JP2005077578A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体を一様に帯電させ、主走査方向に露光走査した際の電位変化量を検出して、感光体の所定ライン上の電位プロファイルを求める形態において、露光した際にドラム軸に流れる電流を測定することでコストアップすることなく、表面電位プロファイルを得ることができる。
【解決手段】 感光体と、感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して潜像形成する画像露光手段と、潜像形成された画像を所定の現像剤で可視画像に現像する現像手段と、現像された可視画像を感光体から転写材に転写する転写手段とを備え、前記露光の際に、感光体ドラム軸に流れる電流を検出測定するための電流測定手段を有し、前記電流測定手段を用いることで前記感光体の表面電位プロファイルを得ることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

この発明は、感光体の表面に光ビームを露光走査して静電潜像を形成した後、この静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置に用いられる感光体（感光ドラム）は製法上すべての位置において感度を均一にすることが難しく、感光体の面内での感度ムラが発生している。カラー複写機などでは、複数色の画像を重ね合わせて所望の発色を行うため、同一レベルに帯電／露光することが必要である。しかし感光体ドラムの感度ムラによって、制御上同一に帯電した感光体面内のここのポイントでは帯電レベルが異なり、これにより画像の色味ムラ、濃度ムラを発生させてしまっていた。そのため、感光体面内の感度ムラを測定する技術が必要となってきている。

従来の感光体面内の感度ムラの測定方式としては、静電容量型の電位センサを主走査方向に配列したり、移動させて測定したりして行う方法が考えられている。図４ａに従来の電位センサの構成を表す図を示す。４０１は音叉と呼ばれる部分であり、圧電素子等の振動により、開口部を広げたり縮めたりするような発振動作を行う。４０２は電極であり、この電極４０２は感光体と対向し、近接して配置される。図４ｂに示すようにこの電極４０２と帯電された感光体との間の電界を音叉４０１の発振周期Ｔで遮ったり、通過させたりすることによって、電極４０２と感光体の電位差に応じた正弦電圧が電極４０２に発生する。この電極４０２と感光体の電位差が０になれば、電極４０２と感光体との間には電界が発生せず、正弦電圧が出力されないことから、電極４０２の電位を変化させて、正弦波出力が０レベルになるポイントを探せば、その時の電極４０２の電位がドラム電位となる。これによりドラム電位を検出することが可能となる。しかしながら、静電容量型のセンサは指向性がなく、広範囲の平均的な電位を測ることしかできない、音叉等のメカニカルなアクチュエータが必要なため小サイズ化が難しく主走査方向にきめ細かく配列することができない、音叉の発振周期や、検出系回路の応答性測定に時間がかかるなどの問題点が挙げられていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０６−２６５５８８号公報

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、感光体ドラムの表面を一様に帯電させ、主走査方向に露光走査した際の電位変化量を検出して、感光体ドラムの所定ライン上の電位プロファイルを求める形態において、露光した際にドラム軸に流れる電流を測定することで、外部に電位センサなどの特別な装置を用いる必要がないので、コストアップすることなく感光体ドラムの表面電位プロファイルを得ることができ、外部にセンサを取り付けていないので、トナーによるセンサの汚れが問題になることがない画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）感光体と、感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して潜像形成する画像露光手段と、潜像形成された画像を所定の現像剤で可視画像に現像する現像手段と、現像された可視画像を感光体から転写材に転写する転写手段とを備え、
前記露光の際に、感光体ドラム軸に流れる電流を検出測定するための電流測定手段を有し、前記電流測定手段を用いることで前記感光体の表面電位プロファイルを得ることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記（１）に記載の画像形成装置において、主走査方向の測定を複数回行うことで感光体の表面電位プロファイル測定を行うことを特徴とする画像形成装置。

（３）前記（１）に記載の画像形成装置において、感光体ドラムを回転させながら測定することで感光体ドラムの副走査方向の表面電位プロファイル測定を行うことを特徴とする画像形成装置。

感光体ドラムの表面を一様に帯電させ、主走査方向に露光走査した際の電位変化量を検出して、感光体ドラムの所定ライン上の電位プロファイルを求める形態において、露光した際にドラム軸に流れる電流を測定することで、外部に電位センサなどの特別な装置を用いる必要がないので、コストアップすることなく感光体ドラムの表面電位プロファイルを得ることができる。

また、外部にセンサを取り付けていないので、トナーによるセンサの汚れが問題になることがない。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

画像形成装置の概略図を図１に示す。図１において、１０１は原稿載置台としての原稿台ガラスで、１０２は原稿照明ランプで走査ミラー１０３とともにスキャナを構成している。不図示のモータによりスキャナが所定方向に往復走査されて原稿の反射光を走査ミラー１０３〜１０５を介してレンズ１０７を透過してＣＣＤセンサ１０８に結像する。

１１７はレーザーで、イメージセンサ部１０６で電気信号に変換され画像制御部１３９で所定の画像処理が行われた画像信号に基づいて変調されたレーザー光を感光体ドラム１１０に照射する。

感光体ドラム１１０の回りには１次帯電器１１３、現像機１１８、転写帯電器１２７、分離帯電器１２８、クリーニング装置１１１、前露光ランプ１１２が装備されている。画像形成部１００において、感光体ドラム１１０は不図示のモータにより回転しており、１次帯電器１１３により所望の電位に帯電された後、画像制御部１３９からの画像データに応じてレーザー１１７からレーザー光が照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１１０上に形成された静電潜像は、現像器１１８により現像されてトナー像として可視化される。一方、上段カセット１２２あるいは下段カセット１２４からピックアップローラ１２３、１２５により給紙された転写紙は、給紙ローラ１３８により本体に送られ、レジストローラ１２６により転写ベルトに給送され、可視化されたトナー像が転写帯電器１２７により転写紙に転写される。転写後の感光体ドラム１１０は、クリーナー装置１１１により残留トナーが清掃され、前露光ランプ１１２により残留電荷が消去される。

搬送ベルト１２９により、定着器１３０に送られた転写後の転写紙は定着器１３０により加圧、加熱により定着され、排出ローラ１３１により本体の外に排出される。

図６に本実施例の構成を表すブロック図を示す。図６において、６０１は高圧出力制御部であり、帯電、現像、転写等の高圧出力の制御を行う。６０２は駆動制御部であり、転写紙搬送や、感光体ドラム１１０の駆動を行うモータ等のアクチュエータの動作を制御する。６０３は定着制御部であり定着器１３０の温度を所定温度に保つようヒータの制御を行う。６０４は図１で述べられている画像制御部である。これらの制御部はＣＰＵ６０５により、ＲＯＭ６０６に格納された制御プログラムにしたがって動作を制御される。６１０はドラム電流測定手段であり、図２、図３を用いてドラム電流測定の原理を説明する。

図２は、レーザー光により感光体ドラム１１０が露光されたときの模式図である。ここでは感光体ドラム１１０の表面が負に帯電された場合の例を示すが、正に帯電された場合も同様である。１次帯電器１１３により一様に帯電された感光体ドラム１１０にレーザー光を照射すると、感光層において電子と正孔が生成される。前記正孔は感光層の表面まで移動し、表面の電子と結合する。このようにして表面の電子が結合するため、感光体ドラム１１０表面において、レーザー光が照射された部分の電位は変化する。一方、前記感光層において生成された電子は、逆にドラム軸１ａ側に移動し、ドラム軸１ａに電流が流れる。つまり、感光体ドラム１１０の表面電位の変化量と、ドラム軸に流れる電流量は関連している。

図３の電流測定手段１ｂはドラム軸１ａに流れる電流を測定するものである。前記電流測定手段を用いることにより、感光体ドラム１１０の表面電位を得ることができる。本実施例の前記電流測定において、主走査方向の表面電位プロファイルを得る際の制御の一例を図５、図７を用いて詳細に説明する。

まず、電源投入後に５０１においてＣＰＵ６０５により、プロファイル測定を行うか否かの判断が下される。そこでプロファイル測定が開始されると、ＣＰＵ６０５は感光体ドラム１１０を駆動させ、１次帯電器１１３によって所定電位に一様に帯電するように制御を行う（５０２）。次に、一定のレーザーパワーで露光する（５０３）。このとき図２で説明した電流が流れ、その電流をドラム電流測定手段６１０で測定する。測定した電流値は電流／電圧変換回路６０９で電圧レベルに変えられ、さらにＡＤ変換部６０８でデジタル値に変換される。このＡＤ変換のタイミングは図７で示すようにレーザー点灯ＣＬＫの周期の中心など、所定のタイミングで行えばよい。ＡＤ変換された電位データは次の点灯が行われる前、つまりレーザー点灯ＣＬＫ周期以内にＣＰＵ６０５に読み取られ、ＲＡＭ６０７に格納され、主走査のｎ＝１の電位プロファイルのサンプリングを行うことができる。ｎ＝１のサンプリングが終了すると、次のＣＬＫに応じてｎ＝２のサンプリングを行う。これを１からｎまで繰り返して行うことにより、レーザーの照射スポットに応じた分解能で感光体ドラム１１０の主走査方向の電位プロファイルを測定することが可能となる。なおｎはレーザー点灯ＣＬＫの１ライン分のクロック数である。１からｎまでのサンプリングが終了すると、次の主走査ラインｍ＝２のサンプリングを開始する。所定数ｍは感光体ドラム一回転の時間を主走査の位置ラインの測定時間で割った数となる。副走査の分解能は主走査の１ラインの測定が終了する間に感光体ドラム１１０が回転移動する量となるため、主走査１ラインの測定時間を短くする、つまり点灯・サンプリングの周期を早く行うか、感光体ドラム１１０を駆動するモータ（図示しない）の回転数を遅くして、他印に時間あたりの回転量を小さくしてやればよい。ｎポイント×ｍラインの測定が終了すると（５０５）、ｎ×ｍ個のデータがＲＡＭ６０７に保存される（５０６）。以上の測定により感光体ドラム１１０表面全体の電位プロファイルが得られ、測定終了後通常の画像を形成するモードに移る（５０７）。
［他の実施例］
実施例１において、露光手段はレーザーではなく、０〜Ｎのセグメントに分けられたＬＥＤ発光部を持つＬＥＤアレイを順次点灯させる構成でも同様の効果が得られる。

本発明の実施例における画像形成装置の構成図 本発明の実施例におけるレーザー露光の際の模式図 本発明の実施例における電流測定手段の構成図 （ａ），（ｂ）従来の電位測定センサの構成と動作原理を表す図 本実施例におけるドラム軸電流測定のフローチャート 本発明の電位プロファイル測定部の構成を示すブロック図 本発明の電位プロファイル測定時のタイミングチャート

符号の説明

１ａ ドラム軸
１ｂ 電流測定手段
１００ 画像形成部
１０１ 原稿台ガラス
１０２ 原稿照明
１０３〜１０５ ランプ走査ミラー
１０６ イメージセンサ部
１０７ レンズ
１０８ ＣＣＤセンサ
１１０ 感光体ドラム
１１１ クリーニング装置
１１２ 前露光ランプ
１１３ １次帯電器
１１７ レーザー
１１８ 現像機
１２２ 上段カセット
１２３、１２５ ピックアップローラ
１２４ 下段カセット
１２６ レジストローラ
１２７ 転写帯電器
１２８ 分離帯電器
１２９ 搬送ベルト
１３０ 定着器
１３１ 排出ローラ
１３８ 給紙ローラ
１３９ 画像制御部
４０１ 音叉
４０２ 電極
６０１ 高圧出力制御部
６０２ 駆動制御部
６０３ 定着制御部
６０４ 画像制御部
６０５ ＣＰＵ
６０６ ＲＯＭ
６０７ ＲＡＭ
６０８ ＡＤ変換部
６０９ 電流／電圧変換回路
６１０ ドラム電流測定手段

Claims (3)

1. 感光体と、感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して潜像形成する画像露光手段と、潜像形成された画像を所定の現像剤で可視画像に現像する現像手段と、現像された可視画像を感光体から転写材に転写する転写手段とを備え、
   前記露光の際に、感光体ドラム軸に流れる電流を検出測定するための電流測定手段を有し、前記電流測定手段を用いることで前記感光体の表面電位プロファイルを得ることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、主走査方向の測定を複数回行うことで感光体の表面電位プロファイル測定を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、感光体ドラムを回転させながら測定することで感光体ドラムの副走査方向の表面電位プロファイル測定を行うことを特徴とする画像形成装置。

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