JP2013125097A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境の変化や感光ドラムの膜厚の違いによらず、感光ドラム上の電位を適正に制御し、濃度ムラを低減した高品質な画像を形成する。
【解決手段】 画像が形成される像担持体と、像担持体に形成された画像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、転写手段に電圧が印加された際に、転写手段を介して前記像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段と、を有し、転写手段に所定電圧を印加してから、印加した電圧を正の方向に変更しながら検知した電流値を検知し、放電電流値になったときの第一電圧と、転写手段に所定電圧を印加してから、印加した電圧を負の方向に変更しながら検知した電流値が放電電流値になったときの第二電圧を用いて、前記像担持体の表面電位を求める画像形成装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、像担持体としての感光ドラムの表面電位を検出して、検知結果に基づき動作を制御する画像形成装置に関するものである。

記録材に画像を形成する画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの構成及び動作概要について図１４を用いて説明する。図１４において、１０１は像担持体としての感光ドラム、１０２は光源としての半導体レーザ、１０３はスキャナモータ１０４によって回転する回転多面鏡（ポリゴンミラーともいう）、１０５は半導体レーザ１０２から発射され、感光ドラム１０１の表面を走査するレーザビームである。１０６は感光ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電部材としての帯電ローラである。１０７は感光ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器である。１０８は現像器１０７にて感光ドラム１０１条に現像されたトナー像を記録材に転写するための転写部材としての転写ローラである。１０９は記録材に転写されたトナー像を加熱して記録材に融着するための定着部材としての定着ローラである。１１０は回転して、記録材が積載され収容されているカセットから記録材を給紙及び搬送路に送り出す給紙部材としての給紙ローラである。また、カセットは記録材のサイズを識別する機能を有している。１１１はカセットとは別の給紙口としての手差し給紙口から記録材を搬送路に送り込む手差し給紙ローラである。１１４及び１１５は給紙された記録材を搬送する搬送ローラである。

１１６は給紙された記録材の先端と後端を検出するための記録材検知センサである。１１７は搬送された記録材を感光ドラム１０１と転写ローラ１０８で形成される転写部に送り込む転写前搬送ローラ、１１８は給紙された用紙に対して、感光ドラム１０１への静電潜像（画像）の書き込みと搬送される記録材と同期をとると共に、給紙された記録材の搬送方向の長さを測定するための同期用センサである。１１９は定着後の記録材の有無を検出するための排出検知センサ、１２０は定着後の記録材を機外に排出するための排出ローラである。

１２１は画像が形成された記録材の搬送先（機外に排出するか、又は、両面ユニットに搬送するか）を切り換えるフラッパ、１２２は両面ユニットに搬送された記録材を反転部に搬送するための搬送ローラである。１２３は反転部に搬送された用紙の先端及び後端を検出する反転検出センサ、１２４は正方向の回転転と逆方向の回転転をシーケンシャルに切り換える事で、記録材を反転させ、再給紙部に記録材を搬送する反転ローラである。１２５は再給紙部における記録材の有無を検出する再給紙センサ、１２６は再給紙部にある記録材を再度、転写部に向けて搬送する搬送路へ送り込む再給紙ローラである。
次に、上記のプリンタの動作を制御するための制御回路の構成を示すブロック図を図１５に示す。図１５において、２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像データをプリンタの印字に必要なビットデータに展開し、プリンタ内部の情報を読み取り、その情報に基づいて動作を制御するプリンタコントローラである。２０２はプリンタコントローラ２０１の指示に従い、プリンタエンジンの各部の動作を制御すると共に、プリンタコントローラ２０１へプリンタエンジン内部の情報を通知するプリンタエンジン制御部である。２０３はプリンタエンジン制御部２０２の指示に従い、記録材を給紙及び搬送するためのモータ（搬送ローラ等）の駆動及び停止を行う用紙搬送制御部である。２０４は電子写真プロセスの帯電、現像、転写等の各工程における高電圧の出力の制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う高圧制御部である。２０５はスキャナモータ１０４の駆動、停止、又、レーザビームの点灯をエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０７は定着器の温度をプリンタエンジン制御部２０２の指定した温度に調節するための定着温度制御部である。２０８はプリンタ本体に着脱可能な両面ユニットの動作を制御する両面ユニット制御部である。両面ユニット制御部２０８は、プリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって、用紙の反転および再給紙動作を行うと同時に、その動作状態をエンジン制御部２０２に通知する。

次に、図１６に、一般的な帯電電圧印加回路の概略構成を示す。この帯電電圧印加回路は、帯電ローラ１０６に高電圧を印加するための高圧回路である。図１６において、４０１は帯電ローラに印加する直流電圧（ＤＣバイアスともいう）を生成する回路である。４０２は電圧設定回路部でありＰＷＭ信号を受けて、その設定値が変更される。４０３はトランス駆動回路部、４０４は高圧トランスである。４０５はフィードバック回路部であり、帯電ローラ１０６に印加される電圧値を抵抗Ｒ７１を用いて検出して、検知した電圧値をアナログ値として電圧設定回路部に伝送する。そして、このアナログ値をもとに、帯電部材に一定電圧が印加されるように制御される。このような構成で、一連の制御を行うことで、帯電部材としての帯電ローラに一定の電圧を印加することが可能となる。このような帯電ローラへの印加電圧を一定電圧にする技術については、特許文献１等で示されている。

特開平６−３９３２号公報

ここで、帯電ローラに高電圧が印加されることにより、像担持体としての感光ドラムに放電が開始する電圧は、プリンタが設定された環境の温度及び湿度、また、感光ドラムの膜厚等で変化することが知られている。図１７を用いて、環境（温度及び湿度）と膜厚の違いにより感光ドラムへの放電開始の電圧が異なる特性であることを示す。横軸が感光ドラムに印加する電圧、縦軸が感光ドラムに流れる電流である。電流が流れ始めるポイントが放電が開始された電圧である。図で示すように放電電圧が異なるため、一定の電圧を感光ドラムに印加しても感光ドラム表面の電位（Ｖｄ）は一定にならないことがわかる。

また、感光ドラム表面のレーザビームに対する感度も、環境（温度や湿度）、感光ドラムの膜厚の違い（厚さ：大（厚い）＞中（標準）＞小（薄い））で異なるため、一定のレーザ光量を感光ドラムに照射しても、レーザ照射後の感光ドラムの表面電位もばらついてしまう。

感光ドラムの膜厚の違いによりレーザビームが照射された後の感光ドラムの電位（ＶＬ）が異なる特性を示すことを図１８に示す。図１８において、横軸がレーザビームの光量、縦軸がレーザビームを照射した後の感光ドラム上の電位（ＶＬと表記する）を示している。このデータによれば、一定のレーザ光量を感光ドラムに照射しても、レーザビームを照射した後の電位（ＶＬ）は一定にはならないことを示している。

また、感光ドラムの特性として、レーザビームの照射等により光を照射する感光ドラムの表面に電位変動（ドラムメモリともいう）が生じてしまう。本来であれば感光ドラム表面の電荷を除去した後は、感光ドラムの表面電位は０Ｖであることが理想であるが、この電位変動の影響でマイナスの電位になってしまうため、レーザビームを照射した後の感光ドラム表面の電位にバラツキが発生してしまう。

従来、このバラツキを補正するために、例えば、感光ドラムを有する交換部品としてのカートリッジに記憶素子（不揮発性メモリ）を設けて、記憶素子に感光ドラムの感度を示す情報、感光ドラムの使用量に応じた印加電圧値等を記憶しておき、記憶素子の情報に基づいて、感度や使用量に対応した高電圧（帯電電圧、現像電圧）を可変に制御する。また、レーザビームの光量を可変に制御していた。しかし、プリンタの生産性を向上するために、プリント時における記録材の搬送及び駆動速度の高速化、トナーを収容するカートリッジの大容量化に伴い、記憶素子の情報に基づき制御する従来の方式では、このバラツキを十分に補正することが難しくなってきている。

図１９に基づき、このバラツキを補正することが困難である理由を説明する。図１９において、感光ドラム上で帯電ローラによって帯電された後の電位をＶｄ、レーザビームによって露光された後の電位をＶＬ、現像器によって現像する場合の現像電位Ｖｄｃとすると、通常時のＶｄｃ−ＶＬの電位差と、感光ドラムの感度が低下した場合のＶｄｃ−ＶＬが異なり、この電位差を補正することが困難となり画像に濃度ムラが発生してしまう。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、環境の変化や感光ドラムの膜厚の違いによらず、感光ドラム上の電位を適正に制御して濃度ムラの無い画像を形成することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、画像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された画像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記転写手段に電圧が印加された際に、前記転写手段を介して前記像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段と、を有し、前記転写手段に所定電圧を印加してから、印加した電圧を正の方向に変更しながら前記電流検知手段により電流値を検知し、検知した電流値が放電電流値になったときの前記電圧印加手段から印加される第一電圧と、前記転写手段に前記所定電圧を印加してから、印加した電圧を負の方向に変更しながら前記電流検知手段により電流を検知し、検知した電流が前記放電電流値になったときの前記電圧印加手段から印加される第二電圧を用いて、前記像担持体の表面電位を求めることを特徴とする画像形成装置。

以上説明したように、本発明によれば、環境の変化や感光ドラムの膜厚の違いによらず、感光ドラム上の電位を適正に制御し、濃度ムラを低減した高品質な画像を形成することが可能となる。

感光ドラムの特性を示す図。 感光ドラムのドラム特性の測定結果を示す図 本発明の画像形成装置の概略図 実施例１の転写電圧印加回路図 転写電圧印加時のＶ−Ｉ特性の概略図 転写負バイアス印加時の電流特性を示す図 実施例１のレーザ駆動回路構成図 実施例１のフローチャート 実施例１のタイミングチャート 実施例１の感光ドラムの電位の変化を示す図 実施例２のフローチャート 実施例１のタイミングチャート 本発明実施例２の感光ドラムの電位の変化を示す図 画像記録装置本体の構成概略図 画像記録装置の制御部の概略図 従来の帯電電圧印加回路部 感光ドラムの電位Ｖｄにバラツキが生じることを示す図 レーザ照射後の感光ドラム電位ＶＬにバラツキが生じることを示す図 感光ドラムの表面電位にバラツキが生じることを示す図

以下、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下の実施例に基づいて説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この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。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施例１）
本例は、上記の画像形成装置における転写部材としての転写ローラに直流電圧である転写電圧を印加する転写電圧印加回路を備えており、この直流電圧が定電圧電源によって生成され、定電圧電源からの直流電圧の出力時に転写ローラを介して像担持体としての感光ドラムに流れる電流値を検出する検出回路を有する回路構成を前提としている。このような構成にすれば、電流検出のために直流電圧を印加する専用の回路を設けることなく転写電圧印加回路を用いて簡易な回路構成で感光ドラムに流れる電流値を検出することができる。

本例では、画像が形成されていない期間（非画像形成期間）において、転写ローラに対して異なる値の負の直流電圧を夫々印加した際に、電流検知回路によって検知される夫々の電流値に基づいて、感光ドラムに対する夫々の放電開始電圧を判断する。そして、判断結果を用いて感光ドラムが放電するのに必要な電位差と感光ドラム上の表面電位を算出することを特徴とする。

図１は、本例の前提となる放電開始電圧の対称性を示したものである。図１において、負の第一電圧である放電電圧Ｖ１、負の第二電圧である放電電圧Ｖ２が対称性を持つことを示している。感光ドラムの放電特性として、上記したように環境（温度や湿度）、又、感光ドラムの膜厚の違いにより放電が開始する電圧値は異なる。しかし、感光ドラムの置かれた環境や膜厚が異なっている場合でも、感光ドラム上の所定電位に対して、放電が開始するために必要な電位差は同じであるという特性がある。この特性は、高電圧を印加する際のギャップ間（平面と平面の間）の放電特性と同様である。

図２に、実際の感光ドラムの放電特性を測定した結果を示す。図２（ａ）に常温、低温の夫々での特性、図２（ｂ）に膜厚が薄い場合と厚い場合での夫々の特性を示す。グラフの横軸は印加電圧（Ｖ）、縦軸は放電電流（μＡ）っであり、夫々で実際の放電電圧Ｖ１とＶ２、中心（Ｖ１＋Ｖ２）／２の値をプロットしている。

図２（ａ）では、常温環境において、３．５Ｖを中心に＋６０２Ｖと−６５９ボルトの夫々が放電電圧Ｖ１、Ｖ２であり、低温環境において、９．５Ｖを中心に＋６５２Ｖと−６２１Ｖの夫々が放電開始電圧Ｖ１、Ｖ２であることを示している。また、図２（ｂ）では、感光ドラム２０１の膜厚が薄い場合と厚い場合の夫々で放電電圧が略ゼロボルトを中心に対称性を持つことを示している。以上のデータから、温度が変動する、又、膜厚が変わっても、印加電圧に対して放電が開始する電圧値Ｖ１、Ｖ２が対称性を持つことが確認できる。このデータは感光ドラム上の電位が略０Ｖ近い場合のデータであり、正負夫々の直流電圧を印加した場合の測定結果である。なお、この対称性は、感光ドラム表面の電位が０Ｖ以外の場合、例えば、感光ドラム表面の電位が負の値であっても同様の特性を示す。その一例として、感光ドラム表面が負電位の場合の測定データを図２（ｃ）に示す。図２（ｃ）は、−１１５０Ｖを中心に放電開始電圧Ｖ１、Ｖ２が対称性を持つことを示している。

本例はこの対称性を持つという特性に着目し、感光ドラムが放電するのに必要な電位差、及び、感光ドラムの表面電位を求め、その検知結果に基づき、帯電ローラに印加する電圧の値を設定し、更に、レーザビームの光量を設定することを特徴とする。

図３に本例のおける感光ドラムに作用する部材及び高電圧印加回路の概略図を示す。感光ドラム２０１に対して、感光ドラム２０１を帯電する帯電部材としての帯電ローラ２０２、感光ドラム上に形成された静電潜像をトナーにて現像する現像部材としての現像ローラ２０３、感光ドラム上に現像されたトナー像を記録材に転写する転写部材としての転写ローラ２０４、帯電ローラ２０２に高電圧を印加する帯電電圧印加回路２０５、転写ローラ２０２に直流電圧を印加する転写電圧印加回路２０６、露光部としての光源から構成されている。そして、帯電電圧印加回路から帯電ローラ２０２に交流電圧が印加されて感光ドラム２０１条の残留電位を除去した上で、転写電圧印加回路２０６による電圧印加及び感光ドラムの放電に必要な電位差と表面電位の検出動作が開始される。

図４に本例における転写電圧印加回路３０１の概略構成を示す。この回路は、大きく分けて、負荷である転写ローラ２０４（感光ドラム２０１）に正極性の電圧を印加する正電圧印加回路部３０１ａと負極性の電圧（負電圧）を印加する負電圧印加回路部３０１ｂの２つの回路を有する。本例では、負電圧の印加による動作であるため、正電圧を印加する回路についての説明は省略する。

図４の負電圧印加回路部３０１ｂにおいて、３０２は電圧設定回路部であり入力されるＰＷＭ信号に応じて、出力される電圧値が制御可能である。３０３は高圧トランスを駆動する駆動回路部、３０４は高圧トランスである。３０６はフィードバック回路部であり、抵抗Ｒ６１を介して高圧トランス３０４から出力される電圧を検知し、ＰＷＭ信号の設定の応じた電圧値になるように駆動回路部３０３の駆動動作を制御するための回路である。３０５は電流検出回路であり、像担持体としての感光ドラムに流れる電流値Ｉ６２とフィードバック回路３０６から流れる電流値Ｉ６１を加算した電流値Ｉ６３を抵抗Ｒ６３により検出して、端子Ｊ５０１からアナログ値としてエンジン制御部２０２に伝送される。

感光ドラム２０１と転写ローラ２０２の間で放電が開始するまでは、感光ドラム２０１と転写ローラ２０２の間は絶縁されている。そのため、放電が開始されるまでは、検出抵抗Ｒ６３に流れる電流はフィードバック回路３０６から流れてくる電流Ｉ６１のみである。電流Ｉ６１は、ＰＷＭ信号で設定される電圧値Ｖｐｗｍと基準電圧Ｖｒｅｆ、Ｒ６４、Ｒ６５により以下の式１によって決定される。
Ｉ６１＝（Ｖｒｅｆ−Ｖｐｗｍ）／Ｒ６４−Ｖｐｗｍ／Ｒ６５ ・・・ （式１）
また、電流値Ｉ６１がフィードバック回路３０６の抵抗Ｒ６１を流れることで、出力電圧も以下の式２によって決定される。
Ｖｏｕｔ＝Ｉ６１×Ｒ６１＋Ｖｐｗｍ≒Ｉ６１×Ｒ６１ ・・・ （式２）
図５に負荷としての転写ローラ２０２（感光ドラム２０１）への印加電圧と感光ドラム２０１に流れる電流値との関係を示す。図５の線Ａに示すように放電が開始されるまでは、ＰＷＭ信号に応じたＩ６１の電流しか電流検出回路３０５の抵抗Ｒ６３には流れないため印加電圧と電流の関係は直線となる。しかし、感光ドラム２０１と転写ローラ２０２の間で放電が開始されると、感光ドラム２０１に流れる電流値Ｉ６２が正電圧を印加する回路の抵抗Ｒ７１を介して流れてくる。この電流値Ｉ６２とフィードバック回路３０６から流れる電流値Ｉ６１を加算したＩ６３が流れることになる。つまり、図５の線Ｂに示すように放電が開始した時点で分岐点をもった曲線Ｂとなる。従って、感光ドラム２０１と転写ローラ２０２の間に流れる電流は、曲線Ｂから直線Ａの値を引いたΔ値で算出することができる。そして、このΔ値が所望の電流値（目標の放電電流値）Ｉになった時点を放電が開始した電圧と判断する。

所望の電流値（目標の放電電流値）Ｉに関しては、転写ローラ２０４の抵抗値に応じて設定する必要がある。転写ローラ２０４には少量ではあるが放電が開始されるまでの期間で暗電流が流れる。この暗電流は、転写ローラ２０４の抵抗値で決まるものである。図６に転写ローラ２０４の抵抗値の違いによって流れる電流値の違いを示す。図６で示されるように、転写ローラ２０４の抵抗値の違いで暗電流の値が異なっており、電流の検出精度に影響を及ぼすことが理解できる。転写ローラ２０４の抵抗値は、図６に示す関係から、予め設定した一定の電圧を印加して、そのときに流れる電流値を検出して、その違いから抵抗値を判断することができる。図６においては、例えば、−１２００Ｖの電圧を印加した時に検出した電流値から抵抗値の大きさを判断することができる。抵抗値の大きさが判断できれば、その抵抗値の大きさに従って放電が開始した時点での補正電流値を得ることができる。この補正電流値を加味して所望の電流値Ｉ（目標の放電電流値）を設定する。なお、抵抗値に対する補正電流値の値は、画像形成装置の制御部内の不揮発性メモリにテーブルとして記憶している。なお、テーブルではなく演算式を用いて演算することも可能である。

帯電ローラ２０２に直流電圧と交流電圧を重畳した所定電圧を印加することにより、感光ドラム２０１の電位を所定のマイナス電位（負電位）に帯電してから、転写電圧印加回路により、そのマイナス電位を中心として電圧を正の方向に変更（電圧の絶対値を小さくする）、又は、負の方向に変更して（電圧の絶対値を大きくする）夫々、異なる電圧を印加する。そして、絶対値が小さい放電開始電圧Ｖ１と絶対値が大きい放電開始電圧Ｖ２の２つの放電開始電圧を検知する。そして、放電開始電圧Ｖ１とＶ２の絶対値の差分の１／２を感光ドラム２０１が放電を開始する上で必要な電圧差ΔＶと設定する（図１参照）。

また、感光ドラム２０１に光源２０７からレーザビームを照射した後に、転写電圧印加回路により、絶対値が大きい側の電圧を再度印加し、その際に検出した電流値に基づいて得られる放電開始電圧をＶ３とする。この放電開始電圧Ｖ３と、上記で得られた電圧値ΔＶを用いると、光源２０７からレーザビーム照射後の感光ドラム上の電位ＶＬを算出することができる。そして、算出した電気ＶＬの値になるように照射するレーザビームの光量値を設定（補正）する。このように制御することで、環境（温度・湿度）変化や感光ドラムの膜厚違いがあっても感光ドラム上の電位（レーザビームの照射後）ＶＬ−現像電圧Ｖｄｃを安定させることが可能となる。

また、図７に本例のレーザ駆動回路の概略構成を示す。３１４はレーザドライバであり、レーザダイオードの発光量をＰＤセンサ３１６でモニタしながら、光量を一定にするよう制御を行なっている。制御回路部３１１とレーザドライバ３１４の間には、光可変信号３１３（ＰＷＭ信号ともいう）が入力されており、光可変信号（ＰＷＭ信号）３１３に応じてレーザビームの光量を可変することができる構成である。この構成においては、感光ドラム２０１に照射するレーザビームの光量を制御することができるため、上記した方法によって、レーザ照射後（ＶＬ）の感光ドラム上の電位を検出した後、その値が所望の値と異なっていた場合には、レーザビームの光量を変化させて、ＶＬの値を補正することができる。このような補正を行なうことで、ドラム電位（レーザビームの照射後）−現像電圧（Ｖｄｃ）を得ることが可能となる。

次に、図８のフローチャート、図９のタイミングチャート、図１０の電位図を用いて本例の制御について説明する。なお、図８のフローチャートに基づく動作は、エンジン制御部２０２（図１４参照）によって制御される。図８において、まず、画像形成装置の電源オン、又は、プリントコマンドを受信後（Ｓ３００）、初期化動作である前多回転（電源オン後）又は、前回転（プリントコマンド受信後）が実行される。この期間において像担持体である感光ドラム２０１が回転している期間（感光ドラムに画像が形成されない非画像期間）において（Ｓ３０１）、帯電ローラ２０２に交流電圧を印加して感光ドラム２０１の残留電荷を除去する（Ｓ３０２）。その後、帯電電圧印加回路（図１６参照）を用いて、所望の交流電圧を帯電ローラ２０２に印加して、感光ドラム２０１上をマイナス電位に帯電する（Ｓ３０３）。 そして、所定電圧（負電圧）を転写ローラ２０４に印加して（Ｓ３０４）、そのときに印加した電圧値と、検出した電流値により、転写ローラの抵抗値を算出して、上記したとおり所望の電流値Ｉを定める（Ｓ３０５）。

そして、感光ドラム２０１を所望の交流電圧を印加して帯電した際の帯電電圧値を中心として転写ローラに負電圧を印加する（Ｓ３０６）。まずは、負電圧の絶対値を徐々に下げていき、転写ローラ２０４から流れてくる電流Ｉ６２とフィードバック回路から流れてくる電流Ｉ６１に流れる電流値を合計した電流Ｉ６３をＪ５０１端子から入力されるアナログ値として検知する（Ｓ３０７）。その検知値より、上記したとおりの理論よって放電電流を算出する（Ｓ３０８）。そして、算出した放電電流値と所望の電流値（目標の放電電流値）Ｉと比較し、その電流値Ｉの公差内となっているか否かの判断を行う（Ｓ３０９）。つまり、所望の電流値Ｉ＋公差より算出した放電電流値が大きい場合には、放電開始電圧がより低い電圧に設定されていると判断し、ＰＷＭ信号の値をステップアップさせることによって電圧値を上げる（Ｓ３１０）。また、所望の電流値Ｉ−公差より算出した放電電流値が小さい場合には、放電開始電圧はより高い設定にあると判断し、ＰＷＭ信号の値をステップダウンさせることにより電圧値を下げる（Ｓ３１１）。このようにＰＷＭ信号を制御して、算出した放電電流値と所望の電流値が公差内となった場合、そのときの電圧値を絶対値が低い側の放電開始電圧Ｖ１と設定する（Ｓ３１２）。

再度、感光ドラム２０１を所望の交流電圧を印加して帯電した際の帯電電圧値を中心として、転写ローラ２０４に負電圧を印加する（Ｓ３１３）。今度は、負電圧の絶対値を徐々に上げていき、転写ローラ２０４から流れてくる電流Ｉ６２とフィードバック回路から流れてくる電流Ｉ６１に流れる電流値を合計した電流Ｉ６３を端子Ｊ５０１から入力されるアナログ値として検知する（Ｓ３１４）。その検知値より、上記したとおりの理論より放電電流を算出する（Ｓ３１５）そして、算出した放電電流値と所望の電流値Ｉとを比較し、所望の電流値Ｉ値の公差内となっているか否かの判断を行う（Ｓ３１６）。つまり、所望の電流値Ｉ＋公差より算出した放電電流値が大きい場合には、放電開始電圧がより低い電圧に設定されていると判断し、ＰＷＭ信号の値をステップアップさせることにより電圧値を上げる（Ｓ３１７）。また、所望の電流値Ｉ−公差より算出した放電電流値が小さい場合には、放電開始電圧はより高い設定にあると判断し、ＰＷＭ信号の値をステップダウンさせることにより電圧値を下げる（Ｓ３１８）。このようにＰＷＭ信号を制御して、算出した放電電流値と所望の電流値が公差内となった場合、そのときの電圧値（ＰＷＭ信号の値Ｂ）を絶対値が高い側の放電開始電圧Ｖ２と設定する（Ｓ３１９）。その後、放電開始電圧Ｖ１とＶ２の差分の絶対値の１／２を算出し、算出した値を感光ドラム２０１が放電を開始する上で必要な電圧差ΔＶと感光ドラム２０１の表面電位Ｖｄｒａｍを算出する（Ｓ３２０）。

次に、レーザビームを感光ドラム２０１に照射した後の電位ＶＬを検知するシーケンスとなる。電位差ΔＶと表面電位Ｖｄｒａｍに応じた帯電電圧を帯電ローラ２０２に印加して感光ドラム２０１を帯電し（Ｓ３２１）、更に、感光ドラム２０１にレーザビームを照射して感光ドラム２０１の表面を電位ＶＬの状態にする（Ｓ３２２）。次に、電圧差ΔＶに応じた所定の負電圧を転写ローラ２０４に印加し（Ｓ３２３）、その状態で、転写ローラ２０４から流れてくる電流Ｉ６２とフィードバック回路から流れてくる電流Ｉ６１に流れる電流値を合計した電流Ｉ６３を端子Ｊ５０１から入力されるアナログ値として検知する（Ｓ３２４）。その検知値より、上記した理論により放電開始電流値を算出する（Ｓ３２５）。そして、その算出した放電電流値と所望の電流値Ｉと比較し、電流値Ｉの公差内となっているか否かの判断を行う（Ｓ３２６）。算出した放電電流値が所望の電流値Ｉ ＋公差より大きい場合には、感光ドラム２０１表面の電位ＶＬ値が低い設定にあると判断し、レーザ光量設定値をステップダウンさせ、レーザビームの光量を下げる（Ｓ３２７）。また、算出した放電電流値が所望の電流値Ｉ−公差より小さい場合には、感光ドラムの表面の電位ＶＬ値が高い設定にあると判断し、レーザ光量設定値をステップアップさせ、レーザビームの光量を上げる（Ｓ３２８）。このように制御して、電流値Ｉの公差内となった場合、そのときレーザビームの光量の設定値が所望のレーザビームの光量であると判断して確定する（Ｓ３２９）。以上のシーケンスを実行することにより、ＶＬ−Ｖｄｃ間の電位差が所定の値に制御される。これらの設定が完了した後、画像形成動作が開始される（Ｓ３３０）。

次に、図９と図１０を用いて図８で説明した制御の各ステップにおける帯電ローラへの電圧印加、転写ローラへの電圧印加、光源からのレーザビーム照射の各タイミング、及び、対応する感光ドラムの電位の状態について説明する。

図９において、図８のＳ３０２とＳ３０３に対応するタイミングで帯電ローラに交流電圧及び直流電圧（交流電圧と直流電圧を重畳した電圧）を印加する。そして、その後、図８のＳ３０４、Ｓ３０５に対応するタイミングで転写ローラ２０４に負電圧を印加して転写ローラの抵抗値を算出し、所望の電流値Ｉを設定する。そして、そのご、Ｓ３０６〜Ｓ３１９に対応するタイミングで、放電開始電圧Ｖ１とＶ２を検出し、Ｓ３２０のタイミングでドラム表面電位Ｖｄｒａｍと電位差ΔＶを算出する。そして、Ｓ３２１のタイミングで帯電ローラにΔＶ、Ｖｄｒａｍに応じた直流電圧を印加しつつ、Ｓ３２２のタイミングで感光ドラムにレーザビームを照射する。Ｓ３２３〜Ｓ３２６に対応するタイミングで感光ドラムの表面電位ＶＬを検知して、Ｓ３２７〜Ｓ３３１のタイミングでレーザビームの光量を可変して感光ドラムの電位をＶＬに制御する。

図１０は、各ステップにおける感光ドラムの表面電位の状態を示している。図１０の（ａ）は、図８のＳ３０３に対応するタイミングの感光ドラムの表面電位の状態である。図１０（ｂ）は、図８のＳ３０６〜Ｓ３１９に対応するタイミングの感光ドラムの表面電位の状態である。図１０（ｃ）は、図８のＳ３２０〜Ｓ３２３に対応するタイミングの感光ドラムの表面電位の状態である。図１０（ｄ）は、図８のＳ３２９のタイミングに対応する感光ドラムの表面電位の状態である。このように上記の制御によって、ＶＬ（露光電位）−Ｖｄｃ（現像電位）間の電位差を所望の電位差に安定させることが可能になる。

以上、本例によれば、環境の変化や感光ドラムの膜厚の違いによらず、感光ドラム上の電位を適正に制御し、濃度ムラを低減した高品質な画像を形成することが可能となる。

（実施例２）
本例は、上記の実施例１と同様の構成を前提としている。実施例１との違いは、本例では感光ドラムが放電するのに必要な電位差と感光ドラムの表面電位を検知し、その検知結果に基づき、現像ローラに印加する電圧を設定する点である。本例の構成は、実施例１のようにレーザビームの光量を可変する機能を有していない構成である。レーザビームの光量を可変する機能を有していないため、実施例１よりも安価な構成となる。なお、電位差及び表面電位を検知する前提構成や動作については実施例１と同様であるため説明を省略する。

次に、図１１のフローチャート、図１２のタイミングチャート、図１３の電位図を用いて本例の制御について説明する。なお、図１１のフローチャートに基づく動作は、エンジン制御部２０２（図１４参照）によって制御される。また、図１１のフローチャートにおけるＳ３００〜Ｓ３２５は、実施例１の図８の制御と同様であるため説明を省略し、本例における現像電圧の設定について、ステップＳ３２６、Ｓ４２７〜Ｓ４３１の制御を説明する。

Ｓ４２６において、算出した放電電流値（Ｓ３２５）が所望の電流値＋公差より大きいか否か、もしくは、算出した放電電流値が所望の電流値−公差より小さいか否かの判断を行う。その検知値より、実施例１と同様の理論より放電電流値を算出し、その算出値と所望の電流値Ｉとを比較し、Ｉ値の公差内となっているか否かの判断を行う。算出した放電電流値が所望の電流値Ｉ＋公差より大きい場合には、放電開始電圧が低い設定であると判断し、ＰＷＭ信号の値（転写ローラに印加する転写電圧）をステップアップさせて転写電圧を上げる（Ｓ４２７）。また、算出した放電電流値が所望の電流値Ｉ−公差より小さい場合には。放電開始電圧が高い設定であると判断し、ＰＷＭ信号の値（転写電圧）をステップダウンさせて転写電圧を下げる（Ｓ４２８）。このようにＰＷＭ信号を制御して、所望の電流値Ｉの公差内となった場合に、その時のＰＷＭ信号の値（転写電圧）をレーザビーム照射後の電位ＶＬ時における放電開始電圧Ｖ３と設定する（Ｓ４２９）。そして、上記で得られた感光ドラム２０１の放電を開始する上で必要な電圧差ΔＶとレーザビームを照射した後の電位ＶＬの放電開始電圧Ｖ３の差分を求めて、レーザビームを照射した後の電位ＶＬを算出する（Ｓ４３０）。なお、算出値は、ＶＬ＝｜Ｖ３−ΔＶ｜であり絶対値である。

そして、算出されたＶＬの値に応じて、現像ローラに印加する現像電圧の値を設定する（Ｓ４３１）。このように制御することで、ＶＬ−Ｖｄｃ間の電圧が所定の値に制御されることになる。これらの設定が完了した後、画像形成動作が開始される（Ｓ４３１）。

次に、図１２と図１３を用いて図１１で説明した制御の各ステップにおける帯電ローラへの電圧印加、転写ローラへの電圧印加、光源からのレーザビーム照射の各タイミング、及び、対応する感光ドラムの電位の状態について説明する。

図１２において、図９のＳ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０６〜Ｓ３２０、Ｓ３２２に対応するオンオフの状態とは同じであるため説明を省略する。本例では、Ｓ４２６〜Ｓ４２８における転写ローラへの転写電圧の印加と電圧の補正、そして、Ｓ４２９〜Ｓ４３１における露光電位ＶＬの算出と現像電圧の設定（調整）が異なっている。

図１３において、図１０と同様の状態（図１０（ａ）：Ｓ３０２に対応するタイミング、図１０（ｂ）：Ｓ３０６〜Ｓ３１９に対応するタイミング、図１０（ｃ）：Ｓ３２３〜Ｓ３３１に対応するタイミング）については説明を省略する。本例においては、図１３（ｄ）であるＳ４３１のタイミングが実施例１と異なり、レーザビームの光量を一定として、現像電圧の値を補正することでＶＬ（露光電位）−Ｖｄｃ（現像電位）間の電位差を所望の電位差に安定させている。

以上、本例によれば、簡易な構成で、環境の変化や感光ドラムの膜厚の違いによらず、感光ドラム上の電位を適正に制御し、濃度ムラを低減した高品質な画像を形成することが可能となる。

なお、上記では、像担持体である感光ドラム上の画像を記録材に転写する構成で説明したが、これに限らず、感光ドラム上の画像を、例えば記録材以外の転写体（中間転写ベルト、中間転写ドラム等）に転写する装置においても、上記実施例１、２で説明した構成を適用可能である。

３０１ 転写電圧印加回路部
３０１ａ 正電圧印加回路部
３０１ｂ 負電圧印加回路部

Claims (7)

1. 画像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された画像を転写体に転写する転写手段と、
   前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記転写手段に電圧が印加された際に、前記転写手段を介して前記像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段と、を有し、
   前記転写手段に所定電圧を印加してから、印加した電圧を正の方向に変更しながら前記電流検知手段により電流値を検知し、検知した電流値が放電電流値になったときの前記電圧印加手段から印加される第一電圧と、前記転写手段に前記所定電圧を印加してから、印加した電圧を負の方向に変更しながら前記電流検知手段により電流を検知し、検知した電流が前記放電電流値になったときの前記電圧印加手段から印加される第二電圧を用いて、前記像担持体の表面電位を求めることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一電圧と前記第二電圧の差分を求め、求めた差分の１／２の値を前記転写手段に電圧が印加された際に前記転写手段と前記像担持体の間で放電が開始するために必要な電圧さとして求めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写手段に前記所定電圧を印加した際に、前記電流検知手段により前記像担持体に流れる電流を検知し、検知した電流に基づき、前記転写手段の抵抗値を求め、算出した前記転写手段の抵抗値に応じた放電電流値を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記電圧印加手段は、前記転写手段に正極性の電圧を印加する手段と、前記転写手段に負極性を印加する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 更に、前記像担持体に潜像を形成するために前記像担持体を露光する露光手段を有し、
   前記差分に基づく電圧を前記転写手段に印加した際に、前記電流検知手段により検知した電流値が前記放電電流値になるように前記露光手段の動作を制御することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 更に、前記像担持体に画像を現像するための現像手段を有し、
   前記差分に基づく電圧を前記転写手段に印加した際に、前記電流検知手段により検知した電流値が前記放電電流値になるように前記転写手段に印加する電圧を決定し、決定した電圧と前記差分を用いて、前記現像手段に印加する電圧を設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記電圧印加手段が前記転写手段に印加する電圧は直流電圧であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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