

具体的な現像バイアス電位Ｖｄｃは、現像条件により適宜決定される。これにより感光ドラム２の表面上の暗部（未露光部）の部位ａ，ｃにトナーｔが付着せず、明部（露光部）の部位ｂにトナーｔが付着する。これにより感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂに形成された静電潜像にトナーｔを付着させてトナー像として現像する。

図４（ｂ）に示すように、現像装置４による現像後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ１，ｃ１の電位Ｖｄ１は、図４（ａ）に示す現像前の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄと同じである。

一方で、図４（ｂ）に示す現像後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ１の電位Ｖｅ１は、該明部の部位ｂ１に付着した負（−）極性に帯電したトナーｔの電荷分だけ負（−）極性側（図４（ｂ）の上方向）に移動する。

これにより図４（ｂ）に示す現像後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ１，ｃ１の電位Ｖｄ１と、明部の部位ｂ１の電位Ｖｅ１との電位差ΔＶ１は以下の通りである。図４（ａ）に示す現像前の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄと、明部の部位ｂの電位Ｖｅとの電位差ΔＶよりも明部の部位ｂ１に付着した負（−）極性に帯電したトナーｔの電荷分だけ小さくなる。

図４（ｂ）に示すように、感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ１，ｃ１にトナーｔが存在せず、明部の部位ｂ１にトナーｔが存在する状態で転写ローラ６による転写行程に進む。転写行程では、該感光ドラム２の表面上の負（−）極性に帯電したトナーｔを記録材Ｐに転写する。このため転写バイアス電源２１により転写ローラ６に正（＋）極性の転写バイアス電圧を印加する。

これにより感光ドラム２の表面上には、転写ローラ６により正（＋）極性の電荷が与えられる。そして、図４（ｃ）に示すように、転写後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ２の電位Ｖｅ２と、暗部の部位ａ２，ｃ２の電位Ｖｄ２とが全体的に正（＋）極性側（図４（ｃ）の下方向）に移動する。

このとき、図４（ｃ）に示すように、転写ローラ６により正（＋）極性の電荷が与えられる。そのとき、負（−）極性に帯電したトナーｔが存在する感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ２の電位Ｖｅ２と、トナーｔが存在しない暗部の部位ａ２，ｃ２の電位Ｖｄ２との間に電位差ΔＶ２が生じる。

図４（ｃ）に示す転写ローラ６により正（＋）極性の電荷が与えられた転写後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ２，ｃ２の電位Ｖｄ２と、明部の部位ｂ２の電位Ｖｅ２との電位差ΔＶ２は、図４（ｂ）に示す現像後で転写前の電位差ΔＶ１よりも減少する。

本実施形態では、図４（ｃ）に示す転写後の電位差ΔＶ２は、約１５Ｖ〜２０Ｖ程度である。即ち、感光ドラム２の表面上のトナーｔが存在しない暗部の部位ａ２，ｃ２では、負（−）極性に帯電したトナーｔが存在する明部の部位ｂ２に比べてより多くの正（＋）極性の電荷が感光ドラム２の表面上に注入されると考えられる。

この傾向は、転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔが多いほど顕著になる。感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ２，ｃ２と、明部の部位ｂ２とにそれぞれ注入される電荷の差は、該転写電流Ｉｔが多いほど大きくなる。

この状態で、再度、帯電ローラ３による帯電、スキャナユニット１による画像露光を行なう。そのとき、感光ドラム２の表面上の各部位ａ２〜ｃ２が未露光部となって暗部の部位ａ３〜ｃ３になる場合を考慮する。すると、該暗部の部位ａ３〜ｃ３の相互間では図４（ｄ）に示すように電位差ΔＶ３は略無い（ΔＶ３＝０Ｖ）。

一方、感光ドラム２の表面上の各部位ａ２〜ｃ２が露光部となって明部の部位ａ４〜ｃ４になる場合を考慮する。すると、図４（ｅ）に示すように、該明部の部位ａ４〜ｃ４の相互間では、図４（ａ）〜（ｃ）に示す電位の影響を受けて、前回の明部の部位ｂ４と、前回の暗部の部位ａ４，ｃ４との間で電位差ΔＶ４が生じる。この電位差ΔＶ４により感光ドラム２の表面上の明部の部位ａ４〜ｃ４の静電潜像中に正（＋）極性の電荷のパターンであるメモリゴーストが残り、図３に示すように、印字領域Ｔ内にゴースト画像領域Ｓｇが生じる。

この現象は、図４（ｃ）に示す転写後の感光ドラム２の表面上の負（−）極性に帯電したトナーｔが存在しない暗部の部位ａ２，ｃ２において転写ローラ６からより多くの正（＋）極性の電荷が感光ドラム２の表面上に注入される場合に発生する。

その後の露光で生じる感光ドラム２の表面の感光層からの正（＋）極性の電荷の発生量が見かけ上、負（−）極性に帯電したトナーｔが存在しない暗部の部位ａ２，ｃ２だけ多くなったことによると考えられる。

このような帯電、画像露光後の図４（ｅ）に示す明部の部位ａ４〜ｃ４間の電位差ΔＶ４は、本実施形態では、約５Ｖ〜１５Ｖ程度である。このように図４（ｅ）に示す明部の部位ａ４〜ｃ４間の電位差ΔＶ４がシャープな段差となったときに、図３に示すように、記録材Ｐ上に形成されたトナー画像上に目視できる程度のゴースト画像が現われて画像不良となる。

このようなゴースト画像の発生を抑制するには、転写後に感光ドラム２の表面上の除電を行なえば良い。本実施形態では、図２に示す転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔが所定の閾値Ｉｓよりも大きいことを電流計２３により検知する。すると、制御部２４は前露光装置１２を制御して感光ドラム２の表面を全面露光して除電する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、図４（ａ）〜（ｃ）と同様であるため重複する説明は省略する。図５（ｄ）に示すように、転写ローラ６による転写後に、前露光装置１２により感光ドラム２の表面上を全面露光して除電する。

すると、感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ２´，ｃ２´と、明部の部位ｂ２´とは、約２Ｖ〜３Ｖ程度の電位差ΔＶ２´しかないため略電位差ΔＶ２´が無い（ΔＶ２´＝０Ｖ）部位ａ２′〜ｃ２′になる。

その結果、再度、帯電ローラ３による帯電、スキャナユニット１による画像露光を行って、該感光ドラム２の表面上の各部位ａ２′〜ｃ２′が露光により明部になる場合を考慮する。すると、図５（ｆ）に示すように、感光ドラム２の表面上の明部の部位ａ４〜ｃ４の相互間では電位差ΔＶ４が生じない（ΔＶ４＝０Ｖ）。

即ち、図４（ｅ）に示すように、前露光装置１２により感光ドラム２の表面上を露光して除電しない場合は以下の通りである。図４（ｃ）に示す転写ローラ６による転写後に、再度、帯電ローラ３による帯電、スキャナユニット１による画像露光を行なう。すると、感光ドラム２の表面上の明部の部位ａ４〜ｃ４の相互間の電位差ΔＶ４が５Ｖ〜１５Ｖ程度になる。

このため図４（ｅ）に示すように、前露光装置１２により感光ドラム２の表面上を露光して除電しない場合は、図４（ｃ）に示す転写後の履歴が次の画像露光後にメモリゴーストとして現われていた。

これに対して、本実施形態では、図５（ｃ）に示す転写後に、図５（ｄ）に示すように、前露光装置１２により感光ドラム２の表面上を露光して除電する。これにより図５（ｃ）に示す転写後の感光ドラム２の表面上の電位の履歴が図５（ｆ）に示すように、次の画像露光後にメモリゴーストとして現われていない。

図５（ｄ）に示す前露光装置１２による除電後に、再度、帯電ローラ３による帯電、スキャナユニット１による画像露光を行なう。これにより感光ドラム２の表面上の各部位ａ２′〜ｃ２′が図５（ｅ）に示すように、未露光の暗部となる場合を考慮する。すると、その暗部の部位ａ３〜ｃ３の相互間には電位差ΔＶ３が生じない（ΔＶ３＝０Ｖ）。

しかも図５（ａ），（ｂ）に示す前回のときの現像前の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ，ｃの電位Ｖｄよりも絶対値で約２０Ｖ程度低めになる。

これにより前露光装置１２の露光により転写後の感光ドラム２の表面上を除電してメモリゴーストを十分に減衰させることができる。更に、感光ドラム２の表面の感光層内の電荷減衰の基となるキャリアを該感光ドラム２の表面上に光を十分に与える。これにより該感光ドラム２の表面の感光層内の不均一な光減衰特性を該感光ドラム２の表面の全面でキャリアを生成し、全面ゴーストのような状態にして解消していると考えられる。

＜除電手段の除電量制御＞
次に、図６を用いて本実施形態の除電手段となる前露光装置１２の光量（除電量）制御について説明する。本実施形態では、先ず、画像形成装置１００の印刷動作を開始すると、所定のタイミングで前露光装置１２により感光ドラム２の表面上の全面露光を開始する。

次に、先行する記録材Ｐの先端部Ｐ１の余白部が転写ニップ部Ｎｔを通過する。そのタイミングで、図２に示す転写バイアス電源２１により転写ローラ６に所定の転写バイアス電圧Ｖｔを印加する。そのときの該転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔを検知手段となる電流計２３により検知する。

この電流計２３により検知した転写電流Ｉｔが予め設定した閾値Ｉｓ未満の場合は以下の通りである。感光ドラム２の表面上における記録材Ｐの先端部Ｐ１の位置に対応する部位が前露光装置１２による露光位置Ｍ（除電領域）に到達するタイミングで該前露光装置１２から出射する除電光量をＯＦＦする。

一方、電流計２３により検知した転写電流Ｉｔが予め設定した閾値Ｉｓ以上の場合は、前露光装置１２による感光ドラム２の表面上の全面露光を継続する。

そして、再び、先行する記録材Ｐが転写ニップ部Ｎｔを通過するときの転写電流Ｉｔの検知結果によらず、後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１の余白部が転写ニップ部Ｎｔを通過する度に電流計２３により転写電流Ｉｔを検知し続ける。その検知結果に応じて、前述のタイミングで前露光装置１２から出射する除電光量のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

除電手段となる前露光装置１２は、記録材Ｐの先端部Ｐ１の余白部（非印字領域）が転写領域となる転写ニップ部Ｎｔを通過するタイミングで検知手段となる電流計２３により転写電流Ｉｔを検知する。その検知した転写電流Ｉｔに基づいて、その検知時に転写領域となる転写ニップ部Ｎｔに位置していた感光ドラム２の表面上の領域が前露光装置１２による除電領域となる露光位置Ｍに到達するタイミングを考慮する。そのタイミングで前露光装置１２から出射する除電光量（除電量）を変更する。

次に、最後の記録材Ｐの後端部Ｐ２が転写ニップ部Ｎｔを通過したタイミングで前露光装置１２から出射する除電光量をＯＮに復帰し、所定時間が経過した後に該前露光装置１２から出射する除電光量をＯＦＦして印刷動作を終了する。

図７に示すように、本実施形態では、前露光装置１２から出射する除電光量をＯＮ／ＯＦＦする。そのときの前露光装置１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行なう転写電流Ｉｔの閾値Ｉｓは、２０μＡに設定した。

電流計２３により検知した転写電流Ｉｔが閾値Ｉｓ（２０μＡ）未満の場合は、図５（ｃ）に示す転写後の電位差ΔＶ２が１０Ｖよりも小さくなる。これにより前露光装置１２から出射する除電光量をＯＦＦにしても図３に示すゴースト画像は殆ど目立たないレベルである。

一方、電流計２３により検知した転写電流Ｉｔが閾値Ｉｓ（２０μＡ）以上の場合は、図５（ｃ）に示す転写後の電位差ΔＶ２が１０Ｖ以上となる。これにより前露光装置１２から出射する除電光量をＯＮすることで図３に示すゴースト画像の発生を抑制している。

尚、前述した電流計２３による転写電流Ｉｔの検知は以下の通りである。該電流計２３により検知した転写電流Ｉｔの検知結果が記録材Ｐ上のトナーｔの印字率に左右されないように転写ニップ部Ｎｔに記録材Ｐ上のトナーｔが存在しない余白領域が進入した状態で実施した方が良い。

ただし、転写ニップ部Ｎｔを記録材Ｐが通過中でも前露光装置１２から出射する除電光量の変更ができるようにする。その場合は、記録材Ｐ上の画像領域や該記録材Ｐが転写ニップ部Ｎｔに存在しない記録材Ｐ間において電流計２３により検知した転写電流Ｉｔの検知結果を前露光装置１２から出射する除電光量にフィードバックして制御しても良い。

その場合には、記録材Ｐ上の画像領域や非画像領域、或いは、記録材Ｐ間の検知区間や記録材Ｐ上のトナーｔの印字率情報に応じて前露光装置１２から出射する除電光量にフィードバックする転写電流Ｉｔの閾値Ｉｓを変更しても良い。

例えば、記録材Ｐ上のトナーｔの印字率が１００％（ベタ画像）の場合は、より電気抵抗が小さい記録材Ｐの端部の余白部に転写電流Ｉｔが集中し易い。

また、記録材Ｐ上のトナーｔの印字率が１００％未満の場合でも長手方向に印字領域と非印字領域とが混在する場合は、より電気抵抗が小さい記録材Ｐ上のトナーｔの非印字領域に転写電流Ｉｔが集中し易い。

つまり、記録材Ｐ上のトナーｔの印字率が高くなるほど転写電流Ｉｔの局所的な集中が起こり易い傾向にある。この局所的な転写電流Ｉｔの集中によるメモリゴーストを抑制するには、前述したように、２０μＡに設定した転写電流Ｉｔの閾値Ｉｓを記録材Ｐ上のトナーｔの印字率情報に応じて２０μＡ未満に設定するのが好ましい。

また、制御部２４により制御する前露光装置１２から出射する除電光量は、ＯＮ／ＯＦＦの二段階以外にも電流計２３により検知した転写電流Ｉｔに応じて中間の除電光量を設定しても良い。つまり、転写電流Ｉｔと複数の閾値を比較し、除電量（除電光量）を複数段階で切り換えても良い。このように、上述した二段階の切り換えと同様に転写電流Ｉｔが小さい程、除電量（除電光量）を小さく（除電量＝０を含む）設定すれば、除電量切り換えの段階数は適宜設定すれば良い。

また、感光ドラム２の表面電位の変動を抑制するために前露光装置１２から出射する除電光量の切り替えタイミングに合わせて帯電ローラ３に印加する帯電バイアス電圧を補正しても良い。

尚、本実施形態では、図２に示すように、モノクロ（単色）の画像形成装置１００に適用した場合の一例について説明した。他に、中間転写ベルトを使用したカラーの画像形成装置１００にも適用出来る。

本実施形態では、転写後の前露光装置１２から出射する除電光量は、電流計２３により検知した印刷中の転写電流Ｉｔに応じて制御する。該転写電流Ｉｔが少なくなるほど転写後の前露光装置１２から出射する除電光量を抑制する。

これにより前露光装置１２により感光ドラム２の表面上の全面露光を常に継続している場合に比べて、転写電流Ｉｔの過多によるゴースト画像を防止しつつ該感光ドラム２の表面に設けられた感光層の光疲労の促進を抑えることができる。

また、前露光装置１２から出射する除電光量を制御するために新たに部品を設置する必要も無い。

次に、図８〜図11を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。

本実施形態では、前露光装置１２から出射する除電光量の制御において、先行する記録材Ｐと、その直後に後続する記録材Ｐとの間で転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔに応じて前露光装置１２から出射する除電光量を変更する。他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。

図８は、記録材Ｐ上に形成される黒斑点画像からなる画像不良の一例を示す。図８に示す記録材Ｐ上の印字領域Ｕは、該印字領域Ｕの全面が同一のトナー濃度で一様なハーフトーン画像により形成されている。

図８に示す記録材Ｐ上の印字領域Ｕにおいて、図８の矢印ｈ方向に搬送される該記録材Ｐの先端部Ｐ１側に黒斑点画像領域Ｕ１が形成されている。黒斑点画像は、先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２から感光ドラム２の表面の一周分の外周長Ｌｄ以降に、先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２と、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１との間隔Ｌ１と同じ長さでランダムに発生する。

図８に示す記録材Ｐ上に形成された黒斑点画像は、転写ローラ６の表面の凹凸形状に倣って発生する。これは、転写バイアス電源２１から転写ローラ６に印加された転写バイアス電圧により該転写ローラ６の表面から感光ドラム２の表面に向かう転写電流Ｉｔの放電ムラに起因する。

図９（ａ）に示すように、本実施形態の転写ローラ６は、導電性の芯金６ａの外周にゴムを発泡させたスポンジタイプの弾性層６ｂが設けられている。該弾性層６ｂの外周面６ｂ１には、図９（ｂ）に示すように、数百ミクロン（μｍ）単位の微小な空隙Ｋがランダムに存在する。

転写ローラ６の弾性層６ｂの外周面６ｂ１の感光ドラム２の表面と圧接した転写ニップ部Ｎｔにおいて以下の通りである。該転写ローラ６の弾性層６ｂの外周面６ｂ１の空隙Ｋが存在する箇所と、該空隙Ｋが存在しない箇所Ｊとでは、転写電流Ｉｔの放電量に差異が生じる。即ち、転写バイアス電源２１から転写ローラ６に印加された転写バイアス電圧により該転写ローラ６の表面から感光ドラム２の表面に向かう転写電流Ｉｔの放電量に差異が生じる。

転写ローラ６の弾性層６ｂの外周面６ｂ１の空隙Ｋが存在する箇所の方が感光ドラム２の表面とのギャップ間で生じる放電による電荷の移動量が多い。このため感光ドラム２の表面電位が図10（ａ）に示す転写後の正（＋）極性側（図10（ａ）の下方向）に大きく変化し易い。

尚、図10（ａ）及び図11（ａ）は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示したと同様である。転写後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ５，ｃ５と、転写後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ５とを示す。更に、転写後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ５の電位Ｖｅ５と、暗部の部位ａ５，ｃ５の電位Ｖｄ５との電位差ΔＶ５を示す。

尚、図10（ａ），（ｂ）及び図11（ａ）〜（ｃ）に示す各部位ａ５，ａ５´，ａ６，ａ６´は、感光ドラム２の表面上の同一部位を示す。同様に各部位ｂ５，ｂ５´，ｂ６，ｂ６´、各部位ｃ５，ｃ５´，ｃ６，ｃ６´は、感光ドラム２の表面上の同一部位を示す。

図10（ａ）の電位図で示すように、転写ローラ６の弾性層６ｂの外周面６ｂ１の空隙Ｋが存在する箇所と、該空隙Ｋが存在しない箇所Ｊとの放電量の差が転写後の感光ドラム２の表面電位差となる。この局所的な電位ムラが帯電ローラ３による帯電やスキャナユニット１による露光後にも残存する。

図10（ｂ）は、露光後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ６，ｃ６と、露光後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ６と、露光後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ６の電位Ｖｅ６と、暗部の部位ａ６，ｃ６の電位Ｖｄ６との電位差ΔＶ６を示す。

これにより図８に示すように、先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２が転写ニップ部Ｎｔを通過してから該感光ドラム２が一周回転した後に、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１側に黒い斑点状の画像となって転写される。

尚、図８に示すように、記録材Ｐ上に形成される黒斑点画像は以下の通りである。先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２と、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１との間で転写ローラ６から感光ドラム２に多量の転写電流Ｉｔが流れるほど発生し易い。多量の転写電流Ｉｔが流れると、図10（ａ）に示すように、転写ローラ６の弾性層６ｂの外周面６ｂ１の空隙Ｋに起因する転写時の正（＋）極性側（図10（ａ）の下方向）への電位変化が大きくなる。これにより図８に示す記録材Ｐ上に形成される黒斑点画像も顕著に現われ易い。

そこで、前露光装置１２により感光ドラム２の表面を除電する制御において、従来では前露光装置１２を常時ＯＮしていたのに対して、本実施形態では、通常は前露光装置１２をＯＦＦ、或いは、前露光装置１２から出射する除電光量を弱めに制御する。

そして、先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２と、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１との間で電流計２３により検知した転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔが予め設定された閾値Ｉｓよりも大きいことを検知する。その場合は、制御部２４は、感光ドラム２の表面上における先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２と、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１との間の検知位置が前露光装置１２による露光位置Ｍに到達するまでのタイミングを考慮する。そして、そのタイミングで前露光装置１２から出射する除電光量をＯＦＦからＯＮに切り替える。或いは、前露光装置１２から出射する除電光量を通常時に比べて大きく設定する。

即ち、本実施形態の除電手段となる前露光装置１２は、記録材Ｐが転写領域となる転写ニップ部Ｎｔに存在しないタイミングで検知手段となる電流計２３により検知した転写電流Ｉｔに基づいて以下の通りである。その検知時に転写ニップ部Ｎｔに位置していた感光ドラム２の表面上（像担持体上）の領域が前露光装置１２による除電領域となる露光位置Ｍに到達するタイミングを考慮する。そのタイミングで前露光装置１２から出射する除電光量（除電量）を変更する。

その結果、図11（ｂ），（ｃ）に示すように、転写後に生じた感光ドラム２の表面上の電位ムラは、前露光装置１２による除電により平滑化され、図８に示す黒い斑点状の画像も発生しなくなる。

尚、図11（ｂ）は、図５（ｄ）に示したと同様である。除電後の感光ドラム２の表面上の暗部の部位ａ５´，ｃ５´と、除電後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ５´と、除電後の感光ドラム２の表面上の明部の部位ｂ５´の電位Ｖｅ５´とを示す。更に、暗部の部位ａ５´，ｃ５´の電位Ｖｄ５´との電位差ΔＶ５´（＝０Ｖ）を示す。

また、図11（ｃ）は、図５（ｅ），（ｆ）に示したと同様である。再度、帯電、画像露光を行ったときの感光ドラム２の表面上の部位ａ６´〜ｃ６´と、再度、帯電、画像露光を行ったときの感光ドラム２の表面上の部位ａ６´〜ｃ６´の相互間の電位差ΔＶ６´（＝０Ｖ）を示す。

本実施形態のように、先行する記録材Ｐと、その直後に後続する記録材Ｐとの間で図２に示す電流計２３により検知した転写電流Ｉｔに応じて前露光装置１２から出射する除電光量を制御する。これにより前露光装置１２による感光ドラム２の表面上の全面露光を常に継続していた比較例と比べて以下の通りである。

先行する記録材Ｐの後端部Ｐ２と、その直後に後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１との間で転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流Ｉｔにより後続する記録材Ｐの先端部Ｐ１側に形成される黒斑点画像を抑制する。更に、感光ドラム２の表面に設けられる感光層の光疲労の促進を抑えることができる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

Ｉｔ…転写ローラ６から感光ドラム２に流れる転写電流
Ｍ…前露光装置１２による露光位置（除電領域）
Ｎｔ…転写ニップ部（転写領域）
Ｐ…記録材
２…感光ドラム（像担持体）
６…転写ローラ（転写手段）
１２…前露光装置（除電手段）
２１…転写バイアス電源（転写バイアス印加手段）
２３…電流計（検知手段）

Claims (6)

1. 記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する像露光手段と、
   前記像露光手段により前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、
   前記像担持体と接触してニップ部を形成し、前記ニップ部で前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
   前記転写バイアス印加手段により前記転写バイアスを印加したときに前記転写手段から前記像担持体に流れる転写電流を検知する検知手段と、
   前記転写手段により前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を記録材に転写した後で前記帯電手段により帯電される前の前記像担持体の除電領域において前記像担持体の表面を除電する除電手段と、
   前記転写バイアス印加手段と前記除電手段と、を制御する制御部と、
   を有し、
   第１の記録材、第２の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための画像形成動作を実行する画像形成装置において、
   前記制御部は、
   前記第１の記録材の搬送方向における前記第１の記録材の先端部が前記ニップ部に到達している状態において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第１の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御し、
   前記搬送方向における前記第２の記録材の先端部が前記ニップ部に到達している状態において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第２の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第１の記録材および前記第２の記録材の非印字領域が前記ニップ部を通過するタイミングで前記検知手段により前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第１の記録材および前記第２の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電条件をそれぞれ変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する像露光手段と、
   前記像露光手段により前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、
   前記像担持体と接触してニップ部を形成し、前記ニップ部で前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
   前記転写バイアス印加手段により前記転写バイアスを印加したときに前記転写手段から前記像担持体に流れる転写電流を検知する検知手段と、
   前記転写手段により前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を記録材に転写した後で前記帯電手段により帯電される前の前記像担持体の除電領域において前記像担持体の表面を除電する除電手段と、
   前記転写バイアス印加手段と前記除電手段と、を制御する制御部と、
   を有し、
   第１の記録材、第２の記録材、第３の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための画像形成動作を実行する期間をそれぞれ、第１画像形成期間、第２画像形成期間、第３画像形成期間とし、前記第１画像形成期間と前記第２画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第１インターバル期間、前記第２画像形成期間と前記第３画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第２インターバル期間、としたときに、
   前記制御部は、
   前記第１インターバル期間において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第２の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御し、
   前記第２インターバル期間において、前記転写電流を前記検知手段により検知し、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記第３の記録材に前記画像形成動作を実行する場合における前記除電手段による除電条件を変更するように制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記転写電流が小さい程前記除電手段による除電量が小さくなるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記検知手段により検知した前記転写電流が閾値未満の場合に、前記転写電流を検知した時に前記ニップ部に位置していた前記像担持体上の領域が前記除電領域に到達するタイミングにおいて、検知された前記転写電流に基づいて前記除電手段による前記像担持体の表面の除電を実行しないように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記除電手段は、前記除電領域において前記像担持体の表面に光を照射する露光装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。