JP2008134287A - 感光体の膜厚変動検出装置、及びこれを用いた画像形成ユニット、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を、簡易な手段によって検出することが可能な検出装置、及びこれを用いた画像形成ユニット、並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１５の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段１６に流れる電流を検知する電流検知手段６０と、 前記電流検知手段によって検知された電流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段６１とを備えるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、感光体の膜厚変動検出装置、及びこれを用いた画像形成ユニット、並びに画像形成装置に関するものである。

特開平５−７２８７２号公報 特開平１１−１５２１４号公報 特開２０００−１６２８３４号公報 特開２００５−８１５８１号公報

従来、電子写真方式等を採用したプリンタや複写機、あるいはファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラムの表面を帯電ロールによって所定の電位に帯電した後、当該感光体ドラムの表面に画像露光を施して、画像情報に応じた静電潜像を形成し、この感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を、現像装置によって顕像化してトナー像を形成し、当該感光体ドラム上に形成されたトナー像を、直接、記録用紙上に転写した後に、定着することにより画像を形成するか、又は中間転写体を介して記録用紙上に転写した後に、定着することにより、画像を形成するように構成されている。

かかる画像形成装置においては、ドラム状やベルト状の感光体の表面に感光膜を形成する際に、感光体の全面にわたって均一な成膜を行うことが、事実上困難であり、画像を形成するにあたって、感光体の周方向に沿って均一なトナー像を得ることが困難であった。

特開平５−７２８７２号公報に係る電子写真式複写機は、感光体と、該感光体を帯電する帯電手段と、原稿画像に応じて前記感光体に形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、該転写手段により前記転写体に転写されたトナー像を用紙上に形成する画像形成手段と、前記転写体に形成されたトナー像のトナー量を該転写体の周方向に沿って検出する検出手段と、該検出手段により検出されたトナー量に応じて前記感光体に形成されるトナー像のトナー量が該感光体の周方向に沿って均一になるように前記帯電手段の帯電出力を制御する帯電出力制御手段とを備えるように構成したものである。

感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を、簡易な手段によって検出することが可能な検出装置、及びこれを用いた画像形成ユニット、並びに画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段とを備えたことを特徴とする感光体の膜厚変動検出装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記膜厚変動検出手段は、感光体の回転数に応じて算出される感光体の膜厚と、前記電流検知手段によって検知された直流電流値と、前記電流検知手段によって検知された直流電流値の平均値とに応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出することを特徴とする請求項１に記載の感光体の膜厚変動検出装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、回転駆動される感光体と、
前記感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段と、
前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段と、
前記膜厚変動検出手段の検出結果に応じて画像形成条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成ユニットである。

又、請求項４に記載された発明は、前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値に応じて、前記感光体に露光する画像の露光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成ユニットである。

更に、請求項５に記載された発明は、前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値が閾値を超えた場合には、画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成ユニットである。

また、請求項６に記載された発明は、回転駆動される感光体と、
前記感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段と、
前記帯電手段に交流電圧が重畳された直流バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段と、
前記膜厚変動検出手段の検出結果にに応じて画像形成条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値に応じて、前記感光体に露光する画像の露光量を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。

又、請求項８に記載された発明は、前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値が閾値を超えた場合には、画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置である。

更に、請求項９に記載された発明は、前記膜厚変動検出手段は、前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った部分的な膜厚の変動を直ちに検出することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の画像形成装置である。

また、請求項１０に記載された発明は、前記膜厚変動検出手段は、前記電流検知手段によって予め検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出し、当該検出された膜厚の変動を膜厚変動記憶手段に記憶することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を、簡易な手段によって検出することができる。

また、請求項２に記載された発明によれば、感光体の回転数に応じて、感光体の膜厚が経時的に変動した場合でも、本構成を有しない場合に比較して当該感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を、簡易な手段によって検出することができる。

さらに、請求項３に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の回転方向に沿った膜厚変動に、画像形成ユニットの交換等によって対応することができる。

又、請求項４に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。

更に、請求項５に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の膜厚に異常な摩耗等が発生した場合でも、不具合な画像が形成されるのを防止できる。

また、請求項６に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。

さらに、請求項７に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。

又、請求項８に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、感光体の膜厚に異常な摩耗等が発生した場合でも、不具合な画像が形成されるのを防止できる。

更に、請求項９に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、当該感光体の膜厚の変動に応じて、直ちに画像形成条件を制御して、感光体の部分的な膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。

また、請求項１０に記載された発明によれば、本構成を有しない場合に比較して上記効果に加え、当該感光体の膜厚の変動に応じて、画像形成条件を予測して制御することにより、感光体の部分的な膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る感光体の膜厚変動検出装置及び画像形成ユニットを適用した画像形成装置としての所謂タンデム方式のフルカラープリンタを示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、上記フルカラープリンタは、画像読取装置を備えていなくても良いことは勿論である。

図２において、１はタンデム方式のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体１の一端側（図中、左端側）の上部には、原稿２の画像を読み取る画像読取装置（ＩＩＴ：Ｉｍａｇｅ Ｉｎｐｕｔ Ｔｅｒｎａｌ）３が配設されている。この画像読取装置３は、原稿を自動的に搬送する図示しない自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）等によって、プラテンカバー４によって押圧された状態でプラテンガラス５上に載置される原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の画像を所定のドット密度（例えば、４００ｄｐｉや６００ｄｐｉ）で読み取るようになっている。

上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の画像データとして、当該画像データに所定の画像処理を行う画像処理装置１２（ＩＰＳ：ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の画像データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの画像露光手段としての露光装置であるＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、各色の画像データに応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム方式のフルカラープリンタ本体１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、形成する画像の色以外はすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って所定の回転速度で回転駆動される感光体としての感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する接触型の帯電手段としての帯電ロール１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置１７と、クリーニング装置１８とから構成されている。なお、上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、ＲＯＳ１４を除いて個別にフルカラープリンタ本体１に対して着脱自在となっている。

上記感光体ドラム１５は、例えば、図３に示すように、金属製の導電性円筒体５１の表面に、ＯＰＣ（有機光導電体）等の感光体層５２を所定の厚さｄに成膜して形成されており、図示しない駆動源によって矢印Ａ方向（図２参照）に沿って所定の回転速度で回転駆動されるように構成されている。この感光体ドラム１５は、上述したように、金属製の導電性円筒体５１の表面に、ＯＰＣ（有機光導電体）等の感光体層５２を所定の厚さｄに成膜して形成されるが、導電性円筒体５１の表面に感光体層５２を全周にわたって均一に成膜することが困難であったり、経時的に、感光体層５２がクリーニング装置１８等により不均一に磨耗するため、当該感光体ドラム１５の回転方向（副走査方向）に沿って感光体層５２の部分的な膜厚ｄの変動（膜厚ムラ）が必然的に生じる。なお、上記感光体層５２は、一層で構成されていても、機能分離された複数の感光体層から構成されていても何れでも良い。また、感光体としては、ドラム状のものに限らず、ベルト状のものであっても良いことは勿論である。

また、上記ＲＯＳ１４は、図４に示すように、半導体レーザ１０１をレーザドライバ１０９により画像データに応じて変調し、この半導体レーザ１０１からレーザビームＬＢを画像処理装置（ＩＰＳ）１２から出力される画像データに応じて出射する。この半導体レーザ１０１から出射されたレーザビームＬＢは、コリメータレンズ１０２及びシリンドリカルレンズ１０３を介して、矢印Ｃ方向に回転する回転多面鏡１０４の反射面１０４ａにより反射されて矢印Ｄ方向に沿って偏向走査され、ｆ−θレンズ１０５で走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、反射ミラー１０６を介して感光体としての感光体ドラム１５上に、主走査方向（矢印Ｄ方向）に沿った長い線像として走査露光される。また、上記レーザビームＬＢの走査方向の開始端には、反射ミラー１０７が画像形成領域以外の位置に配設されており、当該反射ミラー１０７で反射されたレーザビームＬＢは、ＳＯＳ （Start of Scan）センサ１０８に入射される。このＳＯＳセンサ１０８には、レーザビームＬＢが感光体ドラム１５の表面を走査する毎に、各走査ラインの最初のレーザビームＬＢが入射される。そして、ＳＯＳセンサ１０８は、感光体ドラム１５の表面への走査ライン毎の照射タイミングを検知し、照射開始タイミングを示す信号（ＳＯＳ信号）を生成するようになっている。

上記半導体レーザ１０１には、画像処理装置（ＩＰＳ）１２から出力された画像データに応じたレーザ駆動信号を所定のタイミングで出力するレーザドライバ１０９が接続されている。レーザドライバ１０９は、画像処理装置１２からの画像データに応じて半導体レーザ１０１を変調してＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、半導体レーザ１０１からは、画像データに対応したレーザビームＬＢが出力される。また、レーザドライバ１０９は、ＳＯＳセンサ１０８に接続されており、ＳＯＳセンサ１０８において生成されたＳＯＳ信号が入力される。そして、レーザドライバ１０９は、ＳＯＳセンサ１０８からのＳＯＳ信号に応じて、半導体レーザ１０１に対してレーザ駆動信号の出力を開始するタイミングを設定する。

さらに、上記レーザドライバ１０９には、濃度補正部１１０が接続されている。この濃度補正部１１０は、感光体ドラム１５の部分的な膜厚の変動に起因する副走査方向の濃度ムラを抑制するための光量設定信号を生成してレーザドライバ１０９に出力するように構成されている。レーザドライバ１０９では、濃度補正部１１０からの光量設定信号に応じて、半導体レーザ１０１から出力されるレーザビームＬＢの光量を調整する。なお、レーザビームＬＢの光量調整は、後述するように、膜厚変動検出部６１によって感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚の変動が検出されてから、実際に感光体ドラム１５表面を走査露光するまでの間に行われる。なお、濃度補正部１１０は、画像処理装置（ＩＰＳ）１２の内部に配設されていても良い。

このように、上記画像処理装置（ＩＰＳ）１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから画像データに応じて出射されるレーザビームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって重ね合わされた状態で転写される。この中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドラロール３０と、給電ロール３１が当接されたバックアップロール３２と、アイドラロール３３との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印Ｂ方向に沿って感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと略等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。

上記中間転写ベルト２５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は例えば１０⁶ 〜１０¹⁴Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に設定されている。

また、一次転写部は、中間転写ベルト２５を挟んで感光体ドラム１５に対向して配置される一次転写ロール２６で構成されている。一次転写ロール２６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを有している。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば１０^7.5 〜１０^8.5 Ωｃｍのスボンジ状の円筒ロールである。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール３２に中間転写ベルト２５を介して圧接する二次転写ロール３４によって、圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙３５上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３５は、搬送ベルト３６及び搬送ガイド３７によって定着装置３８へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３５は、定着装置３８の加熱ロール３９及び加圧ロール４０によって熱及び圧力で定着処理を受け、排出ロール４１によってプリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ４２上に排出される。

二次転写部は、中間転写ベルト２５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール３４と、バックアップロール３２とによって構成される。バックアップロール３２は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が例えば１０⁷ 〜１０¹⁰Ω／□となるように形成され、硬度は、例えば、７０°（アスカーＣ硬度）に設定される。

また、二次転写ロール３４は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば１０^7.5 〜１０^8.5 Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。

上記記録用紙３５は、図２に示すように、プリンタ本体１の底部に配設された用紙トレイ４３から所定のサイズや材質のものが、給紙ローラ４４及び用紙搬送用のローラ対４５、４６、４７からなる用紙搬送経路４８を介して、レジストロール４９まで一旦搬送されて停止される。上記用紙トレイ４３から供給された記録用紙３５は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４９によって、中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

なお、上記中間転写ベルト２５上に残留した転写残トナーは、アイドラロール３３と対向する位置に配置された中間転写ベルト用のクリーニング装置５０によって除去されるようになっている。

図２中、符号５１は、中間転写ベルト２５上に形成されるプロセスコントロール用やレジストコントロール用のトナーパッチを検出する濃度センサーを示している。

ところで、この実施の形態では、回転駆動される感光体と、前記感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段と、前記帯電手段に交流電圧が重畳された直流バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った部分的な膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段と、前記膜厚変動検出手段の検出結果に応じて画像形成条件を制御する制御手段とを備えるように構成されている。

すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、感光体ドラム１５の表面を当該感光体ドラム１５の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電ロール１６によって所定の電位に帯電するように構成されている。この帯電ロール１６は、鉄やＳＵＳ等の金属からなる円柱状の芯金１６ａと、当該円柱状芯金１６ａの外周に被覆された導電性の弾性体層１６ｂとから構成されている。上記帯電ロール１６の円柱状芯金１６ａには、図５に示すように、帯電用のバイアス電源６０として、交流の高電圧を印加する交流電源６１と、一定の直流高電圧を印加する直流電源６２とが直列に接続されている。上記直流電源６２は、帯電ロール１６の円柱状芯金１６ａに対して、負極性の所定の直流電圧を印加するようになっている。

そして、上記帯電ロール１６は、当該帯電ロール１６の円柱状芯金１６ａに、交流電源６１と直流電源６２とによって、交流電圧が重畳された直流電圧が印加され、当該帯電ロール１６の導電性弾性体層１６ｂと、感光体ドラム１５表面との間に生じる微小ギャップ放電などにより、感光体ドラム１５の表面を所定の電位に帯電するように構成されている。

また、現像装置１７の現像ロール１７ａには、現像バイアス電源６３としての交流の高電圧を印加する交流電源６４と直流の高電圧を印加する直流電源６５によって、交流電圧が重畳された直流電圧が印加されるように構成されている。さらに、一次転写ロール２６には、転写バイアス電源６６としての直流の高電圧を印加する直流電源６７によって、プラス極性の転写バイアスが印加されるようになっている。

上記感光体ドラム１５は、図６に示すように、導電性円筒体５１の表面に、ＯＰＣ（有機光導電体）等の電荷生成層や電荷輸送層などからなる感光体層５２を所定の厚さｄに成膜して形成されており、電気的に見た場合、導電性円筒体５１を一方の電極、感光体層５２を誘電体層としたコンデンサとして機能する。この感光体ドラム１５は、その表面が帯電ロール１６によって帯電されることにより、当該感光体ドラム１５の表面には、図６に示すように、負極性の電荷が保持される。

上記の如く、感光体ドラム１５をコンデンサとして見た場合には、図６（ｂ）に示すように、誘電体からなる感光体層５２の膜厚ｄが、塗布によるバラツキや経時的な偏磨耗等によって部分的に異なるが、感光体層５２の膜厚ｄが薄くなると、感光体層５２の静電容量Ｃが増大する。この感光体層５２の単位面積当たりの静電容量Ｃは、感光体層５２の誘電率をε、感光体層５２の膜厚をｄとすると、Ｃ＝ε／ｄと表すことができる。感光体層５２の膜厚ｄが塗布によるバラツキや偏磨耗によって減少し、膜厚ｄから膜厚（ｄ−Δｄ）に変化した部分では、感光体層５２の静電容量Ｃは、Ｃ１＝ε／ｄからＣ２＝ε／（ｄ−Δｄ）に増加する（Ｃ１＜Ｃ２）。すると、感光体ドラム１５の表面を帯電ロール１６によって帯電する際に、感光体ドラム１５の表面は、感光体層５２の膜厚ムラに関係なく、一様な電位ＶＨにマイナス帯電される。しかしながら、感光体層５２の膜厚が薄くなると、上述したように、感光体層５２の静電容量Ｃが増加するため、感光体層５２の膜厚が薄い部分には、多くのマイナス電荷が供給され、その部分では、帯電ロール１６に流れる電流が増加する。

そのため、上記感光体ドラム１５の表面に画像露光を施して静電潜像を形成する際に、感光体層５２の膜厚が薄い部分では、マイナスの電荷量が増加しているため、当該膜厚が薄い部分の電位を下げるには、画像露光によってより多くのプラスの電荷を生じさせる必要があるが、画像露光量は、感光体ドラム１５上で一定であるため、感光体層５２の膜厚が薄い部分の露光部電位ＶＬは、他の部分に比較して高くなる電位ムラが発生する。

このように、感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚の偏磨耗等に起因して、感光体ドラム１５の露光部電位ＶＬにバラツキがあると、図７に示すように、当該感光体ドラム１５の表面にレーザビームＬＢによって画像露光を施して静電潜像５３を形成し、当該静電潜像５３を現像装置１７の現像ロール１７ａによって反転現像する際に、感光体ドラム１５の露光部電位ＶＬが異なると現像電界が変動してしまい、現像されるトナー像の濃度が異なることになる。つまり、現像されるトナー像の濃度は、感光体ドラム１５の露光部電位ＶＬが高い方が、感光体ドラム１５の露光部電位ＶＬが低い場合と比較して薄くなる。

その結果、感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚ｄが変動すると、図８に示すように、感光体層５２の膜厚ｄの変動に応じて、感光体ドラム１５の露光部電位ＶＬが変化し、感光体ドラム１５の表面に均一な濃度の画像を形成した場合など、感光体ドラム１５の回転方向に沿って部分的な濃淡のムラ（所謂、バンディング）が現れることになる。

そこで、この実施の形態では、図１に示すように、感光体ドラム１５の表面を帯電ロール１６によって帯電する際に、当該帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCを電流検知回路６０によって検知し、当該電流検知回路６０によって検知された直流電流Ｉ_DCに応じて、感光体ドラム１５の感光体層５２の部分的な膜厚ｄの変動である偏磨耗量を、膜厚変動検出手段としての膜厚変動検出部６１によって検出するように構成されている。なお、この膜厚変動検出部６１は、例えば、プリンタの制御手段としてのＣＰＵ等によって構成されるが、これに限らず、他の独立した回路として構成しても勿論良い。

上記帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCは、コンデンサとして機能する感光体ドラム１５の感光体層５２を所定の電位に充電する際に、当該感光体層５２に付与される電荷量Ｑを、充電時間Ｔで除算した値であり、次の式で与えられる。
Ｉ_DC＝Ｑ／Ｔ

ここで、感光体ドラム１５の表面電位Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｃで与えられるため、感光体ドラム１５の感光体層５２の単位面積当たりの静電容量Ｃは、Ｃ＝Ｑ／Ｖとなり、感光体層５２の誘電率ε、感光体層５２の膜厚ｄを用いて表すと、Ｃ＝ε／ｄで与えらるため、感光体層５２の膜厚ｄは、図９に示すように、帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCに対して、ｄ＝εＶ／（Ｉ_DC・Ｔ）と求まる。

したがって、感光体ドラム１５の表面を帯電ロール１６によって帯電する際に、当該帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCを電流検知回路６０によって検知することにより、当該直流電流Ｉ_DCに応じて、感光体ドラム１５の感光体層５２の部分的な膜厚ｄが膜厚変動検出部６１によって検出される。

また、この実施の形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおける各感光体ドラム１５の使用サイクル数（回転数）を、図１に示すように、感光体使用サイクル数カウント部６２によって累積的にカウントするように構成されている。さらに、上記感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚ｄは、図１０に示すように、感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じて、徐々に減少することが予め実験によって求められている。

そこで、感光体使用サイクル数カウント部６２では、累積的にカウントされた感光体ドラム１５の使用サイクル数（回転数）に応じて、図１０に示すような感光体層５２の膜厚ｄのデータを予め保持している。図１０に示す感光体層５２は、所期の膜厚ｄが２４μｍに設定されている。また、この感光体層５２の膜厚ｄのデータは、プリンタで使用する感光体ドラム１５の１周分を平均した値である。なお、上記感光体使用サイクル数カウント部６２では、感光体ドラム１５の使用サイクル数として、感光体ドラム１５の回転数そのものをカウントしても良いが、感光体ドラム１５上にトナー像を形成するかしないかによって、感光体層の摩耗に及ぼす影響が異なるため、感光体ドラム１５の回転数ではなく、画像形成サイクル数、つまり画像形成動作における回転数、あるいはこれに代わってプリント枚数をカウントするように構成して良い。

さらに、上記膜厚変動検出部６１は、図１に示すように、電流検知回路６０によって検知された帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCを平均する平均値算出部６３と、前記感光体使用サイクル数カウント部６２及び平均値算出部６３、並びに電流検知回路６０からの直流電流値Ｉ_DCに応じて、感光体層５２の部分的な膜厚ｄを算出する膜厚ムラ算出部６４とを備えている。上記帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCは、図１０に示すように、感光体層５２の膜厚ｄに依存して変動するが、当該感光体層５２の膜厚ｄは、図１２に拡大して示す直流電流Ｉ_DCに依存して、感光体ドラム１５の回転方向に沿った位置に応じて部分的に異なる。

この実施の形態では、図１に示すように、上述した如く、電流検知回路６０によって検知された帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCを平均する平均値算出部６３を備えている。そして、この平均値算出部６３では、図１２に示すように、感光体ドラム１５の回転方向に沿った位置に応じて部分的に異なる直流電流Ｉ_DCの平均値（１周分）を算出し、膜厚ムラ算出部６４では、直流電流Ｉ_DCの平均値と、上述した感光体使用サイクル数カウント部６２でカウントされた感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じて、図２０に示すようなグラフを参照して、感光体層５２の膜厚ｄを求めるように構成されている。ここで、求められる感光体層５２の膜厚ｄは、感光体ドラム１５の１回転当たりで平均した膜厚ｄである。

さらに、上記膜厚ムラ算出部６４では、上記の如く求められた感光体層５２の膜厚ｄの平均値以外に、電流検知回路６０から入力される直流電流値Ｉ_DCに基づき、図９に示すような直流電流値Ｉ_DCと感光体層５２の膜厚ｄとの関係を参照して、感光体ドラム１５の１周分における感光体層５２の部分的な膜厚ｄ、つまり感光体層５２の膜厚ムラが ｄが算出される。

つまり、平均値算出部６３で算出された直流電流Ｉ_DCの平均値に応じて、感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じた感光体層５２の平均した膜厚ｄが求められるが、感光体層５２の膜厚ｄは、個々の直流電流値Ｉ_DCに応じて算出されるように、感光体層５２の回転方向に沿った位置で部分的に膜厚ｄが異なる。

そこで、上記膜厚ムラ算出部６４では、感光体層５２の膜厚ｄの平均値以外に、感光体ドラム１５の１周分における感光体層５２の部分的な膜厚ｄ、つまり感光体層５２の膜厚ムラが ｄ1 、 ｄ2 ・・・が算出される。なお、膜厚ムラ算出部６４では、電流検知回路６０から入力される直流電流値Ｉ_DCに対するノイズの影響を除去するため、電流検知回路６０や、後述する階調カーブ演算部６６において、電流検知信号に対するローパスフィルタやバンドパスフィルタ等からなるフィルタを追加しても良い。

また、この実施の形態では、図１に示すように、濃度補正部１１０を備えており、この濃度補正部１１０は、階調カーブ演算部６６と、階調補正部６７とから構成されている。階調カーブ演算部６６では、膜厚ムラ算出部６４で算出された感光体層５２の部分的な膜厚ｄのムラに応じて、感光体ドラム１５の感光体層５２の部分的な膜厚ムラである偏磨耗の影響を補正するために、階調カーブが演算される。

さらに、この実施の形態では、図１に示すように、膜厚ムラ算出部６４で算出された感光体層５２の膜厚ｄが、一部でも下限値を下回っていることが、濃度補正部１１０によって判定された場合には、当該濃度補正部１１０は、プリント動作を禁止し、当該感光体ドラム１５が寿命に達したことを図示しないユーザーインターフェースに表示するように構成されている。その際、膜厚ムラ算出部６４では、誤検知によって感光体層５２の膜厚ｄが下限値を下回っていると判定される虞れがあるため、複数回連続して感光体層５２の膜厚ｄが下限値を下回っていることが判定された場合にのみ、プリント動作を禁止し、当該感光体ドラム１５が寿命に達したことを図示しないユーザーインターフェースに表示するように構成しても良い。

そして、上記階調カーブ演算部６６には、図１４に示すように、感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚ｄが変動した場合に、当該感光体層５２の膜厚ｄの変動に応じて、入力される画像データに対する出力される画像濃度がどのように変化するかというデータが予め記憶されている。ここで、Ｃ１は感光体ドラム１５が所期状態にある場合を示しており、感光体層５２の膜厚ｄは、例えば、２４μｍとなっている。また、Ｃ２は感光体層５２の膜厚ｄが５μｍ減少した状態を、Ｃ３は感光体層５２の膜厚ｄが１０μｍ減少した状態を、Ｃ４は感光体層５２の膜厚ｄが１５μｍ減少した状態を、それぞれ示している。

そこで、上記階調カーブ演算部６４では、図１０に示すように、感光体使用サイクル数カウント部６２で累積的にカウントされた感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じて、平均した感光体層５２の膜厚ｄが、例えば５μｍ減少したことが入力されると、図１４のＣ２に示すように、階調カーブが変化したことが識別される。

これと同様に、上記階調カーブ演算部６４は、図１１及び図１２に示すように、電流検知回路６０によって検知された直流電流の検知値Ｉ_DCに応じて、感光体ドラム１５の回転方向に沿って部分的に直流電流の検知値Ｉ_DCが変動した場合には、感光体ドラム１５の回転方向に沿って感光体層５２の膜厚ｄに変動があることが認識される。

いま、判り易くするために、感光体ドラム１５が未使用状態であると仮定すると、当該感光体ドラム１５の階調カーブは、図１５に示すように、予め実験によって求められたＣ１の曲線に一致する。ところが、感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚ｄに回転方向に沿った部分的な変動があり、当該感光体層５２の膜厚ｄの変動が、電流検知回路６０によって検知された直流電流の検知値Ｉ_DCに応じて５μｍであることが、膜厚ムラ算出部６４によって算出されたとする。

すると、階調カーブ演算部６４は、図１６に示すように、当該部位における感光体ドラム１５の表面では、感光体層５２の膜厚ｄが５μｍ減少しているため、例えば、Ｃｉｎ＝４０％の濃度の画像を形成する場合、この感光体層５２の膜厚ｄが５μｍ減少した部分では、画像濃度が Ｄだけ高くなってしまうことになる。

そこで、上記階調カーブ演算部６４は、感光体層５２の膜厚ｄが５μｍ減少した部分における Ｄなる画像濃度の変動を抑制するため、Ｃｉｎ＝４０％における濃度画像が、未使用状態の感光体の画像濃度と等しくなるように、あるいは略等しくなるように、入力される画像データに応じてＲＯＳ１４に出力する画像データを補正することによって、階調カーブを修正するように、階調カーブを演算するようになっている。

具体的に、上記階調カーブ演算部６６における階調カーブの演算は、例えば、感光体層５２の膜厚ｄが５μｍ減少した部分であっても、感光体ドラム１５が未使用状態である場合と同様の画像濃度が得られるように、入力画像データを図１７に示すような曲線Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に応じてグラフ乃至テーブルを参照して出力画像データを求めることによって行われる。なお、曲線Ｄ２は、図１４の曲線Ｃ２に対応しており、曲線Ｄ３は曲線Ｃ３に、曲線Ｄ４は曲線Ｃ４にそれぞれ対応している。

また、上記図１４に示す曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の中間の値に対しては、これらの曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の値を補間して用いるように構成しても良いし、あるいは図１４とは別に感光体層５２の膜厚ｄが例えば１μｍ毎に変化した値を備えていてもよい。

そして、制御手段としての階調補正部６７では、階調カーブ演算部６６で演算された階調カーブに応じて、入力画像データに対して補正を施して、露光装置としてのＲＯＳ１４に画像データを出力して半導体レーザ１０１の点灯時間や光量を補正するように構成されている。

この階調補正部６７による半導体レーザ１０１の点灯時間や光量の補正は、電流検知回路６０によって帯電ロール１６に流れる直流電流Ｉ_DCが検知された感光体ドラム１５の表面がＲＯＳ１４の位置に移動した際に、同期をとって逐次的に行われる。

なお、上記階調補正部６７では、ＲＯＳ１４に出力する画像データを補正する際に、面積階調によって濃度を補正する場合は、光量ではなく、半導体レーザ１０１の点灯時間が制御される。

以上の構成において、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、トナー像のトナー量、あるいは感光体の膜厚や感度ムラ、更には感光体の表面電位等の物理量を直接的に検出する手段を用いることなく、感光体の膜厚の変動等に起因した画像の濃度ムラを抑制することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図２に示すように、フルカラー画像をプリントするにあたって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、感光体ドラム１５の表面が帯電ロール１６によって所定の電位に帯電された後、各感光体ドラム１５の表面には、ＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって各色の画像データに対応した画像露光が施されて静電潜像が形成され、これらの感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、各現像装置１７によって対応する色のトナーにより顕像化され、トナー像が形成される。上記各感光体ドラム１５上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト２５上に多重に転写された後、当該中間転写ベルト２５上から二次転写ロール３４によって記録用紙３５上に一括して二次転写され、定着装置３８によって定着されて、フルカラー画像が形成される。

その際、上記感光体ドラム１５は、図１に示すように、その表面を帯電ロール１６によって所定の電位に帯電する際に、帯電ロール１６に流れる直流電流の電流値Ｉ_DCが、電流検知回路６０によって直ちに検知される。この電流検知回路６０によって直ちに検知された直流電流値Ｉ_DCは、平均値算出部６３に入力され、当該平均値算出部６３によって平均電流量ＡｖｅＩ_DCが算出される。

上記平均値算出部６３によって算出された平均電流量ＡｖｅＩ_DCは、膜厚ムラ算出部６４に入力される。また、この膜厚ムラ算出部６４には、電流検知回路６０によって検知された直流電流値Ｉ_DCが、そのまま入力されている。さらに、上記膜厚ムラ算出部６４には、感光体使用サイクル数カウント部６２で累積的にカウントされた感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じた感光体層５２の膜厚データが記憶されている。

上記膜厚ムラ算出部６４では、感光体使用サイクル数カウント部６２で累積的にカウントされた感光体ドラム１５の使用サイクル数に応じて、感光体層５２の平均した膜厚ムラが算出される。

また、上記膜厚ムラ算出部６４では、電流検知回路６０によって検知された直流電流値Ｉ_DCと、平均値算出部６３によって算出された平均電流量ＡｖｅＩ_DCとの差分が演算され、当該電流検知回路６０によって検知された直流電流値Ｉ_DCと、平均値算出部６３によって算出された平均電流量ＡｖｅＩ_DCとの差分ΔＩ_DCに応じて、感光体層５２の部分的な膜厚ムラの値が算出される。

感光体層５２の部分的な膜厚ムラの値は、階調カーブ演算部６６に入力され、この階調カーブ演算部６６では、前述したように、例えば、図１４に示す関係に応じて、図１７に示す階調カーブに対して補正値が演算される。この階調カーブに対する補正は、図１０に示すように、感光体使用サイクル数カウント部６２に保持された感光体層５２の膜厚データに基づく階調カーブに対して、平均電流量との差分ΔＩ_DCに基づく感光体層５２の膜厚データの補正値が、例えば、５μｍと求まった場合には、図１７に示すような階調カーブにおいて、膜厚５μｍの階調カーブである曲線Ｄ２に応じて、入力される画像データが補正演算されて出力される画像データが求められる。

そして、上記階調補正部６５では、上述したように、階調カーブ演算部６４で演算された補正用の階調カーブに応じて、画像データに対して階調補正が加えられ、帯電ロール１６によって帯電された感光体ドラム１５の表面が、露光装置としてのＲＯＳ１４の位置に移動した際に、露光装置としてのＲＯＳ１４によって感光体ドラム１４上に光量が補正された状態で画像露光が施される。

そのため、感光体ドラム１５の感光体層５２の膜厚に回転方向に沿った部分的な変動が存在する場合であっても、階調カーブに応じて画像データに対して階調補正が加えられ、画像の露光量が補正されるので、感光体層５２の膜厚の変動に起因した画像の濃度ムラが抑制される。

実施の形態２
図１８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、感光体の回転位相を検出する位相検出手段を備えており、当該位相検出手段によって検出された感光体の回転位相に応じて、帯電ロールに流れる直流電流の変動を検知し、感光体の回転位相における感光体層の膜厚の変動を予め求め、求められた膜厚による階調補正データに応じて階調補正を行うように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図１８に示すように、濃度補正部１１０によって設定された光量設定信号に応じて画像露光装置１４を動作させることで、感光体ドラム１５の回転方向に沿った濃度むらの抑制を行っている。そして、濃度補正部１１０では、感光体ドラム１５の回転方向に沿った感光体層５２の部分的な膜厚のデータを、膜厚変動検出部６１から適宜タイミングで取得し、この結果に応じて光量設定信号を生成するための階調補正データを設定している。

感光体ドラム１５の表面には、図１８に示すように、位相マークＭ１が形成されている。この位相マークＭ１は、例えば、図２に示したように、感光体ドラム１５における画像形成領域（静電潜像およびトナー像を形成可能な領域）の外側に形成される。また、感光体ドラム１５の表面と対向する位置には、位相マークＭ１を検出する位相検知センサ７１が配置されている。位相検知センサ７１では、感光体ドラム１５が一回転する毎に位相マークＭ１が検出される。そして、上記位相検知センサ７１からは、位相マークＭ１を検出する毎に、位相信号ＰＳ１が膜厚変動検出部６１に出力される。なお、位相センサ７１からは、濃度補正部１１０にも位相信号ＰＳ１が出力される。

上記位相マークＭ１は、例えば、図２に示すように、感光体ドラム１５の表面の一部を塗りつぶすことによって形成されるが、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、感光体ドラム１５の一部の表面状態（例えば表面粗さ）を変化させたり、あるいは、端部側に一部切り欠きを設けたりするように構成しても良い。また、センサを用いてマークを読み取る手段に代えて、例えば感光体ドラム１５の駆動トルクを検知するセンサを設けたり、感光体ドラム１５を駆動するモータのパルス信号数をカウントしたりすることによっても、感光体ドラム１５の回転周期を取得することが可能である。

図１９は、図１８に示す膜厚変動検出部６１の構成を示すブロック図である。

膜厚変動検出部６１は、電流値データ格納部８１と、同期処理部８２と、データ切り出し部８３と、周期データ格納部８４と、平均化処理部８５とを備えている。

上記電流値データ格納部８１には、電流検知回路６０によって検知された直流電流値Ｉ_DCのデータが、感光体ドラム１５の回転方向に配列された電流値データ（デジタルデータ）として格納される。同期処理部８２は、電流値データ格納部８１から読み出した電流値データＩ_DCと、位相センサ７１から入力されてくる位相信号ＰＳ１とを対応付けて同期させる。すなわち、電流値データのどの位置が、図２０に示すように、感光体ドラム１５における位相マークＭ１の形成部位に対応するのかを決定する。

周期データ格納部８４には、感光体ドラム１５が一回転する周期（以下の説明では第１周期Ｔ１と呼ぶ）が格納される。この第１周期Ｔ１は、感光体ドラム１５の外径とその回転速度とに応じて予め決められる。データ切り出し部８３は、周期データ格納部８４に格納された第１周期Ｔ１を読み出す。そして、データ切り出し部８３は、同期処理部８２から入力されてくる同期処理済みの電流値データから、第１周期Ｔ１毎に感光体ドラム１５の複数周分（複数の第１周期Ｔ１分）の電流値データが切り出される。

平均化処理部８５は、データ切り出し部８３から入力されてくる複数の電流値データを、感光体ドラム１５上の同一部位毎に平均化する。電流値−膜厚変換部８６は、図２１に示すように、平均化処理部８５によって平均化された電流値データを膜厚データに変換する。ここで、平均化処理部８５によって平均化された電流値データは、感光体ドラム１５の１周分を平均化したデータではなく、感光体ドラム１５上の個々の位置における電流値データを、感光体ドラム１５の複数周期にわたって平均化したデータである。

膜厚ムラ記憶部８７は、図２１（ｂ）に示すように、電流値−膜厚変換部８６によって変換された膜厚データに応じて、膜厚ムラを感光体ドラム１５の回転方向に沿って１周期分記憶する。

階調補正データ演算部８８は、膜厚変動検出部６１の膜厚ムラ記憶部８８から入力されてくる感光体層５２の膜厚ムラのデータに応じて階調補正データを演算し、その結果を階調補正データＬＣ１として格納して、所定のタイミングで出力する。階調補正データ演算部８８に格納された階調補正データＬＣ１は、階調補正部６７からの要求を受けて出力される。

図２２は、図１８に示す濃度補正部１１０における階調補正部６７の構成を説明する図である。制御手段としての階調補正部６７は、カウンタ９１、補正部９２を備える。

カウンタ９１は、ＳＯＳセンサ１０８（図２参照）から入力されるＳＯＳ信号の数をカウントする。また、カウンタ９１には、位相センサ７１（図１８参照）から位相信号ＰＳ１が入力される。そして、第１カウンタ９１では、位相信号ＰＳ１が入力される度に、そのカウント値（第１カウント値と呼ぶ）がリセットされるようになっている。第１補正部９２は、階調補正データ演算部８８（図１８参照）から読み出された光量補正データＬＣ１を参照し、第１カウンタ９１から入力されてくる第１カウント値に応じた第１補正値を出力する。

以上の構成において、この実施の形態２に係るフルカラープリンタでは、次のような動作が行われる。

すなわち、この実施の形態２では、図１８に示すように、画像のプリント動作に先立って、予め所定のタイミングで感光体ドラム１５の膜厚検知動作が行われる。この膜厚検知動作は、例えば、プリンタの電源投入時や、所定枚数プリント動作を行った後など、所定のタイミングで実行される。

上記膜厚検知動作は、図１８に示すように、感光体ドラム１５を回転駆動するとともに、当該感光体ドラム１５の表面を帯電ロール１６によって所定の電位に帯電し、帯電ロール１５に流れる直流電流Ｉ_DCを電流検知回路６０によって検知することによって行われる。なお、このとき、感光体ドラム１５の表面には、画像露光や現像工程は行わない。

上記電流検知回路６０によって検知された帯電ロール１５に流れる直流電流値Ｉ_DCは、図１８に示すように、膜厚変動検出部６１に入力され、当該膜厚変動検出部６１の電流値データ格納部８１にデジタルデータとして格納される。次に、同期処理部８２では、電流値データ格納部８１に格納された電流値データが、位相センサ７１（図１８参照）から入力される位相信号ＰＳ１に応じて同期がとられ、感光体ドラム１５の１周期毎に、図２０に示すように、電流値データ格納部８１に格納された電流値データが、データ切り出し部８３によって切り出された後、図２１（ａ）に示すように、平均化処理部８４によって感光体ドラム１５の周方向に沿った各位置毎に電流値が平均化される。そして、上記平均化処理部８４によって平均化された各位置毎の電流値は、図２１（ｂ）に示すように、電流値−膜厚変換部８６において感光体層５２の膜厚データに変換され、膜厚ムラ記憶部８７に記憶される。上記平均化処理部８４で感光体ドラム１５の周方向に沿った各位置毎に電流値を平均化することで、当該電流値に基づく膜厚の検出精度が向上する。

そして、階調補正データ演算部８８では、膜厚変動検出部６１の膜厚ムラ記憶部８７から入力されてくる感光体層５２の膜厚ムラのデータに応じて階調補正データを演算し、その結果を階調補正データＬＣ１として格納するようになっている。

その後、上記フルカラープリンタでは、図２に示すように、フルカラー画像等をプリントするにあたって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、感光体ドラム１５の表面が帯電ロール１６によって所定の電位に帯電された後、各感光体ドラム１５の表面には、ＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって各色の画像データに対応した画像露光が施されて静電潜像が形成され、これらの感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、各現像装置１７によって対応する色のトナーにより顕像化され、トナー像が形成される。上記各感光体ドラム１５上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト２５上に多重に転写された後、当該中間転写ベルト２５上から二次転写ロール３４によって記録用紙３５上に一括して二次転写され、定着装置３８によって定着されて、フルカラー画像が形成される。

その際、上記フルカラープリンタでは、図１８に示すように、感光体ドラム１５の位相が位相センサ７１によって検知され、当該位相センサ７１からは、位相信号ＰＳ１が出力される。この位相センサ７１から出力される位相信号ＰＳ１は、図２２に示すように、第１カウンタ９１に入力される。

第１カウンタ９１は、ＳＯＳセンサ１０８（図２参照）から入力されるＳＯＳ信号の数をカウントする。また、第１カウンタ９１には、位相センサ７１（図１８参照）から位相信号ＰＳ１が入力される。そして、第１カウンタ９１では、位相信号ＰＳ１が入力される度に、そのカウント値（第１カウント値と呼ぶ）がリセットされるようになっている。第１補正部９２は、階調補正データ演算部８８（図４参照）から読み出された階調補正データＬＣ１を参照し、第１カウンタ９１から入力されてくる第１カウント値に応じた第１補正値を出力する。そして、画像露光装置としてのＲＯＳ１４では、第１補正値にで補正に応じて階調データを補正した状態で、感光体ドラム１５の表面に対して画像露光を施すようになっている。

その結果、上記感光体ドラム１５には、感光体層５２の膜厚に感光体ドラム１５の回転方向に沿った膜厚のムラが存在する場合であっても、当該感光体層５２の膜厚のムラに応じて、画像露光の露光量を、感光体ドラム１５の回転方向に沿った位置で制御することにより、感光体層５２の膜厚のムラに起因して発生する濃度ムラが抑制される。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上記実施の形態では、感光体ドラム１５における感光体層５２の部分的な膜厚のムラが、帯電ロール１６による感光体ドラム１５の表面電位のムラとして現れる場合について説明したが、これに限らず、感光体ドラム１５における感光体層５２の部分的な膜厚のムラが、現像装置１７における現像電界や、一次転写ロール２６における転写電界に影響することにより、感光体ドラム１５の回転方向に沿った濃度ムラを生じさせる場合には、膜厚変動検出部６１によって現像ロールや一次転写ロール２６の回転周期に対応した膜厚のムラを検出し、これに応じて画像露光等を補正するように構成しても良い。

また、本発明は、フルカラーの画像形成装置に限らず、モノクロの画像形成装置にも同様で適用できることは勿論である。

図１はこの発明の実施の形態１に係る感光体の膜厚変動検出装置及び画像形成ユニットを適用した画像形成装置としての所謂タンデム方式のフルカラープリンタの要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る感光体の膜厚変動検出装置及び画像形成ユニットを適用した画像形成装置としての所謂タンデム方式のフルカラープリンタを示す構成図である。 図３は感光体ドラムの感光体層を示す模式図である。 図４はＲＯＳを示す構成図である。 図５はフルカラープリンタの電源回路を示す構成図である。 図６は感光体ドラムの感光体層の帯電状態を示す模式図である。 図７は感光体ドラムの帯電電位を示す模式図である。 図８は感光体ドラムの感光体層の膜厚と表面電位との関係を示すグラフである。 図９は直流電流値と感光体層の膜厚と表面電位との関係を示すグラフである。 図１０は感光体ドラムの使用サイクル数と感光体層の膜厚との関係を示すグラフである。 図１１は帯電ロールに流れる直流電流値の変化を示すグラフである。。 図１２は帯電ロールに流れる直流電流値の変化を示すグラフである。。 図１３は感光体層の膜厚を示すグラフである。 図１４は感光体層の膜厚に伴う画像濃度の変化を示すグラフである。 図１５は感光体層の膜厚に伴う画像濃度の変化を示すグラフである。 図１６は感光体層の膜厚に伴う画像濃度の変化を示すグラフである。 図１７は感光体層の膜厚に伴う画像データの補正値を示すグラフである。 図１８はこの発明の実施の形態２に係る感光体の膜厚変動検出装置及び画像形成ユニットを適用した画像形成装置としての所謂タンデム方式のフルカラープリンタの要部を示す構成図である。 図１９は膜厚変動検出部を示すブロック図である。 図２０は感光体層の膜厚を示すグラフである。 図２１は帯電ロールに流れる直流電流値と感光体層の膜厚をそれぞれ示すグラフである。 図２２は階調補正部を示すブロック図である。

符号の説明

１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ：画像形成ユニット、１４：ＲＯＳ、１５：感光体ドラム、１６：帯電ロール、１７：現像装置、６０：電流検知回路、６１：膜厚変動検出部、６７：階調補正部、１１０：濃度補正部。

Claims (10)

1. 感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段とを備えたことを特徴とする感光体の膜厚変動検出装置。
2. 前記膜厚変動検出手段は、感光体の回転数に応じて算出される感光体の膜厚と、前記電流検知手段によって検知された直流電流値と、前記電流検知手段によって検知された直流電流値の平均値とに応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出することを特徴とする請求項１に記載の感光体の膜厚変動検出装置。
3. 回転駆動される感光体と、
   前記感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段と、
   前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段と、
   前記膜厚変動検出手段の検出結果に応じて画像形成条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成ユニット。
4. 前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値に応じて、前記感光体に露光する画像の露光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成ユニット。
5. 前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値が閾値を超えた場合には、画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成ユニット。
6. 回転駆動される感光体と、
   前記感光体の表面を当該感光体の表面に接触した状態で帯電する接触型の帯電手段と、
   前記帯電手段に交流電圧が重畳された直流バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
   前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出する膜厚変動検出手段と、
   前記膜厚変動検出手段の検出結果にに応じて画像形成条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値に応じて、前記感光体に露光する画像の露光量を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記膜厚変動検出手段によって検出された検出値が閾値を超えた場合には、画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記膜厚変動検出手段は、前記電流検知手段によって検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った部分的な膜厚の変動を直ちに検出することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記膜厚変動検出手段は、前記電流検知手段によって予め検知された直流電流値に応じて、前記感光体の回転方向に沿った膜厚の変動を検出し、当該検出された膜厚の変動を膜厚変動記憶手段に記憶することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。

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