(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、前記均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介して前記トナーを供給して顕像化する現像手段と、
前記像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐとを検知する濃度検知手段と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように前記帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有する画像形成装置において、
前記現像手段に現像電圧を印加する現像電圧印加手段を有し、
前記電圧制御手段は、前記現像部材への現像電圧を可変し、前記像担持体表面の反射濃度を検知する時の前記現像部材の現像電圧として可変時の現像電圧を用いて前記濃度検知手段で前記像担持体の表面の反射濃度を検知し、そのときの前記濃度検知手段からの出力値に基づき前記帯電部材への帯電電圧を定める画像形成装置。
【請求項２】
像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、前記均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介して前記トナーを供給して顕像化する現像手段と、
前記像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐとを検知する濃度検知手段と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように前記帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有する画像形成装置において、
前記電圧制御手段は、前記現像部材への現像電圧を可変したとき、直ちに前記像担持体表面の反射濃度を検知する時の前記現像部材の現像電圧として可変時の現像電圧を用いて前記濃度検知手段で前記像担持体表面の反射濃度を検知し、そのときの前記濃度検知手段からの出力値に基づき前記帯電部材への帯電電圧を定める画像形成装置。
【請求項３】
像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、前記均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介して前記トナーを供給して顕像化する現像手段と、
前記像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐとを検知する濃度検知手段と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように前記帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有する画像形成装置において、
前記現像手段に現像電圧を印加する現像電圧印加手段を有し、
前記電圧制御手段は、前記現像部材への現像電圧を可変したとき、この可変分を前記帯電部材への帯電電圧を定める際に考慮して、可変する帯電電圧を定める画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記電圧制御手段は、前記可変分が前記現像電圧の基準値よりも絶対値で大きい場合には、前記帯電電圧を定める際に、変更後の帯電電圧が変更前の帯電電圧よりも絶対値で大きくなるように補正電圧を加え、前記可変分が前記現像電圧の基準値よりも絶対値で小さい場合には可変後の帯電電圧が絶対値で小さくなるように補正電圧を加える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接あるいは接触方式の帯電部材を用いて像担持体の表面を帯電させる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体の表面を帯電部材で均一に帯電し、この帯電された表面に潜像が形成された後、現像部材を介して現像剤を供給して該潜像を顕像化している。像担持体の表面への帯電方式としては、コロナ放電により帯電させるワイヤ式と、帯電部材を像担持体の表面に近接あるいは接触させて帯電させる接触式がある。最近の市場状況としては、画像形成装置本体の小型化・小スペース化や低コスト化が要望され、さらに安価で小型な装置であっても長期に渡って良好な画像を維持することが求められている。このような観点から考えると帯電方式としては、近接あるいは接触式の方が有効である。これはワイヤ式に比べ必要電圧が低いため、帯電パワーパックである高圧電源の容量が小さくて済み、高圧電源の小型化、低コスト化を図れるためである。また、接触式の場合、ワイヤ式に比べてオゾン発生量も少ないという利点がある。
【０００３】
近接あるいは接触式の帯電方式は、温度や湿度などの使用環境により帯電部材の抵抗値や誘電率などの電気的特性が変動するという特性があり、像担持体表面の帯電電位の低下、帯電ムラなどの帯電状態にバラツキが出易い。そこで、特開平１１−９５５２９号公報では、像担持体の表面へのトナーが付着していない状態の該表面の反射濃度をＶｓｇとし、トナーが若干付着した状態の該表面の反射濃度をＶｓｄｐとしたとき、これら反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐとから像担持体表面の帯電状態を検知し、反射濃度比Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇがある一定値になるように帯電部材への印加電圧（帯電電圧）を可変制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−９５５２９号公報に記載のように、反射濃度比Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇがある一定値になるように帯電部材への印加電圧（帯電電圧）を制御すると、像担持体表面の帯電電位の低下、帯電ムラなどの帯電状態のバラツキを低減することができるが、次のような問題点がある。現像剤としてトナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を用いた場合、経時の使用においてトナーとキャリアとの摩擦によって生じるトナー帯電量（以下Ｑ／Ｍ）がだんだん上昇し、逆に殆ど使用頻度が無い状態ではＱ／Ｍが低下して行く。すなわち、Ｑ／Ｍが上昇しすぎると、トナーとキャリアとの結合力が強すぎるため、像担持体表面の電荷を高くしないとトナーが潜像に対して付着しにくくなって画像が薄くなり、Ｑ／Ｍが低すぎるとトナーとキャリアとの結合力が弱すぎるためトナー飛散や地肌汚れが発生し易くなる。
【０００５】
Ｑ／Ｍを安定させるためには、トナーとキャリアの混合率を磁気的に検知するトナー濃度検知手段や像担持体表面の反射濃度を検知する反射濃度検知手段としての光センサを用いて、現像剤中のＱ／Ｍを安定させようとすることも考えられる。しかし画像形成装置の使用状態は、装置を使用するユーザーにバラツキがあるので、上手く制御するのが難しい。
【０００６】
現像部材に対する現像電圧をＱ／Ｍに応じて可変とすることで現像剤中のＱ／Ｍの安定化を図る試みもある。一般に現像電圧は、地汚れ・キャリア付着等の問題を発生させない基準値（基準現像バイアス）に設定されているので、現像電圧を基準値に対して増減すると、地汚れ・キャリア付着等の問題が発生し易くなる。
【０００７】
本発明は、帯電電圧制御を行う画像形成装置において、経時使用での現像剤のＱ／Ｍが変動したときに現像バイアスを可変しても、地汚れ・キャリア付着等の発生を起こさずに、良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、帯電部材に印加する帯電電圧と現像部材に印加する現像電圧を変化させる際に発生する不具合を解決するために、Ｑ／Ｍや現像電圧を変更する際に帯電電圧を補正する点に着目した。
【００１０】
請求項１記載の発明では、像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介してトナーを供給して顕像化する現像手段と、像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐと反射濃度を検知する濃度検知手段と、帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有している。
【００１１】
請求項１記載の発明によると、帯電部材に印加される帯電電圧は、像担持体表面の反射濃度から検知することができる現像電圧の変化やトナー帯電量の変化に応じて変動する像担持体表面の状態に応じた補正が行われるため、環境変化やＱ／Ｍの変化、現像電圧を可変した場合でも、像担持体表面の帯電電位が良好な状態とされる。
【００１２】
請求項１記載の発明では、現像手段に現像電圧を印加する現像電圧印加手段を有し、電圧制御手段は、現像部材への現像電圧を可変し、像担持体表面の反射濃度を検知する時の現像部材の現像電圧として可変時の現像電圧を用いて濃度検知手段で像担持体の表面の反射濃度を検知し、そのときの濃度検知手段からの出力値に基づき帯電部材への帯電電圧を定めている。このため、濃度検知手段で検知される像担持体表面の反射濃度は、可変された現像電圧に対応するものとなり、帯電電圧が現像変化後の現像電圧に対応する電圧に補正される。
【００１３】
請求項２記載の発明では、像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介してトナーを供給して顕像化する現像手段と、像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐと反射濃度を検知する濃度検知手段と、帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有する画像形成装置において、電圧制御手段は、現像部材への現像電圧を可変したとき、直ちに像担持体表面の反射濃度を検知する時の現像部材の現像電圧として可変時の現像電圧を用いて濃度検知手段で像担持体表面の反射濃度を検知し、そのときの濃度検知手段からの出力値に基づき帯電部材への帯電電圧を定めている。このため、濃度検知手段で検知される像担持体表面の反射濃度が、可変直後の現像電圧に対応するものとなり、現像電圧変化直後から変化した現像電圧に対応する帯電電圧が帯電部材に供給され、応答遅れが低減する。
【００１４】
請求項３記載の発明では、像担持体の表面に近接あるいは接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、均一に帯電された表面に形成される潜像に現像部材を介してトナーを供給して顕像化する現像手段と、像担持体表面の、トナーが付着していない状態の反射濃度Ｖｓｇと、トナーが付着した状態の反射濃度Ｖｓｄｐと反射濃度を検知する濃度検知手段と、帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、濃度検知手段で検知した反射濃度Ｖｓｇと反射濃度Ｖｓｄｐの反射濃度比Ｖｓｄｐ/Ｖｓｇが一定になるように帯電部材への帯電電圧を可変制御する電圧制御手段を有する画像形成装置において、現像手段に現像電圧を印加する現像電圧印加手段を有し、電圧制御手段が、現像部材への現像電圧を可変したとき、この可変分（｜基準値−可変出力｜の差）を帯電部材への帯電電圧を定める際に考慮して、可変する帯電電圧を定めている。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の画像形成装置において、可変分が現像電圧の基準値よりも絶対値で大きい場合には、帯電電圧を定める際に、変更後の帯電電圧が変更前の帯電電圧よりも絶対値で大きくなるように補正電圧を加え、可変分が現像電圧の基準値よりも絶対値で小さい場合には可変後の帯電電圧が絶対値で小さくなるように補正電圧を加えるように電圧制御手段で制御している。
【００１６】
請求項３、４記載の発明によると、現像部材への現像電圧の可変分を考慮されて帯電部材に対する帯電電圧が可変されるので、現像電圧の可変分に対応した帯電電圧が帯電部材に印加される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明が適用された画像形成装置の要部構成を示す。この画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の感光体１と、感光体１の表面１ａ（以下、「感光体表面１ａ」と記す）に接触配置され、該表面を均一に帯電する帯電部材としての帯電ローラ２と、均一に帯電された感光体表面１ａに潜像を形成する潜像形成手段としての書き込み装置１２と、潜像に現像部材としての現像ローラ３１を介して２成分現像剤のトナーを供給して該潜像を顕像化（現像）する現像手段３とを備えている。
【００１８】
感光体としては、ベルト状のもの用いても良く、現像部材としてはブラシ状のものを用いても良い。本形態では帯電部材としての帯電ローラ２を感光体表面に接触させているが、両者を数十〜数百μｍ離した近接状態に配置して用いる形態でもよい。
【００１９】
感光体１の周囲には、現像されたトナー像を転写材としての用紙１７に転写する転写部１８を、感光体表面１ａとの間に形成する転写部材としての転写ローラ５と、転写時に感光体表面１ａに静電的に付着した用紙１７を分離する分離手段として機能する除電針１３と分離爪６と、転写後の感光体表面１ａに残留したトナーを回収するクリーニング手段７と、感光体表面１ａの残留電荷を除電して初期化する除電部材としての除電ランプ８が配設されている。これら部材のうち、感光体１、帯電ローラ２、現像手段３、分離爪６、クリーニング手段７、除電ランプ８は、同一のケーシング１００に装着されていて、１つの感光体ユニットとして構成されている。クリーニング手段７は、感光体表面１ａに接触して残留トナーを掻き取るクリーニングブレード７１と、掻き取ったトナーを現像手段３または図示しない廃トナーボトルに送る排出スクリュ７２とを備えている。感光体ユニットは、画像形成装置本体に対して着脱自在とされている。図１では省略しているが、転写部１８近傍のケーシング１００には、感光体ユニットを画像形成装置本体に装着した際に開いて感光体表面１ａをケーシング１００内から露出し、感光体ユニットを画像形成装置本体から離脱した際にはケーシング１００を閉じるシャッター部材が設けられている。
【００２０】
転写部１８の上流には、転写部１８に対して用紙１７を所定のタイミングで給紙する周知のレジストローラ対１４が配置されている。これら転写ローラ５、除電針１３、レジストローラ対１４は、画像形成装置本体側に装着されている。
【００２１】
現像手段３には、補給用のトナーを収納したトナー補給装置２０が着脱可能に装着されている。トナー補給装置２０は、トナー補給時期となると、トナーホッパ部１６を介してトナー補給部１５より補給用トナーを現像手段３に補給する。現像手段３は、現像ローラ３１と現像ドクタ３２とを有する剤担持体部と、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収納され、この現像剤を攪拌する攪拌部材３３，３４を有する剤収容部とに分かれている。感光体ユニットの未使用状態において、剤担持体部と剤収容部との間は、シール部材３６により隔離されており、ユニット使用時にはこのシール部材３６を取り外す。現像手段３では、攪拌部材３３，３４によって略均一に混合された２成分現像剤が、現像ローラ３１へと搬送され、感光体１へのトナーの供給量が現像ドクタ３２で規制される。攪拌部材３４の近傍には、現像剤中のトナーとキャリアの混合比を磁気的（透磁率）に検知するトナー濃度検知センサ３５が装着されている。２成分現像剤におけるトナーの帯電量を示すＱ／Ｍは、図３に示すように、プリントに用いる用紙１７の使用枚数が増えると、帯電量Ｑ／Ｍも上昇する比例関係になる特性をもっている。したがって、Ｑ／Ｍの検知は、用紙１７に対する一定枚数のプリント終了後に行うようにしても良い。
【００２２】
帯電ローラ２の近傍には、感光体表面１ａの反射濃度を検知する濃度検知手段としての光センサ９（以下「Ｐセンサ９」と記す）が配置されている。Ｐセンサ９は、反射型フォトセンサであり、図６に示すように、感光体表面１ａにトナーが何も付着していない時の、感光体表面１ａの地肌部の反射濃度を検知したときに、４Ｖの出力が得られるようにゲイン調整がされている。Ｐセンサ９は、同図に示すように、感光体表面１ａに付着するトナーが増えると、その出力が低減し、およそ０．５ｍｇ／ｃｍ2でほとんど出力がなくなるようになっている。
【００２３】
画像形成装置本体には、帯電ローラ２に帯電電圧（以下「帯電バイアス」と記す）を印加する帯電電圧印加手段としての帯電用高圧電源１０と、現像ローラ３１に現像電圧（以下「現像バイアス」と記す）を印加する現像電圧印加手段としての帯電用高圧電源１１と、図示を省略したが、転写ローラ５に転写バイアスを印加する転写用高圧電源が配置されている。
【００２４】
画像形成装置には、図２に示すように、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスと、現像ローラ３１に印加する現像バイアスを可変制御する電圧制御手段３０が設けられている。この電圧制御手段３０は、図示しないＲＯＭやＲＡＭやＣＰＵを備えた周知のコンピュータハードウェアで構成されている。電圧制御手段３０の入力側には、トナー濃度検知センサ３５、Ｐセンサ９、画像形成装置に対する入力操作などを行う各種キーや表示部を備えた操作部１９が図示しない回路を介して接続されている。電圧制御手段３０の出力側には、帯電用高圧電源１０、現像用高圧電源１１、書き込み装置１２、トナー補給装置２０が図示しない回路を介して接続されている。
【００２５】
このような構成の画像形成装置の基本的動作を説明する。操作部１９をオペレータが操作してプリント枚数が入力されプリント司令が出力されると、図１に示す感光体１が図示しない駆動モータで矢印方向に回転駆動され、所定の帯電バイアス（標準帯電バイアス）が印加される帯電ローラ２により感光体表面１ａが所定の帯電電位に均一に帯電される。そして、書き込み装置１２から画像情報に対応する露光光４が、この帯電された感光体表面１ａに照射されて画像に対応する潜像が形成され、所定の現像バイアス（基準現像バイアス）が印加される現像ローラ３１を介してトナーが供給されて潜像が顕像化されてトナー像が形成される。転写部１８には、図示しない給紙部から搬送された用紙１７が、レジストローラ対１４によって転写部１８でトナー像の位置と一致するタイミングで給紙され、転写ローラ５に印加される転写バイアスによってトナー像が用紙１７に転写され、除電針１３と分離爪６の作用により感光体表面１ａから分離される。分離した用紙１７は、図示しない定着部へと搬送されて熱と圧力を加えられ、トナー像を定着される。転写後の感光体表面１ａは、クリーニング手段７によって残留トナーが取り除かれ、残留電位が除電ランプ８で除電されて初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００２６】
電圧制御手段３０は、感光体表面１ａに所定の濃度パターンを形成してこの濃度パターンをＰセンサ９で定期的に検知するように各部を制御し、Ｐセンサ９からの出力値が予め設定した値となると、トナー補給装置２０を作動させて補給用トナーを現像手段３の剤収容部へと補給し、トナー濃度検知センサ３５からの出力値が予め設定した値となると、トナー補給動作を停止させる機能を備えている。このため、現像ローラ３１から感光体表面１ａへ供給されるトナー濃度は、このトナー濃度制御によって略均一な状態に保持される。
【００２７】
電圧制御手段３０は、Ｐセンサ９の出力値に基づき、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスと現像ローラ３１に印加する現像バイアスとを定める機能を備えている。すなわち、電圧制御手段３０には帯電バイアスと現像バイアスとを可変し、この可変前後のＰセンサ９からの出力比に応じて、帯電バイアスと現像バイアスを定める機能を備えている。より詳しくは、現像ローラ３１への現像バイアスが可変されたとき、感光体表面１ａの反射濃度を検知する時の現像ローラ３１の現像バイアスとして、可変時の現像バイアスを用いてＰセンサ９で濃度検知を行い、この出力値に基づき帯電ローラ２への帯電バイアスを定めている。このような帯電バイアス制御機能は、電圧制御手段３０に予め記憶された電圧制御ルーチンによって行われる。
【００２８】
本形態で用いる帯電ローラ２は、図４に示すような帯電特性を備えているものとする。すなわち、帯電ローラ２に対する帯電印加電圧としての帯電バイアスが、例えば実線で示すように室温３０℃で湿度９０％のときに−１６００Ｖで印加されると、感光体表面１ａを−９００Ｖの帯電電位に帯電し、破線で示す室温１０℃で湿度１６％のときに−１６００Ｖで印加されると、感光体表面１ａを‐７００Ｖの帯電電位に帯電する。このため、実線で示す環境の場合は、帯電バイアスの単位量に対する感光体表面１ａの帯電電位の変化量が大きいので、トナー付着量（トナー濃度）の変化が大きく、Ｐセンサ９の出力比は大きくなる傾向となる。また、破線で示す環境の場合は、帯電バイアスの単位量に対する感光体表面１ａの帯電電位の変化量が小さいのでトナー付着量（トナー濃度）の変化が小さく、Ｐセンサ９の出力比は小さくなる傾向となる。したがって、Ｐセンサ９の出力比が小さい場合には、帯電バイアスを高め、Ｐセンサ９の出力比が大きい場合には、帯電バイアスを低減する帯電バイアス制御を行えば良い。
【００２９】
この段階では現像バイアスの変化は考慮していないので、次に現像バイアスの変化に対応する補正を行う。一般帯電バイアスを一定として現像バイアスの増減幅を一定とすると、感光体表面の帯電電位が高い場合には、トナー付着量（トナー濃度）の変化が大きくＰセンサ９の出力比も大きくなる。感光体表面の帯電電位が低い場合には、トナー付着量（トナー濃度）の変化が小さくＰセンサ９の出力比も小さくなる。このため、Ｐセンサ９の出力比が小さい場合には、帯電バイアスを増やす方向に補正し、Ｐセンサ９の出力比が大きい場合には、帯電バイアスを減らす方向に補正する帯電バイアス制御を行えばよい。
【００３０】
図７は、帯電バイアス設定時に作像する基準トナー像と、帯電バイアス制御用の検知パターンとを示したものである。図７において、縦軸は帯電印加電圧としての帯電バイアス、現像バイアス、書き込み装置１２による書き込み動作とＰセンサ９の出力の関係を示し、横軸は感光体表面１ａの周方向の位置を示す。帯電バイアスＶｔは、帯電プロセスで帯電ローラ２に印加される電圧値であって、通常の値は、本形態では‐１６００Ｖであり、この値を基準値（基準帯電バイアス）とする。ΔＶは、帯電バイアスレベル変更値で、本形態では−２００Ｖしている。
【００３１】
電圧制御手段３０では、帯電バイアス設定時となると、図１に示す除電ランプ８で感光体表面１ａを除電して、帯電バイアスＶｔのデータを図示しない帯電回路に与える。所定時間経過後に、Ｖｔ−ΔＶ＝Ｖｔ+２００Ｖのデータを図示しない帯電回路に与え、それからＴ１，Ｔ２の時間経過後に帯電バイアスＶｔのデータを図示しない帯電回路に与える。そして、感光体表面１ａの周方向の位置に関して位置が合う関係で現像バイアス、書き込みオン／オフならびにＰセンサ９の検知出力の読み込みを行う。この読み込みは、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の各区間で所定回数読み込み、その平均値を算出し、それぞれＶｓｐ、Ｖｓｄｐ、Ｖｓｇとする。帯電バイアス設定時としては、装置の起動時や、ある枚数のプリント枚数経過後が挙げられる。
【００３２】
例えば、帯電バイアスＶｔは通常−１６００Ｖ（基準値）で、ΔＶを−２００Ｖとし、現像バイアスを通常−６００Ｖ（基準値）とし、基準トナー像部を−４００Ｖとし、書き込み動作がオンした（光照射）時の感光体表面１ａの電位を−１４０Ｖとすると、本形態の場合、Ｐセンサ９は以下のような状態を検知することになる。すなわち、Ｖｔ＝−１６００Ｖ、△Ｖ＝−２００Ｖでは帯電バイアスが−１４００Ｖとなり、感光体表面１ａの帯電電位は−７００Ｖで現像バイアス−４００Ｖ、書き込みオンの電位が−１４０Ｖとなり、Ｐセンサ９の検知としては現像ポテンシャル２６０Ｖの中間調パターンを検知する（Ｖｓｐ）。
【００３３】
次に帯電バイアスをそのままで現像バイアスを−６００Ｖ（基準値）にアップして、書き込みオフ（光照射停止）にすると、感光体表面１ａの帯電電位−７００Ｖに対して現像バイアス−６００Ｖ、すなわち現像ポテンシャル１００Ｖの地汚れパターンを検知する（Ｖｓｄｐ）。帯電バイアスをＶｔ−△Ｖである−１４００ＶからＶｔである−１６００Ｖに戻すと、感光体表面１ａの帯電電位は約−９００Ｖになる。すなわち現像ポテンシャル−３００Ｖの地肌部（白部）を検知する（Ｖｓｇ）。
【００３４】
ここで２成分現像剤を用いた現像の場合の現像特性を、図５を用いて検討すると、トナー濃度によって実線で示す現像特性となったり破線で示す現像特性となったりする。電圧制御手段３０では、０．９０≦Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ≦０．９５になるように帯電バイアスを制御するが、帯電ローラ２の環境変動でその抵抗値が変化すると帯電電位が図４に破線で示すように変わる。そこで、Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ＜０．９０の時には感光体表面１ａの帯電電位が低いので、帯電バイアスＶｔを所定量、例えば５０Ｖか高くするように補正制御する。逆にＶｓｄｐ／Ｖｓｇ＞０．９５の時には帯電バイアスＶｔを５０Ｖ低くするように補正制御する。また、現像バイアスの制御では、Ｖｓｐ／Ｖｓｇを一定になるようトナー濃度検知センサ３５からの信号で制御するが、２成分現像剤のＱ／Ｍの変動によりＶｓｐ／Ｖｓｇが一定にならずに画像濃度が濃薄になると言う現象が発生する。
【００３５】
このため、Ｖｓｐ／Ｖｓｇが一定にならずに画像濃度に濃薄が発生するような場合には、現像バイアスを可変制御し、現像バイアスの電圧制御が狂って地汚れ等の問題が発生しないように帯電バイアスを適性値に補正する。
【００３６】
図８は、現像バイアス−６００Ｖを、１００Ｖ高くしたときの、帯電バイアス設定時に作像する基準トナー像と、帯電バイアス制御用の検知パターンとを示したものである。同図において縦軸は、帯電バイアス、現像バイアス、書き込み装置１２による書き込み動作とＰセンサ９の出力の関係を示し、横軸は感光体表面１ａの周方向の位置を示す。
【００３７】
現像バイアスを−６００Ｖから−７００Ｖに可変したときは、このときの帯電バイアスとして、−６００Ｖの時の帯電バイアスを使用する。つまり、Ｖｔ＝−１６００Ｖ、ΔＶ＝−２００ｖでは帯電バイアスが−１４００Ｖとなり、感光体表面１ａの帯電電位は−７００Ｖで現像バイアス−４００Ｖ、書き込み後の電位が−１４０Ｖとなり、Ｐセンサ９の検知としては図７に示す現像ポテンシャルと同様２６０Ｖの中間調パターンを区間Ｔ１で検知する（Ｖｓｐ）。
【００３８】
現像バイアスを−７００Ｖに変更しても区間Ｔ１におけるＶｓｐの検知では、−４００Ｖの現像バイアスを使用することでトナー濃度検知センサ３５の制御を正常状態に維持することができる。区間Ｔ２でのＶｓｄｐの検知では、現像バイアスを−７００Ｖとすると現像ポテンシャルが０Ｖとなるので地汚れがひどくなる。区間Ｔ３でのＶｓｇの検知では、現像ポテンシャルが−２００Ｖと小さくなるが、図５に示すように、Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇでは０．９０を大きく下回るので感光体表面１ａの帯電電位は上がる方向に行く。これにより画像に地汚れを発生させないで済む。
【００３９】
本形態にかかる帯電バイアス制御ルーチンのフローチャートを図９に示す。同図において、Ｘは、△Ｖ＝−２００Ｖ、Ｙは帯電バイアスの可変分で５０Ｖ、Ｚは帯電バイアスの上限値となる。以下、このフローチャートに沿って説明する。
【００４０】
図９において、ステップＳ１では感光体ユニットが新品かどうかを、例えばトナー濃度検知センサ３５からの出力で判断し、新品であればステップＳ２に進んで帯電印加電圧補正値ＶｃＰをデフォルトに戻し、ステップＳ３において０．９０≦Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ≦０．９５が判断され、この条件を満たすのであればステップＳ４において、帯電印加電圧補正値ＶｃＰからＸを引き、すなわち、基準値−１６００Ｖから−２００Ｖを差し引く。そして、ステップＳ３において補正された帯電バイアス情報Ｖｔ'と、帯電バイアスの最大値Ｚとが比較され、最大値Ｘを超えなければステップＳ６に進みその値を最新の帯電バイアス情報Ｖｔ'として図示しないメモリにストアにする。ステップＳ６で最大値Ｚであれば、これ以上の帯電バイアス可変制御はできないので、ステップＳ１１に進んで最大値Ｚを最新の帯電バイアス情報Ｖｔ'として図示しないメモリにストアにする。
【００４１】
このフローチャートが二回目に開始される場合には、感光体ユニットは新品ではないので、メモリにストアされた帯電バイアス情報Ｖｔ'にＸをプラスして帯電印加電圧補正値ＶｃＰとし、ステップＳ３で０．９０≦Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ≦０．９５が判断される。この条件を満たしていればステップＳ４，Ｓ５に進み、最大値Ｚであるか否かで後の処理が変更される。一方、ステップＳ３での条件が満たされなければ、ステップＳ８に進みＶｓｄｐ／Ｖｓｇ＜０．９０を判断する。そして、この条件を満たしている場合には、帯電印加電圧補正値ＶｃＰから帯電バイアスの可変分Ｙを差し引いてステップＳ８に進み、条件が満たされない場合には、帯電印加電圧補正値ＶｃＰに対して可変分Ｙを加算してステップＳ５に進む。ステップＳ５では補正された帯電バイアス情報Ｖｔ'が最大値Ｚと比較され、最大値Ｚであれば、最大値Ｚを最新の帯電バイアス情報Ｖｔ'としてメモリにストアし、最大値Ｚを超えなければ、ステップＳ５の帯電バイアス情報Ｖｔ'をメモリにストアして終了する。
【００４２】
本形態では、装置の起動時や、ある枚数のプリント枚数経過後にＰセンサ９の出力を検知しているので、最初の検知電圧の読み込みから次の読み込みまでにタイムラグがあり、この間に地汚れが発生する場合が考えられる。よって、このような不具合防止のためには、電圧制御手段３０で、現像バイアスＶｔが可変されたとき、直ちに感光体表面１ａの反射濃度をＰセンサ９で検知して、その情報を読み込み、この出力値に基づき帯電ローラ２に印加する帯電バイアスＶｔを変更することで、常に最新の感光体表面１ａの状態をマッチした帯電バイアスＶｔを帯電ローラ２に供給することができ、感光体表面１ａの帯電電位を常に良好な状態とすることができる。
【００４３】
本発明の別形態としては、上述の形態のように帯電バイアスの可変分Ｙを考慮するのではなく、電圧制御手段３０によって現像ローラ３１への現像バイアスを可変したとき、現像バイアスの可変分Ｙ１を、帯電バイアスＶｔを決定する際に考慮することも考えられる。この場合には、可変分Ｙ１が現像バイアスの基準値、例えば―６００よりも絶対値で大きい場合には、帯電バイアスを定める際に、変更後の帯電バイアスが変更前の帯電バイアスよりも絶対値で大きくなるように補正電圧Ｘ１を加え、可変分Ｙ１が現像バイアスの基準値よりも絶対値で小さい場合には、可変後の帯電バイアスが絶対値で小さくなるように補正電圧Ｘ２を補正前の現像バイアスに加えるように制御すればよい。
【００４４】
このように現像ローラ３１への現像バイアスの可変分を考慮して帯電ローラ２に対する帯電バイアスが可変されると、現像バイアスの可変分に対応した帯電バイアスを帯電ローラ２に印加することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電部材に印加される帯電電圧に対して、像担持体表面の反射濃度から検知することができる現像電圧の変化やトナー帯電量の変化に応じて変動する感光体表面の状態に応じた補正が行われるので、環境変化やトナー帯電量の変化、現像電圧を可変した場合でも、像担持体表面の帯電電位が良好な状態とされ、地汚れ、キャリア付着等の発生がなく、良好な画像を得られる。
【００４６】
本発明によれば、濃度検知手段で検知される像担持体の表面の濃度は、可変された現像電圧に対応するものとなり、帯電電圧が現像変化後の現像電圧に対応する電圧に補正されるので、環境変化やトナー帯電量の変化、現像電圧を可変した場合でも、像担持体表面の帯電電位を良好な状態とすることができ、地汚れ、キャリア付着等の発生がなく、良好な画像を得られる。
【００４７】
本発明によれば、濃度検知手段で検知される像担持体の表面の濃度が、可変直後の現像電圧に対応するものとなり、現像電圧変化直後から変化した現像電圧に対応する帯電電圧が帯電部材に供給され、応答遅れが低減するので、環境変化やトナー帯電量の変化、現像電圧を可変した場合でも、即座に像担持体表面の帯電電位を良好な状態とすることができ、制御遅れによる地汚れ、キャリア付着等の発生がなく、良好な画像を得られる。
【００４８】
本発明によれば、現像部材への現像電圧の可変分を考慮されて帯電部材に対する帯電電圧が可変されることで、現像電圧の可変分に対応した帯電電圧が帯電部材に印加されるので、環境変化やトナー帯電量の変化、現像電圧を可変した場合でも、像担持体表面の帯電電位を良好な状態とすることができ、地汚れ、キャリア付着等の発生がなく、良好な画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された画像形成装置の一形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の電圧制御手段とこれにつながる構成のブロックである。
【図３】現像剤帯電量の特性を示す線図である。
【図４】本発明にかかる帯電印加電圧と像担持体表面の帯電電位との関係を示す図である。
【図５】像担持体表面の帯電電位と反射濃度検知手段の検知信号の出力比との関係を示す図である。
【図６】反射濃度検知手段による像担持体表面のトナー濃度検出特性を示す図である。
【図７】帯電バイアス、現像バイアス、潜像書き込みオン／オフならびに反射濃度検知手段の出力の変化を示す図である。
【図８】現像バイアス可変時における、帯電バイアス、現像バイアス、潜像書き込みオン／オフならびに反射濃度検知手段の出力の変化を示す図である。
【図９】本発明の電圧制御手段で行われる帯電電圧制御の一形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１              像担持体
１ａ            表面
２              帯電部材
３              現像手段
９              濃度検知手段（Ｐセンサ）
１０            帯電電圧印加手段
１１            現像電圧印加手段
１２            潜像形成手段
３０            電圧制御手段
３１            現像部材
Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ  出力比
Ｘ１，Ｘ２      補正電圧
Ｙ１            現像電圧の可変分
【図１】
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【図２】
0004272331.tif 000003
【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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