(57)【要約】【課題】  画像濃度や色味の変化を抑制する【解決手段】  切替え機構１０２ａによって表面電位センサ１８ａを、現像バイアス測定用電極１０１ａに対向する第１の位置と、感光ドラム１１ａ表面に対向する第２の位置とに切り替える。これにより、感光ドラム１１ａの表面電位を検出するセンサ用発生バイアス検出部９３ａによって、現像バイアス回路７０ａの発生電圧を測定することができる。このため、現像バイアス回路７０ａの発生電圧を表面電位測定回路基準に補正することが可能になり、この補正を適宜行うことによって、複数のバイアス検出部を使用することに起因するばらつき、及び温度変化に伴う検出結果の変化をすべて表面電位測定系基準に補正することが可能となる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース層の表面に設けられて帯電電位が付与される感光層を有する感光体と、前記感光層の表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記感光層の表面に対向するように配置されたバイアス部材に対して所望のバイアス値に制御されたバイアスを印加するバイアス発生手段とを備えた画像形成装置において、
前記表面電位測定手段は、前記感光層の表面電位の測定と前記バイアス発生手段の発生バイアス値の検出とに共通に使用される切替え可能な第１のバイアス検出手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベース層は、基準電位に設定される、
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】
前記表面電位測定手段は、前記感光層の表面電位に対応するバイアスを発生させて前記感光層の表面電位を測定する、
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。
【請求項４】
前記バイアス発生手段による発生バイアス値を測定するためのバイアス測定電極を有し、
前記表面電位測定手段は、前記バイアス測定電極に対向する第１の測定位置と前記感光層の表面に対向する第２の測定位置とに移動可能な電位センサと、前記電位センサを前記第１の測定位置と前記第２の測定位置とに切り替える切替え機構とを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記バイアス発生手段は、自身の発生バイアス値を取り出す第２のバイアス検出手段を有し、自身の発生バイアスの制御を前記第２のバイアス検出手段の検出結果に基づいて行うよう構成され、
前記バイアス発生手段に対して所望の発生バイアスのバイアス値を設定する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記バイアス発生手段に対して所望の発生バイアス値を設定して前記バイアス発生手段を動作させるとともに、このバイアス発生動作によって発生させたバイアス値を前記第１のバイアス検出手段で検出し、前記検出動作を単数、又は複数ポイントで行って得られた検出結果を使って、前記バイアス発生手段の前記所望のバイアス値の設定を補正する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光層の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光層の表面に静電潜像を書き込むための照射手段とを有し、
連続的に画像形成を行う連続画像形成モードを有し、前記表面電位測定手段と前記第１のバイアス検出手段とによって前記感光層の表面の高濃度画像の潜像電位を取り出して検出し、前記取り出した画像形成時の高濃度潜像電位に基づいて、画像形成時の発生バイアス値と高濃度潜像電位との関係が一定となるように前記バイアス発生手段の前記所望のバイアス値の設定を補正する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光層の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光層の表面に静電潜像を書き込むための照射手段とを有し、
連続的に画像形成を行う連続画像形成モードを有し、前記第１のバイアス発生手段が前記連続画像形成モードに従って発生バイアスのＯＮ／ＯＦＦを所定のタイミングで、かつ所望の設定バイアスで実行し、前記第１のバイアス検出手段は前記バイアス発生手段による画像形成時の発生バイアス値を取り出す一方、前記表面電位検出手段と前記第１のバイアス検出手段とによって前記感光層の表面の高濃度画像の潜像電位を取り出して検出し、前記取り出した画像形成時の発生バイアス値と高濃度潜像電位との関係が一定となるように前記バイアス発生手段の前記所望のバイアス値の設定を補正する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
連続画像形成時において、前記表面電位測定手段と前記第１のバイアス検出手段とによって前記感光層の表面の帯電電位を取り出し、画像形成時の発生バイアス値と高濃度潜像電位との関係、さらに発生バイアス値とハイライト部潜像電位との関係が一定となるように前記所望の設定バイアス値、前記帯電手段の設定バイアス値のうちの少なくとも１つを補正する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記発生バイアスの測定と前記感光層の表面の読み取りとの切替えを、前記発生バイアスのＯＦＦ時に行う、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記発生バイアスの測定と前記感光層の表面の読み取りとの切替えを、前記感光層の表面の電位が最も低くなる高濃度潜像電位とハイライト潜像電位とのうちのいずれかで行う、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記バイアス発生手段として、静電潜像をトナー像に現像するための現像バイアス発生手段を有し、
前記現像バイアス発生手段が前記トナー像現像用に使用される第１の極性のバイアス発生手段と、前記極性と反対の極性を発生する第２の極性のバイアス発生手段とを有し、
前記感光層の表面の電位の測定中、前記第２の極性のバイアス発生手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記感光体と前記表面電位測定手段とを有する複数の画像形成部と、
前記複数の表面電位測定手段に共通の基準バイアス発生手段とを備え、
前記複数の表面電位測定手段は、前記基準バイアス発生手段が発生する共通の基準バイアスを測定して、それぞれの検出特性をそろえる、
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタ，複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３に、電子写真方式のプリンタ，複写機等の画像形成装置の作像（画像形成）制御回路の構成例として、現像バイアス回路と表面電位測定回路とを示す。なお、バイアス発生回路については、ここでは現像バイアス回路の従来例を説明するが、グリッドバイアスなど、定電圧系のバイアス発生回路は同様の構成及び制御方法であり、説明は省略する。
【０００３】
同図中の符号１１ａは矢印Ｒ１方向に回転駆動される感光ドラム、符号１２ａは感光ドラム１１ａ表面を一様に帯電する一次帯電器、符号１８ａは感光ドラム１１ａの表面の電位を検出する表面電位センサ、符号１４ａは感光ドラム１１ａの静電潜像を現像する現像装置を示している。
【０００４】
符号７０ａは現像バイアス回路の構成を示している。現像バイアス回路７０ａは、直流バイアス発生部７１ａ、発生バイアス検出部７２ａ、直流バイアス制御部７３ａを有している。また、符号９０ａは表面電位測定回路の構成を示している。表面電位測定回路９０ａは、センサ制御部９１ａ、センサ用直流バイアス発生部９２ａ、センサ用発生バイアス検出部９３ａ、検出信号送信部９４ａを有している。符号９５は画像形成装置の制御を行う装置制御部を示している。装置制御部９５は、出力部が現像バイアス回路７０ａに接続されるＤ／Ａ変換部９６ａ、出力部が表面電位測定回路９０ａに接続されるＡ／Ｄ変換部９７ａを有している。
【０００５】
以上の構成において、現像バイアス回路７０ａは装置制御部９５からの制御信号に従って動作する。まず、Ｄ／Ａ変換部９６ａを介して所望とするバイアス出力値がアナログ信号のレベルにより指示され、現像バイアス回路７０ａはこれを直流バイアス制御部７３ａで受信する。直流バイアス制御部７３ａはＤ／Ａ変換部９６ａからの信号に応答して直流バイアス発生部７１ａを動作させ、現像バイアスとしての直流バイアスを発生させる。以上のようにして発生された直流バイアスは、発生バイアス検出部７２ａによって検出信号に変換され、この検出信号が直流バイアス制御部７３ａに送信されて、直流バイアス制御部７３ａが、検出信号とＤ／Ａ変換部９６ａからのアナログ信号とを比較して、双方が一致する方向に直流バイアス発生部７３ａに制御信号を送信する。
【０００６】
次に、表面電位測定回路９０ａは、同じく、装置制御部９５に制御される。まず、センサ制御部９１ａが表面電位センサ１８ａに駆動信号を送信する。表面電位センサ１８ａは駆動信号に従ってセンサを動作させ、センサと感光ドラム１１ａとの電位差に従う測定信号を送出する。センサ制御部９１ａは信号を受信して、信号が最小となるように、すなわち、感光ドラム１１ａの表面電位と表面電位センサ１８ａとの電位とが等しくなるように、センサ用直流バイアス発生部９２ａを動作させる。
【０００７】
以上の制御によって感光ドラム１１ａの表面電位とセンサ用直流バイアス発生部９２ａの発生バイアス値は同電位に制御される。一方、センサ用発生バイアス検出部９４ａは、センサ用直流バイアス発生部９２ａの発生バイアスを検出信号に変換し、検出信号送信部９４ａを介してＡ／Ｄ変換部９７ａに送信する。Ａ／Ｄ変換部９７ａは検出信号をデジタル変換して、装置制御部９５に検出結果を知らせる。
【０００８】
ここで、特許文献１には、表面電位センサの検出精度を高める手法として、感光ドラムをフローティングに切り替える切替え手段を備え、このフローティング状態の感光ドラムに基準電圧を与え、この電位を電位センサで測定することによって検出特性を補正する方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−２０１４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の画像形成装置によると、感光ドラムの表面電位センサの測定回路と現像バイアスなど作像プロセスを実行するバイアス回路が、それぞれが独自のバイアス検出回路を有しており、また、それらが、装置スペースの関係上、それぞれの異なる場所に取り付けられるため、検出回路を構成する個々の部品のばらつきや、温度特性、温度環境のばらつきなどで、それぞれの検出特性や検出誤差の環境変化が微妙に異なり、これによって電位の検出結果やバイアス出力の制御結果それぞれにずれが生じるため、装置ごとに画像の濃度が異なったり、ある条件下では一致していても、温度変化に伴って差が生じてくるといった問題があった。
【００１１】
また、１つの装置であっても、画像濃度が装置内温度の変化に従って変動したり、カラー機の場合、画像の色味が変化するなどの問題もあった。
【００１２】
また、前述のような装置内温度の変化は、複数部数を印刷する連続プリント中に大きく発生するため、連続印刷中の初期の画像濃度や色味と時間経過後のそれとが異なるといった問題も有していた。
【００１３】
また、連続プリント中においては、感光ドラムの表面温度が変化し、これによって最大露光時の感光ドラムの表面電位ＶＬ（明部電位）が変化してしまうため、これによっても画像濃度・色味が変化してしまうという問題があった。
【００１４】
また、一次グリッドのバイアス測定系の温度変化によって、暗部電位ＶＤ及び明部電位ＶＬが変化してしまい、これによって画像濃度・色味変動が発生するといった問題があった。
【００１５】
また、連続プリント中に明部電位ＶＬを測定しようとすると、場合によっては測定時にかぶり画像が発生し、感光ドラムのクリーニング装置の寿命を短縮するといった問題があった。
【００１６】
また、以上のような問題が各感光ドラムごとに発生するため、装置ごとの色味が合わないことをはじめ、画質変動に対する同様の問題があった。
【００１７】
また、電位測定の検出結果のＡ／Ｄ変換やバイアス回路をデジタル制御する場合のバイアス出力の検出結果及びＡ／Ｄ変換に際して、それぞれの回路に対してそれぞれの量子化誤差を伴うため、場合によっては量子化誤差による相互のずれが測定誤差に加算されて現れてしまい、一層画像濃度を狂わせてしまうといった問題があった。
【００１８】
また、上述の特許文献１に開示されている方法によれば、基準電圧を加えるバイアス発生手段として、現像用のバイアス発生装置を利用することで、現像バイアス出力を基準とした測定精度を高めることはできるが、温度変動などの理由によって現像バイアス出力自身が変化してしまった場合など、帯電電位と現像電位との関係を一定に保つことができないといった問題があった。この問題は、補正制御を繰り返すことで解決可能であるが、感光ドラムをフローティングにする必要があるため、画像形成プロセスが停止している必要があり、連続印刷中に印刷を中断することなく補正を実現することはできなかった。
【００１９】
本発明は、画像濃度や色味の変動を抑制するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２０】
また、かぶりトナーを抑制して、クリーニング装置の寿命を延ばすことを他の目的とする。
【００２１】
また、連続画像形成中に、画像形成を中断することなく、バイアス発生手段への発生バイアスの所望値の設定の補正を可能とすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、ベース層の表面に設けられて帯電電位が付与される感光層を有する感光体と、前記感光層の表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記感光層の表面に対向するように配置されたバイアス部材に対して所望のバイアス値に制御されたバイアスを印加するバイアス発生手段とを備えた画像形成装置において、前記表面電位測定手段は、前記感光層の表面電位の測定と前記バイアス発生手段の発生バイアス値の検出とに共通に使用される切替え可能な第１のバイアス検出手段を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、表面電位測定手段は、感光層の表面電位の測定とバイアス発生手段の発生バイアス値の検出とに共通に使用される切替え可能な第１のバイアス検出手段を有しているので、バイアス発生手段の発生バイアス値を表面電位測定回路基準に補正することが可能になる。そして、この補正を適宜行うことによって、複数のバイアス検出手段を使用することに起因するバイアス検出手段のばらつき、及び温度変化に伴う検出結果の変化をすべて表面電位測定系基準に補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の符号を付したものは、同様の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。
【００２５】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明を適用することができる画像形成装置の要部縦断面図を示す。同図に示す画像形成装置１は、電子写真方式の画像形成装置であり、上部にリーダ部（光学系）１Ｒを有し、下部にプリンタ部（画像出力部）１Ｐを備えている。リーダ部１Ｒにおいて、原稿の画像を読み取り、プリンタ部１Ｐにおいて、リーダ部１Ｒからの画像情報に基づいて画像（トナー像）を転写材Ｐに形成しる。さらに同図に示す画像形成装置１は、プリンタ部１Ｐの画像形成部（広義の画像形成部）１０に並列に配設された複数（４個）の画像形成ステーション（狭義の画像形成部）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有し、また中間転写体方式を採用している。本発明は、このような画像形成装置に特に有効である。
【００２６】
プリンタ部１Ｐは大別すると、画像形成部１０、給紙部２０、中間転写部３０、定着部４０、及び制御部８０（不図示）から構成されている。
【００２７】
画像形成部１０は、ほぼ同様の構成の４個の画像形成ステーション１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを備えている。この順に、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するものである。各画像形成ステーション１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにおいては、像担持体としてのドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向（図１中の反時計周り）に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器（帯電手段）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、露光装置である光学系の露光装置（照射手段）１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、現像装置（バイアス部材）１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。
【００２８】
上述の感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、ベース層として、アースされた導電性のドラム基体（ベース層）１１Ａと、その外周面を覆うように設けられた感光層１１Ｂとを有している。
【００２９】
一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの感光層１１Ｂの表面（以下端に感光ドラム表面という。）に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光装置１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線（露光光）を折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。
【００３０】
さらに、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という。）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上述の静電潜像をトナー像（現像像）として顕像化する。顕像化されたトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト３１の画像転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄにおいて転写（一次転写）する。
【００３１】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄが回転して、画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄを通過した下流で、クリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００３２】
給紙部２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ，２１ｂ、手差しトレイ２７、カセット２１ａ，２１ｂ内又は手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送するための複数の給搬送ローラ対２３及び給紙ガイド２４、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ，２５ｂを備えている。
【００３３】
中間転写部３０には、無端状の中間転写ベルト３１が配設されている。中間転写ベルト３１は、３本のローラ、すなわち中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１の回動に従動回転する従動ローラ３３、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻架されている。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって矢印方向へ回転駆動され、これにより中間転写ベルト３１は矢印Ｂ方向に回転される。
【００３４】
一次転写平面Ａは各画像形成部１０ａ〜１０ｄに対向し、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト３１の一次転写面Ａに対向するように構成されている。したがって一次転写面Ａに一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄが位置することになる。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏面側に一次転写用帯電器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１との間に形成されるニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には、従動ローラ３３に対応する位置に、ベルトクリーナ５０が配設されている。ベルトクリーナ５０は、中間転写ベルト３１の画像形成面（表面）をクリーニングするためのクリーニングブレード５１とこのクリーニングブレード５１によって払拭された廃トナーを収納する廃トナーボックス５２とを有している。
【００３５】
定着部４０には、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとこの定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（この加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）を有する定着装置４１、これらローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに画像形成装置外部の排紙トレイ４８上に輩出するための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、等が設けられている。
【００３６】
次に図２を用いて、作像（画像形成）プロセスについてより詳細に説明する。なお、ここでは画像形成部１０を代表して、画像形成ステーション１０ａを例に説明するが、他の画像形成ステーション１０ｂ，１０ｃ，１０ｄについても同様である。
【００３７】
同図においては、上述の図１では、図示及び説明を省略していた、一次グリッド１７ａと表面電位センサ１８ａとを図示している。ここで、一次グリッド１７ａは、一次帯電器１２ａと感光ドラム１１ａとの間に、一次帯電器１２ａと平行に配設された、所定電圧に調整される電極である。一次グリッド１７ａは、一次帯電器１２ａから感光ドラム１１ａに流れ込む電流量を調整して、感光ドラム１１ａ表面の帯電量を制御可能にするものである。次に、表面電位センサ１８ａは、感光ドラム１１ａの回転方向に沿っての露光位置（露光装置１３ａからのレーザーが照射される位置）の下流側で、かつ現像装置１４ａの上流側に配設されている。表面電位センサ１８ａは、感光ドラム１１ａ表面の帯電電位を測定することで、画像濃度の安定化や画質などを制御可能にするものである。
【００３８】
図３に、感光ドラム１１ａの帯電特性を示す。帯電特性は、画像品位を決定する、感光ドラム１１ａの表面電位と現像装置１４ａに印加される現像バイアスとの関係を表すものである。同図中の横軸は前述の一次グリッド１７ａが設定された設定電位（グリッド電位）Ｖｇであり、縦軸は感光ドラム１１ａの表面電位（電位量）Ｖである。また、同図中の符号ＶＤは暗部電位（感光ドラム表面の帯電後、露光しない時の感光ドラム１１ａの表面電位）、ＶＬは明部電位（最大に露光した場合の感光ドラム１１ａの表面電位）、Ｖｄｃは現像バイアスの設定電位をそれぞれ示している。
【００３９】
感光ドラム１１ａの帯電量Ｖは一次グリッド１７ａの設定電圧Ｖｇの増大とともに上昇する傾向を有しており、暗部電位ＶＤの上昇変化はこの特性を表している。また、明部電位ＶＬは上述の暗部電位ＶＤの増大に従って上昇する傾向を有しており、明部電位ＶＬの上昇カーブはこの特性を表している。
【００４０】
ところで、現像バイアスの設定値は、画像形成しない部分の地かぶり量の許容値で決定されるが、この地かぶりの発生は、現像装置１４ａ中に例外的に存在する帯電量の異なるトナー（例えば、例外的に帯電量が高いトナー）が、明部電位ＶＤに対して現像するのに十分な電位をもってしまうことで発生する。したがって、現像バイアスＶｄｃの設定は、前述のような例外的なトナーによる地かぶりが発生しないように、暗部電位ＶＤに対して、前述の例外的なトナーをやや引き付けるレベルに設定される。また、この引き付けないための現像バイアスＶｄｃからの電位をかぶり取り電位Ｖｂａｃｋと称し、通常１００〜２００Ｖ程度で設定される。以上のようにして現像バイアスＶｄｃは決定されるが、これによって、明部電位ＶＬと前述の現像バイアスＶｄｃとの間のコントラスト電位Ｖｃｏｎｔによって明暗の階調（コントラスト）表現が行われることになる。
【００４１】
次に、図４に、画像品位を決定するもう一つの階調特性を示す。同図において、横軸は感光ドラム１１ａ上にレーザーによって書き込まれる書き込み時の画像濃度、縦軸はトナーで現像された現像画像の濃度を示している。同図に示すとおり、書き込み画像を直線的に明から暗に変化させても、形成されるトナー像には、明部と暗部とで、飽和領域を有しており、この特性を通常γ特性と呼んでいる。このγ特性は、上述してきた画像形成装置のエンジンそのものの特性を示しており、これは、使用する感光ドラムやトナー、画像形成を行うプロセススピードなどによって決定される。また、γ特性は、前述のコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ内で表現されるため、コントラスト電位Ｖｃｏｎｔが狭くなれば書き込み濃度によってトナー画像の濃度変化が大きくなるいわゆるγが立った特性となる。逆に、現像コントラストＶｃｏｎｔが広くなれば、γが寝た特性となる。通常、γが立った特性では、濃淡のはっきりしたトナー画像が形成でき、γが寝た特性では、中間調の表現が豊かなトナー画像が形成できるという特徴を有している。
【００４２】
図５は、本発明を適用することができる画像形成装置の構成ブロック図を示す。
【００４３】
同図中の符号１１ａは矢印Ｒ１方向に回転駆動される感光ドラム、符号１２ａは感光ドラム１１ａ表面を一様に帯電する一次帯電器、符号１７ａは一次帯電器１２ａから感光ドラム１１ａに流れ込む電流量を調整して、感光ドラム１１ａ表面の帯電量を制御可能にする一次グリッド、符号１８ａは感光ドラム１１ａの表面の電位を検出する表面電位センサ、符号１４ａは感光ドラム１１ａの静電潜像を現像する現像装置を示している。
【００４４】
符号７０ａは現像バイアス回路の構成を示している。現像バイアス回路７０ａは、アースされた直流バイアス発生部によって構成されている。
【００４５】
また、符号９０ａは表面電位測定回路（表面電位測定手段）９０ａの構成を示している。表面電位測定回路９０ａは、センサ制御部９１ａ、センサ用直流バイアス発生部９２ａ、センサ用発生バイアス検出部（第１のバイアス検出手段）９３ａ、検出信号送信部９４ａを有している。符号９５は画像形成装置の制御を行う装置制御部を示している。装置制御部９５は、出力部が現像バイアス回路７０ａに接続されるＤ／Ａ変換部９６ａ、出力部が表面電位測定回路９０ａに接続されるＡ／Ｄ変換部９７ａを有している。この表面電位測定回路９０ａと上述の表面電位センサ１８ａとによって表面電位測定手段が構成されている。
【００４６】
符号１０１ａは、現像装置１４ａに対する現像バイアス信号が導通される現像バイアス測定用電極、符号１０２ａは表面電位センサ１８ａを、現像バイアス測定用電極１０１ａの測定位置（現像バイアス測定位置Ｍ１）と感光ドラム１１ａの測定位置（表面電位測定位置Ｍ２）との間で移動させるためのモータである。
【００４７】
以上の構成において、装置制御部９５は、まずモータ１０２ａを使って、表面電位センサ１８ａを現像バイアス測定用電極１０１ａに対向した現像バイアス測定位置Ｍ１に移動する。つづいて、Ｄ／Ａ変換部９６ａを介して現像バイアス回路７０ａに対して発生バイアスを設定する。現像バイアス回路７０ａは設定に従ってバイアス発生制御を実行し、現像装置１４ａ及び現像バイアス測定用電極１０１ａに対して設定に従ったバイアス出力を発生する。表面電位測定回路９０ａは以上の状態で、電位測定を行い、現像バイアスの出力バイアス値を測定する。
【００４８】
次に、装置制御部９５は、現像バイアス回路７０ａに対して発生するバイアス値を変更し、再び現像バイアス測定を行う。以上のように現像バイアスの出力変更と測定を複数回繰り返し、表面電位測定回路９０ａの測定結果を基準とした現像バイアス回路７０ａの設定に対する発生バイアス値の特性を演算する。この演算は、例えば、以下のようにして行う。
【００４９】
ここでは２点測定により直線近似する場合について説明する。１点目の設定をＶ１、そのときの表面電位測定回路９０ａでの測定結果をＥ１。２点目の設定をＶ２、そのときの測定結果をＥ２とする。これにより、表面電位測定回路９０ａを基準としたバイアス出力特性は、以下のように表される。
【００５０】
Ｖｄｃ＝（Ｅ１−Ｅ２）・Ｖ／（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｅ１−（Ｅ１−Ｅ２）・Ｖ１／（Ｖ１−Ｖ２）……（１）
ここで、Ｖｄｃは表面電位測定回路基準で出力されるバイアス発生値
ＶはＶｄｃを発生させるための装置制御部９５からのバイアス設定値
【００５１】
次に、図６（ａ），（ｂ）に、本実施の形態を実現する表面電位センサ１８ａと現像バイアス測定用電極１０１ａとを含めた機構モデルを示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。これらの図は現像装置１４ａに表面電位センサ１８ａを取り付けた場合を示している。表面電位センサ１８ａには、その周りにギヤが形成されたベアリングギヤ２０１ａが取り付けられており、現像装置１４ａにはベアリングギヤ２０１ａを取り付けるための軸２０５ａと、ベアリングギヤ２０１ａに動力を伝えるためのギヤ２０２ａ及びこのギヤ２０２ａを回転させるモータ１０２ａとが取り付けられている。また、表面電位センサ１８ａを感光ドラム１１ａ表面に対向した表面電位測定位置Ｍ２で確実に停止させるためのストッパ２０３ａと、現像バイアス測定電極１０１ａに対向した現像バイアス測定位置Ｍ１で確実に停止させるためのストッパ２０４ａが設けられている。言い換えると、現像バイアス測定用電極１０１ａは、表面電位センサ１８ａがストッパ２０４ａで停止した位置（現像バイアス測定位置）に対向する位置に取り付けられている。上述のベアリングギヤ２０１ａ、軸２０５ａ、ギヤ２０２ａ、モータ１０２ａ、ストッパ２０３ａ，２０４ａ等によって切替え機構２０２が構成されている。
【００５２】
以上の構成により、装置制御部９５は。モータ１０２ａの回転方向を設定し、回転させるだけで、表面電位センサ１８ａの測定対象を切り替えることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態によると、表面電位センサ１８ａを切り替えることにより、感光ドラム１１ａの表面電位と現像バイアスの発生電位とを同じ表面電位測定回路９０ａで選択的に測定できる。このため、現像バイアス回路７０ａの発生電圧を表面電位測定回路基準に補正することが可能になり、この補正を適宜行うことによって、バイアス検出部の使用部品のばらつき、及び温度変化に伴う検出結果の変化をすべて表面電位測定系基準に補正することが可能となる。すなわち、暗部電位ＶＤ、明部電位ＶＬ、及び現像バイアスＶｄｃの測定が表面電位測定系基準となることによって、測定系が異なることによるコントラスト電位Ｖｃｏｎｔの変異ばらつきを排除し、安定したコントラスト電位Ｖｃｏｎｔを実現することが可能になる。これにより、画像濃度変動や色味変動の少ない画像形成装置を実現することができる。
【００５４】
また、本構成によれば、感光ドラム１１ａの表面電位の測定と現像バイアス回路７０ａの発生バイアスの補正とを同じバイアス検出部９３ａ、及び同じＡ／Ｄ変換部９７ａを使って行うので、Ａ／Ｄ変換部９７ａの量子化誤差によるずれが同じ特性となり、それぞれにＡ／Ｄ変換部をもたせる場合に比べて、量子化によるずれをも表面電位測定系基準にできるため、それぞれの差であるコントラスト電位Ｖｃｏｎｔに対する量子化誤差による影響を排除することが可能になり、安定した画像濃度と色味を実現することが可能になる。
【００５５】
なお、以上の説明では、表面電位測定系基準にする補正対象として現像バイアスを例に説明したが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、一次グリッド１７ａ（図２参照）のバイアス制御回路に同様に用いることも可能であり、この場合、安定した暗部電位ＶＤの設定が可能になり、より制度の高いコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ、かぶり取り電位Ｖｂａｃｋの設定が可能になり、かぶりの少ない、かつ画像濃度変動の少ない画像形成装置が実現できる。
【００５６】
＜実施の形態２＞
図７に、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態２に係る画像形成装置）の概略構成を示す。
【００５７】
同図中の符号３０１ａは高圧スイッチ手段を示す。この高圧スイッチ手段３０１ａは、装置制御部９５からの指令に応じて現像バイアス発生部７１ａを表面電位測定回路９０ａのセンサ用発生バイアス検出部９３ａの測定ポイントに接続するように構成されている。
【００５８】
本構成において、装置制御部９５は、まず高圧スイッチ３０１ａをオンし、つづいて、現像バイアス回路７０ａに所定のバイアス出力値をセットする。現像バイアス回路７０ａは、装置制御部９５からの指令に従って、設定値に応じたバイアス発生制御を実行する。これによって、現像装置１４ａには設定されたバイアス値に応じた出力が発生し、これが、高圧スイッチ３０１ａを介してセンサ用発生バイアス検出部９３ａに印加される。
【００５９】
一方、このとき装置制御部９５は、センサ用直流バイアス発生部９２ａを停止状態に制御しており、これによって、表面電位測定回路９０ａの測定系（センサ用バイアス検出部９３ａ及びＡ／Ｄ変換部９７ａ）は、現像バイアス回路７０ａの発生出力を測定する構成となる。
【００６０】
以上の構成において、装置制御部９５は、現像バイアス回路の７０ａの発生バイアス値を複数切り替えて制御し、それぞれの設定に対する現像バイアス回路の発生出力を表面電位測定回路９０ａの測定系で測定する。これにより、実施の形態１と同様に現像バイアス回路７０ａの発生バイアスを表面電位測定回路の測定系基準で補正できるため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、上述の高圧スイッチ３０１ａについては、メカニカルリレーや半導体リレーを用いてもよいし、高圧トランジスタ等によりスイッチ回路を構成するようにしてもよい。
【００６２】
＜実施の形態３＞
図８は、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態３に係る画像形成装置）における装置制御を説明するフローチャートである。
【００６３】
本実施の形態は、連続プリント中に表面電位測定系で所定のバイアスを測定し、表面電位測定系とのずれが生じた場合に装置制御部が対象のバイアス回路に対して補正制御を行うものである。
【００６４】
まず、最終プリントであるか否かを判断し（ステップＳ１１：以下単に「Ｓ１１」のように略記する。）、最終プリントに達した場合（Ｓ１１のＹｅｓ）は本制御フローを終了する。一方、最終プリントでなかった場合（Ｓ１１のＮｏ）、対象となるバイアスを表面電位測定系で測定する（Ｓ１２）。
【００６５】
つづいて、測定したバイアス値に変化があったか否かを判断し（Ｓ１３）、変化がなかった場合（Ｓ１３のＮｏ）は表面電位測定系とバイアス制御系の検出結果に差がなかったものと判断してＳ１１に戻る。一方、変化があった場合（Ｓ１３のＹｅｓ）は、表面電位測定系とバイアス制御系とで、検出部の特性に違いが生じたものと判断し、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では一画面分のプリント動作の終了を待ち、Ｓ１５で対象のバイアス出力を表面電位測定系を基準とした制御バイアス値に変更する。ここでの変更は、前後の画像で極端に設定が変わることのないように、１回の補正最大値を決めておき、これに基づいて補正するように制御することで、前後のプリント画質に急激な変化をもたらすことなく、安定した画質を実現することができる。
【００６６】
なお、上述では補正対象については言及しなかったが、現像バイアスや一次グリッドバイアス、又は一次帯電をローラ帯電系で構成した場合の一次帯電などで実施することができる。また、表面電位測定系の測定対象の切替えは、回路上の安全のため、バイアス出力停止時に行う。
【００６７】
＜実施の形態４＞
図９は、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態４に係る画像形成装置）における装置制御を説明するフローチャートである。
【００６８】
本実施の形態は、連続プリント中に明部電位ＶＬを測定し、明部電位ＶＬに変化が生じた場合に装置制御部が現像バイアス回路に対して補正制御を行うものである。
【００６９】
まず、最終プリントであるか否かを判断し（Ｓ２１）、最終プリントである場合（Ｓ２１のＹｅｓ）は本制御を終了する。一方最終プリントでなかった場合、所定プリント枚数に達したか否かを判断し（Ｓ２２）、達していなかった場合（Ｓ２２のＮｏ）は枚数カウンタのカウントをアップして（Ｓ２３）、Ｓ２１に戻る。一方達していた場合（Ｓ２２のＹｅｓ）は、画像間のＶＬ測定を行う（Ｓ２４）。このとき、感光ドラムにかぶり画像が生じないように、現像バイアス出力をオフさせた上で、露光を行う。
【００７０】
つづいて、ＶＬに変化が生じたか否かを判断し（Ｓ２５）、変化がなかった場合（Ｓ２５のＮｏ）は枚数カウンタをリセットしてＳ２１に戻り、変化があった場合（Ｓ２５のＹｅｓ）は、表面電位測定系で現像バイアス回路の発生バイアス値を測定し、前述で測定したＶＬに合わせてＶｃｏｎｔが一定となるように現像バイアス回路の発生バイアスの設定値を変更し（Ｓ２６）、枚数カウンタをリセットして（Ｓ２７）、Ｓ２１に戻る。
【００７１】
以上の制御においては、ＶＬの測定のためには、現像バイアスをオフし、露光してからＶＬを測り、さらに、Ｖｄｃ（場合によっては設定を変更して）を立ち上げる必要があり、いわゆる画像間では実現不可能な場合があるが、その場合は次の画像の開始を遅らせる制御を行う。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態の構成によると、連続プリント中に、場合によっては画像書き込みを遅らせつつもＶＬ測定を行ってＶｄｃの補正を行うようにしたので、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、Ｖｄｃの補正に上限値を持たせ、急激な画像濃度変化が掃除内容に構成することは、実施の形態３と同様である。
【００７４】
また、現像バイアス回路の発生バイアスの測定とＶＬの測定との切替えは、現像バイアス回路の発生バイアスがオフしているタイミングで感光ドラム表面電位が最も低い、ＶＬとなっているときに行うのが、回路の安全上望ましい。
【００７５】
＜実施の形態５＞
図１０は、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態５に係る画像形成装置）における装置制御を説明するフローチャートである。
【００７６】
本実施の形態は、連続プリント中にＶＤを測定し、変化が生じた場合に装置制御部が一次グリッド回路に対して補正制御を行うものである。
【００７７】
ＶＤの測定を行う（Ｓ３１）。この測定は、画像間（紙間）で行うことが可能である。測定したＶＤに変化があるか否かを判断し（Ｓ３２）、変化がなかった場合はそのまま本フローを終了する。一方、変化があった場合、Ｖｇを変化させて（Ｓ３３）、上述の実施の形態４で説明した図９のフローチャートのＳ２１以降の制御を実施する。
【００７８】
以上の制御によると、一次グリッド回路の測定系との温度変化等によるずれによって、表面電位測定系で測定したＶＤに変化が生じた場合、即座に一次グリッド回路の出力を調整することが可能になり、これと実施の形態４に示した制御とを合わせて、ＶｃｏｎｔとＶｂａｃｋとを表面電位測定系を基準に一定に保つことができるので、実施の形態３，４の効果に加えて、Ｖｂａｃｋの安定化により画像かぶりの発生を抑えることが可能となる。
【００７９】
＜実施の形態６＞
図１１は、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態６に係る画像形成装置）を説明する回路ブロック図である。
【００８０】
同図中の符号１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（図１参照）に対応する表面電位センサを示す。符号９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄは表面電位測定回路、符号９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄは装置制御部９５に設けられるＡ／Ｄ変換部、符号７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃ，７０１ｄは各表面電位センサ１８ａ〜１８ｄに対向する表面電位測定位置に固定された測定電極、符号７０２は測定電極７０１ａ〜７０１ｄに共通に接続された基準電源（基準バイアス発生手段）である。
【００８１】
なお、各表面電位センサ１８ａ〜１８ｄは、各測定電極７０１ａ〜７０１ｄの測定位置と各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面電位測定位置とを切替え可能に構成されているものとする。
【００８２】
以上の構成において、装置制御部９５は、基準電源７０２を操作して所定のバイアスを出力させる。出力されたバイアスは測定電極７０１ａ〜７０１ｄに共通に印加され、印加されたバイアスは各表面電位センサ１８ａ〜１８ｄを介して、表面電位測定回路９０ａ〜９０ｄで検出信号に変換される。変換された各検出信号は各表面電位センサ１８ａ〜１８ｄに対応したＡ／Ｄ変換部９７ａ〜９７ｄに送信されてデジタル化され、装置制御部９５で処理される。ここまでの制御を基準電源７０２の設定電圧を切り替えて、複数回繰り返すことによって、各測定系の検出特性を把握することができる。
【００８３】
つづいて、測定系のうちの１つを代表として選出し、この選出した測定系の検出特性を元に他の測定系の検出特性を補正すれば、以上の補正シーケンスを適当なタイミングで繰り返すことにより、各測定系の検出特性の温度変化や径時変化を、上述の選出した特定の測定系の変化と同一のものに統一できる。これによって、各測定系の特性がばらつくことによる各画像形成部の濃度変化を同一にでき、カラー画像の色味ばらつきを最低限に抑えられる効果を得ることができる。
【００８４】
なお、補正方法については、様々な方法が考えられるが、例えば、実施の形態１で説明した２点測定による直線近似を用いて実現することができる。
【００８５】
＜実施の形態７＞
図１２は、本発明を適用することができる画像形成装置（実施の形態７に係る画像形成装置）を説明するための、現像バイアス回路の回路ブロックである。
【００８６】
同図中の符号８０１は静電潜像をトナー像に現像するための現像用バイアス生成回路（第１の極性のバイアス発生手段）、符号８０２は現像用バイアス生成回路８０１とは極性の異なるバイアス出力を生成するかぶり除去用バイアス生成回路（第２の極性のバイアス発生手段）である。
【００８７】
以上の構成において、現像用バイアス生成回路８０１は静電潜像の現像用に用いられ、一方、かぶり除去用バイアス生成回路８０２は前述のＶＬ測定時に用いられる。すなわち、前述の実施の形態４において、連続プリント中にＶＬを測定し、Ｖｄｃを補正する例を説明したが、連続プリント中にＶＬを測定するには、装置のプリントスピードの関係で、現像装置の脱着をさせない構成が望ましく、これを現状のままの構成で、現像装置を脱させずに感光ドラム表面をＶＬ電位に落とすと、現像バイアスをオフした場合においてもかぶりトナーが感光ドラムに現像されてしまう問題がある。この問題は、頻繁にＶＬ測定を行いたい本発明においては、ぜひとも解決したい問題である。したがって、本実施の形態は、かぶり除去用バイアス生成回路８０２を現像バイアス回路８０１に持たせ、ＶＬ測定中は現像電位Ｖｄｃを逆極性に設定し、感光ドラムに対するかぶりトナーの付着を回避するように構成した。
【００８８】
以上説明した実施の形態１〜７においては、画像形成プロセスとして、感光ドラム表面を正極性に帯電させ、画像の高濃度部を露光して画像形成する構成を例に説明したが、本発明はこれに限られたものではなく、負極性の帯電系や画像の背景を露光するバックグラウンド露光系に呈しても適用することができる。そして、適用した場合には、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】画像形成装置の作像部（画像形成部）の概略構成を模式的に示す図である。
【図３】一次帯電器のグリッド電位と感光ドラムの表面電位との関係を説明する図である。
【図４】書き込み画像濃度とトナーで現像された現像画像の濃度との関係を説明する図である。
【図５】実施の形態１を説明する電気ブロック図である。
【図６】実施の形態１を説明する構造図である。
【図７】実施の形態２を説明する電気ブロック図である。
【図８】実施の形態３を説明する制御フローチャートである。
【図９】実施の形態４を説明する制御フローチャートである。
【図１０】実施の形態５を説明する制御フローチャートである。
【図１１】実施の形態６を説明するブロック図である。
【図１２】実施の形態７を説明するブロック図である。
【図１３】従来の画像形成装置を説明する電気ブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ
画像形成ステーション（画像形成部）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
感光ドラム（感光体）
１１Ａ      ドラム基体（ベース層）
１１Ｂ      感光層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
一次帯電器（帯電手段）
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
露光装置（照射手段）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ
バイアス部材（現像装置）
１８ａ      表面電位センサ（電位センサ）
７０ａ      現像バイアス回路（バイアス発生手段、現像バイアス発生手段）
７２ａ      発生バイアス検出部（第２のバイアス検出手段）
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ
表面電位測定回路（表面電位測定手段）
９３ａ      センサ用発生バイアス検出部（第１のバイアス検出手段）
９５        装置制御部（制御手段）
１０１ａ    現像バイアス測定用電極（バイアス測定電極）
２０２      切替え機構
７０２      基準電源（基準バイアス発生手段）
８０１      現像用バイアス生成回路（第１の極性のバイアス発生手段）
８０２      かぶり除去用バイアス生成回路（第２の極性のバイアス発生手段）
Ｍ１        第１の測定位置
Ｍ２        第２の測定位置
【図１】
2005274797.tif 000003
【図２】
2005274797.tif 000004
【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】
2005274797.tif 000011
【図１０】
2005274797.tif 000012
【図１１】
2005274797.tif 000013
【図１２】
2005274797.tif 000014
【図１３】
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