画像形成装置
【課題】簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、感光体１１と、帯電手段１７と、露光手段１０と、帯電手段１７に流れる直流電流を検知する電流検知手段４４と、回転する感光体１１上に、感光体１の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段４７と、を有する構成とする。
【解決手段】画像形成装置１００は、感光体１１と、帯電手段１７と、露光手段１０と、帯電手段１７に流れる直流電流を検知する電流検知手段４４と、回転する感光体１１上に、感光体１の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段４７と、を有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、電子写真感光体（以下、単に「感光体」という。）上に静電潜像（静電像）を形成し、この静電潜像をトナーによって現像した後、最終的に紙などの転写材に転写して定着させることで画像出力物を得る。
【０００３】
一般に、感光体は、電荷発生層および電荷輸送層で構成された感光層を金属製のドラムまたは金属製のベルト上に形成して構成されている。感光体は、プリント開始の信号により一定方向に駆動される。
【０００４】
感光体の表面は、帯電装置に一定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加されることにより、放電または電荷注入によって一定の電位に帯電させられる。このときの感光体の表面電位を暗部電位（ＶＤ電位）と呼ぶ。
【０００５】
帯電した感光体の表面には、入力された画像データに基づいてオン／オフ制御されるレーザ光やＬＥＤ光などが照射される。感光体上の光が照射された位置は電位の絶対値が低下するため、感光体の表面には静電潜像が形成される。この露光された部分の電位を明部電位（ＶＬ電位）と呼ぶ。
【０００６】
そして、感光体に対向して配置された現像装置に一定の現像電圧（現像バイアス）が印加されることで、所定の電荷が付与されているトナーが、感光体上の静電潜像に転移させられる。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。
【０００７】
感光体上の露光部に感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを付着させる反転現像方式の場合、現像時の感光体上のトナー載り量は、感光体を露光した際の電位であるＶＬ電位と現像電圧の直流成分の電位との関係で決まる。
【０００８】
ところで、画像形成動作時に、感光体の感光層は、レーザ光やＬＥＤ光などによる露光メモリの影響を受ける。そのため、感光体の使用状態により露光後のＶＬ電位が変化してしまう。
【０００９】
特に、感光体の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向）に偏った画像パターンを長期にわたり出力したり、小サイズの転写材に画像を連続出力したりした場合には、感光体の長手方向のＶＬ電位ムラが発生し、同方向の画像濃度ムラが発生することがある。すなわち、露光メモリによる露光感度変動などによって感光体の長手方向における露光感度ムラが発生してＶＬ電位ムラが発生し、これにより同方向における画像濃度ムラが発生することがある。
【００１０】
近年では、デジタル技術の進歩に伴い、出力画像の高品質化が急速に進んでいる。なかでも、ＤＴＰ（Desktop Publishing）の世界では出力物の色見安定性や面内均一性への要望は強く、各種キャリブレーション技術や、電子写真プロセスの安定化を実現させる様々な技術が開発されている。
【００１１】
出力物の面内均一性については、感光体における諸特性の均一性が重要な課題となっており、特に、上述のような露光感度ムラによる感光体の面内のＶＬ電位ムラを補正する技術が有効である。
【００１２】
特許文献１および２には、感光体の露光部の電位特性に応じてレーザ点灯時間を補正することにより、感光体の軸方向のＶＬ電位を均一にする技術が開示されている。
【００１３】
また、特許文献３には、次のような方法が開示されている。すなわち、電位センサを感光体の軸方向に移動させて、感光体の軸方向に分解した各エリアの感光体の１回転における電位ムラのプロファイルデータを測定する。そして、感光体に像露光を照射する経路に、透過率を電圧レベルで調整可能な光透過部材を設けて、光量を調整して電位ムラの補正を行う。
【００１４】
さらに、特許文献４には、次のような方法が開示されている。すなわち、電位計測手段を感光体の主走査方向に走査させながら感光体を回転させることで、螺旋状に感光体の１周分の感度ムラを測定する。そして、その測定結果を用いて、画像形成時に露光手段の露光量の補正を行う。
【００１５】
これらの技術は、感光体の長手方向における露光部の電位特性（露光感度）に応じて、ＶＬ電位が一定になるように、感光体の長手方向における各位置で露光量の補正を行うものである。具体的には、図２１に示すように、最も露光感度が低く、ＶＬ電位の絶対値が最も高くなる位置（すなわち、図２１中のＶＬｍａｘとなる位置）にＶＬ電位をあわせるべく、その位置以外の露光量を低下させる。これらの技術によれば、ＶＬ電位が同等になるため、画像信号と最終的に得られる画像濃度を、感光体の長手方向で一定になるように補正することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭６３−４９７７８号公報
【特許文献２】特開昭６３−４９７７９号公報
【特許文献３】特開平０３−２４３９６７号公報
【特許文献４】特開２００４−２５８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述のような従来の技術には、次のような課題がある。
【００１８】
特許文献１および２に記載されている技術においては、感光体の使用初期における電位特性に応じたレーザ点灯時間の補正データを予め記憶手段に記憶している。したがって、装置の使用初期においては良好な画像を得ることができるが、長期使用後の感光体の長手方向のＶＬ電位ムラに対しては効果がない。
【００１９】
また、特許文献３および４に記載されている技術においては、電位センサと、感光体の長手方向全域の電位を測定するため電位センサの移動機構とが必要になる。しかし、近年では、装置の更なる小型化やコストダウンが求められており、上記電位センサや移動機構を搭載すること自体が困難な場合がある。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することの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】
【００２１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、電圧が印加されることで帯電部において前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電させられた前記感光体を露光して前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、回転する前記感光体上に、前記感光体の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させながら前記帯電部に到達する、前記感光体の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式断面図である。
【図２】本発明に従うＶＬ電位補正制御に係る機能ブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置における帯電ローラに対する電圧印加系を示す機能ブロック図である。
【図４】感光体の周方向の電位ムラの一例を表すグラフ図である。
【図５】感光体の長手方向の電位ムラの一例を表すグラフ図である。
【図６】露光補正を行わない状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図７】本発明に従う感度ムラ計測モードの実行を判断する動作の一例のフローチャート図である。
【図８】本発明に従う感度ムラ計測モードにおける動作の一例のフローチャート図である。
【図９】本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの一例を示す模式図である。
【図１０】帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図、および帯電部での感光体の表面電位を示すグラフ図である。
【図１１】帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図、および帯電部での感光体の表面電位を示すグラフ図である。
【図１２】ＶＤ電位とＶＬ電位の電位差と、電流検知手段に流れる直流電流との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１３】（ａ）電流検知手段に流れる直流電流と感光体の長手方向の位置との関係を示すグラフ図、（ｂ）求められた感光体の長手方向におけるＶＬ電位の分布を示すグラフ図である。
【図１４】露光量の補正方法を説明するためのグラフ図である。
【図１５】感光体の長手方向において露光補正を行った状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図１６】（ａ）本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの他の例を示す模式図、（ｂ）帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図である。
【図１７】求められた感光体の長手方向におけるＶＬ電位の分布を示すグラフ図である。
【図１８】（ａ）本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの他の例を示す模式図、（ｂ）帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図である。
【図１９】感光体の全域（長手方向および周方向）に潜像パターンを形成した様子を示す模式図である。
【図２０】感光体の長手方向および周方向において露光補正を行った状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図２１】感光体の長手方向の露光補正の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成および動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的な構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用したデジタル複写機であり、原稿画像のコピーや画像データに従ったプリントを行うことができる。
【００２６】
画像形成装置１００は、原稿画像を光学的に読み込んで電気信号に変換する原稿読み取り部（リーダー）Ｒと、画像情報に従って画像形成を行う画像形成部（プリンタ）Ｐと、を有する。
【００２７】
原稿読み取り部Ｒには、原稿給紙装置１、原稿台ガラス面２、スキャナユニット４、ミラー５、６、７、イメージセンサ部９などが設けられている。
【００２８】
画像形成部Ｐには、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１１が設けられている。本実施例では、感光体１１は、帯電極性が負極性の有機光導電体（ＯＰＣ）の層を備える有機感光体であり、駆動手段としてのモータ（図示せず）によって図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１１の周囲には、その回転方向に沿って次の各手段が配置されている。
【００２９】
まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ１７である。次に、現像手段としての現像装置１３である。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材である転写ローラ１２である。次に、クリーニング手段としてのクリーナ１４である。
【００３０】
帯電ローラ１７は、感光体１１の表面に接触してニップ部（帯電ニップ）を形成する。ここで、注入帯電方式では、ニップ部において感光体の表面の帯電処理が行われる。注入帯電方式とは、導電性の部材を感光体の表面に接触させ、導電性の部材から感光体の表面に電荷を注入して感光体の表面を帯電するものであり、導電性の部材として磁気ブラシが多く用いられている。注入帯電方式は放電現象を利用しない帯電方式である。一方、接触放電方式では、帯電ニップの上下流の帯電部材と感光体の表面との間の微小空隙において帯電処理が行われる。したがって、注入帯電方式では、帯電ニップを帯電部Ｃと呼び、接触放電方式では、感光体の表面と帯電部材との間の微小空隙を帯電部Ｃと呼ぶ。
【００３１】
本実施例では、接触放電方式で、感光体１１の表面の帯電処理を行う。尚、本実施例では、帯電部材として帯電ローラ１７を用いるので、感光体１１の回転方向において帯電ニップの上下流に微小空隙が存在する。感光体１１の表面の帯電処理は、装置の構成によって、この上下流の微小空隙のうち上流側または下流側のいずれかにおいて主に行われたり、両方で行われたりする。本実施例では、主に上流側の微小空隙で感光体１１の表面の帯電処理が行われるものとする。したがって、本実施例では、特に、この上流側の微小空隙が帯電部Ｃとなる。
【００３２】
尚、詳しくは後述するように、本実施例では、計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで帯電ローラ１７に流れる電流を検知して露光補正を行う。この際、本実施例では、計測用静電潜像が、帯電部Ｃとしての感光体１１の回転方向において帯電ニップの上流側の微小空隙（帯電ギャップ）到達することで帯電ローラ１７に流れる電流値を検知して露光補正を行う。但し、上述のように帯電ローラ１７を感光体１１に接触させるような構成では、帯電ニップの上下流に微小空隙が存在する。そのため、下流側の微小空隙で帯電処理が行われる場合には、計測用静電潜像が帯電ニップを通過した時、すなわち、計測用静電潜像が帯電部Ｃとしての下流側の微小空隙に到達することで帯電ローラ１７に流れる電流値を検知して露光補正を行ってもよい。
【００３３】
現像装置１３は、現像剤であるトナーを担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラを有しており、この現像ローラと感光体１１との対向部である現像部Ｇにおいて静電潜像の現像を行う。また、転写ローラ１２は、感光体１１の表面に接触して転写部（転写ニップ）Ｔを形成する。
【００３４】
また、画像形成部Ｐには、画像情報に従って感光体１１を露光する露光手段としての露光装置１０が設けられている。本実施例では、露光装置１０は、レーザスキャナである。露光装置１０は、感光体１１の回転方向において帯電部Ｃよりも下流側、かつ、現像部Ｇよりも上流側の露光部Ｅで、感光体１１の表面をその長手方向（表面の移動方向と略直交する方向；回転軸線方向）に走査しながら露光する。
【００３５】
さらに、画像形成部Ｐには、定着手段としての定着装置１９、転写材Ｓの供給手段を構成する転写材積載部２１、２２、搬送ローラ２３などが設けられている。
【００３６】
例えば、コピーを行う場合、原稿読み取り部Ｒにおいて、原稿給紙装置１上に積載された原稿が、１枚ずつ順次原稿台ガラス面２上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナユニット４のランプ３が点灯し、かつ、スキャナユニット４が移動して、原稿に光が照射される。原稿からの反射光は、ミラー５、６、７を介してイメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、直接露光装置１０に入力されるか、または一旦画像メモリ（図示せず）に記憶され、再び読み出された後に加工されて、露光装置１０に入力される。
【００３７】
一方、画像形成部Ｐでは、感光体１１の表面が、帯電部Ｃにおいて、帯電ローラ１７により所定のＶＤ電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ１７は、金属製の芯金の外回りに発泡スポンジで形成された弾性層を備える発泡弾性ローラである。図３は、帯電ローラ１７に対する帯電電圧印加系の概略構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、帯電ローラ１７の芯金１７ａには、帯電電圧印加手段としての帯電電源５０が接続されている。感光体１１の帯電処理を行う際には、帯電電源５０から芯金１７ａを介して所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が帯電ローラ１７に印加される。これにより、感光体１１の周面が所定の極性・電位に帯電させられる。本実施例では、帯電電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。すなわち、帯電電源５０は、直流（ＤＣ）電源５１と交流（ＡＣ）電源５２とを有しており、帯電ローラ１７に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する。なお、詳しくは後述するように、帯電電源５０には、感光体１１を介して帯電ローラ１７に流れる直流電流値を測定する電流値測定回路とされる電流検知手段４４が接続されている。
【００３８】
帯電処理された感光体１１上には、露光部Ｅにおいて、露光装置１０が画像情報に従って発生する光が照射される。これによって、感光体１１上に画像情報に従った静電潜像（静電像）が形成される。
【００３９】
感光体１１上に形成された静電潜像は、現像部Ｇにおいて、現像装置１３によって現像剤であるトナーによってトナー像として現像される。本実施例の画像形成装置１００では、反転現像方式が採用されている。すなわち、一様に帯電処理された感光体１１上における、露光によって電荷が減衰させられた露光部に、感光体１１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着させられる。現像動作時に、現像装置１３の現像ローラには、現像電圧印加手段としての現像電源（図示せず）から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像電圧として、直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧が印加される。現像電圧の直流成分の電位（以下、「現像電位」という。）は、感光体１１のＶＤ電位とＶＬ電位との間の電位に設定されている。
【００４０】
また、感光体１１上への静電潜像の形成とタイミングを合わせて、転写材積載部２１または２２から転写部Ｔへと転写材Ｓが搬送される。そして、転写部Ｔにおいて、感光体１１上から転写材Ｓ上へと、トナー像が転写される。
【００４１】
その後、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１９に搬送され、ここで加熱および加圧されることで、その上にトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された転写材Ｓは、排紙部２０から画像形成装置１００の外部に排出される。
【００４２】
また、転写工程後の感光体１１の表面は、クリーナ１４で清掃される。すなわち、転写工程後に感光体１１の表面に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーナ１４において、クリーニング部材としてのクリーニングブレードで回転する感光体１１の表面から掻き取られて回収容器内に回収される。
【００４３】
クリーナ１４で清掃された感光体１１の表面は、帯電ローラ１７によって再び帯電処理され、その後上述の露光、現像、転写の各工程が繰り返されることで、複数枚の転写材Ｓに対して画像形成が行われる。
【００４４】
なお、本実施例では、感光体１１の直径は３０ｍｍであり、感光体１１の長手方向における画像形成可能領域の長さは３００ｍｍである。また、本実施例では、帯電ローラ１７の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向；回転軸線方向）の長さは３２０ｍｍである。また、本実施例では、感光体１１上のＶＤ電位は−５００Ｖに設定されている。したがって、本実施例では、帯電ローラ１７には、帯電電圧として、−５００Ｖの直流電圧（直流成分）と、周波数２ｋＨｚの交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧が印加される。また、本実施例では、現像電位は−３５０Ｖに設定されている。
【００４５】
２．制御態様
図２は、本実施例における後述のＶＬ電位補正制御に関連する画像形成部Ｐの機能ブロックを示す。
【００４６】
画像形成部Ｐには、感光体１１、帯電ローラ１７、半導体レーザ３１、画像信号生成部３２、レーザ駆動制御部３３、補正手段３４、コリメートレンズ３５、回転多面鏡３６、ｆθレンズ３７、ミラー３８が設けられている。また、画像形成部Ｐには、ビームディテクト（以下、「ＢＤ」という。）手段３９、補正値記憶手段４２、補正値算出手段４３、電流検知手段４４、感光体回転位置検知手段４５、潜像位置記憶手段４６、制御部４７、出力枚数カウンタ４８などが設けられている。半導体レーザ３１、コリメートレンズ３５、回転多面鏡３６、ｆθレンズ３７、ミラー３８は、露光装置１０を構成する。また、例えば図２において個別の機能ブロックとして示されている補正手段３４、補正値記憶手段４２、補正値算出手段４３、潜像位置記憶手段４６、制御部４７、出力枚数カウンタ４８の全てまたは一部が、統合された回路として構成されていてもよい。所望により、画像信号生成部３２、レーザ駆動制御部３３、電流検知手段４４の全てまたは一部についても同様である。なお、本実施例では、制御手段としての制御部４７が、図２中の他の機能ブロックを含む画像形成装置１００の全体の動作を統括的に制御する。
【００４７】
まず、画像信号ａと、補正信号ｂとに従って、レーザ駆動制御部３３が、半導体レーザ３１の発光電流ｃの電流値または発光時間を制御する。このときの電流制御方法は、電流の絶対値を制御しても、電流を流す時間を制御しても、その両方でもよい。上記画像信号ａは、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅに同期して、画像信号生成部３２により生成される。また、上記補正信号ｂは、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅと感光体回転位置検知手段４５から出力される感光体位置信号ｆに同期して、補正手段３４から出力される。
【００４８】
ここで、補正手段３４から出力される補正信号ｂは、感光体１１の表面の２次元的な位置に対応する補正値であり、補正値記憶手段４２に記憶されている。この補正値は、詳しくは後述する感光体１１の感度ムラを計測する感度ムラ計測モードが行われた際に、補正値算出手段４３によって算出される。詳しくは後述するが、補正値算出手段４３は、露光装置１０によって感光体１１に形成した静電潜像の位置と、その静電潜像が帯電部Ｃに到達した際に電流検知手段４４が検知した電流値に基づき、上記補正値を算出する。
【００４９】
また、感光体回転位置検知手段４５としては、感光体１１に設けられたホームポジション指示手段をホームポジション検知手段によって検知し、その検知タイミングと感光体１１の回転速度とから感光体１１の回転位置を検知するものを用いることができる。ホームポジション検知手段としては、例えば光学センサを用いることができ、この光学センサによって感光体１１に設けられた切り欠きや反射シールなどとされるホームポジション指示手段を検知することができる。
【００５０】
半導体レーザ３１から照射されたレーザ光ｄは、コリメートレンズ３５により平行光にされる。平行光に変換されたレーザ光ｄは、回転多面鏡３６により走査され、ｆθレンズ３７により面倒れなどの光学的な歪みが補正され、ミラー３８により反射されて、感光体１１の表面に照射される。これにより、感光体１１上に静電潜像が形成される。
【００５１】
３．感光体の感度ムラ
画像形成時には、帯電処理された感光体１１上に、露光装置１０が発生する光が照射されて、静電潜像が形成されるが、感光体１１の表面には２次元的な各位置における露光感度ムラが存在することがある。
【００５２】
図４は、感光体１１上を一様なハーフトーン画像（一例として２５６階調のうち１２８レベル）を形成するレーザ光量で露光したときの、感光体１１の周方向（副走査方向）の電位ムラを表すグラフを示す。図４には、感光体１１の長手方向（主走査方向）の任意の５点におけるそれぞれの周方向の電位ムラを表すグラフが示されている。感光体１１の長手方向の各点において、絶対量は違うものの、感光体１１の周方向の電位ムラの分布は同じような形になっている。
【００５３】
図５は、感光体１１上を一様なハーフトーン画像（一例として２５６階調のうち１２８レベル）を形成するレーザ光量で露光したときの、感光体１１の長手方向の電位ムラを表すグラフを示す。図５には、感光体１１の周方向の任意の５点におけるそれぞれの長手方向の電位ムラを表すグラフが示されている。感光体１１の周方向の各点において、絶対量は違うものの、感光体１１の長手方向の電位ムラ分布は同じような形になっている。また、図５に示す感光体１１の長手方向の電位ムラと、図４に示す感光体１１の周方向の電位ムラとを比較すると、長手方向の電位ムラの方が、電位の最大値と最小値との差が大きいことがわかる。
【００５４】
図６は、出力されたハーフトーン画像の画像濃度を模式的に表現したものである。画像濃度が高い部分を濃い色で表現している。
【００５５】
露光感度が高くＶＬ電位の絶対値が低くなるポイントでは、現像電位とのコントラストが大きいため、画像濃度が高くなる。一方、露光感度が低くＶＬ電位の絶対値が高くなるポイントでは、現像電位とのコントラストが小さいため、画像濃度が低くなる。上述のように、感光体１１の長手方向の電位ムラは、感光体１１の周方向の電位ムラと比較して大きい傾向があるため、感光体１１の長手方向の画像濃度差が大きい画像が出力される。
【００５６】
感光体１１の感度ムラの補正は、感光体１１の長手方向、周方向の双方に対して行うことが最も望ましい。しかし、上述のような感光体１１の感度ムラの大きさの傾向から、主に感光体１１の長手方向の感度ムラを補正することが望まれる。本実施例では、感光体１１の長手方向の感度ムラの補正を行う。
【００５７】
４．感度ムラ計測モード
本実施例の画像形成装置１００は、感光体１１の感度ムラを計測する感度ムラ計測モードを備えている。感度ムラ計測モードは、予め設定されたタイミングで行われる。このタイミングは、装置の使用状況や、感光体１１の膜厚などによって自由に設定することができる。例えば多くの画像形成が行われた直後や、小サイズ紙が連続して出力された直後など、感光体１１の面内で感度ムラが大きくなると予想されるタイミングで行われることが望ましい。本実施例では、感度ムラ計測モードは、毎電源投入時および前回の感度ムラ計測モードからの累積出力枚数が１０００枚を越えたときのジョブ（一の画像形成開始指示による単数または複数の転写材への一連の画像形成動作）終了時に行われる。
【００５８】
次に、図７および図８のフローチャートを参照して、感度ムラ計測モードについて説明する。
【００５９】
図７に示すように、コピー、プリントなどのジョブが開始されて画像出力が行われ（Ｓ１０１）、当該ジョブが終了する（Ｓ１０２）と、制御部４７は出力枚数カウンタ４８から出力枚数情報を読み取る（Ｓ１０３）。そして、制御部４７は、累積出力枚数が１０００枚以上であるか否かを判断し（Ｓ１０４）、累積出力枚数が１０００枚以上であった場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）には、感度ムラ計測モード（図８）を開始する（Ｓ１０５）。制御部４７は、感度ムラ計測モードを実行すると、出力枚数カウンタ４８をリセットする（Ｓ１０６）。一方、制御部４７は、累積出力枚数が１０００枚に満たない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）には、感度ムラ計測モードを開始せずに、画像形成装置の動作を停止する。なお、本実施例では、制御部４７は、画像形成装置１００の電源投入時には必ず感度ムラ計測モード（図８）を開始する。
【００６０】
図８を参照して、制御部４７は、感度ムラ計測モードを開始すると、通常の画像形成時と同様に、感光体１１を回転駆動させて、その表面を帯電ローラ１７により帯電させる（Ｓ２０１）。
【００６１】
次に、制御部４７は、露光装置１０に、一様に帯電した感光体１１上に、感光体１１の感度ムラを計測するための計測用静電潜像（以下「潜像パターン」という。）を形成させる（Ｓ２０２）。本実施例では、図９に示すように、感光体１１の長手方向に所定の幅を有し、周方向に所定の長さを有する複数の帯状の潜像パターンを形成する。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅を有し、周方向に５０ｍｍの長さを有する潜像パターンを、感光体１１の周方向でオーバーラップしないように、感光体１１の回転に伴い感光体１１の長手方向の一方の端部側から他方の端部側に向けて６個形成する。これにより、感光体１１の長手方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができる。本実施例では、潜像パターンは、ハーフトーン画像（一例として２５６段階のうち１２８レベル）の画像を形成する場合のレーザ光量で一様に露光することで形成する。すなわち、計測用静電潜像を形成するときの露光手段による感光体の露光量は一定である。この潜像パターンの情報は、画像信号生成部３２に予め設定されており、レーザ駆動制御部３３が、画像信号生成部３２からのこの情報に従って露光装置１０を駆動することで、潜像パターンが形成される。このとき、レーザ駆動制御部３３には、補正手段３４から補正信号は入力されない。また、潜像パターンを形成する際に、同時に、感光体回転位置検知手段４５が感光体１１の周方向の位置を検知する（Ｓ２０２）。
【００６２】
なお、以下の説明では、最初に潜像パターンが形成される感光体１１の長手方向の一方の端部側を「手前側」ともいう。そして、感光体１１の長手方向の他方の端部側を、「奥側」ともいう。
【００６３】
次に、制御部４７は、感光体１１の表面における潜像パターンの２次元的な潜像位置情報を算出し、算出した潜像位置情報を潜像位置記憶手段４６に記憶させる（Ｓ２０３）。制御部４７は、感光体回転位置検知手段４５によって検知された潜像パターンの感光体１１の周方向の位置と、画像信号生成部３２に予め設定されている情報からわかる潜像パターンの感光体１１の長手方向の位置とから、潜像位置情報を算出する。
【００６４】
ここで、感度ムラ計測モードが行われている際には、帯電ローラ１７および露光装置１０以外で、感光体１１の電位に影響する要素（本実施例では、転写ローラ１２）の動作は行われない。したがって、上述のようにして形成された感光体１１上の潜像パターンの電位は、そのまま感光体１１に保持され、感光体１１の回転に伴って再び帯電部Ｃに到達する。
【００６５】
図１０は、潜像パターンＡが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係および帯電部Ｃでの感光体１１の表面電位を模式的に示す。同様に、図１１は、他の潜像パターンＢが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係および帯電部Ｃでの感光体１１の表面電位を模式的に示す。感光体１１の長手方向の位置は、感光体１１の長手方向における画像形成可能領域の手前側の端部の位置を０ｍｍとし、奥側の端部の位置を３００ｍｍとして示す。図１０および図１１に示すように、帯電部Ｃにおいて、各潜像パターンＡ、Ｂの電位は、それぞれの位置における感光体１１の露光感度に応じたＶＬ電位になっている。
【００６６】
図８を再び参照して、制御部４７は、感光体回転位置検知手段４５の検知結果により、各潜像パターンが帯電部Ｃに到達したことを検知する（Ｓ２０４）。各潜像パターンが帯電部Ｃに到達すると、それぞれの潜像パターンのＶＬ電位に応じた電荷が、帯電ローラ１７から感光体１１に向けて移動し、その位置の感光体１１の表面電位の絶対値は再び一様にＶＤ電位まで上昇する。このとき移動した電荷は、帯電ローラ１７と電気的に接続された電流検知手段４４によって、直流電流として検知される（Ｓ２０５）。
【００６７】
ここで、図１２は、露光量を変更しながら感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅を有する潜像パターンを形成し、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差と、そのときに電流検知手段４４に流れる電流との関係を求めたものである。ここで、ＶＬ電位は、電位センサを用いて実験的に求めた。なお、潜像パターンを形成する際の露光量を変更する他は、本実施例の画像形成装置１００における感度ムラ計測モードに係る設定と実質的に同一とした。当然ながら、この関係は潜像パターンの幅によっても変化し、幅が広いほど電流値が大きくなる関係にあるが、ここでは、本実施例と同等の５０ｍｍの幅で潜像パターンを形成した。
【００６８】
図１２に示すように、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差と、電流検知手段４４で検知される直流電流との関係は、比例の関係にある。本実施例の設定では、電位差１００Ｖあたり０．３μＡの直流電流が流れることが判明した。このように、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差は、帯電ローラ１７に流れる直流電流の値で表現することができる。
【００６９】
図８に戻ると、本実施例では、補正値算出手段４３が、予め設定されている図１２の関係を用いることにより、電流検知手段４４によって検知された直流電流値から、各潜像パターンについてのＶＤ電位とＶＬ電位との電位差を求める（Ｓ２０６）。
【００７０】
一方、前述のようにして潜像位置記憶手段４６に記憶されている潜像位置情報から、各潜像パターンの位置を検出することが可能である。したがって、本実施例では、補正値算出手段４３が、上述のようにして求めた電位差と、感光体１１の表面における潜像パターンの２次元的な位置との関係を算出する（Ｓ２０７）。
【００７１】
具体的には、図１３（ａ）に示すように、例えば、前述の潜像パターンＡが帯電部Ｃに到達した際（図１０）には０．７５μＡの直流電流が流れ、前述の潜像パターンＢが帯電部Ｃに到達した際（図１１）には０．６μＡの直流電流が流れていた。この場合、図１２の関係から、潜像パターンＡにおけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差は２５０Ｖ程度であり、潜像パターンＢにおけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差は２００Ｖ程度であることがわかる。算出されたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から求めたＶＬ電位を、図１３（ｂ）に実線で示す。
【００７２】
ここで、実験的に電位センサを用いて求めた潜像パターンＡ、Ｂの実際のＶＬ電位は、図１３（ｂ）に破線で示す通りであり、本実施例の方法により精度良くＶＤ電位とＶＬ電位との電位差（或いはＶＬ電位）を求め得ることがわかる。
【００７３】
図８に戻って、補正値算出手段４３は、上述のようにして求めたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差の分布から、画像形成時に補正手段３４がレーザ駆動制御部３３に入力する露光信号の補正値（補正信号）に変換する（Ｓ２０８）。具体的には、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向における各潜像パターンの位置に対応する各領域毎に、求めたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から、露光信号の補正値を算出する。そして、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向の位置に対応させて、露光信号の補正値を補正値記憶手段４２に記憶させる（Ｓ２０９）。本実施例では、感光体１１の長手方向に６個の潜像パターンを形成し、感光体１１の長手方向の全域にわたる感度ムラを計測した。したがって、本実施例では、感光体１１の長手方向における各潜像パターンの位置に対応して、感光体１１の長手方向に６分割された領域毎に、露光信号の補正値が算出されて記憶される。以上により、計測モードが終了する。
【００７４】
５．ＶＬ電位の補正
画像形成時には、補正値記憶手段４２に記憶した補正値に基づいて、露光信号の補正を行う。具体的には、補正値記憶手段４２に記憶されている補正値（補正信号）ｂを用いて、補正手段３４がレーザ駆動制御部３３から出力されるレーザ３１の発光電流ｃを補正する。
【００７５】
本実施例では、最も露光感度が低く、ＶＬ電位の絶対値が最も高くなる位置にＶＬ電位をあわせるべく、その位置以外の露光量を低下させる。このＶＬ電位を合わせるために露光量を低下させる方法自体は、従来公知の方法など任意の方法を採用することができる（図２１参照）。具体的には、感度ムラ計測モードにおいて、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向において最もＶＬ電位の絶対値が高い（すなわち、ＶＤ電位とＶＬ電位との電位差が最も大きい）位置を検知する。ここでは、図１３（ｂ）に示すように、感光体１１の長手方向の位置で２００ｍｍ〜２５０ｍｍの領域のＶＬ電位の絶対値が最も高いことが検知される。この場合、図１４に示すように、補正値算出手段４３は、当該ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域については、露光信号の補正を行わないように補正値を設定する。一方、当該ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域以外の領域については、同じ階調レベルのＶＬ電位が上記ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域のものと略等しくなるように、露光量を低下させる補正値を設定する。例えば、潜像パターンの階調レベルにおいてＶＬ電位を上記ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域のものと同じにするのに必要な露光量の低減割合で、他の階調レベルにおける露光量も低減させることができる。
【００７６】
そして、画像形成時には、補正値記憶手段４２に記憶されているこの補正値（補正信号）ｂを用いて、補正手段３４がレーザ駆動制御部３３から出力されるレーザ３１の発光電流ｃを補正する。
【００７７】
このように、本実施例では、感光体１１の長手方向の複数位置に形成された潜像パターンが帯電部Ｃに達したときに帯電ローラ１７に流れる直流電流に基づいて露光電位の分布を検知する。そして、検知された露光電位のムラを打ち消すように露光量を補正する。
【００７８】
ここで、本実施例では、レーザ光量の最大値の制御として、半導体レーザ３１の発光電流ｃの発光時間を制御しているが、発光電流ｃの電流値を制御して、露光量の補正を行ってもよい。
【００７９】
本実施例に従って露光量の補正を行った状態で、実際にハーフトーン画像（一例として２５６階調の１２８レベル）を出力すると、図１５に模式的に示すような画像が得られる。このように、補正を行わないときに出力した画像（図６）と比較すると、ＶＬ電位ムラに起因する濃度ムラが改善され、良好な画質を得ることができる。
【００８０】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、回転可能な感光体１１と、電圧が印加されることで帯電部Ｃにおいて感光体１１の表面を帯電させる帯電手段１７と、を有する。また、画像形成装置１００は、帯電手段１７によって帯電させられた感光体１１を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段１０と、帯電手段１７に流れる直流電流を検知する電流検知手段４４と、制御手段４７と、を有する。そして、本実施例では、制御手段４７は、回転する感光体上に、感光体１１の回転軸線方向における位置を段階的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像（潜像パターン）を形成させる。また、制御手段４７は、この計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する。また、本実施例の画像形成装置１００は、計測された露光感度の分布に応じて、画像出力時の露光手段１０の露光量を補正する補正手段３４を有する。
【００８１】
以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することができる。すなわち、本実施例によれば、感光体１１の電位を測定する電位センサを有しない簡易な構成であっても、感光体１１の感度ムラによる明部電位ムラを良好に検知することができる。そして、この明部電位ムラを、露光量を調整することによって補正することができる。したがって、感光体１１の個体差による感度のばらつきや劣化後の感度ばらつきにも対応することが可能となる。特に、本実施例では、より顕著に現れることの多い感光体１１の長手方向のＶＬ電位ムラの発生を抑制して、高品質の画像を出力することができる。
【００８２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８３】
本実施例では、感度ムラ計測モードで用いる潜像パターンが実施例１と異なる。
【００８４】
本実施例では、感度ムラ計測モードにおいて、図１６（ａ）に示すような帯状の潜像パターンが形成される。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅の露光領域を、感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて徐々に中心位置を移動させていくことで、連続する帯状の潜像パターンを形成する。これにより、感光体１１の長手方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができる。すなわち、本実施例では、制御手段４７は、回転する感光体上に、感光体１１の回転軸線方向における位置を連続的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像（潜像パターン）を形成させる。
【００８５】
図１６（ｂ）は、潜像パターンが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係を模式的に示す。
【００８６】
実施例１と同様の方法で算出した感光体１１の長手方向の各位置におけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から、感光体１１の長手方向の各位置に対するＶＬ電位を求めると、図１７に示すようになる。
【００８７】
実施例１では感光体１１の長手方向の複数の領域に対して、段階的に感光体１１の感度ムラを求めていた。これに対して、本実施例では、連続する帯状の潜像パターンを用いることで、感光体１１の長手方向において連続的に感光体１１の感度ムラを求めることができる。すなわち、感光体１１の長手方向におけるＶＬ電位ムラをより精度良く求めることができる。そして、感光体１１の長手方向において連続的に変化する感度ムラの情報に基づいて、感光体１１の長手方向の各位置に対して連続的に変化する露光量の補正値を求めることができる。したがって、このようにして求めた露光量の補正値を用いることで、より精度よく、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラの発生を抑制することができる。
【００８８】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８９】
本実施例では、感度ムラ計測モードで用いる潜像パターンが実施例１、２と異なる。
【００９０】
本実施例では、感度ムラ計測モードにおいて、実施例２と同様の、図１８（ａ）に示すような帯状の潜像パターンが形成される。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅の露光領域を、感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて徐々に中心位置を移動させていくことで、連続する帯状の潜像パターンを形成していく。
【００９１】
ここで、実施例２では、感光体１１の長手方向における手前側から奥側に向けて１回だけ潜像パターンを形成した。これに対し、本実施例では、図１８（ｂ）に示すように上述のような潜像パターンを感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて複数回形成する。潜像パターンの感光体１１の長手方向における幅５０ｍｍの範囲は常に１箇所のみが帯電部Ｃに到達するようにする。
【００９２】
これにより、図１９に示すように、感光体１１の長手方向の全域だけでなく周方向の略全域にも、潜像パターンを形成することができる。そのため、感光体１１の長手方向および周方向の２次元的な各位置におけるＶＬ電位を求めることができる。図１９に示す例では、複数回数形成する帯状の潜像パターン間に間隙があるが、当該間隙は設けられていなくてもよい。その場合、感光体１１の周方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができ、より詳しく感光体１１の長手方向および周方向の２次元的な各位置におけるＶＬ電位を求めることができる。
【００９３】
このように、本実施例では、感光体１１の回転軸線方向の同一位置において、感光体１１の周方向の異なる位置に形成された計測用静電潜像（潜像パターン）が複数回にわたり帯電部Ｃに到達するように、感光体上に計測用静電潜像を形成する。そして、この計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向および周方向における露光感度の分布に係る情報を計測する。
【００９４】
実施例１、２で感光体１１の長手方向について行った露光補正と同様の露光補正を、感光体１１の周方向にも行い（即ち、感光体１１の面内の略全域の２次元的な各位置について行い）、実際にハーフトーン画像（一例として２５６階調の１２８レベル）を出力する。すると、図２０に模式的に示すような画像が得られる。このように、補正を行わないときに出力した画像（図６）や、長手方向のみ補正を行って出力した画像（図１５）と比較すると、ＶＬ電位ムラに起因する濃度ムラが大幅に改善され、良好な画質を得ることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 露光装置
１１ 感光体
１７ 帯電ローラ
３３ レーザ駆動制御部
３４ 補正手段
４２ 補正値記憶手段
４３ 補正値算出手段
４４ 電流検知手段
４５ 感光体回転位置検知手段
４６ 潜像位置記憶手段
４７ 制御部（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、電子写真感光体（以下、単に「感光体」という。）上に静電潜像（静電像）を形成し、この静電潜像をトナーによって現像した後、最終的に紙などの転写材に転写して定着させることで画像出力物を得る。
【０００３】
一般に、感光体は、電荷発生層および電荷輸送層で構成された感光層を金属製のドラムまたは金属製のベルト上に形成して構成されている。感光体は、プリント開始の信号により一定方向に駆動される。
【０００４】
感光体の表面は、帯電装置に一定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加されることにより、放電または電荷注入によって一定の電位に帯電させられる。このときの感光体の表面電位を暗部電位（ＶＤ電位）と呼ぶ。
【０００５】
帯電した感光体の表面には、入力された画像データに基づいてオン／オフ制御されるレーザ光やＬＥＤ光などが照射される。感光体上の光が照射された位置は電位の絶対値が低下するため、感光体の表面には静電潜像が形成される。この露光された部分の電位を明部電位（ＶＬ電位）と呼ぶ。
【０００６】
そして、感光体に対向して配置された現像装置に一定の現像電圧（現像バイアス）が印加されることで、所定の電荷が付与されているトナーが、感光体上の静電潜像に転移させられる。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。
【０００７】
感光体上の露光部に感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを付着させる反転現像方式の場合、現像時の感光体上のトナー載り量は、感光体を露光した際の電位であるＶＬ電位と現像電圧の直流成分の電位との関係で決まる。
【０００８】
ところで、画像形成動作時に、感光体の感光層は、レーザ光やＬＥＤ光などによる露光メモリの影響を受ける。そのため、感光体の使用状態により露光後のＶＬ電位が変化してしまう。
【０００９】
特に、感光体の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向）に偏った画像パターンを長期にわたり出力したり、小サイズの転写材に画像を連続出力したりした場合には、感光体の長手方向のＶＬ電位ムラが発生し、同方向の画像濃度ムラが発生することがある。すなわち、露光メモリによる露光感度変動などによって感光体の長手方向における露光感度ムラが発生してＶＬ電位ムラが発生し、これにより同方向における画像濃度ムラが発生することがある。
【００１０】
近年では、デジタル技術の進歩に伴い、出力画像の高品質化が急速に進んでいる。なかでも、ＤＴＰ（Desktop Publishing）の世界では出力物の色見安定性や面内均一性への要望は強く、各種キャリブレーション技術や、電子写真プロセスの安定化を実現させる様々な技術が開発されている。
【００１１】
出力物の面内均一性については、感光体における諸特性の均一性が重要な課題となっており、特に、上述のような露光感度ムラによる感光体の面内のＶＬ電位ムラを補正する技術が有効である。
【００１２】
特許文献１および２には、感光体の露光部の電位特性に応じてレーザ点灯時間を補正することにより、感光体の軸方向のＶＬ電位を均一にする技術が開示されている。
【００１３】
また、特許文献３には、次のような方法が開示されている。すなわち、電位センサを感光体の軸方向に移動させて、感光体の軸方向に分解した各エリアの感光体の１回転における電位ムラのプロファイルデータを測定する。そして、感光体に像露光を照射する経路に、透過率を電圧レベルで調整可能な光透過部材を設けて、光量を調整して電位ムラの補正を行う。
【００１４】
さらに、特許文献４には、次のような方法が開示されている。すなわち、電位計測手段を感光体の主走査方向に走査させながら感光体を回転させることで、螺旋状に感光体の１周分の感度ムラを測定する。そして、その測定結果を用いて、画像形成時に露光手段の露光量の補正を行う。
【００１５】
これらの技術は、感光体の長手方向における露光部の電位特性（露光感度）に応じて、ＶＬ電位が一定になるように、感光体の長手方向における各位置で露光量の補正を行うものである。具体的には、図２１に示すように、最も露光感度が低く、ＶＬ電位の絶対値が最も高くなる位置（すなわち、図２１中のＶＬｍａｘとなる位置）にＶＬ電位をあわせるべく、その位置以外の露光量を低下させる。これらの技術によれば、ＶＬ電位が同等になるため、画像信号と最終的に得られる画像濃度を、感光体の長手方向で一定になるように補正することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭６３−４９７７８号公報
【特許文献２】特開昭６３−４９７７９号公報
【特許文献３】特開平０３−２４３９６７号公報
【特許文献４】特開２００４−２５８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述のような従来の技術には、次のような課題がある。
【００１８】
特許文献１および２に記載されている技術においては、感光体の使用初期における電位特性に応じたレーザ点灯時間の補正データを予め記憶手段に記憶している。したがって、装置の使用初期においては良好な画像を得ることができるが、長期使用後の感光体の長手方向のＶＬ電位ムラに対しては効果がない。
【００１９】
また、特許文献３および４に記載されている技術においては、電位センサと、感光体の長手方向全域の電位を測定するため電位センサの移動機構とが必要になる。しかし、近年では、装置の更なる小型化やコストダウンが求められており、上記電位センサや移動機構を搭載すること自体が困難な場合がある。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することの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】
【００２１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、電圧が印加されることで帯電部において前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電させられた前記感光体を露光して前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、回転する前記感光体上に、前記感光体の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させながら前記帯電部に到達する、前記感光体の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式断面図である。
【図２】本発明に従うＶＬ電位補正制御に係る機能ブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置における帯電ローラに対する電圧印加系を示す機能ブロック図である。
【図４】感光体の周方向の電位ムラの一例を表すグラフ図である。
【図５】感光体の長手方向の電位ムラの一例を表すグラフ図である。
【図６】露光補正を行わない状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図７】本発明に従う感度ムラ計測モードの実行を判断する動作の一例のフローチャート図である。
【図８】本発明に従う感度ムラ計測モードにおける動作の一例のフローチャート図である。
【図９】本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの一例を示す模式図である。
【図１０】帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図、および帯電部での感光体の表面電位を示すグラフ図である。
【図１１】帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図、および帯電部での感光体の表面電位を示すグラフ図である。
【図１２】ＶＤ電位とＶＬ電位の電位差と、電流検知手段に流れる直流電流との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１３】（ａ）電流検知手段に流れる直流電流と感光体の長手方向の位置との関係を示すグラフ図、（ｂ）求められた感光体の長手方向におけるＶＬ電位の分布を示すグラフ図である。
【図１４】露光量の補正方法を説明するためのグラフ図である。
【図１５】感光体の長手方向において露光補正を行った状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図１６】（ａ）本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの他の例を示す模式図、（ｂ）帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図である。
【図１７】求められた感光体の長手方向におけるＶＬ電位の分布を示すグラフ図である。
【図１８】（ａ）本発明に従う感度ムラ計測モードにおける潜像パターンの他の例を示す模式図、（ｂ）帯電部に到達した潜像パターンの位置と帯電ローラの位置との関係を示す模式図である。
【図１９】感光体の全域（長手方向および周方向）に潜像パターンを形成した様子を示す模式図である。
【図２０】感光体の長手方向および周方向において露光補正を行った状態で出力したハーフトーン画像の模式図である。
【図２１】感光体の長手方向の露光補正の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成および動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的な構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用したデジタル複写機であり、原稿画像のコピーや画像データに従ったプリントを行うことができる。
【００２６】
画像形成装置１００は、原稿画像を光学的に読み込んで電気信号に変換する原稿読み取り部（リーダー）Ｒと、画像情報に従って画像形成を行う画像形成部（プリンタ）Ｐと、を有する。
【００２７】
原稿読み取り部Ｒには、原稿給紙装置１、原稿台ガラス面２、スキャナユニット４、ミラー５、６、７、イメージセンサ部９などが設けられている。
【００２８】
画像形成部Ｐには、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１１が設けられている。本実施例では、感光体１１は、帯電極性が負極性の有機光導電体（ＯＰＣ）の層を備える有機感光体であり、駆動手段としてのモータ（図示せず）によって図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１１の周囲には、その回転方向に沿って次の各手段が配置されている。
【００２９】
まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ１７である。次に、現像手段としての現像装置１３である。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材である転写ローラ１２である。次に、クリーニング手段としてのクリーナ１４である。
【００３０】
帯電ローラ１７は、感光体１１の表面に接触してニップ部（帯電ニップ）を形成する。ここで、注入帯電方式では、ニップ部において感光体の表面の帯電処理が行われる。注入帯電方式とは、導電性の部材を感光体の表面に接触させ、導電性の部材から感光体の表面に電荷を注入して感光体の表面を帯電するものであり、導電性の部材として磁気ブラシが多く用いられている。注入帯電方式は放電現象を利用しない帯電方式である。一方、接触放電方式では、帯電ニップの上下流の帯電部材と感光体の表面との間の微小空隙において帯電処理が行われる。したがって、注入帯電方式では、帯電ニップを帯電部Ｃと呼び、接触放電方式では、感光体の表面と帯電部材との間の微小空隙を帯電部Ｃと呼ぶ。
【００３１】
本実施例では、接触放電方式で、感光体１１の表面の帯電処理を行う。尚、本実施例では、帯電部材として帯電ローラ１７を用いるので、感光体１１の回転方向において帯電ニップの上下流に微小空隙が存在する。感光体１１の表面の帯電処理は、装置の構成によって、この上下流の微小空隙のうち上流側または下流側のいずれかにおいて主に行われたり、両方で行われたりする。本実施例では、主に上流側の微小空隙で感光体１１の表面の帯電処理が行われるものとする。したがって、本実施例では、特に、この上流側の微小空隙が帯電部Ｃとなる。
【００３２】
尚、詳しくは後述するように、本実施例では、計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで帯電ローラ１７に流れる電流を検知して露光補正を行う。この際、本実施例では、計測用静電潜像が、帯電部Ｃとしての感光体１１の回転方向において帯電ニップの上流側の微小空隙（帯電ギャップ）到達することで帯電ローラ１７に流れる電流値を検知して露光補正を行う。但し、上述のように帯電ローラ１７を感光体１１に接触させるような構成では、帯電ニップの上下流に微小空隙が存在する。そのため、下流側の微小空隙で帯電処理が行われる場合には、計測用静電潜像が帯電ニップを通過した時、すなわち、計測用静電潜像が帯電部Ｃとしての下流側の微小空隙に到達することで帯電ローラ１７に流れる電流値を検知して露光補正を行ってもよい。
【００３３】
現像装置１３は、現像剤であるトナーを担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラを有しており、この現像ローラと感光体１１との対向部である現像部Ｇにおいて静電潜像の現像を行う。また、転写ローラ１２は、感光体１１の表面に接触して転写部（転写ニップ）Ｔを形成する。
【００３４】
また、画像形成部Ｐには、画像情報に従って感光体１１を露光する露光手段としての露光装置１０が設けられている。本実施例では、露光装置１０は、レーザスキャナである。露光装置１０は、感光体１１の回転方向において帯電部Ｃよりも下流側、かつ、現像部Ｇよりも上流側の露光部Ｅで、感光体１１の表面をその長手方向（表面の移動方向と略直交する方向；回転軸線方向）に走査しながら露光する。
【００３５】
さらに、画像形成部Ｐには、定着手段としての定着装置１９、転写材Ｓの供給手段を構成する転写材積載部２１、２２、搬送ローラ２３などが設けられている。
【００３６】
例えば、コピーを行う場合、原稿読み取り部Ｒにおいて、原稿給紙装置１上に積載された原稿が、１枚ずつ順次原稿台ガラス面２上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナユニット４のランプ３が点灯し、かつ、スキャナユニット４が移動して、原稿に光が照射される。原稿からの反射光は、ミラー５、６、７を介してイメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、直接露光装置１０に入力されるか、または一旦画像メモリ（図示せず）に記憶され、再び読み出された後に加工されて、露光装置１０に入力される。
【００３７】
一方、画像形成部Ｐでは、感光体１１の表面が、帯電部Ｃにおいて、帯電ローラ１７により所定のＶＤ電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ１７は、金属製の芯金の外回りに発泡スポンジで形成された弾性層を備える発泡弾性ローラである。図３は、帯電ローラ１７に対する帯電電圧印加系の概略構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、帯電ローラ１７の芯金１７ａには、帯電電圧印加手段としての帯電電源５０が接続されている。感光体１１の帯電処理を行う際には、帯電電源５０から芯金１７ａを介して所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が帯電ローラ１７に印加される。これにより、感光体１１の周面が所定の極性・電位に帯電させられる。本実施例では、帯電電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。すなわち、帯電電源５０は、直流（ＤＣ）電源５１と交流（ＡＣ）電源５２とを有しており、帯電ローラ１７に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する。なお、詳しくは後述するように、帯電電源５０には、感光体１１を介して帯電ローラ１７に流れる直流電流値を測定する電流値測定回路とされる電流検知手段４４が接続されている。
【００３８】
帯電処理された感光体１１上には、露光部Ｅにおいて、露光装置１０が画像情報に従って発生する光が照射される。これによって、感光体１１上に画像情報に従った静電潜像（静電像）が形成される。
【００３９】
感光体１１上に形成された静電潜像は、現像部Ｇにおいて、現像装置１３によって現像剤であるトナーによってトナー像として現像される。本実施例の画像形成装置１００では、反転現像方式が採用されている。すなわち、一様に帯電処理された感光体１１上における、露光によって電荷が減衰させられた露光部に、感光体１１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着させられる。現像動作時に、現像装置１３の現像ローラには、現像電圧印加手段としての現像電源（図示せず）から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像電圧として、直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧が印加される。現像電圧の直流成分の電位（以下、「現像電位」という。）は、感光体１１のＶＤ電位とＶＬ電位との間の電位に設定されている。
【００４０】
また、感光体１１上への静電潜像の形成とタイミングを合わせて、転写材積載部２１または２２から転写部Ｔへと転写材Ｓが搬送される。そして、転写部Ｔにおいて、感光体１１上から転写材Ｓ上へと、トナー像が転写される。
【００４１】
その後、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１９に搬送され、ここで加熱および加圧されることで、その上にトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された転写材Ｓは、排紙部２０から画像形成装置１００の外部に排出される。
【００４２】
また、転写工程後の感光体１１の表面は、クリーナ１４で清掃される。すなわち、転写工程後に感光体１１の表面に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーナ１４において、クリーニング部材としてのクリーニングブレードで回転する感光体１１の表面から掻き取られて回収容器内に回収される。
【００４３】
クリーナ１４で清掃された感光体１１の表面は、帯電ローラ１７によって再び帯電処理され、その後上述の露光、現像、転写の各工程が繰り返されることで、複数枚の転写材Ｓに対して画像形成が行われる。
【００４４】
なお、本実施例では、感光体１１の直径は３０ｍｍであり、感光体１１の長手方向における画像形成可能領域の長さは３００ｍｍである。また、本実施例では、帯電ローラ１７の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向；回転軸線方向）の長さは３２０ｍｍである。また、本実施例では、感光体１１上のＶＤ電位は−５００Ｖに設定されている。したがって、本実施例では、帯電ローラ１７には、帯電電圧として、−５００Ｖの直流電圧（直流成分）と、周波数２ｋＨｚの交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧が印加される。また、本実施例では、現像電位は−３５０Ｖに設定されている。
【００４５】
２．制御態様
図２は、本実施例における後述のＶＬ電位補正制御に関連する画像形成部Ｐの機能ブロックを示す。
【００４６】
画像形成部Ｐには、感光体１１、帯電ローラ１７、半導体レーザ３１、画像信号生成部３２、レーザ駆動制御部３３、補正手段３４、コリメートレンズ３５、回転多面鏡３６、ｆθレンズ３７、ミラー３８が設けられている。また、画像形成部Ｐには、ビームディテクト（以下、「ＢＤ」という。）手段３９、補正値記憶手段４２、補正値算出手段４３、電流検知手段４４、感光体回転位置検知手段４５、潜像位置記憶手段４６、制御部４７、出力枚数カウンタ４８などが設けられている。半導体レーザ３１、コリメートレンズ３５、回転多面鏡３６、ｆθレンズ３７、ミラー３８は、露光装置１０を構成する。また、例えば図２において個別の機能ブロックとして示されている補正手段３４、補正値記憶手段４２、補正値算出手段４３、潜像位置記憶手段４６、制御部４７、出力枚数カウンタ４８の全てまたは一部が、統合された回路として構成されていてもよい。所望により、画像信号生成部３２、レーザ駆動制御部３３、電流検知手段４４の全てまたは一部についても同様である。なお、本実施例では、制御手段としての制御部４７が、図２中の他の機能ブロックを含む画像形成装置１００の全体の動作を統括的に制御する。
【００４７】
まず、画像信号ａと、補正信号ｂとに従って、レーザ駆動制御部３３が、半導体レーザ３１の発光電流ｃの電流値または発光時間を制御する。このときの電流制御方法は、電流の絶対値を制御しても、電流を流す時間を制御しても、その両方でもよい。上記画像信号ａは、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅに同期して、画像信号生成部３２により生成される。また、上記補正信号ｂは、ＢＤ手段３９から出力されるＢＤ信号ｅと感光体回転位置検知手段４５から出力される感光体位置信号ｆに同期して、補正手段３４から出力される。
【００４８】
ここで、補正手段３４から出力される補正信号ｂは、感光体１１の表面の２次元的な位置に対応する補正値であり、補正値記憶手段４２に記憶されている。この補正値は、詳しくは後述する感光体１１の感度ムラを計測する感度ムラ計測モードが行われた際に、補正値算出手段４３によって算出される。詳しくは後述するが、補正値算出手段４３は、露光装置１０によって感光体１１に形成した静電潜像の位置と、その静電潜像が帯電部Ｃに到達した際に電流検知手段４４が検知した電流値に基づき、上記補正値を算出する。
【００４９】
また、感光体回転位置検知手段４５としては、感光体１１に設けられたホームポジション指示手段をホームポジション検知手段によって検知し、その検知タイミングと感光体１１の回転速度とから感光体１１の回転位置を検知するものを用いることができる。ホームポジション検知手段としては、例えば光学センサを用いることができ、この光学センサによって感光体１１に設けられた切り欠きや反射シールなどとされるホームポジション指示手段を検知することができる。
【００５０】
半導体レーザ３１から照射されたレーザ光ｄは、コリメートレンズ３５により平行光にされる。平行光に変換されたレーザ光ｄは、回転多面鏡３６により走査され、ｆθレンズ３７により面倒れなどの光学的な歪みが補正され、ミラー３８により反射されて、感光体１１の表面に照射される。これにより、感光体１１上に静電潜像が形成される。
【００５１】
３．感光体の感度ムラ
画像形成時には、帯電処理された感光体１１上に、露光装置１０が発生する光が照射されて、静電潜像が形成されるが、感光体１１の表面には２次元的な各位置における露光感度ムラが存在することがある。
【００５２】
図４は、感光体１１上を一様なハーフトーン画像（一例として２５６階調のうち１２８レベル）を形成するレーザ光量で露光したときの、感光体１１の周方向（副走査方向）の電位ムラを表すグラフを示す。図４には、感光体１１の長手方向（主走査方向）の任意の５点におけるそれぞれの周方向の電位ムラを表すグラフが示されている。感光体１１の長手方向の各点において、絶対量は違うものの、感光体１１の周方向の電位ムラの分布は同じような形になっている。
【００５３】
図５は、感光体１１上を一様なハーフトーン画像（一例として２５６階調のうち１２８レベル）を形成するレーザ光量で露光したときの、感光体１１の長手方向の電位ムラを表すグラフを示す。図５には、感光体１１の周方向の任意の５点におけるそれぞれの長手方向の電位ムラを表すグラフが示されている。感光体１１の周方向の各点において、絶対量は違うものの、感光体１１の長手方向の電位ムラ分布は同じような形になっている。また、図５に示す感光体１１の長手方向の電位ムラと、図４に示す感光体１１の周方向の電位ムラとを比較すると、長手方向の電位ムラの方が、電位の最大値と最小値との差が大きいことがわかる。
【００５４】
図６は、出力されたハーフトーン画像の画像濃度を模式的に表現したものである。画像濃度が高い部分を濃い色で表現している。
【００５５】
露光感度が高くＶＬ電位の絶対値が低くなるポイントでは、現像電位とのコントラストが大きいため、画像濃度が高くなる。一方、露光感度が低くＶＬ電位の絶対値が高くなるポイントでは、現像電位とのコントラストが小さいため、画像濃度が低くなる。上述のように、感光体１１の長手方向の電位ムラは、感光体１１の周方向の電位ムラと比較して大きい傾向があるため、感光体１１の長手方向の画像濃度差が大きい画像が出力される。
【００５６】
感光体１１の感度ムラの補正は、感光体１１の長手方向、周方向の双方に対して行うことが最も望ましい。しかし、上述のような感光体１１の感度ムラの大きさの傾向から、主に感光体１１の長手方向の感度ムラを補正することが望まれる。本実施例では、感光体１１の長手方向の感度ムラの補正を行う。
【００５７】
４．感度ムラ計測モード
本実施例の画像形成装置１００は、感光体１１の感度ムラを計測する感度ムラ計測モードを備えている。感度ムラ計測モードは、予め設定されたタイミングで行われる。このタイミングは、装置の使用状況や、感光体１１の膜厚などによって自由に設定することができる。例えば多くの画像形成が行われた直後や、小サイズ紙が連続して出力された直後など、感光体１１の面内で感度ムラが大きくなると予想されるタイミングで行われることが望ましい。本実施例では、感度ムラ計測モードは、毎電源投入時および前回の感度ムラ計測モードからの累積出力枚数が１０００枚を越えたときのジョブ（一の画像形成開始指示による単数または複数の転写材への一連の画像形成動作）終了時に行われる。
【００５８】
次に、図７および図８のフローチャートを参照して、感度ムラ計測モードについて説明する。
【００５９】
図７に示すように、コピー、プリントなどのジョブが開始されて画像出力が行われ（Ｓ１０１）、当該ジョブが終了する（Ｓ１０２）と、制御部４７は出力枚数カウンタ４８から出力枚数情報を読み取る（Ｓ１０３）。そして、制御部４７は、累積出力枚数が１０００枚以上であるか否かを判断し（Ｓ１０４）、累積出力枚数が１０００枚以上であった場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）には、感度ムラ計測モード（図８）を開始する（Ｓ１０５）。制御部４７は、感度ムラ計測モードを実行すると、出力枚数カウンタ４８をリセットする（Ｓ１０６）。一方、制御部４７は、累積出力枚数が１０００枚に満たない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）には、感度ムラ計測モードを開始せずに、画像形成装置の動作を停止する。なお、本実施例では、制御部４７は、画像形成装置１００の電源投入時には必ず感度ムラ計測モード（図８）を開始する。
【００６０】
図８を参照して、制御部４７は、感度ムラ計測モードを開始すると、通常の画像形成時と同様に、感光体１１を回転駆動させて、その表面を帯電ローラ１７により帯電させる（Ｓ２０１）。
【００６１】
次に、制御部４７は、露光装置１０に、一様に帯電した感光体１１上に、感光体１１の感度ムラを計測するための計測用静電潜像（以下「潜像パターン」という。）を形成させる（Ｓ２０２）。本実施例では、図９に示すように、感光体１１の長手方向に所定の幅を有し、周方向に所定の長さを有する複数の帯状の潜像パターンを形成する。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅を有し、周方向に５０ｍｍの長さを有する潜像パターンを、感光体１１の周方向でオーバーラップしないように、感光体１１の回転に伴い感光体１１の長手方向の一方の端部側から他方の端部側に向けて６個形成する。これにより、感光体１１の長手方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができる。本実施例では、潜像パターンは、ハーフトーン画像（一例として２５６段階のうち１２８レベル）の画像を形成する場合のレーザ光量で一様に露光することで形成する。すなわち、計測用静電潜像を形成するときの露光手段による感光体の露光量は一定である。この潜像パターンの情報は、画像信号生成部３２に予め設定されており、レーザ駆動制御部３３が、画像信号生成部３２からのこの情報に従って露光装置１０を駆動することで、潜像パターンが形成される。このとき、レーザ駆動制御部３３には、補正手段３４から補正信号は入力されない。また、潜像パターンを形成する際に、同時に、感光体回転位置検知手段４５が感光体１１の周方向の位置を検知する（Ｓ２０２）。
【００６２】
なお、以下の説明では、最初に潜像パターンが形成される感光体１１の長手方向の一方の端部側を「手前側」ともいう。そして、感光体１１の長手方向の他方の端部側を、「奥側」ともいう。
【００６３】
次に、制御部４７は、感光体１１の表面における潜像パターンの２次元的な潜像位置情報を算出し、算出した潜像位置情報を潜像位置記憶手段４６に記憶させる（Ｓ２０３）。制御部４７は、感光体回転位置検知手段４５によって検知された潜像パターンの感光体１１の周方向の位置と、画像信号生成部３２に予め設定されている情報からわかる潜像パターンの感光体１１の長手方向の位置とから、潜像位置情報を算出する。
【００６４】
ここで、感度ムラ計測モードが行われている際には、帯電ローラ１７および露光装置１０以外で、感光体１１の電位に影響する要素（本実施例では、転写ローラ１２）の動作は行われない。したがって、上述のようにして形成された感光体１１上の潜像パターンの電位は、そのまま感光体１１に保持され、感光体１１の回転に伴って再び帯電部Ｃに到達する。
【００６５】
図１０は、潜像パターンＡが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係および帯電部Ｃでの感光体１１の表面電位を模式的に示す。同様に、図１１は、他の潜像パターンＢが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係および帯電部Ｃでの感光体１１の表面電位を模式的に示す。感光体１１の長手方向の位置は、感光体１１の長手方向における画像形成可能領域の手前側の端部の位置を０ｍｍとし、奥側の端部の位置を３００ｍｍとして示す。図１０および図１１に示すように、帯電部Ｃにおいて、各潜像パターンＡ、Ｂの電位は、それぞれの位置における感光体１１の露光感度に応じたＶＬ電位になっている。
【００６６】
図８を再び参照して、制御部４７は、感光体回転位置検知手段４５の検知結果により、各潜像パターンが帯電部Ｃに到達したことを検知する（Ｓ２０４）。各潜像パターンが帯電部Ｃに到達すると、それぞれの潜像パターンのＶＬ電位に応じた電荷が、帯電ローラ１７から感光体１１に向けて移動し、その位置の感光体１１の表面電位の絶対値は再び一様にＶＤ電位まで上昇する。このとき移動した電荷は、帯電ローラ１７と電気的に接続された電流検知手段４４によって、直流電流として検知される（Ｓ２０５）。
【００６７】
ここで、図１２は、露光量を変更しながら感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅を有する潜像パターンを形成し、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差と、そのときに電流検知手段４４に流れる電流との関係を求めたものである。ここで、ＶＬ電位は、電位センサを用いて実験的に求めた。なお、潜像パターンを形成する際の露光量を変更する他は、本実施例の画像形成装置１００における感度ムラ計測モードに係る設定と実質的に同一とした。当然ながら、この関係は潜像パターンの幅によっても変化し、幅が広いほど電流値が大きくなる関係にあるが、ここでは、本実施例と同等の５０ｍｍの幅で潜像パターンを形成した。
【００６８】
図１２に示すように、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差と、電流検知手段４４で検知される直流電流との関係は、比例の関係にある。本実施例の設定では、電位差１００Ｖあたり０．３μＡの直流電流が流れることが判明した。このように、ＶＤ電位と潜像パターンのＶＬ電位との電位差は、帯電ローラ１７に流れる直流電流の値で表現することができる。
【００６９】
図８に戻ると、本実施例では、補正値算出手段４３が、予め設定されている図１２の関係を用いることにより、電流検知手段４４によって検知された直流電流値から、各潜像パターンについてのＶＤ電位とＶＬ電位との電位差を求める（Ｓ２０６）。
【００７０】
一方、前述のようにして潜像位置記憶手段４６に記憶されている潜像位置情報から、各潜像パターンの位置を検出することが可能である。したがって、本実施例では、補正値算出手段４３が、上述のようにして求めた電位差と、感光体１１の表面における潜像パターンの２次元的な位置との関係を算出する（Ｓ２０７）。
【００７１】
具体的には、図１３（ａ）に示すように、例えば、前述の潜像パターンＡが帯電部Ｃに到達した際（図１０）には０．７５μＡの直流電流が流れ、前述の潜像パターンＢが帯電部Ｃに到達した際（図１１）には０．６μＡの直流電流が流れていた。この場合、図１２の関係から、潜像パターンＡにおけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差は２５０Ｖ程度であり、潜像パターンＢにおけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差は２００Ｖ程度であることがわかる。算出されたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から求めたＶＬ電位を、図１３（ｂ）に実線で示す。
【００７２】
ここで、実験的に電位センサを用いて求めた潜像パターンＡ、Ｂの実際のＶＬ電位は、図１３（ｂ）に破線で示す通りであり、本実施例の方法により精度良くＶＤ電位とＶＬ電位との電位差（或いはＶＬ電位）を求め得ることがわかる。
【００７３】
図８に戻って、補正値算出手段４３は、上述のようにして求めたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差の分布から、画像形成時に補正手段３４がレーザ駆動制御部３３に入力する露光信号の補正値（補正信号）に変換する（Ｓ２０８）。具体的には、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向における各潜像パターンの位置に対応する各領域毎に、求めたＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から、露光信号の補正値を算出する。そして、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向の位置に対応させて、露光信号の補正値を補正値記憶手段４２に記憶させる（Ｓ２０９）。本実施例では、感光体１１の長手方向に６個の潜像パターンを形成し、感光体１１の長手方向の全域にわたる感度ムラを計測した。したがって、本実施例では、感光体１１の長手方向における各潜像パターンの位置に対応して、感光体１１の長手方向に６分割された領域毎に、露光信号の補正値が算出されて記憶される。以上により、計測モードが終了する。
【００７４】
５．ＶＬ電位の補正
画像形成時には、補正値記憶手段４２に記憶した補正値に基づいて、露光信号の補正を行う。具体的には、補正値記憶手段４２に記憶されている補正値（補正信号）ｂを用いて、補正手段３４がレーザ駆動制御部３３から出力されるレーザ３１の発光電流ｃを補正する。
【００７５】
本実施例では、最も露光感度が低く、ＶＬ電位の絶対値が最も高くなる位置にＶＬ電位をあわせるべく、その位置以外の露光量を低下させる。このＶＬ電位を合わせるために露光量を低下させる方法自体は、従来公知の方法など任意の方法を採用することができる（図２１参照）。具体的には、感度ムラ計測モードにおいて、補正値算出手段４３は、感光体１１の長手方向において最もＶＬ電位の絶対値が高い（すなわち、ＶＤ電位とＶＬ電位との電位差が最も大きい）位置を検知する。ここでは、図１３（ｂ）に示すように、感光体１１の長手方向の位置で２００ｍｍ〜２５０ｍｍの領域のＶＬ電位の絶対値が最も高いことが検知される。この場合、図１４に示すように、補正値算出手段４３は、当該ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域については、露光信号の補正を行わないように補正値を設定する。一方、当該ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域以外の領域については、同じ階調レベルのＶＬ電位が上記ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域のものと略等しくなるように、露光量を低下させる補正値を設定する。例えば、潜像パターンの階調レベルにおいてＶＬ電位を上記ＶＬ電位の絶対値が最も高い領域のものと同じにするのに必要な露光量の低減割合で、他の階調レベルにおける露光量も低減させることができる。
【００７６】
そして、画像形成時には、補正値記憶手段４２に記憶されているこの補正値（補正信号）ｂを用いて、補正手段３４がレーザ駆動制御部３３から出力されるレーザ３１の発光電流ｃを補正する。
【００７７】
このように、本実施例では、感光体１１の長手方向の複数位置に形成された潜像パターンが帯電部Ｃに達したときに帯電ローラ１７に流れる直流電流に基づいて露光電位の分布を検知する。そして、検知された露光電位のムラを打ち消すように露光量を補正する。
【００７８】
ここで、本実施例では、レーザ光量の最大値の制御として、半導体レーザ３１の発光電流ｃの発光時間を制御しているが、発光電流ｃの電流値を制御して、露光量の補正を行ってもよい。
【００７９】
本実施例に従って露光量の補正を行った状態で、実際にハーフトーン画像（一例として２５６階調の１２８レベル）を出力すると、図１５に模式的に示すような画像が得られる。このように、補正を行わないときに出力した画像（図６）と比較すると、ＶＬ電位ムラに起因する濃度ムラが改善され、良好な画質を得ることができる。
【００８０】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、回転可能な感光体１１と、電圧が印加されることで帯電部Ｃにおいて感光体１１の表面を帯電させる帯電手段１７と、を有する。また、画像形成装置１００は、帯電手段１７によって帯電させられた感光体１１を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段１０と、帯電手段１７に流れる直流電流を検知する電流検知手段４４と、制御手段４７と、を有する。そして、本実施例では、制御手段４７は、回転する感光体上に、感光体１１の回転軸線方向における位置を段階的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像（潜像パターン）を形成させる。また、制御手段４７は、この計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する。また、本実施例の画像形成装置１００は、計測された露光感度の分布に応じて、画像出力時の露光手段１０の露光量を補正する補正手段３４を有する。
【００８１】
以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラを検知することができる。すなわち、本実施例によれば、感光体１１の電位を測定する電位センサを有しない簡易な構成であっても、感光体１１の感度ムラによる明部電位ムラを良好に検知することができる。そして、この明部電位ムラを、露光量を調整することによって補正することができる。したがって、感光体１１の個体差による感度のばらつきや劣化後の感度ばらつきにも対応することが可能となる。特に、本実施例では、より顕著に現れることの多い感光体１１の長手方向のＶＬ電位ムラの発生を抑制して、高品質の画像を出力することができる。
【００８２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８３】
本実施例では、感度ムラ計測モードで用いる潜像パターンが実施例１と異なる。
【００８４】
本実施例では、感度ムラ計測モードにおいて、図１６（ａ）に示すような帯状の潜像パターンが形成される。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅の露光領域を、感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて徐々に中心位置を移動させていくことで、連続する帯状の潜像パターンを形成する。これにより、感光体１１の長手方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができる。すなわち、本実施例では、制御手段４７は、回転する感光体上に、感光体１１の回転軸線方向における位置を連続的に変化させて帯電部Ｃに到達する、感光体１１の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像（潜像パターン）を形成させる。
【００８５】
図１６（ｂ）は、潜像パターンが帯電部Ｃに到達した時点における、感光体１１の表面の潜像パターンの位置と帯電ローラ１７の位置との関係を模式的に示す。
【００８６】
実施例１と同様の方法で算出した感光体１１の長手方向の各位置におけるＶＤ電位とＶＬ電位との電位差から、感光体１１の長手方向の各位置に対するＶＬ電位を求めると、図１７に示すようになる。
【００８７】
実施例１では感光体１１の長手方向の複数の領域に対して、段階的に感光体１１の感度ムラを求めていた。これに対して、本実施例では、連続する帯状の潜像パターンを用いることで、感光体１１の長手方向において連続的に感光体１１の感度ムラを求めることができる。すなわち、感光体１１の長手方向におけるＶＬ電位ムラをより精度良く求めることができる。そして、感光体１１の長手方向において連続的に変化する感度ムラの情報に基づいて、感光体１１の長手方向の各位置に対して連続的に変化する露光量の補正値を求めることができる。したがって、このようにして求めた露光量の補正値を用いることで、より精度よく、感光体の露光感度ムラによる明部電位ムラの発生を抑制することができる。
【００８８】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８９】
本実施例では、感度ムラ計測モードで用いる潜像パターンが実施例１、２と異なる。
【００９０】
本実施例では、感度ムラ計測モードにおいて、実施例２と同様の、図１８（ａ）に示すような帯状の潜像パターンが形成される。具体的には、感光体１１の長手方向に５０ｍｍの幅の露光領域を、感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて徐々に中心位置を移動させていくことで、連続する帯状の潜像パターンを形成していく。
【００９１】
ここで、実施例２では、感光体１１の長手方向における手前側から奥側に向けて１回だけ潜像パターンを形成した。これに対し、本実施例では、図１８（ｂ）に示すように上述のような潜像パターンを感光体１１の長手方向の手前側から奥側に向けて複数回形成する。潜像パターンの感光体１１の長手方向における幅５０ｍｍの範囲は常に１箇所のみが帯電部Ｃに到達するようにする。
【００９２】
これにより、図１９に示すように、感光体１１の長手方向の全域だけでなく周方向の略全域にも、潜像パターンを形成することができる。そのため、感光体１１の長手方向および周方向の２次元的な各位置におけるＶＬ電位を求めることができる。図１９に示す例では、複数回数形成する帯状の潜像パターン間に間隙があるが、当該間隙は設けられていなくてもよい。その場合、感光体１１の周方向の全域にわたって潜像パターンを形成することができ、より詳しく感光体１１の長手方向および周方向の２次元的な各位置におけるＶＬ電位を求めることができる。
【００９３】
このように、本実施例では、感光体１１の回転軸線方向の同一位置において、感光体１１の周方向の異なる位置に形成された計測用静電潜像（潜像パターン）が複数回にわたり帯電部Ｃに到達するように、感光体上に計測用静電潜像を形成する。そして、この計測用静電潜像が帯電部Ｃに到達することで電流検知手段４４によって検知された直流電流の値から、感光体１１の回転軸線方向および周方向における露光感度の分布に係る情報を計測する。
【００９４】
実施例１、２で感光体１１の長手方向について行った露光補正と同様の露光補正を、感光体１１の周方向にも行い（即ち、感光体１１の面内の略全域の２次元的な各位置について行い）、実際にハーフトーン画像（一例として２５６階調の１２８レベル）を出力する。すると、図２０に模式的に示すような画像が得られる。このように、補正を行わないときに出力した画像（図６）や、長手方向のみ補正を行って出力した画像（図１５）と比較すると、ＶＬ電位ムラに起因する濃度ムラが大幅に改善され、良好な画質を得ることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 露光装置
１１ 感光体
１７ 帯電ローラ
３３ レーザ駆動制御部
３４ 補正手段
４２ 補正値記憶手段
４３ 補正値算出手段
４４ 電流検知手段
４５ 感光体回転位置検知手段
４６ 潜像位置記憶手段
４７ 制御部（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
電圧が印加されることで帯電部において前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電させられた前記感光体を露光して前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
回転する前記感光体上に、前記感光体の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させて前記帯電部に到達する、前記感光体の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記感光体の回転軸線方向の同一位置において、前記感光体の周方向の異なる位置に形成された前記計測用静電潜像が複数回にわたり前記帯電部に到達するように、前記感光体上に前記計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向および周方向における露光感度の分布に係る情報を計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記計測された露光感度の分布に応じて、画像出力時の前記露光手段の露光量を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記計測用静電潜像を形成するときの前記露光手段による前記感光体の露光量は一定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転可能な感光体と、
電圧が印加されることで帯電部において前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電させられた前記感光体を露光して前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記帯電手段に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
回転する前記感光体上に、前記感光体の回転軸線方向における位置を段階的にまたは連続的に変化させて前記帯電部に到達する、前記感光体の回転軸線方向に所定の幅を有する計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向における露光感度の分布に係る情報を計測する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記感光体の回転軸線方向の同一位置において、前記感光体の周方向の異なる位置に形成された前記計測用静電潜像が複数回にわたり前記帯電部に到達するように、前記感光体上に前記計測用静電潜像を形成させ、前記計測用静電潜像が前記帯電部に到達することで前記電流検知手段によって検知された直流電流の値から、前記感光体の回転軸線方向および周方向における露光感度の分布に係る情報を計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記計測された露光感度の分布に応じて、画像出力時の前記露光手段の露光量を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記計測用静電潜像を形成するときの前記露光手段による前記感光体の露光量は一定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図６】
【図１５】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図６】
【図１５】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１３３０５２（Ｐ２０１２−１３３０５２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３８６３（Ｐ２０１０−２８３８６３）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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