JP2016164606A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の表面電位を短時間に精度よく簡易に求めることが可能な技術を提供する。【解決手段】非画像形成時において、電圧印加部が電圧印加部材に印加した印加電圧値と、該電圧印加によって電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、像担持体の表面電位を求める電位検出部を備え、画像形成時において、電位検出部が求めた表面電位に基づいて、トナー像を形成するための静電潜像が像担持体の表面に形成される画像形成装置において、電位検出部によって表面電位を求める際において、電圧印加部は、電圧印加部材に対し、画像形成時に転写部材に印加されるバイアスとは逆極性のバイアスで電圧を印加した後に、表面電位を求めるための電圧を印加することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、走査露光して像坦持体上に形成した静電潜像にトナー（現像剤）を供給することでトナー像（現像剤像）を形成する。そして、トナー像を記録材に転写・定着することにより記録材に画像を形成する。近年では、出力画像の安定化の為、像坦持体上の静電潜像をコントロールすることで画像濃度ウス抑制や地汚れ抑制などの図る技術が提案されている。例えば、特許文献１では、像坦持体表面の電位を測定し、画像形成の制御にフィードバックさせることで像坦持体表面の電位を安定化させる技術が提案されている。また、特許文献２、３では像坦持体に対してバイアス印加した際の放電開始電圧を求めることで表面電位を算出し、画像形成の制御にフィードバックさせる技術が提案されている。

特開平５−６６６３８号公報 特開２０１３−１２５０９７号公報 特開２０１２−１３３８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、像坦持体の表面電位を測定する為に画像形成装置が大型化することが懸念される。特許文献２、３に記載の構成では、小型の画像形成装置であっても像坦持体の表面電位を測定することができる。しかしながら、本出願の発明者らの検討によれば、表面電位を測定する為の部材の形状や画像形成装置の使われ方次第で表面電位の測定精度が低下することがあり、更なる高精度化が求められている。また、表面電位測定は非画像形成時に行われるが、この制御に要する時間を必要最低限の時間に抑えられる技術も求められている。

本発明の目的は、像担持体の表面電位を短時間に精度よく簡易に求めることが可能な技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像部と、
電圧が印加されることにより、記録材を介して前記像担持体に電圧を印加してトナー像を前記像担持体から記録材に転写させるための転写部材と、
電圧が印加されることにより、前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に印加する電圧印加部と、
前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
非画像形成時において、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に印加した印加電圧値と、該電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体
の表面電位を求める電位検出部と、
を備え、
画像形成時において、前記電位検出部が求めた前記表面電位に基づいて、トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
前記電位検出部によって前記表面電位を求める際において、前記電圧印加部は、前記電圧印加部材に対し、画像形成時に前記転写部材に印加されるバイアスとは逆極性のバイアスで電圧を印加した後に、前記表面電位を求めるための電圧を印加することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の表面電位を短時間に精度よく簡易に求めることができる。

実施例１の画像形成プロセス条件決定シーケンス 実施例１に係る画像形成装置の概略図 実施例１の基準電位測定シーケンス 実施例１の基準電位測定シーケンスにおけるＶ−Ｉ特性 実施例１の補正値決定シーケンス 実施例１の補正値決定シーケンスにおけるＶ−Ｉ特性 実施例１の予測補正値を用いた画像形成プロセス条件決定シーケンス 実施例１の外乱供給量予測シーケンス 実施例１の外乱供給量予測におけるＶ−Ｉ特性 実施例１の状態の異なる転写ローラと補正値δＶの関係をまとめた表 実施例２の外乱供給量予測シーケンス

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
（１）画像形成装置の構成と動作の概略
図２は、本発明の実施例１に係る、像坦持体の表面電位を測定可能な画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、電子写真方式のレーザビームプリンタである。このプリンタにはパソコン・画像読取装置等の外部ホスト装置を接続することで、画像情報を受け取りプリントする。すなわち、外部ホスト装置（不図示）から制御手段である制御回路部（ＣＰＵ）１４に画像情報が入力されると、記録材Ｐに画像が形成されて出力される。制御回路部１４は、ホスト装置やプリンタ操作部（不図示）との間で電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を、メモリ（不図示）に記憶させた所定の制御プログラムや参照テーブルに従って制御する。以下に説明する画像形成シーケンス制御やその他の各種制御は、制御回路部１４によって実行されるものであり、制御回路部１４は、演算部１４ａと、記憶制御部１４ｂと、を有している。演算部１４ａは、画像形成装置の制御に必要な各種演算を行うものであり、本発明の電位検出部（算出部）を形成する。記憶制御部１４ｂは、ＲＡＭに演算部１４ａによる演算結果などのデータを格納したり、ＲＯＭに記憶した各種テーブルなどから制御等に必要な情報を取り出し、演算部１４ａに提供するものであり、本発明の記憶部を形成する。以下の説明において各種検出値等をもとに各演算式により求められる算出値は、実際にリアルタイムで算出（導出）してもよいし、予め検出値等と算出値とを対応させたテーブルを用意しておき、該テーブルを参照し
て取得（導出）してもよい。

１はプリンタ本体（画像形成装置本体）、２はプリンタ本体１に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。９は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。感光ドラム９は、プリントスタート信号に基づいて矢印Ｒ１方向に１４７．６ｍｍ／ｓの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム９には帯電バイアスが印加される帯電装置（帯電ローラ）１１を接触させてあり、回転する感光ドラム９の周面がこの帯電装置１１により所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電ローラ１１には帯電バイアス電源１１ａから所定の帯電バイアスが印加される。これら感光ドラム９の帯電にかかわる構成が、本発明の帯電部を対応する。その帯電面に対して、露光装置（レーザスキャナユニット）３により画像情報のレーザ走査露光がなされる。露光装置３から出力されたレーザ光はカートリッジ内に入光して感光ドラム９の周面を露光する。露光装置３は、ホスト装置からコントローラ部へ入力された画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザ光を出力して、感光ドラム９の一様帯電面を走査露光し静電潜像が感光ドラム周面に形成される。これら感光ドラム９の周面への露光にかかわる構成が、本発明の露光部に対応する。露光部により形成された静電潜像は、現像装置４０の現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）４１上の現像剤によって現像される。現像バイアス電源４１ａを用いて、現像スリーブ４１に所定の現像バイアスを印加することにより、感光ドラム９の静電潜像に、負極性に帯電されたトナーを付着させ、トナー像として顕像化する。これら、静電潜像の現像にかかわる構成が本発明の現像部に対応する。

一方、所定の制御タイミングにて、シートトレイ部４のピックアップローラ５が駆動されて、シートトレイ部４に積載収納されている記録媒体である記録材（用紙）Ｐが１枚分離給送される。記録材Ｐは、転写ガイド６を経由して、感光ドラムに当接配置された転写ローラ７（転写部材）を通過する過程において、感光ドラム９周面のトナー像が記録材Ｐの面に順次に静電転写される。その後、記録材Ｐは、定着装置８においてトナー像の加熱加圧定着処理を受け、排紙トレイ１２に排紙される。記録材Ｐ分離後の感光ドラム９の周面はクリーニング装置１０により転写残トナー等の残留汚染物の除去を受けて清掃され、再び、帯電から始まる作像に繰り返して供される。

ここで、本発明における転写部材であり、かつ電圧印加部材である転写ローラ７には、転写バイアス電源１３の転写電圧印加回路１３ａから電圧が印加される（電圧印加部）。転写ローラ７に電圧が印加されることで、転写ローラ７から記録材Ｐを介して感光ドラム９に電圧（転写バイアス）が印加され、感光ドラム９の周面上のトナー像が記録材Ｐに転写されることになる。また、転写電圧印加回路１３ａは、転写ローラ７に電圧を印加したときに、転写ローラ７を介して感光ドラム９に流れる電流値を検知する電流検知回路１３ｂ（電流検出部）を有する。

（２）表面電位測定の概略と画像形成プロセス条件の決定
本実施例における画像形成装置は、表面電位検知のための部材（電圧印加部材）として転写ローラ７を使用することで、追加部材を設けることなく表面電位を測定することができる。本実施例では、非画像形成時にまず予め定められた帯電バイアス設定、及び予め定められた光量の露光によって決定された感光ドラム９の表面電位について、表面電位測定システムによって測定した結果を基準電位とする。更に、実測または予測される補正値によって基準電位を補正した電位を補正済み基準電位とし、補正済み基準電位に基づいて、最適な画像形成の為のプロセス設定値を求めることを特徴とする。

ここで画像形成プロセス条件とは、帯電バイアス、露光量、現像バイアス等の他にも画像形成に係る条件であれば良い。例えば、画像濃度ウス抑制の為には、帯電バイアスＤＣ
値を下げる、露光量を上げる、現像バイアスＤＣ値を上げる、現像バイアスＡＣ値を上げる、現像バイアス周波数を下げる等の制御が考えられる。また地汚れ抑制の為に、現像バイアスＡＣ値を下げる、現像バイアス周波数を上げる、等の他に現像装置の特性に応じて、現像ＤＣ値、帯電ＤＣ値を任意の方向に修正する制御が考えられる。

このように、感光ドラムの表面電位の情報は画像形成プロセス条件決定の為にきわめて重要な情報である為、これを正確に測定することを第一の目的とする。本実施例では基準電位として露光電位を用いているが、これに限らず露光前の帯電電位であっても良い。また帯電バイアス、露光量も画像形成時の設定であっても良いが必ずしもその必要はない。

（３）基準電位決定シーケンス
まず、本実施例では、予め定められた帯電バイアスで帯電し、予め定められた光量にて露光した状態の感光ドラムの表面電位に対して、補正電位にて補正する前の電位である基準電位を測定する。
図３は、本実施例の基準電位決定シーケンスのフローチャートであり、これを用いて基準電位決定について説明する。

Ｓ１０１：感光ドラムが回転駆動している状態で、予め定められた帯電バイアスを印加する。本実施例ではＤＣバイアスとして−５００Ｖを印加する。
Ｓ１０２：帯電された感光ドラムに対して、予め定められた光量を露光する。本実施例では光量を３ｍＪ／ｍ^２とした。
Ｓ１０３：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＬｈを印加する。
Ｓ１０４：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＬｈを検知する。
Ｓ１０５：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＬｌ（１）を印加する。
Ｓ１０６：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＬｌ（１）を検知する。
Ｓ１０７：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＬｌ（２）を印加する。
Ｓ１０８：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＬｌ（２）を検知する。
Ｓ１０９：｛ＶＬｌ（１），ＩＬｌ（１）｝と｛ＶＬｌ（２），ＩＬｌ（２）｝の線形の関係から｛ＶＬｌ，−ＩＬｈ｝を算出する。
Ｓ１１０：（ＶＬｈ＋ＶＬｌ）／２を基準電位Ｖｔとする。

図４は、本実施例の基準電位決定シーケンスにおけるＶ−Ｉ特性であり、これを用いて基準電位決定シーケンスについて詳細に説明する。図４に示すように、ある表面電位の感光ドラムに対して電圧を印加すると電流が流れるが、放電開始電圧値を超えた印加電圧値の電圧を印加すると、放電電流が流れ始める。この現象は、図４に示す通り、逆極性の電圧を印加した場合も同様の現象が起こり、放電開始電圧は其々の極性に対してＶｔｈ−ｈとＶｔｈ−ｌが観測される。このＶ−Ｉ特性は基準電位に対して対称性を持つ為、この対称性を利用することで基準電位を算出することができる。本実施例では、検知電圧ＶＬｈを印加したときの電流値ＩＬｈに対して逆極性の同電流値−ＩＬｈが流れる電圧値ＶＬｌを求めることで、この対称性を利用して感光ドラムに流れる電流値がゼロとなる基準電位Ｖｔを算出することができる。

ここで、予め定められた検知電圧は、ＶＬｈに対してＶＬｌ（１）、ＶＬｌ（２）は逆方向の電流が流れるような電圧に設定し、いずれも放電領域の電圧としておく。こうすることで、｛ＶＬｌ（１），ＩＬｌ（１）｝と｛ＶＬｌ（２），ＩＬｌ（２）｝の線形関係を用いて−ＩＬｈが流れる電圧値ＶＬ１を求めることができる。

本実施例では、基準電位Ｖｔを算出する為に放電領域の対称性を用いたが、例えば２つの放電開始電圧を求めればその対称性を用いることができる。また、予め定められた逆極性の電流値になるような其々の電圧値を求めることでも、放電領域の対称性から基準電位
を求めることができる。

（４）補正値決定シーケンスと転写ローラクリーニング
図５は、本実施例の補正値決定シーケンスのフローチャートであり、予め定められた補正電位に帯電した感光ドラムに対して、基準電位測定と同様に補正電位実測値を測定することで、その差分から補正値を決定する工程である。

Ｓ２０１：感光ドラムが回転駆動している状態で、予め定められた帯電バイアスを印加することで感光ドラムの表面電位を補正基準電位ＶＣに帯電させる。本実施例ではＡＣ＋ＤＣバイアスを印加しＤＣバイアスを０Ｖとすることで、感光ドラムの表面電位を０Ｖに帯電させる。本実施例ではＶＣは０Ｖとしたが、安定的に電位が予測できる電位であれば、この限りでは無い。
Ｓ２０２：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＣｈを印加する。
Ｓ２０３：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＣｈを検知する。
Ｓ２０４：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＣｌ（１）を印加する。
Ｓ２０５：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＣｌ（１）を検知する。
Ｓ２０６：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＣｌ（２）を印加する。
Ｓ２０７：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＣｌ（２）を検知する。
Ｓ２０８：｛ＶＣｌ（１），ＩＣｌ（１）｝と｛ＶＣｌ（２），ＩＣｌ（２）｝の線形の関係から｛ＶＣｌ，−ＩＣｈ｝を算出する。
Ｓ２０９：（ＶＣｈ＋ＶＣｌ）／２を補正電位実測値ＶＣｔとする。
Ｓ２１０：補正電位実測値ＶＣｔと補正基準電位ＶＣ（０Ｖ）の差分を補正値δＶとする。

図６は、本実施例の補正値決定シーケンスにおけるＶ−Ｉ特性であるが、感光ドラムが既知の電位であるＶＣ（０Ｖ）である点が、基準電位決定シーケンスと異なる点である為、内容が重複する部分は割愛する。このシーケンスでは、既知の電位である補正基準電位ＶＣ（０Ｖ）に帯電した感光ドラムについて、感光ドラムに流れる電流値がゼロとなるような電圧値ＶＣｔを測定することができる。ＶＣｔとＶＣ（０Ｖ）の差分を補正値とし、基準電位測定シーケンスで求めた基準電位を補正することによって基準電位測定シーケンス中の感光ドラム表面電位を精確に知ることができる。

次に補正値が必要となる原因について説明する。
感光ドラムの放電特性として、環境や感光ドラムの膜厚の違いなどによって放電に必要な電位差は異なるが、転写ローラと感光ドラムの間に平等電界が形成された場合には、放電が開始する為に必要な電位差は正負対象であるという特性がある。しかしながら、例えば、転写ローラ表面が発泡形状であった場合、放電現象において極性効果が表れる。不平等電界における極性効果で知られるこの現象は、例えば、発泡形状の転写ローラと平面の感光ドラムの間に形成される不平等電界において、放電が開始する為に必要な電位差にズレが生じる現象である。その為、特に転写ローラが発泡形状の場合、または理想的な平等電界を乱すような要因があった場合において、この極性効果を考慮する必要がある。

本実施例では発泡形状の転写ローラを用いているが、転写ローラの使用が進むにつれて、転写ローラが押し固められることにより発泡形状が変化することが分かっている。また転写ローラを製造する際に発生するケバの状態が変化することで転写ローラの表面形状が変化することが分かっている。転写ローラの表面形状の変化は一定方向の変化であると考えられる為、補正値も一定方向に変化するが、発明者らの鋭意検討の結果、その他の外乱物質として、紙粉やトナー、その他の物質が転写ローラに付着することで、補正値が変化することが分かった。これは外乱物質による形状の変化と電気的な特性も変化することに起因して、検知バイアスを印加したときに転写ローラと感光ドラムの間に形成される不平
等電界の状態が変化することで極性効果も変化するものと考えられる。

また、特に外乱物質が大量に付着した状態で、基準電位決定シーケンスや、補正値決定シーケンス等の放電現象を測定するシーケンスを実施すると、シーケンス中に外乱物質の状態が変化することがある。例えばジャム処理後等のトナーや紙粉で汚染された転写ローラは、シーケンスの最中に転写ローラに付着したトナー量が吐き出され、変化してしまうことがある。その為、Ｖ−Ｉ特性を測定する際に、測定点によって極性効果の異なるＶ−Ｉ特性を取得してしまうことになる為、精度が低下することになる。

その為、本実施例では、基準電位測定シーケンスの前には転写ローラのクリ―ニングを行うことを特徴とする。また、補正値測定シーケンスの前においても転写ローラのクリーニングを行うことを特徴とする。ここで、転写ローラのクリーニングとは、転写ローラに印加するバイアスを画像形成時に印加するバイアスと逆極性のバイアスを印加する工程を転写ローラ１周分以上実施することで実現できる。転写ローラは、回転自在（回転可能）に装置枠体またはカートリッジ枠体に設けられたローラ部材であり、逆極性のバイアスによる放電が全周にわたるように、１回転以上するまで逆極性のバイアスの印加が続けられる。これはトナー及びトナーと同極性に帯電した物質を転写ローラから感光ドラム上に吐き出すバイアスとなる。また、トナーと逆極性に帯電した物質や、逆極性に帯電したトナーについても同様に吐き出す為に、転写ローラに印加するバイアスを画像形成時に印加するバイアスに対して両極性のバイアスを其々印加することでも実現できる。

また、本実施例では、表面電位検知のための電圧印加部材として転写ローラを用いたが、それ以外の部材であっても外乱物質が付着する為、本実施例の適用の範囲内である。例えば、帯電ローラや追加の部材を用いた場合であってもトナーの外添剤や紙粉や感光ドラムの削れ粉、その他の機内浮遊物等を考慮する必要がある。

（５）画像形成プロセス条件決定
（５−１）画像形成プロセス条件決定の工程
図１は、本実施例の画像形成プロセス条件決定のフローチャートであり、これを用いて非画像形成時に実施する画像形成プロセス条件決定の流れについて詳細に説明する。

Ｓ３０１：転写ローラに予め定められたクリーニングバイアスを印加する。本実施例では画像形成時に印加するバイアスとは逆極性のバイアスである。
Ｓ３０２：前述の（４）に記載の補正値決定シーケンスを実施する。これにより補正値δＶを決定する。
Ｓ３０３：前述の（３）に記載の基準電位測定シーケンスを実施する。これにより基準電位Ｖｔを決定する。
Ｓ３０４：Ｖｔ−δＶを補正済み基準電位Ｖｔｃとする。
Ｓ３０５：予め定められた、Ｖｔｃとプロセス条件の関係を表すテーブルと、Ｓ３０５で取得されたＶｔｃを比較することで、プロセス条件を決定し、画像形成プロセスへと移る。

本実施例ではプロセス条件は露光プロセスの光量とした。例えば、Ｖｔｃが大きい場合は濃度ウスが発生し易くなる為、光量を上げ、Ｖｔｃが小さい場合にはトナーの供給過多となりトナー消費量が過剰となってしまう為光量を下げるようなテーブルを設けた。また、画像形成プロセス条件は、光量以外にも帯電バイアス、現像バイアス等、画像形成の条件に係るプロセス条件であれば良い。

以上、この工程を実施することで、シーケンス中に転写ローラ上の外乱物質による極性効果が変化することなく、高精度に補正済み基準電位を決定することができ、それに基づ
いて画像形成プロセス条件を決定することができる。

（５−２）予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定の工程
非画像形成時のユーザの待ち時間を短縮し、また感光ドラムに放電させる時間を減らし感光ドラムの削れを抑制する為に、本実施例では補正値決定シーケンスを省略し、予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定をするシーケンスを持つことを特徴とする。
図７は、本実施例の予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定シーケンスのフローチャートである。

Ｓ４０１：転写ローラに予め定められたクリーニングバイアスを印加する。本実施例では画像形成時に印加するバイアスとは逆極性のバイアスを印加する。
Ｓ４０２：補正値決定シーケンスによって決定された補正値の履歴を元に予め定められた演算処理によって予測補正値δＶｅを決定する。例えば、過去に算出された複数の補正値の変化の傾向などから最新の補正値を予測的に算出する演算処理である。本実施例では最新の補正値δＶを予測補正値としたが、例えば新品転写ローラでの補正値と最新の補正値を用いて転写ローラの形状変化を元に補正値を算出しても良い。また、例えば、予め実験等で補正値の変動を測定することにより求められた予測補正値のテーブルを記憶部に用意しておき、該テーブルから転写ローラの使用量に応じて予測補正値を選択（取得）するようにしてもよい。
Ｓ４０３：前述の（３）に記載の基準電位測定シーケンスを実施する。これにより基準電位Ｖｔを決定する。
Ｓ４０４：Ｖｔ−δＶｅを補正済み基準電位Ｖｔｃとする。
Ｓ４０５：予め定められた、Ｖｔｃとプロセス条件の関係を表すテーブルと、Ｓ３０５で取得されたＶｔｃを比較することで、プロセス条件を決定し、画像形成プロセスへと移る。
また詳細について、（５−１）と重複する内容は割愛した。

本実施例では、状況に応じて画像形成プロセス条件決定シーケンスと、予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定シーケンスとに使い分けることにより、高精度且つユーザの待ち時間を最低限にした上で基準電位を測定し、画像形成を行うことができる。

（６）外乱供給量予測
図８は、外乱供給量予測シーケンスのフローチャートである。次に本実施例の特徴である外乱供給量予測について、図８を用いて説明する。

Ｓ５０１：補正値の測定が必要かどうかを判断し、必要であればＳ５１０へ。予測補正値を使用できる可能性があればＳ５０２へ。補正値は転写ローラの使用に伴って進行する極性効果の変化に従って変化する為、本実施例ではプリント１０００枚毎に転写ローラの状態を見直す制御を行うこととした。
Ｓ５０２：感光ドラムが回転駆動している状態で、予め定められた帯電バイアスを印加することで感光ドラムの表面電位をＶＣに帯電させる。本実施例ではＡＣ＋ＤＣバイアスを印加しＤＣバイアスを０Ｖとすることで、感光ドラムの表面電位を０Ｖに帯電させる。
Ｓ５０３：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＣｈ（第１印加電圧値の電圧）を印加する。
Ｓ５０４：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＣｈ（ｂｅｆｏｒｅ）（第１検出電流値）を検知する。
Ｓ５０５：転写ローラに予め定められたクリーニングバイアスを印加する。本実施例では画像形成時に印加するバイアスとは逆極性のバイアスを印加する。
Ｓ５０６：転写ローラに予め定められた検知電圧ＶＣｈ（第１印加電圧値の電圧）を印加する。
Ｓ５０７：電流検知手段にて感光ドラムに流れる電流値ＩＣｈ（ａｆｔｅｒ）（第２検出電流値）を検知する。
Ｓ５０８：ＩＣｈ（ａｆｔｅｒ）−ＩＣｈ（ｂｅｆｏｒｅ）の絶対値が、予め定められた閾値Ｉｔｈに比べて小さい場合はＳ５０９へ進む。上記絶対値が閾値以上の場合はＳ５１０へ進む。
Ｓ５０９：前述（５−２）に記載の予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定シーケンスを実施し、プロセス条件を決定する。
Ｓ５１０：前述（５−１）に記載の画像形成プロセス条件決定シーケンスを実施し、Ｓ５０９に比べて長い時間をかけてプロセス条件を決定する。

ここで、Ｓ５０３〜Ｓ５０８における制御について詳細に説明する。
図９は、本実施例の外乱供給量予測時におけるＶ−Ｉ特性である。転写ローラに外乱物質が供給された状態で、転写ローラクリーニング前のＶ−Ｉ特性が、図９中Ｖ−Ｉ（ｂｅｆｏｒｅ）、転写ローラクリーニング後のＶ−Ｉ特性が、図９中Ｖ−Ｉ（ａｆｔｅｒ）である。両者は放電開始電圧が異なる為、放電後のＶ−Ｉ特性が異なることが分かる。

本実施例では、この特性を用いて転写ローラクリーニングの前後における極性効果の変化をＶＣｈを印加したときの検出電流値の変化で検出する。これにより、電流値の変化が閾値Ｉｔｈ以上となった場合には、転写ローラクリーニングにより転写ローラの状態が変化することで、極性効果が変化したと考えられる。これは即ち、転写ローラに外乱物質の供給がある一定以上あったことを示しており、また同時に転写ローラクリーニングによって外乱物質がある一定以上除去されたことを示している。言い換えると、クリーニングによって除去しきれなかった外乱物質が残留している可能性を示唆している。しかしながら、予測補正値は、この外乱物質の残留を想定していない為、予測補正値を用いると補正の精度が低下してしまう。この問題を解消する為、電流値の差分がＩｔｈ以上であった場合は、画像形成プロセス条件決定シーケンスへと移行し、補正値を改めて測定し直す制御を行う。本実施例ではこの一連のシーケンスを通紙２００枚に一度実施しているが、外乱物質の供給頻度の可能性に応じて、実施頻度を変更しても構わない。

図１０は、状態の異なる転写ローラと補正値δＶの関係である。
転写ローラは使用が進むにつれて極性効果が小さくなり、補正値が小さくなることが分かる。これは転写ローラの形状変化に伴う現象である為、転写ローラの形状変化を予め測定し想定することで補正が可能であることが分かる。また、転写ローラをトナー汚染させることで極性効果は低下するが、クリーニングによって極性効果が上昇することが分かる。その為、汚染の影響を除く為に予めクリーニングした上で測定することの有用性が分かる。また補正値が変化するということは、図８中の外乱供給量予測が可能であることも想定される。

また、クリーニングによって極性効果は上昇するものの、汚染前と同等のレベルにはならないことも図１０から見てとれる。その為、外乱物質の供給があった場合には補正値が変化することを考慮する必要がある。本実施例はそれを考慮した上で補正値を実測する制御を行う為、外乱物質供給による補正値変化に対しても有効である。
また、図１に示すシーケンスは２０秒を要し、図７に示すシーケンスは１２秒要する点から、必要に応じて何れかのシーケンスを選択する本実施例は時間短縮の観点で有効であることは明らかである。

以上、本実施例の構成を用いれば、外乱物質の有無によらず精確な補正値を使用しつつ、予測補正値を採用することで、ユーザの待ち時間を最低限にした上で基準電位を測定し、基準電位の測定結果に基づいて高精度の画像形成を行うことができる。

（実施例２）
実施例１は、外乱供給量予測の為に、転写ローラクリーニングの前後に検知電圧を印加し、その際の電流値の変化を測定することで、放電開始電圧の変化があったものと想定することで外乱供給を予測する構成である。これに対し本発明の実施例２は、画像形成装置の使用履歴を元に外乱供給を予測する構成である。実施例２において、実施例１と重複する項目は割愛して、実施例１とは異なる特徴について説明する。

ここで、本実施例の特徴である画像形成装置の使用履歴とは、ジャムの履歴の有無、印字枚数における連続通紙の比率、及び小サイズ紙の通紙履歴である。通常画像形成中には転写ローラと感光ドラムの間には記録材たる紙がある為、感光ドラム上のトナーが直接転写ローラに供給されることはない。しかしながら、ジャムの際には、感光ドラム上にトナー像がある状態で転写ローラと感光ドラムが直接接触することがある為、転写ローラに外乱物質が供給されることがある。また、連続通紙で印刷する場合（記録材に連続して画像形成をする場合）には感光ドラム上のトナーの十分なクリーニングが難しい場合がある。この際、例えば連続する２枚の通紙の際には１枚目と２枚目の間において感光ドラム上に地汚れが発生している場合がある。この場合において、感光ドラムと転写ローラが直接接触することで、転写ローラに外乱物質が供給されることがある。そのため印字枚数における連続通紙枚数の比率が所定の比率より高い場合には転写ローラに供給される外乱物質が予測される以上に増えることがある。また、印刷の際に小サイズ紙の通紙がなされる場合には、画像形成中に転写ローラと感光ドラムが直接接触する面積が広い為、感光ドラム上に地汚れが発生している場合、転写ローラに外乱物質が供給されることがある。つまり印字枚数において小サイズ紙を印刷した枚数の割合が多いと、転写ローラに供給される外乱物質が予測される以上に増えることがある。

そこで本実施例は、予測補正値による表面電位の算出を実行する所定の条件として、以下の３つの条件を満たすことを特徴とする。
（１）前回の補正値の算出の後に、記録材のジャムが発生していないこと。
（２）前回の補正値の算出の後に、画像形成を行った記録材の総数における、小サイズの記録材（所定サイズ以下の記録材）に画像形成を行った記録材の数の比率が、所定の閾値に満たないこと。例えば本実施例では、最大でＬＴＲサイズの記録材を縦方向に通紙可能な構成において、はがきサイズの記録材が通紙された場合の閾値を５％とした。つまり前回補正値を測定してから後の印刷履歴において、はがきサイズの印刷が印字枚数の５％未満である場合である。
（３）前回の補正値の算出の後に画像形成を行った記録材の総数における、複数の記録材に連続的に画像形成を行う連続画像形成により画像形成を行った記録材の数の比率が、所定の閾値に満たないこと。例えば本実施例では、所定の閾値を５０％とした。つまり前回補正値を測定してから後の印刷履歴において、連続画像形成中に印字された画像枚数が全体の５０％未満である場合である。
これらの３つの条件を満たしていれば、転写ローラに供給された外乱物質に大きな変動がないと考えられ、予測補正値を用いて表面電位の算出を実行できる。つまり補正値を実測するシーケンスを省き、予測の補正値に基づいて表面電位を算出する。
なお、これらの条件（１）、（２）、（３）のうち少なくとも１つを満たした場合に、予測補正値による表面電位の算出を実行するように構成してもよい。また、上記条件はあくまで１例であり、他の条件を用いてもよい。

図１１は、実施例２に係る外乱供給量予測シーケンスのフローチャートである。
Ｓ６０１：補正値の測定が必要かどうかを判断し、必要であればＳ５１０へ進む。予測補正値を使用できる可能性があればＳ５０２へ進む。補正値は転写ローラの使用に伴って進行する極性効果の変化に従って変化する為、本実施例ではプリント１０００枚毎に転写ローラの状態を見直す制御を行うこととした。
Ｓ６０２：前回の補正値測定以降にジャムが発生した場合にはＳ６０６へ進む。
Ｓ６０３：前回の補正値測定以降に小サイズ紙の通紙があった場合にはＳ６０６へ進む。
Ｓ６０４：前回の補正値測定以降に通紙した枚数に対する連続通紙の枚数の比率が予め定められた閾値以上であった場合にはＳ６０６へ進む。
Ｓ６０５：前述（５−２）に記載の予測補正を用いた画像形成プロセス条件決定シーケンスを実施し、プロセス条件を決定する。
Ｓ６０６：前述（５−１）に記載の画像形成プロセス条件決定シーケンスを実施し、Ｓ６０５に比べて長い時間をかけてプロセス条件を決定する。

以上、本実施例の構成を用いれば、外乱物質の有無によらず精確な補正値を使用しつつ、予測補正値を採用することで、ユーザの待ち時間を最低限にした上で基準電位を測定し、基準電位の測定結果に基づいて高精度の画像形成を行うことができる。

なお、上記各実施例の構成は、可能な限り互いに組み合わせて採用することができる。

１…画像形成装置本体、３…露光装置（露光部）、７…転写ローラ（電圧印加部材）、９…感光ドラム（像坦持体）、１１…帯電ローラ（帯電部材）、１３…転写バイアス電源（電圧印加部）、１３ａ…転写電圧印加回路（電圧印加部）、１３ｂ…電流検知回路（電流検出部）、Ｔ…トナー、Ｐ…記録材（紙）

Claims (13)

1. 記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体を帯電させる帯電部と、
   帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
   前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像部と、
   電圧が印加されることにより、記録材を介して前記像担持体に電圧を印加してトナー像を前記像担持体から記録材に転写させるための転写部材と、
   電圧が印加されることにより、前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
   前記電圧印加部材に印加する電圧印加部と、
   前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
   非画像形成時において、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に印加した印加電圧値と、該電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体の表面電位を求める電位検出部と、
   を備え、
   画像形成時において、前記電位検出部が求めた前記表面電位に基づいて、トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
   前記電位検出部によって前記表面電位を求める際において、前記電圧印加部は、前記電圧印加部材に対し、画像形成時に前記転写部材に印加されるバイアスとは逆極性のバイアスで電圧を印加した後に、前記表面電位を求めるための電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記表面電位を求める際において、
   前記電位検出部は、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に前記逆極性のバイアスで電圧を印加し、前記帯電部が前記像担持体の表面電位を補正基準電位とすべく予め定められた帯電バイアスで前記像担持体を帯電した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に電圧を印加することにより求められる電位を、補正電位実測値として求め、
   前記補正電位実測値と前記補正基準電位との差分を補正値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. 前記電位検出部は、
   前記補正値を求めた後、前記帯電部が前記像担持体を所定の帯電バイアスで帯電し、前記露光部が前記像担持体の表面を所定の光量で露光した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に電圧を印加することにより求められる電位を、基準電位として求め、
   前記基準電位を前記補正値で補正した電位を、前記表面電位として求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正値を用いた前記表面電位の導出は、前記電圧印加部材の使用量が所定の値に達している場合に実行されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記表面電位を求める際において、
   前記電位検出部は、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に前記逆極性のバイアスで電圧を印加した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に電圧を印加することにより求められる電位を、基準電位として求め、
   前記基準電位を前記電圧印加部材の使用量に応じて予め定められた予測補正値で補正した電位を、前記表面電位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。
6. 前記予測補正値を用いた前記表面電位の導出は、前記使用量が所定の値に達していない場合に実行されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記電位検出部は、
   前記電圧印加部が前記電圧印加部材に前記逆極性のバイアスで電圧を印加し、前記帯電部が前記像担持体の表面電位を補正基準電位とすべく予め定められた帯電バイアスで前記像担持体を帯電した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に電圧を印加することにより求められる電位を、補正電位実測値として求め、
   前記補正電位実測値と前記補正基準電位との差分を補正値として求め、
   前記補正値を求めた後、前記帯電部が前記像担持体を所定の帯電バイアスで帯電し、前記露光部が前記像担持体の表面を所定の光量で露光した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に電圧を印加することにより求められる電位を、基準電位として求め、
   前記基準電位を前記補正値で補正した電位を、前記表面電位として求めることができるものであり、
   過去に求めた複数の前記補正値と、新しい前記電圧印加部材の使用量と、に基づいて前記予測補正値を求めることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 前記補正値を用いた前記表面電位の導出は、前記使用量が所定の値に達している場合に実行されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記表面電位を求める際において、
   前記電位検出部は、
   前記帯電部が前記像担持体を所定の帯電バイアスで帯電した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に第１印加電圧値で電圧を印加することにより前記電流検出部が検出する第１検出電流値と、
   前記第１検出電流値を検出した後に、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に前記逆極性のバイアスで電圧を印加してから、前記電圧印加部が前記電圧印加部材に前記第１印加電圧値で電圧を印加することにより前記電流検出部が検出する第２検出電流値と、
   の差の絶対値を求め、
   前記絶対値が所定の閾値より小さい場合には、前記予測補正値による前記表面電位の導出を実行し、
   前記絶対値が所定の閾値以上の場合には、前記補正値による前記表面電位の導出を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記表面電位を求める際において、
    前記電位検出部は、所定の条件を満たす場合に、前記予測補正値による前記表面電位の導出を実行し、
    前記所定の条件には、
    （１）前回の前記補正値の導出の後に、記録材のジャムが発生していないこと、
    （２）前回の前記補正値の導出の後に、所定サイズ以下の記録材に画像形成を行った記録材の数の比率が、所定の閾値に満たないこと、
    （３）前回の前記補正値の導出の後に画像形成を行った記録材の総数における、複数の記録材に連続的に画像形成を行う連続画像形成により画像形成を行った記録材の数の比率が、所定の閾値に満たないこと、
    の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記転写部材が、前記電圧印加部材を兼ねることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記電圧印加部材の使用量は、画像形成を行った記録材の数に応じて定められることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記電圧印加部材は、回転可能なローラ部材であり、少なくともの１回転以上するまで、前記逆極性のバイアスの電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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