(57)【要約】【課題】感光体ドラムの経時劣化が生じても、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象を防止できる画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】帯電装置(２)で感光体ドラム(１)の外周面(１ａ)を帯電させたのち、第１表面電位測定手段(４ａ)が測定した第１暗電位と、第２表面電位測定手段(４ｂ)が測定した第２暗電位とに基づき、カブリ電位制御装置(４４)が、現像箇所Ｐ３の暗電位が予め定める目標暗電位となるように、帯電電圧を変化させる。第１暗電位と第２暗電位とを用いて暗減衰状態を推定するから、感光体ドラム(１)の感光膜の摩耗や経時劣化、温度、湿度などの環境条件などによって、感光体ドラム(１)の暗減衰曲線が変化しても、現像箇所(Ｐ３)の暗電位を目標値にして、カブリ現象を防止できる。累積使用時間以外の要因による感光体ドラム(１)の劣化にも対応できる。【選択図】  図４
2015011334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第１測定位置に設けられる第１表面電位測定手段であって、前記第１測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第１測定位置に臨む位置の暗電位を第１暗電位として測定する第１表面電位測定手段と、
前記第１表面電位測定手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第２測定位置に設けられる第２表面電位測定手段であって、前記第２測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第２測定位置に臨む位置の暗電位を第２暗電位として測定する第２表面電位測定手段と、
前記第１暗電位および前記第２暗電位に基づいて、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報を記憶する記憶手段をさらに含み、
前記帯電電圧制御手段は、前記記憶手段から読み出した前記累積使用情報と、前記第１暗電位および第２暗電位とに基づいて、前記現像位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を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。
【請求項３】
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める測定位置に設けられる表面電位測定手段であって、前記測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記測定位置に臨む位置の暗電位を測定する表面電位測定手段と、
前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報が記憶される記憶手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御するとともに、前記記憶手段から前記累積使用情報を読み出し可能な帯電電圧制御手段であって、前記表面電位測定手段が測定した暗電位と前記累
積使用情報とに基づいて、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電装置が、コロナ発生部材とグリッドとを含むコロナ帯電器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第１測定位置に設けられる第１表面電位測定手段であって、前記第１測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第１測定位置に臨む位置の暗電位を第１暗電位として測定する第１表面電位測定手段と、
前記第１表面電位測定手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第２測定位置に設けられる第２表面電位測定手段であって、前記第２測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第２測定位置に臨む位置の暗電位を第２暗電位として測定する第２表面電位測定手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段とを備える画像形成装置によって実行される画像形成方法であって、
前記帯電装置によって前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電工程と、
前記第１表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の第１暗電位を測定する第１暗電位測定工程と、
前記第２表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の第２暗電位を測定する第２暗電位測定工程と、
前記帯電電圧制御手段によって、前記第１暗電位および前記第２暗電位に基づき、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御工程と、
前記現像装置によって前記感光体ドラムを現像する現像工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位
置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める測定位置に設けられる表面電位測定手段であって、前記測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記測定位置に臨む位置の暗電位を測定する表面電位測定手段と、
前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報が記憶される記憶手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御するとともに、前記記憶手段から前記累積使用情報を読み出し可能な帯電電圧制御手段とを備える画像形成装置によって実行される画像形成方法であって、
前記帯電装置によって前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電工程と、
前記表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の暗電位を測定する暗電位測定工程と、
前記記憶手段に前記累積使用情報を記憶させる使用情報記憶工程と、
前記帯電電圧制御手段によって、前記表面電位測定手段が測定した暗電位と前記累積使用情報とに基づき、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御工程と、
前記現像装置によって前記感光体ドラムを現像する現像工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、帯電装置によって帯電させた感光体ドラムの外周面に、露光装置によってレーザ光などを照射して静電潜像を形成させた後、その静電潜像を現像装置で現像することにより感光体ドラムの外周面にトナー画像を形成し、そのトナー画像を紙に転写した後、紙上に定着させて印刷画像を作成している。静電潜像を現像装置で現像する際、現像装置の現像ローラに現像電圧が印加される。この現像電圧は、感光体ドラムの画像領域のみにトナーが付着するように制御される。
【０００３】
感光体ドラムの外周面上の静電潜像が形成される領域には、露光装置によってレーザ光が照射される画像領域と、レーザ光が照射されない非画像領域とが存在する。レーザ光が照射される画像領域に形成される静電潜像を「明潜像」と呼び、その表面電位を「明電位」と呼ぶ。これに対し、レーザ光を照射しないことによって非画像領域に形成される潜像を「暗潜像」と呼ぶ。暗潜像の表面電位、すなわち非画像領域の表面電位を「暗電位」と呼ぶ。感光体ドラムの外周面上の現像位置の暗電位と、現像装置に印加される現像電圧との電位差を「カブリ電位」と呼ぶ。
【０００４】
感光体ドラムの非画像領域における暗電位は、帯電装置により帯電された直後から、時間経過に従って次第に低下する。この暗電位が減衰する現象を「暗減衰」という。感光体ドラムの暗電位は、帯電装置による帯電位置を基準として、感光体ドラムの回転方向下流側へ向かうほど減衰する。暗減衰の減衰速度は、温度や湿度などに影響を受ける。非画像領域の暗電位が暗減衰によって所定の値より小さくなると、現像装置と感光体ドラムの現像位置との間のカブリ電位が適正でなくなり、非画像領域にトナーが付着して画質低下をもたらす現象（これを「カブリ」または「カブリ現象」という）が発生するという問題がある。
【０００５】
前記問題を解決する手段として、特許文献１に、帯電装置と現像装置との間に表面電位計を配置し、この表面電位計によって、感光体ドラムの外周面における予め定める測定位置の暗電位を測定し、該暗電位の実測値と測定位置における目標値とを比較して補正値を求め、この補正値に基づいて帯電装置に印加する帯電電圧を補正する帯電電位安定化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９３６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の画像形成装置は、感光体ドラムを帯電させるための帯電電圧を、暗減衰を考慮して、現像位置における暗電位が目標値となるように制御している。ところで感光体ドラムは、導電性基体の外周面に感光膜を形成したものであり、感光体ドラムの暗減衰速度は、温度や湿度などの環境要因のほか、感光膜の磨耗や感光膜の構成材料が分解することによる経時劣化にも影響される。感光膜の経時劣化が進行した感光体ドラムでは、通常、暗減衰速度が大きくなる。このため、感光体ドラム上の表面電位計による測定位置の暗電位を一定に制御しても、測定位置より回転方向下流側の現像位置における暗電位が、計算上の
数値より減衰するから、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象が生じる。特許文献１に記載の帯電電位安定化装置は、表面電位計による測定位置から、現像装置による現像位置までの暗減衰の変動について考慮されていないため、カブリ現象の発生を防止することができない。
【０００８】
本発明の目的は、前記従来の課題に鑑み、感光体ドラムの経時劣化や、その他の要因によって暗減衰状態が変化しても、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象を防止できる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第１測定位置に設けられる第１表面電位測定手段であって、前記第１測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第１測定位置に臨む位置の暗電位を第１暗電位として測定する第１表面電位測定手段と、
前記第１表面電位測定手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第２測定位置に設けられる第２表面電位測定手段であって、前記第２測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第２測定位置に臨む位置の暗電位を第２暗電位として測定する第２表面電位測定手段と、
前記第１暗電位および前記第２暗電位に基づいて、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る画像形成装置は、前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報を記憶する記憶手段をさらに含み、
前記帯電電圧制御手段は、前記記憶手段から読み出した前記累積使用情報と、前記第１暗電位および第２暗電位とに基づいて、前記現像位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させることを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る画像形成装置は、
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める測定位置に設けられる表面電位測定手段であって、前記測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記測定位置に臨む位置の暗電位を測定する表面電位測定手段と、
前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報が記憶される記憶手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御するとともに、前記記憶手段から前記累積使用情報を読み出し可能な帯電電圧制御手段であって、前記表面電位測定手段が測定した暗電位と前記累積使用情報とに基づいて、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る画像形成装置は、前記帯電装置が、コロナ発生部材とグリッドとを含むコロナ帯電器であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る画像形成方法は、
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第１測定位置に設けられる第１表面電位測定手段であって、前記第１測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第１測定位置に臨む位置の暗電位を第１暗電位として測定する第１表面電位測定手段と、
前記第１表面電位測定手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める第２測定位置に設けられる第２表面電位測定手段であって、前記第２測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記第２測定位置に臨む位置の暗電位を第２暗電位として測定する第２表面電位測定手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御手段とを備える画像形成装置によって実行される画像形成方法であって、
前記帯電装置によって前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電工程と、
前記第１表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の第１暗電位を測定する第１暗電位測定工程と、
前記第２表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の第２暗電位を測定する第２暗電位測定工程と、
前記帯電電圧制御手段によって、前記第１暗電位および前記第２暗電位に基づき、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御工程と、
前記現像装置によって前記感光体ドラムを現像する現像工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１４】
また本発明に係る画像形成方法は、
回転軸線まわりに回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの外周面に近接して配置される帯電装置であって、該帯電装置に帯電電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電装置よりも前記感光体ドラムの回転方向下流側に設けられ、前記帯電装置によって帯電された前記感光体ドラムの外周面に光を照射して、静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側に設けられる現像装置であって、該現像装置に現像電圧が印加されることによって、前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める現像位置で前記静電潜像を現像剤によって顕像化する現像装置と、
前記露光手段よりも前記回転方向下流側でかつ前記現像装置よりも前記回転方向上流側で前記感光体ドラムの外周面に臨む予め定める測定位置に設けられる表面電位測定手段であって、前記測定位置において、前記感光体ドラムの外周面における前記測定位置に臨む位置の暗電位を測定する表面電位測定手段と、
前記感光体ドラムの累積使用時間情報を含む累積使用情報が記憶される記憶手段と、
前記帯電電圧印加手段を制御するとともに、前記記憶手段から前記累積使用情報を読み出し可能な帯電電圧制御手段とを備える画像形成装置によって実行される画像形成方法であって、
前記帯電装置によって前記感光体ドラムの外周面を帯電させる帯電工程と、
前記表面電位測定手段によって前記感光体ドラムの外周面の暗電位を測定する暗電位測定工程と、
前記記憶手段に前記累積使用情報を記憶させる使用情報記憶工程と、
前記帯電電圧制御手段によって、前記表面電位測定手段が測定した暗電位と前記累積使用情報とに基づき、前記感光体ドラムの外周面における前記現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、前記帯電電圧印加手段を制御して前記帯電電圧を変化させる帯電電圧制御工程と、
前記現像装置によって前記感光体ドラムを現像する現像工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、帯電電圧印加手段によって帯電電圧が印加されることによって、帯電装置が感光体ドラムの外周面を帯電させたのち、第１表面電位測定手段によって感光体ドラムの外周面における第１測定位置に臨む位置の第１暗電位を測定し、第２表面電位測定手段によって感光体ドラムの外周面における第２測定位置に臨む位置の第２暗電位を測定し、帯電電圧制御手段によって、第１暗電位および第２暗電位に基づき、感光体ドラムの外周面における現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、帯電電圧を変化させる。第１暗電位と第２暗電位とを用いることで、感光体ドラムの実際の暗減衰状態を推定し、推定した暗減衰状態に基づいた帯電電圧制御を行う。感光体ドラムの感光膜の摩耗や経時劣化、温度、湿度などの環境条件、連続印刷枚数などの稼動条件によって、感光体ドラムの暗減衰曲線が不規則に変化する場合でも、実際の暗減衰状態を反映させた帯電電圧制御を行えるから、現像位置に臨む位置の暗電位を精度良く目標値とすることができ、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象の発生を確実に防止することができる。環境要因や累積使用時間以外の要因で暗減衰状態が変化する場合でも、適切に対応して、現像位置に臨む位置の暗電位を目標値とすることが可能である。
【００１６】
また本発明によれば、感光体ドラムの累積使用時間情報などの累積使用情報を、帯電電圧の制御に用いるから、感光体ドラムの磨耗状態や経時劣化を反映させた制御が可能であ
り、現像位置の暗電位をより高精度に目標値とすることが可能である。
【００１７】
また本発明によれば、帯電電圧印加手段によって帯電電圧が印加されることによって、帯電装置が感光体ドラムの外周面を帯電させたのち、帯電電圧制御手段によって、表面電位測定手段が測定した暗電位と累積使用情報とに基づき、感光体ドラムにおける現像位置に臨む位置の暗電位が、予め定める目標暗電位となるように、帯電電圧を変化させる。表面電位測定手段で測定して得た暗電位と、記憶手段から読み出した、感光体ドラムの累積使用情報とを用いるから、感光体ドラムの感光膜の摩耗や経時劣化などによる感光体ドラムの実際の暗減衰状態を反映させた帯電電圧制御を行って、現像位置に臨む位置の暗電位を精度良く目標値とすることができ、カブリ現象の発生を確実に防止できる。
【００１８】
また、本発明によれば、コロナ発生部材とグリッドとを含むコロナ帯電器を帯電装置として用いるから、グリッドに印加するグリッドバイアス電圧を調整することによって帯電電圧を制御することができ、感光体ドラムの外周面に印加する帯電電圧を高精度で制御可能なので、現像位置における暗電位を正確に目標値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００を制御する制御部３０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の実施要領を説明するためのものであって、感光体ドラム１、帯電装置２、第１表面電位測定手段４ａ、第２表面電位測定手段４ｂ、および現像装置５を簡略して示す図である。
【図５】感光体ドラム１の暗減衰曲線Ｌの一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置１１０の全体構成を概略的に示す正面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置１１０を制御する制御部３０の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の実施要領を説明するためのものであって、感光体ドラム１、帯電装置２、表面電位測定手段４ｃ、および現像装置５を簡略して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００および画像形成方法について、図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係るものであって、図１は、画像形成装置１００の全体構成を概略的に示す正面図、図２は、画像形成装置１００の動作を制御する制御部３０の構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置１００は、スキャナ２１で読み取った原稿の画像情報、あるいは外部機器からネットワークなどを介して画像形成装置１００に送信される画像情報に基づき、それらに対応する画像を、紙などの記録媒体１０上に印刷するデジタル複写機である。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１００は、感光体ドラム１、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電装置２、感光体ドラム１の外周面１ａに静電潜像を形成する露光装置３、感光体ドラム１の第１暗電位を測定する第１表面電位測定手段４ａ、感光体ドラム１の第２暗電位を測定する第２表面電位測定手段４ｂ、感光体ドラム１の外周面１ａに形成された静電潜像にトナーなどの現像剤を供給してトナー像を形成する現像装置５、感光体ドラム１の外周面１ａに形成されたトナー像を記録媒体１０に転写する転写装置６、トナー像を転写した後の感光体ドラム１の外周面１ａを清浄化するクリーニング装置７、感光体ドラム１の外周面１ａに光を照射して残留電位を除去する除電ランプ８、現像装置５に補給されるトナーを収容するためのトナー補給装置９、紙などの記録媒体１０をサイズ別に収容する給紙カセット１１、記録媒体１０上に転写されたトナー像を記録媒体１０に定着させる定着装置１２、トナー像定着後の記録媒体１０が載置される排紙トレイ１３、原稿の画像情報を読み取るスキャナ２１、および、制御部３０を備える。さらに、図１では図示を省略するが、感光体ドラム１の累積使用時間などの累積使用情報を記憶する記憶手段４１、帯電装置２に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段としての帯電電圧印加装置４２、現像装置５に現像電圧を印加する現像電圧印加手段としての現像電圧印加装置４３、帯電電圧制御手段としてのカブリ電位制御装置４４、感光体ドラム１の周囲の温度、湿度を測定する温度センサ、湿度センサが設けられる。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置１００が、電子写真方式で画像を形成する基本的な動作は、従来と共通である。すなわち画像形成装置１００は、帯電装置２によって帯電させた感光体ドラム１の外周面１ａに、露光装置３によってレーザ光などを照射して静電潜像を形成させた後、その静電潜像を現像装置５で現像することによって、感光体ドラム１の外周面１ａにトナー画像を形成し、そのトナー画像を紙などの記録媒体１０に転写した後、これを定着させて印刷画像を作成している。
【００２４】
図２に示すように、制御部３０は、たとえばマイクロコンピュータから成り、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、ＣＰＵ３１が実行する制御プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)３２、ＣＰＵ３１に演算処理を実行するためのワークエリアを提供するＲＡＭ(Random access Memory)３３、ＣＰＵ３１の制御の下で、画像形成装置１００に設けられる各種センサや各種駆動部との間で制御信号の入出力を行うＩ／Ｏ(Input/Output)ポート３４、ＣＰＵ３１の制御の下で、画像形成装置１００に備えられた各種駆動部に駆動信号を出力するドライバ回路３５などから構成される。
【００２５】
制御部３０は、第１表面電位測定手段４ａ、第２表面電位測定手段４ｂ、感光体ドラム１の累積使用情報を記憶する記憶手段４１、帯電装置２に帯電電圧を印加する帯電電圧印加装置４２、現像装置５に現像電圧を印加する現像電圧印加装置４３、およびカブリ電位制御装置４４と電気的に接続され、これらの制御を含めて、画像形成装置１００全体を統合的に制御する。
【００２６】
感光体ドラム１は、画像形成装置１００のケーシング内に、予め定められた回転軸線Ｋまわりに回転駆動可能に設けられるローラ状の部材である。円筒状の導電性基体と、その表面に形成される感光膜とを有する。感光膜は、導電性基体の表面に、たとえば、内側から順に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の３層を積層して形成される。したがって、感光体ドラム１の外周面１ａは、感光膜から成っている。本実施形態では、感光体ドラム１として、円筒状の導電性基体の表面に感光膜が形成されたものを用いているが、導電性基体が、フレキシブルな無端ベルト状の部材から構成されたものであってもよい。
【００２７】
感光体ドラム１の感光膜には、帯電装置２による帯電後、露光装置３で露光されることによって静電潜像が形成される。露光されなかった非画像領域の表面電位（暗電位）は経
時的に減衰する。暗電位の減衰を示す暗減衰曲線は、温度や湿度などの環境要因のほか、感光体ドラム１が長時間使用され、感光膜が磨耗したり、感光膜の構成材料が分解したりするなどの経時劣化が進行することによっても変化する。感光体ドラム１の累積使用情報として、感光体ドラム１の累積使用時間情報を記憶手段４１に記憶させ、この累積使用時間情報を、後述する帯電電圧制御工程を実施する際に、暗減衰曲線の変化を予測するのに使用する。
【００２８】
帯電装置２は、帯電電圧印加装置４２から印加される帯電電圧によって、感光体ドラム１の外周面１ａを帯電させる装置である。本実施形態では、帯電装置２として、ノコ歯状のコロナ発生部材２ａとグリッド２ｂとを含むスコロトロン方式のコロナ帯電器を使用している。本実施形態において、帯電電圧とは、帯電装置２によって感光体ドラム１の表面電位を制御するために、帯電電圧印加装置４２から帯電装置２に印加される電圧を意味する。コロナ帯電器においては、感光体ドラム１の表面電位をたとえば−５００Ｖに帯電させる場合、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧も−５００Ｖに制御する手法が採用される。
【００２９】
帯電装置２は、コロナ帯電器に限定されるものではなく、帯電ブラシや帯電ローラを使用することもできる。コロナ発生部材２ａとして、ワイヤを用いることもできる。
【００３０】
露光装置３としては、たとえば光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどが組み合わされた装置である。光源には、たとえば半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などが使用される。露光装置３は、スキャナ２１によって読み取られた原稿の画像情報または外部機器から送信された画像情報が入力され、画像情報に応じた光信号を、帯電状態にある感光体ドラム１の外周面１ａに照射する。これによって、感光体ドラム１の外周面１ａに、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
本実施形態では、感光体ドラム１の外周面１ａにおける２箇所の暗電位を測定する第１表面電位測定手段４ａおよび第２表面電位測定手段４ｂが設けられる。第１表面電位測定手段４ａおよび第２表面電位測定手段４ｂは、感光体ドラム１の回転方向において、第１表面電位測定手段４ａが上流側の予め定める第１測定位置に配置され、第２表面電位測定手段４ｂが下流側の予め定める第２測定位置に配置される。両測定手段４ａ，４ｂはいずれも感光体ドラム１の外周面１ａに近接し、かつ外周面１ａとは非接触に設けられる。第１測定位置に設けられる第１表面電位測定手段４ａは、感光体ドラム１の回転方向において、露光装置３が感光体ドラム１に光照射する露光位置より下流側で、感光体ドラム１と第２表面電位測定手段４ｂとが近接する第２測定位置よりも上流側に配置される。第２測定位置に設けられる第２表面電位測定手段４ｂは、感光体ドラム１と第１表面電位測定手段４ａとが近接する第１測定位置よりも下流側で、感光体ドラム１と現像装置５とが接触または近接する現像位置よりも上流側に配置される。表面電位測定手段４ａ，４ｂとしては、具体的には、ＴＤＫ社製フィードバック型表面電位センサ（商品名：ＥＦＳ−２２Ｄ）などが使用できる。
【００３２】
第１表面電位測定手段４ａおよび第２表面電位測定手段４ｂによる暗電位測定は、画像形成工程中に実行されるため、感光体ドラム１の外周面１ａの暗電位を測定する際に、露光装置３による露光処理の影響を受けるおそれがない位置で行われることが望ましい。たとえば、感光体ドラム１の外周面１ａのうち、明潜像が形成されるおそれのない、外周面１ａの端縁近傍領域を、暗電位測定用領域に設定する。これによって、画像形成工程中でも、常に非画像領域の暗電位を測定できるから、正確な暗電位を取得することが可能となる。
【００３３】
現像装置５は、感光体ドラム１の外周面１ａ近傍の予め定める現像位置に配置される。現像装置５は、感光体ドラム１の外周面１ａにおける現像位置が臨む位置にトナーなどの現像剤を供給する現像ローラ５ａを備える。現像電圧印加装置４３から現像電圧が印加されることによって、感光体ドラム１の外周面１ａに形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化し、トナー像を形成（現像）する。現像電圧は、トナーを付着させる画像領域の画像濃度に影響を与えるとともに、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象のトナー濃度（カブリ濃度）にも影響を与える。このため、現像電圧印加装置４３が現像装置５に印加する現像電圧は、カブリ電位制御装置４４によって制御される。
【００３４】
転写装置６は、画像形成装置１００のケーシング内に回転駆動可能に設けられ、記録媒体１０を介して感光体ドラム１の表面に圧接するよう配置されたローラ状部材である。転写装置６としては、たとえば直径８〜１０ｍｍの芯金の表面に、導電性弾性層が積層されたローラ状部材を用いることができる。芯金を形成する金属材料としては、たとえばステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用することができる。
【００３５】
感光体ドラム１と転写装置６との圧接部（以下、「転写ニップ部」という）６ａには、感光体ドラム１の回転によって、感光体ドラム１の外周面１ａ上の現像されたトナー像が搬送されるのと同期して、給紙カセット１１から、図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して、記録媒体１０が１枚ずつ供給される。記録媒体１０が転写ニップ部６ａを通過することによって、感光体ドラム１のトナー像が記録媒体１０に転写される。転写装置６には図示しない給電装置が接続されており、トナー像を記録媒体１０に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が転写装置６に印加される。これによって、トナー像は、記録媒体１０へ円滑に転写される。
【００３６】
クリーニング装置７は、図示しないクリーニングブレードおよびトナー貯留槽を備える装置である。クリーニングブレードは、感光体ドラム１の回転軸線Ｋと平行に延設された長方形の弾性板状材であり、その対向する長辺の一方が感光体ドラム１の表面に当接し、他方の長辺がトナー貯留槽の開口部に沿うように取り付けられている。クリーニングブレードは、トナー像を記録媒体１０へ転写した後の感光体ドラム１の外周面１ａに残留するトナー、紙粉などを除去する。トナー貯留槽は、内部に収容空間を有する容器状の部材であり、クリーニングブレードによって除去されたトナーを、開口部から内部へ導いて、一時的に貯留する。クリーニング装置７によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム１の外周面１ａが清浄化される。
【００３７】
定着装置１２は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを有している。定着ローラ２６は、画像形成装置１００のケーシング内に回転駆動可能に設けられ、その内部に、図示しない加熱部材を有するローラ状部材である。定着ローラ２６は、転写ニップ部６ａから搬送されてきた記録媒体１０上の未定着トナーを加熱し、溶融させて記録媒体１０に定着させる。
【００３８】
排紙トレイ１３は、板状の部材であり、定着装置１２を通過した記録媒体１０を上面に保持できるように、画像形成装置１００の側面に設けられる。
【００３９】
給紙カセット１１は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの各種記録媒体１０をそれぞれ収容する複数の直方体形の収容器からなり、各収容器は画像形成装置１００内から外側に引出可能に設けられている。各収容器には、普通、それぞれサイズの異なる記録媒体１０が収容される。
【００４０】
給紙カセット１１における用紙搬送路の最上流に相当する位置には、図示しないピックアップローラおよび搬送ローラが設けられる。ピックアップローラおよび搬送ローラは、前述のとおり、感光体ドラム１のトナー像が転写ニップ部６ａに搬送されるのと同期して、給紙カセット１１から、記録媒体１０を１枚ずつ取り出し、転写ニップ部６ａへ送給する。
【００４１】
スキャナ２１は、図示しない原稿セットトレイ、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder）、および原稿読み取り装置を備える。原稿読み取り装置は、原稿載置台、原稿走査装置、反射部材、光学レンズ、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）、ラインセンサなどを含む。自動反転原稿搬送装置は、前記原稿セットトレイに載置された原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送し、原稿読み取り装置が原稿をスキャンしたのち、原稿載置台から原稿を搬出する。
【００４２】
次に、カブリ電位制御装置４４による帯電電圧制御工程の一例を、図３〜図５を用いて説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャート、図４は、感光体ドラム１、帯電装置２、第１表面電位測定手段４ａ、第２表面電位測定手段４ｂ、および現像装置５を簡略して示す図、図５は、感光体ドラム１の暗減衰曲線Ｌの一例を示すグラフである。
【００４３】
図４に示す感光体ドラム１の外周面１ａ上において、帯電装置２によって帯電される帯電箇所をＰ０、第１表面電位測定手段４ａが第１暗電位を測定する第１測定位置に臨む第１測定箇所をＰ１、第２表面電位測定手段４ｂが第２暗電位を測定する第２測定位置に臨む第２測定箇所をＰ２、現像位置に在る現像装置５の現像ローラ５ａが臨む現像箇所をＰ３とする。第１測定箇所Ｐ１および第２測定箇所Ｐ２は、第１表面電位測定手段４ａおよび第２表面電位測定手段４ｂの暗電位測定方向と、感光体ドラム１の外周面１ａとが交差する箇所である。
【００４４】
また図４において、感光体ドラム１の回転軸線Ｋと帯電箇所Ｐ０および第１測定箇所Ｐ１とが成す中心角をθ１、回転軸線Ｋと第１測定箇所Ｐ１および第２測定箇所Ｐ２とが成す中心角をθ２、回転軸線Ｋと第２測定箇所Ｐ２および現像箇所Ｐ３とが成す中心角をθ３とする。
【００４５】
感光体ドラム１の外周面１ａのうちの静電潜像が形成される領域に、露光装置３で露光することによって形成される静電潜像は明潜像であり、その表面電位は明電位である。これに対し、感光体ドラム１の外周面１ａのうちの静電潜像が形成される領域に、露光しないことによって形成される潜像が暗潜像であり、暗潜像の表面電位は暗電位である。感光体ドラム１の外周面１ａ上の現像箇所Ｐ３の暗電位と、現像装置が現像する際の現像電圧との間の電位差（カブリ電位）が適正でないと、トナーが非画像領域に付着するカブリ現象が発生する。本実施形態の帯電電圧制御工程とは、感光体ドラム１の現像箇所Ｐ３における暗電位を目標値に制御して、カブリ電位を適正にすることを目的とする工程である。
【００４６】
図３のフローチャートに示すように、カブリ電位制御装置４４による帯電電圧制御工程は、制御部３０の制御下で実行される下記工程Ｓ１〜Ｓ１１を含む。
【００４７】
（Ｓ１）目標暗電位入手工程
はじめに、カブリ電位制御装置４４は、感光体ドラム１の現像箇所Ｐ３における目標暗電位Ｖ０を入手する。目標暗電位Ｖ０は、画像形成装置１００が画像形成動作を実行する際の制御部３０によるプロセス制御の過程で算出されるので、これを用いる。カブリ電位制御装置４４は、現像電圧印加装置４３を制御して、前記目標暗電位Ｖ０の現像電圧を、現像装置５に印加させる。
【００４８】
（Ｓ２）情報入手工程
次いでカブリ電位制御装置４４は、画像形成装置１００内の記憶手段４１から、記憶されている感光体ドラム１の累積使用時間情報などの累積使用情報を入手するとともに、温度センサ、湿度センサそれぞれから、温度データ、湿度データなどの環境データを入手する。
【００４９】
（Ｓ３）暗減衰曲線入手工程
次にカブリ電位制御装置４４は、感光体ドラム１の累積使用情報と環境データとから、感光体ドラム１の暗減衰曲線Ｌを求める。暗電位の減衰速度は、感光体ドラム１の累積使用時間と、感光体ドラム１周囲の温度、湿度とに影響される。そこで、実験または計算などにより、感光体ドラム１の累積使用時間、感光体ドラム１周囲の温度および湿度などの数値と、暗減衰曲線の勾配などとの相関を予め求めておき、得られた暗減衰曲線情報を記憶手段４１に記憶させておく。カブリ電位制御装置４４は、入手した累積使用情報および環境データに基づき、対応する暗減衰曲線Ｌを、記憶手段４１に記憶されている暗減衰曲線情報から抽出する。
【００５０】
（Ｓ４）暫定帯電電圧印加工程
暗減衰曲線情報から、たとえば図５に示すような暗減衰曲線Ｌを得たならば、暗減衰曲線Ｌを用いて、帯電装置２に印加する暫定帯電電圧ＶＧを算出する。暫定帯電電圧ＶＧは、現像箇所Ｐ３の暗電位を目標暗電位Ｖ０にするのに必要な帯電電圧の値であり、暗減衰曲線Ｌから求めることができる。暫定帯電電圧ＶＧを算出した後、帯電電圧印加装置４２を制御して、帯電装置２に暫定帯電電圧ＶＧを印加し、感光体ドラム１を帯電させる。なお、帯電装置２がスコロトロン方式のコロナ帯電器の場合、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を調整することで、帯電電圧の大きさを高精度に制御することが可能である。
【００５１】
（Ｓ５）暗電位入手工程
感光体ドラム１が帯電装置２によって帯電された後、第１表面電位測定手段４ａから第１測定箇所Ｐ１における第１暗電位Ｖｓ１を入手し、第２表面電位測定手段４ｂから第２測定箇所Ｐ２における第２暗電位Ｖｓ２１を入手する。
【００５２】
（Ｓ６）暗減衰量算出工程
カブリ電位制御装置４４は、入手した第１暗電位Ｖｓ１および第２暗電位Ｖｓ２１を用いて、第２測定箇所Ｐ２から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量ΔＶ０を求める。感光体ドラム１の外周面１ａ上の暗電位は、帯電箇所Ｐ０から下流へ向かうに従って減衰する。暗減衰曲線Ｌは一次関数で近似することができ、図４において、
（Ｖｓ１−Ｖｓ２）／θ２＝ΔＶ０／θ３
であるから、暗減衰量ΔＶ０は、
ΔＶ０＝（Ｖｓ１−Ｖｓ２）・θ３／θ２
によって求められる。
【００５３】
（Ｓ７）目標表面電位算出工程
前記のようにして求めたΔＶ０を用いて、第２測定箇所Ｐ２における目標表面電位Ｖ０ｓを求める。目標表面電位Ｖ０ｓは、第２測定箇所Ｐ２から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量がΔＶ０のとき、現像箇所Ｐ３における暗電位を目標暗電位Ｖ０とするのに必要な、第２測定箇所Ｐ２の暗電位である。したがって目標表面電位Ｖ０ｓは、Ｖ０ｓ＝Ｖ０+ΔＶ０である。
【００５４】
（Ｓ８）差分電位算出工程
求めた目標表面電位Ｖ０ｓと第２表面電位測定手段４ｂが測定した実測値である第２暗電位Ｖｓ２との差分ΔＶｔ（＝Ｖ０ｓ−Ｖｓ２）を算出する。
【００５５】
（Ｓ９）帯電電圧補正工程
前記差分ΔＶｔに基づいて、帯電装置２の暫定帯電電圧ＶＧを、補正帯電電圧ＶＨに修正する。すなわち図５に示すように、ＶＨ＝ＶＧ＋ΔＶｔである。帯電装置２がコロナ帯電器の場合は、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を変更することによって、前記修正を行うことができる。
【００５６】
（Ｓ１０）第２暗電位再測定工程
感光体ドラム１を、帯電装置２によって、前記補正帯電電圧ＶＨを用いて帯電させたのち、第２表面電位測定手段４ｂで第２測定箇所Ｐ２の暗電位を再度測定し、新たな第２暗電位Ｖｓ２を入手する。
【００５７】
（Ｓ１１）差分電位比較工程
入手した新たな第２暗電位Ｖｓ２と目標表面電位Ｖ０ｓとの差分ΔＶｔを再度計算し、予め定めた値ｄと比較する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下であれば、第２測定箇所Ｐ２の第２暗電位が目標値Ｖ０ｓに等しくなったことにより、現像箇所Ｐ３の暗電位が目標表面電位Ｖ０に調整されたと判断して、帯電電圧制御工程を終了する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄよりも大きいときは、工程Ｓ５に戻って、再度、帯電電圧を補正帯電電圧ＶＨに修正する工程を行い、差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下になるまで、工程Ｓ５〜Ｓ１１を反復する。
【００５８】
前述の帯電電圧制御工程Ｓ１〜Ｓ１１を実行する結果、現像箇所Ｐ３の暗電位が目標表面電位Ｖ０に調整されるから、カブリ電位が適正値に調整され、カブリ現象が確実に防止される。
【００５９】
以上説明した帯電電圧制御工程は、画像形成装置１００の動作中、常に行われることが好ましい。あるいは、画像形成装置１００の動作開始時や、画質レベル調整に係るプロセス制御が実施されると同時に実行されるように設定してもよい。さらには、装置内部に設けられたタイマーにより実行時刻を設定し、帯電電圧制御工程が定期的に実施されるように構成してもよい。
【００６０】
［第２の実施形態］  
図６は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャートである。前記第１の実施形態に示す画像形成装置１００は、感光体ドラム１の累積使用時間情報などの累積使用情報と、温度センサから得られる温度データおよび湿度センサから得られる湿度データなどの環境データとを用いているが、これらのデータが無くても、カブリ電位制御装置４４によって帯電電圧制御工程を実施することが可能である。累積使用情報および環境データを使用せずに、帯電電圧制御工程を行う手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００６１】
（Ｔ１）目標暗電位入手工程
はじめに、カブリ電位制御装置４４は、感光体ドラム１の現像箇所Ｐ３における目標暗電位Ｖ０を入手する。目標暗電位Ｖ０は、画像形成装置１００が画像形成動作を実行する際の制御部３０によるプロセス制御の過程で算出されるので、これを用いる。カブリ電位制御装置４４は、現像電圧印加装置４３を制御して、前記目標暗電位Ｖ０の現像電圧を、現像装置５に印加させる。
【００６２】
（Ｔ２）暗減衰曲線入手工程
次いでカブリ電位制御装置４４は、画像形成装置１００内の記憶手段４１に記憶されている暗減衰曲線情報から、暗減衰曲線を読み出す。この暗減衰曲線は、画像形成装置１００の仕様や型番に対応して、製造時に、標準の暗減衰曲線として登録しておけばよい。
【００６３】
（Ｔ３）暫定帯電電圧印加工程
たとえば図５に示す暗減衰曲線Ｌを標準暗減衰曲線と仮定すると、この暗減衰曲線Ｌを用いて、帯電装置２に印加する暫定帯電電圧ＶＧを算出する。暫定帯電電圧ＶＧは、現像箇所Ｐ３の暗電位を目標暗電位Ｖ０にするのに必要な帯電電圧の値であり、暗減衰曲線Ｌから求めることができる。暫定帯電電圧ＶＧを算出した後、帯電電圧印加装置４２を制御して、帯電装置２に暫定帯電電圧ＶＧを印加し、感光体ドラム１を帯電させる。帯電装置２がスコロトロン方式のコロナ帯電器の場合、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を調整することで、帯電電圧の大きさを高精度に制御することが可能である。
【００６４】
（Ｔ４）暗電位入手工程
感光体ドラム１が帯電装置２によって帯電された後、第１表面電位測定手段４ａから第１測定箇所Ｐ１における第１暗電位Ｖｓ１を入手し、第２表面電位測定手段４ｂから第２測定箇所Ｐ２における第２暗電位Ｖｓ２１を入手する。
【００６５】
（Ｔ５）暗減衰量算出工程
カブリ電位制御装置４４は、入手した第１暗電位Ｖｓ１および第２暗電位Ｖｓ２１を用いて、第２測定箇所Ｐ２から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量ΔＶ０を求める。感光体ドラム１の外周面１ａ上の暗電位は、帯電箇所Ｐ０から下流へ向かうにしたがって減衰する。暗減衰曲線Ｌが一次関数で近似されるとすると、図４において、
（Ｖｓ１−Ｖｓ２）／θ２＝ΔＶ０／θ３
であるから、暗減衰量ΔＶ０は、
ΔＶ０＝（Ｖｓ１−Ｖｓ２）・θ３／θ２
によって求められる。
【００６６】
（Ｔ６）目標表面電位算出工程
前記のようにして求めたΔＶ０を用いて、第２測定箇所Ｐ２における目標表面電位Ｖ０ｓを求める。目標表面電位Ｖ０ｓは、第２測定箇所Ｐ２から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量がΔＶ０のとき、現像箇所Ｐ３における暗電位を目標暗電位Ｖ０とするのに必要な、第２測定箇所Ｐ２の暗電位である。したがって目標表面電位Ｖ０ｓは、Ｖ０ｓ＝Ｖ０+ΔＶ０である。
【００６７】
（Ｔ７）差分電位算出工程
求めた目標表面電位Ｖ０ｓと第２表面電位測定手段４ｂが測定する第２暗電位Ｖｓ２との差分ΔＶｔ（＝Ｖ０ｓ−Ｖｓ２）を算出する。
【００６８】
（Ｔ８）帯電電圧補正工程
前記差分ΔＶｔに基づいて、帯電装置２の暫定帯電電圧ＶＧを、補正帯電電圧ＶＨに修正する。すなわち、ＶＨ＝ＶＧ＋ΔＶｔである。帯電装置２がコロナ帯電器の場合は、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を変更することによって、前記修正を行うことができる。
【００６９】
（Ｔ９）第２暗電位再測定工程
感光体ドラム１を、帯電装置２によって、前記補正帯電電圧ＶＨを用いて帯電させたのち、第２表面電位測定手段４ｂで第２測定箇所Ｐ２の暗電位を再度測定し、新たな第２暗電位Ｖｓ２を入手する。
【００７０】
（Ｔ１０）差分電位比較工程
入手した新たな第２暗電位Ｖｓ２と目標表面電位Ｖ０ｓとの差分ΔＶｔを再度計算する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下であれば、第２測定箇所Ｐ２の第２暗電位が目標値Ｖ０ｓに等しくなったことにより、現像箇所Ｐ３の暗電位が目標表面電位Ｖ０に調整されたと判断して、帯電電圧制御工程を終了する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄよりも大きいときは、工程Ｓ５に戻って、再度、帯電電圧を補正帯電電圧ＶＨに修正する工程を行い、差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下になるまで、工程Ｓ５〜Ｓ１１を反復する。
【００７１】
本実施形態は、第１表面電位測定手段４ａと第２表面電位測定手段４ｂとで測定される２つの暗電位情報Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて、感光体ドラム１の現像箇所Ｐ３における暗電位を目標値に制御する。２つの実測した２つの暗電位情報Ｖｓ１，Ｖｓ２を用いるから、感光体ドラム１の累積使用情報や、温度、湿度などの環境データを使用しなくても、感光膜の磨耗や経時劣化状態、および、感光体ドラム１周囲の温度、湿度条件などを反映した、暗電位補正を行える。したがって、感光膜の経時劣化や環境条件以外の要因で、感光体ドラムの暗減衰曲線が不規則に変化した場合でも、この変化状態を、帯電電圧の制御に反映させることができる。よって、現像箇所Ｐ３の暗電位を目標値に制御することが可能であるから、非画像領域にトナーが付着するカブリ現象の発生を防止することができる。
【００７２】
［第３の実施形態］  
図７〜図１０は、本発明の第３の実施形態に係るものであって、図７は、画像形成装置１１０の全体構成を概略的に示す正面図、図８は、画像形成装置１１０を制御する制御部３０の構成を示すブロック図、図９は、画像形成方法における帯電電圧制御工程の手順を示すフローチャート、図１０は、画像形成方法における帯電電圧制御工程の実施要領を説明するためのものであって、感光体ドラム１、帯電装置２、表面電位測定手段４ｃ、および現像装置５を簡略して示す図である。
【００７３】
本実施形態の画像形成装置１１０の構成は、図７および図８に示すように、感光体ドラム１の暗電位を測定する表面電位測定手段４ｃが、帯電装置２と現像装置５との間に一つだけ設けられている点で、第１の実施形態の画像形成装置１００と相違する。その他の構成については第１の実施形態と共通するので、ここでの説明は省略する。
【００７４】
また本実施形態の画像形成装置１１０の基本的な画像形成動作も、第１の実施形態の画像形成装置１００と共通する。すなわち画像形成装置１００は、帯電装置２によって帯電させた感光体ドラム１の外周面１ａに、露光装置３によってレーザ光などを照射して静電潜像を形成させた後、その静電潜像を現像装置５で現像することによって、感光体ドラム１の外周面１ａにトナー画像を形成し、そのトナー画像を紙などの記録媒体１０に転写した後、これを定着させて印刷画像を作成している。
【００７５】
本実施形態の画像形成装置１１０における帯電電圧制御工程を、図９〜図１０を用いて説明する。図１０に示す感光体ドラム１の外周面１ａ上において、帯電装置２によって帯電される帯電箇所をＰ０、表面電位測定手段４ｃが暗電位を測定する測定位置に臨む測定箇所をＰ４、現像位置に在る現像装置５の現像ローラ５ａが臨む現像箇所をＰ３とする。また、感光体ドラム１の回転軸線Ｋと帯電箇所Ｐ０および測定箇所Ｐ４とが成す中心角をθ４、回転軸線Ｋと測定箇所Ｐ４および現像箇所Ｐ３とが成す中心角をθ５とする。
【００７６】
（Ｕ１）目標暗電位入手工程
はじめに、カブリ電位制御装置４４は、感光体ドラム１の現像箇所Ｐ３における目標暗電位Ｖ０を入手する。目標暗電位Ｖ０は、画像形成装置１１０が画像形成動作を実行する際の制御部３０によるプロセス制御の過程で算出されるので、これを用いる。カブリ電位
制御装置４４は、現像電圧印加装置４３を制御して、前記目標暗電位Ｖ０の現像電圧を、現像装置５に印加させる。
【００７７】
（Ｕ２）情報入手工程
次いでカブリ電位制御装置４４は、画像形成装置１１０内の記憶手段４１から、記憶されている感光体ドラム１の累積使用時間情報などの累積使用情報を入手するとともに、温度センサ、湿度センサそれぞれから、温度データ、湿度データなどの環境データを入手する。
【００７８】
（Ｕ３）暗減衰曲線入手工程
次にカブリ電位制御装置４４は、感光体ドラム１の累積使用情報と環境データとから、感光体ドラム１の暗減衰曲線を求める。暗電位の減衰速度は、感光体ドラム１の累積使用時間と、感光体ドラム１周囲の温度、湿度とに影響される。そこで、実験または計算により、感光体ドラム１の累積使用時間、感光体ドラム１周囲の温度および湿度などの数値と、暗減衰曲線の勾配などとの相関を予め求めておき、得られた暗減衰曲線情報を記憶手段４１に記憶させておく。カブリ電位制御装置４４は、入手した累積使用情報および環境データに基づき、対応する暗減衰曲線を、記憶手段４１に記憶されている暗減衰曲線情報から抽出する。
【００７９】
（Ｕ４）暗減衰量算出工程
カブリ電位制御装置４４は、得られた暗減衰曲線を用いて、表面電位測定手段４ｃの測定箇所Ｐ４から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量ΔＶ０を求める。感光体ドラム１の外周面１ａ上の暗電位は、帯電箇所Ｐ０から下流へ向かうにしたがって減衰する。暗減衰曲線Ｌは一次関数で近似することができ、減衰勾配は、感光体ドラム１の累積使用情報と環境データとから与えられる。よって、測定箇所Ｐ４と現像箇所Ｐ３との距離に基づき、前記暗減衰量ΔＶ０を算出できる。
【００８０】
（Ｕ５）目標表面電位算出工程
前記のようにして求めたΔＶ０を用いて、測定箇所Ｐ４における目標表面電位Ｖ０ｓを求める。目標表面電位Ｖ０ｓは、測定箇所Ｐ４から現像箇所Ｐ３に至るまでの暗電位の暗減衰量がΔＶ０のとき、現像箇所Ｐ３における暗電位を目標暗電位Ｖ０とするのに必要な、測定箇所Ｐ４の暗電位である。したがって目標表面電位Ｖ０ｓは、Ｖ０ｓ＝Ｖ０+ΔＶ０である。
【００８１】
（Ｕ６）暫定帯電電圧印加工程
続いて、帯電装置２に印加する暫定帯電電圧ＶＧを算出する。暫定帯電電圧ＶＧは、現像箇所Ｐ３の暗電位を目標暗電位Ｖ０にするのに必要な帯電電圧の値である。暫定帯電電圧ＶＧは、暗減衰曲線から求めることができる。たとえば暗減衰曲線を一次関数で近似すると、図１０において、
（ＶＧ−Ｖ０ｓ）／θ４＝ΔＶ０／θ５
であるから、暫定帯電電圧ＶＧは、
ＶＧ＝Ｖ０ｓ＋ΔＶ０・θ４／θ５
によって求められる。
【００８２】
カブリ電位制御装置４４は、暫定帯電電圧ＶＧを算出した後、帯電電圧印加装置４２を制御して、帯電装置２に暫定帯電電圧ＶＧを印加し、感光体ドラム１を帯電させる。なお、帯電装置２がスコロトロン方式のコロナ帯電器の場合、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を調整することで、帯電電圧の大きさを高精度に制御することが可能である。
【００８３】
（Ｕ７）暗電位入手工程
感光体ドラム１が帯電装置２によって帯電された後、表面電位測定手段４ｃから、測定箇所Ｐ４における暗電位Ｖｓを入手する。
【００８４】
（Ｕ８）差分電位算出工程
求めた目標表面電位Ｖ０ｓと表面電位測定手段４ｃが測定して得た暗電位Ｖｓとの差分ΔＶｔ（＝Ｖ０ｓ−Ｖｓ）を算出する。
【００８５】
（Ｕ９）帯電電圧補正工程
前記差分ΔＶｔに基づいて、帯電装置２の暫定帯電電圧ＶＧを、補正帯電電圧ＶＨに修正する。すなわち、ＶＨ＝ＶＧ＋ΔＶｔである。帯電装置２がコロナ帯電器の場合は、グリッド２ｂに印加するグリッドバイアス電圧を変更することによって、前記修正を行うことができる。
【００８６】
（Ｕ１０）暗電位再測定工程
感光体ドラム１を、帯電装置２によって、前記補正帯電電圧ＶＨを用いて帯電させたのち、表面電位測定手段４ｃで測定箇所Ｐ４の暗電位を再度測定し、新たな暗電位Ｖｓを入手する。
【００８７】
（Ｕ１１）差分電位比較工程
入手した新たな第２暗電位Ｖｓと目標表面電位Ｖ０ｓとの差分ΔＶｔを再度計算する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下であれば、測定箇所Ｐ２の暗電位が目標値Ｖ０ｓに等しくなったことにより、現像箇所Ｐ３の暗電位が目標表面電位Ｖ０に調整されたと判断して、帯電電圧制御工程を終了する。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄよりも大きいときは、工程Ｕ７に戻って、再度、帯電電圧を補正帯電電圧ＶＨに修正する工程を行う。差分ΔＶｔの絶対値が予め定めた値ｄ以下になるまで、工程Ｕ７〜Ｕ１１を反復することによって、現像箇所Ｐ３の暗電位を、目標表面電位Ｖ０に調整することができる。
【００８８】
前述の帯電電圧制御工程は、暗減衰曲線を１次関数に近似させて実行するものであるが、他の関数に近似させることも可能である。カブリ電位制御装置４４は、帯電電圧を制御するとともに、現像電圧を制御して、カブリ電位を適正化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１  感光体ドラム
１ａ  外周面
２  帯電装置
３  露光装置
４  表面電位測定手段
４ａ  第１表面電位測定手段
４ｂ  第２表面電位測定手段
５  現像装置
３０  制御装置
４１  記憶手段
４２  帯電電圧印加手段
４３  現像電圧印加手段
４４  カブリ電位制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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