JP2009271138A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度等の環境変化、暗減衰、トランジットタイムの変動等による、電位センサ位置と現像位置との電位のずれを解消する画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】回転する静電潜像担持体１２と、該静電潜像担持体１２上の表面電位を検知する電位センサ１９とを有する電子写真式の画像形成装置において、前記静電潜像担持体１２の表面には、該静電潜像担持体１２と対向配置の現像ローラ５１に付着している現像剤によって前記静電潜像担持体１２表面上の静電潜像を可視化する現像領域と該現像領域以外の領域とを有し、前記電位センサ１９を、前記現像ローラ５１の現像位置と軸方向の同じ周面上で前記現像領域以外の領域の前記表面電位を測定する位置に取り付ける画像形成装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、電位センサにより検知した潜像担持体の表面電位と、現像領域の表面電位とのずれを解消する構造を備える、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

一般的な電子写真式画像形成装置においては、静電潜像担持体表面の電位を検知するための電位センサが設けられており、この電位センサによる検知結果に基づいて、帯電条件、露光条件、現像条件等を調整するプロセス制御を行うことが多い。
このプロセス制御は、静電潜像担持体表面における現像領域の電位に基づいて行うべきであるが、現像装置と電位センサを全く同じ位置に配置することは不可能である。
そこで電位センサは静電潜像担持体の回転方向における、現像領域の上流側もしくは下流側に配置されることが多い。この場合、電位センサ位置で検知した電位と現像領域の電位の間に、暗減衰によるずれが生じたり、静電潜像担持体の回転方向における露光位置と電位センサ位置との間の距離を静電潜像担持体表面が移動する時間が、光励起キャリアが静電潜像担持体表面に到達する時間（トランジットタイム）よりも短い場合に、電位センサ位置で検知した電位と現像領域の電位との間にずれが生じたりしてしまう。
このような電位のずれは、静電潜像担持体の回転速度が速い画像形成装置や、静電潜像担持体の膜厚を厚くすることによって長寿命を達成している画像形成装置においてより顕著となる。
従来から、電位センサ位置で検知した電位と現像領域の電位との間に生じるかかる電位のずれに対する対策がなされ、幾つかの技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
このような電位のずれに対して、特許文献１には、電位センサの他に潜像担持体の雰囲気温度を検知する温度センサを設け、予め測定し記憶された、電位センサ位置電位と現像部位置電位と静電潜像担持体の雰囲気温度との関係に基づいて、現像部電位を算出する画像形成装置が開示されている。
特許文献２には、また、現像部の上流と下流にそれぞれ電位センサを配置し、表面電位の単位時間あたりの低下量を算出することによって、現像部の電位を予測し、制御するという画像形成装置が開示されている。
しかし、上記２つの特許文献においては、現像位置の電位を計算から算出しているが、静電潜像担持体の表面電位は、温度や静電潜像担持体の表面の削れ量等様々な要因で変化するため、正確な表面電位を検出することができず、誤差が大きくなる場合があるという問題を有している。
このような問題に対し、特許文献３には、現像装置を着脱可能とし、現像装置の位置に着脱可能に電位センサを配置できる構成とすることによって、現像位置の表面電位を正確に検知できる画像形成装置が開示されている。
特開２００６−１１９４８７公報 特開平８−２６２８４９号公報 特開平５−３２３７４５号公報

しかしながら、特許文献３では現像位置の表面電位を正確に検知できるが、そのためには技術者が現像装置の取り外し及び電位センサの取り付け、電位の合わせこみといった作業を行う必要があるため、非常に手間がかかる上、頻繁に電位の合わせこみを行うことができないという問題がある。
また、電位センサが一般的な電子写真式画像形成装置の電位センサ位置である静電潜像担持体の回転方向における現像位置の上流又は下流に配置される場合には、暗減衰等による電位センサ位置と現像位置との電位のずれを生じる。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、温度等の環境変化、暗減衰、トランジットタイムの変動等による、電位センサ位置と現像位置との電位のずれを解消する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上の表面電位を検知する電位センサとを有する電子写真式の画像形成装置において、前記静電潜像担持体の表面には、該静電潜像担持体と対向配置の現像ローラに付着している現像剤によって前記静電潜像担持体表面上の静電潜像を可視化する現像領域と該現像領域以外の領域とを有し、前記電位センサを、前記現像ローラの現像位置と軸方向の同じ周面上で前記現像領域以外の領域の前記表面電位を測定する位置に取り付けることを特徴とする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記電位センサの位置に対応する前記静電潜像担持体の前記現像領域以外の領域に、プリント毎に又はプリント中に、所定の光量での書き込みが行われる請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記所定の光量を、プリントの面積あたりの画素数から算出する請求項２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記静電潜像担持体上に、光学センサによって検知するトナー付着量検知用パターンを作成し、前記所定の光量を算出する前記プリントの面積あたりの画素数を、トナー付着量検知用パターン作成領域の面積及び画素数に限定する請求項３記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記静電潜像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置の少なくとも前記静電潜像担持体に接触する部分が、前記電位センサに対応する前記現像領域以外の領域においても該現像領域と同一の断面構造を有する請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記静電潜像担持体の表面電位を検知する２つの電位センサを備え、第１の電位センサを、前記静電潜像担持体の回転方向における露光位置と現像位置との間もしくは該現像位置の下流側に備え、前記第１の電位センサが検知する初期の電位を記憶する初期電位記憶手段を備え、第２の電位センサを前記現像ローラの周面の現像位置と該現像ローラの軸方向の同じ周面位置に配置し、前記第２の電位センサが検知する電位と該第２の電位センサの初期電位の差と、前記第１の電位センサが検知する電位と前記第１の電位センサの初期電位の差とを比較して、ずれが生じている場合に、前記第２の電位センサが検知する電位に電位補正手段によって補正を加える制御を行う請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、静電潜像担持体の長手方向の長さを現像領域の長手方向の長さよりも長くし、電位センサを、静電潜像担持体長手方向の現像領域より外側の部分でありなおかつ静電潜像担持体の回転方向においてこれと対向する現像ローラの軸方向の周面の現像位置と同じ位置に配置しているので、暗減衰等による、電位センサ位置と現像位置の電位のずれを解消することが可能になる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置であるレーザ複写機の内部機構の全体構成を示す概略図である。図２は作像機構の構成を拡大して示す概略図である。
図１及び図２を参照して説明すると、レーザ複写機である画像形成装置Ａの装置本体１０内には、ドラム状の静電潜像担持体１２（以下、感光体ドラムと称する）を配置している。本実施の形態においては、感光体ドラム１２の線速は６３０ｍｍ／秒である。感光体ドラム１２のまわりには、帯電装置１３、現像装置１４、転写・搬送装置１５、クリーニング装置１６、除電装置１７など配置している。
なお、クリーニング装置１６は、クリーニングブラシ１６ａとクリーニングブレード１６ｂとを備え、それぞれが感光体ドラム１２に当接して転写残トナーのクリーニングを行っている。また、それらの上部には、レーザ書き込み装置１８を設けている。レーザ書き込み装置１８には、レーザダイオード等からなる光源２０、走査用の回転多面鏡２１、ポリゴンモータ２２、ｆθレンズ等の走査光学系２３などを備えてなる。
クリーニング装置１６の図中左側には、定着装置２５を配置している。この定着装置２５には、ヒータを内蔵する定着ローラ２６と、この定着ローラ２６に下方から押し当てる加圧ローラ２７を設けている。また、装置本体１０内の上部には、原稿読み取り装置３０を備えている。

原稿読み取り装置３０には、光源３１、複数のミラー３２、結像レンズ３３、ＣＣＤ等からなるイメージセンサ３４等を設けている。また、上述した現像装置１４は、図２から判るとおり、現像タンク５０と現像ホッパ６０とからなっている。
現像タンク５０の現像ケース５９内には、第１現像ローラ５１、第２現像ローラ５２、パドルホイール５３、攪拌ローラ５４、搬送スクリュ５５、セパレータ５６、ドクタブレード５７等を含み、現像ケース５９外の底部にはトナー濃度センサ５８を設けている。そして、現像ケース５９内には、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤Ｔを収納している。
現像ホッパ６０内には、歯車状のトナー補給部材６１、補給規制板６２、アジテータ６３などを設けている。この現像ホッパ６０内には、トナーを収納してなる。そして、この現像装置１４では、現像ケース５９内の二成分現像剤Ｔを、攪拌ローラ５４の回転により攪拌して摩擦帯電し、パドルホイール５３の回転によって跳ね上げ、第１現像ローラ５１及び第２現像ローラ５２内の磁石（図示せず）によってそれらの第１現像ローラ５１及び第２現像ローラ５２に吸着する。
第１現像ローラ５１及び第２現像ローラ５２に吸着した現像剤Ｔは、それらの第１現像ローラ５１及び第２現像ローラ５２外周のスリーブにより搬送してドクタブレード５７により余剰分を掻き落とした後、現像バイアスにより感光体ドラム１２に付着してこの感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する。

本実施の形態では、現像スリーブ、現像ケース５９（アルミ製）にそれぞれ個別のパワーパックからバイアスを印加し、現像スリーブには−６５０Ｖを印加、現像ケース５９には任意に決定されたバイアスを印加（以下ケーシングバイアスと記す）する。また、本実施の形態の現像スリーブの線速は７００ｍｍ／秒である。
この現像装置１４では、感光体ドラム１２に付着してトナーを消費すると、現像装置１４内の現像剤Ｔ中のキャリアに対するトナーの割り合い（トナー濃度）が減少する。そこで、現像剤Ｔ中のトナー濃度がトナー濃度の目標値に対して所定値以下になると、アジテータ６３を回転してトナーを攪拌するとともにトナー補給部材６１へと搬送し、このトナー補給部材６１を回転して補給規制板６２を揺動し、現像ホッパ６０から現像タンク５０内へとトナーを補給して現像剤Ｔ中のトナー濃度を維持する。
現像剤Ｔ中のトナー濃度は、現像ケース５９に取り付けてあるトナー濃度センサ５８により測定する。このトナー濃度センサ５８は、コイルのインダクタンスを利用してトナー濃度センサ５８近傍の一定体積内の現像剤Ｔの透磁率変化を検知することでトナー濃度を検知している。

本実施の形態では、所定の印刷枚数毎に、感光体ドラム１２の中央部及び電位センサに対応する位置に、基準濃度パッチ潜像がレーザ光によって書き込まれる。この基準濃度パッチ潜像の表面電位を電位センサによって読み取り、所定の現像ポテンシャル（本実施の形態では２８０Ｖ）となる現像バイアスが印加される。
基準濃度トナー像（以下、濃度パッチ）は、感光体ドラム１２の中央部に現像される。この場合、電位センサに対応する位置の基準濃度パッチ潜像は、表面電位を測定するためのものであり、現像はされない。
この濃度パッチの反射濃度を反射濃度センサによって検知し、その反射濃度が一定範囲になるようにトナーホッパ６０中のトナーが補給される。濃度パッチは、反射濃度センサによってその反射濃度（Ｖｓｐ）を検知する。地肌濃度（Ｖｓｇ０）は、１ジョブ間の感光体ドラム１２の起動時（現像起動前）に、感光体ドラム１２上にトナーがまったく付着していない状態で検知する。

現像装置１４では、重量平均粒径が５〜１０μｍで、５μｍ以下が６０〜８０個で数％含まれているトナーと重量平均粒径６μｍ以下のキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられる。トナーの構成として樹脂成分、着色剤からなり、さらに、ワックス成分や無機微粒子を添加した構成を採用する場合もある。
製造方法はとくに限定されるものではなく、粉砕方式、重合方式いずれを用いることも可能である。樹脂成分としては従来公知の樹脂全てを用いることができる。
例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）等が挙げられる。
さらに、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂等を挙げることができる。
また、単独使用も可能であるが、二種類併用しても良い。着色剤としては公知のものとして、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラック等があるが、とくに限定はされない。
ワックス成分としては公知のものとして、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックスなどがあり、とくに限定されないものが用いられる。無機微粒子としては、公知のものとして、シリカ、酸化チタン微粉末などが用いられる。

図３は本発明による画像形成装置の本体制御部を示す概略ブロック図である。図３において、装置本体１０（図１）には、画像形成装置全体の各種の制御を行う本体制御部１００があり、ＣＰＵ１０１が実行する感光体ドラム表面の電位検知及び制御のプログラム等を格納しているＲＯＭ１０２、画像データ、書き込みデータ、電位データ等を格納するＲＡＭ１０３を含んでいる。
本体制御部１００には、例えば、第１の電位センサ９、感光体ドラム１２、現像装置１４、レーザ書き込み装置１８、第２の電位センサ１９、トナー付着検知用パターン作成手段１０４、トナー付着検知用パターン検知センサ（光学センサ）１０５、初期電位記憶手段１０６、１０７、第２の電位センサ１９の検知電位に補正を加える電位補正手段１０８等が接続されており、この本体制御部１００において各部に必要な制御が行われる。
図４は感光体ドラムと、現像装置と、電位センサとの位置関係を単に示す平面図である。図５は感光体ドラム上の現像領域と電位センサに対応する領域を示す平面図である。

図４及び図５を参照して説明すると、感光体ドラム（静電潜像担持体）１２は、その軸方向（長手方向）の長さが現像領域（図５の１２ｂ）の長手方向の長さよりも長くなっている。この現像領域の外側には電位センサ１９の位置に対向する領域、及び後述するトナー付着量検知用パターン作成領域を含んでいる。
現像装置の現像ローラ５１（図２）近傍には、電位センサ１９を感光体ドラム１２の長手方向の現像領域１２ｂより外側でかつ感光体ドラム１２の回転方向で現像装置の現像ローラ５１の軸方向の周面の現像位置と軸方向の同じ位置で表面電位を測定可能な位置に取り付けている。
このような構成とすることにより、暗減衰等による、電位センサ１９の位置と現像領域１２ｂとの電位のずれを解消することができる。温度１０°Ｃ、湿度１５％の環境において、電荷輸送層の膜厚が５３μｍの有機感光体を用いて、Ａ４サイズ、画像面積率６％のチャートを連続１０００プリント行うジョブを５０回繰り返した場合の画像濃度（以下、ＩＤ）を比較する。
この場合、電位センサ１９の位置が露光位置と現像位置との間に配置される従来方式では、電位センサ位置と現像位置とで６０Ｖの電位のずれが生じ、これによりトナー濃度制御が正常に機能せず、ＩＤが１．１まで低下した。
電位センサ１９を感光体ドラム１２の長手方向の現像領域１２ｂより外側の部分でかつ感光体ドラム１２の回転方向で現像装置の現像ローラ５１の軸方向周面の現像位置と軸方向の同じ位置に配置する本実施の形態においては、ＩＤは１．３を保ち、本発明者等が定めた規格値であるＩＤ：１．２以上を保持できた。なお、ＩＤはＸ−Ｒｉｔｅ社製反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅを用いて測定した。

さらに、本実施の形態では、図５に示すように、１プリント毎に、１プリント中に、電位センサ１９の位置に対応する感光体ドラム１２の長手方向の領域１２ａに、所定の光量で書き込みを行う構成としている。
このような構成とすることにより、現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置に対応する感光体ドラム１２の領域１２ａとの間の通過電荷量の差を小さくし、電位のずれを低減し、かつ暗減衰等による、電位センサ１９の位置と現像位置との電位のずれを解消することができる。
本実施の形態において、上述したように、電荷輸送層の膜厚が５３μｍの有機感光体を用いて、Ａ４サイズ、画像面積率６％のチャートを連続１０００プリント行うジョブを繰り返し、１００万プリントを行った。
その結果、感光体ドラム１２の、電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａでは通過電荷量が少ないため、繰り返しプリントを行ったことにより現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置との間に電位のずれが生じ、トナー濃度制御が正常に機能せず、トナー濃度が高く制御され、本来、白部となる箇所にトナーが現像されてしまう現象（以下、地肌汚れ）が発生する。
このような特定条件下においては、電位センサ１９を感光体ドラム１２の回転方向で現像装置の現像ローラ５１の軸方向の周面の現像位置と軸方向の同じ位置に配置すると問題が発生する場合がある。
かかる場合には、この構成に加えて、１プリント毎に、１プリント中、電位センサ１９の位置に対応する感光体ドラム１２の領域１２ａに、所定の光量で書き込みを実施すれば、電位センサ１９の位置と現像領域１２ｂとの通過電荷量の差を小さくできるため、地肌汚れの発生を防ぐことができる。
このように、１プリント毎に、１プリント中、現像領域１２ｂの外側であるため書み込みが行われない、電位センサ１９の位置に対応する感光体ドラム１２の領域１２ａに、所定の光量で書き込みを行うことによって、現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａとの間の、通過電荷量の差による電位のずれを低減し、かつ暗減衰等による、電位センサ１９の位置と現像位置との電位のずれを解消することができる。

本発明の実施の形態によれば、感光体ドラム１２の現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａとの間の通過電荷量の差による電位のずれを高い精度で低減し、かつ暗減衰等による、電位センサ１９の位置と現像位置との電位のずれを解消するために、上述した、１プリント毎に、１プリント中に、電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａに書き込む所定の光量を、１プリントの面積あたりの画素数から算出する構成としている。
このような構成とすることにより、極めて低画像面積率のプリントのみを繰り返し行うような特定の場合においても、現像領域１２ｂと電位センサ位置に対応する領域１２ａとの間の通過電荷量の差を小さくし、電位のずれを低減し、かつ暗減衰等による、電位センサ位置と現像位置の電位のずれを解消することができる。

１プリント毎に、１プリント中、電位センサ位置に対応する感光体ドラム１２の領域１２ａに、所定の光量で書き込みを行う実施の形態において、電荷輸送層の膜厚が５３μｍの有機感光体を用いて、Ａ４サイズ、画像面積率０．５％のチャートを連続１０００プリント行うジョブを繰り返し、１００万プリント行った。
その結果は、感光体ドラム１２の、電位センサ位置に対応する領域１２ａでは通過電荷量が現像領域と比較して多いため、繰り返しプリントを行ったことにより現像領域１２ｂと電位センサ位置の間に電位のずれが生じてしまい、トナー濃度制御が正常に機能せず、ＩＤが１．１まで低下した。
しかし、所定の光量を、１プリントの面積あたりの画素数から算出する構成の本実施の形態においては、電位センサ位置に対応する領域１２ａへの書き込みを、Ａ４サイズ、画像面積率０．５％に相当する光量で行っているため、現像領域１２ｂと電位センサ位置に対応する領域１２ａとの間の通過電荷量の差を高い精度で低減でき、ＩＤは１．３を保ち、本発明者等が定める規格値であるＩＤ：１．２以上を保持できた。なお、ＩＤはＸ−Ｒｉｔｅ社製反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅを用いて測定した。

また、他の実施の形態では、所定の光量を、プリントの面積あたりの画素数から算出し、さらに、１プリント毎に、１プリント中、電位センサ位置に書き込む所定の光量を、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃの面積及び画素数から算出する構成としている。
このような構成とすることにより、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃの画像面積率と、それ以外の領域の画像面積率が大幅に異なるプリントのみを繰り返し行うような特定の場合においても、現像領域１２ｂと電位センサ位置に対応する領域１２ａとの間の通過電荷量の差を小さくし、電位のずれを低減し、かつ暗減衰等による、電位センサ位置と現像位置の電位のずれを解消することができる。

所定の光量を、プリントの面積あたりの画素数から算出する実施の形態において、電荷輸送層の膜厚が５３μｍの有機感光体を用いて、トナー付着量検知用パターン作成領域に対応する位置が幅３０ｍｍの黒帯となっているＡ４サイズのチャートを連続１０００プリント行うジョブを繰り返し、１００万プリント行った。
その結果、このチャートは全体としては画像面積率１０％であるが、トナー付着量検知用パターン作成領域については画像面積率１００％となっているため、繰り返しプリントを行ったことにより電位センサ位置とトナー付着量検知用パターン作成領域の間で通過電荷量の差による電位のずれが生じ、トナー濃度制御が正常に機能せずトナー濃度が高く制御されてしまい、本来、白部となる箇所にトナーが現像されてしまう地肌汚れが発生してしまった。
このような特定条件下においては、プリントの面積あたりの画素数から算出する実施の形態では問題が発生するが、さらに、１プリント毎に、１プリント中、電位センサ位置に書き込む所定の光量を、トナー付着量検知用パターン作成領域の面積及び画素数から算出する実施の形態において同様の実験を行ったところ、電位センサ位置とトナー付着量検知用パターン作成領域間の通過電荷量の差を極めて小さくできているため、地肌汚れの発生を防ぐことができた。
このように、本実施の形態の画像形成装置は、感光体ドラム上に、光学センサによるトナー付着量検知用パターンを作成し、所定の光量を算出するプリントの面積あたりの画素数を、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃの面積及び画素数に限定しているので、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃと電位センサ位置に対応する位置との間の通過電荷量の差による電位のずれを最小限にすることができ、かつ、暗減衰等による、電位センサ位置と現像位置の電位のずれを解消することができる。

図６は潜像担持体とクリーニング装置との長さ関係を示す概略図である。図５において、感光体ドラム１２上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置１６は、その少なくとも感光体ドラム１２に接触する部分が、電位センサ１９に対応する位置においても現像領域１２ｂと同一の断面構造を有している。
かかるクリーニング装置１６の構造を適用した実施の形態は、所定の光量を算出するプリントの面積あたりの画素数を、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃの面積及び画素数に限定する構成を備え、さらに、クリーニング装置１６の長手方向の長さを現像領域だけでなく電位センサ１９の位置に対応する位置にまで及ぶ構成となっている。
このような構成にすることによって、電位センサ１９の位置と現像領域１２ｂとの間の、感光体ドラム１２の表面の削れ量の差による電位のずれを低減でき、かつ暗減衰等による電位センサ位置と現像位置の電位のずれを解消することができる。

感光体ドラム１２上に、光学センサによって検知するトナー付着量検知用パターンを作成し、所定の光量を算出するプリントの面積あたりの画素数を、トナー付着量検知用パターン作成領域１２ｃの面積及び画素数に限定する構成の実施の形態において、最表面の電荷輸送層の削れ量が多い（一般的な画像形成装置において平均の削れ量が、走行距離１０００ｍあたり０．３６μｍ）有機感光体を用いて、Ａ４サイズ、画像面積率６％のチャートを連続１０００プリント行うジョブを繰り返し１５万プリント行った。
その結果、クリーニング装置１６のクリーニングブラシ１６ａ及びクリーニングブレード１６ｂ（図２）が当接している現像領域１２ｂと、当接していない電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａとの間で、感光体ドラム１２表面の電荷輸送層の削れ量の差により６０Ｖの電位のずれが生じてしまい、これによりトナー濃度制御が正常に機能せずＩＤが１．１まで低下した。
しかし、クリーニング装置１６の長手方向の長さが現像領域だけでなく電位センサ１９の位置に対応する位置にまで及ぶ構成の本実施の形態において同様の実験を行ったところ、ＩＤは１．３を保ち、本発明者等が定める規格値であるＩＤ：１．２以上を保持できた。なお、ＩＤはＸ−Ｒｉｔｅ社製反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅを用いて測定した。
このように、クリーニング装置１６の長手方向の長さが現像領域１２ｂだけでなく、現像領域１２ｂ以外の、電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａにまで及んでいる。従って、クリーニングブラシ１６ａやクリーニングブレード１６ｂが、感光体ドラム１２上の、現像領域１２ｂだけでなく電位センサ１９の位置に対応する位置にも当接し、現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置に対応する領域１２ａとの間の、感光体ドラム１２表面の削れ量の差による電位のずれを低減でき、かつ暗減衰等による、電位センサ１９の位置と現像位置との電位のずれを解消することができる。

図７は現像装置の上流側に第１の電位センサを示す概略図である。図７に示すように、現像装置１４の現像ローラ５１、５２の上流側に第１の電位センサ９を配置し、さらに、画像形成装置出荷時の第１の電位センサ９及び電位センサ１９（以下、第２の電位センサ１９と表記するがここで図示せず）が検知する電位を記憶する。
第１の電位センサ９の、検知した電位と出荷時の電位（以下初期電位）との差が、第２の電位センサ１９の、検知した電位と初期電位との差と比較して１０Ｖ以上ずれていた場合に、その差分だけ第２の電位センサ１９が検知する電位を補正する構成とした。
このような構成とすることによって、電位センサ位置と現像領域における、現像剤の摺擦の有無による感光体ドラム１２表面の削れ量の差による電位の差を含む、すべての電位のずれに対応することができる。
クリーニング装置の感光体ドラムに接触する部材が電位センサに対応する位置においても現像領域と同一の断面構造を有する構成を適用した実施の形態において、Ａ４サイズ、画像面積率６％のチャートを連続１０００プリント行うジョブを繰り返し、２００万プリント行った。
その結果、現像剤による摺擦の有無による削れ量の差から、電位センサ位置と現像領域との間に６０Ｖのずれが生じてしまい、これによりトナー濃度制御が正常に機能せずＩＤが１．１まで低下した。

しかし、２つの電位センサを有する本実施の形態において同様の実験を行ったところ、ＩＤは１．３を保ち、本発明者等が定める規格値であるＩＤ：１．２以上を保持できた。なお、ＩＤはＸ−Ｒｉｔｅ社製反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅを用いて測定した。
感光体ドラム１２上における現像領域１２ｂ外の領域は、現像剤による摺擦等の影響を受けないため、経時では現像領域１２ｂとこの現像領域１２ｂ外の電位センサ１９の位置間で電位のずれが生じる場合がある。
このずれに対応するため、それぞれの電位センサ９、１９が検知する初期の電位を初期電位記憶手段（図３の１０６、１０７）で記憶し、経時での電位変動を把握し、電位変動量に差がある場合に補正をかける補正手段（図３の１０８）を備えることで、現像領域１２ｂと電位センサ１９の位置との間の電位のずれを解消することができる。

本発明に係る画像形成装置であるレーザ複写機の内部機構の全体構成を示す概略図である。 作像機構の構成を拡大して示す概略図である。 本発明による画像形成装置の本体制御部を示す概略ブロック図である。 感光体ドラムと、現像装置と、電位センサとの位置関係を単に示す平面図である。 感光体ドラム上の現像領域と電位センサに対応する領域を示す平面図である。 潜像担持体とクリーニング装置との長さ関係を示す概略図である。 現像装置の上流側に第１の電位センサを示す概略図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置、９ 電位センサ（第１の電位センサ） 、１２ 静電潜像担持体（感光体ドラム）、１２ａ 現像領域、１２ｂ 領域、１４ 現像装置、１６ クリーニング装置、１６ａ クリーニングブラシ、１６ｂ クリーニングブレード、１８ レーザ書き込み装置、１９ 電位センサ（第２の電位センサ）、１００ 本体制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ 、１０３ ＲＡＭ（初期電位記憶手段）、１０４ トナー付着量検知用パターン作成手段、１０５ トナー付着検知用パターン検知センサ（光学センサ）、１０６ 初期電位記憶手段、１０７ 初期電位記憶手段、１０８ 電位補正手段

Claims (6)

1. 回転する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上の表面電位を検知する電位センサとを有する電子写真式の画像形成装置において、前記静電潜像担持体の表面には、該静電潜像担持体と対向配置の現像ローラに付着している現像剤によって前記静電潜像担持体表面上の静電潜像を可視化する現像領域と該現像領域以外の領域とを有し、前記電位センサを、前記現像ローラの現像位置と軸方向の同じ周面上で前記現像領域以外の領域の前記表面電位を測定する位置に取り付けることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電位センサの位置に対応する前記静電潜像担持体の前記現像領域以外の領域に、プリント毎に又はプリント中に、所定の光量での書き込みが行われることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記所定の光量を、プリントの面積あたりの画素数から算出することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記静電潜像担持体上に、光学センサによって検知するトナー付着量検知用パターンを作成し、前記所定の光量を算出する前記プリントの面積あたりの画素数を、トナー付着量検知用パターン作成領域の面積及び画素数に限定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記静電潜像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置の少なくとも前記静電潜像担持体に接触する部分が、前記電位センサに対応する前記現像領域以外の領域においても該現像領域と同一の断面構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記静電潜像担持体の表面電位を検知する２つの電位センサを備え、第１の電位センサを、前記静電潜像担持体の回転方向における露光位置と現像位置との間もしくは該現像位置の下流側に備え、前記第１の電位センサが検知する初期の電位を記憶する初期電位記憶手段を備え、第２の電位センサを前記現像ローラの周面の現像位置と該現像ローラの軸方向の同じ周面位置に配置し、前記第２の電位センサが検知する電位と該第２の電位センサの初期電位の差と、前記第１の電位センサが検知する電位と前記第１の電位センサの初期電位の差とを比較して、ずれが生じている場合に、前記第２の電位センサが検知する電位に電位補正手段によって補正を加える制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。

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