JP2017044777A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の露光感度特性の変動に対し、短時間かつ、より適切に露光量を調整することができる技術を提供する。【解決手段】使用量の増加に伴う感光体の露光感度特性の変化を取得するための特性取得部であって、感光体の表面電位を検出する電位検出部を有し、使用量に応じた露光部の光量と表面電位との関係を取得可能であり、該関係において光量と表面電位とが線形関係を示す第１領域における、同じ大きさの表面電位に対応する光量であって、第１使用量での上記関係における第１検出用光量と、第１使用量よりも大きい第２使用量での上記関係における第２検出用光量と、を取得する特性取得部を備え、露光部は、静電像を形成するための画像形成光量であって、第１使用量における設定値である第１画像形成光量を、第１検出用光量に対する第２検出用光量の比率に基づいて、第２使用量における設定値である第２画像形成光量に変更する。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、電子写真画像形成方式を用いた画像形成装置に関する。

電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」という。）を一様に帯電させ、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電潜像を形成する。感光体上に形成された静電潜像は、現像剤のトナーでトナー像として顕像化される。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。

このような画像形成装置には、各種メンテナンスを容易にするために、感光体及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式も採用されている。また、上述した静電潜像は使用状況にともない、電気的な特性が変化する。特に使用中に感光体が受ける露光履歴や静電電位を保持する電荷輸送層の膜厚摩耗により感光体の感度が変化する。結果、画像濃度、特にグラフィック画像のような様々な濃度領域を用いる画像が変わってしまうことが知られている。

特許文献１には、感光体の電位情報を検出する手段として、表面電位計を画像形成装置内に組み込み、使用にともなう電位の変動を検出し補正を行うことで、画像の濃度を均一に保つ方法が開示されている。また、特許文献２、３では、別の感光体の電位を検出する手段として表面電位計などの直接的な測定方法ではなく、帯電部材および転写部材からの感光体に対する放電開始電圧を測定することで、簡易的に感光体電位を検出する手段が提案されている。

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

近年の電子写真画像形成装置・プロセスカートリッジについてはプリント１枚あたりのコスト（ＣＰＰ）の低減を市場から求められている。したがって、画像形成装置・プロセスカートリッジについて低コスト化と長寿命化を両立させる必要がある。装置の長寿命化の課題のひとつとして感光体が受ける露光量が増加することで、使用初期から寿命後半で露光電位が変化することが挙げられる。さらには、電荷輸送層の膜厚に関しても、長寿命化に対応した厚い初期膜厚から長期使用の摩耗によって薄い膜厚になることで、膜厚が大きく変化し、露光電位の変動をもたらす。特に帯電電位から露光電位までの中間階調電位の変動が大きいので、グラフィック画像などが変化してしまう場合がある。

また、中間階調を補正するために感光体などの像担持体上に検出用のトナーを作成する方式が提案されている。このような方式は装置の使用初期から寿命後半まで中間階調の濃度を高い再現性で出力できるので有効な方式であるが、補正制御を行う際、像担持体上に
検出用のトナー像を形成するのでトナー像の形成やトナー像検出後のクリーニング等に時間を要する。また、検出用トナー像の形成にトナーを要するために、補正制御を行うたびにトナーを消費してしまう。

本発明の目的は、感光体の露光感度特性の変動に対し、短時間かつ、より適切に露光量を調整することができる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感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記感光体を露光して、前記トナー像を形成するための静電像を形成する露光部であって、前記感光体を露光する光量を調整可能な露光部と、
前記静電像をトナー像として現像する現像部と、
使用量の増加に伴う前記感光体の露光感度特性の変化を取得するための特性取得部であって、前記感光体の表面電位を検出する電位検出部を有し、前記使用量に応じた前記露光部の光量と前記表面電位との関係を取得可能であり、前記関係において前記光量と前記表面電位とが線形関係を示す第１領域における、同じ大きさの前記表面電位に対応する前記光量であって、第１使用量での前記関係における第１検出用光量と、前記第１使用量よりも大きい第２使用量での前記関係における第２検出用光量と、を取得する特性取得部と、を備え、
前記露光部は、静電像を形成するための画像形成光量であって、前記第１使用量における設定値である第１画像形成光量を、前記第１検出用光量に対する前記第２検出用光量の比率に基づいて、前記第２使用量における設定値である第２画像形成光量に変更することを特徴とする。

本発明によれば、感光体の露光感度特性の変動に対し、短時間かつ、より適切に露光量を調整することができる。

本発明の実施例１における制御フローチャート 本発明の実施例１における制御フローチャート 本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略断面図 本発明の実施例１における感光体の断面図 本発明の実施例１におけるハーフトーンパターンを示す図 感光体の感度特性、レーザのスポット光量分布、露光電位分布の説明図 本発明の実施例１における感光体表面検出方法の説明図 本発明の実施例１における画像形成時の露光量補正方法の説明図 感光体の感度特性、レーザのスポット光量分布、露光電位分布の説明図

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）
＜画像形成装置の構成概略＞
図２は、本発明の実施例１に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の全体構成の概略を示す図である。本実施例に係る画像形成装置１００は、電子写真方式を用いるレーザビームプリンタであり、装置本体Ｌに対してプロセスカートリッジＣが着脱可能に構成されている。ここで「装置本体」とは、画像形成装置１００においてプロセスカートリッジＣを除いた構成部分を指すものとする。また、本発明が適用可能な画像形成装置はここに示すものに限られない。例えば、複数のプロセスカートリッジＣを備え中間転写ベルト（中間転写体）を用いて複数色のトナー像を記録材に転写してカラー画像を形成するカラーレーザビームプリンタにも本発明は適用可能である。

本実施例に係る画像形成装置は、電子写真方式によってシートＰ（記録材）上に画像を形成するものである。すなわち、給紙搬送手段によって、シートＰを画像形成手段へ搬送してトナー像をシートＰに転写し、そのシートＰを定着手段に搬送してトナー像を永久画像となるようにシートＰに定着したあと、シートＰを排出トレイへ排出するものである。

具体的には、装置全面部にシートＰを積載収納する給紙トレイ１５が装着されている。給紙トレイ１５に積載収納されているシートＰが、給紙ローラ１６によって最上位のシートから順に繰り出され、搬送ローラ対１７により画像形成エリア４０に送られる。画像形成エリア４０近傍にはシートＰの通過を検知するセンサレバー１８が設けられている。センサレバー１８がシートＰの通過を検知したあと、所定時間経過後にレーザスキャナ３（露光部）によって、画像情報に応じたレーザ光が感光体１に照射され、感光体１上には静電潜像（静電像）が形成される。この静電潜像はプロセスカートリッジ内の現像エリア４１にてトナー現像される。感光体１と転写ローラ８からなる転写ニップにてシートＰ上に未定着トナー像として転写され、定着器１１に送られる。定着器１１を通過して定着処理がなされたシートＰは機外に搬送排出される。

感光体１（感光体ドラム、像担持体）は、図２における時計回りに回転し、その表面が帯電手段である帯電ローラ２への電圧印加によって、一様に帯電される。電圧印可は、装置本体側の高圧電源回路２１より帯電接点（不図示）を介し帯電ローラ２へ給電することにより行われる。次いで、画像情報に応じたレーザ光をレーザスキャナ３から感光体１に照射することで、感光体１上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナーを付着させて現像することで可視化する。レーザスキャナ３は、レーザ光量を、不図示の光量可変回路により自在に調整可能に構成されている。

帯電ローラ２は、感光体１に接触して設けられており、感光体１に帯電を行う帯電部材である。本実施例における帯電ローラ２は、感光体１に従動回転する。また、現像手段は感光体１の現像領域にトナーを供給して、感光体１に形成された静電潜像を可視化現像する。上記現像手段は、トナー収納容器６内のトナーＴを撹拌部材７ａ、７ｂの回転によって現像ローラ４近傍に送り出す。そして、現像ローラ４を回転させるとともに、現像ブレード５によって、摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ４の表面に形成する。現像ローラ４に不図示の現像バイアス電源から電圧印加し、トナーを潜像に応じて感光体１へ転移させることによって感光体１上にトナー像を形成して可視化する。静電像の現像にかかわる構成が本発明の現像部に対応する。

感光体１は、転写ローラ８によってトナー像がシートＰに転写されたあと、クリーニング手段によって感光体１上に残留したトナーが除去され、次の画像形成プロセスに供されることになる。クリーニング手段は、感光体１上の残留トナーを、感光体１に当接するように設けられた弾性クリーニングブレード９によって掻き落し、廃トナー容器１０に集める。

また、本実施例では、プロセスカートリッジＣは、廃トナー容器１０の側面部に、メモ
リ３０（記憶部）を有する。メモリ３０が装置本体Ｌに備えられた読み込み書き出し手段３１に適正な位置で接触することで、メモリ３０の情報が、ＣＰＵ等により構成される制御手段５０に伝達される。プロセスカートリッジＣを装置本体Ｌに装着した場合は、メモリ３０と読み込み書き出し手段３１が互いに対向して配置されている。本実施例に使用されるメモリ３０としては、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限無く使用することができる。

＜感光体の構成＞
図３は、本実施例における電子写真感光体１の断面構成を示す模式的断面図である。電子写真感光体１は、導電性支持体１ａの上に電荷発生層１ｂ、電荷輸送層１ｃを順次積層して形成されている。導電性支持体１ａは、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅およびステンレスなどの金属をドラムまたはシート状に成形した物、または金属箔をプラスチックのフィルム上にラミネートしたものなどである。電荷発生層１ｂは、フタロシアニン化合物およびアゾ顔料などの電荷発生材料を、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルおよびアクリルなどの結着性樹脂に分散させて、この分散液を塗工するか、前記顔料を真空蒸着することによって形成する。電荷発生層１ｂの膜厚は、５μｍ以下が好ましく、特には０．０５〜３μｍが好ましい。電荷輸送層１ｃは、主鎖または側鎖にビフェニレン、アントラセン、ピレンまたはフェナントレンなどの構造を有する多環芳香族化合物、インドール、カルバゾール、ピラゾリン化合物およびスチレン化合物などの電荷輸送材料を成膜性のある樹脂に溶解させた塗工液を用いて形成される。このような樹脂としては、ポリカーボネートやより対摩耗性の高いポリエステル樹脂が挙げられる。

＜濃度変動について＞
電子写真画像形成装置の濃度変動の主たる要因のひとつに感光体の感度変化が知られている。感光体は受けるレーザ露光の履歴により感光体内にキヤリアが残留したり、感光体の電荷輸送層の摩耗により感度が変化する。感光体の使用による感度の変化は、摩耗などに関しては、使われ方を数値化し、計測結果から帯電バイアス、現像バイアス、露光量などの各種条件を変化させる。そして、画像形成時の露光電位に対する現像バイアスを一定になるようにコントロールして安定した濃度を得られるように行われている。また、特許文献１で示したように感光体の電位情報を表面電位計によって測定することで正確な露光電位から濃度補正等を実施する等の策が講じられていた。

以上の方法についてはベタ濃度について十分な性能を満足するものの、市場においては使用状態によらずに多様な出力画像に対する濃度安定性も求められている。具体的には安価な小型機においてもグラフィックなどの画像が耐久を通して再現性よく維持し続けられる装置が要望されている。このような要望に対しては画像形成時の露光量検知では十分ではなかった。本実施例では感光体の露光電位を放電閾値測定技術で測定するとともに、ベタ濃度部に対する露光電位だけではなく、ハーフトーンなどの中間階調を測定して感度特性を取得し、使用状況で変化する中間階調領域での濃度変化を補正する。これにより、安定したハーフトーン画像を得ることを目的とする。

図４を参照して、ハーフトーンについて説明する。本実施例に用いたハーフトーン画像は、パターン１からパターン１５までのドットパターンから形成されており、局所的には感光体の表面が明部電位と暗部電位で構成される。ハーフトーンは、明部電位の比率が多いと高い濃度のハーフトーンになり、比率が少ないと低い濃度のハーフトーンになる。したがって、感光体の使用状態によりハーフトーン濃度が異なるのは形成するドットの電位分布が変動することによる。

図５を参照して、ドットの電位分布の変動について説明する。図５は、露光ビームのスポットの光量分布と、感光体の感度特性と、感光体上に形成される静電潜像の関係を示し
たグラフである。第１象限は、露光ビームの光量分布であり、横軸は位置ｘを縦軸は光量Ｅを示している。第２象限は、電子写真感光体の感度特性であり、縦軸は光量Ｅを横軸は感光体の電位Ｖを示している。第３象限は、露光ビームの光量分布に感光体の感度特性を加味して投影された静電潜像分布の電位であり、横軸に電位Ｖを縦軸に位置ｘを示している。

図５中、Ｅ１’は、初期電荷輸送層２０μｍの感光体Ａの感度特性であり、Ｅ２’は、感光体の耐久試験により電荷輸送層１０μｍまで摩耗した感光体Ｂの感度特性である。また、Ｖ３’は感光体Ｂを感光体Ａの露光電位に合わせるために露光量Ｌ３’に設定することで、ベタ濃度を概略同じにした場合の静電潜像分布の電位Ｖ３’である。レーザ露光量を調整して露光電位を合わせることでベタ濃度に対応するドットの頂点近くの電位は同じになるが、ハーフトーン形成で感光体上に発生する中間領域は異なる場合がある。この場合には画像形成時において中間領域を合わせるような露光光量を設定する必要がある。

＜露光電位測定方法＞
図６を参照して、本実施例で用いる露光電位測定手段について説明する。本実施例では転写ローラを用いて感光体表面の露光電位の測定（検出）を行う。また、測定のための回路構成は、特許文献２、３に記載された構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

帯電ローラにより感光体上に形成された帯電電位（Ｖｄ）（露光前の表面電位）に対して、レーザ照射により露光電位（Ｖｌ）が形成される。露光電位（Ｖｌ）に形成された箇所が転写ローラ部に到達した際、転写バイアス（Ｔｖ）を印加し、そのときの転写ローラに流れる電流値（Ｉ）をモニターする。このときに転写ローラに印加される転写バイアスはＤＣ電圧とする。転写バイアスは予想される露光電位を起点（例えばａ）として、順次増大（図中矢印ｂ）させる。その過程で、電流値（Ｉ）の増加の割合が変化する転写バイアス（Ｔｖ’）のポイント（例えばｃ）が発生する。つまり、このポイントとなる電圧が転写ローラと感光体間で流れていた抵抗電流値成分に加え、放電電流が流れ始めたことを示す放電開始電圧である。上記動作を予想される露光電位を基準に正極性側（＋Ｔｖ’）と負極性側（−Ｔｖ’）との両極性でおこなう。上記検出で得られた両極性の放電開始電圧（ｃ、ｃ’）の中間値（ｄ）が感光体上の電位を示しており、露光電位（Ｖｌ）にほかならない。

＜画像形成露光量補正方法＞
図７を参照して、本実施例におけるハーフトーン電位補正方法について説明する。図７は、レーザ光量を一方の軸、露光電位（帯電露光後の感光体表面電位）を他方の軸とする座標系における、光量と露光電位との関係を示す図である。本実施例では、初期（未使用状態、新品）カートリッジに、予め複数の光量と露光電電位手段で得られた露光電位の関係である、感光体感度情報（第１使用量における光量と帯電露光後の表面電位との関係）をカートリッジメモリに記憶させている。カートリッジ使用中においては、初期の感度情報から検出用露光量を定め、測定した露光電位から使用中の感光体の感度を検出し、ハーフトーン電位を補正できるベタ用露光量を決定することを特徴としている。

図７に示すように、感光体１の露光量と露光電位の特性は、光量が画像形成光量に対して比較的少ない低光量領域Ｘ１（第１領域、第１線形領域）と、比較的多い高光量領域Ｘ２（第２領域、第２線形領域）と、に分けることができる場合が多い。
光量領域Ｘ１では、発生するキヤリア（ΔＱ）に対して露光電位が線形に近く減少する（ΔＶ）領域になる。光量領域Ｘ１からさらに露光量が高くなるにしたがって、光量に対する露光電位の減少が少なくなってくる。これは露光量が高くなることで露光電位が低くなり、発生したキヤリアが表面に移動しにくくなる傾向があると推定されている。
図７中のＡ１は、電荷輸送層の厚みが初期（新品）として２１μｍの感光体の感度特性
、Ａ２は、電荷輸送層の厚みが装置使用により摩耗して８μｍになった感光体の感度特性、をそれぞれ示している。

＜＜装置使用中の感度特性の求め方＞＞
初期の感度特性Ａ１において光量と露光電位とが線形関係を示す線形領域（光量領域Ｘ１）の範囲内から検出用光量Ｌｘ０を選択する。感光体の感度特性は、使用にともないＡ１からＡ２のように変化する。図７に示すように、感度特性における線形領域（光量領域Ｘ１、Ｘ２）は、使用にともない光量領域として広がるように変化する（図７の右方向に広がる）。したがって、初期の感度特性Ａ１における線形領域の範囲内に位置する検出用光量Ｌｘ０は、使用にともない感度特性がＡ１からＡ２に変化した後も、使用中の感度特性Ａ２における線形領域の範囲内に位置することになる。したがって、上述した露光電位測定方法により検出用光量Ｌｘ０における露光電位ＶＬｘ１を検出し、暗部電位（０、Ｖｄ）と（Ｌｘ０、ＶＬｘ１）と結ぶ直線式β（第２関係式）を得ることができる。この直線式βは、使用中の線形領域の特性（第２使用量における特性）を示すものとみなすことができる。初期の線形領域の特性（第１使用量における特性）を示す直線式α（第１関係式）は、予めメモリ３０に記憶されている。この暗部電位を含む線形領域（光量領域Ｘ１）は、感光体１の露光感度特性において、主として、トナー像における中間階調の濃度特性を示す領域を含む領域である。

制御手段５０は、使用量の増加に伴う感光体の露光感度特性の変化を取得する特性取得部として、同じ大きさの露光電位に対応する光量であって、直線式αにおける光量（第１検出用光量）と、直線式βにおける光量（第２検出用光量）と、を取得可能である。本実施例では、第１検出用光量として直線式αのｘ切片（ｘ軸との交点）における光量Ｌｘ１を用い、第２検出用光量として直線式βのｘ切片（ｘ軸との交点）における光量Ｌｘ２を用いる。露光部は、光量領域Ｘ１における、これら光量Ｌｘ１と光量Ｌｘ２の比率（Ｌｘ２／Ｌｘ１）に基づいて、画像形成光量を、初期の、あるいは変更前の設定値であるＬａ１（第１画像形成光量）からＬａ２（第２画像形成光量）に変更する。制御手段５０は、また、感光体の表面電位を検出するための電圧電流関係式（図６）を取得する取得部として、転写ローラ８と、転写ローラ８に流れる電流を検出する検出回路５２（電流検出部）（図２）と、ともに露光電位を検出する電位検出部を形成する。電圧電流関係式は、上述したように、高圧電源回路８０からの給電により転写ローラ８が感光体１に印加する転写バイアスの電圧値と、転写バイアスの印加によって検出回路５２が検出する検出電流値と、の関係式である。該関係式は、転写ローラ８と感光体１との間で放電が生じ始める放電開始電圧値を含み、両極性の放電開始電圧値の中間値を、感光体の表面電位として検出することができる。

また、図７に示すように、直線式βとｘ軸との交点の露光量Ｌｘ２は、露光量に対する露光電位の傾きが小さい領域（光量領域Ｘ２）に位置している。この領域は、感光体の感度の線形特性から露光電位が０Ｖ（露光電位の変化がサチレートして電位変化量が略ゼロ）になる光量を意味しており、キヤリアが感光体内に残留する量が多くなる光量領域になることを意味している。この光量Ｌｘ２における露光電位ＶＬｘ２を上述した露光電位測定方法により検出し、（Ｌｘ２、ＶＬｘ２）を得る。初期の感度特性Ａ１での光量Ｌｘ２における露光電位ＶＬｘ１２をメモリから読み出し、ＶＬｘ２とＶＬｘ１２とを比較して、画像形成用光量をＬａ１（またはＬａ０）からＬａ２に変更する（Ｌａ２＝Ｌｘ２／Ｌｘ１×Ｌａ１）。現像バイアスについては、ベタ濃度を適正化するために、現状の現像バイアスＶｄｅｖ（またはＶｄｅｖＡ０）（第１現像バイアス）を、ＶｄｅｖＡ（またはＶｄｅｖＡ１）（＝Ｖｄｅｖ−ＶＬｘ２＋ＶＬｘ１２）（第２現像バイアス）に変更する。すなわち、制御手段５０は、同じ大きさの光量Ｌｘ２に対応する露光電位であって、初期の感度特性Ａ１での露光電位ＶＬｘ１２（第１検出用電位）と、使用中の感度特性Ａ２での露光電位ＶＬｘ２（第２検出用電位）と、を取得する。制御手段５０は、現像バイアス
電源回路４２（図２）を制御することで、現像ローラ４に供給される電力を制御可能に構成されており、現像ローラ４が感光体１に印加する現像バイアスの大きさは調整可能に構成されている。制御手段５０は、現像ローラ４による現像バイアスの大きさを、ＶＬｘ１２とＶＬｘ２との絶対値の差が所定の閾値以上（≧ΔＶ）のときに、現状（初期）の設定値である現像バイアスＶｄｅｖからＶｄｅｖＡに変更する。変更する大きさの絶対値は、ＶＬｘ１２とＶＬｘ２との絶対値の差と同じである。

＜＜画像形成用光量を変更する理由＞＞
図８は、本実施例の光量制御によって実現される、露光ビームのスポットの光量分布と、感光体の感度特性と、感光体上に形成される静電潜像の関係を示したグラフである。Ｅ１は、初期（未使用、新品）電荷輸送層２０μｍの感光体の感度特性（第１使用量における感度特性）であり、Ｅ２は、感光体の耐久試験により電荷輸送層１０μｍまで摩耗した感光体の感度特性（第２使用量における感度特性）である。Ｅ１のプロフィールは、Ｅ２に対してＸ軸方向に広がったプロフィールになっている。その倍率は、Ｅ１の線形領域とＥ２の線形領域との比率に近く、約Ｌｘ２／Ｌｘ１として概算できる。静電潜像は露光ビームの光量分布に対応し、比率Ｌｘ２／Ｌｘ１を用いて画像形成用光量を変更することで、電荷輸送層１０μｍの静電潜像のプロフィールを初期の静電プロフィールに近づけることができる（図５のＶ３’に対して図８のＶ３）。ベタ濃度に関しては露光電位で決まってくるので、現像バイアスを上述のようにＶＬｘ２とＶＬｘ１２を用いて変更することにより、現像コントラストを初期のコントラストに近づけることができる。

＜画像形成露光量補正方法フローチャート＞
実際に画像形成装置に適用した例を、図１のフローチャートを用いて本実施例の画像形成装置の動作を説明する。なお、露光電位検知シーケンスについては前述した露光電位測定方法により感光体電位を得ており、詳細なフローチャートは省略する。なお、新品カートリッジを使用し始めてからその使用量に応じて変動する感光体の感度に対して補正をおこなう動作を説明する。

Ｓ１０１：カートリッジ初期かどうかを判断する。“Ｙｅｓ”なら露光電位検出シーケンスに入る。“Ｎｏ”の場合は画像形成動作に入る。
Ｓ１０２：カートリッジメモリに記憶された検出用光量（Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、…）を読み出す。
Ｓ１０３：露光電位検出制御シーケンスに入る。
Ｓ１０４：検出用光量に対応した露光電位（ＶＬｘ１、ＶＬｘ２、ＶＬｘ３、…）と非露光時の電位ＶＤが検出する。
Ｓ１０５：カートリッジメモリに露光電位（ＶＬｘ１、ＶＬｘ２、ＶＬｘ３、…）を記憶する。
Ｓ１０６：カートリッジ初期用の画像形成条件（画像形成露光量Ｌａ０、現像バイアスＶｄｅｖＡ０）を設定。
Ｓ１０７：画像形成動作開始。
Ｓ１０８：カートリッジメモリ内の感光体使用量ｗｔと感光体露光電位検出を開始する感光体使用量閾値ｗｔ１を読み出し。使用量としては、画像形成回数、感光体の回転数などの感光体の使用頻度を示す種々の指標を用いることができ、特に限定されるものではない。
Ｓ１０９：感光体使用量ｗｔと使用量閾値ｗｔ１を比較して、感光体使用量ｗｔが小さい場合にはＳ１０７に戻り、感光体使用量ｗｔが大きい場合にはＳ１１０に入る。
Ｓ１１０：光量に対して露光電位の関係が線形である領域の光量値Ｌｘ０を選択する。
Ｓ１１１：露光電位検出制御シーケンスに入る。
Ｓ１１２：検出用光量Ｌｘ０に対応した露光電位ＶＬｘ１を取得する。
Ｓ１１３：残留電位領域（領域Ｘ２）に対応する光量値Ｌｘ２を選択する。
Ｓ１１４：露光電位検出制御シーケンスに入る。
Ｓ１１５：検出用光量Ｌｘ２に対応した露光電位（ＶＬｘ２）を取得する。
Ｓ１１６：初期の感度特性Ａ１における検出用光量Ｌｘ２に対応した露光電位（ＶＬｘ１２）を取得する。
Ｓ１１７：｜ＶＬｘ２−ＶＬｘ１２｜＜ΔＶが“Ｙｅｓ”なら画像形成用光量Ｌａ１をＬａ２に変更する（Ｓ１１８）。“Ｎｏ”ならそれに加え、現像バイアスＶｄｅｖＡ０をＶｄｅｖＡ１に変更する（Ｓ１１９）。
Ｓ１２０：以上の変更後の設定により画像形成を行う。

＜効果の検証＞
次に、本実施例の効果を確認するために下記の実施例と比較例とによる比較実験を行った。
（実施例）
感光ドラム（初期）：電荷輸送層の膜厚２１μｍ
感光ドラム（耐久後）：電荷輸送層の膜厚８μｍ
画像形成時の光量（初期）：３．０ｍＪ／ｍ＾２
感光体の回転速度：１００［ｒｐｍ］
帯電電位：−５００［Ｖ］
現像バイアス：−４００［Ｖ］
画像補正制御：実施例１記載の光量補正および現像電圧補正制御
（比較例１）
画像補正制御以外は実施例と同じ構成
画像補正制御なし。
（比較例２）
画像補正制御以外は実施例と同じ構成
画像形成時の露光量を測定して、感光体の使用量によらずに露光量を一定にする。

（実験）
また、本発明の実施例の構成について、以下の実験を行った。
（（ハーフトーン濃度測定））
ハーフトーンの再現性を比較するために、ドット比率５０％のハーフトーンにおいて感光ドラム使用初期から使用終了時である電荷輸送層の膜厚が１０μｍになるまではハーフトーン濃度を測定した（Ｍａｃｂｅｔｈ ＲＤ９１７使用）。評価条件は、画像形成装置を評価環境２５℃、５０％Ｒｈにて１日放置したあと、間欠的にＡ４用紙を５００００枚印字した。間欠的な通紙とは、印刷後に待機状態を経て、次の印刷を行うものである。

（結果）
初期感光ドラムと耐久後感光ドラムの濃度変化

比較例１は、感光体の摩耗によりベタ濃度・ハーフトーン濃度が低下してしまった。比較例２は、表面電位を合わせるために露光量を高くすることにより、ハーフトーン濃度が高くなってしまった。これはハーフトーン電位を調整することなく光量補正を行ってしまったことによる。これに対し、本実施例では、ベタ濃度・ハーフトーン濃度のいずれも良好な結果が得られた。

１…感光体ドラム、２…帯電ローラ（帯電部）、３…露光手段（露光部）、４…現像ローラ（現像部）、８…転写ローラ（転写部材）、３０…記憶手段（記憶部）、５０…制御手段（特性取得部、電位検出部）、１００…画像形成装置、Ｃ…プロセスカートリッジ

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感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電部と、
   帯電した前記感光体を露光して、前記トナー像を形成するための静電像を形成する露光部であって、前記感光体を露光する光量を調整可能な露光部と、
   前記静電像をトナー像として現像する現像部と、
   使用量の増加に伴う前記感光体の露光感度特性の変化を取得するための特性取得部であって、前記感光体の表面電位を検出する電位検出部を有し、前記使用量に応じた前記露光部の光量と前記表面電位との関係を取得可能であり、前記関係において前記光量と前記表面電位とが線形関係を示す領域であって露光前の前記表面電位を含む第１領域における、同じ大きさの前記表面電位に対応する前記光量であって、第１使用量での前記関係における第１検出用光量と、前記第１使用量よりも大きい第２使用量での前記関係における第２検出用光量と、を取得する特性取得部と、
   を備え、
   前記露光部は、静電像を形成するための画像形成光量であって、前記第１使用量における設定値である第１画像形成光量を、前記第２検出用光量に対する前記第１検出用光量の比率に基づいて、前記第２使用量における設定値である第２画像形成光量に変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２画像形成光量は、前記第１画像形成光量に対する比率が、前記第１検出用光量に対する前記第２検出用光量の比率と同じであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記特性取得部は、
   前記光量を一方の軸とし前記表面電位を他方の軸とする座標において、
   前記第１使用量における前記第１領域での前記光量と前記表面電位との第１関係式と、
   前記第２使用量における前記第１領域での前記光量と前記表面電位との第２関係式と、を取得し、
   前記第１検出用光量として、前記第１関係式における前記一方の軸との交点における光量を、Ｌｘ１、
   前記第２検出用光量として、前記第２関係式における前記一方の軸との交点における光量を、Ｌｘ２、
   前記第１画像形成光量を、Ｌａ１、
   前記第２画像形成光量を、Ｌａ２、
   としたときに、
   Ｌａ２＝Ｌｘ２／Ｌｘ１×Ｌａ１
   を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像部は、前記静電像をトナー像として現像するために前記感光体に印加する現像バイアスの大きさを調整可能であり、
   前記特性取得部は、前記関係において、前記光量の増加に対する前記表面電位の変化が略ゼロとなる第２領域における、同じ大きさの光量に対応する前記表面電位であって、第１使用量における第１検出用電位と、前記第１使用量よりも大きい第２使用量における第２検出用電位と、を取得し、
   前記現像部は、前記露光部が前記第１画像形成光量を前記第２画像形成光量に変更する場合において、前記第１検出用電位と前記第２検出用電位との絶対値の差が所定の閾値以上のときに、前記現像バイアスであって、前記第１使用量における設定値である第１現像バイアスが、前記第１検出用電位と前記第２検出用電位との絶対値の差に基づいて、第２現像バイアスに変更されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記第２現像バイアスは、前記第１現像バイアスに対する絶対値の差が、前記第２検出用電位に対する前記第１検出用電位の絶対値の差と同じであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１検出用電位を、ＶＬｘ１２、
   前記第２検出用電位を、ＶＬｘ２、
   前記第１現像バイアスを、Ｖｄｅｖ、
   前記第２現像バイアスを、ＶｄｅｖＡ、
   としたときに、
   ＶｄｅｖＡ＝Ｖｄｅｖ−ＶＬｘ２＋ＶＬｘ１２
   を満たすことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１使用量における前記関係は、前記感光体が未使用状態における前記関係であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 少なくとも前記感光体を含むカートリッジが画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されており、
   前記カートリッジは、前記関係を記憶する記憶部を有し、
   前記第１使用量における前記関係は、前記記憶部に予め記憶されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記使用量が前記第１使用量から所定の閾値を超えた場合に、
   前記特性取得部は、前記第２検出用光量を取得し、
   前記露光部は、前記第１画像形成光量を前記第２画像形成光量に変更することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１領域は、前記露光感度特性において、トナー像における中間階調の濃度特性を示す領域を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記電位検出部は、
    前記感光体に担持された前記トナー像を記録材に転写させる転写バイアスを前記感光体に印加する転写部材と、
    前記転写部材に流れる電流を検出する電流検出部と、
    前記転写バイアスの電圧値と、前記転写バイアスの印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、の電圧電流関係式を取得する取得部と、
    を備え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. 前記電圧電流関係式は、前記電圧値において前記転写部材と前記感光体との間で放電が生じ始める放電開始電圧値を含むことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記電位検出部は、前記電圧電流関係式において、両極性の前記放電開始電圧値の中間値を、前記表面電位として検出することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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