(57)【要約】【課題】  必要な電位コントラストが異なるトナー同士間の線幅が異なることによる色味変動を防止する。【解決手段】  必要な電位コントラストが異なる場合には、他の色の場合の帯電条件と露光量に対する電位特性と同じ特性になるように帯電条件を変動させると共に露光条件を変動させる。【選択図】  図８
2007078993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電した像担持体を露光により静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像により複数の色のトナー像を現像するための複数の現像手段と、帯電手段による帯電条件を設定する帯電条件設定手段と、露光条件を設定する露光条件設定手段と、を有し、複数色のトナーを重ねてカラー画像を形成可能である画像形成装置において、
カラー画像を形成する際に、帯電条件は現像される色のトナー像を形成するために必要な電位コントラストに基づいて設定されると共に各色における露光条件はその色の必要なコントラストに応じてそれぞれ設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
露光条件は各色間の画像部の電位特性が近づくよう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】
像担持体は複数設けられ、それぞれの像担持体に色の異なるトナー像が形成されることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
異なる２点の帯電条件及び露光手段の露光量に基づいて感光体に実際に各色ごとの露光部及び非露光部の電位を順次形成してこれを実測し、この実測値に基づいて露光量と像担持体の電位との関係を直線状に近似して求め、この直線近似から帯電条件を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか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、画像形成装置、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、トナー像の濃度及び線画像幅を最適にする画像制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真方式の画像形成装置は種々提案されている。
【０００３】
かかる画像形成装置は、感光体を有する感光ドラム（像担持体）を備えており、該感光ドラムの表面を一次帯電装置にて一様に帯電した後、露光装置にて該表面を露光することにより静電潜像が形成される。さらに、現像装置にて静電潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成するように構成されている。
【０００４】
ところで、このようにして形成されるトナー像の濃度は、主に、雰囲気の湿度や温度の影響を受けて変化する。これは、トナー像の濃度を決定する感光ドラム電位と現像バイアスとのコントラスト電圧が、湿度（絶対湿度係数）や温度に伴って変化するからである。
【０００５】
反転現像について説明する。コントラスト電圧ＶＣＯＮＴは、感光ドラムの露光部における表面電位と現像バイアス電圧ＶＤＣとの差で決定される。図５は、コントラスト電圧ＶＣＯＮＴとトナー像の濃度（画像濃度）との関係等を示したものである（イメージスキャニング方式の場合）。このうちの図５（ａ）は、縦軸には電位を、横軸には感光ドラムの主走査方向である。感光ドラムの表面を一次帯電装置により一様な電位（暗部電位ＶＤ）に帯電した後、一部を露光して明部電位ＶＬにまで下げた時の感光ドラムの表面電位分布と、現像バイアス電圧ＶＤＣとの関係を示している。ここで、暗部電位ＶＤと現像バイアス電圧ＶＤＣとの電位差は、図に示す様にＶＢＡＣＫとしており、該ＶＢＡＣＫの値は、非露光部においてのトナーのかぶりを抑えるため所定値以上とされている。一方、図５（ｂ）は、縦軸には画像濃度を、横軸には感光ドラムの主走査方向をそれぞれ取っている。図５（ａ）の条件でトナーを付着させて露光部に画像を形成したときの画像濃度分布を示している。
【０００６】
次に、上述したトナー像の濃度変化に対する従来の画像濃度制御について説明する。
【０００７】
画像濃度制御のため、該感光ドラム表面の電位を測定する表面電位センサが設けられており、該表面電位センサには制御手段が接続されている。
【０００８】
そして、感光ドラム上に一次帯電装置によって非画像露光部（暗部電位）と、画像露光部（明部電位）とが形成されると、それぞれの表面電位を表面電位センサが測定し、その結果を制御手段に送信する。該制御手段は、それらの測定結果に基づいてコロナ帯電器による帯電条件を制御する。なお、帯電条件を制御する方法としては、一次帯電装置のコロナワイヤに印加する電圧（コロナワイヤ印加電圧）を制御する方法や、グリッド電極に印加するグリッドバイアス電圧等を制御する方法が取られている。
【０００９】
また、他の画像濃度制御としては、予め、異なるグリッドバイアス電圧の下での明部電位と暗部電位とをそれぞれ測定することに基づき図６に示すような電位変化特性を求めておく。そして、表面電位センサの新たな測定結果に基づいてコントラスト電圧ＶＣＯＮＴを算出すると共に、該コントラスト電圧ＶＣＯＮＴに対応するグリッドバイアス電圧を電位変化特性より求める方法もある。図６は、横軸には一次帯電装置に印加するグリッドバイアス電圧を、縦軸には感光ドラムの表面電位をとってある。図中、ＶＤ（ＶＧ）はグリッドバイアス電圧を変化させた場合の暗部電位変化特性を、ＶＬ（ＶＧ）はグリッドバイアス電圧を変化させた場合の明部電位変化特性を、それぞれ示している。
【００１０】
ところで、電位変化特性は、感光体が異なる等の画像形成環境によっては、図６に示すような直線関係以外にも、図７に示すような曲線関係となるものがある。曲線関係にある場合に、直線近似して求めたグリッドバイアス電圧に基づいて制御を行っても、目標の電位コントラストに収束しにくい。その結果、グリッドバイアス電圧が適正な値を得て、適正な濃度の画像が形成されるまでには、ある程度の時間を要していた。
【００１１】
特に、色再現性あるいは階調再現性が重要視されるフルカラー画像形成装置においては、前記ＶＣＯＮＴの変動に対する色再現の変化がクリティカルなために、該ＶＣＯＮＴの非常に高精度な制御が必要である。また、従来の制御をくり返すことでこれを実現しようとした場合、濃度制御が適正に終了するまでは複写作業を行えないため、不都合は大きかった。
【００１２】
そのため、特開平６−８９０５４号公報においては、環境等により与えられるコントラスト電圧と予め入力されている電位変化特性とをもとに、グリッドバイアス電圧を求める構成が記載されている。
【特許文献１】特開平６−８９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この方法では、以下の問題発生する。トナーの色が異なると必要なコントラスト電位が異なる。そのコントラスト電位を確保するために、露光量が同じで帯電電位を変更するだけでは、潜像の線幅が異なる。その結果、色を重ねたときに、色味の再現が十分でない場合がある。
【００１４】
本発明は、必要な潜像コントラストを確保しつつ、かかる線幅の各色の差異を無くすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電した像担持体を露光により静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像により複数の色のトナー像を現像するための複数の現像手段と、帯電手段による帯電条件を設定する帯電条件設定手段と、露光条件を設定する露光条件設定手段と、を有し、複数色のトナーを重ねてカラー画像を形成可能である画像形成装置において、カラー画像を形成する際に、帯電条件は現像される色のトナー像を形成するために必要な電位コントラストに基づいて設定されると共に各色における露光条件はその色の必要なコントラストに応じて設定されることで前記課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、各色毎で異なる電位コントラストを確保すると共に、各色毎での線幅を近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に沿って本発明の実施例について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。画像形成装置１は、回転自在に支持されると共に不図示の駆動手段により矢印の方向に回転駆動される感光ドラム（像担持体）２を備えている。該感光ドラム２の周りには、感光ドラム２の表面を一様に帯電する一次帯電装置（帯電手段）３が設けられている。その回転方向下流側に感光ドラム２の表面電位を測定する表面電位センサ（表面電位検知手段）５が設けられている。その回転方向下流側に各色トナー（マゼンタ、シアン、イエロー）を収納しており感光ドラム２の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置（プロセス手段）６ａ６ｂ、６ｃが設けられている。その回転方向下流側にシートカセット１３から供給されてきた転写材Ｐを把持する転写ドラム７、感光ドラム２表面に形成されたトナー像を該転写材Ｐに転写する転写帯電装置９画設けられている。その回転方向下流側に感光ドラム２表面の残留トナーを除去するクリーニング装置１０、感光ドラム２の表面を除電する除電装置１１、等が配設されている。
【００１９】
なお、前記一次帯電装置３は、グリッド電極３ａ及びコロナワイヤ３ｂを有している。これらのグリッド電極３ａ及びコロナワイヤ３ｂには高圧制御ユニット３３ａ，３３ｂが接続されグリッドバイアス電圧（画像形成条件）ＶＧ及びコロナワイヤ印加電圧（画像形成条件）が印加されている。また、前述した現像装置６ａ、…、６ｃはそれぞれトナーを担持する現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備えている。各現像スリーブ１２ａ、…、１２ｃには、現像バイアス電圧制御回路３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより現像バイアス電圧（画像形成条件）ＶＤＣが印加されている。一方、転写ドラム７の表面には剥離爪１５が当接されており、転写の終了した転写材Ｐを転写ドラム７より分離するようになっている。そして、該転写ドラム７から分離された記録材Ｐは、熱により定着装置１６にてトナー像を記録材上に定着して、排出トレイ１７上に排出されるように構成されている。
【００２０】
また、感光ドラム２の近傍には露光部（露光手段）２０が配設されており、該露光部２０は、入力される画像入力信号に応じて変調したレーザビームを発生させるレーザ制御ユニット２１を備えている。該レーザ制御ユニット２１の近傍には、駆動手段により回転駆動されるポリゴンミラー（回転多面鏡）２２が回転自在に支持されている。該ポリゴンミラー２２は、前記レーザ制御ユニット２１からのレーザビームを感光ドラム２の表面に走査するように構成されている。また、該レーザビームの光路上には、ｆ／θ特性を有する結像レンズ２３が配設されている。
【００２１】
一方、前記表面電位センサ５はＡ／Ｄ変換器３０に接続されている。該Ａ／Ｄ変換器３０は、表面電位センサ５から送られるアナログ信号をデジタル信号に変換して、該デジタル信号を電圧制御部（制御手段）３１に送信するようになっている。該電圧制御部３１は、データ記憶手段及び制御データ記憶手段となるＲＡＭ、バイアス演算手段及び制御手段となるＣＰＵ等から構成されており、後述する現像バイアス演算等を行う。また、該Ｄ／Ａ変換器３２は、電圧制御部３１からのデジタル信号をアナログ信号に再変換し、該アナログ信号を高圧制御ユニット３３ａ、３３ｂ及び現像バイアス電圧制御回路３５ａ、…、３５ｃに送るようになっている。これにより、電圧制御部３１は、コロナワイヤ印加電圧グリッドバイアス電圧ＶＧ、及び現像バイアス電圧ＶＤＣの制御を行うようになっている。
【００２２】
次に、電圧制御部３１が行う画像濃度について、図２に沿って説明する。
【００２３】
画像濃度制御のスタート信号が入力されると、まず、感光ドラム２の前回転が行われ（Ｓ１）、該前回転と同時に、除電装置１１により感光ドラム２の表面の残留電位の除去が行われる。また、電圧制御部３１は、周囲環境等の各種画像形成条件パラメータより、表１、表２のテーブルを基にして、目標とする電位差ＶＢＡＣＫ、電位差ＶＣＯＮＴ、レーザ光量を４色分決定し、その値を入力する（Ｓ２）。
【００２４】
ここで表１は、各色トナーの現像特性に応じて用意され、環境ごとに所定の最大濃度が得られるＶＣＯＮＴが予めメモリされたものである。
【００２５】
【表１】
2007078993.tif 000003
【００２６】
次に、表２について説明する。図８（ａ）に示すように、ＶＤを一定とすると、必要な潜像コントラストに対してレーザパワーは一義的に決定されることになる。したがって、露光量に対する感光体電位特性の傾きが使用環境、色ごとに異なる領域を用いることになる。そうすると線画像のように細部の現像性に注目する画像においては、同様の分布を持つスポット光を照射しても、その潜像プロファイルが異なるため、出力画像の領域に差異が生じてしまう。そこで、図８（ｂ）に示されるように、露光量に対する感光体電位特性の傾きが同じ領域を使用することで、必要コントラストが異なっても、線画像幅を等しく制御することが可能となる。すなわち表２は、必要潜像コントラストに対し、線画像幅を等しくするためのレーザ光量が各色ごとに定められた値を示したものである。
【００２７】
【表２】
2007078993.tif 000004
【００２８】
目標とする電位差ＶＢＡＣＫ、コントラスト電圧ＶＣＯＮＴ、レーザ光量が入力されると（Ｓ２）、電圧制御部３１は、それらのデータを基にして、グリッドバイアス電圧ＶＧを決定する。以下、その過程を詳細に説明する。
【００２９】
まず、電圧制御部３１は、該決定されたＶＢＡＣＫ、ＶＣＯＮＴの値より、ＶＤ−ＶＬ（＝ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮＴ）を算出する。一方、電圧制御部３１には、図３に示すような、標準感光ドラムについての電位変化特性（仮想した変化特性）に基づいたＶＤ−ＶＬに対応するＶＧのテーブルが記憶されている。（表３）これにより、該電位変化特性について前記ＶＤ−ＶＬの値を取るグリッドバイアス電圧ＶＧを決定する。
【００３０】
【表３】
2007078993.tif 000005
【００３１】
ところで、かかる電位変化特性は所定の条件下にある感光ドラムについてのものであり、実際の感光ドラムの電位変化特性とは一致するものではない。つまり、実際の電位変化特性は感光ドラムの劣化等により変動するため、ほとんど一致しない。したがって、標準感光ドラムの電位変化特性にて求めたグリッドバイアス電圧を現像装置６ａ、…、６ｃに印加したとしても、所望の結果は得られない。したがって、本実施例においては、前記算出したグリッドバイアス電圧を基準にして±４０Ｖの差をもつグリッドバイアス電圧ＶＧ１、ＶＧ２を算出する（Ｓ３）。これらのグリッドバイアス電圧ＶＧ１、ＶＧ２について、感光ドラム２の表面電位を実測する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００３２】
すなわち、グリッドバイアス電圧ＶＧ１をグリッド電極３ａに印加した状態で一次帯電装置３により感光ドラム２の表面を帯電し、露光部２０による露光を行わない状態での暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）とする。また、露光部２０による露光を行った状態での、明部電位ＶＬ（ＶＧ１）とそれぞれ測定する。これらの測定結果は、Ａ／Ｄ変換器３０にてデジタル信号に変換されて電圧制御部３１に入力される（Ｓ４）。
【００３３】
次に、電圧制御部３１が行う画像濃度制御について、図２に沿って説明する。
【００３４】
まず、グリッドバイアス電圧ＶＧ１に設定され、暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）と明部電位ＶＬ（ＶＧ１）とを測定し、その測定値はデータとして電圧制御部３１に入力される（Ｓ４）。
【００３５】
また、グリッドバイアス電圧ＶＧ２（ただし、ＶＧ１≠ＶＧ２）とした場合について同様である。前記と同様に、暗部電位ＶＤ（ＶＧ２）と明部電位ＶＬ（ＶＧ２）とを測定し、その測定値はデータとして電圧制御部３１に入力される（Ｓ５）。
【００３６】
次に、ここで得られた暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）から、それぞれの傾きα、βを下記第（１）、（２）式より求め（Ｓ６）、内部メモリに記憶させる。
α＝｛ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＤ（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（１）
β＝｛ＶＬ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（２）
電圧制御部３１は、α、βの値、暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）、及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）から図３に示した実際の感光ドラム電位変化特性について、微小範囲（−２０Ｖ〜＋２０Ｖ）において直線近似を行う。かかる直線近似をした電位変化特性は、以下の（３）、（４）式で表わされる。
ＶＤ（ＶＧ）＝α（ＶＧ＝ＶＧ１）＋ＶＤ（ＶＧ１）…（３）
ＶＬ（ＶＧ）＝β（ＶＧ＝ＶＧ１）＋ＶＬ（ＶＧ１）…（４）
次に、電圧制御部３１は、上記（３）、（４）式から目標とする電位差ＶＢＡＣＫとコントラスト電圧ＶＣＯＮＴとの和に相当するグリッドバイアス電圧ＶＧを求める（Ｓ１０）。また、現像バイアス電圧ＶＤＣを求める。
【００３７】
すなわち、図５（ａ）に示した関係から、
ＶＤ−ＶＬ＝ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮＴ…（５）
ＶＤＣ＝ＶＬ＋ＶＣＯＮＴ…（６）
が成立する。そのため、上記第（３）、（４）式の関係から
ＶＧ＝｛ＶＤ（ＶＧ）−ＶＬ（ＶＧ）−（ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１
となる。さらに上記第（５）式から、ＶＧは
ＶＧ＝｛ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮＴ−（ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１…（７）
となる。上記第（７）式に示す式中の値は全て既知のため、一義的に決定することができる。このようなグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤＣの演算は、各色毎に行い、全色のデータの格納が終了した時点で画像形成準備終了となる（Ｓ８）。このとき、上記第（３）、（４）、（６）式から求めた、明部電位ＶＬ、暗部電位ＶＤ、現像バイアス電圧ＶＤＣは、目標とする電位差ＶＢＡＣＫ、電位差ＶＣＯＮＴの切り換えに応じて電圧制御部３１の図示しない内部メモリに記憶させておく（Ｓ１１）。
【００３８】
次に、画像形成準備が終了し画像形成をするときには、１色毎にグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤＣを内部メモリから読み出す（Ｓ１２）。そして、高圧制御ユニット３３ａ、３３ｂ及び現像バイアス電圧制御回路３５ａ…、３５ｃに信号を送ってグッリドバイアス電圧ＶＧ及び現像バイアス電圧ＶＤＣを印加する。かかる状態で、前述した画像形成を１色についてのみ行い（１１）、形成されたトナー像を転写材Ｐ上に転写する。そして、他の色についても同様の作動を行うが、グリッドバイアス電圧ＶＧ及び現像バイアス電圧ＶＤＣは、各色毎に変えていく。
【００３９】
次いで４色の画像形成が終了したかどうかを判断し（Ｓ１４）、ＮＯならばＳ１２に戻り、ＹＥＳならば画像形成作動を終了する。
【００４０】
なお、次回の画像濃度制御においては、標準感光ドラムについての電位変化特性を用いるかわりに、上記第（３）〜（７）式に基づいてグリッドバイアス電圧を求める。そして、かかるグリッドバイアス電圧を基準にして±２０Ｖのグリッドバイアス電圧ＶＧ１及びＶＧ２（Ｓ３）について、感光ドラム２の表面電位を実測し、以降の制御をする。
【００４１】
これにより、画像濃度制御に用いる電位変化特性は、微小範囲（−２０Ｖ〜＋２０Ｖ）においてのみ直線近似する。そのため、該電位変化特性が実際には図７に示すような曲線であっても、求めたグリッドバイアス電圧の演算精度は正確であり、したがって、制御が短時間で終了することができる。
【００４２】
また、画像濃度制御で求めた電位変化特性を次回の制御に用いるため、電位変化特性が感光ドラムの感度の劣化、装置差等に応じて変化しても、画像濃度制御を正確なものにできる。
【００４３】
以下に上述したごとき直線近似を求める際のＶＧ１及びＶＧ２の差電圧である微小範囲の設定について説明する。グリッドバイアスＶＧに対する暗部電位ＶＤ、明部電位ＶＬの特性は、感光ドラム２の帯電特性、光減衰特性によって変化する。それ以外にも、一次帯電器３の構成、制御方法あるいは露光部２０の露光量その他の特性等によって異なり、前記ＶＧ１及びＶＧ２の差電圧は一概に決められるものではない。一般には、制御精度を高めるためには、直線近似も充分な精度を得るために、前記差電圧をできるだけ小さく設定することが望ましい。しかし、内挿よりも外挿を行った場合の方が誤差が大きくなるため、設定されたＶＧがＶＧ１〜ＶＧ２の間に入らない場合に、精度が悪くなる可能性がある。
【００４４】
一例としては、感光ドラム２としてａ−Ｓｉ感光ドラムを用いた場合には、この感光ドラムの誘電率が大であるために、所望の帯電電位を得るための帯電電荷量が多い。そのため、複写機として通常作用される範囲のスコロトロン帯電器では表面電位の充分な制御性が得られない。また暗減衰量も大きいことから、ＶＧに対するＶＤ、ＶＬの特性が３次曲線的な非直線性を示す。また帯電特性、光減衰、暗減衰特性の温度変化が大きく、設定されたＶｇが制御毎に変動する。
【００４５】
そこで、上述したごとき複写機の感光ドラム２として、ａ−Ｓｉ感光ドラムを用いた場合には、これらの事情に鑑みて、充分な制御精度を、温度変動等より外挿近似となった場合も含めて得るために、前記ＶＤ及びＶＬの差分値を±２０Ｖと設定するのが望ましい。
【００４６】
例えば、本実施例におけるフルカラー複写機の常温常湿環境下でのコントラスト電圧は約２３０Ｖであり、またかぶり取り電圧は約１２０Ｖである。この条件下でのＶＤ−ＶＬは３５０Ｖであり、これらの条件を実現するためのグリッドバイアス電圧は６５０Ｖ程度である。本実施例の表面電位の検出精度は±５Ｖであり、またかぶり取り電圧が１０Ｖ以上変化すると、特にハイライト画像域の再現に、かぶりあるいは飛びといった不良が発生してしまう。微小範囲を±１００Ｖとした場合、かぶり取り電圧の設定誤差が１０Ｖ以上となってしまい、前記ハイライト再現に問題が生ずる。しかし、±２０Ｖとすることにより、前記表面電位検出精度である±５Ｖ以内に表面電位を制御することが可能となり、必要充分な制御が可能となる。
【００４７】
さらに加えれば、より忠実な色再現性を得るためには、例えば前記感光ドラム２を温度制御する等にて感光ドラム２の変動の抑制を行う等システム全体の特性変動をより抑制する必要がある。これにより、前記ＶＤおよびＶＬの差分値を±１０Ｖと設定する等により、制御精度を高めることも可能である。
【００４８】
また、前記１次帯電器３として接触帯電器を用いた場合、あるいは白黒複写機に適用した場合等によっても前記差分値はそれぞれのシステムに応じて、例えば１０Ｖ〜１００Ｖ程度の範囲で任意に設定可能である。特に電位変化特性が、図６のごとくに直線に近いものであれば、さらに大きな範囲で差分値を設定できる。そのため、レーザパワーの異なる各色において、固定値としてＶＧ１及びＶＧ２を予め設定したり、各色で同一の値を用いることも可能となる。
【００４９】
ついで、本発明の他の実施例について説明する。
【００５０】
図９は、本実施例において用いたひとつの電位制御の動作フローを模式的に示すものである。各色のＶＧ１及びＶＧ２における暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）を順に測定し、ついで各色の算出されたＶｇ設定におけるＶＤ及びＶＬを測定している。ＶＤＣは、ＶＢＡＣＫをより精度よく保証するために、
ＶＤＣ＝ＶＤ（測定値）−ＶＢＡＣＫ…（５）
によって求められている。
【００５１】
本実施例では、φ８０のＯＰＣドラムを用いており、各電位測定においてドラム一周の電位ムラの影響を排除すべく、ドラム一周回転する時間を８分割して８回測定してその平均値を求めている。つまりＶＧ１における暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）の測定については、ＶＧ１の設定のままでドラムを一回転させ、１／８周おきに一回電位をサンプリングし、その平均値をＶＤ（ＶＧ１）として記憶する。そうすると、プロセススピードが２６０ｍｓｅｃである場合、全ての測定を終了するのにおよそ３０秒近く必要となる。
【００５２】
また、本実施例で用いたドラムの露光部電位はチャージアップして４色Ａ４の画像を１００枚通紙するうちに２０Ｖ上昇してしまうことがあるため、同一の画像を連続で通紙した場合、１枚目の画像と１００枚目の画像とでは色味が大きく変動してしまう。したがって、適当な枚数を通紙したら電位制御を行って潜像コントラストを一定に保つ必要がある。そこで、通紙カウンターに基づいて一定枚数の作像が行われたときに電位制御を割り込ませるという制御方法をとることが可能である。
【００５３】
しかしながら、２０枚毎に３０秒ほどの制御動作を行うことは、画像形成の生産性を著しく低下させるものとなる。そこで本実施例においては、特定の色の潜像形成制御値における電位測定のみ行う簡易電位制御なるモードを設ける。２０枚毎に行う電位制御は簡易電位制御とし、１００枚ごとにより精度の高い全色による電位制御動作を割り込ませるようにした。
【００５４】
以下、簡易電位制御について説明する。
【００５５】
図１０は、簡易電位制御のフローを示している。本実施例においては、マゼンタについてＶＧ１及びＶＧ２における暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）を順に測定する。ついで各色の算出されたＶＧについてＶＤ及びＶＬを測定している。そしてそのＶＧの算出結果より、他のイエロー、シアン、ブラックについてのＶＧの予測値を算出して各色の制御値に反映させている。算出方法は、
前回マゼンタＶＧ：ｐｍＶＧ
今回マゼンタＶＧ：ｍＶＧ
とする。
【００５６】
ｙＶＧ＝ｐｙＶＧ＋ｐｍＶＧ―ｍＶＧ
ｃＶＧ＝ｐｃＶＧ＋ｐｍＶＧ―ｍＶＧ
ｋＶＧ＝ｐｋＶＧ＋ｐｍＶＧ―ｍＶＧ
とした。
【００５７】
図１１は、マゼンダとレーザパワー設定の異なるシアンについてのものである。その制御前後のＶＧ１及びＶＧ２における暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）等が記載された説明図である。前回電位制御時に対し、感光体特性の経時変化によりＶＤの降下及びＶＬ上昇があった場合を考える。マゼンダの電位制御において、新ＶＤが算出されれば、そのΔ値＝（ｐｍＶＧ―ｍＶＧ）を、シアンにそのまま適用する。本実施例においては、用いた感光体の電位変化特性が、図６のごとくに直線に近いものであるため、シアン、マゼンタにおいてＶＧ１及びＶＧ２は同一の４５０Ｖと６００Ｖと間隔が広めの固定値を用いている。シアンにおいてもＶＬ上昇分がほぼ同様と仮定すれば、マゼンダと同量ＶＧをシフトすることにより設定されたＶＣＯＮＴをほぼ維持することが可能である。色ごとにＶＧ１及びＶＧ２が異なる領域で用いられた場合であってもシフト方向は同一で、複数色のうち、ＶＧ設定が全色の中心位置に決定される色を選択する。且つその上下の領域で設定される色について、電位変化特性に応じてシフト量にそれぞれ重み付け係数を乗じておくことにより、同様に制御可能になる。
【００５８】
ただし、マゼンタのＶＣＯＮＴの実測値の変動が、１０Ｖを超えていた場合電位制御前後で大幅に濃度が変わってしまう。つまり
｜（ｍＶＤ―ｍＶＢＡＣＫ―ｍＶＬ）−（ｐｍＶＤ―ｍＶＢＡＣＫ―ｐｍＶＬ）｜≧１０
であった場合である。その場合は１０ＶだけシフトするようにＶＧを設定するようにする。すなわち
｜（ｍＶＤ―ｍＶＢＡＣＫ―ｍＶＬ）−（ｐｍＶＤ―ｍＶＢＡＣＫ―ｐｍＶＬ）｜＝２０Ｖ
のときは、
ｙＶＧ＝ｐｙＶＧ＋（ｐｍＶＧ―ｍＶＧ）×１０／２０
とすればよい。
【００５９】
このような簡易電位制御は８秒程度で行うことができるため、大きく生産性を落とすことなく長期にわたり安定した潜像コントラストを維持することができた。
【００６０】
なお、前述した実施例においては感光ドラム２の表面電位を測定したが、これに限るものではなく、該感光ドラム２上にトナー像を形成して、該トナー像の濃度を測定してもよい。
【００６１】
また、前記実施例では４色フルカラー画像形成装置について説明したが、もちろんこれに限るものではなく、３色フルカラー、２色マルチカラー、モノカラー等の画像形成装置であってもよい。
【００６２】
また、各色毎にトナー像を形成する像担持体が設けられ、カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置であっても問題ない。
【００６３】
また、上記実施例では電位制御データ、すなわち、グリッドバイアス電圧ＶＧ及び現像バイアス電位ＶＤＣを制御することにより画像形成を行う場合について説明した。それ以外に、図４のように一次帯電装置３の帯電電流と感光ドラム２の表面電位との関係を、設定されるコントラスト電圧ＶＣＯＮＴ等に対して予め求めておく。これにより、画像形成を制御しても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成説明図。
【図２】画像濃度制御の動作を示すフローチャート図。
【図３】感光ドラムの表面電位とグリッドバイアス電圧との関係を示す図。
【図４】表面電位と帯電電流との関係を示す図。
【図５】現像バイアス電圧と画像濃度との相対関係を説明する模式図。
【図６】グリッドバイアス電圧を求めるための一般的な電位変化特性を示す図。
【図７】感光ドラムの表面電位とグリッドバイアス電圧との関係を示す図。
【図８】帯電電位は、帯電電位に対して必要な潜像コントラストを確保する場合に、その使用する領域の、露光量―電位特性の傾きの関係を示す図。
【図９】実施例で用いた一の電位制御フローを示す図である。
【図１０】実施例で用いた簡易電位制御のフローを示す図である。
【図１１】簡易電位制御において、一の色について電位測定をした結果を他の色の制御値に反映させる方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  画像形成装置
２  感光ドラム
３  一次帯電装置
５  表面電位センサ
６  現像装置
７  転写ドラム
９  転写帯電装置
１０  クリーニング装置
１１  除電装置
１２  現像スリーブ
２０  露光手段
２１  レーザ制御ユニット
３１  電圧制御手段
３３  高圧制御ユニット
３５  現像バイアス電圧制御回路
【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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【図１１】
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