特開 2023-180446 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180446

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20231214BHJP

   G03G 15/02 20060101ALI20231214BHJP

   G03G 15/16 20060101ALI20231214BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20231214BHJP

   G03G 15/06 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 303

G03G15/02 102

G03G15/16 101

G03G21/00 370

G03G15/06 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093779

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】小林 清高

(72)【発明者】

【氏名】岡田 将孝

【テーマコード（参考）】

2H073

2H200

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H073AA09

2H073BA13

2H073BA23

2H073BA41

2H073CA03

2H073CA22

2H200GA12

2H200GA45

2H200GA47

2H200GA49

2H200GB12

2H200GB22

2H200GB25

2H200HA02

2H200HB12

2H200HB28

2H200HB43

2H200JA02

2H200JB06

2H200JB20

2H200JC03

2H200JC12

2H200LA27

2H200LB02

2H200LB09

2H200LB12

2H200LB13

2H200MA04

2H200PA05

2H200PB04

2H200PB38

2H270KA04

2H270KA09

2H270KA22

2H270KA28

2H270KA32

2H270LA02

2H270LA40

2H270LA94

2H270MB27

2H270MC15

2H270MC29

2H270ZC06

2H270ZC08

(57)【要約】

【課題】画像形成装置の使用環境が変化しても、画像形成開始時や画像形成終了時にトナー付着及びキャリア付着を起こすことなく感光体ドラムの表面電位を適切に制御する。
【解決手段】画像形成装置（１）には、表面が感光層（２９）によって形成された感光体ドラム（２１）と、帯電印加電圧が印加されて感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器（２２）と、現像印加電圧が印加されて感光体ドラムにトナーを供給する現像器（２３）と、帯電印加電圧の印加動作及び現像印加電圧の印加動作を制御する制御部（４１）と、が設けられている。制御部は、画像形成開始時及び／又は画像形成終了時に帯電印加電圧及び現像印加電圧を段階的に調整して、感光体ドラムの表面電位と現像器の現像電位の電位差を一定範囲に収めた状態で表面電位及び現像電位を目標電位まで制御する。使用環境に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トナー及びキャリアを含む現像剤を使用する画像形成装置であって、
表面が感光層によって形成された感光体ドラムと、
帯電印加電圧が印加されて前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器と、
現像印加電圧が印加されて前記感光体ドラムにトナーを供給する現像器と、
帯電印加電圧の印加動作及び現像印加電圧の印加動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、画像形成開始時及び／又は画像形成終了時に帯電印加電圧及び現像印加電圧を段階的に調整して、前記感光体ドラムの表面電位と前記現像器の現像電位の電位差を一定範囲に収めた状態で表面電位及び現像電位を目標電位まで制御し、
使用環境に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整されることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

使用環境に加えて前記感光層の膜厚に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整され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3】

帯電印加電圧の調整には調整テーブルが用いられ、当該調整テーブルには使用環境に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、
複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整され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4】

帯電印加電圧の調整には前記感光層の膜厚毎の複数の調整テーブルが用いられ、当該複数の調整テーブルには使用環境に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、
複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記感光層の膜厚が薄くなるのに従って、帯電印加電圧と表面電位が低い段階でリニアに変化するように、前記複数の調整テーブルには段階毎に調整値が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真式の画像形成装置では、感光体ドラムを帯電させた後に、露光によって感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像が現像されている。このような画像形成装置では、画像形成開始時や画像形成終了時に、感光体ドラムの表面電位と現像器の現像電位の電位差によっては感光体ドラムの表面にトナー又はキャリアが付着する。このため、トナー付着及びキャリア付着が起こらないように、感光体ドラムの表面電位と現像器の現像電位を数段階に分けて目標電位まで制御する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２３５９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位を精度よく調整することが難しい。画像形成装置の温湿度等の使用環境が変化すると、狙った表面電位を得るために必要な印加電圧が変化する。このため、使用環境の影響を受け難いスコロトロン帯電器を用いることも考えられるが、スコロトロン帯電器は帯電ローラーを用いた場合と比較してオゾンの発生量が多くなる。また、感光体ドラムの表面電位を測定する電位計を用いることも考えられるが、電位計は機械サイズが大きくなると共にコストが増加するという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、画像形成装置の使用環境が変化しても、画像形成開始時や画像形成終了時にトナー付着及びキャリア付着を起こすことなく感光体ドラムの表面電位を適切に制御することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様の画像形成装置は、トナー及びキャリアを含む現像剤を使用する画像形成装置であって、表面が感光層によって形成された感光体ドラムと、帯電印加電圧が印加されて前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器と、現像印加電圧が印加されて前記感光体ドラムにトナーを供給する現像器と、帯電印加電圧の印加動作及び現像印加電圧の印加動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、画像形成開始時及び／又は画像形成終了時に帯電印加電圧及び現像印加電圧を段階的に調整して、前記感光体ドラムの表面電位と前記現像器の現像電位の電位差を一定範囲に収めた状態で表面電位及び現像電位を目標電位まで制御し、使用環境に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整される。

【0007】

上記の画像形成装置において、使用環境に加えて前記感光層の膜厚に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整される。

【0008】

上記の画像形成装置において、帯電印加電圧の調整には調整テーブルが用いられ、当該調整テーブルには使用環境に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整される。

【0009】

上記の画像形成装置において、帯電印加電圧の調整には前記感光層の膜厚毎の複数の調整テーブルが用いられ、当該複数の調整テーブルには使用環境に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整される。

【0010】

上記の画像形成装置において、前記感光層の膜厚が薄くなるのに従って、帯電印加電圧と表面電位が低い段階でリニアに変化するように、前記複数の調整テーブルには段階毎に調整値が設定されている。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様の構成によれば、感光体ドラムの表面電位と現像器の現像電位の電位差が一定範囲に収められた状態で表面電位と現像電位がそれぞれの目標電圧に近づけられる。よって、画像形成開始時や画像形成終了時に感光体ドラムの表面に対するトナー付着及びキャリア付着が抑えられている。また、画像形成装置の使用環境に応じた帯電印加電圧が帯電器に印加されることで、画像形成装置の使用環境が変化しても、トナー付着及びキャリア付着を起こすことなく感光体ドラムの表面電位を適切に制御できる。また、電位計等が不要になってコストの増加や装置サイズが大型化することがない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態のプリンターの模式図である。

【図2】機外温度毎の帯電印加電圧に対する表面電位の変化を示す図である。

【図3】第１の実施形態の画像形成ユニットの拡大模式図である。

【図4】第１の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【図5】第１の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【図6】表面電位及び現像電位の立ち上げ処理の一例を示す説明図である。

【図7】膜厚毎の帯電印加電圧に対する表面電位の変化を示す図である。

【図8】第２の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【図9】第２の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【図10】第２の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、第１の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置としてプリンターを例示して説明する。図１は、第１の実施形態のプリンターの模式図である。図２は、機外温度毎の帯電印加電圧に対する表面電位の変化を示す図である。図３は、第１の実施形態の画像形成ユニットの拡大模式図である。なお、各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｅ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンターの前側、後側、上側、下側を示している。

【0014】

図１に示すように、プリンター１は、各種機器が収容された箱型形状のハウジング１０を備えている。ハウジング１０の下部にはシート束がセットされる給紙カセット１１が収容され、ハウジング１０の上部には画像形成済みのシートが積み重ねられる排紙トレイ１２が設けられている。排紙トレイ１２の下方にはトナーが収容されたトナーコンテナ１３がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）毎に着脱可能にセットされている。複数のトナーコンテナ１３の下方には、一対のローラー１４、１５に掛け渡された中間転写ベルト１６が設けられている。

【0015】

中間転写ベルト１６の下側には、中間転写ベルト１６の搬送方向にモノクロ用又はカラー用の画像形成ユニット１７が並んでいる。各画像形成ユニット１７には、中間転写ベルト１６に転接する単層の感光体ドラム２１が回転可能に設けられている。各感光体ドラム２１の周囲には、帯電器２２と、現像器２３と、１次転写ローラー２４と、除電部２５と、クリーニング装置２６とが１次転写のプロセス順に設置されている。各現像器２３の撹拌室にはキャリアが収容されており、各トナーコンテナ１３から供給されたトナーとキャリアが撹拌されて２成分現像剤が作られている。

【0016】

各画像形成ユニット１７の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）によって構成される露光装置１８が設けられている。ハウジング１０内の側部には、複数のローラーによって給紙カセット１１から排紙トレイ１２に向かうシートの搬送経路Ｌ１が形成されている。搬送経路Ｌ１の上流側（下側）には給紙部３１が設けられ、搬送経路Ｌ１において給紙部３１よりも下流側には中間転写ベルト１６の側端に２次転写ローラー３２が設けられている。搬送経路Ｌ１において２次転写ローラー３２の下流側には定着装置３３が設けられ、搬送経路Ｌ１の下流端側（上側）には排紙口３４が設けられている。

【0017】

プリンター１の画像形成時には、帯電器２２によって感光体ドラム２１の表面が帯電された後、露光装置１８からのレーザー光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。次に、現像器２３から感光体ドラム２１の表面の静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成され、感光体ドラム２１の表面から中間転写ベルト１６の表面にトナー像が１次転写される。各画像形成ユニット１７において各色のトナー像が中間転写ベルト１６に１次転写されることで、中間転写ベルト１６の表面にフルカラーのトナー像が形成される。感光体ドラム２１に残留した電荷と廃トナーは除電部２５及びクリーニング装置２６によって除去される。

【0018】

一方で、給紙部３１によって給紙カセット１１又は手差しトレイ（不図示）からシートが取り込まれ、上記の画像形成動作にタイミングを合わせて２次転写ローラー３２に向けてシートが搬送される。２次転写ローラー３２によって中間転写ベルト１６の表面からシートの表面にフルカラーのトナー像が２次転写され、２次転写ローラー３２の下流の定着装置３３に向けて転写済みのシートが搬送される。定着装置３３においてシートにトナー像が定着され、定着済みのシートが排紙口３４から排紙トレイ１２上に排出される。このように、シートに転写されたトナー像が定着装置３３を通過することによってシートの表面に画像が形成される。

【0019】

ところで、プリンター１の画像形成開始時や画像形成終了時には、感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差によってはトナー付着及びキャリア付着が生じる。感光体ドラム２１の表面電位が現像器２３の現像電位に対して低すぎるとプラスに帯電したトナーが引き寄せられ、感光体ドラム２１の表面電位が現像器２３の現像電位に対して高すぎるとマイナスに帯電したキャリアが引き寄せられる。このため、トナー付着及びキャリア付着が生じないように、感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が一定範囲に収められた状態で表面電位及び現像電位が目標電位まで段階的に立ち上げ又は立ち下げられている。

【0020】

帯電器２２に帯電印加電圧が印加されることで感光体ドラム２１の表面電位が制御され、現像器２３に現像印加電圧が印加されることで現像器２３の現像電位が制御される。プリンター１の機外温度や機外湿度等の使用環境によっては、感光体ドラム２１の表面電位は帯電印加電圧に対してリニアに変化しなくなる。特に、機外温度や機外湿度が低い環境では、帯電印加電圧が低い領域で感光体ドラム２１の表面電位が帯電印加電圧に対して曲線的に変化する。一方で、現像器２３の現像電位は、プリンター１の使用環境に関わらず、現像印加電圧に対して全体的に略リニアに変化する。

【0021】

例えば、図２の破線Ｗ１に示すように機外温度が２７℃よりも高い場合、帯電印加電圧と感光体ドラム２１の表面電位が略リニアに変化して感光体ドラム２１を狙った表面電位に制御することができる。一方で、図２の一点鎖線Ｗ２に示すように機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合や、図２の実線Ｗ３に示すように機外温度が１４℃以下の場合には、帯電印加電圧が低い領域で帯電印加電圧と表面電位がリニアに変化しなくなって感光体ドラム２１を狙った表面電位に制御することが難しい。そこで、本実施形態のプリンター１は、使用環境が変化しても狙った表面電位が得られるように、使用環境に応じて帯電印加電圧を調整している。

【0022】

図３から図５を参照して、画像形成ユニットについて説明する。図３は、第１の実施形態の画像形成ユニットの拡大模式図である。図４及び図５は、第１の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。

【0023】

図３に示すように、画像形成ユニット１７の感光体ドラム２１は、いわゆるＯＰＣ（有機感光体：Organic Photo Conductor）であり、感光体ドラム２１の表面が単層の感光層２９によって形成されている。感光体ドラム２１の転写プロセスの上流に帯電位置が設けられ、帯電位置の下流に露光位置が設けられ、露光位置の下流に現像位置が設けられている。帯電位置では感光体ドラム２１に帯電器２２が対向し、現像位置では感光体ドラム２１に現像器２３が対向している。現像位置の下流では、１次転写ローラー２４、除電部２５、クリーニング装置２６が感光体ドラム２１に対向している。

【0024】

帯電器２２には帯電印加電圧が印加されて、帯電位置を通過した感光体ドラム２１の表面が帯電器２２によって帯電される。感光体ドラム２１の帯電した表面にレーザー光が照射されて、露光位置を通過した感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。現像器２３には現像印加電圧が印加されて、現像位置を通過した感光体ドラム２１に現像器２３からトナーが供給されてトナー像が形成される。なお、感光体ドラム２１の表面電位及び現像器２３の現像電位の立ち上げ時には露光処理が行われないため、感光体ドラム２１の表面にトナー像は形成されない。

【0025】

画像形成ユニット１７には、装置各部を統括制御する制御部４１が接続されている。制御部４１は、帯電器２２や現像器２３の電源回路を介して帯電印加電圧の印加動作及び現像印加電圧の印加動作を制御している。画像形成開始時及び／又は画像形成終了時に帯電印加電圧及び現像印加電圧が段階的に調整され、感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が一定範囲に収められた状態で表面電位及び現像電位が目標電位まで制御される。このとき、機外温度や機外湿度等の使用環境に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整されている。

【0026】

帯電印加電圧の調整には調整テーブルが用いられている。調整テーブルには表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整されている。調整テーブルには使用環境に応じた調整値が設定されている。例えば、図４及び図５に示すように、本実施形態では機外湿度毎に調整テーブルが用意されており、各調整テーブルには機外温度に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定されている。ここでは、機外湿度や機外温度が高くなるのに従って、帯電印加電圧と表面電位が低い段階でリニアに変化するように、調整テーブルには段階毎に調整値が設定されている。感光体ドラム２１の表面電位が５段階に制御されるように、各調整テーブルに４段の調整値が設定されている。

【0027】

図４に示す機外湿度が３０％の調整テーブルの１段目には、機外温度が２７℃よりも高い場合、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合、機外温度が１４℃以下の場合に分けて３つの調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合の調整値が－４９０［Ｖ］、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合の調整値が－５３０［Ｖ］、機外温度が１４℃以下の場合の調整値が－６００［Ｖ］に設定されている。機外温度が低くなるほど、１段目の調整値が大きくなっている。印字中の基準印加電圧から１段目の調整値が差し引かれることで、帯電印加電圧が第１印加電圧に調整される。

【0028】

機外湿度が３０％の調整テーブルの２段目から４段目には、上記３つの温度領域で共通の調整値が設定されている。２段目の調整値は１５０［Ｖ］に設定され、３段目の調整値は１３０［Ｖ］に設定され、４段目の調整値は１００［Ｖ］に設定されている。第１印加電圧に対して２段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第２印加電圧に調整される。第２印加電圧に対して３段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第３印加電圧に調整される。第３印加電圧に対して４段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第４印加電圧に調整される。

【0029】

第１印加電圧から第４印加電圧までの帯電印加電圧が順番に帯電器２２に印加されることで、感光体ドラム２１の表面電位が段階的に高くなって目標電位に近づけられる。そして、基準印加電圧が帯電器２２に印加されることで、感光体ドラム２１の表面電位が目標電位に制御される。このように、５段階に分けて感光体ドラム２１の表面電位が目標電位まで立ち上げられている。ここでは、画像形成開始時の帯電印加電圧の調整について説明しているが、画像形成終了時にも調整テーブルを用いることで、感光体ドラム２１の表面電位を目標電位まで段階的に立ち下げることができる。

【0030】

また、図５に示す機外湿度７０％の調整テーブルの１段目には、３つの温度領域で異なる調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合の調整値が－４４０［Ｖ］、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合の調整値が－４８０［Ｖ］、機外温度が１４℃以下の場合が－５５０［Ｖ］に設定されている。機外湿度が７０％の調整テーブルの２段目から４段目には、３つの温度領域で共通の調整値が設定されている。２段目の調整値は１３０［Ｖ］に設定され、３段目の調整値は１１０［Ｖ］に設定され、４段目の調整値は１００［Ｖ］に設定されている。第１から第４の調整値によって帯電印加電圧が調整され、感光体ドラム２１の表面電位が目標電位まで立ち上げられる。

【0031】

なお、制御部４１は、プロセッサを用いてソフトウェアによって実現されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。プロセッサを用いる場合には、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が使用される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶装置によって構成されている。

【0032】

図６を参照して、感光体ドラムの表面電位及び現像器の現像電位の立ち上げ処理について説明する。図６は、表面電位及び現像電位の立ち上げ処理の一例を示す説明図である。ここでは、機外湿度３０％で機外温度が２７℃よりも高い場合の一例について説明する。

【0033】

図６に示すように、画像形成開始直後は帯電器２２及び現像器２３には印加電圧が印加されておらず、感光体ドラム２１の表面電位及び現像器２３の現像電位が０［Ｖ］に設定されている。時刻ｔ１では基準印加電圧の１０００［Ｖ］と１段目の調整値の－４９０［Ｖ］から帯電印加電圧が５１０［Ｖ］（第１印加電圧）に調整される。帯電器２２には５１０［Ｖ］の帯電印加電圧が印加されて、感光体ドラム２１の表面電位が１００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が１００［Ｖ］になっている。

【0034】

時刻ｔ２では帯電印加電圧の５１０［Ｖ］に２段目の調整値の１５０［Ｖ］が加えられて帯電印加電圧が６６０［Ｖ］（第２印加電圧）に調整される。帯電器２２には６６０［Ｖ］の帯電印加電圧が印加されて、感光体ドラム２１の表面電位が２００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が２００［Ｖ］になっている。時刻ｔ３では現像器２３に１００［Ｖ］の現像印加電圧が印加されて、現像器２３の現像電位が１００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が１００［Ｖ］に調整される。なお、現像電位の立ち上げタイミングは、感光体ドラム２１の帯電領域が現像位置に到達する時間分だけ、表面電位の立ち上げタイミングよりも遅れている。

【0035】

時刻ｔ４では帯電印加電圧の６６０［Ｖ］に３段目の調整値の１３０［Ｖ］が加えられて帯電印加電圧が７９０［Ｖ］（第３印加電圧）に調整される。帯電器２２には７９０［Ｖ］の帯電印加電圧が印加されて、感光体ドラム２１の表面電位が３００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が２００［Ｖ］になっている。時刻ｔ５では現像器２３に２００［Ｖ］の現像印加電圧が印加されて、現像器２３の現像電位が２００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が１００［Ｖ］に調整される。

【0036】

時刻ｔ６では帯電印加電圧の７９０［Ｖ］に４段目の調整値の１００［Ｖ］が加えられて帯電印加電圧が８９０［Ｖ］（第４印加電圧）に調整される。帯電器２２には８９０［Ｖ］の帯電印加電圧が印加されて、感光体ドラム２１の表面電位が４００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が２００［Ｖ］になっている。時刻ｔ７では現像器２３に３００［Ｖ］の現像印加電圧が印加されて、現像器２３の現像電位が３００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が１００［Ｖ］に調整される。

【0037】

時刻ｔ８では帯電印加電圧が１０００［Ｖ］（基準印加電圧）に調整される。帯電器２２には１０００［Ｖ］の帯電印加電圧が印加されて、感光体ドラム２１の表面電位が５００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が２００［Ｖ］になっている。時刻ｔ９では現像器２３に４００［Ｖ］の現像印加電圧が印加されて、現像器２３の現像電位が４００［Ｖ］に制御される。感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が１００［Ｖ］に調整される。このように、表面電位と現像電位の電位差が１００［Ｖ］から２００［Ｖ］に抑えられた状態で表面電位と現像電位が目標電位まで立ち上げられている。

【0038】

以上、第１の実施形態によれば、感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が一定範囲に収められた状態で表面電位と現像電位がそれぞれの目標電圧に近づけられる。よって、画像形成開始時や画像形成終了時に感光体ドラム２１の表面に対するトナー付着及びキャリア付着が抑えられている。また、プリンター１の使用環境に応じた帯電印加電圧が帯電器２２に印加されることで、プリンター１の使用環境が変化しても、トナー付着及びキャリア付着を起こすことなく感光体ドラム２１の表面電位を適切に制御できる。また、電位計等が不要になってコストの増加や装置サイズが大型化することがない。

【0039】

＜第２の実施形態＞
続いて、図７から図１０を参照して、第２の実施形態について説明する。図７は、膜厚毎の帯電印加電圧に対する表面電位の変化を示す図である。図８から図１０は、第２の実施形態の調整テーブルの一例を示す図である。なお、第２の実施形態のプリンターは、感光体ドラムの感光層の膜厚に応じて帯電印加電圧を調整する点で第１の実施形態のプリンターと相違している。したがって、第２の実施形態については、第１実施形態と同様な構成については説明を省略する。また、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明する。

【0040】

長寿命で低コストの感光体ドラム２１の要望により、感光層２９の膜厚を大きくする開発が進められている。図７に示すように、同一の使用環境下で感光層２９の膜厚が異なる感光体ドラムＡ－Ｃを比較したときに、感光層の膜厚が大きくなるほど帯電印加電圧に対して感光体ドラムの表面電位がリニアに変化しなくなる。特に、膜厚の感光体ドラムＡ、Ｂの帯電印加電圧が低い領域では帯電印加電圧に対して表面電位が曲線的に変化する。このように、同一の使用環境下であっても、感光層２９の膜厚の変化に応じて、帯電印加電圧に対する表面電位の挙動が変化している。

【0041】

このため、厚膜ドラムに合わせて帯電印加電圧が調整されている場合には、感光体ドラム２１の感光層２９が摩耗して薄膜化すると、感光体ドラム２１の表面電位の立ち上げ時や立ち下げ時に感光体ドラム２１を狙った表面電位に制御できない。このため、画像形成開始時や画像形成終了時には感光体ドラム２１に対してトナー付着やキャリア付着が生じる場合がある。そこで、本実施形態のプリンター１は、使用環境の変化だけでなく、感光体ドラム２１の膜厚の大きさを考慮して、使用環境に加えて感光層の膜厚に応じて帯電印加電圧を調整している。

【0042】

画像形成開始時及び／又は画像形成終了時には、制御部４１によって、感光体ドラム２１の表面電位と現像器２３の現像電位の電位差が一定範囲に収められた状態で表面電位及び現像電位が目標電位まで制御される。このとき、プリンター１の使用環境に加えて感光層２９の膜厚に応じて段階毎に帯電印加電圧が調整される。帯電印加電圧の調整には感光層２９の膜厚毎の複数の調整テーブルが用いられている。複数の調整テーブルには表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定され、複数の調整値に基づいて帯電印加電圧が段階的に調整されている。調整テーブルには使用環境に応じた調整値が設定されている。

【0043】

例えば、図８から図１０に示すように、本実施形態では機外湿度及び膜厚毎に調整テーブルが用意されており（機外湿度が３０％の調整テーブルのみ図示）、各調整テーブルには機外温度に応じて表面電位の大きさ毎に複数の調整値が設定されている。ここでは、感光層２９の膜厚が薄くなるのに従って、帯電印加電圧と表面電位が低い段階でリニアに変化するように、複数の調整テーブルには段階毎に調整値が設定されている。また、感光体ドラム２１の表面電位が５段階に制御されるように、各調整テーブルに４段の調整値が設定されている。

【0044】

図８に示す調整テーブルは、機外湿度が３０％で膜厚が３３［μｍ］よりも大きな場合に用いられる。調整テーブルの１段目には、３つの温度領域で異なる調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合の調整値が－４９０［Ｖ］、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合の調整値が－５３０［Ｖ］、機外温度が１４℃以下の場合の調整値が－６００［Ｖ］に設定されている。印字中の基準印加電圧から１段目の調整値が差し引かれることで、帯電印加電圧が第１印加電圧に調整される。なお、基準印加電圧は１０００［Ｖ］に設定されている。

【0045】

調整テーブルの２段目及び３段目にも、３つの温度領域で異なる調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合に２段目、３段目の調整値が１３０［Ｖ］、１１０［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合に２段目、３段目の調整値が１５０［Ｖ］、１３０［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃以下の場合に２段目、３段目の調整値が１８０［Ｖ］、１６０［Ｖ］に設定されている。第１印加電圧に対して２段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第２印加電圧に調整される。第２印加電圧に対して３段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第３印加電圧に調整される。

【0046】

調整テーブルの４段目には、３つの温度領域で共通の調整値が設定されている。４段目の調整値は１００［Ｖ］に設定されている。第３印加電圧に対して４段目の調整値が加えられることで、帯電印加電圧が第４印加電圧に調整される。第１印加電圧から第４印加電圧までの帯電印加電圧が順番に帯電器２２に印加されることで、感光体ドラム２１の表面電位が段階的に高くなって目標電位に近づけられる。そして、基準印加電圧が帯電器２２に印加されることで、感光体ドラム２１の表面電位が目標電位に制御される。感光体ドラム２１の表面電位が１００［Ｖ］ずつ増加して目標電位の５００［Ｖ］に制御される。

【0047】

図９に示す調整テーブルは、機外湿度が３０％で膜厚が２５［μｍ］よりも大きく３３［μｍ］以下の場合に用いられる。調整テーブルの１段目から３段目には、３つの温度領域で異なる調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合に１段目から３段目の調整値が－４８０［Ｖ］、１２０［Ｖ］、１００［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合に１段目から３段目の調整値が－５１０［Ｖ］、１３０［Ｖ］、１１０［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃以下の場合に１段目から３段目の調整値が－５７０［Ｖ］、１５０［Ｖ］、１３０［Ｖ］に設定されている。調整テーブルの４段目の調整値は１００［Ｖ］に設定されている。

【0048】

図１０に示す調整テーブルは、機外湿度が３０％で膜厚が２５［μｍ］以下の場合に用いられる。調整テーブルの１段目及び２段目には、３つの温度領域で異なる調整値が設定されている。機外温度が２７℃よりも高い場合に１段目、２段目の調整値が－４７０［Ｖ］、１１０［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃よりも高く２７℃以下の場合に１段目、２段目の調整値が－４９０［Ｖ］、１１０［Ｖ］に設定され、機外温度が１４℃以下の場合に１段目、２段目の調整値が－５４０［Ｖ］、１２０［Ｖ］に設定されている。調整テーブルの３段目、４段目の調整値は、それぞれ１００［Ｖ］に設定されている。

【0049】

図９及び図１０に示す調整テーブルによっても、第１から第４の調整値によって帯電印加電圧が調整される。感光体ドラム２１の表面電位が１００［Ｖ］ずつ増加して目標電位の５００［Ｖ］まで立ち上げられる。ここでは、画像形成開始時の帯電印加電圧の調整について説明しているが、画像形成終了時にも調整テーブルを用いることで、感光体ドラム２１の表面電位を５００［Ｖ］から０［Ｖ］まで段階的に立ち下げることができる。また、感光体ドラム２１の感光層２９の膜厚が薄くなると、帯電印加電圧に対する表面電位の変化がリニアに近づくため、膜厚が薄くなるのに伴って調整テーブルの調整値が小さくなっている。

【0050】

以上、第２の実施形態によれば、プリンター１の使用環境や感光層２９の膜厚に応じた帯電印加電圧が帯電器２２に印加される。このため、プリンター１の使用環境や感光層２９の膜厚が変化しても、トナー付着及びキャリア付着を起こすことなく感光体ドラム２１の表面電位を適切に制御できる。

【0051】

なお、各実施形態において、帯電印加電圧の調整には調整テーブルが用いられているが、帯電印加電圧は使用環境や感光層の膜厚に応じて段階毎に調整されていればよい。例えば、使用環境や感光層の膜厚毎に帯電印加電圧と表面電位の関係を示す特性線を用意しておき、特性線を用いて帯電印加電圧が調整されてもよい。

【0052】

また、本実施形態において、記録メディアの種類は特に限定されず、例えば、普通紙、コート紙、トレーシングペーパー、ＯＨＰ（Over Head Projector）シートでもよい。

【0053】

また、本実施形態では、画像形成装置として、プリンターを例示したが、この構成に限定されない。画像形成装置は、コピー機及びファクシミリの他、プリント機能、コピー機能及びファックス機能等を複合的に備えた複合機でもよい。

【0054】

なお、本実施形態を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0055】

また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方によって実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【符号の説明】

【0056】

１ ：プリンター（画像形成装置）
２１ ：感光体ドラム
２２ ：帯電器
２３ ：現像器
２９ ：感光層
４１ ：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】