JP2016143033A - 画像形成装置及び補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で高精度にコントラストの補正を行うこと。
【解決手段】感光ドラム２００と、露光手段２２０と、転写ローラ２４１と、転写電圧印加回路２４２と、電流検知回路２４３と、を備え、電流検知回路２４３により検知される電流値と転写電圧印加回路２４２により転写ローラ２４１に印加される電圧とに基づき感光ドラム２００と転写ローラ２４１との間の放電開始電圧を判断し、放電開始電圧に基づき感光ドラム２００の表面電位を算出する制御部２５０が、所定の表面電位と算出された表面電位との差分に基づき、所定の表面電位に対応する目標電流値を算出し、目標電流値と電流検知回路２４３により検知された電流値との差分に基づき露光手段２２０による感光ドラム２００への露光の強度を調整する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び補正方法に関し、特に、露光により静電潜像を形成する電子写真記録方式を用いたレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置及び補正方法に関する。

電子写真記録方式を利用する画像形成装置に対する画像品質への要求はますます高まっている。特に、安定的な高品質画像を形成するためには、高い濃度再現性の実現は重要である。画像形成装置により形成される画像のコントラストは、感光ドラムに露光手段としてのレーザを照射した後の感光ドラムの表面電位（ＶＬ）と、現像ローラに印加する現像電圧（Ｖｄｃ）との電位差に応じて決定される。

しかしながら、画像のコントラストは、温度や湿度等の環境要因、感光ドラムの膜厚のバラつき等により変動する。そのため、画像のコントラストの品質を安定させるために、コントラストの補正処理を行うことが提案されている。例えば、特許文献１には、感光ドラムの表面電位を検出することでコントラストの補正を行う構成が開示されている。

特開２０１２−１３８８１号公報

しかし、特許文献１に開示の構成では、コントラストの補正を行う際に感光ドラムの表面電位の検出とレーザ露光の光量可変とを複数回、交互に行う必要がある。そのため、コントラストの補正に時間がかかってしまうという課題があり、短時間でコントラストの補正を完了させることのできる提案が望まれていた。本発明は、このような状況のもとでなされたもので、短時間で高精度にコントラストの補正を行うことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に対して光を照射して前記像担持体の表面を露光する露光手段と、前記像担持体と電流経路を形成する部材と、前記部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記部材に電圧が印加された際に前記像担持体に流れる電流値を検知する電流検知手段と、を備えた画像形成装置であって、前記電流検知手段により検知される電流値と前記電圧印加手段により前記部材に印加される印加電圧とに基づき前記像担持体と前記部材との間で放電が開始される放電開始電圧を判断し、判断した前記放電開始電圧に基づき前記像担持体の表面電位を算出する制御手段を有し、前記制御手段は、所定の前記像担持体の表面電位と前記算出された表面電位との差分に基づき、前記電流検知手段により検知されるべき目標電流値を算出し、前記目標電流値と前記電流検知手段により検知される電流値との差分に基づき前記露光手段による前記像担持体への露光の強度を調整することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、短時間で高精度にコントラストの補正を行うことができる。

実施例１、２の画像形成装置の概略ブロック構成図 実施例１、２の露光装置、転写装置の転写電圧印加回路のブロック図 転写装置による印加電圧と検知電流値との関係を示すグラフ 感光ドラムの表面電位と検知電流値との関係、転写ローラへの印加電圧と検知電流値との関係を各々示すグラフ 感光ドラム〜転写ローラ間の電位差と検知電流値との関係を示す特性図 実施例１の動作制御を説明するフローチャート レーザ光量値可変制御のタイミングチャート、従来手法と実施例１のレーザ光量可変制御の対比図 第二誤差を説明する、レーザ光量値−検知電流値のグラフ 実施例２の動作制御を説明するフローチャート レーザ光量値可変制御のタイミングチャート、レーザ光量可変制御の間の検知電流値の増加を示すグラフ 変形例の動作制御を説明するフローチャート

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。

［画像形成装置Ｓ］
図１は、実施例１の画像形成装置Ｓの要部構成図である。画像形成装置Ｓは、電子写真方式を用いたレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等である。図１は、電子写真方式を実現する感光ドラム２００近傍の拡大図である。画像形成装置Ｓは、感光ドラム２００、帯電装置（帯電手段）２１０、露光装置（露光手段）２２０、現像装置（現像手段）２３０、転写装置（転写手段）２４０、制御部（制御手段）２５０を有している。

感光ドラム２００は、被転写体としての紙の表面に転写する画像を担持するための像担持体であり、略円柱形状又は略円筒形状を呈して図示しないモータ等の駆動手段によって回転駆動される。感光ドラム２００は、後述するように、部材としての帯電ローラ（帯電部材）２１１や部材としての転写ローラ（転写部材）２４１と電流経路を形成する。
感光ドラム２００は、帯電装置２１０により帯電された後、露光装置２２０により露光され、感光ドラム２００の表面に静電潜像が形成される。その後、現像装置２３０により感光ドラム２００の表面にトナーが付着されて画像が顕像化され、その画像が転写装置２４０によって紙に転写される。感光ドラム２００の回転中心に位置する軸心部分は電気的に接地されている。

帯電装置２１０は、感光ドラム２００の表面に電圧を印加して、感光ドラム２００の表面を帯電させるためのものである。帯電装置２１０は、感光ドラム２００近傍に配置されて感光ドラム２００に接して従動回転する帯電ローラ２１１と、帯電ローラ２１１を介して感光ドラム２００の表面を帯電させるために帯電ローラ２１１に電圧を印加する帯電電圧印加回路２１２とを有する。

露光装置２２０は、感光ドラム２００の表面に光を照射することにより感光ドラム２００の表面に静電潜像を形成するためのものである。露光装置２２０は、例えばレーザ光を発光するレーザ光源２２１と、レーザ光源２２１の発光制御のための制御回路部２２２と、レーザドライバ２２３とを有している（図２（ａ）も参照）。現像装置２３０は、静電潜像が形成された感光ドラム２００の表面にトナーを付着させて感光ドラム２００の表面で画像を顕像化するためのものである。

現像装置２３０は、例えば感光ドラム２００に接して従動回転する現像ローラ２３１と、現像ローラ２３１にトナーを供給するトナー供給手段（不図示）とを有している。転写装置２４０は、現像装置２３０によって顕像化された画像を感光ドラム２００の表面から紙面へと転写するためのものである。

転写装置２４０は、感光ドラム２００と共に紙を挟み込んで搬送するための転写ローラ２４１と、感光ドラム２００の表面のトナーを紙に転写するために転写ローラ２４１に電圧を印加する転写電圧印加回路（電圧印加手段）２４２とを有している。転写電圧印加回路２４２は、後述するように転写ローラ２４１と帯電ローラ２１１とに流れる電流を検知する機能も有している。

制御部２５０は、画像形成装置Ｓの各部を制御するための制御指令を送出するためのものであり、内部にＣＰＵ２５１、ＲＯＭ２５２、ＲＡＭ２５３を有して、実質的にコンピュータとして機能する。ＣＰＵ２５１は、ＲＯＭ２５２に記憶された各種プログラムに従って、ＲＡＭ２５３を作業領域として使用しながら、画像形成装置Ｓの各部を制御する。更に、ＣＰＵ２５１は、タイマ機能を有しており、時間を計測することもできる。画像処理装置Ｓにおける感光ドラム２００の帯電、レーザ光源２２１による露光等のいわゆる画像形成プロセスは、画像形成装置Ｓを制御する演算処理手段であるＣＰＵやＡＳＩＣ等を備えた制御部２５０により制御される。

［露光装置２２０］
図２（ａ）は、レーザ光源２２１の露光量を制御する露光装置２２０の概略図である。露光装置２２０は、レーザ光源２２１としてのレーザダイオード２２４及びＰＤ（フォトダイオード）センサ２２５とレーザドライバ２２３と制御回路部２２２とが図２（ａ）に示すように接続されて構成されている。レーザドライバ２２３は、レーザダイオード（レーザ光源２２１の一部）２２４の発光量をＰＤセンサ（レーザ光源２２１の一部）２２５でモニタすることで、光量を一定とする制御を実行している。制御回路部２２２からレーザドライバ２２３には、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）で変調される光量可変信号（ＰＷＭ信号）２２６と画像信号であるＶＤＯ信号２２７とが入力されるようになっている。この露光装置２２０では、光量可変信号２２６の信号強度に応じてレーザ光源２２１の光量を可変とすることで、感光ドラム２００に照射する光量を変更することができる。画像形成装置Ｓでは、レーザ光源２２１で照射された後の感光ドラム２００の表面電位を、転写電圧印加回路２４２の電流検知機能を用いて検出し、算出することができる。画像形成装置Ｓでは、算出された感光ドラム２００の表面電位が所定の値と異なる場合には、レーザ光源２２１の光量を変化させて、感光ドラム２００の表面電位を調整することができる。

［転写装置２４０］
図２（ｂ）は、転写装置２４０の転写電圧印加回路２４２の概略図である。転写装置２４０は、転写電圧印加回路２４２が転写ローラ２４１に図１に示すように電気的に接続されることにより構成されている。転写電圧印加回路２４２は、電流検知回路（電流検知手段）２４３、高電圧電源２４４、ＦＢ回路（フィードバック回路）２４５を有している。電流検知回路２４３は、ＦＢ回路２４５に流れる電流Ｉ２と負荷３０４に流れる電流Ｉ３とを加算した合計電流Ｉ１を検知するための回路である。電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の関係は以下の式（１）に示す通りである。ここで、負荷３０４は、電流が転写ローラ２４１から感光ドラム２００を通って接地Ｂに至るまでの電気的負荷を意味する。
Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉ３ …（１）

高電圧電源２４４は、転写に必要な印加電圧を発生させるもので、正電圧、負電圧を発生することが可能である。ＦＢ回路２４５は、高電圧電源２４４の出力電圧が所定の電圧値となるよう調整するために設けられたフィードバック回路である。

高電圧電源２４４によって発生した直流電圧が、転写電圧として転写ローラ２４１に印加される。転写電圧値は、ＦＢ回路２４５によってフィードバック制御され、一定電圧に調整される。転写電圧印加時において、電流検知回路２４３が転写ローラ２４１を介して感光ドラム２００に流れる電流値を検知する。感光ドラム２００の非画像領域（画像が形成されない領域）にて、転写ローラ２４１に対して高電圧電源２４４が異なる複数の電圧値の直流電圧を印加すると、複数の電圧印加に対応する各々の電流Ｉ１が電流検知回路２４３により検知される。

［制御部２５０］
電流検知回路２４３により検知された各々の電流Ｉ１の値は、制御部２５０によって取得される。制御部２５０は、取得された各々の電流Ｉ１に基づいて、感光ドラム２００と転写ローラ２４１との間で放電が開始される時点での電圧値である放電開始電圧を判断し、その判断結果を用いて感光ドラム２００上の表面電位を算出する。制御部２５０は、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差と電流検知回路２４３によって検知される電流値とに基づき特性式を導出する。この特性式と、感光ドラム２００に設定すべき表面電位の値とに基づき、電流検知回路２４３で検知する電流の目標値（目標電流値）を算出する。

目標電流値が定まれば、電流検知回路２４３に流れる電流値が目標電流値になるようレーザ光源２２１の光量を可変させることで、画像のコントラストの補正が可能になる。具体的には、感光ドラム２００に対してレーザ光源２２１が照射する光量を増加させると、感光ドラム２００の表面電位の絶対値は小さくなる（例えば−１５０Ｖから−１００Ｖになる。）。感光ドラム２００の表面電位の絶対値が小さくなると、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差も小さくなり、電流検知回路２４３で検知される電流値も小さくなる。つまり、目標電流値より検知電流値が大きければレーザ光量値に対応するＰＷＭ値をステップアップさせ、目標電流値より検知電流値が小さければレーザ光量値に対応するＰＷＭ値をステップダウンさせる。なお、画像のコントラストは、感光ドラム２００の表面電位と現像ローラ２３１に印加される電圧との電位差で決定される。本実施例では、制御部２５０が感光ドラム２００の表面電位を算出した結果に基づき、画像のコントラストが十分でないと判断した場合に、後述するコントラストの補正を行う。

［コントラストの補正のプロセス］
以下、画像のコントラストの補正のプロセスについて詳細に説明する。初めに、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の放電開始電圧の判断方法及び感光ドラム２００の表面電位の算出方法を説明する。図３（ａ）は、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の放電開始電圧付近における高電圧電源２４４による転写ローラ２４１への印加電圧と電流検知回路２４３により検知される電流値との関係を示す図である。図３（ａ）では、横軸を印加電圧［Ｖ］、縦軸を電流値［μＡ］として示している。図３（ａ）に示すように、放電開始までは、高電圧電源２４４による印加電圧に応じて、すなわち、印加電圧に比例するように、電流検知回路２４３により電流が検知される（直線（１））。しかし、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間で放電が開始されると、図３（ａ）内に示す変極点から急激に電流値が増大し、曲線（２）のようになる。感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間に流れる放電電流は、同一印加電圧値における曲線（２）の電流値から直線（１）の電流値を差し引いたΔ値で算出することができる。このΔ値が所定の電流値（例えば、３μＡ又は−３μＡ）となったときに放電が開始したと判断し、この時点での印加電圧を放電開始電圧とする。

感光ドラム２００は、周辺環境や感光ドラム２００の膜厚（以下、単に感光ドラム膜厚という）の違い等により、放電開始電圧が異なるという特定（放電特性）を有する。転写ローラ２４１の表面性が感光ドラム２００と同等の場合には、図３（ｂ）に示すように、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間で放電が開始するのに必要な両者間の電位差は正負対称になる。感光ドラム２００の電圧電流特性を示すグラフである図３（ｂ）において、横軸が高電圧電源２４４による印加電圧［Ｖ］、縦軸が電流検知回路２４３により検知される電流値［μＡ］である。この特性は放電現象として一般的に知られている。感光ドラム２００と転写ローラ２４１との間が平面と平面とで形成されるギャップであると仮定した場合、感光ドラム２００の表面電位は平面〜平面間のギャップでの放電特性式を用いて求めることができる。図３（ｂ）に示すように、感光ドラム２００の表面電位より正側の放電開始電圧をＶＬｈ、感光ドラム２００の表面電位より負側の放電開始電圧をＶＬｌとした場合、感光ドラム２００の表面電位は、ＶＬｈとＶＬｌとの和の１／２の値として求めることができる。なお、図３（ｂ）中、感光ドラム２００の表面電位を、感光ドラム電位と記載している。
感光ドラム２００の表面電位＝（ＶＬｈ＋ＶＬｌ）／２ …（２）

転写ローラ２４１の表面には、その製造過程で気泡が生じたり、画像形成装置Ｓの使用により紙粉、トナーが付着する場合があり、それにより転写ローラ２４１の表面に凹凸が生じる場合がある。この場合、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の放電特性は、平面−平面間のギャップでの放電特性でなく、針〜平面間のギャップでの放電現象に見られる「極性効果」が生じる場合がある。極性効果により実際の感光ドラム２００の表面電位と上記（２）式で算出される感光ドラム２００の表面電位とに誤差（第一誤差）が生じるため、表面電位の誤差を補正する必要が生じる。

［第一誤差の補正］
次に、第一誤差の補正方法について説明する。帯電装置２１０で交流電圧を印加することにより、感光ドラム２００を０Ｖに帯電させ、その後、転写ローラ２４１により転写電圧を印加する。このとき上記（２）式より算出される結果（感光ドラムの表面電位）が第一誤差に対する補正量となる。０Ｖ以外の所定の電圧で感光ドラム２００を帯電させて所定の光量値でレーザ露光し、レーザ照射後の感光ドラム２００の表面電位を（２）式を用いて算出する。その算出した感光ドラム２００の表面電位から、上記補正量を減算することにより、レーザ照射後の実際の感光ドラム２００の表面電位を算出することができる。ここで、所定の光量値は、予め制御部２５０内のＲＡＭ２５３内に保持される値であり、例えば、感光ドラム２００の表面電位が−１５０Ｖとなるように推定して設定した光量値である。極性効果は、本実施例の補正方法によって補正可能な第一誤差の一例である。本実施例の補正方法によれば、電子回路の特性に基づく誤差や転写ローラ２４１から感光ドラム２００に電圧を印加した際の電気的特性（例えば、感光ドラム２００の半導体特性）に基づき生じる誤差についても補正することができる。

［目標電流値設定］
次に画像のコントラストの補正において、感光ドラム２００の表面電位が所定の電位となるように電流検知回路２４３で検知する電流の目標値（目標電流値）を設定する方法を説明する。所定の電位は、予め制御部２５０内のＲＡＭ２５３に保持される値で、例えば−１５０Ｖである。本実施例では、転写ローラ２４１に印加する転写電圧が正極性である場合を例に説明を行うが、もちろんそれが負極性であってもよい。

転写ローラ２４１に５００Ｖの電圧を印加した状態で感光ドラム２００の表面電位をレーザ光源２２１の光量可変により変化させると、電流検知回路２４３が検知する電流値は図４（ａ）に示すような線形特性を示す。図４（ａ）では、横軸を感光ドラム２００の表面電位［−Ｖ］、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。例えば、転写ローラ２４１に５００Ｖの電圧を印加した状態で、レーザ光源２２１の光量を変化させて感光ドラム２００の表面電位が−１００Ｖとなったとき、電流検知回路２４３によって検知電流値４μＡが検知される。また、感光ドラム２００の表面電位を−１００Ｖに維持した状態で転写ローラ２４１に印加する電圧を変化させると、電流検知回路２４３が検知する電流値は図４（ｂ）に示すような線形特性を示す。図４（ｂ）では、横軸を転写ローラ２４１への印加電圧［Ｖ］、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。例えば、感光ドラム２００の表面電位を−１００Ｖに維持した状態で、転写ローラ２４１に印加する電圧を変化させて印加電圧が５００Ｖとなったとき、電流検知回路２４３によって検知電流値４μＡが検知される。なお、図４（ａ）、（ｂ）の線形特性は、いずれも転写ローラ２４１への印加電圧が、放電開始電圧以上となる領域での特性を示している。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）の線形特性は、転写ローラ２４１〜感光ドラム２００間に放電が生じている場合の特性であり、図３（ａ）において、転写ローラ２４１への印加電圧が変極点に対応する印加電圧よりも大きい場合の特性である。

図４（ａ）、（ｂ）から分かるように、電流検知回路２４３が検知する電流値が等しい場合、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差は等しい。例えば、図４（ａ）での検知電流値が４μＡの場合、感光ドラム２００の表面電位が−１００Ｖなので、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差＝｜５００Ｖ−（−１００Ｖ）｜＝６００Ｖと算出される。例えば、図４（ｂ）での検知電流値が４μＡの場合、転写ローラ２４１への印加電圧が５００Ｖなので、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差＝｜５００Ｖ−（−１００Ｖ）｜＝６００Ｖと算出される。つまり、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差が等しければ、電流検知回路２４３が検知する電流値は等しくなる。

したがって、図４（ａ）、（ｂ）の関係から、図５に示すような感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差と電流検知回路２４３による検知電流との関係を示す特性図が得られる。図５では、横軸を感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差［Ｖ］、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。図５の特性図より、第一誤差を補正した後の感光ドラム２００の表面電位と、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間での所定の電位差とが分かれば、感光ドラム２００の表面電位を所定の表面電位にするための目標電流値を算出することができる。ここで、所定の表面電位とは、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間での所定の電位差に対応する感光ドラム２００の表面電位である。

例えば、図５に示す例では、転写ローラ２４１への印加電圧が５００Ｖである場合において、感光ドラム２００の表面電位が−１００Ｖであると分かれば、両者の電位差は５００Ｖ−（−１００Ｖ）＝６００Ｖと算出される。感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間での所定の電位差が６５０Ｖである場合、感光ドラム２００での所定の表面電位が、５００Ｖ−６５０Ｖ＝−１５０Ｖとなる。転写ローラ２４１への印加電圧が５００Ｖであって感光ドラム２００の表面電位が−１００Ｖのときに電流検知回路２４３で検知される電流値は４μＡである。感光ドラム２００の表面電位を更に５０Ｖ下げて−１５０Ｖとするために、電流検知回路２４３で検知されるべき電流値が目標電流値であり、その値は図５の特性図から求めることができる。

図５に示す目標電流値を算出する特性式は、以下のように求めることができる。すなわち、感光ドラム２００の表面電位の検出中又は画像のコントラストの補正前に複数の異なる二以上の任意の電圧を転写ローラ２４１に印加する。各々の電圧印加の際に転写ローラ２４１と感光ドラム２００との間に生じる電位差と、各々の場合に電流検知回路２４３が検知する電流値との関係から、図５の特定式を求めることができる。

次に、図５の特性式をｙ＝αｘ＋βとした場合の目標電流値を算出する算出例について説明する。感光ドラム２００の表面電位が−１００Ｖである場合に、転写ローラ２４１に５００Ｖ、７００Ｖを各々印加したときに電流検知回路２４３が検知する電流値が各々４μＡ、５μＡであったとすると、
α＝（５−４）／［｛７００−（−１００）｝−｛５００−（−１００）｝］＝０．００５
β＝ｙ−α×ｘ＝５−０．００５×｛７００−（−１００）｝＝１
となり、特性式はｙ＝０．００５×ｘ＋１となる。したがって、図５の特性式より、感光ドラム２００での所定の表面電位が−１５０Ｖ、転写ローラ２４１への印加電圧が５００Ｖであるとすると、電位差は６５０Ｖなので、目標電流値は４．２５μＡとなる。

［動作フローチャート］
本実施例の画像形成装置Ｓの動作は、制御部２５０により、図６に示すフローチャートに基づいて制御される。また、図６のフローチャートの工程（以下、Ｓとする）３０４〜３０８に対応するタイミングチャートを図７（ａ）に示す。図７（ａ）の上のグラフでは、横軸を時間、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。二点鎖線は目標電流値を示し、目標電流値に対する所定の公差の範囲を両矢印で示す。図７（ａ）の下のグラフでは、横軸を時間、縦軸をレーザ光源２２１のレーザ光量として示している。以下に、図６のフローチャートと図７（ａ）のタイミングチャートとを用いて詳細に説明する。なお、感光ドラム２００は図６に示す動作前にプリント時の帯電電圧（例えば−３５０Ｖ）で帯電されて、所定の光量でレーザ露光されているものとする。また、電流検知回路２４３による検知電流値は、その検知タイミングに応じて各々異なる名称（検知電流値Ａ、Ｂ）を付し、互いに区別するものとする。

Ｓ３００で制御部２５０は、電流検知回路２４３による検知電流値Ａに基づき感光ドラム２００の表面電位を算出する。感光ドラムの表面電位は、上記の式（２）を用いた方法（［コントラストの補正のプロセス］の項で説明した方法）で算出する。感光ドラム２００の表面電位の算出の後、Ｓ３０１で制御部２５０は、希望する画像のコントラストに応じた感光ドラム２００の所定の表面電位と算出した表面電位との電位差を算出する。Ｓ３０２で制御部２５０は、図５に示すような感光ドラム２００〜転写ローラ２４１の間の電位差と電流検知回路２４３による検知電流値Ａとの関係を示す特性式を導出する。この、「特性式を導出する」とは、図５の特性式をｙ＝αｘ＋βとした場合のαとβとを算出することを意味する。Ｓ３０３で制御部２５０は、Ｓ３０２で導出された特性式に基づき、Ｓ３０１での算出結果としての電位差を用いて、目標電流値を算出する。ここで、算出した目標電流値は、制御部２５０のＲＡＭ２５３内に格納される。

Ｓ３０４で制御部２５０は、目標電流値と検知電流値Ａとを比較する。Ｓ３０４で制御部２５０が、目標電流値と検知電流値Ａとの差分が所定の公差内（例えば、０．０１μＡ）であると判断した場合は、感光ドラム２００の表面電位が所定の値であると判断し、コントラストの補正の制御を終了する。コントラストの補正の制御が終了した状態は、図７（ａ）のタイミングチャートでは（３）の状態として図示されている。

Ｓ３０４で制御部２５０が、目標電流値と検知電流値Ａとの差分が所定の公差内でないと判断した場合は、Ｓ３０５で制御部は、目標電流値と検知電流値Ａのいずれが大きい値かを比較する。Ｓ３０５で制御部２５０が、目標電流値より検知電流値Ａが大きいと判断した場合は、Ｓ３０６で制御部２５０は、レーザ光源２２１のレーザ光量値を制御回路部２２２により増大させる（ＰＷＭ値をステップアップする）。このＳ３０６の工程に対応する状態は、図７（ａ）のタイミングチャートでは（２）の状態として図示されている。Ｓ３０５で制御部２５０が、検知電流値Ａが目標電流値以下であると判断した場合は、Ｓ３０７で、レーザ光源２２１のレーザ光量値を制御回路部２２２により低減させる（ＰＷＭ値をステップダウンする）。このＳ３０７の工程に対応する状態は、図７（ａ）のタイミングチャートでは（１）の状態として図示されている。

Ｓ３０６又はＳ３０７の工程による光量変更後のレーザ光量で感光ドラム２００を再び感光させ、Ｓ３０８で制御部２５０は、電流検知回路２４３により再度電流値（検知電流値Ｂ）を検知する。そして、Ｓ３０４へとリターンし、検知電流値Ｂの値を検知電流値Ａに格納して再び、Ｓ３０４で制御部２５０は、目標電流値と検知電流値Ａとを比較する。Ｓ３０４からＳ３０８までの工程は、目標電流値と検知電流値Ａとの差分が公差内となるまで繰り返される。なお、感光ドラム２００は回転しており、毎回転ごとに、帯電装置２１０によりプリント時の帯電電圧（例えば、−３５０Ｖ）で帯電され、露光装置２２０のレーザ光源２２１により露光された後に電流検知回路２４３による電流検知が行われる。

以上、実施例１によれば、コントラストの補正の際に生じる第一誤差について補正を行うことができる。周辺環境や感光ドラム２００の膜厚や転写ローラ２４１の表面状態等による影響が少なく、感光ドラム２００の安定した表面電位が得られ、高品質な画質を実現することが可能となる。なお、図６のフローチャートでは、初回の感光ドラム２００の表面電位の算出がコントラストの補正前の所定のレーザ光量値によって行われている。しかし、Ｓ３０４からＳ３０８の工程によるレーザ光量値の可変制御が行われた後には、直前の可変制御の結果決定されたレーザ光量値を所定の光量値として、次回のレーザ光量値の可変制御を行ってもよい。本実施例１では、電流検知回路２４３によって検知される電流値に基づいてレーザ光量値の可変制御を行う。図７（ｂ）に感光ドラム２００の表面電位の検知とコントラストの補正を交互に実施する従来手法と比較して示すように、本実施例１によれば従来手法に比べて、コントラストの補正に必要な時間を短縮することができる。図７（ｂ）では、横軸をシーケンス時間、縦軸を従来手法と本実施例の処理として示している。

なお、本実施例１は感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差と電流検知回路２４３の検知電流の特性に基づき所定の画像のコントラストとなるよう調整を行う場合について説明した。しかしながら、本発明が適用される画像形成装置Ｓは、本実施例１にて示したものに限られない。例えば、転写ローラ２４１の代わりに帯電ローラ２１１を用い、転写電圧印加回路２４２の代わりに帯電電圧印加回路２１２を用いてもよい。その場合において、感光ドラム２００〜帯電ローラ２１１間の電位差と帯電電圧印加回路２１２が備える電流検知回路（不図示）による検知電流値とに基づき、実施例１と同様の画像のコントラストの補正を実現することができる。

実施例２の装置構成は実施例１と同様であるものとする。実施例２では、画像のコントラストの補正の際に生じる第二誤差（後述）を補正することにより、より精度よくコントラストの補正を行うことができる。なお、実施例２において、実施例１と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略する。

［第二誤差の説明］
まず、コントラストの補正の際に生じる第二誤差について説明する。コントラストの補正の制御は、電流検知回路２４３が検知する電流値をモニタリングし、その検知電流値と目標電流値との差分が公差内となるようにレーザ光量値を可変制御し、感光ドラム２００の表面電位が所定の値となるように制御するものである。しかし、レーザ光量の可変制御中にも、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間近傍での温湿度等の周辺環境、感光ドラム２００や転写ローラ２４１の負荷特性等の変化により、図８に示すように、電流検知回路２４３による検知電流値が変動する。例えば、繰り返し実行されるレーザ光量値の可変制御の１回の実行に必要な時間の間にも検知電流値が増加する場合がある（図１０（ｂ）参照）。図１０（ｂ）では、横軸を時間［Ｓ］、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。図８における所定の光量値とは、ある状態で感光ドラム２００の表面電位が所定の表面電位となるレーザ光量値である。

そうすると、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差が同じであっても、図８に示すように、目標電流値を算出した際の特性曲線Ｐ（図８中の破線）と、補正制御中に変動した特性曲線Ｑ（図８中の実線）とが異なる特性曲線となってしまう。ここで、特性曲線は、レーザ光量値と検知電流値との関係を示す特定曲線であり、図８において、横軸がレーザ光量値、縦軸が検知電流値［μＡ］である。特性曲線が変化してしまうと、画像のコントラストの補正制御により定まるレーザ光量値に第二誤差が生じてしまい、レーザ光量値が所定の光量値からズレてしまう。したがって、感光ドラム２００の表面電位を適正に所定の表面電位とするためには、画像のコントラストの補正制御中に変動した特性曲線Ｑに対応した新たな電流値（補正目標電流値）を目標電流値としてレーザ光量の可変制御を行う必要がある。

［第二誤差の補正］
次に、画像のコントラストの補正制御の際に生じる第二誤差を補正する方法について説明する。第二誤差の補正は、レーザ光量の可変制御を実行するごとに、変動した特性曲線に対応して検知電流値を補正することにより行う。具体的には、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差を一定とした状態で、感光ドラム２００に対して所定の光量値でレーザ露光をする。その際に、電流検知回路２４３により電流値を検知する（一回目）。このときの検知電流値を検知電流値Ｃとする。検知電流値と予め設定された目標電流値Ｔとの比較結果（差分）に応じた画像のコントラストを補正するため、レーザの光量値の可変制御を行う。その後に再び、一回目の測定と同じ光量値でレーザ露光し、電流検知回路２４３により電流値を検知する（二回目）。このときの検知電流値を検知電流値Ｄとする。一回目と二回目の検知電流値の差分を電流補正値δ（＝二回目の検知電流値Ｄ−一回目の検知電流値Ｃ）とする。

このように画像のコントラストの補正のためのレーザ光量値の可変制御を行うごとに電流補正値δを求め、目標電流値Ｔを補正することで、画像のコントラストの補正の際に生じる第二誤差を補正することができる。この第二誤差の補正のプロセスにおいては、電流を検知するタイミングに応じて各々異なる名称（検知電流値Ａ〜Ｄ）を付し、互いに区別するものとする。なお、補正後の目標電流値Ｔ１とすると、Ｔ１は、以下の（３）式で求められる。
Ｔ１（補正後の目標電流値）＝Ｔ（目標電流値）＋電流補正値δ …（３）

上記に説明した動作制御は、制御部２５０により、図９に示すフローチャートに基づいて実行される。また、フローのＳ４０１〜４０９に対応するタイミングチャートを図１０（ａ）に示す。図９のフローチャートと図１０（ａ）のタイミングチャートとを用いて本実施例２の制御について説明する。図１０（ａ）の上のグラフでは、横軸を時間、縦軸を電流検知回路２４３による検知電流値［μＡ］として示している。二点鎖線は補正後の目標電流値Ｔ１を示し、補正後の目標電流値Ｔ１に対する所定の公差の範囲を両矢印で示す。図１０（ａ）の下のグラフでは、横軸を時間、縦軸をレーザ光源２２１のレーザ光量を示している。なお、図６と同様の工程については説明を省略する。

図６でのＳ３００〜３０３の工程の後に、Ｓ４０１で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとを比較する。Ｓ４０１で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとの差分が所定の公差内に入っていれば、感光ドラム２００の表面電位が所定の値であると判断し、コントラストの補正の制御を終了する。コントラストの補正の制御が終了した状態は、図１０（ａ）のタイミングチャートでは（３）の状態として図示されている。

Ｓ４０１で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとの差分が所定の公差内に入っていない場合には、Ｓ４０２の処理に進む。Ｓ４０２で制御部２５０は、感光ドラム２００〜転写ローラ２４１間の電位差がＳ３０２で特性式を導出したときと同じ値となるように転写電圧とレーザの所定の光量値とを設定する。Ｓ４０２で制御部２５０は、このときに電流検知回路２４３により電流値（検知電流値Ｃ）を検知する（一回目）。Ｓ３０５で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａのいずれが大きい値かを比較する。ここで、比較対象の検知電流値Ａは、Ｓ４０１で目標電流値Ｔと比較した検知電流値Ａである。Ｓ３０５で制御部２５０は、目標電流値Ｔより検知電流値Ａが大きいと判断した場合は、Ｓ３０６で、レーザ光源２２１のレーザ光量値を制御回路部２２２により増大させる（ＰＷＭ値をステップアップする）。図１０（ａ）のタイミングチャートでは（２）の状態として図示されている。Ｓ３０５で制御部２５０は、検知電流値Ａが目標電流値Ｔ以下であると判断した場合は、Ｓ３０７で、レーザ光源２２１のレーザ光量値を制御回路部２２２により低減させる（ＰＷＭ値をステップダウンする）。図１０（ａ）のタイミングチャートでは（１）の状態として図示されている。

次に、Ｓ３０８で制御部２５０は、レーザ光量値が可変制御された後の光量値で電流検知回路２４３により電流値（検知電流値Ｂ）を検知する。その後、Ｓ４０７で制御部２５０は、再びＳ４０２のときと同じ転写電圧及びレーザ光量値で電流検知回路２４３により電流値（検知電流値Ｄ）を検知する（二回目）。Ｓ４０８で制御部２５０は、一回目の検知電流値Ｃと二回目の検知電流値Ｄとに基づき電流補正値δを求め、上記（３）式に基づき補正後の目標電流値Ｔ１を計算し、補正後の目標電流値Ｔ１を目標電流値Ｔに置き換える。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとを比較する。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとの差分が所定の公差内に入っていれば、感光ドラム２００の表面電位が所定の値であると判断し、コントラストの補正の制御を終了する。コントラストの補正の制御が終了した状態は、図１０（ａ）のタイミングチャートでは（３）の状態として図示されている。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとの差分が所定の公差内に入っていないと判断した場合は、検知電流値Ｂの値を検知電流値Ａに格納してＳ４０１へとリターンする。Ｓ４０１〜Ｓ４０９までの工程を検知電流値Ａが公差内になるまで繰り返す。

なお、Ｓ４０１の工程にリターンするたびに電流補正値δが算出され、Ｓ４０８で、電流補正値δに基づき、補正後の目標電流値Ｔ１を算出して前回に算出された目標電流値Ｔを新たに算出された目標電流値Ｔに更新する工程が繰り返される。このように、実施例２では、電流検知回路２４３により電流が複数回検知され、複数回の電流値の検知に対応して目標電流値Ｔが複数回算出される。以上、実施例２によれば、画像のコントラストの補正の際に生じる第二誤差が補正される。この実施例２によれば、実施例１が奏する効果に加えて、画像のコントラストの補正の更なる高精度化が実現できる。

［変形例］
変形例に係る画像のコントラストの補正制御の方法を以下に説明する。この変形例では、更なる時間短縮が可能である。変形例の方法では、実施例２の方法と異なり、目標電流値Ｔの補正が必要か否かを判断する前に、予め所定の光量に基づき検知電流値Ｃと検知電流値Ｄとを検知し、電流補正値δを算出する。すなわち、変形例では、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとの差分値が所定の公差内となるまでレーザ光量値の可変制御を繰り返すループ工程の中で、検知電流値Ｃや検知電流値Ｄの検知を行わない。そのため、毎回の工程のループにおいて、電流補正値δのために検知電流値Ｃ、Ｄを検知する工程分の時間短縮が可能になる。補正後の目標電流値Ｔ１は、目標電流値Ｔ＋電流補正値δとして算出される。

次に、この変形例における制御部２５０による動作制御について、図１１のフローチャートを用いて説明する。以下の説明において、図６や図９と同様の工程については、説明を省略する。Ｓ４０１で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとを比較する。Ｓ４０１で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとの差分が所定の公差内に入っていないと判断した場合は、実施例２の場合と同様に、Ｓ４０２で電流検知回路２４３により検知電流値Ｃを検知する（一回目）。Ｓ５０２で制御部２５０は、レーザ光量値の一回の可変制御に要する一定時間（待ち時間）の時間待ち（保留）を行う。その後、Ｓ４０７で制御部２５０は、Ｓ４０２と同様の条件にて電流検知回路２４３により検知電流値Ｄを検知し、検知電流Ｃ、Ｄを基に電流補正値δを算出する。この変形例での動作制御において、Ｓ４０２、Ｓ４０７の工程は一度だけ実行されて、電流補正値δは固定値となる。

Ｓ３０５で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ａとのいずれが大きい値かを比較する。Ｓ３０５で制御部２５０は、目標電流値Ｔより検知電流値Ａが大きいと判断した場合は、Ｓ３０６で、レーザ光量値を増大させる（ＰＷＭ値をステップアップする）。Ｓ３０５で制御部２５０は、検知電流値Ａが目標電流値Ｔ以下であると判断した場合は、レーザ光量値を低減させる（ＰＷＭ値をステップダウンする）。Ｓ３０６又はＳ３０７の工程による光量変更後のレーザ光量で感光ドラム２００を再び感光させ、Ｓ３０８で制御部２５０は、電流検知回路２４３により再度電流値（検知電流値Ｂ）を検知する。Ｓ４０８で制御部２５０は、電流補正値δ（固定値）に基づき（３）式を用いて補正後の目標電流値Ｔ１を計算し、補正後の目標電流値Ｔ１を目標電流値Ｔに置き換える。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとを比較する。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとの差分が所定の公差内に入っていれば、感光ドラム２００の表面電位が所定の値であると判断し、コントラストの補正の制御を終了する。Ｓ４０９で制御部２５０は、目標電流値Ｔと検知電流値Ｂとの差分が所定の公差内に入っていないと判断した場合、検知電流値Ｂの値を検知電流値Ａに格納し、Ｓ３０５へとリターンする。Ｓ３０５〜Ｓ４０９までの工程を検知電流値Ａが公差内になるまで繰り返す。

以上のように、この変形例では、レーザの光量値を可変制御するごとに所定の光量による電流検知を行わないので、実施例２の動作制御よりも一層の時間短縮が可能になる。なお、本発明の趣旨は、上記に説明した実施例１、２及び変形例に限定されない。例えば、変形例では、図１１におけるＳ４０１で、検知電流値Ａと目標電流値Ｔとを比較することにより第二誤差を補正するか否かを判断している。しかし、検知電流値Ａと電流補正値δとに基づき第二誤差を補正するか否かを判断してもよい。また、第二誤差の補正に加え、第一誤差の補正を行うことで、より一層高精度な画像のコントラスト補正が可能となる。

Ｓ 画像形成装置
２００ 感光ドラム
２１０ 帯電装置（帯電手段）
２２０ 露光装置（露光手段）
２３０ 現像装置（現像手段）
２４０ 転写装置（転写手段）
２４１ 転写ローラ（部材）
２４２ 転写電圧印加回路（電圧印加手段）
２４３ 電流検知回路（電流検知手段）
２５０ 制御部（制御手段、コンピュータ）

Claims (8)

1. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に対して光を照射して前記像担持体の表面を露光する露光手段と、
   前記像担持体と電流経路を形成する部材と、
   前記部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記部材に電圧が印加された際に前記像担持体に流れる電流値を検知する電流検知手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記電流検知手段により検知される電流値と前記電圧印加手段により前記部材に印加される印加電圧とに基づき前記像担持体と前記部材との間で放電が開始される放電開始電圧を判断し、判断した前記放電開始電圧に基づき前記像担持体の表面電位を算出する制御手段を有し、
   前記制御手段は、所定の前記像担持体の表面電位と前記算出された表面電位との差分に基づき、前記電流検知手段により検知されるべき目標電流値を算出し、
   前記目標電流値と前記電流検知手段により検知される電流値との差分に基づき前記露光手段による前記像担持体への露光の強度を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記電圧印加手段により前記部材へ印加される電圧が変化するのに伴い前記電流検知手段により検知される電流値が変化する際の前記電流値が呈する変極点に基づき前記放電開始電圧を判断する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記放電開始電圧より大きい異なる二以上の電圧を前記電圧印加手段により前記部材に印加することにより求められる前記像担持体の表面電位と前記電流値との関係に基づき、前記所定の表面電位に対応する前記目標電流値を算出する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記電流検知手段が、前記像担持体に流れる電流値を複数回検知し、
   前記制御手段は、
   前記複数回の電流値の検知に対応して前記目標電流値を複数回算出し、
   前回に算出された目標電流値を新たに算出された目標電流値に更新する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記部材は、前記像担持体の近傍に配置されて前記像担持体を帯電させるための帯電部材又は前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像に対応する画像を被転写体に転写するための転写部材のいずれかである、ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載された画像形成装置。
6. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に対して光を照射して前記像担持体の表面を露光する露光手段と、
   前記像担持体と電流経路を形成する部材と、
   前記部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記部材に電圧が印加された際に前記像担持体に流れる電流値を検知する電流検知手段と、を備えた画像形成装置における補正方法であって、
   前記電流検知手段により検知される電流値と前記電圧印加手段により前記部材に印加される電圧とに基づき前記像担持体と前記部材との間で放電が開始される放電開始電圧を判断する工程、
   前記放電開始電圧に基づき前記像担持体の表面電位を算出する工程、
   所定の前記像担持体の表面電位と前記算出された表面電位との差分に基づき、前記所定の表面電位に対応して前記電流検知手段により検知されるべき目標電流値を算出する工程、及び、
   前記目標電流値と前記電流検知手段により検知される電流値との差分に基づき前記露光手段による前記像担持体への露光の強度を調整する工程、を実行することを特徴とする補正方法。
7. 前記目標電流値と前記電流検知手段により検知される電流値との差分が所定の公差内でない場合に、
   前記露光手段により前記像担持体を所定の光量値で露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第１の工程、
   前記第１の工程で検知された電流値と前記目標電流値との比較に基づいて前記露光手段による露光の光量値を調整する工程、
   調整した後の光量値で前記露光手段により前記像担持体を露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第２の工程、
   前記第２の工程の後に前記所定の光量値で前記露光手段により前記像担持体を露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第３の工程、及び、
   前記第１の工程により検知された電流値と前記第３の工程により検知された電流値との差分に基づき前記目標電流値を更新する工程、を更に実行することを特徴とする請求項６に記載の補正方法。
8. 前記目標電流値と前記電流検知手段により検知される電流値との差分が所定の公差内でない場合に、
   前記露光手段により前記像担持体を所定の光量値で露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第４の工程、
   前記第４の工程の後、一定時間の待ち時間を経た後に前記露光手段により前記像担持体を所定の光量値で露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第５の工程、
   前記第４の工程で検知された電流値と前記目標電流値との比較に基づいて前記露光手段による露光の光量値を調整する工程、
   調整した後の光量値で前記露光手段により前記像担持体を露光した上で前記電流検知手段により電流値を検知する第６の工程、
   前記第６の工程の後に前記第４の工程により検知された電流値と前記第５の工程により検知された電流値との差分に基づき前記目標電流値を更新する工程、を更に実行することを特徴とする請求項６に記載の補正方法。

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