画像形成装置
【課題】 記録材上の出力画像にてコロナ帯電器の傾き調整を行う際に、露光手段の露光量のばらつきの影響により精度よく帯電器の傾き調整が行えない。
【解決手段】 露光手段による露光を伴わずに記録材上に調整用のトナー像を出力するモードを有する。
【解決手段】 露光手段による露光を伴わずに記録材上に調整用のトナー像を出力するモードを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機，レーザービームプリンタ及びプロセスカートリッジなどの画像形成装置に関し、像担持体表面を帯電処理する帯電器の傾き調整が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に形成された潜像を顕像化し、該顕像を転写紙に転写して像形成を行う複写機等の画像形成装置においては、主走査方向での帯電器と感光体ドラムの距離のばらつき（帯電器の傾き）により感光体ドラムの主走査方向における表面電位が不均一となる。そのため、例えば転写紙の主走査方向において前側、あるいは後側の一部にかぶりを生じることがある。
【０００３】
従来、上記問題を解決するため、例えば感光体ドラムの表面電位を検出し、この検出結果に基づきチャージワイヤの感光体ドラム表面に対する軸方向の傾き角を調整することにより感光体ドラムの表面電位を均一にする技術が提案されている。（特許文献１参照）しかしながら、特許文献１の方法では、ドラムの軸方向に関して複数の表面電位を検知して傾き調整する構成であり、高価な電位センサを複数必要となり装置の大型化やコストダウンの妨げとなる。
【０００４】
そこで、アナログ画像形成装置において、白色の基準原稿を複写させ、そのときの原稿像照射により形成される静電潜像に基いて記録材上に調整用のトナー像を形成する。そして、この調整用のトナー像の濃度に基いて感光ドラムに対する帯電器の傾き調整を行うが開示されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開昭６１−１５１６６９号公報
【特許文献２】特開平０６−１０２７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、アナログ現像（正規現像）方式であるため、調整用のトナー像が現像される領域は、露光手段から露光される露光部に相当する。
【０００６】
従って、記録材上のトナー像の濃度は、露光手段の露光量のばらつきの影響を受けて変動するため、露光手段の露光量が不均一であると、帯電手段の傾きによる濃度変動分を正確に測定することが難しく、精度の高い傾き調整を行うことができない。
【０００７】
従って本発明の目的は、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきによって、帯電手段の傾き調整の精度が低下することを抑制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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の構成は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段の前記像担持体の回転軸線方向に関する傾きを調整する調整手段と、画像信号に基いて前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該潜像をトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録材に定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方を通常画像形成時とは異なる所定バイアスに設定することで、前記露光手段による露光工程を介さずに記録材に調整用のトナー像を自動的に出力するモードを有することを特徴する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきがあっても、精度よく帯電手段の傾き調整を実行可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、記録材（例えば紙）の最大通紙サイズが縦１９インチ、横１３インチサイズのレーザビームプリンタ（以下「画像形成装置」という。）である。また、本実施例の画像形成装置は、電子写真方式であり、露光方式としては、トナーが現像される画像部を露光するイメージエリア露光方式を採用している。また、帯電方式としてはコロナ帯電方式、現像方式としては反転現像方式、を採用している。
【００１２】
［画像形成装置の全体構成］
本実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、感光体ドラム（像担持体）１を備えている。そして、この感光体ドラム１の周囲には、コロナ帯電器２、露光装置（露光手段）３、電位測定装置１０、現像装置（現像手段）４、転写ローラ（転写手段）５、クリーニングブレード８、除電装置９が感光体ドラム回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って配設されている。また、記録材Ｐの搬送方向に沿っての転写ローラ５の下流側には、定着装置（定着手段）６が配設されている。
【００１３】
〔１〕感光体ドラム（像担持体）
実施の形態１に係る画像形成装置は、像担持体として感光体ドラム１（回転ドラム型の電子写真感光体）を備えている。この感光体ドラム１は負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）で形成された感光層を有している。感光体ドラム１は、直径８４ｍｍに形成されていて、中心支軸（不図示）を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示Ｒ１方向に回転駆動される。
【００１４】
図２に感光体ドラム１の層構成を模式的に示す。同図に示すように、感光体ドラム１は、内側（同図中の下側）に導電性ドラム基体（導電性基体：例えば、アルミニウム製シリンダ）１ａを有している。導電性ドラム基体１ａの表面に内側から順に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄとの３層を塗り重ねた構成となっている。このうち電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｄとによって感光層を構成している。
【００１５】
〔２〕コロナ帯電器
図１に示す画像形成装置は、帯電手段として、コロナ帯電器２を有している。本実施例の帯電手段としてのコロナ帯電器２は、感光ドラム１表面から所定距離だけ離間して張架されたワイヤと、コロナ放電電極と導電性シールド及びグリッド電極を備えたスコロトロン・タイプの放電装置である。コロナ放電電極に電圧を印加する電圧印加手段（不図示）とグリッド電極に電圧を印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とを有し、感光体ドラム１表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する部材である。制御手段７は、画像形成時の帯電電位（暗部電位）が−７００Ｖとなるように帯電手段に供給する電力を制御している。本実施例では、制御手段７は、コロナ放電電極に流れる電流値を−１０００μＡで定電流制御し、グリッドへのＤＣ印加電圧は制御することで帯電電位を調整している。
【００１６】
〔３〕露光装置（情報書き込み手段）
図１の画像形成装置は、帯電処理された感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光装置を備えている。露光装置３は、本実施の形態では、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナであり、露光装置３に対向する露光位置ａにて感光体ドラム１表面を露光する。露光装置３は、画像読み取り装置（不図示）等のホスト処理から画像形成装置本体側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光Ｌは、帯電処理済みの回転中の感光体ドラム１表面を、露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）する。この走査露光により、感光体ドラム１表面の帯電面のうち、レーザ光Ｌが照射された部分の電位が低下（本実施例では−３００Ｖ）し、画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
【００１７】
〔４〕現像装置（現像手段）
現像手段としての現像装置（現像器）４は、感光体ドラム１上の静電潜像（露光部）に現像剤（トナー）を供給し静電潜像をトナー像として可視化する。本実施の形態では、現像装置４は、二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、異なる複数のトナーにて現像可能な構成である。
【００１８】
現像装置４は、現像容器４ａ、現像スリーブ４ｂ、マグネットローラ４ｃ、現像剤コーティングブレード４ｄ、現像剤攪拌部材４ｆ、トナーホッパー４ｇを有している。なお、図１中の符号４ｅは、現像容器４ａ内に収納された二成分現像剤を示している。
【００１９】
現像容器４ａは、二成分現像剤４ｅを収納するとともに、現像スリーブ４ｂ等を回転可能に支持している。現像スリーブ４ｂは、非磁性の円筒状の部材であり、外周面の一部を外部に露出させて現像容器４ａ内に回転可能に配置されている。マグネットローラ４ｃは、非回転に固定された状態で、現像スリーブ４ｂの内側に挿設されている。現像剤コーティングブレード４ｄは、現像スリーブ表面にコートされる二成分現像剤４ｅの層厚を規制する。現像剤攪拌部材４ｆは、現像容器４ａ内の底部側に配設されて、二成分現像剤４ｅを攪拌するとともに、現像スリーブ４ｂに向けて搬送する。トナーホッパー４ｇは、現像容器４ａに補給する補給用トナーを収納した容器である。
【００２０】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅは、トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。本実施の形態において、磁性キャリアの抵抗は約１０１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍである。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。
【００２１】
上述の現像スリーブ４ｂは、感光体ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持した状態で、感光体ドラム１に近接するように対向配設されている。この感光体ドラム１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃとなる。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表面の移動方向とは逆方向に移動する方向に回転駆動される。つまり、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に対して、矢印Ｒ４方向に回転駆動されている。
【００２２】
この現像スリーブ４ｂの外周面に、内側のマグネットローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、現像スリーブ４ｂの回転に伴って回転搬送される。磁気ブラシ層は、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光体ドラム１表面に対して接触して感光体ドラム表面を適度に摺擦する。
【００２３】
現像スリーブ４ｂに印加される現像バイアスは、印加電源Ｓ２より印加され、制御手段７によって制御される。この制御手段７には、コロナ帯電器２により帯電した感光体ドラム１の帯電電位を、電位測定手段１０により検知し、その検知結果からの情報が入力されるようになっている。制御手段７は、後述するアナログ画像出力モードを実行する際には、電位測定手段１０から入力される検知結果に基いて、非露光部にトナーが現像されるように現像バイアスを制御する。
【００２４】
上述の現像装置４において、現像容器４ａ中の現像剤は回転する現像スリーブ４ｂ表面に薄層としてコーティングされて現像部ｃに搬送される。ここで現像剤中のトナーは、現像バイアス印加電源Ｓ２によって現像スリーブ４ｂに印加された現像バイアスによる電界によって、感光体ドラム１上の静電潜像に対応して選択的に付着される。本実施例では、通常画像形成時は、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−５５０Ｖに設定し、ＡＣ電圧が１．２５ｋＶｐｐ（周波数はブランクパルスで１２ｋＨｚ）に設定している。ここで、ブランクパルスとは、直流電圧に交流電圧を断続的に重畳したものである。ブランクパルスは、交流電圧と直流電圧を重畳して印加する区間（振幅部）と、これに続いて直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）と、の全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスである。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。本実施の形態の場合は感光体ドラム１上の露光部（レーザ光照射部分）にトナーが付着されて静電潜像が反転現像される。
【００２５】
このとき、感光体ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は−２５μＣ／ｇである。
【００２６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００２７】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を所定のほぼ一定範囲内に維持させるために、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が例えば光学式トナー濃度センサ（不図示）によって検知される。そして、その検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。
【００２８】
〔５〕転写手段、定着手段
本実施の形態では、転写手段として転写ローラ５が使用されている。この転写ローラ５は感光体ドラム１表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部ｄとなる。この転写部ｄに給紙機構部（不図示）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）が給送される。
【００２９】
転写部ｄに給送された記録材Ｐは回転中の感光体ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。記録材Ｐは、その間、転写ローラ５に対して、転写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス（本実施の形態では、＋２ｋＶ）が印加される。こうすることで、表面に感光体ドラム１上のトナー像が順次に静電転写されていく。
【００３０】
転写部ｄを通ってトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光体ドラム１表面から順次に分離されて定着装置６に搬送され、ここで定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。そして、画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００３１】
［アナログ画像出力モード］
本発明の特徴部分について説明する。この画像形成装置は、後述するように、露光を伴わず、帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方を所定バイアスに調整することにより、帯電器の傾き調整用のトナー像を現像（アナログ現像）する構成となっている。そして、この調整用のトナー像を記録材に自動的に出力させるアナログ画像出力モードを有する。このモードにより出力された記録材上の画像（以下アナログ画像と称す）の主走査方向（感光体ドラム１の回転軸線方向）の濃度をサービスマンが検出する。そして、検出結果に基づいて感光体ドラム１の回転軸線方向に関する帯電電位の傾きを調整できるようになっている。ここでは、上記帯電装置２のグリッドが、感光体ドラム１表面の主走査方向に対する垂直面内において傾き角が変更可能になされている。
【００３２】
ここでは、アナログ画像出力モードを実行するための入力手段（選択手段）として、図１０に示すように、本体に設けられたタッチパネル２０上の実行ボタン２１が設けられている。この実行ボタン２１を押すことによって、アナログ画像を自動的に出力することが可能となっている。記憶手段としての制御手段７には、アナログ画像を出力するための画像形成条件が予め設定（記憶）されており、この実行ボタン２１を押すことによって、調整用のトナー画像が自動的に出力される構成となっている。
【００３３】
〔６〕帯電器傾き調整手段
図３は、上記コロナ帯電器２の構造を示す一部破断した要部断面図である。
【００３４】
同図において、２ａは金属等の導電部材からなるシールドケース、２ｂはチャージワイヤ、２ｃは前記チャージワイヤの前端部（画像形成装置の手前側の端部）を固定するためのエンドブロックである。２ｄはグリッドである。２ｆは上記グリッド２ｄの前端部の、感光体ドラム１の表面からの距離を変化させるためのスライダーである。２ｇは下辺にテーパ２ｇ１が形成された当接部材である。２ｇは、スライダー２ｆの上端部で、図面矢印のように前後方向（装置手前側から奥側方向）に移動可能に設けられている。また、上記当接部材２ｇは、不図示のネジにより移動されるようになっている。そして、上記当接部材２ｇを前後に移動させることによりスライダー２ｆがテーパ２ｇ１を相対移動して該スライダー２ｆが上下動するようになっている。２ｈは画像形成装置本体に設置された帯電器の位置決め部材であり、２ｈがスライダー２ｆの位置決め穴２ｆ１に挿入されることで上記グリッド２ｄの前端部の、感光体ドラム１の表面からの距離が決定される。上記２ｇ、２ｆ、２ｈは、コロナ帯電器２のグリッド２ｄと感光ドラムの１との距離を調整を行う調整手段である。
【００３５】
なお、図示はしていないが、グリッド２ｄの後端部には、感光体ドラム１の表面からの距離を変化させるためのスライダー２ｆは設けられておらず、上記グリッド２ｄの後端部と感光体ドラム１間の距離は固定されている。
【００３６】
上記シールドケース２ａは、開口部を感光体ドラム１に対向して設けられ、所定の間隔を設けて該感光体ドラム１の軸とほぼ平行に設けられている。そして、上記スライダー２ｆを上下動させることによりグリッド２ｄの前端部が感光体ドラム１に近接または離隔し、該グリッド２ｄの感光体ドラム１表面の回転軸線方向に対する垂直面内における傾き角が変化するようになっている。周知のように、グリッド２ｄを感光体ドラム１に近接させると、該感光体ドラム１の帯電電位は高くなる。従って、グリッド２ｄの上記傾き角を変化させることにより感光体ドラム１の帯電電位は軸方向に傾斜する。これにより、アナログ画像の主走査方向における不均一な濃度を補正し、感光体ドラム１の現像位置での主走査方向の電位を均一にすることができるようになっている。
【００３７】
ここで、上記、アナログ画像の主走査方向における濃度の補正について図面を用いて説明する。
【００３８】
図４は、本実施の形態における、通常画像形成時（第１モード）とアナログ画像形成時（第２モード）の印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。ここで、本実施例でいう通常画像形成とは、画像形成信号に応じて感光体ドラム１の帯電面に露光手段の露光により静電潜像を形成し、この潜像（露光部）をトナーにて現像することで画像形成するものである。
【００３９】
また、アナログ画像形成とは、露光手段による露光を伴わずに帯電電位にトナーを現像させることをいう。本実施例のアナログ画像は、通常画像形成時よりも感光体ドラム１の帯電電位ＶＤと現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの差を小さくすることで、本来、現像されるべきでない非画像領域に調整用のトナー像を現像させる設定となっている。（いわゆる、かぶりを強制的に発生させている）また、アナログ画像は、帯電電位の絶対値よりも現像バイアスの直流成分の絶対値を大きくすることで形成することもできる。
【００４０】
ここでは、通常画像形成時の帯電電位ＶＤを−７００Ｖ、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−５５０Ｖに設定し、アナログ画像形成時は、上記現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−７００Ｖに変更している。ここでいう感光体ドラム１の帯電電位ＶＤとは、感光体ドラム１の主走査方向に対して中心に位置する電位測定装置１０の測定値であり、電位測定装置１０の位置での感光体ドラム１の帯電電位ＶＤに対して現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの設定がなされる。帯電器高さ調整の精度を高めるためには、ドラム帯電電位ＶＤと現像バイアスの直流成分の電位差Ｖｃｏｎｔの変化量に対する出力画像の濃度変化が大きいことが好ましい。従って、調整モード時に設定されるＶｃｏｎｔとしては、図５のようなＶｃｏｎｔに対する濃度特性のグラフの傾きが最大となる値を使用してもよい。
【００４１】
以下に、帯電器高さ調整用の画像として、アナログ画像（非露光画像）を用いたときのデジタル画像に対するメリットを述べる。図５は、トナーが現像されるドラム表面の電位と現像バイアスの直流成分の電位差Ｖｃｏｎｔの変化量に対すると画像濃度の変化量の関係を、通常画像形成した場合と、アナログ画像形成した場合とで比較したものである。
【００４２】
図５は、通常画像（デジタル画像）と比較して、アナログ画像はコントラストの変化に対する濃度の変化量が大きいことを示しており、電位差が濃度差として現れやすいことを意味する。デジタル画像とアナログ画像のコントラストがマクロ的に等しい場合であっても、デジタル方式の露光による潜像と、露光を伴わないアナログ潜像とでは、ミクロ的な電位プロファイルが異なる。そして、そのプロファイルの違いにより潜像への現像特性が変化し、それが濃度差として現れる。図５の横軸は上記のマクロ電位のコントラストの変化量であり、デジタル画像とアナログ画像の傾きが異なり、アナログ画像の方がコントラストの変化に対する濃度の変化量が大きいのは上述の現象によるものである。従って、アナログ画像を検出して帯電器の傾き調整した方がデジタル画像で傾き調整する場合よりも感光体ドラム１の現像位置での主走査方向の非露光部電位を、より高精度に均一化することが可能となる。
【００４３】
本実施の形態においては、感光体ドラム１の主走査方向に対して中心に位置する電位測定装置１０の位置での画像濃度がＸ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計において、濃度０．５のアナログ画像をそれぞれ出力する。そして、両画像の主走査方向における前端部と後端部の濃度差が０．０２以下になるよう該グリッド２ｄの傾き角を調整した。
【００４４】
図６は、本実施例のアナログ画像にて帯電器傾き調整を実施したときの前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差である。また、比較例として、帯電器傾き調整用のトナー像としてデジタル画像にて調整を実施したときの前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差である。比較例では、デジタル画像の光学系の主走査方向での光量差を変更し、それぞれのデジタル画像において上記調整を実施した結果である。デジタル画像では、前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差が光学系の光量差（光量ムラ）に応じて増加し、不均一となるのに対し、アナログ画像では１０Ｖ未満に均一化することができた。即ち、本実施例の構成によれば、露光手段の露光ムラの影響を受けないため、帯電電位を主走査方向で均一にすることができる。また、アナログ画像であるため、デジタル画像に比べて、帯電器の傾きに対する濃度変動が大きいため、帯電器の傾きを精度良く調整することができる。
【００４５】
図１１に、本実施例のアナログ画像出力モードのフローチャートを示す。
【００４６】
オペレータにより、アナログ画像出力モードを実行するための入力手段としての実行ボタン２１が押される（Ｓ１）と、前記制御手段７は、露光手段をＯＦＦにした状態で感光ドラム１を回転させる。（Ｓ２）次に、制御手段７は、感光ドラム１が−７００Ｖとなるように予め設定された帯電バイアスを印加し、現像スリーブに現像バイアス（ＤＣ電圧＝−５５０Ｖ、ＡＣ電圧ｏｆｆ）を印加し、前回転を実行する。（Ｓ３）Ｓ３において、本実施例では、画像形成時の帯電電位−７００Ｖとなるように、制御手段７が、コロナ放電電極に流れる電流値を−１０００μＡで定電流制御し、グリッドに印加されるＤＣ電圧を制御して所定の帯電電位に設定している。
【００４７】
そして、所定のタイミングで現像スリーブに印加する現像バイアスを（ＤＣ＝−７００Ｖ、ＡＣ＝１．２５ｋＶｐｐ）に変更し、調整用のトナー像をアナログ現像する。（Ｓ５）。こうして、現像されたアナログ画像は、搬送されてくる記録材に転写され、アナログ画像として出力される。このように、本実施例では、通常画像形成時に比べて、感光ドラムの帯電電位と現像バイアスの直流成分との差を小さくすることで、非露光部にトナーを現像することができる。
そして、所定の調整用のトナー像の現像を終えると、制御手段７は、現像バイアス（ＤＣ電圧＝−５５０Ｖ、ＡＣ電圧ｏｆｆ）に戻して後回転を行う。（Ｓ６）そして、帯電電圧、現像電圧をＯＦＦし、（Ｓ７）感光ドラム１の回転を停止させる。（Ｓ７）
以上のように、帯電手段の傾き調整を行うための調整用のトナー像が、自動的に出力されるモードを有しているため、煩わしい設定をしなくても、調整用のアナログ画像を簡単に出力することができる。
【００４８】
尚、本実施例では、露光手段をＯＦＦの状態で、現像ＤＣ電圧を、通常画像形成時と異ならせることで非露光部にトナーをアナログ現像しているが、これに限らない。即ち、現像ＤＣ電圧の代わりに、露光手段をＯＦＦの状態で、帯電電位を変更してもよく、また現像ＤＣ電圧及び帯電電位の両方を調整してもよい。帯電電位を変更する場合は、帯電バイアス印加電源Ｓ１もしくコロナ放電電極に電圧を印加する電圧印加手段に印加する電圧の少なくとも一方の電圧を調整することで帯電電位を設定してもよい。
【００４９】
また、本実施例において、アナログ画像形成時は、感光ドラムの帯電電位（帯電バイアスの直流成分）と現像バイアスの直流成分を小さくなるようにしているが、非露光部にトナーが現像される関係であればこれに限らない。例えば、現像バイアスの直流成分の絶対値を、帯電電位もしくは帯電バイアスの直流成分の絶対値よりも大きくしてもよい。
【００５０】
＜実施の形態２＞
図７は本実施の形態２に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。
【００５１】
実施の形態２の画像形成装置（プリンタ）においては、特にことわらない限り実施の形態１と同様の構成をとる。即ち、感光体ドラム１と、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、コロナ帯電器２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写手段５、及び不図示の電位測定装置１０、除電装置９からなる画像形成手段（画像形成ユニット）を有する。実施例１と異なる点は、この画像形成ユニットが複数（４個）タンデムに構成されている点が異なっている。各画像形成手段はイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像をそれぞれ形成する。
【００５２】
また、転写手段５は実施例１と異なり、本実施の形態においては中間転写体方式を採用している。５ｂは中間転写ベルトであり、ポリエチレンテレフタレート，ポリイミドなどの樹脂にカーボンを分散して抵抗を調整したものである。５ｃは駆動ローラであり、中間転写ベルト５ｂを駆動回転させる。駆動ローラ５ｃの回転方向は、感光体ドラム１の進行方向に対して転写ベルト５ｂが同じ方向に進行するように回転駆動している。５ｄはテンションローラであり、駆動ローラ５ｃ，対抗ローラ５ｅの間で中間転写ベルト５ｂを一定のテンションで維持するように調整されている。５ａは１次転写ローラであり、転写ベルト５ｂを介してそれぞれの画像形成手段の感光体ドラム１に対向して配置されている。５ｆは２次転写ローラであり、中間転写ベルト５ｂに形成されたトナー像を転写材に一括転写する。１１は中間転写ベルトクリーナで、トナーあるいは紙粉などにより中間転写ベルト５ｂが汚染されるのを防止する。
【００５３】
中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルト５ｂ上に各画像形成手段で作られたトナー像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で転写していく。そして、給紙手段によって２次転写ローラ５ｆまで給紙された転写材に、４色重なったトナー像が２次転写ローラ５ｆによって一括転写される。その後定着手段６により転写材上のトナー像は定着される。
【００５４】
本実施の形態に従う画像形成装置は、実施の形態１で説明したアナログ画像を、一枚のプリント画像中に各色重なることなく形成し、縦１９インチ、横１３インチサイズの転写材に定着させるモード（以後、４色アナログ画像出力モード）を有する。
【００５５】
ここでは、４色アナログ画像出力モードを実行するための入力手段として、図１０のタッチパネル２０及び制御部７を備えており、図１０に示すタッチパネル上の実行ボタン２１を押すことによって４色アナログ画像を自動的に出力することが可能となっている。
【００５６】
図８は、４色アナログ画像出力モード時における印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。アナログ画像が形成される各色の現像バイアスの直流成分（ここでは−７００Ｖ）の印加時間を２５０ｍｓｅｃとし、且つ各色の印加タイミングをずらしている。こうすることで、図９に示すように、上流に位置するイエローステーションから順に副走査方向に７５ｍｍ幅の各色アナログ画像を一枚のプリント画像中に形成する。
【００５７】
前記、図９に示すように、一枚のプリント画像中に各色重なることなくアナログ画像を形成する。このことにより、一枚のプリント画像から各色の主走査方向における前端部と後端部の濃度差を同時に測定でき、各色のグリッド２ｄの傾き角を同時に調整することが可能となる。また、これにより、調整に用いるプリント枚数を少なく、かつ各色のアナログ画像を短時間に出力することができる。
【００５８】
尚、通常、上記アナログ画像はデジタル画像と異なり、主走査方向の画像領域が現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅となる。このため、仮にそのコート領域よりも狭い転写材に転写させた場合には、転写材に転写されずに転写ベルト５ｂ上に残った端部のトナーが２次転写ローラ５ｆ及び中間転写ベルトクリーナの端部を汚染してしまう。そして、それ以降の画像に対して裏汚れなどの画像不良を引き起こす原因となる。ここで、本実施例でいうデジタル画像とは、露光手段の露光する面積を変調して濃度の濃淡を再現した画像のことをいう。
【００５９】
本実施の形態では、前記現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅は３２８ｍｍであり、それよりも広い横幅１３インチサイズ（３３０．２ｍｍ）の転写材に転写させることで、前記画像不良を防止している。即ち、調整用のアナログ画像を出力するモード時には、前記制御手段７は、出力される記録材の搬送方向に直交する幅方向のサイズが前記現像スリーブ４ｂのコート領域の幅よりも広い紙サイズを自動的に選択して出力させる。
【００６０】
また、４色アナログ画像出力モードを発動したタイミングにおいて、前記現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅よりも広い転写材が自動選択されることにより、転写材の選択ミスによる画像不良の発生を抑制している。
【００６１】
本実施例では、４色アナログ画像出力モードとして、複数の異なる色のＹＭＣＫの４色を例に説明したが、これに限らず、濃淡トナー等の特色を使用する場合は、濃淡のトナーのアナログ画像を出力できる構成としてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、帯電装置としてコロナ帯電方式を例に説明したが、これに限らない。例えば、非接触タイプの帯電ローラにも適用可能である。
【００６３】
また、本実施例では、像担持体表面に対する帯電装置の傾き調整として、像担持体の回転軸方向の像担持体表面に対するグリッドとの距離（グリッドの傾き）を調整したがこれに限らない。例えば、ドラム主走査方向におけるドラム表面と帯電ワイヤとの距離を調整してもよい。
【００６４】
本発明によれば、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきがあっても、精度よく帯電手段の傾き調整を実行可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図２】感光体ドラム層構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】コロナ帯電器の構造を示す一部破断した要部断面図である。
【図４】通常画像形成時とアナログ画像形成時の印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示した図である。
【図５】デジタル及びアナログ画像のコントラストと濃度の関係を示すグラフである。
【図６】デジタル及びアナログ画像を用いた電位調整の精度を示す表である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置例の概略構成模型図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る４色アナログ画像出力モード時における印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る一枚のプリント画像中に各色アナログ画像が形成された状態を示す図である。
【図１０】本実施例に係るアナログ画像出力モードを実行するためのタッチパネルに表示される実行ボタンの一例を示す模式図である。
【図１１】本実施例１のアナログ画像出力モードのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１ 感光体（感光体ドラム）
１ａ 導電性基体（導電性ドラム基体）
１ｂ 下引き層
１ｃ 電荷発生層
１ｄ 電荷輸送層
２ 帯電手段（コロナ帯電器）
３ 露光手段（露光装置）
４ 現像手段（現像装置）
５ 転写手段（転写ローラ）
７ 制御手段
８ 感光体クリーナ
９ 除電装置
１０ 電位測定装置
Ｐ 記録材
Ｓ１〜３ バイアス印加電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機，レーザービームプリンタ及びプロセスカートリッジなどの画像形成装置に関し、像担持体表面を帯電処理する帯電器の傾き調整が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に形成された潜像を顕像化し、該顕像を転写紙に転写して像形成を行う複写機等の画像形成装置においては、主走査方向での帯電器と感光体ドラムの距離のばらつき（帯電器の傾き）により感光体ドラムの主走査方向における表面電位が不均一となる。そのため、例えば転写紙の主走査方向において前側、あるいは後側の一部にかぶりを生じることがある。
【０００３】
従来、上記問題を解決するため、例えば感光体ドラムの表面電位を検出し、この検出結果に基づきチャージワイヤの感光体ドラム表面に対する軸方向の傾き角を調整することにより感光体ドラムの表面電位を均一にする技術が提案されている。（特許文献１参照）しかしながら、特許文献１の方法では、ドラムの軸方向に関して複数の表面電位を検知して傾き調整する構成であり、高価な電位センサを複数必要となり装置の大型化やコストダウンの妨げとなる。
【０００４】
そこで、アナログ画像形成装置において、白色の基準原稿を複写させ、そのときの原稿像照射により形成される静電潜像に基いて記録材上に調整用のトナー像を形成する。そして、この調整用のトナー像の濃度に基いて感光ドラムに対する帯電器の傾き調整を行うが開示されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開昭６１−１５１６６９号公報
【特許文献２】特開平０６−１０２７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、アナログ現像（正規現像）方式であるため、調整用のトナー像が現像される領域は、露光手段から露光される露光部に相当する。
【０００６】
従って、記録材上のトナー像の濃度は、露光手段の露光量のばらつきの影響を受けて変動するため、露光手段の露光量が不均一であると、帯電手段の傾きによる濃度変動分を正確に測定することが難しく、精度の高い傾き調整を行うことができない。
【０００７】
従って本発明の目的は、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきによって、帯電手段の傾き調整の精度が低下することを抑制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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の構成は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段の前記像担持体の回転軸線方向に関する傾きを調整する調整手段と、画像信号に基いて前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該潜像をトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録材に定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方を通常画像形成時とは異なる所定バイアスに設定することで、前記露光手段による露光工程を介さずに記録材に調整用のトナー像を自動的に出力するモードを有することを特徴する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきがあっても、精度よく帯電手段の傾き調整を実行可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、記録材（例えば紙）の最大通紙サイズが縦１９インチ、横１３インチサイズのレーザビームプリンタ（以下「画像形成装置」という。）である。また、本実施例の画像形成装置は、電子写真方式であり、露光方式としては、トナーが現像される画像部を露光するイメージエリア露光方式を採用している。また、帯電方式としてはコロナ帯電方式、現像方式としては反転現像方式、を採用している。
【００１２】
［画像形成装置の全体構成］
本実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、感光体ドラム（像担持体）１を備えている。そして、この感光体ドラム１の周囲には、コロナ帯電器２、露光装置（露光手段）３、電位測定装置１０、現像装置（現像手段）４、転写ローラ（転写手段）５、クリーニングブレード８、除電装置９が感光体ドラム回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って配設されている。また、記録材Ｐの搬送方向に沿っての転写ローラ５の下流側には、定着装置（定着手段）６が配設されている。
【００１３】
〔１〕感光体ドラム（像担持体）
実施の形態１に係る画像形成装置は、像担持体として感光体ドラム１（回転ドラム型の電子写真感光体）を備えている。この感光体ドラム１は負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）で形成された感光層を有している。感光体ドラム１は、直径８４ｍｍに形成されていて、中心支軸（不図示）を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示Ｒ１方向に回転駆動される。
【００１４】
図２に感光体ドラム１の層構成を模式的に示す。同図に示すように、感光体ドラム１は、内側（同図中の下側）に導電性ドラム基体（導電性基体：例えば、アルミニウム製シリンダ）１ａを有している。導電性ドラム基体１ａの表面に内側から順に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄとの３層を塗り重ねた構成となっている。このうち電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｄとによって感光層を構成している。
【００１５】
〔２〕コロナ帯電器
図１に示す画像形成装置は、帯電手段として、コロナ帯電器２を有している。本実施例の帯電手段としてのコロナ帯電器２は、感光ドラム１表面から所定距離だけ離間して張架されたワイヤと、コロナ放電電極と導電性シールド及びグリッド電極を備えたスコロトロン・タイプの放電装置である。コロナ放電電極に電圧を印加する電圧印加手段（不図示）とグリッド電極に電圧を印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とを有し、感光体ドラム１表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する部材である。制御手段７は、画像形成時の帯電電位（暗部電位）が−７００Ｖとなるように帯電手段に供給する電力を制御している。本実施例では、制御手段７は、コロナ放電電極に流れる電流値を−１０００μＡで定電流制御し、グリッドへのＤＣ印加電圧は制御することで帯電電位を調整している。
【００１６】
〔３〕露光装置（情報書き込み手段）
図１の画像形成装置は、帯電処理された感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光装置を備えている。露光装置３は、本実施の形態では、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナであり、露光装置３に対向する露光位置ａにて感光体ドラム１表面を露光する。露光装置３は、画像読み取り装置（不図示）等のホスト処理から画像形成装置本体側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光Ｌは、帯電処理済みの回転中の感光体ドラム１表面を、露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）する。この走査露光により、感光体ドラム１表面の帯電面のうち、レーザ光Ｌが照射された部分の電位が低下（本実施例では−３００Ｖ）し、画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
【００１７】
〔４〕現像装置（現像手段）
現像手段としての現像装置（現像器）４は、感光体ドラム１上の静電潜像（露光部）に現像剤（トナー）を供給し静電潜像をトナー像として可視化する。本実施の形態では、現像装置４は、二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、異なる複数のトナーにて現像可能な構成である。
【００１８】
現像装置４は、現像容器４ａ、現像スリーブ４ｂ、マグネットローラ４ｃ、現像剤コーティングブレード４ｄ、現像剤攪拌部材４ｆ、トナーホッパー４ｇを有している。なお、図１中の符号４ｅは、現像容器４ａ内に収納された二成分現像剤を示している。
【００１９】
現像容器４ａは、二成分現像剤４ｅを収納するとともに、現像スリーブ４ｂ等を回転可能に支持している。現像スリーブ４ｂは、非磁性の円筒状の部材であり、外周面の一部を外部に露出させて現像容器４ａ内に回転可能に配置されている。マグネットローラ４ｃは、非回転に固定された状態で、現像スリーブ４ｂの内側に挿設されている。現像剤コーティングブレード４ｄは、現像スリーブ表面にコートされる二成分現像剤４ｅの層厚を規制する。現像剤攪拌部材４ｆは、現像容器４ａ内の底部側に配設されて、二成分現像剤４ｅを攪拌するとともに、現像スリーブ４ｂに向けて搬送する。トナーホッパー４ｇは、現像容器４ａに補給する補給用トナーを収納した容器である。
【００２０】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅは、トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。本実施の形態において、磁性キャリアの抵抗は約１０１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍである。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。
【００２１】
上述の現像スリーブ４ｂは、感光体ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持した状態で、感光体ドラム１に近接するように対向配設されている。この感光体ドラム１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃとなる。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表面の移動方向とは逆方向に移動する方向に回転駆動される。つまり、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に対して、矢印Ｒ４方向に回転駆動されている。
【００２２】
この現像スリーブ４ｂの外周面に、内側のマグネットローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、現像スリーブ４ｂの回転に伴って回転搬送される。磁気ブラシ層は、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光体ドラム１表面に対して接触して感光体ドラム表面を適度に摺擦する。
【００２３】
現像スリーブ４ｂに印加される現像バイアスは、印加電源Ｓ２より印加され、制御手段７によって制御される。この制御手段７には、コロナ帯電器２により帯電した感光体ドラム１の帯電電位を、電位測定手段１０により検知し、その検知結果からの情報が入力されるようになっている。制御手段７は、後述するアナログ画像出力モードを実行する際には、電位測定手段１０から入力される検知結果に基いて、非露光部にトナーが現像されるように現像バイアスを制御する。
【００２４】
上述の現像装置４において、現像容器４ａ中の現像剤は回転する現像スリーブ４ｂ表面に薄層としてコーティングされて現像部ｃに搬送される。ここで現像剤中のトナーは、現像バイアス印加電源Ｓ２によって現像スリーブ４ｂに印加された現像バイアスによる電界によって、感光体ドラム１上の静電潜像に対応して選択的に付着される。本実施例では、通常画像形成時は、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−５５０Ｖに設定し、ＡＣ電圧が１．２５ｋＶｐｐ（周波数はブランクパルスで１２ｋＨｚ）に設定している。ここで、ブランクパルスとは、直流電圧に交流電圧を断続的に重畳したものである。ブランクパルスは、交流電圧と直流電圧を重畳して印加する区間（振幅部）と、これに続いて直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）と、の全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスである。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。本実施の形態の場合は感光体ドラム１上の露光部（レーザ光照射部分）にトナーが付着されて静電潜像が反転現像される。
【００２５】
このとき、感光体ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は−２５μＣ／ｇである。
【００２６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００２７】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を所定のほぼ一定範囲内に維持させるために、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が例えば光学式トナー濃度センサ（不図示）によって検知される。そして、その検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。
【００２８】
〔５〕転写手段、定着手段
本実施の形態では、転写手段として転写ローラ５が使用されている。この転写ローラ５は感光体ドラム１表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部ｄとなる。この転写部ｄに給紙機構部（不図示）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）が給送される。
【００２９】
転写部ｄに給送された記録材Ｐは回転中の感光体ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。記録材Ｐは、その間、転写ローラ５に対して、転写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス（本実施の形態では、＋２ｋＶ）が印加される。こうすることで、表面に感光体ドラム１上のトナー像が順次に静電転写されていく。
【００３０】
転写部ｄを通ってトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光体ドラム１表面から順次に分離されて定着装置６に搬送され、ここで定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。そして、画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００３１】
［アナログ画像出力モード］
本発明の特徴部分について説明する。この画像形成装置は、後述するように、露光を伴わず、帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方を所定バイアスに調整することにより、帯電器の傾き調整用のトナー像を現像（アナログ現像）する構成となっている。そして、この調整用のトナー像を記録材に自動的に出力させるアナログ画像出力モードを有する。このモードにより出力された記録材上の画像（以下アナログ画像と称す）の主走査方向（感光体ドラム１の回転軸線方向）の濃度をサービスマンが検出する。そして、検出結果に基づいて感光体ドラム１の回転軸線方向に関する帯電電位の傾きを調整できるようになっている。ここでは、上記帯電装置２のグリッドが、感光体ドラム１表面の主走査方向に対する垂直面内において傾き角が変更可能になされている。
【００３２】
ここでは、アナログ画像出力モードを実行するための入力手段（選択手段）として、図１０に示すように、本体に設けられたタッチパネル２０上の実行ボタン２１が設けられている。この実行ボタン２１を押すことによって、アナログ画像を自動的に出力することが可能となっている。記憶手段としての制御手段７には、アナログ画像を出力するための画像形成条件が予め設定（記憶）されており、この実行ボタン２１を押すことによって、調整用のトナー画像が自動的に出力される構成となっている。
【００３３】
〔６〕帯電器傾き調整手段
図３は、上記コロナ帯電器２の構造を示す一部破断した要部断面図である。
【００３４】
同図において、２ａは金属等の導電部材からなるシールドケース、２ｂはチャージワイヤ、２ｃは前記チャージワイヤの前端部（画像形成装置の手前側の端部）を固定するためのエンドブロックである。２ｄはグリッドである。２ｆは上記グリッド２ｄの前端部の、感光体ドラム１の表面からの距離を変化させるためのスライダーである。２ｇは下辺にテーパ２ｇ１が形成された当接部材である。２ｇは、スライダー２ｆの上端部で、図面矢印のように前後方向（装置手前側から奥側方向）に移動可能に設けられている。また、上記当接部材２ｇは、不図示のネジにより移動されるようになっている。そして、上記当接部材２ｇを前後に移動させることによりスライダー２ｆがテーパ２ｇ１を相対移動して該スライダー２ｆが上下動するようになっている。２ｈは画像形成装置本体に設置された帯電器の位置決め部材であり、２ｈがスライダー２ｆの位置決め穴２ｆ１に挿入されることで上記グリッド２ｄの前端部の、感光体ドラム１の表面からの距離が決定される。上記２ｇ、２ｆ、２ｈは、コロナ帯電器２のグリッド２ｄと感光ドラムの１との距離を調整を行う調整手段である。
【００３５】
なお、図示はしていないが、グリッド２ｄの後端部には、感光体ドラム１の表面からの距離を変化させるためのスライダー２ｆは設けられておらず、上記グリッド２ｄの後端部と感光体ドラム１間の距離は固定されている。
【００３６】
上記シールドケース２ａは、開口部を感光体ドラム１に対向して設けられ、所定の間隔を設けて該感光体ドラム１の軸とほぼ平行に設けられている。そして、上記スライダー２ｆを上下動させることによりグリッド２ｄの前端部が感光体ドラム１に近接または離隔し、該グリッド２ｄの感光体ドラム１表面の回転軸線方向に対する垂直面内における傾き角が変化するようになっている。周知のように、グリッド２ｄを感光体ドラム１に近接させると、該感光体ドラム１の帯電電位は高くなる。従って、グリッド２ｄの上記傾き角を変化させることにより感光体ドラム１の帯電電位は軸方向に傾斜する。これにより、アナログ画像の主走査方向における不均一な濃度を補正し、感光体ドラム１の現像位置での主走査方向の電位を均一にすることができるようになっている。
【００３７】
ここで、上記、アナログ画像の主走査方向における濃度の補正について図面を用いて説明する。
【００３８】
図４は、本実施の形態における、通常画像形成時（第１モード）とアナログ画像形成時（第２モード）の印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。ここで、本実施例でいう通常画像形成とは、画像形成信号に応じて感光体ドラム１の帯電面に露光手段の露光により静電潜像を形成し、この潜像（露光部）をトナーにて現像することで画像形成するものである。
【００３９】
また、アナログ画像形成とは、露光手段による露光を伴わずに帯電電位にトナーを現像させることをいう。本実施例のアナログ画像は、通常画像形成時よりも感光体ドラム１の帯電電位ＶＤと現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの差を小さくすることで、本来、現像されるべきでない非画像領域に調整用のトナー像を現像させる設定となっている。（いわゆる、かぶりを強制的に発生させている）また、アナログ画像は、帯電電位の絶対値よりも現像バイアスの直流成分の絶対値を大きくすることで形成することもできる。
【００４０】
ここでは、通常画像形成時の帯電電位ＶＤを−７００Ｖ、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−５５０Ｖに設定し、アナログ画像形成時は、上記現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−７００Ｖに変更している。ここでいう感光体ドラム１の帯電電位ＶＤとは、感光体ドラム１の主走査方向に対して中心に位置する電位測定装置１０の測定値であり、電位測定装置１０の位置での感光体ドラム１の帯電電位ＶＤに対して現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの設定がなされる。帯電器高さ調整の精度を高めるためには、ドラム帯電電位ＶＤと現像バイアスの直流成分の電位差Ｖｃｏｎｔの変化量に対する出力画像の濃度変化が大きいことが好ましい。従って、調整モード時に設定されるＶｃｏｎｔとしては、図５のようなＶｃｏｎｔに対する濃度特性のグラフの傾きが最大となる値を使用してもよい。
【００４１】
以下に、帯電器高さ調整用の画像として、アナログ画像（非露光画像）を用いたときのデジタル画像に対するメリットを述べる。図５は、トナーが現像されるドラム表面の電位と現像バイアスの直流成分の電位差Ｖｃｏｎｔの変化量に対すると画像濃度の変化量の関係を、通常画像形成した場合と、アナログ画像形成した場合とで比較したものである。
【００４２】
図５は、通常画像（デジタル画像）と比較して、アナログ画像はコントラストの変化に対する濃度の変化量が大きいことを示しており、電位差が濃度差として現れやすいことを意味する。デジタル画像とアナログ画像のコントラストがマクロ的に等しい場合であっても、デジタル方式の露光による潜像と、露光を伴わないアナログ潜像とでは、ミクロ的な電位プロファイルが異なる。そして、そのプロファイルの違いにより潜像への現像特性が変化し、それが濃度差として現れる。図５の横軸は上記のマクロ電位のコントラストの変化量であり、デジタル画像とアナログ画像の傾きが異なり、アナログ画像の方がコントラストの変化に対する濃度の変化量が大きいのは上述の現象によるものである。従って、アナログ画像を検出して帯電器の傾き調整した方がデジタル画像で傾き調整する場合よりも感光体ドラム１の現像位置での主走査方向の非露光部電位を、より高精度に均一化することが可能となる。
【００４３】
本実施の形態においては、感光体ドラム１の主走査方向に対して中心に位置する電位測定装置１０の位置での画像濃度がＸ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計において、濃度０．５のアナログ画像をそれぞれ出力する。そして、両画像の主走査方向における前端部と後端部の濃度差が０．０２以下になるよう該グリッド２ｄの傾き角を調整した。
【００４４】
図６は、本実施例のアナログ画像にて帯電器傾き調整を実施したときの前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差である。また、比較例として、帯電器傾き調整用のトナー像としてデジタル画像にて調整を実施したときの前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差である。比較例では、デジタル画像の光学系の主走査方向での光量差を変更し、それぞれのデジタル画像において上記調整を実施した結果である。デジタル画像では、前端部と後端部の現像位置での非露光部の電位差が光学系の光量差（光量ムラ）に応じて増加し、不均一となるのに対し、アナログ画像では１０Ｖ未満に均一化することができた。即ち、本実施例の構成によれば、露光手段の露光ムラの影響を受けないため、帯電電位を主走査方向で均一にすることができる。また、アナログ画像であるため、デジタル画像に比べて、帯電器の傾きに対する濃度変動が大きいため、帯電器の傾きを精度良く調整することができる。
【００４５】
図１１に、本実施例のアナログ画像出力モードのフローチャートを示す。
【００４６】
オペレータにより、アナログ画像出力モードを実行するための入力手段としての実行ボタン２１が押される（Ｓ１）と、前記制御手段７は、露光手段をＯＦＦにした状態で感光ドラム１を回転させる。（Ｓ２）次に、制御手段７は、感光ドラム１が−７００Ｖとなるように予め設定された帯電バイアスを印加し、現像スリーブに現像バイアス（ＤＣ電圧＝−５５０Ｖ、ＡＣ電圧ｏｆｆ）を印加し、前回転を実行する。（Ｓ３）Ｓ３において、本実施例では、画像形成時の帯電電位−７００Ｖとなるように、制御手段７が、コロナ放電電極に流れる電流値を−１０００μＡで定電流制御し、グリッドに印加されるＤＣ電圧を制御して所定の帯電電位に設定している。
【００４７】
そして、所定のタイミングで現像スリーブに印加する現像バイアスを（ＤＣ＝−７００Ｖ、ＡＣ＝１．２５ｋＶｐｐ）に変更し、調整用のトナー像をアナログ現像する。（Ｓ５）。こうして、現像されたアナログ画像は、搬送されてくる記録材に転写され、アナログ画像として出力される。このように、本実施例では、通常画像形成時に比べて、感光ドラムの帯電電位と現像バイアスの直流成分との差を小さくすることで、非露光部にトナーを現像することができる。
そして、所定の調整用のトナー像の現像を終えると、制御手段７は、現像バイアス（ＤＣ電圧＝−５５０Ｖ、ＡＣ電圧ｏｆｆ）に戻して後回転を行う。（Ｓ６）そして、帯電電圧、現像電圧をＯＦＦし、（Ｓ７）感光ドラム１の回転を停止させる。（Ｓ７）
以上のように、帯電手段の傾き調整を行うための調整用のトナー像が、自動的に出力されるモードを有しているため、煩わしい設定をしなくても、調整用のアナログ画像を簡単に出力することができる。
【００４８】
尚、本実施例では、露光手段をＯＦＦの状態で、現像ＤＣ電圧を、通常画像形成時と異ならせることで非露光部にトナーをアナログ現像しているが、これに限らない。即ち、現像ＤＣ電圧の代わりに、露光手段をＯＦＦの状態で、帯電電位を変更してもよく、また現像ＤＣ電圧及び帯電電位の両方を調整してもよい。帯電電位を変更する場合は、帯電バイアス印加電源Ｓ１もしくコロナ放電電極に電圧を印加する電圧印加手段に印加する電圧の少なくとも一方の電圧を調整することで帯電電位を設定してもよい。
【００４９】
また、本実施例において、アナログ画像形成時は、感光ドラムの帯電電位（帯電バイアスの直流成分）と現像バイアスの直流成分を小さくなるようにしているが、非露光部にトナーが現像される関係であればこれに限らない。例えば、現像バイアスの直流成分の絶対値を、帯電電位もしくは帯電バイアスの直流成分の絶対値よりも大きくしてもよい。
【００５０】
＜実施の形態２＞
図７は本実施の形態２に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。
【００５１】
実施の形態２の画像形成装置（プリンタ）においては、特にことわらない限り実施の形態１と同様の構成をとる。即ち、感光体ドラム１と、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、コロナ帯電器２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写手段５、及び不図示の電位測定装置１０、除電装置９からなる画像形成手段（画像形成ユニット）を有する。実施例１と異なる点は、この画像形成ユニットが複数（４個）タンデムに構成されている点が異なっている。各画像形成手段はイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像をそれぞれ形成する。
【００５２】
また、転写手段５は実施例１と異なり、本実施の形態においては中間転写体方式を採用している。５ｂは中間転写ベルトであり、ポリエチレンテレフタレート，ポリイミドなどの樹脂にカーボンを分散して抵抗を調整したものである。５ｃは駆動ローラであり、中間転写ベルト５ｂを駆動回転させる。駆動ローラ５ｃの回転方向は、感光体ドラム１の進行方向に対して転写ベルト５ｂが同じ方向に進行するように回転駆動している。５ｄはテンションローラであり、駆動ローラ５ｃ，対抗ローラ５ｅの間で中間転写ベルト５ｂを一定のテンションで維持するように調整されている。５ａは１次転写ローラであり、転写ベルト５ｂを介してそれぞれの画像形成手段の感光体ドラム１に対向して配置されている。５ｆは２次転写ローラであり、中間転写ベルト５ｂに形成されたトナー像を転写材に一括転写する。１１は中間転写ベルトクリーナで、トナーあるいは紙粉などにより中間転写ベルト５ｂが汚染されるのを防止する。
【００５３】
中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルト５ｂ上に各画像形成手段で作られたトナー像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で転写していく。そして、給紙手段によって２次転写ローラ５ｆまで給紙された転写材に、４色重なったトナー像が２次転写ローラ５ｆによって一括転写される。その後定着手段６により転写材上のトナー像は定着される。
【００５４】
本実施の形態に従う画像形成装置は、実施の形態１で説明したアナログ画像を、一枚のプリント画像中に各色重なることなく形成し、縦１９インチ、横１３インチサイズの転写材に定着させるモード（以後、４色アナログ画像出力モード）を有する。
【００５５】
ここでは、４色アナログ画像出力モードを実行するための入力手段として、図１０のタッチパネル２０及び制御部７を備えており、図１０に示すタッチパネル上の実行ボタン２１を押すことによって４色アナログ画像を自動的に出力することが可能となっている。
【００５６】
図８は、４色アナログ画像出力モード時における印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。アナログ画像が形成される各色の現像バイアスの直流成分（ここでは−７００Ｖ）の印加時間を２５０ｍｓｅｃとし、且つ各色の印加タイミングをずらしている。こうすることで、図９に示すように、上流に位置するイエローステーションから順に副走査方向に７５ｍｍ幅の各色アナログ画像を一枚のプリント画像中に形成する。
【００５７】
前記、図９に示すように、一枚のプリント画像中に各色重なることなくアナログ画像を形成する。このことにより、一枚のプリント画像から各色の主走査方向における前端部と後端部の濃度差を同時に測定でき、各色のグリッド２ｄの傾き角を同時に調整することが可能となる。また、これにより、調整に用いるプリント枚数を少なく、かつ各色のアナログ画像を短時間に出力することができる。
【００５８】
尚、通常、上記アナログ画像はデジタル画像と異なり、主走査方向の画像領域が現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅となる。このため、仮にそのコート領域よりも狭い転写材に転写させた場合には、転写材に転写されずに転写ベルト５ｂ上に残った端部のトナーが２次転写ローラ５ｆ及び中間転写ベルトクリーナの端部を汚染してしまう。そして、それ以降の画像に対して裏汚れなどの画像不良を引き起こす原因となる。ここで、本実施例でいうデジタル画像とは、露光手段の露光する面積を変調して濃度の濃淡を再現した画像のことをいう。
【００５９】
本実施の形態では、前記現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅は３２８ｍｍであり、それよりも広い横幅１３インチサイズ（３３０．２ｍｍ）の転写材に転写させることで、前記画像不良を防止している。即ち、調整用のアナログ画像を出力するモード時には、前記制御手段７は、出力される記録材の搬送方向に直交する幅方向のサイズが前記現像スリーブ４ｂのコート領域の幅よりも広い紙サイズを自動的に選択して出力させる。
【００６０】
また、４色アナログ画像出力モードを発動したタイミングにおいて、前記現像スリーブ４ｂの外周面に吸着保持されたニ成分現像剤４ｅのコート領域の幅よりも広い転写材が自動選択されることにより、転写材の選択ミスによる画像不良の発生を抑制している。
【００６１】
本実施例では、４色アナログ画像出力モードとして、複数の異なる色のＹＭＣＫの４色を例に説明したが、これに限らず、濃淡トナー等の特色を使用する場合は、濃淡のトナーのアナログ画像を出力できる構成としてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、帯電装置としてコロナ帯電方式を例に説明したが、これに限らない。例えば、非接触タイプの帯電ローラにも適用可能である。
【００６３】
また、本実施例では、像担持体表面に対する帯電装置の傾き調整として、像担持体の回転軸方向の像担持体表面に対するグリッドとの距離（グリッドの傾き）を調整したがこれに限らない。例えば、ドラム主走査方向におけるドラム表面と帯電ワイヤとの距離を調整してもよい。
【００６４】
本発明によれば、記録材上に出力したトナー像にて帯電手段の傾き調整を行う画像形成装置において、露光手段の露光量のばらつきがあっても、精度よく帯電手段の傾き調整を実行可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図２】感光体ドラム層構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】コロナ帯電器の構造を示す一部破断した要部断面図である。
【図４】通常画像形成時とアナログ画像形成時の印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示した図である。
【図５】デジタル及びアナログ画像のコントラストと濃度の関係を示すグラフである。
【図６】デジタル及びアナログ画像を用いた電位調整の精度を示す表である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置例の概略構成模型図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る４色アナログ画像出力モード時における印加電圧の絶対値及び印加タイミングを示したものである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る一枚のプリント画像中に各色アナログ画像が形成された状態を示す図である。
【図１０】本実施例に係るアナログ画像出力モードを実行するためのタッチパネルに表示される実行ボタンの一例を示す模式図である。
【図１１】本実施例１のアナログ画像出力モードのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１ 感光体（感光体ドラム）
１ａ 導電性基体（導電性ドラム基体）
１ｂ 下引き層
１ｃ 電荷発生層
１ｄ 電荷輸送層
２ 帯電手段（コロナ帯電器）
３ 露光手段（露光装置）
４ 現像手段（現像装置）
５ 転写手段（転写ローラ）
７ 制御手段
８ 感光体クリーナ
９ 除電装置
１０ 電位測定装置
Ｐ 記録材
Ｓ１〜３ バイアス印加電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにて現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記帯電手段にて帯電された前記像担持体の表面を前記露光手段にて露光し、該露光された露光部にトナーを現像する第１モードと、前記露光手段による露光を行わずに、前記像担持体にトナーを現像し、該現像されたトナーを記録材に出力可能な第２モードと、を実行可能に制御する制御手段と、前記第２モードを実行させる信号を入力可能な入力部と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記入力部からの入力信号に基いて、予め設定されている前記第２モード用の画像形成条件にて前記第２モードを実行可能に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２モード用の画像形成条件は、前記第１モードにおける帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方が異なっていることを特徴する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が、前記帯電装置により帯電される前記像担持体の暗部電位と前記現像バイアスの直流成分との差が小さいことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が、前記帯電バイアスの直流成分と現像バイアスの直流成分の差が小さいことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１モード時は、現像バイアスの直流成分の絶対値よりも前記帯電装置により帯電される前記像担持体の暗部電位の絶対値の方が大きく、前記第２モード時において、前記帯電電位の絶対値よりも現像バイアスの直流成分の絶対値の方が大きい、もしくは等しいことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像手段は複数の異なる色のトナーにて現像可能であって、前記第２モード時において、一枚の記録材に各色の前記調整用のトナー像をそれぞれ異なる位置に形成することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、前記像担持体にトナーを現像すべく、外周面にトナーを担持する現像スリーブを有し、前記第２モード時において、画像形成が行われる記録材の幅方向のサイズが、前記現像スリーブの前記像担持体の回転軸線に関してトナーがコートされるコート領域幅よりも広い記録材を自動的に選択して出力することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の回転軸方向に関して、前記像担持体表面に対する前記帯電手段の傾きを調整する調整手段を有し、前記第２モード時に出力される前記トナー像は、前記調整手段により前記帯電手段の傾きを調整するための調整用トナー像であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにて現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記帯電手段にて帯電された前記像担持体の表面を前記露光手段にて露光し、該露光された露光部にトナーを現像する第１モードと、前記露光手段による露光を行わずに、前記像担持体にトナーを現像し、該現像されたトナーを記録材に出力可能な第２モードと、を実行可能に制御する制御手段と、前記第２モードを実行させる信号を入力可能な入力部と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記入力部からの入力信号に基いて、予め設定されている前記第２モード用の画像形成条件にて前記第２モードを実行可能に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２モード用の画像形成条件は、前記第１モードにおける帯電バイアス及び現像バイアスの少なくとも一方が異なっていることを特徴する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が、前記帯電装置により帯電される前記像担持体の暗部電位と前記現像バイアスの直流成分との差が小さいことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が、前記帯電バイアスの直流成分と現像バイアスの直流成分の差が小さいことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１モード時は、現像バイアスの直流成分の絶対値よりも前記帯電装置により帯電される前記像担持体の暗部電位の絶対値の方が大きく、前記第２モード時において、前記帯電電位の絶対値よりも現像バイアスの直流成分の絶対値の方が大きい、もしくは等しいことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像手段は複数の異なる色のトナーにて現像可能であって、前記第２モード時において、一枚の記録材に各色の前記調整用のトナー像をそれぞれ異なる位置に形成することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、前記像担持体にトナーを現像すべく、外周面にトナーを担持する現像スリーブを有し、前記第２モード時において、画像形成が行われる記録材の幅方向のサイズが、前記現像スリーブの前記像担持体の回転軸線に関してトナーがコートされるコート領域幅よりも広い記録材を自動的に選択して出力することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の回転軸方向に関して、前記像担持体表面に対する前記帯電手段の傾きを調整する調整手段を有し、前記第２モード時に出力される前記トナー像は、前記調整手段により前記帯電手段の傾きを調整するための調整用トナー像であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−３１７６８（Ｐ２００９−３１７６８Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９３１８（Ｐ２００８−１５９３１８）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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