JPH10282739A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の劣化度合いに応じた適正な作像条件
を定めることのできる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 帯電チャージャにより帯電された感光体
ドラムの表面電位Ｖ₁ を測定（Ｓ３７）した後、感光体
ドラムを１回転させて（Ｓ４２）、再び同一の電位計で
感光体ドラムの表面電位Ｖ₂ を測定し（Ｓ４３）、両測
定結果Ｖ₁ ，Ｖ₂を利用して算出された暗減衰率（Ｓ４
４）に基づいて複数の現像器それぞれについて適正な作
像条件が定められる（Ｓ４６）ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、詳しくは、帯電させた像担持体を露光して所定の潜
像を形成した後該潜像を現像して画像を形成する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の画像形成装置において
は、作像プロセスを繰返すうちに像担持体の一例となる
感光体の電荷保持層が削れることで残留電位の上昇や帯
電能力の低下が生じ、形成される画像の画質が低下して
しまうということが知られている。

【０００３】そこで従来においては、たとえば、特開平
６−１４９０１７号公報に示されるように、感光体の暗
減衰率（ＤＤＲ）をその耐久時間などから推定された暗
減衰率に基づいて感光体の帯電制御を行なうことが提案
されている。

【０００４】ここで、暗減衰率（ＤＤＲ）とは、暗所で
の感光体の電荷保持能力を単位時間当りの表面電位の低
下率で表わしたものをいう。たとえばＤＤＲ５とは、５
秒間当たりの感光体の電位低下率を指す。

【０００５】さらに詳しく説明するならば、たとえば、
暗所にある感光体の初期の表面電位が５００Ｖで、感光
体を５秒かけて１回転させた後に再び表面電位を測定
し、５秒後の表面電位が４５０Ｖならば、（５００−４
５０）／５００＝１０％となり、暗減衰率ＤＤＲ５は１
０％となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像形
成装置の使用環境によって感光体の劣化の種類やその度
合いが異なるため、感光体の暗減衰率は一様に定まらな
い。したがって、使用環境がそれぞれ異なる画像形成装
置において、耐久時間などから一律に推定された暗減衰
率に基づいて作像条件を定めたとしても、画質の低下を
十二分に防ぐことが困難である。

【０００７】本発明は係る実情に鑑み考え出されたもの
であり、その目的は、像担持体の劣化により画質が低下
することを極力防止可能な画像形成装置を提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のある局面に従うと、画像形成装置は、像
担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電さ
れた前記像担持体を露光して該像担持体に所定の潜像を
形成する露光手段と、前記潜像を現像して画像を形成す
る現像手段とを有する画像形成装置において、前記帯電
手段により帯電された前記像担持体の表面電位を測定す
る測定手段と、前記像担持体の同一箇所において同一の
前記測定手段で少なくとも２回測定された該像担持体の
表面電位に基づいて、該表面電位の電位差を算出する算
出手段とを有し、該算出手段の算出結果に応じて、画像
形成に必要な作像条件を制御する。

【０００９】この発明に従うと、像担持体の同一箇所の
表面電位が同一の測定手段で少なくとも２回測定され、
測定された表面電位に基づいて電位差が算出される。そ
して、算出された電位差に応じて画像形成に必要な作像
条件が制御される。このように、像担持体の実際の電位
差に応じて作像条件が制御されるために、像担持体の実
際の劣化状況に応じて作像条件が定められることとな
り、画像品質を良好に保つことができる。

【００１０】この発明のさらに他の局面に従うと、画像
形成装置は、前記現像手段が前記像担持体のまわりに複
数配置されており、該現像手段ごとに前記作像条件を制
御することが可能である。

【００１１】この発明に従うと、複数の現像手段それぞ
れに対して作像条件を制御することができるために、複
数の現像手段を有していても画像が低下することを極力
防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る画像形成装置
の一例となるフルカラー電子写真複写機について図面を
参照しながら説明する。なお、以下の説明ではフルカラ
ー電子写真複写機を例に挙げて説明するが、レーザプリ
ンタその他の画像形成装置であっても本発明を同様に適
用することが可能である。

【００１３】図１は、フルカラー電子写真複写機の全体
構成を示す断面図である。図１を参照して、フルカラー
電子写真複写機は、走査光学系１０、作像部２０、用紙
搬送装置３０を含む。走査光学系１０は、ＩＲ（イメー
ジリーダ）１０ａ、ＰＨユニット（上段）１０ｂを含
む。作像部２０は、転写ユニット２０ａ、ＰＣ（Photor
eceptor ）ユニット２０ｂ、ＰＨユニット（下段）２０
ｃ、定着ユニット２０ｄ、現像ユニット２４を含む。用
紙搬送装置３０は、上段トレイ３０ａ、中段トレイ３０
ｂ、下段トレイ３０ｃ、手差しテーブル３０ｄを含む。

【００１４】さらに作像部２０は、矢印ａ方向に回転駆
動するヒータ入り（温度調節機能付）感光体ドラム２
１、該感光体ドラム２１の周囲に設置された帯電チャー
ジャ２２、感光体電位測定プローブ２３、現像器２４
ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋ、自動画像濃度制御（ＡＩ
ＤＣ）センサ２５、転写ドラム２６、トナー除電チャー
ジャ２７、クリーナ２８、感光体除電ランプ２９を含
む。

【００１５】感光体ドラム２１の表面は、１回の複写動
作ごとに、露光前に感光体除電ランプ２９で照射され、
帯電チャージャ２２により所定の極性に均一に帯電され
る。走査光学系１０においては、原稿台に載置された原
稿が照明され、原稿の画像がＩＲ（イメージリーダ）１
０ａにより読取られる。読取られた原稿の画像はその画
素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの多値電気信号として入力されてお
り、これらの多値電気信号が、イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの各色８ビットの階調データに変換され
る。さらに走査光学系１０によって原稿画像が走査露光
され、感光体ドラム２１上には原稿画像に応じた静電潜
像が形成される。

【００１６】感光体ドラム２１上に形成された静電潜像
は各現像器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋによってト
ナーを含む現像剤で現像されトナー像とされる。現像器
２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋには、それぞれ、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤がセット
されており、周知の磁気ブラシ式でネガポジ方式により
現像が行なわれる。

【００１７】転写紙は、用紙搬送装置３０から１枚ずつ
給紙され、転写ドラム２６の外周に巻き付けられてい
る。一方、感光体ドラム２１上のトナー像は、転写ドラ
ム２６に具備された転写チャージャ５０の放電に基づい
て、作成されたものから順次転写紙に転写され、最終的
に転写紙上にフルカラートナー像が形成される。フルー
カラートナー像が形成された転写紙は、転写ドラム２６
から分離され、定着ユニット２０ｄへ搬送される。そし
て、定着ユニット２０ｄによりトナー像が転写紙に加熱
定着され、最終的には排紙トレイに排出される。

【００１８】現像スリーブ２４ａには、現像バイアス電
位Ｖ_b が印加されている。これにより、非画像部（背景
部）へトナーが付着してしまういわゆる地肌かぶりが防
止される。また、ＡＩＤＣセンサ２５により感光体ドラ
ム２１上のトナー像濃度が検出され、湿度センサ４０に
より湿度が検出される。さらに、感光体表面電位プロー
ブ２３により感光体ドラム２１の表面電位が測定され
る。

【００１９】ＡＩＤＣセンサ２５の検出出力に基づいて
走査光学系１０の露光量，帯電チャージャ２２による感
光体帯電電位，現像バイアス電位Ｖ_b が調整される。こ
れにより、画像濃度が制御される。また、感光体帯電電
位と現像バイアス電位Ｖ_b とが調整されることにより、
前述した地肌かぶりの発生も防止される。なお、感光体
帯電電位は、たとえば除電ランプ２８の光量などによっ
ても調整可能である。

【００２０】感光体表面電位プローブ２３の測定結果に
基づき、後述する感光体ドラム２１の暗減衰率が算出さ
れる。この実施形態に係るフルカラー電子写真複写機で
は、感光体表面電位プローブ２３の測定結果に基づい
て、４台の現像器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋの各
配置位置における暗減衰率が算出され、算出結果に基づ
いて感光体帯電電位などが補正される。

【００２１】次に、図１に示したフルカラー電子写真複
写機の計測・制御回路について説明する。図２は、図１
に示すフルカラー電子写真複写機の計測・制御回路を示
すブロック図である。

【００２２】図２を参照して、フルカラー電子写真複写
機は、プリンタ制御部をなすＣＰＵ４１、Ｓ−ＲＡＭ４
４、操作パネル４０、シリアルインタフェース（Ｉ／
Ｆ）４２，４３を含む。

【００２３】Ｓ−ＲＡＭ４４には、前述した自動濃度制
御（ＡＩＤＣ）や後述する暗減衰率データ処理制御に必
要な各種データが格納されている。ＣＰＵ４１は、この
Ｓ−ＲＡＭ４４に記憶されている各種データによって自
動濃度制御（ＡＩＤＣ）および暗減衰率データ処理制御
を実行する。

【００２４】たとえばＳ−ＲＡＭ４４には、予め暗減衰
率と感光体ドラム２１の感光層の削れ量との相関関係を
示す参照データが記憶されている。ＣＰＵ４１は、暗減
衰率を算出した後、この参照データに基づいて感光層の
削れ量を推定して感光体ドラム２１の残留電位の上昇度
合いを予測する。そして、その予測結果に応じて作像条
件を制御する。

【００２５】ＣＰＵ４１には、さらに、操作パネル４
０、感光体表面電位プローブ２３に内蔵されている表面
電位センサ２３ａ、その他の各種センサ群（ＡＩＤＣセ
ンサ２５、湿度センサ４０など）、各種作動部群（帯電
チャージャ２２でグリッド電位Ｖ_g を発生させるＶ_g 発
生ユニット、現像バイアス電位Ｖ_b を発生させる現像バ
イアス発生ユニット、トナー除電チャージャ２７、感光
体除電ランプ２９、帯電チャージャ２２、クリーナ２８
など）がそれぞれ接続されている。

【００２６】ＣＰＵ４１には、操作パネル４０における
テンキーの操作に基づいた各種操作指令信号が入力され
るとともに、ＰＲキーの操作に基づくリセット信号が入
力される。これらの入力信号を受けてＣＰＵ４１は、各
種モードを設定し、またフルカラー電子写真複写機の各
種状態（ウォームアップ中、給紙部でジャム発生など）
や複写枚数などを操作パネル４０上の表示部に表示させ
るための制御用信号を出力する。

【００２７】ＣＰＵ４１には、表面電位センサ２３ａか
ら感光体ドラム２１の表面電位の検出信号が入力され、
ＡＩＤＣセンサ２５から感光体ドラム２１の表面に付着
するトナーの付着量が光学的に検出された検出信号が入
力され、湿度センサ４０から湿度を示す信号が入力され
る。

【００２８】ＣＰＵ４１は、表面電位センサ２３ａの検
出出力に基づいて後述する暗減衰率データ処理制御を実
行し、感光体ドラム２１の暗減衰率を算出する。そして
算出結果に基づき、帯電チャージャ２２のグリッド電位
Ｖ_g 、現像バイアス電位Ｖ_b、感光体除電ランプ２９な
どを制御する。

【００２９】図３は、図１に示したフルカラー電子写真
複写機のプリンタ制御系のメインルーチンを示すフロー
チャートである。図３を参照して、フルカラー電子写真
複写機の電源の投入に伴って、ステップＳ（以下、単に
Ｓと省略）１において、初期設定が行なわれる。この初
期設定が実行されることにより、各種パラメータの初期
化などが行なわれる。次にＳ３に進み、内部タイマがス
タートされる。次にＳ５に進み、所定の入出力処理が行
なわれる。次にＳ７に進み、暗減衰率データ処理が実行
される。この暗減衰率データ処理について、図４を用い
てさらに詳細に説明する。図４は、暗減衰率データ処理
を説明するためのフローチャートである。

【００３０】図４を参照して、まずＳ３１において、感
光体ドラム２１の温度調整が完了したか否かが判断さ
れ、温度調整が完了した時点で処理がＳ３２に移行す
る。

【００３１】Ｓ３２では、湿度センサ４０の検出信号が
入力される。次にＳ３３に進み、ＡＩＤＣセンサ２５の
検出信号が入力される。次にＳ３４に進み、現像装置駆
動カウンタ（図示省略）によってカウントされるトータ
ルカウンタ数が予め定められた規定枚数以上となってい
るか否かが判断される。トータルカウンタ数が規定枚数
未満の場合にはＳ４５に進む。Ｓ４５では、感光体電位
測定プローブ２３により感光体ドラム２１の表面電位が
検出される。ＣＰＵ４１は感光体電位測定プローブ２３
の検出信号に基づいて、適正な帯電チャージャ２２のグ
リッド電位Ｖ_gおよび現像バイアス電位Ｖ_b を算出す
る。そしてその後、処理が終了する。

【００３２】一方、Ｓ３４でトータルカウント数が規定
以上となっている場合には、処理がＳ３５に移行する。
Ｓ３５では、感光体ドラム２１が図１の矢印ａ方向に１
回転だけ回転駆動される。次にＳ３６に進み、帯電チャ
ージャ２２により感光体ドラム２１が均一に帯電され
る。次にＳ３７に進み、感光体電位測定プローブ２３に
より感光体ドラム２１の表面電位Ｖ₁ が検出され、その
検出信号が入力される。

【００３３】次にＳ３８に進み、転写チャージャ５０の
転写出力がオフに制御される。次にＳ３９に進み、クリ
ーナ２８のブレードが退避される。次にＳ４０に進み、
感光体除電ランプ２９の出力がオフに制御される。次に
Ｓ４１に進み、帯電チャージャ２２の出力がオフに制御
される。

【００３４】次にＳ４２に進み、感光体ドラム２１が再
度図１の矢印ａ方向に１回転だけ回転駆動される。次に
Ｓ４３に進み、感光体電位測定プローブ２３により感光
体ドラム２１の表面電位Ｖ₂ が検出される。

【００３５】なお、表面電位Ｖ₂ の検出位置と、前記Ｓ
３７で検出された表面電位Ｖ₁ の検出位置とは同一位置
となる。前記Ｓ４２で感光体ドラム２１が３６０°回転
した後にＳ４３で表面電位Ｖ₂ が検出されているからで
ある。

【００３６】また、前記Ｓ３８〜Ｓ４１それぞれにおい
て、転写チャージャ５０をオフにし、クリーナ２７のブ
レードを退避させ、感光体除電ランプ２９および帯電チ
ャージャ２２をオフにしているのは、前記Ｓ４２のステ
ップにおいて再度感光体ドラム２１を１回転させて感光
体ドラム２１の表面電位Ｖ₂ を測定する際に感光体電位
に極力影響を与えないようにするためである。

【００３７】Ｓ４３で表面電位Ｖ₂ が検出された後、Ｓ
４４に進み、Ｓ３７およびＳ４３でそれぞれ検出された
感光体ドラム２１の表面電位Ｖ₁ ，Ｖ₂ と、感光体ドラ
ム２１が１回転するのに要する時間とから暗減衰率が計
算される。

【００３８】次にＳ４６に進み、現像時の適正な作像条
件が各現像器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋごとに算
出される。すなわち、Ｓ４４で計算された暗減衰率に基
づいて現時点における感光体ドラム２１の電荷保持層の
削れ量を推定し、残留電位の上昇率を予測して各現像器
２４ごとに適正な作像条件が算出される。

【００３９】作像条件としてたとえば、感光体帯電位を
定める帯電チャージャ２２のグリッド電位Ｖ_g や感光体
ドラム２１への流れ込み電流値、現像バイアス電位
Ｖ_b 、露光量、感光体除電ランプ２９の光量などが考え
られる。そして、これらを単独で、あるいは２つ以上組
合せて制御する。なお、４台の現像器２４ｙ，２４ｍ，
２４ｃ，２４ｋの各配置位置はそれぞれ異なるため、算
出された暗減衰率をもとにして、各現像器２４ｙ，２４
ｍ，２４ｃ，２４ｋにおいて現像が行なわれる時点にお
ける感光体ドラム２１の表面電位の変化量が算出され
る。具体的には、帯電チャージャ２２の配置位置から各
現像器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋまでのドラム上
の周面距離と、感光体ドラム２１の周速度とから各現像
器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋにおける表面電位変
化量が算出され、その算出結果に基づいて作像条件がそ
れぞれ定められる。

【００４０】このように、実測データに基づいて暗減衰
率が算出され、算出された暗減衰率に基づいて各現像器
２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋごとに適正な作像条件
が設定されるために、現状に即した作像条件が設定され
る。これにより、適正な階調性と良好な画像濃度を有
し、また地肌かぶりの少ない高品質の画像を得ることが
できる。したがって、使用環境や使用モードの違いによ
り感光体ドラム２１の劣化状況がそれぞれ異なる場合で
あっても、その劣化状況に即した適正な作像条件により
プリント制御を行なうことができる。

【００４１】さらに、Ｓ４６で適正な作像条件が算出さ
れた後、Ｓ４７に進み、転写チャージャ５０，感光体除
電ランプ２９，帯電チャージャ２２がオンに制御され、
クリーナ２８のブレードがセットされた後、処理が終了
する。

【００４２】次に、再び図２を参照して、図４で詳細に
説明した暗減衰率データ処理が終了した後、処理がＳ９
に移行する。Ｓ９では、Ｓ７で算出された各作像条件に
基づいてコピー処理が実行される。次にＳ１１に進み、
ファクシミリその他の処理が実行される。次にＳ１３に
進み、内部タイマが終了したか否かが判断される。そし
て、内部タイマが終了したことを条件に処理がＳ３に復
帰する。

【００４３】以上の処理により、暗減衰率データ処理に
基づいて補正された良好な画像が形成される。

【００４４】なお、本実施形態では表面電位Ｖ₂ の測定
前に感光体ドラム２１を回転させる際の周速度を実際の
作像プロセスにおける周速度と同一にしている。そし
て、感光体ドラム２１に対する感光体電位プローブ２３
と各現像器２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋとの相対位
置から各現像位置における感光体電位の変位量を算出し
ている。しかしながら、本発明に係る画像処理装置はこ
のような実施形態に限定されるものではなく、感光体ド
ラム２１の周速度を作像プロセスの際の周速度と異なら
せて暗減衰率を算出するように構成してもよい。

【００４５】たとえば、感光体電位測定プローブ２３の
配置位置と現像器２４ｙの配置位置とが、感光体ドラム
２１の回転中心に対して９０°の位置関係にある場合に
は、感光体ドラム２１を作像プロセスの周速度の４倍の
速度で１回転させた後に２回目の表面電位Ｖ₂ を測定す
るように構成することが考えられる。このように構成す
れば、１回目に測定した表面電位Ｖ₁ と２回目に測定し
た表面電位Ｖ₂ とから算出される電位差が、作像プロセ
スにおける周速度で感光体ドラム２１を回転させる場合
の現像器２４ｙによる現像時点における表面電位の変化
量となる。これは、作像プロセスの周速度の４倍の速度
で感光体ドラム２１を１回転させたときの所要時間が、
実際の作像プロセスにおいて感光体ドラム２１を１／４
回転、すなわち９０°回転させたときの所要時間に等し
くなるためである。

【００４６】したがって、このように構成することによ
り、わざわざ暗減衰率を算出した後に感光体電位測定プ
ローブ２３と現像器２４ｙとの位置関係を考慮して現像
器２４ｙによる現像が行なわれる時点における表面電位
変化量を算出する手間を省くことができる。なお、ここ
では現像器２４ｙを例に挙げて説明しているが、その他
の現像器２４ｍ，２４ｃ，２４ｋについても同様にして
上記構成を適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるフルカラー電子写真
複写機の全体概略構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すフルカラー電子写真複写機の計測・
制御回路の構成を示すブロック図である。

【図３】図１に示すフルカラー電子写真複写機における
プリンタ制御系のメインフローチャートである。

【図４】暗減衰率データ処理の処理手順を説明するため
のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 走査光学系 ２０ 作像部 ２１ 感光体ドラム ２２ 帯電チャージャ ２３ 感光体電位測定プローブ ２４ｙ、２４ｍ、２４ｃ、２４ｋ 現像器 ２５ ＡＩＤＣセンサ ２６ 転写ドラム ２７ トナー除電チャージャ ２８ クリーナ ２９ 感光体除電ランプ ３０ 用紙搬送装置 ４０ 湿度センサ ４１ ＣＰＵ ５０ 転写チャージャ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を帯電する帯電手段と、 該帯電手段により帯電された前記像担持体を露光して該
   像担持体に所定の潜像を形成する露光手段と、 前記潜像を現像して画像を形成する現像手段と、を有す
   る画像形成装置において、 前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面電位
   を測定する測定手段と、 前記像担持体の同一箇所において同一の前記測定手段で
   少なくとも２回測定された該像担持体の表面電位に基づ
   いて、該表面電位の電位差を算出する算出手段とを有
   し、 該算出手段の算出結果に応じて、画像形成に必要な作像
   条件を制御することを特徴とする、画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像手段が前記像担持体のまわりに
   複数配置されており、該現像手段ごとに前記作像条件を
   制御することが可能であることを特徴とする、請求項１
   に記載の画像形成装置。