画像形成装置
【課題】ＰＴＬのメリットを生かし、且つＰＴＬの副作用であるメモリ効果による画像ムラの低減をたに特別な部材を追加せずに、帯電・露光・転写という基本的構成のみを用いて低コスト実現する。
【解決手段】感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、感光体表面を帯電させる帯電手段１６と、帯電した感光体に光を照射することにより静電潜像を形成する画像書込部１２と、画像書込部１２を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像する現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、感光体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する電子写真装置１０において、書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）との２つの画像信号に基づいて書込手段を制御する。
【解決手段】感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、感光体表面を帯電させる帯電手段１６と、帯電した感光体に光を照射することにより静電潜像を形成する画像書込部１２と、画像書込部１２を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像する現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、感光体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する電子写真装置１０において、書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）との２つの画像信号に基づいて書込手段を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特に静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電プリンタ等の静電写真プロセスを用いた画像形成装置では、帯電器で一様帯電された感光体に書き込みを行うことにより静電潜像が形成され、現像器により現像することによりトナー像とされ、転写手段の作用によりトナー像が転写紙に転写され、転写された転写紙は感光体から分離された後定着されて画像が形成される。
【０００３】
このような現像工程と転写工程との間で、トナー像の形成された感光体に光照射を行いトナー像の下の静電潜像の電荷を減衰させ、転写工程における転写電流を効率良く転写材に作用させ低い転写電流から高い転写電流まで安定した転写効率が得られるようにする転写前露光（ｐｒｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｉｇｈｔｉｎｇ、ＰＴＬと略す）工程は良く知られている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数色のトナー像を順次重ね合わせて転写して画像を形成するカラー画像形成装置では、ＰＴＬにより逆転写を防止することもできる。（例えば特許文献１、２参照）
【０００４】
しかし、このＰＴＬを用いることで発生する副作用もある。例えば負帯電感光体（反転現像方式）の転写前後の電位をＰＴＬあり・なしの２つの条件で比較する。ＰＴＬあり・なしにかかわらず転写時の放電により感光体はプラスチャージをもらう。ＰＴＬなしの場合の感光体電位は転写前の電位の絶対値が大きいため０Ｖは超えないため転写後に露光することにより帯電工程前に前の画像のメモリを消すことができる（図１３（ａ）参照）。一方、ＰＴＬありの場合転写前の電位が０Ｖ付近であるため転写後感光体電位は、プラスになる（図１３（ｂ）参照）。また画像部上のトナーがある部分より非画像部の方が放電が起こりやすいためプラス側へのシフト量が大きくなる。転写後に露光してもプラス電位のメモリは消すことができず（電子輸送の移動度が極端に少ない）、感光体前周の画像が画像ムラとして次周の画像に影響してしまう。このプラス帯電化したメモリを消すためには、帯電工程を２つ設ける（特許文献３参照）等の手段が検討されているが、コストやスペースの点で現実的ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６３０３６号
【特許文献２】特開２００２−３５７９３９号
【特許文献３】特開平５−２８９４７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ＰＴＬは大きなメリットがあるにもかかわらず前述した副作用があるため実用化されることが少なかった。そこで本発明は、ＰＴＬのメリットを生かし、且つＰＴＬの副作用であるメモリ効果による画像ムラの低減をたに特別な部材を追加せずに、帯電・露光・転写という基本的構成のみを用いて低コスト実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置において、前記書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該着目した画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）とからなる２つの画像信号に基づいて書込手段を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記書込制御手段は、前記所定の画像信号（Ａ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をα［Ｊ／ｃｍ２］とし、前記下流側の画像信号（Ｂ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をβ［Ｊ／ｃｍ２］としたとき、露光量をα＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）として前記書込手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記比例係数ｋは、トナーの帯電量に応じて変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記トナーの帯電量は、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込光量より予測することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の画像形成装置において、前記現像手段の上流側に潜像担持体電位測定用センサを設置したことを特徴とする特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記潜像担持体電位測定用センサにより、副走査方向の長さが潜像担持体周長より短い画像パターンの帯電後現像前の画像部潜像担持体電位Ｖａと、現像・転写・再帯電後・露光前の画像部潜像担持体電位Ｖｂと、を測定し、前記Ｖａ画像部潜像担持体電位と前記画像部潜像担持体電位Ｖｂの比に応じて前記比例係数ｋを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、ＰＴＬのメリットを生かし、且つＰＴＬの副作用であるメモリ効果による画像ムラの低減をたに特別な部材を追加せずに、帯電・露光・転写という基本的構成のみを用いて低コスト実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真装置１０に適用した実施の形態について説明する。図１は実施例に係る電子写真装置の全体概略構成を示す断面図、図２は電子写真装置の画像形成部の構成を示す概略構成図である。電子写真装置１０は、電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４などから構成されている。また、この例では、電子写真装置１０は、原稿自動読取装置１、用紙供給装置３を備えている。
【００１６】
次に上記電子写真装置１０の概略構成及び動作について説明する。電子写真装置１０の原稿自動読取装置１から出力される画像信号をイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色の画像信号に分解する。分解された画像信号は、各色の書込制御手段（図示せず）に送られ、その画像信号をもとに書込制御手段で各色の適切な露光量を算出し（詳細は後述する）、画像書込部１２に信号を送信する。画像書込部１２は、例えば、図示のようなレーザ光源、回転多面鏡等の偏向器、走査結像光学系、及びミラー群などからなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のＬＥＤが配列したＬＥＤアレイと、結像光学系からなる、ＬＥＤ書込系などで構成されており、上記の各色信号に対応した４つの書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを有している。この画像書込部１２は、図２に示すように、画像形成部１３に設けられた各色ごとの４個の画像形成ユニットの各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを通して、各色信号に応じた画像の書込を行う。
【００１７】
画像形成部１３に設けられている各画像形成ユニットの、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、黒（ＢＫ）用の各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋとしては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの周囲には、図２及び図３に示すように、帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ、画像書込部１２からのレーザ光の露光部、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、１次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、クリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ等が配設されている。
【００１８】
ここで、上記現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとしては、２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置を用いている。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋとの間に介在するように、中間転写ベルト２２が張架されており、この中間転写ベルト２２には、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
【００１９】
一方、転写紙Ｐは、上記電子写真装置１０の給紙部１４、あるいは上記複写機の給紙バンク（図１参照）から給紙された後、レジストローラ１７を介して、転写搬送ベルト５０に坦持される。そして、中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、２次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。これにより、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送される。そして、転写紙Ｐは、定着装置１５により、それに転写された画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。
【００２０】
上記２次転写時に転写紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。このベルトクリーニング装置２５の下流側には、潤滑剤塗布装置２６が配設されている。この潤滑剤塗布装置２６は、固形潤滑剤２６ａと、中間転写ベルト２２に摺擦して固形潤滑剤２６ａを塗布する導電性ブラシ２６ｂとで構成されている。該導電性ブラシ２６ｂは、中間転写ベルト２２に常時接触して、中間転写ベルト２２に固形潤滑剤２６ａを塗布している。固形潤滑剤２６ａは、中間転写ベルト２２のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。
【００２１】
上記各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのそれぞれの表面は、画像の書き込みが行われる前に、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋにより、約−７００Ｖに帯電されている。本実施形態にかかる電子写真装置１０の帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとしては、導電性ゴムローラが用いられている。この帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとしての各ゴムローラは、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに対して、５０μｍほどの距離を保って、非接触で帯電を行うように設置されている。また、各ゴムローラには、約１ｋＨｚ、ピーク間電圧２ｋＶの交流電圧が印加されており、その中心値が約−８００Ｖ程度になるように設定されている。これにより、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面が、およそ−７００Ｖに均一帯電される。
【００２２】
尚、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面を帯電させる帯電手段としては、上述のような非接触で帯電を行うものに限らず、例えば、導電性のゴムローラを各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに接触するように設置して帯電させる接触帯電、ＡＣ＋ＤＣ帯電、ＡＣバイアスをかけずにＤＣバイアスのみを約−１４００Ｖ印加して各感光体を帯電するＤＣバイアスローラ帯電や、従来良く用いられるコロトロンやスコロトロンを用いたコロナ帯電、ブラシ帯電などの帯電手段を用いることができる。
【００２３】
上述のようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面が帯電された後、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に上記画像書込部１２から画像の書き込みが行われる。これにより、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色画像に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋによって現像される。
【００２４】
図３は現像装置の構成を示す断面図である。上記各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、現像ローラ２０１、ドクタブレード２０２、２本のスクリュー２０３，２０４、トナー濃度センサ２０５、現像ケース２０６などで構成されている。ここで、現像ローラ２０１とスクリュー２０３，２０４との位置関係は、現像ローラ２０１よりもスクリュー２０３，２０４が斜め下方向に位置するようになっている。また、２本のスクリュー２０３，２０４は、それぞれ水平方向に並列に配設されている。更に、現像ケース２０６には、２本のスクリュー２０３，２０４の間を仕切る仕切り板２０６ａが設けられており、この仕切り板２０６ａによって、現像ケース２０６が２室に仕切られている。また、該仕切り板２０６ａの奥側と手前側は、現像ケース２０６の各室内の現像剤が、２本のスクリュー２０３，２０４により循環搬送されるように切り欠かれている。
【００２５】
上記現像ケース２０６の感光体と対面する部分には開口部２０６ｂが形成されており、この開口部２０６ｂから現像ローラ２０１の一部が露出するようになっている。更に、現像ローラ２０１、スクリュー２０３，２０４、ドクタブレード２０２は、図３に示すように、現像ケース２０６のスクリュー２０４の上部の空間が少し多めになるように配設されている。各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像ケース２０６には、上記各色画像に対応した静電潜像を現像するための黒，マゼンタ，イエロー，シアンの各色の現像剤が収容されている。ここでは、該現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとが分散混合された２成分現像剤を用いている。
【００２６】
各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像剤は、互いに反対方向に回転する２本のスクリュー２０３，２０４により、上記仕切り板２０６ａの奥側と手前側の切り欠きを通して、現像ケース２０６の各室内を常時循環するように攪拌されながら搬送される。そして、この現像剤は、循環しながら攪拌搬送するスクリュー２０４によって、上記現像ローラ２０１に向けて供給される。現像ローラ２０１は、磁界発生手段であるマグネットローラ２０１ａと、このマグネットローラ２０１ａの外周を覆うように回転自在に装着された非磁性の現像スリーブ２０１ｂとで構成されている。
【００２７】
上述のようにして現像ローラ２０１に供給された現像剤は、マグネットローラ２０１ａの磁力と現像スリーブ２０１ｂの回転とにより、現像スリーブ２０１ｂの表面にくみ上げられて磁気ブラシ状に保持される。現像スリーブ２０１ｂの表面に磁気ブラシ状に保持された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの回転に連れ回りしながら現像ケース２０６の開口部２０６ｂに向けて搬送される。そして、この現像剤は、開口部２０６ｂの手前で、ドクタブレード２０２によって穂切りされて適正な量となるように計量された後、該開口部２０６ｂから露呈する現像ローラ２０１の表面と感光体の表面との間の現像領域へと送られる。
【００２８】
ドクタブレード２０２により穂切りされることによって上記現像領域への進行を阻止された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの表面に保持されている磁気ブラシ状の現像剤の外周に沿うようして、スクリュー２０４上に自重により落下して現像ケース２０６の循環搬送経路に戻される。この循環搬送経路に戻された現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００２９】
一方、上記現像領域に送られた現像剤は、感光体上に形成された静電潜像にトナーが移行することにより該静電潜像を顕像化して、該感光体上にトナー像を形成する。つまり、上記現像スリーブ２０１ｂ上には、２．２５ｋＨｚ、ピーク間電圧約１ｋＶの交流電圧からなる現像バイアスが、中心値を−５００Ｖとして印加されている。この現像バイアスにより、感光体上の露光領域（帯電電位約−１５０Ｖ）との電位差によって、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されている現像剤中のトナーが感光体上に形成された静電潜像に移行する。
【００３０】
尚、上記静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーとキャリアとからなる余剰の現像剤は、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されたままの状態で現像ケース２０６内に戻される。そして、現像スリーブ２０１ｂの表面のマグネットローラ２０１ａの磁力が作用していない部分で現像スリーブ２０１ｂから離れて、スクリュー２０４上に自重により落下する。これにより、この余剰の現像剤は、現像ケース２０６の循環搬送経路に回収され、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００３１】
このように、上記現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により攪拌搬送されることにより、現像ケース２０６内を循環しながら、現像スリーブ２０１ｂに対する供給と回収とが繰り返される。ここで、上記感光体上の静電潜像を顕像化するための現像工程が繰り返し実行されて現像剤中のトナー消費が進行すると、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度が次第に低下することになる。そこで、各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにおいては、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ２０５により検知している。そして、該トナー濃度センサ２０５の検知結果に基づいて、該現像ケース２０６内の現像剤のトナー濃度が常時一定濃度になるように、図示しないトナー補給装置により該現像ケース２０６内に新規の補給用トナーを適時補給するように構成されている。
【００３２】
このようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、各感光体に対応して配置された各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体の表面に対して接触しながら回転する中間転写ベルト２２の表面上に、順次重ね合わされて１次転写される。つまり、中間転写ベルト２２を挟み込むように各感光体と対向して設けられた各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体と中間転写ベルト２２との間の１次転写領域に発生させた転写電界によって、感光体上のトナー像が中間転写ベルト２２上に静電的に転写される。
【００３３】
上記１次転写バイアスローラ２３としては、導電性のスポンジローラが一般的に用いられる。導電性を持たせる手段としては、ゴム材料にイオン導電剤を混合する方法と、カーボンなどの電子導電剤を混合する方法がある。しかし、電子導電剤を使用したローラは一般的に抵抗ムラが大きく、良好な転写を行うためには適していない。
【００３４】
そこで、本例においては、イオン導電性発泡ＮＢＲゴム（ゴム硬度アスカーＣ・４０度，抵抗値・１０７Ω）からなる１次転写バイアスローラに転写バイアスを印加して転写電界を発生させている。
【００３５】
上記中間転写ベルト２２としては、様々な材質のものを使用することが可能であるが、ここでは、耐久性に優れ、且つヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰｖｄｆベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を形成し、更に該ポリウレタンゴム層上にフッ素成分を含有したコート層を形成して表面に弾性層を設けた多層構造ベルトなどを使用することが好ましい。
【００３６】
本発明では、中間転写体の製造方法と材料は限定するものではないが、本実施形態では材料として強度的に最も適しているポリイミド樹脂を用いた。表面抵抗率は１×１０１１Ω／□、体積抵抗率は１×１０９Ωｃｍであった。
【００３７】
ポリイミド製中間転写ベルトの成形は一般的な方法に従ってって、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形により無端フィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。このとき、カーボン量，焼成温度，硬化速度等を変更してベルトの特性を調整することができる。この方法で体積抵抗率と表面抵抗率も調整することができる。尚、体積抵抗率と表面抵抗率の測定には、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１４）を用いた。
【００３８】
上述のようにして、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２の表面に順次重ね合わされて１次転写されることにより、該中間転写ベルト２２上に４色のトナーからなるフルカラートナー像が形成される。そして、この中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラートナー像は、上記レジストローラ１７により給紙されて上記転写搬送ベルト５０に坦持された転写紙Ｐ上に、２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。このようにしてフルカラー画像が２次転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、定着装置１５により２次転写画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。この２次転写時に中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。その後、上記画像形成部１３の各色の画像形成ユニットによって次の画像形成が行われる。
【００３９】
次に、上記１次転写後の感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋについて説明する。本実施形態のクリーニング装置としては、図３に示すように、弾性体であるポリウレタンゴムのクリーニングブレード３０１と、導電性を有するファーブラシ３０２とを併用したものが用いられている。ファーブラシ３０２には、金属製の電界ローラ３０３が接触して配設されている。また、電界ローラ３０３にはスクレーパ３０４が接触して配設されている。
【００４０】
図３において、感光体上に残留したトナーは、まず、感光体の回転方向とは逆方向（カウンタ方向）に回転しているファーブラシ３０２によって、感光体上から掻き落される。このとき、ファーブラシ３０２に付着したトナーは、このファーブラシ３０２に対してカウンタ方向に回転している電界ローラ３０３に付着して取り除かれる。また、電界ローラ３０３に付着したトナーは、スクレーパ３０４により掻き落されて、クリーニングケース３０５内に集められる。ここで、電界ローラ３０３にはクリーニングバイアスが印可されており、このクリーニングバイアスによる静電気力によって、感光体上の残留トナーがファーブラシ３０２から電界ローラ３０３へと移動し、スクレーパ３０４により電界ローラ３０３から掻き落される。
【００４１】
このようにしてクリーニングケース３０５内に集められたトナーは、回収スクリュー３０６により、図示しない廃トナーボトル、あるいは該クリーニング装置が搭載されている画像形成ユニットの現像装置に送られる。本実施形態のプリンタにおいては、上記回収スクリュー３０６によりクリーニングケース３０５内から回収したトナーを、対応する現像装置に戻して再利用するようにしている。
【００４２】
また、上記各画像形成ユニットのクリーニング装置は、その回収スクリュー３０６の配設部位が、該クリーニング装置の下流側に隣接する画像形成ユニットの現像装置のスクリュー２０３の上側の現像ケース２０６の部分に対して重なるように、それぞれ配設されている。これにより、各画像形成ユニットを互いに接近させて配置することが可能になり、電子写真装置本体の小型化が可能になる。
【００４３】
ところが、図２に示すような画像形成部を持つプリンタにおいては、作像する順番が早い色、例えば、イエローやシアンのトナーを用いて画像形成を行った場合、中間転写ベルト２２上にイエローやシアンのトナーが転写された後、下流の画像形成ユニット、例えばマゼンタやブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットの感光体の表面に接触することになり、この際に該感光体上に逆転写して、中間転写ベルト２２上に１次転写されているトナー像の画像品質が低下する場合がある。従って、この種のプリンタにおいて画像品質の向上を図るためには、画像形成に関与しない画像形成ユニットの感光体との接触による、該感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写を回避することが重要となる。
【００４４】
これまでの検討の結果、感光体から被転写体への転写工程において、逆転写は主に感光体上の非画像部に対して、被転写体上のトナーが戻ることが判明している。これは、感光体非画像部と被転写体との間で起こる放電に起因している。放電が画像部で起こりにくく非画像部で起こるのは被転写体と感光体間の電位差が非画像部の方が大きいためである。
【００４５】
逆転写を解決する手段としＰＴＬを採用することができる。図４はＰＴＬを採用した現像装置を示す断面図である。この例では、感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面を、ＬＥＤやＬＤ、キセノンランプ（クエンチングランプ）等の露光部材２７で露光を行い、転写前に感光体の表面電位を下げる方法がある。本実施形態では露光部材２７としてＬＥＤアレイを用いた。以下、これをＰＴＬと記載する。ＰＴＬにより感光体電位を下げることにより、感光体非画像部と被転写体との電位差が減少するため逆転写は著しく低減する。
【００４６】
次に本実施例における画像調整用パターンについて説明する。画像調整用のパターンとしては例えば、濃度検知用のトナーパッチを使用できる。感光体等の像担持体上に濃度検知用トナーパッチを作成し、被転写体上に転写させてから、被転写体上でそのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいてトナー濃度の調整や、現像ポテンシャルの調整（具体的には、書込パワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）を行う。
【００４７】
図５は画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。ここで、Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の濃度検知用のパッチを示している。
【００４８】
本例では、各パッチは縦１５ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、５ｍｍの間隙を介して形成される。これにより、中間転写ベルト２２上の各パッチＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが占有する長さはそれぞれＬ２＝７５ｍｍとなる。パッチＰｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋは、画像出力時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記中間転写ベルト２２上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写手順により、中間転写ベルト２２上には各色の濃度検知用のパッチＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックが形成される。
【００４９】
また、このような濃度検知用パッチ検出手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサを使用することができ、このような反射型センサは一般的に知られている。
【００５０】
図６、図７及び図８は反射型センサを示す断面図である。このような反射型センサは、図６に示すような、正反射光のみを検出するタイプ（特開２００１−３２４８４０号公報）、図７に示すように、拡散反射光のみを検出するタイプ（特開平５−２４９７８７号公報、特許第３１５５５５５号公報）、図８に示すように、両者を検出するタイプ（特開２００１−１９４８４３号公報）の３つのタイプがある。図６、図７、図８において、符号５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは素子ホルダを、５１はＬＥＤを、５２は正反射受光素子を、５３は検知対象面を、５４は検知対象面上のトナーパッチを、５５は拡散反射受光素子をそれぞれ示している。
【００５１】
尚、画像調整用のパターンは、濃度検知用トナーパッチに限らず、位置合わせ用のパターンなどを使用することができる。位置合わせ用のパターンについては例えば特許第３５５８６２０号に記載がある。尚、本例では、画像調整用パターンは、１００枚画像出力ごとに１回の頻度で作成した。
【００５２】
次に、トナー帯電量検知手段について説明する。現像量の推定式に関してＳｃｈｅｉｎ等の研究（図９参照）が有名である。ここで、高抵抗現像剤では現像によりトナーがとられたキャリアの表面に逆極性の電荷が残ると仮定している。感光体上の潜像電界と、キャリア上に生じたトナーと逆極性の電荷によって作られる電界が、現像空隙で０になるところで現像が終了するとしている。図９の式はこれらの仮定のもとに導かれている。
【００５３】
トナー種・キャリア種、線速比一定の条件で、上記記載の通り画像調整用パターンで感光体上Ｍ／Ａ一定になるよう調整を行った場合、図９の式により、トナー帯電量Ｔと感光体電位Ｖ０（＝画像部の電位（帯電バイアスと書込パワーで決まる）と現像バイアスの差）は比例関係で近似できることがわかっている。
【００５４】
従って、画像調整用パターンによりＭ／Ａの調整（具体的には、書込パワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）を行う際に、同時にトナー帯電量も算出することができる。実際に、トナー帯電量と感光体電位（ベタ部Ｍ／Ａ＝０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］時）を振った実験データを図１０に示す。実験データも上記の理論通りになっていることがわかる。
【００５５】
次に書込制御手段について説明する。まず、感光体表面電位測定手段がない場合について説明する。画像信号に応じた書込手段の露光量は図１１の第４象限（実線）より見積もることができる。通常、作像したい画像信号のみから露光量を決定するが、本発明では作像したい画像信号（画像信号（Ａ）と呼ぶ）に加え、感光体の前の周に作像された過去の画像信号（画像信号（Ｂ）と呼ぶ）の２つの画像信号から露光量を決定する制御を行っている。
【００５６】
始めに、画像濃度調整時に制御に必要な比例係数ｋを以下の式より決定する。
ｋ＝ａ×｜現像バイアス［Ｖ］−ベタ画像部感光体電位［Ｖ］｜
（現像バイアス［Ｖ］−ベタ画像部感光体電位［Ｖ］）は図１０に示すように帯電量の目安となる。定数ａは、帯電構成や転写構成、感光体・トナー種によって適した値が異なり、事前に各々の構成でメモリ効果を抑えるのに適したａを求める実験を行う必要がある。本実施例の構成の場合、事前の実験によりａ＝０．０００３３と設定した。
【００５７】
実験室環境で起動したとき画像調整時の電位は、現像バイアス＝−５００Ｖ、ベタ画像部の電位＝−２００Ｖであった。従って、ｋ＝０．１と設定した。図１１を用いて画像信号（Ａ）より見積もられる露光量をα、画像信号（Ｂ）より見積もられる露光量をβとすると、実際に書込手段を用いて照射する露光量はα＋０．１×βとなるよう書込制御を行った。メモリ効果を目視で認識できないレベルまで抑えることが確認できた。
【００５８】
低温・低湿環境でランニング試験を行ったところ、画像調整時にベタ画像部の電位＝−１５０Ｖ， 現像バイアス＝−６００Ｖに変化するようなプロセスコントロールが行われた。このプロセスコントロールに応じてｋ＝０．１５に設定変更した。
【００５９】
α＋０．１５×βの式に従ってい書込制御を行った。低温・低湿でもメモリ効果は画像に現れなかった。高温・高湿化ではｋ＝０．０７と設定された。この条件でも、メモリ効果は画像に現れず、環境変動に対して安定したメモリ効果の除去が行われていることが確認できた。
【００６０】
次に感光体表面電位測定手段がある場合について説明する。高画質・高生産性の画像形成装置には、感光体の表面電位センサが取り付けられているものが多い。そこで、本実施例でも、図１２に示すように、表面電位センサ２４を追加し、帯電手段１６による帯電後の感光体表面電位を検出できる構成とした。表面電位センサがない場合には、上記のようにトナー帯電量からメモリ効果の大きさを予測しなければならなかったが、表面電位センサにより、直接メモリ効果の大きさを測定することができる。
【００６１】
メモリ効果の大きさの測定手順は以下の通りである。図１３及び図１４はメモリ効果の測定結果を示すグラフである。ベタ画像パターン（副走査方向の長さが感光体１周より短いパターン）の書き込みを行い、書き込み直後の感光体画像部・非画像部電位差を測定する。これは図１３及び図１４の（ｂ）Ｖａに相当する。そして、通常通り現像・転写・再帯電を行う。露光は行わずに、転写・帯電後（露光前）の感光体電位図１３（ｂ）・図１４（ｂ´）Ｖｂを測定する。
【００６２】
更に、ｋ＝Ｖｂ÷Ｖａにより、ｋを設定する。このようにｋの設定を行うことにより、経時の変動にたいしても安定してメモリ効果を低減させることができる。従って、感光体の表面電位センサが取り付けられているような高スペックの画像形成装置に対しては、この制御の方が望ましい。本実施例では、画像調整用パターン同様、１００枚画像出力ごとに１回の頻度でＶａ，Ｖｂを測定、ｋを設定した。環境を変え３０００枚のランニングを行ったが、メモリ効果は目視では確認できない程度に抑えられていた。尚、以上のような書込によるメモリ効果低減の手段は、もちろんＰＴＬがない場合にも用いることができる。
【００６３】
本発明によれば、転写前露光手段により転写効率が向上、特に逆転写量を著しく低減することができる。しかし、転写前露光を行った場合、図１３（ｂ）のように転写後の感光体電位がプラス側にシフトしてしまう。プラス極性の感光体電位ムラは転写後露光を仮に設けたとしても消すことができない。一般的に用いられている感光体の電子の移動速度が非常に小さいためである。従って、感光体前周の画像信号（Ｂ）が転写後の電位の凹凸として残ってしまう。これはメモリ効果と呼ばれている。
【００６４】
次周の画像信号（Ａ）の書き込み時に、前周の画像信号（Ｂ）によって作られた電位の凹凸を加味して書き込み光量を調節するよう制御を行うことにより、メモリ効果による画像ムラを低減することができる。
【００６５】
また本発明によれば、反転現像方式（トナーの帯電極性が感光体の帯電極性に対して同極性の場合）の場合、図１３（ｂ）の通り、転写後の感光体電位は画像部より非画像部の電位が低くなる。この感光体前周の画像信号（Ｂ）の電位メモリの消去と次周の画像信号（Ａ）を書き込みの２つの作業を同時に行うためには、画像信号（Ａ）の書き込み光量に対し画像信号（Ｂ）の画像部ほど大きくなるように光量を上乗せする必要がある。正規現像方式（トナーの帯電極性が感光体の帯電極性に対して異極性の場合）の場合、帯電手段の極性と転写手段の極性が同一であるため、図１４に示すように、転写後は転写前より電位が高くなる。従って、転写後露光を設ければ、メモリ効果を消すことができる。
【００６６】
しかし、転写前露光手段と転写後露光の両方を装着すると、コストが高くなるばかりでなく、感光体の光疲労が起こる恐れがある。従って、正規現像方式の場合も請求項１の通り、書込手段によりメモリ効果を低減させることが望ましい。
【００６７】
正規現像方式の場合、反転現像方式とは異なり、図１４（ｂ）の通り、転写後の感光体電位は画像部より非画像部の電位が高くなる。この感光体前周の画像信号（Ｂ）の電位メモリの消去と画像信号（Ａ）を書き込みの２つの作業を同時に行うためには、画像信号（Ａ）の書き込み光量に対し画像信号（Ｂ）の非画像部ほど大きくなるように光量を上乗せする必要がある。本発明によれば、α＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）の式に基づいて書込手段を制御することにより、反転現像・正規現像方式のどちらの場合にも、低コストでメモリ効果を低減することができる。
【００６８】
また、画像信号（Ｂ）の転写後のメモリは、トナーの帯電量が大きいほど大きくなる。前述の通り、メモリは非画像部・画像部の転写時における放電量の差によって決まり、トナーの帯電量が大きいほどその画像部での放電が少なくなるためである。従って、メモリの大きさとトナーの帯電量にはほぼ比例関係が成り立つ。本発明によれば、トナーの帯電量に応じて露光量の比例係数を決めることにより、環境等によりメモリの大きさが変化しても常に安定したメモリの低減を行うことができる。
【００６９】
更に、画像形成装置では、通常被転写体上に画像調整用パターンのトナー付着量を検知するための光学センサを設置している。低温・低湿等でトナーの帯電量が上がり現像能力が落ちる場合や高温・高湿等でトナーの帯電量が下がり現像能力が上がる場合でも、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込パワー（露光量・露光後電位）のバランスを調整することにより、ベタ付着量をほぼ一定に保つようフィードバックがかかっている。
逆にいえば、この帯電印加バイアス・現像バイアス・書込パワーより、おおよそのトナー帯電量を見積もることができる。
【００７０】
本発明では、トナーの帯電量よりメモリ効果の大きさを予測する手法を用いることができる他、感光体表面電位を測定するセンサを用いることができる。これにより、本発明では、前周の帯電後の電位図５（ｂ），６（ｂ´）Ｖｂを直接測定することができるため、より適切に比例係数ｋ（＝Ｖｂ／Ｖａ）を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例に係る電子写真装置の全体概略構成を示す断面図
【図２】電子写真装置の画像形成部の構成を示す概略構成図である。
【図３】現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】ＰＴＬを採用した現像装置を示す断面図である。
【図５】画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。
【図６】反射型センサを示す断面図である。
【図７】反射型センサを示す断面図である。
【図８】反射型センサを示す断面図である。
【図９】現像量の推定式に関する式である。
【図１０】トナー帯電量と感光体電位の関係を示すグラフである。
【図１１】露光量と感光体表面電位の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】メモリ効果の測定結果を示すグラフである。
【図１４】メモリ効果の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 画像処理部
３ 用紙供給装置
１０ 電子写真装置（画像形成装置）
１２ 画像書込部（書込手段）
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 書込光路
１３ 画像形成部
１４ 給紙部
１５ 定着装置
１６ 帯電手段
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ 帯電装置
１７ レジストローラ
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 現像装置
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ 感光体（潜像担持体）
２２ 中間転写ベルト
２３ １次転写バイアスローラ
２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ １次転写バイアスローラ
２４ 表面電位センサ
２５ ベルトクリーニング装置
２６ 潤滑剤塗布装置
２６ａ 固形潤滑剤
２６ｂ 導電性ブラシ
２７ 露光部材
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ クリーニング装置
５０ 転写搬送ベルト
６０ ２次転写バイアスローラ
２０１ 現像ローラ
２０１ａ マグネットローラ
２０１ｂ 現像スリーブ
２０２ ドクタブレード
２０３，２０４ スクリュー
２０５ トナー濃度センサ
２０６ 現像ケース
２０６ａ 仕切り板
２０６ｂ 開口部
３０１ クリーニングブレード
３０２ ファーブラシ
３０３ 電界ローラ
３０４ スクレーパ
３０５ クリーニングケース
３０６ 回収スクリュー
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特に静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電プリンタ等の静電写真プロセスを用いた画像形成装置では、帯電器で一様帯電された感光体に書き込みを行うことにより静電潜像が形成され、現像器により現像することによりトナー像とされ、転写手段の作用によりトナー像が転写紙に転写され、転写された転写紙は感光体から分離された後定着されて画像が形成される。
【０００３】
このような現像工程と転写工程との間で、トナー像の形成された感光体に光照射を行いトナー像の下の静電潜像の電荷を減衰させ、転写工程における転写電流を効率良く転写材に作用させ低い転写電流から高い転写電流まで安定した転写効率が得られるようにする転写前露光（ｐｒｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｉｇｈｔｉｎｇ、ＰＴＬと略す）工程は良く知られている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数色のトナー像を順次重ね合わせて転写して画像を形成するカラー画像形成装置では、ＰＴＬにより逆転写を防止することもできる。（例えば特許文献１、２参照）
【０００４】
しかし、このＰＴＬを用いることで発生する副作用もある。例えば負帯電感光体（反転現像方式）の転写前後の電位をＰＴＬあり・なしの２つの条件で比較する。ＰＴＬあり・なしにかかわらず転写時の放電により感光体はプラスチャージをもらう。ＰＴＬなしの場合の感光体電位は転写前の電位の絶対値が大きいため０Ｖは超えないため転写後に露光することにより帯電工程前に前の画像のメモリを消すことができる（図１３（ａ）参照）。一方、ＰＴＬありの場合転写前の電位が０Ｖ付近であるため転写後感光体電位は、プラスになる（図１３（ｂ）参照）。また画像部上のトナーがある部分より非画像部の方が放電が起こりやすいためプラス側へのシフト量が大きくなる。転写後に露光してもプラス電位のメモリは消すことができず（電子輸送の移動度が極端に少ない）、感光体前周の画像が画像ムラとして次周の画像に影響してしまう。このプラス帯電化したメモリを消すためには、帯電工程を２つ設ける（特許文献３参照）等の手段が検討されているが、コストやスペースの点で現実的ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６３０３６号
【特許文献２】特開２００２−３５７９３９号
【特許文献３】特開平５−２８９４７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ＰＴＬは大きなメリットがあるにもかかわらず前述した副作用があるため実用化されることが少なかった。そこで本発明は、ＰＴＬのメリットを生かし、且つＰＴＬの副作用であるメモリ効果による画像ムラの低減をたに特別な部材を追加せずに、帯電・露光・転写という基本的構成のみを用いて低コスト実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置において、前記書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該着目した画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）とからなる２つの画像信号に基づいて書込手段を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記書込制御手段は、前記所定の画像信号（Ａ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をα［Ｊ／ｃｍ２］とし、前記下流側の画像信号（Ｂ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をβ［Ｊ／ｃｍ２］としたとき、露光量をα＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）として前記書込手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記比例係数ｋは、トナーの帯電量に応じて変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記トナーの帯電量は、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込光量より予測することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の画像形成装置において、前記現像手段の上流側に潜像担持体電位測定用センサを設置したことを特徴とする特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記潜像担持体電位測定用センサにより、副走査方向の長さが潜像担持体周長より短い画像パターンの帯電後現像前の画像部潜像担持体電位Ｖａと、現像・転写・再帯電後・露光前の画像部潜像担持体電位Ｖｂと、を測定し、前記Ｖａ画像部潜像担持体電位と前記画像部潜像担持体電位Ｖｂの比に応じて前記比例係数ｋを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、ＰＴＬのメリットを生かし、且つＰＴＬの副作用であるメモリ効果による画像ムラの低減をたに特別な部材を追加せずに、帯電・露光・転写という基本的構成のみを用いて低コスト実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真装置１０に適用した実施の形態について説明する。図１は実施例に係る電子写真装置の全体概略構成を示す断面図、図２は電子写真装置の画像形成部の構成を示す概略構成図である。電子写真装置１０は、電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４などから構成されている。また、この例では、電子写真装置１０は、原稿自動読取装置１、用紙供給装置３を備えている。
【００１６】
次に上記電子写真装置１０の概略構成及び動作について説明する。電子写真装置１０の原稿自動読取装置１から出力される画像信号をイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色の画像信号に分解する。分解された画像信号は、各色の書込制御手段（図示せず）に送られ、その画像信号をもとに書込制御手段で各色の適切な露光量を算出し（詳細は後述する）、画像書込部１２に信号を送信する。画像書込部１２は、例えば、図示のようなレーザ光源、回転多面鏡等の偏向器、走査結像光学系、及びミラー群などからなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のＬＥＤが配列したＬＥＤアレイと、結像光学系からなる、ＬＥＤ書込系などで構成されており、上記の各色信号に対応した４つの書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを有している。この画像書込部１２は、図２に示すように、画像形成部１３に設けられた各色ごとの４個の画像形成ユニットの各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを通して、各色信号に応じた画像の書込を行う。
【００１７】
画像形成部１３に設けられている各画像形成ユニットの、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、黒（ＢＫ）用の各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋとしては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの周囲には、図２及び図３に示すように、帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ、画像書込部１２からのレーザ光の露光部、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、１次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、クリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ等が配設されている。
【００１８】
ここで、上記現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとしては、２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置を用いている。また、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋとの間に介在するように、中間転写ベルト２２が張架されており、この中間転写ベルト２２には、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
【００１９】
一方、転写紙Ｐは、上記電子写真装置１０の給紙部１４、あるいは上記複写機の給紙バンク（図１参照）から給紙された後、レジストローラ１７を介して、転写搬送ベルト５０に坦持される。そして、中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、２次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。これにより、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送される。そして、転写紙Ｐは、定着装置１５により、それに転写された画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。
【００２０】
上記２次転写時に転写紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。このベルトクリーニング装置２５の下流側には、潤滑剤塗布装置２６が配設されている。この潤滑剤塗布装置２６は、固形潤滑剤２６ａと、中間転写ベルト２２に摺擦して固形潤滑剤２６ａを塗布する導電性ブラシ２６ｂとで構成されている。該導電性ブラシ２６ｂは、中間転写ベルト２２に常時接触して、中間転写ベルト２２に固形潤滑剤２６ａを塗布している。固形潤滑剤２６ａは、中間転写ベルト２２のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。
【００２１】
上記各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのそれぞれの表面は、画像の書き込みが行われる前に、各書込光路１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋにより、約−７００Ｖに帯電されている。本実施形態にかかる電子写真装置１０の帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとしては、導電性ゴムローラが用いられている。この帯電装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとしての各ゴムローラは、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに対して、５０μｍほどの距離を保って、非接触で帯電を行うように設置されている。また、各ゴムローラには、約１ｋＨｚ、ピーク間電圧２ｋＶの交流電圧が印加されており、その中心値が約−８００Ｖ程度になるように設定されている。これにより、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面が、およそ−７００Ｖに均一帯電される。
【００２２】
尚、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面を帯電させる帯電手段としては、上述のような非接触で帯電を行うものに限らず、例えば、導電性のゴムローラを各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに接触するように設置して帯電させる接触帯電、ＡＣ＋ＤＣ帯電、ＡＣバイアスをかけずにＤＣバイアスのみを約−１４００Ｖ印加して各感光体を帯電するＤＣバイアスローラ帯電や、従来良く用いられるコロトロンやスコロトロンを用いたコロナ帯電、ブラシ帯電などの帯電手段を用いることができる。
【００２３】
上述のようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面が帯電された後、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に上記画像書込部１２から画像の書き込みが行われる。これにより、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面に、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色画像に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色用の現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋによって現像される。
【００２４】
図３は現像装置の構成を示す断面図である。上記各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、現像ローラ２０１、ドクタブレード２０２、２本のスクリュー２０３，２０４、トナー濃度センサ２０５、現像ケース２０６などで構成されている。ここで、現像ローラ２０１とスクリュー２０３，２０４との位置関係は、現像ローラ２０１よりもスクリュー２０３，２０４が斜め下方向に位置するようになっている。また、２本のスクリュー２０３，２０４は、それぞれ水平方向に並列に配設されている。更に、現像ケース２０６には、２本のスクリュー２０３，２０４の間を仕切る仕切り板２０６ａが設けられており、この仕切り板２０６ａによって、現像ケース２０６が２室に仕切られている。また、該仕切り板２０６ａの奥側と手前側は、現像ケース２０６の各室内の現像剤が、２本のスクリュー２０３，２０４により循環搬送されるように切り欠かれている。
【００２５】
上記現像ケース２０６の感光体と対面する部分には開口部２０６ｂが形成されており、この開口部２０６ｂから現像ローラ２０１の一部が露出するようになっている。更に、現像ローラ２０１、スクリュー２０３，２０４、ドクタブレード２０２は、図３に示すように、現像ケース２０６のスクリュー２０４の上部の空間が少し多めになるように配設されている。各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像ケース２０６には、上記各色画像に対応した静電潜像を現像するための黒，マゼンタ，イエロー，シアンの各色の現像剤が収容されている。ここでは、該現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとが分散混合された２成分現像剤を用いている。
【００２６】
各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの現像剤は、互いに反対方向に回転する２本のスクリュー２０３，２０４により、上記仕切り板２０６ａの奥側と手前側の切り欠きを通して、現像ケース２０６の各室内を常時循環するように攪拌されながら搬送される。そして、この現像剤は、循環しながら攪拌搬送するスクリュー２０４によって、上記現像ローラ２０１に向けて供給される。現像ローラ２０１は、磁界発生手段であるマグネットローラ２０１ａと、このマグネットローラ２０１ａの外周を覆うように回転自在に装着された非磁性の現像スリーブ２０１ｂとで構成されている。
【００２７】
上述のようにして現像ローラ２０１に供給された現像剤は、マグネットローラ２０１ａの磁力と現像スリーブ２０１ｂの回転とにより、現像スリーブ２０１ｂの表面にくみ上げられて磁気ブラシ状に保持される。現像スリーブ２０１ｂの表面に磁気ブラシ状に保持された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの回転に連れ回りしながら現像ケース２０６の開口部２０６ｂに向けて搬送される。そして、この現像剤は、開口部２０６ｂの手前で、ドクタブレード２０２によって穂切りされて適正な量となるように計量された後、該開口部２０６ｂから露呈する現像ローラ２０１の表面と感光体の表面との間の現像領域へと送られる。
【００２８】
ドクタブレード２０２により穂切りされることによって上記現像領域への進行を阻止された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの表面に保持されている磁気ブラシ状の現像剤の外周に沿うようして、スクリュー２０４上に自重により落下して現像ケース２０６の循環搬送経路に戻される。この循環搬送経路に戻された現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００２９】
一方、上記現像領域に送られた現像剤は、感光体上に形成された静電潜像にトナーが移行することにより該静電潜像を顕像化して、該感光体上にトナー像を形成する。つまり、上記現像スリーブ２０１ｂ上には、２．２５ｋＨｚ、ピーク間電圧約１ｋＶの交流電圧からなる現像バイアスが、中心値を−５００Ｖとして印加されている。この現像バイアスにより、感光体上の露光領域（帯電電位約−１５０Ｖ）との電位差によって、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されている現像剤中のトナーが感光体上に形成された静電潜像に移行する。
【００３０】
尚、上記静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーとキャリアとからなる余剰の現像剤は、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されたままの状態で現像ケース２０６内に戻される。そして、現像スリーブ２０１ｂの表面のマグネットローラ２０１ａの磁力が作用していない部分で現像スリーブ２０１ｂから離れて、スクリュー２０４上に自重により落下する。これにより、この余剰の現像剤は、現像ケース２０６の循環搬送経路に回収され、２本のスクリュー２０３，２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０４によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００３１】
このように、上記現像剤は、２本のスクリュー２０３，２０４により攪拌搬送されることにより、現像ケース２０６内を循環しながら、現像スリーブ２０１ｂに対する供給と回収とが繰り返される。ここで、上記感光体上の静電潜像を顕像化するための現像工程が繰り返し実行されて現像剤中のトナー消費が進行すると、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度が次第に低下することになる。そこで、各現像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにおいては、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ２０５により検知している。そして、該トナー濃度センサ２０５の検知結果に基づいて、該現像ケース２０６内の現像剤のトナー濃度が常時一定濃度になるように、図示しないトナー補給装置により該現像ケース２０６内に新規の補給用トナーを適時補給するように構成されている。
【００３２】
このようにして各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、各感光体に対応して配置された各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体の表面に対して接触しながら回転する中間転写ベルト２２の表面上に、順次重ね合わされて１次転写される。つまり、中間転写ベルト２２を挟み込むように各感光体と対向して設けられた各１次転写バイアスローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにより、各感光体と中間転写ベルト２２との間の１次転写領域に発生させた転写電界によって、感光体上のトナー像が中間転写ベルト２２上に静電的に転写される。
【００３３】
上記１次転写バイアスローラ２３としては、導電性のスポンジローラが一般的に用いられる。導電性を持たせる手段としては、ゴム材料にイオン導電剤を混合する方法と、カーボンなどの電子導電剤を混合する方法がある。しかし、電子導電剤を使用したローラは一般的に抵抗ムラが大きく、良好な転写を行うためには適していない。
【００３４】
そこで、本例においては、イオン導電性発泡ＮＢＲゴム（ゴム硬度アスカーＣ・４０度，抵抗値・１０７Ω）からなる１次転写バイアスローラに転写バイアスを印加して転写電界を発生させている。
【００３５】
上記中間転写ベルト２２としては、様々な材質のものを使用することが可能であるが、ここでは、耐久性に優れ、且つヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰｖｄｆベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を形成し、更に該ポリウレタンゴム層上にフッ素成分を含有したコート層を形成して表面に弾性層を設けた多層構造ベルトなどを使用することが好ましい。
【００３６】
本発明では、中間転写体の製造方法と材料は限定するものではないが、本実施形態では材料として強度的に最も適しているポリイミド樹脂を用いた。表面抵抗率は１×１０１１Ω／□、体積抵抗率は１×１０９Ωｃｍであった。
【００３７】
ポリイミド製中間転写ベルトの成形は一般的な方法に従ってって、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形により無端フィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。このとき、カーボン量，焼成温度，硬化速度等を変更してベルトの特性を調整することができる。この方法で体積抵抗率と表面抵抗率も調整することができる。尚、体積抵抗率と表面抵抗率の測定には、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１４）を用いた。
【００３８】
上述のようにして、各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２の表面に順次重ね合わされて１次転写されることにより、該中間転写ベルト２２上に４色のトナーからなるフルカラートナー像が形成される。そして、この中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラートナー像は、上記レジストローラ１７により給紙されて上記転写搬送ベルト５０に坦持された転写紙Ｐ上に、２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。このようにしてフルカラー画像が２次転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、定着装置１５により２次転写画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。この２次転写時に中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。その後、上記画像形成部１３の各色の画像形成ユニットによって次の画像形成が行われる。
【００３９】
次に、上記１次転写後の感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋについて説明する。本実施形態のクリーニング装置としては、図３に示すように、弾性体であるポリウレタンゴムのクリーニングブレード３０１と、導電性を有するファーブラシ３０２とを併用したものが用いられている。ファーブラシ３０２には、金属製の電界ローラ３０３が接触して配設されている。また、電界ローラ３０３にはスクレーパ３０４が接触して配設されている。
【００４０】
図３において、感光体上に残留したトナーは、まず、感光体の回転方向とは逆方向（カウンタ方向）に回転しているファーブラシ３０２によって、感光体上から掻き落される。このとき、ファーブラシ３０２に付着したトナーは、このファーブラシ３０２に対してカウンタ方向に回転している電界ローラ３０３に付着して取り除かれる。また、電界ローラ３０３に付着したトナーは、スクレーパ３０４により掻き落されて、クリーニングケース３０５内に集められる。ここで、電界ローラ３０３にはクリーニングバイアスが印可されており、このクリーニングバイアスによる静電気力によって、感光体上の残留トナーがファーブラシ３０２から電界ローラ３０３へと移動し、スクレーパ３０４により電界ローラ３０３から掻き落される。
【００４１】
このようにしてクリーニングケース３０５内に集められたトナーは、回収スクリュー３０６により、図示しない廃トナーボトル、あるいは該クリーニング装置が搭載されている画像形成ユニットの現像装置に送られる。本実施形態のプリンタにおいては、上記回収スクリュー３０６によりクリーニングケース３０５内から回収したトナーを、対応する現像装置に戻して再利用するようにしている。
【００４２】
また、上記各画像形成ユニットのクリーニング装置は、その回収スクリュー３０６の配設部位が、該クリーニング装置の下流側に隣接する画像形成ユニットの現像装置のスクリュー２０３の上側の現像ケース２０６の部分に対して重なるように、それぞれ配設されている。これにより、各画像形成ユニットを互いに接近させて配置することが可能になり、電子写真装置本体の小型化が可能になる。
【００４３】
ところが、図２に示すような画像形成部を持つプリンタにおいては、作像する順番が早い色、例えば、イエローやシアンのトナーを用いて画像形成を行った場合、中間転写ベルト２２上にイエローやシアンのトナーが転写された後、下流の画像形成ユニット、例えばマゼンタやブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットの感光体の表面に接触することになり、この際に該感光体上に逆転写して、中間転写ベルト２２上に１次転写されているトナー像の画像品質が低下する場合がある。従って、この種のプリンタにおいて画像品質の向上を図るためには、画像形成に関与しない画像形成ユニットの感光体との接触による、該感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写を回避することが重要となる。
【００４４】
これまでの検討の結果、感光体から被転写体への転写工程において、逆転写は主に感光体上の非画像部に対して、被転写体上のトナーが戻ることが判明している。これは、感光体非画像部と被転写体との間で起こる放電に起因している。放電が画像部で起こりにくく非画像部で起こるのは被転写体と感光体間の電位差が非画像部の方が大きいためである。
【００４５】
逆転写を解決する手段としＰＴＬを採用することができる。図４はＰＴＬを採用した現像装置を示す断面図である。この例では、感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面を、ＬＥＤやＬＤ、キセノンランプ（クエンチングランプ）等の露光部材２７で露光を行い、転写前に感光体の表面電位を下げる方法がある。本実施形態では露光部材２７としてＬＥＤアレイを用いた。以下、これをＰＴＬと記載する。ＰＴＬにより感光体電位を下げることにより、感光体非画像部と被転写体との電位差が減少するため逆転写は著しく低減する。
【００４６】
次に本実施例における画像調整用パターンについて説明する。画像調整用のパターンとしては例えば、濃度検知用のトナーパッチを使用できる。感光体等の像担持体上に濃度検知用トナーパッチを作成し、被転写体上に転写させてから、被転写体上でそのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいてトナー濃度の調整や、現像ポテンシャルの調整（具体的には、書込パワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）を行う。
【００４７】
図５は画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。ここで、Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の濃度検知用のパッチを示している。
【００４８】
本例では、各パッチは縦１５ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、５ｍｍの間隙を介して形成される。これにより、中間転写ベルト２２上の各パッチＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが占有する長さはそれぞれＬ２＝７５ｍｍとなる。パッチＰｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋは、画像出力時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記中間転写ベルト２２上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写手順により、中間転写ベルト２２上には各色の濃度検知用のパッチＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックが形成される。
【００４９】
また、このような濃度検知用パッチ検出手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサを使用することができ、このような反射型センサは一般的に知られている。
【００５０】
図６、図７及び図８は反射型センサを示す断面図である。このような反射型センサは、図６に示すような、正反射光のみを検出するタイプ（特開２００１−３２４８４０号公報）、図７に示すように、拡散反射光のみを検出するタイプ（特開平５−２４９７８７号公報、特許第３１５５５５５号公報）、図８に示すように、両者を検出するタイプ（特開２００１−１９４８４３号公報）の３つのタイプがある。図６、図７、図８において、符号５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは素子ホルダを、５１はＬＥＤを、５２は正反射受光素子を、５３は検知対象面を、５４は検知対象面上のトナーパッチを、５５は拡散反射受光素子をそれぞれ示している。
【００５１】
尚、画像調整用のパターンは、濃度検知用トナーパッチに限らず、位置合わせ用のパターンなどを使用することができる。位置合わせ用のパターンについては例えば特許第３５５８６２０号に記載がある。尚、本例では、画像調整用パターンは、１００枚画像出力ごとに１回の頻度で作成した。
【００５２】
次に、トナー帯電量検知手段について説明する。現像量の推定式に関してＳｃｈｅｉｎ等の研究（図９参照）が有名である。ここで、高抵抗現像剤では現像によりトナーがとられたキャリアの表面に逆極性の電荷が残ると仮定している。感光体上の潜像電界と、キャリア上に生じたトナーと逆極性の電荷によって作られる電界が、現像空隙で０になるところで現像が終了するとしている。図９の式はこれらの仮定のもとに導かれている。
【００５３】
トナー種・キャリア種、線速比一定の条件で、上記記載の通り画像調整用パターンで感光体上Ｍ／Ａ一定になるよう調整を行った場合、図９の式により、トナー帯電量Ｔと感光体電位Ｖ０（＝画像部の電位（帯電バイアスと書込パワーで決まる）と現像バイアスの差）は比例関係で近似できることがわかっている。
【００５４】
従って、画像調整用パターンによりＭ／Ａの調整（具体的には、書込パワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）を行う際に、同時にトナー帯電量も算出することができる。実際に、トナー帯電量と感光体電位（ベタ部Ｍ／Ａ＝０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］時）を振った実験データを図１０に示す。実験データも上記の理論通りになっていることがわかる。
【００５５】
次に書込制御手段について説明する。まず、感光体表面電位測定手段がない場合について説明する。画像信号に応じた書込手段の露光量は図１１の第４象限（実線）より見積もることができる。通常、作像したい画像信号のみから露光量を決定するが、本発明では作像したい画像信号（画像信号（Ａ）と呼ぶ）に加え、感光体の前の周に作像された過去の画像信号（画像信号（Ｂ）と呼ぶ）の２つの画像信号から露光量を決定する制御を行っている。
【００５６】
始めに、画像濃度調整時に制御に必要な比例係数ｋを以下の式より決定する。
ｋ＝ａ×｜現像バイアス［Ｖ］−ベタ画像部感光体電位［Ｖ］｜
（現像バイアス［Ｖ］−ベタ画像部感光体電位［Ｖ］）は図１０に示すように帯電量の目安となる。定数ａは、帯電構成や転写構成、感光体・トナー種によって適した値が異なり、事前に各々の構成でメモリ効果を抑えるのに適したａを求める実験を行う必要がある。本実施例の構成の場合、事前の実験によりａ＝０．０００３３と設定した。
【００５７】
実験室環境で起動したとき画像調整時の電位は、現像バイアス＝−５００Ｖ、ベタ画像部の電位＝−２００Ｖであった。従って、ｋ＝０．１と設定した。図１１を用いて画像信号（Ａ）より見積もられる露光量をα、画像信号（Ｂ）より見積もられる露光量をβとすると、実際に書込手段を用いて照射する露光量はα＋０．１×βとなるよう書込制御を行った。メモリ効果を目視で認識できないレベルまで抑えることが確認できた。
【００５８】
低温・低湿環境でランニング試験を行ったところ、画像調整時にベタ画像部の電位＝−１５０Ｖ， 現像バイアス＝−６００Ｖに変化するようなプロセスコントロールが行われた。このプロセスコントロールに応じてｋ＝０．１５に設定変更した。
【００５９】
α＋０．１５×βの式に従ってい書込制御を行った。低温・低湿でもメモリ効果は画像に現れなかった。高温・高湿化ではｋ＝０．０７と設定された。この条件でも、メモリ効果は画像に現れず、環境変動に対して安定したメモリ効果の除去が行われていることが確認できた。
【００６０】
次に感光体表面電位測定手段がある場合について説明する。高画質・高生産性の画像形成装置には、感光体の表面電位センサが取り付けられているものが多い。そこで、本実施例でも、図１２に示すように、表面電位センサ２４を追加し、帯電手段１６による帯電後の感光体表面電位を検出できる構成とした。表面電位センサがない場合には、上記のようにトナー帯電量からメモリ効果の大きさを予測しなければならなかったが、表面電位センサにより、直接メモリ効果の大きさを測定することができる。
【００６１】
メモリ効果の大きさの測定手順は以下の通りである。図１３及び図１４はメモリ効果の測定結果を示すグラフである。ベタ画像パターン（副走査方向の長さが感光体１周より短いパターン）の書き込みを行い、書き込み直後の感光体画像部・非画像部電位差を測定する。これは図１３及び図１４の（ｂ）Ｖａに相当する。そして、通常通り現像・転写・再帯電を行う。露光は行わずに、転写・帯電後（露光前）の感光体電位図１３（ｂ）・図１４（ｂ´）Ｖｂを測定する。
【００６２】
更に、ｋ＝Ｖｂ÷Ｖａにより、ｋを設定する。このようにｋの設定を行うことにより、経時の変動にたいしても安定してメモリ効果を低減させることができる。従って、感光体の表面電位センサが取り付けられているような高スペックの画像形成装置に対しては、この制御の方が望ましい。本実施例では、画像調整用パターン同様、１００枚画像出力ごとに１回の頻度でＶａ，Ｖｂを測定、ｋを設定した。環境を変え３０００枚のランニングを行ったが、メモリ効果は目視では確認できない程度に抑えられていた。尚、以上のような書込によるメモリ効果低減の手段は、もちろんＰＴＬがない場合にも用いることができる。
【００６３】
本発明によれば、転写前露光手段により転写効率が向上、特に逆転写量を著しく低減することができる。しかし、転写前露光を行った場合、図１３（ｂ）のように転写後の感光体電位がプラス側にシフトしてしまう。プラス極性の感光体電位ムラは転写後露光を仮に設けたとしても消すことができない。一般的に用いられている感光体の電子の移動速度が非常に小さいためである。従って、感光体前周の画像信号（Ｂ）が転写後の電位の凹凸として残ってしまう。これはメモリ効果と呼ばれている。
【００６４】
次周の画像信号（Ａ）の書き込み時に、前周の画像信号（Ｂ）によって作られた電位の凹凸を加味して書き込み光量を調節するよう制御を行うことにより、メモリ効果による画像ムラを低減することができる。
【００６５】
また本発明によれば、反転現像方式（トナーの帯電極性が感光体の帯電極性に対して同極性の場合）の場合、図１３（ｂ）の通り、転写後の感光体電位は画像部より非画像部の電位が低くなる。この感光体前周の画像信号（Ｂ）の電位メモリの消去と次周の画像信号（Ａ）を書き込みの２つの作業を同時に行うためには、画像信号（Ａ）の書き込み光量に対し画像信号（Ｂ）の画像部ほど大きくなるように光量を上乗せする必要がある。正規現像方式（トナーの帯電極性が感光体の帯電極性に対して異極性の場合）の場合、帯電手段の極性と転写手段の極性が同一であるため、図１４に示すように、転写後は転写前より電位が高くなる。従って、転写後露光を設ければ、メモリ効果を消すことができる。
【００６６】
しかし、転写前露光手段と転写後露光の両方を装着すると、コストが高くなるばかりでなく、感光体の光疲労が起こる恐れがある。従って、正規現像方式の場合も請求項１の通り、書込手段によりメモリ効果を低減させることが望ましい。
【００６７】
正規現像方式の場合、反転現像方式とは異なり、図１４（ｂ）の通り、転写後の感光体電位は画像部より非画像部の電位が高くなる。この感光体前周の画像信号（Ｂ）の電位メモリの消去と画像信号（Ａ）を書き込みの２つの作業を同時に行うためには、画像信号（Ａ）の書き込み光量に対し画像信号（Ｂ）の非画像部ほど大きくなるように光量を上乗せする必要がある。本発明によれば、α＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）の式に基づいて書込手段を制御することにより、反転現像・正規現像方式のどちらの場合にも、低コストでメモリ効果を低減することができる。
【００６８】
また、画像信号（Ｂ）の転写後のメモリは、トナーの帯電量が大きいほど大きくなる。前述の通り、メモリは非画像部・画像部の転写時における放電量の差によって決まり、トナーの帯電量が大きいほどその画像部での放電が少なくなるためである。従って、メモリの大きさとトナーの帯電量にはほぼ比例関係が成り立つ。本発明によれば、トナーの帯電量に応じて露光量の比例係数を決めることにより、環境等によりメモリの大きさが変化しても常に安定したメモリの低減を行うことができる。
【００６９】
更に、画像形成装置では、通常被転写体上に画像調整用パターンのトナー付着量を検知するための光学センサを設置している。低温・低湿等でトナーの帯電量が上がり現像能力が落ちる場合や高温・高湿等でトナーの帯電量が下がり現像能力が上がる場合でも、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込パワー（露光量・露光後電位）のバランスを調整することにより、ベタ付着量をほぼ一定に保つようフィードバックがかかっている。
逆にいえば、この帯電印加バイアス・現像バイアス・書込パワーより、おおよそのトナー帯電量を見積もることができる。
【００７０】
本発明では、トナーの帯電量よりメモリ効果の大きさを予測する手法を用いることができる他、感光体表面電位を測定するセンサを用いることができる。これにより、本発明では、前周の帯電後の電位図５（ｂ），６（ｂ´）Ｖｂを直接測定することができるため、より適切に比例係数ｋ（＝Ｖｂ／Ｖａ）を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例に係る電子写真装置の全体概略構成を示す断面図
【図２】電子写真装置の画像形成部の構成を示す概略構成図である。
【図３】現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】ＰＴＬを採用した現像装置を示す断面図である。
【図５】画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。
【図６】反射型センサを示す断面図である。
【図７】反射型センサを示す断面図である。
【図８】反射型センサを示す断面図である。
【図９】現像量の推定式に関する式である。
【図１０】トナー帯電量と感光体電位の関係を示すグラフである。
【図１１】露光量と感光体表面電位の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】メモリ効果の測定結果を示すグラフである。
【図１４】メモリ効果の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 画像処理部
３ 用紙供給装置
１０ 電子写真装置（画像形成装置）
１２ 画像書込部（書込手段）
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 書込光路
１３ 画像形成部
１４ 給紙部
１５ 定着装置
１６ 帯電手段
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ 帯電装置
１７ レジストローラ
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 現像装置
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ 感光体（潜像担持体）
２２ 中間転写ベルト
２３ １次転写バイアスローラ
２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ １次転写バイアスローラ
２４ 表面電位センサ
２５ ベルトクリーニング装置
２６ 潤滑剤塗布装置
２６ａ 固形潤滑剤
２６ｂ 導電性ブラシ
２７ 露光部材
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ クリーニング装置
５０ 転写搬送ベルト
６０ ２次転写バイアスローラ
２０１ 現像ローラ
２０１ａ マグネットローラ
２０１ｂ 現像スリーブ
２０２ ドクタブレード
２０３，２０４ スクリュー
２０５ トナー濃度センサ
２０６ 現像ケース
２０６ａ 仕切り板
２０６ｂ 開口部
３０１ クリーニングブレード
３０２ ファーブラシ
３０３ 電界ローラ
３０４ スクレーパ
３０５ クリーニングケース
３０６ 回収スクリュー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置において、
前記書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該着目した画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）とからなる２つの画像信号に基づいて書込手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記書込制御手段は、
前記所定の画像信号（Ａ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をα［Ｊ／ｃｍ２］とし、
前記下流側の画像信号（Ｂ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をβ［Ｊ／ｃｍ２］としたとき、
露光量をα＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）
として前記書込手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記比例係数ｋは、トナーの帯電量に応じて変化させることを特徴とする、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナーの帯電量は、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込光量より予測することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像手段の上流側に潜像担持体電位測定用センサを設置したことを特徴とする特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像担持体電位測定用センサにより、副走査方向の長さが潜像担持体周長より短い画像パターンの帯電後現像前の画像部潜像担持体電位Ｖａと、現像・転写・再帯電後・露光前の画像部潜像担持体電位Ｖｂと、を測定し、
前記Ｖａ画像部潜像担持体電位と前記画像部潜像担持体電位Ｖｂの比に応じて前記比例係数ｋを調整することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電した該潜像担持体表面に光を照射することにより静電潜像を形成する書込手段と、書込手段を制御する書込制御手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、現像後で且つ転写前に該潜像担持体を露光する転写前露光手段とを有する画像形成装置において、
前記書込制御手段は、着目する所定の画像信号（Ａ）と、当該着目した画像信号（Ａ）から副走査方向に潜像担持体周長分下流側の画像信号（Ｂ）とからなる２つの画像信号に基づいて書込手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記書込制御手段は、
前記所定の画像信号（Ａ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をα［Ｊ／ｃｍ２］とし、
前記下流側の画像信号（Ｂ）から見積もられる書き込みに必要な露光量をβ［Ｊ／ｃｍ２］としたとき、
露光量をα＋ｋ×β（ｋ：比例係数、ｋ＞０）
として前記書込手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記比例係数ｋは、トナーの帯電量に応じて変化させることを特徴とする、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナーの帯電量は、帯電印加バイアス・現像バイアス・書込光量より予測することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像手段の上流側に潜像担持体電位測定用センサを設置したことを特徴とする特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像担持体電位測定用センサにより、副走査方向の長さが潜像担持体周長より短い画像パターンの帯電後現像前の画像部潜像担持体電位Ｖａと、現像・転写・再帯電後・露光前の画像部潜像担持体電位Ｖｂと、を測定し、
前記Ｖａ画像部潜像担持体電位と前記画像部潜像担持体電位Ｖｂの比に応じて前記比例係数ｋを調整することを特徴とする請求項５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１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１０１９８６（Ｐ２０１０−１０１９８６Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１６６７（Ｐ２００８−２７１６６７）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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