JP2005173123A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a potential profile measuring apparatus of a new method realizing both high resolution and high speed for measuring absolute potential profile of a photoreceptor. <P>SOLUTION: Accuracy is improved of a sensor obtaining a profile of surface potential of a photoreceptor 2 from induction current generated in a transparent electrode 1 according to a variation in the surface potential of the drum 2 when the photoreceptor 2 is uniformly electrified and exposure scanning is carried out through the transparent electrode 1. 1 indicates the transparent electrode, 2 indicates the photoreceptor drum, 3 indicates a primary high voltage power source, 4 indicates a primary electrifier, 15 indicates detection laser radiation unit, 16 indicates an amplifier, 17 indicates a CPU, 18 indicates an A/D converter and 19 indicates a position sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真法を用いて画像を形成する複写機、プリンター等の画像形成装置に関し、特に感光体の表面電位プロファイルを測定するための装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms an image using electrophotography, and more particularly to an apparatus for measuring a surface potential profile of a photoreceptor.

電子写真装置の感光体などの表面電位プロファイルを非接触で測定する表面電位計としては、いわゆるチョッパー方式の電位計と容量変動方式の電位計、所謂電位センサーが主に知られている。特に、ここではチョッパー式の電位センサーについて述べる。チョッパー方式の電位計は、測定対象物と測定電極の間に導電性の振動物体を配置し、この振動物体による測定電極への電気力線の入射量を増減させて測定対象物の電界強度を測定するものであり、また容量変動方式の電位計は、測定電極自体を物理的に振動させ、測定対象物体とこの測定電極の間の電界分布を変化させて電界強度を測定するものであり、両方式とも信号受信処理に関しては同様の内容となっている。   As the surface potential meter for measuring the surface potential profile of a photoconductor of an electrophotographic apparatus in a non-contact manner, a so-called chopper type electrometer, a capacitance variation type electrometer, a so-called potential sensor are mainly known. In particular, a chopper-type potential sensor will be described here. A chopper-type electrometer measures the electric field strength of a measurement object by placing a conductive vibrating object between the measurement object and the measurement electrode, and increasing or decreasing the amount of electric field lines incident on the measurement electrode by the vibration object. The capacitance variation type electrometer measures the electric field strength by physically vibrating the measurement electrode itself and changing the electric field distribution between the measurement object and the measurement electrode. Both types have the same contents regarding signal reception processing.

図6はチョッパー方式の表面電位計の概略構成を示す図である。同図において、1は測定対象物8からの電気力線を受ける測定電極、2はその測定対象物8から測定電極1へ入射する電気力線をA方向に振動してチョッピングする音叉型振動子、3は測定電極1に誘起される微小交流信号をインピーダンス変換して増幅するための増幅素子、4は音叉型振動子2に振動を与える圧電素子である。また、5は回路基板、6は圧電素子4への駆動信号、測定電極1からの受信信号、及び電源を入出力するための接続コネクタ、7は測定対象物8から測定電極1へB方向に入射する電気力線、9は上記の回路基板5を収納するシールドケースである。   FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a chopper-type surface electrometer. In the figure, reference numeral 1 is a measurement electrode that receives electric lines of force from the measurement object 8, and 2 is a tuning fork vibrator that vibrates and chops electric lines of force incident on the measurement electrode 1 from the measurement object 8 in the A direction. Reference numeral 3 denotes an amplifying element for amplifying the minute alternating current signal induced in the measurement electrode 1 by impedance conversion, and 4 denotes a piezoelectric element for applying vibration to the tuning fork vibrator 2. In addition, 5 is a circuit board, 6 is a drive signal to the piezoelectric element 4, a received signal from the measurement electrode 1, and a connector for inputting / outputting a power source, and 7 is a measurement object 8 to the measurement electrode 1 in the B direction. An incident electric field line 9 is a shield case for housing the circuit board 5.

図7は上記回路基板5上に構成されたインピーダンス変換回路の概略を示す図である。ここでは、入力側の抵抗11を例えば100MΩとして増幅素子3にFETを用いたソースフォロワ回路によりインピーダンス変換を行っている。また、出力側の抵抗12,13は、例えばそれぞれ100Ω、20KΩとしている。なお、これらの抵抗等の部品は回路基板5上に印刷されるかあるいはディスクリートチップ部品で半田付けされた構成となっている。   FIG. 7 is a diagram showing an outline of an impedance conversion circuit configured on the circuit board 5. Here, impedance conversion is performed by a source follower circuit in which the input side resistor 11 is set to 100 MΩ, for example, and an FET is used as the amplifying element 3. Further, the resistors 12 and 13 on the output side are, for example, 100Ω and 20KΩ, respectively. These components such as resistors are printed on the circuit board 5 or soldered with discrete chip components.

また図8は上記構成の電位計の外形を示す斜視図である。図示のように、回路基板5はシールドケース9に収容されており、またケース側面にはコネクタ6が配置され、前面には測定用の小窓(開口部)が設けられている。   FIG. 8 is a perspective view showing the outer shape of the electrometer having the above configuration. As shown in the figure, the circuit board 5 is housed in a shield case 9, a connector 6 is disposed on the side of the case, and a small window (opening) for measurement is provided on the front.

次に、上記構成の電位計の動作について説明する。まず、外部から供給される圧電素子駆動信号により圧電素子4及び音叉型振動子2が共鳴状態となり、機械振動が生じる。その結果測定対象物8からシールドケース9の測定窓を通過して測定電極1に入射する電気力線の量がその音叉型振動子2の振動に合わせて増減する。これにより、測定電極1と図3に示す入力側の抵抗10に微弱な交流誘導電流が発生し、これが電圧信号として増幅素子3であるFETのゲートに印加される。このとき、FET回路は上述のようにソースフォロワ回路となっているので、増幅度1のインピーダンス変換が行われ、FETのソースより電圧信号が出力される。そして、この信号がコネクタ6を介して外部の信号処理回路(図示せず)に転送され、その後の処理が行われ、測定対象物8の表面電位が検出される。   Next, the operation of the electrometer having the above configuration will be described. First, the piezoelectric element 4 and the tuning fork type vibrator 2 are brought into a resonance state by a piezoelectric element driving signal supplied from the outside, and mechanical vibration is generated. As a result, the amount of electric lines of force that pass from the measurement object 8 through the measurement window of the shield case 9 and enter the measurement electrode 1 increases or decreases in accordance with the vibration of the tuning fork vibrator 2. Thereby, a weak AC induced current is generated in the measurement electrode 1 and the input-side resistor 10 shown in FIG. 3, and this is applied as a voltage signal to the gate of the FET which is the amplifying element 3. At this time, since the FET circuit is a source follower circuit as described above, impedance conversion with an amplification factor of 1 is performed and a voltage signal is output from the source of the FET. Then, this signal is transferred to an external signal processing circuit (not shown) via the connector 6, and the subsequent processing is performed to detect the surface potential of the measurement object 8.

また、図9に、この電位センサーを用いた画像形成装置の内部構造について、画像形成プロセスに係わる主要要素を概略的に示す。同図9において、1は電位センサー、2は感光ドラム、3は1次高圧電源、4は1次帯電器、5はレーザー光、6は現像器、7はコピー用紙、8は転写帯電器、9は転写高圧電源、10は分離帯電器、11は分離高圧電源、12は定着器、13はクリーナー、14は露光ユニットを示す。   FIG. 9 schematically shows main elements related to the image forming process with respect to the internal structure of the image forming apparatus using the potential sensor. In FIG. 9, 1 is a potential sensor, 2 is a photosensitive drum, 3 is a primary high voltage power source, 4 is a primary charger, 5 is a laser beam, 6 is a developer, 7 is a copy sheet, 8 is a transfer charger, Reference numeral 9 denotes a transfer high-voltage power source, 10 denotes a separation charger, 11 denotes a separation high-voltage power source, 12 denotes a fixing device, 13 denotes a cleaner, and 14 denotes an exposure unit.

上記構成において、1次高圧電源3で数kVの高圧が発生され、1次帯電器4に供給される。よって、感光ドラム2の表面電位は数百Vに一様に帯電される。その後、感光ドラム2上に原稿に対応したレーザー光(レーザーとは限らない)5が照射され、感光ドラム2上に静電潜像が形成される。次に、現像器6が、その内部に備蓄したトナーを用い、この静電潜像に対応するトナー画像を形成する(トナー現像を行う)。次に、転写高圧電源9が転写帯電器8に高電圧を印加し、コピー用紙7をその裏面から帯電させる。すると、感光ドラム2上に形成されたトナー像がコピー用紙7に引きつけられ転写される。その後、分離高圧電源11からAC+DCの高圧が10の分離帯電器に印加され、転写時に帯電された電荷を除電することにより、感光ドラム2からコピー用紙7を分離させる。そして、トナ一画像が転写されたコピー用紙7を定着器12に通し、熱定着され、排紙される。感光ドラム2上に付着したトナー残り等をクリーナー13で除去する。   In the above configuration, a high voltage of several kV is generated by the primary high voltage power source 3 and supplied to the primary charger 4. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to several hundred volts. Thereafter, the photosensitive drum 2 is irradiated with laser light (not necessarily a laser) 5 corresponding to the original, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 2. Next, the developing device 6 forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image (toner development is performed) using the toner stored therein. Next, the transfer high-voltage power supply 9 applies a high voltage to the transfer charger 8 to charge the copy paper 7 from the back surface. Then, the toner image formed on the photosensitive drum 2 is attracted to the copy paper 7 and transferred. Thereafter, a high voltage of AC + DC is applied from the separation high-voltage power supply 11 to the separation charger 10, and the charge charged at the time of transfer is neutralized to separate the copy paper 7 from the photosensitive drum 2. Then, the copy sheet 7 onto which the toner image has been transferred is passed through the fixing device 12 to be thermally fixed and discharged. Residual toner remaining on the photosensitive drum 2 is removed by a cleaner 13.

次に、電位センサー1からの信号を用いて行う電位制御について説明する。電位センサー1からの信号に基づく各画像形成プロセス部の制御を電位制御という。この電位制御は、通常、コピーシーケンス前、例えばウォームアップ時等に制御装置のCPU17を通じて実行される。電位制御の実行に際してCPU17は、先ず、1次高圧電源3から発生される高圧を1次帯電器4に供給し、感光ドラム2の表面を一様に数百V(例えば500V;通常はこれがコピーの暗部電位になる。)の電位にし、この電位を電位センサー1で読取り、この電位が所定値(ここでは500V)になるように、1次高圧電源3の出力を図示しない制御線にて制御する。この他にも、電位センサー1からの信号によって、各画像形成プロセス部を制御する。電位制御には、5のレーザー光の光量を制御する露光制御、現像器6内に備るスリーブに印加する現像バイアス高圧を制御する現像制御、転写満圧電源9の出力を制御する転写制御等がある。   Next, potential control performed using a signal from the potential sensor 1 will be described. Control of each image forming process unit based on a signal from the potential sensor 1 is referred to as potential control. This potential control is normally executed through the CPU 17 of the control device before the copy sequence, for example, during warm-up. When executing the potential control, the CPU 17 first supplies a high voltage generated from the primary high-voltage power supply 3 to the primary charger 4 to uniformly apply the surface of the photosensitive drum 2 to several hundred V (for example, 500 V; usually this is a copy). Is read by the potential sensor 1 and the output of the primary high-voltage power supply 3 is controlled by a control line (not shown) so that the potential becomes a predetermined value (500 V in this case). To do. In addition, each image forming process unit is controlled by a signal from the potential sensor 1. The potential control includes exposure control for controlling the amount of laser light 5, development control for controlling a high developing bias voltage applied to a sleeve provided in the developing device 6, transfer control for controlling the output of the transfer full pressure power source 9, and the like. There is.

次に、電位センサー1からの信号処理動作について図14を参照して説明する。図10は、上記構成からなる画像形成装置に備えられた電位センサー信号処理系の概略結線図である。14は、電位センサー1からの微小信号を増幅してアナログの数Vの通常レベルの信号に変換するセンサー制御基板、15はセンサー制御基板14からの信号をデジタル信号処理系の信号レベルに合わせ増幅して伝達するための増幅手段、16は増幅手段15からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、17は画像形成装置を制御する制御装置のCPUである。そして、感光体の主走査方向における電位プロファイルを測定する方法としては、図11に示すように電位センサーを主走査方向に移動させて測定する方法(例えば、特許文献1参照。)と図12に示すように電位センサーを主走査方向に複数個並べて測定する方法が知られている。ところで近年、装置の高画質化、高速化への要求が高まるにつれ、電位プロファイル測定の高解像度化及び電位プロファイル測定の高速化が要求されるようになってきた。
特開平5−188837号公報
Next, a signal processing operation from the potential sensor 1 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic connection diagram of a potential sensor signal processing system provided in the image forming apparatus having the above configuration. Reference numeral 14 denotes a sensor control board that amplifies a minute signal from the potential sensor 1 and converts the signal to an analog number V of a normal level signal, and 15 amplifies the signal from the sensor control board 14 in accordance with the signal level of the digital signal processing system. An amplifying means for transmitting the signal, 16 an A / D converter for converting an analog signal from the amplifying means 15 into a digital signal, and 17 a CPU of a control device for controlling the image forming apparatus. As a method of measuring the potential profile of the photoconductor in the main scanning direction, as shown in FIG. 11, a method of measuring by moving the potential sensor in the main scanning direction (see, for example, Patent Document 1) and FIG. As shown, a method of measuring a plurality of potential sensors arranged in the main scanning direction is known. In recent years, as the demand for higher image quality and higher speed of devices has increased, higher resolution of potential profile measurement and higher speed of potential profile measurement have been required.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-188837

しかしながら、上記のような従来の表面電位計にあっては、応答スピードに限界があり、さらに構成上の制約からくる高解像度化にも限界があるため、感光体全領域のプロファイル測定を行うのに必ずしも十分とは言えなかった。   However, the conventional surface potential meter as described above has a limit in response speed, and further, there is a limit in increasing the resolution due to structural limitations. It was not always enough.

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、感光体の絶対電位プロファイルの測定に際して、高解像度化及び高速化の両方を実現する新しい方式の電位プロファイル測定装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and provides a new type of potential profile measuring apparatus that realizes both high resolution and high speed when measuring the absolute potential profile of a photoreceptor. The purpose is that.

上記問題点を解決するために、
(第一の手段)
装置に回転自在に支持された感光体と、前記感光体を一様に帯電する帯電手段と、前記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、前記画像露光手段の光照射パワーを切り替える切り替え手段、前記画像露光手段により潜像形成された画像を所定の現像材で可視画像に現像する現像手段と、前記現像手段により、現像された可視画像を前記感光体から転写材に転写する転写手段と、前記感光体に対向し、前記画像露光手段の光路上に配置された透明電極と、前記感光体上に前記画像露光手段により光照射する際に前記透明電極に誘導される誘導電流により電位変化量を検知する電位変化量検知手段と、前記画像露光手段の露光パワーを制御する制御手段とを含む第一の手段。
In order to solve the above problems,
(First means)
A photosensitive member rotatably supported by the apparatus; a charging unit that uniformly charges the photosensitive member; an image exposing unit that exposes the charged photosensitive member to form a latent image; and light irradiation of the image exposing unit Switching means for switching power, developing means for developing an image formed with a latent image by the image exposure means into a visible image with a predetermined developing material, and transferring the visible image developed by the developing means from the photoconductor to the transfer material A transfer means for transferring, a transparent electrode disposed on the optical path of the image exposure means facing the photoconductor, and guided to the transparent electrode when light is irradiated on the photoconductor by the image exposure means A first means including a potential change amount detecting means for detecting a potential change amount by an induced current and a control means for controlling the exposure power of the image exposure means.

(第二の手段)
前記第一の手段に於いて、前記画像露光手段、前記現像手段、前記転写手段により、画像を形成するモードと、前記画像露光手段、前記透明電極、前記電位変化量検知手段とにより前記感光体表面上の電位プロファイルを測定するモードを持つ第二の手段。
(Second means)
In the first means, the image exposure means, the developing means, the transfer means, a mode in which an image is formed, and the image exposure means, the transparent electrode, and the potential change amount detection means. A second means having a mode for measuring the potential profile on the surface.

(第三の手段)
前記第二の手段に於いて、前記画像形成モードと前記電位プロファイル測定モードでの前記露光手段による光照射パワーを、前記画像形成時より前記電位プロファイル測定モードのときの光照射パワーが強くなるように前記制御手段を制御する第三の手段。
(Third means)
In the second means, the light irradiation power by the exposure means in the image forming mode and the potential profile measurement mode is set so that the light irradiation power in the potential profile measurement mode is stronger than that in the image formation. Third means for controlling the control means.

(第四の手段)
前記第一の手段に於いて、前記電位変化量検知手段によって前記感光体の主走査方向のプロファイル測定を行う第四の手段。
(Fourth means)
In the first means, fourth means for measuring a profile in the main scanning direction of the photosensitive member by the potential change amount detecting means.

(第五の手段)
前記第一の手段に於いて、前記電位変化量検知手段によって主走査方向のプロファイル測定を複数回繰り返すことにより前記感光体表面全体のプロファイル測定を行う第五の手段を有する。
(Fifth means)
The first means includes fifth means for measuring the profile of the entire surface of the photoconductor by repeating the profile measurement in the main scanning direction a plurality of times by the potential change amount detection means.

本発明により、絶対的な電位プロファイル測定を高速かつ高解像度で行うことが可能となる。   According to the present invention, absolute potential profile measurement can be performed at high speed and with high resolution.

以下、図面を参照してこの発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Preferred embodiments of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

図1には、該第1の実施の形態にかかる電位プロファイル測定装置の概略を示す図である。同図1において、1は透明電極、2は感光ドラム、3は1次高圧電源、4は1次帯電器、15は検知レーザー照射ユニット、16と22は入力される信号を処理系の信号レベルに合わせ増幅して伝達するための増幅器、17はCPU、18と23は増幅器、16と22からのそれぞれのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、19は位置センサー、20は検知レーザー光、24は感光ドラムの表面電位を測定する電位センサーを示す。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of the potential profile measuring apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, 1 is a transparent electrode, 2 is a photosensitive drum, 3 is a primary high-voltage power source, 4 is a primary charger, 15 is a detection laser irradiation unit, 16 and 22 are input signals and signal levels of the processing system. An amplifier for amplifying and transmitting in accordance with the signal, 17 is a CPU, 18 and 23 are amplifiers, A / D converters for converting analog signals from 16 and 22 into digital signals, 19 is a position sensor, and 20 is a detection Laser light 24 indicates a potential sensor for measuring the surface potential of the photosensitive drum.

上記構成において、1次高圧電源3で数kVの高圧が発生され、1次帯電器4に供給される。よって、感光ドラム2の表面電位は数百Vに一様に帯電される。その後、感光ドラム2上に検知レーザー光(レーザーとは限らず、LED等でもよい)20が透明電極1を介して主走査方向に照射される。このとき、透明電極1には表面電位の変化量に応じた誘導電流が流れる。この誘導電流を増幅器16で検出し、A/D変換器18を介して、CPU17において処理することで主走査方向の相対的な電位プロファイルを測定する。また、電位センサー24を用いて、感光ドラム2上の絶対的な表面電位を測定する。この電位センサー24は、透明電極1と異なった場所に配置すると、感光ドラム2の暗減衰特性により、表面電位が変化してしまうので、近接して配置することが好ましい。しかしながら構成上困難な場合は、その暗減衰による電位の変化を補正することでそれを補うことは可能である。そして、位置センサー19からの位置データと、主走査方向の相対的な電位プロファイル、感光ドラム2の所定位置の表面電位を用いることで、感光体一周分のプロファイルを測定することによって、感光体表面全域の電位プロファイルの検知を行うことが可能となる。   In the above configuration, a high voltage of several kV is generated by the primary high voltage power source 3 and supplied to the primary charger 4. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to several hundred volts. Thereafter, a detection laser beam (not limited to a laser but may be an LED or the like) 20 is irradiated onto the photosensitive drum 2 through the transparent electrode 1 in the main scanning direction. At this time, an induced current corresponding to the amount of change in surface potential flows through the transparent electrode 1. This induced current is detected by the amplifier 16 and processed by the CPU 17 via the A / D converter 18 to measure a relative potential profile in the main scanning direction. Further, the absolute surface potential on the photosensitive drum 2 is measured using the potential sensor 24. If the potential sensor 24 is disposed at a location different from the transparent electrode 1, the surface potential changes due to the dark attenuation characteristics of the photosensitive drum 2, and therefore it is preferable to dispose the potential sensor 24 in close proximity. However, if it is difficult to construct, it can be compensated by correcting the change in potential due to the dark decay. Then, by using the position data from the position sensor 19, the relative potential profile in the main scanning direction, and the surface potential at a predetermined position of the photosensitive drum 2, the profile for the entire circumference of the photosensitive member is measured. It is possible to detect the potential profile of the entire area.

図2に透明電極方式の電位プロファイル測定の原理について示す。帯電器により帯電された感光体に対向して透明電極を配置すると、感光体表面と透明電極の間には擬似的な容量成分(コンデンサ)が形成される。このとき、感光体に検知光を照射することにより、感光体の表面電位は減衰し、透明電極との間の電気容量が変化する。このとき、透明電極には容量変化すなわち表面電位の変化量に対応した誘導電流が流れることになる。よって、この誘導電流を、オペアンプを介して測定する。また、図3−Aは感光体の表面電位と誘導電流の相関関係を示した図であり、この相関関係を利用することにより、検知した誘導電流から表面電位を算出することが可能となる。   FIG. 2 shows the principle of potential profile measurement of the transparent electrode system. When a transparent electrode is disposed opposite to the photosensitive member charged by the charger, a pseudo capacitance component (capacitor) is formed between the surface of the photosensitive member and the transparent electrode. At this time, by irradiating the photoconductor with detection light, the surface potential of the photoconductor is attenuated, and the electric capacity between the transparent electrode changes. At this time, an induced current corresponding to a change in capacitance, that is, a change amount of the surface potential flows through the transparent electrode. Therefore, this induced current is measured via an operational amplifier. FIG. 3A is a diagram showing the correlation between the surface potential of the photosensitive member and the induced current. By using this correlation, the surface potential can be calculated from the detected induced current.

図3−Bは感光体への露光エネルギーと感光体の表面電位変化量の相関関係を示した図である。図3−A、図3−Bから、露光エネルギーが大きくなるにつれて透明電極に誘起される誘導電流が大きくなることがわかる。   FIG. 3B is a diagram showing the correlation between the exposure energy to the photoconductor and the surface potential change amount of the photoconductor. 3A and 3B that the induced current induced in the transparent electrode increases as the exposure energy increases.

図3−Cは感光体の位置と透明電極に誘起される誘導電流を示すグラフである。以上の説明からわかるように、露光パワーが大きい方が誘導電流の変化量が大きくなる。単一の透明電極を感光体の主走査方向に対向して配置し、検知レーザーで主走査方向に走査することにより、透明電極に流れる誘導電流の時間に対する変化を測定することにより主走査方向の相対的な電位プロファイルを測定することが可能となる。この主走査方向の電位プロファイル測定を、感光体一周分繰り返すことで、感光体全域の電位プロファイルの測定が可能となる。   FIG. 3C is a graph showing the position of the photoreceptor and the induced current induced in the transparent electrode. As can be seen from the above description, the amount of change in the induced current increases as the exposure power increases. A single transparent electrode is arranged opposite to the main scanning direction of the photoconductor, and scanning in the main scanning direction with a detection laser makes it possible to measure changes in the induced current flowing in the transparent electrode with respect to time. A relative potential profile can be measured. By repeating this potential profile measurement in the main scanning direction for one rotation of the photoconductor, the potential profile of the entire photoconductor can be measured.

図1で説明したように、この誘導電流を後段アンプで増幅させ、A/Dでデジタル値に変換しCPUに取り込む。このとき、誘導電流の変化が大きい方がアンプのゲインを下げることができるのでS/Nに対して有利になる。また、A/Dの分解能という観点から考えても元の信号振幅が大きい方が測定精度という観点で有利になることは詳細に説明するまでもない。   As described with reference to FIG. 1, this induced current is amplified by a subsequent amplifier, converted into a digital value by A / D, and taken into the CPU. At this time, a larger change in induced current is advantageous for S / N because the gain of the amplifier can be lowered. Needless to say, in terms of A / D resolution, the larger original signal amplitude is advantageous in terms of measurement accuracy.

ここでは、本発明の第2の実施例について、前記第1の実施例と異なる部分を中心に説明する。図4は、本発明における第2の実施の形態にかかる電位プロファイル装置を備えた画像形成装置の画像形成プロセスに係わる主要要素を概略的に示した図である。同図4において、1は電位センサー、2は感光ドラム、3は1次高圧電源、4は1次帯電器、6は現像器、7はコピー用紙、8は転写帯電器、9は転写高圧電源、10は分離帯電器、11は分離高圧電源、12は定着器、13はクリーナー、15は露光ユニット、16は入力される信号を処理系の信号レベルに合わせ増幅して伝達するための増幅器、17画像形成装置を制御する制御装置のCPU、18は増幅器16からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、19は位置センサー、20はレーザー光、22は露光ユニット15の光量を制御する露光制御手段を示す。   Here, the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment. FIG. 4 is a diagram schematically showing main elements related to the image forming process of the image forming apparatus provided with the potential profile device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, 1 is a potential sensor, 2 is a photosensitive drum, 3 is a primary high-voltage power source, 4 is a primary charger, 6 is a developing device, 7 is a copy sheet, 8 is a transfer charger, and 9 is a transfer high-voltage power source. 10 is a separation charger, 11 is a separation high-voltage power supply, 12 is a fixing device, 13 is a cleaner, 15 is an exposure unit, 16 is an amplifier for amplifying and transmitting an input signal in accordance with the signal level of the processing system, Reference numeral 17 denotes a CPU of a control device that controls the image forming apparatus, 18 denotes an A / D converter that converts an analog signal from the amplifier 16 into a digital signal, 19 denotes a position sensor, 20 denotes a laser beam, and 22 denotes a light amount of the exposure unit 15. The exposure control means to control is shown.

上記構成において、1次高圧電源3で数kVの高圧が発生され、1次帯電器4に供給される。よって、感光ドラム2の表面電位は数百Vに一様に帯電される。その後、感光ドラム2上に原稿に対応したレーザー光20が透明電極1を介して照射され、感光ドラム2上に静電潜像が形成される。次に、現像器6が、その内部に備蓄したトナーを用い、この静電潜像に対応するトナー画像を形成する(トナー現像を行う)。次に、転写高圧電源9が転写帯電器8に高電圧を印加し、コピー用紙7をその裏面から帯電させる。すると、感光ドラム2上に形成されたトナー像がコピー用紙7に引きつけられ転写される。その後、分離高圧電源11からAC+DCの高圧が10の分離帯電器に印加され、転写時に帯電された電荷を除電することにより、感光ドラム2からコピー用紙7を分離させる。そして、トナ一画像が転写されたコピー用紙7を定着器12に通し、熱定着され、排紙される。感光ドラム2上に付着したトナー残り等をクリーナー13で除去する。   In the above configuration, a high voltage of several kV is generated by the primary high voltage power source 3 and supplied to the primary charger 4. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to several hundred volts. Thereafter, laser light 20 corresponding to the original is irradiated onto the photosensitive drum 2 through the transparent electrode 1, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 2. Next, the developing device 6 forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image (toner development is performed) using the toner stored therein. Next, the transfer high-voltage power supply 9 applies a high voltage to the transfer charger 8 to charge the copy paper 7 from the back surface. Then, the toner image formed on the photosensitive drum 2 is attracted to the copy paper 7 and transferred. Thereafter, a high voltage of AC + DC is applied from the separation high voltage power source 11 to the separation charger 10, and the charge charged at the time of transfer is removed to separate the copy paper 7 from the photosensitive drum 2. Then, the copy sheet 7 onto which the toner image has been transferred is passed through the fixing device 12 to be thermally fixed and discharged. The toner remaining on the photosensitive drum 2 is removed by a cleaner 13.

次に、透明電極1からの信号を用いて行う電位プロファイル測定について説明する。この電位プロファイル測定は、通常、コピーシーケンス前、例えばウォームアップ時等に制御装置のCPU17を通じて実行される。上記構成において、1次高圧電源3で数kVの高圧が発生され、1次帯電器4に供給される。よって、感光ドラム2の表面電位は数百Vに一様に帯電される。その後、感光ドラム2上にレーザー光20が透明電極1を介して主走査方向に照射される。このとき、透明電極1には表面電位の変化量に応じた誘導電流が流れる。この誘導電流を増幅器16で検出し、A/D変換器18を介して、CPU17において処理することで主走査方向の相対電位プロファイルを測定する。   Next, potential profile measurement performed using a signal from the transparent electrode 1 will be described. This potential profile measurement is usually executed through the CPU 17 of the control device before the copy sequence, for example, during warm-up. In the above configuration, a high voltage of several kV is generated by the primary high voltage power source 3 and supplied to the primary charger 4. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to several hundred volts. Thereafter, the laser beam 20 is irradiated on the photosensitive drum 2 through the transparent electrode 1 in the main scanning direction. At this time, an induced current corresponding to the amount of change in surface potential flows through the transparent electrode 1. This induced current is detected by the amplifier 16 and processed by the CPU 17 via the A / D converter 18 to measure the relative potential profile in the main scanning direction.

そして、位置センサー19からの位置データ、主走査方向の電位プロファイルを基に感光体一周分のプロファイルを測定することによって、感光体表面全域の電位プロファイルの測定を行い、図示しないメモリに感光体の全領域プロファイルデータを格納する。   Then, by measuring the profile of the entire surface of the photoconductor based on the position data from the position sensor 19 and the potential profile in the main scanning direction, the potential profile of the entire surface of the photoconductor is measured, and the memory of the photoconductor is stored in a memory (not shown). Stores all area profile data.

そして、得られた電位プロファイルと位置センサー19からの感光体の位置データに基づいて、22のレーザー光の光量をリアルタイムに制御する露光制御を行って画像形成動作を実行する。例えば、感光体のある副走査位置での、主走査方向の電位プロファイルに応じて、レーザー光量を図5に示すように主走査方向に変化させることで、感光体表面の電位プロファイルによる影響をうち消すように補正する。   Then, based on the obtained potential profile and the position data of the photoconductor from the position sensor 19, the image forming operation is executed by performing exposure control for controlling the light quantity of the laser beam 22 in real time. For example, by changing the amount of laser light in the main scanning direction as shown in FIG. 5 according to the potential profile in the main scanning direction at a certain sub-scanning position of the photosensitive member, the influence of the potential profile on the surface of the photosensitive member is reduced. Correct to erase.

また、主走査方向の電位プロファイルは、感光体の副走査位置によって異なるため、副走査ラインごとに主走査方向の電位プロファイルに基づいて、レーザー光量を変化させることは言うまでも無い。   Further, since the potential profile in the main scanning direction varies depending on the sub-scanning position of the photoconductor, it goes without saying that the laser light quantity is changed for each sub-scanning line based on the potential profile in the main scanning direction.

この透明電極方式を用いた電位プロファイル測定装置を備えることにより、電位プロファイル測定の高速化及び高解像度化、高精度化が可能となるので、高画質な画像を提供することが可能となる。   By providing the potential profile measuring device using this transparent electrode system, it is possible to increase the speed, resolution, and accuracy of the potential profile measurement, and thus it is possible to provide a high-quality image.

以上説明したように、上記各実施の形態にかかる電位プロファイル測定装置及びこれを備えた画像形成装置では、透明電極方式を用いて電位プロファイルを測定することにより、測定の高速化、高解像度化、高精度化が可能となる。   As described above, in the potential profile measurement device according to each of the above embodiments and the image forming apparatus including the same, the measurement of the potential profile using the transparent electrode method increases the measurement speed, increases the resolution, High accuracy can be achieved.

本発明の第1の実施の形態の電位プロファイル装置の概略図。1 is a schematic diagram of a potential profile device according to a first embodiment of the present invention. 透明電極方式の電位プロファイル測定の原理について示した図。The figure shown about the principle of the electric potential profile measurement of a transparent electrode system. 感光体の表面電位と誘導電流の相関関係を示した図。The figure which showed the correlation of the surface potential of a photoreceptor, and an induced current. 露光エネルギーと表面電位変化率の相関図。The correlation diagram of exposure energy and surface potential change rate. 感光ドラムの距離と誘導電流の相関図。FIG. 5 is a correlation diagram of the photosensitive drum distance and the induced current. 本発明の第2の実施の形態にかかる電位プロファイル装置を備えた画像形成装置の概略を示した図。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an image forming apparatus including a potential profile device according to a second embodiment of the present invention. 感光ドラムの位置とレーザーパワー制御図。The position of a photosensitive drum and a laser power control diagram. チョッパー方式の表面電位計の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the surface potential meter of a chopper system. インピーダンス変換回路の概略を示す図。The figure which shows the outline of an impedance conversion circuit. 電位計の外形を示す斜視図。The perspective view which shows the external shape of an electrometer. 電位センサーを用いた画像形成装置の内部構造を示す図。2 is a diagram showing an internal structure of an image forming apparatus using a potential sensor. FIG. 電位センサー信号処理系の概略結線図。Schematic connection diagram of potential sensor signal processing system. 電位センサーを主走査方向に移動させて測定する方法を示した図。The figure which showed the method of moving and measuring an electric potential sensor in the main scanning direction. 電位センサーを主走査方向に複数個並べて測定する方法。A method of measuring a plurality of potential sensors in the main scanning direction.

Claims (5)

装置に回転自在に支持された感光体と、
前記感光体を一様に帯電する帯電手段と、
前記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、
前記画像露光手段の光照射パワーを切り替える切り替え手段、
前記画像露光手段により潜像形成された画像を所定の現像材で可視画像に現像する現像手段と、
前記現像手段により、現像された可視画像を前記感光体から転写材に転写する転写手段と、
前記感光体に対向し、前記画像露光手段の光路上に配置された透明電極と、
前記感光体上に前記画像露光手段により光照射する際に前記透明電極に誘導される誘導電流により電位変化量を検知する電位変化量検知手段と、
前記画像露光手段の露光パワーを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
A photoconductor rotatably supported by the apparatus;
Charging means for uniformly charging the photoreceptor;
Image exposing means for exposing the charged photoreceptor to form a latent image;
Switching means for switching light irradiation power of the image exposure means,
Developing means for developing the image formed by the image exposure means into a visible image with a predetermined developer;
Transfer means for transferring the developed visible image from the photoreceptor to a transfer material by the developing means;
A transparent electrode facing the photoconductor and disposed on the optical path of the image exposure means;
A potential change amount detecting means for detecting a potential change amount by an induced current induced in the transparent electrode when light is irradiated on the photoconductor by the image exposure means;
Control means for controlling the exposure power of the image exposure means;
An image forming apparatus comprising:
前記請求項1に於いて、前記画像露光手段、前記現像手段、前記転写手段により、画像を形成するモードと、前記画像露光手段、前記透明電極、前記電位変化量検知手段とにより前記感光体表面上の電位プロファイルを測定するモードを持つ事を特徴とする画像形成装置。   2. The surface of the photosensitive member according to claim 1, wherein the image exposure unit, the developing unit, and the transfer unit form an image, and the image exposure unit, the transparent electrode, and the potential change amount detection unit. An image forming apparatus having a mode for measuring the upper potential profile. 前記請求項2に於いて、前記画像形成モードと前記電位プロファイル測定モードでの前記露光手段による光照射パワーを、前記画像形成時より前記電位プロファイル測定モードのときの光照射パワーが強くなるように前記制御手段を制御する事を特徴とする画像形成装置。   3. The light irradiation power of the exposure unit in the image formation mode and the potential profile measurement mode according to claim 2, wherein the light irradiation power in the potential profile measurement mode is stronger than that in the image formation. An image forming apparatus that controls the control means. 前記請求項1に於いて、前記電位変化量検知手段によって前記感光体の主走査方向のプロファイル測定を行う事を特徴とする画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a profile measurement in the main scanning direction of the photosensitive member is performed by the potential change amount detection unit. 前記請求項1に於いて、前記電位変化量検知手段によって主走査方向のプロファイル測定を複数回繰り返すことにより前記感光体表面全体のプロファイル測定を行うことを特徴とする電位プロファイル測定装置。   2. The potential profile measuring apparatus according to claim 1, wherein profile measurement of the entire surface of the photosensitive member is performed by repeating profile measurement in the main scanning direction a plurality of times by the potential change amount detecting means.
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JP2007155974A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Ricoh Co Ltd Method of measuring fine area potential of photoreceptor, and device of measuring fine area potential of photoreceptor
KR101424072B1 (en) * 2007-05-30 2014-07-28 삼성전자주식회사 An image forming apparatus and image forming control method

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