(57)【要約】【課題】画像再現性のばらつきを電気的な手段で補正するための補正値を感光ドラム毎に簡単に算出し、感光ドラム毎に対応させて感度ムラの補正を行えるようにする。【解決手段】感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定の帯電もしくは露光、もしくはその両方を成し、前記電位計測手段を前記感光体の表面電位計測のために主走査方向に１走査させながら前記感光体を回転させることで螺旋状に前記感光体の１周分の感度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の表面電位を計測する電位計測手段とを有する画像形成装置において、
前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定の帯電もしくは露光、もしくはその両方を成し、前記電位計測手段を前記感光体の表面電位計測のために主走査方向に１走査させながら前記感光体を回転させることで螺旋状に前記感光体の１周分の感度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の濃度を計測する濃度計測手段とを有する画像形成装置において、
前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定のパターン画像を形成し、前記濃度計測手段を前記感光体の濃度計測のために主走査方向に１走査させながら前記感光体を回転させることで螺旋状に前記感光体の１周分の濃度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の表面電位を計測する電位計測手段とを有する画像形成装置において、
前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定の帯電もしくは露光、もしくはその両方を成し、前記電位計測手段を前記感光体の表面電位計測のために主走査方向に往復走査させながら前記感光体を回転させることで前記感光体の１周分の感度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の濃度を計測する濃度計測手段とを有する画像形成装置において、
前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定のパターン画像を形成し、前記濃度計測手段を前記感光体の濃度計測のために主走査方向に往復走査させながら前記感光体を回転させることで前記感光体の１周分の濃度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか記載の画像形成装置において、螺旋状に測定した前記感度ムラまたは濃度ムラ情報を、前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置と前記像露光手段の露光順に対応させて記憶させ、その情報を用いて画像形成時に前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、前記感度ムラまたは濃度ムラの測定を当該装置の使用開始時、一定枚数の画像形成毎或いは当該装置の電源オン時に行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感光体に帯電、露光、現像を繰り返して画像を形成するレーザープリンタやデジタル複写機などに利用する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置は、感光体の感光面を一様に帯電する帯電装置、帯電された感光面に記録情報に応じた静電潜像を形成する潜像形成装置、その静電潜像を現像する現像装置、および、現像された潜像を記録紙に転写する転写装置を備えてなり、感光面を移動させながら逐次的に画像形成処理を行っている。
【０００３】
画像形成装置における感光体である例えばアモルファスシリコンドラムは、従来一般的に使われている有機半導体ドラムよりも高い耐久性を有するドラムであり、白黒複写機ではすでに実用化されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−１０４６２５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このアモルファスシリコンドラムは製造上の問題である感光膜の厚さのバラツキにより感度ムラを有している。この感度ムラは帯電、露光に影響し、感度ムラが画像の濃度ムラを生じてしまう。従来はこの濃度ムラは問題のないレベルであったが、近年の高画質化の要求により、この濃度ムラの改善が要求されてきている。そこでこの濃度ムラを、レーザビームの発光強度を変えて感光体上に描かれた静電潜像の電位を安定させることで印刷された画像の濃度ムラをなくすような方式が取られるようになってきているが、この場合感光ドラムの感度ばらつきを補正するためには、補正する値が予め判っている必要があり、その補正値をメモリに蓄えその補正値を基にビーム発光強度を変えている。しかし多少の傾向はあるが感光ドラムごとに感度ばらつきは異なっており、また耐久が進むにつれムラも変化し精密に補正することが難しくなる。また、交換したドラムが同一の感度ムラであるという保証もない。
【０００６】
そこで本発明では上記のような画像再現性のばらつきを電気的な手段で補正するための補正値を感光ドラム毎に簡単に算出し、感光ドラム毎に対応させて感度ムラの補正を行うことで出力画像の向上を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題からなされたもので請求項１の発明は、感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の表面電位を計測する電位計測手段とを有する画像形成装置において、前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定の帯電もしくは露光、もしくはその両方を成し、前記電位計測手段を前記感光体の表面電位計測のために主走査方向に１走査させながら前記感光体を回転させることで螺旋状に前記感光体の１周分の感度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とすることである。
【０００８】
請求項２の発明は、感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の濃度を計測する濃度計測手段とを有する画像形成装置において、前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定のパターン画像を形成し、前記濃度計測手段を前記感光体の濃度計測のために主走査方向に１走査させながら前記感光体を回転させることで螺旋状に前記感光体の１周分の濃度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とすることである。
【０００９】
請求項３の発明は、感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の表面電位を計測する電位計測手段とを有する画像形成装置において、前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定の帯電もしくは露光、もしくはその両方を成し、前記電位計測手段を前記感光体の表面電位計測のために主走査方向に往復走査させながら前記感光体を回転させることで前記感光体の１周分の感度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とすることである。
【００１０】
請求項４の発明は、感光体と、この感光体を一様に帯電させる帯電手段と、前記感光体を前記帯電手段で一様に帯電された後に露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体上のトナー像を記録部材若しくは中間転写体に転写する転写手段と、前記感光体の濃度を計測する濃度計測手段とを有する画像形成装置において、前記感光体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを備え、前記感光体の全周に所定のパターン画像を形成し、前記濃度計測手段を前記感光体の濃度計測のために主走査方向に往復走査させながら前記感光体を回転させることで前記感光体の１周分の濃度ムラを測定し、その測定結果を用いて画像形成時に前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置により前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とすることである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から４いずれか記載の画像形成装置において、螺旋状に測定した前記感度ムラまたは濃度ムラ情報を、前記回転位置検出手段の検出した前記感光体の回転位置と前記像露光手段の露光順に対応させて記憶させ、その情報を用いて画像形成時に前記像露光手段の露光量に補正をかけることを特徴とすることである。
請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記感度ムラまたは濃度ムラの測定を当該装置の使用開始時、一定枚数の画像形成毎或いは当該装置の電源オン時に行うことを特徴とすることである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
図１は本発明に係わる画像形成装置全体の断面図である。まず基本的な動作について説明する。原稿給紙装置１上に積載された原稿は、１枚づつ順次原稿台ガラス面２上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナー部３のランプが点灯し、かつスキャナーユニット４が移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミラー５，６，７を介して８を通過し、その後イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、直接、あるいは、一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出された後、露光制御部１０に入力される。露光制御部１０が発生させる照射光によって感光体１１上に作られた潜像は、電位センサ１８によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているか監視され、次いで、現像器１３によって現像される。上記潜像とタイミングを合わせて転写部材積載部２１、あるいは２２より転写部材が搬送され、転写部１２に於いて、上記現像されたトナー像が転写部材上に転写される。転写されたトナー像は定着部１９にて転写部材に定着された後、排紙部２０より装置外部に排出される。転写後の感光体１１の表面をクリーナ１４で清掃し、クリーナ１４で清掃された感光体１１の表面を補助帯電器１５で除電して１次帯電器１７において良好な帯電を得られるようにした上で、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ１６で消去し、１次帯電器１７で感光体１１の表面を帯電し、この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。
【００１４】
図２は本発明を採用した実施形態として示した画像形成部の構成を示すものである。半導体レーザ３１、画像信号生成部３２、レーザ駆動制御部３３、補正手段３４、コリメートレンズ３５、回転多面鏡３６、ｆθレンズ３７、ミラー３８、感光体１１、現像器１３、ビームディテクト（以下ＢＤ）手段３９、ホームポジション（以下ＨＰ）指示手段４０、ＨＰ検知手段４１である。
【００１５】
まず、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅに同期し画像信号生成部３２により生成された画像信号ａと、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅとＨＰ検知手段４１から出力されるＨＰ信号ｆに同期し補正手段４から出力される感光体の２次元的な位置に対応する表面の状態に応じた補正信号ｂに従って、レーザ駆動制御部３３で半導体レーザ３１の発光電流ｃの電流値または発光時間を制御する。このときの電流制御方法は電流の絶対値を制御しても、電流を流す時間を制御しても、その両方でもよい。半導体レーザ３１から照射されたレーザ光ｄはコリメートレンズ３５により平行光にされる。平行光に変換されたレーザ光ｄは、回転多面鏡３６により走査を行い、ｆθレンズ３７により面倒れ等の光学的な歪みが補正され、ミラー３８により反射し、感光体１１の表面に照射され静電潜像を形成する。感光体１１上に形成された静電潜像は現像器１３により現像され、公知の電子写真プロセス技術により転写、定着される。
【００１６】
図３は実施形態における補正値を模式的に表す図である。感光体１１、５０は感光体全面に対応する補正値を示す。この図では補正値の大きさを色の濃さで表している。この補正値は、ひとつの画素または複数画素で一つ対応する。補正手段３４は、レーザ光の感光体を照射するタイミングをＢＤ信号ｅとＨＰ信号ｆに基づき感光体の２次元的な位置に対応させて、表面の状態に応じた補正値をレーザ駆動制御部３に出力する。
【００１７】
図４は実施形態におけるタイミングチャート図である。補正信号ｂはクロックｉに同期して出力される。ＢＤ信号ｅが入力されると、次の主走査線に対応する補正値をＢＤ信号ｅに同期して出力する。ＨＰ信号ｆが入力されると、１番目の主走査線に対応する補正値から読み出し始める。
【００１８】
図５は感光体であるα−Ｓｉドラムに対して、ハーフトーンを形成するレーザ光量で照射したときの主走査方向の電位むらを表す図である。副走査方向の位置により絶対量は違うものの、主走査方向の電位むら分布の概形は副走査方向に対して同じような形になっている。
【００１９】
図６は感光体であるα−Ｓｉドラムに対して、ハーフトーンを形成するレーザ光量で照射したときの副走査方向の電位むらを表す図である。主走査方向の位置により絶対量は違うものの、副走査方向の電位むら分布の概形は主走査方向に対して同じような形になっている。
【００２０】
図７は他の実施形態における補正値を模式的に表した図である。感光体１１、５１は主走査方向に対する補正値、５２は副走査方向に対する補正値、５０は感光体全面に対する補正値を示す。図５と図６より、感光体の電位むらはドラム面上の二次元的な位置に対して不規則に分布しているわけではなく、主走査方向、副走査方向に対してそれぞれ規則性を持って分布していることがわかる。このことから帯電むらの補正値も主走査方向、副走査方向に対して、最低一ライン分づつの補正値を用意すれば感光体面上のすべての領域にほぼ対応できる。この図では、主走査方向の補正値と副走査方向の補正値を演算することにより感光体表面位置に対応する補正値を作成する様子をあらわしている。主走査方向、副走査方向の補正値は１ラインごとまたは複数ラインごとに一つの補正値を持つ。
【００２１】
以下に画像再現性のばらつきを電気的な手段で補正するための補正値を感光ドラム毎に算出する方法を示す。
【００２２】
図８は本発明に係わる電位センサ１８の配置、動作、走査ラインを表す立体図及び上視図である。図の電位センサ１８は感光ドラム１１との間隔ｄ＝２±０．５の位置に配置されている。また、主走査方向に往復運動可能であり、動作中も感光ドラム１１と電位センサ１８との間隔は１ｍｍ以上保たれている。
【００２３】
感光体の電位を計測する計測モードが開始されると、通常の画像形成時と同様に感光ドラム１１を回転させ、前露光、帯電、所定のパターン（ハーフトーン、もしくはベタ）の露光を行う。但し、ここでは現像は行わない。ＨＰ指示手段４０をＨＰ検知手段４１が検知すると電位センサ１８による測定を開始する。感光ドラム１１全表面を測定するのに、電位センサ１８は一走査する。その間にドラムは複数回回転し、電位センサ１８が検出したポイントの軌跡（図中の走査位置）は、図のように螺旋状になる。
【００２４】
測定は、毎電源投入時又は予め設定されたタイミング時に行われ、電位計測モード動作時、測定結果が所定の値の範囲外になった場合は再度動作を繰り返し、また所定の回数の測定した結果が所定の値の範囲外になった場合はアラーム又はエラーを不図示の操作部に表示するようになっており、異常を報知する。
【００２５】
図９は本発明に係わる感光ドラム１１の表面を平面に表したものである。四角の升目１つにつき一回のみ電位の測定を行う。
【００２６】
感光ドラムの回転と電位センサの軸方向への一走査との組み合わせにより、電位センサが螺旋状に測定した感光ドラム表面上全体の測定データを、図２の補正値算出手段４３により補正値に変換し、レーザによる感光体面への書き込み順のアドレス（位置）に対応させて変換して感光ドラム全面に対する補正値をドラム補正値記憶手段４２に記憶させる。
【００２７】
（その他の実施形態）
感光ドラム１１全表面を測定するのに、電位センサ１８を複数回走査する。その間にドラムは１回転または複数回回転し、電位センサ１８が検出したポイントの軌跡（図中の走査位置）は、図１０のようになる。この場合もＨＰ指示手段４０をＨＰ検知手段４１が検知することに応じて測定を開始する。図１０は電位センサ１８を複数回一方向に走査した場合、図１１は複数回往復走査させた例である。
【００２８】
本実施形態ではα−Ｓｉドラムを例として示したが、本発明はα−Ｓｉドラムの電位むら補正に限定されるものではない。
【００２９】
また、電位センサを濃度センサに置き換え、感光体の濃度を計測する計測モードを開始したとき、通常の画像形成時と同様に感光ドラム１１を回転させ、前露光、帯電、所定のパターン（ハーフトーン、もしくはベタ）の露光を行い、現像を行った後、ＨＰ指示手段４０をＨＰ検知手段４１が検知に応じて濃度センサ１８による測定を開始することで同様の効果を得ることが出来る。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明では感光体の感度ムラを的確に補正するための補正値を正確に決定することができ、感光ドラムのばらつき、耐久劣化にも対応することが可能となる。上記補正値により露光手段の光量を補正することにより、濃度ムラのない高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における画像形成装置の構成
【図２】本発明の１例の画像形成部を示す構成
【図３】実施形態におけるドラム面補正値の模式図
【図４】実施形態におけるタイミングチャート図
【図５】主走査方向の電位分布
【図６】副走査方向の電位分布
【図７】実施形態における別のドラム面補正値の模式図
【図８】実施形態における電位センサの配置、動作を表す立体図
【図９】実施形態における感光ドラム表面の平面図
【図１０】実施形態における電位センサを複数回一方向に走査した場合の感光ドラム表面の平面図
【図１１】実施形態における電位センサを複数回往復走査した場合の感光ドラム表面の平面図
【符号の説明】
１  半導体レーザ
２  画像信号生成部
３  レーザ駆動制御部
４  補正手段
５  コリメートレンズ
６  ポリゴンミラー
７  ｆθレンズ
８  ミラー
９  感光体ドラム
１０  現像器
１１  ＢＤ手段
１２  ＨＰ指示手段
１３  ＨＰ検知手段
１４  主走査方向補正値
１５  副走査方向補正値
１６  感光体全面の補正値
１７  主走査方向補正値記憶手段
１８  副走査方向補正値記憶手段
１９  演算手段
ａ  画像信号
ｂ  補正信号
ｃ  発光電流
ｄ  レーザ光
ｅ  ＢＤ信号
ｆ  ＨＰ信号
ｇ  主走査方向補生信号
ｈ  副走査方向補正信号
Ｉ  クロック
【図１】
2004258482.tif 000003
【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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【図１１】
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