JP2006313276A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の暗部電位を得るために必要となる帯電手段への印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる光ビームの露光強度との調整時間を従来よりも短縮する。
【解決手段】
画像形成装置において、所定のタイミングごとに異なる印加バイアスを用いて感光体を帯電させるとともに、帯電している感光体の複数の表面領域に対して光ビームを走査しながら露光する際に、該表面領域ごとに該光ビームの露光強度を変化させながら露光する。複数の表面領域に係るそれぞれの表面電位を検出する。そして、複数の異なる印加バイアスと、複数の異なる露光強度との組み合わせごとに、それぞれ検出された複数の表面電位に基づいて、所定の暗部電位を得るために必要となる印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる露光強度とを制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置では、一般に、一様に帯電された感光体に対して、光ビームにより潜像を形成し、当該潜像を現像材により現像し、最終的にそれを記録材上に転写および定着させることで画像形成を行っている。

形成される画像の品質を安定させるためには、所定の暗部電位（Ｖｄ）を得るために必要となる帯電装置への印加バイアス（Ｖｇ）と、所定の明部電位（ＶＬ）を得るために必要となる光ビームの露光強度（ＬＰ）とを好適に制御しなければならない（特許文献１）
特開平１０−２８８８７４号公報

しかしながら、従来の画像形成装置では、印加バイアス（Ｖｇ）の調整と、光ビームの露光強度（ＬＰ）との調整とが別々の工程により実行されていた。例えば、前者を調整するために感光ドラムを３周させた後で、後者を決定するためにさらに感光ドラムを４周させていた。その結果、トータルで感光ドラムを７周させなければならなかった。もちろん、この調整のためのシーケンスを実行している間は、画像形成を実行できず、ユーザを待たせることになる。

ところで、画像形成装置の高画質化および高安定化を図るためには、この調整のシーケンスを増加させる必要がある。しかしながら、調整のシーケンスを増加させれば、ユーザの待機時間がさらに増加するおそれがある。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明は、例えば、画像を形成する画像形成装置であって、回転駆動される感光体と、所定のタイミングごとに異なる印加バイアスを用いて前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電している前記感光体の複数の表面領域に対して光ビームを走査しながら露光する際に、該表面領域ごとに該光ビームの露光強度を変化させながら露光する露光手段と、複数の前記表面領域に係るそれぞれの表面電位を検出する電位検出手段と、複数の異なる前記印加バイアスと、複数の異なる前記露光強度との組み合わせごとにそれぞれ検出された複数の前記表面電位に基づいて、所定の暗部電位を得るために必要となる前記帯電手段への印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる前記光ビームの露光強度とを制御する制御手段とを含む。

本発明によれば、感光体における複数の表面領域に対して光ビームを走査しながら露光する際に、表面領域ごとに光ビームの露光強度を変化させながら露光し、当該表面領域の表面電位を検出することにしたので、所定の暗部電位を得るために必要となる帯電手段への印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる光ビームの露光強度との調整時間を、従来よりも短縮化できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、単なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

また、以下では、種々の実施形態を説明するが、各実施形態は矛盾しない限り、適宜組み合わせることができる。

［第一の実施形態］
図１は、実施形態に係る画像形成装置の例示的な断面図である。１は、像担持体としての回転ドラム型の感光体（以下、感光ドラムと称す。）である。感光ドラム１は、接地されたアルミシリンダーの外周面にアモルファスシリコンやＯＰＣ等の感光体の光導電層を形成したものである。また、不図示の駆動手段により、矢印で示した時計方向に所定の周速度(プロセススピード)により回転駆動される。

２は、帯電装置として機能する接触型の帯電ローラである。この帯電ローラ２は、感光ドラム１に摺動して回転する。また、高圧電源から所定のバイアス電圧（Ｖｇ）が印加され、これにより感光ドラム１の周面が所定の極性かつ電位でもって均一に一次帯電処理される。

露光装置３は、感光ドラム１の一次帯電処理面に対して、所定の露光強度（ＬＰ）の光ビームを走査しながら露光する装置である。これにより、感光ドラム１の表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。

現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像をトナーなどの現像材を用いて現像する装置である。現像装置４には、高圧電源から所定の電圧（ＶＤＥＶ）が印加される。形成されたトナー画像は、転写装置としての転写ローラ５３と感光ドラム１とによって構成される圧接部（転写ニップ部）において、所定のタイミングで給送される転写材Ｐに転写される。転写ローラ５３には、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアス電圧が印加されている。

トナー画像が転写された転写材Ｐは、その後、定着装置７において久画像として定着される。トナー画像の転写後、感光ドラム１の表面は、クリーニング装置６によって転写残トナー等が除去されて清掃される。なお、表面電位検出装置８は、感光ドラム１における複数領域の各表面電位を検出する装置である。

図２は、実施形態に係る画像形成装置の一部を説明するための図である。この例では、露光装置３には、レーザーダイオード１３および回転多面鏡１４が含まれる。レーザーダイオード１３から出力された光ビーム１２は、回転多面鏡１４によって走査されながら、感光ドラム１の表面を露光する。表面電位検出装置８は、１以上の電位センサによって構成される。この例では、５つの電位センサ８１ないし８５が表面電位検出装置８に含まれている。

図３は、実施形態に係る画像形成装置の例示的なブロック図である。制御装置（以下、ＣＰＵと称す。）３０は、画像形成装置の各部を統括的に制御する制御手段である。記憶装置３１は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭなどから構成される記憶手段である。高圧電源３２は、制御装置３０からの制御信号に応じて、帯電装置２に対して所定の帯電バイアスを印加したり、現像装置４に対して所定の現像バイアスを印加したりするための電源回路である。

環境センサ３３は、画像形成に使用される環境パラメータ（例：温度や湿度など）を検出するための検出手段である。記憶装置３１には、環境パラメータと目標コントラスト電位（ＶＣＯＮＴ）との対応関係（例：テーブルなど）が予め記憶されている。ＣＰＵ３０は、検出された環境パラメータに対応するＶＣＯＮＴを決定する。さらに、ＣＰＵ３０は、現像バイアス（ＶＤＥＶ）からこのＶＣＯＮＴを減じることで明部電位ＶＬを決定しうる。なお、現像バイアス（ＶＤＥＶ）については、ＣＰＵ３０が、暗部電位Ｖｄから「かぶりとり電位（Ｖｂａｃｋ）」を減じることで決定できる。かぶりとり電位とは、かぶり防止（白地部へのトナーの付着を防止する）のための予め定められた電位である。

ＣＰＵ３０は、所定のタイミング（例えば、感光ドラム１の１回転など）ごとに異なる印加バイアスを用いて帯電装置２を帯電させるよう制御する。また、ＣＰＵ３０は、感光ドラム１における複数の表面領域に対して光ビーム１２を走査しながら露光するよう露光装置３を制御する。露光の際に、ＣＰＵ３０は、所定のタイミングよりもさらに短いタイミングで（例えば、感光ドラム１が１回転する間に）光ビーム１２の露光強度を変化させるよう露光装置３を制御する。このように、ＣＰＵ３０は、帯電装置２への印加バイアスの値と、光ビーム１２の露光強度との組み合わせを変えながら、表面電位検出装置８により、複数の表面領域に係るそれぞれの表面電位を検出させる。そして、ＣＰＵ３０は、この組み合わせごとに検出された複数の表面電位の値に基づいて、所定の暗部電位（Ｖｄ）を得るために必要となる帯電装置２への印加バイアス（Ｖｇ）を制御するとともに、所定の明部電位（ＶＬ）を得るために必要となる光ビーム１２の露光強度（ＬＰ）を制御する。

図４は、実施形態に係る電位制御方法の例示的なフローチャートである。図４に基づき、所定の暗部電位（Ｖｄ）を得るための帯電装置２への印加バイアス（Ｖｇ）と、明部電位（ＶＬ）を得る為の露光強度（ＬＰ）の決定方法について説明する。なお、目標となる暗部電位（Ｖｄ）、および「かぶりとり電位」（Ｖｂａｃｋ）が記憶装置３１に記憶されているものとする。また、環境センサ３３により検出された装置内の温度、湿度、および画像濃度調整制御、階調特性安定化制御などに基づいて決定される目標コントラスト電位（ＶＣＯＮＴ）についても記憶装置３１に記憶されているものとする。

ステップＳ４０１において、ＣＰＵ３０は、電位センサ８１ないし８５を制御するためのリモート信号をＯＮとし、電位測定可能な状態とする。続いて、帯電装置２への印加バイアスをＶｇ１に設定して感光ドラム１を帯電させる。さらに、ＣＰＵ３０は、感光ドラム１の主走査方向において光ビーム１２を走査する際に、所定の時間間隔で露光強度を変えながら走査する。この時間間隔は、感光ドラム１の回転周期よりも短いことはいうまでもない。また、並行して、ＣＰＵ３０は、等間隔に配置された電位センサ８１ないし８５により、それぞれ対応する（感光ドライ１上の）表面領域の表面電位Ｖ１ないしＶ５を測定し、測定結果を記憶装置３１に記憶する。これにより、表面電位（Ｖ）に対する露光強度（ＬＰ）の関係（ＶＬＰ特性）が得られる。なお、帯電装置２へのバイアスはＶｇ１であるので、このときのＶＬＰ特性をＶＬＰ（Ｖｇ１）と表すことにする。

図５は、実施形態に係る露光強度の変更タイミングの一例を示す図である。横軸は、感光ドラムの主走査方向を示しており、縦軸は、露光強度ＬＰを示している。なお、横軸は、経過時間にも対応していることはいうまでもない。この例では、５つの電位センサを用いてそれぞれ異なる５つ表面領域を測定するため、各表面領域に対してそれぞれ異なる露光強度（例えば、ＯＦＦ（ゼロ）、ＬＰ１ないしＬＰ４など）を適用している。具体的には、ＬＰ１、ＬＰ２、ＯＦＦ、ＬＰ３、ＬＰ４といった順番で露光強度を変化させている。

図６は、実施形態に係る露光強度と表面領域との関係を示す図である。図５の露光強度の変更タイミングに従えば、電位センサ８１に対向する第１の表面領域は、印加バイアスＶｇ１でもって帯電され、かつ、露光強度ＬＰ１で露光された状態となる。電位センサ８２に対向する第２の表面領域は、印加バイアスＶｇ１でもって帯電され、かつ、露光強度ＬＰ２により露光された状態となる。また、電位センサ８３に対向する第３の表面領域は、印加バイアスＶｇ１で帯電されるが、露光は行われない。露光強度がゼロ（ＯＦＦ）に設定されているからである。電位センサ８４に対向する第４の表面領域は、印加バイアスＶｇ１で帯電され、かつ、露光強度ＬＰ３で露光された状態となる。電位センサ８５が対向する第５の表面領域は、印加バイアスＶｇ１でもって帯電され、かつ、露光強度ＬＰ４で露光された状態となる。ＣＰＵ３０は、この状態を感光ドラム１が１周する間にわたって持続させ、その間、各電位センサ８１ないし８５によって対応する表面領域の表面電位を測定する。なお、ＣＰＵ３０は、感光ドラム１が１周する間に所定回数にわたり表面電位を測定し、得られた複数の測定値の平均値を最終的な測定結果としてもよい。帯電ムラの影響を防止するためである。

図７は、実施形態に係るＶＬＰ特性とＶＤ特性との一例を示す図である。この例では、ステップＳ４０１において、使用された露光強度と、測定された表面電位との関係からＶＬＰ（Ｖｇ１）特性が得られる。

ステップＳ４０２において、ＣＰＵ３０は、帯電装置２への印加バイアスをＶｇ２に設定して感光ドラム１を帯電させる。さらに、ＣＰＵ３０は、感光ドラム１の主走査方向において光ビーム１２を走査する際に、所定の時間間隔で露光強度を変えながら走査する（図５）。また、並行して、ＣＰＵ３０は、等間隔に配置された電位センサ８１ないし８５により、それぞれ対応する（感光ドライ１上の）表面領域の表面電位Ｖ６ないしＶ１０を測定する（図６）。これにより、ＶＬＰ（Ｖｇ２）が得られる（図７）。

ステップＳ４０３において、ＣＰＵ３０は、帯電装置２への印加バイアスをＶｇ３に設定して感光ドラム１を帯電させる。さらに、ＣＰＵ３０は、感光ドラム１の主走査方向において光ビーム１２を走査する際に、所定の時間間隔で露光強度を変えながら走査する（図５）。また、並行して、ＣＰＵ３０は、等間隔に配置された電位センサ８１ないし８５により、それぞれ対応する（感光ドライ１上の）表面領域の表面電位Ｖ１１ないしＶ１５を測定する（図６）。これにより、ＶＬＰ（Ｖｇ３）が得られる（図７）。

ステップＳ４０４において、ＣＰＵ３０は、露光強度をゼロにしたときの表面電位Ｖ３、Ｖ８およびＶ１３を記憶装置３１から読み出し、帯電装置２への印加バイアスＶｇと表面電位Ｖとの関係を表すＶＤ特性（図７）を得る。例えば、表面電位Ｖ３、Ｖ８およびＶ１３を直線近似することで、ＶＤ特性を表す式を決定することができる。さらに、ＣＰＵ３０は、決定したＶＤ特性から、目標とする暗部電位（Ｖｄ）を得るための印加バイアスＶｇを決定する。例えば、ＶＤ特性を表す直線の式に対してＶｄを代入することで、Ｖｇを算出できる。

ステップＳ４０５において、ＣＰＵ３０は、印加バイアスＶｇに対するＶＬＰ（Ｖｇ）特性を推定し、推定したＶＬＰ（Ｖｇ）特性から明部電位（ＶＬ）を得るための露光強度（ＬＰ）を決定する。

ＶＬＰ（Ｖｇ）特性の推定は、例えば、次のように実行することができる。ＣＰＵ３０は、ステップＳ４０１ないし４０３において求めたＶＬＰ（Ｖｇ１）特性ないしＶＬＰ（Ｖｇ３）特性のうち、ゼロ切片がＶｄよりも大きなもの（例：ＶＬＰ（Ｖｇ３）特性）と、小さなもの（例：ＶＬＰ（Ｖｇ２）特性）とを用いて、ＶＬＰ（Ｖｇ）特性を算出する。

より具体的には、ＶＬＰ（Ｖｇ３）特性を表す直線近似式は次の通りである。
Ｖｓ＿Ｖｇ２= m1 X LP(露光強度) + n1
また、ＶＬＰ（Ｖｇ２）特性を表す直線近似式は次の通りである。
Ｖｓ＿Ｖｇ３ = m2 X LP(露光強度) + n2
よって、ＶＬＰ（Ｖｇ）特性の直線近似式の傾きと切片は次の通りとなる。
傾き：((n1-Vd) / (n1-n2)) X m2 + ((Vd-n2) / (n1-n2)) X m1
切片：Vd
よって、表面電位がVLになるときの露光強度は、次のとおりである。
LP=(VL-Vd) / (((n1-Vd) / (n1-n2)) X m2 + ((Vd-n2) / (n1-n2)) X m1)
なお、ＶＬ＝Ｖｄ−（Ｖｃｏｎｔ＋Ｖｂａｃｋ）であることはいうまでもない。

ＣＰＵ３０は、暗部電位（Ｖｄ）を得るための帯電装置２への印加バイアスＶｇと、明部電位（ＶＬ）を得るための露光強度ＬＰとを記憶装置３１に記憶する。なお、画像形成する際に、ＣＰＵ３０は、帯電装置２への印加バイアスをＶｇに設定し、現像装置への印加バイアスをＶｇ−Ｖｂａｃｋに設定し、さらに露光強度の最大値をＬＰに設定し、画像形成を実行する。

その後、ＣＰＵ３０は、電位センサ８１ないし８５を制御するリモート信号をＯＦＦとし、電位測定を終了とする。

以上説明したように本実施形態によれば、感光ドラム１における第１ないし第５の表面領域に対して光ビーム１２を走査しながら露光する際に、表面領域ごとに光ビームの露光強度を変化させながら露光し、当該表面領域の表面電位を検出することにしたので、所定の暗部電位Ｖｄを得るために必要となる帯電装置２への印加バイアスＶｇと、所定の明部電位ＶＬを得るために必要となる光ビーム１２の露光強度ＬＰとの調整時間を、従来よりも短縮化できる。

例えば、従来は、感光ドラム１を７周させる必要があったが、本実施形態に係る発明では、感光ドラム１を３周させるだけでよい。よって、調整時間を大幅に短縮できる。

また、本実施形態によれば、ＣＰＵ３０は、光ビーム１２の露光強度が第１の値（例：ゼロ）のときに検出された複数の表面電位Ｖ３、Ｖ８およびＶ１３に基づいて、印加バイアスＶｇ１、Ｖｇ２およびＶｇ３と表面電位Ｖ３、Ｖ８およびＶ１３との対応関係（例：ＶＤ特性）を求め、求められた対応関係に基づいて、所定の暗部電位Ｖｄを得るために必要となる印加バイアスＶｇを決定することができる。さらに、ＣＰＵ３０は、光ビーム１２の露光強度が第２の値（例：ＬＰ１）のときに検出された複数の表面電位（例Ｖ６、Ｖ１１など）と、第３の値（例：ＬＰ２）のときに検出された複数の表面電位（例Ｖ７、Ｖ１２など）とに基づいて、露光強度と表面電位との対応関係（例：ＶＬＰ（Ｖｇ２）、ＶＬＰ（Ｖｇ３））を求め、求められた対応関係に基づいて、所定の明部電位ＶＬを得るために必要となる光ビーム１２の露光強度ＬＰを決定することができる。

なお、上述したように、露光強度と表面電位とに関する第１の対応関係は、暗部電位Ｖｄよりも大きなゼロ切片を有する直線近似式（例：ＶＬＰ（Ｖｇ３））であり、かつ、第２の対応関係は、暗部電位Ｖｄよりも小さなゼロ切片を有する直線近似式（例：ＶＬＰ（Ｖｇ２））である。所定の明部電位ＶＬを得るために必要となる光ビーム１２の露光強度ＬＰを求めるための式（ＶＬＰ（Ｖｇ））は、切片がＶｄとなることから、このＶｄに近い切片を有する２つの直線近似式を用いれば、ＶＬＰ（Ｖｇ）特性の式を好適に推定できると考えられる。このように、露光強度を決定する際には、第１の直線近似式（例：ＶＬＰ（Ｖｇ３））と第２の直線近似式（例：ＶＬＰ（Ｖｇ２））に基づいて、暗部電位をゼロ切片とする第３の直線近似式（例：ＶＬＰ（Ｖｇ））を求めることで、所定の明部電位を得るために必要となる露光強度を決定することができる。

また、本実施形態では、表面電位検出装置８として、光ビームの走査方向に対して一列に配置された複数の電位センサ８１ないし８５を採用することで、従来技術と比較し、感光ドラム１の副走査方向におけるスペースを有効に活用することができる。

また、本実施形態によれば、電位センサ８１ないし８５を、所定距離（例：等間隔）ごとに配置することで、露光強度の切り替えタイミングも所定距離と走査速度とに応じた所定の時間間隔とすることができる。よって、切り替えタイミングの制御を簡単にすることができる。

なお、ＣＰＵ３０は、各表面領域内における複数の測定位置において測定された表面電位から平均値を求めて、その表面領域の表面電位とすることで、帯電ムラの影響を低減することができよう。

なお、上述の実施形態では、感光ドラム１の１回転に相当するタイミングを印加バイアスの切り替えタイミングとし、このタイミング（１回転）の間に、露光強度を４回切り替える（すなわり、トータルで５種類の露光強度を使用する）ことで、感光ドラム１の全体に渡って効率よく表面電位を測定することができる。

なお、露光強度の変更を実現するには、ＣＰＵ３０が、レーザーダイオード１３の発光強度を変更してもよいし、レーザーダイオード１３の駆動デューティーを変更してもよい。

［第２の実施形態］
本実施形態では、上述実施形態で決定された印加バイアスＶｇと露光強度ＬＰとの確認処理について説明する。この確認処理は、例えば、ステップＳ４０５の次に実行することができる。

図８は、実施形態に係る露光強度と表面領域との関係を示す図である。この例では、感光ドラム１の４周目において、ＣＰＵ３０は、決定した印加バイアスＶｇを記憶装置３１から読み出し、読み出したＶｇを高圧電源３２に設定する。感光ドラム１は、印加バイアスＶｇにより帯電装置２から帯電される。また、ＣＰＵ３０は、露光強度について、主走査１ライン中でＬＰとＯＦＦとを交互に設定する。図８の例では、複数の電位センサ８１、８３および８５に対向する感光ドラム１の表面領域について、露光強度がＯＦＦとされ、残りの電位センサ８２および８４に対向する領域について、露光強度がＬＰとされている。このようにして、ＣＰＵ３０は、各表面領域の表面電位を測定し、測定結果から実際の暗部電位Ｖｄと明部電位ＶＬとを算出し、算出した値らと所望の暗部電位Ｖｄと所望の明部電位ＶＬとをそれぞれ比較すれば、正しく調整できたか否かを確認することができる。また、比較の結果、誤差が大きいと判定した場合、ＣＰＵ３０は、再度、調整処理を実行することで、調整処理の信頼性を向上させることができよう。

［第３の実施形態］
複数の電位センサを用いる場合、使用する環境や汚れ具合などによって、電位センサ８１ないし８５がそれぞれ有するオフセット値が個別に変動する場合がある。オフセット値が変動すれば、精度良く表面電位を測定することが難しくなる。そこで、本実施形態では、電位センサ８１ないし８５間におけるオフセットの不一致を補正する処理について説明する。この補正処理は、例えば、ステップＳ４０１において電位センサ８１ないし８５をＯＮにしたときに実行するとよいだろう。

図９は、実施形態に係る他の画像形成装置の一例を示す図である。なお、既に説明した個所には同一の参照符号を付すことで説明を省略する。除電装置９０は、ＣＰＵ３０により制御されることで、感光ドラム１を除電する。

図１０は、実施形態に係るオフセット補正処理を説明するための図である。とりわけ、この図では、実際の表面電位と電位センサにより測定された測定電位との関係を示している。直線ｒは、実際の表面電位と測定電位とが一致する、いわゆる理想特性を示している。すなわち、感光体表面電位が０［V］のときには、測定電位も０［V］となり、表面電位がＶ１のときには、測定電位もＶ１となる。

一方、直線ａは、プラスのオフセット値（Ｖａ）を有する電位センサによる測定電位を示している。すなわち、実際の表面電位が０［V］の際に、測定電位がＶａとなってしまうため、表面電位がＶ１のときには測定電位もＶ１＋Ｖａとなってしまう。

直線ｂは、マイナスのオフセット値（―Ｖｂ）を有する電位センサによる測定電位を示している。すなわち、実際の表面電位が０［V］のときに、測定電位が−Ｖｂとなってしまうため、表面電位がＶ１のときには、測定電位はＶ１−Ｖｂとなる。

ＣＰＵ３０は、例えば、ステップＳ４０１などにおいて、電位センサ８１ないし８５をＯＮにしたときに、除電装置９０により感光ドラム１の表面電位を除電しながら、各電位センサ８１ないし８５により除電後の感光ドラム１の表面電位を測定する。さらに、ＣＰＵ３０は、各電位センサの測定結果をオフセット値として記憶装置３１に記憶する。例えば、各電位センサ８１の測定電位が図１０に示すようにＶａになった場合は、各電位センサ８１のオフセット値をＶａとして記憶装置３１に記憶しておき、ステップＳ４０２以降の測定の際に当該オフセット値を打ち消すように補正する。

以上説明したように、本実施形態によれば、感光ドラム１を除電する除電装置９０を設け、ＣＰＵ３０により、除電された感光ドラム１の表面電位を検出することで、オフセット値を求め、このオフセット値により表面電位検出装置８の検出結果を補正するようにした。よって、各電位センサのオフセットを好適に補正することで、より高精度な電位測定を実現できる。もちろん、所定の暗部電位Ｖｄを得るために必要となる帯電装置２への印加バイアスＶｇや、所定の明部電位ＶＬを得るために必要となる光ビームの露光強度ＬＰの調整精度も向上することになる。

［第４の実施形態］
上述の実施形態では、複数の電位センサ８１ないし８５を表面電位検出装置８として用いていた。そこで、本実施形態では、電位センサの数をより削減可能な表面電位検出装置８について説明する。

図１１は、実施形態に係る実施形態に係る他の画像形成装置の一部を説明するための図である。なお、既に説明した個所には同一の参照符号を付すことで説明を省略する。図１１に示した例では、少なくとも１つの電位センサ８６を設け、この電位センサ８６を移動装置８７により、感光ドラム１の主走査方向に沿って往復移動させる。ＣＰＵ３０は、移動装置８７を制御することで、好適なタイミングと移動速度でもって電位センサ８６を移動させる。なお、電位センサ８６の数は、２以上であってもよいが、数が少なければ少ないほどコスト低減効果が高まることはいうまでもない。

図１２は、実施形態に係る電位センサの移動例を説明するための図である。なお、感光ドラム１に帯電状態と露光状態については、図６等を用いて説明した通りである。

上述したステップＳ４０１において、電位センサ８６は、図１２に示す矢印にしたがって感光ドラム１の主走査方向に往復運動を開始する。とりわけ、図１２では、感光ドラム１が１周する間に電位センサ８６が２往復する例を示している。電位センサ８６は、感光ドラム１の各表面領域を通過する際に、その表面電位を測定する。

図１２の例では、まずは、往路において、ＬＰ１で露光された第１の表面領域の表面電位を測定する。これ以降は、順次、ＬＰ２で露光された第２の表面領域、露光が行われない（すなわち露光強度がゼロである）第３の表面領域、ＬＰ３で露光された第４の表面領域、そしてＬＰ４で露光された第５の表面領域を測定する。電位センサ８６の移動方向が復路に切り替わると、第５の領域から第１の領域まで逆の順序で電位の測定が実行される。その後、再度往路に切り替わる。

この例では、感光ドラム１が１周する間に、５つの表面領域について表面電位をそれぞれ４回ずつ測定することができ、これら４回の測定結果から平均値を算出すれば、帯電ムラの影響を低減できる。

図１３は、実施形態に係る電位センサの往復運動例を示す図である。なお、この例は、感光ドラム１が１周回転する間における電位センサ８６の移動軌跡に関するものである。図中の点線部は、電位センサ８６の移動している状態を示している。一方、実線部は、電位センサ８６の移動が中断している状態（すなわち、電位センサ８６が停止している状態）を示している。

電位センサ８６の往復運動のパターンは、使用する電位センサ８６の特性や感光ドラム１の回転速度などのパラメータから経験則的に決定される。例えば、電位センサ８６の応答時間が十分に早い場合、図１３に示したように、移動の最中（点線部）でも十分に電位測定を実行できる。しかしながら、電位センサ８６の応答時間が遅い場合、移動しながらでは、精度良く電位測定を実行できない可能性がある。

図１４は、実施形態に係る電位センサの他の往復運動例を示す図である。電位センサ８６の応答時間が遅い場合、図１４に示すように、電位センサ８６が予め定められた測定位置に到達すると、移動を一旦中断し、電位センサ８６の応答時間を待ってから表面電位を測定する。測定が完了したら、次の測定位置まで移動させ、同様の手順で測定を実行する。これにより、応答速度が十分でない電位センサを用いることが可能となる。

図１５は、実施形態に係る電位センサのさらに他の往復運動例を示す図である。とりわけ、この図では、何らかの都合で往路のみで測定を行いたい場合の移動パターンを示している。例えば、往路でのみ、電位センサ８６を移動させながら感光ドラム１の表面電位を測定させる。一方、復路では往路よりも早いスピードでホームポジションに戻らせ、再度、往路での測定を繰り返してもよい。

以上説明したように本実施形態に係る発明によれば、光ビーム１２の走査方向（感光ドラム１の主走査方向）に対して移動可能な少なくとも１つの電位センサ８６を設け、この電位センサ８６により複数の表面領域に係る表面電位を検出することで、上述実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、測定すべき表面領域の数よりも電位センサ数を少なくしたとしても、第１の実施形態などと同様の効果を達成できる。なお、複数の表面領域とは、例えば、感光体の主走査方向に所定の数に分割したそれぞれの領域をいう（図６、図８および図１２など）。

また、ＣＰＵ３０は、電位センサ８６が、表面領域における測定位置に到達すると、電位センサ８６の移動を一旦停止させるように移動制御することで、応答速度の遅い電位センサを採用することも可能となる。

また、ＣＰＵ３０は、電位センサ８６を、測定対象となる表面領域を複数回にわたり往復移動させるよう移動制御することで、該領域について複数の測定結果を得ることができる。さらに、複数の測定結果から平均値を求めれば、副走査方向における帯電ムラの影響を低減することができる。

［他の実施形態］
以上種々の実施形態を説明したが、各実施形態は矛盾しない限り、適宜組み合わせることができることはいうまでもない。

また、上述の画像形成装置は、プリンタ、複写機または複合機など種々の装置において実現できることはいうまでもない。

また、上述の実施形態では、本発明を理解しやすくするためにモノクロ方式の画像形成装置について説明したが、本発明は、カラー方式画像形成装置に適用できることは言うまでもない。

実施形態に係る画像形成装置の例示的な断面図である。 実施形態に係る画像形成装置の一部を説明するための図である。 実施形態に係る画像形成装置の例示的なブロック図である。 実施形態に係る電位制御方法の例示的なフローチャートである。 実施形態に係る露光強度の変更タイミングの一例を示す図である。 実施形態に係る露光強度と表面領域との関係を示す図である。 実施形態に係るＶＬＰ特性とＶＤ特性との一例を示す図である。 実施形態に係る露光強度と表面領域との関係を示す図である。 実施形態に係る他の画像形成装置の一例を示す図である。 実施形態に係るオフセット補正処理を説明するための図である。 実施形態に係る実施形態に係る他の画像形成装置の一部を説明するための図である。 実施形態に係る電位センサの移動例を説明するための図である。 実施形態に係る電位センサの往復運動例を示す図である。 実施形態に係る電位センサの他の往復運動例を示す図である。 実施形態に係る電位センサのさらに他の往復運動例を示す図である。

符号の説明

１ ・・・ 感光ドラム
２ ・・・ 帯電ローラ
３ ・・・ 露光装置
４ ・・・ 現像装置
８ ・・・ 電位センサ

Claims (16)

1. 画像を形成する画像形成装置であって、
   回転駆動される感光体と、
   所定のタイミングごとに異なる印加バイアスを用いて前記感光体を帯電させる帯電手段と、
   帯電している前記感光体の複数の表面領域に対して光ビームを走査しながら露光する際に、該表面領域ごとに該光ビームの露光強度を変化させながら露光する露光手段と、
   複数の前記表面領域に係るそれぞれの表面電位を検出する電位検出手段と、
   複数の異なる前記印加バイアスと、複数の異なる前記露光強度との組み合わせごとにそれぞれ検出された複数の前記表面電位に基づいて、所定の暗部電位を得るために必要となる前記帯電手段への印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる前記光ビームの露光強度とを制御する制御手段と
   を含む、画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記露光強度が第１の値のときに検出された複数の前記表面電位に基づいて、前記複数の異なる印加バイアスと前記表面電位との対応関係を求め、求められた該対応関係に基づいて、前記所定の暗部電位を得るために必要となる前記印加バイアスを決定する手段と、
   前記露光強度が第２の値のときに検出された複数の前記表面電位と、第３の値のときに検出された複数の前記表面電位とに基づいて、該露光強度と該表面電位との対応関係を求め、求められた対応関係に基づいて、前記所定の明部電位を得るために必要となる前記露光強度を決定する手段と
   を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記露光強度が第１の値のときに検出された複数の前記表面電位に基づいて、前記複数の異なる印加バイアスと前記表面電位との対応関係を求め、求められた該対応関係に基づいて、前記所定の暗部電位を得るために必要となる前記印加バイアスを決定する手段と、
   前記露光強度が第２の値のときに検出された複数の前記表面電位と、前記第２の値とは異なる第３の値のときに検出された複数の前記表面電位とに基づいて、該露光強度と該表面電位との対応関係を複数求め、求められた複数の対応関係に基づいて、前記暗部電位をゼロ切片とする対応関係を求めることで、前記所定の明部電位を得るために必要となる前記露光強度を決定する手段と
   を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記露光強度と前記表面電位に関する前記複数の対応関係とは、
   前記暗部電位よりも大きなゼロ切片を有する第１の直線近似式と前記暗部電位よりも小さなゼロ切片を有する第２の直線近似式である
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記露光強度を決定する手段は、前記第１の直線近似式と前記第２の直線近似式に基づいて、前記暗部電位をゼロ切片とする第３の直線近似式を求めることで、前記所定の明部電位を得るために必要となる前記露光強度を決定する
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体の複数の表面領域とは、前記感光体の主走査方向に所定の数に分割したそれぞれの領域であることを請求項1に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の値とは、露光強度がゼロである請求項1ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記電位検出手段は、前記光ビームの走査方向に対して一列に配置された複数のセンサを含む、請求項１ないし７の何れかに記載の画像形成装置。
9. 複数の前記センサは、所定間隔ごとに配置されている、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記電位検出手段は、前記光ビームの走査方向に対して移動することで複数の前記表面領域に係る表面電位を検出する少なくとも１つのセンサを含む、請求項１ないし７の何れかに記載の画像形成装置。
11. 前記センサが、前記表面領域における測定位置に到達すると、前記センサの移動を一旦停止させる移動制御手段をさらに含む、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記センサを、前記表面領域を複数回にわたり往復移動させるよう移動制御する移動制御手段をさらに含む、請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記電位検出手段は、前記表面領域内における複数箇所の表面電位を平均して得られる、請求項１ないし１２の何れかに記載の画像形成装置。
14. 前記所定のタイミングは、前記感光体の１回転に相当する、請求項１ないし１３の何れかに記載の画像形成装置。
15. 前記感光体を除電する除電手段と、
    除電された前記感光体の表面電位に応じて、前記電位検出手段の検出結果を補正する補正手段と
    をさらに含む、請求項１ないし１４の何れかに記載の画像形成装置。
16. 回転駆動される感光体を含む画像形成装置の制御方法であって、
    所定のタイミングごとに異なる印加バイアスを用いて前記感光体を帯電させるとともに、帯電している前記感光体の複数の表面領域に対して光ビームを走査しながら露光する際に、該表面領域ごとに該光ビームの露光強度を変化させながら露光するステップと、
    複数の前記表面領域に係るそれぞれの表面電位を検出するステップと、
    複数の異なる前記印加バイアスと、複数の異なる前記露光強度との組み合わせごとにそれぞれ検出された複数の前記表面電位に基づいて、所定の暗部電位を得るために必要となる印加バイアスと、所定の明部電位を得るために必要となる前記光ビームの露光強度とを制御するステップと
    を含む、画像形成装置の制御方法。

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