(57)【要約】【課題】被検出面の電位を高い分解能で計測する。【解決手段】液晶表示部５６は、透明電極６２を備えた基板６０と基板６４とが対向して配置され、基板６０，６４間にはコレステリック液晶６６が封入されて構成されている。  透明電極６２には、電位分布を計測するときに透明電極６２を所定のバイアス電位にするためのバイアス電源６８が接続されている。  基板６４には分解電極７０が備えられている。基板６４及び分解電極７０は、（Ｂ）に示されるように、複数の細長電極素子を備えた誘電体素子が同図矢印Ｄで示される主走査方向に並べられたラダー形状に構成されている。細長電極素子を備えた誘電体素子の各々は、所望する電位分布の計測の分解能に応じた間隔で並べられ、各細長電極素子を備えた誘電体素子の間隔の細かさに応じた電位分布が計測されるようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面が帯電される被検出面と対向するように配置可能な第１の基板と、
一方の面に透明電極が設けられ、かつ当該透明電極が設けられた面が前記第１の基板の他方の面と対向するように配置された透明な第２の基板と、
前記第１の基板の他方の面側と前記第２の基板の前記透明電極が設けられた側との間に介在され、前記被検出面と前記透明電極との間に発生する電界強度に応じて配向状態が変化する液晶と、
前記液晶に入射され、該液晶の配向状態に応じて変化する光の状態を検出する検出手段と、
を含む検出装置。
【請求項２】
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記被検出面の電位分布を計測する計測手段を更に含む請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１の基板を誘電体で構成した請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記液晶をコレステリック液晶又はＮＣＡＰ方式の液晶で構成し、前記検出手段が前記光の状態として前記液晶から反射された光の強度分布を検出するようにした請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記第１の基板側で、前記液晶で反射される波長の光を吸収するようにした請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記液晶をＥＢＣモードの液晶又はＴＮモードの液晶で構成し、前記検出手段が前記光の状態として前記液晶を透過した光の偏光状態の変化分布を検出するようにした請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記液晶を透過し、かつ偏光子を通過した偏光の強度分布を検出する請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記第１の基板を、入射された光の偏光状態を変更しないで反射する部材で形成した請求項７又は請求項８に記載の検出装置。
【請求項９】
前記透明電極に、当該透明電極の電位をバイアス電位にするバイアス電源を接続した請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記バイアス電位を前記液晶に応じた値とした請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記バイアス電位を前記被検出面の電位に応じた値とした請求項９又は請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記第１の基板に、微小空間毎に電界が形成されるように１次元方向又は２次元方向に並べた複数の電極部材で構成された分解電極を設け、
前記液晶の配向状態を初期化するときに、前記透明電極及び前記分解電極に、前記透明電極と前記分解電極との間に前記初期化するための初期化電圧を印加する初期化電源を接続した請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記分解電極を前記液晶と近接させて設けた請求項１２に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記被検出面と前記液晶との間に分圧素子を更に設けた請求項１〜請求項１３の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項１５】
感光体と、
前記感光体の周面を一様に帯電する帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記感光体の周面に画像データに応じた露光を施す露光手段と、
前記帯電装置により帯電された前記感光体の周面を前記被検出面として、前記請求項１〜請求項１４に記載の検出装置によって検出された検出結果に基づいて、前記露光手段による露光量、及び前記画像データの階調特性の少なくとも一方を位置に応じて補正する補正手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項１６】
前記補正手段は、トーンリプロダクションカーブを補正することにより、前記画像データの階調特性を補正する請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記検出手段によって検出された各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合にその旨を報知する報知手段を更に設けた請求項１５又は請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記検出手段によって検出された各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合に前記帯電装置を清掃する清掃手段を更に設けた請求項１５〜請求項１７の何れか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、検出装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体の周面を一様に帯電し、画像データに応じた露光を行なうことにより静電潜像を形成するプロセスを経て、画像を形成する。
【０００３】
このような電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電処理によって感光体の周面を帯電するが、例えば帯電処理を行なうための帯電部材が汚れている場合には、帯電処理によって帯電された感光体の周面の電位が一様とならないときがある。このようになとき、画像形成装置によって形成される画像には、黒スジ及び白スジ等の欠陥が発生する場合がある。これに対し、感光体の周面の帯電電位の分布を把握することで、画像の欠陥の発生を抑制することができる。
【０００４】
特許文献１には、被測定物に対して相対的に移動する静電位センサアレイによって、被測定物の表面を平面的にスキャンし、多数の測定ポイントにおける静電位レベルをそれぞれ測定することにより、各測定ポイントごとの静電位を把握する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平７−７２１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、被検出面の電位を高い分解能で検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明の検出装置は、一方の面が帯電される被検出面と対向するように配置可能な第１の基板と、一方の面に透明電極が設けられ、かつ当該透明電極が設けられた面が前記第１の基板の他方の面と対向するように配置された透明な第２の基板と、前記第１の基板の他方の面側と前記第２の基板の前記透明電極が設けられた側との間に介在され、前記被検出面と前記透明電極との間に発生する電界強度に応じて配向状態が変化する液晶と、前記液晶に入射され、該液晶の配向状態に応じて変化する光の状態を検出する検出手段と、を含んでいる。
【０００７】
請求項２の発明は請求項１に記載の検出装置において、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記被検出面の電位分布を計測する計測手段を更に含んでいる。
【０００８】
請求項３の発明は請求項１又は請求項２に記載の検出装置において、前記第１の基板を誘電体で構成したものである。
【０００９】
請求項４の発明は請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の検出装置において、前記液晶をコレステリック液晶又はＮＣＡＰ方式の液晶で構成し、前記検出手段が前記光の状態として前記液晶から反射された光の強度分布を検出するようにしたものである。
【００１０】
請求項５の発明は請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の検出装置において、前記第１の基板側で、前記液晶で反射される波長の光を吸収するようにしたものである。
【００１１】
請求項６の発明は請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の検出装置において、前記液晶をＥＢＣモードの液晶又はＴＮモードの液晶で構成し、前記検出手段が前記光の状態として前記液晶を透過した光の偏光状態の変化分布を検出するようにしたものである。
【００１２】
請求項７の発明は請求項６に記載の検出装置において、前記検出手段は、前記液晶を透過し、かつ偏光子を通過した偏光の強度分布を検出するものである。
【００１３】
請求項８の発明は請求項７又は請求項８に記載の検出装置において、前記第１の基板を、入射された光の偏光状態を変更しないで反射する部材で形成したものである。
【００１４】
請求項９の発明は請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の検出装置において、前記透明電極に、当該透明電極の電位をバイアス電位にするバイアス電源を接続したものである。
【００１５】
請求項１０の発明は請求項９に記載の検出装置において、前記バイアス電位を前記液晶に応じた値としたものである。
【００１６】
請求項１１の発明は請求項９又は請求項１０に記載の検出装置において、前記バイアス電位を前記被検出面の電位に応じた値としたものである。
【００１７】
請求項１２の発明は請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の検出装置において、前記第１の基板に、微小空間毎に電界が形成されるように１次元方向又は２次元方向に並べた複数の電極部材で構成された分解電極を設け、前記液晶の配向状態を初期化するときに、前記透明電極及び前記分解電極に、前記透明電極と前記分解電極との間に前記初期化するための初期化電圧を印加する初期化電源を接続したものである。
【００１８】
請求項１３の発明は請求項１２に記載の検出装置において、前記分解電極を前記液晶と近接させて設けたものである。
【００１９】
請求項１４の発明は請求項１〜請求項１３の何れか１項に記載の検出装置において、前記被検出面と前記液晶との間に分圧素子を更に設けたものである。
【００２０】
請求項１５の発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体の周面を一様に帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記感光体の周面に画像データに応じた露光を施す露光手段と、前記帯電装置により帯電された前記感光体の周面を前記被検出面として、前記請求項１〜請求項１４に記載の検出装置によって検出された検出結果に基づいて、前記露光手段による露光量、及び前記画像データの階調特性の少なくとも一方を位置に応じて補正する補正手段と、を含んでいる。
【００２１】
請求項１６の発明は請求項１５に記載の画像形成装置において、前記補正手段は、トーンリプロダクションカーブを補正することにより、前記画像データの階調特性を補正するものである。
【００２２】
請求項１７の発明は請求項１５又は請求項１６に記載の画像形成装置において、前記検出手段によって検出された各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合にその旨を報知する報知手段を更に設けたものである。
【００２３】
請求項１８の発明は請求項１５〜請求項１７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記検出手段によって検出された各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合に前記帯電装置を清掃する清掃手段を更に設けたものである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、液晶の配向状態に応じて変化する光の状態を検出しない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、液晶の配向状態に応じて変化する光の状態を検出しない場合と比較して、精度よく被検出面の電位分布を計測することができる、という効果が得られる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、基板を誘電体で構成しない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、液晶から反射された光の強度分布を検出することにより、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、基板が液晶で反射される波長の光を反射する場合と比較して、良好に被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、液晶を透過した光の偏光状態の変化分布を検出することにより、被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３０】
請求項７の発明によれば、偏光子を通過した偏光の強度分布を検出しない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３１】
請求項８の発明によれば、基板を入射された光の偏光状態を変更する部材とした場合と比較して、良好に被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３２】
請求項９の発明によれば、透明電極の電位をバイアス電位にしない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３３】
請求項１０の発明によれば、バイアス電位を液晶に応じた値としない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３４】
請求項１１の発明によれば、バイアス電位を被検出面の電位に応じた値としない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３５】
請求項１２の発明によれば、液晶の配向状態を初期化しない場合と比較して、良好に被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３６】
請求項１３の発明によれば、分解電極を液晶に近接させない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３７】
請求項１４の発明によれば、被検出面と液晶との間の電圧を分圧しない場合と比較して、精度よく被検出面の電界強度の分布を把握することができる、という効果が得られる。
【００３８】
請求項１５の発明によれば、検出装置によって検出された検出結果に基づいた補正をしない場合と比較して、良好な画像を形成することができる、という効果が得られる。
【００３９】
請求項１６の発明によれば、トーンリプロダクションカーブを補正しない場合と比較して、良好な画像を形成することができる、という効果が得られる。
【００４０】
請求項１７の発明によれば、各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合にその旨を報知しない場合と比較して、良好な画像を形成することができる、という効果が得られる。
【００４１】
請求項１８の発明によれば、各位置の電位差が予め定めた範囲外である場合に帯電装置を清掃しない場合と比較して、良好な画像を形成することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成を示している。
【００４３】
図１に示されるように、画像形成装置１０は、所定の読込位置に載置された原稿から画像を読み込み、当該画像を示す画像データを取得するスキャナ１２と、スキャナ１２により取得した画像データを処理する画像処理部１４と、画像処理部１４によって処理された画像データに基づいて用紙Ｐに対して画像形成処理を行う画像形成エンジン部１６と、画像形成エンジン部１６へ用紙Ｐを供給する給紙部１８とを含んで構成されている。
【００４４】
画像形成エンジン部１６は、図示しないモータの駆動力により所定の速度で同図矢印Ａ方向に回転する感光体２０を備えている。
【００４５】
感光体２０の同図左上方には、感光体２０の周面を帯電させる帯電器２２が設けられている。図２に示されるように、帯電器２２は、帯電ロール２２Ａを備え、帯電ロール２２Ａが感光体２０の周面に接触するように配置されている。帯電器２２は、帯電ロール２２Ａで放電を行うことにより、帯電ロール２２Ａと接触している感光体２０の周面を帯電させる。また、帯電ロール２２Ａの斜め上方部には、帯電ロール２２Ａの表面に接触するクリーニングロール２２Ｂが設けられている。クリーニングロール２２Ｂは、シャフト２３Ａの周囲に発泡樹脂からなるスポンジ層２３Ｂが形成されたものである。なお、クリーニングロール２２Ｂに代えて、帯電ロール２２Ａの表面の付着物を除去するクリーニングパッド、又はクリーニングブラシ等、他のクリーニング部材を配設しても良い。
【００４６】
感光体２０と帯電ロール２２Ａとの接触位置よりも回転方向下流側には、後述する電位分布計測装置２４が設けられている。
【００４７】
また、画像形成エンジン部１６は、電位分布計測装置２４による計測位置よりも回転方向下流側の感光体２０の光ビームの走査位置に対して光ビームを走査させる走査光学系部２６を備えている。走査光学系部２６は、帯電器２２により帯電された感光体２０の周面に対して光ビームを走査することにより、感光体２０の周面に静電潜像を形成する。
【００４８】
感光体２０の光ビームの走査位置よりも回転方向下流側には、感光体２０の周面との間隔が所定間隔となるように現像ローラ２８が配置されている。現像ローラ２８は、内部にイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色のトナーを含む現像剤を貯留しており、回転することにより内部に貯留された現像剤を感光体２０と対向する対向位置に搬送し、感光体２０の周面に形成された静電潜像に現像剤に含まれるトナーを付着させることにより静電潜像をトナー像に現像する。
【００４９】
また、感光体２０の現像ローラ２８との対向位置よりも回転方向下流側には、無端状の中間転写体３０が配設されている。この中間転写体３０は、複数の図示しないローラに巻掛けられており、周面が感光体２０の周面に接触するように配置され、同図矢印Ｂ方向に回転される。
【００５０】
感光体２０と中間転写体３０とが接触する位置の中間転写体３０に対して感光体２０と反対側には、中間転写体３０を感光体２０とで挟持するように転写器３２が配設されている。感光体２０の周面の現像されたトナー像は、感光体２０の回転によって中間転写体３０と接触する中間転写位置に搬送されると、転写器３２によって中間転写体３０に中間転写される。
【００５１】
感光体２０の周面の中間転写位置よりも回転方向下流側には、クリーニング装置３４が配置されている。クリーニング装置３４は、感光体２０の周面に接触するように配置されるクリーニングブレード３４Ａを備えている。クリーニング装置３４は、クリーニングブレード３４Ａにより転写後の感光体２０の周面を摺擦して周面に残留する残留トナーを回収する。
【００５２】
給紙部１８に搭載されている用紙Ｐは、給紙部１８から順次取り出され、複数のローラ対３６によって搬送経路３８を介して、中間転写体３０に転写されたトナー像と同期した状態で中間転写体３０の配設部位へ搬送される。
【００５３】
この中間転写体３０を挟んで、ローラ４０の反対側には、図示しない転写器が配置されている。搬送経路３８を介して中間転写体３０の配設部位へ搬送された用紙Ｐは、中間転写体３０とローラ４０との間に送り込まれ、転写器によって中間転写体３０上のトナー像が転写される。ローラ４０よりも用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着器４２が設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐは定着器４２の配設部位に搬送され、定着器４２によって加熱定着された後に画像形成装置１０外へ排出され、排紙容器４４上に排出される。
【００５４】
図３は、感光体２０の光ビームの走査位置に対して光ビームを走査する走査光学系部２６の概略構成を示している。
【００５５】
走査光学系部２６は、光ビームを発する光源４６、入力される信号に応じて光源４６の発する光ビームの光量、強度、位相、及び振幅を変調するドライバ４８、同図矢印Ｃ方向に等速回転する回転多面鏡５０、及びｆθレンズ５２を含んで構成されている。
【００５６】
光源４６から発せられた光ビームは、等速回転する回転多面鏡５０の反射面に照射され、偏向される。回転多面鏡５０により反射された光ビームの光路上には、ｆθレンズ５２が設けられている。このｆθレンズ５２は、回転多面鏡５０によって反射された光ビームの結像位置を補正する。回転多面鏡５０によって偏向され、ｆθレンズ５２を透過した光ビームは、同図矢印Ｄで示される感光体２０の軸方向（主走査方向）に走査され、これにより、感光体２０に静電潜像が形成される。
【００５７】
ところで、例えば帯電器２２が汚れているとき、及び感光体２０に傷があるとき等には、帯電器２２により帯電された感光体２０の周面の帯電電位に、同図にグレーの筋で示されているようなムラが生じる場合がある。帯電電位にこのようなムラが生じた場合でも、走査光学系部２６によって静電潜像が形成される前に、感光体２０の周面に発生した帯電電位のムラを検出し、画像処理部１４による画像処理、及び走査光学系部２６による処理の少なくとも一方を補正することで良好な画像を得ることができる。そこで、本実施の形態では、帯電器２２と走査光学系部２６による走査位置との間に感光体２０の周面の電位分布を計測することにより、帯電電位のムラを検出するための電位分布計測装置２４が設けられている。
【００５８】
図４に、画像形成装置１０の電子写真方式による画像形成のサイクルを示す。
【００５９】
画像形成装置１０は、帯電器２２によって感光体２０に帯電が施される帯電ステップＳ１０、走査光学系部２６によって感光体２０に露光が施される露光ステップＳ１２、現像器２８によって静電潜像に現像が施される現像ステップＳ１４、感光体２０から中間転写体３０に中間転写が施される中間転写ステップＳ１６、中間転写体３０から用紙Ｐに転写が施される転写ステップＳ１８、定着器４２によって用紙Ｐに画像を定着させプリントＰを生成する定着ステップＳ２０、及びクリーニング装置３４によって感光体２０にクリーニングが施されるクリーニングステップＳ２２の各々のステップを実行することによって、画像形成を行う。
【００６０】
本実施の形態では、帯電ステップＳ１０と露光ステップＳ１２との間に、電位分布計測装置２４により感光体２０の周面の電位分布を計測する電位分布計測ステップＳ２４を実行する。
【００６１】
電位分布計測装置２４による感光体２０の周面の電位分布の計測は、マイクロコンピュータを含んで構成された補正制御部５４により制御される。補正制御部５４は、電位分布計測装置２４による感光体２０の周面の電位分布の計測結果に応じて、画像処理部１４による画像処理、及び走査光学系部２６による露光処理の少なくとも一方が補正されるように制御する。
【００６２】
次に、電位分布計測装置２４の構成を説明する。
【００６３】
図５は、感光体２０の回転方向（同図矢印Ａ方向）と直交する方向から電位分布計測装置２４を見た場合の様子を示している。
【００６４】
図５（Ａ）に示されるように、電位分布計測装置２４は、感光体２０の周面と対向するように感光体２０の軸方向に沿って配置されており、液晶表示部５６と、カメラ５８とを含んで構成されている。液晶表示部５６は、感光体２０の周面に近接するように配置されている。
【００６５】
カメラ５８は、光源と主走査方向に画素が配列されたラインセンサとを含んで構成され、光源から照射され、液晶表示部５６により反射された光をレンズを介してラインセンサで受光することにより、感光体２０の軸方向に沿った部分の液晶表示部５６の状態を撮像する。
【００６６】
液晶表示部５６は、透明電極６２を備えた基板６０と感光体２０の周面に対向するように配置された基板６４とが対向して配置され、基板６０，６４間に液晶６６が封入されて構成されている。本実施の形態に係る画像形成装置１０に備わる感光体２０の周面は、帯電器２２によって例えば約−７００Ｖに一様帯電されるようになっている。また、帯電後に発生する感光体２０の周面の帯電電位のムラは約±５Ｖの範囲である。このことから、本実施の形態では、液晶６６として、実効値が６０Ｖ〜７０Ｖの範囲の電圧により配向状態が変化するコレステリック液晶を用いている。コレステリック液晶は、電界強度に応じて、状態を選択反射状態（プレーナー状態）、透過状態（フォーカルコニック状態）、又は選択反射状態と透過状態との間の中間状態に変化する液晶である。
【００６７】
基板６０は、ＰＥＴフィルム等の誘電体部材で形成された透明な細長板状の基板であり、透明電極６２は、酸化インジウムスズ等で形成された透明電極である。透明電極６２には、透明電極６２を所定のバイアス電位にするためのバイアス電源６８が接続されている。このバイアス電位は、感光体２０の帯電電位及び基板６０，６４間に封入された液晶６６の種類に応じて定められる。本実施の形態では、基板６０，６４間の電圧が例えば約６５Ｖになるように、透明電極６２を−６３５Ｖのバイアス電位にするバイアス電源６８を用いている。すなわち、液晶６６には、±５Ｖの範囲のムラのある６５Ｖの電圧が印加され、配向状態が変化する６０Ｖ〜７０Ｖの範囲の電圧が印加されることになる。
【００６８】
基板６４は、ＰＥＴフィルム等の誘電体部材で形成された黒色の細長板状の基板であり、セルサイズは、例えば長手０．１ｍｍ×短手０．１ｍｍとするとよい。また、基板６４には分解電極７０が設けられている。基板６４及び分解電極７０は、図５（Ｂ）に示されるように、複数の細長電極素子が設けられた細長誘電体素子を同図矢印Ｄで示される主走査方向に平行に並べたラダー形状に構成されている。細長電極素子は、例えば、長手１０ｍｍ×短手０．１ｍｍの形状のものを用いるとよい。細長電極素子を備えた誘電体素子の各々は、所望する電位分布の計測の分解能に応じた間隔で並べられ、微小空間毎に電界が形成されるようになっている。電位分布計測装置２４は、各電極素子を備えた誘電体素子の間隔の大きさに応じた電位分布を計測する。
【００６９】
さらに、基板６４には初期化電極６８Ｅが設けられている。初期化電極６８Ｅには、透明電極６２及び初期化電極６８Ｅの間に所定の初期化電圧を印加するために、スイッチ６８Ｓを介してバイアス電源６８が接続されている。本実施の形態では、液晶６６として電圧の印加が停止した後も、配向状態を維持するメモリー性を有するコレステリック液晶を用いている。このため、電位分布の計測後は透明電極６２及び初期化電極６８Ｅの間に所定の初期化電圧を印加することで、液晶６６の配向状態を初期化する必要がある。バイアス電源６８は、透明電極６２及び初期化電極６８Ｅの間に、コレステリック液晶が初期化される、例えば８０Ｖの電圧を印加する。スイッチ６８Ｓは、電位分布の計測後にオン状態とされ、バイアス電源６８と分解電極７０とが接続されるようになっている。また、初期化電極６８Ｅと分解電極７０との間には配線６９が設けられている。
【００７０】
次に、感光体２０の周面の電位分布を計測するときの、電位分布計測装置２４の動作について説明する。
【００７１】
電位分布計測装置２４を構成する各部は、画像形成装置１０に設けられている補正制御部５４によって制御される。
【００７２】
補正制御部５４は、液晶表示部５６が帯電器２２により帯電された直後の感光体２０の周面と対向すると、透明電極６２をバイアス電位にする。例えば、まず−６３５Ｖの電位を２００ｍｓｅｃの期間印加した後に、−７００Ｖの電位を印加する。
【００７３】
基板６０，６４間に封入されている液晶６６は、基板６０，６４間の電界強度に応じて、配向状態を変える。感光体２０の周面が一様に帯電されている場合は、基板６０，６４間の電界強度は一様となるため、基板６０，６４間に封入されている液晶６６の配向状態は均一となる。一方、感光体２０の周面の帯電電位にムラがある場合は、基板６０，６４間の電界強度にもムラが生じ、基板６０，６４間に封入されている液晶６６の配向状態は不均一となる。
【００７４】
補正制御部５４は、カメラ５８の光源から液晶表示部５６に光を照射させる。液晶表示部５６の液晶６６は、照射された光を配向状態に応じた透過率で透過し、液晶６６を透過した光は、黒色の基板６４又は分解電極７０により吸収される。
【００７５】
カメラ５８のラインセンサは、液晶表示部５６により反射された光を受光する。このように、カメラは、液晶６６の配向状態に応じた反射光の撮像を行う。
【００７６】
補正制御部５４は、撮像された反射光の強度に基づいて、感光体２０の周面の軸方向に沿った細長部分の電位分布を計測する。
【００７７】
電位分布計測装置２４と対向する感光体２０の周面の位置は、感光体２０の回転に応じて、感光体２０の回転方向に移動する。これにより、電位分布計測装置２４は、感光体２０の周面の電位分布を連続して順次計測する。
【００７８】
上記の通り、コレステリック液晶はメモリー性を有する。このため、補正制御部５４は、カメラ５８による撮像後にスイッチ６８Ｓをオン状態として、バイアス電源６８と初期化電極６８Ｅとを接続し、透明電極６２及び初期化電極６８Ｅの間に初期化電圧を印加して、液晶６６の配向状態を初期化する。例えば、初期化電極６８Ｅには−７００Ｖの電位を印加すると共に、透明電極６２にはまず−６２０Ｖの電位を２００ｍｓｅｃの期間印加して液晶６６が初期化する８０Ｖの電位差を生じさせた後に、−７００Ｖの電位を印加する。これにより、液晶６６はプレーナ状態となる。補正制御部５４は、感光体２０の回転に併せて、液晶６６の初期化後に電位分布の計測が行われるように制御する。
【００７９】
次に、感光体２０の周面の帯電電位からムラを検出した場合に実行する補正処理について説明する。
【００８０】
補正制御部５４は、感光体２０の周面に発生した帯電電位のムラに応じて、画像処理部１４による画像処理、及び走査光学系部２６による露光処理の少なくとも一方が補正されるように制御する。
【００８１】
画像処理部１４による画像処理を補正する場合は、トーンリプロダクションカーブが補正されるように制御する。
【００８２】
一例として、図６に示されるような、１３ドットで階調を表現している場合の補正処理を説明する。例えば、図６（Ａ）に示されるように１３ドットのうちの４ドットを露光する領域の帯電電位が高かった場合は、図６（Ｂ）に示されるように１３ドットのうちの３ドットを露光するように画像データを補正する。
【００８３】
また、走査光学系部２６による露光処理を補正する場合は、ドットに応じて露光量を補正するように制御する。走査光学系部２６は、例えば帯電電位が高い領域の露光時に、露光量が減少するように光量を補正する。
【００８４】
これにより、帯電電位が高い領域の露光量を減らすことができ、形成される画像に生じるムラを抑制することができる。
【００８５】
このように、補正制御部５４による補正の制御により、感光体２０の周面に帯電電位のムラが発生した場合にも、良好に画像形成を行うことができる。
【００８６】
また、例えば、主走査方向の同じ位置に他の領域と電位の異なる領域が連続して検出された場合は、対応する帯電ロール２２Ａの主走査方向の位置に傷の発生や汚れの付着等があると判断することができる。
【００８７】
例えば、他の領域との電位差が予め定めた範囲外である場合に、その旨をユーザーに報知するようにするとよい。
【００８８】
また、他の領域との電位差が予め定めた範囲外である場合に、帯電ロール２２Ａをクリーニングロール２２Ｂによりクリーニングするとよい。クリーニング時は、クリーニングロール２２Ｂを、帯電ロール２２Ａに所定の圧力で押圧させ、スポンジ層２３Ｂを帯電ロール２２Ａの周面に沿って弾性変形させてニップ部を形成させる。これにより、帯電ロール２２Ａの表面に付着した異物がクリーニングロール２２Ｂのスポンジ層２３Ｂに取り込まれる。
【００８９】
電位分布計測装置２４による感光体２０の周面の露光電位の分布の計測は、例えば画像形成装置１０が起動されたときに実施してもよいし、所定の枚数の画像形成後等の帯電器２２の汚れによる帯電電位のムラが発生し易いときに実施してもよい。
【００９０】
また、画像形成処理の直前の電位分布を計測し、計測直後の画像形成処理に計測結果を反映させるように、画像形成処理と同期して処理を行なってもよい。
【００９１】
さらに、上記の通り、本実施の形態で用いたコレステリック液晶はメモリー性を有している。従って、電位分布計測装置２４を感光体２０との対向面から離し、画像形成装置１０の装置外に出した場合にも、液晶表示部５６の液晶の配向状態を検出することが可能である。このように、電位分布計測装置２４を画像形成装置１０の装置外に出して用いる場合は、電位分布計測装置２４にカメラ５８を含めなくてもよくなる。
【００９２】
このように、本実施の形態では、液晶の配向状態により被検出面の帯電状態を検出することから、１００μｍ以下の液晶の大きさの位置分解能で、電位分布を計測することが可能である。
【００９３】
なお、本実施の形態では、黒色の基板６４を用いているが、コレステリック液晶で反射される波長の光を吸収する色であればよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、基板間にコレステリック液晶を封入する場合について説明したが、基板間にネマティック液晶を充填した複数の液晶マイクロカプセルを分散したＮＣＡＰ層を基板間で挟むＮＣＡＰ方式の液晶を用いてもよい。
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る電位分布装置について説明する。
【００９５】
第１の実施の形態では、コレステリック液晶を用いた電位分布計測装置により被検出面の電位分布を計測する場合について説明したが、第２の実施の形態では、ネマティック液晶を用いた電位分布計測装置により被検出面の電位分布を計測する場合について説明する。以下では、第１の実施の形態と対応する部分についての説明を省略し、第１の実施の形態との差異を主として説明する。
【００９６】
図７（Ａ）に示されるように、第２の実施の形態に係る電位分布計測装置２４は、液晶表示部８２と、カメラ５８とで構成される。
【００９７】
液晶表示部８２は、透明電極６２を備えた基板８４と分解電極７０を備えた基板８６とが対向して配置され、基板８４，８６間に液晶８８が封入されて構成されている。
【００９８】
本実施の形態では、液晶８８として、液晶を透過した光のガンマ値が１に近いＥＣＢモード（ＨＡＮ型）の液晶を用いる。１に近いガンマ値の液晶を用いることで、より精密に帯電電位のムラを検出することが可能になる。
【００９９】
ＥＣＢモードの液晶を用いるため、基板８４，８６は、透明なＰＥＳフィルム等の偏光の状態を変更しない誘電体部材で形成する。また、基板８６と液晶８８との間には偏光の状態を変更しない反射膜９０を設ける。なお、基板８６又は分解電極７０を、透過光を反射する部材で構成した場合は、反射膜９０は不要である。
【０１００】
さらに、液晶表示部８２は、基板８４の上にλ／４板９２及び偏光板９４が設けられている。偏光板９４は、液晶８８に入射する光を一方向成分のみをもった直線偏光に偏光する。λ／４板９２は、偏光板９４によって偏光された直線偏光を円偏光に変換する。
【０１０１】
また、ＥＣＢモードの液晶は、実効値が０Ｖ〜５Ｖの範囲の電圧印加により配向状態が変化する。これに対し、想定される帯電後に発生する感光体２０の周面の帯電電位のムラは約±２５Ｖの範囲である。このことから、本実施の形態では、液晶表示部８２に、液晶８８に印加される電圧が、基板８４，８６間の電圧の１／１０の大きさになる機構を設ける。すなわち、基板８６の液晶８８側と分解電極７０の感光体２０の周面側とにチップコンデンサ９６を接続する。これにより、基板８４，８６間は、図７（Ｂ）に示されるように２つのコンデンサが直列接続された状態になる。チップコンデンサ９６の容量は、液晶８８の容量の例えば１／９倍に定めるとよい。これにより、液晶８８に印加される電圧は、基板８４，８６間の電圧の１／１０の大きさになる。例えば、液晶８８の容量が０，９ｎＦである場合は、チップコンデンサ９６の容量を０．１ｎＦとすればよい。
【０１０２】
透明電極６２には、透明電極６２を所定のバイアス電位にするためのバイアス電源９８が接続されている。例えば、本実施の形態では、基板８４，８６間の電圧が例えば約２５Ｖになるように、透明電極６２を−６７５Ｖのバイアス電位にするバイアス電源９８を用いている。すなわち、液晶８８には、±２．５Ｖの範囲のムラのある２．５Ｖの電圧が印加され、配向状態が変化する０Ｖ〜５Ｖの範囲の電圧が印加されることになる。
【０１０３】
バイアス電源９８は、スイッチ９８Ｓを介して基板８６に設けられている初期化電極９８Ｅとも接続されている。本実施の形態では、電位分布の計測後に初期化電極９８Ｅをバイアス電源９８と接続することで、透明電極６２と初期化電極９８Ｅとを同電位にして、液晶８８の配向状態を初期化する。
【０１０４】
基板８６、反射膜９０、及び分解電極７０は、第１の実施の形態の基板６４及び分解電極７０と同様に、図５（Ｂ）に示されるように、複数の反射膜素子を電極素子と誘電体素子とで挟んだ素子が同図矢印Ｄで示される主走査方向に並べられたラダー形状に構成されている。
【０１０５】
次に、感光体２０の周面の電位分布の計測するときの、電位分布計測装置２４の動作について説明する。
【０１０６】
液晶表示部８２が帯電器２２により帯電された直後の感光体２０の周面と対向すると、バイアス電源９８を接続された透明電極６２と感光体２０の周面との間に電圧が生じる。
【０１０７】
基板８４，８６間に封入されている液晶８８は、チップコンデンサ９６により分圧された基板８４，８６間の電圧に応じて、配向状態を変える。
【０１０８】
ここで、本実施の形態に係る液晶表示部８２に封入されているＥＣＢモードの液晶は、電圧が印加されない状態では、基板８４，８６に対して垂直に配列する。カメラ５８の光源から照射されて液晶表示部８２に入射した光は、偏光板９４によって一方向成分のみをもった直線偏光に偏光され、λ／４板９２によって円偏光に変えられる。電圧が印加されない状態では液晶８８は基板８４，８６に垂直に配列するので、円偏光は偏光の向きを変えずに反射膜９０に反射され、再びλ／４板９２を通過することによって直線偏光に変えられ、偏光板９４を通過して液晶表示部８２から出射する。
【０１０９】
一方、液晶８８は、電圧が印加されると配向状態を変える。配向状態を変えた液晶８８は、入射された光を複屈折して円偏光の偏光の向きを変える。偏光の向きが変わった円偏光は、反射膜９０に反射され、再びλ／４板９２を通過する。このとき、偏光の向きが変わった円偏光は、最初に偏光板９４に偏光されたときと偏光の向きが異なる直線偏光にとなるため、再び偏光板９４を通過して液晶表示部８２から出射する光の量は、電圧が印加されない状態と比較して減少する。
【０１１０】
感光体２０の周面が一様に帯電されている場合は、基板８４，８６間の電界強度は一様となるため、基板８４，８６間に封入されている液晶８８の配向状態は均一となり、液晶表示部８２から出射する光の量は一様である。一方、感光体２０の周面の帯電電位にムラがある場合は、基板８４，８６間の電界強度にもムラが生じ、基板８４，８６間に封入されている液晶８８の配向状態は不均一となり、液晶表示部８２から出射する光の量は位置により異なる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、ＥＣＢモードの液晶を用いる場合について説明したが、ＴＮ液晶を用いてもよい。
（第３の実施の形態）
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る電位分布装置について説明する。
【０１１２】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、分解電極等をラダー形状に構成する場合について説明したが、第３の実施の形態では、分解電極等を網形状に構成する場合について説明する。以下では、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と対応する部分についての説明を省略し、第１の実施の形態及び第２の実施の形態との差異を主として説明する。
【０１１３】
第３の実施の形態においては、分解電極等は、図８に示されるように、複数の素子を２次元方向に並べられて網形状に構成されている。各々の素子は、所望する電位分布の計測の分解能に応じた間隔で並べられ、微小空間毎に電界が形成されるようになっている。電位分布計測装置２４は、各素子の間隔の細かさに応じた電位分布を計測する。
【０１１４】
このように、分解電極等を２次元形状にすることにより、感光体２０の回転速度によらず、主走査方向と直交する副走査方向の帯電電位のムラを精度よく検出することができる。
【０１１５】
なお、上記の各実施の形態において、電圧の印加が停止した後も、配列状態を維持するメモリー性を有さない液晶を用いる場合は、初期化電極の設置は必須ではない。しかし、液晶に連続して極性の偏った電圧を印加した場合、イオンが偏り、電位分布計測装置が正常に動作しなくなるときがあるため、初期化電極を設けて、液晶の配向状態の初期化を行う方が望ましい。
【０１１６】
また、第１の実施の形態おいても、帯電電位のムラが±５Ｖの範囲を超える場合は、第２の実施の形態と同様に分圧する機構を設けるとよい。
【０１１７】
また、上記の実施の形態で、分解電極が初期化電極を兼ねる構成としてもよい。この場合、分解電極がスイッチを介してバイアス電源と接続される。
【０１１８】
また、上記の各実施の形態では、感光体の周面の電位の分布を計測する場合について説明したが、被検出面は感光体の周面に限らず、中間転写体の面及び転写用の用紙の面の電位分布を計測してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る帯電器の概略構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る走査光学系部の概略構成を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成のサイクルを示す図である。
【図５】（Ａ）は第１実施の形態に係る電位分布計測装置の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は分解電極等の概念図である。
【図６】トーンリプロダクション補正の概念図である。
【図７】（Ａ）は第２実施の形態に係る電位分布計測装置の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は分圧の概念図である。
【図８】第３の実施の形態に係る分解電極等の概念図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０   画像形成装置
１４   画像処理部
１６   画像形成エンジン部
２０   感光体
２２   帯電器
２２Ａ 帯電ロール
２２Ｂ クリーニングロール
２４   電位分布計測装置
２６   走査光学系部
３０   中間転写体
５４   補正制御部
５６   液晶表示部
５８   カメラ
６０，６４    基板
６２   透明電極
６６   液晶
６８   バイアス電源
６８Ｅ 初期化電極
６８Ｓ スイッチ
７０   分解電極
８２   液晶表示部
８４，８６    基板
８８   液晶
９０   反射膜
９２   λ／４板
９４   偏光板
９６   チップコンデンサ
９８   バイアス電源
９８Ｅ 初期化電極
９８Ｓ スイッチ
【図１】
2009210824.tif 000003
【図２】
2009210824.tif 000004
【図３】
2009210824.tif 000005
【図４】
2009210824.tif 000006
【図５】
2009210824.tif 000007
【図６】
2009210824.tif 000008
【図７】
2009210824.tif 000009
【図８】
2009210824.tif 000010