JP2003295730A

JP2003295730A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003295730A
Application number: JP2002100933A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Kitajima; 健一郎北島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】アモルファス感光体と中間転写体を用いたＢ
ＡＥ潜像露光方式を用いた画像形成装置において、均一
な帯電電位を形成すること。【解決手段】感光体ドラム１及び中間転写体９の定常
回転から中間転写体９のマーク検出までの時間をΔＴ
ｂ、コロナ帯電器２の放電電流高電圧印加までの時間を
ΔＴｄ、放電電流高電圧印加タイミングでコロナ帯電器
２の対向位置部位が一次転写手段13の対向位置に至る時
間をΔＴｋ、マーク検出から像露光開始までの時間をΔ
Ｔｃ、像露光タイミングで像露光対向位置部位が一次転
写手段13の対向位置に到達する時間をΔＴｆ、１の周期
をΔＴdrとし、アモルファス感光体ドラム１が１周に渡
って一次転写手段13による電圧印加を受けた後からアモ
ルファス感光体ドラム１上の潜像が一次転写手段13の対
向位置に到達するまでの時間ΔＴｈ＝（ΔＴｂ＋ΔＴｃ
＋ΔＴｆ）−（ΔＴｄ＋ΔＴｋ＋ΔＴdr）＞０でタイミ
ング制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特にアモルファス（非晶質）シリコンを主成分とす
るアモルファス感光体を用いた画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いた画像形成装置
は、即時性、高品質、且つ保存性の高い画質が得られる
こと等から近年では複写機の分野にとどまらず各種プリ
ンタやファクシミリの分野でも広く使われ、大きな広が
りを見せている。

【０００３】この電子写真プロセスは基本的に感光体へ
の均一な帯電、原稿に対応した像露光による静電潜像の
形成、該静電潜像のトナーによる現像、該トナー画像の
紙への転写（中間転写体を用いる場合もある）、及び定
着による画像形成プロセスと、感光体を繰り返し使用す
るために行なう感光体の表面に残留するトナー及び電荷
の除去による初期化プロセスとから成り立っている。

【０００４】また、感光体帯電電位の早期安定化のため
にクリーニング工程と帯電手段の前に補助帯電器を備え
ることで電位の早期安定化を図った特開平10-123802号
公報に記載された帯電方式が提案されている。

【０００５】電子写真感光体の中核となっている感光体
については、その光導電材料として最近では、無公害で
成膜、製造が容易等の利点を有する有機系の導電性材料
を用いた感光体が開発されている。

【０００６】しかしながら、電子写真プロセスにおい
て、感光体は現像、転写、クリーニング過程において摩
擦による削れ、キズの発生により、画像上の不具合、ま
たは最表層における帯電電化保持層部分の膜厚減少によ
る帯電能の劣化等が発生し、ある一定劣化画像レベルに
到達した時点で寿命となり感光体の交換が必要となる。

【０００７】前記有機感光体は、最近の開発で進歩して
きたとはいえ、表層部の電荷輸送層における材料は、ポ
リカーボネイト、ビニル重合体、ポリエステル等、電子
写真方式の画像形成装置内で用いるにはけして削れにく
いとはいえない材料で構成されているため画像形成の出
力枚数に応じて削れ、キズが増加し、寿命はまだまだ短
く、５万枚程度の出力で寿命となる。

【０００８】一方、近年、非晶質シリコンを主成分とす
る感光体、一般にアモルファス感光体と呼ばれる感光体
は表層が固く削れにくいため５０万枚以上の画像出力が
可能であり、且つ、露光量に対する光減衰特性（Ｅ−Ｖ
特性）は、図10の破線で示す有機感光体が非線型特性で
あるのに対し、図10の実線で示すアモルファス感光体は
線形性に優れていること等の理由から、潜像コントラス
ト差に対し、孤立ドットの径の差が小さい特徴を持って
いる。

【０００９】また、有機感光体の比誘電率は２〜３であ
るのに対し、アモルファス感光体の比誘電率は１０程度
と大きく、感光体上に現像した際、トナー画像の最小画
素の再現性に優れていることが一般的に知られており、
高速／高画質な画像形成装置の分野で広く利用されてい
る。

【００１０】また、最近、より高画質な画像を得るため
や入力画像を記憶したり自由に編集したりするために画
像形成のためのデジタル化が急速に進歩しており、アモ
ルファス感光体もデジタル化に対応した材料が開発さ
れ、利用されつつある。

【００１１】しかしながら、前述したようにアモルファ
ス感光体は一般的に有機感光体の比誘電率に対し、比誘
電率が大きく静電容量が大きいため電子写真方式で画像
形成に十分な帯電電位を例えばコロナ放電方式で得よう
とすると大量の感光体への放電電流を必要とする。

【００１２】このため、帯電方式として放電による帯電
方法を用いた場合は、オゾン、Nox(窒素酸化物)等の放
電生成物が多く感光体の表面に付着し、表層の電気抵抗
低下を引き起こし、特に表層抵抗値の小さくなる高温／
高湿環境下において、孤立ドット形成部分の静電潜像流
れによる画像流れが発生しやすい傾向にある。このよう
な理由から、オゾン、放電生成物の発生が多い負極性帯
電よりも、正極性帯電のアモルファス感光体が利用され
ることが多い。

【００１３】前記感光体の帯電極性の帯電電位に対し、
画像データを任意の階調再現パターンに処理された信号
を像露光して画像を得ようとした場合、一般的には画像
部を露光して感光体と同極性の帯電トナーを用いた反転
現像方式がある。また、別の方式として、反転像露光を
用いた正規現像方式の２つの方式が存在する。

【００１４】前述した放電生成量の差から本発明者ら
は、長寿命／高画質潜像のプラス帯電極性のアモルファ
ス感光体と、帯電電極性的に材料選択の幅が広いマイナ
ス帯電トナーを用い、非画像部（背景部）を像露光する
ＢＡＥ（Background Image Exposuring）潜像方式を用
いて、長寿命の感光体と、高画質の潜像／現像を行なう
ことが可能で、アモルファス感光体にオゾンや放電生成
物の発生の少ない正極性のコロナ放電帯電方式を用いる
ことにより、高温／高湿環境下での画像流れに有利であ
る画像形成装置の開発を行なって来た。

【００１５】また、従来のフルカラー画像形成装置とし
ては、感光体の対向位置に複数の現像手段を配置すると
共に中間転写体を有し、該感光体上に形成したトナー画
像を順次、中間転写体上に重畳して合成し、この合成画
像を記録媒体へ一括転写する画像形成装置が知られてい
る。

【００１６】このような中間転写体を用いた画像形成装
置のカラー画像作成プロセスについての従来技術につい
て説明する。

【００１７】回転駆動される回転体からなる感光体と、
その感光体に対向配置され、該感光体と接した状態で略
同一速度で回転される中間転写体と、この中間転写体の
一部に設けたマークと、該マークの通過領域に設けたマ
ーク検知手段を備えると共に、前記感光体と接した状態
を構成する１次転写手段と、前記１次転写手段の配設位
置よりも前記感光体の回転方向上流の帯電位置に帯電手
段とを備え、画像の形成に際して前記感光体及び中間転
写体の回転中に前記マーク検知手段による検知から一定
時間後、作像プロセスを開始し、前記帯電位置を通過し
て帯電された前記感光体の帯電領域に像露光を行い、そ
の像露光により形成された静電潜像に現像手段により任
意の色のトナー画像を形成し、次いでこの任意の色のト
ナー画像を前記１次転写手段により中間転写体へ転写す
ることで、各色の色ずれを低減させるフルカラー画像形
成方法が一般的に知られている。

【００１８】また、このような画像形成装置では、作像
プロセス開始時に未帯電区間が１次転写手段を通過した
場合と接触する場合と、帯電領域が１次転写手段に接触
する場合で、１次転写部における中間転写体に働く電気
的な力（クーロン力）が異なるため中間転写体の回転周
速度が変動し、色ずれになる場合がある。

【００１９】このような不具合に対し、特開平9-106199
号公報では、中間転写体に設けたマークを検知した後、
一定時間おいて帯電動作を開始し、帯電領域が１次転写
部に到達した後、１次転写手段により高電圧を印加して
色ずれを低減する提案が行なわれている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、中間転写体を用いた画像形成装置の構成に
おいて、アモルファス感光体、デジタル処理された信号
を像露光するＢＡＥ潜像方式及び正規現像手段とを用い
た場合において後述に示すような課題が発生した。

【００２１】特開平11-190922号公報で提案されている
感光体の初期帯電制御方法を用いて画像形成装置に用い
る感光体の帯電制御の検討を行った場合の不具合につい
て図11及び図12を用いて説明する。

【００２２】感光体の回転開始後、帯電動作前に該感光
体上に残存している履歴消去を行なうため光除電手段に
よる光照射を感光体ドラムの１回転以上行った後、帯電
手段により感光体を帯電開始した後、正規現像方式で必
要となる非画像部電位を形成する。

【００２３】この非画像部電位を確実に形成するため感
光体上の帯電部領域が像露光手段の対向位置に到達する
前に早めに像露光手段により非画像部電位が形成出来る
露光量を電子写真感光体に照射し、非画像部電位を形成
させる方法が提案されている。

【００２４】しかしながら、この方法では以下のような
不具合が発生する。先ず、図11に示すように、帯電手段
の動作前に感光体に除電光を照射して光除電を行なった
場合、該感光体の帯電開始の１回転目の帯電電位が２周
目以降の帯電電位に対しΔＶｄだけ低下するという問題
がある。

【００２５】図11に示すように、感光体に除電光が照射
された無帯電区間を形成し、更に図12に示すように、非
画像部電位を確保するために像露光手段による像露光照
射を用いて帯電領域が像露光手段の対向位置に到達する
前に露光を開始するため１種の光メモリが発生し、ゴー
スト画像が発生する。このような無帯電区間への除電光
に加えて像露光を行なうと最も光メモリ（画像メモリ）
が発生し易い。

【００２６】特に、ＢＡＥ潜像方式では、図12のΔＶｄ
で示す帯電電位部に正規現像を行なうため現像電位（Ｖ
cont）の電位変動がそのまま濃度変動につながる。ま
た、前記無帯電区間への像露光手段による光量照射部分
が画像メモリとして発生した場合のゴースト電位は、帯
電手段により感光体ドラムの２回転以降に帯電された部
分の電位よりも低くなるため横帯状のネガゴースト画像
が発生する。

【００２７】また、適正な潜像コントラストを得るため
に図13に示すような方法で潜像形成前の帯電区間で感光
体１周分の帯電電位を形成し、更に露光部電位を感光体
１周分形成する方式にすると前記のような無帯電区間の
光メモリによる電位変動は低減出来たが、無駄な帯電区
間を形成することによりファーストプリントの遅延原因
となっていた。

【００２８】また、前述の特開平10-123802号公報に記
載されたような補助帯電方式を用いて対策を行なう方法
を検討したが、補助帯電器を製品に備えると高価になる
こと。また、補助帯電をコロナ放電方式で行なうとオゾ
ン濃度の増加が発生し、アモルファス感光体を用いた電
子写真では更に前述した理由からH/H（高温度／高湿
度）画像流れ等の画像不具合を引き起こす不安定要素の
増加になることから補助帯電器を用いずに安定した画像
形成が行える回避策が要望されていた。

【００２９】また、別の課題として、前述の特開平9-10
6199号公報に記載されたように中間転写体に設けられた
マークを検知した後、所定時間経過後に作像を開始する
方法を用いた画像形成装置でアモルファス感光体を用い
た場合の不具合について以下に述べる。

【００３０】前記中間転写体に設けられたマークを検知
した後、所定時間経過後に作像を開始するタイミングチ
ャートを図14に示す。図14に示すように、画像形成装置
は中間転写体に設けられたマークを検知するまで作像動
作を開始せず、検知後に帯電動作を開始し、感光体の帯
電部位が１次転写手段に到達した後に像露光を開始する
方法が提案されている。

【００３１】しかしながら、この手順では、中間転写体
の回転が定常速度に到達した後であってもマークを検知
するまでは作像開始を行わないため中間転写体及び感光
体が定常回転になっているにもかかわらずマーク検知を
するまでは、所謂、空回転状態で待機することになり無
駄な回転を作り出す原因となっている。

【００３２】特に、帯電動作の開始等は中間転写体のマ
ーキング検知を待つ必要はなく、単に帯電領域が確実に
１次転写領域に到達する時点で感光体及び中間転写体が
定常回転に到達していれば良い。また、前記特開平9-10
6199号公報にはマーク検知後の帯電手段の動作開始タイ
ミング及び像露光検知タイミングが明確に記載されてい
ないため電位変動不具合が発生する可能性がある。

【００３３】前記特開平9-106199号公報に記載された技
術は感光体の帯電領域が１次転写領域に到達した後、高
電圧印加を行なう制御には問題がない。しかしながら、
１次転写高電圧が印加された感光体の部位に対してアモ
ルファスシリコンのように誘電率が大きな感光体を用い
る場合、接触転写部材の高電圧印加により電荷注入が行
なわれるため感光体の１次転写高電圧印加領域に対して
帯電を行なう。

【００３４】図15のタイミングチャートにより現像位置
で電位を測定した場合の電位の変化を示す。図15におい
て、１次転写電圧が印加された領域と、その前の電圧が
印加されていない領域で帯電電位が変化する現象が発生
する。

【００３５】また、この現象は、特に感光体の表面抵抗
が低下する高温、高湿環境下で顕著に表れ、１次転写高
電圧の大きさに比例して帯電電位も大きくなる傾向にあ
る。特開平9-106199号公報に記載された技術は、１次転
写高電圧と、中間転写体の周速度変動による色ずれのみ
に注意を払ったシーケンスであり、特に転写高電圧の影
響を受けた感光体の部位と、像露光位置との関係を明記
していない。更に、１次転写高電圧の高電圧レベルによ
り電位の変動が発生する現象も引き起こしていた。

【００３６】また、特開平9-106199号公報では、実施例
として中間転写体のマーク検知前に帯電動作を開始する
場合も記載されているが、感光体の初期帯電電位の部位
が１次転写手段の位置に到達した後、１次転写高電圧を
印加したタイミングよりも後にマーク検知を行なう制御
を行い、マーク検知した一定時間後に像露光を行なうこ
とが記載されている。この従来例でも１次転写高電圧印
加タイミングと、像露光のタイミングに関して明確に記
載されていないため電位変動不具合が発生する可能性が
ある。

【００３７】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、アモルファス感光層を使用し
た積層型アモルファス感光体の初期帯電立ち上がり部分
の電位変動による帯電電位ムラ、ゴースト画像を発生さ
せることなく、且つ１次転写高電圧印加の影響による電
位変動を抑制し、像露光による潜像形成前の帯電部分の
非画像部に対して光除電手段及び像露光手段による感光
体ドラム周期の電位変動の発生を抑え、且つ、短時間に
複数色の画像形成条件に条件変更可能な制御手段を用い
て好適にデジタル処理された静電潜像を形成し、正規現
像方式で、中間転写体を用いて画像形成を行なうことに
より均一で高画質のフルカラー画像形成が可能な電子写
真方式の画像形成装置を提供せんとするものである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明者はアモルファス
（非晶質）シリコンを主成分とする感光体を使用し、Ｂ
ＡＥ潜像による像露光を行い、正規現像方式の電子写真
方式を用い、帯電電位、像露光時の電位安定化に対して
種々の検討を行ったところ、画像プロセス初期の起動の
仕方が非常に重要であることが判明した。

【００３９】即ち、画像形成プロセスにおいて、アモル
ファス感光体に対して帯電を行なうのに先だって、無帯
電区間に対して無駄な除電光を必要以上に感光体に照射
することを行わず、また、ＢＡＥ潜像露光による潜像形
成に対して正規現像を行なう際に必要となる非画像部形
成電位を得るために行っていた像露光手段による非画像
部電位形成方法に関しては、感光体と中間転写体とを同
一駆動手段により駆動を入力し、駆動開始と同期して帯
電手段による帯電電位を制御するコロナ帯電器のグリッ
ドへ印加する第１の高電圧手段を動作させ、感光体と中
間転写体とを同じ時刻に定常回転状態にする。

【００４０】次に、駆動手段により定常回転に到達した
信号を画像形成装置の制御手段へ送信し、光除電を動作
させ、除電光が照射された感光体の部位が帯電領域通過
後で露光手段の対向位置に到達する前に感光体を帯電さ
せる放電電流を放出させる帯電手段へ高電圧を印加する
第２の高電圧手段を動作させる。

【００４１】次に、帯電領域の先端となる帯電立ち上が
り部分で複数の現像手段の位置における感光体の電位が
５０Ｖ以上の領域になるタイミングで非画像部電位形成
を行なうために像露光手段を動作させる。この動作は中
間転写体のマークの検知が行なわれる前に行なわれるこ
とになる。

【００４２】その後、帯電手段の前記第２の高電圧手段
の高電圧印加時刻において、帯電手段の中央部の感光体
部位が１次転写手段の接触ニップ領域に到達するタイミ
ングで、所定の１次転写高電圧を印加する。この印加電
圧値は画像形成装置内の環境及び画像形成条件により適
宜変更され、且つ画像形成時の印加電圧とは独立な値の
電圧が印加される制御が行なわれる。

【００４３】これは１次転写手段の高電圧電源に対し、
動作開始を許可するイネーブル信号が確実に送信される
タイミングである。また、１次転写高電圧が印加される
タイミングの前に中間転写体のマークが検知されるよう
に制御されている。

【００４４】また、１次転写高電圧の印加された感光体
の部位が該感光体の回転により再帯電され、画像形成の
像露光開始時刻よりも前に露光位置を通過するように制
御される。このような制御を行なうことで、画像の像露
光開始タイミングではブランク露光開始時刻から感光体
が１周回転以上経過し、且つ、１次転写高電圧が印加さ
れた領域が露光手段の対向位置を確実に通過する制御を
実施可能となる。

【００４５】このような一連の制御を行った後に、像露
光を行なうことによりアモルファス感光体の電荷発生部
分に不必要な電荷を発生させず、更に像露光による光メ
モリの発生を抑制させることが可能であり、１次転写高
電圧の履歴を像露光開始前に与え、画像形成中において
常に安定した帯電電位、非画像部露光及び像露光部電位
を得ることが可能となる。

【００４６】前記の感光体初期の帯電制御手段を用い
て、１色目の画像形成を感光体ドラム上にトナー画像を
形成した後、中間転写体に第１色目のトナー画像を転写
し、２色目以降の画像を順次、感光体上に形成し、中間
転写体上に合成し、全ての色が現像された時点で一括し
て記録媒体へ転写される。

【００４７】色毎に異なる潜像電位に対して感光体上に
形成する帯電電位条件は変更せず、現像手段の切り替え
時に像露光量と現像手段の電圧値を制御しながら順次２
色目以降の潜像コントラスト電位差を制御している。

【００４８】以上の方法を用いることで、順次複数の色
に対応した画像形成条件に応じた露光量電位の形成を行
なうことが可能になり、好適で且つ高速出力で高画質な
画像形成が出来る。

【００４９】即ち、前記目的を達成するための本発明に
係る代表的な画像形成装置は、像担持体と、前記像担持
体と略同一速度で回転駆動される中間転写体と、前記像
担持体から前記中間転写体へトナー画像を１次転写する
１次転写手段と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体表面に露光して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表面に形成
された静電潜像にトナーを供給して現像する現像手段
と、前記像担持体を除電する光除電手段と、前記像担持
体及び前記中間転写体を回転駆動する駆動手段の定常回
転信号を検知する定常回転信号検知手段と、前記中間転
写体の一部に設けたマークの通過領域に設け、該マーク
を検知するマーク検知手段と、画像形成に際し、前記像
担持体及び前記中間転写体の駆動開始から前記定常回転
信号検知手段により前記駆動手段の定常回転信号を検知
する定常回転タイミングから前記マーク検知手段により
前記中間転写体の一部に設けたマークを検知するマーク
検知タイミングまでの時間をΔＴｂ、前記定常回転信号
検知手段が前記駆動手段の定常回転信号を検知してから
前記帯電手段の放電電流の高電圧印加タイミングまでの
時間をΔＴｄ、前記放電電流の高電圧印加タイミングで
前記帯電手段の対向位置にある前記像担持体の部位が前
記１次転写手段の対向位置に到達するまでの時間をΔＴ
ｋ、前記マーク検知タイミングから前記像露光手段によ
る潜像形成開始までの時間をΔＴｃ、前記潜像が形成さ
れた前記像担持体の部位が前記１次転写手段の対向位置
に到達するまでの時間をΔＴｆ、前記像担持体の回転周
期をΔＴdr、前記像担持体が１周に渡って前記１次転写
手段による電圧印加を受けた後から前記像担持体上の潜
像が前記１次転写手段の対向位置に到達するまでの時間
をΔＴｈとしたとき、ΔＴｈ＝（ΔＴｂ＋ΔＴｃ＋ΔＴ
ｆ）−（ΔＴｄ＋ΔＴｋ＋ΔＴdr）＞０となる関係で画
像形成タイミング制御を行なう制御手段とを有すること
を特徴とする。

【００５０】本発明は、上述の如く構成したので、像担
持体に対して正規現像と中間転写体を用いるフルカラー
画像形成装置において、初期の非画像部形成時に発生す
る無帯電区間への除電光、像露光の過剰照射による電位
変動及び画像形成時の１次転写高電圧による電位変動に
よる画像不良や濃度変動が発生することなく高画質な画
像形成装置が提供出来る。

【００５１】

【発明の実施の形態】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。図１は本発明に係
る画像形成装置の構成を示す要部断面説明図、図２はア
モルファス感光体の層構成を示す図、図３は帯電手段の
構成を示す図、図４は光除電露光量とゴースト電位の関
係を示す図、図５はゴースト電位の測定方法を説明する
図、図６は本発明に係る画像形成装置の画像形成タイミ
ング制御を説明するタイミングチャート、図７は感光体
表面電位の立ち上がり状態を示す図、図８は第１現像手
段と第２現像手段の現像位置で測定した帯電電位の変化
を示す図、図９は第１、第２現像手段の現像位置で測定
した帯電電位と露光量との関係を示す図である。

【００５２】先ず、図１を用いて本発明に係る画像形成
装置の構成について説明する。図１において、１は像担
持体として導電性支持体にアモルファス（非晶質）シリ
コンを主成分とした感光層を有するアモルファス感光体
ドラムであり、２はアモルファス感光体ドラム１の表面
を帯電する帯電手段となるコロナ帯電器である。

【００５３】コロナ帯電器２には放電ワイヤ３及びグリ
ッド４が設けられている。５はコロナ帯電器２により一
様に帯電されたアモルファス感光体ドラム１の表面に露
光して静電潜像を形成する像露光手段となる像露光装置
であり、本実施形態では該像露光装置５により行なわれ
る静電潜像形成は画像形成装置が形成可能な最小画素に
対する発光ＯＮ／ＯＦＦの２種類で制御する２値露光制
御装置を用いている。

【００５４】６はコロナ帯電器２により帯電されたアモ
ルファス感光体ドラム１の表面の帯電電位を検知する帯
電電位検知手段であり、７、８は像露光装置５によりア
モルファス感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像
に現像剤であるトナーを供給して現像する複数の現像手
段である。

【００５５】７はアモルファス感光体ドラム１の回転方
向上流側に配置され、黒色（ブラック）現像手段を備え
た第１現像手段であり、８は該第１現像手段７よりもア
モルファス感光体ドラム１の回転方向下流側に配置さ
れ、回転自在に構成された回転支持体に回転自在に支持
された複数色（イエロー、マゼンタ、シアン）の現像が
可能な第２現像手段である。

【００５６】９はアモルファス感光体ドラム１を回転駆
動する同一の駆動手段によりギヤ等の減速手段を介して
減速され、略同一速度で回転駆動される中間転写体であ
り、13はアモルファス感光体ドラム１から中間転写体９
へトナー画像を１次転写するための１次転写手段であ
る。

【００５７】10は中間転写体９から記録媒体へトナー画
像を２次転写する２次転写手段であり、中間転写体９を
用いて合成された各色のトナー画像は一括して記録媒体
に転写される。

【００５８】11はアモルファス感光体ドラム１の表面に
形成されたトナー画像が中間転写体９に転写された後に
該アモルファス感光体ドラム１の表面に残留した残留ト
ナーをクリーニングするクリーニング手段である。

【００５９】12はアモルファス感光体ドラム１の表面を
除電する光除電手段である。本実施形態の光除電手段12
は、その光源の中心波長をλ₁、像露光装置５の光源の
中心波長をλ₂とすれば、λ₁≧λ₂の関係となるように
設定されている。

【００６０】また、アモルファス感光体ドラム１及び中
間転写体９を回転駆動する駆動手段の定常回転信号を検
知する定常回転信号検知手段、及び中間転写体９の一部
に設けたマークの通過領域に設けられ、該マークを検知
するマーク検知手段が設けられている。また、詳しくは
後述する本発明に係る画像形成タイミング制御等を行な
う制御手段等が設けられている。

【００６１】アモルファス感光体ドラム１において使用
される電子写真感光体は、図２に示すように、電子写真
画像形成に必要な機能が分離された積層構造をしてお
り、導電性支持体となるアルミニウム等の金属導電材か
らなる導電性支持部材１ａ上に該導電性支持部材１ａか
らの電荷の進入を阻止する阻止層１ｂ、光の照射による
電荷対の発生が行なわれる光電荷発生層１ｃ、発生した
電荷が移動可能な電荷輸送層１ｄ及び該電荷輸送層１ｄ
と最表層に電荷を保持するための電荷保持層１ｅが順次
積層されて構成された光導電層を有し、光電荷発生層１
ｃ及び電荷輸送層１ｄは感光層として構成される。

【００６２】光電荷発生層１ｃ及び電荷輸送層１ｄから
なる感光層には、分光感度の調整や帯電性、残留電位等
の電気特性を改良するために主成分のシリコン以外に水
素、酸素、ブタン等の成分を含有させても良い。

【００６３】また、導電性支持部材１ａ上に形成される
非晶質シリコンを主成分とする積層構成は夫々の膜厚が
阻止層１ｂで３μｍ、光電荷発生層１ｃ及び電荷輸送層
１ｄからなる感光層で３０μｍ、表層部となる電荷保持
層１ｅが１μｍ程度の膜厚となっている。

【００６４】以上のような電子写真感光体となるアモル
ファス感光体ドラム１は、以下の電子写真画像形成装置
において好適に使用される。

【００６５】即ち、本発明に係る画像形成装置の画像形
成方法は、アモルファス感光体ドラム１に対して帯電、
像露光、複数箇所の正規現像、中間転写及び光除電を行
なうことを含む。

【００６６】画像形成装置は、図１に示すようにアモル
ファス感光体ドラム１に対して帯電を行なう帯電手段と
なるコロナ帯電器２、像露光を行なう像露光手段となる
像露光装置５、正規現像を行なう現像手段となる第１、
第２現像手段７，８、中間転写を行なう転写手段となる
中間転写体９、光除電を行なう光除電手段12及びこれ等
の動作を行なう制御手段を有する。

【００６７】画像形成装置における帯電手段となるコロ
ナ帯電器２は、スコロトロン帯電を用いた帯電方式を用
いている。尚、以下の説明では、最も一般的に用いられ
るスコロトロン帯電方式を用いた場合の一例について説
明するが、本発明はスコロトロン帯電方式に限定される
ものではなく、ＤＣ（直流）成分にＡＣ（交流）成分を
重畳させて感光体との接触領域または非接触領域で放電
を行なう帯電ローラ方式、或いは、磁気ブラシを用いた
帯電方式等、種々の公知技術を用いてもかまわない。

【００６８】帯電手段となるコロナ帯電器２は、図１及
び図３に示すように、直径４０μｍ〜１００μｍ程度の
タングステンワイヤからなる２本の放電ワイヤ３を使用
している。放電ワイヤ３に印加する電圧は最大で１０ｋ
Ｖ、電流量として１５００μＡ程度の印加電圧が印加さ
れ、放電動作が行なわれる。

【００６９】尚、放電ワイヤ３は１本であっても良い
し、２本以上であっても良い。また、表層に酸化防止層
を持たせた導電性材料からなる放電ワイヤ３や別の針電
極、鋸歯電極等の放電可能な導電材料で構成しても良
い。

【００７０】コロナ帯電器２のグリッド４としては、直
径５０μｍ〜２００μｍのステンレス材（例えば、SUS3
04、SUS430等）や他の導電性材料からなる導電部材を用
いている。尚、金属導電材料にエッジング加工によって
網目等の特定のパターン形状を施したものを採用しても
良い。

【００７１】上述した帯電手段となるコロナ帯電器２に
よりアモルファス感光体ドラム１の感光体は２００Ｖ〜
１０００Ｖ程度の電位で帯電される。

【００７２】像露光手段となる像露光装置５は半導体レ
ーザ光を用い、この半導体はＤＶＤ（Digital Versatil
e Disk）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-ReWritable）等
の製品に採用される半導体であり、出力で２５ｍＷ〜３
０ｍＷ程度の露光を発光可能である公知の汎用部品であ
る。

【００７３】本実施形態の画像形成装置では、この種の
像露光装置５を用いてＢＡＥ潜像を形成する。前述した
高出力レーザ光をポリゴンミラーの面よりも大きな径の
光を照射する所謂ＯＦＳ（Over Filld Scanner）方式
を採用している。

【００７４】ＯＦＳ（Over Filld Scanner）方式と
は、画像形成装置で感光体上に潜像形成で用いる露光装
置において、ポリゴンミラーの面よりも大きな光を照射
して、該ポリゴンミラー部分で反射できた光を絞って、
感光体へ照射する方式である。

【００７５】一方、通常のＯＰＣ（オーガニックフォト
コンダクタ：有機光電導性感光体）を用いた露光装置
は、反転画像形成であり、感光体上に露光をおこなった
部分にトナ−像を形成するため、一般的には逆に、ポリ
ゴン面内に収まるスポット径のビ−ムを照射する。

【００７６】本画像形成装置では、非画像部を露光し、
露光部にトナ−が載らないように制御するＢＡＥ（反射
光を用いた複写機のようなアナログ正規現像方式）デジ
タル的に行うため、通常良く用いられるＤＶＤやＤＶＤ
ＲＡＭ用の高出力のレーザで感光体上に必要なスポッ
ト径を得ることが可能な露光方法を採用した。

【００７７】また、回転するアモルファス感光体ドラム
１にＢＡＥ潜像方式でラスタ露光を行なうに際して一般
的な円形スポット径で照射すると、主／副走査方向で線
幅の差が生じ、副走査ラインの重なり部分で露光量が弱
い部分の電位がスポット中心部分よりも弱いため露光部
電位が高くなり、副走査方向のスジ画像発生の原因とな
るため主走査方向の径が副走査方向の径よりも小さい楕
円径のスポット径を採用している。

【００７８】本実施形態では、主走査方向の径が４０μ
ｍ〜６０μｍ、副走査方向の径が６０μｍ〜７５μｍ程
度のスポット径でアモルファス感光体ドラム１上に像露
光を行っている。

【００７９】以下、本発明の画像形成装置の現像手段と
して採用される正規現像手段について説明する。本発明
の画像形成装置ではアモルファス感光体ドラム１の回転
方向上流側に該アモルファス感光体ドラム１と微小ギャ
ップを保ちながら固定されている磁性非接触現像手段で
あって黒色の第１現像手段７を備えている。

【００８０】現像に用いるトナーの帯電極性はアモルフ
ァス感光体ドラム１の感光体の帯電極性とは逆極性であ
り、非画像部を像露光形成し、帯電電位部分に露光する
所謂従来のアナログ方式の複写機と同じ現像方式を採用
している。

【００８１】現像時にアモルファス感光体ドラム１の表
面に印加する高電圧は、帯電電位５００Ｖ程度に対し、
露光部（非画像部）電位を１８０Ｖとする場合、ＤＣ
（直流）高電圧で３３０Ｖ、ＡＣ（交流）高電圧がピー
ク間電圧Ｖppが１ｋＶ〜２ｋＶ、周波数が１ｋＨｚ〜３
ｋＨｚ程度の矩形波が印加される公知の磁性非接触現像
条件で現像される。

【００８２】また、固定された第１現像手段７のアモル
ファス感光体ドラム１の回転方向下流側には回転支持体
に回転自在に支持された複数の現像手段からなる第２現
像手段８が備えられている。そして、この回転支持体を
色毎に切り替えることにより異なる色のトナー画像をア
モルファス感光体ドラム１上に形成する。

【００８３】本実施形態の現像方式としては、帯電粒子
とトナーを現像器内で攪拌した現像剤を用い、現像スリ
ーブ上にコートして磁気ブラシを形成し、アモルファス
感光体ドラム１表面に接触させて現像を行なう一般に２
成分現像方法と称する公知の現像方式を用いている。

【００８４】トナー色は、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｙ（イエロー）の３色が独立で異なる現像器の中
に収められ、前述の回転支持体に固定されている。

【００８５】現像高電圧条件はアモルファス感光体ドラ
ム１の感光体の帯電電位Ｖｄが４３０Ｖ、露光部電位Ｖ
_Lが１００Ｖに対し、ＤＣ（直流）高電圧２５０Ｖ、Ａ
Ｃ（交流）高電圧としてピーク間電圧Ｖppが１ｋＶ〜２
ｋＶ程度、周波数が８ｋＨｚのブランク区間を備えた矩
形波、例えば、８周期中に２周期程度のブランクを形成
したようなＡＣ波形が重畳されている。

【００８６】転写手段としては、アモルファス感光体ド
ラム１上に形成したトナー画像を色毎に順次、中間転写
体９上に重畳して合成し、該中間転写体９から一括して
記録媒体へ２次転写する構成となっている。

【００８７】アモルファス感光体ドラム１から中間転写
体９へのトナー画像転写、及び中間転写体９から記録媒
体へのトナー画像転写を行なう転写手段としては、特に
限定されるものではないが、本実施形態では回転自在な
導電性支持体上に形成された導電性弾性ローラを用い、
該導電性支持体に定電圧に制御された高電圧が印加さ
れ、環境、トナー画像、記録媒体に応じて好適に中間転
写及び２次転写が行なわれるように高電圧制御が行なわ
れる構成になっている。

【００８８】光除電手段12は、例えば、それ自体公知の
光源を用いてアモルファス感光体ドラム１の表面に照射
される。本実施形態において、光除電に用いられる露光
手段及び光源の種類は特に制限はないが、本発明の画像
形成装置においては、より画質を安定させるためにアモ
ルファス感光体ドラム１の電子写真感光体に照射される
ＬＥＤ（発光ダイオード）の光のピーク波長をλ₁、像
露光に用いられる光源のピーク波長をλ₂とした場合、
λ₁≧λ₂の関係に設定されていることが望ましい。

【００８９】これは、図４の光除電露光量とゴースト電
位差との関係を示すグラフにおいて、像露光装置５の光
源の中心波長λ₂が６５５ｎｍの際に光除電手段12の光
源の中心波長λ₁は、像露光に用いる光源の中心波長λ₂
（６５５ｎｍ）よりも同等以上の中心波長λ₁（６６０
ｎｍ、７００ｎｍ）の除電光を用いた方が光除電露光量
に対するゴースト電位差が低くなりアモルファス感光体
ドラム１の表面に残存している像露光による光メモリの
除去に対して効果を発揮し易く、履歴消去の効果が大き
いためである。

【００９０】本実施形態の像露光手段となる像露光装置
５の光源の中心波長λ₂は６５５ｎｍであり、光除電手
段12の光源の中心波長λ₁は６６０ｎｍを採用してい
る。光除電手段12の光源の中心波長λ₁を図４に示すよ
うにゴースト電位差に対して最も効果が得られた７００
ｎｍに設定していない理由は中心波長λ₁を長くする
と、その分、アモルファス感光体ドラム１の感光層の深
い部分まで光が進入して該感光層で発生する電荷対の量
が大きく、帯電電位Ｖｄの低下につながるためである。

【００９１】また、光除電手段12の光源の中心波長λ₁
が６６０ｎｍの波長であっても図５に示すゴースト電位
の測定方法により計測したゴースト電位差を５Ｖ程度に
低減することで、画像品質的には殆ど目立たないレベル
にまで低減出来るためである。

【００９２】以下に本発明に係る画像形成装置の画像形
成タイミング制御について図６に示すタイミングチャー
トを用いて詳細に説明する。先ず、第１実施形態とし
て、図１の画像形成装置の黒色（Ｂｋ）単色時（連続画
像形成動作を含む）の第１現像手段７の場合を用いて説
明する。

【００９３】図１の画像形成装置において印刷、或いは
コピー開始信号が入力されると、アモルファス感光体ド
ラム１と中間転写体９とを同時に駆動する駆動手段が動
作し、回転動作を開始する。この時、帯電手段となるコ
ロナ帯電器２のグリッド電位にも駆動手段の駆動開始信
号に同期してＤＣ（直流）高電圧が印加される。

【００９４】アモルファス感光体ドラム１及び中間転写
体９の回転駆動開始から定常回転信号検知手段により駆
動手段の所定の定められた回転数に達した定常回転信号
を検知する定常回転に至るまでの時間ΔＴａ後、駆動源
から定常回転信号となるイネーブル信号（以下、「ＥＮ
Ａ信号」という）が画像形成装置の制御手段へ送信され
る。

【００９５】本実施形態の画像形成装置においては約３
００ｍｓ程度でＥＮＡ信号が送信される。この時点で帯
電手段となるコロナ帯電器２のグリッド４へ印加したＤ
Ｃ（直流）高電圧の立ち上がりに必要な時間１００ｍｓ
以上の時間が経過しているため高電圧が立ち上がってい
る状況が作られている。

【００９６】制御手段はＥＮＡ信号を受信検知した直後
（即ち、時間ΔＴａ後）に光除電手段12を動作させる。
これは、アモルファス感光体ドラム１の回転加速中に除
電光を照射して作像時以上の光照射量を与えないためで
ある。

【００９７】この光除電手段12に対向するアモルファス
感光体ドラム１の電子写真感光体の部位が帯電手段とな
るコロナ帯電器２に対向する位置に対向したタイミング
で且つ像露光手段となる像露光装置５の対向位置に到達
する前のタイミングであるＥＮＡ信号検知から時間ΔＴ
ｄ後に帯電手段となるコロナ帯電器２の帯電線である放
電ワイヤ３にＤＣ（直流）定電流が印加される。

【００９８】即ち、時間ΔＴｄは定常回転信号検知手段
が駆動手段の定常回転信号となるＥＮＡ信号を検知して
から帯電手段となるコロナ帯電器２の放電電流の高電圧
印加タイミングまでの時間であり、本実施形態では、Δ
Ｔｄを８０ｍｓに設定している。

【００９９】本実施形態では、コロナ帯電器２のグリッ
ド４に印加されるＤＣ（直流）定電圧を４００Ｖ〜９０
０Ｖ程度に設定し、アモルファス感光体ドラム１表面の
感光体に流れ込むＤＣ（直流）放電電流の電流値が８０
０μＡ〜１２００μＡになるように設定されている。
尚、これ等の電圧、電流値は環境条件や画像形成条件に
応じて適時調整される。

【０１００】ここで、帯電電位の立ち上がりを制御する
ためには帯電手段となるコロナ帯電器２の電圧の立ち上
がりに必要な時間ΔＴch（例えば、１００ｍｓ程度）も
考慮する必要がある。即ち、時間ΔＴchは帯電手段とな
るコロナ帯電器２によりアモルファス感光体ドラム１に
流れ込む放電電流の高電圧の印加を開始した後、該コロ
ナ帯電器２の高電圧安定までに必要な時間である。

【０１０１】前記ΔＴchは、帯電手段となるコロナ帯電
器２が対向する位置である帯電領域をアモルファス感光
体ドラム１が定常回転でその表面が通過するのに必要な
時間ΔＴｅよりも小さくなる関係が達成可能な帯電制御
となるように設定されている。

【０１０２】このような関係になるように設計すること
で、図７に示すように、第１現像手段７の対向位置とな
る現像位置で電位を測定した際に帯電手段となるコロナ
帯電器２の放電領域通過時間でアモルファス感光体ドラ
ム１表面の帯電電位Ｖｄが立ち上がり、前記放電電流印
加タイミングで帯電手段となるコロナ帯電器２の上流位
置で対向するアモルファス感光体ドラム１表面の感光体
の部位が帯電領域を通過する際には帯電電位Ｖｄが目標
とする電位に立ち上がる。

【０１０３】また、図７に示す電位の立ち上がり状況モ
デル図から分かるように、電位の立ち上がる速度は、設
定するグリッド電位に対して収束していくため、予め立
ち上がりの時間を計測しておくことで、帯電線となる放
電ワイヤ３への高電圧印加タイミングから一定時間後に
現像手段となる第１現像手段７の対向位置で帯電電位Ｖ
ｄが５０Ｖ以上になるタイミングを算出することが出来
る。

【０１０４】ここで、帯電電位Ｖｄを５０Ｖ以上に設定
している理由は、前述した図10に示すアモルファス感光
体ドラム１の露光量に対する光減衰特性（Ｅ−Ｖ特性）
曲線において線形領域に相当する領域である。

【０１０５】即ち、アモルファス感光体ドラム１の帯電
立ち上がり部位が第１現像手段７の対向位置で電位を測
定した際に該アモルファス感光体ドラム１の露光量に対
する光減衰特性の線形領域となる５０Ｖ以上の電位に到
達する領域となるタイミングで像露光手段となる像露光
装置５を作動させて露光することによりアモルファス感
光体ドラム１上に画像形成時の非画像部電位に相当する
露光部電位及び通常正規現像におけるブランク露光電位
を形成することが出来るように設定されている。

【０１０６】本実施形態では、例えば、アモルファス感
光体ドラム１の外径直径を８０mm、回転速度を２６５mm
/secとし、図３に示す帯電手段となるコロナ帯電器２の
幅Ｌを３３mmに設定している。この場合、アモルファス
感光体ドラム１の表面の帯電電位Ｖｄは約１４０ｍsec
で立ち上がるように設定されている。

【０１０７】例えば、第１現像手段７の対向位置でアモ
ルファス感光体ドラム１の表面の帯電電位Ｖｄが５０Ｖ
程度になるように、像露光手段となる像露光装置５が対
向する露光位置で該像露光装置５を動作させるタイミン
グは帯電線となる放電ワイヤ３の高電圧印加タイミング
から３０ｍsec〜４０ｍsec経過後である。

【０１０８】本実施形態の画像形成装置のように、アモ
ルファス感光体ドラム１上の複数の対向位置で複数の現
像手段により現像を行い、帯電制御条件を各現像手段に
対して変化させない画像形成装置では、最も遠い現像位
置（図１に示す本実施形態では第２現像手段８が対向す
る現像位置）で非画像部電位が非線形領域にならないタ
イミングで像露光手段となる像露光装置５を動作させる
ことが望ましい。

【０１０９】このような帯電電位Ｖｄ及び露光タイミン
グ制御を行なう理由は、帯電電位Ｖｄの立ち上がりや像
露光のタイミングが早すぎたり、無帯電区間、或いは図
10に示す露光量に対する光減衰特性（Ｅ−Ｖ特性）上の
非線形領域で露光を開始すると、図12に示すようなゴ−
スト電位を形成するためである。

【０１１０】本実施形態では、第１現像手段７の対向位
置でアモルファス感光体ドラム１表面の帯電電位Ｖｄが
５０Ｖ以上の感光体部位において、帯電手段となるコロ
ナ帯電器２による帯電開始時刻から約３０ｍsec経過し
た時間に、帯電手段となるコロナ帯電器２の中央位置
と、像露光装置５による像露光位置との間のアモルファ
ス感光体ドラム１の回転に必要な時間である７０ｍsec
を加算したタイミングΔＴｇで像露光手段となる像露光
装置５によりブランク露光を開始する。

【０１１１】このような制御を行なうことで、帯電手段
となるコロナ帯電器２は必ず光除電手段12による除電光
の対向位置に対して放電が開始され、非画像部電位を形
成する際に露光量に対する光減衰特性（Ｅ−Ｖ特性）上
の強露光区間（図10の非線形領域）に対して露光を行な
うことがないため余分な光メモリ履歴をアモルファス感
光体ドラム１表面の感光体に与えることがなく、ＢＡＥ
潜像方式用の非画像部電位の形成が可能となる。

【０１１２】次にアモルファス感光体ドラム１の表面に
形成されたトナー画像を中間転写体９に転写するために
該中間転写体９を介在させてアモルファス感光体ドラム
１に高電圧を印加する１次転写手段13の高電圧印加タイ
ミング制御方法について説明する。

【０１１３】駆動手段によりアモルファス感光体ドラム
１及び中間転写体９が定常回転に到達したことを定常回
転信号検知手段が駆動手段の定常回転信号であるＥＮＡ
信号を検知した定常回転タイミングから帯電動作開始後
に中間転写体９の一部に設けたマークがマーク検知手段
となるマーク検知センサを通過して該マーク検知センサ
がマークを検知するマーク検知タイミングまでの時間を
ΔＴｂとする。この時、マークを検知した信号が制御手
段へ送信される。

【０１１４】ここで、本実施形態の画像形成装置では、
駆動手段の駆動開始から定常回転に至るまでの時間ΔＴ
ａが約３００ｍsec程度、定常回転タイミングからマー
ク検知タイミングまでの時間ΔＴｂが約４００ｍsec程
度に設定されている。

【０１１５】このマーク検知信号を基準として、制御手
段は、別途、送信されてきた画像信号を像露光手段とな
る像露光装置５により潜像形成を開始する時間ΔＴｃを
算出し、マーク検知タイミングから時間ΔＴｃ後に像露
光手段となる像露光装置５により潜像形成が開始され
る。このマーク検知信号は画像信号基準となるためITOP
信号と表示する。

【０１１６】本実施形態では、定常回転タイミングから
マーク検知タイミングまでの時間ΔＴｂを８００ｍsec
と設定しているが、駆動手段の駆動開始から定常回転に
至るまでの時間ΔＴａ、定常回転タイミングからマーク
検知タイミングまでの時間ΔＴｂ、マーク検知タイミン
グから潜像形成開始までの時間ΔＴｃの値は、使用する
アモルファス感光体ドラム１の外径及びその回転周速
度、更には駆動手段となるモータ等の性能で適時最適化
を図る必要がある。

【０１１７】本実施形態の制御方法では、アモルファス
感光体ドラム１の回転周期をΔＴdrとするとき、（ΔＴ
ｂ；４００ｍsec）−（ΔＴｄ；８０ｍsec）+（ΔＴ
ｃ；８００ｍsec）＞ΔＴdrの関係になるように制御さ
れている。

【０１１８】マーク検知タイミングから潜像形成開始ま
での時間ΔＴｃのタイミングは、画像形成装置の予め読
み取り信号処理される時間、或いは、既に外部からの画
像データが送信されていて所定の画像処理、例えば、Ｒ
ＧＢ（赤、緑、青）データで送信されて来た場合には、
ＭＹＣＫ（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）の
信号に処理する時間等で異なるが、制御手段は像露光開
始可能なタイミングを算出し、像露光装置５によりマー
ク検知タイミングから潜像形成開始までの時間ΔＴｃで
像露光を開始するように制御を行なう。

【０１１９】これにより、本発明の画像形成装置は印刷
開始から僅か１．５secで像露光開始が可能な画像形成
制御を実現出来る。

【０１２０】１次転写手段13による１次転写高電圧印加
のタイミングは、前記ΔＴａ（駆動手段の駆動開始から
定常回転に至るまでの時間）＋ΔＴｄ（定常回転タイミ
ングから帯電手段となるコロナ帯電器２による放電電流
の高電圧印加タイミングまでの時間）のタイミングにお
いて、アモルファス感光体ドラム１のコロナ帯電器２に
対向する部位が１次転写手段13の対向位置に到達するま
での時間ΔＴｋ後に印加される。

【０１２１】これにより、１次転写手段13の高電圧を印
加するタイミングΔＴｋは必ずアモルファス感光体ドラ
ム１の帯電領域が該１次転写手段13の対向位置に存在す
るタイミングで印加される。

【０１２２】その後、１次転写手段13により１次転写高
電圧が印加されたアモルファス感光体ドラム１の部位は
該アモルファス感光体ドラム１の回転により再度、光除
電手段12による光除電及びコロナ帯電器２による帯電が
なされ、１次転写手段13により１次転写高電圧が印加さ
れたアモルファス感光体ドラム１の部位は像露光装置５
の対向部を通過し、一定のタイミングΔＴｈ後に像露光
が開始される。

【０１２３】以上のように、像露光開始前のアモルファ
ス感光体ドラム１の帯電立ち上がり後の部位に対して１
次転写手段13により１次転写高電圧を印加することで、
像露光後のアモルファス感光体ドラム１の周囲に備えら
れている全ての画像形成手段の影響を受けた状態、即
ち、２枚目の記録媒体以降の画像形成と同じ条件を受け
た状態を初期１枚目の記録媒体から最短時間で作り出す
ことが可能となる。

【０１２４】前記ΔＴｈのタイミングで潜像が形成され
たアモルファス感光体ドラム１の表面部位が１次転写手
段13が対向する位置に到達するまでの期間をΔＴｆと
し、制御手段を用いた上述した一連の画像形成手段の印
加タイミングを整理すると、アモルファス感光体ドラム
１が１周に渡って１次転写手段13による電圧印加を受け
た後から該アモルファス感光体ドラム１上の潜像が該１
次転写手段13の対向位置に到達するまでの時間ΔＴｈ＝
（ΔＴａ+ΔＴｂ+ΔＴｃ+ΔＴｆ）−（ΔＴａ+ΔＴｄ+
ΔＴｋ+ΔＴdr）＝（ΔＴｂ+ΔＴｃ+ΔＴｆ）−（ΔＴ
ｄ+ΔＴｋ+ΔＴdr）＞０となる関係にすることにより、
安定した初期帯電区間の帯電電位Ｖｄの形成と、１次転
写手段13により印加する１次転写高電圧の影響で初期１
枚目の記録媒体の画像形成中に発生する帯電電位Ｖｄの
差を発生させず、初期１枚目の記録媒体の画像形成を最
短で形成出来ることが可能となる。

【０１２５】次に本発明に係る画像形成装置の第２実施
形態について説明する。前記第１実施形態における１次
転写手段13による高電圧印加タイミングでは、アモルフ
ァス感光体ドラム１の帯電部位が帯電手段となるコロナ
帯電器２の対向位置に必ず存在する。

【０１２６】この時、１次転写手段13による高電圧立ち
上がり時間である１次転写手段13の高電圧印加タイミン
グから該印加された高電圧が安定するまでに必要な時間
をΔＴｒとすると、該ΔＴｒは約１００ｍsec程度必要
となる。

【０１２７】従って、１次転写手段13による１次転写高
電圧の立ち上がり時間ΔＴｒを考慮すると、前記ΔＴｈ
は、該ΔＴｈ＞ΔＴｒを満たす条件になっていることが
条件であり、制御手段はΔＴｈ＞ΔＴｒとなる画像形成
タイミング制御を行なう。このような関係にしておくこ
とで、１次転写手段13により１次転写高電圧が印加され
た区間に必ず像露光を開始することが出来る。

【０１２８】次に本発明に係る画像形成装置の第３実施
形態について説明する。本実施形態では、画像形成装置
及び初期帯電電位の立ち上げ方法は、前述の第１実施形
態と同様であるため詳しい説明は省略する。

【０１２９】本実施形態では、図１に示すように、アモ
ルファス感光体ドラム１の対向位置に複数の現像手段を
備えている。画像形成装置には像露光手段となる像露光
装置５のアモルファス感光体ドラム１の回転方向下流側
に帯電電位検知手段６が備えられており、アモルファス
感光体ドラム１表面の帯電電位及び露光後の電位を測定
可能になっている。

【０１３０】また、中間転写ベルトからなる中間転写体
９の周長はアモルファス感光体ドラム１の外径の約２倍
（外径直径が１６０mm）程度である。

【０１３１】フルカラー画像を形成する場合の色順は、
いずれの色から開始しても構わないが、本実施形態で
は、説明のために便宜上Ｍ（マゼンタ）→Ｃ（シアン）
→Ｙ（イエロー）→Ｂｋ（ブラック）の順とする。

【０１３２】ここで、アモルファス感光体ドラム１の対
向位置に固定されているＢｋ（ブラック）現像器を第１
現像手段７とし、回転支持体に回転自在に支持されてい
るカラー用のＭＣＹ（マゼンタ、シアン、イエロー）の
現像器を第２現像手段８とする。

【０１３３】図１に示す画像形成装置の第１、第２現像
手段７，８が対向するアモルファス感光体ドラム１表面
の位置で測定した帯電電位Ｖｄの変化データを図８に示
し、該第１、第２現像手段７，８が対向するアモルファ
ス感光体ドラム１表面の位置で測定した露光量に対する
光減衰特性（Ｅ−Ｖ特性）データを図９に示す。

【０１３４】図８及び図９に示す各電位データから分か
るように現像位置の差で帯電電位Ｖｄ及び露光部電位Ｖ
_Lが暗減衰によりかなり低下してる。このようにアモル
ファス感光体ドラム１の暗減衰が大きいのは比誘電率が
大きなアモルファスシリコンを主成分とした感光層を有
するアモルファス感光体ドラム１の特徴である。

【０１３５】本実施形態の画像形成装置に用いるアモル
ファス感光体ドラム１は、該アモルファス感光体ドラム
１の出荷時に帯電電位検知手段６の帯電電位Ｖｄ及び露
光部電位Ｖ_Lに対する第１、第２現像手段７，８の電位
を予め測定しておき、画像形成装置内の記憶部に記憶さ
れている。

【０１３６】この値は、アモルファス感光体ドラム１の
単体差が存在するため画像形成装置の出荷後にアモルフ
ァス感光体ドラム１の交換が市場で行なわれた場合には
サービスマンによる手動入力または画像形成装置に備え
られている通信手段を介して変更可能なデータ値として
記憶されている。

【０１３７】本実施形態の画像形成装置は、各現像手段
の環境及び使用による現像剤の劣化状況に応じて、現像
コントラスト電位が調整可能な構成となっている。具体
的には、画像形成装置に記憶されている所定の画像濃度
パターンを画像形成し、装置内に備えられている中間転
写体９上の濃度検知手段を用いて反射濃度を検知し、現
像コントラスト電位差の補正を行なう一般に利用されて
いる公知技術を用いており、特に特殊な制御方法を用い
てはいない。

【０１３８】前記第１実施形態では、第１現像手段７の
対向位置で露光部電位Ｖ_Lが５０Ｖ以上になるタイミン
グでＢＡＥ潜像用の非画像部電位形成用のブランク露光
を像露光手段となる像露光装置５により露光照射してい
たが、図９からも分かるように、第１現像手段７の位置
で５０Ｖ程度の電位は第２現像手段８の位置では５０Ｖ
以下の状況になるため露光量に対する光減衰特性（Ｅ−
Ｖ特性）上の非線形領域になる。

【０１３９】このような非線形領域で像露光を行なう
と、前述したよう像露光に光メモリによるゴースト画像
の発生原因となるため使用しないほうが良い。このゴー
スト画像の発生を回避するために本実施形態では、いず
れの現像手段の位置でも必ず５０Ｖ以上の非画像部電位
になる条件で画像形成を行っている。

【０１４０】第１、第２現像手段７，８の各現像位置で
画像形成を行なう際に帯電手段となるコロナ帯電器２に
印加するグリッド電位、帯電線となる放電ワイヤ３への
印加バイアス電圧を変化させずに画像形成を行なう場合
には第２現像手段８の位置で露光量に対する光減衰特性
（Ｅ−Ｖ特性）上の非線形領域にかからないように露光
量条件を選択して画像形成を行なう。

【０１４１】この露光量は、上述した暗減衰データと、
帯電電位検知手段６を用いて、例えば、装置本体のメイ
ンスイッチＯＮのタイミング等でアモルファス感光体ド
ラム１の帯電電位Ｖｄと露光部電位Ｖ_Lの関係等を測定
する公知の制御方法で測定しておくことで求めることが
出来る。

【０１４２】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、像担持体に対して正規現像と中間転写体を用
いるフルカラー画像形成装置において、初期の非画像部
形成時に発生する無帯電区間への除電光、像露光の過剰
照射による電位変動及び画像形成時の１次転写高電圧の
印加による電位変動による画像不良及び濃度変動を発生
することなく高画質を得られる画像形成装置を提供する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す要部断
面説明図である。

【図２】アモルファス感光体の層構成を示す図である。

【図３】帯電手段の構成を示す図である。

【図４】光除電露光量とゴースト電位の関係を示す図で
ある。

【図５】ゴースト電位の測定方法を説明する図である。

【図６】本発明に係る画像形成装置の画像形成タイミン
グ制御を説明するタイミングチャートである。

【図７】感光体表面電位の立ち上がり状態を示す図であ
る。

【図８】第１現像手段と第２現像手段の現像位置で測定
した帯電電位の変化を示す図である。

【図９】第１、第２現像手段の現像位置で測定した帯電
電位と露光量との関係を示す図である。

【図10】従来例を説明する図である。

【図11】従来例を説明する図である。

【図12】従来例を説明する図である。

【図13】従来例を説明する図である。

【図14】従来例を説明する図である。

【図15】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１…アモルファス感光体ドラム、１ａ…導電性支持部
材、１ｂ…阻止層、１ｃ…光電荷発生層、１ｄ…電荷輸
送層、１ｅ…電荷保持層、２…コロナ帯電器、３…放電
ワイヤ、４…グリッド、５…像露光装置、６…帯電電位
検知手段、７…第１現像手段、８…第２現像手段、９…
中間転写体、10…２次転写手段、11…クリーニング手
段、12…光除電手段、13…１次転写手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/04 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０３Ｃ２Ｈ２００ 15/043 15/16 ２Ｈ３００ 15/08 ５０３１０３ 21/00 ３７２ 15/16 15/04 １２０１０３ 21/00 ３４２ 21/08 Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA06 DA16 DA17 DA21 DA38 DE02 DE05 DE07 DE09 DE10 EB04 EC06 ED03 ED04 ED06 ED07 ED24 ED26 EE01 EF09 ZA07 2H035 AA09 AA10 AB03 AC03 AZ09 2H068 DA23 2H076 AB05 AB08 AB12 AB68 DA39 DA41 EA01 2H077 AD36 BA10 EA03 EA13 EA16 GA13 2H200 GA13 GA18 GA23 GA30 GA34 GA35 GA44 GA47 GA50 GB02 GB04 GB12 GB22 GB25 HA02 HA12 HA28 HA29 HB03 HB12 HB28 JA02 JA29 JC03 JC20 PA10 PB04 PB14 PB15 PB35 2H300 EB02 EB08 EB12 EB18 EB19 EB21 EB23 EB26 EC05 EC15 EF08 EF15 EG13 EG17 EH16 EH25 EH29 EH36 EJ09 EJ12 EJ15 EJ25 EJ28 EJ30 EJ35 EJ46 EJ47 EJ51 GG15 GG23 PP02 PP06 PP07 QQ10 RR04 RR18 RR19 TT01 TT04 TT05 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、前記像担持体と略同一速度で回転駆動される中間転写体
と、前記像担持体から前記中間転写体へトナー画像を１次転
写する１次転写手段と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体表面に露光して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表面に形成された静
電潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、前記像担持体を除電する光除電手段と、前記像担持体及び前記中間転写体を回転駆動する駆動手
段の定常回転信号を検知する定常回転信号検知手段と、前記中間転写体の一部に設けたマークの通過領域に設
け、該マークを検知するマーク検知手段と、画像形成に際し、前記像担持体及び前記中間転写体の駆
動開始から前記定常回転信号検知手段により前記駆動手
段の定常回転信号を検知する定常回転タイミングから前
記マーク検知手段により前記中間転写体の一部に設けた
マークを検知するマーク検知タイミングまでの時間をΔ
Ｔｂ、前記定常回転信号検知手段が前記駆動手段の定常
回転信号を検知してから前記帯電手段の放電電流の高電
圧印加タイミングまでの時間をΔＴｄ、前記放電電流の
高電圧印加タイミングで前記帯電手段の対向位置にある
前記像担持体の部位が前記１次転写手段の対向位置に到
達するまでの時間をΔＴｋ、前記マーク検知タイミング
から前記像露光手段による潜像形成開始までの時間をΔ
Ｔｃ、前記潜像が形成された前記像担持体の部位が前記
１次転写手段の対向位置に到達するまでの時間をΔＴ
ｆ、前記像担持体の回転周期をΔＴdr、前記像担持体が
１周に渡って前記１次転写手段による電圧印加を受けた
後から前記像担持体上の潜像が前記１次転写手段の対向
位置に到達するまでの時間をΔＴｈとしたとき、 ΔＴｈ＝（ΔＴｂ＋ΔＴｃ＋ΔＴｆ）−（ΔＴｄ＋ΔＴ
ｋ＋ΔＴdr）＞０となる関係で画像形成タイミング制御を行なう制御手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記１次転写手段の高電圧印加タイミン
グから該印加された高電圧が安定するまでに必要な時間
をΔＴｒと定義するとき、前記制御手段は前記ΔＴｈ＞
ΔＴｒとなる画像形成タイミング制御を行なうことを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記帯電手段の対向位置を前記像担持体
が定常回転で通過するのに必要な時間をΔＴｅ、該帯電
手段により前記像担持体に流れ込む放電電流の高電圧の
印加を開始した後、該帯電手段の高電圧安定までに必要
な時間をΔＴchとするとき、前記制御手段は前記ΔＴｅ
＞ΔＴchの関係が達成可能な帯電制御を行なうと共に、
前記像担持体の帯電立ち上がり部位が前記現像手段の対
向位置で電位を測定した際に前記像担持体の露光量に対
する光減衰特性の線形領域以上の電位に到達するタイミ
ングで前記像露光手段を作動させて露光することにより
前記像担持体上に画像形成時の非画像部電位に相当する
露光部電位、通常正規現像におけるブランク露光電位を
形成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４】前記像担持体の露光量に対する光減衰特
性の線形領域は、該像担持体上の前記現像手段が対向す
る位置で電位を測定した際に５０Ｖ以上の領域になるタ
イミングであることを特徴とする請求項３に記載の画像
形成装置。
【請求項５】前記現像手段が複数配置され、前記像担
持体の回転方向上流側に黒色現像手段を備えた第１現像
手段が配置され、前記第１現像手段の該像担持体の回転
方向下流側に回転支持体に回転自在に支持された複数色
の現像が可能な第２現像手段が配置され、前記中間転写
体を用いて合成されたトナー画像を一括して記録媒体へ
転写することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記光除電手段の光源の中心波長を
λ₁、前記像露光手段の光源の中心波長をλ₂とする場
合、λ₁≧λ₂の関係になってい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７】前記像露光手段により行なわれる静電潜
像形成は、画像形成装置が形成可能な最小画素に対する
発光ＯＮ／ＯＦＦの２種類で制御する２値露光制御装置
を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記像担持体は、導電性支持体にアモル
ファスシリコンを主成分とした感光層を有するアモルフ
ァス感光体であることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載の画像形成装置。