JP2001075316A - 画像調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光ドラム電位を測定する電位計を備えてい
なくても、交換した感光ドラムの帯電能、感度のバラツ
キを簡易に調整できるようにする。 【解決手段】 感光ドラム１の交換時に、先ず、露光装
置３による露光をオフして画像調整用の現像条件により
第１の画像を形成し、予め容易された第１の基準画像と
前記第１の画像の濃度を比較して、第１の画像の濃度が
第１の基準画像の濃度と略同じになるように１次帯電器
２に印加する１次電流を調整する。次に、この１次電流
で帯電された感光ドラム１に対して露光装置３から所定
光量で露光して第２の画像を形成し、予め容易された第
２の基準画像と前記第２の画像の濃度を比較して、第２
の画像の濃度が第２の基準画像の濃度と略同じになるよ
うに露光装置４からのレーザ光による露光を調整するこ
とにより、感光ドラム１の帯電能、感度のバラツキを簡
易に調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の画像形成装置の感光体を交換した時の画像形成条件
を調整する画像調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアナログ方式の複写機等の画像形
成装置は、光源及び反射ミラー等の光学ユニットを走査
して原稿台に置かれた原稿からの反射光を感光ドラムに
投影し、感光ドラムに帯電した電位の白地の部分を低下
させ、電位の低下していない部分に感光ドラムの帯電極
性と逆極性に帯電したトナーを現像装置を用いて付着さ
せる、いわゆる正規現像方式が用いられている。

【０００３】一方、レーザー光等を潜像形成に用いたデ
ジタル方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置は、一
般的には感光ドラムを均一帯電させた後レーザー光によ
り画像情報に対応する部分の電位を低下させ、その部分
に感光ドラム帯電極性と同極性に帯電したトナーを現像
装置により付着させてトナー画像を得る、いわゆる反転
現像方式を用いている。

【０００４】反転現像方式における潜像形成方式を、以
下ＩＡＥ（Ｉｍａｇｅ ＡｒｅａＥｘｐｏｓｕｒｉｎ
ｇ）と呼び、正規現像方式における潜像形成方法を、以
下ＢＡＥ（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ Ａｒｅａ Ｅｘｐｏ
ｓｕｒｉｎｇ）と呼ぶことにする。

【０００５】上記ＢＡＥにおいては、従来のアナログ方
式以外にデジタル方式においても画像情報領域以外の白
地の部分の電位をレーザー光もしくはＬＥＤにより低下
させることによっても実現でき、この場合、潜像形成手
段以外の感光ドラム周辺に配置される帯電器、現像器、
クリーナ等のプロセスユニット、更には感光ドラム、現
像剤等は従来のアナログ方式のものを流用でき、製造コ
スト、製品価格において大きなメリットになる。

【０００６】ところで、中高速複写機に用いられている
アナログ方式の感光ドラムは、製造コストの低い有機半
導体（以下、ＯＰＣという）や、耐久特性のよいアモル
ファスシリコン半導体（以下、ａ−Ｓｉという）が使わ
れている。ＯＰＣの露光エネルギーと感光ドラム表面電
位の関係は、ａ−Ｓｉと比べ非線型性が強いため、ａ−
Ｓｉに比ベエッジ部で電位のダレが大きくなり、ＩＡＥ
では鮮鋭度の低下、ＢＡＥにおいてはライン細りという
欠点がある。

【０００７】一方、ａ−Ｓｉは、潜像形成は露光エネル
ギー分布に比較的忠実なため、ＩＡＥ、ＢＡＥで画質の
差は小さい。しかしながら、ａ−Ｓｉは帯電能、感度の
バラツキが大きいため一般的には感光ドラム表面の電位
を直接測定し、感光ドラム帯電電流及びレーザー光量に
フィードバックし、所望の暗電位、明電位になるように
制御している。よって、感光ドラムの交換時でも帯電
能、感度がある程度ばらついていても所望の画像を得る
ことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したａ−Ｓｉ感光
ドラムを用いたプリンタやデジタル複写機などの画像形
成装置を低コストで製造するには、上述したようにアナ
ログ複写機の帯電器、現像器、クリーナ等のモジュール
が流用できるＢＡＥ方式を用い、また、感光ドラム表面
の電位を測定する電位計等のコストアップとなる部品を
削減することが望ましい。

【０００９】しかしながら、上記電位計を用いない画像
形成装置（プリンタやデジタル複写機など）では、感光
ドラムの温度特性、帯電器のバラッキ、経時変化などを
考慮して出荷時に調整したとしても、オフィスなどの市
場で耐久による寿命や感光ドラムに傷などが生じて新し
い感光ドラムと交換するような場合には、交換した感光
ドラム表面の電位を確認する手段がない。

【００１０】また、感光ドラム表面の電位調整を無調整
とするには、製造される感光ドラムの帯電能、感度のバ
ラツキをほとんどなくす必要があるが、製造される感光
ドラムの全ての帯電能、感度を略同じにするには、製造
コストが上昇してしまうという問題があった。

【００１１】そこで本発明は、感光ドラム表面の電位を
測定する電位計を備えていなくても、交換した感光ドラ
ムの帯電能、感度のバラツキを簡易な方法で調整するこ
とができる画像調整方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、帯電手段により感光体上を一様に帯電し、
帯電された前記感光体上を露光手段で露光して静電潜像
を形成し、前記静電潜像を現像手段で現像してトナー像
を形成する画像形成装置であって、前記感光体を新しい
感光体に交換した際の画像調整方法において、帯電され
た新しい前記感光体に対して露光を行わないで、画像調
整用の現像条件により第１の画像を形成する第１の工程
と、予め用意された第１の基準画像と前記第１の工程で
得られた前記第１の画像との濃度を比較して、前記第１
の画像の濃度が前記第１の基準画像の濃度と略同じにな
るように前記帯電手段による帯電条件を調整する第２の
工程と、前記第２の工程で調整された帯電条件により、
帯電された新しい前記感光体に対して前記露光手段から
所定光量で露光を行って第２の画像を形成する第３の工
程と、予め用意された第２の基準画像と前記第３の工程
で得られた前記第２の画像との濃度を比較して、前記第
２の画像の濃度が前記第２の基準画像の濃度と略同じに
なるように前記露光手段による露光条件を調整する第４
の工程と、を有することを特徴としている。

【００１３】また、前記感光体は、アモルファスシリコ
ン系感光体であることを特徴としている。

【００１４】また、画素単位の前記露光は、前記露光手
段のオン／オフによる２値化情報であることを特徴とし
ている。

【００１５】また、前記帯電条件は、前記帯電手段に流
れる電流であることを特徴としている。

【００１６】また、前記露光条件は、前記露光手段から
前記感光体に露光する際の光エネルギーであることを特
徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００１８】〈実施の形態１〉図１は、本発明の実施の
形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、レーザ
露光のＯＮ／ＯＦＦによりＢＡＥ方式で２値画像を形成
するデジタル方式のレーザプリンタ）を示す概略構成図
である。

【００１９】本画像形成装置は、像担持体として矢印方
向（時計方向）に回転駆動されるドラム型の電子写真感
光体（以下、感光ドラムという）１を備えている。感光
ドラム１の周囲には、スコロトロン方式の１次帯電器
２、露光装置３、現像装置４、ポスト帯電器５、転写帯
電器６、分離帯電器７、クリーニング装置８、前露光装
置９が配設されている。

【００２０】感光ドラム１は、アルミニウム等によって
形成された円筒状の基体上にａ−Ｓｉ感光層を有してお
り、外径８０ｍｍに形成されている。感光ドラム１は、
駆動手段（不図示）によって矢印方向に所定のプロセス
スピードで回転駆動される。

【００２１】１次帯電器２は、シールドケース２ａ内に
放電ワイヤ２ｂとグリッド電極２ｃを有しており、感光
ドラム１表面をコロナ放電によって発生するコロナイオ
ンにより所定の極性、所定の電位に均一に帯電する。シ
ールドケース２ａとグリッド電極２ｃは接続されて同電
位となるよう導通されており、不図示のバリスタ等の定
電圧素子と抵抗を介してグランドに接地されている。放
電ワイヤ２ｂには、高圧電源回路と放電ワイヤ２ｂに印
加する電流を例えば１０μＡの分解能で可変制御できる
電流制御回路を有する１次電流駆動回路１０が接続され
ている。１次電流駆動回路１０は、制御装置（ＣＰＵ）
１２によって制御される。

【００２２】露光装置３は、１次帯電器２により一様に
帯電された感光ドラム１上に画像信号に応じてレーザー
光を照射し、感光ドラム１上に画像信号に応じた静電潜
像を形成する。露光装置３には、露光装置３のレーザー
ダイオード（不図示）を駆動するためのレーザードライ
バ回路１１が接続されている。レーザードライバ回路１
１は制御装置（ＣＰＵ）１２からの指令により、例えば
適正パワーＰ０に対して上下２段階、合計５段階（例え
ばＰ０、Ｐ０±２．５％、Ｐ０±５％）のレーザー光量
を切り替えられるようになっている。

【００２３】ここで、レーザー光量の可変幅の最大最
小、及びステップ幅は、感光ドラム１の感度のバラツキ
から決定する。例えば、感光ドラム１の感度のバラツキ
がＶ１として±２０Ｖあるならば、これを補正できるレ
ーザーパワーの可変範囲を決定し、更に２値ハーフトー
ン画像形成時に濃度変化として認識できる分解能を可変
ステップ幅とする。

【００２４】現像装置４は、内部に６極のマグネットロ
ーラ（不図示）を配し、表面がフェノール等の樹脂にカ
ーボングラファイト等の導電性粒子を分散させた現像ス
リーブ４ａを有しており、１成分磁性ネガトナーを担持
させ、直流バイアスにＡＣ波形が重畳された現像バイア
ス電圧により、感光ドラム１上に形成された静電潜像に
トナーを付着させて、トナー像として現像（可視像化）
する。

【００２５】制御装置（ＣＰＵ）１２は、画像形成条件
を制御して画像形成動作を制御する。操作部１３では、
前記放電ワイヤ２ｃへの１次電流及び前記レーザーダイ
オード（不図示）のレーザーパワーを設定したり、出力
枚数等の設定表示する。

【００２６】なお、本実施の形態の画像形成装置は、感
光ドラム１表面の電位を測定する電位計を備えていな
い。

【００２７】次に、上記した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００２８】画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段
（不図示）により矢印方向に所定のプロセススピードで
回転駆動され、１次帯電器２により表面が均一に所定の
電位、電極に帯電される。そして、帯電された感光ドラ
ム１上に露光装置３によりレーザー光による画像露光が
与えられて、画像情報に応じた静電潜像が形成され、こ
の静電潜像に、感光ドラム１の帯電極性（本実施の形態
では負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像
スリーブ４ａによりトナーを付着させて、トナー像とし
て現像される。そして、感光ドラム１の現像装置４の下
流側で、ポスト帯電器５により感光ドラム１表面を帯電
して、感光ドラム１上のトナー電荷を上昇させ転写効率
を上げる。

【００２９】そして、感光ドラム１上のトナー像が感光
ドラム１と転写帯電器６間の転写ニップ部に到達する
と、このタイミングに合わせて給紙カセット（不図示）
内の用紙などの転写材Ｐが給紙されて、トナーと逆極性
（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが印加され
た転写帯電器６により転写材Ｐに感光ドラム１上のトナ
ー像が転写される。そして、トナー像が転写された転写
材Ｐは分離帯電器７で感光ドラム１から分離されて定着
装置（不図示）へ搬送され、定着装置（不図示）による
加熱、加圧によりトナー像が転写材Ｐ表面に熱定着され
て排出される。

【００３０】一方、トナー像転写後の感光ドラム１表面
に残留している転写残トナーはクリーニング装置８のク
リーニングブレード８ａによって除去されて回収され
る。また、感光ドラム１表面の残留電荷は前露光装置９
で除去され、次の画像形成に備える。

【００３１】ところで、上記した画像形成装置は、感光
ドラム１表面の電位を測定する電位計を備えていないの
で、組み立て時での感光ドラム１表面の電位調整は、現
像位置に電位計を置いて放電ワイヤ２ｂに印加する１次
電流の値、もしくはそれに対応する値を操作部１３から
入力し、例えば暗電位（Ｖｄ）が４６０Ｖになるように
調整する。

【００３２】その後、露光装置３のレーザーダイオード
（不図示）からレーザー光を点灯した時の明電位（Ｖ
１）を例えば現像位置で６０Ｖになるように、レーザー
ドライバ回路１１に設定されているボリューム抵抗等の
調整手段（不図示）によりレーザーパワー（Ｐ０）を調
整する。このようにして、画像形成装置の組み立て時に
おける感光ドラム１の帯電能、感度のバラツキを吸収し
ている。

【００３３】そして、工場から出荷された前記画像形成
装置がオフィス等で使用されている際に、耐久による寿
命や傷などが生じて新しい感光ドラム１と交換する場合
に、本発明では、以下に示すフローチャートに基づい
て、交換した新しい感光ドラム１の帯電能、感度のバラ
ツキを吸収するようにした。

【００３４】以下、交換した新しい感光ドラム１の帯電
能、感度のバラツキによる画像調整を、図２に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００３５】先ず、前の感光ドラム１を取り外して新し
い感光ドラム１を画像形成装置本体（不図示）に装着し
た後、操作部１３から制御装置（ＣＰＵ）１２にレーザ
ー発光を禁止する指令を入力し、レーザードライバ回路
１１をＯＦＦして露光装置３からの露光を停止状態にす
る（ステップＳ１）。そして、現像スリーブ４ａに印加
するＤＣ現像バイアス（Ｖｄｃ）を、通常設定電圧例え
ば２００Ｖから調整用Ｖｔに設定する（ステップＳ
２）。

【００３６】図３は、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ＝
Ｖｄ−Ｖｄｃ）とべた画像濃度との関係を示した図であ
る。ここで、上記Ｖｔは目視で画像濃度の調整がやり易
いように、できるだけ濃度変化の大きいＶｃｏｎｔ（図
３のＶｃ）、例えば１００Ｖ程度に設定する。即ち、Ｖ
ｔは、Ｖｄ＝４６０Ｖとすれば３５０Ｖとなり、この値
もしくはこの値に対応するデータを操作部１３から制御
装置（ＣＰＵ）１２に入力する。

【００３７】そして、操作部１３から制御装置（ＣＰ
Ｕ）１２に画像形成開始の指令を入力し、グレーの中間
濃度の画像を出力する（ステップＳ３）。この画像形成
では、帯電された感光ドラム１上を露光装置３でレーザ
ー光による画像露光を行わない以外は、上記した画像形
成動作と同様である。

【００３８】ここで出力された画像は、新しい感光ドラ
ム１が交換前のものと同じ帯電能特性ならば現像位置で
の電位は４５０Ｖとなり、ハーフトーン濃度は交換前と
同じになるが、特性が異なっていると濃度は異なる。そ
して、出力された前記画像を、この画像形成装置に添付
されているＶｄ調整用の基準画像サンプルＡと比較し
（ステップＳ４）、両方の濃度が略同じならばＶｄは初
期設定の１次電流で問題無いと判断し、次の光量調整の
ステップＳ５に進む。前記基準画像サンプルＡは予め工
場出荷時にサンプリングされている。

【００３９】ステップＳ４で、両方の濃度が一致しない
場合はステップＳ６に進み、出力された前記画像が基準
画像サンプルＡよりも濃い場合には、操作部１３を操作
して制御装置（ＣＰＵ）１２により１次電流駆動回路１
０を制御して１次帯電器２の放電ワイヤ２ｂに印加する
１次電流を１段（１０μＡ）下げる（ステップＳ７）。
また、出力された前記画像が基準画像サンプルＡよりも
薄い場合には、操作部１３を操作して制御装置（ＣＰ
Ｕ）１２により１次電流駆動回路１０を制御して１次帯
電器２の放電ワイヤ２ｂに印加する１次電流を１段（１
０μＡ）上げる（ステップＳ８）。上記ステップＳ３、
Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８を、出力された前記濃度が基準
画像サンプルＡと略同じになるまで繰り返す。

【００４０】上記の作業でＶｄの調整が終了した後は、
感度の調整を行う。即ち、前記ステップＳ３での画像形
成プロセスでは露光装置３は動作させなかったが、ステ
ップＳ５での画像形成は、例えば誤差拡散法等による２
値でのハーフトーン潜像を形成し、ハーフトーン２値画
像出力を得る（ステップＳ５）。ステップＳ５では、操
作部１３を操作して制御装置（ＣＰＵ）１２によりレー
ザードライバ回路１１を制御して露光装置３からレーザ
ーパワーＰ０でレーザーの発光を行い、２値画像でのハ
ーフトーン画像を出力する。

【００４１】そして、出力された前記ハーフトーン画像
を、この画像形成装置に添付されているＶ１調整用の基
準画像サンプルＢと比較し（ステップＳ９）、両方の濃
度が略同じならば、交換した新しい感光ドラム１の感度
は交換前の感光ドラム１の感度と略同じと判断し、調整
作業は終了する。前記基準画像サンプルＢは予め工場出
荷時にサンプリングされている。

【００４２】ステップＳ９で、両方の濃度が一致しない
場合はステップＳ１０に進み、出力された前記画像が基
準画像サンプルＢよりも濃い場合には、操作部１３を操
作して制御装置（ＣＰＵ）１２によりレーザードライバ
回路１１を制御して露光装置３から発光されるレーザー
光のパワーを１段（Ｐ０＋２．５％）上げる（ステップ
Ｓ１１）。また、出力された前記ハーフトーン画像が基
準画像サンプルＢよりも薄い場合には、操作部１３を操
作して制御装置（ＣＰＵ）１２によりレーザードライバ
回路１１を制御して露光装置３から発光されるレーザー
光のパワーを１段（Ｐ０−２．５％）下げる（ステップ
Ｓ１２）。上記ステップＳ５、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、
Ｓ１２を、出力された前記濃度が基準画像サンプルＢと
略同じになるまで繰り返す。

【００４３】このように本実施の形態では、感光ドラム
表面の電位を測定する電位計を備えていない画像形成装
置でも、耐久による寿命や傷などが生じて新しい感光ド
ラムに交換する際に、交換した新しい感光ドラムの帯電
能、感度を、前の感光ドラムの帯電能、感度と略同じに
容易に調整することができる。

【００４４】なお、上記実施の形態では、Ｖｄ調整時に
レーザーパワーのＯＦＦ及びＶｔの設定を操作部１３に
て別々に行うようにしたが、予め感光ドラム交換時の調
整モードとして、一つの指令で上記ステップＳ１及びＳ
２を自動的に動作させるようにしてもよい。

【００４５】〈実施の形態２〉上記実施の形態では、比
較のための基準画像サンプルＡ、Ｂは、画像形成装置に
添付されている工場出荷時にサンプリングしたものを用
いたが、画像形成装置の設置環境とサンプリングした時
の環境が大きく異なっている場合は、濃度が異なる。

【００４６】このため、本実施の形態では、感光ドラム
１を交換する前にその環境下での基準サンプル取るよう
にした。以下、本実施の形態における交換した新しい感
光ドラム１の帯電能、感度のバラツキによる画像調整
を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

【００４７】先ず、露光装置３からのレーザー発光をＯ
ＦＦにし、現像ＤＣバイアスＶｔを現像スリーブ４ａに
印加してＶｄ調整用の比較画像Ａを出力する（ステップ
Ｓ２０、Ｓ２１）。そして、初期設定レーザーパワーＰ
０でハーフトーン２値画像の比較画像Ｂを出力する（ス
テップＳ２２）。そして、新しい感光ドラム１に交換
（ステップＳ２３）した後に、ステップＳ２１、Ｓ２２
で得られた比較画像Ａ、Ｂを用いて、図２に示した実施
の形態１のフローチャートのステップＳ１以下の制御を
行う。

【００４８】このように本実施の形態では、画像形成装
置の設置環境とサンプリングした時の環境が大きく異な
っている場合でも、耐久による寿命や傷などが生じて新
しい感光ドラムに交換する際に、交換した新しい感光ド
ラムの帯電能、感度を、前の感光ドラムの帯電能、感度
と略同じに容易に調整することができる。

【００４９】上記した実施の形態１、２では、露光手段
としてレーザーダイオードを用い、像担持体として感光
ドラムを用いた構成であったが、露光手段としてＬＥＤ
アレー、像担持体としてベルト状の感光体を用いた画像
形成装置においても、同様に本発明を適用することがで
きる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
光体の表面電位を測定する電位計を備えていない画像形
成装置でも、耐久による寿命や傷などが生じて新しい感
光体に交換する際に、交換した新しい感光体の帯電能、
感度を、前の感光体の帯電能、感度と略同じに容易に調
整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す
概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態１における感光ドラムの画
像調整のフローチャート。

【図３】現像コントラストと濃度の関係を示す図。

【図４】本発明の実施の形態２における感光ドラムの画
像調整のフローチャート。

【符号の説明】 １ 感光ドラム（感光体） ２ １次帯電器（帯電手段） ２ｃ 放電ワイヤ ３ 露光装置（露光手段） ４ 現像装置（現像手段） ５ ポスト帯電器 ６ 転写帯電器 ７ 分離帯電器 ８ クリーニング装置 ９ 前露光装置 １０ １次電流駆動回路 １１ レーザドライバ回路 １２ 制御装置（制御手段） １３ 操作部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電手段により感光体上を一様に帯電
   し、帯電された前記感光体上を露光手段で露光して静電
   潜像を形成し、前記静電潜像を現像手段で現像してトナ
   ー像を形成する画像形成装置であって、前記感光体を新
   しい感光体に交換した際の画像調整方法において、 帯電された新しい前記感光体に対して露光を行わない
   で、画像調整用の現像条件により第１の画像を形成する
   第１の工程と、 予め用意された第１の基準画像と前記第１の工程で得ら
   れた前記第１の画像との濃度を比較して、前記第１の画
   像の濃度が前記第１の基準画像の濃度と略同じになるよ
   うに前記帯電手段による帯電条件を調整する第２の工程
   と、 前記第２の工程で調整された帯電条件により、帯電され
   た新しい前記感光体に対して前記露光手段から所定光量
   で露光を行って第２の画像を形成する第３の工程と、 予め用意された第２の基準画像と前記第３の工程で得ら
   れた前記第２の画像との濃度を比較して、前記第２の画
   像の濃度が前記第２の基準画像の濃度と略同じになるよ
   うに前記露光手段による露光条件を調整する第４の工程
   と、を有する、 ことを特徴とする画像調整方法。
2. 【請求項２】 前記感光体は、アモルファスシリコン系
   感光体である、 ことを特徴とする請求項１記載の画像調整方法。
3. 【請求項３】 画素単位の前記露光は、前記露光手段の
   オン／オフによる２値化情報である、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像調整方法。
4. 【請求項４】 前記帯電条件は、前記帯電手段に流れる
   電流である、 ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像調整方
   法。
5. 【請求項５】 前記露光条件は、前記露光手段から前記
   感光体に露光する際の光エネルギーである、 ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像調整方
   法。