JP2017134139A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、感光層の膜厚が薄い箇所の帯電電圧が過剰とならないようにして、感光層のムラが悪化することを抑制する。【解決手段】 感光層１１ａが設けられた感光体１１と、帯電装置１２と、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電装置１２に印加する帯電電源部２５０と、露光装置５０と、感光層１１ａの表面を清掃するクリーニング装置１４と、感光体１１の周方向の感光層１１ａの膜厚を求める膜厚検出手段２５３，２８０と、帯電装置１２に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御する制御部２００と、を備え、制御部２００は、算出した感光層１１ａの周方向の膜厚に応じて帯電装置１２に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御する。【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を感光体に印加する際に、感光体の感光層の膜厚に応じて交流電圧のピーク間電圧を制御して膜厚のムラの悪化を抑制するようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、感光体に形成された静電潜像を現像するようにしている。また、トナー像を転写した後の感光体の表面に残留トナーを、クリーニングブレードを有するクリーニング装置によって感光体の表面から除去するようにしている。

感光体は、印字枚数に応じて、感光体に接触しているクリーニングブレードにより感光体の表面における感光層が削れて、感光層の膜厚が薄くなっていく。この感光層の削れ量は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧によって感光体の表面における感光層を帯電させる場合、帯電の電圧の振幅、即ち交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）が大きいほど大きくなる。これは過放電により、放電時の感光体表面の感光層に加わる負荷が大きくなることで、感光層が削れやすくなるからである。

一方で、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）が低すぎると、感光体表面の感光層が帯電不足となり画像不良が発生する。そのため、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）は、画像不良の発生がない範囲で可能な限り低く設定するのが望ましい。ここで、帯電不足とならずに画像不良の発生がない画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）は、感光層の膜厚によって異なり、感光層の膜厚が薄い感光体ほど小さくなる。図１３は感光層の膜厚と画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の関係を示している。

しかし、感光体表面における感光層の膜厚は必ずしも均一でないため、感光層の膜厚にムラがある感光体に、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が一定の交流電圧を直流電圧に重畳して帯電させた場合、感光層の膜厚の薄いところでは感光層表面の負荷が大きくなり、感光層の削れ量が大きくなる。そのため、膜厚の薄いところはさらに膜厚が薄くなり、膜厚のムラが拡大して行く。

ここで、図１４に、感光体の周方向に感光層の膜厚にムラがある場合に、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が一定の交流電圧を直流電圧に重畳して帯電した状態の初期状態と耐久末期の膜厚ムラの関係を示している。図１４においては、矢印の上方向が感光層の厚みが厚いことを示している。ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が一定の交流電圧を重畳させて帯電する場合、膜厚の薄い箇所では、過放電状態となり、感光層表面の負荷が大きくなる。その結果、感光層の削れ量が大きくなって、膜厚がどんどん薄くなり、感光層の膜厚のムラが悪化することになる。図１４に示すように、初期状態に比べて耐久末期においては、感光層の膜厚の薄い箇所が多く削られ、感光層の膜厚のムラが悪化している。

前述したように、感光体の感光層にムラがある場合には、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が一定の交流電圧を直流電圧に重畳することで、感光体の感光層の削れ量に差が生じ、膜厚のムラが悪化する。従来は、感光層の膜厚のムラが軽徴なうちに感光体を交換することで、品質上の問題にはならないように対処していた。しかし、近年の高耐久化により、感光層の膜厚が厚い感光体を使用するようになったため、感光体の耐久末期においては、感光層の膜厚のムラが顕著になり、品質上の不具合が発生するという課題が発生している。

一方、感光層の膜厚が厚い場合でも、最適な帯電電圧を設置する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１においては、感光体の使用頻度による感光層の膜厚の変化量に応じて直流電圧に重畳する交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を設定して、感光体の軸方向に沿って膜厚のばらつきが生じても膜厚の厚くなる箇所で帯電不良が生じることを抑制している。即ち、この特許文献１のものでは、感光体の軸方向において感光層の膜厚にばらつきがあるときに、膜厚が厚い箇所が帯電不良にならないように、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を設定している。このため、感光層の膜厚が薄い箇所では、過放電状態となり、感光層表面の負荷が大きくなって、感光層の削れ量が大きくなるという難点がある。

特開２０１５−１５２８５０号公報

そこで、本発明は、感光体の感光層の周方向の膜厚を検出して、その膜厚に応じて周方向で帯電電圧における交流電圧のピーク間電圧を制御することにより、感光層の膜厚が薄い箇所における帯電電圧が過剰とならないようにして、感光層の膜厚のムラが悪化することを抑制することを課題とする。

本発明における画像形成装置おいては、前記のような課題を解決するため、感光層が設けられた感光体と、この感光層を帯電させる帯電装置と、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を前記帯電装置に印加する帯電電源部と、前記感光層に画像情報に応じた露光を行う露光装置と、前記感光層の表面を清掃するクリーニング装置と、前記感光体の周方向の位置を検出する位置検出部と、前記感光体に流れる電流量を検出する電流測定部と、前記位置検出部の出力と電流測定部の出力に基づき前記感光体の周方向の感光層の膜厚を求める膜厚検出手段と、前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記膜厚検出手段の出力に基づき、前記感光層の周方向の膜厚に応じて前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することを特徴とする。

本発明は、前記制御部が前記膜厚検出手段で求めた感光体の周方向の位置での感光層の膜厚に応じて前記帯電電源部の交流電圧のピーク間電圧を制御することで、感光層の膜厚が薄い箇所の帯電電位が過剰にならないように制御される。このため、感光層の負荷が大きくなることが抑制され、感光層の削れ量が大きくなることが防止できる。

また、感光体の周方向における感光層の膜厚を求めるにあたっては、前記感光体の周方向の位置を検出する位置検出部と、前記感光体に流れる電流量を検出する電流測定部とを設け、前記膜厚検出手段により、前記位置検出部の出力と電流測定部の出力に基づいて、感光体の周方向における感光層の膜厚を求めるようにすることができる。

また、前記制御部に、前記露光装置の露光量を制御する手段を設け、前記制御部により、前記感光体における感光層の膜厚が薄い位置に作用させる交流電圧のピーク間電圧を感光層の平均膜厚に対応する交流電圧のピーク間電圧より低くすると共に、その位置での露光量を多くするように制御することが好ましい。このように感光層の膜厚が薄い箇所において、交流電圧のピーク間電圧を低くする一方、露光量を多くすることで、感光層の削れを抑制すると共に、画像部における帯電電位レベルを一定にして濃度ムラの発生をなくすことができる。

また、前記位置検出部は、前記感光体に取り付けたロータリーエンコーダーを備え、このロータリーエンコーダー出力に基づき前記感光体の周方向の位置を検出するように構成することができる。

また、前記感光層の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを設けた場合には、前記位置検出部が転写ベルトに転写されたトナー像を検出する検出センサーを有するようにし、前記感光層に位置始点検出用トナー像を形成し、前記転写ベルトに転写された位置始点検出用トナー像を前記検出センサーで検出し、前記検出センサーで前記位置始点検出用トナー像を検出したタイミングに基づき、前記位置検出部により前記感光体の周方向の位置を検出するように構成することができる。

また、前記帯電装置に接触帯電ローラーを用いた場合には、前記電流測定部において、感光体と接触帯電ローラー間に流れる電流値に基づき膜厚を算出するように構成できる。

また、前記感光体の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを設けた場合には、前記電流測定部において、前記転写ベルトを介して感光体に流れる電流値に基づき膜厚を算出するように構成できる。

本発明によれば、感光体の周方向の膜厚に応じて帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することで、感光層の膜厚が薄い箇所の帯電電位が過剰になることが防止して感光層の負荷が大きくなることを抑制し、感光層の削れ量が大きくなることが防止でき、感光層のムラの悪化を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示した概略説明図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置を用いたイメージングカートリッジを示した概略説明図である。 図１に示す画像形成装置の帯電制御部分の回路構成を示したブロック図である。 前記の実施形態において、感光体の周方向の感光層の膜厚のムラに対応して交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を変化させた場合における初期状態と耐久後の状態とを示した概略説明図である。 前記の実施形態において、感光体の周方向の感光層の膜厚のムラに対応して交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を変化させた場合における露光量と画像部の帯電電位との関係を示す概略説明図である。 前記の実施形態において、感光体の周方向の感光層の膜厚のムラに対応して交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）と露光量を制御した場合における画像部の帯電電位との関係を示した概略明図である。 本発明の実施形態において、感光体にける感光層の膜厚プロファイルの一例を示した概略説明図である。 本発明の実施形態において、接触帯電ローラーに印加する交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の補正量のプロファイルの一例を示した概略説明図である。 本発明の実施形態において、露光量の補正量のプロファイルの一例を示した概略説明図である。 本発明の一実施形態において、感光体の感光層の膜厚検出とピーク間電圧の補正量、露光量補正量の算出制御動作のフローチャートである。 図１に示す画像形成装置の帯電制御部分の回路構成の第１の変更例を示したブロック図である。 図１に示す画像形成装置の帯電制御部分の回路構成の第２の変更例を示したブロック図である。 感光体の感光層の膜厚と画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の関係を示す説明図である。 感光体の周方向において感光層の膜厚にムラがある場合に、一定の交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した従来例における初期状態と耐久後の状態とを示した概略説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

まず、この発明の実施形態にかかる画像形成装置の全体構成について、図１を参照して説明する。この実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、画像形成装置１内に４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄを装着させるようにしている。

ここで、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄには、感光体１１と、この感光体１１の感光層１１ａの表面を帯電させる帯電装置１２と、感光層１１ａ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を形成する現像装置２０と、感光層１１ａの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に転写させた後に残留するトナーを感光層１１ａの表面から除去するクリーニング装置１４とが設けられている。帯電された感光層１１ａの表面には、露光装置５０から画像情報に応じた露光が行われ、感光層１１ａの表面に静電潜像が形成される。この露光装置５０は、例えば、レーザーダイオード（光源）とポリゴンミラーを用いて露光を行うものである。レーザダーオードから画像信号に応じて変調されたレーザビームは、ポリゴンミラーで走査され、感光体１１の感光層１１ａ上に照射される。レーザーダイオードに与える電流量を変化させることにより、露光量を変化させることができる。

そして、この実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各現像装置２０に、黒色、黄色、マゼンダ色、シアン色の異なった色彩のトナーを収容させ、各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、各感光体１１の感光層１１ａの表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。

次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける感光体１１の感光層１１ａの表面に形成された各色彩のトナー像を、それぞれ一次転写ローラー１３により中間転写ベルト２に順々に転写させて、この中間転写ベルト２の上にフルカラーのトナー像を形成する。

一方、給紙ローラー３により記録媒体Ｓを給紙し、タイミングローラー４によってこの記録媒体Ｓを適当なタイミングで前記の中間転写ベルト２と転写ローラー５との間に導き、中間転写ベルト２上に形成された前記のフルカラーのトナー像をこの記録媒体Ｓに転写させる一方、この記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト２上に残ったトナーをベルトクリーニング装置６によって中間転写ベルト２から除去させる。

そして、前記のようにフルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｓを定着装置７に導き、前記のフルカラーのトナー像を記録媒体Ｓに定着させた後、この記録媒体Ｓを排紙ローラー８により排紙させるようにしている。

なお、画像形成装置は前記のようなものに限定されず、図示していないが、複数の現像装置を保持させた回転式現像装置を回転させて、各現像装置を順々に感光体に導くようにしてフルカラーの画像形成を行うようにしたフルカラーの画像形成装置や、白黒の画像形成を行う画像形成装置であってもよい。

次に、この実施形態におけるイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄについて具体的に説明する。図２に示すように、イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄは、現像装置２０と感光体ユニット１１０とで構成されている。

感光体ユニット１１０は、感光体１１と帯電装置１２及びクリーニングブレード１４ａを備えたクリーニング装置１４で構成されている。帯電装置１２は、接触帯電部材としての接触帯電ローラー１２ａと、この接触帯電ローラー１２ａの表面を清掃する清掃部材としての清掃ローラー１２ｂを有する。帯電装置１２には、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が与えられる。

また、現像装置２０においては、トナーとキャリアを含む現像剤を用いるようにしている。ここで、現像装置２０においては、図２に示すように、内周側にマグネット部材２２ｂが設けられた現像担持体としての現像ローラー２２が、前記の感光体１１と所要間隔を介して対向するように設けられている。この現像ローラー２２は、非磁性の円筒スリーブ２２ａを有する。マグネット部材２２ｂは、例えば、５つの磁石が周面沿いに所定の間隔で配置されている。

また、この現像装置２０においては、図２に示すように、その装置本体２１内に、前記の現像ローラー２２に沿って前記の現像剤を搬送させる第１搬送部２３が設けられ、この第１搬送部２３内に、回転軸の周囲に現像剤を混合攪拌しながら搬送させるスクリュー状の羽根部材が設けられた第１攪拌部材２４が設けられる。そして、この第１搬送部２３の下方に隔壁２５を介して前記の第１搬送部２３と現像剤を逆方向に搬送させる第２搬送部２６が設けられ、この第２搬送部２６内に、回転軸の周囲に現像剤を混合攪拌しながら搬送させるスクリュー状の羽根部材が設けられた第２攪拌部材２７が設けられている。

更に、前記の第１搬送部２３と第２搬送部２６との間に設けられた隔壁２５の端部に、前記の第１搬送部２３と第２搬送部２６とを連通させる循環口（図示せず）が設けられ、これらの循環口を通して現像剤を第１搬送部２３と第２搬送部２６との間で循環させるようになっている。

また、この現像装置２０においては、第１搬送部２３に設けられた第１攪拌部材２４を回転させて現像剤を混合攪拌しながら搬送する途中において、この第１攪拌部材２４により前記の現像ローラー２２の円筒スリーブ２２ａ上に現像剤を供給し、このように供給された現像剤を現像ローラー２２によって感光体１１と対向する位置に搬送させる途中において、搬送される現像剤の量を規制部材２９により規制するようにしている。そして、このように量が規制された現像剤を現像ローラー２２により感光体１１と対向する位置に導き、現像剤中のトナーを感光体１１に供給して、感光体１１の感光層１１ａに形成された静電潜像を現像するようにしている。

そして、前述したように、感光体１１の感光層１１ａの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２に転写され、感光層１１ａに残った残留トナーはクリーニングブレード１４ａを備えたクリーニング装置１４にて取り除かれる。

例えば、感光体１１は、導電性支持体の外表面に、下引層と、静電潜像を形成する感光層１１ａを順に積層した構成を有する。感光体１１の感光層１１ａは、電荷発生機能を有する電荷発生層と、電荷輸送機能を有する電荷輸送層とを積層した機能分離型の層構成を備える。

また、図３に示すように、帯電装置１２の接触帯電ローラー１２ａには、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電電圧が帯電電源部２５０により印加される。帯電電源部２５０は、直流電圧を印加する直流電源部２５１と、直流電源部２５１の直流電圧に重畳させる交流電圧を印加する交流電源部２５２と、接触帯電ローラー１２ａを流れる電流値を測定する電流測定部２５３とを備える。

制御部２００は、画像形成装置１の各部を制御するものであり、帯電装置１２に印加させる帯電電圧を設定するように帯電電源部２５０に対して制御信号を与えている。この帯電装置１２に印加させる帯電電圧を設定するために、制御部２００は、直流電源部２５１による直流電圧と、交流電源部２５２による交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）とを設定する。この交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）は、感光体１１の平均膜厚に対応する画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）が基準として設定される。

また、この制御部２００には、感光体１１の周方向の位置を検出する位置検出部２８０からの出力が入力され、この位置検出部２８０の出力に基づいて、感光体１１の周方向の位置を算出する。この位置検出部２８０は、感光体１１にロータリーエンコーダー（図示せず）を取り付け、感光体１１の回転に伴うロータリーエンコーダーの出力により感光体１１の周方向の位置、即ち、回転開始時からの周方向の位置を角度情報として制御部２００へ出力する。制御部２００は、位置検出部２８０の出力に基づき、感光体１１の感光層１１ａの膜厚検出時の位置情報を算出する。

また、制御部２００は、電流測定部２５３で測定された電流値を受けて、感光体１１と接触帯電ローラー１２ａを流れる電流値を検出し、この検出した結果に基づき感光体１１の感光層１１ａの膜厚を検出する。この制御部２００と位置検出部２８０と電流測定部２５３により、感光体１１の周方向の感光層１１ａの膜厚を検出する膜厚検出手段を構成する。即ち、制御部２００は、位置検出部２８０により検出した感光体１１の周方向の位置における電流測定部２５３による電流値により、感光層１１ａの膜厚を算出し、感光体１１の周方向の位置に関連づけた感光層１１ａの膜厚をメモリ２９０に格納する。

このようにして、感光体１１の１周分に膜厚を算出し、感光層１１ａの周方向の膜厚プロファイルがメモリ２９０に格納される。そして、膜厚プロファイルに対して、制御部２００は、感光体１１の周方向の膜厚に応じて、接触帯電ローラー１２ａに印加する帯電電位の交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の補正量を算出し、その補正データをメモリ２９０に格納する。

また、制御部２００は、一次転写ローラー１３に印加する電圧を供給する転写電源部２６０を制御し、この転写電源部２６０から一次転写ローラー１３に適切な転写電圧を印加させる。

また、制御部２００は、露光装置５０の光量を制御するために露光電源部２７０を制御する。即ち、制御部２００は、感光体１１における感光層１１ａの膜厚に応じて露光電源部２７０を制御して、露光装置５０から感光層１１ａに対する露光量を適切に制御する。ここで、感光層１１ａの平均膜厚に応じて基準となる供給電圧が、例えば１０００ｍＶに設定され、感光層１１ａの平均膜厚に対する周方向の膜厚の偏差により、供給電圧を補正する補正電圧が算出され、感光層１１ａの周方向の膜厚に応じて露光量を制御するように、制御部２００が露光電源部２７０を制御する。

次に、帯電電源部２５０から接触帯電ローラー１２ａに対して帯電電圧を印加させるにあたっては、図３に示すように、直流電源部２５１から出力される直流電圧に、交流電源部２５２から交流電圧を重畳させた帯電電圧を帯電電源部２５０から接触帯電ローラー１２ａに印加させて、回転する感光体１１の表面における感光層１１ａを所定の電位に帯電処理させる。

ここで、制御部２００は、直流電源部２５１から接触帯電ローラー１２ａに印加する直流電圧の直流電圧値と、交流電源部２５２から接触帯電ローラー１２ａに印加する交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を制御する。

電流測定部２５３は、感光体１１を介して接触帯電ローラー１２ａに流れる電流値を測定する。電流測定部２５３で測定された電流値のデータは、制御部２００に入力され、制御部２００は電流測定部２５３の出力から感光層１１ａの膜厚を算出する。この算出した膜厚は、位置検出部２８０からの位置情報により、感光体１１の位置に関連づけられる。

そして、制御部２００は、画像形成中に印加する交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を感光体１１の感光層１１ａの膜厚に応じて変更することにより、感光層１１ａが過剰帯電されない帯電条件を決定している。制御部２００は、電流測定部２５３から入力される電流値の情報に基づいて、感光体１１の感光層１１ａの膜厚を算出し、算出した膜厚プロファイルにより、接触帯電ローラー１２ａに印加される交流電圧の適切なピーク間電圧（Ｖｐｐ）を設定する。

なお、帯電装置１２の接触帯電ローラー１２ａに対して直流電圧に交流電圧を重畳させて印加し、感光体１１を帯電させる方式では、接触帯電ローラー１２ａと感光体１１との間にプラス側への放電とマイナス側への放電とが交互に起こり、感光体１１の感光層１１ａの表面を均一に帯電させる。また、通常の画像形成時において、前記の直流電源部２５１から接触帯電ローラー１２ａに印加する直流電圧は、画像濃度制御などで決定した条件によって決定される。
ピーク間電圧（Ｖｐｐ）を制御している。

また、前記の図１３に示すように、画像形成装置１では、感光体１１の感光層１１ａの膜厚に対して、画像形成時に最適な交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）があり、制御部２００は、感光層１１ａの平均膜厚に基づいて基準となる交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を設定し、この基準となる交流電圧のピーク間電圧に対して、感光体１１の感光層１１の周方向の膜厚の差に対応して、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を補正して帯電電源部２５０の制御を実行する。

ここで、クリーニング装置１４は、図１〜図３に示すように、感光体１１の表面にクリーニングブレード１４ａを当接させて、中間転写ベルト２に転写されずに感光層１１ａに残った残留トナーを除去するようにしており、この場合、感光体１１の表面における感光層１１ａは、クリーニングブレード１４ａによる摺擦等により削られ、画像形成の増加に連れて感光層１１ａの膜厚が次第に薄くなっていく。

ここで、前述したように感光体１１の表面における感光層１１ａの膜厚が、その周方向においてムラがある場合において、感光体１１に一定のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の交流電圧を印加すると、膜厚の薄い箇所では、帯電電位が高い状態となる。そのため、感光層１１ａ表面の負荷が大きく、感光層１１ａの削れ量が大きくなって、膜厚がどんどん薄くなり、感光層１１ａの膜厚のムラが悪化することになる。

そして、この実施形態においては、図３に示すように、感光体１１を帯電する際に流れる直流電流を前記の電流測定部２５３で測定し、この電流値に基づいて、前記の制御部２００において、感光体１１の感光層１１ａの膜厚を算出するようにしている。

ここで、感光体１１の感光層１１ａの膜厚が薄くなると、感光体１１の表面の静電容量が増加し、感光体１１が除電された状態から所定の帯電電位まで帯電するために必要な電流が大きくなる。このため、感光体１１を帯電する際に流れる直流電流を電流測定部２５３で測定することにより感光層１１ａの膜厚を検出することができる。

そして、感光体１１に接触した接触帯電ローラー１２ａに対して、帯電電源部２５０から直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する。感光体１１の感光層１１ａの膜厚検知は、感光体１１の表面を所定の電位に帯電させる際に接触帯電ローラー１２ａから感光体１１へ流れ込む電流量を電流測定部２５３で検出して行われる。制御部２００は、その測定値に基づいて感光体１１の感光層１１ａの現在の膜厚を算出する。

そして、図４に示すように、制御部２００は、検知した感光層１１ａの周方向の膜厚に応じて交流電源部２５０のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を変更する。即ち、感光層１１ａの膜厚が薄い位置におけるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を低くして、帯電電位が過剰にならないように制御し、膜厚の削れ量が多くならないようする。このように制御することで、耐久末期においても膜厚のムラが悪化しないように制御している。

図７に、制御部２００に与えられた位置検出部２８０からのデータと電流測定部２５３からのデータに基づき、感光体１１の感光層１１ａの周方向の膜厚の変化を測定した例を示す。感光層１１ａの平均膜厚を０として、感光体１１の１周分について、感光層１１ａの膜厚のムラを（＋）方向と（−）方向として測定し、この測定結果をメモリ２９０に格納する。

そして、前記の制御部２００が、感光層１１ａの平均膜厚に対応した画像形成時に画像形成に最適な交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を設定する。

次いで、制御部２００は、前記のように測定した感光層１１ａの膜厚のムラの測定結果に基づき、平均膜厚との差分を算出し、平均膜厚との差分に基づいて、の平均膜厚に対応したピーク間電圧（Ｖｐｐ）から補正するピーク間電圧（Ｖｐｐ）の振幅量（Ｖｐｐ補正量）を算出する。そして、図７の算出した感光層１１ａにおける周方向の膜厚ムラに対応する前記のＶｐｐ補正量を算出し、その結果をメモリ２９０に格納する。

そして、前記の制御部２００により、図８に示すように、図７に示す感光層１１ａの膜厚が平均膜厚より厚い箇所においては、Ｖｐｐ補正量を（＋）にして交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を大きくする一方、図７に示す感光層１１ａの膜厚が平均膜厚より薄い箇所においては、Ｖｐｐ補正量を（−）にして、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を小さくする。

このようにすると、感光層１１ａの膜厚が平均膜厚より薄い箇所においては、感光層１１ａの膜厚が平均膜厚より厚い箇所に比べて、感光層１１ａ表面に加わる負荷が少なくなって、感光体１１の周方向における感光層１１ａの膜厚ムラが抑制されるようになる。

ここで、このように交流電源部２５２から印加させる交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を補正する際、直流電源部２５１から印加させる直流電圧は、感光層１１ａの膜厚に応じた補正制御は行わない。その理由は、感光層１１ａの膜厚に応じて、直流電圧の補正制御を行うと、非画像部の帯電電位Ｖｏが一定とならず、非画像部のノイズが悪化してしまうからである。

しかし、このように交流電源部２５２から印加させる交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を補正する一方、直流電源部２５１から印加させる直流電圧を補正しないようにする制御を行わない場合において、図５に示すように、感光層１１ａに一定の光量を照射させると、感光層１１ａの膜厚による静電容量の関係から、画像部の帯電電位Ｖｉが一定とならないために、形成される画像に濃度差が生じてしまう。

このため、この実施形態では、図６に示すように、感光層１１ａの膜厚が薄いために、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を小さくした箇所においては、露光装置５０からの露光量を多くして、画像部の帯電電位Ｖｉが一定になるようにしている。

具体的には、図７の算出した膜厚に対して、図８に示す交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）の補正量を設定した場合に、露光装置５０の露光量を制御させるにあたり、図９に示すものにおいては、感光体１１の周方向に対する露光電源部２７０から露光装置５０に出力する電圧値を、感光層１１ａの膜厚が平均膜厚になった部分における基準となる露光用電圧に対して、感光層１１ａの膜厚に対応させて、露光補正量（ｍＶ）として、露光装置５０に出力する電圧値を補正するようにしている。そして、感光層１１ａの膜厚が厚くて、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を（＋）側に補正した箇所では、露光量を少なくするために、露光補正量（ｍＶ）を（−）側に補正する一方、感光層１１ａの膜厚が薄く、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）を（−）側に補正した箇所では、露光量を多くするために、露光補正量（ｍＶ）を（＋）側に補正して、画像部の帯電電位Ｖｉを一定にして濃度ムラの発生をなくすようにしている。

ここで、画像形成装置１における、感光体１１における感光層１１ａの膜厚の検出と、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量、露光電源部２７０から露光装置５０に出力する露光用電圧における露光補正量（ｍＶ）の算出制御は、例えば、画像形成装置１を立ち上げる準備段階で実行したり、所定枚数（例えば、１０００枚）の画像形成ごとに画像間隔を拡大して割り込むように実行される。

次に、画像形成装置１において、感光体１１における感光層１１ａの膜厚の検出と、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量、露光電源部２７０から露光装置５０に出力する露光用電圧における露光補正量（ｍＶ）の算出制御を、図１０を参照して説明する。

膜厚検出動作を開始すると、ステップＳ１において、制御部２００は、接触帯電ローラー１２ａに印加する直流電圧を、一定の電圧に設定するように直流電源部２５１を制御し、直流電圧に重畳される交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）も、一定の電圧に設定するように交流電源部２５２を制御する。

そして、ステップＳ２において、接触帯電ローラー１２ａに一定の直流電圧に一定の交流電圧を重畳させた帯電電位を印加し、感光体１１を１周回転させ、電流測定部２５３で電流値を測定し、位置検出部２８０で位置情報を検出し、これらデータが制御部２００に送られ、メモリ２９０に格納される。

続いて、ステップＳ３において、制御部２００は、メモリ２９０から読み出した感光体１１の１周分の測定値に基づいて感光体１１の感光層１１ａの膜厚を算出する。そして、ステップＳ４において、算出した膜厚値を感光体１１の位置情報と関連づけてメモリ２９０に格納する。

そして、ステップＳ５において、算出した感光層１１ａの膜厚の平均膜厚を求め、この平均膜厚と算出した膜厚との差分を算出する。この実施形態では、図７に示すような感光体１１の１周分の角度に対応して感光層１１ａの平均膜厚と差分膜厚の膜厚プロファイルが得られる。

続いて、ステップＳ６において、制御部２００は、メモリ２９０から感光体１１の周方向の０°から３６０°まで、順次膜厚の差分値を読み出す。そして、ステップＳ７において、読み出した位置の感光層１１ａの差分が所定値以下、例えば０．５μｍ以下か否か判断する。そして、差分が所定値以下の場合には、補正はせずにステップＳ１０に進む。そして、ステップＳ１０において、感光体１１の１周分のデータの読み出しが終了したか否か判断し、終了していない場合には、ステップＳ６に戻り、次の位置の膜厚の差分値を読み出す。

また、ステップＳ７において、読み出した差分値が所定値を超えていると制御部２００が判断すると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、読み出した膜厚の差分値に基づき、制御部２００は、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量（Ｖ）と露光補正量（ｍＶ）を算出する。

そして、ステップＳ９において、制御部２００は、算出したＶｐｐ補正量（Ｖ）と露光補正量（ｍＶ）をメモリ２９０に格納する。

続いて、ステップＳ１０において、感光体１１の１周分のデータの読み出しが終了したか否か判断し、終了していない場合には、ステップＳ６に戻り、前述の動作を感光体１１の１周分終了するまで繰り返す。このようにして、図８および図９に示す接触帯電ローラー１２ａへ印加する交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量（Ｖ）プロファイルと、露光装置５０に出力する露光用電圧における露光補正量（ｍＶ）プロファイルが算出され、この値がメモリ２９０に格納される。

そして、感光体１１の１周分のデータの読み出しが終了すると、膜厚検出動作を終了し（ステップＳ１１）、画像形成装置１における感光体１１の感光層１１ａの膜厚検出と合わせて、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量（Ｖ）、露光装置５０に出力する露光用電圧における露光補正量（ｍＶ）の算出動作を終了する。

そして、この算出制御動作により得られた感光体１１における感光層１１ａの周方向の膜厚検出結果と、交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）におけるＶｐｐ補正量（Ｖ）、露光装置５０に出力する露光用電圧における露光補正量（ｍＶ）とに基づき、制御部２００は、帯電電源部２５０を制御し、接触帯電ローラー１２ａに対する帯電電位を制御する。また、制御部２００は、露光電源部２７０を制御し、露光装置５０の露光量を制御する。このように、感光体１１の感光層１１ａの膜厚に応じて交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）と露光量が制御されて画像が形成される。

図１１は、帯電制御部分の回路構成の第１の変更例を示すブロック図である。ここで、図３に示す回路構成では、感光体１１の位置検出を感光体１１に設けたロータリーエンコーダーにより行っているが、この図１１に示す構成では、位置検出部２８０はＩＤＣセンサー２８１を用いて位置検出を行うものである。

そして、この位置検出部２８０は、膜厚検出動作終了直後に、感光体１１に始点位置検出用トナー像を形成し、この始点位置検出用トナー像を中間転写ベルト２に転写し、転写された位置検出用トナー像を検出用センサー２８１で検出する。この実施形態では、検出用センサー２８１としてＩＤＣセンサーを用いている。位置検出部２８０は、この膜厚検出動作終了のタイミングと検出センサー２８１で位置検出用トナー像を検出したタイミングから感光体１１の位置情報を検出する。そして、制御部２００は位置検出部２８０の位置情報とその位置での膜厚とを関連づけてメモリ２９０に格納する。その他の構成は、図４と同じであるので、説明の重複を避けるために、同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。

図１２は、帯電制御部分の回路構成の第２の変更例を示すブロック図である。ここで、図３に示す回路構成では、感光体１１の膜厚検出を、接触帯電ローラー１２ａに印加する帯電電圧の電流測定部２５３からの出力に基づいて制御部２００が検出している。これに対して、この図１２に示す構成では、一次転写ローラー１３に印加する転写バイアスの電流を電流測定部２６１で測定し、中間転写ベルト２を介して感光体１１に流れる電流値が測定される。その測定値を制御部２００に与え、制御部２００が電流測定部２６１の出力に基づき、感光体１１の感光層１１ａの膜厚を算出する。

そして、この図１２に示す構成では、感光体１１の感光層１１ａの膜厚の検出は、転写電流を一定電圧で印加しながら感光体１１を１周駆動し、中間転写ベルト２を介して感光体１１に流れる電流値プロファイルを制御部２００は、メモリ２９０に格納する。また、制御部２００は、測定した電流値プロファイルから感光体１１の感光層１１ａの周方向の膜厚プロファイルを算出して、メモリ２９０に感光体１１の位置情報に関連づけて格納する。その他の構成は、図４と同じであるので、説明の重複を避けるために、同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。

１ 画像形成装置
２ 中間転写ベルト
３ 給紙ローラー
４ タイミングローラー
５ 転写ローラー
６ ベルトクリーニング装置
７ 定着装置
８ 排紙ローラー
１０Ａ イメージングカートリッジ
１０Ｂ イメージングカートリッジ
１０Ｃ イメージングカートリッジ
１０Ｄ イメージングカートリッジ
１１ 感光体
１１ａ 感光層
１２ 帯電装置
１２ａ 接触帯電ローラー
１３ 一次転写ローラー
１４ クリーニング装置
１４ａ クリーニングブレード
２０ 現像装置
２２ 現像ローラー
５０ 露光装置
２００ 制御部
２５０ 帯電電源部
２５１ 直流電源部
２５２ 交流電源部
２５３ 電流測定部
２６０ 転写電源部
２７０ 露光電源部
２８０ 位置検出部
２９０ メモリ

Claims (7)

1. 感光層が設けられた感光体と、この感光層を帯電させる帯電装置と、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を前記帯電装置に印加する帯電電源部と、前記感光層に画像情報に応じた露光を行う露光装置と、前記感光層の表面を清掃するクリーニング装置と、前記感光体の周方向の感光層の膜厚を求める膜厚検出手段と、前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記膜厚検出手段の出力に基づき、前記感光層の周方向の膜厚に応じて前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記感光体の周方向の位置を検出する位置検出部と、前記感光体に流れる電流量を検出する電流測定部と、を備え、前記膜厚検出手段は、前記位置検出部の出力と電流測定部の出力に基づき感光体の周方向の感光層の膜厚を求めることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記露光装置の露光量を制御する手段を備え、前記制御部は、前記感光体の感光層の膜厚が薄い位置の交流電圧のピーク間電圧を感光層の平均膜厚に対応する交流電圧のピーク間電圧より低くすると共に、その位置での露光量を多くするように制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置において、前記位置検出部は、前記感光体に取り付けたロータリーエンコーダーを備え、このロータリーエンコーダー出力に基づき前記感光体の周方向の位置を検出することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置において、前記感光層の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを備え、前記位置検出部は転写ベルトに転写された画像を検出する検出センサーを有し、前記感光層に位置始点検出用トナー像を形成し、前記転写ベルトに転写された位置始点検出用トナー像を前記検出センサーで検出し、前記位置検出部は、前記検出センサーで前記位置始点検出用トナー像を検出したタイミングに基づき前記感光体の周方向の位置を検出することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記帯電装置は接触帯電ローラーを有し、前記電流測定部は感光体と接触帯電ローラー間に流れる電流値を検出することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記感光層の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを備え、前記電流測定部は、前記転写ベルトを介して感光体に流れる電流値を検出することを特徴とする画像形成装置。
   

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