JP4590324B2 - 画像形成装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および方法に関し、より詳細には、電子写真および静電記録を用いる現像装置を有する画像形成装置および方法に関する。

像担持体としての感光体表面に静電的に形成したトナー像を、これに密着させた記録材（例えば、紙）に静電的に転写する電子写真方式の画像形成装置として、転写部材に導電性の転写ローラやコロナ帯電器を用いたものが知られている。この画像形成装置においては、転写部材を感光体に圧接又は近接させて、感光体と転写部材との間に転写部を形成し、この転写部に記録材を通過させるとともに、転写部材に感光体上のトナー像と逆極性の転写バイアス電圧を印加することにより、感光体上のトナー像を記録材表面に転写する。

上述の画像形成装置に使用される感光体としては、有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン系感光体（以下「ａ−Ｓｉ感光体」という。）等が広く用いられている。このうちａ−Ｓｉ感光体は、表面硬度が高く、半導体レーザなどに高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣化もほとんど認められない。

このような特性から、ａ−Ｓｉ感光体は、高速複写機やレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などの電子写真用感光体として用いられているが、ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化し、アルミシリンダ上に堆積させて成膜するという方法で製造されるため種々の問題がある。すなわち、プラズマの均一化や、プラズマの中心へのアルミシリンダの設置が困難であり、成膜条件を感光体表面全域で精度よく均一なものとすることができなかった。このため、現像位置において、感光体表面全域内で２０Ｖ程度の電位ムラが発生し、この電位ムラにより濃度ムラが発生するという問題があった。

上述の電位ムラは、(1)成膜時の膜厚ムラより静電容量の違いができて帯電能に差が生じること、(2)成膜状態の不均一等に起因する局所的な膜質の違いにより電位減衰特性に差が生じること、などによって発生するものである。

一方ａ−Ｓｉ感光体を用いた場合、帯電後の電位減衰は、ＯＰＣ感光体に比べ暗状態でも非常に大きく、さらに像露光の光メモリによる電位減衰が増大されるため、前回の像露光による光メモリを消すために、帯電前に前露光を行うことが必要となる。ここで、光メモリについて説明する。

ａ−Ｓｉ感光体を帯電し像露光を行うと光キャリアを生成し電位を減衰させる。しかしこのとき、ａ−Ｓｉ感光体は、多くのタングリングボンド（未結合手）を有しており、これが局在準位となって光キャリアの一部を捕捉してその走行性を低下させ、あるいは光生成キャリアの再結合確率を低下させる。したがって、画像形成プロセスにおいて、ａ−Ｓｉ感光体は、露光によって生成された光キャリアの一部は、次工程の帯電時にａ−Ｓｉ感光体に電界がかかると同時に局在準位から開放され、露光部と非露光部とでａ−Ｓｉ感光体の表面電位に差が生じて、これが最終的に光メモリとなる。

そこで、帯電前に露光器によって均一露光を行うことによりａ−Ｓｉ感光体内部に潜在する光キャリアを過多にして全面で均一になるようにし、光メモリを消去することが一般的である。このとき、前露光器から発する前露光の光量を増やしたり、前露光の波長をａ−Ｓｉ感光体の分光感度ピーク（約６８０〜７００ｎｍ）に近づけたりすることによって、より効果的に光メモリ（ゴースト）を消去することが可能である。

このように前露光によって光メモリを消去することができるが、上述のようにａ−Ｓｉ感光体に膜厚ムラや、膜質の違いによる電位減衰特性の差が存在すると、光導電層間にかかる電界が異なるため、上記局在準位からの光キャリアの解放に差が生じ、帯電位置においてたとえ均一に帯電できたとしても、現像位置においては電位ムラが生じてしまう。また、帯電能についても膜厚が薄い部分ほど静電容量が大きくなるため不利となり、帯電能が低下してくると上記の現像部での帯電ムラはより顕著となってしまう。

以上のような理由で、帯電処理−現像処理間での電位減衰は非常に大きくなり、１００〜２００Ｖ程度の電位減衰が生じる。その結果、前述の膜厚ムラや、電位減衰特性の違いにより感光体表面全域内で１０〜２０Ｖ程度の電位ムラが発生してしまっていた。このような電位ムラが生じると、静電容量の大きなａ−Ｓｉ系感光体は有機感光体に比べてコントラストも小さいため影響をより受けることとなり、濃度ムラも顕著になってしまう。このような問題を解決するため本発明者は、像担持体表面の電位減衰特性に合わせて露光光量を変える構成とした電子写真装置を提案している(例えば、特許文献１参照)。

特開２００２−６７３８７号公報

しかしながら、上記電子写真装置において、像担持体の初期において像担持体の電位減衰特性を補正し濃度ムラのない良好な画像を得ることが可能となったが、長期使用において像担持体の電位減衰特性に変化が生じ濃度ムラの発生が起きるという問題がある。

また、装置の使用環境においても初期特性に相違が生じる場合があり、濃度ムラの発生が起るという問題がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、像担持体に経時変化が生じた場合においても濃度ムラのない良好な画像を形成することのできる画像形成装置および方法を提供することを目的とするものである。

このような目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する像坦持体と、像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性をテーブルとして予め格納した特性記憶手段と、像担持体に画像の静電潜像を形成するときに特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を補償する電位特性修正手段と、形成された静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、トナーを付着された静電潜像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、像担持体の表面の各々の位置における電位特性を取得する電位特性取得手段と、取得された電位特性と、特性記憶手段に格納された初期電位特性との電位特性差を算出する特性差算出手段とを備え、特性修正手段は、算出された電位特性差によって電位特性の差異の補償を修正することを特徴とする。

また、本発明の画像形成方法は、静電潜像を形成する像坦持体と、像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性をテーブルとして予め格納した特性記憶手段と、像担持体に画像の静電潜像を形成するときに特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を補償する電位特性修正手段と、形成された静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、トナーを付着された静電潜像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置によって画像形成を行う画像形成方法であって、像担持体の表面の各々の位置における電位特性を取得する電位特性取得ステップと、取得された電位特性と、特性記憶手段に格納された初期電位特性との電位特性差を算出する特性差算出ステップとを備え、特性修正手段は、算出された電位特性差によって電位特性の差異の補償を修正することを特徴とする。

以上の方法をプログラムに実行させ、および実行するプログラムをコンピュータ読取可能な媒体に格納することもできる。

以上のように、感光体の電位減衰特性に合わせて露光光量を変えることにより、現像部における電位ムラを感光体初期において緩和させることが可能となり、感光体表面状態の経時変化をモニターし、電位減衰特性データに基づいて前記測定手段の補正を行い、電位減衰特性の二次元データに前記測定手段より得られる経時変化を反映させることによりムラのない良好な画像を得ることが可能になる。

本発明によれば、像担持体の表面の各々の位置における電位特性を取得する電位特性取得手段と、取得された電位特性と、特性記憶手段に格納された初期電位特性との電位特性差を算出する特性差算出手段とを備え、特性修正手段は、算出された電位特性差によって電位特性の差異の補償を修正するので、像担持体に経時変化が生じた場合においても濃度ムラのない良好な画像を形成する画像形成装置および方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置およびその方法を説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。図１は、画像形成装置としてのレーザビームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成装置本体５０の内部に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１の周囲にはその回転方向に沿ってほぼ順に、露光装置２、帯電装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、転写ベルト７等が配設されている。また、記録材（例えば、紙）の搬送方向に沿っての上流側から順に、搬送ベルト８、定着装置９、排紙トレイ１０が配設されており、画像形成装置本体５０の上部には、画像読取装置１１が配設されている。ここで、本実施形態の画像形成装置は、カラーで画像形成することができるよう、感光ドラムを中心とした現像に必要なユニットは各色ごとに配置されている。図１の例では、例えばブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）の４色のトナーで現像が可能なように４つのユニットが示されている。したがって、静電潜像を形成する露光装置２も各色ごとにあるが、いずれか１色を代表として取り上げて、以下説明を行う。

本実施形態の感光ドラム１は、アルミシリンダの外周面に、ａ−Ｓｉ感光体を層状に設けたものであり、駆動手段（不図示）によって副走査方向である矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。なお、感光ドラム１については後に詳述する。感光ドラム１は、その表面が帯電装置３によって所定の極性・所定の電位に均一に帯電される。帯電装置３としては、例えば、感光ドラム１に対して非接触のコロナ帯電器を使用することができる。帯電後の感光ドラム１は、露光装置２によって静電潜像が形成される。

画像読取装置１１は、矢印Ｋ１方向およびその反対方向に移動可能な光源を有しており、光源は、原稿台ガラス上に画像面を下方に向けて載置された原稿の画像面を照射する。画像面からの反射光は、反射ミラー、レンズ等を介してＣＣＤ（いずれも不図示）によって読み取られ、読み取られた画像情報は、適宜に加工されて露光装置２に入力される。

露光装置２は、レーザ発振器２ａ、ポリゴンミラー２ｂ、レンズ２ｃ、反射ミラー２ｄ等を有しており、上述の画像読取装置１１から入力された画像情報に応じて感光ドラム１表面を露光して静電潜像を形成する。感光ドラム１表面に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナーが付着されてトナー像として現像される。一方、給搬送装置の給紙カセットに収納されている記録材Ｐは、給紙ローラによって給紙され、搬送ローラによって、ローラ及びローラに掛け渡されている搬送ベルト８表面に担持される。

上述の現像装置４によって感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ベルト７にトナー像と逆極性の転写バイアスを印加することで、搬送ベルト８上の記録材表面に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ベルト８によって定着装置９に搬送され、ここで、定着ローラと加圧ローラとによって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着され、その後、排紙トレイ１０上に排出される。

図５（ａ）〜（ｆ）を参照して、ａ−Ｓｉ感光体によって構成される感光ドラム１について詳述する。なお、いずれの図も、感光ドラム１の軸心を含む縦断面図のうちの、軸心（各図の底辺の下方にドラムの軸がある）よりも上方に位置する部分の一部を模式的に示すものである。図５（ａ）に示す感光ドラム１は、感光体用としての円筒状のドラム（支持体）２１の表面に、感光層２２を設けたものである。感光層２２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層２３で構成されている。

図５（ｂ）に示す感光ドラム１は、感光体用としてのアルミニウムなどからなる導電性のドラム２１の表面に感光層２２が設けられている。この感光層２２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層２３と、ａ−Ｓｉ系表面層２４とから構成されている。さらに、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すように、ａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層２５を設けたり、光導電層２３がａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなる電荷発生層２７および電荷輸送層２８と、ａ−Ｓｉ系表面層２４とから構成したりしてもよい。

上述の電荷注入阻止層２５は、導電性のドラム２１から光導電層２３へ電荷が流入することを阻止するため、必要に応じて設けられるものである。また、ドラム２１としては、それ自体が導電性を有していても、また導電処理を施した電気絶縁性を有するものであってもよい。

感光層２２の一部を構成する光導電層２３は、ドラム２１上、必要に応じて下引き層（不図示）上に形成され、プラズマＣＶＤ法（ｐ−ＣＶＤ法）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの周知の薄膜堆積法によって形成することができる。ｐ−ＣＶＤ法としては、ＲＦ帯、ＶＨＦ帯、 Ｍ帯の周波数帯を利用したものが利用されており、上述の各層は、周知の装置および膜形成方法により製造される。

本発明において、光導電層２３の層厚は、所望の電子写真特性が得られる点、使用状態における電気容量が前述の範囲に収まる点、経済的効果がある点などを考慮して適宜に所望にしたがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍである。なお、図５（ａ）〜（ｆ）中の符号２６は、自由表面を示している。

次に、本発明の特徴である電位特性テーブルおよびその調整について説明する。本発明では、ａ−Ｓｉ感光体表面全域にわたる電位減衰特性の違いによって発生する帯電ムラ、ひいては濃度ムラをなくすために以下のような構成をとっている。

本実施形態で感光ドラム１として用いたａ−Ｓｉ感光体は、製造時における各ａ−Ｓｉ感光体ごとに初期電位特性である電位減衰特性を特性テーブルとしてもつようにしている。すなわち、各ａ−Ｓｉ感光体表面を帯電した後、露光位置において露光装置により所定の光量で露光し、その後、現像位置でのａ−Ｓｉ感光体の表面電位をａ−Ｓｉ感光体内部に設置されたメモリチップ（記憶手段）に予め記録しておく。この特性テーブルは、ａ−Ｓｉ感光体表面全域を、露光装置２の光走査方向についての主走査方向（感光体長手方向）および副走査方向（感光体回転方向）に、記録解像度に合わせた適当なブロックに分割し、各ブロックごとの電位減衰特性のデータを記憶して電位減衰特性マップを作成する。

ここで、適当なブロックの区域としては、例えば感光ドラム１（ａ−Ｓｉ感光体）表面全体を最大サイズで１０ｍｍ×１０ｍｍのブロックに分割する。実際には、記録解像度の１ｐｉｘｅｌサイズ １００ｐｉｘｅｌを１辺としたブロックが適当である。記録解像度が４００ｄｐｉの場合、６３．５μｍ×１００＝６．３５ｍｍであるので、６．３５ｍｍ×６．３５ｍｍに分割する。この電位減衰特性マップの作成は、そのａ−Ｓｉ感光体を、これが実際に装着される画像形成装置本体５０に装着して行う必要はない。

このメモリチップに記憶された電位減衰特性マップのデータは、その感光ドラム１（ａ−Ｓｉ感光体）を画像形成装置本体５０にセットした際に画像形成装置本体５０側の制御装置（不図示）によって読み取られる。そして、その各ブロックごとのデータをもとに、現像位置において均一な表面電位となるように、露光装置２（本実施形態では、レーザを使用している）の露光光量を電位減衰特性マップに記録されたブロックごとに変更する。
ａ−Ｓｉ感光体表面についての電位減衰特性マップと、実際のａ−Ｓｉ感光体表面との対応は、データを記録したメモリチップから画像形成装置本体５０にデータを転送するための接点（後述）を基準とし、ａ−Ｓｉ感光体停止時に常にその場所が所定の位置に来るように設定した。

図６に示すように、ａ−Ｓｉ感光体である感光ドラム１の軸方向の両端部の各々に取り付けられたフランジ３０、３１のうち、感光ドラム１を画像形成装置本体５０に装着する際の先端側のフランジ３０に、ドラム内部のメモリチップ３２（図７（ａ）参照）への接点３３を設ける。画像形成装置本体５０は、この接点３３を通じてメモリチップ３２から、装着された感光ドラム１の帯電特性についてのブロックデータを読み取る。本実施形態では、接点３３は位置情報を検知する機能を兼ねるが、これに限られない。図７（ａ）は、感光ドラムが停止されて感光ドラム側の接点と、画像形成装置側もピンとが接続されている状態を示す縦断面図であり、図７（ｂ）は、ピンが接点からはずされて、感光ドラムが回転可能となっている状態を示す縦断面図である。

接点３３を介した検出方法を説明すると、図７（ａ）の状態が感光ドラム停止時であり、画像形成装置本体５０側に配設したメモリデータ読み取り用のピン３４が接点３３に加圧されて固定されている。図７（ｂ）の状態はドラム回転時のもので、感光ドラム駆動時にはピン３４は加圧解除されて接点３３から離れ、したがって感光ドラム１は、フリーで回転可能となっている。回転していた感光ドラム１が停止する際には、感光ドラム１の停止直前に、ピン３４が加圧されて接点３３に固定され、感光ドラム１が停止するようになっている。

次に、図８を参照して、感光ドラム表面に設定したブロックと、ブロック化した画像データとの対向関係を説明する。なお、図８では、横軸に露光光量（Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ）を、また縦軸に感光ドラム表面電位を取っている。図８の実線は、使用する感光ドラムの露光光量と電位とのグラフ（ＥＶカーブ）を示し、また破線は、その逆数のグラフを示しており、以下のように露光光量の補正を行なう場合に使用される。設定された露光後の電位はＶｌであり、そのときの露光光量はＬＰである。

このＥＶカーブを元に、Ａ〜Ｇに電位を分割する。Ａ〜Ｇのそれぞれの範囲の中心値の電位をＶｌに補正するための電位は、破線の逆ＥＶカーブを見ると水平右向きの矢印が指す、右の縦軸に示されたＬＰＡ〜ＬＰＧとなる。この補正後の露光光量を感光ドラム表面の各ブロックの露光光量とし、メモリチップ３２上に記録されたブロックに対応する領域の画像を露光する際の露光光量とする。

図４に、本実施の形態での画像出力のフローチャートを示す。まず、電位減衰特性マップに記録されたａ−Ｓｉ感光体表面の露光後の現像位置における電位が所定の電位Ｖｌ（本実施形態では３０Ｖに設定した）に対し、どれだけずれているかを図３に示すようにＶｌを中心として６Ｖ刻みでａ−Ｓｉ感光体表面をＡ〜Ｇの８段階に分類したものと比較する。すなわち各ブロックが上述のＡ〜Ｇのどれに相当するかをみる（ステップＳ１）。図２中の曲線はａ−Ｓｉ感光体表面における露光装置２の例えば主走査方向の露光後の表面電位（Ｖｌ）である。
Ａ：（Ｖｌ＋１５Ｖ）＜Ａの範囲
Ｂ：（Ｖｌ＋９Ｖ）＜Ｂ（Ｖｌ＋１５Ｖ）の範囲
Ｃ：（Ｖｌ＋３Ｖ）＜Ｂ（Ｖｌ＋９Ｖ）の範囲
Ｄ：（Ｖｌ−３Ｖ）＜Ｄ（Ｖｌ＋３Ｖ）の範囲
Ｅ：（Ｖｌ−９Ｖ）＜Ｅ（Ｖｌ−３Ｖ）の範囲
Ｆ：（Ｖｌ−１５Ｖ）＜Ｅ（Ｖｌ−９Ｖ）の範囲
Ｇ：（Ｖｌ−１５Ｖ）の範囲

この分類に対応し、画像形成装置本体５０の処理回路（不図示）によって処理し（ステップＳ２）、ａ−Ｓｉ感光体表面全領域の各ブロックを図４に示すようにＡ〜Ｇに分類し、ａ−Ｓｉ感光体表面の各々のブロックのＶｌがＤの範囲にはいるように露光光量をＡ〜Ｇにあわせ８段階に設定する（ステップＳ３）。

一方、入力画像は、画像全域にわたり感光体表面に対応したブロックに区切られて画像処理される（ステップＳ４、Ｓ５）。

次にａ−Ｓｉ感光体表面のブロックと、処理された入力画像のブロックとを対応させ（Ｓ６）、各々のブロック内での像露光の際のレーザ光量（露光情報）を決定し（ステップＳ７）、その決定されたレーザ光量に基づいて像露光を行う。その結果、ａ−Ｓｉ感光体表面全域において、露光後の現像位置における電位をそろえることが可能になり、画像ムラのない良好な出力画像を得ることが可能になる。

なお、以上では、特に効果の大きい像担持体としてａ−Ｓｉ感光体を使用した画像形成装置について説明したが、本発明は、ａ−Ｓｉ感光体以外の他の像担持体、例えばＯＰＣ感光体に対しても適用することができる。

以上の実施形態において、メモリチップはａ−Ｓｉ感光体と一体に構成してもよく、または、ａ−Ｓｉ感光体を除く画像形成装置本体側に装着するようにしてもよい。感光体表面の状態を測定するものとしては、本実施形態では図１に示す電位センサ１２を用いた。また、配置位置は露光処理〜現像処理間の感光体の長手中央とした。

本発明の特徴である感光体の電位減衰特性マップに基づく、電位センサ１２の補正方法は以下の方法で行われる。新規の感光体を設置した場合、機械立ち上げ時に帯電処理〜露光処理を行い電位センサ１２により感光体１周の電位の測定を行い、電位データ図２（ｂ）を得る。感光体に付属する電位減衰特性マップより電位センサ１２の長手方向の配置位置に相当する感光体周方向を１次元の電位データ図２（ａ）として算出する。電位データ図２（ａ）の電位を基準値とし電位データ図２（ｂ）を用いて電位センサ１２をキャリブレーションする。

さらに、本発明の特徴である感光体の経時変化の電位減衰特性マップへの反映は次のようにして行う。中央１点での感光体の経時変化は電位センサ１２により測定を行う(Ｓ９３)。測定のタイミングは所定枚数ごとや所定時間、電源投入時等、機械の特性に合わせて設定される。本実施形態では長期の経時変化を補正するために１万枚ごととした(Ｓ９７)。このようにして得られた測定データを電位データ図２（ａ）と比較し(Ｓ９５)、２次元の電位減衰特性マップ全体が均一に変化が起きたと想定し電位データ図２（ａ）からのずれを加算、あるいは減算する(Ｓ９９〜Ｓ１００)。そして得られた新たな電位減衰特性マップを用いて、前記露光補正処理を行い画像出力を行う(Ｓ１０１)。変化がおきていないときは電位減衰特性マップは補正しない(Ｓ９８)。

その結果、長期の機械使用時においても感光体の電位減衰特性を感光体表面全面にわたって反映することが可能となり、濃度ムラのない良好な画像を安定して出力することが可能となった。また、長期の間隔を開けて感光体の電位を測定する他に短期的な測定（例えば毎日機械立ち上げ時）を行い、その結果を電位減衰マップに反映することで機械の細かな変動を抑制し、濃度ムラのない良好な画像を安定して得ることが可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態では、感光体表面状態測定手段として従来からトナーおよびキャリアの混合比、または現像コントラスト制御に用いられている感光体、または転写ベルト上に形成されたパッチの濃度測定を行う方法を用いる。

図１０は、本実施形態において感光ドラム１上に形成されたパッチの濃度を光量センサ１４によって測定する、パッチ検出処理を行なうフローを簡単に示す図である。図９において、感光ドラム１上には静電潜像が形成される領域１０３、および（画像形成領域）、静電潜像が形成されない領域１０４（非画像形成領域）である。非画像形成領域１０４上に、パターンジェネレータ２１４に保持されたパッチパターン情報に基づくパッチが形成され、このパッチ濃度をＬＥＤ１０１とフォトセンサ１０２からなる光量センサ１４によって測定する。尚、ここで形成されるパッチは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色毎に所定の濃度値を有する複数のパターンからなる。

以下に、フォトセンサ１０２に入力された信号を処理する構成を示す。図１０において、フォトセンサ１０２に入射された感光ドラム１上に形成されたパッチからの反射光である近赤外光は、フォトセンサ１０２によって電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換回路３０１により、その電気信号は０〜５Ｖの出力電圧が０〜２５５レベルのデジタル輝度信号に変換される。そして、濃度換算回路３０２により濃度信号に変換される。

感光体の電位減衰特性マップに基づく、光量センサ１４の補正方法は以下の方法で行われる。新規感光体を設置した場合、機械立ち上げ時に帯電処理〜露光処理を行い光量センサ１４により感光体１周の所定パターンの現像を行って、フォトセンサ１０２により感光体の表面電位ムラを輝度信号として得る。感光体に付属する電位減衰特性マップより電位センサ１１の長手方向の配置位置に相当する感光体周方向を１次元の電位データ図２（ａ）として算出する。電位データ図２（ａ）の電位を基準値とし得られた輝度信号の比較し、減衰特性がフラットであった場合のパターンジェネレータより出力されるパターンで形成される電位との差分を補正値として得る。

感光体の経時変化の電位減衰特性マップへの反映は、第１実施形態と同様に次のようにして行う。中央１点での感光体の経時変化は光量センサ１４により測定を行う。測定のタイミングは所定枚数ごとや所定時間、電源投入時等、機械の特性に合わせて設定される。本実施形態では１万枚ごととした。その測定データを電位データ図２（ａ）と比較し、２次元の電位減衰特性マップ全体が均一に変化が起きたと想定し電位データ図２（ａ）からのずれを加算、あるいは減算する。そして得られた新たな電位減衰特性マップを用いて、露光補正処理を行い画像出力を行う。その結果、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態で用いた電位センサ、第２実施形態で用いたパッチ検出手段を併用することで、より高精度で感光体の減衰特性の経時変化を補正することが可能となった。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 露光後の感光ドラム表面の電位の分布図の例を示す図である。 露光後電位の一例を示すブロック図である。 本実施形態の画像出力のフローを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の感光体の校正を示す断面図である。 本発明の一実施形態の感光ドラム１に設けられた接点を示す斜視図である。 感光ドラム側の接点と、画像形成装置側のピンとの関係を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態の感光体の露光光量と電位との関係（EVカーブ）を示す図である。 本発明の一実施形態の感光体表面状態測定部（この場合は電位センサ）のキャリブレーションから減衰特性の補正の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態のフォトセンサの説明図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 露光系
３ コロナ帯電器
４ 現像装置
６ クリーナー
７ 転写ベルト
８ 搬送ベルト
９ 定着装置
１１ 原稿台スキャナー
１２ 電位センサ
１３ 前露光光源
１４ 光量センサ
２０ 感光体
２１ 支持体
２２ 感光層
２３ 光導電層
２４ 表面層
２５ 電荷注入阻止層
２６ 自由表面
２７ 電荷発生層
２８ 電荷輸送層

Claims (22)

1. 静電潜像を形成する像坦持体と、前記像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性をテーブルとして予め格納した特性記憶手段と、像担持体に画像の静電潜像を形成するときに前記特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を補償する電位特性修正手段と、当該形成された静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、当該トナーを付着された静電潜像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面の各々の位置における電位特性を取得する電位特性取得手段と、
   前記取得された電位特性と、前記特性記憶手段に格納された初期電位特性との電位特性差を算出する特性差算出手段と
   を備え、前記特性修正手段は、前記算出された電位特性差によって前記電位特性の差異の補償を修正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性は、前記像担持体の表面を一定の大きさの区域に分割して、各区域における電位特性を予め取得した値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. 前記各区域における電位特性は、該区域における電位減衰特性を測定することにより取得することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記区域の大きさは、前記画像形成の解像度に基づいて設定されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記像坦持体の表面を主走査方向に露光して前記静電潜像を形成する露光手段をさらに備え、
   前記像坦持体は、該表面にシリコン原子を母体とする水素原子、およびハロゲン原子のうち少なくとも一方を含有する非単結晶材料によって形成されている光導電層を有し、前記露光手段の露光の副走査方向に回転して静電潜像の形成を行い、
   前記電位特性修正手段は、前記特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を取得し、当該取得された電位特性の差異により前記露光手段の光量を前記像坦持体の表面の各位置ごとに算出し、当該算出された光量で露光させて補償することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記区域は、前記像担持体の表面を前記露光手段の光走査方向についての前記主走査方向および前記副走査方向に分割することにより設定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. 前記像担持体の前記副走査方向の回転位置を検知する位置検知手段をさらに備え、
   前記電位特性取得手段は、前記検知された位置において電位特性を取得することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体は、前記特性記憶手段を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体は、前記特性記憶手段を含まないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記電位特性取得手段は、電位測定手段により前記電位特性を取得することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記電位特性取得手段は、光量検出手段により前記像担持体の表面の状態を評価して前記電位特性を取得することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 静電潜像を形成する像坦持体と、前記像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性をテーブルとして予め格納した特性記憶手段と、像担持体に画像の静電潜像を形成するときに前記特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を補償する電位特性修正手段と、当該形成された静電潜像にトナーを付着させる現像手段と、当該トナーを付着された静電潜像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置によって画像形成を行う画像形成方法であって、
    前記像担持体の表面の各々の位置における電位特性を取得する電位特性取得ステップと、
    前記取得された電位特性と、前記特性記憶手段に格納された初期電位特性との電位特性差を算出する特性差算出ステップと
    を備え、前記特性修正手段は、前記算出された電位特性差によって前記電位特性の差異の補償を修正することを特徴とする画像形成方法。
13. 前記像担持体の表面の各々の位置における初期電位特性は、前記像担持体の表面を一定の大きさの区域に分割して、各区域における電位特性を予め取得した値であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
14. 前記各区域における電位特性は、該区域における電位減衰特性を測定することにより取得することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
15. 前記区域の大きさは、前記画像形成の解像度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像形成方法。
16. 前記像坦持体の表面を主走査方向に露光して前記静電潜像を形成する露光ステップをさらに備え、
    前記像坦持体は、該表面にシリコン原子を母体とする水素原子、およびハロゲン原子のうち少なくとも一方を含有する非単結晶材料によって形成されている光導電層を有し、前記露光ステップにおける露光の副走査方向に回転して静電潜像の形成を行い、
    前記電位特性修正ステップは、前記特性記憶手段に格納されたテーブルの初期電位特性によって電位特性の差異を取得し、当該取得された電位特性の差異により前記露光ステップにおける光量を前記像坦持体の表面の各位置ごとに算出し、当該算出された光量で露光させて補償することを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の画像形成方法。
17. 前記区域は、前記像担持体の表面を前記露光ステップにおける光走査方向についての前記主走査方向および前記副走査方向に分割することにより設定されることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成方法。
18. 前記像担持体の前記副走査方向の回転位置を検知する位置検知ステップをさらに備え、
    前記電位特性取得手段は、前記検知された位置において電位特性を取得することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成方法。
19. 前記電位特性取得ステップは、電位測定手段により前記電位特性を取得することを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれかに記載の画像形成方法。
20. 前記電位特性取得ステップは、光量検出手段により前記像担持体の表面の状態を評価して前記電位特性を取得することを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれかに記載の画像形成方法。
21. コンピュータを用いて請求項１２ないし２０のいずれかに記載の各ステップを実行させるためのプログラム。
22. 請求項１２または２０に記載の各ステップを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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