JP6921498B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、部材を介し像担持体に流れる電流を検知することで像担持体の電位を検知する機能を備えた画像形成装置に関する。

画像のコントラストは、レーザ照射後の感光ドラム表面の電位（以下、感光ドラム電位という）（ＶＬ）と現像電圧（Ｖｄｃ）との電位差で決定される。しかしながら、画像のコントラストは環境（温度、湿度）や感光ドラムの膜厚により変動するため、補正を行う必要がある。そのため従来の制御では、実際の感光ドラム電位を検出し、精度よく補正を行うシステムとして、例えば特許文献１や特許文献２のような構成が提案されている。

特開２０１５−０９４８５８号公報 特開２０１５−１３５４６９号公報

しかしながら、感光ドラム電位の検知システムに対しては、高精度な検知とシーケンス時間の改善が望まれていた。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する第１の印加手段と、光源を有し、前記光源から前記像担持体に光ビームを照射し静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像することにより前記像担持体に画像を形成する現像手段と、前記像担持体に形成された画像を記録材に転写するための転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記第１の印加手段によって前記帯電手段に印加する電圧を決定するための第１の制御を実行し、前記第１の制御を実行した後、前記露光手段の前記光源から照射される光ビームの光量を決定するための第２の制御を実行するように前記画像形成装置を制御する制御手段を備え、前記第１の制御とは、前記帯電手段により前記像担持体を帯電させた状態で、前記転写手段に正極性の電圧を印加することにより第１の放電開始電圧を求め、かつ、前記転写手段に負極性の電圧を印加することにより第２の放電開始電圧を求め、前記第１の放電開始電圧と前記第２の放電開始電圧を用いて前記像担持体の表面電位を決定し、決定した表面電位に基づき前記帯電手段に印加する電圧を決定する制御であり、前記第２の制御とは、前記第１の制御で決定した電圧を前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電し、更に、前記露光手段により前記像担持体を露光した状態で、前記転写手段に正極性の電圧を印加することにより第３の放電開始電圧を求め、かつ、前記転写手段に負極性の電圧を印加することにより第４の放電開始電圧を求め、前記第３の放電開始電圧と前記第４の放電開始電圧を用いて前記像担持体の表面電位を決定し、決定した表面電位に基づき前記光量を決定する制御であることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

実施例１、２の画像形成装置の概略図 実施例１、２の画像形成装置の要部を示す図、レーザ駆動回路の概略構成図 実施例１、２の転写電圧印加回路の概略構成図 実施例１、２の放電開始電圧近傍における印加電圧と電流値の特性を示すグラフ、感光ドラムへの印加電圧と電流値の特性を示すグラフ 実施例１の感光ドラムの表面電位の算出を説明するタイミングチャート 実施例１の感光ドラムの表面電位を算出する処理を示すフローチャート 実施例２のプリント枚数と感光ドラムの表面電位の特性を示すグラフ 実施例２の感光ドラムの表面電位を算出する処理を示すフローチャート

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［画像形成装置］
図１は実施例１の画像形成装置の概略を示す図である。電子写真方式のレーザビームプリンタである画像形成装置１００は、被転写体である用紙Ｐをセットする給紙カセット１０１、用紙Ｐをピックアップするピックアップローラ１０２、用紙Ｐを給紙搬送する給紙ローラ１０３を備えている。画像形成装置１００は、用紙Ｐにトナーを定着する定着手段である定着器１０４、用紙Ｐを排出する排出ローラ１０５、帯電や露光等を行う画像形成部１０６を備えている。

給紙カセット１０１に載置された用紙Ｐは、ピックアップローラ１０２によりピックアップされ、給紙ローラ１０３及び駆動部（不図示）によって給紙搬送される。画像形成部１０６により用紙Ｐにトナー像が転写され、定着器１０４により用紙Ｐ上の未定着のトナーが定着される。その後、定着後のトナー像を担持した用紙Ｐは、排出ローラ１０５により画像形成装置１００の機外に排出される。これらの動作は画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する制御手段である制御部２０８により制御される。

図２（ａ）に画像形成部１０６の詳細を示す。画像形成部１０６は、像担時体である感光ドラム２０１、帯電手段である帯電ローラ２０２、転写手段である転写ローラ２０４、現像手段である現像スリーブ２０３を有している。画像形成部１０６は、第１の印加手段である帯電電圧印加回路２０５、現像電圧印加回路２１０、第２の印加手段である転写電圧印加回路２０６、レーザ光源２０７を有している。露光手段である露光部４００は、レーザ光源２０７を有し、感光ドラム２０１上に静電潜像を形成する。帯電ローラ２０２又は転写ローラ２０４は、感光ドラム２０１と電位差を形成する部材である。

感光ドラム２０１は、帯電ローラ２０２による帯電や、レーザ光源（光源）２０７から出射されたレーザ光（光ビーム）による露光等のいわゆる画像形成プロセスが施される。画像形成プロセスは、ＣＰＵやＡＳＩＣ等の、画像形成装置１００を制御する制御部２０８により制御される。制御部２０８は、画像形成装置１００を制御する各種のプログラムや設定値等を格納したＲＯＭ２０８１と、各種のプログラムを実行しているときに情報を一時的に格納するＲＡＭ２０８２と、を有する。

［露光部］
図２（ｂ）にレーザ光源２０７の露光量を制御する露光部４００の概略図を示す。レーザ光源２０７は、レーザダイオード４０５とフォトダイオード（以下、ＰＤとする）４０６とを有している。レーザドライバ４０４は、レーザダイオード４０５の発光量をＰＤ４０６でモニタしながら、レーザ光源２０７の光量を一定にするよう制御している。制御回路部４０１は、レーザドライバ４０４に対して、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）で変調される光量可変信号４０３を出力することができる。制御回路部４０１は、光量可変信号４０３に応じて光量を変化させることができる。この構成においては、感光ドラム２０１に照射されるレーザ光の光量を変化させることができる。レーザ光源２０７よりレーザ光を照射した後の感光ドラム２０１の表面電位は、転写電圧印加回路２０６を用いて検出される。検出した感光ドラム２０１の表面電位が所定の値と異なっていた場合には、レーザ光源２０７の光量を変化させて、感光ドラム２０１の表面電位を補正することができる。なお、制御回路部４０１は、画像形成時には画像データに応じたＶＤＯ信号４０２をレーザドライバ４０４に出力する。

［転写電圧印加回路］
図３に実施例１の転写電圧印加回路２０６の概略構成を示す。検知手段である電流検知回路３０１は、フィードバック回路（以下、ＦＢ回路とする）３０３に流れる電流Ｉ２と負荷３０４に流れる電流Ｉ３を加算した電流Ｉ１を検知する回路である。高電圧電源３０２は、正極性の電圧である転写正電圧、負極性の電圧である転写負電圧を生成する電源である。ＦＢ回路３０３は、転写電圧印加回路２０６からの出力電圧が定められた電圧値になるように設けられた回路である。負荷３０４は、転写ローラ２０４から感光ドラム２０１のアースに至るまでの経路の負荷を合計したものである。電流Ｉ１は、以下の式（１）により表される。
Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉ３…（１）

転写ローラ２０４に直流電圧である転写電圧を印加する高電圧電源３０２は定電圧電源を有し、その転写電圧は正極性又は負極性に極性を変化させることができる定電圧電源によって生成される。電流検知回路３０１は、定電圧電源の出力時に転写ローラ２０４を介して感光ドラム２０１に流れる電流値を検知する。

制御部２０８は、画像形成前や紙間、画像形成後等の画像形成を行っていない期間（以下、非画像領域という）おいて、次の動作を行う。制御部２０８は、高電圧電源３０２により転写ローラ２０４に対して定電圧電源の異なる直流電圧を各々印加し、電流検知回路３０１より異なる直流電圧が印加された際の各々の電流Ｉ１を検知する。制御部２０８は、電流検知回路３０１によって検知された各々の電流Ｉ１に基づいて、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間で放電が開始される電圧（以下、放電開始電圧という）を判断する。制御部２０８は、判断した放電開始電圧に基づいて感光ドラム２０１の表面電位を算出する。

実施例１では、帯電電圧をプリント時の電圧設定（例えば−４００［Ｖ］）として感光ドラム２０１を帯電させる。その状態で、転写電圧印加回路２０６より転写ローラ２０４に正極性及び負極性の転写電圧を印加する。電流検知回路３０１は、感光ドラム２０１上（像担持体上）の帯電している面が転写ローラ２０４に到達した段階で、電流値を検知する。ここで転写ローラ２０４に正極性の転写電圧、負極性の転写電圧を夫々変化させて印加し、複数の電流値を検知する動作を行う。制御部２０８は、電流検知回路３０１により検知された各々の電流値に基づいて、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間における放電開始電圧を判断し、判断結果を用いて感光ドラム２０１上の表面電位Ａを算出する。感光ドラム２０１の表面電位（以下、感光ドラム電位ともいう）Ａは、帯電ローラ２０２による帯電後の感光ドラム電位ＶＤである。帯電電圧印加回路２０５により帯電電圧を印加された帯電ローラ２０２により感光ドラム２０１を帯電させた状態で感光ドラム２０１の表面電位を求める制御を第１の制御とする。

その後、同様に所定の電圧設定として感光ドラム２０１を帯電させる。その状態で、レーザ光源２０７による露光を行う。所定の電圧設定の値は、算出された感光ドラム２０１上の表面電位Ａの結果と、予め制御部２０８のＲＯＭ２０８１に記憶されている値とを比較し、決定される値である。制御部２０８は、感光ドラム２０１の表面電位が得たい表面電位となるように帯電電圧の設定値を変更する。

その状態で転写電圧印加回路２０６より転写ローラ２０４に正極性及び負極性の転写電圧を印加する。電流検知回路３０１は、感光ドラム２０１上の帯電している面が転写ローラ２０４に到達した段階で、複数の電流値を検知する。制御部２０８は、電流検知回路３０１により検知された各々の電流値に基づいて、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間における放電開始電圧を判断し、判断結果を用いて感光ドラム２０１上の表面電位Ｂを算出する。感光ドラム２０１の表面電位Ｂは、レーザ光源２０７による露光後の感光ドラム電位ＶＬである。帯電電圧印加回路２０５により帯電電圧を印加された帯電ローラ２０２により感光ドラム２０１を帯電させて露光部４００により感光ドラム２０１を露光した状態で感光ドラム２０１の表面電位を求める制御を第２の制御とする。

制御部２０８は、感光ドラム２０１の表面電位Ａの結果に基づき帯電電圧の設定値を変更し、感光ドラム２０１の表面電位Ｂの結果に基づきレーザ光源２０７の光量の設定値を変更する。これらの制御を行うことで、プリント時の画像形成に作用するパラメータが適切となり、画像品質の向上をはかることができる。すなわち、感光ドラム２０１の表面電位Ａの結果に基づき設定された帯電電圧と、感光ドラム２０１の表面電位Ｂの結果に基づき設定されたレーザ光源２０７の光量とは、画像形成時の設定値である。ここでは、感光ドラム２０１の表面電位Ｂの結果に基づきレーザ光源２０７の光量の設定値を変更している。しかし、例えば、感光ドラム２０１の表面電位Ｂの結果に基づき現像電圧印加回路２１０の設定値を変更することでも同様の効果が得られるため、上述した構成に限定されるものではない。

［感光ドラムの表面電位の算出方法］
以下に、感光ドラムの表面電位の算出方法についてより詳細に説明する。まず、放電開始電圧の判断及び感光ドラム２０１の表面電位の算出方法を説明する。図４（ａ）に放電開始電圧近傍における印加電圧と電流値の関係を示す。図４（ａ）は、横軸に印加電圧［Ｖ］、縦軸に電流値［μＡ］を示す。図４（ａ）に示すように、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間で放電が開始されるまでは、転写ローラ２０４により感光ドラム２０１に印加された印加電圧に応じた電流が流れる。放電が開始されるまでに流れる電流を直線（１）で示す。

しかし、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間で放電が開始されると、急激に電流が流れるようになり、曲線（２）に示すように、印加電圧に対する電流値のグラフは変極点を持った曲線となる。このことから、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる電流（以下、放電電流ともいう）は、曲線（２）から直線（１）を引いた値であるΔ値により算出することができる。制御部２０８は、Δ値が所定の電流値（例えば３［μＡ］又は−３［μＡ］）になった時点を放電が開始した電圧と判断する。

また、感光ドラム２０１の放電特性として、環境や感光ドラム２０１の膜厚の違いにより、放電に必要となる電位差は異なる。ただし、転写ローラ２０４の表面性が感光ドラム２０１と同等であれば、図４（ｂ）に示すように、感光ドラム２０１の表面電位に対して、放電が開始されるために必要な電位差は正負対称になる。この特性は放電現象として一般的に知られている現象である。転写ローラ２０４と感光ドラム２０１との関係を、平面と平面とのギャップ間の関係と同等であると見なした場合、平面と平面とのギャップ間の放電特性と同等となり、感光ドラム２０１の表面電位は、後述する式（２）により求められる。

図４（ｂ）は図４（ａ）と同様のグラフであり、横軸及び縦軸は図４（ａ）と同じである。図４（ｂ）に示すように、感光ドラム２０１の表面電位（図中○印部分）を基点として、印加電圧が高くなっていく方の側（以下、正側とする）の放電開始電圧をＶＬｈ、印加電圧が低くなっていく方の側（以下、負側とする）の放電開始電圧をＶＬｌとする。感光ドラム２０１の表面電位は、ＶＬｈとＶＬｌとの和の１／２により求めることができ、以下の式（２）で表される。
感光ドラム２０１の表面電位＝（ＶＬｈ＋ＶＬｌ）／２…（２）

次に、感光ドラム２０１の表面電位の算出順序及び算出タイミングについて説明する。上述のように実施例１では、感光ドラム２０１の表面電位を求める際、制御部２０８は、表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で制御を行う。この理由としては、レーザ光源２０７による露光後の感光ドラム電位である表面電位Ｂが、帯電ローラ２０２による帯電後の感光ドラム電位である表面電位Ａにより変化するためである。表面電位Ｂは、表面電位Ａがレーザ光源２０７から出射されたレーザ光により露光された感光ドラム２０１の表面電位である。そのため、表面電位Ａが帯電電圧の設定値を変更することで変化した場合、表面電位Ａの変化に伴い、表面電位Ｂも変化する。

図５を用いて具体的に説明する。図５（ａ）は表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で制御された場合、図５（ｂ）は表面電位Ｂ、表面電位Ａの順序で制御された場合のタイミングチャートである。

（表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で制御された場合）
まず、図５（ａ）の表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で制御された場合から説明する。図５（ａ）は、横軸に時間［ｔ］、縦軸に感光ドラム電位［Ｖ］を示すグラフである。区間〔１〕は、感光ドラム２０１が表面電位Ａ（図では−４００［Ｖ］）となるように帯電された状態を示している。表面電位Ａは、上述した制御により算出される。ここで、実際に得たい感光ドラム２０１の表面電位を−３５０［Ｖ］とする。この場合、区間〔１〕で得られた感光ドラム２０１の表面電位Ａは−４００［Ｖ］であるため、５０（＝−３５０−（−４００））［Ｖ］の誤差（以下、Δ５０［Ｖ］とする）がある。そこで、制御部２０８は、区間〔２〕において、帯電電圧の設定値を変更し、再度、感光ドラム２０１の表面電位を調整する。区間〔２〕では、感光ドラム２０１の表面電位Ａが実際に得たい表面電位となっている。このため、制御部２０８は、感光ドラム２０１の表面電位Ａの制御から感光ドラム２０１の表面電位Ｂの制御に移行する。

区間〔３〕において、制御部２０８は、変更後の帯電電圧の設定値（例えば、感光ドラム２０１の表面電位が−３５０［Ｖ］となったときの帯電電圧）により感光ドラム２０１を帯電し、レーザ光源２０７による露光を行う。制御部２０８は、上述した制御により、表面電位Ｂ（図では−１５０［Ｖ］）を算出する。ここで、実際に得たい、レーザ光源２０７による露光後の感光ドラム２０１の表面電位を−１８０［Ｖ］とする。この場合、区間〔３〕で得られた感光ドラム２０１の表面電位Ｂは−１５０［Ｖ］であるため、Δ３０［Ｖ］の誤差（変化量）がある。そこで、区間〔４〕では、制御部２０８は、レーザ光源２０７の光量設定を変更し表面電位Ｂを調整する。その後のプリント時において、制御部２０８は、変更後の帯電電圧の設定値及び光量の設定値を使用することにより画像品質を向上することができる。

このように、制御部２０８は、第１の制御を行って感光ドラム２０１の表面電位が第１の電位（例えば、−３５０［Ｖ］）となるように帯電電圧印加回路２０５により帯電ローラ２０２に印加する第１の電圧を決定する。その後、制御部２０８は、帯電電圧印加回路２０５により第１の電圧を帯電ローラ２０２に印加して感光ドラム２０１を帯電させた状態で第２の制御を行う。制御部２０８は、第２の制御を行って、感光ドラム２０１の表面電位が第２の電位（例えば、−１８０［Ｖ］）となるようにレーザ光源２０７の光量を決定する。

（表面電位Ｂ、表面電位Ａの順序で制御された場合）
次に、図５（ｂ）の表面電位Ｂ、表面電位Ａの順序で制御された場合を説明する。図５（ｂ）は、横軸に時間［ｔ］、縦軸に感光ドラム電位［Ｖ］を示すグラフである。区間〔１〕では、感光ドラム２０１を帯電、露光し表面電位Ｂ（図では−１５０［Ｖ］）に感光ドラム２０１が帯電された状態を示している。制御部２０８は、上述の制御により表面電位Ｂを算出する。ここで、実際に得たい、レーザ光源２０７による露光後の感光ドラム２０１の表面電位を−１８０［Ｖ］とする。この場合、区間〔１〕で得られた感光ドラム２０１の表面電位Ｂは−１５０［Ｖ］であるため、Δ３０［Ｖ］の誤差がある。そこで、区間〔２〕では、制御部２０８は、レーザ光源２０７の光量設定を変更し表面電位Ｂを調整する。

続いて、区間〔３〕では、感光ドラム２０１を帯電させ、表面電位Ａ（図では−４００［Ｖ］）を算出する。ここで、実際に得たい帯電後の感光ドラム２０１の表面電位を−３５０［Ｖ］とする。この場合、区間〔３〕で得られた感光ドラム２０１の表面電位Ａは−４００［Ｖ］であるため、Δ５０［Ｖ］の誤差がある。そこで、区間〔４〕では、制御部２０８は、帯電電圧の設定を変更し、表面電位Ａを調整する。

その後のプリント時において、変更後の帯電電圧の設定値及び光量の設定を使用すると、画像濃度が濃い又は薄いといった画像不良が生じるおそれがある。例えば、図５（ｂ）の例では、画像濃度が得たい濃度よりも濃くなる。これは、図２（ａ）からもわかる通り、画像形成プロセスは帯電、露光の順番に行われることに起因している。帯電を行う帯電電圧の設定を変更すると、露光した際の感光ドラム２０１の表面電位も変化する。このため、画像品質を適切にするためには、図５（ｂ）のように表面電位Ｂ（光量調整）、表面電位Ａ（帯電電圧調整）の順序で制御された場合、区間〔５〕での表面電位Ｂの算出及び区間〔６〕での表面電位Ａの調整を、再度行う必要がある。したがって、図５（ｂ）の制御は図５（ａ）の制御よりも時間を要することとなる。

このため、制御の順序としては、図５（ａ）の表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で制御されることが望ましい。このように表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で感光ドラム２０１の表面電位を算出し、帯電電圧の設定値及び光量の設定値を変更することにより、シーケンス時間の改善が可能となる。

［表面電位Ａ及び表面電位Ｂの算出タイミング］
表面電位Ａ及び表面電位Ｂの算出タイミングについて説明する。感光ドラム２０１の表面電位の算出は、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる電流を電流検知回路３０１により検知した結果に基づいて行われる関係上、感光ドラム２０１の表面状態の影響を受ける。例えば、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に、前回のプリント時のトナーが残っていた場合、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる電流値が変わってしまい、電流値を精度良く検知することができないおそれがある。そのため、感光ドラム２０１の表面電位の算出は、感光ドラム２０１上のトナーを清掃したクリーニングシーケンス後、又はカートリッジを交換したとき等のタイミングで行うことが望ましい。

感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる電流値が変化する要素として、トナーを例に説明しているが、例えば記録紙の紙粉によっても同様の影響を受ける。このため、感光ドラム２０１の表面状態に影響を及ぼす要因については、本構成に限定されるものではない。このように、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる電流値が外乱の影響を受けないタイミングで、感光ドラム２０１の表面電位の算出を行うことにより、感光ドラム２０１の表面電位の検知精度を向上できる。

［感光ドラムの表面電位の検知処理］
制御部２０８は、以上説明した動作を図６に示すフローチャートに従って制御する。図６のフローチャートを説明する。制御部２０８は、画像形成装置１００の電源がオンされた後、又はプリント指示を受信した後、ステップ（以下、Ｓという）３００以降の処理を実行する。Ｓ３００で制御部２０８は、プリント前に各種の調整（以下、キャリブレーションという）等を行うために感光ドラム２０１の回転を開始する。ここで、画像形成装置１００が画像形成を行っていない期間を非画像領域という。制御部２０８は、感光ドラム２０１の回転を開始してからプリントを開始するまでの非画像領域において、上述した帯電電圧の調整とレーザ光の光量の調整を行う。Ｓ３０１で制御部２０８は、帯電電圧印加回路２０５により帯電ローラ２０２に帯電電圧を印加し（帯電電圧オン）、帯電ローラ２０２より感光ドラム２０１の表面を所定の電位に帯電させる。

Ｓ３０２で制御部２０８は、放電開始電圧ＶＬｈ及び放電開始電圧ＶＬｌを測定する。制御部２０８は、転写電圧印加回路２０６により転写ローラ２０４に転写電圧を印加する。制御部２０８は、感光ドラム２０１の表面電位より正側の転写電圧を転写ローラ２０４に印加していき、電流検知回路３０１により検知した電流が所定の電流値になった際に印加していた電圧を正側の放電開始電圧ＶＬｈとして測定する。制御部２０８は、感光ドラム２０１の表面電位より負側の転写電圧を転写ローラ２０４に印加していき、電流検知回路３０１により検知した電流が所定の電流値になった際に印加していた電圧を負側の放電開始電圧ＶＬｌとして測定する。Ｓ３０３で制御部２０８は、ＲＡＭ２０８２に記憶した情報を参照することにより、表面電位Ａを算出済みであるか否かを判断する。Ｓ３０３で制御部２０８は、表面電位Ａを算出済みではないと判断した場合、処理をＳ３０４に進め、表面電位Ａを算出済みであると判断した場合、処理をＳ３０８に進める。

Ｓ３０４で制御部２０８は、Ｓ３０２で測定した放電開始電圧ＶＬｈ、ＶＬｌを用いて式（２）により感光ドラム２０１の表面電位Ａを算出する。Ｓ３０５で制御部２０８は、ＲＯＭ２０８１に予め記憶された値とＳ３０４で算出した表面電位Ａとを比較し、両方の値に差異があるか否かを判断する。ＲＯＭ２０８１に予め記憶された値は、画像形成時に所定の帯電電圧が印加されたときに得たい感光ドラム２０１の表面電位である。Ｓ３０５で制御部２０８は、両方の値に差異があると判断した場合、処理をＳ３０６に進め、両方の値に差異がないと判断した場合、処理をＳ３０７に進める。Ｓ３０６で制御部２０８は、帯電電圧印加回路２０５により帯電ローラ２０２に印加される帯電電圧の設定値を変更し、処理をＳ３０７に進める。なお、帯電電圧の設定値をどの程度変更すれば、得たい感光ドラム２０１の表面電位となるかは、予め実験等で求められているものとする。Ｓ３０７で制御部２０８は、表面電位Ａの算出が終了した旨の情報（算出済みの情報）をＲＡＭ２０８２に記憶し、表面電位Ｂを求めるためにレーザ光源２０７からレーザ光を出射させて感光ドラム２０１を露光し、処理をＳ３０２に戻す。

Ｓ３０８で制御部２０８は、Ｓ３０２で測定した放電開始電圧ＶＬｈ、ＶＬｌを用いて式（２）により感光ドラム２０１の表面電位Ｂを算出する。Ｓ３０９で制御部２０８は、ＲＯＭ２０８１に予め記憶された値とＳ３０８で算出した表面電位Ｂとを比較し、両方の値に差異があるか否かを判断する。ＲＯＭ２０８１に予め記憶された値は、画像形成時に所定の光量のレーザ光が照射されたときに得たい感光ドラム２０１の表面電位である。Ｓ３０９で制御部２０８は、両方の値に差異があると判断した場合、処理をＳ３１０に進め、両方の値に差異がないと判断した場合、処理をＳ３１１に進める。Ｓ３１０で制御部２０８は、レーザドライバ４０４によりレーザ光源２０７の光量の設定値を変更し、処理をＳ３１１に進める。なお、レーザ光源２０７の光量の設定値をどの程度変更すれば、得たい感光ドラム２０１の表面電位となるかは、予め実験等で求められているものとする。Ｓ３１１で制御部２０８は、表面電位Ａ及び表面電位Ｂの算出が終了し、画像形成動作を開始できる状態となったため、プリントを開始し、表面電位Ａ及び表面電位Ｂを算出する処理を終了する。このように、制御部２０８は、表面電位Ａ、表面電位Ｂの順序で感光ドラム２０１の表面電位を算出し、帯電電圧の設定値及びレーザ光源２０７の光量の設定値を変更することによりシーケンスの実行時間の改善を可能とする。

以上、実施例１によれば、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

実施例２の画像形成装置、転写電圧印加回路及露光部等の構成は実施例１と同じであり、同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図７は、横軸にプリント枚数［ｋ枚（１０^３枚）］、縦軸に感光ドラムの表面電位［Ｖ］を示す図である。図７では、一定の帯電電圧、例えば−１２００［Ｖ］にした状態で、プリント枚数が変化したときの感光ドラム２０１の表面電位を示している。ここで、画像形成部１０６は、例えば画像形成装置１００本体に着脱可能なカートリッジであり、新品のカートリッジが画像形成装置１００に装着されてからのトータルのプリント枚数を記憶する記憶手段であるタグを有している。制御部２０８は、タグからプリント枚数を読み出し、読み出したプリント枚数にカウンタによりカウントした枚数を加算してトータルのプリント枚数を管理している。図７に示すプリント枚数と感光ドラム２０１の表面電位との関係をプリント枚数−感光ドラム２０１の電位特性という。実施例２では、プリント枚数−感光ドラム２０１の電位特性により表面電位Ａの算出の有無を判断することにより、シーケンスの実行時間の更なる改善を行っている点が実施例１と異なる。

一般的に一定の帯電電圧（例えば−１２００［Ｖ］）を感光ドラム２０１に印加した状態では、プリント枚数に応じて感光ドラム２０１の表面電位Ａが変化する。例えば、プリント枚数が増加するに従い、感光ドラム２０１の表面電位は高くなっていく。これは、プリントが繰り返されることにより画像形成プロセスにおける帯電、露光によって感光ドラム２０１の帯電特性が変化するからである。このため、実施例１に示すような制御を所定のプリント枚数ごと（例えば１０００枚ごと）（以下、プリント枚数間隔という）に行う必要がある。しかし、所定のプリント枚数間隔で表面電位Ａの算出を行うとダウンタイムが増加してしまう。また、表面電位Ａの算出を行うプリント枚数間隔を、例えば１０００枚から１００００枚に増加させると、画像品質を適切に補正できない可能性がある。そのため、実施例２では、画像品質を低下させることなく、シーケンスの実行時間を改善できる構成を提案する。なお、実施例１において、プリント枚数−感光ドラム２０１の電位特性により表面電位Ａ算出の有無を判断する制御を行っていないのは、画像品質を優先させているためである。

［プリント枚数−感光ドラムの電位特性］
図７のプリント枚数−感光ドラム２０１の電位特性について説明する。上述の通りプリントが繰り返されることにより、画像形成プロセスの帯電、露光により感光ドラム２０１の帯電特性が変化する。しかし、図７に示す通り、プリント枚数−感光ドラム２０１の電位特性の変化は、緩やかな１次直線となる。そのため、感光ドラム２０１の表面電位Ａの算出を行うプリント枚数間隔を増加（例えば５０００枚）させ、その間の感光ドラム２０１の表面電位Ａの変化を推測して補正することにより、画像品質を低下させることなく、シーケンスの実行時間を改善できる。

表面電位Ａの変化を推測するための帯電電圧の補正量（補正値）は、予め実験等で求められた量であり、予め制御部２０８のＲＯＭ２０８１に記憶されている。例えば、ＲＯＭ２０８１には、プリント枚数と感光ドラム２０１の表面電位と補正量とを対応させた情報（例えば、テーブル）が記憶されている。

［感光ドラムの表面電位の検知処理］
制御部２０８は、以上説明した動作を図８に示すフローチャートに従って制御する。制御部２０８は、画像形成装置１００の電源がオンされた後、又はプリント指示を受信した後に、Ｓ４００以降の処理を開始する。制御部２０８は、プリント前のキャリブレーション等の感光ドラム２０１が回転している非画像領域においてＳ４００以降の処理を実行する。なお、制御部２０８は、カウンタ（不図示）を有し、１枚のプリントが終了するとカウンタに１を加算し、プリント枚数を管理している。また、図８のＳ４００、Ｓ４０１は、図６のＳ３００、Ｓ３０１と同じ処理であり、説明を省略する。Ｓ４０２で制御部２０８は、カウンタを参照することにより、プリント枚数が規定の枚数以下であるか否かを判断する。Ｓ４０２で制御部２０８は、プリント枚数が規定の枚数以下であると判断した場合、処理をＳ４０３に進め、プリント枚数が規定の枚数を超えていると判断した場合、処理をＳ４０８に進める。

Ｓ４０３で制御部２０８は、ＲＯＭ２０８１に記憶されている情報を参照することにより、プリント枚数に応じた補正量を取得し、取得した補正量に応じて帯電電圧の設定値を補正する。制御部２０８は、補正した帯電電圧の設定値で帯電ローラ２０２により感光ドラム２０１を帯電し、レーザ光源２０７により露光する。Ｓ４０４で制御部２０８は、放電開始電圧ＶＬｈ及び放電開始電圧ＶＬｌを測定する。Ｓ４０５で制御部２０８は、Ｓ４０４で測定した放電開始電圧ＶＬｈ、ＶＬｌと式（２）により、感光ドラム２０１の表面電位Ｂを算出する。なお、Ｓ４０６、Ｓ４０７、Ｓ４１４の処理は、図６のＳ３０９〜Ｓ３１１の処理と同様であり、説明を省略する。

制御部２０８は、Ｓ４０２でプリント枚数が規定の枚数を超えていると判断した場合、Ｓ４０８以降の処理で表面電位Ａを算出する。なお、Ｓ４０８〜Ｓ４１３の処理は、図６のＳ３０２〜Ｓ３０７の処理と同様であり、説明を省略する。また、表面電位Ａの算出が終了した場合に（Ｓ４０９ ＹＥＳ）行われる表面電位Ｂの算出処理Ｓ４０５〜Ｓ４０７、Ｓ４１１は、上述したため説明を省略する。

実施例２では、制御部２０８は、プリント枚数に応じて、表面電位Ａを算出して帯電電圧の設定値を変更するか、予め設定された補正量を用いて帯電電圧の設定値を補正するか否かを判断する。制御部２０８は、プリント枚数が規定の枚数に到達するまでの間においては、表面電位Ａの算出は行わず、ＲＯＭ２０８１に予め記憶されている補正量に応じて帯電電圧の設定値を補正することにより表面電位Ａの変化を補正する。これにより、実施例２においても、画像品質を低下させることなく、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

２０１ 感光ドラム
２０２ 帯電ローラ
２０４ 転写ローラ
２０５ 帯電電圧印加回路
２０７ レーザ光源
２０８ 制御部
４００ 露光部

Claims (8)

1. 像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する第１の印加手段と、光源を有し、前記光源から前記像担持体に光ビームを照射し静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像することにより前記像担持体に画像を形成する現像手段と、前記像担持体に形成された画像を記録材に転写するための転写手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記第１の印加手段によって前記帯電手段に印加する電圧を決定するための第１の制御を実行し、前記第１の制御を実行した後、前記露光手段の前記光源から照射される光ビームの光量を決定するための第２の制御を実行するように前記画像形成装置を制御する制御手段を備え、
   前記第１の制御とは、前記帯電手段により前記像担持体を帯電させた状態で、前記転写手段に正極性の電圧を印加することにより第１の放電開始電圧を求め、かつ、前記転写手段に負極性の電圧を印加することにより第２の放電開始電圧を求め、前記第１の放電開始電圧と前記第２の放電開始電圧を用いて前記像担持体の表面電位を決定し、決定した表面電位に基づき前記帯電手段に印加する電圧を決定する制御であり、
   前記第２の制御とは、前記第１の制御で決定した電圧を前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電し、更に、前記露光手段により前記像担持体を露光した状態で、前記転写手段に正極性の電圧を印加することにより第３の放電開始電圧を求め、かつ、前記転写手段に負極性の電圧を印加することにより第４の放電開始電圧を求め、前記第３の放電開始電圧と前記第４の放電開始電圧を用いて前記像担持体の表面電位を決定し、決定した表面電位に基づき前記光量を決定する制御であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、プリント枚数が所定の枚数以下の場合、前記第１の制御を行うことなく、前記プリント枚数に応じて前記帯電手段に印加する電圧を補正し、補正した前記帯電手段に印加する電圧を前記第１の印加手段により前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電させた状態で前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プリント枚数と、前記像担持体の表面電位と前記帯電手段に印加する電圧を補正するための補正値を対応させた情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の印加手段により前記帯電手段に印加される電圧を一定とした状態において、前記像担持体の表面電位は、前記プリント枚数が多くなるほど高くなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記像担持体に対して画像の形成を行わない期間に前記第１の制御と前記第２の制御を実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記転写手段に正極性又は負極性の電圧を印加する第２の印加手段と、
   前記転写手段を介して前記像担持体に流れる電流を検知する検知手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記第２の印加手段により前記転写手段に電圧を印加し、前記検知手段により検知した電流値に基づいて前記第３の放電開始電圧と前記第４の放電開始電圧とを求めることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の制御において決定された前記帯電手段に印加する電圧は、画像形成時に前記第１の印加手段により前記帯電手段に印加される電圧であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の制御において決定された前記光源の光量は、画像形成時に前記光源から前記像担持体に出射される光ビームの光量であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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