(57)【要約】【課題】画像処理効率を低下させることなく感光体表面電位の変化を抑制し、高画質な画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部４１は、表面電位センサ４４の検知結果に基づいて感光体の表面電位または現像剤担持体の現像電位を調整するとともに、電位調整時の帯電器２の印加バイアス値或いは現像ユニット４の現像バイアス値を補正基準値とし、画像形成中に感光体の表面電位と現像剤担持体の現像電位との電位差が一定となるように印加バイアス或いは現像バイアスを変化させる第１の補正と、連続画像形成が終了した後、所定時間をかけて印加バイアス或いは現像バイアスを補正基準値に復帰させる第２の補正を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該感光体表面を一様に帯電させるスコロトロン方式の帯電器と、前記感光体表面に静電潜像を書き込む露光装置と、現像剤担持体により前記感光体表面にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、を有する画像形成部と、
前記帯電器の印加バイアスと前記現像ユニットの現像バイアスのうち少なくとも一方を調整する電位調整を行うことにより前記感光体の表面電位と前記現像剤担持体の現像電位との電位差を可変させる制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、連続画像形成中に前記感光体の表面電位と前記現像剤担持体の現像電位との電位差が一定となるように前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を予め設定された補正基準値から補正する第１の補正と、連続画像形成が終了した後、所定時間をかけて前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を補正基準値に復帰させる第２の補正とを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体の表面電位を検知する表面電位検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記表面電位検知手段の検知結果に基づいて所定のタイミングで前記電位調整を実行して前記補正基準値を設定するとともに、連続画像形成中における前記感光体の表面電位の検知結果に基づいて前記第１の補正を実行す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】
前記第１の補正は、直前の所定枚数分の各転写紙間において検知された前記感光体の表面電位の平均値に基づいて前記補正基準値に対する前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方の補正量を決定し、次の転写紙間で前記補正量だけ前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を加減する補正を、連続画像形成が開始され所定枚数分の転写紙間が経過してから、連続画像形成が終了するまで若しくは前記感光体の表面電位変化が停止するまでの各転写紙間において繰り返し行う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】
前記制御手段は、電源投入時及び待機モードからの復帰時において前記電位調整を実行するとともに、前記第２の補正において前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を直前に実行された前記表面電位調整時の前記補正基準値に復帰させ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５】
印刷枚数を積算カウントする印刷枚数カウント手段が設けられており、前記制御手段は、前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方の初期設定値及び装置の初期状態からのトータル印刷枚数に基づいて前記補正基準値を設定し、予め設定された補正量を用いて前記第１の補正を実行するとともに、前記第２の補正において前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方をトータル印刷枚数に基づいて決定された前記補正基準値に復帰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６】
前記制御手段は、画像形成中に前記印加バイアス又は前記現像バイアスが装置の初期設定値に到達した時点で前記第１の補正を終了することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
装置内部の湿度を検知する湿度検出手段が設けられており、前記湿度検出手段の検出結果を加味して前記第１の補正時における補正量と前記第２の補正の実行時間のうち少なくとも一方が決定されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２の補正が終了するまでに次の画像形成が入力されたとき、前記第２の補正を中断して画像形成処理及び前記第１の補正を実行するとともに、画像形成終了後に新たに前記第２の補正を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項７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、感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置に関し、特に感光体表面の電位または現像剤担持体の現像電位を安定化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の画像形成部の構成を図１５に示す。図１５において、画像形成部１５には、感光体ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写ローラ５、摺擦ローラ６、クリーニングブレード９、除電装置１０が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、帯電器２により、表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電器２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム１の表面を帯電させるものであり、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。
【０００３】
露光ユニット３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット４は、感光体ドラム１に対向配置された現像スリーブ４ａ（現像剤担持体）を備え、内部に収容されたトナーを現像スリーブ４ａにより感光体ドラム１の静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。
【０００４】
周知の如く、除電装置１０による除電後、帯電器２によって均一に帯電された感光体ドラム１上に露光ユニット３により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット４でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ５にてシート１１上に転写する。転写ローラ５で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとして摺擦ローラ６及びクリーニングブレード９により感光体ドラム１表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー８等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
【０００５】
１４はクリーニング装置であり、感光体ドラム１を研磨する研磨システムである摺擦ローラ６、クリーニングブレード９を備え、摺擦ローラ６を感光体表面に一定加圧するためのスプリング７を有している。摺擦ローラ６は、例えばシャフトを中心として周囲を発泡ウレタンゴムで覆われた構成となっており、図示しないモータにより感光体ドラム１の周速に対して所定の線速差で回動される。研磨トナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤として酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
【０００６】
このような画像形成装置においては、帯電器のワイヤーからの放電により発生するオゾン、ＮＯｘやＳＯｘ等の放電生成物が帯電器のシールドやグリッド表面に付着する。この放電生成物は低湿環境下において絶縁性となるため、グリッドを高抵抗化させ、帯電器と感光体ドラムとの放電バランスを崩し、感光体表面の電位が上昇してしまう。
【０００７】
一方、この放電生成物は水溶性であるため、装置内部の湿度が上昇すると、グリッドに付着した放電生成物が溶け出し、グリッドが本来の導体に戻っていく。実際の画像形成動作においては、用紙には若干量の水分が含まれているため、用紙が高温の定着装置を通過する際に水蒸気が発生する。この水蒸気により装置内部の湿度が徐々に上昇して行き、グリッドに付着した放電生成物が溶け出して感光体の表面電位が再び低下する。
【０００８】
このような表面電位変化は、放電量がそれほど多くない中速以下のクラスの画像形成装置や、メンテナンスサイクルの比較的短い画像形成装置では発生しにくいが、近年の高速化やフリーメンテナンス化の要求から開発された、印字速度が速く、且つメンテナンスサイクルの長い画像形成装置の場合、放電生成物の付着量が増加すると顕著に現れるようになり、表面電位変化によって感光体表面に現像剤を供給する現像剤担持体の現像電位との電位差が変化するため、低濃度部やカラー複写機における色の再現性等の画像品質に大きな影響を及ぼす。
【０００９】
そこで、画像形成中に感光体の表面電位補正を行うことにより画像の劣化を防止する方法が提案されており、例えば特許文献１には、感光体の一部に所定の表面電位及び露光量で潜像パターンを形成して基準となる表面電位を記憶しておき、画像形成時に同条件で潜像パターンを形成して表面電位を検出し、検出値と基準値との差に基づいて露光量、帯電量、又は現像バイアス電位を補正する方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には、連続画像形成中に暗部と明部の少なくとも一方の表面電位を検出し、この検出値に基づいてグリッド電圧及び現像直流バイアスの補正目標値を決定するとともに、画像形成時にグリッド電圧及び現像直流バイアスを補正目標値に向けて段階的に補正し、一定の画像形成枚数でグリッド電圧及び現像直流バイアスが補正目標値に到達するように制御する方法が開示されている。
【００１１】
上記の放電生成物は、画像形成動作終了後、装置内部の湿度が低下すると、それに伴い再び絶縁性となるため、グリッドの抵抗が再び高抵抗化して感光体の表面電位も上昇する。しかしながら、特許文献１、２の方法では、画像形成中は表面電位を補正しているが、画像形成終了後は補正を行わないため、時間が経過した後に再度画像形成を行うと、直前の画像形成中の補正による表面電位上昇に湿度低下による表面電位上昇が加算されるため、初期以上に表面電位が上昇してしまい、画像形成中の電位補正の効果が現れるまで極端に濃度の薄い画像が出力されることとなる。この問題を解決する方法としては、例えば画像形成開始前に表面電位をその都度調整するという方法も考えられるが、この方法では画像形成の待ち時間が著しく長くなるため好ましくなかった。
【特許文献１】特開平５−３２３７４３号公報
【特許文献２】特許第３２１７５８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、画像処理効率を低下させることなく感光体表面電位と現像剤担持体の現像電位との電位差の変化を抑制し、高画質な画像を形成する画像形成装置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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、感光体と、該感光体表面を一様に帯電させるスコロトロン方式の帯電器と、前記感光体表面に静電潜像を書き込む露光装置と、現像剤担持体により前記感光体表面にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、を有する画像形成部と、前記帯電器の印加バイアスと前記現像ユニットの現像バイアスのうち少なくとも一方を調整する電位調整を行うことにより前記感光体の表面電位と前記現像剤担持体の現像電位との電位差を可変させる制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、連続画像形成中に前記感光体の表面電位と前記現像剤担持体の現像電位との電位差が一定となるように前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を予め設定された補正基準値から補正する第１の補正と、連続画像形成が終了した後、所定時間をかけて前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を補正基準値に復帰させる第２の補正とを実行することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記感光体の表面電位を検知する表面電位検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記表面電位検知手段の検知結果に基づいて所定のタイミングで前記電位調整を実行して前記補正基準値を設定するとともに、連続画像形成中における前記感光体の表面電位の検知結果に基づいて前記第１の補正を実行することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第１の補正は、直前の所定枚数分の各転写紙間において検知された前記感光体の表面電位の平均値に基づいて前記補正基準値に対する前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方の補正量を決定し、次の転写紙間で前記補正量だけ前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を加減する補正を、連続画像形成が開始され所定枚数分の転写紙間が経過してから、連続画像形成が終了するまで若しくは前記感光体の表面電位変化が停止するまでの各転写紙間において繰り返し行うことを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、電源投入時及び待機モードからの復帰時において前記電位調整を実行するとともに、前記第２の補正において前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方を直前に実行された前記表面電位調整時の前記補正基準値に復帰させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、印刷枚数を積算カウントする印刷枚数カウント手段が設けられており、前記制御手段は、前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方の初期設定値及び装置の初期状態からのトータル印刷枚数に基づいて前記補正基準値を設定し、予め設定された補正量を用いて前記第１の補正を実行するとともに、前記第２の補正において前記印加バイアスと前記現像バイアスのうち少なくとも一方をトータル印刷枚数に基づいて決定された前記補正基準値に復帰させることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成中に前記印加バイアス又は前記現像バイアスが装置の初期設定値に到達した時点で前記第１の補正を終了することを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、装置内部の湿度を検知する湿度検出手段が設けられており、前記湿度検出手段の検出結果を加味して前記第１の補正時における補正量と前記第２の補正の実行時間のうち少なくとも一方が決定されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記第２の補正が終了するまでに次の画像形成が入力されたとき、前記第２の補正を中断して画像形成処理及び前記第１の補正を実行するとともに、画像形成終了後に新たに前記第２の補正を実行することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の構成によれば、帯電器のグリッドに付着した水溶性の放電生成物が画像形成中の湿度上昇により溶出した後、画像形成終了後の湿度低下により再絶縁化して感光体の表面電位が画像形成前の値に戻っても、印加バイアスと現像バイアスのうち少なくとも一方を所定の時間をかけて補正基準値まで徐々に復帰させることにより感光体の表面電位と現像剤担持体の現像電位の電位差を一定に維持できるため、常に良好な濃度の画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、感光体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設け、表面電位検知手段の検知結果に基づいて帯電器の印加バイアスと現像ユニットの現像バイアスのうち少なくとも一方を調整する電位調整を実行して補正基準値を設定することにより、天候や設置場所等による装置周囲の湿度環境の変化に係わらず、表面電位の実測値に応じた補正基準値を設定できる。また、連続印刷中は表面電位の検知結果に基づいて第１の補正を実行することにより、実際の表面電位変化に即した効果的な補正を行うことができる。
【００２３】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、第１の補正として、直前の所定枚数分の各転写紙間に検知された感光体の表面電位の平均値に基づいて補正基準値に対するバイアス補正量を決定し、決定された補正量だけグリッド印加バイアス或いは現像バイアスを加減するとともに、それを画像形成１枚毎に繰り返し行うことにより、グリッド印加バイアス或いは現像バイアスを精度良く最適値に調整することができる。
【００２４】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、前記電位調整を電源投入時及び待機モードからの復帰時に実行し、第２の補正において印加バイアスと現像バイアスのうち少なくとも一方を直前に実行された前記電位調整時の補正基準値に復帰させることにより、常に最新の補正基準値に復帰させることができ、表面電位の補正精度が高くなる。
【００２５】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、印刷枚数の増加に伴うグリッド抵抗の経時的な変化を加味して補正基準値を設定するため、表面電位または現像電位を的確に補正することができる。また、予めシミュレーション等により算出した補正基準値を用いて第１の補正を実行するため、制御手段の負担も軽減され、迅速な処理が可能となる。さらに、高価な表面電位センサ等を用いることなく補正基準値を設定し、表面電位または現像電位の補正を実行可能となるため、画像形成装置の低コスト化にも貢献する。
【００２６】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、画像形成中に印加バイアス又は現像バイアスが装置の初期設定値に到達した時点で第１の補正を終了することにより、表面電位の上昇が停止した後も第１の補正が継続して実行されることがなくなり、表面電位センサ等を用いることなく過度の補正を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第５又は第６の構成の画像形成装置において、装置内部の湿度変化を加味して第１の補正時における補正量と第２の補正の実行時間のうち少なくとも一方を決定することにより、天候や設置場所等による湿度環境の変化に係わらず、表面電位の変化に対する補正精度が高まり、且つ次回印刷時の表面電位精度または現像電位精度を更に向上できるため、より一層高画質な画像を安定して形成可能となる。
【００２８】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の画像形成装置において、第２の補正が終了するまでに次の画像形成が入力されたときは、第２の補正を中断して画像形成処理及び第１の補正を実行するとともに、画像形成終了後に改めて第２の補正を実行することにより、感光体の表面電位が画像形成前の値に戻る途中であっても的確な補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。従来例の図１５と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１において、１００は画像形成装置であり、ここでは一例としてデジタル複合機を示している。
【００３０】
画像形成装置１００では、コピー動作を行う場合、複合機本体内の画像形成部１５において、画像入力部２０で読み取られた原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像ユニット４の現像スリーブ４ａにより静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット４へのトナーの供給はトナーコンテナ２１から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り（矢印Ａ方向）に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。画像形成プロセスについては従来例の図１５と同様であるため説明は省略する。
【００３１】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、シート１１が給紙機構２２から用紙搬送路２３及びレジストローラ対２４を経由して画像形成部１５に搬送され、この画像形成部１５において転写ローラ５により感光体ドラム１の表面におけるトナー像がシート１１に転写される。そして、トナー像が転写されたシート１１は感光体ドラム１から分離され、定着ローラ対２６ａを有する定着部２６に搬送されてトナー像が定着される。
【００３２】
定着部２６を通過したシート１１は、複数方向に分岐した用紙搬送路２７に送られて、用紙搬送路２７の分岐点に設けられた複数の経路切換ガイドを有する経路切換機構３０、３１、３２によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、用紙搬送路２８に送られて両面コピーされた後に）、第１排出トレイ２９ａ、第２排出トレイ２９ｂ又は第３排出トレイ２９ｃから成る用紙排出部に排出される。
【００３３】
また、感光体ドラム１の表面の残留電荷を除去する除電装置１０（図１５参照）がクリーニング装置１４の下流側に設けられている。さらに、給紙機構２２は、複合機本体に着脱自在に取り付けられ、シート１１を収納する複数の給紙カセット２２ａ、２２ｂと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）２２ｃとを備えてなり、これらは用紙搬送路２３によって感光体ドラム１及び現像ユニット４等からなる画像形成部１５に繋がっている。３３は、画像入力部２０上に載置される原稿を押さえて保持するプラテン（原稿押さえ）である。
【００３４】
用紙搬送路２７は、具体的には、定着ローラ対２６ａの下流側において、まず左右二股に分岐し、一方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は第１排出トレイ２９ａに連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は搬送ローラ対３５を経由して、上下二股に分岐し、一方の経路（図１では上方向に分岐する経路）は第２排出トレイ２９ｂに連通するように構成されている。
【００３５】
これに対し、他方の経路（図１では下方向に分岐する経路）は、上記分岐点の直下において二股に分岐し、一方の経路は排出ローラ対３６を経由して第３排出トレイ２９ｃにシート１１を排出するように構成されており、他方の経路は用紙搬送路２８に連通するように構成されている。なお、用紙搬送路２８は、片面に画像形成されたシート１１がスイッチバックされて搬送される経路であり、再び画像形成部１５により異なる片面が画像形成されて排出される（両面複写）。
【００３６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付している。画像形成装置１００は、画像形成部１５、画像入力部２０、ＡＤ変換部４０、制御部４１、記憶部４２、操作パネル４３、表面電位センサ４４等を含む構成である。
【００３７】
画像入力部２０は、画像形成装置１００が図１のような複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００がプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部２０より入力された画像信号は制御部４１に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部４０においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部４２内の画像メモリ５０に送出される。
【００３８】
画像形成部１５は、感光体ドラム１、帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写ローラ５等から構成され、ＡＤ変換部４０において変換され画像メモリ５０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。感光体ドラム１、転写ローラ５、及び定着部２６内の定着ローラ２６ａ（図１参照）等はメインモータ（図示せず）により回転駆動され、制御部４１はメインモータに制御信号を送信して感光体ドラム１や転写ローラ５、定着ローラ２６ａ等の回転及び停止を制御する。
【００３９】
制御部４１は、設定されたプログラムに従って画像入力部２０、画像形成部１５、定着部２６等を全般的に制御するとともに、画像入力部２０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１上に潜像を形成する。さらに制御部４１は、設定されたプログラムに従って画像入力部２０、帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４等の画像形成装置各部の制御も行う。
【００４０】
記憶部４２は、画像メモリ５０、ＲＡＭ５１、及びＲＯＭ５２を備えており、画像メモリ５０は、画像入力部２０において入力され、ＡＤ変換部４０においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部４１に送出する。ＲＡＭ５１及びＲＯＭ５２は、制御部４１の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、感光体ドラム１の表面電位が調整された際の印加バイアス或いは現像バイアスの補正基準値や、画像形成中及び画像形成終了後の印加バイアス或いは現像バイアスの補正制御プログラム（いずれも後述）も記憶される。
【００４１】
操作パネル４３は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部４２にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００４２】
表面電位センサ４４は、装置の電源ＯＮ時や待機モードからの復帰時等の所定のタイミングで感光体ドラム１の表面電位を検知し、検知結果は制御部４１に送信される。制御部４１は、検知結果に基づいて帯電器２に印加される印加バイアス或いは現像ユニット４に現像バイアスを変化させて感光体ドラム１の表面電位、または現像ユニット４の現像電位を最適値に調整するとともに、その時の印加バイアス或いは現像バイアスを補正基準値として記憶部４２内のＲＡＭ５１に記憶する。
【００４３】
本実施形態においては、表面電位センサ４４の検知結果に基づいて感光体の表面電位を調整するとともに、表面電位調整時の印加バイアス値或いは現像バイアス値を補正基準値とし、画像形成中に感光体の表面電位と現像電位の電位差が一定となるように印加バイアス或いは現像バイアスを変化させる補正（以下、第１の補正という）と、連続画像形成が終了した後、所定時間をかけて印加バイアス或いは現像バイアスを補正基準値に復帰させる補正（以下、第２の補正という）を実行することを特徴としている。
【００４４】
これにより、画像形成時においては湿度上昇に伴うグリッドの導体化に応じて印加バイアス或いは現像バイアスを補正基準値から徐々に変化させることにより感光体ドラム１の表面電位と現像スリーブ４ａの現像電位の電位差が最適値に補正され、画像形成終了後はグリッドの高抵抗化に応じて印加バイアス或いは現像バイアスを補正基準値まで徐々に復帰するため、画像形成タイミングに係わらず常に感光体ドラム１の表面電位と現像スリーブ４ａの現像電位の電位差を一定に保持可能となる。
【００４５】
図３は、第１実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。図２及び図３を用いて実際の補正制御についてさらに具体的に説明する。ここでは一例として、帯電器２のグリッド電圧の変化により表面電位を調整する場合について説明する。
【００４６】
Ｇ０は、装置の電源ＯＮ時や待機モードからの復帰時等の所定のタイミングで実行される表面電位調整時のグリッド電圧であり、補正基準値として記憶部４２に記憶されている。なお、ここでは表面電位センサ４４により検知された表面電位の実測値に基づいて表面電位調整が実行され、新たに表面電位調整が実行されたときは最新のグリッド電圧値が補正基準値として記憶部４２に上書きされる。
【００４７】
画像形成が開始されると、湿度の上昇によりグリッドの抵抗が下がり感光体ドラム１の表面電位も低下するため、表面電位センサ４４により各印刷処理後の非通紙時間（以下、転写紙間という）における表面電位を継続して検知し、図３（ａ）に示すように、制御部４１は検知結果に応じてグリッド電圧を補正基準値Ｇ０から徐々にＧ１まで上昇させる第１の補正を実行する。なお、第１の補正は画像形成開始直後から実行しても良いし、所定枚数印刷後から実行するようにしても良い。
【００４８】
また、表面電位センサ４４による画像形成１枚毎の表面電位の検知結果を用いて第１の補正を実行しても良いが、例えば印刷枚数を積算カウントする印刷枚数カウンタ４５（図９参照）を設けておき、検知精度を向上させるために複数枚分の検知結果を平均した値を用いることが好ましい。このとき、所定枚数分の表面電位の平均値に基づいてグリッド電圧を補正した後、次の転写紙間から新たに所定枚数分の表面電位の平均値を求める制御としても良いが、その場合、第１の補正が複数枚毎に実行されることとなり、画像形成１枚毎にグリッド電圧を最適な値に調整することはできない。
【００４９】
そこで、複数枚分の転写紙間において検知された表面電位の平均値を用いて、画像形成１枚毎に第１の補正を行うこととすれば良い。このような制御について図４を用いて詳細に説明する。なお、ここでは表面電位の検知結果を平均する印刷枚数を３枚とする。図４（ａ）に示すように、画像形成開始から４枚目が印刷されるまでは表面電位の検知のみが行われ、第１の補正は行われないため、感光体ドラムの表面電位は徐々に低下している。
【００５０】
４枚目の印刷終了後の転写紙間において、１枚目から３枚目の印刷終了後の各転写紙間で検知された表面電位の平均値を算出し、この平均値に基づいて次の印刷時に印加されるグリッド電圧の補正基準値Ｇ０に対する補正量を決定する。そして、５枚目の印刷時に決定された補正量だけグリッド電圧を上昇させることにより、表面電位を上昇させる。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、５枚目の印刷終了後には、図４（ａ）で平均値を求めた各転写紙間（１枚目〜３枚目）を１枚ずつシフトした同じ枚数分の転写紙間（２枚目〜４枚目）における表面電位の平均値を算出し、この平均値に基づいて６枚目の印刷時に印加されるグリッド電圧の補正基準値Ｇ０に対する補正量を決定する。図４（ｃ）に示すように、７枚目の印刷時のグリッド電圧補正量についても全く同様に、３枚目〜５枚目の転写紙間における表面電位の平均値に基づいて決定される。
【００５２】
即ち、直前の３枚分の各転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいて補正基準値に対するグリッド電圧の補正量を決定し、次の転写紙間で補正量だけグリッド電圧を上昇させることにより、画像形成１枚毎にグリッド電圧を精度良く最適値に調整することができる。なお、印刷枚数が多くなるにつれて、平均化される直前３枚分の表面電位中に補正後の表面電位が入ってくるため、補正量の絶対値は小さくなる。
【００５３】
表面電位の平均値からグリッド電圧の補正量を決定する方法としては、グリッド電圧の単位変化量当たりの表面電位変化量を記憶部４２（例えばＲＡＭ５１又はＲＯＭ５２）に記憶しておき、これに基づいて印刷実行毎に制御部４１で計算しても良いし、表面電位の平均値に対応したグリッド電圧補正量が割り当てられた補正テーブルを予め記憶部４２（例えばＲＡＭ５１又はＲＯＭ５２）に格納しておき、この補正テーブルを用いて印刷実行毎に表面電位の平均値に対応する補正量を選定するようにしても良い。
【００５４】
この第１の補正は、連続画像形成が終了するまで継続して行われるか、或いは画像形成中にグリッドの抵抗が下がり切り、表面電位の低下が停止した場合はその時点で終了する。なお、ここでは直前３枚分の転写紙間において検知された表面電位の平均値を用いているが、直前２枚分或いは４枚以上の転写紙間の検知結果を平均化する制御としても良い。また、ここでは装置内部の湿度上昇によるグリッド抵抗の低下、及びそれに伴う表面電位の低下を解消するため、グリッド電圧を徐々に増加させる補正を行っているが、例えば何らかの原因により表面電位が上昇する不具合を解消したい場合にも適用可能である。その場合は、表面電位の平均値に基づいて決定された補正量だけグリッド電圧を低下させる制御とすれば良い。
【００５５】
図３（ａ）に戻って、画像形成が終了すると、装置内部の湿度が再び低下することによりグリッドの抵抗が上がり、感光体ドラム１の表面電位も上昇するため、制御部４１は第２の補正を実行し、グリッド電圧をＧ１から徐々に初期値Ｇ０まで下降させる。この第２の補正は表面電位センサ４４を用いず、第１の補正により上昇したグリッド電圧Ｇ１を、予め設定された時間Ｔ内に、予め設定された間隔ΔＴで初期値Ｇ０まで復帰させる。従って、グリッド電圧上昇分ΔＧ（＝Ｇ１−Ｇ０）をＴ／ΔＴ回に分けてＧ０まで戻すこととなるため、単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、（Ｇ１−Ｇ０）・ΔＴ／Ｔで表される。
【００５６】
第２の補正の実行時間Ｔは、画像形成装置の仕様により異なる固有の値であり、装置の使用環境等によっても変動するため、シミュレーション等で設定できるようにしても良い。また、補正間隔ΔＴは短いほど補正の精度は高くなるため、例えば図５に示すように、グリッド電圧をリニアに（直線的に）変化させる制御としても良いが、通常は制御部４１に過度の負担をかけないレベルに設定される。例えば、第２の補正時間Ｔを５分、補正間隔ΔＴを３０秒とした場合、３０秒毎に１０回に分けてＧ１から初期値Ｇ０まで復帰させることとなる。
【００５７】
次に、第２の補正の実行中において次の画像形成命令が入力された場合について説明する。図３（ｂ）に示すように、最初の画像形成時に第１の補正によりグリッド電圧をＧ０からＧ２まで上昇させたとする。画像形成が終了すると、図３（ａ）と同様に第２の補正が実行され、グリッド電圧をＧ２から初期値Ｇ０まで復帰させることとなる。このときの単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、（Ｇ２−Ｇ０）・ΔＴ／Ｔで表される。
【００５８】
初期値Ｇ０まで復帰する途中で画像形成が入力されると、制御部４１は第２の補正を一旦中断し、画像形成を開始するとともに第１の補正によりグリッド電圧を再び上昇させる。そして、画像形成が終了した後、改めて第２の補正が実行され、画像形成終了時のグリッド電圧Ｇ３から再び補正時間Ｔをかけて初期値Ｇ０まで復帰させる。このときの単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、（Ｇ３−Ｇ０）・ΔＴ／Ｔで表される。
【００５９】
上記のような制御を行うことにより、画像形成終了後に装置内部の湿度が低下して表面電位が元の値に戻っても、或いは戻る途中であっても表面電位に応じて的確な補正を行うことができ、良好な濃度の画像が得られる。また、画像形成中の表面電位の変化量が変動しても、それに対応して画像形成終了後の第２の補正時における単位間隔当たりの補正量が変わるだけで、予め設定された時間をかけて初期値（補正基準値）まで復帰させることができる。さらに、電源ＯＮ時や待機モードからの復帰時等、所定のタイミングで表面電位が調整され、その時のグリッド電圧値が補正基準値として記憶されているので、常に最新の補正基準値を用いて補正を行うことができる。
【００６０】
従って、天候や設置場所等による装置周囲の湿度環境の変化に係わらず、高画質な画像を安定して形成可能となる。なお、この例においては帯電器２のグリッド電圧を変化させることにより表面電位を調整したが、グリッド電圧に代えて帯電器２のメインワイヤーの電流値を変化させて表面電位を調整しても良い。
【００６１】
図６は、第１実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御の他の例を示すタイミングチャートである。図６においては、帯電器２のグリッド電圧に代えて、現像ユニット４の直流バイアス変化により現像スリーブ４ａの現像電位を調整する場合について示している。感光体の表面電位と現像スリーブ４ａの現像電位の電位差を一定に保持するためには、直流バイアスの補正は、グリッド電圧とは逆に、感光体の表面電位の低下に応じて低く、表面電位の上昇に応じて高くする必要がある。そこで、図６に示すように、画像形成中においては湿度が上昇してグリッド抵抗が下がり、表面電位が低下するため、第１の補正により初期値ＤＢ０からＤＢ１まで徐々に低下させ、画像形成終了後は再び湿度が低下してグリッド抵抗が上がり、表面電位が上昇するため、第２の補正によりＤＢ１から初期値ＤＢ０まで徐々に上昇させる。
【００６２】
初期値ＤＢ０は表面電位調整時の直流バイアス値であり、Ｇ０と同様に補正基準値として記憶部４２に記憶されている。なお、第２の補正における補正時間Ｔ、間隔ΔＴの設定方法や、第２の補正途中で画像形成が入力された場合の制御等については図３と同様であるため説明は省略する。また、この例においては現像ユニット４に印加される直流バイアスを変化させることにより現像電位を調整したが、現像ユニット４に印加される交流バイアス電圧やＤｕｔｙ値を変化させて現像電位を調整しても良い。
【００６３】
なお、現像ユニット４に印加される直流バイアス、交流バイアス電圧或いはＤｕｔｙ値を補正する場合においても、図４に示したように複数枚分の転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいて、次の印刷時における補正量を決定することにより、画像形成１枚毎に直流バイアス、交流バイアス電圧或いはＤｕｔｙ値を一層精度良く最適値に調整することができる。
【００６４】
図７は、第１実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。図１〜図３を参照しながら、図７のステップに従い画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。先ず、電源ＯＮ時又は待機モードからの復帰時であるか否かが判断され（ステップＳ１）、電源ＯＮ時又は待機モードからの復帰時である場合は、表面電位センサ４４により感光体ドラム１の表面電位を検知し、検知結果に基づいて表面電位が調整される（ステップＳ２）。そして、その時のグリッド電圧が記憶部４２のＲＡＭ５１に上書き記憶される（ステップＳ３）。
【００６５】
次に、ユーザにより画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ４）、画像形成が入力されるまではステップＳ１〜Ｓ３までの動作を繰り返す。画像形成が入力されると、制御部４１は画像入力部２０において入力された原稿画像を画像信号に変換する。この画像信号はＡＤ変換部４０においてデジタル化され、印字データに変換された後、画像メモリ５０内に記憶される。次に、変換された印字データに基づいて感光体ドラム１上に画像形成が行われ、形成されたトナー像がシート１１上に転写される。
【００６６】
この画像形成動作と並行して、表面電位センサ４４による感光体ドラム１の表面電位検知が継続して行われ、検知結果に基づいて制御部４１により第１の補正が実行される（ステップＳ５）。次に、画像形成が終了したか否かが判断され（ステップＳ６）、画像形成が継続している場合は、表面電位が低下しているか否かが判断される（ステップＳ７）。表面電位が低下している場合はステップＳ５に戻り、第１の補正を継続して行う。表面電位が低下していない場合は第１の補正を終了し（ステップＳ８）、残りの画像形成を行う。一方、ステップＳ６において画像形成が終了している場合は第１の補正を終了する（ステップＳ８）。
【００６７】
画像形成終了後、第１の補正後のグリッド電圧値Ｇ１と補正基準値Ｇ０との差分ΔＧ、予め設定された補正時間Ｔ、及び補正間隔ΔＴを用いて単位間隔当たりの補正量ΔＧ・ΔＴ／Ｔを算出し、第２の補正を行う（ステップＳ９）。そして、次の画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ１０）、新たな画像形成が入力された場合は第２の補正を中断し、再びステップＳ５に戻って画像形成及び第１の補正が実行される。
【００６８】
ステップＳ１０において画像形成の入力がない場合は第２の補正を継続して行い、グリッド電圧を補正基準値Ｇ０まで復帰させて第２の補正を終了する（ステップＳ１１）。なお、ここではグリッド電圧変化により表面電位を調整する場合の動作手順について説明したが、図６に示したように、現像バイアス変化により現像電位を調整する場合についても全く同様に行うことができる。
【００６９】
図８は、図４で示したような、直前の所定枚数分の各転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいて補正量を決定する場合の制御（図７のステップＳ５〜ステップＳ７に相当）を示すフローチャートである。なお、ここでは直前ａ枚分の各転写紙間の表面電位を平均し、補正量を決定するものとする。先ず、連続印刷が開始されると（ステップＳ５１）、表面電位センサ４４により各印刷終了時の転写紙間における感光体ドラムの表面電位が検知される（ステップＳ５２）。また、印刷枚数ｎのカウントも同時に開始される。
【００７０】
次に、印刷枚数ｎがａ＋１枚以上であるか否かが判断される（ステップＳ５３）。印刷枚数ｎがａ＋１枚以上である場合は、ｎ−ａ枚目からｎ−１枚目迄の、ａ枚分の各表面電位の平均値を算出する（ステップＳ５４）。算出された平均値に基づいてグリッドへの印加バイアス又は現像バイアスの補正量を決定し（ステップＳ５５）、決定された補正量だけグリッドへの印加バイアス又は現像バイアスを加減して（ステップＳ５６）ｎ＋１枚目の印刷を行う。
【００７１】
そして、画像形成が終了したか否かが判断され（ステップＳ６）、画像形成が継続している場合は、表面電位が低下しているか否かが判断される（ステップＳ７）。表面電位が低下している場合はステップＳ５２に戻って転写紙間における表面電位を検知し、印刷枚数ｎに１を加算して第１の補正（ステップＳ５３〜Ｓ５６）を継続する。また、ステップＳ６において画像形成が終了している場合、及びステップＳ７において表面電位が低下していない場合は第１の補正を終了する。一方、ステップＳ５３において印刷枚数ｎがａ＋１よりも小さい場合は、表面電位の平均値が算出されないため第１の補正は行われず、そのままステップＳ６に進み、以下同様の処理が行われる（ステップＳ６〜Ｓ７）。
【００７２】
図９は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図２と共通する部分には同一の符号を付している。画像形成装置１００は、第１実施形態の表面電位センサ４４に代えて、画像形成部１５における印刷枚数を積算カウントする印刷枚数カウンタ４５を備えている。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７３】
本実施形態においては、印刷枚数カウンタ４５により積算カウントされる装置の初期状態からのトータルの印刷枚数に基づいて補正基準値を設定し、感光体の表面電位を調整するとともに、予め設定された単位枚数（単位時間）当たりの補正量を用いて第１の補正を実行することを特徴としている。
【００７４】
これにより、高価な表面電位センサ４４を用いることなく感光体の表面電位調整及び第１の補正を実行可能となるため、コスト面において有利となる。また、表面電位を実測せずに、予めシミュレーション等により補正基準値及び第１の補正時の補正量が設定されるため、処理効率が向上するとともに制御部４１の負担も減少する。
【００７５】
図１０は、第２実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。図９及び図１０を用いて実際の補正制御についてさらに具体的に説明する。ここでは一例として帯電器２のグリッド電圧の変化により表面電位を調整する場合について説明する。
【００７６】
Ｇａは、グリッド電圧の初期設定値Ｇ０及び装置の初期状態からのトータル印刷枚数により決定される補正基準値である。トータル印刷枚数ｍの増加に伴い放電生成物の付着量が増加し、グリッド抵抗も徐々に上昇するため、それに応じて補正基準値を初期設定値Ｇ０から低下させていくことが好ましい。そこで、図１０（ａ）に示すように、初期設定値Ｇ０及びトータル印刷枚数ｍの関数ｆ（ｍ）を用いて、Ｇａ＝Ｇ０−ｆ（ｍ）により各印刷枚数に対応する補正基準値を算出してデータ化し、記憶部４２に記憶しておく。
【００７７】
画像形成が入力されると、印刷枚数カウンタ４５のカウント値からトータル印刷枚数を算出し、記憶部４２内の補正基準値データから印刷枚数に応じた補正基準値Ｇａを読み出す。そして、実際に画像形成が開始されると、湿度の上昇によりグリッドの抵抗が下がり感光体ドラム１の表面電位も低下するため、図１０（ｂ）に示すように、制御部４１はグリッド電圧上昇分ΔＧ（＝Ｇ０−Ｇａ）と、予め設定された補正時間Ｔ１を用いて単位枚数（単位時間）当たりの補正量ΔＧ／Ｔ１を設定し、グリッド電圧をＧａから徐々にＧ０まで上昇させる第１の補正を実行する。
【００７８】
第１の補正は画像形成１枚毎に実行しても良いし、所定枚数毎に段階的に実行しても良い。また、画像形成開始直後から実行しても良いし、所定枚数印刷後から実行するようにしても良い。この第１の補正は、連続画像形成が終了するか、或いは画像形成中にグリッド電圧が初期設定値Ｇ０に到達した場合はその時点で終了する。
【００７９】
画像形成が終了すると、装置内部の湿度が再び低下することによりグリッドの抵抗が上がり、感光体ドラム１の表面電位も上昇するため、制御部４１は第２の補正を実行し、グリッド電圧をＧ０から徐々に補正基準値Ｇａ′まで下降させる。このときの補正基準値Ｇａ′は、直前の画像形成終了後のトータル印刷枚数に応じて補正基準値データから読み出された値である（図１０（ａ）参照）。また、単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、グリッド電圧下降分ΔＧ′（＝Ｇ０−Ｇａ′）、補正間隔ΔＴ、及び補正時間Ｔ２を用いてΔＧ′・ΔＴ／Ｔ２で表される。
【００８０】
次に、第２の補正の実行中において次の画像形成命令が入力された場合について説明する。なお、第２の補正における補正時間Ｔ２、間隔ΔＴの設定方法については図３と同様であるため説明は省略する。図１０（ｃ）に示すように、最初の画像形成時に第１の補正によりグリッド電圧をＧａからＧ０まで上昇させたとする。画像形成が終了すると、装置内部の湿度が再び低下することによりグリッドの抵抗が上がり、感光体ドラム１の表面電位も上昇するため、制御部４１は第２の補正を実行し、グリッド電圧をＧ０から徐々に補正基準値Ｇａ′まで下降させる。
【００８１】
補正基準値Ｇａ′まで復帰する途中で画像形成が入力されると、制御部４１は第２の補正を一旦中断し、画像形成を開始するとともに第１の補正によりグリッド電圧を再び上昇させる。そして、画像形成が終了した後、直前の画像形成終了後のトータル印刷枚数に応じて補正基準値Ｇａ′′を読み出し、改めて第２の補正が実行され、画像形成終了時のグリッド電圧Ｇ１から再び補正時間Ｔ２をかけて補正基準値Ｇａ′′まで復帰させる。このときの単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、グリッド電圧下降分ΔＧ′′（＝Ｇ１−Ｇａ′′）、補正間隔ΔＴ、及び補正時間Ｔ２を用いてΔＧ′′・ΔＴ／Ｔ２で表される。
【００８２】
上記のような制御を行うことにより、印刷枚数の増加に伴うグリッド抵抗の経時的な変化を加味して表面電位を的確に補正することができる。また、予めシミュレーションにより算出した補正基準値を用いて補正を実行するため、制御部の負担も軽減され、迅速な処理が可能となる。さらに、高価な表面電位センサを設ける必要がないため、コスト面でも有利となる。なお、この例においては帯電器２のグリッド電圧を変化させることにより表面電位を調整したが、図３の場合と同様に、グリッド電圧に代えて帯電器２のメインワイヤーの電流値を変化させて表面電位を調整しても良い。
【００８３】
また、図６に示したような、現像ユニット４に印加される直流バイアス又は交流バイアス電圧やＤｕｔｙ値を変化させて現像電位を調整する場合についても全く同様に適用可能である。その場合、直流バイアス、交流バイアス或いはＤｕｔｙ値の初期設定値及びトータル印刷枚数から算出された補正基準値を記憶部４２に記憶しておき、それを用いて図１０（ｂ）、（ｃ）のように第１及び第２の補正を実行すれば良い。また、印刷枚数カウンタ４５に代えて、装置の初期状態からのトータルの印刷時間を積算カウントする印刷時間カウンタを設けておき、トータル印刷時間により補正基準値を決定して同様に制御を行うこともできる。
【００８４】
図１１は、第２実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。図１、図９及び図１０を参照しながら、図１１のステップに従い画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。先ず、ユーザにより画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ１）、画像形成が入力されると、制御部４１は印刷枚数カウンタ４５のカウント値からトータル印刷枚数を算出し（ステップＳ２）、予め記憶部４２に記憶された補正基準値データの中から算出結果に応じた補正基準値Ｇａを読み出す（ステップＳ３）。
【００８５】
また、制御部４１は画像入力部２０において入力された原稿画像を画像信号に変換する。この画像信号はＡＤ変換部４０においてデジタル化され、印字データに変換された後、画像メモリ５０内に記憶される。次に、変換された印字データに基づいて感光体ドラム１上に画像形成が行われ、形成されたトナー像がシート１１上に転写される。
【００８６】
この画像形成動作と並行して、ステップＳ３において読み出された補正基準値Ｇａ及び予め設定された単位枚数（単位時間）当たりのグリッド電圧補正量に基づいて、制御部４１により第１の補正が実行される（ステップＳ４）。次に、画像形成が終了したか否かが判断され（ステップＳ５）、画像形成が継続している場合は、グリッド電圧が初期設定値Ｇ０まで上昇したか否かが判断される（ステップＳ６）。グリッド電圧がＧ０まで上昇していない場合はステップＳ４に戻り、第１の補正を継続して行う。グリッド電圧がＧ０まで上昇している場合は第１の補正を終了し（ステップＳ７）、残りの画像形成を行う。一方、ステップＳ５において画像形成が終了している場合は第１の補正を終了する（ステップＳ７）。
【００８７】
画像形成終了後、印刷枚数カウンタ４５により再びトータル印刷枚数を算出し（ステップＳ８）、予め記憶部４２に記憶された補正基準値データの中から算出結果に応じた補正基準値Ｇａ′を読み出す（ステップＳ９）。そして、第１の補正後のグリッド電圧値Ｇ１と、画像形成終了後の補正基準値Ｇａ′との差分ΔＧ′、予め設定された補正時間Ｔ、及び補正間隔ΔＴを用いて単位間隔当たりの補正量ΔＧ′・ΔＴ／Ｔを算出し、第２の補正を行う（ステップＳ１０）。
【００８８】
そして、次の画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ１１）、新たな画像形成が入力された場合は第２の補正を中断し、再びステップＳ４に戻って画像形成及び第１の補正が実行される。ステップＳ１１において画像形成の入力がない場合は第２の補正を継続して行い、グリッド電圧を補正基準値Ｇａ′まで復帰させて第２の補正を終了する（ステップＳ１２）。
【００８９】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図２及び図９と共通する部分には同一の符号を付している。画像形成装置１００は、第２実施形態の構成に加えて、装置内部の湿度を検知する湿度センサ４６を備えている。他の部分の構成は第２実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００９０】
本実施形態においては、湿度センサ４６により装置内部の湿度を検出し、検出結果に応じて第１の補正時における単位時間当たりの補正量、或いは第２の補正時における補正時間を調整することを特徴としている。天候や使用環境等により装置内部の湿度が変化すると、グリッドに付着する放電生成物の溶出及び再絶縁化の速度が変化するため、連続画像形成時に感光体の表面電位が低下する速度、或いは画像形成終了後に感光体の表面電位が上昇する速度も変化する。
【００９１】
そこで、本実施形態の画像形成装置により、装置内部の湿度変化を第１の補正時のグリッド電圧補正量にフィードバックすることにより、表面電位の変化に対する補正精度が高まり、高画質な画像を安定して形成可能となる。また、装置内部の湿度変化を第２の補正時の補正時間にフィードバックすることにより、次回印刷時の表面電位精度を更に向上させることができる。
【００９２】
図１３は、第３実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。ここでは一例として帯電器２のグリッド電圧の変化により表面電位を調整する場合について説明する。なお、補正基準値Ｇａ、Ｇａ′及びＧａ′′の決定方法や第１及び第２の補正については図１３（ａ）に示すように、第２実施形態の図１０（ａ）と同様であるため説明は省略し、第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００９３】
図１３（ｂ）に示すように、制御部４１はグリッド電圧をＧａからＧ０まで補正時間Ｔ１で上昇させる第１の補正を実行する。このときの単位枚数（単位時間）当たりの補正量は、グリッド電圧上昇分ΔＧ（＝Ｇ０−Ｇａ）及び補正時間Ｔ１を用いてΔＧ／Ｔ１で表される。ここで、装置内部の湿度をｈとすると、ｈの上昇に伴いグリッドに付着する放電生成物の溶出速度が速くなり、グリッド抵抗の低下速度も速くなるため、それに応じて単位時間当たりの補正量ΔＧ／Ｔ１も大きくすることが好ましい。
【００９４】
そこで、湿度の関数ｆ（ｈ）を用いて、Ｔ１＝ｆ（ｈ）により装置内部の湿度に対応する補正時間Ｔ１を算出してデータ化し、記憶部４２に記憶しておく。そして、第１の補正実行時に湿度センサ４６により装置内部の湿度を検出し、検出結果に応じて読み出された補正時間Ｔ１を用いて第１の補正を実行する。
【００９５】
一方、画像形成終了後は、グリッド電圧Ｇ０から再び補正時間Ｔ２をかけて補正基準値Ｇａ′まで復帰させる。このときの単位間隔ΔＴ当たりのグリッド電圧の補正量は、グリッド電圧下降分ΔＧ′（＝Ｇ０−Ｇａ′）、補正間隔ΔＴ、及び補正時間Ｔ２を用いてΔＧ′・ΔＴ／Ｔ２で表される。ここで、装置内部の湿度ｈの上昇に伴いグリッドに付着する放電生成物の再絶縁化速度が遅くなり、グリッド抵抗の上昇速度も遅くなるため、それに応じて単位間隔ΔＴ当たりの補正量ΔＧ′・ΔＴ／Ｔ２も小さくすることが好ましい。
【００９６】
そこで、Ｔ１と同様に、湿度の関数ｆ′（ｈ）を用いて、Ｔ２＝ｆ′（ｈ）により装置内部の湿度に対応する補正時間Ｔ２を算出してデータ化し、記憶部４２に記憶しておく。そして、第２の補正実行時に湿度センサ４６により装置内部の湿度を検出し、検出結果に応じて読み出された補正時間Ｔ２を用いて第２の補正を実行する。
【００９７】
補正基準値Ｇａ′まで復帰する途中で画像形成が入力されると、図１３（ｃ）のように、制御部４１は第２の補正を一旦中断し、画像形成を開始するとともにＴ１＝ｆ（ｈ）により算出される補正時間Ｔ１を用いて第１の補正によりグリッド電圧を再び上昇させる。そして、画像形成が終了した後、Ｔ２＝ｆ′（ｈ）により算出される補正時間Ｔ２を用いて改めて第２の補正が実行され、画像形成終了時のグリッド電圧Ｇ１から再び補正時間Ｔ２をかけて補正基準値Ｇａ′′まで復帰させる。
【００９８】
上記のような制御を行うことにより、第２実施形態と同様に、印刷枚数の増加に伴うグリッド抵抗の経時的な変化を加味して算出した補正基準値を用いて表面電位を迅速且つ的確に補正することができ、高価な表面電位センサを設ける必要もなくなる。さらに、装置内部の湿度変化に追従した表面電位の補正が可能となるため、印刷開始時の表面電位精度や第１及び第２の補正時の補正精度がさらに高くなる。
【００９９】
なお、この例においては帯電器２のグリッド電圧を変化させることにより表面電位を調整したが、図３の場合と同様に、グリッド電圧に代えて帯電器２のメインワイヤーの電流値を変化させて表面電位を調整しても良い。また、図６に示したような、現像ユニット４に印加される直流バイアス又は交流バイアスの電圧やＤｕｔｙ値を変化させて現像電位を調整する場合についても全く同様に適用可能である。
【０１００】
図１４は、第３実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。図１、図１２及び図１３を参照しながら、図１４のステップに従い画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。先ず、湿度センサ４６により装置内部の湿度が検出され（ステップＳ１）、検出された湿度は初期湿度として記憶部４２に記憶される。次に、ユーザにより画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ２）、画像形成が入力されると、印刷枚数カウンタ４５によりトータル印刷枚数を算出し（ステップＳ３）、制御部４１は予め記憶部４２に記憶された補正基準値データの中から算出結果に応じた補正基準値Ｇａを読み出す（ステップＳ４）。
【０１０１】
また、湿度センサ４６により装置内部の湿度を検出し（ステップＳ５）、ステップＳ１で検出された初期湿度との湿度差に基づいて補正時間Ｔ１が算出され、補正基準値Ｇａと補正目標値（初期設定値）Ｇ０との差分ΔＧと、補正時間Ｔ１とを用いて単位枚数（単位時間）当たりのグリッド電圧補正量ΔＧ／Ｔ１が設定される（ステップＳ６）。一方、制御部４１は画像入力部２０において入力された原稿画像を画像信号に変換する。この画像信号はＡＤ変換部４０においてデジタル化され、印字データに変換される。次に、変換された印字データに基づいて感光体ドラム１上に画像形成が行われ、形成されたトナー像がシート１１上に転写される。
【０１０２】
この画像形成動作と並行して、ステップＳ４において読み出された補正基準値Ｇａ及びステップＳ６において設定されたグリッド電圧補正量に基づいて、制御部４１により第１の補正が実行される（ステップＳ７）。次に、画像形成が終了したか否かが判断され（ステップＳ８）、画像形成が継続している場合は、グリッド電圧が初期設定値Ｇ０まで上昇したか否かが判断される（ステップＳ９）。グリッド電圧がＧ０まで上昇していない場合はステップＳ７に戻り、第１の補正を継続して行う。グリッド電圧がＧ０まで上昇しているい場合は第１の補正を終了し（ステップＳ１０）、残りの画像形成を行う。一方、ステップＳ８において画像形成が終了している場合は第１の補正を終了する（ステップＳ１０）。
【０１０３】
画像形成終了後、印刷枚数カウンタ４５により再びトータル印刷枚数を算出し（ステップＳ１１）、予め記憶部４２に記憶された補正基準値データの中から算出結果に応じた補正基準値Ｇａ′を読み出す（ステップＳ１２）。また、湿度センサ４６により装置内部の湿度も検出され（ステップＳ１３）、初期湿度との湿度差に基づいて補正時間Ｔ２が算出される（ステップＳ１４）。そして、第１の補正後のグリッド電圧値Ｇ１と、ステップＳ１２において読み出された画像形成終了後の補正基準値Ｇａ′との差分ΔＧ′、ステップＳ１４で算出された補正時間Ｔ２、及び予め設定された補正間隔ΔＴを用いて単位間隔当たりの補正量ΔＧ′・ΔＴ／Ｔ２を算出し、第２の補正を行う（ステップＳ１５）。
【０１０４】
そして、次の画像形成が入力されたか否かが判断され（ステップＳ１６）、新たな画像形成が入力された場合は第２の補正を中断し、再びステップＳ７に戻って画像形成及び第１の補正が実行される。ステップＳ１６において画像形成の入力がない場合は第２の補正を継続して行い、グリッド電圧を補正基準値Ｇａ′まで復帰させて第２の補正を終了する（ステップＳ１７）。
【０１０５】
なお、ここでは第１の補正時のグリッド電圧補正量ΔＧ／Ｔ１、及び第２の補正における補正時間Ｔ２の両方について湿度変化をフィードバックした補正を行うこととしたが、グリッド電圧補正量ΔＧ／Ｔ１若しくは補正時間Ｔ２のいずれか一方のみについて湿度変化を加味した補正を行うこととしても良い。なお、いずれか一方のみを補正する場合は、印刷画像の品質に大きな影響を及ぼすグリッド電圧補正量ΔＧ／Ｔ１を補正することが好ましい。
【０１０６】
その他、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば第１実施形態では、電源ＯＮ時、及び待機モードからの復帰時に表面電位調整を行うこととしたが、これに限定されるものではなく、例えば図２に示した第１実施形態の構成に印刷枚数カウンタ４５を追加し、所定の印刷枚数毎に表面電位調整を行っても良い。
【０１０７】
また、上記各実施形態では、帯電器へ印加されるグリッド電圧やメインワイヤーの電流値といった帯電器の印加バイアス、或いは現像ユニットへ印加される直流バイアス、交流バイアス、Ｄｕｔｙ値といった現像バイアスのいずれか一方を調整することにより表面電位または現像電位を補正したが、帯電器の印加バイアスと現像ユニットの現像バイアスの両方を調整するような制御とすることもできる。
【０１０８】
また、ここでは図１のようなデジタル複合機を例に挙げて説明したが、本発明はタンデム式のカラー画像形成装置や、アナログ方式のモノクロ画像形成装置、或いはファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置にも全く同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、感光体と、該感光体表面を一様に帯電させるスコロトロン方式の帯電器と、感光体表面に静電潜像を書き込む露光装置と、現像剤担持体により感光体表面にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、を有する画像形成部と、帯電器の印加バイアスと現像ユニットの現像バイアスのうち少なくとも一方を調整する電位調整を行うことにより感光体の表面電位と現像剤担持体の現像電位との電位差を可変させる制御手段と、を備えた画像形成装置において、制御手段は、連続画像形成中に感光体の表面電位と現像剤担持体の現像電位との電位差が一定となるように印加バイアスと現像バイアスのうち少なくとも一方を予め設定された補正基準値から補正する第１の補正と、連続画像形成が終了した後、所定時間をかけて印加バイアスと現像バイアスのうち少なくとも一方を補正基準値に復帰させる第２の補正とを実行する。
【０１１０】
これにより、連続画像形成中は第１の補正により前記電位差を一定に維持するとともに、画像形成終了後の湿度低下によりグリッドに付着した放電生成物が再絶縁化して感光体の表面電位が画像形成前の値に戻っても、第２の補正により前記電位差を一定に維持できるため、常に高画質な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。また、第２の補正が終了するまでに次の画像形成が入力されたときは、第２の補正を中断して画像形成処理及び第１の補正を実行し、画像形成終了後に改めて第２の補正を実行することで、感光体の表面電位が画像形成前の値に戻る途中であっても的確な補正を行うことができる。
【０１１１】
また、感光体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設けておけば、天候や設置場所等による装置周囲の湿度環境の変化に係わらず、表面電位の実測値に応じた補正基準値を設定でき、連続印刷中は表面電位の実測値に基づいて第１の補正を効果的に行うことができる。このとき、直前の所定枚数分の各転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいて補正基準値に対する補正量を決定し、次の転写紙間で補正量だけ印加バイアスと現像バイアスのうち少なくとも一方を加減する補正を各転写紙間で行うこととすれば、第１の補正を画像形成１枚毎に精度良く行うことができ、さらに高画質な画像を形成できる画像形成装置となる。
【０１１２】
また、装置の初期状態からのトータル印刷枚数に基づいて補正基準値を設定すれば、表面電位検知手段を用いずに印刷枚数の増加に伴うグリッド抵抗の経時的な変化を加味して補正基準値を設定ことができる。また、制御手段の負担も軽減され、迅速な処理が可能となる。さらに、装置内部の湿度変化を加味して第１の補正時における補正量や第２の補正の実行時間を決定すれば、天候や設置場所等による湿度環境の変化に係わらず、表面電位の変化に対する補正精度が高まり、且つ次回印刷時の表面電位精度または現像電位精度を更に向上できるため、より一層高画質な画像を安定して形成可能な画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】は、第１実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。
【図４】は、第１の補正において、直前の３枚分の各転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいてグリッド電圧の補正量を決定する場合のタイミングチャートである。
【図５】は、図３の表面電位補正制御においてグリッド電圧をリニアに変化させた場合のタイミングチャートである。
【図６】は、第１実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【図７】は、第１実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】は、第１の補正において、直前の所定枚数分の各転写紙間において検知された表面電位の平均値に基づいて補正量を決定する場合の制御を示すフローチャートである。
【図９】は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】は、第２実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。
【図１１】は、第２実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】は、第３実施形態の画像形成装置における連続画像形成時及び画像形成終了後の表面電位補正制御を示すタイミングチャートである。
【図１４】は、第３実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１              感光体ドラム
２              帯電器
３              露光ユニット
４              現像ユニット
４ａ            現像スリーブ（現像剤担持体）
５              転写ローラ
１４            クリーニング装置
１５            画像形成部
２０            画像入力部
４０            ＡＤ変換部
４１            制御部（制御手段）
４２            記憶部
４４            表面電位センサ（表面電位検知手段）
４５            印刷枚数カウンタ（印刷枚数カウント手段）
４６            湿度センサ（湿度検出手段）
１００          画像形成装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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