(57)【要約】 【課題】感光体の表面電位を電位センサで測定し、そのセンサ値を用いてプロセス制御を行う高速カラー画像形成装置において、センサ位置と現像部位置での電位差を補正して現像部電位を正確に推定し、色再現性に優れた画像形成を行う画像形成装置等の提供。【解決手段】感光体の雰囲気温度を計測する温度センサと露光−現像間に感光体の表面電位を計測する電位センサを有し、電位センサのデータに基づいて帯電手段、露光手段、現像手段の少なくとも１つ以上の調整を行う画像形成装置において、露光−現像間時間が１２０ｍｓｅｃ以下であり、該電位センサを露光−現像間時間の１／２以下の位置に設けてあり、該電位センサからのデータに基づいて現像部電位を推定する際に、温度センサのデータと共に、予め記憶された電位センサ位置電位と現像部位置電位と感光体雰囲気温度の関係に基づいて現像部電位を算出することを特徴とする画像形成装置。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段を有する画像形成装置であって、感光体の雰囲気温度を計測する温度センサと露光−現像間に感光体の表面電位を計測する電位センサを有し、電位センサのデータに基づいて現像部電位を推定し、その推定値に基づき、帯電手段、露光手段、現像手段の少なくとも１つ以上の調整を行う画像形成装置において、露光−現像間時間が１２０ｍｓｅｃ以下であり、該電位センサを露光−現像間時間の１／２以下の位置に設けてあり、該電位センサからのデータに基づいて現像部電位を推定する際に、温度センサのデータと共に、予め記憶手段に記憶された電位センサ位置電位と現像部位置電位と感光体雰囲気温度の関係に基づいて現像部電位を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
予め記憶手段に記憶された電位センサ位置電位と現像部位置電位と感光体雰囲気温度の以下の関係に基づいて現像部電位を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
ＶＤ≧Ｓｓ≧Ｘ    Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂ
Ｘ≧Ｓｓ          Ｓｄ＝f（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）
ここで、
帯電電位の絶対値：ＶＤ（Ｖ）
閾電位の絶対値：Ｘ（Ｖ）
センサ電位の絶対値：Ｓｓ（Ｖ）
現像部電位の絶対値：Ｓｄ（Ｖ）
感光体雰囲気温度：Ｔ（℃）
ｆ（Ｔ）、ｇ（Ｔ）は温度の関数
ａ、ｂは定数
【請求項３】
閾電位Ｘが、帯電電位ＶＤの１／２以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度の関数ｆ（Ｔ）、ｇ（Ｔ）が温度の１次式であ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。
【請求項５】
前記露光手段が、可干渉光による露光であり、多段階の光強度で露光を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段を少なくとも有する画像形成要素を複数配列してなるタンデム型である請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に二次転写する中間転写手段を有し、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体上に一括で二次転写する請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
感光体、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段、トナー像を像担持体に転写する転写手段、及び感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段から選択される少なくとも１つを有してなり、前記感光体が請求項１〜７のいずれかに記載の感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コピー、プリンター、ファクシミリなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置における、電子写真プロセス制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方法としては、カールソンプロセスやその種々の変形プロセスなどが知られており、複写機やプリンターなどに広く使用されている。  近年、電子写真方式の画像形成装置では、カラー化、高画質化、高速化が進んでいる。
カラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
【０００３】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難である欠点があり、後者には、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
【０００４】
複写機等の画像形成装置に対しては高速化に加えて高画質化の要求も高まっており、画像形成プロセスの正確な制御が重要になってきている。画像形成プロセスのなかでも、トナーとキャリアとの摩擦帯電（例えば、乾式２成分現像方式の場合）や、コロナ放電等により感光体の帯電を行うため、環境変動や経時変動の影響を受けて、出力画像濃度が変動しやすい。変動する電子写真の各プロセスの特性を正しく把握して最適値に制御することが必要である。
このようなことから、従来にあっては、感光体の表面電位を測定する電位センサ、感光体上のトナー付着量を光学的に測定する画像濃度センサ、現像ユニット内のトナー濃度を測定するトナー濃度計、温度センサ、湿度センサ等のセンサ類を搭載して、環境条件を検知し、画像濃度が安定するように帯電露光条件やトナー補給量を制御するようにしている。
【０００５】
感光体の表面電位を最適値に制御する装置については、例えば、特許文献１（特公平３−６４８６６号公報）や特許文献２（特公平４−４４２７０号公報）に示されている。これらの公報は、いずれも感光体の目標特性をあらかじめ記憶しておき、感光体の温度等の条件に応じた制御入力値で光学手段を動作させて感光体表面を露光して基準潜像を形成し、形成した潜像の電位を測定して目標電位と比較し制御入力値を補正するようにしている。
また、感光体の表面電位を計測し、現像バイアス、帯電電圧、電流のいずれかを制御する装置は、特許文献３（特開平３−９１７７３号公報）、特許文献４（特公平７−１０４６２８号公報）、特許文献５（特開平７−１９９５７８公報）、特許文献６（特開平１１−１０９６８８公報）、特許文献７（特開２０００−１７２０５４公報）、特許文献８（特開２０００−２８４５９３公報）で開示されている。
【０００６】
更なる画像形成装置の高画質化のために感光体の表面電位を計測制御する手段に加え、感光体のトナー付着量を計測制御（トナー濃度にフィードバツク）する方式を併用する場合もある。
制御用静電潜像パターンの表面電位と予め設定した所定の現像バイアス電圧との差分、即ち現像ポテンシャル電位によつて、制御用トナー像パターンを形成し、該制御用トナー像パターンのトナー付着量の検出値に基づいて、トナー補給量を調整する。この場合、制御用静電潜像パターンの表面電位の変化に対応して、制御用静電潜像の表面電位を検出する電位センサの検出値を、現像バイアス電圧にフィードバックし、制御用静電潜像パターンの現像時の現像ポテンシャルを一定に保持する技術及びに関連する技術が、特許文献９（特公平３−２６８３５号公報）、特許文献１０（特開平８−１２３１１１号公報）、特許文献１１（特開平９−１６０３５６号公報）、特許文献１２（特開平１１−３０５５００号公報）、特許文献１３（特開２００１−３１２１０９公報）、特許文献１４（特開２００３−８４５１３公報）で開示されている。
【０００７】
以上のように、画像形成装置において適正な画像を得るためには、現像位置における感光体ドラムの各露光強度に対する電位関係を一定に保つ必要があり、従来では感光体ドラムの表面電位を検出し、この値が目標値となるように制御することが重要になっている。しかしながら、本来は現像位置における感光体ドラムの電位を測定することが必要であるが、現実には現像位置に電位センサを設けることはは不可能であり、従って従来では、表面電位検知装置を現像位置とは異なる位置に配設し、適正画像が得られる電位関係が現像位置において作り出されるように、予め（電位検知手段位置と現像部位置との）ズレ量を見込んで表面電位検知位置における制御電位を決定して制御を行う場合があった。ところが、表面電位検知位置から現像位置までの感光体表面電位のズレは感光体ドラム特性の環境依存性によって相違するため、従来技術においては現像位置における電位関係が一定とならず真に適正な画像を得ることができなかった。
【０００８】
特許文献１５（特開平９−１０１６５８号公報）には、現像位置と電位センサー位置での電位のズレについて、まず、電位センサで帯電電位、露光後電位を測定し、その値と更にドラムが１回転以上した場合の帯電電位と露光後電位の値から、電位センサと現像部位置の電位差の変動を検知・制御する画像形成装置が開示されている。この場合、電位検知・制御のためにドラムを２回転以上させる必要があり、その電位検知・制御に時間がかかってしまい、高速機の生産性を低下させてしまうといった問題がある。
【０００９】
また、像担持体の回転速度を変え、即ち電位センサ〜現像位置の時間を変えて、像担持体である感光体ドラムの表面電位を測定することにより、電位の減衰を検知、制御する技術が提案されているが、像担持体の回転速度を変えると潜像の作像条件も変化するため、検知方法としてはやや正確さに欠け、像担持体の回転速度を２段階以上に設定するとかなりコスト高になる等の問題があるとされている。
特に高速カラー電子写真装置においては、電位検知手段位置と現像部位置との電位のズレは、各色の濃度バランスに影響し、出力画像の色再現性、中間調濃度が変化してしまいやすい。
【特許文献１】特公平３−６４８６６号公報
【特許文献２】特公平４−４４２７０号公報
【特許文献３】特開平３−９１７７３号公報
【特許文献４】特公平７−１０４６２８号公報
【特許文献５】特開平７−１９９５７８公報
【特許文献６】特開平１１−１０９６８８公報
【特許文献７】特開２０００−１７２０５４公報
【特許文献８】特開２０００−２８４５９３公報
【特許文献９】特公平３−２６８３５号公報
【特許文献１０】特開平８−１２３１１１号公報
【特許文献１１】特開平９−１６０３５６号公報
【特許文献１２】特開平１１−３０５５００号公報
【特許文献１３】特開２００１−３１２１０９公報
【特許文献１４】特開２００３−８４５１３公報
【特許文献１５】特開平９−１０１６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。本発明は、感光体の表面電位を電位センサで測定し、そのセンサ値を用いてプロセス制御を行う高速カラー画像形成装置において、電位センサ位置と現像部位置での電位差を補正して現像部電位を正確に推定し、色再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、高速画像形成装置におけるセンサ位置電位と現像部電位とのズレは、感光体の疲労、環境条件によらず帯電電位から帯電電位の１／２の領域では１次式で近似でき、帯電電位の１／２以下の表面電位領域では、感光体雰囲気温度の１次式で表される傾き及び切片を持つ１次式で近似できることを見出し、本発明に到達した。
以上のような単純な１次式でセンサ位置電位と現像部電位を近似できるのは、本発明に到達するまでに得られた結果から、次のような理由によるものと想定される。
【００１２】
センサ位置電位と現像部電位のズレは、主に感光体の暗減衰及び光応答性に起因すると考えられる。一般に感光体の暗減衰は、帯電電位が大きくなると増大し、帯電後の暗所放置時間が長くなると増大することが知られている。電子写真プロセスの高速化が進めば、暗減衰量は０にはならないものの非常に小さくなり、そのため温度による影響を無視できるレベルになると考えられる。
【００１３】
感光体の光応答性とは、感光体をある電位に均一帯電させ、露光を行い、露光後から時間を追って露光後電位を計測すると、時間と共に非線形的に露光後電位が小さくなっていく現象である。感光体の光応答性の一例を図１に示す。横軸は露光後からの時間であり、縦軸は露光電位ある。露光後、短い時間で露光後電位が飽和すれば光応答性が良いことになるが、一般の感光体では、露光後電位がほぼ飽和するためには６０〜１００ｍｓｅｃ程の時間を要する。
【００１４】
帯電電位に関しては暗減衰成分の影響が支配的と推測されるが、電子写真プロセスの高速化に伴い、この暗減衰の時間的影響は小さくなり、環境条件に依らず、センサ位置電位と現像部電位の差は、一定量になるものと考えられる。
また帯電電位の１／２以上の表面電位（露光後電位）領域においては、露光後電位の光応答性の影響も、発生したフォトキャリヤを移動させるためのドライビングフォースとなる電界強度が大きいため、その時間依存性が小さいと推定される。そのため、環境条件によらず、センサ位置電位と現像部電位は１次式で近似できるものと推測される。
【００１５】
帯電電位の１／２以下の表面電位領域においては、感光体中で発生したフォトキャリヤを移動させるための電界強度が小さくなるため、ホールの移動度が小さくなり、感光体の雰囲気環境（特に温度）の影響で移動度が変動しやすくなり、電位の光減衰の時間応答性（光応答性）が変化することになると考えられる。センサ位置電位が１００Ｖの時、光応答性による現像部電位のズレは温度によって５０Ｖ程度にもなる場合がある。そのため、帯電電位の１／２以下の表面電位領域では、感光体雰囲気温度の関数で表される傾き及び切片を持つ１次式で近似する必要性が出てくる。本発明では、各環境で感光体の光応答性を詳細に調べた結果、前記感光体雰囲気温度の関数が１次式で表せることが判明した。これは得られた結果であって、低電界領域におけるホール移動度の温度依存性が１次式になっていることを現しているが、その詳細な理由はよく分かっていない。
【００１６】
何れにしてもセンサ位置電位と現像部電位のズレを簡単な温度を含む１次式で近似でき、その結果、電位センサの電位データを基に現像部電位を正確推定でき、その推定値を基に電子写真プロセスを制御することにより、色再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することが可能なる。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、
［１］  感光体と、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段を有する画像形成装置であって、感光体の雰囲気温度を計測する温度センサと露光−現像間に感光体の表面電位を計測する電位センサを有し、電位センサのデータに基づいて帯電手段、露光手段、現像手段の少なくとも１つ以上の調整を行う画像形成装置において、露光−現像間時間が１２０ｍｓｅｃ以下であり、該電位センサを露光−現像間時間の１／２以下の位置に設けてあり、該電位センサからのデータに基づいて現像部電位を推定する際に、温度センサのデータと共に、予め記憶手段に記憶された電位センサ位置電位と現像部位置電位と感光体雰囲気温度の関係に基づいて現像部電位を算出することを特徴とする画像形成装置。
［２］  予め記憶手段に記憶された電位センサ位置電位と現像部位置電位と感光体雰囲気温度の以下の関係に基づいて現像部電位を算出することを特徴とする前記［１］に記載の画像形成装置。
ＶＤ≧Ｓｓ≧Ｘ    Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂ
Ｘ≧Ｓｓ          Ｓｄ＝f（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）
ここで、
帯電電位の絶対値：ＶＤ（Ｖ）
閾電位の絶対値：Ｘ（Ｖ）
センサ電位の絶対値：Ｓｓ（Ｖ）
現像部電位の絶対値：Ｓｄ（Ｖ）
感光体雰囲気温度：Ｔ（℃）
ｆ（Ｔ）、ｇ（Ｔ）は温度の関数
ａ、ｂは定数
［３］  閾電位Ｘが、帯電電位ＶＤの１／２以下であることを特徴とする前記［２］に記載の画像形成装置。
［４］  前記温度の関数ｆ（Ｔ）、ｇ（Ｔ）が温度の１次式であることを特徴とする前記［２］または［３］に記載の画像形成装置。
［５］  前記露光手段が、可干渉光による露光であり、多段階の光強度で露光を行うことを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の画像形成装置。
［６］  感光体と、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段を少なくとも有する画像形成要素を複数配列してなるタンデム型である前記［１］〜［５］のいずれかに記載の画像形成装置。
［７］  感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に二次転写する中間転写手段を有し、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体上に一括で二次転写する請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
［８］  感光体、該感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを有する静電潜像形成手段、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段、トナー像を像担持体に転写する転写手段、及び感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段から選択される少なくとも１つを有してなり、前記感光体が前記［１］〜［７］のいずれかに記載の感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、感光体の表面電位を電位センサで測定し、そのセンサ値を用いてプロセス制御を行う高速カラー画像形成装置において、電位センサ位置と現像部位置での電位差を補正して現像部電位を正確に推定することができ、色再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の画像形成装置は、温度センサ、露光−現像間に感光体の表面電位を計測するセンサを有し、該センサのデータに基づいて感光体の現像部電位を推定し、帯電器、露光器、現像手段の少なくとも１つ以上の調整を行い、前記露光−現像間時間が１２０ｍｓｅｃ以下であり、かつ電位センサを露光−現像間時間の１／２以下の位置に設置する画像形成装置である。
本発明は前記センサからのデータに基づいて現像部電位を推定する際に、予め記憶装置に記憶させておいた感光体のセンサ位置電位と現像部電位と温度の関係式に基づいて現像部電位を正確に推定することができることを特徴とする。
【００２０】
以下に本発明における電子写真式画像形成装置について、まず、画像形成方法と装置、プロセスカートリッジの構成について説明する。
（画像形成装置及び画像形成方法）
本発明の画像形成装置は、感光体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
【００２１】
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
【００２２】
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
前記静電潜像形成工程は、感光体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記感光体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記感光体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
【００２３】
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記感光体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
【００２４】
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００２５】
−現像工程及び現像手段−
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像をトナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
【００２６】
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
【００２７】
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記感光体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該感光体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該感光体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
【００２８】
前記現像器に収容させる現像剤は、トナーを含む現像剤であるが、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
【００２９】
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、
該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００３０】
前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２以上であってもよい。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。
【００３１】
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、８０℃〜２００℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
【００３２】
前記除電工程は、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００３３】
前記クリーニング工程は、前記感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【００３４】
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記電子写真用カラートナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００３５】
前記制御手段は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００３６】
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００３７】
（プロセスカートリッジ）
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する感光体を有し、該感光体表面を一様に帯電させる帯電器、該帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光器、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段、トナー像を像担持体に転写する転写手段、感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段のうち少なくとも１つを有してなる。
前記現像手段としては、トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像ローラーとを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置、ファクシミリ、プリンターに着脱自在に備えさせることができ、後述する本発明の画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
【００３８】
ここで、前記プロセスカートリッジとしては、例えば、図９に示すように、感光体１０１を内蔵し、他に帯電手段１０２、現像手段１０４、クリーニング手段１０７を含み、更に必要に応じてその他の部材を含む。
前記感光体１０１は、例えば、支持体と、該支持体上に電荷発生層、電荷輸送層を少なくともこの順に含む感光層を有する。
露光手段１０３には、高解像度で書き込みが行うことのできる光源が用いられる。帯電手段１０２には、任意の帯電部材が用いられる。
【００３９】
本発明の画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又は、帯電器、像露光器、現像器、転写器、分離器、及びクリーニング器の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【００４０】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明するが、これに限定されるものではない。
＜実施形態１＞
図２は、デジタル複写機等の本発明による画像形成装置を図にて示す。図２の画像形成装置において、１は感光体（ドラム）、２は徐電ランプ、３は帯電チャージャ、４はＬＤ（レーザダイオード）より発生された書込光、５は定着ローラ、６は電位センサ、７は加圧ローラ、８は温度センサ、９は転写ユニット、１０は光反射型フォトセンサ、１１はクリーニングユニット、１２は現像剤攪拌部、１３はトナー補給部、１４は現像ユニット、１５は第一現像ローラ、１６は第二現像ローラ、１７はトナーホッパ、１８はトナー補給ローラ、１９は現像バイアス電源、２０はトナー濃度センサ、２１はＣＰＵ、２２はＲＯＭ、２３はＲＡＭ、２４はＩ／Ｏ、２５は帯電チャージャ電源、２６は転写ベルト駆動ローラ、２７は転写ベルト従動ローラ、２８は転写ベルト、２９は温度センサである。
【００４１】
上記画像形成装置による通常の画像形成動作は一般的なものであるので、その概要を以下に説明する。露光ランプによってコンタクトガラス上の原稿を露光し、その反射光をスキャナで読み取り（スキャナによる読み取りについては図１に示さず）、帯電チャージャ３によって一様に帯電された感光体１上にスキャナ読み取り画像に基づいて駆動されるＬＤからのレーザー光４を照射する。そして得られた感光体１上の静電潜像を、現像ユニット１４によって顕像化し、感光体１上に形成されたトナー像を転写ユニット９にて転写紙上に転写し、最後に定着ユニット（定着ローラ５、加圧ローラ７）を通して排紙される。
図２の画像形成装置の露光−現像間時間が１２０ｍｓｅｃであり、電位センサは露光−現像間時間の１／３の位置（露光−電位センサ間時間４０ｍｓｅｃ）に設置してある。
【００４２】
次に、図２に示した画像形成装置の感光体電位検知・制御に関して説明する。
まず、感光体電位検知・制御に先立って電位センサを校正する必要がある。 感光体１をアースに落としている回路を、リレーによってフロート状態にし、−２００ｖ、−８００ｖのバイアス電圧を印加したときの電位センサ６の出力から電位センサ６の校正式を算出する。なお、ここで用いた電位センサ６は振動容量型で距離依存性が高いので、感光体１、電位センサ６交換時に、校正は必須の動作である。
感光体表面電位検知・制御は、経時変化や使用環境の変化で感光体１の表面電位変動が発生するため、逐次実行する必要がある。
【００４３】
感光体表面電位検知・制御の動作フローは、図３に示すように、感光体１の駆動モータをＯＮし、感光体の雰囲気温度Tを温度センサ（感光体に接触するサーミスタや非接触式の温度センサ等）で計測保存し、前回の帯電電位制御時にて設定された出力にて帯電チャージャ３の帯電グリッド電圧をＯＮにし、この帯電領域が電位センサ６に到達したところで、帯電電位をセンサ位置電位Ｓｓ（絶対値）として検出する。
ここで、次に示す現像部の電位Ｓｄを推定する二つの式に振り分ける閾電位の絶対値Ｘを、例えば、現像部の目標帯電電位を７００Ｖとしてその１／２の３５０Ｖに設定する場合には、検出したＳｓが３５０Ｖ（目標帯電電位の１／２）以上であれば現像部電位Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂとし、Ｓｓが３５０Ｖ未満であればＳｄ＝ｆ（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）として算出する。Ｓｄが目標値（７００±１０ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし、入らなかった場合には、帯電グリッド電圧をシフトさせて再度出力し、同様に帯電させ、電位センサ６にてセンサ位置電位Ｓｓを検出する。このような動作を帯電電位が目標値に到達するまで繰り返しす。現像部の帯電電位Ｓｄが目標値（７００±１０ｖ）の範囲に入った場合には、その時の値を帯電グリッド電圧として設定する。
【００４４】
次いで、中間調電位の潜像パターンを作像する。中間調電位の潜像パターンの電位はｎ個のＬＤパワーの調整或いはドットパターンの面積率によって中間調の電位（目標値：ＶＬ（ｉ）±５Ｖ）を形成する。中間調の潜像パターン形成は、直前に設定された帯電グリッド電圧及び保存していた前回の制御動作にて設定されたＬＤパワー（ｉ）を出力し、その時に電位センサ６にて検出した中間調電位をセンサ位置電位Ｓｓ（絶対値）として検出する。検出したＳｓが３５０Ｖ（目標帯電電位の１／２）以上であれば現像部電位Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂとし、Ｓｓが３５０Ｖ未満であればＳｄ＝ｆ（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）として算出する。Ｓｄが目標値（ＶＬ（ｉ）±５Ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし、入らなかった場合には、ＬＤパワー（ｉ）をシフトさせて再度出力し、同様に中間調の潜像パターンを作像し、電位センサ６にてセンサ位置電位Ｓｓを検出する。
【００４５】
このような動作を、中間調電位が目標値（ＶＬ（ｉ）±５Ｖ）の範囲に入るまで繰り返す。中間調電位が目標値（ＶＬ（ｉ）±５Ｖ）の範囲に入った場合には、その時の値をＬＤパワー（ｉ）として設定する。同様にｉ＝１〜ｎで検知制御を繰り返し、ｎ個の目標ＶＬ値を設定可能なＬＤｐｏｗｅｒ値を決定する。上記の動作によって帯電グリッド電圧及びＬＤパワーを設定し、制御動作を終えた後、帯電グリッド電圧及びＬＤパワーをＯＦＦし、感光体１の駆動モータをＯＦＦし、感光体１を停止させ感光体表面電位制御動作を終了する。以上の制御によりセンサ位置電位と現像部電位のズレを無くし、センサ電位の値と温度の関係から、感光体の帯電電位、露光後電位を目標値に設定できる。
【００４６】
また、本発明においては、上記装置本体のＣＰＵ２１が実行する感光体表面電位検知・制御を行うための動作プログラムとして上記実施例に示したような動作を行うための手順を記述した動作プログラムを用意し、用意したプログラムを用いることにより目的とする動作を具体的に実行することができる。このプログラムは、周知のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、装置本体のＣＰＵ２１の制御下のＲＯＭ２２として用いるか、プログラムを記録した媒体から適用する装置本体内のＲＡＭ２３にインストールされ、記録媒体から読み出されたプログラムに従って動作が実行される。
【００４７】
使用する感光体は以下のようににして作製した。
アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０、大日本インキ化学工業株式会社製）１５質量部、及びメラミン樹脂(スーパーベッカミンＧ−８２１−６０、大日本インキ化学工業株式会社製)１０質量部をメチルエチルケトン１５０質量部に溶解した。この溶液に、ルチル型酸化チタン粉末（タイペークＣＲ−ＥＬ、石原産業株式会社製）８０質量部、及びアルミナで表面処理された酸化チタン（タイペークＣＲ−６７、石原産業株式会社製）１０質量部を加え、ボールミルで２４時間分散し、下引き層用塗工液を調製した。
【００４８】
得られた下引き層用塗工液を直径３０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム基体に浸漬塗工法によって塗工し、１３０℃にて２０分間乾燥して、厚み３μｍの下引き層を形成した。
次に、ポリビニルブチラール樹脂(エスレックＨＬ−Ｓ、積水化学工業株式会社製)４質量部をシクロヘキサノン１５０質量部に溶解した。この溶液に、下記構造式（Ａ）で表されるビスアゾ顔料１０質量部を加え、ボールミルで４８時間分散し、さらにシクロヘキサノン２１０質量部を加えて３時間分散を行った。得られた分散液を容器に取り出し固形分が１．５質量％となるようにシクロヘキサノンで希釈し、電荷発生層用塗工液を調製した。
【００４９】
得られた電荷発生層用塗工液を前記下引き層上に浸漬塗工法によって塗工し、１３０℃にて２０分間乾燥して、厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【化１】
2006119487.tif 000002
【００５０】
次に、テトラヒドロフラン１００質量部に、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１０質量部、及びα−（３−メタクリロキシプロピル）ポリジメチルシロキサン（サイラプレーンＦＭ０７２５、チッソ株式会社製）０．００２質量部を溶解した。この溶液に、下記構造式（Ｂ）で表される電荷輸送物質８質量部を加え、４時間撹拌し電荷輸送層用塗工液を調製した。
得られた電荷輸送層用塗工液を前記電荷発生層上に浸漬塗工法によって塗工し、１３０℃にて２０分間乾燥して、厚み２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００５１】
【化２】
2006119487.tif 000003
【００５２】
次に、テトラヒドロフラン１４０質量部とシクロヘキサノン４０質量部の混合溶媒に、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成株式会社製）４質量部、及び上記構造式（Ｂ）で表される電荷輸送物質０．５質量部を溶解した。この溶液に、α−アルミナ（スミコランダムＡＡ−０３：住友化学工業株式会社製、平均１次粒子径０．３μｍ）０．５質量部、及びジメチルポリシロキサン（ＳＨ２００、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）０．００６質量部を加えて、ボールミルで２時間分散し、表面保護層用塗工液を調製した。
得られた表面保護層用塗工液を前記電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、１５０℃にて２０分間乾燥して、厚み５μｍの表面保護層を形成した。以上のようにして感光体１を作製した。
【００５３】
感光体１のセンサ電位位置における電位と現像電位位置における電位の各温度での関係を図４，５に示す。図４，５におけるセンサ位置電位の範囲は、それぞれ３５０Ｖ以上と３５０Ｖ以下である。図４ではセンサ電位と現像部電位の関係は温度に依らず１次式で近似できるといえるが、図５のセンサ電位が３５０Ｖ以下の領域では、温度の補正が必要であることが分かる。図５の各温度毎の１次近似式の傾き及び切片の温度の関係をそれぞれ図６、７に示す。それぞれ温度と１次式で良い近似ができることが判明した。従って、
（１）  Ｓｓ≧３５０Ｖ
補正式  Ｓｄ＝１．００９８＊Ｓｓ−１０．１４４
（２）Ｓｓ＜３５０Ｖ
補正式  Ｓｄ＝（−０．００５４＊Ｔ＋１．２２９４）＊Ｓｓ
＋（１．９７９８＊Ｔ−８０．６１９）
ここでＳｓ：センサ位置電位（絶対値）、Ｓｄ：現像部電位（絶対値）、Ｔ：温度（℃）である。
【００５４】
この補正式を図２に示す画像形成装置に記憶させ、図３のフローに示すように電位検知・制御できるようにプログラミングした。
図２の画像形成装置から現像手段を取り除き、制御に関与しないもう１つの電位センサを現像ローラー位置に設置し、感光体１を装着し、３つの環境条件（５℃、２０℃、３５゜Ｃ）にてＡ４横サイズのペーパー換算で１０Ｋ枚の連続潜像形成プロセスを行った。各環境条件（５℃、２０℃、３５℃）の潜像形成プロセスのスタートとエンドで本発明のセンサ電位から現像部電位を算出し、算出された現像部電位による帯電・露光制御動作を行い、算出された現像部電位と実際の現像部電位の比較を行った。また、比較例として、電位センサの値をそのまま現像部電位として電位検知・制御を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2006119487.tif 000004
【００５６】
表１から分かるように、本発明の実施形態のものは、環境温度が変動しても設定項目を目標値にバラツキが少なく設定できてきているが、センサ位置補正を行わないものは、設定目標値からのズレが生じ、環境変動のバラツキも大きくなっている。
この実施形態１では、画像出力を行っていないが、本発明では現像部電位を正確に推定できるため、公知の電子写真プロセス制御技術と組み合わせることにより、色再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置を提供することが可能となる。
【００５７】
＜実施形態２＞
図２の画像形成装置における光反射型フォトセンサについて説明する。光反射型フォトセンサは感光体上の付着トナー量を光学的に計測するセンサである。感光体１上のトナー付着量と光反射型フォトセンサ１０の出力との関係は図１３に示す通りであり、光反射型フォトセンサ１０の出力（Ｖｓｐ）はＰセンサパターン部のトナー付着量に応じて変化する。
トナー付着量が多い場合には、感光体１からの反射光量が低下し、Ｖｓｐは低くなる。また、感光体１表面の地肌部における光反射型フォトセンサ１０の出力（Ｖｓｇ）を４．０ｖに設定する。なお、このセンサ出力値は、フォトセンサ感度、感光体反射率によって変化するので、感光体、光反射型フォトセンサ１０交換時に、初期設定は必須の動作である。
【００５８】
感光体１の軸方向に近接させて並べた複数の潜像パターンを形成し、１つは感光体１の表面電位調整用、他の１つはトナー濃度調整用といった具合に、各々異なる目的の潜像パターンを感光体１の周方向には同一タイミングで動作する、或いは例えば１ｓｅｃ以下のタイミングで動作するような差を設けて形成することで、感光体表面電位検知による感光体表面電位制御または現像バイアス電圧制御、およびトナー付着量測定を短時間で完了させることができる。ただし、この場合には、近接する複数の潜像パターン電位間の位置による誤差を含んでしまう。この位置による誤差を発生させない手段として、感光体軸方向に複数の電位センサおよびＰセンサを設置する方法などを用いることができる。
【００５９】
感光体表面電位検知・制御の動作フローは、図８に示すように、感光体１の駆動モータをＯＮし、感光体の雰囲気温度Ｔを温度センサ（感光体に接触するサーミスタや非接触式の温度センサ等）で計測保存し、前回の帯電電位制御時にて設定された出力にて帯電チャージャ３の帯電グリッド電圧をＯＮにし、この帯電領域が電位センサ６に到達したところで、帯電電位をセンサ位置電位Ｓｓ（絶対値）として検出する。検出したＳｓが３５０Ｖ（目標帯電電位の１／２）以上であれば現像部電位Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂとし、Ｓｓが３５０Ｖ未満であればＳｄ＝ｆ（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）として算出する。Ｓｄが目標値（７００±１０ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし、入らなかった場合には、帯電グリッド電圧をシフトさせて再度出力し、同様に帯電させ、電位センサ６にてセンサ位置電位Ｓｓを検出する。このような動作を帯電電位が目標値に到達するまで繰り返す。現像部の帯電電位Ｓｄが目標値（７００±１０ｖ）の範囲に入った場合には、その時の値を帯電グリッド電圧として設定する。
【００６０】
次いで、中間調電位の潜像パターンを作像し、中間転写ベルト上のトナー付着量をフォトセンサで検知する。現像器駆動をＯＮし、中間調電位の潜像パターンの電位はｎ個のＬＤパワーの調整或いはドットパターンの面積率によって中間調の電位を形成する。中間調の潜像パターン形成は、直前に設定された帯電グリッド電圧及び保存していた前回の制御動作にて設定されたＬＤパワー（ｉ）を出力し、その時に電位センサ６にて検出した中間調電位をセンサ位置電位Ｓｓ（絶対値）として検出する。検出したＳｓが３５０Ｖ（目標帯電電位の１／２）以上であれば現像部電位Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂとし、Ｓｓが３５０Ｖ未満であればＳｄ＝ｆ（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）として算出し、記憶する。潜像パターンを現像し、中間転写ベルトへトナーを転写し、フォトセンサでトナー付着量を測定し、記憶する・同様にｊ＝１〜ｎで検知動作を繰り返し、ＶＬ（ｊ）と対応するトナー付着量を記憶する。記憶したＶＬ（ｊ）と対応するトナー付着量から目標とするトナー付着量が得られるｎ個の目標ＶＬ（ｊ）＊を決定する。現像器駆動をＯＦＦにし、前回の制御動作にて設定されたＬＤパワー（ｉ）を出力し、その時に電位センサ６にて検出した中間調電位をセンサ位置電位Ｓｓ（絶対値）として検出する。
【００６１】
検出したＳｓが３５０Ｖ（目標帯電電位の１／２）以上であれば現像部電位Ｓｄ＝ａ＊Ｓｓ＋ｂとし、Ｓｓが３５０Ｖ未満であればＳｄ＝ｆ（Ｔ）＊Ｓｓ＋ｇ（Ｔ）として算出する。Ｓｄが目標値（ＶＬ（ｉ）＊±５Ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし、入らなかった場合には、ＬＤパワー（ｊ）をシフトさせて再度出力し、同様に中間調の潜像パターンを作像し、電位センサ６にてセンサ位置電位Ｓｓを検出する。このような動作を、中間調電位が目標値（ＶＬ（ｊ）＊±５Ｖ）の範囲に入るまで繰り返す。中間調電位が目標値（ＶＬ（ｊ）＊±５Ｖ）の範囲に入った場合には、その時の値をＬＤパワー（ｉ）として設定する。同様にｉ＝１〜ｎで検知制御を繰り返し、ｎ個の目標ＶＬ値を設定可能なＬＤｐｏｗｅｒ値を決定する。
【００６２】
上記の動作によって帯電グリッド電圧及びＬＤパワーを設定し、制御動作を終えた後、帯電グリッド電圧及びＬＤパワーをＯＦＦし、感光体１の駆動モータをＯＦＦし、感光体１を停止させ感光体表面電位制御動作を終了する。以上の制御によりセンサ位置電位から正確に現像部電位を補正し、目標とする中間調画像濃度のトナー付着量が中間転写ベルト上で得られるようなＬＤ強度の設定ができ、再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置を提供することが可能となる。
【００６３】
次に本発明を適用したフルカラー画像形成装置として、別の実施形態について説明する。
＜実施形態３＞
図１０は、本実施形態に係るプリンタの変形例である。この装置は、いわゆるタンデム方式のプリンタである。感光体ドラム８０を各色で共有させるのではなく、各色用の感光体ドラム８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｂｋを備えている。また、ドラムクリーニングユニット８５、除電ランプ８３、ドラムを一様帯電せしめる帯電ローラ８４も、各色用のものを備えている。なお、図２に示したプリンタではドラム一様帯電手段として帯電チャージャ５３を設けていたが、このプリンタでは帯電ローラ８４を設けている。
【００６４】
図１０の画像形成装置の露光−現像間時間は１２０ｍｓｅｃであり、図中９５は、露光−現像間に感光体の表面電位を計測する電位センサであり、電位センサは位置を露光−現像間時間の１／３（露光−電位センサ間時間４０ｍｓｅｃ）に設置してある。また感光体ドラム８０ＢＫのユニットには温度センサを設けてあり、中間転写体ベルト８７にはベルト上のトナー付着量を計測する光学濃度センサが設けてある。温度センサは４つある感光体ユニットの１つのみにしか設置していなが、全感光体ユニットに温度センサを設置することにより、更に正確な電位検知・制御が可能になる。
【００６５】
タンデム方式では、各色の潜像形成や現像を並行して行うことができるため、リボルバ式よりも画像形成速度を遙かに高速化させることができる。
ここで、タンデム型カラー画像形成装置について更に詳細に説明する。図１１に示すように、前記タンデム画像形成装置は、複写装置本体２５０と、給紙テーブル２００と、スキャナ３００と、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。
【００６６】
複写装置本体２５０には、無端ベルト状の中間転写体１５０が中央部に設けられている。そして、中間転写体１５０は、支持ローラ１１４、１１５及び１１６に張架され、図１１中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ１１５の近傍には、中間転写体１５０上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置１１７が配置されている。支持ローラ１１４と支持ローラ１１５とにより張架された中間転写体１５０には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１１８が対向して並置されたタンデム型現像器１２０が配置されている。タンデム型現像器１２０の近傍には、露光装置１２１が配置されている。
【００６７】
中間転写体１５０における、タンデム型現像器１２０が配置された側とは反対側には、二次転写装置１２２が配置されている。二次転写装置１２２においては、無端ベルトである二次転写ベルト１２４が一対のローラ１２３に張架されており、二次転写ベルト１２４上を搬送される転写紙と中間転写体１５０とは互いに接触可能である。二次転写装置１２２の近傍には定着装置１２５が配置されている。定着装置１２５は、無端ベルトである定着ベルト１２６と、これに押圧されて配置された加圧ローラ１２７とを備えている。
なお、前記タンデム画像形成装置においては、二次転写装置１２２及び定着装置１２５の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置１２８が配置されている。
【００６８】
次に、前記タンデム画像形成装置を用いたフルカラー画像の形成（カラーコピー）について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス１３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。
【００６９】
スタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス１３２上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス１３２上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ３００が駆動し、第１走行体１３３及び第２走行体１３４が走行する。このとき、第１走行体１３３により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第２走行体１３４におけるミラーで反射し、結像レンズ１３５を通して読取りセンサ１３６で受光されてカラー原稿（カラー画像）が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。
【００７０】
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像情報は、前記タンデム画像形成装置における各画像形成手段１１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段）にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、前記タンデム画像形成装置における各画像形成手段１１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段）は、図１２に表すように、それぞれ、感光体１１０（ブラック用感光体１１０Ｋ、イエロー用感光体１１０Ｙ、マゼンタ用感光体１１０Ｍ及びシアン用感光体１１０Ｃ）と、該感光体を一様に帯電させる帯電器１６０と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記感光体を露光（図１２中、Ｌ）し、該感光体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光器と、該静電潜像を各カラートナー（ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナー）を用いて現像して各カラートナーによるトナー像を形成する現像器１６１と、該トナー像を中間転写体１５０上に転写させるための転写帯電器１６２と、感光体クリーニング装置１６３と、除電器１６４とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像（ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像及びシアン画像）を形成可能である。
【００７１】
こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ１１４、１１５及び１１６により回転移動される中間転写体１５０上にそれぞれ、ブラック用感光体１１０Ｋ上に形成されたブラック画像、イエロー用感光体１１０Ｙ上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用感光体１１０Ｍ上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用感光体１１０Ｃ上に形成されたシアン画像が、順次転写（一次転写）される。そして、中間転写体１５０上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像（カラー転写像）が形成される。
【００７２】
一方、給紙テーブル２００においては、給紙ローラ１４２の１つを選択的に回転させ、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の１つからシート（記録紙）を繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に送出し、搬送ローラ１４７で搬送して複写機本体１５０内の給紙路１４８に導き、レジストローラ１４９に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ１５０を回転して手差しトレイ１５１上のシート（記録紙）を繰り出し、分離ローラ１５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路１５３に入れ、同じくレジストローラ１４９に突き当てて止める。なお、レジストローラ１４９は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
【００７３】
そして、中間転写体１５０上に合成された合成カラー画像（カラー転写像）にタイミングを合わせてレジストローラ１４９を回転させ、中間転写体１５０と二次転写装置１２２との間にシート（記録紙）を送出させ、二次転写装置１２２により該合成カラー画像（カラー転写像）を該シート（記録紙）上に転写（二次転写）することにより、該シート（記録紙）上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体１５０上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置１１７によりクリーニングされる。
【００７４】
図１０〜１２に示すタンデム型カラー高速画像形成装置に前述ように作製した感光体１を４本装着した。この実施形態は、中間転写上でトナー付着量を検知する点と、露光強度制御を各色で行う点を除き、実施形態２を４つ並べた画像形成装置と同等である。実施形態２と同様に、中間転写ベルト上のトナー付着量を光反射型フォトセンサで検知し、算出されるトナー付着量と、センサ電位から推定される現像部電位との関係を記憶、解析し、目標の中間調画像濃度が出力できる露光後電位を算出し、その算出した露光後電位になるように露光強度を変化させる制御を行うプログラムを搭載させ、３つの環境条件（５℃、２０℃、３５℃）下で各環境Ａ４横１０Ｋの画像出力を行った。結果、各色の中間調画像濃度は目標値通りとなり、優れた色再現性を各環境で示した。
【００７５】
以上のように、公知の電子写真プロセス制御技術と、本発明のセンサ電位による現像部電位の正確な推定技術を組み合わせることにより、色再現性と中間調再現性に優れた画像形成を長期に渡って行う画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は感光体の光応答性の一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図３−１】図３−１は、本実施形態１の感光体表面電位検知・制御の動作フローを示す図である。
【図３−２】図３−２は、本実施形態１の感光体表面電位検知・制御の動作フローを示す図であり、図３−１の続きである。
【図４】図４は、センサ電位≧３５０Ｖにおける感光体１のセンサ位置電位と現像位置電位の温度毎の関係を示す図である。
【図５】図５は、センサ電位≦３５０Ｖにおける感光体１のセンサ位置電位と現像位置電位の温度毎の関係を示す図である。
【図６】図６は、図５の各温度における１次近似式の傾きの温度依存性を示す図である。
【図７】図７は、図５の各温度における１次近似式の切片の温度依存性を示す図である。
【図８−１】図８−１は、本実施形態２の感光体表面電位検知・制御の動作フローを示す図である。
【図８−２】図８−２は、本実施形態２の感光体表面電位検知・制御の動作フローを示す図であり、図８−１の続きである。
【図９】図９は、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本実施形態３に係るプリンタの変形例である。
【図１１】図１１は、本発明の画像形成装置（タンデム型カラー画像形成装置）により本発明の画像形成方法を実施する一例を表す概略説明図である。
【図１２】図１２は、図１１に表す画像形成装置における一部拡大概略説明図である。
【図１３】図１３は、本実施形態２の感光体上のトナー付着量と光反射型フォトセンサの出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  感光体（ドラム）
２  徐電ランプ
３  帯電チャージャ
４  ＬＤ（レーザダイオード）より発生された書込光
５  定着ローラ
６  電位センサ
７  加圧ローラ
８  温度センサ
９  転写ユニット
１０  光反射型フォトセンサ
１１  クリーニングユニット
１２  現像剤攪拌部
１３  トナー補給部
１４  現像ユニット
１５  第一現像ローラ
１６  第二現像ローラ
１７  トナーホッパ
１８  トナー補給ローラ
１９  現像バイアス電源
２０  トナー濃度センサ
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＯＭ
２３  ＲＡＭ
２４  Ｉ／Ｏ
２５  帯電チャージャ電源
２６  転写ベルト駆動ローラ
２７  転写ベルト従動ローラ
２８  転写ベルト
２９  温度センサ
【００７８】
８０      感光体
８１      露光光源
８２      現像ユニット
８３      除電ランプ
８４      帯電ローラ
８５      クリーニングユニット
８６      バイアスローラ
８７      中間転写ベルト
８８      レジストローラ
８９      紙（像担持体）
９０      紙転写バイアスローラ
９１      転写ベルト
９２      搬送ベルト
９３      定着ユニット
９４      ファーブラシ
９５      Ｐセンサ
９６    温度センサ
１０１    感光体
１０２    帯電手段
１０３    露光
１０４    現像手段
１０５    転写体
１０６    転写手段
１０７    クリーニング手段
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【図１】
2006119487.tif 000005
【図２】
2006119487.tif 000006
【図３−１】
2006119487.tif 000007
【図３−２】
2006119487.tif 000008
【図４】
2006119487.tif 000009
【図５】
2006119487.tif 000010
【図６】
2006119487.tif 000011
【図７】
2006119487.tif 000012
【図８−１】
2006119487.tif 000013
【図８−２】
2006119487.tif 000014
【図９】
2006119487.tif 000015
【図１０】
2006119487.tif 000016
【図１１】
2006119487.tif 000017
【図１２】
2006119487.tif 000018
【図１３】
2006119487.tif 000019