(57)【要約】【課題】高精細、かつ安定した画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御手段３１は、帯電手段３により帯電される像担持体表面の帯電電位又は露光手段２０による露光が行われた像担持体表面の被露光部分の電位を測定する測定手段５からの測定結果に応じて帯電手段３の帯電電圧の大きさ及び露光手段２０の露光量を制御する。そして、制御手段３１は、画像形成動作開始前に、まず露光量を一定として希望するトナー像濃度が得られる帯電電圧の大きさを設定する。この後、測定手段５からの測定結果に応じて設定された帯電電位における像担持体表面の帯電電位又は被露光部分の電位が一定の範囲外であると判断した場合には、設定された帯電電位のもと像担持体表面の帯電電位又は被露光部分の電位が一定の範囲となるよう露光量を制御する。【選択図】図１
2007279170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体に対する露光を行うことにより像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体表面の電位を測定する測定手段と、
前記測定手段からの測定結果に応じて前記帯電手段に印加する電圧の大きさ及び前記露光手段の露光量を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成動作開始前に、露光量を一定として目標とするトナー像濃度が得られる前記電圧の大きさを設定し、前記設定された電圧における前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位が一定の範囲外である場合には、前記設定された電圧のもと前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位がそれぞれ一定の範囲となるよう前記露光量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
環境条件を検知する検知手段を備え、
前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位の一定の範囲は、前記検知手段により検出される環境条件に基づいて決定されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記環境条件は温度及び湿度であり、前記検知手段は温度及び湿度を検知するものであることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー像をシートに転写する転写手段と、
前記シートの使用枚数を検知する使用履歴検知手段と、を備え、
前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位の一定の範囲は、前記使用履歴検知手段からの使用履歴情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記シートの使用枚数の増加に伴って前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位の電位の一定の範囲における上限及び下限を上昇させることを特徴とする請求項１乃至４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、画像形成装置に関し、特に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、複写装置、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を有する感光ドラム（像担持体）を備えている。
【０００３】
そして、このような画像形成装置は、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、露光装置にて感光ドラム表面を露光することにより静電潜像を形成するようにしている。さらに、この感光ドラム表面上の静電潜像に現像装置にて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している。
【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、コントラスト電圧Ｖｃｏｎｔによって決定されるが、このコントラスト電圧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。
【０００５】
図１０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）。
【０００６】
このうちの図１０の（ａ）は、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、現像装置に印加する現像バイアス電圧ＶＤＣとの関係を示している。なお、図１０の（ａ）において、縦軸は電位を、横軸は感光ドラムの主走査方向をそれぞれ示している。
【０００７】
そして、この図１０の（ａ）において、Ｖｂａｃｋは暗部電位ＶＤと現像バイアス電圧ＶＤＣとの電位差を示しており、このＶｂａｃｋの値は、非露光部におけるトナーのかぶりを抑えるため所定値以上とされている。
【０００８】
一方、図１０の（ｂ）は、図１０の（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。なお、図１０の（ｂ）において、縦軸は画像濃度を、横軸は感光ドラムの主走査方向を示している。
【０００９】
ところで、このようにトナー像の濃度を決定するコントラスト電圧Ｖｃｏｎｔは、主に雰囲気の湿度や温度（絶対湿度係数）に伴って変化し、このようにコントラスト電圧Ｖｃｏｎｔが変化すると、トナー像の濃度も変化する。
【００１０】
次に、このようなコントラスト電圧Ｖｃｏｎｔの環境条件に伴う変化によるトナー像の濃度変化を回避するための画像濃度制御に関する２つの制御方法について説明する。
【００１１】
なお、このような画像濃度制御のため、感光ドラムと対向する位置には感光ドラム表面の電位を測定する表面電位センサ（表面状態検知手段）が設けられており、この表面電位センサには制御手段が接続されている。
【００１２】
第１の制御方法では、まず、異なるグリッドバイアス電圧、または異なるコロナワイアに印加する電圧によって一次帯電装置により、感光ドラム上に帯電されるのみで露光はされない部分（暗部）を同時又は順次に形成する。そして、表面電位センサは、それぞれの表面（暗部）電位を測定し、その結果を制御手段に送信し、制御手段は、それらの測定結果に基づいて、目標となる表面電位が得られるグリッドバイアス電圧を算出し、決定する。
【００１３】
次に、決定されたグリッドバイアス電圧等の下で、感光ドラム表面が帯電されると共に異なるレーザ照射条件によって感光ドラム表面を露光し、感光ドラム上に露光される部分（明部）を同時、または順次に形成する。そして、表面電位センサは、それぞれの被露光部分の電位である明部電位を測定し、その結果を制御手段に送信し、制御手段はそれらの測定結果に基づいて、目標となるＶｃｏｎｔが得られるレーザ照射条件を算出し、レーザ照射条件を決定する。
【００１４】
また、第２の制御方法では、予め、レーザ照射条件を一定とし、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１１に示すような電位変化特性を求めておく。
【００１５】
なお、図１１において、横軸は一次帯電装置に印加するグリッドバイアス電圧を、縦軸は感光ドラムの表面電位を示している。また、図中、ＶＤ（ＶＧ）はレーザ照射条件を一定として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）は一定として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。
【００１６】
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、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ようにする。
【００１７】
ここで、これら２つの制御方法は、それぞれのメリットを有している。即ち、第１の制御方法によれば、目標となる帯電電位が任意に決定でき、第２の制御方法によれば、レーザ照射条件を変化させなくても所望のＶｃｏｎｔが得られる。従って、感光体のメモリゴーストを除去する必要性から帯電電位を一定の範囲にすべき構成の画像形成装置においては、第１の制御方法が有効であり、目標となる帯電電位がない構成の画像形成装置においては、第２の制御方法が簡易であり有効である。
【００１８】
しかし、第２の制御方法の場合、暗部及び明部電位変化特性は、一次帯電装置の小型化、感光ドラムの回転速度の高速化等に伴い、更にはアモルファスシリコン感光層を有する感光体等、感光体の種類によっては、必ずしも図１１に示すような直線とはならない。実際には、図１２に示すように曲線となるものがある。
【００１９】
したがって、このよう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く、その結果、グリッドバイアス電圧が適正な値となり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。
【００２０】
ここで、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、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、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。
【００２１】
また、かかる電位変化特性自体も、感光ドラムの感度の変化、装置差等に応じて変化するため、画像濃度制御をより困難なものとしていた。そのため、潜像形成条件を自動設定するにあたり、制御精度を高めようとする提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【００２２】
【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】
【００２３】
しかしながら、近年の動向として更に高精細な画質が求められる電子写真方式の画像形成装置においては、上記のごとくに潜像コントラストを精度よく制御することが可能であっても、尚、不具合が指摘される。
【００２４】
即ち、第１の制御方法は、色ごと、あるいは環境ごとに大きく変化する目標のＶｃｏｎｔに対してレーザ照射条件によって調整がなされる。したがって、図１３の（ａ）に示すように、レーザ照射条件（レーザパワー）に対してリニアではない特性の感光体を用いた場合には、使用領域ごとに感光体特性の傾きが異なることになる。この場合、細線の画像において、その線幅が異なってしまうという不都合が生じる。
【００２５】
図１４は、図１３の（ａ）の中の、ａの領域とｂの領域を使用した場合の、レーザ露光のスポット光量分布に対応する潜像プロファイルの差を示している。ａの場合は傾きが大きい領域のため、図１４の（ａ）に示すように光量の強弱に対応して露光部電位に感度があり、スポット光量分布を比較的忠実に再現している。しかし、ｂの領域は光量に対する感度が低い領域であって、図１４の（ｂ）に示すようにスポット潜像は太くなる傾向にある。
【００２６】
また、感光体の感度は長期の使用と共に光疲労などにより低下する傾向があるが、その場合も暗部電位が固定であると、使用期間、即ちシートの使用枚数に応じて露光量を増やすことになり、潜像プロフィールが次第に異なってくることになる。
【００２７】
一方、第２の制御方法においては、レーザ照射条件を一定として帯電電位を変化させることで制御を行うため、Ｖｃｏｎｔが異なる場合でも比較的感光体特性の近い領域を使用することができる。図１３の（ｂ）はその様子を示している。
【００２８】
反面、この制御方法によれば、帯電電位が意図的に決定されないため、予め決められた像露光光量に対して目標Ｖｃｏｎｔが得られる帯電電位が所望の範囲に入らない場合がでてくる。そして、これは特に帯電電位の範囲が限定的でなかった場合には問題はなかった。
【００２９】
しかしながら、より高精細な画像が要求される昨今においては、わずかの感光体メモリの発生も許容されないため、より感光体メモリの発生しない帯電条件を精度よく設定する必要性が生じている。また、耐久の前後で潜像プロファイルが大きく変化しないことが望ましい。
【００３０】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、高精細、かつ安定した画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体に対する露光を行うことにより像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置において、前記像担持体表面の電位を測定する測定手段と、前記測定手段からの測定結果に応じて前記帯電手段に印加する電圧の大きさ及び前記露光手段の露光量を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成動作開始前に、露光量を一定として目標とするトナー像濃度が得られる前記電圧の大きさを設定し、前記設定された電圧における前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位が一定の範囲外である場合には、前記設定された電圧のもと前記像担持体表面の暗部電位もしくは明部電位がそれぞれ一定の範囲となるよう前記露光量を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のように、像担持体表面の帯電電位又は被露光部分の電位（暗部電位もしくは明部電位）が一定の範囲となるよう帯電手段の帯電電圧の大きさ及び露光手段の露光量の両方を制御することにより、高精細、かつ安定した画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例である複写装置の構成を示す模式図である。
【００３５】
複写装置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（感光体）２を備えている。そして、この感光ドラム２の周りには、順に、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、感光ドラム２の表面電位を測定する表面電位センサ（測定手段）５が配設されている。さらに、各色トナー（マゼンタ、シアン、イエロー）を収納し、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（現像手段）６ａ，６ｂ，６ｃが配設されている。
【００３６】
また、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転写材Ｐに転写する転写帯電装置（転写手段）９が配設されている。さらにまた、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。
【００３７】
ここで、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。そして、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（帯電電圧）ＶＧ及びコロナワイヤ印加電圧（帯電電圧）が印加されている。
【００３８】
また、現像装置６ａ，６ｂ，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。そして、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，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ＶＤＣが印加されている。
【００３９】
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、転写ドラム７から分離された転写材Ｐは、定着装置１６にてトナー像の定着を受け、排出トレイ１７上に排出されるように構成されている。
【００４０】
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、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。そして、このレーザ制御ユニット２１の近傍には、不図示の駆動手段により回転駆動されるポリゴンミラー２２が回転自在に支持されている。このポリゴンミラー２２は、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、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。
【００４１】
一方、表面電位センサ５はＡ／Ｄ変換器３０に接続されており、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、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。
【００４２】
ここで、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。
【００４３】
また、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、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，３５ｂ，３５ｃに送るようになっている。そして、このように構成することにより、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の制御を行い、画像濃度制御を行うことができる。なお、図１において、５０は、シートである転写材Ｐの通紙枚数をカウントする使用履歴検知手段であるカウンタである。
【００４４】
次に、制御手段である電圧制御部３１が行う画像濃度制御について、図２に沿って説明する。
【００４５】
画像形成動作前に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、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、図３及び図４に示すようなテーブルを基にして、目標とする電位差Ｖｂａｃｋ、コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ、レーザ光量を４色分決定し、その値を入力する（Ｓ１０１）。
【００４６】
なお、図３及び図４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及びレーザ光量を示すテーブルであり、このテーブルはＲＡＭに記憶されている。
【００４７】
次に、あらかじめ決められた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、この後、電位測定を開始する（Ｓ１０２）。
【００４８】
そして、露光部２０による露光を行わない状態での暗部電位ＶＤ１（ＶＧ１）と、露光部２０により、Ｓ１０１で入力されたレーザ光量にて露光を行った状態での明部電位ＶＬ１（ＶＧ１）とを、それぞれ測定する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。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。
【００４９】
続いて予め決められたＶＧ２においても露光部２０による露光を行わない状態での暗部電位ＶＤ２（ＶＧ２）と、露光部２０により、Ｓ１０１で入力されたレーザ光量にて露光を行った状態での明部電位ＶＬ２（ＶＧ２）とを、測定する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。この測定結果が電圧制御部３１に入力される。
【００５０】
続いて、電圧制御部３１では、得られた暗部電位ＶＤ２（ＶＧ２）とＶＤ１（ＶＧ１）、及び明部電位ＶＬ２（ＶＧ２）とＶＬ１（ＶＧ１）から、それぞれの傾きα、βを下記の（１）、（２）式より求め、内部メモリに記憶させる。
【００５１】
α＝｛ＶＤ１（ＶＧ１）−ＶＤ２（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（１）
β＝｛ＶＬ１（ＶＧ１）−ＶＬ２（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（２）
【００５２】
さらに、電圧制御部３１は、α、βの値、暗部電位ＶＤ１（ＶＧ１）、ＶＤ２（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ１（ＶＧ１）、ＶＬ２（ＶＧ２）から、図５に示した実際の感光ドラムの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。
【００５３】
ＶＤ（ＶＧ）＝α（ＶＧ−ＶＧ１）＋ＶＤ１（ＶＧ１）…（３）
ＶＬ（ＶＧ）＝β（ＶＧ−ＶＧ１）＋ＶＬ１（ＶＧ１）…（４）
【００５４】
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。また、現像バイアス電圧ＶＤＣを求める。
【００５５】
即ち、図１０（ａ）に示した関係から、
ＶＤ−ＶＬ＝Ｖｂａｃｋ＋Ｖｃｏｎｔ…（５）
ＶＤＣ＝ＶＬ＋Ｖｃｏｎｔ…（６）
が成立するため、上記（３）、（４）式の関係から、グリッドバイアス電圧ＶＧは、
ＶＧ＝｛ＶＤ（ＶＧ）−ＶＬ（ＶＧ）−（ＶＤ１（ＶＧ１）−ＶＬ１（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１
となる。さらに上記（５）式から、
ＶＧ＝｛Ｖｂａｃｋ＋Ｖｃｏｎｔ−（ＶＤ１（ＶＧ１）−ＶＬ１（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１…（７）
となる。
【００５６】
ここで、上記（７）式に示す式の中の値は全て既知のため、グリッドバイアス電圧ＶＧは、一義的に決定することができる。そして、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の算出（演算）を各色毎に行い、算出されたグリッドバイアス電圧ＶＧを各色毎に設定する（Ｓ１０８）。
【００５７】
次に、このように算出された各色グリッドバイアス電圧ＶＧにおける暗部電位ＶＤを測定する（Ｓ１０９）。そして、上記（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を目標とする電位差Ｖｂａｃｋ、電位差Ｖｃｏｎｔの切り換えに応じて電圧制御部３１のＲＡＭに記憶する。この後、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。
【００５８】
次に、表面電位センサ５からの測定結果により格納された全色の暗部電位ＶＤが後述する図６に示す上下限の範囲に入っているか否かを判断する。そして、上限を超えていた色があった場合には（Ｓ１１０のＮ）、その色の露光部２０のレーザ光量を所定量大きく（ｕｐ）する（Ｓ１１１）。この後、再度同様のフローを行う。
【００５９】
また、下限を下回っているものがあった場合には（Ｓ１１２のＮ）、その色の露光部２０のレーザ光量を所定量小さく（ｄｏｗｎ）する（Ｓ１１３）。この後、再度同様のフローを行い、最終的に全色の暗部電位ＶＤが所望の範囲に収まった段階で、最終的に各色のグリッドバイアス設定値ＶＧ、露光量が記憶され（Ｓ１１４）、電位制御は終了となる。
【００６０】
なお、このような画像形成準備が終了した後、画像形成を行う際には、まず１色毎にグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤＣ、露光量をＲＡＭから読み出す。次に、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，３５ｂ，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。
【００６１】
そして、この状態で既述した画像形成動作を１色についてのみ行い、形成されたトナー像を転写材Ｐ上に転写する。なお、この後、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。
【００６２】
次に既述したグリッドバイアス電圧ＶＧ１およびＶＧ２について説明する。
【００６３】
上記演算が成立するためには、ＶＤ１（ＶＧ１）、ＶＤ２（ＶＧ２）、ＶＬ１（ＶＧ１）、ＶＬ２（ＶＧ２）に基き、ＶＧ１、ＶＧ２に対する感光体の帯電、露光特性が直線に近似できることが前提となっているが、実際には直線にはならない。
【００６４】
したがって、グリッドバイアス電圧ＶＧ１及びＶＧ２が、設定されるべきＶＧ値と大きく離れる場合には、算出されたグリッドバイアス電圧ＶＧに対するＶＤと、実際のＶＤの値に差が生じてしまう場合がある。そこで、本実施の形態においては、帯電電位の設定領域を考慮し、ＶＧ１＝４００Ｖ、ＶＧ２＝７００Ｖとした。
【００６５】
なお、既述した特許文献１においては、その誤差を最小限とするために、グリッドバイアス電圧ＶＧ１及びＶＧ２の値を、予め記憶された目標ＶＧを中心として±２０Ｖ等に設定して制御する方法が提案されている。また、誤差が生じた場合に備え、算出されたＶＧの設定において再度暗部電位を測定し、その値からＶＢＡＣＫをひいてＶＤＣを求めることにより、現像かぶり、キャリア付着の防止を確実にする等の方法もある。
【００６６】
次に、目標帯電電位について説明する。
【００６７】
帯電電位は一般に、感光体の特性に基づき、必要な潜像コントラストが確保でき、且つ安定的に潜像が制御できる領域に設定される。例えば、最も高い潜像コントラストが必要となる色の現像剤が低湿環境で５００Ｖの潜像コントラストを要した場合に、帯電電位は少なくとも５００Ｖに加え、像露光後に除電しきらない電荷分、いわゆる残電荷分を加えた電位が必要である。
【００６８】
一方で、ドラムメモリの発生しない領域を選択する必要性から決定される場合もある。本実施の形態の構成においては、帯電電位が比較的低い場合に像露光ゴーストと言われる現象が発生していた。
【００６９】
これは、感光体上の像露光部と非露光部において、一次転写通過後帯電工程に入ったときに、像露光を受けているドラム部分は非露光部に対して電位が低いため、像露光部のみがポジ化されてしまうためである。
【００７０】
したがって帯電電位を高く設定することが、この問題の解決に有効な手段となる。また、この現象は感光体のキャリアの走行性に感度があると思われ、使用環境によっても発生レベルが異なってくることも確認されている。
【００７１】
図６は、本実施の形態において、環境及び転写材Ｐの通紙枚数に応じて設定された目標帯電電位の下限値及び上限値を示したテーブルであり、このテーブルもＲＡＭに記憶されている。そして、電圧制御部３１は、環境条件の一例である温度及び湿度を検知する不図示の検知手段（温度検知手段及び湿度検知手段）からの検知出力及びカウンタ５０からの作像枚数情報に基づいて目標帯電電位の下限値及び上限値を切り換えるようにしている。
【００７２】
なお、このテーブルは低湿環境から高温高湿環境までの水分量が７段階に分けて示されるが、検知手段（温度検知手段及び湿度検知手段）の検知結果及びカウンタ５０からの作像枚数情報に応じて線形補間することにより、帯電電位下限を算出することもできる。そして、この下限値よりも帯電電位が低い場合はゴーストが発生する。
【００７３】
その理由は、下限については感光体のキャリアの走行性の特性が通紙枚数により変化し、その変化に応じて帯電電位の許容レベルが異なるようになるからである。このため、目標帯電電位は可能な限り広く取ることで、電位制御フローのルーチンを最小限に抑えることができ、装置の生産性を高めることができる。
【００７４】
一方、帯電電位の上限は、グリッド高圧を設定し得る上限値、本実施の形態の場合は９００Ｖと一定にすることもできるが、より好ましくは、使用とともに段階的に上げていくことが有効である。
【００７５】
一般に用いられる有機感光体は、使用とともに露光感度が低下してくる傾向にあるため、像露光量が一定の場合、必要なＶｃｏｎｔを確保するために帯電電位を上昇させていくことになる。
【００７６】
図７は、横軸に使用量をとり、縦軸には帯電電位を示したものである。また、（ａ）は同一環境において、帯電電位が上限に到達するまでレーザ光量を一定とする場合の帯電電位の変化を、（ｃ）は光量が最大となるまで帯電電位を一定とする場合の帯電電位の変化を示している。また、（ｃ´）は、レーザ条件のみ変化させた場合の帯電電位の変化を、（ｂ）の場合は一定期間ごと目標電位を超え、その都度レーザ光量を変化させる場合の帯電電位の変化を示している。
【００７７】
ここで、（ａ）及び（ｃ）は、帯電電位が目標値に入らなかった場合に変化させるレーザ光量にもよるが、使用の途中のＰ点以降、ほぼ電位制御を行うたびに毎回繰り返しのルーチンにはいることになるため、急激に装置の生産性が低下することになる。
【００７８】
また、（ｃ´）は、レーザ条件のみ変化させるため、感光体の感度低下に伴い終始レーザ光量を上げていかなければならず、生産性も低く、また耐久前後の露光−電位特性の使用領域の傾きが大きく異なるため、線画像幅が著しく変化してしまう。
【００７９】
一方（ｂ）の場合は一定期間ごと目標電位を超え、その都度レーザ光量を変化させるためルーチンに入るケースが集中せず、安定した生産性を長期維持できる。また帯電電位を徐々に上昇させてゆくため、レーザパワーのみで調整する場合よりも露光−電位特性の使用領域において、傾きの変化が少ないため、細線画像幅も大きく変わることはない。
【００８０】
図８は、耐久前後での露光−電位特性の使用領域の変化を示している。（ｂ）、（ｃ）は図７（ｂ）、（ｃ）と同様な電位制御した場合を表す。この図８から（ｂ）のように一定期間ごと目標電位を超え、その都度レーザ光量を変化させる場合には（ｃ）のように光量が最大となるまで帯電電位を一定とする場合に比べて耐久初期と耐久後期とでレーザパワーの使用領域の変化量が比較的少ないことが分かる。
【００８１】
以上の構成において作像耐久を実施したところ、感光体寿命である１００Ｋ枚までゴーストは発生せず、線画像幅の増加率が耐久前後で目標である１０％以内に収まり、安定した高画質を維持することができた。
【００８２】
このように、まず像露光条件一定で必要なＶｃｏｎｔ及びＶｂａｃｋが得られる帯電電位をまず設定し、このとき設定された帯電電位がメモリ発生下限値や、高圧性能の要求から決められる目標とする範囲にない場合はレーザ照射条件を一定量変化させる。そして、この後、再度同様のフローを繰り返す。これにより、メモリの発生しない条件を維持することができる。
【００８３】
そして、この制御方法の場合、既述した帯電電位一定でレーザ照射条件のみを変える第２の制御方法に比べ、耐久により感度が低下した感光体を用いる場合でも、露光−電位特性の傾きが近い領域を使用することができるために線画像の出力に変動が生じない。
【００８４】
また、帯電電位、レーザ照射条件のいずれか一方のみを可変とする第１の制御方法に比べ、感光体の感度低下を補い長期にわたり使用することができる。さらに使用に伴い目標帯電電位の上下限を段階的に切り替えることで、帯電高圧、レーザ照射のいずれか一方のみを大きく変化させることなく最大まで活用できるため、生産性にムラがなく通紙を継続することができる。
【００８５】
このように、帯電電位の電位が一定の範囲となるよう帯電電圧の大きさ及び露光条件（露光量）の両方を制御することにより、長期の通紙前後において感光体メモリが生じるのを防ぐことができる。また、細線画像の幅も大きく変化させることなく、目標となる高精細且つ安定した画像を維持することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、帯電電位、即ち暗部電位に目標電位を設けて制御する方法を採ったが、制御対象は暗部電位に限ることなく、中間調も含め被露光部分である像露光部の電位、明部電位で行っても問題はなく、実質差異はない。
【００８７】
さらに、本実施の形態では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。
【００８８】
また、本実施の形態では電位制御データ、即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。しかし、図９に示すように、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等に対してあらかじめ求めておくことにより、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】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例である複写装置の構成を示す模式図。
【図２】上記複写装置の画像濃度制御動作を示すフローチャート。
【図３】上記複写装置における環境と、絶対水分量と、各色コントラスト電圧との関係を示す図表。
【図４】上記複写装置におけるコントラスト電圧と、コントラスト電圧に対応するレーザ信号との関係を示す図表。
【図５】上記複写装置における感光ドラムの暗部電位及び明部電位と、グリッドバイアス電圧との関係を示す図。
【図６】上記複写装置における環境と、絶対水分量と、コントラスト電圧と、通紙枚数に応じた帯電電位の上下限の関係を示す図表。
【図７】上記複写装置における通紙枚数と設定電位との関係を説明する図。
【図８】上記複写装置における通紙耐久前後における露光―電位特性の使用領域を説明する図。
【図９】上記複写装置の他の画像濃度制御に係る感光ドラムの表面電位と帯電電流との関係を示す図。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】上記使用する領域の潜像プロファイルの差を示す図。
【符号の説明】
【００９０】
１      複写装置（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
１２    現像スリーブ
２０    露光部
２１    レーザ制御ユニット
３１    電圧制御部
３３    高圧制御ユニット
３５    現像バイアス電圧制御回路
５０    カウンタ
Ｐ      転写材
【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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