JP2944673B2

JP2944673B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2944673B2
Application number: JP1016430A
Authority: JP
Inventors: 好司石垣; 保至高木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1999-09-06
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JPH02197860A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は画像形成装置に係り、特に、感光体の経時的
感度変化を補正するための検出手段を有する画像形成装
置に関する。

〔従来の技術〕

感光体はその経時的感度変化により感光体ドラムの電
位が高くなつていき、地汚れ他の問題が発生する。

そこで、この問題を解消するため、従来、初期の感光
体の電位を濃度一定のパターンを用いて、ある画像形成
条件下で作像を行ない、この像を読取センサを用いて読
取り、センサ出力に変換して基準値を得ていた。そし
て、前記画像形成条件と同等の工程により得られた像を
読取つたセンサ出力（比較値）を、初期に得られたセン
サ出力（基準値）と比較することにより、ドラム電位上
昇の有無又はそのレベルを明確にすることができる。

したがつて、前記パターン出力の基準値及び比較値を
比べて画像制御手段へフイードバツクし、現像バイアス
を補正して作像していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記従来技術では、濃度一定のパターンで
あつてもパターンと原稿面と位置が異なつて光路長が異
なると、露光用ハロゲンランプのフイラメント位置によ
り原稿照度と濃度一定パターン部照度の関係が第36図の
ように変化する。つまり原稿面以外の位置にあるパター
ンでは、パターンの反射率（原稿濃度OD）を一定にして
も反射する光量がバラつくことになる。また、センサ出
力とドラム電位とは第32図に示すような特性があるの
で、前述の如くドラム電位が高くなつていくとセンサの
低出力側を使用することになる。これにより、センサに
含まれるオフセツトレベル及びセンサのバラツキの影響
が大きくなり、S/Nの低いセンサ出力となる。また、ド
ラム電位が低すぎるとリニアな関係を保つことができず
に補正制御の精度が低下する。

本発明は前記従来技術の課題に鑑み、これを解決すべ
くなされたもので、補正制御の精度が向上し、また、画
像制御処理の無限ループ化を阻止できて異常状態の診断
ができる画像形成装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、画像形成条件
の制御用パターン画像を感光体上に作像する手段と、作
像したパターン画像を読取るセンサと、前記センサによ
って読取ったパターン画像に基づく初期出力値が前記セ
ンサの出力特性に基づいて予め設定された所定の範囲に
あるか否かを判断する判断手段とを備え、前記センサに
よって読取った前記パターン画像に基づく初期出力値が
前記所定の範囲に含まれない場合、前記初期出力値が前
記所定の範囲に含まれるようにパターン画像形成のため
の画像形成条件を変化させて再度パターン画像を作像
し、前記初期出力値が前記所定の範囲に含まれる場合、
作像したパターン画像を用いて画像形成条件の制御を行
うことを特徴とし、また、さらに、前記初期出力値が前
記所定の範囲に含まれるように画像形成条件を変化させ
て再度パターン画像を作像する処理を所定回行なっても
前記初期出力値が前記所定の範囲に含まれない場合に警
告を発する警告手段を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

前記手段により、センサ出力を予らかじめ設定した範
囲にするので、センサ出力とドラム電位とがリニアな関
係にあるセンサ出力を使用できる。したがつて、補正制
御の精度が向上し、また、センサに含まれるオフセツト
レベル及びセンサのバラツキの影響を小さくでき、S/N
の高いセンサ出力とすることができる。また、無限ルー
プ化を阻止して異常状態を診断できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る画像形成装置を適用した複写機
の全体構成の概要を示す正面図、第２図は要部断面図、
第３図は白色基準パターン付近の拡大断面図、第４図は
フオトセンサと感光体との関係を示す正面図、第５図は
フオトセンサによる読取りデータを示すグラフ、第６図
は感光体ドラムの１回転における検知位置を示す図、第
７図は第６図における測定結果を示す図、第８図は制御
システムのブロツク図、第９図は各信号のタイミングチ
ヤート、第10図は地汚れチエツクの全体を示すフローチ
ヤート、第11図乃至第28図は第10図のフローチヤートの
詳細を示すフローチヤート、第29図は第18図のフローチ
ヤートにおける各データを示す図、第30図乃至第34図は
本発明の実施例の特性図で、第30図はドラム電位V_Oとド
ラム白部電位V_Lとの関係特性図、第31図は露光量とドラ
ム白部電位V_Lとの関係特性図、第32図はドラム白部電位
V_Lとフオトセンサ出力との関係特性図、第33図は濃度を
パラメータをしたドラム電位V_O、ドラム白部電位V_L及び
フオトセンサの出力との関係特性図、第34図（Ａ）〜
（Ｃ）はフイラメント位置による光量と濃度の関係特性
図、第35図はフオトセンサの設定を行なうブロツク図、
第36図は原稿面での光量を1.0とした際のランプ位置に
よる光量比を示すグラフである。

これらの図において、１はレンズ・ミラー等光学系
（図示せず）のトナーによる汚れを防止するための防塵
ガラス、２はイレーサ、３は帯電チヤージヤ、４はセレ
ン光導電体を用いた感光体ドラム、５はPCC（クリーニ
ング前チヤージヤ）、６はクリーニングユニツト、７は
分離爪、８はPQC（クリーニング後除電チヤージヤ）、
９は感光体ドラム４の電位を検知する電位検知素子（フ
オトセンサ）、10はレジストローラ、11は転写チヤージ
ヤ、12は分離チヤージヤ、13は搬送ベルト、14はトナー
と撹拌された現像剤を汲み上げるパドルホイール、15は
汲み上げられた現像剤が送られる現像スリーブである。

第１図において、感光体ドラム４は、コピー命令等に
より矢印Ａの方向に回転する。この感光体ドラム４の回
転と同時に感光体ドラム４上に付着したトナー及び不均
一な電位が帯電チヤージヤ３及び現像ユニツト（現像ス
リーブ15等により構成される）に到達しないように、除
電チヤージヤ5,8、イレーサ２、転写チヤージヤ11、分
離チヤージヤ12、クリーニングユニツト６等が駆動され
る。

これにより除電ランプ（図示せず）を通過後、感光体
ドラム４の表面電位はジヤム等の後でもゼロとなる。こ
の場合、画像先端は制御部によりクリーニングユニツト
６を通過した位置以降の部分となる。ここで感光体ドラ
ム４は、帯電チヤージヤ３による帯電後、イレーサ２に
より不要な部分に光を当てられ、転写紙又は投影画像に
適合した画像枠が作られる。次に感光体ドラム４が定位
置まで来ると、光学系よりの露光像が結像され、潜像が
該画像枠内に形成される。感光体ドラム４上の潜像は現
像ユニツトによりトナー像として可視化され、次に図示
しない転写前除電ランプ及び転写前除電チヤージヤによ
り除電される。他方、結紙部（図示せず）にて給紙され
た転写紙は、予めレジストローラ10部にて停止している
が、制御部によりトナー像先端と転写紙先端が一致する
様、レジストローラ10により搬送される。さらに転写紙
は再び搬送されてトナー像が転写チヤージヤ11によつて
転写される。このとき感光体ドラム４上の表面は非常に
滑らかであるため、感光体ドラム４と転写紙の密着力が
大きく、分離チヤージヤ12で転写紙の電位を下げること
により感光体ドラム４と転写紙との密着力を低下させ
る。

次いで分離爪７により転写紙を感光体ドラム４から分
離する。そしてこの様にして分離された転写紙を搬送ベ
ルト13によつて定着部（図示せず）に送る。

尚、現像バイアスV_BS（第２図参照）は、感光体ドラ
ム４上の潜像を現像ユニツトにおいてトナー像として可
視化する際、現像ユニツトに電位を印加することによ
り、濃い又は淡い画像を得ることができる。

次に制御システムの一例について第８図のブロツク回
路図を参照して説明する。

第８図において、16は制御ユニツト、17は操作部、18
はAC駆動部、19はキー入力部、20は表示部、21は定着サ
ーミスタ、22はドラムサーミスタ、23はヒータ、24はメ
インモータ、25はランプ、26はソレノイド、クラツチ等
の各種の負荷、27はセンサ類、28は現像バイアス、29は
帯電、30は光学制御部、31は変倍用モータ、32はポジシ
ヨンセンサであり、制御ユニツト16にはフオトセンサ９
が接続されている。

次に結像システムの一例について第３図を参照して説
明する。

コピー命令等により感光体ドラム４が、定位置まで回
転してくると、コンタクトガラス33上に置かれた原稿
は、第１ミラー34、照明ユニツト（ランプ）35等と一体
となつた第１スキヤナ36によつて走査される。反射光像
は第１ミラー34、第２ミラー37、第３ミラー38、レンズ
39、及び第４ミラー40等を経て感光体ドラム４上に結像
される。41はパターン、42は白色基準パターン、l₁はホ
ールポジシヨン（破線で示した第１ミラー34の位置）か
らの移動距離である。

次に基準露光量の決定について説明する。

第３図に示すように白色基準パターン（原稿濃度:OD
＝0.1）42がブラケット43にリードエツジＬ、Ｅ側より1
0mm前後の間に設けられている。また、このブラケット4
3には通常コピー動作中にトナー濃度、補給を判断する
ための黒色のパターン（OD＝1.8）41が設けられてい
る。このパターン41等は原稿面と光路長が異なるため、
機械毎でのバラツキが大きくなる。

第28図（Ａ）〜（Ｃ）はフイラメント位置による白色
基準パターン像の濃度と光量の関係を、白色基準パター
ン像の電位V_Lをパラメータとして示したものであり、実
験結果からもOD0.1の白色基準パターン像がOD0.18〜OD
0.35（原稿面に換算した値）まで変化した。

第36図は原稿面での光量を1.0とした際のランプ位置
による光量比を示したものであり、原稿面から位置が異
なる程、ランプのフイラメントの位置により光量比が大
きく変化した。

このように、一定露光量（ランプ35電圧一定）、白色
基準パターン42の組合せにおいてもドラム４面での露光
量は大きく変化するため、機械毎の基準値の設定（初期
基準データの設定）が必要となり、機械毎での露光量の
差は機械毎に異なつた現像バイアス28の補正を行なうこ
とにより解決する。即ち、前述の如く反射光量は一定で
ないため、感光体ドラム４のパターン部電位も一定でな
い。したがつて、（パターン部電位）−（現像バイアス
電位）により決定されるトナー付着量（パターンのトナ
ー像濃度）が一定でなくなるため、そのセンサ出力に値
に対応して画像形成条件である現像バイアスのアツプ／
ダウンをした後に、もう一度濃度一定パターンに対応し
たトナー像形成を行なう。この処理を行ない予らかじめ
設定されたレベル、本実施例では｛V_SST（出力）|3.0V
≦V_SST≦V_SGS｝になれば設定終了となる。第35図はこの
処理を行なうブロツク図である。

このセンサ出力（:V_SST）を上式の様な設定レベルに
するのは、感光体ドラム４の（経時的）電位上昇分とそ
れに伴うセンサ出力が第32図に示すように常にリニアな
関係にあるための条件である。そして、リニアな関係を
保つことにより補正制御の精度が向上でき、又、3.0V以
上の制約によりセンサ低出力側の使用を禁止できる。こ
れにより、センサ９に含まれるオフセツトレベル及びセ
ンサ９のバラツキの影響を小さくでき、S/Nの高いセン
サ出力とすることができる。

また、前述の如く現像バイアスを可変させる処理を合
計３回行なつても、未だセンサ出力が設定レベルに含ま
れない場合はドラム廻り・センサ系の異常とし、処理を
中断し表示部20に警告表示をする。

露光ランプのフイラメント位置は各機械毎に異なるの
で各機械毎に現像バイアス（センサパターンを作像する
際の現像バイアスだけ）が結果的に異なることになる。

なお、機械毎では差はあつても、一機械においては一
定したOD値を示している。尚、l₂は第１スキヤナ36の助
走距離である。

次に電位検知及び濃度検知システムの一例について第
５図及び第６図を参照して説明する。

帯電チヤージヤ３によつて帯電された感光体ドラム４
上に、結像システムにより露光像が結像され、潜像が形
成される。次に、受光素子と発光素子により構成された
フオトセンサ９は、発光された光の感光体ドラム４表面
の反射光を受光素子が拾い光電変換し、その信号が制御
ユニツト16に入力される。さらに画像濃度検知時、現像
ユニツトによつて感光体ドラム４上の潜像は可視像化さ
れる。次に可視像化された画像パターンがフオトセンサ
９にて濃度検知されて、検知電位に相当する信号が制御
ユニツト16に入力される。制御ユニツト16では、入力さ
れた値を元にトナー濃度制御、トナーエンド検知等が行
なわれる。

即ち、このフオトセンサ９の読取タイミングは、感光
体ドラム４に形成されたパターン端部の位置A₁,A₂間の
前後（第５図のA₁′,A₂′）も読み込むようにしてあ
り、これにより、感光体ドラム４の地肌の出力を読取
り、さらに位置A₁,A₂パターンの出力も読取ることにな
る。このようにして読取つたデータは第５図に示すよう
になり、感光体ドラム地肌出力V_SG、パターン出力V_SPの
出力比によりトナー濃度を検知し、V_SPの出力が大きい
とトナー濃度が薄い（トナーは黒色の場合、ほとんど光
を反射しない）と言える。そして、これらのV_SG,V_SPを
元にトナー補給制御、トナーエンド検知の処理が行なわ
れる。

また、実施例では装置の休止状態を検出する状態検出
手段として、第８図に示すドラムサーミスタ22と定着サ
ーミスタ21とが設けられ、装置の電源投入時に定着サー
ミスタ21とドラムサーミスタ22の値をANポートより読取
るように構成されている。

一般に定着ローラがウオームアツプされた状態から電
源スイツチをOFFすると定着ローラの温度は低下し、室
温に近づいて行く。この場合の温度の降下曲線は、A,B
を機種ごとの定数、ｔを時間として、次式で与えられ
る。

T_F＝Ａ（−ｅ^−t/B …… 定着サーミスタ21による温度検出値をT_F、ドラムサー
ミスタ22による温度検出値をT_Dとして、その差ΔＴを
式に示す。

ΔＴ＝T_F−T_D …… 式で、休止時間が長いとT_Dはほぼ室温に等しくな
る。よつて、ΔＴ（T_D≒室温として）又はT_Fの少なくと
もどちらかの値のレベルにより装置としての休止時間が
予測出来、つまり感光体の休止時間が予測できる。前述
のように感光体は休止時間により感度が異なるためこの
様にΔＴ或いはT_Fで休止時間を判定して、基準現像バイ
アス電圧の補正を行うと補正を効率よく、且つ正確に行
うことが出来る。

この場合に、ΔＴやT_Fでなくバツクアツプされたタイ
マーを使用するとより精度の高い休止時間の検出を行う
ことが出来る。

このようにして実施例では、地汚れ検知動作を行う前
に装置の休止状態を検出し、ΔT,T_Fが前記条件を満たさ
ない状態では地汚れ検知動作は行わないように構成され
ている（検知スタートフラグをセツト（“1"）しな
い）。

このような構成の実施例について、次に地汚れチエツ
ク動作を第２図ないし第７図にて説明する。

（１）まず、基準値V_SGS,V_SSTの設定が行なわれる。
このV_SGS（基準地肌出力）はフオトセンサ９で感光体ド
ラム４地肌の反射出力（V_SG）を感光体ドラム４を回転
させながら読取つた平均値、V_SST（基準白色パターン出
力）は感光体ドラム４を回転させながら読取つた白色基
準パターン42の反射出力であり、その他に基準値として
は現像バイアス出力V_BSがあり、このV_BSは白色基準パタ
ーン42等を感光体ドラム４上に形成する際ランプ電圧を
一定としても感光体ドラム４面露光量が機械毎に異なる
ので白色基準パターン42に対応するトナー付着量を現像
バイアス出力V_BSを可変コントロールし、基準白色パタ
ーン出力V_SSTが3.0≦V_SST≦V_SGSとなるようにメモリさ
れるものである。

この設定は、例えば工場において行なわれるもので、
機械の画像調整の終了後、あるいはフオーミング終了後
等に感光体ドラム４の地肌、並びに白色基準パターン42
を第２図に示すように露光し、任意の例えば240V〜300V
の現像バイアス出力V_BSで現像した際のパターン濃度の
フオトセンサ９出力を基準値V_SGS,V_SSTとして不揮発メ
モリ（RAM）に格納する。この基準値設定に際しては次
の制約が伴なう。即ち、V_SGは4.0±0.2Vに設定されてい
るが、感光体ドラム４の偏心等の影響があり一般的にV
_SGS≠V_SGとなるので｛V_SGS|3.6V≦V_SGS｝とし、またV
_SSTの値が小さいと後述する式の領域を狭くしてしま
うので、前述した如く｛V_SST3.0≦V_SST≦V_SGS｝となる
までV_BSを可変するようにしている。つまり、V_SSTを読
取り、V_SGS＜3.6V、3.0V≦V_SST≦V_SGSとなるようにV_BS
を可変し、このV_BSもメモリする。但しV_SSTの制約はバ
イアス出力ステップにより異なる。その他、前記条件を
保持するため、光路長（倍率）、ランプ電圧等の諸条件
のデータも同様に格納する。なお、現像バイアスV_BSの
出力値はドラム休止時間のリピート補正を加算した値で
あるが、V_BSとしてはリピート補正を除いた値としてい
る。

前記フオトセンサ９による出力処理について次に説明
する。

フオトセンサ９により感光体ドラム４表面の反射光が
読取られる。その詳細については前記電位検知及び濃度
システムの項で説明してある。このような読取りを、感
光体ドラム４の偏心、反射率の差等の影響を受けにくい
ように、本実施例では感光体ドラム４の円周を等分した
箇所で行ない、その平均値を出力値として後の処理を行
なつている。第６図は感光体ドラム４を60゜ずつ９分割
で読取る場合の説明図である。この第６図に示すように
フオトセンサ９は感光体ドラム４の60゜の角度に合せた
フオトセンサトリガーにより６分割（感光体ドラム４の
位置〜）で読取りを行なうとともに、各位置〜
毎にフオトセンサ９はドラムパルスに同期して８回読取
つてその平均値が読取り値として出力される。そして、
さらに各位置〜の読取り値の平均を１回転分の出力
値データとし、さらに同様の読取りを計６回行なつてそ
れらの平均を平均値としている。第７図は前記方式によ
り読取つたデータを示し、この第７図に示されているよ
うに、１回目のデータ、即ち感光体ドラム４の１回転中
における位置〜では3.70〜4.23までバラツキがある
が、この〜を平均すると3.90の出力値データが得ら
れる。この出力値データは、第７図に示すように、感光
体ドラム４の５回転分、つまりあと５回読取つて計６つ
の出力値データの平均値＝3.865を算出してあり、こ
のがV_SGSとしてメモリされることになる。このよう
に、ドラム回転時のV_SGSを読込む方式（機械停止状態に
てV_SG＝4.0Vに調整してある）にすることにより、後述
する地汚れ検出時のフオトセンサ９による基準白色パタ
ーン出力V_SSTも基準地肌出力V_SGSに合わせた補正（V_SGS
との出力比）が算出可能となり、検知精度の向上を図る
ことができる。なお、前記１回〜６回の読取りスタート
タイミングはランダムに行なつている。このようにし
て、基準値の設定が終了する。

（２）次に比較値読取が行なわれる。この比較値読取
りは例えばユーザにおいて電源投入時に前述のように装
置の休止状態が検出され、休止条件が満足されると、即
ち、定着温度、ドラム温度の値の絶対値や差よりある一
定時間以上電源オフの状態が続いたと判断した場合、前
記（１）の基準値設定におけるフオトセンサ９と同様の
読取りを行なう。この読取りにより、比較地肌出力（V
_SG）:V_SGC、並びに比較白色パターン出力V_SCKが検知さ
れる。これらのV_SGC、V_SCKも前述と同様に平均値として
算出されている。この比較値読取りにより得たデータか
ら、後述する式に基づいて先に設定した現像バイアス出
力V_BSを地汚れ検知補正値＋ΔV_Bによつて補正するが、
初回の比較値読取りにおける＋ΔV_Bは零とする。

（３）次に補正値設定が行なわれる。この補正値設定
は前記比較値読取りの２回目以降に行なわれるもので、
この補正値＋ΔV_Bを加算した出力が現像バイアス出力と
なる。この補正値＋ΔV_Bは次の如く設定している。

即ち、補正値ΔV_Bはバイアス出力V_B、または露光量等
でフオトセンサ９の出力をあるレベル内に制約すること
により以下のような式で求められる。

ここで、地汚れ発生の条件としては、ドラム電位V_Oの
上昇、露光量の低下（光学系の汚れ）が考えられるが、
結果としてドラム白部電位V_Lが上昇することは同じであ
る。そして、フオトセンサ９のパターン出力（V_SST,V
_SCK）とドラム白部電位V_Lの関係は、V_SG＝4.0V（設定
値）で、となる。

また、V_SGSとV_SGCの出力比をV_SCKに補正する式は、である。

この式を式に代入すると、となり、本実施例において、バイアス出力ステツプが30
Vであり、式のΔV_L＝30Vとすると、 |V_SST−V_SCK′｜＝0.526V 0.526÷（5.0V/255ビツト）≒27ビツトよつて、制御上（V_SST−V_SCK′）を27ビツト毎の（Δ
V_B＝）30Vの補正とすると、となる。

なお、前記比較値読取時のバイアス出力をV_BS＋ΔV_B
としているのは、比較値のバイアス出力をV_BS一定とす
るとΔV_Lに追従する領域は（1.0−3.7）Ｖ×（−57）≒
154Vとなり2.5ノツチ分しかない（現像バイアス変化は
１ノツチ＝60Vとしている）が、バイアス出力をV_BS＋Δ
V_BとするとΔV_Bは地汚れ検知毎に加算されていくことに
なり、常にパターン部出力を1.0V〜3.7Vの範囲に含める
ことができて式を常に満足できる。

このようにして、実施例では3.0V≦V_SST≦V_SGSとなる
まで現像バイアス電圧V_BSを可変する補正が行われる。
但しV_SG異常フラグ，比較値異常フラグがセツト
（“イ”）されると補正データは通常コピー動作時には
加算しない。

また、第１スキヤナ36は第２図に示すように通常、HP
つまり黒色のパターン41の下に位置されており、通常コ
ピー動作の時には感光体ドラム４に画像形成条件制御用
パターンであるトナー濃度制御用の黒色のパターンを形
成するようにしている。一方、地汚れ検知チエツクの際
には第１のスキヤナ36は白色基準パターン42の下へ移動
され、白色基準パターン42を感光体ドラム４に画像形成
条件制御用パターンである一周パターンで潜像が形成さ
れ、この潜像を前述の如くフオトセンサ９で等間隔に読
取つている。この潜像は一周パターンでなくとも、例え
ば等間隔に分断状態に形成することも考えられる。ま
た、フオトセンサ９の読取りは、まず感光体ドラム４の
地肌出力を読取り、次いで前記一周パターンを形成して
この白色パターンを同じ場所で読取つている。

前記両パターンの形成は、第１スキヤナ36の往復動作
中に行われているものである。即ち、第１スキヤナ36は
第２図に示すHP位置と、予らかじめ設定された位置であ
る白色基準パターン42下の位置とを往復動作されるよう
になっている。そして、トナー濃度制御用の黒色のパタ
ーンは、第１スキヤナ36の往動中にパターン形成に必要
な諸条件（工程）が実行されて感光体ドラム４上に形成
される。一方、スキヤナホームポジシヨンから最も離れ
た位置に第１スキヤナ36を移動停止させて前述の如く感
光体ドラム４上に白色パターンが形成される。この画像
形成条件制御用パターンは、第１スキヤナ36の移動方向
（往復方向）と平行に配置されている。

このように前記実施例では、２つの画像形成条件制御
用パターンを用いているが、これらを１回の第１スキヤ
ナ36の往復動作（停止も含む）で行い、パターンの濃度
により、黒色のパターンはスキヤナ移動中に読取り、白
色のパターンはスキヤナ停止中に読取り、それぞれ感光
体ドラム４上に作像するものである。このため、黒色，
白色のパターンを読取る際に、互いに読取誤差が小さく
なる。また、１つのスキヤナで複数の画像形成条件制御
用パターンが可能となり、例えば、白色パターンは感光
体ドラム４の偏芯等の影響が通常大きくなるが、小さな
パターンをスキヤナを停止させ複数個読取ることにより
偏芯の影響を小さくできる。したがつて、フオトセンサ
９で読取つた検出値に大きな誤差が出るのを防げ、検出
値を基にトナー濃度（黒色パターン），地肌出力（白色
パターン）に対する補正が正確にできる。

第９図は、実施例の動作の一例を示すタイムチヤート
であり、それぞれのクロツクパルス域において、メイン
モータのON動作，帯電，転写，分離,PCC,PQC/BR,QL,PT
L,露光ランプのON,スキヤナ作動、イレース動作，現像
バイアス電圧の印加，フオトセンサの照光及び検出が行
われ、V_SGS及びV_SGCの検知動作、V_SST及びV_SCKの検知動
作と、3.0V≦V_SST≦V_SGCとなるように現像バイアス電圧
の補正が行われる。

ところで地汚れ発生の条件としては、感光体の表面電
位（ドラム電位）の上昇と、光学系の汚れによる露光量
の低下が考えられるが、露光量の低下は白色基準パター
ン像の電位V_Lの上昇をもたらす。

第30図はドラム電位V_Oとドラム白部電位V_Lの関係を示
す特性図で、測定値のバラツキを、長方形状の数値域で
表示している。

第31図は露光量とドラム白部電位V_Lとの関係を示す特
性図で、測定時のドラム電位V_Oは760V、サーミスタ温度
は32〜33℃、ドラム温度は25〜27℃であつた。

第32図はドラム白部電位V_Lとフオトセンサ出力との関
係を、ドラム電位V_Oをパラメータとして示した特性図で
ある。

第33図は濃度をパラメータとして、ドラム電位V_O、ド
ラム白部電位V_L及びフオトセンサの出力との関係を示す
特性図である。

次に、実施例における現像バイアス電圧の補正動作の
全体をフローチヤートを用いて説明する。

第10図は地汚れチエツクの概要を示すフローチヤート
であり、この第10図のフローチヤートの詳細を第11図な
いし第28図のフローチヤートに示す。

第10図のステツプ（10−１）では、前述の式に基づ
いて、装置の休止状態が検出され休止条件を満足してい
るとPW001に進み、休止条件を満足していない場合に
は、通常複写モードでの複写が行われる。

PW001での処理は、第11図に示すフローチヤートに従
つて行われ、ステツプ（11−１）でバイアスアツプダウ
ンフラグが１（セツト）でないと判定されると、ステツ
プ（11−２）でループカウンタをクリアし、ステツプ
（11−３）で検知スタートフラグが１であるか否かの判
定が行われ、１であるとステツプ（11−４）に進む。一
方、１でないとステツプ（11−17）を介して、通常コピ
ー待機処理ルーチンに入り、地汚れ検知は行われない。

ステツプ（11−４）でV_SG（地肌出力）リードフラグ
が１であるか否かを判断し、これが１であれば、検知ス
タートフラグを０（リセツト）にし（11−８）、地汚れ
チエツク終了フラグを０にし（11−９）、地汚れチエツ
ク動作中フラグを１にし（11−10）、補正終了フラグを
０にする（11−11）。ステツプ（11−１）がYESである
とステツプ（11−５）に進み、ループカウンタを＋１カ
ウントアツプし、ループカウンタが３以上であるか否か
を判定する（ステツプ11−６）。ステツプ（11−６）で
NOであればステツプ（11−８）に進み、一方、YESであ
れば、前述したように現像バイアスを可変させる処理を
３回行なつてもセンサ出力が設定レベルに含まれないこ
とになるのでドラム廻り・センサ系の異常とし処理を中
断し表示部に異常表示をする（ステツプ11−７）。

ステツプ（11−12）で、基準値設定フラグが１である
か否かを判断し（11−８）、これが１であれば基準値読
込フラグを０にし（11−９）、比較値読込フラグを０に
し（11−10）、そして、第２図に示すように第１スキヤ
ナ36を10mm移動させて待機状態とさせ（11−11）、地汚
れチエツクで使用する各カウンタをクリアする（11−1
2）。このようにして、地汚れチエツクの実行の可否の
判断が行われる。

次に第10図のPW010を実行する。第12図にてパワーリ
レーをオンし（12−１）、ブレード用ソレノイドをオン
し（12−２）、操作部キー入力禁止を実行し（12−
３）、次いで、ブレード用200msecタイマーをスタート
する（12−４）。

次に第10図のPW020を実行する。第13図にて、ブレー
ド用200msecタイマーのカウントアツプが行なわれてい
れば（13−１）、メインモータ24を駆動し（13−２）、
イレーサ点灯の待機設定を行ない（13−３）、V_SGリー
ドフラグが１であるかを判断し（13−４）、これが１で
あればクリーニング後除電チヤージヤ（PQC）８を作動
する（13−５）。

このようにして、第10図のPW010では、スキヤナを白
色基準パターン位置に移動させる処理が行われる。

次に第10図のPW024,PW025を実行する。第14図にて、
地肌出力V_SGリードフラグが１であり（14−１）、ドラ
ムクロツクパルスカウンタが20を超え（14−２）、かつ
ドラムクロツクパルスカウンタが421未満であれば（14
−３）、転写、分離、クリーニング前チヤージ（PCC）
５を作動し（14−４）、露光ランプ35を点灯する（14−
５）。また、ドラムクロツクパルスカウンタが421以上
であれば（14−３）、さらに570以上か未満かを判断し
（14−６）、570未満であれば転写、分離の作動を停止
し（14−７）、570以上であればPCC5をオフする（14−
８）。次に第15図にて、地肌出力V_SGリードフラグが１
であり（15−１）、ドラムクロツクパルスカウンタが10
0以上で380未満であれば（15−２），（15−３）、帯電
をオンする（15−４）。また、ドラムクロツクパルスカ
ウンタが380以上であれば（15−３）、帯電の作動を停
止する（15−５）。この第14図及び第15図に示すフロー
チヤートによつて高圧電源のオン・オフのチエツクが行
なわれる。

次に第10図のPW030を実行する。第16図にて、V_SGリー
ドフラグが１であると（16−１）、ドラムクロツクパル
スカウンタが20以上で380未満の場合（16−２），（16
−３）、フオトセンサ９による読取部以外をイレース処
理し（16−４）、一方、V_SGリードフラグに１が立つて
いない、あるいはドラムクロツクパルスカウンタが20未
満または380以上である場合は（16−１），（16−
２），（16−３）全面をイレース処理する（16−５）。
このようにして、イレーサタイミングチエツクが行なわ
れる。

次に第10図のPW050を実行する。第17図にて、ドラム
クロツクパルスカウンタが200以上であれば（17−
１）、フオトセンサ９をリードオンする（17−２）。ま
た、200未満であれば（17−１）リターンする。

次に第10図のPW051〜056を実行する。第18図にて、出
力データ読取タイミング処理が行なわれる。この処理は
各角度位置で６回行なわれ、この各回毎に※１〜５の数
値が異なり、この数値を第29図に示してある。１回目の
処理の場合を説明すると、ドラムクロツクパルスカウン
タが219を超え232未満であれば（18−１），（18−
２）、FPSNCK（バイトデータ）の下位3bitのみをセーブ
し（18−３）、この下位3bitがφφＨであれば（18−
４）、READPS（サブルーチン）を実行する（18−５）。
そして、出力リードエンドフラグが１であれば（18−
６）、DPSTL1（各出力データのアドレス）に平均値デー
タをメモリーし（18−７）、出力リードエンドフラグを
０にし（18−８）、次回の読取り用フラグであるFPSNCK
（下位3bit）をφ1Hに変更する（18−９）。

第19図にてREADPS（サブルーチン）は、フオトセンサ
リードスタートフラグが１であり（19−１）、フオトセ
ンサリードフラグが１であれば（19−２）、データ加算
バツフアにデータ加算バツフアとフオトセンサ出力を入
力し（19−３）、フオトセンサリードフラグを０にし
（19−４）、データ加算カウンタを＋１カウントアツプ
する（19−５）。そして、データ加算カウンタが８以上
になれば（19−６）、フオトセンサリードエンドフラグ
を１にし（19−７）、フオトセンサリードスタートフラ
グを０にし（19−８）、平均値データに（データ加算バ
ツフア）÷（データ加算カウンタ）の値を入力し（19−
９）、データ加算バツフア及びデータ加算カウンタをク
リアする（19−10）。この平均値データ（19−９）が第
18図の（18−７）の平均値データとして入力される。一
方、フオトセンサリードスタートフラグが１でない場合
（19−１）、フオトセンサリードスタートフラグを１に
し（19−11）、ステツプ（19−10）が行なわれる。ま
た、フオトセンサリードフラグが１でない場合（19−
２）、ドラムクロツクパルスの立上り、立下り等のタイ
ミングで１とする。このようにして、この第18図及び第
19図の処理では、感光体ドラム４の周上を60゜の等間隔
で６箇所をフオトセンサ９が読取り、これを計６回行な
うものである。

次に第10図のPW610を実行する。第20図にて、現像バ
イアスアツプダウンフラグが１であり（20−１）、現像
バイアスアツプダウンフラグが１であれば（20−２）、
バイアスアツプ補正を行ない（20−３）、バイアスアツ
プダウンフラグが１であれば（20−４）、バイアスダウ
ン補正を行ない（20−５）、補正レベル（アツプ，ダウ
ン）をメモリし（20−６）、バイアス変更終了フラグに
１を立て（20−７）、ドラム休止時間に対応する補正処
理を行なう（20−８）。このようにして、基準パターン
作成時のバイアス処理が行なわれる。尚、ステツプ（20
−８）の処理は、通常の複写動作時の補正と同等のもの
であり、感光体ドラム４の疲労回復度をあらかじめ予想
し、それに対応した値の補正をバイアス、その他の出力
で行なうものである。

次に第10図のPW611を実行する。第21図にて、補正デ
ータトータルが７未満であれば（21−１）、補正データ
トータルを７とし（21−に）、補正レベルに補正データ
を加算し（21−３）、前記（20−８）と同様のドラム休
止時間に対する補正処理を行なう（21−４）。このよう
にして、比較パターン作成時のバイアス処理が行なわれ
る。

次に第10図のPW070を実行する。第22図にて、ドラム
クロツクパルスカウンタが650以上であれば（22−
１）、第１スキヤナ36をホームポジシヨンへ移動し（22
−２）、ドラム廻りの各出力を停止し（22−３）、メイ
ンモータ24を停止し（22−４）、地汚れチエツク動作中
フラグを０にする（22−５）。このようにして、チエツ
ク動作終了が行なわれる。

次に第10図のPW100を実行する。第23図にて、地汚れ
動作中フラグに１が立つていれば（23−１）、LOOP1へ
至り（23−９）検知動作を継続する。一方、地汚れ動作
中フラグに１が立つていなければ（23−１）、PW080を
実行して出力の平均値化を行なう。第24図にて、PW080
はまず地汚れチエツク動作中フラグに１が立つていなけ
れば（24−１）、データ合計用カウンタをクリアし（24
−２）、データ合計用カウンタにフオトセンサ出力デー
タ（０゜〜300゜）の６個の和をストアし（24−３）、
データ合計用カウンタを６で割り平均値を算出し（24−
４）、地肌出力V_SGリードフラグに１が立つているか否
かを判断する（24−５）。１が立つていれば、さらに基
準値設定フラグに１が立つているか否かを判断する（24
−６）。ここで、１が立つていれば、平均値を基準白色
パターン出力V_SSTにメモリし（24−７）、PW081を実行
して基準出力のチエツクを行なう。

第25図にて、V_SG（地肌出力）異常フラグを０にし（2
5−１）、基準地肌出力V_SGS≧3.6Vであり（25−２）、
基準白色パターン出力V_SST≧3.0Vであり（25−３）、V
_SST≧V_SGSでなければ（25−４）バイアスアツプフラグ
及びバイアスダウンフラグを０にする（25−５），（25
−６）。一方、V_SST≧V_SGSであれば（25−４）バイアス
ダウンフラグに１を立て（25−10）、バイアス変更終了
フラグを０にする（25−11）。また、V_SGS≧3.6Vでなけ
れば（25−２）地肌出力V_SG異常フラグに１を立てる（2
5−７）。また、V_SST≧3.0Vでなければ（25−３）バイ
アスアツプフラグに１を立て（25−８）、バイアス変更
終了フラグを０にする（25−９）。この第25図のフロー
チヤートが終了すると、第24図のステツプ（24−８）で
バイアスアツプダウンフラグに１が立つているか否の判
断を行なう。ここで、１が立つていなければ、基準値設
定フラグを０にし（24−９）、基準値読込フラグに１を
立てる（24−10）。V_SGリードフラグに１が立つていな
ければ（24−５）、基準値設定フラグに１が立つている
か否かを判断し（24−11）、１が立つていれば平均値を
基準地肌出力（V_SG）:V_SGSにメモリし（24−12）、１が
立つていなければ平均値を比較地肌出力（V_SG）:V_SGCに
メモリする（24−13）。また、基準値設定フラグに１が
立つていなければ（24−６）、平均値を比較白色パター
ン出力:V_SCKにメモリし（24−14）、比較値読込フラグ
に１を立てる（24−15）。この第24図のフローチヤート
が終了すると、第26図のPW090を実行する。このPW090は
第26図にて、補正終了フラグに１が立つておらず（26−
１）、補正値読込フラグに１が立つていれば（26−
２）、V_SCK×V_SGC/V_SGC＝V_SCK′を算出し（26−３）、V
_SGC≧2.5VでV_SCK′≧5.0Vでなければ（26−４），（26
−５）、PW091で補正値ΔV_Bの決定を行なう。第27図に
て、PW091は、まず、V_SST−V_SCK′の値をＡとし（27−
１）、V_SP/V_SG≧6/40であるか否かを判断する（27−
２）。このV_SP,V_SGはトナー濃度制御用のフオトセンサ
９の出力で、地汚れ検知動作と併せて通常のフオトセン
サ９のV_SP,V_SGを検出しその値で補正のデータのレベル
を変化させるものである。そして、ステツプ（27−２）
がNOであればV_SP/V_SG≧3/40であるか否かを判断し（27
−３）、YESであれば前記Ａの値を比較して0.53V以下で
あればへ（27−４），（27−５）、0.53V＜Ａ≦1.06V
であればへジヤンプし（27−６）、1.06V＜Ａ≦1.59V
であればへジヤンプし（27−７）、1.59V＜Ａ≦2.0V
であればへジヤンプし（27−８）、Ａ＞2.0Vであれば
補正データに４を入力し（27−９）、この補正データを
補正データメモリに加算する（27−10）。一方、ステツ
プ（27−２）がYESの場合、トナー濃度が薄い場合であ
り、Ａ≦0.46Vであればへ（27−15,16）、0.46V＜Ａ
≦0.93Vであればへ（27−17）、0.93V＜Ａ≦1.40Vで
あればへ（27−18）、1.40V＜Ａ≦1.75Vであればへ
（27−19）それぞれジヤンプし、Ａ＞1.75Vであればス
テツプ（27−９）へ進む。また、ステツプ（27−３）が
NOの場合、トナー濃度が濃い場合であり、Ａ≦0.61Vで
あればへ（27−10,11）、0.61V＜Ａ≦1.21Vであれば
へ（27−12）、1.21V＜Ａ≦1.82Vであればへ（27−
13）、1.82V＜Ａ≦2.3Vであればへ（27−14）それぞ
れジヤンプし、Ａ＞2.3Vであればステツプ（27−９）へ
進む。前記では補正データに０を入力し（27−20）、
では補正データに１を入力し（27−21）、では補正
データに２を入力し（27−22）、では補正データに３
を入力し（27−23）、その後、これらの補正データはス
テツプ（27−10）へ進んで処理される。この補正データ
に入力される０〜４はバイアスの出力ステツプを表わ
し、補正データ１当り出力段（＋15〜30V）に相当す
る。なお、第27図のPW091は、トナー濃度パターン出力
を考慮する場合であり、トナー濃度パターン出力を考慮
しない場合のフローチヤートを第28図に示してある。こ
の第28図にて、ステツプ（28−１）でV_SST−V_SCK′＞０
が判定され、YESであるとV_SST−V_SCK′＞0.53Vが判定さ
れ（28−２）、YESであるとV_SST−V_SCK′＞1.06Vの判定
が行われる（28−３）。

ステツプ（28−３）がYESであると、V_SST−V_SCK′＞
1.59Vの判定が行われ（28−４）、YESであるとV_SST−V
_SCK′＞2.0Vの判定が行われる（28−５）。

ステツプ（28−５）がYESであると、補正データに４
を入力する（28−６）。

また、ステツプ（28−１），（28−２）がNOである
と、補正データに０を入力し（28−７）、ステツプ（28
−３）がNOであると、補正データに１を入力し（28−
８）、ステツプ（28−４）がNOであると、補正データに
２を入力し（28−９）、ステツプ（28−５）がNOである
と、補正データに３を入力する（28−10）。

ステツプ（28−11）において通常コピー動作時の現像
バイアス電圧に、前述のようにして得られた補正データ
が加算される。

この第27図あるいは第28図のフローチヤートが終了す
ると、第26図のステツプ（26−６）に進み、補正終了フ
ラグに１が立てられる。一方、V_SGC≧2.5Vでない場合
（26−４）、またはV_SCK′≧5.0Vである場合（26−５）
は、比較値異常フラグに１を立てる（26−７）。このよ
うにして、比較地肌出力V_SGCの補正が行なわれる。そし
て、第26図のフローチヤートが終了すると、第23図のス
テツプ（23−２）に進み、V_SGリードフラグに１が立つ
ているか否か判断し、１が立つていなければV_SGリード
フラグに１を立て（23−３）、バイアス上限フラグに１
が立つていなければ（23−４）バイアス補正カウンタを
＋１カウントアツプし（23−５）、バイアス補正カウン
タが15であれば（23−６）バイアス補正上限フラグに１
を立て（23−７）、ステツプ（23−８）、即ち第10図の
LOOP2へ進む。

前記実施例にあつては、画像制御用の基準パターンの
位置，レイアウトによる反射光量のバラツキに対し、現
像バイアスをアツプダウンさせてセンサ出力を設定レベ
ルにするため、機械毎に安定した画像制御が可能とな
り、精度が向上する。また、あるレベル（前記実施例で
は３回）での警告手段を設けることにより、この画像制
御処理の無限ループ（処理が終了せず何回も繰返す）化
を禁止でき、センサ異常，プロセス条件異常等の診断化
が可能である。また、初期出力値を検出するセンサをト
ナー濃度センサと併用することにより、ドラム廻りの部
品の簡素化，コストダウンができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、センサによっ
て読取ったパターン画像に基づく初期出力値が所定の範
囲に含まれない場合、初期出力値が前記所定の範囲に含
まれるようにパターン画像形成のための画像形成条件を
変化させて再度パターン画像を作像し、初期出力値が前
記所定の範囲に含まれる場合、作像したパターン画像を
用いて画像形成条件の制御を行うため、センサ出力をセ
ンサの出力特性に基づいて予め設定された所定の範囲に
するので、センサ出力とドラム電位とがリニアな関係に
あるセンサ出力を使用でき、つまりセンサの出力特性が
画像形成条件の制御に適した出力特性となる部分の出力
を用いて画像形成条件の制御を行える。したがって、補
正制御の精度が向上し、また、センサに含まれるオフセ
ツトレベル及びセンサのバラツキの影響を小さくでき、
S/Nの高いセンサ出力とすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の実施例を説明するためのもので、第
１図は本発明に係る画像形成装置を適用した複写機の全
体構成の概要を示す正面図、第２図は要部断面図、第３
図は白色基準パターン付近の拡大断面図、第４図はフオ
トセンサと感光体との関係を示す正面図、第５図はフオ
トセンサによる読取りデータを示すグラフ、第６図は感
光体ドラムの１回転における検知位置を示す図、第７図
は第６図における測定結果を示す図、第８図は制御シス
テムのブロツク図、第９図は各信号のタイミングチヤー
ト、第10図は地汚れチエツクの全体を示すフローチヤー
ト、第11図ないし第28図は第10図のフローチヤートの詳
細を示すフローチヤート、第29図は第18図のフローチヤ
ートにおける各データを示す図、第30図乃至第34図は本
発明の実施例の特性図で、第30図はドラム電位V_Oとドラ
ム白部電位V_Lとの関係特性図、第31図は露光量とドラム
白部電位V_Lとの関係特性図、第32図はドラム白部電位V_L
とフオトセンサ出力との関係特性図、第33図は濃度をパ
ラメータとしたドラム電位V_O、ドラム白部電位V_L及びフ
オトセンサの出力との関係特性図、第34図（Ａ）〜
（Ｃ）はフイラメント位置による光量と濃度の関係特性
図、第35図はセンサの出力レベル設定システムのブロツ
ク図、第36図は原稿面での光量を1.0とした際のランプ
位置による光量比を示すグラフである。４……感光体ドラム、９……フオトセンサ、16……制御
ユニツト、20……表示部、28……現像バイアス、36……
第１スキヤナ、41……パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−127573（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−296061（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−142278（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−87465（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−178256（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−53869（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−128660（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 502 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成条件の制御用パターン画像を感光
体上に作像する手段と、作像したパターン画像を読取るセンサと、前記センサによって読取ったパターン画像に基づく初期
出力値が前記センサの出力特性に基づいて予め設定され
た所定の範囲にあるか否かを判断する判断手段とを備
え、前記センサによって読取った前記パターン画像に基づく
初期出力値が前記所定の範囲に含まれない場合、前記初
期出力値が前記所定の範囲に含まれるようにパターン画
像形成のための画像形成条件を変化させて再度パターン
画像を作像し、前記初期出力値が前記所定の範囲に含ま
れる場合、作像したパターン画像を用いて画像形成条件
の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記初期出力値が前記所定の範囲に含まれ
るように画像形成条件を変化させて再度パターン画像を
作像する処理を所定回行なっても前記初期出力値が前記
所定の範囲に含まれない場合に警告を発する警告手段を
備えたことを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装
置。