JP2007304184A

JP2007304184A - 画像形成装置および画像形成装置の帯電電圧更新方法

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Publication number: JP2007304184A
Application number: JP2006130306A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Morikuni; 修市森國
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】長期間経時的な変化に対応して全く不具合のない画像を得る画像形成装置を提供する。またユーザの使用状況に対応した補正を行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体の膜厚、累積コピー枚数または前記感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、前記感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧を記憶部に記憶する。感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、累積コピー枚数をカウントするコピーカウンタまたは感光体の累積回転時間を計測する累積時間計もしくは累積回転回数をカウントする累積回転回数計と、感光体周辺の温度および湿度を計測する温度および湿度計測手段を備える。前記累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数、温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された帯電電圧を前記計測された表面電位で更新する。
【選択図】図６

Description

本発明は、感光体の表面を露光して潜像を形成し、この潜像をトナーにより顕像化し、記録用紙にトナー定着する画像形成装置に関し、特に感光体の帯電電圧を制御するものである。

電子写真方式の画像形成装置は、温度、湿度等の環境条件の変化、感光体及び現像剤の劣化により画像濃度が変化する。例えば、ＯＰＣ感光体、Ｓｅ感光体は低温時に表面電位が低下し、画像濃度が変化する。またトナーは粉末状であり、摩擦帯電させるので、高湿度時にトナーの電荷保持力が低下し、画像濃度が高くなる。低湿度時は濃度が低くなる。更に感光体は使用に伴い膜減りを生じ、感光体の表面電荷が増加し、画像濃度が暗くなる。また帯電器の劣化等により画像濃度が変化する。
このような要因による画像濃度の変化を補正するために、感光体の帯電電位を制御することが一般的に行われている。例えば、特許文献１は、感光体を所定の帯電電位に帯電し、その帯電領域に露光してトナーを付着させることによりトナー像を形成し、そのトナー像の濃度を検出して、検出濃度に基づいて帯電電位を制御するものである。

この特許文献１の技術では、黒色部の画像濃度が十分な場合、白地部の白色度としては非常に品質の悪いものとなる。この点を解決するため、特許文献２は、黒色部では十分な画像濃度を得るとともに、白地部では十分な明るさを持った品質のよい画像を得るプロセスコントロール技術を開示している。即ち、特許文献２は、予め決められた所定の濃さが得られるように帯電電位を設定することで黒色部に十分な濃度が得られるようにし、その帯電電位で帯電を行った後に、感光体の表面電位を現像バイアス電位にまで光減衰させるのに必要な光量が得られるようにコピーランプ光量を補正することで、白色部で十分な明るさが得られるようにするものである。
特開昭６０−８０８７１号公報特開平７−１５２２１１号公報

特許文献２により、黒色部では十分な画像濃度を得るとともに、白地部では十分な明るさを持った品質のよい画像を得ることができる。また特許文献２は、環境温度とコピーランプ電圧補正量の関係をテーブル形状にして露光光量制御部に記憶し、コピーランプ光量補正量を求めた後、計算式を用いてコピーランプ光量を求める技術を記載している。

しかしながら、予め制御テーブルを用意する場合は、そのデータを収集するための実験またはシミュレーション等の作業が膨大であるとともに、画像形成装置の使用状況に適合しなくなることがある。例えば、装置の個体差、その装置に使用される紙質と枚数の累積差（例えば、上質紙、普通紙、再生紙の違いとその紙質ごとの使用枚数差）、印刷濃度の差、写真モードやテキストモ−ド、カラーやモノクロのようなモ−ドの差、連続印刷枚数の差、マルチコピー枚数の差、その他使用態様の差により、感光体の膜減り量が異なる。このため、非常に木目細かい条件の変化に対応することができなくなり、制御テーブルに齟齬を生じる恐れがある。

また表面電位センサーによって計測された表面電位により、帯電器の帯電電圧を制御する場合は、表面電位センサーが故障したときや正確な帯電電位が計測されないとき、帯電器の制御不良を生じ、プロセスコントロールが実施できなくなる。そのため故障が発生し、サービスマンコール回数が増加する。
本発明は以上のような問題を解決するものであり、長期間経時的な変化に対応して全く不具合のない画像を得る画像形成装置を提供するものである。またユーザの使用状況に対応した補正を行うことができる画像形成装置を提供するものである。

本発明画像形成装置は、前記課題を解決するために、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体の膜厚、累積コピー枚数または前記感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、前記感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧を記憶する記憶部と、前記感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、前記累積コピー枚数をカウントするコピーカウンタまたは前記感光体の累積回転時間を計測する累積時間計もしくは累積回転回数をカウントする累積回転数計と、前記感光体周辺の温度および湿度を計測する温度および湿度計測手段と、前記コピーカウンタによりカウントされた累積コピー枚数または前記累積時間計により計測された累積回転時間もしくは累積回転数計によりカウントされた累積回転数、前記温度および湿度計測手段により計測された温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された帯電電圧を前記表面電位計測手段により計測された表面電位で更新する帯電電圧更新手段とを備えるものである。これにより、長期間経時的な変化に対応して全く不具合のない画像を得ることができる。またユーザの使用状況に対応した補正を行うことができる。

また本発明は、前記帯電電圧更新手段により更新された帯電電圧により感光体を帯電させることが望ましい。これにより、帯電電圧は、常に最新の補正された帯電電圧に制御することができる。
また本発明の帯電器は、コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器、ローラ型接触帯電器、ブラシ型接触帯電器のいずれかであることが望ましい。このように本発明は各種帯電器に適用することができる。
また本発明の記憶部は、感光体の膜厚または累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧をテーブルで記憶することが望ましい。これにより、感光体の膜減りまたはコピー枚数、または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数、温度や湿度のような環境変化に対応して素早く帯電電圧を制御することができる。また非常に木目細かい変化に対応することができ、制御テーブルを有効に利用することができる。

また本発明の帯電電圧更新手段は、更新の際に前記記憶された帯電電圧と前記表面電位計測手段で計測された表面電位との平均値、または加重平均値を更新することが望ましい。これにより、簡便な演算処理により計測された表面電位に収束することができる。そしてその収束の程度を任意に変化させることができる。
また本発明の帯電電圧更新手段は、前記更新した帯電電圧に隣接する電圧値を更新することが望ましい。これにより、簡便な演算処理により隣接する帯電電圧も更新し、隣接条件に変化したときも滑らかに制御することができる。

また本発明において、更新回数が所定回数以降は、その画像形成装置では使用状況が異なることはほぼないと考えられるので、更新回数を減少させることが望ましい。これにより記憶部記憶されたテーブルを使用して制御することができ、そのため印刷ジョブ効率を低下させることがない。
また本発明は、表面電位計測手段の不良を検出したときは、前記記憶された帯電電圧により、帯電電圧を制御することが望ましい。これにより表面電位計測手段が不良の場合でもそれ以前に更新した値で制御し、正常印字を継続することができ、表面電位計測手段の故障や計測不良のときも実質的にプロセスコントロールを実施することができる。

更に、本発明は別の観点によれば、画像形成装置の帯電電圧更新方法であり、感光体の膜厚、累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧を記憶する記憶部を備えた画像形成装置であって、感光体の表面電位を計測するステップと、
累積コピー枚数をカウントまたは感光体の累積回転時間を計測もしくは累積回転回数をカウントするステップと、感光体周辺の温度および湿度を計測するステップと、前記カウントされた累積コピー枚数または計測された累積回転時間もしくはカウントされた累積回転回数、計測された温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された帯電電圧を前記計測された表面電位により更新するステップとを備える。これにより、記憶部に記憶された帯電電圧を更新することができる。

本発明の画像形成装置によれば、長期間経時的な変化に対応して全く不具合のない画像を得る画像形成装置を実現することができる。またユーザの使用状況に対応した補正値が学習作成され、装置の個体差、その装置に使用される紙質と枚数の差、累計の印刷濃度の差、写真モードやテキストモ−ド、カラーやモノクロのようなモ−ドの差、連続印刷枚数の差、マルチコピーの差に対応した木目細かい制御を行うことができる画像形成装置を実現することができる。

本発明の画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を有する複合機のように電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置に適用されるものであり、カラー対応機、モノクロ対応機にも適用できるものである。
図１は、画像形成装置の画像形成部分１００を示す構成図である。画像形成装置は、感光体１と、その外周に配置した、帯電手段２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６、除電手段７等からなり、更に定着手段８を備えて構成される。この画像形成部分１００に、給紙装置（図示しない）より搬送路により記録用紙９が転写手段５の転写タイミングに合わせて搬送され、転写後、定着手段８により記録用紙９にトナーが定着され、そして画像形成装置外へ排出される。図１には、記録用紙９は便宜的に長い連続用紙のように示しているが、適当な用紙サイズの記録用紙が搬送手段によって搬送される形式のものが使用される。

上記帯電手段２は、感光体１の表面を所定の電位（例えば、−４００〜―８００Ｖ、好ましくは−５００〜−７００Ｖ）に均一に帯電させる装置であり、帯電制御部２ａと帯電器２ｂを備え、帯電制御部２ａにより感光体１の表面電位が制御される。帯電器としてはスコロトロン帯電器が使用できる。この他にローラ型、ブラシ型の接触式帯電装置を使用することができる。
この図１では、スコロトロン帯電器のグリッドが給電手段１１に接続され、給電手段１１よりグリッド電圧が供給される方式を示す。帯電手段２は、給電手段１１よりグリッド電圧が供給され、グリッド電圧制御部により制御された電圧をグリッドに印加して感光体１を帯電させる。帯電手段２の詳細は後述する。

露光手段３は、帯電手段２によって均一に帯電された感光体１の表面に、画像情報に応じた光を感光体の軸方向に走査して露光することによって、露光後の表面電位ＶＬを例えば、−７５Ｖ以下にして、静電潜像を形成する。なお、本発明は正規現像方式、反転現像方式のどちらの方式にも適用可能であるが、ここでは後者の方式を説明する。
露光手段３は、原稿読取台に載置された原稿を照明し、原稿からの反射光をミラー、レンズのような光学系を介して、ＣＣＤで読み取り、その読み取った画像信号をデジタル信号に変換した後、画像処理して画像信号を生成し、この画像信号により光をＰＷＭ変調により制御して、感光体１を軸方向に走査し、露光する。この他にパソコンやインターネットを通して取得した画像信号を用いてもかまわない。露光用光源としては露光用レーザ、露光用ＬＥＤアレイ、または露光用ランプが用いられる。露光手段３は、例えば露光エネルギーを制御する制御部（図示しない）を備え、露光パワーを制御する。

現像手段４は、静電潜像が形成された感光体１の表面にネガまたはポジ現像方式で顕像化するため、トナーを供給してトナー像を形成するものである。現像方式は、乾式２成分現像方式が用いられる。現像手段４は感光体１に近接対向させた現像スリーブ（図１は現像スリーブを示している）４ａを備え、更に現像器内にトナーと、キャリアとを攪拌する攪拌機を備え、トナーをマイナスに摩擦帯電させる。現像器内には、この他にトナー補給ローラ、トナー補給口、補給用トナーボトルを備える。また現像スリーブ４ａには、給電部１１から現像バイアスが供給される。したがって、トナーを保持した現像スリーブ４ａが静電潜像を形成した感光体１に当接または接近すると、感光体１と現像スリーブ４ａとの間の電位差により、現像スリーブ４ａの表面のトナーが静電潜像に転位する。これにより顕像化される。

転写手段５は、記録用紙９を挟んで感光体１と対向位置に配置され、給電手段１１より、例えばプラス５μＡの給電を受ける。感光体１の表面のトナー像が転写手段５に近接すると、感光体１と転写手段５の電位差により、感光体１の表面に静電気で付着したトナー像が転写手段５の方向に転移する。その際、レジストローラにより、トナー像が感光体１から転写手段５へ転移するタイミングを図って、感光体１と転写手段５の間に記録用紙９が搬送される。このようにして、トナー像が記録用紙９に転写される。
ここでは転写手段５は、直接記録用紙９に転写される方式を説明したが、このような方式はモノクロ画像を形成する場合には都合のよい方式である。カラー画像を形成する場合は、図１に示した画像形成部分１００をＹＭＣＫ各色ごとに用意し、ＹＭＣＫ画像形成部分１００により形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を中間転写ベルトに順次重ねて転写して、フルカラーのトナー像を形成する方式を使用するとよい。

クリーニング手段６は、感光体１の表面に残留するトナーを回収するもので、感光体１の表面に板状に形成したウレタンゴムなどからなるクリーニングブレードを当接するように配置して構成される。またはベルトクリーニングを感光体に接触するように配置して構成される。
除電手段７は、感光体上の残留電位を除去するものであり、除電ランプが使用される。
定着手段８は、トナー像が転移された記録用紙を加圧および加熱することにより、トナーを溶融し、かつ加圧して記録用紙に定着させる。
給電手段１１は、例えば変圧器と整流器とコンバータ等を備え、帯電手段２に放電電流およびグリッドバイアスを供給するため放電電流発生部および、グリッドバイアス発生部、現像手段４に現像バイアスを供給するため現像バイアス発生部および転写手段５に転写電流を供給するため転写電流発生部を備える。この他に定着手段７の加熱ローラのヒータに電力を供給する電源、感光体の内部ヒータに電力を供給する電源を備えてもよい。

本発明の画像形成装置は、電子写真プロセスに影響のある情報を取得するために、次のようなセンサーを設置している。
例えば感光体１の帯電部電位Ｖｄ、露光部電位Ｖｌ、残留電位Ｖｓ、その他の電位を測定する表面電位計２１が、帯電手段２と露光手段３の間、または露光手段３と現像手段４の間で感光体１の表面に近接して配置される。表面電位計２１は、１個でもよいが、複数個を感光体の軸方向に並べて配置し、感光体の軸方向の数箇所を、感光体の回転とともに所定時間間隔で測定してもよい。

表面電位計２１は、図２に示すように、非接触で感光体の表面電位を測定する振動容量型表面電位計が使用される。振動容量型表面電位計は、感光体１の表面から１．７〜２．３ｍｍの距離に測定電極３１を配置し、この測定電極３１と感光体１の間に配置したフォーク３２、３３と、チョッピング手段として振動用圧電素子３４と、振動検出用圧電素子３５を配置し、測定電極３１に誘起される電荷を計測手段３６で測定することにより、表面電位を測定するものである。振動容量型表面電位計としては、音叉型チョッパー装置、モータ型チョッパー装置、振り子型チョッパー装置であってもよい。
表面電位計２１は、その動作出力が正常でない場合、出力が得られない場合、動作不良または故障を検出する手段、例えば出力の有無を検出する手段（図示しない）を備える。

またトナー付着量検出センサー２２が現像手段４の下流側に、かつ転写手段５より上流側に配置される。トナー付着量検出センサー２２は、例えば赤外線または可視光を発光する発光素子から感光体１に光を照射して、その反射光を受光素子で受光し、その受光量に基づいてトナー付着量を測定するものである。いわゆるフォトインタラプタ型光電素子を使用する。
中間転写ベルト方式では１次転写よりも下流位置で中間転写ベルト上のトナー付着量を反射式光学センサで測定しても良い。

また画像形成部の温度、湿度を検出するために温度センサー２３、湿度センサー２４が設けられる。温度センサー２３、湿度センサー２４は画像形成部の雰囲気を検出する場所であればよく、望ましくは感光体１の近傍である。
更に本発明は、累積コピー枚数カウンタ２５、感光体１の累積回転時間計２６を備える。累積コピー枚数カウンタ２５の設置場所は特に限定がなく、記録用紙の搬送枚数をカウントすることができる位置であればよい。また感光体１の回転時間計２６は感光体の回転軸や感光体の回転に従動するローラの回転を監視して、その時間を計測すればよい。回転時間計２６に代えて感光体の回転数をカウントする累積回転回数計を使用しても良い。また感光体の交換時に感光体の交換回数をカウントするカウンタを備える。

ここで、電子写真プロセスにおける反転現像方式の各電位関係は、次の通りである。まず感光体１が帯電手段２により均一に表面電位Ｖｏに帯電され、その帯電部分が露光手段３により露光されると、その露光された部分は、露光部電位ＶＬになる。ここで、現像バイアス電圧Ｖｂと露光部電位ＶＬとの差（Ｖｂ−ＶＬ）が現像ポテンシャルと称され、この現像ポテンシャルに比例した量のトナーが感光体１の表面に付着して、現像が行なわれる。この感光体１の表面に付着したトナーが記録用紙８に転写されることにより、記録用紙８に画像が形成される。このように、トナー付着量は現像ポテンシャルの大きさによって変化する。即ち、感光体１の表面電位とトナー帯電量とトナー付着量の関係は、感光体１の表面には現像ポテンシャル（Ｖｂ−ＶＬ）に比例してトナーが付着し、トナー付着量はトナー帯電量に反比例する。

一般に、画像形成装置は、現像器内で現像剤とトナーの摩擦帯電によりマイナス帯電させるので、現像剤が長期使用されると、帯電し難くなる傾向にある。そのため、現像剤の疲労度に関係することになり、結局トナー帯電量が低いときはトナー濃度が高くなり、トナー帯電量が高いときはその逆になる。また湿度とトナー付着量の関係は、トナーのマイナス帯電は現像器内で摩擦帯電により電荷が与えられるので、低湿度のときはトナー帯電量が高く、高湿度ときは低くなる。

また感光体１は、ＯＰＣ感光体であり、肉厚２ｍｍ、直径６０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニュウム素管に、電荷発生層を膜厚１μｍ、その上に電荷輸送層を膜厚３０μｍ形成したものである。この感光体は、通常その表面に現像スリーブ４ａやクリーニング手段６および記録用紙が当接するので、感光体１の表面層となる電荷輸送層が削れて膜厚が薄くなるとともに露光感度が経時変化する。そのため感光体１の光減衰特性が変動し、最適現像バイアスがずれてしまう。その結果、濃度変動となる。

更に、転写手段５の転写電流によって転写濃度が変化し、また定着手段８の加熱温度、加圧の程度によっても画像濃度が変化する。
以上のように、トナー付着量は、感光体帯電電位、現像バイアス、露光エネルギー、現像ポテンシャル、トナー帯電量、トナー濃度、転写電流、温度、湿度などによって決定される。

本発明に使用されるスコトロン帯電器は、図３に示すように感光体１の軸方向にほぼ平行に張架した放電電極４１と、この放電電極４１と感光体１の間に感光体１の電位を制御するグリッド電極４２と、放電電極４１を覆うように支持されたシールドケース４３により主要部が構成される。
放電電極４１に−５００μＡの定電流出力の直流電源４４により高圧電圧を印加すると同時に、グリッド電極４２に帯電したい所定のバイアス電圧を直流電源４５より印加することにより、感光体１の表面にコロナ放電を行って電荷を供給し、感光体表面に一定の帯電電位を与える。ここで、グリッド電極４２に印加する直流電源４５の電圧を制御することにより、感光体表面の帯電電圧を−４００〜−８００Ｖ、好ましくは−５００〜−７００Ｖに制御することが可能である。

また接触帯電器は、図４に示すように帯電ローラ５１がバネ等の付勢力（図示しない）により感光体１の表面に帯電に適した圧力で圧接し、感光体１の回転に追従的に回転する。帯電ローラ５１は芯金５２の外側に両端部を除いて導電性のゴム材５３を成型により一体加工したものである。この芯金５２の部分に帯電用電源５４から直流成分電圧５５と交流成分電圧５６を重畳した高電圧を印加することにより、感光体１の表面に帯電させる。
帯電ローラに供給する直流成分電圧５５は−４００〜−８００Ｖ、好ましくは−５００〜−７００Ｖ程度であり、この電圧を制御することにより、感光体１の帯電電圧を制御することが可能である。また交流成分電圧５６は、例えば周波数が５００〜４０００Ｈｚ、好ましくは１５００〜２０００Ｈｚ付近であり、ピークツーピーク電圧が４００〜２０００Ｖ、好ましくは７００〜１５００Ｖである。直流成分電圧を制御するとともに交流成分電圧を制御することにより、感光体１の帯電電圧を制御することが可能である。

また、帯電ローラ５１は、アルミニュウム等の金属製軸の周りに体積抵抗が１０⁶〜１０⁸Ωｃｍのゴム弾性体５３を同心的に配置し、その表面を体積抵抗がより高い１０⁸〜１０¹⁰Ωｃｍの表面保護層５７でコートして構成する。ゴム弾性体５３としては、第１の種類はブタジエン、ＥＰＤＭ等の絶縁性有機材料に、カーボン、金属粉等の導電性粉末を分散させて体積抵抗を所定値にした電子電導タイプである。第２の種類はウレタン、ヒドリン等の化学的活性を備えた極性基を分子構造内に持つ高体積抵抗の有機材料である極性ゴムまたは金属塩、界面活性剤などのイオン剤を添加した有機材料等のイオン電導タイプである。

図５は本発明の画像形成装置のブロック図を示す。
図５において、帯電ユニット６１は、図１に示した帯電手段２に相当し、帯電電圧制御部２ａを介してバスライン６２に接続される。露光ユニット６３は、図１の露光手段３に相当し、露光ユニット６３は露光パワー制御部６４を介してバスライン６２に接続される。現像ユニット６５は、図１の現像手段４に相当し、現像スリーブ４ａに現像バイアスを与え、現像バイアス制御部４ｂを介してバスライン６２に接続される。
バスライン６２にはＣＰＵ６６が接続されており、ＣＰＵ６６は、メモリ６７に記憶されたプロセス制御用シーケンスプログラム６８に基づいて、各構成要素を順次制御することにより、画像形成を実現し、また本発明の各ステップを実行し、画像形成装置の帯電電圧更新方法を実現する。メモリ６７は、更に帯電電圧補正テーブル記憶部６９、画像メモリ７０を備える。上記の表面電位計２１、トナー付着量センサー２２、温度センサー２３、湿度センサー２４の出力は、各種センサー７２の出力として示し、バスライン６２に接続される。また本発明の画像形成装置は、演算器７１、帯電電圧更新手段７３を備える。
上記帯電電圧テーブル記憶部６９、演算器７１、帯電電圧更新手段７３については後述する。

次に、本発明の画像形成装置に用いられる帯電電圧補正テーブルについて説明する。帯電電圧補正テーブルは、画像形成装置の機種ごとのように、画像形成装置に対応して、予め実験やシミュレーションにより求めたデータをテーブルにまとめたものである。
図６に示すように、本発明の帯電電圧補正テーブルは、感光体膜厚と、温度と、湿度の３次元テーブルであり、湿度を一番上に横方向に記載し、その湿度ごとに対応する温度をその下に記載する。縦方向には感光体膜厚を記載する。そして、湿度ごと、温度ごとに感光体膜厚の交点に、それに対応した帯電電圧の補正電圧を記入する。

図６のテーブルは、縦軸に感光体膜厚を記載したが、現実に使用中の画像形成装置の感光体膜厚を測定することは困難であるので、それに代って累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数で代替することができる。これは累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体膜厚が、図７に示すようにほぼ直線的な関係にあることに基づく。このように、この実施形態では累積コピー枚数、または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数を計測することにより、感光体の膜厚を推定することができる。
また図６のテーブルは帯電電圧の補正値を記入したが、帯電電圧であってもよい。

本発明の画像形成装置は以上の通りであるので、画像形成装置が運転状態にあるとき、ステップＳ１では、濃度補正を実施するプロセスコントロールのタイミングか否か判定される。濃度補正タイミングは、工場出荷時、感光体の交換時、現像剤の交換時、定期的なメンテナンス時、ジャムなど画像形成装置のトラブル対応時、１日の最初の電源投入時、所定枚数毎（例えば、１０００枚）、毎週１回、毎月１回、温度±５℃又は湿度１０％が以上変化したときなどである。
これらのタイミングは、具体的には、感光体の交換、現像剤の交換、メンテナンス、ジャムなど画像形成装置のトラブル対応など、点検・補修・交換サービス時にサービスマンによって操作されるとき、電源スイッチの投入検出信号、印刷枚数カウンタのカウント値信号、温度センサーまたは湿度センサーの出力により行なわれる。
以上のようなタイミングの全てについて実施してもよいし、１日の最初の電源投入時、所定枚数毎、温度又は湿度が所定値以上変化したとき等適宜選択的に実施してもよい。ステップＳ１は、上記タイミングが検知されるまで、繰り返し行なわれる。

以下に、初期状態の感光体膜厚３０μm、温度２５℃、湿度５０％での表面電位Ｖｏｒｅｆの設定値が−６００Ｖの感光体に対するプロセスコントロールのフローを説明する。
ステップＳ１で、プロセスコントロールを実施するタイミングであると判定されたとき、ＣＰＵ６６はステップＳ２で、例えば、現時点の温度３０℃、湿度３０％、感光体膜厚２５μmであったとすると、図６に示す帯電電圧補正テーブルを参照して、丸印を付して示すように第１の補正電圧値Ｖｃ₁の４０Ｖを得る。
ステップ３でグリッド電圧Ｖｇ＝Ｖｏｒｅｆ＋Ｖｃ₁＝−６４０Ｖに変更し、ステップ４で表面電位計測手段２１より感光体１の表面電位Ｖｏｃを取得する。この場合、例えば、グリッド電圧Ｖｇが−６４０Ｖに制御されているのに対して、感光体の表面電位Ｖｏｃが−６２０Ｖと検出されたので、第２の補正電圧Ｖｃ₂は、
Ｖｃ₂＝Ｖｃ₁−（Ｖｇ−Ｖｏｃ）＝６０Ｖを得る。

ステップＳ５で、第１の補正電圧Ｖｃ₁と第２の補正電圧Ｖｃ₂の平均値とする第３の補正電圧Ｖｃ₃を
Ｖｃ₃＝（Ｖｃ₁＋Ｖｃ₂）/２を演算器７１により計算する。
したがって、５０Ｖを得る。ここでは平均値を計算したが、帯電電圧補正テーブルより読み出した第１の補正電圧Ｖｃ₁の重みを大きくして、例えば重みを２５にして、表面電位計測手段２１より取得した第２の補正電圧Ｖｃ₂を重み７５にして、加重平均して第３の補正電圧Ｖｃ₃＝５５Ｖとしてもよい。このような加重平均は任意に設定することができる。
次にステップＳ６では、ステップＳ５で計算した第３の補正電圧Ｖｃ₃＝５０Ｖを帯電電圧更新手段７３により帯電電圧補正テーブルの該当箇所の第１の補正電圧Ｖｃ₁を更新する。すなわち、図６の場合、丸印で表示した「４０」を「５０」に更新する。
そして、ステップＳ７では、更新された第１の補正電圧Ｖｃ₁＝５０Ｖを用いてグリッド電圧Ｖｇ＝Ｖｏｒｅｆ＋Ｖｃ₁＝−６５０Ｖに変更して帯電制御部２ａを制御する。これにより表面電位計測手段２１で更新された表面電位に近づけることができる。

以上のようなステップＳ１〜Ｓ７に示した処理により、帯電電位を補正することができる。この補正された帯電電位は、当該装置におけるその使用状態に応じた値となる。このような補正動作の終了後、同じ膜厚で隣接する温度、湿度の欄も更新する。
即ち、図６の膜厚２５．０μｍ、湿度３０％、温度２０℃の欄の「３０」を、３０×５０÷４０＝３７．５に更新する。また同様に温度４０℃の欄の「５０」を、５０×５０÷４０＝６２．５に更新する。このように隣接する欄も書換えることにより、隣接条件に変化したときに滑らかな制御をすることができる。

なお、本発明の場合、感光体が所定回数以上交換されると、図６に示した３次元テーブルは、当該装置での使用状況は大きな変更がないと思われるので、図８に示したプロセスコントロールのフローを繰り返してもその数値の変更幅は小さくなる。そのため感光体が所定回数、例えば３回以上、更に好ましくは５回以上交換した場合は、図８に示したプロセスコントロールのフローを実施する回転時間のインターバルを２倍程度に延長し、実施回数を半分程度に減少させることができる。
また表面電位計２１の故障または動作不良を検出した場合は、表面電位計２１の出力によって制御せずに、図６に示す３次元テーブルを利用し、該当する第１補正電圧Ｖｃ₁を読み出して、第１補正電圧Ｖｃ₁でグリッド電圧Ｖｇを補正し制御するとよい。

画像形成装置の構成図を示す。表面電位計の概略図を示す。スコロトロン帯電器の概略図を示す。接触帯電器の概略図を示す。画像形成装置のブロック図を示す。帯電電圧補正テーブルを示す。累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体膜厚の関係図を示す。画像形成装置のフローチャート図を示す。

符号の説明

１感光体
２帯電手段
３露光手段
４現像手段
５転写手段
８定着手段
１１給電手段
２１表面電位計
２２トナー付着量センサー
２３温度センサー
２４湿度センサー
６９帯電電圧補正テーブル
７１演算器
７３帯電電圧更新手段

Claims

感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電器と、
前記感光体の膜厚、累積コピー枚数または前記感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、前記感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧を記憶する記憶部と、
前記感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、
前記累積コピー枚数をカウントするコピーカウンタまたは前記感光体の累積回転時間を計測する累積時間計もしくは累積回転回数をカウントする累積回転数計と、
前記感光体周辺の温度および湿度を計測する温度および湿度計測手段と、
前記コピーカウンタによりカウントされた累積コピー枚数または前記累積時間計により計測された累積回転時間もしくは累積回転数計によりカウントされた累積回転数、前記温度および湿度計測手段により計測された温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された帯電電圧を前記表面電位計測手段により計測された表面電位で更新する帯電電圧更新手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記帯電電圧更新手段により更新された帯電電圧により感光体を帯電させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記記憶部に、感光体の膜厚または累積コピー枚数または前記感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧をテーブルで記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記帯電電圧更新手段は、更新の際に前記記憶された帯電電圧と前記表面電位計測手段で計測された表面電位との平均値、または加重平均値を更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電電圧更新手段は、前記更新した帯電電圧に隣接する帯電電圧を更新することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記更新は、更新回数が所定回数以降は、更新回数を減少させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記表面電位計測手段の不良を検出したときは、前記記憶された帯電電圧により、帯電電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
感光体の膜厚、累積コピー枚数または感光体の累積回転時間もしくは累積回転回数と、感光体周辺の温度と、湿度に対応する帯電電圧を記憶する記憶部を備えた画像形成装置であって、
感光体の表面電位を計測するステップと、
累積コピー枚数をカウントまたは感光体の累積回転時間を計測もしくは累積回転回数をカウントするステップと、
感光体周辺の温度および湿度を計測するステップと、
前記カウントされた累積コピー枚数または計測された累積回転時間もしくはカウントされた累積回転回数、計測された温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された帯電電圧を前記計測された表面電位により更新するステップと
を備えることを特徴とする画像形成装置の帯電電圧更新方法。