JP5100448B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

像担持体としての感光体の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が知られている。このような画像形成装置では、転写部材として導電性の転写ローラやコロナ帯電器が用いられる。

例えば、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する。そして、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の表面に転写する。

上述のような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）等がよく用いられている。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とから、高速複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真用感光体として用いられている。

ａ−Ｓｉ感光体を用いた場合、ＯＰＣ感光体に比べ、帯電後の電位減衰（暗減衰）が大きい。そして、感光体の電位減衰特性は温度依存性を有することが知られている。そのため、画像形成装置の全体の温度による電位減衰特性の変化を考慮にいれて、露光量を可変とすることが知られている（特許文献１）。
特開平３−２７１７６９号公報

しかしながら、従来の技術においては、画像形成装置の内部が全体として温度が変わることしか考慮にいれていなかった。画像形成装置の動作時等には、定着装置、モーター等の発熱源の偏り、またエアフローの関係から、画像形成装置の内部に温度分布が生じ、その結果感光体の長手方向において不均一な温度分布が生じる場合がある。そのため、感光体の長手方向で、温度による電位減衰特性の影響度合いが異なり、従来技術のように画像形成装置全体の温度に応じて露光量を調整したとしても、感光体の長手方向の最適な露光を行なうことができない場合がある。この問題は、温度減衰特性の影響が大きいａ−Ｓｉ感光体において顕著となり易い。

本発明の目的は、画像形成装置の内部に温度ムラがある場合においても、画像濃度ムラが抑制された良好な画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電の後の前記感光体の表面を露光して静電像を形成する露光装置と、前記静電像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置と、を備える画像形成装置であって、前記感光体の長手方向の少なくとも２つの異なる位置の温度を測定する温度測定装置と、画像情報に応じて前記露光装置による露光条件を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記温度測定装置の測定結果に基づいて、前記露光装置の露光条件を前記感光体の長手方向で変化させることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、画像形成装置の内部に温度ムラがある場合においても、画像濃度ムラが抑制された良好な画像を形成することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す縦断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、タンデム方式、中間転写方式を採用した、フルカラー画像の形成が可能なレーザビームプリンタである。

画像形成装置１００は、該画像形成装置の本体（以下「装置本体」という）Ａの内部に、複数の画像形成部としての第１、第２、第３、第４の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有する。本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する。尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部１０ａ〜１０ｄの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。

画像形成部１０は、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は図示矢印Ｒ１方向に回転する。感光ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電装置２、露光手段（露光系）としての露光装置（レーザスキャナ）３が配設されている。又、感光ドラム１の周囲には、現像手段としての現像装置４、クリーニング手段としてのクリーニング装置（クリーナー）６が配設されている。又、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに対向するように転写装置５が配設されている。又、本実施例では、感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面電位を検出する表面電位検出手段としての電位センサ１１、感光ドラム１の表面の近傍の温度を測定する温度測定装置としての温度センサ１２が配設されている。詳しくは後述するように、温度センサは、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って少なくとも２個設けられている。更に、感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１上の電荷を除去する除電手段としての前露光器（前露光光源）１３が配設されている。

転写装置５は、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルト５１は、支持部材としての複数のローラに掛け回されており、図示矢印Ｒ２方向に周回移動（回転）する。中間転写ベルト５１の内周面側において、各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、１次転写手段としての１次転写ローラ５２ａ〜５２ｄが配置されている。１次転写ローラ５２は、中間転写ベルト５１を感光ドラム１に向けて押圧して、感光ドラム１と中間転写ベルト５１とが接触する１次転写部Ｎ１にニップ部（１次転写ニップ）を形成する。又、中間転写ベルト５１の外周面側において、中間転写ベルト５１が張架されたローラのうちの１つ（２次転写対向ローラ）５５に対向する位置には、２次転写手段を構成する２次転写ローラ５３及び搬送ベルト５４が配置されている。２次転写ローラ５３は、搬送ベルト５４の内周面側に配置されており、搬送ベルト５４、中間転写ベルト５１を介して、２次転写対向ローラ５５に当接している。これにより、中間転写ベルト５１と搬送ベルト５４との接触部である２次転写部Ｎ２にニップ部（２次転写ニップ）が形成されている。

感光ドラム１上の、帯電装置２による帯電位置、露光装置３による露光位置、現像装置４による現像位置、１次転写ローラ５２による１次転写位置、クリーニング装置６によるクリーニング位置は、感光ドラム１の回転方向に沿ってこの順番で配置されている。又、本実施例では、感光ドラム１上の電位センサ１１による電位検出位置は、感光ドラム１の回転方向において上記露光位置よりも下流、且つ、上記現像位置よりも上流に配置されている。又、本実施例では、感光ドラム１の周方向に沿う温度センサ１２による温度測定位置は、感光ドラム１の回転方向において、上記現像位置よりも下流、且つ、上記１次転写位置よりも上流に配置されている。更に、本実施例では、感光ドラム１上の前露光器１３による除電位置（前露光位置）は、感光ドラム１の回転方向において上記クリーニング位置よりも下流、且つ、上記帯電位置よりも上流に配置されている。

又、装置本体Ａの内部には、記録材（例えば、紙）Ｐの搬送方向に沿って上流側から順に、記録材供給手段としての給搬送装置７、定着手段としての定着装置８、記録材排出部としての記録材排出トレイＴが配設されている。更に、装置本体Ａの上部には、画像読取手段としての画像読取装置（原稿台スキャナー）９が配設されている。

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（図示せず）によって図示矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。尚、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２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２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３によって走査露光されることによって、その表面に静電像（潜像）が形成される。画像読取装置９は、矢印ｍ方向及びその反対方向に移動可能な光源９２を有しており、光源９２は、原稿台ガラス９１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９５、レンズ９３等を介して撮像素子（光電変換素子）であるＣＣＤ（フルカラーセンサ）９４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３に入力される。露光装置３は、レーザ発振器３１、ポリゴンミラー３２、レンズ３３、反射ミラー３４等を有しており、上述の画像読取装置９から入力された画像情報に応じて感光ドラム１の表面を露光して静電像を形成する。

感光ドラム１の表面に形成された静電像は、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。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ５２によって中間転写ベルト５１に転写（１次転写）される。この時、１次転写ローラ５２には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧（１次転写バイアス）が印加される。

例えばフルカラー画像の形成時には、上述の帯電、露光、１次転写の各工程が、第１〜第４の画像形成部１０ａ〜１０ｄにおいて行われ、各１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄにおいて異なる色のトナー像が順次に重ね合わせて中間転写ベルト５１上に１次転写される。これにより、中間転写ベルト５１上に多重トナー像が形成される。

一方、給搬送装置７の記録材カセット７１に収納されている記録材Ｐが、記録材供給ローラ７２によって給送され、搬送ローラ等によって、複数のローラに掛け渡されている搬送ベルト５４の表面に担持される。

そして、中間転写ベルト５１上に形成されたトナー像は、搬送ベルト５４上の記録材Ｐの表面に一括して転写（２次転写）される。この時、２次転写ローラ５３には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧（２次転写バイアス）が印加される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ベルト５４によって定着装置８に搬送され、ここで、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とによって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは、記録材排出トレイＴ上に排出される。

１次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナーはクリーニング装置６によって除去、回収される。又、２次転写工程後に中間転写ベルト５１上に残留したトナーは図示しない中間転写体クリーナーによって除去、回収される。

尚、本実施例の画像形成装置１００は、例えば、第４の画像形成部１０ｄのみを用いてブラック単色の画像を形成することもできる。この場合、画像形成を行わない画像形成部があることを除いて画像形成動作は上述したものと同じである。

ここで、図２（ａ）〜（ｆ）を参照して、ａ−Ｓｉ感光体によって構成された感光ドラム１について詳述する。尚、図２（ａ）〜（ｆ）のいずれも、感光ドラム１の軸心を含む縦断面図のうちの、軸心よりも上方に位置する部分の一部を模式的に示す。

表面に光導電層を有する像担持体としてのａ−Ｓｉ感光体は、光導電層が、シリコン原子を母体とする、水素原子とハロゲン原子とのうちの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ものである。

図２（ａ）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（Ｈは水素原子、Ｘはハロゲン原子）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２（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、アモルファスシリコン系表面層２４とから構成されている。

更に、図２（ｃ）〜（ｆ）に示すように、アモルファスシリコン系の電荷注入阻止層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及び電荷輸送層２８と、アモルファスシリコン系表面層２４とから構成されたりしてもよい。

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へ電荷が注入することを阻止するために、必要に応じて設けられるものである。又、ドラム２１としては、それ自体が導電性であっても、又、導電処理を施した電気絶縁性の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（図示せず）上に形成される。この光導電層２３は、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、μＷ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、周知の装置及び膜形成方法にて製造される。本実施例において、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所望の範囲に収まる点、経済的効果がある点などを考慮して適宜に所望に従って決定され、好ましくは２０〜５０μｍである。

尚、図２（ａ）〜（ｆ）中の符号２６は、自由表面を示している。

［画像濃度ムラの抑制］
次に、本実施例における画像濃度ムラの抑制方法について説明する。

画像形成装置の動作時等には、定着装置８、モーター等の発熱源の偏り、また、エアフローの関係から、機械内に不均一な温度分布が生じる場合があった。

本実施例の目的の１つは、画像形成装置の内部に温度ムラがある場合においても、画像濃度ムラが抑制された良好な画像を形成することである。又、本実施例の別の目的の１つは、感光体の温度を一定に保つためのヒーター等の温度制御装置を省く又は簡略化することを可能とすることである。

本実施例では、感光ドラム（ａ−Ｓｉ感光体）１の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、ひいては画像濃度ムラをなくすために、図１０に示すように、画像処理回路２００により露光装置３の露光条件を変化させる。本実施例では、露光条件を、露光装置に入力される信号のパルス幅を変調して変化させている。典型的には、パルス幅が広いことは単位面積あたりの露光光量が大きいことに相当し、パルス幅が狭いことは単位面積辺りの露光光量が小さいことに相当する。なお、露光条件を変更させる方法として、露光の強度変調によりレーザーパワーを大きくして単位面積辺りの露光光量を変化させてもよい。本実施例では、装置本体Ａの内部に２つ以上の温度測定装置を設け、装置本体Ａの内部の温度分布に基づいて露光条件を補正する。

本実施例では、画像形成装置１００は、表面が移動可能であり表面に光導電層を有する像担持体である感光ドラム１と、感光ドラム１の表面を帯電させる帯電装置２と、を有する。本実施例では、帯電装置としてコロナ帯電器を用いている。又、画像形成装置１００は、上記帯電の後の感光ドラム１の表面を露光して静電像を形成する露光手段としての露光装置３と、画像情報に応じて露光装置３による上記露光を制御する制御手段としての画像処理回路２００と、を有している。制御装置としての画像処理回路２００は、画像情報に応じて露光データを形成する。又、画像形成装置１００は、静電像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段としての現像装置４と、トナー像を感光ドラム１から他の部材に転写させる転写手段と、を有している。

画像形成装置１００は、感光ドラム１の表面電位の温度特性を記憶した記憶部としてのメモリチップ３００（図４）を備える。表面電位の温度特性とは、典型的には、単位温度当たりの表面電位の変化量である。感光ドラム１の長手方向は、典型的には、感光ドラム１の表面の移動方向（回転方向）に交差（略直交）する方向であり、露光装置３の光走査方向についての主走査方向である。

そして、露光装置３による露光時の露光条件は、メモリチップ３００に記憶された温度特性に応じて変化させられるようになっている。ａ−Ｓｉ系の感光体では、同じ露光条件（単位面積あたりの露光光量）であっても、感光体温度が１度上がると露光電位（露光後の現像位置における感光ドラム電位）は２〜３Ｖ落ちるようになる。そこで、メモリチップ３００には、感光体の温度が１度上がるごとに露光電位が２〜３Ｖ高くなるように露光条件を制御する制御テーブルを持っている。

画像形成装置１００は、感光ドラム１の表面温度と相関する装置本体Ａの内部の温度を測定するように感光ドラム１の長手方向において異なる２つの位置の温度を測定できる温度測定装置としての温度センサ１２を有する。本実施例としては２つの温度センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）を備えている（図３）。画像処理回路２００は、上記２つの温度センサ１２により得られた測定値と、電位減衰特性テーブルに基づいて露光装置３の露光条件を変化させる。以下、更に詳しく説明する。

本実施例では、感光ドラム１の電位減衰特性の温度依存性に起因する画像濃度ムラを抑制するために、装置本体Ａの内部（機内）の温度分布に基づく露光条件の補正を行なう。

前述のように、本実施例では、感光ドラム１の長手方向において異なる位置に、複数個の温度測定装置としての温度センサ１２を配置して、感光ドラム１の表面の近傍の温度測定を行う。本実施例では、図３に示すように、感光ドラム１の装置本体Ａの奥側（感光ドラム１を装置本体Ａに装着する際の先端側）の第１の温度センサ１２Ａと、手前側の第２の温度センサ１２Ｂとの２つを配置した。

より具体的には、本実施例では、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂとしては、感光ドラム１の表面の近傍の雰囲気の温度を測定できる熱電対（もしくはサーミスタ等）を用いた。感光ドラム１の長手方向の長さが３８０ｍｍであるのに対して、第１の温度センサ１２Ａは感光ドラム１の奥側端部から３０ｍｍの位置、第２の温度センサ１２Ｂは感光ドラム１の手前側端部から３０ｍｍの位置に配置した。又、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂは、感光ドラム１から５ｍｍだけ離れた位置に配置した。

この温度センサ１２は、上記配置に限られない。感光ドラム１の電位減衰特性に影響する、画像形成装置本体の温度ムラを、所望の精度で測定できるように構成及び配置すればよい。即ち、感光ドラム１の電位減衰特性に影響する感光ドラム１の表面温度に相関する、装置本体Ａの内部の温度を測定する様な構成及び配置してもよい。例えば、感光ドラム１の真上ではなく、感光ドラム１から少しずれたような位置に配置するようにしてもよい。

例えば、感光ドラム１の表面の近傍の温度として、感光ドラム１の表面から５〜２０ｍｍの領域の温度を、好ましくは１０ｍｍ以下の範囲の温度を測定する。又、赤外線温度測定装置等を用いて非接触で感光ドラム１の表面の温度を測定することも可能である。感光ドラム１にダメージを与えないように感光ドラム１の表面温度が測れるならば、表面温度を直接測定した方がより正確な制御が可能となる。この場合、上述のような非接触の温度測定を使用することが可能である。

感光体の電位減衰特性と温度の関係は、感光体の特性として実測により得ている。本実施例で用いた感光体では、感光体温度が１度上がると露光電位は３Ｖ落ちるようになる。図１６に第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂの配置位置と、感光ドラム１の表面近傍の温度分布の一例を示した。図１６では、第１の温度センサ１２Ａ側で温度が高く、第２の温度センサ１２Ｂ側で温度が低い状態になっている。このような温度分布が生じた場合、同じ露光条件で露光を行なった場合であっても、第１の温度センサ１２Ａ側では電位が落ちやすく、第２の温度センサ１２Ｂ側では電位が落ちにくくなっている。そこで、基準となる温度よりも感光体温度が１度高い場合は露光光量を小さくして、基準の温度の時に露光したならば感光ドラム１の露光電位が３Ｖ電位が高くなるような露光光量とする。

温度ムラによる露光条件の制御のフローチャートを図１７に示す。

画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂによる測定結果を読み込む（Ｓ３０１）。次いで、画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が同じか否かを判断する（Ｓ３０２）。

画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が違うと判断した場合は、装置本体Ａの内部の温度分布、より詳細には、感光ドラム１の表面の近傍の温度の感光ドラム１の長手方向における温度分布を算出する（Ｓ３０３）。

そして、画像処理回路２００は、感光ドラム１の表面電位の温度特性と、上記装置本体Ａの内部の温度分布と、に基づいて、感光ドラム１の長手方向の露光条件の補正を行なう（Ｓ３０４）。そして、露光を、画像情報及び上記温度センサによる露光条件の補正に基づいて行なう（Ｓ３０５）。

一方、画像処理回路２００は、Ｓ３０２の判断で第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が同じであると判断した場合は、次のような処理を行う。即ち、この場合、装置本体Ａの内部、より詳細には、感光ドラム１の表面の近傍の感光ドラム１の長手方向における温度分布は実質的に均一であると判断する。

そこで、感光ドラム１の表面電位の温度特性、に基づいて、感光ドラム１の長手方向の露光条件の補正を行なう（Ｓ３０６）。そして、露光を、画像情報及び上記温度センサによる露光条件の補正に基づいて行なう（Ｓ３０５）。

本実施例は、感光ドラム１の内部に温度調整を行なうためのヒーター（温度制御装置）などが設けられていない画像形成装置で特に有効である。即ち、本実施例によれば、感光ドラム１の温度を一定に保つためのヒーター等の温度制御手段を省く又は簡略化することが可能であり、コスト削減できる。また、ヒーターに電力を供給する必要がないので、省エネルギーの装置となる。

ただし、感光ドラム１の温度をヒーターで一定温度に保つように温度制御されていたとしても、熱源の位置等により感光ドラム１の長手方向において不均一な温度分布ができてしまう場合は本実施例の効果は得られる。ヒーターを使い感光ドラム１の温度を一定に保つと、温度による感度変化を安定化させることができ、帯電時に生成される放電生成物による画像不良の防止をするというメリットがある。具体的な、温度制御装置の構成としては、面上発熱体を感光ドラム１の内部に配置し、この面上発熱体により感光ドラム１の内部からシリンダーを通して暖め、温度制御を行うことが考えられる。また、温度制御装置として、外部熱源より感光ドラム１を固定している軸等を加熱し、感光ドラム１の温度制御を行うことも可能である。

実施例２
１．本実施例の概要
実施例１では、感光ドラム１の長手方向で同一の温度であるならば、長手方向における電位減衰特性はほぼ同じとなるような感光ドラム１を用いた装置で説明した。実施例２では、感光ドラム１の長手方向で同一の温度であったとしても、感光ドラム１の長手方向の電位減衰特性が異なるような感光ドラム１に好適に用いられる。実施例２は、少なくとも感光ドラム１の表面を感光ドラム１の長手方向に複数に分割した領域ごとの電位減衰特性を示す電位減衰特性テーブルを記憶した記憶部としてのメモリチップ３００（図４）を備えることを特徴とする。電位減衰特性テーブルは、感光ドラム１の表面電位の減衰特性に関する情報が記憶されている。画像形成装置のその他の構成は基本的に実施例１の画像形成装置と同じである。

ａ−Ｓｉ感光体は、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。そのため、プラズマを均一にすることや、プラズマの中心にアルミシリンダを置くことが難しく、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困難なことがある。このため、現像位置において、感光体の表面全域内で２０Ｖ程度の電位ムラが発生し、この電位ムラにより画像濃度ムラが発生するという問題が発生することがある。

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。

上述の帯電後の電位減衰は、ａ−Ｓｉ感光体を用いた場合、ＯＰＣ感光体に比べ暗状態でも非常に大きく、更に像露光の光メモリにより電位減衰が増大される。そのため、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とがある。

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、或いは光生成キャリアの再結合確率を低下させる。従って、画像形成プロセスにおいて、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る。そして、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て、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り、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。

しかしながら、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る。そのため、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。又、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−現像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ことがある。このとき前述の膜厚ムラや、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することがある。

このような電位ムラが生じると、静電容量の大きなａ−Ｓｉ感光体は有機感光体に比べて現像コントラスト（露光部電位と現像バイアス電位との電位差）も小さいため影響をより受けてしまい、画像濃度ムラも顕著になってしまうことがある。

上記問題を解決するため、本出願人は、特開２００２−６７３８７号公報において、感光体の表面の電位減衰特性に合わせて露光条件を変える構成の画像形成装置を提案した。実施例２は、この従来技術に対して、さらに感光体の長手方向の温度分布による影響を考慮して露光条件変化させている。

構成を具体的に説明していく。画像形成装置１００は、少なくとも感光ドラム１の表面を感光ドラム１の長手方向に複数に分割した領域ごとの電位減衰特性を示す電位減衰特性テーブルを記憶した記憶部としてのメモリチップ３００（図４）を有する。感光ドラム１の長手方向は、典型的には、感光ドラム１の表面の移動方向（回転方向）に交差（略直交）する方向であり、露光装置３の光走査方向についての主走査方向である。本実施例では、メモリチップ３００は、電位減衰特性テーブルとして、感光ドラム１の表面を感光ドラム１の長手方向及び該長手方向に交差（略直交）する方向に複数に分割した領域ごとの電位減衰特性を示すテーブルを記憶する。感光ドラム１の長手方向に交差する方向は、典型的には、感光ドラム１の表面の移動方向（回転方向）であり、露光装置３の光走査方向についての副走査方向である。即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラム１の表面全域の電位減衰特性を２次元化して表した電位減衰特性テーブルを記憶した記憶部を有する。

そして、露光装置３による露光時の露光条件は、メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルと、温度センサにより測定された温度に応じて変化させられるようになっている。より詳細には、画像形成装置１００は、感光ドラム１の表面温度と相関する装置本体Ａの内部の温度を測定するように感光ドラム１の長手方向において異なる位置に少なくとも２つ設けられた温度測定装置としての温度センサ１２を有する。本実施例では、温度測定装置として感光ドラム１の表面近傍の温度を測定する温度センサ１２を感光ドラム１の長手方向に２つ以上有する。画像処理回路２００は、上記少なくとも２つの温度センサ１２により得られた測定値に基づいて電位減衰特性テーブルを補正し、この補正後の電位減衰特性テーブルに基づいて露光装置３の露光条件を変化させる。以下、更に詳しく説明する。

２．画像濃度ムラの抑制方法の基本的な作用
本実施例で用いたａ−Ｓｉ感光体である感光ドラム１は、製造時における各感光ドラム１ごとにその電位減衰特性が求められて、特性テーブル、即ち、電位減衰特性テーブルとして持つようにされている。電位減衰特性テーブルは、各感光ドラム１の表面を帯電した後、露光位置において露光装置３により所定の光量で露光し、その後、現像位置での各感光ドラム１の表面電位の測定から求めることができる。

より具体的には、上述の電位減衰特性テーブルは、次のようなものである。即ち、感光ドラム１の表面全域を、露光装置３の光走査方向についての主走査方向（感光体長手方向）及び副走査方向（感光体回転方向）に、記録解像度に合わせた適当な領域に区画する。そして、各領域ごとの電位減衰、つまり、帯電後に所定の光量で露光した後に現像位置で表面電位を測定したデータに基づいて、全体として電位減衰特性マップを作成する。

上述の適当な領域の区画として、例えば、感光ドラム１の表面全体を最大サイズで約１０ｍｍ×１０ｍｍの領域に区画する。本実施例では、画像形成装置１００の記録解像度は６００ｄｐｉとして、主走査方向は８０００ｐｉｘｅｌに分割されている。この画素数を３２分割した領域に分けているので、２５０ｐｉｘｅｌが１つの領域となる。副走査方向も同ｐｉｘｅｌで分割されている。従って、２５０ｐｉｘｅｌ×２５０ｐｉｘｅｌ（＝１０．５７５ｍｍ×１０．５７５ｍｍ）を１つの領域とした。

このような感光ドラム１の表面における電位減衰特性マップを構成する電位減衰特性テーブルの作成は、その感光ドラム１を、これが実際に装着される装置本体Ａに装着して行う必要はない。例えば、装置本体Ａに感光ドラム１を組み込む前に、電位センサを備えた適当な治具によって感光ドラム１の電位減衰特性を測定して、感光ドラム１のメモリチップ３００に記憶させるようにしてもよい。

メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルのデータは、その感光ドラム１を装置本体Ａにセットした際に装置本体Ａ側の制御装置（制御手段）としての画像処理回路２００によって読み取る。画像処理回路２００は、演算部、制御部、記憶部を備えるＣＰＵなどを備える制御装置（制御手段）である。そして、画像処理回路２００は、読み取った電位減衰特性テーブルの各領域ごとのデータに基づいて、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３の露光条件を、電位減衰特性テーブルに記録された領域ごとに変更する。上述のように、本実施例では、露光装置３はレーザを使用している。

感光ドラム１の表面についての電位減衰特性テーブルと実際の感光ドラム１の表面との対応は、本実施例では、次のようにして取る。即ち、データを記録したメモリチップ３００から装置本体Ａにデータを転送するための接点（後述）を基準とし、感光ドラム１の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。

つまり、図３に示すように、ａ−Ｓｉ感光体である感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）の両端部のそれぞれに、第１、第２のフランジ１５Ａ、１５Ｂが取り付けられている。第１、第２のフランジ１５Ａ、１５Ｂのうちの、感光ドラム１を装置本体Ａに装着する際の先端側のフランジ１５Ａに、感光ドラム１の内部のメモリチップ３００への接点１６が設けられている。装置本体Ａ、より詳細には画像処理回路２００は、この接点１６を通じて、メモリチップ３００から、装置本体Ａに装着された感光ドラム１の帯電特性（電位減衰特性）についてのデータを読み取る。この接点１６が位置情報を検知する手段を兼ねる。

この位置情報を検知する方法としては、本実施例では、次のような方法を採用する。即ち、図４（ａ）は感光ドラム１の停止時の状態を示しており、この状態では、装置本体Ａ側に配設された読み取り手段としてのメモリデータ読み取り用のピン１７が、図示しない付勢手段によって接点１６に加圧（付勢）されて、固定されている。一方、図４（ｂ）は感光ドラム１の駆動時の状態を示しており、この状態では、ピン１７は接点１６に向けた加圧が解除されて接点１６から離れ、これにより感光ドラム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が停止されるときには、感光ドラム１の停止直前に、ピン１７が加圧されて接点１６に固定され、感光ドラム１が停止するようになっている。このように、接点１６は、感光ドラム１の基準位置を検知する基準位置検知部として機能する。特に、本実施例では、該基準位置検知手段としての接点１６によって、感光ドラム１の回転方向についての位置情報を検知することができる。

本実施例では、感光ドラム１の基準位置検知、及びメモリチップ３００からの情報の読み出しの方法として、ピン１７を接点１６に接触する方法を採っているが、アンテナ基板を用いて無線通信にして制御することも可能である（実施例４参照）。

次に、図５を参照して、感光ドラム１の表面に設定した領域と、領域化した画像データとの対応関係を説明する。

尚、図５では、横軸に露光光量（Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ）を取り、縦軸に感光ドラム１の表面電位を取っている。図５中の実線の曲線は、使用する感光ドラム１の露光光量と電位との関係を示すグラフ（ＥＶカーブ）を示す。又、図５の破線は、ｙ＝Ｖｌの位置で実線のグラフを折り返している図になっている。

図５では、ＥＶカーブに基づいて、Ａ〜Ｇに電位を分割している。図５において、所望の露光電位の値はＶｌとしている。そして基準となる露光条件をＬＰとして、感光ドラム１の各領域ごとに露光条件ＬＰで露光した時の露光電位を測定し、当該領域の露光電位がＡ〜Ｇのどの範囲になるかを調べる。例えば、ある領域の露光電位がＤ（Ｖｌ±３Ｖ）の範囲に該当すれば、露光条件ＬＰで露光すると露光電位がほぼＶｌになる。しかし、ある領域の露光電位がＢの範囲に該当する場合（露光により電位が落ちにくい場合）、露光条件ＬＰで露光するとその領域は先に説明したＤの範囲の領域に対して電位が落ちないということになる。そのため、Ｄに該当する領域と、Ｂに該当する領域とで露光電位に電位差ができて、最終的に画像の濃度が変化してしまう。

そこで、Ａ，Ｂ，Ｃの領域のように露光により電位が落ちにくい領域では、露光条件を基準となる露光条件ＬＰよりも大きい、ＬＰＡ、ＬＰＢ，ＬＰＣにする。

逆に、Ｅ，Ｆ，Ｇの領域のように露光により電位が落ち易い領域では、露光条件を基準となる露光条件ＬＰよりも小さい、ＬＰＥ、ＬＰＦ，ＬＰＧにする。

このように、感光ドラム１の各領域ごとに露光量を変えて、感光ドラム１の各領域で電位減衰特性が異なったとしても露光電位が同じようになるようにしている。

また、感光ドラム１の各領域ごとの露光条件の電位減衰特性は、電位減衰特性テーブルとしてメモリチップ３００に記録しておく。

図６は、本実施例での画像出力の流れを示す。

先ず、メモリチップ３００に記録された電位減衰特性テーブルを参照し、感光ドラム１の表面の各領域が、Ａ〜Ｇのどれに相当するかをみる（ステップＳ１０１）。本実施例では、所定の電位Ｖｌを−８０Ｖとし、基準となる露光条件ＬＰで露光した際に、感光ドラム１の各領域ごとＶｌに対してどれだけずれているかをみることで、各領域をＡ〜Ｇに分けている。即ち、本実施例では、感光ドラム１の表面電位を上記設定の電位Ｖｌを中心として６Ｖ刻みでＡ〜Ｇの８段階に分割する。例えば、基準となる露光条件ＬＰで露光した際に、図７に示すような、露光電位となったとする。そして、感光ドラム１の表面の各領域が、上述のＡ〜Ｇのどれに相当するかをみる。尚、図７中の曲線は、感光ドラム１の表面における、露光装置３の例えば主走査方向の露光後の表面電位の分布である。副走査方向の露光後の表面電位の分布についても同様に表すことができ、上述のＡ〜Ｇのいずれのどれに相当するかをみることができる。

なお、Ａ〜Ｇは下記のようになっている。
Ａ：（Ｖｌ＋１５Ｖ）以上の範囲
Ｂ：（Ｖｌ＋９Ｖ）≦Ｂ＜（Ｖｌ＋１５Ｖ）の範囲
Ｃ：（Ｖｌ＋３Ｖ）≦Ｃ＜（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）≦Ｆ＜（Ｖｌ−９Ｖ）の範囲
Ｇ：（Ｖｌ−１５Ｖ）未満の範囲

この分類に対応し、装置本体Ａの画像処理回路２００により処理し（ステップＳ１０２）、感光ドラム１の表面全領域の各領域を、図８に示すようにＡ〜Ｇに分類する。そして、画像処理回路２００は、感光ドラム１の表面の各領域の露光電位が上記Ｄ（Ｖｌ±３Ｖ）の範囲に入るように、露光装置３の露光条件を８段階に設定する（ステップＳ１０３）。Ａ〜Ｇのいずれに分類されているかにより露光装置３の露光条件は前述したように変化させられる。

一方、入力画像は、画像全域にわたり感光ドラム１の表面に対応した領域に区切られて画像処理される（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。

次に、感光ドラム１の表面の領域と、処理された入力画像の領域とを対応させ（Ｓ１０６）、それぞれの領域内での像露光の際の露光条件（露光条件はパルス幅変調，強度変調を問わない）を決定する（ステップＳ１０７）。そして、その決定されたレーザ光量に基づいて像露光を行う（ステップＳ１０８）。従来はこのように、感光ドラム１の電位減衰特性テーブルに基づいて露光を行なっていた。本実施例では、さらに後述する『３．電位減衰特性テーブルの補正』に記載されたような、温度分布による電位減衰テーブルの補正を行なう。

図９に画像処理の一例のブロック図を示す。フルカラーセンサ（ＣＣＤ）９４から出力された画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力されてゲインやオフセットが調整される。その後、画像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２で各色成分毎に、例えば、８ビット（０〜２５５レベル：２５６階調）のＲＧＢデジタル信号に変換される。その後、画像信号は、シェーディング補正部２０３において、公知のシェーディング補正が施される。シェーディング補正は、色毎に基準白色板を読み取った信号を用いて、一列に並んだＣＣＤのセンサセル群１つ１つの感度バラツキを無くすために、１つ１つのＣＣＤセンサセルに対応させてゲインを最適化してかける。

ラインディレイ部２０４は、シェーディング補正部２０３から出力された画像信号に含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、フルカラーセンサ９４の各ラインセンサが、副走査方向に、互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じたものである。具体的には、Ｂ色成分信号を基準として、Ｒ及びＧの各色成分信号を副走査方向にライン遅延し、３つの色成分信号の位相を同期させる。

入力マスキング部２０５は、ラインディレイ部２０４から出力された画像信号の色空間を、下記式（１）のマトリクス演算により、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。つまり、フルカラーセンサ９４から出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣの標準色空間に変換する。

ＬＯＧ変換部２０６は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどからなるルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成され、入力マスキング部２０５から出力されたＲＧＢ輝度信号をＣＭＹ濃度信号に変換する。ライン遅延メモリ２０７は、黒文字判定部（図示せず）が入力マスキング部２０５の出力から制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮなどを生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力された画像信号を遅延する。

ダイレクトマッピング部２０８は、ライン遅延メモリ２０７から出力された画像信号からプリンタ部へ例えば８ｂｉｔの色成分画像信号として、３次元ＬＵＴを参照しダイレクトに出力する。ダイレクトマッピング部２０８には、外部入力機器から出力された画像信号を入力することもできる。ダイレクトマッピングは例えば、色空間内のＬ＊ａ＊ｂ＊やＲＧＢなどの３つの入力信号を与えることにより、その色を再現するために必要な出力色空間内の信号値を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の信号として出力する。この色変換法は、マトリクス演算を必要とせず、非線形な変換が可能となることから、ＵＣＲ（下色除去）の設定など色変換の自由度が大幅に向上し、載り量をコントロールしながら、所望の色再現を可能にすることができる。

γ補正部２０９は、画像信号をプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、ダイレクトマッピング部２０８から出力された画像信号に濃度補正を施す。出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０は、ＣＰＵ（図示せず）からの制御信号に従って、γ補正部２０９から出力された画像信号にエッジ強調又はスムージング処理を施す。

ＬＵＴ２１１は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、例えばＲＡＭなどで構成され、その変換テーブルは、ＣＰＵ（図示せず）によって設定されるものである。

パルス幅変調器（ＰＷＭ）２１３は、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号は半導体レーザ素子（レーザ発振器）３１を駆動するレーザドライバ３５へ入力される。典型的には、パルス幅が広いことは露光光量が大きいことに相当し、パルス幅が狭いことは露光光量が小さいことに相当する。

本実施例では、画像処理回路２００が、次のものを有しているものとする。即ち、上述のアナログ信号処理部２０１、Ａ／Ｄ変換部２０２、シェーディング補正部２０３、ラインディレイ部２０４、入力マスキング部２０５、ＬＯＧ変換部２０６、ライン遅延メモリ２０７、及びダイレクトマッピング部２０８である。更に、γ補正部２０９、出力フィルタ２１０、ＬＵＴ（ＬＵＴ記憶部）２１１、及びパルス幅変調器２１３である。

上述のものを含み画像処理方法自体は種々の態様が公知であり、又本発明においては画像処理方法自体については利用可能なものを任意に選択して適用することができる。

そして、本実施例では、各感光ドラム１の電位減衰特性に応じた露光条件の補正は、パルス幅変調器（ＰＷＭ）２１３による出力パルス幅を、メモリチップ３００に記憶された情報に基づく電位減衰特性テーブルにより補正することで実施する。

尚、本実施例では、感光体の電位減衰特性に基づいた露光条件の調整を、前述のアルゴリズムにより行ったが、露光条件の補正方法はこれに限定されるものではない。例えば、画像データ自体を電位減衰特性テーブルに基づいて補正すること、或いはレーザのルックアップテーブルを補正すること等の他の補正方法によっても同様な処理が可能であり、同様の効果を得ることができる。

３．電位減衰特性テーブルの補正
本実施例では、更に、感光ドラム１の電位減衰特性の温度依存性に起因する画像濃度ムラを抑制するために、上述の電位減衰特性テーブルに対して、装置本体Ａの内部（機内）の温度分布に基づく補正（温度補正）を加える。具体的な、温度測定装置等の構成は実施例１と同様であるので説明は割愛する。

電位減衰特性テーブルの補正処理のフローチャートを図１１に示す。

画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂによる測定結果を読み込む（Ｓ２０１）。次いで、画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が同じか否かを判断する（Ｓ２０２）。

画像処理回路２００は、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が違うと判断した場合は、装置本体Ａの内部の温度分布、より詳細には、感光ドラム１の表面の近傍の温度の感光ドラム１の長手方向における分布を算出する（Ｓ２０３）。

そして、画像処理回路２００は、次のようにして、感光ドラム１の表面電位に対する装置本体Ａの内部の温度ムラの影響の補正を行う。

先ず、画像処理回路２００は、メモリチップ３００に記録された電位減衰特性テーブルと、感光ドラム１の表面電位の温度特性と、上記装置本体Ａの内部の温度分布と、に基づいて、新たな温度補正済み電位減衰特性テーブルを算出する（Ｓ２０４）。

そして、得られた新たな補正済み電位減衰特性テーブルを、前述のＳ１０１の工程（図６）における電位減衰特性とし、露光補正処理を行い、補正した露光条件により露光を行う（Ｓ２０５）。

図１２中の実線で示す曲線は、感光ドラム１の長手方向における温度分布が均一な状態において、感光ドラム１の表面における長手方向の露光後の表面電位の分布の一例を示す。又、図１２中の破線で示す曲線は、感光ドラム１の長手方向における不均一な温度分布がある状態における感光ドラム１の露光電位を表しており、実線で示した表面電位から、温度によって感光ドラム１の表面電位がずれていることを示す一例である。又、図１３の上図は、基準温度において予め設定された所定の電位減衰特性テーブルを参照して感光ドラム１の表面の各領域を前述のＡ〜Ｇに分類した結果を示す。図１３の下図は、図１３の上図の各領域ごとのＡ〜Ｇの分類を温度特性による補正した後の電位減衰特性テーブルを示す。

温度特性による補正は、以下のように行なわれる。例えば、感光体の温度が１度上がるごとに露光電位が３Ｖ低くなる感光体を用いた例で説明する。Ｖｌ＝−８０Ｖとして、ある領域の基準温度（本実施例では４２℃）における露光電位が−８０Ｖとなったとする。この場合、基準温度では当該領域はＤとなる。当該領域の温度が４６℃になった場合、基準温度との温度差４℃のため、露光電位は１２Ｖ低くなり−９２Ｖとなる。したがって、この領域は４６℃の場合Ｆとなる。このように、各領域ごとに温度特性による補正を行なう。そして、前述のように、露光装置３による露光条件は、Ａ〜Ｇのいずれかに分類された各領域について、いずれも露光後の現像位置での表面電位（露光電位）がＤ（Ｖｌ±３Ｖ）の範囲に入るように補正される。感光ドラム１の長手方向において不均一な温度分布がある場合は、感光ドラム１の長手方向において温度特性による補正を電位減衰特性テーブルに適用する。このように図１３の下図の電位減衰特性テーブルに基づき露光条件を制御することで、図１２の破線のように感光ドラム１の長手方向で不均一な温度分布があるような場合であっても、長手方向において露光電位をＤの範囲にすることができる。

ここで、感光ドラム１の表面電位の温度特性とは、典型的には、単位温度当たりの表面電位の変化量である。例えば、本実施例では、感光体の温度が１度上がるごとに露光電位が３Ｖ低くなる。この温度特性は、画像処理回路２００に内蔵されるか接続されたＲＯＭ等の記憶部に記憶させるか、或いは、メモリチップ３００に記憶させておくことができる。又、算出された温度補正済みの電位減衰特性テーブルは、画像処理回路２００に内蔵されるか接続されたＲＡＭ等の記憶部に記憶させることができる。所望により、この温度補正済みの電位減衰特性テーブルを、メモリチップ３００に記憶させることもできる。

より具体的には、温度補正済みの電位減衰特性テーブルは、次のようにして算出することができる。即ち、画像処理回路２００は、メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルの作成時の基準温度（本実施例では４２℃）に対する感光ドラム１の長手方向の各領域の位置における温度のずれ（差分温度）を、求められた温度分布から求める。そして、感光ドラム１の長手方向の各領域の位置における上記差分温度と感光ドラム１の表面電位の温度特性とを掛け合わせることで、メモリチップ３００に記憶された電位減衰テーブルが示す各領域の現像位置での表面電位値を補正する。これをメモリチップ３００に記憶された電位減衰テーブルの、長手方向（主走査方向）、回転方向（副走査方向）の全領域について行うことで、新たな温度補正済みの電位減衰特性テーブルを求めることができる。

一方、画像処理回路２００は、Ｓ２０２の判断で第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度が同じであると判断した場合は、次のような処理を行う。即ち、この場合、装置本体Ａの内部、より詳細には、感光ドラム１の表面の近傍の温度の感光ドラム１の長手方向における分布は実質的に無いものと判断して、メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルを次のようにして補正する。つまり、メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルの作成時の基準温度に対して、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂで測定された温度のずれ（差分温度）を求める。そして、この差分温度と、感光ドラム１の表面電位の温度特性とを掛け合わせることで、メモリチップ３００に記憶された電位減衰テーブルの全領域における現像位置での表面電位値を一様に補正する（Ｓ２０６）。

そして、上記同様、得られた新たな電位減衰特性テーブルを用いて、前述と同様にして露光補正処理を行い、補正した露光条件により露光を行う（Ｓ２０５）。

感光ドラム１の温度特性は、概略、次のような傾向を有する。即ち、温度が高いほど感度、暗減衰特性ともに高く（大きく）なる。そのため、電位減衰特性テーブルの設定時の基準温度よりも温度が高い部分では、電位減衰特性テーブルの示す現像位置での表面電位値（絶対値）よりも実際は低くなる。そこで、温度が高い部分では、基準温度の時の露光量よりも露光量は少なくなるように設定される。一方、電位減衰特性テーブルの設定時の基準温度よりも温度が低い部分では、電位減衰特性テーブルの示す現像位置での表面電位値（絶対値）よりも実際は高くなる。そこで、そこで、温度が低い部分では、基準温度の時の露光量よりも露光量は多くなるように設定される。

尚、本実施例では、装置本体Ａの内部での温度勾配は感光ドラム１の長手方向で一様であるものとして扱い、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂの測定値を１次直線で補間し、その傾き（勾配）に基づいて電位減衰特性テーブルの温度補正を行う。

又、画像形成装置１００の構成によっては、感光ドラム１の長手方向の中央付近の温度が高いなど、装置本体Ａの内部で１次直線で補間できないことが考えられる。この場合には、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂの測定結果より、中央部の温度を予測して、曲線で補完するなどの処理を行うことも有効である。より具体的には、装置内の温度分布の測定を行い、その分布の特性が装置構成特有のものとして取り扱い、中央部の温度差を固定値として取り扱う（例えば第１の温度センサ１２Ａの測定結果との差）。第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂの測定温度に、第１の温度センサ１２Ａの測定値より推測される感光ドラム１の中央部の温度の３点で直線補間を行うことも可能である。

本実施例に従う処理を行うことによって、ａ−Ｓｉ感光体である感光ドラム１の電位減衰特性の温度依存性に起因して、装置本体Ａの内部の温度分布の影響により発生する電位ムラを補正することが可能である。これにより、画像形成装置１００の内部に温度ムラがある場合においても、画像濃度ムラが抑制された良好な画像を形成することが可能である。

以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラム１の長手方向に感光ドラム１の表面近傍の温度を測定する温度センサ１２を２つ以上有する。そして、温度センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）による測定データに基づいて、電位減衰特性テーブルを感光ドラム１の表面電位の温度特性により補正する。このように、感光ドラム１の表面の近傍の温度分布に基づいて補正された電位減衰特性テーブルに合わせて露光条件（パルス幅変調，強度変調を問わない）を変える。これにより、画像形成装置の稼働状態、設置環境等によって画像形成装置内に温度変化が発生し、感光ドラム１の表面に温度ムラが発生した場合においても、現像部における感光ドラム１の感光層の膜厚や膜質の違いによる電位ムラを解消することができる。従って、本実施例によれば、画像形成装置の内部に温度ムラがある場合においても、画像濃度ムラが抑制された良好な画像を得ることが可能になる。

又、本実施例は、感光ドラム１の内部に温度調整を行なうためのヒーターなどが設けられていない画像形成装置で特に有効である。即ち、本実施例によれば、感光ドラム１の温度を一定に保つためのヒーター等の温度制御装置を省く又は簡略化することが可能である。

尚、本実施例では、装置本体Ａの内部での温度分布は感光ドラム１の長手方向で一様であるものとして扱い、第１、第２の温度センサ１２Ａ、１２Ｂの測定値を補間して、電位減衰特性テーブルの温度補正を行う。このようにすることで、感光ドラム１の長手方向の電位減衰特性の分割数よりも少ない温度センサ１２の数により、感光ドラム１の表面に温度ムラが発生した場合においても、電位ムラの影響を解消することが可能となった。

なお、本実施例では、電位減衰特性テーブルを、露光装置３の光走査方向についての主走査方向（感光体長手方向）及び副走査方向（感光体回転方向）に区画していた。しかし、電位減衰特性テーブルを主走査方向だけに区画をもつようにしてもよい。このようにすることで、少なくとも感光体長手方向の電位減衰特性と長手方向の温度特性に基づいた露光制御を行なうことができる。

実施例３
実施例１、２では、温度による感光ドラム１の感度特性の変化量が、感光ドラム１の長手方向で均一であるとして、露光条件の補正をおこなった。したがって、温度が１度上がった時、感光ドラム１の長手方向の一端側で露光電位が３Ｖ下がる感度特性であれば、感光ドラム１の長手方向の他端でも露光電位が３Ｖ下がる感度特性を備えるものとしている。

しかしながら、温度による感度特性の変化量が長手方向で均一でない場合もある。例えば、温度が１度上がった時、感光ドラム１の長手方向の一端では露光電位が３Ｖ下がる感度特性を備え、感光ドラム１の長手方向の他端では露光電位が２Ｖしか下がらない感度特性を備える場合もある。特に、ａ−Ｓｉ感光体は、製膜状態が長手方向で均一でない場合があり、長手方向で温度による感度特性の変化量が異なることがある。

このような場合に、感光ドラム１の長手方向で均一に温度補正を行なうと、所望の露光電位が得られない可能性がある。

そこで、本実施例では、実施例２のような電位減衰特性テーブルに加え、感光ドラム１の表面を感光ドラム１の長手方向に複数に分割した領域ごとの温度特性を記憶した記憶部としてのメモリチップ３００（図４）を有する。なお、感光ドラム１の長手方向は、典型的には、感光ドラム１の表面の移動方向（回転方向）に交差（略直交）する方向であり、露光装置３の光走査方向についての主走査方向である。また、温度特性とは、典型的には、単位温度当たりの表面電位の変化量である。

領域ごとの温度特性は図１８に示すように、ａ〜ｃの三段階で設定されている。ａの部分では温度が１度上がると露光電位が１Ｖ下がる。ｂの部分では、温度が１度上がると露光電位が２Ｖ下がる。ｃの部分では、温度が１度上がると露光電位は３Ｖ下がる。即ち、ａの領域では温度による電位の変化が小さく、ｃの部分では温度による電位の変化が大きい。

露光装置３による露光時の露光条件は、温度測定装置によって測定された温度と、メモリチップ３００に記憶された各領域ごとの電位減衰特性テーブル及び各領域ごとの温度特性、に応じて変化させられるようになっている。

具体的には、各領域ごとの電位減衰特性テーブルは、測定された温度と、各領域ごとの温度特性に応じて補正され、温度補正済みの電位減衰テーブルを作成して、これに基づいて露光条件を制御する。

温度補正済みの電位減衰特性テーブルは、次のようにして算出することができる。即ち、温度測定装置である温度センサが感光ドラム１の異なる二つ以上の位置の温度を測定し、感光ドラム１の長手方向における温度分布を求める。画像処理回路２００は、メモリチップ３００に記憶された電位減衰特性テーブルの作成時の基準温度（本実施例では４２℃）に対する感光ドラム１の長手方向の各領域位置における温度のずれ（差分温度）を、求められた温度分布から求める。そして、感光ドラム１の長手方向の各領域の位置における上記差分温度と感光ドラム１の表面電位の温度特性とを掛け合わせることで、メモリチップ３００に記憶された電位減衰テーブルが示す各領域の現像位置での表面電位値を補正する。なお、本実施例では、実施例２と異なり、各領域ごとに感光ドラム１の表面電位の温度特性が異なるため、各領域ごとに温度による補正量が異なる。

このようにして、温度補正済みの電位減衰特性テーブルを算出し、これに基づいて露光条件を制御する。

なお、電位減衰特性テーブルの算出以外の具体的な構成は、実施例２と同様であるので説明を割愛する。

実施例４
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例２のものと同じである。従って、実施例２のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明を省略する。

本実施例では、図１４に示すように、感光ドラム１の電位減衰特性テーブルは、感光ドラム１に設けられた記憶部としての非接触型メモリであるタグメモリ３０１に記憶させる。

一方、本実施例では、図１５に示すように、例えば感光ドラム１を装置本体Ａに装着する際の先端側である装置本体Ａの内部の奥側に、読み取り手段としてのアンテナ基板１８が配置されている。このアンテナ基板１８は、感光ドラム１のタグメモリ３０１と無線通信可能となっている。

又、図１４に示すように、本実施例では、感光ドラム１の表面の近傍の温度を測定する温度測定装置としての温度センサ１２を、装置本体Ａの奥側（第１の温度センサ１２Ｒ）、中央（第２の温度センサ１２Ｃ）、手前側（第３の温度センサ１２Ｆ）の３カ所に配置した。

より具体的には、本実施例では、第１、第２、第３の温度センサ１２Ｒ、１２Ｃ、１２Ｆとしては、実施例１と同じのものを用いた。又、感光ドラム１の長手方向の長さが３８０ｍｍであるのに対して、第１、第２、第３の温度センサ１２Ｒ、１２Ｃ、１２Ｆは次のような位置に配置した。即ち、第１の温度センサ１２Ｒは感光ドラムの奥側端部から２０ｍｍの位置、第２の温度センサ１２Ｃは感光ドラムの中央の位置、第３の温度センサ１２Ｆは感光ドラムの手前側端部から２０ｍｍの位置に配置した。又、第１、第２、第３の温度センサ１２Ｒ、１２Ｃ、１２Ｆは、感光ドラム１から５ｍｍだけ離れた位置に配置した。

本実施例では、装置本体Ａの内部の温度分布は、次のようにして算出した。即ち、第１、第２、第３の温度センサ１２Ｒ、１２Ｃ、１２Ｆの３つの測定値より、各センサ位置をスプライン補間することにより、感光ドラム１の表面の近傍の長手方向の温度分布とした。

上記スプライン補間の他、最小二乗法、ラグランジュ補間、エルミート補間等の数値解析で一般的に用いられる補間方法により、装置本体Ａの内部の温度分布を求めることも可能である。これらの各補間方法自体は斯界にて周知であり、又本発明においては利用可能なものを任意に選択して適用することができる。

上述のようにして得られた温度分布を用いて、実施例２と同様な処理を行い、感光ドラム１の温度特性により補正済みの電位減衰特性テーブルを算出する。

そして、得られた新たな電位減衰特性テーブルを用いて、実施例１にて説明したのと同様にして露光補正処理を行い、画像出力を行う。

本実施例に従う処理を行うことによって、装置本体Ａの内部の温度分布をより正確に求めることが可能となり、感光ドラム１の表面の近傍の温度分布が長手方向で一様でない場合でも画像濃度ムラの補正を行うことが可能である。

本実施例では、第１、第２、第３の温度センサ１２Ｒ、１２Ｃ、１２Ｆの測定値をスプライン補間して、電位減衰特性テーブルの温度補正を行う。このようにすることで、感光ドラム１の長手方向の電位減衰特性の分割数よりも少ない温度センサ１２の数により、感光ドラム１の表面に温度ムラが発生した場合においても、電位ムラの影響を解消することが可能となった。

又、上記各実施例と同様に、本実施例は、感光ドラム１の内部に温度調整を行なうためのヒーターが設けられていない画像形成装置で特に有効である。

尚、上記各本実施例では、特に本発明の効果の大きい、ａ−Ｓｉ感光体を像担持体として使用した場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ａ−Ｓｉ感光体以外の他の像担持体、例えばＯＰＣ感光体を使用する場合にも適用することができる。

又、上記各実施例では、電位減衰特性テーブルを記憶する記憶部は像担持体と一体的に構成され、典型的には装置本体に対して着脱可能とされるものとして説明した。これにより、消耗部品として交換される各像担持体に即した電位減衰特性テーブルに基づく制御を行い易いため非常に有効である。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、像担持体を除く装置本体側に該記憶部を装着するようにしてもよい。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す断面図である。 感光体の層構成を説明するための模式的断面図である。 感光ドラムの一例の近傍の概略斜視図である。 （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のピンとが接続されている状態を示す縦断面図である。（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。 感光体の露光条件と電位との関係（ＥＶカーブ）を示すグラフ図である。 画像出力の流れを示すフローチャート図である。 露光後の感光ドラム表面の電位の分布の一例を示すグラフ図である。 感光ドラムの表面の複数の領域の露光後電位を示す模式図である。 画像処理の一例を説明するためのブッロク図である。 露光条件の補正処理のブロック図である。 実施例２における電位減衰特性テーブルの補正の流れを示すフローチャート図である。 露光後の感光ドラム表面の電位の分布の一例を示すグラフ図である。 感光ドラムの表面の複数の領域の露光後電位を示す模式図である。 感光ドラムの他の一例の近傍の概略斜視図である。 タグメモリを配置した感光ドラムと、画像形成装置側に配置されたアンテナ基板を示す断面図である。 感光ドラム表面近傍の温度分布の一例を示すグラフ図である。 実施例１における、電位減衰特性テーブルの補正の流れを示すフローチャート図である。 実施例３における、感光ドラムの表面の複数の領域の温度特性を示す模式図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
８ 定着装置
１２ 温度センサ
１００ 画像形成装置
２００ 画像処理回路
３００ メモリチップ
３０１ タグメモリ

Claims (7)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
   帯電の後の前記感光体の表面を露光して静電像を形成する露光装置と、
   前記静電像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記感光体の長手方向の少なくとも２つの異なる位置の温度を測定する温度測定装置と、
   画像情報に応じて前記露光装置による露光条件を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記温度測定装置の測定結果に基づいて、前記露光装置の露光条件を前記感光体の長手方向で変化させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体の長手方向に複数に分割した領域ごとの表面電位の温度特性に関する情報を記憶した記憶部を備え、前記制御装置は、前記温度測定装置の測定結果と、領域ごとの表面電位の温度特性に関する前記情報とに応じて、前記露光装置の露光条件を前記感光体の長手方向で変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体の長手方向に複数に分割した領域ごとの前記感光体の電位減衰特性を示す電位減衰特性に関する情報を記憶した記憶部を備え、前記制御装置は、前記温度測定装置の測定結果と、前記電位減衰特性に関する情報とに基づいて前記露光装置の露光条件を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体の長手方向及び該長手方向に交差する方向に複数に分割した領域ごとの前記感光体の電位減衰特性を示す電位減衰特性に関する情報を記憶した記憶部を備え、前記制御装置は、前記温度測定装置の測定結果と、前記電位減衰特性に関する情報とに基づいて前記露光装置の露光条件を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体の基準位置を検知する基準位置検知部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記感光体は、シリコン原子を母体とする、水素原子とハロゲン原子とのうちの少なくとも一方を含有する非単結晶材料を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記感光体の温度を調整するための温度制御装置を持たないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

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