JP2570285B2

JP2570285B2 - 電子写真複写機

Info

Publication number: JP2570285B2
Application number: JP62075186A
Authority: JP
Inventors: 昌秀植田
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPS63240569A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はトナー画像転写型の電子写真複写機に関す
る。

従来技術とその問題点一般に、トナー画像転写型の電子写真複写機において
は、複写画像を常時一定の良好な濃度に維持する前提と
して、感光体上に形成されたトナー画像を一定の濃度に
維持する必要がある。このトナー画像の変動要因として
は、第１に現像装置内でのトナー濃度及びトナー帯電
量、第２に現像部における感光体表面電位がある。第１
の点は現像装置内でのトナー濃度を、例えば、磁気的に
検出してトナー補給を制御することにより、トナー帯電
量はトナーやキャリアの成分，粒径等の管理や撹拌・混
合を十分に行なわせることにより解決することが可能で
ある。勿論、一成分系の現像剤を使用する場合であれ
ば、トナー濃度は問題とはならない。

ところで、感光体は帯電手段にて電荷が付与されてか
ら現像部に到るまでの間に表面電位が暗減衰する。特
に、Se系感光体にあっては表面電位の暗減衰量が温度に
よって変化し、温度が高くなる程その暗減衰量が大きい
ことが知られている。複写機本体内の温度は、トナーの
加熱定着装置や露光ランプの発熱により上昇し、冷却装
置を設置しているにも拘わらず一定に保つことは困難
で、上昇する傾向にある。それ故、現像部における感光
体の表面電位は複写機の稼働状態に応じて低下し、トナ
ー画像の濃度も低下するという問題点を生じている。

そこで、従来では、特公昭55−3704号公報等に示され
ている様に、感光体の周囲に表面電位計を設けて露光後
の感光体表面電位を測定し、この測定値を基準値と比較
したうえで帯電手段への供給電圧を調整することが知ら
れている。しかし、このものでは、表面電位計は高価で
あるし、電位計を現像部に設置することは構成的に不可
能であり、必ずしも現像部における感光体表面電位を測
定し、それをフィードバックしていることにはならず、
暗減衰量が大きくなったときには結果的に画像濃度が低
下してしまうという問題点を有している。

問題点を解決するための手段以上の問題点を解決するため、本発明に係る電子写真
複写機は、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃
度検出手段と、該トナー濃度検出手段により検出された
トナー濃度に基づき、トナー濃度が一定となる様に現像
装置にトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像装
置に設けられ、トナーとキャリアとを撹拌する現像剤撹
拌手段と、感光体上に基準静電潜像を形成する静電潜像
形成手段と、該静電潜像形成手段により形成された静電
潜像を前記現像装置にて基準トナー像化した後、該基準
トナー像の画像濃度を光学的に測定する画像濃度検出手
段と、該画像濃度検出手段の検出値から前記感光体の表
面電位を算出する表面電位算出手段と、該表面電位算出
手段の算出結果に応じて前記帯電手段の出力を制御する
制御手段とを備えていることを特徴とする。

作用本発明では、まず、現像装置内のトナー濃度及びトナ
ー帯電量、換言すれば現像装置側での現像条件が一定に
維持される。そのうえで、感光体上に所定のタイミング
で作成された基準潜像を現像装置にて基準トナー像と
し、この基準トナー像の濃度を光学的に測定する。基準
トナー像の濃度は現像部における感光体表面電位を正確
に反映し、かつ、その濃度測定値は現像部における感光
体表面電位と一定の相関関係にある。従って、この様な
光学的濃度測定値に基づいて現像部における感光体表面
電位が正確に算出されることとなる。さらに、この算出
結果に応じて帯電手段の出力が適正な濃度の画像が得ら
れる様に制御される。

実施例以下、本発明に拘る電子写真複写機の一実施例につい
て添付図面を参照して説明する。

［複写機の概略構成と動作］第１図に示す様に、感光体ドラム（５）は矢印（ａ）
方向に一定の周速度（ｖ）で回転駆動可能とされ、原稿
台ガラス（１）上に載置された原稿（Ｍ）の画像は光学
系（20）にて露光部（X₂）に露光され、感光体ドラム
（５）上に原稿画像に対応した静電潜像が形成される。

光学系（20）は露光ランプ（21），ミラー（22a）〜
（22d），投影レンズ（23）にて構成されている。画像
露光時において、露光ランプ（21）とミラー（22a）と
は矢印（ｂ）方向に（v/m、m:複写倍率）の速度で移動
し、ミラー（22b），（22c）は（v/2m）の速度で移動可
能とされている。

感光体ドラム（５）の周囲には、その表面を一様に帯
電させる帯電チャージャ（６）、原稿潜像以外の像間電
荷を消去する像間イレーサ（10）、光学系（20）にて形
成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像
装置（７）、そのトナー像をレジストローラ（30）から
送り込まれる複写紙（Ｐ）上に転写する転写チャージャ
（28）、複写紙（Ｐ）を感光体ドラム（５）から分離す
る分離チャージャ（29）、感光体ドラム（５）上に付着
した残留トナーを除去するクリーナ装置（９）、感光体
ドラム（５）上の残留電荷を消去するメインイレーサ
（８）が配設されている。

［現像装置とトナー濃度の制御］現像装置（７）は、磁性キャリアと絶縁性トナーとの
混合物からなる現像剤を使用して周知の磁気ブラシ方式
にて現像部（X₃）を通過する潜像（電荷存在部分）にト
ナーを付着させる、いわゆる正規現像にて現像を行な
う。

現像槽（70）内には、磁気ローラ（72）を内蔵した現
像スリーブ（71），穂高規制板（73），バケットローラ
（74），スクリュウローラ（75）が設置されている。現
像剤はバケットローラ（74）の矢印（ｃ）方向の回転に
基づいて現像スリーブ（71）の外周面に磁気ローラ（7
2）の磁力で吸着され、現像スリーブ（71）の矢印
（ｄ）方向への回転あるいは磁気ローラ（72）の矢印
（ｄ′）方向への回転に基づいて現像部（X₃）へと搬送
される。

一方、現像槽（70）の上部に設けたトナータンク（7
6）の底部には補給モータ（78）にて回転駆動されるト
ナー補給ローラ（77）が設置されている。トナータンク
（76）内のトナーは補給ローラ（77）の回転に基づいて
スクリュウローラ（75）上に補給され、ローラ（75）の
回転にて既に存在する現像剤と撹拌混合され、バケット
ローラ（74）に送られる。トナーはここでの撹拌混合に
て磁性キャリアとの摩擦帯電で所定の帯電量とされる。

ところで、本実施例では現像に供される現像剤中のト
ナー濃度を常時一定に維持するため、現像槽（70）内の
現像剤中のトナー濃度をセンサ（80）にて直接的に検出
し、トナー補給を制御する様にしている。トナー濃度検
出センサ（80）はスクリュウローラ（75）の直下に設置
され、スクリュウローラ（75）にて搬送される現像剤中
のトナー濃度を透磁率の変化として検出する。現像剤は
磁性キャリア中に存在する非磁性のトナーの割合によっ
て透磁率が変化し、これを磁気センサ（80）で検出する
こととなる。

具体的には、第７図に示す様に、磁気センサ（80）は
発振器（81）から出力された信号に基づいて現像剤の透
磁率の変化をコイルのインダクタンスの変化に置換し、
その出力電圧（Vs）を位相比較器（82）に出力する。位
相比較器（82）はその出力電圧（Vs）をコンデンサ（8
3）を介して電圧比較器（84）に出力する。電圧比較器
（84）は予め設定された基準電圧（Vi）と比較し、出力
電圧（Vs）の方が基準電圧（Vi）よりも高ければ信号
「０」を出力する。

前記磁気センサ（80）のトナー濃度（wt％）に基づく
出力特性は第９図に示す通りであり、本実施例では制御
の基準となるトナー濃度を7wt％に設定している。従っ
て、電圧比較器（84）の基準電圧（Vi）は2.5Vに設定さ
れており、出力電圧（Vs）が2.5Vを越えると補給信号を
「０」にする。

マイクロコンピュータ（以下、CPUと記す）（201）は
一定の周期でこの補給信号を読み取り、信号が「０」で
あればトナー補給モータ（78）を一定時間回転駆動さ
せ、トナータンク（76）からトナーを現像槽（70）に補
給する。

一方、本実施例では以下に詳述する感光体ドラム
（５）の表面電位の検出に基づく帯電チャージャ（６）
の出力制御の前提として、トナー濃度を一定に維持する
以外に、トナーの帯電量を常時一定とし、さらに、現像
スリーブ（71）に印加される現像バイアスの電圧値も常
時一定としている。トナー帯電量はトナー自体やキャリ
アの成分，粒径を管理し、撹拌混合を十分に行なわせる
ことにより一定値に維持することが可能である。

［基準潜像の作成及び基準トナー像の濃度測定］次に、現像部（X₃）における感光体ドラム（５）上の
表面電位を検出するために使用される基準潜像の作成に
ついて説明する。この基準潜像は像間イレーサ（10）と
シャッタ（11）にて、複写紙（Ｐ）上に転写されること
のない像間部分に作成される。

像間イレーサ（10）は現像部（X₃）の手前に、感光体
ドラム（５）上の原稿潜像以外に相当する部分、即ち、
いわゆる像間部分の電荷を消去する光イレーサとして設
けてある。つまり、帯電チャージャ（６）はその作動の
立上がりや立下がりの時間を考慮すると、原稿潜像が形
成される部分に対して電荷を一様に帯電させるために
は、原稿に対応する部分以外の感光体ドラム（５）上に
対しても作動させる必要があり、特に高速で連続複写を
行なう場合には、常に作動を続ける方が望ましい。その
ため、感光体ドラム（５）上には、原稿潜像以外に相当
する部分にも電荷が存在することとなり、この感光体ド
ラム（５）をそのまま現像部（X₃）を通過させると、複
写のために全く必要でないにも拘わらず、無駄にトナー
を消費する結果となる。従って、像間イレーサ（10）に
よって、必要領域以外の電荷を現像部（X₃）を通過する
以前に消去する様にしてある。そして、この像間イレー
サ（10）は、第４図，第５図に示す様に、感光体ドラム
（５）の長手方向に沿って複数個並設した発光ダイオー
ド（以下LEDと記す）（10a），（10b）から構成されて
いる。

一方、シャッタ（11）は、第１図に示す様に、光学系
（20）による感光体ドラム（５）への投影光路途中に、
投影光（Ｂ）を遮断する位置と遮断しない位置とに切り
換え可能に設置されている。このシャッタ（11）は、第
２図に示す様に、一対の軸受（12）に支持された回転軸
（13）の一部に固定され、回転軸（13）の一端に固定し
たカラー（14）を介してスプリング（15）にて矢印
（ｆ）方向に付勢され、この付勢位置にあっては投影光
路から退避している。また、カラー（14）はリンク機構
（16）を介してソレノイド（17）のプランジャ（18）に
連結されている。そして、ソレノイド（17）に通電する
ことでプランジャ（18）がスプリング（15）の付勢力に
抗して後退し、シャッタ（11）が矢印（ｆ）とは逆方向
に回動し、投影光（Ｂ）を遮断する。シャッタ（11）が
作動して投影光（Ｂ）が遮断されると、シャッタ（11）
の作用位置に相当する部分の感光体ドラム（５）上の電
荷は消滅せずに残り、第３図に示す様に、シャッタ（1
1）の形状に応じた潜像（Ｌ）が形成される。

この様にして形成された潜像（Ｌ）は、像間部分に位
置し、複数個のLED（10a），（10b）からなる像間イレ
ーサ（10）部分を通過する際には、像間イレーサ（10）
により電荷消去作用が行なわれる。そこで、本実施例で
は、前記潜像（Ｌ）に対応する部分のLED（10b）を一定
のタイミングで消灯させ、その部分での電荷消去作用を
禁止する様に構成してある。この像間イレーサ（10）は
感光体ドラム（５）の表面に極く近接して設けられてお
り、消灯するLED（10b）の数に応じた幅とほぼ等しい幅
で、感光体ドラム（５）上の電荷が消滅せずに残る。ま
た、それら消灯するLED（10b）の消灯時間とほぼ等しい
間に感光体ドラム（５）が回転する長さで、電荷が消滅
せずに残る。この様にして残された電荷部分が基準潜像
（L₁）である（第４図参照）。

以上の様にして作成された基準潜像（L₁）は、感光体
ドラム（５）の回転に伴って現像部（X₃）を通過し、現
像装置（７）によってトナーが付着されて顕像化され
る。この現像装置（７）による現像方式は正規現像方式
であり、電荷が消去されていない部分、即ち、基準潜像
（L₁）部分にトナーが付着し、基準トナー像（L₂）とさ
れる。

その後、感光体ドラム（５）は転写部（X₄）を通過す
るが、基準トナー像（L₂）は像間部分に作成されている
ので、複写紙（Ｐ）上には転写されず、感光体ドラム
（５）上に残存することとなる。

前記基準潜像（L₁）の表面電位は帯電チャージャ
（６）にて帯電された状態であり、原稿の画像部の電位
と等価である。従って、基準潜像（L₁）を現像すること
によって得られた基準トナー像（L₂）の濃度は、原稿画
像部の濃度と等価であり、現像部（X₃）における感光体
ドラム（５）の表面電位（暗減衰されている）を直接的
に反映している。そこで、本実施例では基準トナー像
（L₂）の濃度を反射型フォトセンサ（19）にて光学的に
測定することにより、現像部（X₃）での感光体表面電位
を検出することとした。

第１図に示す様に、反射型のフォトセンサ（19）は、
発光素子（19a）と受光素子（19b）とからなり、転写部
（X₄）からクリーナ装置（９）に至る感光体ドラム
（５）の表面に対向し、かつ、前記基準トナー像（L₂）
に対応する位置に設置されている。従って、このフォト
センサ（19）にて基準トナー像（L₂）の濃度を測定可能
である。濃ければ反射光量は少なく、受光素子（19b）
からの出力電圧（Vs）は低くなる。薄ければ反射光量は
多く、受光素子（19b）からの出力電圧（Vs）は高くな
る。

ところで、第５図は、前記シャッタ（11），像間イレ
ーサ（10），フォトセンサ（19）及び感光体ドラム
（５）上に作成された基準潜像（L₁）の感光体ドラム
（５）の長手方向に対する位置関係を示し、第６図は各
部材の動作を示す。

第５図に示す様に、シャッタ（11）の中心（C₁）と、
基準潜像（L₁）の中心（C₀）とは一致していない。これ
は、基準潜像（L₁）が作成される部分が感光体ドラム
（５）の長手方向中心に対して偏よっており、かつ、シ
ャッタ（11）が感光体ドラム（５）の表面からは離れて
位置していることによる。つまり、光学系（20）による
投影光（Ｂ）は感光体ドラム（５）の長手方向に拡大さ
れることとなるが、その様な投影光（Ｂ）に対するシャ
ッタ（11）による遮断作用で、感光体ドラム（５）上の
必要な領域の電荷を残すからである。一方、像間イレー
サ（10）は感光体ドラム（５）の表面に極く近接して設
けられているため、基準潜像（L₁）を作成する必要上消
灯させるLED（10b）部分の中心（C₂）と、基準潜像
（L₁）の中心（C₀）とは一致している。そして、消灯さ
せるLED（10b）部分の幅（W₂）が、基準潜像（L₁）の感
光体ドラム（５）の長手方向に対する幅（Ｗ）になる。
さらに、フォトセンサ（19）の中心（C₃）も基準潜像
（L₁）の中心（C₀）に一致させている。

第６図に示すタイムチャートは像間部分に対応するも
のである。初期状態において、露光ランプ（21）と像間
イレーサ（10）の全てのLED（10a），（10b）は点灯し
ている。露光ランプ（21）は、作動の際に立上がりと立
下がりとの時間が必要であり、原稿走査時の照射量を安
定させるためと複写速度を上げるため、像間部分におい
ても点灯状態を維持する様になっている。そして、基準
潜像（L₁）を作成すべく、ソレノイド（17）への通電に
よって、シャッタ（11）を一定時間（t₀）だけ作動させ
て投影光（Ｂ）を遮断させると共に、像間イレーサ（1
0）の一部のLED（10b）を一定時間（t₂）だけ消灯させ
る様にしてある。このLED（10b）の消灯時間（t₂）によ
って、第５図に示す、基準潜像（L₁）の感光体ドラム
（５）の回転方向に対する長さ（Ｌ）が決まることとな
る。

第５図及び第６図に示す様に、基準潜像（L₁）の幅
（Ｗ）に対応するシャッタ（11）の幅（W₁）を、消灯さ
せるLED（10b）部分の幅（W₂）よりも大きく設定すると
共に、基準潜像（L₁）の長さ（Ｌ）に対応するシャッタ
（11）の作動時間（t₀）を、LED（10b）の消灯時間
（t₂）よりも長く設定してある。つまり、シャッタ（1
1）は感光体ドラム（５）の表面から離れて位置してい
るので、光学系（20）により原稿（Ｍ）の潜像が拡大あ
るいは縮小されて形成される状態にあるときには、シャ
ッタ（11）の投影光（Ｂ）に対する遮断作用で作成され
る潜像（Ｌ）の位置が、若干移動することとなる。そこ
で、複写倍率に拘わらず、LED（10b）を一定時間（t₂）
だけ消灯させることと相俟って、感光体ドラム（５）上
に常に一定の大きさの基準潜像（L₁）が形成される。

次に、前記フォトセンサ（19）による基準トナー像の
濃度測定について詳述する。

第７図に示す様に、発光素子（19a）はスイッチ（SW1
1），可変抵抗器（19c）を介して接地され、受光素子
（19b）の出力電圧（Vs）はCPU（201）のA/Dポートに入
力される。入力されたセンサ出力電圧（Vs）はA/Dコン
バータにてデジタル信号に変換され、データバス（20
3）を通してバッテリーバックアップされているランダ
ムアクセスメモリ（以下、RAMと記す）（202）に格納さ
れ、適宜取り出されてデータ処理される様になってい
る。

スイッチ（SW11）は、第６図に示す様に、前記シャッ
タ（11）が作動してから時間（t₃）が経過したとき、即
ち、基準トナー像（L₂）がフォトセンサ（19）に到達す
る直前にオンされ、反射光量の測定に備える。このと
き、受光素子（19b）の出力電圧（Vs）は本実施例にお
いては12Vになる。そして、基準トナー像（L₂）がフォ
トセンサ（19）の対向位置を通過しても受光素子（19
b）の応答遅れにより、出力電圧（Vs）は曲線を描いて
立ち下がり、時間（t₅）で安定領域に達する。この安定
領域において出力電圧（Vs）を時間（t₆）の周期で５回
読み込み、平均化して検出データ（Di）とする。その
後、スイッチ（SW11）をオフし、発光素子（19a）を消
灯する。

フォトセンサ（19）の出力電圧（Vs）を平均化して得
た検出データ（Di）は、現像部（X₃）における基準潜像
（L₁）の表面電位（Vi）と現像剤中のトナー濃度（T/
C）によって決まる。第10図はこれらの関係を示すグラ
フである。本実施例ではトナー濃度（T/C）は前述の如
く7wt％に正確に制御されており、以下トナー濃度が7wt
％の場合の特性について説明する。なお、現像剤中のト
ナー濃度（T/C）を5wt％、9wt％に制御する場合には、
第10図に図示するこれらの特性に基づいて以下の制御を
実行すればよい。

一方、第11図のグラフは、トナー濃度（T/C）が7wt％
の場合、基準潜像（L₁）の表面電位（Vi）に対する現
像，転写後の画像濃度（ID）との関係を示す。画像濃度
（ID）は潜像表面電位（Vi）が200V〜500Vの領域で急激
に立ち上がり、500Vを越えると傾きはゆるやかになり、
600V付近で1.4の濃度で一定値を保つ。

そこで、本実施例では、安定した1.4の画像濃度（I
D）を得る様に以下に述べる制御を行なうため、制御の
基準とする潜像表面電位（Vi）を600Vに設定することと
した。

但し、潜像表面電位（Vi）が600V付近のとき画像濃度
（ID）はほぼ飽和して一定値となるが、第10図に示した
検出データとしての電圧（Di）は傾きを有し飽和してい
ない。なぜなら、フォトセンサ（19）での濃度測定の対
象となる基準トナー像（L₂）は感光体ドラム（５）上に
作成された像であり、それに対して画像濃度（ID）はト
ナー画像を複写紙（Ｐ）上に転写し、かつ、定着した後
の測定値であることによる。後者の画像はトナーが溶融
され押し潰されており、少ないトナー付着量でも画像濃
度（ID）が上昇する。その結果、低い潜像表面電位（V
i）でも飽和してしまうのである。

ところで、第10図で明らかな様に、基準潜像（L₁）の
表面電位（Vi）が600Vのとき、センサ出力検出データ
（Di）は2Vを示す。従って、この2Vを標準電圧（BDi）
として実際の測定時出力電圧（ADi）との偏差を求める
ことにより、基準潜像（L₁）の表面電位（Vi）、換言す
れば、現像部（X₃）における感光体ドラム（５）の表面
電位の補正値が求められることとなる。この補正値に基
づいて、本実施例では帯電チャージャ（６）の出力にフ
ィードバックさせ、感光体ドラム（５）の温度上昇によ
る表面電位（Vi）の暗減衰量の増大、それに起因する画
像濃度（ID）の低下を補正する。

次に、帯電チャージャ（６）の構成及びその制御回路
を第８図を参照して説明する。

帯電チャージャ（６）は、チャージワイヤ（61）、接
地された安定板（64）、チャージワイヤ（61）と感光体
ドラム（５）との間に設置されたメッシュ状のグリッド
（63）から構成されたスコロトロン方式によるものであ
る。チャージワイヤ（61）は高圧トランス（62）を介し
てCPU（201）に接続され、CPU（201）から出力のオン，
オフ及び出力電圧（一定値）の指令を受ける。グリッド
（63）は直列に接続されたバリスタ（65a）〜（65h）を
介して接地されている。各バリスタ（65a）〜（65h）は
短絡スイッチ（SW1）〜（SW8）を介してCPU（201）に対
して接続されている。CPU（201）の信号によって各短絡
スイッチ（SW1）〜（SW8）がオンされると、各バリスタ
（65a）〜（65h）をバイパスする回路に切り換えられ
る。各バリスタ（65a）〜（65h）にはチャージワイヤ
（61）の放電による電荷が流れ込み、それを蓄積してグ
リッド（63）を一定の電位に保持すると共に、それ以上
の余分な電荷を電流としてアースに落とす様に作用す
る。故に、第８図の接続状態にあっては、各短絡スイッ
チ（SW1）〜（SW8）のオン，オフ状態に基づいて、₈ C₁＋₈C₂＋₈C₃＋₈C₄＋₈C₅＋₈C₆＋₈C₇＋₈C₈ 通りのグリッド（63）の電位（GVi）を得ることができ
る。この様に、グリッド（63）の電位（GVi）を変化さ
せると、チャージワイヤ（61）からグリッド（63）を介
して感光体ドラム（５）の表面に向かう電荷量を制御で
き、結果として感光体ドラム（５）の表面電位（Vi）を
制御することとなる。

本実施例において、感光体ドラム（５）の周速度
（ｖ）は350mm/secであり、感光体ドラム（５）の内部
には図示しないヒータが設置されており、感光体ドラム
（５）の温度が35℃以下には下がらない様に制御されて
いる。先に説明した表面電位（Vi）の標準設定値（BD
i）を600Vとするのは、感光体ドラム（５）の温度が35
℃のときの値である。この様な状態において、グリッド
（63）の電位（GVi）は、感光体ドラム（５）が帯電部
（X₁）から現像部（X₃）まで移動する間の暗減衰を見込
んで、750Vに設定されている。この条件の下でのバリス
タ（65a）〜（65h）の電圧値と短絡スイッチ（SW1）〜
（SW8）のオン，オフの組合わせを以下の［表１］に示
す。

［表１］から明らかな様に、標準設定でのグリッド電
位750Vに対して、設定１では691V、設定２では717Vに段
階的に変えることができる。勿論、設定1,2は一例であ
り、短絡スイッチ（SW1）〜（SW8）のオン，オフの組合
わせにより、グリッド電位（GVi）を種々の値に設定す
ることが可能である。また、バリスタ（65a）〜（65h）
に代えてツェナダイオードを用いることもできる。

一方、CPU（201）はフォトセンサ（19）の出力検出デ
ータ（ADi）から実際の表面電位（Vi）を演算し、その
結果に基づいて表面電位（Vi）を補正する必要があれ
ば、短絡スイッチ（SW1）〜（SW8）のオン，オフ状態の
最適組合わせを演算し、グリッド電位（GVi）を切り換
える。

さらに、本実施例では、帯電能力の判定をも実行する
様になっている。

ここでの帯電能力の判定は、各グリッド電位（GVi）
に対して感光体の帯電電位が応答しているか否かを検出
し、両者の差が、暗減衰を考慮した許容減衰電圧以上で
あれば、帯電能力が低下したと判定する。帯電能力が低
下したと判定されると、適宜警告を発する。

具体的には、許容減衰電圧を300Vとする。その根拠
は、35℃の温度下での暗減衰量は150Vであるが、機内温
度上昇でドラム温度が45℃になっとき（最高値と考えて
よい）、暗減衰量は250Vとなる。この最大減衰量250Vと
帯電能力低下許容量50Vとを合計し、許容減衰電圧を300
Vとした。

［制御手順］次に、以上の制御について、CPU（201）での処理を第
12図以下のフローチャートに基づいて説明する。

第12図はCPU（201）のメインルーチンを示す。

CPU（201）にリセットが掛かり、プログラムがスター
トとすると、ステップ（S1）でRAM（202）のクリア、各
種レジスタのイニシャライズ及び各装置を初期モードに
するための初期設定を行なう。次に、ステップ（S2）で
内部タイマをスタートさせる。この内部タイマはメイン
ルーチンの所要時間を決めるもので、その値は予めステ
ップ（S1）の初期設定でセットされる。

次に、ステップ（S3）〜（S9）で各サブルーチンを順
次コールし、コールし終えると、ステップ（S10）で内
部タイマの終了を待ってステップ（S2）へ戻る。

ステップ（S3）のサブルーチンは各スイッチからの入
力信号を読み込むと共に、複写機の各部へ必要なデータ
を出力する。ステップ（S4）のサブルーチンは図示しな
い操作パネル上での表示処理を実行する。ステップ（S
5）のサブルーチンはステップ（S3）で出力されたデー
タに基づいて実際の複写動作を処理する。

ステップ（S6）〜（S9）の各サブルーチンについては
以下詳述する。

第13図は前記ステップ（S6）で実行される基準潜像作
成のサブルーチンを示す。

このサブルーチンがコールされると、まずステップ
（S11）でコピーステート（IST）をチェックする。コピ
ーステート（IST）は“0"から“4"までの５種類の値を
持つことができ、複写動作の進行に伴って変化する。初
期設定時にこのコピーステート（IST）は“0"にリセッ
トされており、最初は“0"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S12）で原稿の走査が開始
されたか否かをチェックする。走査が開始されていなけ
れば直ちにメインルーチンにリターンし、走査が開始さ
れていれば、ステップ（S13）でカウンタ（ICNT）をチ
ェックする。このカウンタ（ICNT）は、後述する様に、
１回の複写動作ごとにカウントアップされるものであ
る。そして、カウンタ（ICNT）が“4"のときのみ、ステ
ップ（S14）でカウンタ（ICNT）を“0"にリセットす
る。また、カウンタ（ICNT）が“4"以外の場合には、ス
テップ（S15）でコピーステート（IST）を“1"にセット
し、メインルーチンにリターンする。つまり、後述する
様に、カウンタ（ICNT）が“0"にリセットされていると
きのみ基準潜像（L₁）を作成する様に制御され、この基
準潜像作成を４回の複写動作につき１回行なう様にして
いる。

前記ステップ（S15）でのコピーステート（IST）が
“1"にセットされた後、このサブルーチンがコールされ
ると、“1"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S16）で原稿の走査が終了
したか否かをチェックする。終了していなければ直ちに
メインルーチンにリターンし、終了していれば、ステッ
プ（S17）でカウンタ（ICNT）をチェックする。そし
て、カウンタ（ICNT）が“0"にリセットされているとき
のみ、ステップ（S18）以下を実行する。カウンタ（ICN
T）が“0"以外のときには、ステップ（S21）でコピース
テート（IST）を“0"にリセットし、ステップ（S22）で
カウンタ（ICNT）をインクリメントした後、メインルー
チンにリターンする。

ステップ（S18）ではソレノイド（17）への通電によ
って、シャッタ（11）を作動させて感光体ドラム（５）
への投影光（Ｂ）を遮断する。続いて、ステップ（S1
9）でタイマ（T₁），（T₃）をスタートさせる。タイマ
（T₁）は、第６図のタイムチャートで示すシャッタ（1
1）の作動から像間イレーサ（10）のLED（10b）を消灯
させるまでのタイムラグ（t₁）でタイムアップする様に
設定されている。また、タイマ（T₃）は、同じく第６図
のタイムチャートで示すスイッチ（SW11）のオン、即
ち、フォトセンサ（19）の作動開始までのタイムラグ
（t₃）でタイムアップする様に設定されている。その
後、ステップ（S20）でコピーステート（IST）を“2"に
セットし、ステップ（S22）でカウンタ（ICNT）をイン
クリメントしてメインルーチンにリターンする。

前記ステップ（S20）でコピーステート（IST）が“2"
にセットされた後、このサブルーチンがコールされる
と、“2"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S23）で前記タイマ（T₁）
の状態をチェックする。タイマ（T₁）がタイムアップし
ていなければ、直ちにメインルーチンにリターンする。
タイマ（T₁）がタイムアップすれば、シャッタ（11）の
作動で基準潜像（L₁）が作成されたため、ステップ（S2
4）で像間イレーサ（10）の一部のLED（10b）を消灯
し、ステップ（S25）でタイマ（T₂）をスタートさせ
る。このタイマ（T₂）は、第６図のタイムチャートで示
すLED（10b）の消灯時間（t₂）でタイムアップする様に
設定されている。その後、ステップ（S26）でコピース
テート（IST）を“3"にセットし、メインルーチンにリ
ターンする。

前記ステップ（S26）でコピーステート（IST）が“3"
にセットされた後、このサブルーチンがコールされる
と、“3"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S27）で前記タイマ（T₂）
の状態をチェックする。タイマ（T₂）がタイムアップし
ていなければ、直ちにメインルーチンにリターンする。
タイマ（T₂）がタイムアップすれば、ステップ（S28）
で消灯中のLED（10b）を点灯させると共に、ステップ
（S29）でソレノイド（17）への通電を停止してシャッ
タ（11）を感光体ドラム（５）への投影光路から退避さ
せる。その後、ステップ（S30）でコピーステート（IS
T）を“0"にリセットし、メインルーチンにリターンす
る。

次に、このサブルーチンがコールされると、ステップ
（S11）でコピーステート（IST）をチェックした後、
“0"のルーチンを進み、以後、前述の動作を繰り返して
４回の複写動作につき１回基準潜像（L₁）を作成する。

第14図はメインルーチンのステップ（S7）で実行され
る反射光量測定のサブルーチンを示す。

このサブルーチンがコールされると、まずステップ
（S31）でメジャーステート（MST）をチェックする。メ
ジャーステート（MST）は“1"から“4"までの４種類の
値を持つことができ、複写動作の進行に伴って変化す
る。初期設定時にこのメジャーステート（MST）は“1"
にセットされており、最初は“1"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S32）で前記タイマ（T₃）
の状態をチェックする。タイマ（T₃）がタイムアップし
ていなければ、直ちにメインルーチンにリターンする。
タイマ（T₃）がタイムアップすれば、ステップ（S33）
でスイッチ（SW11）をオンし、フォトセンサ（19）の発
光素子（19a）を点灯させ、基準トナー像（L₂）の濃度
測定を準備する。即ち、ステップ（S34）で受光素子（1
9b）からの出力電圧（Vs）をデジタル信号（DVs）にA/D
変換し、ステップ（S35）で電圧信号（SDVs）としてRAM
（202）に格納する。

ここで、電圧信号（SDVs）の安定領域を測定するため
に、ステップ（S36）でタイマ（T₅）をスタートされ
る。このタイマ（T₅）は、第６図のタイムチャートで示
すタイムラグ（t₅）でタイムアップする様に設定されて
いる。次に、ステップ（S37）でメジャーステート（MS
T）を“2"にセットし、メインルーチンにリターンす
る。

前記ステップ（S37）でメジャーステート（MST）が
“2"にセットされた後、このサブルーチンがコールされ
ると、“2"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S38）でタイマ（T₅）の状
態をチェックする。タイマ（T₅）がタイムアップしてい
なければ、直ちにメインルーチンにリターンする。タイ
マ（T₅）がタイムアップすれば、ステップ（S39）で読
込みタイミング信号を「０」にリセットする。同時に、
ステップ（S40）でカウンタ（Ｎ）を“0"にリセットす
る。このカウンタ（Ｎ）はフォトセンサ（19）の出力電
圧（Vs）を安定領域で５回読み込むために用いられるも
のである。そして、ステップ（S41）でタイマ（T₆）を
スタートさせる。このタイマ（T₆）は、第６図のタイム
チャートで示す読込み周期（t₆）でタイムアップする様
に設定されている。次に、ステップ（S42）でメジャー
ステート（MST）を“3"にセットし、メインルーチンに
リターンする。

前記ステップ（S42）でメジャーステート（MST）が
“3"にセットされた後、このサブルーチンがコールされ
ると、“3"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S43）で前記タイマ（T₆）
の状態をチェックする。タイマ（T₆）がタイムアップし
ていなければ、直ちにメインルーチンにリターンする。
タイマ（T₆）がタイムアップすれば、ステップ（S44）
でカウンタ（Ｎ）に“1"を加算し、ステップ（S45）で
読込みタイミング信号を「１」にセットする。そして、
ステップ（S46）で電圧信号（SDVs）を［SDVs（Ｎ）］
として読み込み、ステップ（S47）で読込み信号を
「０」にリセットする。続いて、ステップ（S48）でカ
ウンタ（Ｎ）の状態をチェックし、“5"にカウントされ
ていなければ、ステップ（S50）でタイマ（T₆）をスタ
ートさせ、メインルーチンにリターンする。即ち、カウ
ンタ（Ｎ）が“5"にカウントされるまで５回の電圧信号
（SDVs）の読込みが行なわれ、ステップ（S46）で読み
込まれる電圧信号［（SDVs）（Ｎ）］は、［SDVs
（１）］から［SDVs（５）］までの５個のデータを有す
ることとなる。

５回の読込みが行なわれ、ステップ（S48）でカウン
タ（Ｎ）が“5"にカウントされていると判定されると、
ステップ（S49）でメジャーステート（MST）を“4"にセ
ットし、メインルーチンにリターンする。

前記ステップ（S49）でメジャーステート（MST）が
“4"にセットされた後、このサブルーチンがコールされ
ると、“4"のルーチンを進む。

ここでは、まずステップ（S51）で電圧信号［SDVs
（１）］〜［SDVs（５）］の平均値を演算し、サンプリ
ングデータ（Di）としてRAM（202）に格納する。続い
て、ステップ（S52）でスイッチ（SW11）をオフし、フ
ォトセンサ（19）の発光素子（19a）を消灯する。次
に、ステップ（S53）で以下の［表2a］に示されている
様に、RAM（202）の（ａ）〜（ｅ）番地に格納されてい
るサンプリングデータ（Di₁）〜（Di₅）を順次呼び出
し、（ｂ）〜（ｅ）番地に格納されているサンプリング
データ（Di₂）〜（Di₅）をそれぞれ（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）番地に移動させる。そして、ステップ
（S54）でサンプリングデータ（Di₅）に続いて新たなサ
ンプリングデータ（Di₆）を（ｅ）番地に記憶させる。
この状態を［表2b］に示す。

次に、ステップ（S55）で［表2b］の（ａ）〜（ｅ）
番地に記憶されている５個のサンプリングデータ（D
i₂）〜（Di₆）の平均値（ADi）を演算し、ステップ（S5
6）でRAM（202）にこの新たな平均値（ADi）を旧平均値
に代えて格納する。そして、ステップ（S57）でメジャ
ーステート（MST）を“1"にセットし、本サブルーチン
を終了してメインルーチンにリターンする。

ところで、前記ステップ（S53）〜（S56）において、
過去のデータを含めて五つのサンプリングデータ（D
i₂）〜（Di₆）を平均化してセンサ検出データ（ADi）と
して用いるのは、ノイズ等による異常値をキャンセルす
るためである。

第15図はメインルーチンのステップ（S8）で実行され
る帯電電位補正のサブルーチンを示す。

このサブルーチンがコールされると、まず、ステップ
（S61）でRAM（202）に格納されている標準電圧（BDi）
（第10図参照）と前記ステップ（S50）で演算された出
力電圧値（ADi）との差より感光体表面電位（Vi）を演
算する。続いて、ステップ（S62）で標準電位とステッ
プ（S61）で演算されて表面電位（Vi）との差（ΔVi）
を演算し、ステップ（S63）でこの偏差値（ΔVi）をグ
リッド電位（GVi）に加え、補正値（JVi）を演算する。

次に、ステップ（S64）で前記補正値（JVi）に最も近
い値となる様に、バリスタ（65a）〜（65h）の組合わせ
を求め、グリッド電位（GVi）を決定する。そして、ス
テップ（S65）でこのグリッド電位（GVi）をRAM（202）
に格納する。続いて、ステップ（S66）でCPU（201）が
以上の如く決定されたバリスタ（65a）〜（65h）の組合
わせとなる様にスイッチ（SW1）〜（SW8）のオン，オフ
を指令し、メインルーチンにリターンする。

第16図はメインルーチンのステップ（S9）で実行され
る帯電能力判定のサブルーチンを示す。

このサブルーチンがコールされると、まず、ステップ
（S71）でグリッド電位（GVi）と感光体表面電位（Vi）
との差、即ち、減衰電位（ΔVi）を演算する。次に、ス
テップ（S72）でこの減衰電位（ΔVi）が許容減衰電位3
00V外にあるか否かを判定する。許容範囲外にあればス
テップ（S73）で警告フラグを「１」にセットし、許容
範囲内にあればステップ（S74）で警告フラグを「０」
にリセットする。

次に、ステップ（S75）で警告フラグが「１」か否か
を判定する。「０」であればそのままメインルーチンに
リターンし、「１」であればステップ（S76）で図示し
ない操作パネル上の警告ランプを点灯させ、メインルー
チンにリターンする。

［その他の実施例］なお、本発明に係る電子写真複写機は前記実施例に限
定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更す
ることができる。

特に、基準潜像（L₁）の作成に関しては、像間イレー
サ（10）とシャッタ（11）との共同による方法以外に、
原稿台ガラス（１）の走査方向上流側裏面に黒色の基準
パターンを配置し、この基準パターン部分を感光体ドラ
ム（５）の像間部分に露光する方法であってもよい。

また、帯電チャージャ（６）としてはスコロトロン方
式以外に、グリッド（63）の無いコロトロン方式であっ
てもよい。この場合、帯電電位の補正は高圧トランス
（62）の出力電流値を制御することにより行なえばよ
い。

発明の効果以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、感光体
上に作成された基準潜像を現像装置にて基準トナー像と
し、この基準トナー像の濃度を光学的に測定することに
より感光体の表面電位を算出し、さらに、この算出結果
に応じて帯電手段の出力を制御する様にしたため、従来
の如く表面電位計を組み込む場合に比べて安価にかつ簡
便に感光体表面電位を検出することができ、しかも、基
準トナー像の濃度は現像部における感光体の表面電位を
正確に反映しており、正確に表面電位を算出（換算）す
ることができる。さらに、この算出結果に応じて帯電手
段の出力を制御して表面電位の補正を行なうため、表面
電位の暗減衰量の変化に拘らず複写画像を常時一定の良
好な濃度に保つことができる。換言すれば、基準トナー
像の画像濃度検出値から感光体の表面電位に換算したた
め、感光体に表面電位を付与する帯電手段の出力を直ち
にかつ直接的に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る電子写真複写機の一実施例を示し、
第１図は複写機の概略構成図、第２図はシャッタ駆動部
の斜視図、第３図，第４図は基準潜像の作成を説明する
ための斜視図、第５図はシャッタ，像間イレーサ，フォ
トセンサと基準潜像との位置関係の説明図、第６図は制
御のタイムチャート、第７図はトナー濃度検出及び基準
トナー像濃度検出の制御回路図、第８図は帯電チャージ
ャの制御回路図、第９図はトナー濃度に対する磁気セン
サの出力電圧を示すグラフ、第10図は基準潜像表面電位
に対するフォトセンサの出力電圧を示すグラフ、第11図
は潜像表面電位に対する画像濃度を示すグラフ、第12図
〜第16図は制御手順を示すフローチャートである。（５）……感光体ドラム、（６）……帯電チャージャ、
（７）……現像装置、（10）……像間イレーサ、（10
a），（10b）……発光ダイオード、（11）……シャッ
タ、（17）……ソレノイド、（19）……フォトセンサ、
（20）……光学系、（61）……チャージワイヤ、（62）
……高圧トランス、（63）……グリッド、（65a）〜（6
5h）……バリスタ、（76）……トナータンク、（80）…
…磁気センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−76564（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−255363（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−30566（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−154468（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−204854（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−174862（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−235164（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−260067（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電手段にて均一に帯電された感光体上に
画像露光手段にて静電潜像を形成し、この静電潜像を現
像装置にてトナー画像として複写紙に転写する様にした
電子写真複写機において、前記現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出
手段と、前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度に
基づき、トナー濃度が一定となる様に現像装置にトナー
を補給するトナー補給手段と、前記現像装置に設けられ、トナーとキャリアとを撹拌す
る現像剤撹拌手段と、前記感光体上に基準静電潜像を形成する静電潜像形成手
段と、前記静電潜像形成手段により形成された静電潜像を前記
現像装置にて基準トナー像化した後、該基準トナー像の
画像濃度を光学的に測定する画像濃度検出手段と、前記画像濃度検出手段の検出値から前記感光体の表面電
位を算出する表面電位算出手段と、前記表面電位算出手段の算出結果に応じて前記帯電手段
の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする電子写真複写機。