JP2809682B2

JP2809682B2 - 作像パラメータ制御装置

Info

Publication number: JP2809682B2
Application number: JP1089990A
Authority: JP
Inventors: 則之碓井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH02267570A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、感光体に形成された静電潜像をトナーで現
像する記録装置に関し、特に、画像記録品質に影響を及
ぼす作像パラメータを制御する制御装置に関する。

〔従来の技術〕

静電潜像現像により感光体の静電潜像を可視化する記
録装置においては、感光体上の静電電位，露光強度，現
像トナー濃度，現像バイアス電位，等が現像トナー画像
の濃度を左右する。

したがって従来は、感光体に、白，黒部が分布したパ
ターン標の画像を投影してパターン標の潜像電位を検出
し、黒部の潜像電位に対応してメインチャージャの荷電
電圧および又はグリッド電圧を調整しもしくは現像バイ
アスを調整し、白部の潜像電位に対応して露光ランプ電
圧もしくは現像バイアスを調整するとか、複写機の記録
濃度に対応してトナー濃度基準値を設定し現像装置のト
ナー濃度がこのトナー濃度基準値になるように現像装置
へのトナー供給を制御するとか、各種の作像パラメータ
制御が行なわれる。

たとえば特開昭57−136667号公報に提示の現像剤濃度
制御では、感光体に形成されたトナー像の濃度を検出し
てトナー濃度基準値を設定して、現像装置のトナー濃度
がこのトナー濃度基準値になるように現像装置にトナー
を補給する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の感光体電位検出による帯電器や露光ランプの電
圧設定あるいはトナー濃度基準値の設定などは、複写機
のメインスイッチがオン（朝一番）になった直後や、コ
ピー積算枚数が設定値になる毎に行なわれている。

一方、感光体の静電潜像を現像器のトナーで顕像化す
る記録装置において、繰返し使用している感光体表面
に、現像剤やクリーニング剤に使用しているトナー樹脂
やキャリアのコート樹脂等の薄膜層が形成される（成膜
現象：フィルミング）。この薄膜層により、感光体の感
光層への光の透過率が低下して露光時に画像明部の電位
が十分に低下しなくなり、所謂カブリ現像又は地肌汚れ
が記録画像に現われる。この対策の１つとしてある一定
枚数毎に、感光体の電位を検知してこれに対応して帯電
器の電圧や露光ランプ電圧を調整することが行なわれて
おり、また、薄膜層をスイーパで機械的に除去すること
が行なわれている。

このように、スイーパで薄膜層を機械的に除去する記
録装置では、薄膜層の多，少により明部電位が異なるの
で、スイーパ作動前後で画像品質に大きな差を生じ、特
に、スイーパを作動させてから、その後所定枚数毎の記
録処理毎に実行する表面電位検出による帯電器，露光ラ
ンプ等の電圧調整の第１回を行なうまでの間の記録画像
は、感光体表面状態が大きく変化したにもかかわらず、
帯電器，露光ランプ等の設定電圧が、該変化の前の感光
体表面状態に対応するものであるので、画像品質の変動
が大きい。

本発明は、スイーパ作動前後の記録画像品質を安定化
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の作像パラメータ制御装置は、感光体の表面電
位を検出する電位検出手段、および、スイーパの駆動を
終了したときに必ず電位検出段で感光体の表面電位を計
測し計測値に対応して作像パラメータを調整するパラメ
ータ調整手段、を備える。

〔作用〕

これによれば、スイーパを駆動すると、その終了直後
にパラメータ調整手段が、感光体表面電位を検出して作
像パラメータを調整するので、スイーパの駆動による感
光体表面の状態変化に対応して作像パラメータが更新さ
れる。したがって、スイーパ作動直後に記録画像品質が
大きく変動することがなくなり、安定した画像が得られ
る。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を装備した電子写真方式の
複写機の、機構主要部を示す。

第１図に示す複写機において、コンタクトガラス板１
上の原稿の画像は、ミラー３を介して照明灯２で照明さ
れ、ミラー4,レンズユニット５およびミラー６を介して
感光体７に投影される。

感光体７の表面は、メインチャージャ８で一様に荷電
され、荷電面に原稿画像が投影される。画像の投影によ
り、荷電面には静電潜像が形成される。感光体表面の、
不要な領域の電荷は、イレーサ10で消去される。静電潜
像は現像器11の現像ブラシ12₁〜12₃でトナー像に現像さ
れる。

両面複写トレイ19,手差し給紙トレイ20,第１トレイ2
1,第２トレイ22又は第３トレイ23から記録紙が送り出さ
れ、レジストローラ24で一時停止され、感光体７の移動
と同期して、トナー像（原稿画像対応）の先端が転写・
分離チヤージャ25に達するときに記録紙の先端がそこに
達するタイミングで、レジストローラ24で送り出され
る。記録紙には、転写・分離チャージャ25で、トナー像
が転写される。トナー像を受けた記録紙は、定着器26に
送られ、そこで加熱融着により、トナー像が記録紙に定
着する。定着を終えた記録紙は、排紙トレイ27に送出さ
れる。

転写済の感光体面は、除電チャージャ29で除電され、
クリーニングユニット28でクリーニングされて、メイン
チャージャ８に向かう。

コンタクトガラス板１の下面の一端部には、感光体７
上の現像済トナー像の濃度検出のための画像パターン票
31が貼着されている。

感光体７の表面の電位は、表面電位計420pで検出され
る。

現像器11には磁性体キャリアが収納されており、トナ
ー槽16より、回転ローラ17でトナーが供給される。供給
されたトナーは、アジテータ13で磁性体キャリアと混合
され、この混合のときに摩擦帯電によりトナーが帯電す
る。トナーは磁性体シキャリアと共に、磁気搬送ブラシ
14で現像ブラシ12₁に供給され、ブラシ12₁部からブラシ
12₂,12₃方向に移動する。ブラシ12₃部を経たトナー（感
光体に吸着されなかった残留トナー＋磁性体キャリア）
は、一部はトナー濃度センサ（Ｆセンサ）15Fの検出端
が装備された通路を経て、残部は横搬送ユニットに落下
して横搬送されて、アジテータ13に戻る。

現像器11の後流側に、感光体７上のトナー像の濃度を
検出するための濃度検出器（Ｐセンサ）18Pが配設され
ている。

現像器11の上流側には、感光体７の表面に対向してス
イーパ33が配設されており、感光体７の裏面側には、ス
イーパ33に対向してバックアップローラ32が配設されて
いる。

第２図に、スイーパ33の構成と、第１図に示す複写器
の電気回路構成の概略を示す。スイーパ33は、この実施
例では、回転ブラシ34で感光体７表面をブラシがけして
感光体７表面のトナーフィルムを除去するものである。
回転ブラシ34は揺動アーム35に回転自在に支持されてい
る。揺動アーム35の回転軸にはベルトプーリ（図示せ
ず）が回転自在に装着されており、このベルトプーリ
を、減速機を介して電気モータ36が回転駆動する。該ベ
ルトプーリと、回転ブラシ34に一体のプーリ（図示せ
ず）にはベルト（図示せず）が張架されており、このベ
ルトにより、電気モータ36が回転付勢されているとき、
回転ブラシ34が反時計方向に回転する。

揺動アーム35を、揺動レバー38の左端に植設されたピ
ン39が支えている。揺動レバー38は、ピン42を中心に回
転自在である。揺動レバー38の右端には、ソレノイド40
のプランジャロッドの上端が係合している。ソレノイド
40は、通電があると第２図に示すように、揺動レバー38
を時計方向に回転駆動し、これによりピン39が揺動アー
ム35を上（時計方向）駆動し、回転ブラシ34が感光体７
の表面に所定の押圧力で押し付けられる。この状態での
回転ブラシ34の位置が前進位置である。ソレノイド40を
非通電にすると、ソレノイド40に内蔵する圧縮コイルス
プリングの反発力と回転ブラシ34および揺動アーム35の
重みにより、揺動アーム35が下方（反時計方向）に回転
して、第２図に２点鎖線で示す退避位置に降下し、回転
ブラシ34は感光体７から離れる。

したがって、感光体７表面のトナーフィルムを除去す
るときには、モータドライバ37で電気モータ37を回転付
勢し、感光体ベルト７を回転駆動し、ソレノイド40に通
電して回転ブラシ34を感光体７表面に接触させる。

第２図において、主制御ボード200には、マイクロプ
ロセッサ210,読み出し専用メモリ（230,パラレルI/Oポ
ート240,シリアルI/Oポート250,A/Dコンバータ260およ
びタイマ270が備わっている。この主制御ボード200に、
操作ボード310,メインチャージャ電源・コントローラ8P
C,グリッド電圧電源・コントローラ8GPC,ランプ制御ボ
ード330,ヒータ制御ボード340,高圧電源ユニット350,自
動原稿送り装置60（未着），ソータ70（未着），両面処
理装置80,給紙ユニット360,交流ドライバ370,直流ドラ
イバ380,信号処理回路390A,390P,390F,モータドライバ3
7,ソレノイドドライバ41および390Sが装着されている。

メインチャージャ電源・コントローラ8PCは、メイン
チャージャ８のオン／オフおよびチャージャ電圧を制御
する。

グリッド電圧電源・コントローラSGPCは、メインチャ
ージャ８のグリッド電極8Gの、オン／オフおよびグリッ
ド電圧を制御する。

ランプ制御ボード330は、照明灯２のオン／オフおよ
び発光光量を制御する。

ヒータ制御ボード340は、定着器26に備わった定着ヒ
ータHT1,HT2のオン／オフおよび温度を制御する。

高圧電源ユニット350は、現像器11のバイアス電極5a,
転写・分離チャージャ25および除電チャージャ29のオン
／オフおよび付勢電圧を制御する。

ドライバ370には、各種の交流負荷400が接続されてお
り、ドライバ380には、各種の直流負荷410が接続されて
いる。

信号処理回路390Aには、各種センサ420が接続されて
いる。各種センサ420の中に、感光体表面電位を検出す
る電位計420pが含まれている。

交流負荷400の代表的なものは、給紙，搬送系を駆動
するメインモータ，感光体７を駆動する感光体モータ，
ファンモータ，現像モータ，等々である。直流負荷410
の代表的なものは、クリーニング制御用ソレノイド，レ
ジストローラ制御用クラッチ，分離爪駆動用ソレノイ
ド，イレーサ9,10,トータルカウンタ，等々である。

各種センサ420の代表的なものは、メインモータの回
動に同期したパルスを発生するタイミングパルス発生
器，感光体モータの回動に同期したパルスを発生するタ
イミングパルス発生器，紙サイズセンサ，紙センサ，表
面電位計420p,等々である。

Ｐセンサ18Pは信号処理回路390Pに接続されており、
信号処理回路390Pが、検出濃度（感光体７上のパターン
現像トナー像濃度）を示すアナログ信号をA/Dコンバー
タ260に与える。

Ｆセンサ15Fは信号処理回路390Fに接続されており、
信号処理回路390Fが、検出濃度（現像器11内トナー濃
度）を示すアナログ信号をA/Dコンバータ260に与える。

トナー補給ローラ17には、その表面に溝が形成されて
おり、ローラ17が回転すると、該溝内のトナーが現像器
11に入る。ローラ17はクラッチ17MDでメインモータで駆
動される駆動系に結合される。すなわちクラッチ17MDが
接続（通電：オン）のときに回転してトナーを現像装置
11に補給する。クラッチ17MDはソレノイドドライバ390S
に接続されており、ソレノイドドライバ390Sは主制御ボ
ード200に接続されている。

第3a図に、主制御ボード200のマイクロプロセッサ210
の制御動作の概要を示す。

マイクロプロセッサ210は、電源が投入される（ステ
ップ1:以下、カッコ内ではステップという語を省略）
と、初期化（２）を実行して、入出力ポートを待機時の
信号レベルに設定し、内部レジスタ，カウンタ，タイマ
等をクリアする。マイクロプロセッサ210は次に、コネ
クタの接続信号および機内各ユニットの状態信号ライン
の信号レベルをチェックして、自動原稿送り装置60,ソ
ータ60等の外部接続機器の接続の有無を判定しこれに対
応して制御モードを選定し、かつ機内各ユニットの正常
／異常を判定して、異常のときには異常表示をして待機
する（３）。

正常であるとマイクロプロセッサ210は、ヒータ制御
ボード340に、ヒータウォームアップを指示する
（４）。そして「作像パラメータの調整」（TDC1）を実
行する。この内容は後述する。

マイクロプロセッサ210は次に、定着ヒータ制御２
（５）で、定着温度が所定範囲に入ったか否かをチェッ
クし、所定範囲に入ると定温制御をヒータ制御ボード34
0に指示する。所定範囲に入っていないと、そこで所定
範囲に入るのを待ち、所定範囲に入って定温制御を指示
すると、操作ボード310にレディを表示する（6,7）。

マイクロプロセッサ210は、そこで操作ボード310のコ
ピースタートキーが操作されるのを待ち（8,9）、待っ
ている間に他のキーや操作子の操作があると、それを読
込んでコピープロセスパラメータを調整又は変更する。

コピースタートキーが操作されると、トナー濃度制御
（TDC2）を実行する。このトナー濃度制御（TDC2）にお
いては、Ｆセンサ15Fで現像器11のトナー濃度を検出し
てこれを、「作像パラメータの調整」（TCD1）で設定さ
れているトナー濃度基準値と比較し、前者が後者よりも
低いとソレノイドドライバ390Sでクラッチ17MDに通電し
てトナー補給ローラ17を回転駆動する。

CPU210は、「トナー濃度制御」（TCD2）を抜けると、
次にコピー動作を開始して１枚の記録を行ない（10）、
１コピーサイクルを終了すると、コピーカウントレジス
タｎ（電源オンからのコピーサイクルの実行回数を記憶
するレジスタ）の内容を１大きい数値に更新し（11）、
コピーカウントレジスタＮ（コピースタートキーが操作
されてからのコピー枚数）の内容を１大きい数値に更新
し（12）、かつ、スイーパ33を１回動作させてからのコ
ピー枚数をカウントするレジスタＭの内容を１大きい数
値に更新する（2P）。

CPU210は次に、レジスタｎの内容が500以上かをチェ
ックして（13）、500以上であると、「作像パラメータ
の調整」（TDC1）の実行要を示すため、フラグレジスタ
FDsに１を書込む（14）。次に、レジスタＭの内容が500
0以上かをチェックし（3P）、5000以上であると、「ス
イーパ駆動」の実行要を示すため、フラグレジスタFsに
１を書込む（4P）。CPU210は次に、レジスタＮの内容が
操作ボード310に設定されているコピー枚数（指定値）N
sに達しているかをチェックする（15）。達していない
と、コピー動作（10）に進んで、また１コピーサイクル
を実行する。

レジスタＮの内容がコピー枚数Nsに達すると、コピー
エンドサイクルをセットして、フラグレジスタFsおよび
FDsの内容をチェックし、それらが共に１である（スイ
ーパ駆動要および作像パラメータの調整要）と、「スイ
ーパ駆動」（7P〜17P）を実行し、それに続けてFDsをク
リアして（17）「作像パラメータの調整」（TDC1）を実
行する。

フラグレジスタFsの内容が０でフラグレジスタFDsの
内容が１である（スイーパ駆動は不要、作像パラメータ
の調整は要）と、FDsをクリアして（17）「作像パラメ
ータの調整」（TDC1）を実行する。

フラグレジスタFsおよびFDsが共に０である（スイー
パ駆動不要および作像パラメータの調整不要）と、操作
ボード読取（８）に進む。

ここで「スイーパ駆動」（7P〜17P）を説明すると、C
PU210はまずコピー禁止を設定する（7P）。そして、モ
ータドライバ37にモータ回転駆動を指示してブラシ34を
回転駆動し（8P）、感光体７を駆動するモータ（感光体
モータ）を、コピー時の駆動速度の1/50の速度で回転付
勢し（9P）、ソレノイドドライバ41に、ソレノイド40へ
の通電を指示して（10P）、感光体７の１回転の間に、
タイミングパルス発生器が感光体モータの回動に同期し
て発生するパルスの数を内部レジスタに書込んで、該パ
ルスが発生される毎にこの内部レジスタの内容を１デク
レメントするカウントダウンを開始する（11P）。

このようにモータ36の回転付勢を行ない、ソレノイド
40に通電して感光体７を回転駆動することにより、感光
体７の表面のトナーフィルムが回転ブラシ34の回転によ
り除去される。

内部レジスタの値が０（ブラッシングを開始してから
感光体７が１回転した）になると、CPU210は、モータド
ライバ37に停止を指示し（12P,13P）、感光体モータを
停止し（14P）、ソレノイドドライバ41に通電停止を指
示して（15P）、コピー禁止を解除し（16P）、前回のス
イーパ駆動終了からのコピー枚数をカウントするレジス
タＭの内容をクリアしかつフラグレジスタFsのスイーパ
駆動要を示す情報「１」をクリアする（17P）。

以上に説明した制御動作により、「スイーパ駆動」
（7P〜17P）は、コピー延べ枚数が5000になった後であ
って、設定数Nsの連続コピーを終了したときに実行さ
れ、「作像パラメータの調整」（TDC1）は、スイーパ33
が駆動された直後に必ず実行され、かつ、コピー延べ枚
数が500になった後であって設定数Nsの連続コピーを終
了したときに実行される。「トナー濃度制御」（TDC2）
は、１コピーサイクル毎に実行される。

第3b図に、「作像パラメータの調整」（TCD1）の内容
を示す。

このサブルーチンTDC1に進むとマイクロプロセッサ21
0は、Ｆセンサ15Fの検出値すなわちトナー濃度を読込む
（19）、検出トナー濃度が、トナーエンド参照値（最低
値）Dm以上であるかをチェックする（20）。

Dm未満であると、現像装置11においてトナー不足（ト
ナー補給要）であるので、この「作像パラメータの調
整」の内容は実質上実行せず（トナー濃度基準値Dsnは
更新せず）、メインルーチン（第3a図）に戻る。

Dm以上であると、操作ボード310に「記録濃度調整
中」を示す表示をして（21）、メインモータおよび感光
体モータを駆動して（22）、「露光ランプ電圧の調整」
（18P）および「帯電グリッド電圧の調整」（19P）を実
行する。

「露光ランプ電圧の調整」（18P）では、感光体７を
荷電しパターン標31を露光して電位計420Pでパターン標
31の白部の潜像電位を検出する。そして、潜像電位を基
準値と比較して、偏差が所定範囲を外れていると、該潜
像電位が基準値に合致する方向に露光ランプ電圧を変更
し、また感光体７を荷電しパターン標31を露光して電位
計420Pで白部の潜像電位を検出する。これを、該潜像電
位が基準値を中心とする所定範囲内に入るまで繰返し、
所定範囲に入った時点で、「露光ランプ電圧の調整」
（18P）を終了する。

「帯電グリッド電圧の調整」（19P）では、感光体７
を荷電しパターン標31を露光して電位計420Pでパターン
標31の黒部の潜像電位を検出する。そして、潜像電位を
基準値と比較して、偏差が所定範囲を外れていると、該
潜像電位が基準値に合致する方向にメインチャージャ８
のグリッド8Gに印加する電圧（グリッド電圧）を変更
し、また感光体７を荷電しパターン標31を露光して電位
計420Pで黒部の潜像電位を検出する。これを、該潜像電
位が基準値を中心とする所定範囲内に入るまで繰返し、
所定範囲に入った時点で、「帯電グリッド電圧の調整」
（19P）を終了する。

次にCPU210は、「トナー濃度基準値の調整」（23〜3
4）を実行する。これにおいては、パターン31の露光記
録（ただし記録紙の供給はなし）のための感光体帯電を
する（23〜25）。そして現像モータを駆動し、現像バイ
アスをオンにする（27）。これにより現像器11が現像付
勢状態となる。次にパターン標31を感光体に投影（露
光）して（28）、パターン標31の感光体上の現像トナー
像の濃度をＰセンサ18Pで検出する（29,30）。この検出
においては、パターン標31の白部のＰセンサ18P検出電
圧Vsg（反射率が高いと高レベル）を時系列で16回読込
み（29）、パターン標31の黒領域のトナー像のＰセンサ
18P検出電圧Vsp（反射率が高いと高レベル:Vsgよりも低
レベル）を16回読込む（30）。次に、Vsgの平均値Vsga
およびVspの平均値Vspaを演算し、両者の比Vspa/Vsgaを
算出する（31）。

次に、Vspa/Vsgaが0.11以上0.4以下の範囲内にあるか
をチェックして（32）、該範囲内にあると、標準記録濃
度であるので、該標準記録濃度を得るトナー濃度基準値
D₀（トナー濃度基準標準値）をトナー濃度基準レジスタ
Dsnに書込む（33）。Vspa/Vsgaが0.11以上0.4以下の範
囲を外れていると、外れている偏差に対応した補正量
（＋又は−）ｆ（Vspa/Vsga）を標準値D₀に加算（補正
量が−であると実質上減算となる）してトナー濃度基準
レジスタDsnに書込む（34）。

次にマイクロプロセッサ210は、Ｐセンサ濃度検出の
ために設定した状態をすべて解除してエンドサイクルを
設定して（36）、メインルーチン（第3a図）に戻る（ス
テップ５に進む）。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明では、スイーパの駆動のたびに、そ
の終了直後に必ずパラメータ調整手段が、感光体表面電
位を検出して作像パラメータを調整するので、スイーパ
の駆動による感光体表面の状態変化に対応して作像パラ
メータが更新される。したがって、スイーパ作動直後に
記録画像品質が大きく変動することがなくなり、安定し
た画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を装備した複写機の機構部
を示す側面図である。第２図は、第１図に示すスイーパ33の拡大側面図および
第１図に示す複写機の電気系統の構成概要を示すブロッ
ク図である。第3a図および第3b図は、第２図に示すマイクロプロセッ
サ210の制御動作を示すフローチャートである。 1:コンタクトガラス板、2:照明灯 3,4,6:ミラー、5:レンズユニット（２〜5:露光する手段）、7:感光体 8:メインチャージャ（感光体を荷電する手段） 8G:グリッド電極、10:イレーサ 11:現像器（現像手段）、12₁〜12₃:現像ブラシ 13:アジテータ、14:搬送ブラシ 15F:Fセンサ、16:トナー槽 17:トナー供給ローラ、18P:Pセンサ 19〜23:トレイ、24:レジストローラ 25:転写・分離チャージャ、26:定着器 27:排紙トレイ、28:クリーニングユニット 29:除電チャージャ、31:画像パターン票 32:レバー、32:バックアップローラ 33:スイーパ（スイーパ）、34:回転ブラシ 35:揺動アーム、36:電気モータ 37:モータドライバ、38:揺動レバー 39:ピン、40:ソレノイド 41:ソレノイドドライバ（スイーパ駆動手段） 42:ピン 420p:表面電位計（電位検出手段）、5a:現像バイアス電
極 210:マイクロプロセッサ（パラメータ調整手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 345 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/10 - 21/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を荷電する手段，感光体の荷電面を
露光する手段，露光により感光体に生成された静電潜像
をトナーで可視化する現像手段，感光体上のトナーをク
リーニングするクリーニング手段，感光体上の付着物を
除去するスイーパ、および、このスイーパを必要に応じ
て駆動するスイーパ駆動手段、を有する記録装置の作像
パラメータ制御装置において、前記感光体の表面電位を検出する電位検出手段、およ
び、前記スイーパの駆動を終了したときに必ず前記電位
検出手段で感光体の表面電位を計測し計測値に対応して
作像パラメータを調整するパラメータ調整手段、を備え
ることを特徴とする作像パラメータ制御装置。