(57)【要約】【課題】感光体特性を精度良く検出することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と、前記感光体の表面を帯電せしめる帯電手段２と、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記感光体の表面を露光して潜像を形成する露光手段３と、前記感光体の表面の前記潜像及びその周辺にスポット光を照射するスポット光照射手段１２、及び、該スポット光が照射されることで該感光体の光減衰による表面電荷量の変化を誘導電流として検出する誘導電流検出手段１１を有し、該誘導電流検出手段の検出結果に基づいて該感光体の表面に形成された潜像を計測する潜像計測手段１０とを備えた画像形成装置において、前記潜像計測手段は、前記感光体の表面の複数の計測位置へ同時または略同時に前記スポット光照射手段によってスポット光を照射し、該複数の計測位置の誘導電流を前記誘導電流検出手段で検出する。【選択図】図１
2013195901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた感光体と、
前記感光体の表面を帯電せしめる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電せしめられた前記感光体の表面を露光して潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段によって形成された潜像よりも小さな照射範囲のスポット光を感光体表面に照射するスポット光照射手段、及び、該スポット光が照射されることで該感光体の光減衰による表面電荷量の変化を誘導電流として検出する誘導電流検出手段を有し、該誘導電流検出手段の検出結果に基づいて該感光体の表面に形成された潜像を計測する潜像計測手段とを備えた画像形成装置において、
前記潜像計測手段は、前記潜像及びその周辺に設定された複数の計測位置へ、同時または略同時に前記スポット光照射手段によって前記スポット光を照射し、該複数の計測位置の誘導電流を前記誘導電流検出手段で検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記複数の計測位置には、上記潜像が形成された画像部と、該潜像が形成されていない非画像部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記感光体の表面に感光体軸方向または感光体回転方向に延びるライン潜像を上記露光手段によって形成し、
上記スポット光照射手段は、前記ライン潜像の幅よりも小さい照射幅のスポット光を照射するものであり、
上記潜像計測手段は、感光体軸方向及び感光体回転方向それぞれで、前記ライン潜像に対する位置をずらして設定された複数の計測位置へ、同時または略同時に前記スポット光照射手段によって前記スポット光を照射し、該複数の計測位置の誘導電流を前記誘導電流検出手段で検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、
上記感光体の表面に形成された上記潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、
前記現像手段よりも感光体回転方向下流側に設けられ、前記感光体上から転写体上にトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段よりも感光体回転方向下流側に設けられ、前記転写手段によって前記感光体上から転写体上にトナー像が転写された後の該感光体の表面を除電する除電手段とを有しており、
上記現像装置よりも感光体回転方向下流側で前記除電手段よりも感光体回転方向上流側に上記潜像計測手段を位置させて設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記潜像計測手段による潜像の計測を、画像形成プロセス条件を変更するプロセスコントロール実行時に行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記誘導電流検出手段は、感光体表面と所定間隔をあけて対向するように配置された透明電極部材を複数有しており、
前記透明電極部材を通して上記感光体に上記スポット光が照射されるように、該透明電極部材を挟んで該感光体とは反対側に上記スポット光照射手段を位置させて設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、経時や環境で感光体特性が変動することによる画像ボケとして、ドット画像やライン画像の画像劣化が発生している。そのため、感光体表面に形成されたドット潜像やライン潜像を画像形成装置内で計測することによって、ドット潜像やライン潜像の形状から感光体特性を精度良く検出することが求められている。
【０００３】
感光体表面に形成された潜像の形状は感光体表面の電位で表すことができ、潜像を計測する方法としては、光減衰による誘導電流方式が知られている（例えば、特許文献１や非特許文献１など）。
【０００４】
この誘導電流方式では、回転している感光体の表面を帯電装置によって帯電させ、帯電した感光体表面を露光装置で感光体軸方向に１回露光走査してライン潜像を書き込む。そして、感光体表面に近接して設置された透明電極の背面からスポット光照射装置により照射される、感光体回転方向でライン潜像の幅よりも小さな照射幅のスポット光の照射領域に、感光体の回転に伴ってライン潜像が到達したら、感光体の帯電及び回転を停止させる。また、ライン潜像の感光体回転方向における複数箇所の電位を知るために、ライン潜像を感光体回転方向で分割した複数の計測位置が、感光体回転方向に同一直線上で設定されている。前述したように感光体の帯電及び回転を停止させた後、前記複数の計測位置のうち、感光体回転方向最下流側に位置する計測位置に、スポット光照射装置からスポット光を照射し、光減衰により微小領域部分で表面電位変化を生じさせる。そして、この表面電位変化により透明電極に誘導される電荷量の変化すなわち誘導電流を検出する。
【０００５】
次に、感光体を所定ピッチだけ回転させた後、感光体の回転を停止し、次の計測位置にスポット光を照射して透明電極に誘導される誘導電流を検出する。このような計測をライン潜像の感光体回転方向における全ての計測位置で行われるまで繰り返す。検出した誘導電流量から計測位置におけるスポット光照射前の感光体表面の電位を知ることができ、感光体表面の各計測位置での電位分布によって、ライン潜像の感光体回転方向の形状を把握することができる。
【０００６】
このように、潜像の形状を把握することで、感光体特性の変動により潜像の形状がボケてきた場合などに、画像形成プロセス条件を変化させて所望の潜像を形成したり、感光体を交換したりすることにより画像の劣化を抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、感光体の回転と停止とを繰り返し、感光体回転方向で計測位置を順次変えながら各計測位置の誘導電流を検出するため、帯電装置による感光体表面の帯電を停止させてから、全ての計測位置で計測が終わるまでに時間がかかってしまう。そのため、感光体表面の帯電電位の暗減衰の影響を受けて、後の計測位置になるほど誘導電流量が減ってしまい、潜像が実際よりも浅く計測されてしまう。よって、計測された潜像が実際の潜像よりもぼけた潜像として計測されてしまい、潜像の計測結果に基づいて感光体特性を精度良く検出することができないといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、感光体特性を精度良く検出することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転可能に設けられた感光体と、前記感光体の表面を帯電せしめる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記感光体の表面を露光して潜像を形成する露光手段と、前記露光手段によって形成された潜像よりも小さな照射範囲のスポット光を感光体表面に照射するスポット光照射手段、及び、該スポット光が照射されることで該感光体の光減衰による表面電荷量の変化を誘導電流として検出する誘導電流検出手段を有し、該誘導電流検出手段の検出結果に基づいて該感光体の表面に形成された潜像を計測する潜像計測手段とを備えた画像形成装置において、前記潜像計測手段は、前記潜像及びその周辺に設定された複数の計測位置へ、同時または略同時に前記スポット光照射手段によって前記スポット光を照射し、該複数の計測位置の誘導電流を前記誘導電流検出手段で検出することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、感光体表面の潜像及びその周辺に設定された複数の計測位置へ、同時または略同時にスポット光照射手段から前記スポット光を照射して誘導電流を誘導電流検出手段で検出する。これにより、計測位置を順次変えて計測を行う場合よりも、全ての計測位置で計測が終わるまでの時間を短縮できるので、感光体表面の帯電電位の暗減衰の影響により、誘導電流量が減少するのを抑制することができる。よって、誘導電流検出手段の検出結果に基づいて潜像が実際よりも浅く計測されてしまうのが抑えられ、計測位置を順次変えて計測を行う場合よりも、潜像の計測結果に基づいて感光体特性を精度良く検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、感光体特性を精度良く検出することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】感光体に対する電極の配置例を示す図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図。
【図３】潜像計測装置の説明図。
【図４】潜像電荷密度分布を示すグラフ。
【図５】潜像電荷密度分布を示すグラフ。
【図６】多色対応画像形成装置の要部の概略構成図。
【図７】感光体に対する電極の配置例を示す図。
【図８】実施例３に係る画像形成装置の要部の概略構成図。
【図９】潜像計測の制御にかかるフローチャート。
【図１０】感光体光減衰特性の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を画像形成装置に適用した実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。
【００１４】
［実施例１］
ドラム状の像担持体である感光体１は、図中矢印Ｃ方向に回転可能に設けられている。このとき、感光体１の表面が帯電装置２によって所定の極性、本実施形態ではマイナス極性に帯電される。その帯電後の感光体表面は、露光装置３によって画像情報に基づいて露光され、感光体１に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によってトナー像として可視像化される。感光体１上のトナー像は、図示していない給紙装置から図中矢印Ｘ方向に給送された転写材Ｐに、転写装置５の作用により転写される。このトナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置６を通り熱と圧力とによってトナー像が転写材Ｐに定着される。また、感光体１上から転写材Ｐへトナー像を転写した後に、感光体表面に残留する転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去される。クリーニング装置７によりクリーニングされた感光体１の表面には、除電装置である除電ランプ８からの除電光が照射されて感光体１の表面電位が初期化される。
【００１５】
図２に示した画像形成装置の例では、感光体１上に形成されたトナー像を直に最終的な転写材Ｐに転写するように構成されているが、感光体１上のトナー像を中間転写体より成る転写材に転写し、その中間転写体上のトナー像を最終転写材に転写するように構成することもできる。
【００１６】
露光装置３と現像装置４との間には潜像計測装置１０が配置される。潜像計測装置１０は後述するように、感光体１と所定の距離の位置に配置される透明電極、レーザービーム光学系、誘導電流を計測する計測部から構成される。レーザービーム光学系は半導体レーザー（ＬＤ）を有しているか、レーザービームの代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用しても良い。
【００１７】
潜像計測装置１０による潜像計測は通常の画像形成時ではなく、起動時や一定枚数画像形成後、一定時間経過後等、画像形成装置を制御するとき、例えば、画像形成プロセス条件を変更するプロセスコントロール実行時にあわせて行うと良い。
【００１８】
潜像計測時には、感光体１の表面を露光装置３により露光して所定のテスト潜像パターン（ライン潜像またはドット潜像）を形成する。そして、検知光を照射する位置にあたる感光体１上の部位が、信号検出部直前に来たところで、帯電装置２による感光体表面への帯電と感光体１の回転とを停止し、潜像計測装置１０から検知光を照射して、発生した誘導電流の量を検出し、潜像を計測する。
【００１９】
このように、画像形成装置内に潜像計測装置１０を設けて潜像を計測することにより、経時や環境で変動した感光体特性を精度よく検出することができ、それに応じて画像形成プロセス条件を変更する制御を実施することで高品質の画像形成を行うことができる。
【００２０】
なお、感光体特性の情報としては、感光体の膜厚、表面特性（摩擦係数、凹凸）、表面電位（各プロセス前後）、表面エネルギー、散乱光、温度、色、表面位置（フレ）、線速度、電位減衰速度、抵抗・静電容量、表面水分量などが挙げられる。
【００２１】
図３を用いて潜像計測装置１０について説明する。
潜像計測装置１０は、透明電極１１や、検知光を照射するレーザービーム光学系１２や、誘導電流を計測する計測部１３などを有している。
【００２２】
透明電極１１は透明ガラスに透明導電性薄膜を成膜したもので、電極背面から感光体１に向けてレーザー光を照射可能としている。透明ガラスとしては石英ガラス等の透過波長域が広いものが望ましく、透明導電薄膜としてはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が一般的であるが、これら以外でも問題はない。
【００２３】
透明導電薄膜の成膜は、透明ガラスの片側全面に成膜しても、パターンマスクを使い、細線（≦１［ｍｍ］）でメッシュ状に成膜しても、どちらでもかまわない。
【００２４】
この場合は、［ＩＴＯ成膜部分の面積／ＩＴＯ成膜無し部分の面積］の面積比が、０．２前後であるようにすると、透明電極１１を通過させる光が８００［ｎｍ］以上の波長を含むとき、この波長の光を大きく損なうことなく通過させることができる。
【００２５】
また、通過させる光がレーザーである場合、透明ガラスのレーザー入射側のガラス表面には反射防止膜をつけるのが好ましい。これは、レーザー入射側のガラス表面で反射したレーザーが発光部に戻り、複合共振器を形成して、レーザー光に揺らぎが生じる、所謂戻り光ノイズを防ぐためである。
【００２６】
次に、検知光を照射するレーザービーム光学系１２について説明する。使用する検知光照射手段である光源は感光体１の感度を有する波長のレーザー光源を用いることが望ましい。ＬＤドライバー１４は、レーザービーム光学系１２を含むレーザー光源及びその駆動装置であり、レーザー光の照射はＬＤパワーと点灯時間とを調整して行なわれる。また、ＰＣコントローラ１５からパルスジェネレータ１６を通じてＬＤ駆動電流を制御する。レーザー光源が感光体１に与える露光エネルギーは、ＬＤパワーや点灯時間を調整して、所定の帯電電位（例えば−８００［Ｖ］）を最も減衰する飽和電位（例えば−１００［Ｖ］）にするのに必要な露光エネルギー程度になるようにする。
【００２７】
ＬＤパワーはレーザー駆動電流を調節して決め、レーザー点灯時間は感光体１のキャリアトランジットタイムを基準にこれ以下に設定するのが好ましい。これは測定される信号強度は電極に誘起される電荷密度の流れであり、時間が短い程、信号が大きくなるためである。
【００２８】
また、ＬＤのビームスポット径（レーザービームは通常ガウシアン分布をしたビームを想定し、最大強度の１／ｅ２（約１３．５［％］）の強度になる範囲位置（直径））は検知光の信号強度（誘導電流）が計測できる程度に大きいことが望ましい。また、特許文献１にあるように、主走査方向のサイズを大きくすることにより検出信号のＳ／Ｎ比を向上させているラインＬＤ等を用いることも望ましい。
【００２９】
これらのレーザービーム光学系１２を用いて、感光体１上の計測潜像が所望の位置に来た際に検知光を点灯させ、誘導電流を計測する。誘導電流を計測する計測部１３は、電流を増幅する電流増幅器１８と、信号を出力するオシロスコープ１７とを有する。また、検知光を照射するレーザービーム光学系１２、誘導電流を計測する計測部１３、及び、感光体１を駆動する駆動回転コントローラ１９は、ＰＣコントローラ１５で制御されている。
【００３０】
図１に感光体１に対する透明電極１１の配置例を示したものである。図１では、感光体軸方向に透明電極１１を複数個配置している。
【００３１】
例えば、感光体軸方向である主走査方向に延びるライン潜像３０を計測する場合、複数の透明電極１１を前記主走査方向と、その主走査方向と直交する方向であり感光体回転方向である副走査方向とにずらして配置する。ライン潜像３０の副走査方向の幅が１００［μｍ］の場合には、透明電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆそれぞれを前記副走査方向で距離Ａだけずらして配置する。ここでは、距離Ａを５０［μｍ］とし、各透明電極１１によって、感光体１上にライン潜像３０が形成された画像部と、ライン潜像３０が形成されていない非画像部とを計測できるようにしている。
【００３２】
各透明電極１１は、感光体１の表面に対して０．１［ｍｍ］程度のギャップを空けて配置している。この際に、ギャップ調整用コロ２０（図３参照）等によるギャップ制御を行うことが望ましい。
【００３３】
また、隣り合う透明電極１１間で前記主走査方向にずらす距離Ｂは、前述した感光体１の表面と透明電極１１とのギャップ以下にすることが望ましく、各透明電極１１を用いて前記画像部と前記非画像部とを計測できる距離とする。
【００３４】
前記副走査方向の幅が１００［μｍ］の前記主走査方向に延びるライン潜像３０を計測する場合、隣り合う透明電極１１を前記副走査方向に数十［μｍ］〜１００［μｍ］離して配置することが望ましい。また、図１では感光体１に対して６つの透明電極１１を配置しているが、透明電極１１を配置する数はその限りではない。隣り合う透明電極１１間の前記主走査方向の距離としては、各透明電極１１による誘導電流の計測に影響しないよう、数［ｍｍ］〜数十［ｍｍ］の間隔をあけることが望ましい。
【００３５】
次に本実施例での潜像計測手順について具体的に説明する。
まず、感光体１を回転させ、帯電装置２による感光体表面の帯電、露光装置３による感光体表面への潜像書き込みを行う。潜像は検知光照射時の誘導電流が計測しやすい前記主走査方向のライン潜像が望ましいがこの限りではなく、ドット潜像等でも可能である。ここでは、潜像として前記主走査方向に延びるライン潜像を形成し、そのライン潜像の前記副走査方向の幅は２ドットラインを形成し、そのライン幅は約１００［μｍ］である。
【００３６】
次に、ライン潜像が形成された感光体１上の所定の部位が信号検出部に来たところで帯電装置２による帯電と感光体１の回転を停止し、図１に示すように各位置に設置した各透明電極１１から検知光を同時に照射する。この検知光の照射は、任意波形発生装置を使用し、Ｏｎｅ  ｓｈｏｔ  ｐｕｌｓｅを発生させ、これをトリガーとして行う。
【００３７】
同時照射とは、検知光を照射して感光体内部にキャリアが発生・移動し感光体内部の電界が変化までの短い時間内の照射を示す。キャリア発生層で生成した正負キャリアのうち正キャリアがキャリア移動層中を電界に従い感光体表層に向かって移動していく過程で内部電界は正キャリアの影響を受ける。そのため、同時照射としては、正のキャリアがキャリア生成層を通過する時間以内に照射を行えばよい。なお、この時間は感光体１の種類にもよるが、数［μｓ］〜数十［μｓ］程度である。
【００３８】
このとき生じた電位減衰（＝電荷変化）による誘導電流（変位電流）を測定する。計測は検知光による生成キャリアが移動するまでのトランジットタイムを考慮し計測を行う。なお、−８００［Ｖ］におけるトランジットタイムはおよそ３００［μｓ］である。主走査方向の位置の制御は、ポリゴンミラー等を使用したスキャンを用いて、点灯開始時間だけを制御する。また、感光体回転時は除電ランプ８をＯＮにし、感光体表面の電荷を除電する。次に、本検討で行った計測例を以下に示す。
【００３９】
・感光体：積層ＯＰＣ（有機光半導体）ドラム，６０［ｍｍ］φ×３３４［ｍｍ］長
・帯電電位：−８００［Ｖ］
・書き込みレーザービーム径（１／ｅ２径）：５０［μｍ］×６０［μｍ］
【００４０】
＜検知光条件＞
・レーザービーム径（１／ｅ２径）：主走査方向２４［μｍ］×副走査方向３［ｍｍ］の６５５［ｎｍ］のラインレーザビーム
・露光エネルギー：０．３［μＪ／ｃｍ２］（感光体帯電電位−８００［Ｖ］を−１００［Ｖ］にするための必要露光エネルギー）
・レーザーのトリガー：任意波形発生装置（アジレント・テクノロジーＨＰ３３１２０Ａ）を使用
・点灯パルス幅：２［μｓ］
・検知光照射位置：潜像上端から約１５０［μｍ］の非画像部位置から副走査方向に約５０［μｍ］ピッチで６箇所計測
【００４１】
誘導電流は感光体１上が帯電している場合、その帯電電荷量に応じた誘導電流が計測される。誘導電流は感光体１上にたくさん電荷が乗っている非画像部に比べ、画像部では感光体１上の電荷量が減少するため少なくなる。また、誘導電流は電流が計測された時間を乗じて誘導電荷量に換算することができる。
【００４２】
図４を用いて、従来の方式及び本件の方式で計測された各々の誘導電荷量について、シミュレーションで予測した潜像のプロファイル（電荷量分布）と対応させて説明する。
【００４３】
図４に示された細線は、シミュレーションにより算出した潜像の電荷密度分布である。ここで用いたシミュレーションは、非特許文献２のレーザー露光に注目した電荷キャリア発生から輸送までの過程を完全陰解法に基づく差分法に逐次近似法を適用した手法を使用している。細線は通常の感光体１における予測潜像の電荷密度分布である。
【００４４】
また、図４において、従来の検知光照射、誘導電流の測定を繰り返す潜像計測方法による誘導電荷量を白丸で示しており、本実施例の潜像計測方法による誘導電荷量を黒丸で示している。従来の順次計測を行う方法では、前に点灯させた検知光の影響を受けるため誘導電荷量が減り、非画像部の誘導電荷量が−６００［μＣ／ｍ２］であるのに比べて、本実施例の潜像計測方法では−７５０［μＣ／ｍ２］と１５［％］程度計測電流量が多くなっている。このことから、シミュレーションによる非画像部の電荷量と同等の誘導電荷量を計測できていることが確認できた。このように従来の計測方法では潜像形状がブロードに計測されるが、本実施例の潜像計測方法では精度良い潜像計測が可能となる。これは劣化した感光体１でも同様である。
【００４５】
次に、劣化した感光体潜像のシミュレーション結果及び計測例を図５に示す。
図５において、シミュレーションによる通常の感光体１の計測潜像を細線で示しており、劣化潜像を点線で示している。また、計測結果は、通常の感光体１の場合を黒丸で示しており、劣化した感光体１の場合を黒三角で示している。図５からわかるように、通常の感光体１の計測潜像に比べて劣化潜像の分布はブロードになっており、潜像が劣化していることを計測できている。
【００４６】
また、従来の潜像計測方式では計測時間が数秒から十数秒かかるのに対し、本実施例の潜像計測方法では一度の計測ですむため時間のロスがなく、時間の経過によって感光体１上の電荷が減衰する暗減衰等の影響を受けない。
【００４７】
また、本実施例では検知光照射位置として、計測潜像であるライン潜像の副走査方向上端部から感光体回転方向上流側に約１５０［μｍ］離れた位置にある非画像部から感光体回転方向下流側に５０［μｍ］ピッチで６個の透明電極１１により計測を行っているが、計測回数及び間隔はこの限りではない。
【００４８】
また、本実施例では、前記主走査方向に延びるライン潜像の計測について説明を行っているが、前記副走査方向に延びるライン潜像や、ドット潜像を計測する場合にも適用可能である。
【００４９】
また、本実施例では検知光としてラインレーザビームについて説明を行ったが、レーザービーム径が前記主走査方向と前記副走査方向とで同等なレーザービームを使用することも可能である。また、検知光としてレーザービームではなく、電極位置に配置した複数のＬＥＤを使用することも可能である。
【００５０】
また、本実施例では感光体１上の画像部と非画像部との誘導電荷量の比率を比較することで、プロセスコントロールにより帯電電位を低下した場合でも劣化潜像と検知することなく、潜像の形状の変化量を予測することができる。
【００５１】
また、本実施例の潜像計測方法は、感光体１及びその周辺機器を複数配置した、カラー画像形成装置への展開も可能である。
【００５２】
図６にカラー画像形成装置の要部の概略構成を示す。なお、図中の「Ｙ」はイエロー、「Ｍ」はマゼンダ、「Ｃ」はシアン、「Ｋ」はブラックの各色を示す。
【００５３】
図６において、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは図中時計回り方向に回転する。そして、その回転順に帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周りに配置されている。
【００５４】
帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとの間にある感光体表面に露光装置３によってビームが照射され、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに潜像が形成されるようになっている。そして、その潜像に対して現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによりトナーを用いて各感光体１上にトナー像が形成される。さらに、転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上から搬送ベルト４０に担持搬送される転写材Ｐに各色順次転写トナー像が転写され、最終的に定着装置６により転写材Ｐに画像が定着する。
【００５５】
また、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの回転方向において、露光装置３による潜像書込位置と各現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとの間の感光体表面に対向させて、潜像計測装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配置されている。そして、潜像計測装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋそれぞれの潜像の状態を上述した本実施例の計測方法により計測することができる。
【００５６】
［実施例２］
本実施例では、図７に示すように感光体回転方向である副走査方向に延びるライン潜像を計測する場合について説明する。このように、前記副走査方向のライン潜像を計測することで、少ない計測で効果的な計測を行うことができる。
【００５７】
例えば、前記副走査方向に１００［μｍ］のライン潜像７０を計測する場合、透明電極１１ａ，１１ｂは、ライン潜像が形成された画像部と、ライン潜像が形成されていない非画像部とが計測できるように、感光体軸方向である主走査方向に距離Ａだけずらして配置する。また、ギャップ調整用コロ２０（図３参照）等を用いて感光体表面に対して０．１［ｍｍ］程度のギャップをもたせて、透明電極１１ａ及び透明電極１１ｂを配置する。また、透明電極１１ａと透明電極１１ｂとの前記副走査方向でずらす距離Ｂは、互いが計測する各誘導電流の計測に影響しないよう、数［ｍｍ］〜数十［ｍｍ］の間隔をあけることが望ましい。
【００５８】
本実施例では、感光体１に対して２つの透明電極１１を配置しているが、３個以上の透明電極１１を配置することも可能であるが、感光体表面の少なくとも画像部及び非画像部それぞれの１箇所ずつ合わせて２箇所の計測を行い、各々の誘導電荷量比率の変動量により感光体１の劣化を計測する。次に、計測条件の一例を示す。
【００５９】
・感光体：積層ＯＰＣ（有機光半導体）ドラム，６０［ｍｍ］φ×３３４［ｍｍ］長
・帯電電位：−８００［Ｖ］
・書き込みレーザービーム径（１／ｅ２径）：５０［μｍ］×６０［μｍ］
【００６０】
＜検知光条件＞
・レーザービーム径（１／ｅ２径）：主走査方向２４［μｍ］×副走査方向２４［μｍ］の６５５［ｎｍ］のレーザービーム
・露光エネルギー：０．３［μＪ／ｃｍ２］（感光体帯電電位−８００［Ｖ］を−１００［Ｖ］にするための必要露光エネルギー）
・レーザーのトリガー：任意波形発生装置（アジレント・テクノロジーＨＰ３３１２０Ａ）を使用
・点灯パルス幅：２［μｓ］
・検知光照射位置：副走査方向上端部照射位置から１［ｍｍ］左方の非画像部と画像端部から３０［μｍ］の画像部
【００６１】
このような計測条件で計測を行った結果、非画像部の誘導電荷量が−７５０［μＣ／ｍ２］で、画像部の誘導電荷量が−２５０［μＣ／ｍ２］であり、画像部／非画像部の誘導電荷量比率が約１／３であった。これに対して、劣化した感光体１の非画像部誘導電荷量が−６５０［μＣ／ｍ２］で、画像部誘導電荷量が−４５０［μＣ／ｍ２］であり、画像部／非画像部の誘導電荷量比率が約３／４と増加している。これは、画像部の誘導電荷量比率が高い、すなわち掘り込みが浅く潜像が劣化していることを計測できていることになる。
【００６２】
本実施例では前記副走査方向に延びるライン潜像を計測する場合について説明を行ったが、前記主走査方向に延びるライン潜像やドット潜像を計測する場合にも適用可能である。
【００６３】
［実施例３］
実施例１及び実施例２に対し、さらに計測精度を向上するための実施例を図８に示す。
感光体１の劣化に伴い暗減衰が悪化した場合、潜像を露光装置３によって感光体１上に書き込んだ直後に計測するのではなく、ある程度時間が経過した後のほうがより潜像が広がり、感光体１の劣化を計測することが可能になる。
【００６４】
例えば、図８のように、クリーニング装置７よりも感光体回転方向下流側で除電ランプ８よりも感光体回転方向上流側における感光体表面に対向させて潜像計測装置１０を設けて、除電前に潜像の計測を行うことが望ましい。この際に、潜像にトナーが付着していると、トナーの電荷により潜像が浅く計測されてしまう。そのため、潜像計測装置１０による潜像の計測時には、現像装置４によって潜像をトナーで現像せず付着させないことが望ましい。また、転写装置５による転写プロセスでのバイアス印加しないのが望ましい。また、潜像計測装置１０による潜像の計測位置は、除電ランプ８による除電前に限らず、現像装置４よりも感光体回転方向下流側で除電ランプ８よりも感光体回転方向上流側のいずれの位置に配置することも可能である。
【００６５】
［実施例４］
図９を用いて潜像計測を実施するタイミングについて説明を行う。
画像形成装置では経時や環境で変動したプロセスを制御し（プロセスコントロール）、安定で高品質な画像形成を行っている。なお、プロセスコントロールとしては公知の種々の方法を適宜用いれば良い。
【００６６】
本実施形態の画像形成装置で実行されるプロセスコントロールの一例について説明する。本実施形態における画像形成装置では、プロセスコントロールを実行させることにより、環境変動や経時変動による画質変動を抑えている。具体的には、プロセスコントロールが実行されると、あるトナーパターンの画像を現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体１上に形成し、その画像濃度を不図示の光学センサで検出し、濃度変化から現像装置４の現像能力を把握することができる。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、露光エネルギーや帯電電圧や現像バイアスなどの画像形成プロセス条件の設定値を変更することで、画質を一定に保つことができる。
【００６７】
感光体１の経時劣化や環境変動なども画像に影響する。よって、図９に示すフローチャートで、プロセスコントロール実施時に潜像計測も同時に行い（Ｓ１）、例えば、潜像判定を行って潜像がボケて浅くなってしまった場合には（Ｓ２でＹｅｓ）、前記画像形成プロセス条件を変化させるよう装置本体の制御部へフィードバックする。これにより、感光体１の経時劣化や環境変動などの変動に応じた画像形成プロセス条件の変更が行われ（Ｓ３）、高品質な画像形成を行うことができる。
【００６８】
例えば、経時使用によって感光体１の膜厚が減り、感光体１の感度が低下する場合について例を示す。感光体１の感度が低下した場合、画像部／非画像部の誘導電荷量比率が高くなる。これは、図１０に示すように薄膜化により感光体１の感度が低下するために潜像の掘り込みが浅くなるためである。この場合は、感光体表面の帯電電位を下げることにより同様の潜像プロファイルを形成することが可能になる。
【００６９】
例えば、初期の画像形成プロセス条件が帯電電位−８００［Ｖ］のときに、画像部／非画像部の誘導電荷量比率が高くなってきた場合には、感光体表面の帯電電位が−７００［Ｖ］となるように帯電電圧を低くするような画像形成プロセス条件の変更を行う。また、画像形成プロセス条件としては帯電電位を変更せずに露光装置３による露光エネルギーを強くしても同様の潜像プロファイルを形成することができる。
【００７０】
また、経時使用によって感光体１の表層に帯電生成物などの物質が付着したり、環境変動によって感光体１の抵抗が異なったりして潜像がボケる場合について例を示す。これらの現象では、感光体表層の抵抗が低くなって電荷分布が崩れてしまい潜像が浅くなるといった原因が考えられる。この際には、感光体表面の帯電電位を増加させたり露光エネルギーを強くしたりして深く潜像を形成し、潜像が多少流れても顕像化できる程度の潜像分布を保持できるようにプロセスを変更するなどの制御が考えられる。
【００７１】
以上のように、画像部／非画像部の誘導電荷量比率が高くなった場合、上述のように画像形成プロセス条件を可変させ、経時や環境における変動を制御し、良好に画像を提供することが可能となる。これらのフィードバックは繰り返し行うことにより、より精度の高い制御を行うことが可能となる。
【００７２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体１などの感光体と、感光体の表面を帯電せしめる帯電装置２などの帯電手段と、帯電手段によって帯電せしめられた感光体の表面を露光して潜像を形成する露光装置３などの露光手段と、前記露光手段によって形成された潜像よりも小さな照射範囲のスポット光を感光体表面に照射するレーザー光学系１２などのスポット光照射手段、及び、スポット光が照射されることで感光体の光減衰による表面電荷量の変化を誘導電流として検出する透明電極１１などの誘導電流検出手段を有し、誘導電流検出手段の検出結果に基づいて感光体の表面に形成された潜像を計測する潜像計測装置１０などの潜像計測手段とを備えた画像形成装置において、潜像計測手段は、スポット光照射手段及び誘導電流検出手段を複数有しており、潜像及びその周辺に設定された複数の計測位置へ、同時または略同時に各スポット光照射手段によって前記スポット光を照射し、前記複数の計測位置の誘導電流を各誘導電流検出手段で検出する。これよれば、上記実施形態について説明したように、感光体特性を精度良く検出することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記複数の計測位置には、上記潜像が形成された画像部と、該潜像が形成されていない非画像部とを含む。これによれば、上記実施形態について説明したように、経時や環境で変動した感光体特性を精度良く検出することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、上記感光体の表面に感光体軸方向または感光体回転方向に延びるライン潜像３０，７０などのライン潜像を上記露光手段によって形成し、上記スポット光照射手段は、前記ライン潜像の幅よりも小さい照射幅のスポット光を照射するものであり、上記潜像計測手段は、感光体軸方向及び感光体回転方向それぞれで、前記ライン潜像に対する位置をずらして設定された複数の計測位置へ、同時または略同時に前記スポット光照射手段によって前記スポット光を照射し、該複数の計測位置の誘導電流を前記誘導電流検出手段で検出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、スポット光照射時の誘導電流が計測しやすくなる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、感光体は回転可能に設けられており、感光体の表面に形成された潜像を現像してトナー像化するための現像装置４などの現像手段と、現像手段よりも感光体回転方向下流側に設けられ、感光体上から転写紙Ｐなどの転写体上にトナー像を転写する転写装置５などの転写手段と、転写手段よりも感光体回転方向下流側に設けられ、転写手段によって感光体上から転写体上にトナー像が転写された後の感光体の表面を除電する除電ランプ８などの除電手段とを有しており、現像手段よりも感光体回転方向下流側で除電手段よりも感光体回転方向上流側に潜像計測手段を位置させて設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、感光体の劣化に伴い暗減衰が悪化した場合に、感光体特性をより精度良く検出することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、潜像計測手段による潜像の計測を、画像形成プロセス条件を変更するプロセスコントロール実行時に行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、高品質な画像形成を行うことができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、誘導電流検出手段は、感光体表面と所定間隔をあけて対向するように配置された透明電極１１などの透明電極部材を複数有しており、透明電極部材を通して感光体にスポット光が照射されるように、透明電極部材を挟んで感光体とは反対側にスポット光照射手段を位置させて設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、透明電極により誘導電流を検出して潜像の計測を行うことができる。
【符号の説明】
【００７３】
１    感光体
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    転写装置
６    定着装置
７    クリーニング装置
８    除電ランプ
１０  潜像計測装置
１１  透明電極
１２  レーザービーム光学系
１３  計測部
１４  ＬＤドライバー
１５  コントローラ
１６  パルスジェネレータ
１７  オシロスコープ
１８  電流増幅器
１９  駆動回転コントローラ
２０  ギャップ調整用コロ
３０  ライン潜像
７０  ライン潜像
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００６−０３８６６６号公報
【非特許文献】
【００７５】
【非特許文献１】竹嶋、会沢他、Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ  ２００１  論文集，Ｂ−３２，第２８１頁
【非特許文献２】渡辺、川本他、Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ  ２０００  論文集，Ａ−２６，第１２５頁
【図１】
2013195901.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】
2013195901.tif 000009
【図８】
2013195901.tif 000010
【図９】
2013195901.tif 000011
【図１０】
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