JP2007033218A - Electric potential measuring device, imaging forming system and electric potential measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被帯電体上の表面電位を測定して検出する電位測定装置、画像形成装置及び電位測定方法に関する。 The present invention relates to a potential measuring device, an image forming apparatus, and a potential measuring method for measuring and detecting a surface potential on a charged body.
従来より、被帯電体としての感光体の表面電位を測定する方法として、電極等を用い、この電極に誘導される誘導電流や誘導電圧を測定する方式が知られている。感光体に電極を近接して配置させ、感光体の回転によって電極を感光体に対して相対移動させる。これにより、電極で検知する電荷が時間的に変化し、その際の誘導電流や誘導電圧を検出して感光体の表面電位を測定するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for measuring the surface potential of a photoconductor as a member to be charged, a method of measuring an induced current or an induced voltage induced on this electrode using an electrode or the like is known. An electrode is disposed close to the photoreceptor, and the electrode is moved relative to the photoreceptor by rotation of the photoreceptor. As a result, the electric charge detected by the electrode changes with time, and the induced current and induced voltage at that time are detected to measure the surface potential of the photoreceptor.
しかしながら、この電極に誘導される誘導電流や誘導電圧を測定する方式には、以下に説明する2つの課題がある。
まず、第1の課題は、電極に誘導される誘導電流や誘導電圧の値は、被帯電体との距離に依存して大きく変わってしまう。被帯電体としての感光体は、外周面に偏心を生じているので、感光体と電極との距離を常に一定に保つことが難しく、測定データも距離に応じて変動してしまう。
However, the method of measuring the induced current and induced voltage induced in this electrode has two problems described below.
First, the first problem is that the values of the induced current and induced voltage induced in the electrode vary greatly depending on the distance to the charged body. Since the photosensitive member as the member to be charged has an eccentricity on the outer peripheral surface, it is difficult to always keep the distance between the photosensitive member and the electrode constant, and the measurement data also varies depending on the distance.
第2の課題は、電極に誘導された電圧値や電流値を検出する検出回路は、リーク電流や、オフセット等の要因で、電極に誘導される電流や電圧を正確に検出することができないという課題がある。 The second problem is that the detection circuit that detects the voltage value or current value induced in the electrode cannot accurately detect the current or voltage induced in the electrode due to a leak current or an offset factor. There are challenges.
特許文献1には、測定電極から感光体表面上までの距離を一定に保つための距離センサを搭載した静電記録装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an electrostatic recording apparatus equipped with a distance sensor for keeping the distance from the measurement electrode to the surface of the photoreceptor constant.
特許文献2では、オフセット量を補正するための基準電位を設定されたアース板を設けて、感光体と電位測定手段との間にアース板を配置したときの感光体と電位測定手段との距離と、感光体と電位測定手段との間にアース板を配置したときの感光体と電位測定手段との距離とが一致するように電位測定手段を変位させる技術を開示している。
In
しかしながら、特許文献1に開示のような距離センサを搭載すると、装置が大型化すると共に、費用が高くなるという問題が生じる。また特許文献2の開示技術では、感光体の回転による偏心には対応することができない。
However, when the distance sensor as disclosed in Patent Document 1 is mounted, there arises a problem that the apparatus becomes large and the cost becomes high. In addition, the technique disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被帯電体の偏心やリーク電流によらずに精度よく被帯電体の表面電位を測定することができる電位測定装置、画像形成装置および電位測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a potential measuring device, an image forming apparatus, and a potential measuring device that can accurately measure the surface potential of a charged body regardless of the eccentricity or leakage current of the charged body. It aims to provide a method.
かかる目的を達成するために本発明の電位測定装置は、回転駆動される被帯電体に近接して配置された測定電極と、前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第1キャリブレーションデータとして該被帯電体の1周に渡って検出する検出部とを有する構成としている。このように本発明は、被帯電体の帯電電位が十分に安定するように設定して、被帯電体の1周に渡って第1キャリブレシーションデータを測定するので、測定データが被帯電体の偏心によって誤差を含んでいても、この誤差を取り除き、正確な被帯電体の表面電位を測定することができる。 In order to achieve such an object, the potential measuring apparatus of the present invention includes a measuring electrode disposed in the vicinity of a member to be rotated and a voltage or an applied current that is equal to or higher than the applied voltage when the charged member is saturated. Detection in which the above current is applied to the member to be charged, and at this time, the surface potential data of the member to be charged guided to the measurement electrode is detected as the first calibration data over one turn of the member to be charged. Part. Thus, in the present invention, the first calibration data is measured over one turn of the charged body by setting the charged potential of the charged body to be sufficiently stable. Even if an error is included due to the eccentricity of, the error can be removed and the surface potential of the charged object can be accurately measured.
上記構成の電位測定装置において、前記被帯電体に所定電圧または電流を印加して、前記被帯電体の表面電位を前記検出部で測定し、測定した表面電位のデータを前記第1キャリブレーションデータによって補正する制御部を有しているとよい。測定回路のオフセットやリークを取り除いた正確なデータを得ることができる。 In the potential measuring device having the above-described configuration, a predetermined voltage or current is applied to the object to be charged, the surface potential of the object to be charged is measured by the detection unit, and the measured surface potential data is the first calibration data. It is preferable to have a control unit that performs correction according to the above. Accurate data can be obtained by removing the offset and leak of the measurement circuit.
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、前記測定電極に誘導される電位、又は電流を検知するとよい。 In the potential measuring apparatus having the above configuration, the detection unit may detect a potential or current induced in the measurement electrode.
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、演算増幅器と、コンデンサと、前記コンデンサに蓄積された電荷をリセットするスイッチとを有するとよい。従って、簡単な構成で、被帯電体の表面電位を測定することができる。 In the potential measuring device having the above configuration, the detection unit may include an operational amplifier, a capacitor, and a switch for resetting the electric charge accumulated in the capacitor. Therefore, the surface potential of the member to be charged can be measured with a simple configuration.
上記構成の電位測定装置において、前記制御部は、前記被帯電体上に設けたマークの検出タイミングに同期して前記スイッチのオン、オフを切り替え、前記被帯電体の一周分のデータを測定するとよい。従って、感光体上の各位置に対応した第1キャリブレーションデータを得ることができる。このため、表面電位の測定データをより精度よく補正することができる。 In the potential measuring apparatus having the above-described configuration, the control unit switches on and off of the switch in synchronization with a detection timing of a mark provided on the charged body, and measures data for one round of the charged body. Good. Therefore, the first calibration data corresponding to each position on the photoconductor can be obtained. For this reason, the measurement data of the surface potential can be corrected with higher accuracy.
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、前記被帯電体の表面電位を除電した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の1周に渡って測定した第2キャリブレーションデータを出力するとよい。また、前記制御部は、帯電した前記被帯電体を露光した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の1周に渡って測定した測定データを、前記第2キャリブレーションデータにより補正するとよい。 In the potential measuring device having the above-described configuration, the detection unit is configured to second calibration data obtained by measuring the surface potential of the charged body over one circumference of the charged body after neutralizing the surface potential of the charged body. Should be output. In addition, the control unit corrects the measurement data obtained by measuring the surface potential of the charged body over one circumference of the charged body after the charged charged body is exposed by the second calibration data. Good.
本発明の画像形成装置は、請求項1から7のいずれか1項記載の電位測定装置を備え、測定データを前記第1キャリブレーションデータで補正して前記被帯電体の表面電位を測定し、前記被帯電体に印加する電圧または電流を調整して所望の画像を形成することを特徴としている。 An image forming apparatus according to the present invention includes the potential measuring device according to any one of claims 1 to 7, and corrects measurement data with the first calibration data to measure a surface potential of the object to be charged. A desired image is formed by adjusting a voltage or a current applied to the member to be charged.
本発明の電位測定方法は、回転駆動される被帯電体に近接して測定電極を配置し、前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第1キャリブレーションデータとして該被帯電体の1周に渡って検出している。このように本発明は、被帯電体の帯電電位が十分に安定するように設定して、被帯電体の1周に渡って第1キャリブレシーションデータを測定するので、測定データが被帯電体の偏心によって誤差を含んでいても、この誤差を取り除き、正確な被帯電体の表面電位を測定することができる。 In the potential measuring method of the present invention, a measuring electrode is arranged in the vicinity of a rotationally driven member to be charged, and a voltage higher than an applied voltage or a current higher than an applied current when the charged member is saturated. In this case, the surface potential data of the charged body guided to the measurement electrode at this time is detected as the first calibration data over one round of the charged body. Thus, in the present invention, the first calibration data is measured over one turn of the charged body by setting the charged potential of the charged body to be sufficiently stable. Even if an error is included due to the eccentricity of, the error can be removed and the surface potential of the charged object can be accurately measured.
本発明は、被帯電体の偏心やリーク電流によらずに精度よく被帯電体の表面電位を測定することができる。 The present invention can accurately measure the surface potential of a member to be charged without depending on the eccentricity or leakage current of the member to be charged.
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照しながら本実施例の構成を説明する。像担持体としての感光体2は、円筒状OPC感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. The
感光体2の周囲には、帯電部材としての帯電ロール3が接触するように配置されている。この帯電ロール3は感光体2の回転に従動して回転し、また電源(不図示)から所定の電圧が印加され、回転する感光体2の周面が所定の極性・電位に一様に帯電(本例では負帯電)される。
A
次いで回転感光体2の帯電処理面に、露光装置(不図示)から出力される、画像変調されたレーザビームが照射(走査露光)され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
Next, an image-modulated laser beam output from an exposure device (not shown) is irradiated (scanning exposure) on the charging surface of the rotating
感光体2の回転にともなって該潜像が現像ロール5に対向する現像部位に到来すると、現像器4から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
When the latent image arrives at the development site facing the developing
感光体2の回転方向に見て現像器4の下流側には導電性の転写ロール5が感光体2に圧接配置してあって、感光体2と転写ロール5とのニップ部が転写部位を形成している。
An
感光体2の表面に形成されたトナー像が感光体2の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ロール5に印加されて、トナー像が感光体2の表面から用紙に転写される。
When the toner image formed on the surface of the
転写位置でトナー像転写を受けた用紙は定着器6へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。 The sheet that has received the toner image transfer at the transfer position is conveyed to the fixing device 6 where the toner image is fixed and discharged out of the apparatus.
一方、感光体2の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード10によってかき落されることで、感光体2はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。また、感光体2上の静電潜像は、除電ランプ11で消去される。
On the other hand, the untransferred toner remaining on the surface of the
また、画像形成装置1は、感光体2の近傍で、感光体2に対向配置した電極9と、この電極9に誘導される誘導電圧又は誘導電流を測定する電圧検出部7と、制御部8とを電位測定装置として備えている。電圧検出部7は、図1に示すように演算増幅器71と、検出用コンデンサ72と、リセットスイッチ73とを有している。演算増幅器71と検出用コンデンサ72とは積分器を構成している。感光体2と、これに近接させた電極9とはコンデンサを形成しており、帯電ロール3の印加電圧を変化させたときの感光体2の表面電位の変化を誘導電位として検出している。電極9に流れる電流を演算増幅器71と検出用コンデンサ72とから構成される積分器で積分することで、感光体2の表面電位を測定する。リセットスイッチ73は、検出用コンデンサ72に蓄積された電荷を放電し、リセットする。図1に示す電圧検出部7は、感光体2の表面電位が変化し入力が変化した場合にだけ、その変動量に応じて出力が変化する。逆に入力が変化しない場合には電圧検出部7の出力も変化しない(リセットレベルを出力)。このように電圧検出部7は、高圧回路を必要とせず、簡単な回路で構成することができるので、低コストで実現可能となる。
In addition, the image forming apparatus 1 includes an electrode 9 disposed opposite to the
制御部8は、上述した各部を制御すると共に、電圧検出部7で検出した感光体表面電位を元に、帯電ロール3に印加するAC+DC電圧を最適な値に制御する。図1に示す制御部8の詳細な構成が、図2に示されている。図2に示すように制御部8は、プログラムを記録したROM31と、ROM31に記録したプログラムを読み出して演算を実行するCPU30と、CPU30のワークエリアとして利用されるRAM32と、データを入出力するI/O33とがバス上に接続されている。電圧検出部7で測定された第1キャリブレーションデータ(以下、簡単のためキャリブレーションデータと呼ぶ)は、RAM32に記録され、測定データを補正するときに使用される。
The control unit 8 controls each unit described above, and controls the AC + DC voltage applied to the charging
このような回路構成では2つの問題が発生する。一つ目は感光体2が回転するときに発生する偏心によって、感光体2と電極9との間の距離が回転位置によって変動してしまうことである。この検出方式は、先に説明したように感光体2と電極9間で形成されるコンデンサによって検出する方式のため、距離の変動は容量値の変動、結果的に検出信号の変動を引き起こす。図3の破線部はその様子を示したものである。感光体2の表面電位が一定であっても、図3に示す偏心による曲線に沿った出力信号となる。
In such a circuit configuration, two problems occur. The first is that the distance between the
もう一つは、検出用コンデンサ72のリークによる出力の変動である。図4はその様子を示したもので、ほぼリニアに検出出力が変動している。 The other is output fluctuation due to leakage of the detection capacitor 72. FIG. 4 shows this state, and the detection output fluctuates almost linearly.
本実施例では、感光体2の回転に同期して既知電位を取り込むことでキャリブレーションデータを作成し、得られたキャリブレーションデータによって補正を行う。
In this embodiment, calibration data is created by capturing a known potential in synchronism with the rotation of the
本実施例の動作手順を図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。
キャリブレーションデータの測定を行う場合には(ステップS1/YES)、感光体2に印加する印加電圧Vppを、感光体2の表面電位が十分に安定するように設定して帯電を行う。例えば、図5に示すように印加電圧Vaで感光体2が飽和するとした時に、この印加電圧Vaよりもさらに大きな電圧Vbを印加することで感光体2の表面電位が充分に安定する(ステップS2)。このとき感光体の表面電位は、例えば−750V程度の安定電位(図5に示すVh)となる。次に、制御部8は、センサによって感光体2上に形成した所定マークを検出すると、リセットスイッチ73をオンにしてキャリブレーションを開始する(ステップS3)。キャリブレーションでは、感光体2がホームポジション(マーク位置)から一回転し、再びマークを検出してホームポジションに戻るまでの間に、電極9に誘導される誘導電流を積分器で積分する。検出用コンデンサ72に蓄積された電荷は、キャリブレーションデータとして制御部8に出力される(ステップS4)。
The operation procedure of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When measuring calibration data (step S1 / YES), charging is performed by setting the applied voltage Vpp applied to the
なお、感光体2の回転速度を求めておき、電圧検出部7の出力をホームポジションからの位置に対応させることで、リセットスイッチ73のリセット解除後に取り込むデータは、感光体2の位置に対応した偏心、回路のリーク分両変動を含んだデータ(キャリブレーションデータ)となる。この変動分Vcは、リセット解除からの経過時間をtとすると、Vc(t)となる。
The rotation speed of the
次に、感光体2の表面電位を測定する(ステップS5)。制御部8はリセットスイッチ73をオンにして表面電位の測定を開始する(ステップS6)。表面電位の測定時には、感光体2の1周分のデータを取り込む必要はなく、測定タイミングがリセット解除からT時間とすれば、V=V(T)−Vc(T)で表される。ここでV(T)は、時間Tで取り込んだ表面電位、Vc(T)は時間Tにおける出力変動分であるから、偏心や回路リークなどを除いた正確な表面電位を検出できることになる。
Next, the surface potential of the
また、本実施例の構成によれば露光レベルを正確に測定することも可能となる。すなわち、除電ランプ11等を用いて感光体2を除電後、ホームポジションから感光体1周分の表面電位を測定する。又は感光体2を帯電後、基準パターンを露光し、露光により表面電位の変動を測定する。測定によって得られた第2キャリブレーションデータは、RAM32に書き込まれる。このとき、感光体のホームポジションからの移動距離と、基準パターンの位置とを把握していれば、上記と同様に偏心や回路リーク分を除去することが可能となり露光レベルを正確に求めることができる。
In addition, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to accurately measure the exposure level. That is, after neutralizing the
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。上述した実施例では、特に、帯電ロール3の印加電圧Vppで制御する方式について説明したが、肩を求めるためには印加するAC電流値を変化させてもよく、同様にして求めた肩電流値を元に最適な印加電流値を設定することが可能となる。
The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In the embodiment described above, the method of controlling by the applied voltage Vpp of the charging
1 画像形成装置 2 感光体ドラム
3 帯電ロール 4 現像器
5 転写ロール 6 定着器
7 電圧検出部 8 制御部
9 電極 10 クリーニングブレード
11 除電ランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第1キャリブレーションデータとして該被帯電体の1周に渡って検出する検出部と、
を有することを特徴とする電位測定装置。 A measurement electrode arranged in proximity to the object to be rotated,
A voltage equal to or higher than an applied voltage when the charged body is saturated or a current equal to or higher than an applied current is applied to the charged body. A detection unit that detects the calibration data over one turn of the object to be charged;
A potential measuring device comprising:
前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第1キャリブレーションデータとして該被帯電体の1周に渡って検出することを特徴とする電位測定方法。
Place the measurement electrode close to the object to be rotated,
A voltage equal to or higher than an applied voltage when the charged body is saturated or a current equal to or higher than an applied current is applied to the charged body. A potential measuring method, wherein calibration data is detected over one round of the charged body.
Priority Applications (1)
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JP2005216552A JP2007033218A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Electric potential measuring device, imaging forming system and electric potential measuring method |
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