JP2018112718A

JP2018112718A - 画像形成装置

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Publication number: JP2018112718A
Application number: JP2017004600A
Authority: JP
Inventors: 直裕小畑; Naohiro Obata; 雄介清水; Yusuke Shimizu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2018-07-19

Abstract

【課題】複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置において、複数のステーションが共通の帯電電源および現像電源を持つと、ステーション間のばらつきが生じて所望の現像コントラストとバックコントラストが実現できない。
【解決手段】記憶手段に記憶された感光ドラムの使用度数と帯電電位の変化との関係から、目標の帯電電位となるように感光ドラムが露光されるよう画像データを補正することで、感光ドラムの露光時間を微調する。
【選択図】図4

Description

本発明は、例えばレーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用した画像形成装置、とくにカラー画像形成装置に関する。

従来、電子写真記録方式を用いる複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置が知られている。そして、このような画像形成装置においては、コスト削減や、装置の小型化などが求められている。このような中、例えば、特許文献１には、装置の小型化を目的とし、現像手段と帯電手段とに１つの共通高圧電源から電圧を印加するモノクロプリンタが提案されている。

特開平１１−１０２１４５号公報

一方、近年においては、カラー画像形成装置が普及し、広くユーザに利用されている。カラー画像形成装置では各色の感光ドラムを夫々独立に設けた所謂タンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。モノカラー画像形成装置と比べ構造も複雑化され、それに伴い装置が大型化してしまう。このようなことから、カラー画像形成装置においては装置の小型化が特に重要となってくる。

一方、高圧電源の共通化に関連して、例えば、各色の感光ドラムに設けた複数の帯電手段の電源を一つの共通電源とし、各感光ドラムにおける帯電電圧の独立した電源制御を行えない回路構成とすると、感光ドラム毎に帯電電圧を適切に設定できなくなる。このような場合、例えば、現像電圧の制御が不十分だと、帯電電圧と現像電圧との関係が良好ではなくなり、非画像部にトナーが転移するかぶり等の画像形成の不具合が発生し易くなる。

また上で例示した不都合に関し、高圧電源が上述のように共通化されていなくとも、個々の高圧電源の電源制御能力（電圧変換能力）が不十分であったり、或いは独立した電源制御を行わないようにすれば同様の問題が想定される。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち電源電圧を制御することなく、画像形成ステーションごとの感光ドラムの帯電電位および現像電位を制御し、電源が共通の複数の画像形成ステーションを個々に制御することで、画像形成ステーションごとの制御の困難性という課題を解決することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

本発明の一側面によれば、電子写真方式の画像形成装置であって、
画像が形成される感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記帯電手段と前記現像手段の両方に電圧を供給する電源と、
感光体の帯電電位を補正するための補正情報を記憶する記憶手段と、
前記補正情報に基づいて、前記感光体を露光する光に対応した画像信号を補正することで、前記感光体の前記帯電電位を補正する補正手段とを有する。

あるいは他の側面によれば、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、光を照射し前記帯電された感光体に静電潜像を形成する照射手段と、前記静電潜像に現像剤を付着させ画像を可視化する現像手段とを備える複数の画像形成ステーションを有した画像形成装置であって、
前記感光体の電位を補正するための情報である補正情報を記憶する記憶手段と、
前記感光体の電位を補正することで画像を調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記画像形成ステーションごとに、前記補正情報に基づいて、前記現像手段により印加される電圧と前記照射手段による発光時の前記感光体の帯電電位に応じた電圧との差分電圧および、前記帯電手段により印加される電圧と前記現像手段により印加される電圧との差分電圧を所定の値に制御する。

本発明によれば、電源電圧を制御することなく、画像形成ステーションごとの感光ドラムの帯電電位および現像電位を制御できる。このため電源が共通の複数の画像形成ステーションを個々に制御できる。これにより、感光ドラムの帯電電圧に起因した不都合を改善できる。

カラー画像形成装置断面の概略を示す図である。画像形成システムのブロック図である。画像データとビデオ信号を示す図である。帯電手段及び現像手段に係る高圧電源回路を示す図である。感光ドラム膜厚、帯電電圧、現像電圧及び露光電圧の関係を説明する為の図である。実施例１および２に関わる、露光手段を示す図である。画像データが０の部分に対応する４×４ディザマトリクス、および画像データとビデオ信号を示す図である。実施例１に関わるプリント時のフローチャートである。感光ドラムの積算回転数と帯電電圧の変化量およびコントラスト補正電圧と通常補正露光量、微少補正露光量との対応関係が定められたテーブルを説明する図である。通常露光量と輝度信号電圧の関係、微少露光量と１画素に占める微少発光部の割合との関係を説明した図である。高圧回路上の部品ばらつき有無による帯電電圧、現像電圧及び露光電圧の関係を説明する図である。実施例２および３に関わる帯電電圧、現像電圧を測定するフローチャートである。実施例２に関わるプリント時のフローチャートである。実施例３に関わる露光手段を示す図である。実施例３に関わる感光ドラム膜厚、帯電電圧、現像電圧及び露光電圧の関係を説明する為の図である。実施例３に関わるプリント時のフローチャートである。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を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要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本実施例では帯電電圧および現像電圧を各ステーションで独立した制御ができない構成においても、所望の現像コントラスト、バックコントラストを実現する方法について説明する。まず図1〜図3を用い画像形成装置の構成に係る説明を行い、その次に図4を用いて本実施例で解決しようとする課題について説明する。図5〜図7を用い微少露光に係る制御動作について説明する。図8では本実施例の制御のフローチャート、図9（ａ）では感光ドラムの積算回転数（すなわち感光体の使用度数）と帯電電圧の関係、そして図9（ｂ）〜図10で通常露光量、微少露光量の設定などの補正情報について説明する。

＜画像形成ステーション＞
図1は電子写真方式の画像形成装置断面の概略を示す図である。図1を用いて本実施例の画像形成装置の構成及び動作を説明する。まず、画像形成装置は、第１〜第４（ａ〜ｄ）の画像形成ステーションより構成され、第１はイエロー（以下、Ｙと称する）、第２はマゼンタ（以下、Ｍと称する）、第３はシアン（以下、Ｃと称する）、第４はブラック（以下、Ｂｋと称する）である。各ステーションａ〜ｄは感光ドラム（より一般的には感光体とも呼ぶ）の寿命に係る情報として感光ドラム１ａ〜１ｄの積算回転数を記憶する記憶部材（メモリ）を備えている。また、各ステーションは画像形成装置本体に対して交換可能になっている。また各ステーションには少なくとも感光ドラムが含まれていれば良く、どの部材までを画像形成ステーションに含め交換可能とするかについては特に限定されるものでない。
ここで感光ドラム１ａの構成について説明する。感光ドラム１ａは、導電性支持基体上に電荷発生層、電荷輸送層を積層している。導電性支持基体は例えば外径３０ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミシリンダーである。電荷発生層は、例えば厚み０．２μｍのフタロシアニン系顔料である。電荷輸送層は、例えば厚みが２０μｍであり、結着樹脂としてポリカーボネイトを使用し、電荷輸送物質としてアミン化合物を配合したものである。感光ドラム１ａの積算回転数に応じて、電荷輸送層は摩耗していく。以後、電荷輸送層のことをドラム膜厚ないしは膜厚と記述する。

以下においては各ステーションの代表として第１の画像形成ステーション（Ｙ）ａの動作を例に説明を行う。画像形成ステーションは、感光体として感光ドラム１ａを備え、この感光ドラム１ａは矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１ａはこの回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性の帯電電圧に一様に帯電される。次いで外部から供給される画像データ（画像信号）に基づく露光手段３１ａのレーザー光６ａの走査によって、画像部に相当する感光ドラム１ａ表面を露光して電荷を除電し、感光ドラム１ａ表面に露光電圧Ｖｌを形成する。次いで、画像部である露光電圧Ｖｌ部には、第１の現像手段（イエロー現像器）４ａに印加される現像電圧Ｖｄｃと露光電圧Ｖｌとの電圧差によりトナーが付着されて現像され、可視化される。尚、本実施例の画像形成装置は、露光手段３１ａによりイメージ露光を行い、露光部にトナー現像する反転現像方式の画像形成装置である。

中間転写ベルト１０は、張架部材１１、１２、１３により張架され、感光ドラム１ａと当接している。この中間転写ベルト１０は、当接位置において、感光ドラム１ａと同方向且つ略同一の周速度で回転駆動する。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写ニップと称す）を通過する過程で、１次転写電源１５ａより１次転写ローラ１４ａに印加した１次転写電圧によって、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。感光ドラム１ａ表面に残留した１次転写残トナーは、クリーニング手段５ａにより清掃、除去された後、上に説明した帯電以下の画像形成プロセスが繰り返し行われる。

以下、同様にして第２色のマゼンタトナー像（Ｍ）、第３色のシアントナー像（Ｃ）、第４色のブラックトナー像（Ｂｋ）が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、合成カラー画像が得られる。各色の画像形成ステーションの動作は、上記説明におけるイエローの画像形成ステーションの符号「ａ」を、「ｂ」「ｃ」「ｄ」それぞれに読み替えたものである。

中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２０との当接部（以下、２次転写ニップと称す）を通過する過程で、２次転写電源２１が２次転写ローラ２０に印加した２次転写電圧によって、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される。その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることで４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。以上の動作により、フルカラーのトナー画像が記録媒体上に形成される。また、中間転写ベルト１０の表面に残留した２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１６により清掃・除去される。

尚、図１においては、中間転写ベルト１０を有する画像形成装置を例に説明を行ったが、それには限定されない。例えば、記録材搬送ベルト（記録材担持体上）を備え、感光ドラムに現像されたトナー像を記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に直接転写する方式を採用した画像形成装置で実施することも可能である。以下では、中間転写ベルト１０を有する画像形成装置を例に説明を行っていく。

図2は、外部機器１０１、ビデオコントローラ１０３、プリンタエンジン１０５を含む画像形成システム（すなわち画像形成装置）のブロック図である。プリンタエンジン１０５には、エンジン制御部１０４、エンジン機構部１０６が含まれる。以下、夫々について説明を行う。

＜ビデオコントローラ１０３＞
まず、ビデオコントローラ１０３の説明を行なう。ＣＰＵ８４は、ビデオコントローラ全体の制御を司る。不揮発性記憶手段８５は、ＣＰＵ８４が実行する各種制御コードを格納する。不揮発性記憶手段８５は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク等に相当する。ＲＡＭ８６は、ＣＰＵ８４の主メモリ、ワークエリア等として機能し、一時記憶用の記憶手段である。ホストインターフェイス部８７は、ホストコンピュータ等の外部機器１０１との印刷データ、制御データの入出力部である。

画像処理部９３はホストコンピュータ等の外部機器１０１からホストインターフェイス部８７を通じて受け取った印刷データを所望のビデオ信号形式データに変換する。その際、印刷データを多値ディザ処理して階調を有するビデオ信号データに変換処理をしてもよい。画像処理部９３によってビデオ信号形式データに変換されたデータはRAM８６に格納される。

ＤＭＡ制御部８９は、ＣＰＵ８４からの指示によりＲＡＭ８６内の画像データを、エンジンインターフェイス部９１に転送する。パネルインターフェイス部９０は、操作者からの各種設定、指示をプリンタ本体に設けられたパネル部（操作パネル）から受け取る。プリンタエンジン１０５との信号の入出力部であるエンジンインターフェイス部９１であり、不図示の出力バッファレジスタからデータ信号送出を行うと共にプリンタエンジン１０５との通信制御を行なう。システムバス９２は、アドレスバス及びデータバスを持つ。上述の各構成要素は、システムバス９２に接続され、互いにアクセス可能となっている。

＜プリンタエンジン１０５＞
次にプリンタエンジン１０５の説明を行なう。プリンタエンジン１０５は大きく分けて、エンジン制御部１０４とエンジン機構部１０６から構成される。エンジン機構部１０６はエンジン制御部１０４からの各種指示により動作する部分であり、先の図１で説明した画像形成に係る機構の総称である。

レーザー／スキャナ系３１は、露光手段として機能し、レーザー発光素子、レーザードライバー回路、スキャナモータ、回転多面鏡、スキャナドライバ等を含む。ビデオコントローラ１０３から送られてくる画像データに従い感光ドラムをレーザー光にて露光走査することにより感光ドラム上に潜像を形成する部位である。

作像系３２は、本機の中枢をなす部分であり、感光ドラム上に形成された潜像に基づくトナー画像を記録媒体上に形成させる部位である。画像形成ステーションを構成するプロセスカートリッジ、中間転写ベルト、定着器等のプロセス要素、および、作像を行なう上での各種バイアス（高電圧）を生成する高圧電源回路等で構成される。

プロセスカートリッジ３２−１には、少なくとも感光ドラムが含まれ、図中では、除電器、帯電ローラ、現像ローラ等が更に含まれており、このプロセスカートリッジ３２−１は画像形成ステーションの少なくとも一部を構成する。また、プロセスカートリッジ３２−１には、不揮発性のメモリ３２−２が備えられており、エンジン制御部１０４内のＣＰＵ４２１或いはＡＳＩＣ４２２が該メモリへの各種情報の保存（記憶）、或いは読み込みを実行する。

給紙・搬送系３３は、記録媒体の給紙、搬送を司る部分であり、各種搬送系モータ、給排紙トレイ、各種搬送ローラ等で構成される。センサ系３４は、レーザー／スキャナ系、作像系、給紙・搬送系を、後述するＣＰＵ４２１やＡＳＩＣ４２２が制御する上で、必要な情報を収集する為のセンサ群である。このセンサ群には、定着器の温度センサ、トナー残量検知センサ、画像の濃度を検知する濃度センサ、用紙サイズセンサ、紙先端検知センサ、紙搬送検知センサなど、少なくとも既に周知の各種センサが含まれる。これら各種センサで検知された情報はＣＵＰ２１により取得され、作像系の各種動作、プリントシーケンス制御に反映される。尚、図中のセンサ系について、レーザー／スキャナ系、作像系、給紙・搬送系と分けて記載したが、何れかの機構に含めるように考えても良い。

次にエンジン制御部１０４の説明を行なう。ＣＰＵ４２１は、ＲＡＭ４２３を主メモリ、ワークエリアとして利用し、不揮発性記憶部４２４に格納される各種制御プログラムに従い、上に説明したエンジン機構部１０４を制御する。より具体的に、ＣＰＵ４２１は、ビデオコントローラ１０３からエンジンＩ／Ｆ９１、エンジンＩ／Ｆ４２５を介して入力されたプリント制御コマンドおよび画像データに基づき、レーザー／スキャナ系を駆動する。また、ＣＰＵ４２１は、作像系３２、給紙・搬送系３３を制御することで、各種プリントシーケンスを制御する。また、ＣＰＵ４２１はセンサ系３４を駆動することで、作像系、給紙・搬送系を制御する上で、必要な情報を取得する。一方、ＡＳＩＣ４２２は、ＣＰＵ４２１の指示のもと、上に述べた、各種プリントシーケンスを実行する上での各モータの制御、現像バイアス等の高圧電源制御を行なう。

なお、ＣＰＵ４２１の機能の一部或いは全てをＡＳＩＣ４２２に行わせても良く、また、逆にＡＳＩＣ４２２の機能の一部或いは全てをＣＰＵ４２１に代わりに行なわせても良い。また、ＣＰＵ４２１やＡＳＩＣ４２２の機能の一部を別途の専用ハードウェアを設け、その専用ハードウェアに行なわせるようにしても良い。

＜高圧電源＞
次に、図3を用いて帯電・現像高圧電源５２について説明する。図3（ａ）、（ｂ）は帯電・現像高圧電源の一例である。図3（ａ）の例では、複数色の夫々に対応した帯電ローラ２ａ〜２ｄ、及び複数色の夫々に対応した現像ローラ４３ａ〜４３ｄが帯電・現像高圧電源５２に接続されている。帯電・現像高圧電源５２は、一のトランス５３から出力された帯電電源電圧Ｖｃｄｃ（電源電圧）を帯電ローラ２ａ〜２ｄに供給し、また２本の抵抗素子Ｒ３、Ｒ４で分圧した現像電圧Ｖｄｃを現像ローラ４３ａ〜４３ｄに供給している。図3の電源回路においては、電源システムを簡略化している為、各ローラへ入力（印加）する電圧を所定の関係を維持させたまま一括して調整することはできる。しかしながら、色間で独立した個別調整（個別制御）を行うことができない。また、現像ローラについても同様である。なお、電源５２の電圧（帯電電源電圧）を帯電電圧、帯電した感光体の電位を帯電電位と呼ぶこともある。

ここで抵抗素子Ｒ３、Ｒ４は、固定抵抗、半固定抵抗、可変抵抗の何れによって構成しても良い。また、図中では、トランス５３からの電源電圧自体を帯電ローラ２ａ〜２ｄに直接入力し、トランス５３から出力される電圧を固定の分圧抵抗により分圧した分圧電圧を現像ローラ４３ａ〜４３ｄに直接入力している。しかしながら、これは一例であり、この電圧入力形態に限定されない。個々のローラ（帯電手段や現像手段）への様々な電圧入力形態が想定される。

一方、帯電電源電圧Ｖｃｄｃを一定に制御する為、帯電電源電圧ＶｃｄｃをＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で降圧させた負電圧を、基準電圧Ｖｒｇｖにより正極性の電圧にオフセットさせモニター電圧Ｖｒｅｆとし、それが一定値になるようフィードバック制御を行っている。具体的には、エンジン制御部１０４（ＣＰＵ４２１）で予め設定されたコントロール電圧Ｖｃをオペアンプ５４の正端子（非反転入力端子）に入力し、他方、モニター電圧Ｖｒｅｆを負端子（反転入力端子）に入力する。エンジン制御部１０４は、その都度の状況により、適宜コントロール電圧Ｖｃを変更する。そして、モニター電圧Ｖｒｅｆがコントロール電圧Ｖｃと等しくなるようオペアンプ５４の出力値がトランス５３の制御・駆動系をフィードバック制御する。これによりトランス５３から出力される帯電電源電圧Ｖｃｄｃが目標値になるように制御される。尚、トランス５３の出力制御について、オペアンプ５４の出力をＣＰＵへ入力し、ＣＰＵによる演算結果をトランス５３の制御・駆動系に反映するようにしても良い。本実施例では、帯電電源電圧Ｖｃｄｃが−１１００Ｖ、現像電圧Ｖｄｃが−３５０Ｖになるように制御が行われる。そしてこの制御のもと、帯電ローラ２ａ〜２ｄが、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面を、帯電電圧Ｖｄで一様に帯電する。

また、図3（ｂ）に別の帯電・現像高圧電源例を示す。図3（ａ）と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。図3（ｂ）ではＹＭＣ色の画像形成ステーション用の帯電・現像高圧電源９０とＢｋ色の画像形成ステーション用の帯電・現像高圧電源９１のように電源を少なくとも２つに分けている。そして、フルカラーモードで画像形成を行っている場合は、帯電・現像高圧電源９０及び９１をオンとする。一方、モノカラーモードでの画像形成を行っている場合は、ＹＭＣ色の画像形成ステーション用の帯電・現像高圧電源９０は動作せず（オフ）、一方、Ｂｋ色の画像形成ステーション用の帯電・現像高圧電源９１はオンとなる。図3（ｂ）の場合、ＹＭＣ色の画像形成ステーション用の帯電・現像高圧電源９０について図3（ａ）と同様のことがいえる。

このように、図3（ａ）、（ｂ）の帯電・現像高圧電源によれば、複数の帯電ローラや現像ローラに関して、高圧電源が共通化されており、より一層の装置の小型化を実現できる。また、色毎に出力電圧が可変のトランスを設けて各帯電手段や各現像手段への入力電圧を個別に制御する場合に比べ、コストを抑えることができる。

以上が画像形成装置の構成に関する説明である。以下では図１〜図５をもとに、適切に帯電電圧を制御するための詳細について述べる。

図4（ａ）を用いてドラム膜厚の差異に係る問題点について説明する。感光ドラムの使用が進むと感光ドラム表面は帯電手段の放電により劣化し、また感光ドラム表面はクリーニング手段と摺擦することにより削れ、その膜厚が薄くなる。このとき、使用状況（例えば累積回転数）の異なる感光ドラムが混在すると、各感光ドラムの膜厚は各々で異なってくる。この状態で、図3に例示したような共通化高圧電源により、複数の感光ドラムに一定の帯電電源電圧Ｖｃｄｃを印加すると、帯電手段と感光ドラム間に生じる電圧差が異なるため、帯電電圧Ｖｄが各感光ドラムで異なる。具体的には、画像形成回数の少ない感光ドラムは膜厚が厚く、帯電手段と感光ドラム間に生じる電圧差が小さいため、帯電電圧Ｖｄの絶対値が小さくなる。他方、累積回転数の多い感光ドラムは膜厚が薄く、帯電手段と感光ドラム間に生じる電圧差が大きい為、帯電電圧Ｖｄの絶対値が大きくなる（ＶｄＵｐ）。

そして、例えば膜厚の厚い感光ドラムにおいて、現像電圧Ｖｄｃと帯電電圧ＶｄのコントラストであるバックコントラストＶｂａｃｋ（＝Ｖｄ−Ｖｄｃ）が所望状態となるよう現像電圧Ｖｄｃと帯電電源電圧Ｖｃｄｃを設定すると、図4（ａ）の如く、以下の問題がある。即ち、膜厚の薄い感光ドラムを有する画像形成ステーションでは、帯電電圧ＶｄＵｐの絶対値が大きくなり、バックコントラストＶｂａｃｋが大きくなってしまう。バックコントラストＶｂａｃｋが大きくなると正規の極性に帯電できなかったトナーが現像手段より非画像部に転移してかぶりが発生する。

また、感光ドラムの膜厚が薄い画像形成ステーションは、帯電電圧Ｖｄが上昇する（ＶｄＵｐ）ため露光強度一定の構成では、露光電圧Ｖｌも上昇する（ＶｌＵｐ）。その為、現像電圧Ｖｄｃと露光電圧ＶｌＵｐの差分値である現像コントラストＶｃｏｎｔ（＝Ｖｄｃ−ＶｌＵｐ）が小さくなり、現像手段から感光ドラムに静電的にトナーを十分に転移させることができずベタ黒画像の濃度薄が発生し易くなる。

一方、図4（ｂ）に示すように現像電圧、帯電電圧を固定し、露光強度をＥ１からＥ２に変化させると、各露光強度の個別制御により現像電圧Ｖｄｃと露光電圧Ｖｌの差分値である現像コントラストＶｃｏｎｔを一定に制御できる。従って濃度を一定に保つことができる。しかしながら、現像電圧Ｖｄｃと帯電電圧ＶｄＵｐのコントラストであるバックコントラストＶｂａｃｋが広がってしまい、上述したようにかぶり発生の問題が残ってしまう。

これに対して本実施例の特徴は、図4（ｃ）で示すように、印刷ページ内の非画像部（非現像部あるいは白画素領域と呼ぶこともある）に対してもトナー像が可視化されない程度にわずかに露光する（以下、微少露光）。こうすることで感光ドラムの膜厚に依らずその帯電電圧を一定にし、かぶりや濃度薄の発生を抑える。感光ドラムの膜厚が厚い場合（新品の場合）の微少露光量はＥｂｇ１で表され、膜厚が薄い場合の微少露光量はＥｂｇ２で表されている。感光ドラムが新品の場合も微少露光量Ｅｂｇ１を設定している理由は、何らかの要因（例えばより膜厚の厚い異なる感光ドラムが混在して装着された場合）で帯電電圧Ｖｄの絶対値が低くなるケースにおいて、微少露光量を減らすことで対応できるようにするためである。したがって新品の感光ドラムで一定の電源帯電電圧を印加した際に帯電電圧に個体差がない、またはほとんどないのであれば、微少露光量Ｅｂｇ１を０としてもよい。すなわち微少露光量Ｅｂｇ１はオプションであってもよい。

膜厚が薄くなり、帯電電圧Ｖｄの絶対値が高くなった（図4（ｃ）の値Ａから値Ｂへ変化した）場合、微少露光量Ｅｂｇ１をＥｂｇ２に増やすことで、非画像部の電圧Ｖｄ＿ｂｇを一定にすることができる。結果として、現像コントラストＶｃｏｎｔおよびバックコントラストＶｂａｃｋを一定に制御することができる。

以下、露光手段３１ａの構成、画像データと露光量との関係を説明した後、前述した通常露光量Ｅ１、Ｅ２および微少露光量Ｅｂｇ１、Ｅｂｇ２の算出方法を具体的に述べる。

＜レーザー出力の制御＞
図5を用い、感光ドラム１ａの非画像部での露光手段３１ａによるレーザー光６ａの微少露光制御の説明を行う。尚、感光ドラム１ｂ〜１ｄにおける微少露光制御においても、図5と同様の構成が備えられているものとし、その詳しい説明を省略する。
ビデオコントローラ１０３は、感光ドラム上に静電潜像を形成する露光において、非画像部を露光する場合の微少露光用の露光量Ｅ_０および画像部の露光に用いる通常露光用の露光量Ｅ_ｘをパルス幅信号６０ａにより制御する。微少露光用の露光量Ｅ_０の変更は画像処理部９３が画像データを生成する際に微少露光用の画像を付加することで行う。画像データ変換による制御やパルス幅信号６０ａによる制御は具体的には発光時間制御である。またエンジン制御部１０４は、輝度信号６１ａによりレーザードライバー６２ａの発光強度を制御する。

尚、ここでの露光量とはμＪ／ｃｍ^２の単位である。つまり、レーザーダイオード６３ａを、ある発光強度で、ある時間だけ、ある面積において連続発光したときの単位面積あたりに換算した光エネルギーである。しかし、実際のところ、非画像部の露光においては、全領域において一様ではなく間欠的にレーザーダイオード６３ａの光照射が行われる。この場合には、露光量を実質的に単位面積当たりの平均光エネルギー（μＪ）と見なしてよい。またレーザーダイオード６３ａの応答特性によってはパルス駆動時間が短いと、光パルスのピーク値が下がり、実質的に発光強度の制御が行われていることとなり、この要因も先の平均光エネルギー（μＪ）に影響してくる。そして例えば微少露光におけるパルス幅ＰＷ_ＭＩＮや、レーザーダイオード６３ａのレーザー発光強度を変えることで、実質的な露光量（μＪ／ｃｍ^２）を調整／制御できる。

レーザードライバー６２ａは、エンジン制御部１０４から指示される輝度信号６１ａ、画像データに基づくパルス幅信号６０ａに応じて、レーザーダイオード６３ａのレーザー発光輝度（レーザー発光強度）、及び発光時間を制御する。また、レーザードライバー６２ａは、自動光量制御を実行し目標の発光輝度（ｍＷ）になるように、レーザーダイオード６３ａに供給する電流を制御している。尚、発光輝度はレーザードライバー６２ａがレーザーダイオード６３ａに供給する電流を調整することで制御できる。更に、レーザーダイオード６３ａから出射されるレーザー光６ａは、ポリゴンミラー６４ａ、レンズ６５ａ及び折り返しミラー６６ａを含んだ補正光学系６７ａを経て感光ドラム１ａに照射され、ポリゴンミラー６４ａの回転に応じて感光ドラム１ａの表面を走査する。

次に、図6を用いてレーザー出力制御について説明をする。画像処理部９３はホストコンピュータから受信した印刷データを印刷画像用クロックに基づいて、画像形成装置の設定解像度に応じた最小画素単位に分割処理をして画像データを生成する。画像処理部９３は図6（ａ）に示すように画像データに基づいて画像クロックPclkに同期したビデオ信号を生成し、レーザードライバー６２にビデオ信号を出力する。ビデオ信号出力は、例えば画像クロックがPclk=20MHzの場合には、1画素の走査時間は1/Pclk=50nsecとなり、印刷用画像クロックの立ち上がりタイミングに同期してビデオ信号を出力する。

実際のレーザー発光パターンは、前述の印刷用画像クロックの立ち上がりタイミングをトリガにして、図6（ｂ）に示すように1画素中のレーザー発光時間を任意に設定することでレーザー発光幅を制御することができる。このようにビデオ信号に応じて、１画素内の部分的な領域だけを発光させることができる。

図7を用いて、印刷データに多値ディザ処理を施し、非画像部を微少発光させる方法について説明する。図7（ａ）の（１）は画像データが０（非画像部）に対応する部分の走査方向４画素、副走査方向４画素の画像データ（発光パターン）を示している。図7（ａ）の（２）は、画像データが０（非画像部）に対応する部分の走査方向４画素、副走査方向４画素からなるディザマトリクスの多値ディザ処理（中間調処理）後の画像データ（発光パターン）の一例を示している。図7（ａ）の（２）の画像データに基づき、画像データが０（非画像部）に対応する部分のビデオ信号が生成される。そのビデオ信号がレーザードライバー６２に送信され、図6の説明で述べたようにレーザーが発光される。このように本来は画像データが無い（レーザー発光無しの）非画像部の画像データに対して、図7（ａ）のように多値ディザ処理を施した後、ビデオ信号を出力することで微少発光を実現することができる。このように非画像部についても微弱なレーザー発光をおこなうために、たとえば非画像部（値が０の画素）に対して微小な値を加算して補正することができる。この補正により、非画像部に対しても０より大きな値が与えられ、図７（ａ）の（２）のような発光パターンでレーザー発光が行われる。このように感光ドラムに対して微少発光を行うことで、非画像部の平均的な帯電電圧を降下させる。なお、図７（ａ）の（２）のようなパターンは一例であるが、微小な画素値に対して所望のパターンとなるように、ディザマトリクスは予め定めておくことが望ましい。本実施例においてはいずれの画素も図7（ａ）の（２）に示すように、１画素中の走査方向中央位置から微少発光させているが、図7（ｂ）に示すように、１画素中の走査方向上流位置、中央位置、下流位置のいずれの位置において微少発光させることも可能であるため、微少発光位置を中央位置に限らず、上流位置、下流位置を組み合わせても良い。また、本実施例においては全ての画素を微少発光させているが、全ての画素を発光させるのではなく、一部の画素のみを発光させる方法でもよい。

以下に図4（ｂ）、図4（ｃ）に示す帯電、現像、露光電圧の関係図を用い、通常露光量と微少露光量を制御してかぶり発生を抑える処理について詳細に説明する。

まずエンジン制御部１０４は不揮発性のメモリ３２−２に格納された感光ドラム積算回転数を読み出し、帯電電圧Ｖｄの変化量を図9（ａ）に示されるテーブル（帯電電圧変化量テーブル）をもとに算出する。帯電電圧変化量テーブルは、感光ドラムの回転数の積算値に帯電電圧Ｖｄの変化量Ｖｄ'を関連付けたテーブルである。ここでいうＶｄの変化量Ｖｄ'とは、図4（ｂ）の補正露光量テーブルに示すように、使用に伴う変化の後の帯電電圧ＶｄＵｐと、使用に伴う変化を経験していない帯電電圧Ｖｄとの差分のことである。ここで補正露光量テーブルは、コントラスト補正電圧Ｖ２に、必要とされる補正露光量を関連付けたテーブルである。なお使用に伴う変化を経年変化と呼ぶこともある。

ここで膜厚変化によるＶｂａｃｋ差分であるコントラスト補正電圧Ｖ２はＶｄ'であるので、エンジン制御部１０４はコントラスト補正電圧（＝Ｖｄ'）と通常補正露光量、微少補正露光量との対応関係が定められた図9（ｂ）に示される補正露光量テーブルを参照する。エンジン制御部１０４はコントラスト補正電圧Ｖ２より通常補正露光量ΔＥを算出し、続けて目標露光量である通常露光量Ｅ１より通常露光量Ｅ２（＝Ｅ１＋ΔＥ）を算出する。

次に図4（ｃ）を用いて微少露光量Ｅｂｇ１、Ｅｂｇ２の説明を行う。エンジン制御部１０４はコントラスト補正電圧と通常補正露光量、微少補正露光量との対応関係が定められた図9（ｂ）に示される補正露光量テーブルを参照し、コントラスト補正電圧Ｖ２より微少補正露光量ΔＥｂｇを決定する。そして目標露光量である微少露光量Ｅｂｇ１より微少露光量Ｅｂｇ２（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥｂｇ）を算出する。なお、ΔＥ＝ΔＥｂｇとしても実用に耐えうる程度の補正が可能ならば、補正露光量テーブルに登録された補正露光量を、ΔＥまたはΔＥｂｇのいずれか一方としてもよい。

算出した通常露光量、微少露光量から輝度信号や画像データを決定する方法を具体的に述べる。まず所望の通常露光量から輝度信号を算出する方法について説明する。図10（ａ）は通常露光量と輝度信号電圧の関係を示した図である。仮に図8のステップＳ１０２においてコントラスト補正電圧Ｖ２が−４Ｖとすると、図9（ｂ）の通常補正露光量ΔＥはＥ１×（＋４％）すなわち０．０４Ｅ１となる。そしてエンジン制御部１０４は目標露光量である通常露光量Ｅ１（例えば０．３μＪ／ｃｍ²）より通常露光量Ｅ２＝Ｅ１＋０．０４Ｅ１＝１．０４Ｅ１＝０．３１２を算出する。エンジン制御部１０４は予め不揮発性記憶部４２４に図10（ａ）の通常露光量と輝度信号電圧の関係を示す露光量−電圧情報を記憶しておく。これはテーブルであってもよいし、関数等であってもよい。図10（ａ）より通常露光量０．３μＪ／ｃｍ²を満たすために輝度信号電圧は２．０Ｖ必要であるため、通常露光量０．３１２μＪ／ｃｍ²を満たすために輝度信号電圧は２．０８Ｖ（＝２．０×０．３１２／０．３）となる。このようにしてエンジン制御部１０４は予め記憶している露光量−電圧情報から補正後の通常露光量に対応する輝度信号電圧を求める。そしてエンジン制御部１０４は輝度信号電圧が２．０８Ｖとなるように、輝度信号６１を出力し、通常露光量Ｅ２になるようにレーザーダイオード６３を通常発光させる。

次に所望の微少露光量から背景部分の発光時間（１画素内の発光する割合）を決定する方法について説明する。図10（ｂ）は微少露光量と１画素に占める微少露光発光部の割合との関係を示した図である。仮に図8のステップＳ１０２においてコントラスト補正電圧Ｖ２が−４Ｖとすると、図9（ｂ）の微少補正露光量ΔＥｂｇはＥｂｇ１×（＋４％）すなわち０．０４Ｅｂｇ１となる。そしてエンジン制御部１０４は目標露光量である微少露光量Ｅｂｇ１（例えば０．０３μＪ／ｃｍ２）より微少露光量Ｅｂｇ２＝Ｅｂｇ１＋０．０４Ｅｂｇ１＝１．０４Ｅｂｇ１＝０．０３１２を算出する。エンジン制御部１０４は予め不揮発性記憶部４２４に図10（ｂ）の微少露光量と１画素に占める微少露光発光部の割合との関係を示す微少露光量−発光率情報を記憶しておく。図10（ｂ）より微少露光量０．０３μＪ／ｃｍ²を満たすために１画素に占める微少露光発光部の割合は１２％必要であるため、微少露光量０．０３１２μＪ／ｃｍ２を満たすための１画素に占める微少露光発光部の割合は１２．４８％（＝１２％×０．０３１２／０．０３）となる。このようにしてエンジン制御部１０４は予め記憶している微少露光量−発光率情報から補正後の微少露光発光部の割合(露光率と呼ぶことにする)を決定する。たとえば補正する露光率に応じた画素値の値をあらかじめ決めておき、得られた補正率に応じた値で画素値を補正することで、求めた露光率で感光ドラムを露光することができる。

ビデオコントローラ１０３は、決定された１画素に占める微少露光発光部の割合に基づき、背景部分の画像データに多値ディザ処理を施しビデオ信号を出力することで微少発光が実現される。

上述のように画像データを補正して図10（ｂ）で求めた露光率を実現するために、たとえば以下のようにしてもよい。ビデオコントローラ１０３内あるいは画像処理部９３に、ビデオ信号（あるいは画像信号とも呼ぶ）をパルス幅変調し、その幅を調整するためのＰＷＭ調整部を設ける。ＰＷＭ調整部では、１画素を例えば走査方向に１６分割したパルス幅に対応する変調が可能である。そして１画素の１／１６でレーザー光を点灯させて図７（ａ）（２）のような、トナーすなわち現像剤により現像されない程度の露光を行う。そこで、そのような露光率となるように、画像データを補正する。補正する電位レベルによっては、複数画素の平均値で補正後の電位とすることが望ましいこともある。たとえば、補正すべき露光率が１画素の１／３２程度の露光で実現されるとすれば、１画素おきに１／１６画素の露光を行えばよい。これは、その露光率に応じた適切な補正値を予め設定しておき、その値で画像データを補正し、多値ディザ処理を行うことなどによって実現される。

＜微少露光制御手順＞
以下に、図8に示すフローチャートを用い、通常露光量と微少露光量を制御してかぶり発生を抑える制御フローについて説明する。プリント時の制御を図8のフローチャートを用いて説明する。なお以下の説明において処理の主体となるエンジン制御部１０４とは、特にＣＰＵ４２１あるいはＡＳＩＣ４２２の何れか又は両方であり、処理の主体となるビデオコントローラ１０３は、特にＣＰＵ８４である。

まずステップＳ１０１にて、エンジン制御部１０４は不揮発性のメモリ３２−２に格納された感光ドラム積算回転数を読み出す。なお感光ドラムが交換される都度、感光ドラム積算回転数は初期化され、その初期値は０であってよい。

ステップＳ１０２にて、エンジン制御部１０４はステップS１０１で読み出した感光ドラム積算回転数から、帯電電圧変化量テーブルを参照して帯電電圧Ｖｄの変化量を算出あるいは特定し、Ｖｄの変化量Ｖｄ'をもとに、コントラスト補正電圧Ｖ２を求める。

ステップＳ１０３にて、図9（ｂ）に示される補正露光量テーブルをもとに通常露光量Ｅ２を算出あるいは決定する。そしてエンジン制御部１０４はレーザーダイオード６３ａ〜６３ｄを通常発光させることで通常露光量Ｅ２（Ｅ２＝Ｅ１＋ΔＥ）になるように輝度信号６１ａ〜６１ｄを設定する。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３と同様に図9（ｂ）に示される補正露光量テーブルをもとに微少露光量Ｅｂｇ２（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥｂｇ）を算出する。

ステップＳ１０５では、エンジン制御部１０４はステップＳ１０４で決定された微少露光量パラメータをエンジンＩ／Ｆ４２５、エンジンＩ／Ｆ９１を介してビデコントローラ１０３に送信する。ビデオコントローラ１０３はエンジン制御部１０４から受信した微少露光量パラメータに基づいて、図7で説明したように画像データに対して多値ディザ処理を施す（ステップＳ１０６）。たとえば、値が０または所定値以下の画素に対して、図７（ａ）の（２）のようなパターンとなるように補正を施し、補正後の画素に多値ディザ処理を施す。この補正は例えば、図10（ｂ）に示したように、ビデオ信号を、微少露光量Ｅｂｇに対応する露光量となるようなデューティに調整するためのものである。これにより本来露光されない領域（白画素領域）も、微少な露光が施されるような輝度値に変換された画像データが得られる。

このように、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理により、コントラスト補正電圧に応じて、適切に微少露光及び通常露光の露光量の設定を行うことが可能となる。尚、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６においては、エンジン制御部１０４が図9（ｂ）の補正露光量テーブルを参照するよう説明したが、必ずしもその形態に限定されない。例えばＣＰＵ４２１の計算式による演算により、コントラスト補正電圧に係るパラメータから所望の設定値（通常・微少露光パラメータ）を得るようにしても良い。
ステップＳ１０７において、エンジン制御部１０４の制御指示のもと、図１で説明した一連の画像形成動作及び制御を各部材が実行する。また、ステップＳ１０８にて、エンジン制御部１０４は、一連の画像形成で回転させた感光ドラム１ａ〜１ｄの回転数を夫々計測する。尚、この計測の処理は感光ドラムの使用状況、特に積算回転数を更新する為に行われる。また、このステップＳ１０８は実際にはステップＳ１０７の処理に並行して行われてもよい。

エンジン制御部１０４は、画像形成が終了したか否かをステップＳ１０９で判断し、ステップＳ１０９でＹＥＳと判断すると、ステップＳ１１０へ処理を移行させる。

ステップＳ１１０にて、エンジン制御部１０４は、ステップＳ１０８で計測された各感光ドラムの計測結果すなわち回転数を、対応する積算回転数に加算し、ステップＳ１１１にて、それら更新後の積算回転数を各ステーションの不揮発性のメモリ３２−２に保存する。このステップＳ１１１の処理で、感光ドラムの残り寿命に係る情報が更新される。

以上の構成及び手順により、本実施例では各画像形成ユニットの感光ドラムの露光量を、帯電電圧に対応する膜厚に応じて調整することで現像コントラストとバックコントラストの、現像ユニットごとのばらつきを低減することができる。また、感光ドラムの経年変化に伴う画質の劣化を防止することもできる。

本実施例は、実施例１とは、部品ばらつきによる帯電電源電圧Ｖｃｄｃ及び現像電圧Ｖｄｃのばらつきを補正するために露光量を可変させるという点で異なる。本実施例によって部品上の回路ばらつきの影響を受けたとしても現像コントラストとバックコントラストばらつきの影響を低減することができる。本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。以下で、部品上の回路ばらつきの影響により、帯電電源電圧Ｖｃｄｃおよび現像電圧Ｖｄｃの出力にばらつきが発生する場合における、所望の現像コントラストとバックコントラストを実現する方法について説明する。

図3記載の帯電電源電圧Ｖｃｄｃを一定に制御するために、エンジン制御部１０４で予め設定されたコントロール電圧Ｖｃを制御するフィードバック制御を行っていると実施例１で図3を説明する際に述べた。本フィードバック制御においては抵抗素子Ｒ１、Ｒ２や基準電圧Ｖｒｇｖのばらつきにより帯電電源電圧Ｖｃｄｃにばらつきが発生する。また抵抗素子Ｒ３、Ｒ４のばらつきにより現像電圧Ｖｄｃにばらつきが発生する。帯電電源電圧Ｖｃｄｃのばらつきにより帯電電圧Ｖｄにもばらつきが生じ、さらに現像電圧Ｖｄｃのばらつきにより現像コントラストＶｃｏｎｔとバックコントラストＶｂａｃｋにもばらつきが発生してしまう。

図11は現像高圧電源５２の回路の部品ばらつきによる帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃ及び露光電圧の関係を説明する図である。図11（ａ）の左側が部品ばらつき無しの場合、右側がばらつき有りの場合を表している。ばらつきが無ければ、現像電圧Ｖｄｃと帯電電源電圧Ｖｃｄｃを所定の設定で印加すると、現像電圧Ｖｄｃと帯電電圧ＶｄのコントラストであるバックコントラストＶｂａｃｋ（＝Ｖｄ−Ｖｄｃ）が所望状態となる。しかし、図11（ａ）に示すように部品ばらつきにより帯電電圧Ｖｄおよび現像電圧Ｖｄｃの絶対値が例えば大きくなる（それぞれＶｄ２、Ｖｄｃ２になる）と、バックコントラストＶｂａｃｋが大きくなってしまう（帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'の方が現像差分電圧Ｖｄｃ２'よりも大きい場合）。バックコントラストＶｂａｃｋが大きくなると正規の極性に帯電できなかったトナー（本例のように反転現像の場合は、負極性にならず０〜正極性に帯電したトナー）が現像手段より非画像部に転移してかぶりが発生する。

また、帯電電圧Ｖｄが上昇するため露光強度一定の構成では、露光電圧Ｖｌも上昇する。その為、現像電圧Ｖｄｃ２と露光電圧Ｖｌ２の差分値である現像コントラストＶｃｏｎｔ（＝Ｖｄｃ２−Ｖｌ２）が小さくなり、現像手段から感光ドラムに静電的にトナーを十分に転移させることができずベタ黒画像の濃度薄が発生し易くなる。

かぶり発生および濃度薄の問題を解消するために、帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃを補正する方法が考えられる。その方法として抵抗素子を可変抵抗素子に変更し、ボリュームによって出力を調整するという方法がある。ここで問題となるのは帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃそれぞれに対してボリューム調整を実施する必要があるということで、特に人手によるものである場合、この調整処理は、コストアップの要因となる。

上述の問題点に関し、生産時のボリューム調整を行うことなく、帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃのばらつきを補正し、現像コントラストＶｃｏｎｔとバックコントラストＶｂａｃｋのばらつきを低減する必要がある。

本実施例においては、例えば、図3で例示した電源構成としたような場合においても、生産時のボリューム調整を行うことなく、帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃのばらつきを補正できる。図11（ｂ）に示す帯電、現像、露光電圧の関係図を用い、帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃのばらつきを通常露光量と微少露光量を制御して補正する処理について説明する。

部品ばらつきによる帯電電源電圧の差分を帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'とし、現像電圧の差分を現像差分電圧Ｖｄｃ２'とする。Ｅｂｇ１は部品ばらつき無しの場合の微少露光量、Ｅｂｇ２は部品ばらつき有りの場合の微少露光量とする。本実施例では帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'と現像差分電圧Ｖｄｃ２'の差に基づき、通常露光量Ｅ、微少露光量Ｅｂｇを補正し、所望の現像コントラストＶｃｏｎｔとバックコントラストＶｂａｃｋを得る。

図12、図13に示すフローチャートを用い、帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃのばらつきを補正する制御詳細について説明する。これらフローの実行主体はエンジン制御部１０４、特にＣＰＵ４２１またはＡＳＩＣ４２２またはそれら両方、およびビデオコントローラ１０３、特にＣＰＵ８４である。

まず、ステップＳ２０１にて、エンジン制御部１０４は予め決められたコントロール電圧Ｖｃにより帯電電源電圧Ｖｃｄｃを目標値になるように制御する。

ステップＳ２０２にて、ステップＳ２０１での制御時の帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２、現像電圧Ｖｄｃ２を図示しない高電圧測定器にて測定する。ここで帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２、現像電圧Ｖｄｃ２は部品ばらつきの影響を受けた値となる。ここでは高電圧測定器は画像形成装置には含まれないものとするが、画像形成装置に含まれたものであってもよい。

ステップＳ２０３にて、ステップＳ２０２で測定した帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２、現像電圧Ｖｄｃ２をエンジン制御部１０４上の不揮発性記憶部４２４に格納する。高電圧測定器が外部機器の場合には、たとえばエンジン制御部のバス４２６に不図示の入力インターフェイスを設けておく。そして、それを介して入力したそれぞれの電圧値を不揮発性記憶部４２４に格納するよう構成することでステップＳ２０３を実現できる。ここで、不揮発性記憶部４２４に格納するデータは帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２、現像電圧Ｖｄｃ２ではなくても、コントロール電圧Ｖｃと帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２もしくは現像電圧Ｖｄｃ２の関係を示す特性データであればどのようなデータでもよい。また不揮発性記憶部４２４は帯電電源電圧及び現像電圧を生成する基板上に搭載していることが好ましい。Ｓ２０１〜Ｓ２０３の制御は、生産時に工場で行い市場に出荷される前に不揮発性記憶部４２４に値を格納しておく。

続けて、プリント時の制御を図13のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１にて、エンジン制御部１０４は、図12の手順で不揮発性記憶部４２４に格納された帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２および現像電圧Ｖｄｃ２と、予め不揮発性記憶部４２４に記憶されている目標電圧である帯電電源電圧Ｖｃｄｃおよび現像電圧Ｖｄｃとに基づいて、帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'（＝Ｖｃｄｃ２−Ｖｃｄｃ）、現像差分電圧Ｖｄｃ２'（＝Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ）を算出する。すなわち、帯電電源電圧および現像電圧それぞれについて、目標値と測定値との差分を求める。

ステップＳ３０２にて、エンジン制御部１０４はステップＳ３０１で算出した帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２'および現像差分電圧Ｖｄｃ２'からコントラスト補正電圧Ｖ２（＝Ｖｃｄｃ２'−Ｖｄｃ２'）を算出する。

ステップＳ３０３にて、エンジン制御部１０４はコントラスト補正電圧と、通常補正露光量および微少補正露光量それぞれとの対応関係が定められた図9（ｂ）に示されるテーブルを参照する。そして、エンジン制御部１０４はステップＳ３０２で算出したコントラスト補正電圧Ｖ２より通常補正露光量ΔＥを設定する。そしてエンジン制御部１０４は目標露光量である通常露光量Ｅ１より、Ｅ１に通常補正露光量ΔＥを加算した通常露光量Ｅ２（＝Ｅ１＋ΔＥ）を算出する。そしてエンジン制御部１０４はレーザーダイオード６３ａ〜６３ｄを通常発光させることで通常露光量Ｅ２になるように輝度信号６１ａ〜６１ｄを設定する。通常露光量と輝度信号の関係については実施例１で述べたため省略する。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３と同様にエンジン制御部１０４は、コントラスト補正電圧と、通常補正露光量および微少補正露光量それぞれとの対応関係が定められた図9（ｂ）に示されるテーブルを参照する。そして、エンジン制御部１０４はステップＳ３０２で算出したコントラスト補正電圧Ｖ２より微少補正露光量ΔＥｂｇを決定する。そしてエンジン制御部１０４は目標露光量である微少露光量Ｅｂｇ１より、Ｅｂｇ１に微少補正露光量ΔＥｂｇを加算した微少露光量Ｅｂｇ２（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥｂｇ）を算出する。

ステップＳ３０５では、エンジン制御部１０４はステップＳ３０４で決定された微少露光量パラメータをエンジンＩ／Ｆ４２５、エンジンＩ／Ｆ９１を介してビデコントローラ１０３に送信する。ビデコントローラ１０３はエンジン制御部１０４から受信した微少露光量パラメータに基づいて、図7で説明したように画像データに対して多値ディザ処理を施す（ステップＳ３０６）。

このように、ステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理により、コントラスト補正電圧に応じて、適切に微少露光及び通常露光の露光量の設定を行うことが可能となる。尚、ステップＳ３０３〜Ｓ３０６においては、エンジン制御部１０４が図9（ｂ）のテーブルを参照するよう説明したが、必ずしもその形態に限定されない。例えばＣＰＵ４２１の計算式による演算により、コントラスト補正電圧に係るパラメータから所望の設定値（通常・微少露光パラメータ）を得るようにしても良い。

図13の説明に戻ると、ステップＳ３０７において、エンジン制御部１０４の制御指示のもと、図１で説明した一連の画像形成動作及び制御を各部材が実行する。エンジン制御部１０４は、画像形成が終了したか否かをステップＳ３０８で判断し、ステップＳ３０８でＹＥＳと判断すると、プリント動作を終了する。

本実施例では感光ドラムの膜厚変化による影響には触れなかったが、感光ドラムの積算回転数と帯電電圧、現像電圧のばらつきの両方を考慮して通常露光量パラメータ、微少露光量パラメータを設定してもよい。

本実施例では高圧回路上の部品ばらつきの影響を受けたとしても、露光量を可変することで現像コントラストとバックコントラストのばらつきを低減することができる。これによって、各色の画像形成ステーションごとのばらつきが抑制でき、本来の色を再現した高品質の画像形成が実現できる。また、現像高圧電源の部品の品質のばらつきを許容でき、低コスト化に貢献する。

本実施例は、実施例１〜２とは通常露光量の補正方法の点で異なる。実施例１，２では通常露光量を輝度信号電圧の調整により補正しているのに対して、本実施例では、通常露光量も画像データの変換で調整することで回路上の部品ばらつきの影響を受けたとしても現像コントラストとバックコントラストばらつきの影響を低減する。本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

図14に本実施例における露光手段３１ａの構成を示す。本実施例においては露光手段３１ａは輝度信号の入力ができない構成となっており、エンジン制御部１０４は、実施例１で述べたように輝度信号を通じてレーザーダイオード６３の発光強度を制御することはできない。本実施例ではこのように露光手段３１ａが入力信号として輝度信号を持たない構成においても、所望の現像コントラストＶｃｏｎｔとバックコントラストＶｂａｃｋを実現する。

実施例１では非画像部分の発光時間を変化させて微少露光量を補正したけれど、本実施例においては非画像部だけでなく画像部についても発光時間を変えることで露光量を補正する。まず画像データを変換することで、発光時間を変える制御について述べる。１画素内の発光時間と露光量は比例するため、例えば露光量を１．０４倍にしたい場合１画素内の発光時間（例えば５０％発光）を１．０４倍（５２％発光）にするように、画像データを変換することで所望の露光量を実現する。

図15の例１５０１は感光ドラムが新品かつ部品の特性が理想的な場合、図15の例１５０２は感光ドラムが新品かつ部品の特性が理想的ではない場合、図15の例１５０３は感光ドラムの膜厚が薄くなり、かつ部品の特性が理想的ではない場合の帯電、現像、露光電圧の関係を示す図である。感光ドラムが新品かつ部品の特性が理想的な場合には、帯電電源電圧は目標値であるＶｃｄｃ、現像電圧も目標値であるＶｄｃとなる。なおかつ感光ドラムの膜厚が厚い（すなわち理想的な）場合には、感光ドラムの帯電電圧はＶｄとなり、通常露光量Ｅ１も微少露光量Ｅｂｇ１もそのまま補正なしで用いることができる。例１５０２，１５０３では、帯電電源電圧も現像電圧も目標値から外れた値となり、また感光ドラムの膜厚が薄くなればそれに起因する帯電電圧の差分が生じる。本実施例の露光手段３１ａの構成（図14）においては図5（実施例１、２）で示した輝度信号６１ａが無いため、図15の通常露光量Ｅ（Ｅ１〜Ｅ３）の補正は前述の通り、画像を変換することで行う。

本実施例における通常露光量、微少露光量決定する制御について図15の帯電、現像、露光電圧の関係図を用いて説明する。まずエンジン制御部１０４は不揮発性のメモリ３２−２に格納された感光ドラム積算回転数を読み出す。そして不揮発性記憶部４２４に格納された帯電電源電圧Ｖｃｄｃ２および現像電圧Ｖｄｃ２と、予め不揮発性記憶部４２４に記憶されている目標電圧である帯電電源電圧Ｖｃｄｃおよび現像電圧Ｖｄｃそれぞれとの帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'（＝Ｖｃｄｃ２−Ｖｃｄｃ）、現像差分電圧Ｖｄｃ２'（＝Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ）を算出する。

エンジン制御部１０４は、帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'、現像差分電圧Ｖｄｃ２'と感光ドラム積算回転数に応じた図9（ａ）のＶｄ変化量Ｖｄ'からコントラスト補正電圧Ｖ２を算出する。

ここでコントラスト補正電圧Ｖ２の算出方法を詳細に説明する。図15（ｂ）は感光ドラム膜厚が新品（厚い）でかつ部品ばらつきが有りの状態を表しており、図15（ａ）に対して帯電電源電圧Ｖｃｄｃ、現像電圧Ｖｄｃが異なる。さらに感光ドラムの膜厚が薄くなった場合の帯電電圧、現像電圧と露光量の関係を表したものが図15（ｃ）であり、図15（ｃ）は図15（ｂ）と比べて、膜厚が薄くなった分、帯電電圧が上昇しＶｄ２からＶｄ３に変化している。

ここで膜厚変化による帯電電圧の上昇分はＶｄ３−Ｖｄ２＝Ｖｄ変化量Ｖｄ'であるため、部品ばらつきの有無及び感光ドラムの膜厚の影響の双方を考慮すると以下の式でコントラスト補正電圧Ｖ２を算出できる。
コントラスト補正電圧Ｖ２＝（Ｖｃｄｃ２'＋Ｖｄ'）−Ｖｄｃ２'。

エンジン制御部１０４はコントラスト補正電圧と通常補正露光量、微少補正露光量との対応関係が定められた図9（ｂ）に示されるテーブルを参照する。そして、エンジン制御部１０４は、コントラスト補正電圧Ｖ２より、その値に対応する通常補正露光量ΔＥ、微少補正露光量ΔＥｂｇを決定する。エンジン制御部１０４は目標露光量である通常露光量Ｅ１、微少露光量Ｅｂｇ１より、通常露光量Ｅ３（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥ）、微少露光量Ｅｂｇ３（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥｂｇ）を算出する。

本実施例におけるプリント時のエンジン制御部１０４による制御を図16のフローチャートを用いて説明する。図16の手順は、エンジン制御部１０５およびビデオコントローラ１０３により実行される。なお本実施例でも図12の処理は、画像形成装置の製造時に事項されている。
まずステップＳ４０１にて、エンジン制御部１０４は不揮発性のメモリ３２−２に格納された感光ドラム積算回転数を読み出す。

ステップＳ４０２にて、エンジン制御部１０４は帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'、現像差分電圧Ｖｄｃ２'を算出する。

ステップＳ４０３にて、エンジン制御部１０４は、ステップＳ４０２で算出した帯電差分電圧Ｖｃｄｃ２'および現像差分電圧Ｖｄｃ２'と、ステップＳ４０１で読み出した感光ドラム積算回転数に応じた図9（ａ）のＶｄ変化量Ｖｄ'とからコントラスト補正電圧Ｖ２（＝（Ｖｃｄｃ２'＋Ｖｄ'）−Ｖｄｃ２'）を算出する。

ステップＳ４０４、ステップＳ４０５にて、エンジン制御部１０４は図9（ｂ）に示されるテーブルおよびコントラスト補正電圧Ｖ２をもとに通常露光量Ｅ３（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥ）、微少露光量Ｅｂｇ３（＝Ｅｂｇ１＋ΔＥｂｇ）をそれぞれ算出する。

ステップＳ４０６では、エンジン制御部１０４はステップＳ４０４、ステップＳ４０５で決定された通常露光量パラメータＥ３、微少露光量パラメータＥｂｇ３をエンジンＩ／Ｆ４２５、エンジンＩ／Ｆ９１を介してビデコントローラ１０３に送信する。ビデコントローラ１０３はエンジン制御部１０４から受信した通常露光量パラメータおよび微少露光量パラメータに基づいて、図7で説明したように画像データに対して多値ディザ処理を施す（ステップＳ４０７）。

ステップＳ４０８において、エンジン制御部１０４の制御指示のもと、図１で説明した一連の画像形成動作及び制御を各部材が実行する。また、ステップＳ４０９にて、エンジン制御部は、一連の画像形成で回転させた感光ドラム１ａ〜１ｄの回転数を夫々計測する。尚、この計測の処理は感光ドラムの使用状況を更新する為に行われる。また、このステップＳ４０９は実際にはステップＳ４０８の処理に並行して行われている。

エンジン制御部１０４は、画像形成が終了したか否かをステップＳ４１０で判断し、ステップＳ４１０でＹＥＳと判断すると、ステップＳ４１１へ処理を移行させる。

ステップＳ４１１にて、エンジン制御部１０４は、ステップＳ４０９で計測された各感光ドラムの計測結果を、対応する積算回転数に加算し、ステップＳ４１２にて、それら更新後の積算回転数を各ステーションの不揮発性のメモリ３２−２に保存する。このステップＳ４１２の処理で、感光ドラムの残り寿命に係る情報が更新される。

本実施例では輝度信号を通じてレーザードライバー６２ａの発光強度を制御することができない露光手段３１ａを有する画像形成装置においても、画像データの変換により露光量を可変することで現像コントラストとバックコントラストのばらつきを低減することができる。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１感光ドラム、２帯電ローラ、４現像手段、５クリーニング手段、６レーザー光、１４転写ローラ、１露光手段、４３現像ローラ、５２、９０、９１帯電・現像高圧電源、６２ａレーザードライバー、６３ａレーザーダイオード、６７ａ補正光学系

Claims

電子写真方式の画像形成装置であって、
画像が形成される感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記帯電手段と前記現像手段の両方に電圧を供給する電源と、
感光体の帯電電位を補正するための補正情報を記憶する記憶手段と、
前記補正情報に基づいて、前記感光体を露光する光に対応した画像信号を補正することで、前記感光体の前記帯電電位を補正する補正手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記記憶手段は、前記補正情報として、前記感光体の使用度数に対応した帯電電位の変化量と、前記帯電電位の変化量に対応した補正露光量を示す値とを記憶し、
前記補正手段は、前記感光体の使用度数に応じた前記補正露光量を前記記憶手段から取得し、前記補正露光量となるよう、前記画像信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、前記補正情報として、前記画像形成装置の製造時に測定した前記感光体の帯電帯電および現像電位と、前記帯電電位の変化量に対応した補正露光量を示す値とを記憶し、
前記補正手段は、前記感光体の使用度数に応じた前記補正露光量を前記記憶手段から取得し、前記補正露光量となるよう、前記画像信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記画像信号の元となる画像データを構成する画素値を補正することで、前記画像信号を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、形成される画像の白画素領域に対応する前記感光体の領域に対して前記感光体の前記帯電電位を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、形成される画像の白画素領域および前記白画素領域でない領域それぞれについて、前記帯電電位の変化量に対応した補正露光量を示す値を記憶し、
前記補正手段はさらに、形成される画像の前記白画素領域でない領域に対応する前記感光体の領域に対しても前記感光体の前記帯電電位を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、形成される画像の白画素領域および前記白画素領域でない領域それぞれについて、前記帯電電位の変化量に対応した補正露光量を示す値を記憶し、
前記補正手段は、形成される画像の白画素領域でない領域に対応する前記感光体の領域については、前記感光体を照射する光の輝度を補正することで、前記感光体の前記帯電電位を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置は、前記感光体を帯電させるための電源および前記感光体に形成された画像を現像するための電源が共通の複数の画像形成ユニットを有しており、
前記記憶手段は、前記複数の画像形成ユニットそれぞれについて、感光体の帯電電位を補正するための補正情報を記憶し、
前記補正手段は、前記複数の画像形成ユニットそれぞれについて、前記感光体の前記帯電電位を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、光を照射し前記帯電された感光体に静電潜像を形成する照射手段と、前記静電潜像に現像剤を付着させ画像を可視化する現像手段とを備える複数の画像形成ステーションを有した画像形成装置であって、
前記感光体の電位を補正するための情報である補正情報を記憶する記憶手段と、
前記感光体の電位を補正することで画像を調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記画像形成ステーションごとに、前記補正情報に基づいて、前記現像手段により印加される電圧と前記照射手段による発光時の前記感光体の帯電電位に応じた電圧との差分電圧および、前記帯電手段により印加される電圧と前記現像手段により印加される電圧との差分電圧を所定の値に制御することを特徴とする画像形成装置。
前記調整手段は、画像データの白画素領域でない領域については、前記照射手段による光の輝度を変化させることで前記感光体の帯電電位を補正し、白画素領域については、前記現像手段により現像されない微小な画像を付加することで前記感光体の帯電電位を補正することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
前記調整手段は、画像データの白画素領域でない領域については、前記画像データの値を補正することで前記感光体の帯電電位を補正し、白画素領域については、前記現像手段により現像されない微小な画像を付加することで前記感光体の帯電電位を補正することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
前記記憶手段に記憶された前記補正情報は、前記感光体の積算回転数に対応する電位の変化であることを特徴とする請求項９乃至１１に記載の画像形成装置。
前記記憶手段に記憶された前記補正情報は、前記感光体を帯電させるための電源電圧および前記感光体の画像を現像するための電源電圧であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。