JP2007121763A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トナー像の階調性の変動を抑えることで安定した色再現性を実現することが可能であるとともに、キャリブレーション処理回数を極力少なくすることが可能な画像形成装置を目的とする。
【解決手段】本実施形態の画像形成装置１は、印刷動作開始前および各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄに残留したトナーがクリーニング部３１ａ〜３１ｄによる除去後にそれぞれ、基準帯電電流が供給された帯電器２９ａにより帯電された感光体ドラム２７ａの表面電位が表面電位センサ３３に測定され、その測定結果の表面電位および温度変換情報に基づいて印刷動作開始前の初期環境温度およびそのトナー除去後の各作像部の環境温度変化量が求められ、更に初期環境温度および環境温度変化量に基づいて帯電電流補正情報から各作像部の基準帯電電流の補正値が抽出され、その補正値に基づいて次の画像形成時に帯電器２９ａ〜２９ｄに供給される基準帯電電流が補正される構成とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特にカラー画像の形成が可能な画像形成装置に関するものである。

従来より、カラー画像の形成が可能な電子写真方式の画像形成装置では、例えば、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアン色のトナー像の用紙への画像形成が以下のように行われる。まず、各色のトナーに対応する各作像部で、帯電器より所定の電位に帯電された感光体ドラムの表面に露光器により静電潜像が形成され、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーが付着されて現像が行われる。そして、各感光体ドラム表面のトナー像が中間転写体上に形成された後、搬送されてきた用紙へトナー像が一括転写され、更に定着部で用紙へトナー像の定着処理が行われる。

また、このような電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムが装置内の環境温度や湿度の変動による影響を受けて、カラーのトナー像の階調性が安定しないため、最終的に用紙に形成されたトナー像の濃度が安定しない。そこで、通常、電子写真方式の画像形成装置では、例えば、カラーのトナー像の階調性を一定の品質に安定させるために、中間転写上に各色のトナー像からなるパッチパターンを形成し、このパッチパターンを濃度センサで測定した後に、その測定結果に基づいて階調性の補正を行うキャリブレーション処理が行われている。また、このキャリブレーション処理は一般的に、キャリブレーション処理が必要となる装置電源の投入後の立ち上げ時や所定の枚数の印刷完了後に実施される。

上記に関係する先行技術文献として、複数の印刷装置が通信可能な状態で接続され、印刷に供する任意の印刷装置における入力濃度値に対する出力濃度値を理想特性となるように変換する濃度変換特性生成手段を、前記印刷に供する印刷装置以外の印刷装置に設けた印刷システムが開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、露光手段により少なくとも特定色の中間調の露光を像担持体（感光体）の１周以上行い補正パターンの潜像を形成し、その補正パターン潜像の像担持体の電位を電位センサで測定し、測定した電位情報を記憶手段に記憶し、作像する際に記憶された電位情報に基づいて露光手段の露光量を調整する手段を有し、各色の予め記憶された現像特性のテーブルを参照し、露光量を調整することにより均一な現像を行う画像形成装置が開示・提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００４−２５１９９６号公報 特開２００３−２５５６５２号公報

確かに、従来の画像形成装置は、装置の電源投入後の立ち上げ時や所定の枚数の印刷完了後にキャリブレーション処理を行うことで、カラーのトナー像の階調性を安定化させることが可能である。

また、特許文献１に開示された印刷システムであれば、キャリブレーション処理を実行する際に印刷装置が、その環境情報とともに他の印刷装置に対してキャリブレーション処理を実行させるため、印刷処理を中断させることなくキャリブレーション処理を行うことが可能である。

また、特許文献２に開示された画像形成装置であれば、色ムラの無い均一な画像を得ることが可能である。

しかしながら、従来の画像形成装置は、所定の枚数の印刷が完了すると、キャリブレーション処理が行われるため、その間、印刷を行うことができない。また、キャリブレーション処理時にパッチパターンを形成する必要があるため、キャリブレーション処理が頻繁に行われると、トナーの消費量が増加してしまう。

また、特許文献１に開示された印刷システムは、印刷装置がキャリブレーション処理を行う際に、他の印刷装置に対してキャリブレーション処理を実行させて、その印刷装置の印刷処理を中断させることなくキャリブレーション処理を行う発明であり、印刷装置が他の印刷装置と通信可能な状態でなければ、その印刷装置の印刷処理を中断させることなくキャリブレーション処理を行うことはできない。また、特許文献１では、印刷装置単独でのキャリブレーション処理について、特に言及されていない。

また、特許文献２に開示された画像形成装置は、電位情報に基づいて露光量を調整することにより均一な現像を行うが、その露光量の調整間隔については特に言及されておらず、露光量の調整を行う際には、印刷処理を中断させる必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、トナー像の階調性の変動を抑えることで安定した色再現性を実現することが可能であるとともに、キャリブレーション処理回数を極力少なくすることが可能な画像形成装置を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、供給される帯電電流に応じて該像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電された該像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像してトナー像を前記像担持体に形成させる現像手段と、前記像担持体に形成されたトナー像の転写後に、前記像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有した作像部を少なくとも３つ備えたカラー画像の形成が可能であり、前記作像部のうち、１つの作像部に備えられ、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面電位を測定する電位測定手段と、該電位測定手段により測定された表面電位から画像形成動作開始前の作像部の初期環境温度と各作像部の環境温度変化量を得るための温度変換情報、および各作像部の帯電手段に供給される基準帯電電流の補正値を得るための帯電電流補正情報を記憶する記憶手段と、画像形成動作開始前および前記クリーニング手段によるトナーの除去後に、前記基準帯電電流の供給を受けた前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面電位を前記電位測定手段に測定させ、その測定結果の表面電位および前記温度変換情報に基づいて、前記初期環境温度および前記トナーの除去後における各作像部の環境温度変化量を求める環境温度算出手段と、該環境温度算出手段により求められた該初期環境温度および該各作像部の環境温度変化量に基づいて、前記帯電電流補正情報から各作像部の前記基準帯電電流の補正値を抽出する補正値抽出手段と、該補正値抽出手段により抽出された各作像部の前記基準帯電電流の補正値に基づいて、次の画像形成時に各作像部の帯電手段に供給される前記基準帯電電流を補正する帯電電流補正手段と、を有して成る構成とされている。

このような構成とすることにより、電位測定手段を１つ追加するだけで、帯電手段の基準帯電電流の補正を行うことが可能になるとともに、帯電手段によって帯電される像担持体における表面電位の環境温度の変動に伴うトナー像の階調特性の変動を抑制することが可能となる。そのため、用紙へ画像形成されたトナー画像の安定した色再現性を実現することが可能となる。また、次の画像形成時に基準帯電電流の補正が行われ、帯電手段によって帯電される像担持体における表面電位の変動を抑制することが可能であるため、キャリブレーション処理回数を極力少なくすることが可能となる。

また、上記構成から成る画像形成装置は、前記像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写するための転写手段と、用紙に転写された該トナー像を加熱および加圧して該トナー像を用紙に定着させる定着手段と、を有して成り、前記電位測定手段が、該定着手段に最も近い作像部に備えられている構成とされている。このような構成とすることにより、その他の作像部の温度変化をより推測し易い構成とされているため、全ての作像部に表面電位センサ３３を備えることなく、各作像部の適正な基準帯電電流の補正値を求めることが可能になる。

上記したように、本発明に係る画像形成装置であれば、トナー像の階調性の変動を抑えることで安定した色再現性を実現することが可能であるとともに、キャリブレーション処理回数を極力少なくすることが可能である。

以下では、本発明をカラー画像の形成が可能なタンデム方式の画像形成装置に適用した場合を例に挙げて詳細に説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図であり、図２は本発明に係る画像形成装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。両図に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置１０（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１０と呼ぶ）と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１１と、画像データに基づいて用紙へカラーおよびモノクロのトナー像の画像形成を行う作像部１２と、用紙を搬送する用紙搬送部１４と、作像部１２で得られたトナー像を用紙に定着させる定着部１３と、各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］、各種データを記憶する不揮発性メモリ、およびワーク領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］等から成るメモリ部１５と、ネットワーク５０に接続され、外部の装置との信号（データを含む）の通信の接続を確立するインタフェース部１６と、を有して成る。なお、図２の点線矢印Ａは、用紙の搬送経路を示す。

ＣＰＵ１０は、装置全体の制御を行うほか、後ほど詳細に説明する印刷時における各帯電器の帯電電流の補正制御に関する処理を行う。また、ＣＰＵ１０は、初期環境温度および前記トナーの除去後における各作像部の環境温度変化量を求める環境温度算出手段と、該環境温度算出手段により求められた該初期環境温度および該各作像部の環境温度変化量に基づいて、前記帯電電流補正情報から各作像部の前記基準帯電電流の補正値を抽出する補正値抽出手段と、該補正値抽出手段により抽出された各作像部の前記基準帯電電流の補正値に基づいて、次の画像形成時に各作像部の帯電手段に供給される前記基準帯電電流を補正する帯電電流補正手段と、しての役割を担っている。

用紙搬送部１４は、図２に示すように、多数の用紙が収容される給紙カセット１４１と、給紙カセット１４１から用紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラ１４２と、給紙ローラ１４２から送り出された用紙を後述のレジストローラ１４４に向けて搬送する搬送ローラ１４３と、搬送ローラ１４３から搬送されてきた用紙の向きを整えるとともに、後述の２次転写ローラ３４とベルトローラ２２、２３に支持された中間転写ベルト２１とからなるニップ部へ用紙の搬送開始タイミングを調整して、用紙を搬送する一対のローラから成るレジストローラ１４４と、定着部１３を通過した用紙を後述の排紙トレイ１４６に排出するための一対のローラからなる排紙ローラ１４５と、排紙ローラ１４５からの用紙の排紙先となる排紙トレイ１４６と、給紙カセット１４１から送り出される用紙を検知する用紙センサ１４７と、レジストローラ１４４に搬送されてくる用紙の有無を検知するレジストセンサ１４８と、を有して成る。

作像部１２は、図２に示すように、定着部１３側から順に、後述の中間転写ベルト２１上にブラックのトナー像の画像形成を行うブラック作像部Ｂｋと、中間転写ベルト２１上にイエローのトナー像の画像形成を行うイエロー作像部Ｙと、中間転写ベルト２１上にマゼンダのトナー像の画像形成を行うマゼンダ作像部Ｍと、中間転写ベルト２１上にシアンのトナー像の画像形成を行うシアン作像部Ｃと、を有して成る。

また、作像部１２は、ベルトローラ２２と後述の中間転写ベルト２１を介して対向する位置に配置され、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像をレジストローラ１４４から搬送されてきた用紙に転写する２次転写ローラ３４と、２つのベルトローラ２２、２３によって支持回転され、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃによりそのベルト上に各色のトナー像が積層されて形成される中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を支持回転させるベルトローラ２２、２３と、用紙に転写されることなく、中間転写ベルト２１に残留したトナーを除去するベルトクリーニング部２４と、中間転写ベルト２１に対面し、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃのうち最も下流側のブラック作像部Ｂｋと２次転写ローラとの間に配置され、キャリブレーション処理の際に中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像からなるパッチパターンの濃度を読み取る濃度センサ２５と、画像データに基づいて後述する各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの所定の電位に均一に帯電された各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄにレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段の露光ユニット２６と、を有して成る。

ブラック作像部Ｂｋ、イエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍおよびシアン作像部Ｃのそれぞれは、図２に示すように、ブラック、イエロー、マゼンダおよびシアンのトナー像がそれぞれのドラム表面に形成され、中間転写ベルト２１上にトナー像を転写する像担持体である光導電性の感光体ドラム２７ａ〜２７ｄと、電源（不図示）から供給される帯電電流に応じて、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面をそれぞれ所定の表面電位に均一に帯電させる帯電手段の帯電器２９ａ〜２９ｄと、ブラック、イエロー、マゼンダおよびシアンのトナーのそれぞれを各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に形成された静電潜像に付着させてトナー像を形成させることで現像を行う現像手段の現像器２８ａ〜２８ｄと、各現像器２８ａ〜２８ｄに対応した色のトナーを補給し、各現像器２８ａ〜２８ｄに対応したブラック、イエロー、マゼンダおよびシアンのトナーが収容されたトナーコンテナ３２ａ〜３２ｄと、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面の除電を行う除電器３０ａ〜３０ｄと、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に残留したトナーを除去して回収を行うクリーニング手段のクリーニング部３１ａ〜３１ｄと、を有して成る。

また、定着部１３に最も近い作像部であるブラック作像部Ｂｋには、露光ユニット２６から照射されるレーザ光の感光体ドラム２７ａへの光路と現像器２８ａ間の感光体ドラム２７ａに対面した位置に、感光体ドラム２７ａの表面電位を測定する電位測定手段の表面電位センサ３３が、備えられている。

メモリ部１５には、印刷時（すなわち、画像形成時）に各帯電器２９ａ〜２９ｄにより均一に帯電される各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面電位を基準表面電位に保つために、各帯電器２９ａ〜２９ｄに供給される基準帯電電流の補正値がＣＰＵ１０によって求められる際に、利用される以下の情報が予め記憶されている。

メモリ部１５には、基準情報として、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの基準温度である基準環境温度と、基準の帯電電流値である基準帯電電流値と、基準環境温度時に各帯電器２９ａ〜２９ｄに電源（不図示）から基準帯電電流が供給され、対応する帯電器２９ａ〜２９ｄにより各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面が帯電された際に、表面電位センサにより予め測定された各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの基準表面電位値と、が記憶されている。例えば、基準環境温度が２５℃で、基準帯電電流値が３００μＡの時に、基準表面電位値は、４０２Ｖである。なお、この基準情報の条件の基で、印刷（すなわち、用紙への画像形成）が行われた際には、階調性の良いカラーのトナー画像が用紙に形成される。

また、メモリ部１５には、所定の温度範囲で有効となり、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面電位の温度特性を示す温度特性情報が記憶されている。例えば、メモリ部１５には、環境温度が０℃以上から５５℃未満で有効となる温度特性情報として０．８Ｖ／ｄｉｖが記憶されている。

また、メモリ部１５には、印刷動作（すなわち、画像形成動作）の開始前に、基準帯電電流が供給された帯電器２９ａにより帯電された感光体ドラム２７ａの表面電位が、表面電位センサ３３により測定され、その測定された表面電位から印刷動作（すなわち、画像形成動作）の開始前の作像部１２の初期環境温度Ｔ［℃］を求めるための以下のような初期温度変換式（１）が記憶されている。

なお、ΔＶは、後述する表面電位測定値からの基準表面電位値の減算を意味する。

また、メモリ部１５には、印刷動作（すなわち、画像形成動作）の開始後の補正動作時に、クリーニング部３１ａによりブラック作像部Ｂｋの感光体ドラム２７ａの表面に残留したトナーが除去され、基準帯電電流が供給された帯電器２９ａにより帯電された感光体ドラム２７ａの表面電位が表面電位センサ３３により測定された後に、ＣＰＵ１０によってブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）が求められる際に利用される以下の温度変化量変換式（２）が記憶されている。

なお、表面電位測定値および初期表面電位測定値については、後述で説明を行う。

また、メモリ部１５には、１枚目の印刷が行われる際に各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面を基準表面電位にするための初期環境温度と帯電電流値の関係を示す初期帯電電流設定テーブルが記憶されている。

また、メモリ部１５には、図３に示す１ジョブ間の連続印刷時に測定された各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ周辺の温度上昇量の測定結果から求められたブラック作像部Ｂｋの温度上昇値に対するイエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍおよびシアン作像部Ｃの温度上昇量が、所定の温度間隔ごとに記述された温度補正テーブルが記憶されている。なお、詳細には、図３に示す測定結果は、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの近傍の温度測定により得られたものである。また、図４は、ブラック作像部Ｂｋの温度上昇量に対する各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃの温度上昇量を示すグラフであり、図３に示す測定結果をグラフ化したものである。なお、基準環境温度、基準表面電位値、初期温度変換式、温度変化量変換式、および温度補正テーブルは、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの環境温度変化量を得るための温度変換情報である。

また、メモリ部１５には、図５に示すような、作像部１２の初期環境温度と各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの環境温度変化量から各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各帯電器２９ａ〜２９ｄに供給される基準帯電電流値の補正値を求めるための帯電電流補正情報である帯電電流補正値テーブルが記憶されている。

また、ネットワーク５０に接続されたパソコン５１は、図示は省略するが、各種プログラムおよびデータ等が格納され、ワーク領域としても利用される記憶部、画像が表示されるディスプレイ、入力操作が行われる入力部、パソコン５１の全体の制御を行う制御部、外部の装置との信号の通信を確立するためにネットワーク５０に接続されたインタフェース等を有して成る。パソコン５１は、画像形成装置１等の外部の装置とデータおよび印刷データ等の送受信が可能である。

次に、上記構成から成る画像形成装置１におけるキャリブレーション処理動作について以下に説明を行う。本実施形態の画像形成装置１では、所定の枚数（例えば、従来８０枚であったが本実施形態では１６０枚）の印刷完了後に従来技術と同様のキャリブレーション処理が行われる設定とされている。所定の枚数の印刷が完了すると、ＣＰＵ１０により、メモリ部１５に記憶されている画像データのパッチパターンデータが読み込まれ、作像部１２に送られる。作像部１２では、パッチパターンデータに基づいて露光ユニット２６および各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃによって中間転写ベルト２１上に予め定められた濃度で所定の大きさのトナー像であるパッチパターンが形成される。そして、濃度センサ２５により、中間転写ベルト２１上に形成されたパッチパターンにおける各色のトナーの濃度が測定されて、ＣＰＵ１０に入力される。そして、ＣＰＵ１０により、メモリ部１５に記憶された各色のトナーの基準濃度と測定結果である各色のトナーの測定濃度が比較されて、各色のトナーの基準濃度に対する各色のトナーの測定濃度のズレ量が求められる。そして、次回の印刷時から、中間転写ベルト２１上に形成されるトナー像の濃度のズレ量が無くなるように、露光ユニット２６のレーザ発光量および作像部１２における現像バイアスの設定値等が補正される。

なお、上記構成から成る画像形成装置１は、印刷時に各帯電器に供給される基準帯電電流値の補正制御に特徴を有している。そこで、以下では、図６のフローチャートを参照しながら本実施形態の画像形成装置１の印刷時における各帯電器に供給される基準帯電電流値の補正制御について詳細な説明を行う。

本実施形態の画像形成装置１では、ステップＳ６−１で、パソコン５１から送信された印刷データをインタフェース部１６が受信すると、その印刷データの受信に伴う信号がインタフェース部１６からＣＰＵ１０に入力される。そして、ＣＰＵ１０により印刷データの印刷動作の開始が認識されると、インタフェース部１６が受信した印刷データが、ＣＰＵ１０によって一旦メモリ部１５に格納され後、再び読み出されて印刷データから画像データが抽出されて作像部１２に送られる。

そして、メモリ部１５に記憶されている前述した基準情報の基準環境温度、基準帯電電流値および基準表面電位値が読み込まれる。例えば、ＣＰＵ１０によりメモリ部１５から基準環境温度２５℃、基準帯電電流値３００μＡおよび基準表面電位値４０２Ｖが読み込まれる。また、ＣＰＵ１０により、印刷済み枚数のカウントが開始される。

また、このとき、給紙カセット１４１から給紙ローラ１４２により用紙が排出され、搬送ローラ１４３に搬送される。そして、搬送ローラ１４３まで搬送された用紙が搬送ローラ１４３によりレジストローラ１４４に搬送される。

続いて、ステップＳ６−２で、ＣＰＵ１０により、これから１枚目の印刷が行われると認識される場合には（Ｓ６−２ＹＥＳ）、ステップＳ６−３で、ＣＰＵ１０の制御により、以下のように、画像形成動作（すなわち、印刷動作）の開始前に初期動作として各帯電器２９ａ〜２９ｄに対する帯電条件の設定が行われる。

まず、画像形成動作（すなわち、印刷動作）の開始前に、すなわち、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄへのトナー像の形成前に、ＣＰＵ１０から電源（不図示）に基準帯電電流値（例えば、３００μＡ）が入力され、電源（不図示）から基準帯電電流（例えば、３００μＡ）が帯電器２９ａに供給される。そして、この時の感光体ドラム２７ａの表面電位が表面電位センサ３３によって測定され、その測定結果である初期表面電位測定値（例えば、４０５Ｖ）がＣＰＵ１０に入力される。ＣＰＵ１０により、初期表面電位測定値（例えば、４０５Ｖ）が一旦、メモリ部１５に記憶される。続いて、ＣＰＵ１０により、メモリ部１５から前述の基準表面電位値、初期表面電位測定値、基準環境温度、温度特性情報および初期温度変換式（１）が読み込まれ、初期環境温度が求められる。例えば、基準表面電位値が４０２Ｖ、表面電位測定値が４０５Ｖ、基準環境温度が２５℃、温度特性情報が０．８Ｖ／ｄｉｖである場合には、作像部１２の初期環境温度Ｔ［℃］は、初期温度変換式（１）から

となる。なお、ΔＶは、表面電位測定値からの基準表面電位値の減算を意味する。

そして、ＣＰＵ１０により、メモリ部１５に記憶されている１枚目の印刷が行われる際に各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面を基準表面電位に設定するための初期環境温度と帯電電流値の関係を示す初期帯電電流設定テーブルから各帯電器２９ａ〜２９ｄの初期帯電電流値が求められる。そして、ＣＰＵ１０により、各帯電器２９ａ〜２９ｄの帯電条件である初期帯電電流値が電源（不図示）に入力されて、帯電条件の設定が行われる。

続いて、ステップＳ６−２で、ＣＰＵ１０により、これから１枚目の印刷でないと認識される場合には（Ｓ６−２ＮＯ）、ステップＳ６−４で、ＣＰＵ１０により、後述する各帯電器２９ａ〜２９ｄの基準帯電電流の補正値がメモリ部１５から読み込まれた後、基準帯電電流に各帯電器２９ａ〜２９ｄの基準帯電電流の補正値がそれぞれ加算され、各帯電器２９ａ〜２９ｄの帯電条件である補正済みの基準帯電電流値が求められる。そして、ＣＰＵ１０により、各帯電器２９ａ〜２９ｄの新たな帯電条件である補正済みの基準帯電電流値が電源（不図示）に入力されて、帯電条件の設定が行われる。

続いて、ステップＳ６−５で、帯電工程において、帯電条件の設定済みの電源（不図示）から帯電電流が供給された各帯電器２９ａ〜２９ｄにより各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面が、帯電条件に応じた所定の表面電位に均一に帯電される。

続いて、ステップＳ６−６で、露光工程において、各帯電器２９ａ〜２９ｄにより所定の電位に均一に帯電された各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に、画像データに基づいて露光ユニット２６によって静電潜像が形成される。続いて、現像工程において、ブラック作像部Ｂｋ、イエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍ、シアン作像部Ｃではそれぞれ、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に形成された静電潜像に現像器２８ａ〜２８ｄによってブラック、イエロー、マゼンダ、およびシアンのトナーが付着されてトナー像が形成されることで現像が行われる。そして、１次転写工程において、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に形成されたブラック、イエロー、マゼンダ、およびシアンのトナー像が、中間転写ベルト２１上にシアン、マゼンダ、イエロー、およびブラックの順に重ね合わされて転写されることで、中間転写ベルト２１上に画像データに基づくカラーのトナー像が形成される。

続いて、ステップＳ６−７で、クリーニング工程において、中間転写ベルト２１への１次転写を終えた各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面に残留したトナーが、各クリーニング部３１ａ〜３１ｄに除去されて回収される。除電工程において、各除電器３０ａ〜３０ｄによって、その対応する各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの表面の除電が行われる。

続いて、ステップＳ６−８で、ＣＰＵ１０から電源（不図示）にブラック作像部Ｂｋの帯電器２９ａに基準帯電電流値が入力され、電源（不図示）から帯電器２９ａに基準帯電電流が供給される。そして、基準帯電電流が供給された帯電器２９ａにより感光体ドラム２７ａに電荷が照射されて感光体ドラム２７ａの表面が帯電される。そして、ＣＰＵ１０の制御により、表面電位センサ３３によって帯電した感光体ドラム２７ａの表面電位が測定され、その測定結果である感光体ドラム２７ａの表面電位測定値が表面電位センサ３３からＣＰＵ１０に入力される。

続いて、ステップＳ６−９で、ステップＳ６−８において入力された表面電位測定値に基づいてＣＰＵ１０により以下のように各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ周辺の環境温度変化量の算出が行われる。なお、以下では、本発明を理解しやすいように、ステップＳ６−３おいて得られる初期環境温度を２８．７５℃および初期表面電位測定値を４０５Ｖ、ステップＳ６−８において得られる表面電位測定値を４１５Ｖ（基準帯電電流が３００μＡの時）とし、メモリ部１５に、前述の温度特性情報として前述の０．８Ｖ／ｄｉｖが記憶されているものとして説明を行う。

まず、ＣＰＵ１０によって、ステップＳ６−８において測定された表面電位測定値４１５Ｖ、初期表面電位測定値４０５Ｖ、および温度特性情報０．８Ｖ／ｄｉｖと温度変化量変換式（２）からブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）が、以下のように求められる。ブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）は、温度変化量変換式（２）から

となる。

続いて、ＣＰＵ１０により、ブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）＝１２．５℃に対するイエロー作像部Ｙの環境温度変化量△Ｔ（Ｙ）＝９．２℃、マゼンダ作像部Ｍの環境温度変化量△Ｔ（Ｍ）＝７．１℃およびシアン作像部Ｃの環境温度変化量△Ｔ（Ｃ）＝５．８℃が、図４のブラック作像部の温度上昇量に対する各作像部の温度上昇量のグラフに対応する前述の温度補正テーブルから抽出されて求められる。なお、図４のグラフ内に記載された補助線Ｂは、ブラック作像部Ｂｋの温度上昇量１２．５℃を示す。また、図４のグラフに示す補助線Ｂとのイエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍおよびシアン作像部Ｃの温度上昇量曲線の交点が、ブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）＝１２．５℃に対するイエロー作像部Ｙの環境温度変化量△Ｔ（Ｙ）＝９．２℃、マゼンダ作像部Ｍの環境温度変化量△Ｔ（Ｍ）＝７．１℃およびシアン作像部Ｃの環境温度変化量△Ｔ（Ｃ）＝５．８℃に対応する。

続いて、ステップＳ６−１０で、ＣＰＵ１０によって、ステップＳ６−９で得られた各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ周辺の環境温度変化量、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃、および図５に示す帯電電流補正テーブルから各帯電器２９ａ〜２９ｄの基準帯電電流の補正値が以下のように抽出決定されて、メモリ部１５に記憶される。

ブラック作像部Ｂｋの帯電器２９ａに供給される基準帯電電流の補正値は、図５に示す帯電電流補正テーブルにおいて、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃が、環境温度２０℃以上３０℃未満の温度範囲にあり、ブラック作像部Ｂｋの環境温度変化量△Ｔ（Ｂｋ）１２．５℃が、温度上昇量１２℃以上１６℃未満の温度範囲にあることから、ＣＰＵ１０によって帯電電流補正テーブルから１４μＡが抽出されてメモリ部１５に記憶される。

イエロー作像部Ｙの帯電器２９ｂに供給される基準帯電電流の補正値は、図５に示す帯電電流補正テーブルにおいて、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃が、環境温度２０℃以上３０℃未満の温度範囲にあり、イエロー作像部Ｙの環境温度変化量△Ｔ（Ｙ）９．２℃が、温度上昇値８℃以上１０℃未満の温度範囲にあることから、ＣＰＵ１０によって帯電電流補正テーブルから８μＡが抽出されてメモリ部１５に記憶される。

マゼンダ作像部Ｍの帯電器２９ｃに供給される基準帯電電流の補正値は、図５に示す帯電電流補正テーブルにおいて、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃が、環境温度２０℃以上３０℃未満の温度範囲にあり、マゼンダ作像部Ｍの環境温度変化量△Ｔ（Ｍ）７．１℃が、温度上昇値６℃以上８℃未満の温度範囲にあることから、ＣＰＵ１０によって帯電電流補正テーブルから６μＡが抽出されてメモリ部１５に記憶される。

シアン作像部Ｃの帯電器２９ｄに供給される基準帯電電流の補正値は、図５に示す帯電電流補正テーブルにおいて、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃が、環境温度２０℃以上３０℃未満の温度範囲にあり、シアン作像部Ｃの環境温度変化量△Ｔ（Ｃ）５．８℃が、温度上昇値４℃以上６℃未満の温度範囲にあることから、ＣＰＵ１０によって帯電電流補正テーブルから４μＡが抽出されてメモリ部１５に記憶される。

なお、この時点でのイエロー作像部Ｙの環境温度Ｔ（Ｙ）、マゼンダ作像部Ｍの環境温度Ｔ（Ｍ）およびシアン作像部Ｃの環境温度Ｔ（Ｃ）は、ブラック作像部Ｂｋの初期環境温度２８．７５℃、イエロー作像部Ｙの環境温度変化量△Ｔ（Ｙ）９．２℃、マゼンダ作像部Ｍの環境温度変化量△Ｔ（Ｍ）７．１℃およびシアン作像部Ｃの環境温度変化量△Ｔ（Ｃ）５．８℃から、

となる。

一方、ステップＳ６−６において中間転写ベルト２１に１次転写されたトナー像は、２次転写工程において、２次転写ローラ３４と支持ローラ２２に支持された中間転写ベルト２１とのニップ部で、２次転写ローラ３４によってレジストローラ１４４から搬送されてきた用紙に転写される。続いて、トナー像が形成された用紙は、定着部１３で加熱および加圧されてトナー像が用紙に定着され、排紙ローラ１４５に送られる。そして、排出ローラ１４５によって、トナー像が形成された印刷済みの用紙が排紙トレイ１４６に排紙される。

続いて、ステップＳ６−１１で、ＣＰＵ１０により、残りの印刷出力が有ると判定される場合には（Ｓ６−１１ＹＥＳ）、ステップＳ６−１２で、ＣＰＵ１０により、印刷済み枚数がカウントアップされた後、ステップＳ６−２に戻る。前述したように、ステップＳ６−２を経た後、ステップ６−４でメモリ部１５に記憶された各帯電器２９ａ〜２９ｄの基準帯電電流の補正値が、加算されて補正された補正済みの基準帯電電流値が用いられて帯電条件の設定が行われる。

また、ステップＳ６−１１で、ＣＰＵ１０により、残りの印刷出力が無いと判定される場合には（Ｓ６−１１ＮＯ）、ステップＳ６−１３で、ＣＰＵ１０により、本動作における印刷済み枚数のカウントがクリアされ、本動作は完了となる。なお、ステップＳ６−１３でクリアされる印刷済み枚数のカウントとは、別に本動作を含めたトータルの印刷済み枚数のカウントが、ＣＰＵ１０によってカウントされてメモリ部１５に記憶される。

以上で説明したように、本実施形態の画像形成装置１は、画像形成動作（印刷動作）の開始前および各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄに残留したトナーがクリーニング部３１ａ〜３１ｄにより除去後にそれぞれ、基準帯電電流が供給された帯電器２９ａにより帯電されたブラック作像部Ｂｋの感光体ドラム２７ａの表面電位が、表面電位センサ３３によって測定され、その測定結果である初期表面電位測定値と表面電位、および温度変換情報に基づいて、画像形成動作（印刷動作）開始前の作像部１２の初期環境温度およびそのトナーの除去後における各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの環境温度変化量が求められ、更に、初期環境温度および環境温度変化量に基づいて、帯電電流補正情報から各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの基準帯電電流の補正値を抽出され、その補正値に基づいて、次の画像形成（印刷動作）時に、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの帯電器２９ａ〜２９ｄに供給される基準帯電電流が補正される構成とされている。

従って、本実施形態の画像形成装置１であれば、表面電位センサ３３を１つ追加するだけで、各帯電器２９ａ〜２９ｄの帯電電流の補正を行うことが可能になるとともに、各帯電器２９ａ〜２９ｄによって帯電される各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄにおける表面電位の環境温度の変動に伴うトナー像の階調特性の変動を抑制することが可能となり。そのため、用紙へ画像形成されたトナー画像の安定した色再現性を実現することが可能となる。また、本実施形態の画像形成装置１では、現像バイアスやレーザ光量などの補正に関しては、従来のキャリブレーション処理動作を行う必要となるが、２枚目以降の印刷時に各帯電器２９ａ〜２９ｄの基準帯電電流の補正が行われ、各帯電器２９ａ〜２９ｄによって帯電される各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄにおける表面電位の変動を抑制することが可能であるため、従来のキャリブレーション処理動作が必要となる間隔を伸ばすことが可能になる。すなわち、キャリブレーション処理回数を極力少なくすることが可能となる。そのため、トナーの消費量も減少させることができ、１枚あたりの印刷コストを抑えることが可能となる。

また、本実施形態の画像形成装置１は、表面電位センサ３３が温度変動の大きい定着部１３に最も近いブラック作像部Ｂｋに備えられることで、その他の作像部Ｙ、Ｍ、Ｃの温度変化をより推測し易い構成とされているため、全ての作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに表面電位センサ３３を備えることなく、各作像部Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの適正な基準帯電電流の補正値を求めることが可能になる。なお、表面電位センサの代わりに、定着部１３に備えられたヒータ（不図示）の制御用の温度センサ（不図示）を用いて各帯電器２９ａ〜２９ｄの帯電電流の補正を行うよりも、実際に帯電した感光体ドラム２７ａの表面電位を測定することで、帯電電流の補正の精度が向上する。

また、上記の実施形態の画像形成装置１は、ブラック作像部Ｂｋ、イエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍおよびシアン作像部Ｃの４つの作像部を備えた構成であったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、少なくとも３つの作像部、例えば、イエロー作像部Ｙ、マゼンダ作像部Ｍおよびシアン作像部Ｃを備えた構成でもよく、上記と同様な効果を得ることが可能である。

また、上記の実施形態では、カラー画像の形成が可能なタンデム方式の画像形成装置、所謂、プリンタを例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、複写機、プロッタ、ファクシミリ等の画像形成装置に幅広く適用することが可能である。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

本発明は、プリンタ、複写機、プロッタやファクシミリなどの画像形成装置全般に広く適用が可能であり、トナー像の階調性の変動抑制およびトナーの削減に有用な技術である。

は、本発明に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。 は、本発明に係る画像形成装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。 は、１ジョブ間における連続印刷時の各作像部周辺の温度上昇量を示す表である。 は、ブラック作像部Ｂｋの温度上昇量に対する各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃの温度上昇量を示すグラフである。 は、初期環境温度と環境温度変化量から各作像部の各帯電器に供給される基準帯電電流値の補正値を求めるための帯電電流補正値テーブルである。 本実施形態の画像形成装置１の印刷時における各帯電器に供給される基準帯電電流値の補正制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１ 操作表示部
１２ 作像部
１３ 定着部
１４ 用紙搬送部
１４１ 給紙カセット
１４２ 給紙ローラ
１４３ 搬送ローラ
１４４ レジストローラ
１４５ 排紙ローラ
１４６ 排紙トレイ
１５ メモリ部
１６ インタフェース部
２１ 中間転写ベルト
２２、２３ ベルトローラ
２４ ベルトクリーニング部
２５ 濃度センサ
２６ 露光ユニット
２７ａ〜２７ｄ 感光体ドラム
２８ａ〜２８ｄ 現像器
２９ａ〜２９ｄ 帯電器
３０ａ〜３０ｄ 除電器
３１ａ〜３１ｄ クリーニング部
３２ａ〜３２ｄ トナーコンテナ
３３ 表面電位センサ
３４ ２次転写ローラ
５０ ネットワーク
５１ パソコン
Ｂｋ ブラック作像部
Ｙ イエロー作像部
Ｍ マゼンダ作像部
Ｃ シアン作像部

Claims (2)

1. トナー像が形成される像担持体と、供給される帯電電流に応じて該像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電された該像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像してトナー像を前記像担持体に形成させる現像手段と、前記像担持体に形成されたトナー像の転写後に、前記像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有した作像部を少なくとも３つ備えたカラー画像の形成が可能な画像形成装置において、
   前記作像部のうち、１つの作像部に備えられ、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面電位を測定する電位測定手段と、
   該電位測定手段により測定された表面電位から画像形成動作開始前の作像部の初期環境温度と各作像部の環境温度変化量を得るための温度変換情報、および各作像部の帯電手段に供給される基準帯電電流の補正値を得るための帯電電流補正情報を記憶する記憶手段と、
   画像形成動作開始前および前記クリーニング手段によるトナーの除去後に、前記基準帯電電流の供給を受けた前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の表面電位を前記電位測定手段に測定させ、その測定結果の表面電位および前記温度変換情報に基づいて、前記初期環境温度および前記トナーの除去後における各作像部の環境温度変化量を求める環境温度算出手段と、
   該環境温度算出手段により求められた該初期環境温度および該各作像部の環境温度変化量に基づいて、前記帯電電流補正情報から各作像部の前記基準帯電電流の補正値を抽出する補正値抽出手段と、
   該補正値抽出手段により抽出された各作像部の前記基準帯電電流の補正値に基づいて、次の画像形成時に各作像部の帯電手段に供給される前記基準帯電電流を補正する帯電電流補正手段と、を有して成ることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写するための転写手段と、用紙に転写された該トナー像を加熱および加圧して該トナー像を用紙に定着させる定着手段と、を有し、
   前記電位測定手段は、該定着手段に最も近い作像部に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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