JP3254235B2 - 電子写真装置のプロセス制御装置 - Google Patents

電子写真装置のプロセス制御装置

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JP3254235B2
JP3254235B2 JP03521692A JP3521692A JP3254235B2 JP 3254235 B2 JP3254235 B2 JP 3254235B2 JP 03521692 A JP03521692 A JP 03521692A JP 3521692 A JP3521692 A JP 3521692A JP 3254235 B2 JP3254235 B2 JP 3254235B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基準トナー像の濃度に
基づいて電子写真プロセスの各部を制御することにより
安定した形成画像を得るようにした電子写真装置のプロ
セス制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複写機やレーザープリンタ等の電子写真
装置においては、環境の変化によって感光体表面電位が
大きく変化する。例えば、ＯＰＣ感光体は、低温環境下
において、光キャリアの移動度の温度依存性により、常
温時の電位に比べて約１００Ｖ程の電位低下があった。
また、複写や印刷を繰り返すにつれてクリーニングブレ
ードによる研磨等の機械的なストレスが蓄積し、膜べり
が生じて感光層の膜厚が減少し、表面電位が徐々に低下
する傾向があった。このような表面電位の変化が生じる
と、形成画像の画質に濃度低下等の大きな影響を及ぼす
ことになる。
【０００３】一方、現像剤は、粉体であるため湿度変化
に対し敏感である。一般的には、湿度が低いと現像剤の
電気抵抗が高くなることにより、摩擦帯電されたトナー
の電荷保持力が高くなる。この結果、トナーの帯電量が
高くなり、画質に変化を来すようになる。また、使用を
重ねていくことによる現像剤の劣化などでも、大きな画
質変化が生じる。
【０００４】これに対し、例えば、特公昭６１−２９５
０２号公報に係る装置では、感光体上に形成された静電
潜像を読み取り、その結果に応じて静電潜像の形成を制
御することにより画質安定化を図っている。また、これ
以外では、感光体上のトナー像の光学濃度を検出する手
段を備え、この検出結果に応じて電子写真プロセスを最
適な画質が得られるように制御する手法を採用している
ものがある。この手法は、例えば、トナーパッチと呼ば
れる方形（３０ｍｍ×３０ｍｍ程度）のトナー像を感光
体上に複数作成し、個々に光学濃度を検出するというも
のであった。
【０００５】上記従来の手法で複写機においてプロセス
制御を行う場合、トナーパッチがそれぞれ異なる濃度と
なるように作成される。このように作成されたトナーパ
ッチの光学濃度は、図１５に示す光学センサの出力か
ら、トナーパッチ毎に変化していることが分かる。上記
の光学センサとしては、反射型のフォトインタラプタ等
が用いられる。
【０００６】なお、図１５の制御例は、以下の設定で行
われた。 （１）トナーパッチ ３個（回転方向の長さ３０ｍｍ） （２）プロセススピード ２２０ｍｍ／ｓ （３）現像バイアス電圧 ２００Ｖ （４）メインチャージャのワイヤー印加電圧 ６．５〜７．０ｋＶ （５）メインチャージャのグリッド電圧 第１のトナーパッチ（図中Ａ部）作成時 ４５０Ｖ 第２のトナーパッチ（図中Ｂ部）作成時 ３５０Ｖ 第３のトナーパッチ（図中Ｃ部）作成時 ２５０Ｖ （６）メインチャージャのトータル電流 ８００μＡ また、コピーランプをＯＦＦにし、各トナーパッチ間
は、ブランクランプを約５０ｍｓ点灯させて間隔を設け
た。
【０００７】トナーパッチ作成の過程を図１６のタイム
チャートを参照にして説明すると、感光体ドラムは、異
なる位置にそれぞれ異なるグリッド電圧で帯電され、帯
電された領域にブランクランプがＯＦＦして光が照射さ
れない。また、コピーランプはＯＦＦしており、露光は
行われない。このため、上記の帯電領域には電荷が残
り、この領域を一定の現像バイアス電圧で現像すること
により、それぞれ濃度の異なるトナーパッチが形成され
る。
【０００８】トナーパッチの濃度検出を行う際、感光体
ドラムがブランクランプと光学センサとの間の移動する
のに０．７１３sec 要するため、ブランクランプがＯＦ
Ｆするとタイマーを動作させ、０．７１３sec 後に光学
サンセの出力が読み取られる。そして、検出された各ト
ナーパッチの濃度に基づいて、グリッド電圧、現像バイ
アス電圧、またはコピーランプの印加電圧等が制御さ
れ、画質が補正される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、各トナーパッチの濃度検出に１３６ｍｓかか
っており、検出に要する時間が５００ｍｓに達してい
た。また、図１５のトナーパッチのセンサ出力の平均値
は、Ａ部において、Ａ1 部で０．６Ｖ、Ａ2 部で０．８
Ｖ、Ａ3 部で１．２Ｖとなっており、一定ではない。こ
れは、Ａ2 部では、最も安定した出力が得られるが、Ａ
1 部では、電子写真方式に特有のエッジ効果により前縁
部のレベルが低下しており、Ａ3 部では、カケにより後
縁部のレベルが上昇しているからである。
【００１０】上記のセンサ出力を複写画像の濃度と対応
させると、図１７のようになるが、この図によれば、Ａ
1 部とＡ3 部とは、Ａ2 部に対し約±０．１の濃度差が
あることが分かる。したがって、最も信頼できる検出値
として採用できるのは、図１５に示すＡ2 部の４５ｍｓ
の間に得られたデータだけである。換言すれば、３０ｍ
ｍの大きさのトナーパッチで採用できるデータが得られ
るのは、トナーパッチにおける１／３の領域からだけで
ある。
【００１１】また、トナーパッチの濃度検出のタイミン
グは、タイマー制御により行われるが、タイマーは、メ
インチャージャのＯＮまたはブランクランプのＯＦＦに
より動作するようになっていた。しかしながら、感光体
ドラムの周辺におけるメインチャージャまたはブランク
ランプと濃度センサとの取付位置には大きな隔たりがあ
るため、機械的精度による感光体ドラムの回転速度のバ
ラツキ等により、トナーパッチにおける有効なデータが
得られる領域で濃度検出を行うのが困難であった。
【００１２】このような不都合を解消するには、トナー
パッチを大きく作成することが考えられるが、トナーパ
ッチを大きくすると、トナー消費量が増加するうえ、大
きくなった分だけ検出時間が長引くという別の問題が生
じ、実用性に欠けることになる。
【００１３】さらに、トナーパッチは、１個から１デー
タしか得ることができないため、より細かな制御を行う
には、多数のデータが得られるようにトナーパッチの数
を増やす必要がある。しかしながら、トナーパッチの数
を増やすと、上記と同様、トナー消費量や検出時間の点
で問題が生じる。
【００１４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、トナーパッチの濃度検出のタイミングを正
確に制御するとともに、トナー消費量の低減および検出
時間の短縮を図ることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の電子写真装置の
プロセス制御装置は、感光体に形成された基準トナー像
の濃度を光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検
出結果に基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形
成画像の画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制
御装置において、上記の課題を解決するために、以下の
手段を講じていることを特徴としている。
【００１６】すなわち、上記基準トナー像の階調を、検
出始端を最高濃度とし、該検出始端側から終端側に向け
て、高濃度から低濃度へ連続的に変化させる第１階調制
御手段を備えており、その具体的な手段として、上記第
１階調制御手段は、例えば感光体において基準トナー像
に対応する潜像の始端部を帯電直後に感光体の光除電を
行う帯電後除電手段により消去させるとともに、感光体
の帯電電位の制御、感光体を露光する光量の制御、また
は現像バイアス電圧の制御により基準トナー像の階調制
御を行なうように構成されている。
【００１７】
【作用】上記本発明に係る電子写真装置のプロセス制御
装置（以降、適宜、プロセス制御装置と称する）では、
第１階調制御手段により、検出始端側から終端側に向け
て、階調が高濃度から低濃度へ連続的に変化する基準ト
ナー像が作成される。すなわち、たとえばスコロトロン
型帯電器に印加するグリッド電圧を低下させ、露光用の
光源としてのコピーランプの印加電圧を上昇させ、また
は現像バイアス電圧を上昇させることにより、基準トナ
ー像の階調制御が行われる。
【００１８】このように、階調の変化する基準トナー像
を作成することにより、１個の基準トナー像から複数の
異なる濃度データを得ることができる。それゆえ、濃度
の異なる複数の基準トナー像を作成する必要がなくな
り、濃度検出時間の短縮を図ることができる。しかも、
基準トナー像の階調が検出始端側で高濃度であるので、
基準トナー像の上記検出始端部での濃度変化が大きくな
り、濃度検出の開始位置を容易に検知することができ
る。
【００１９】
【実施例】本発明を複写機に適用した実施例を図１ない
し図１４に基づいて説明する。なお、以下の説明に用い
られる図３ないし図１０および図１６においては、各波
形の位相をトナーパッチの作成位置を基準にして表して
いる。
【００２０】本発明の基礎となる構成について図１ない
し図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２１】本構成に係る複写機は、図１に示すよう
に、感光体である円筒状の感光体ドラム１を備えてい
る。この感光体ドラム１は、装置内でＡ方向に回転可能
に設けられており、肉厚２ｍｍ、直径１００ｍｍ、長さ
３４０ｍｍのアルミニウム素管からなるドラム基体の外
周面に、膜厚１μｍの電荷発生層、および膜厚３４μｍ
の電荷輸送層が順次均一に塗布された有機半導体として
構成されている。感光体ドラム１の上方には、原稿Ｍを
載置するための透明な原稿載置台２が設けられ、この原
稿載置台２と感光体ドラム１との間には、コピーランプ
４、複数のミラー５…、およびレンズ６からなる露光光
学系３が配設されている。
【００２２】上記露光光学系３は、図示一点鎖線で示す
ように、原稿載置台２上の原稿Ｍに対してコピーランプ
４からの出射光により光走査を行い、この反射光を各ミ
ラー５…、およびレンズ６を介して感光体ドラム１表面
に照射して露光を行うようになっている。この露光によ
り、後述のメインチャージャ７により一様に帯電された
感光体ドラム１表面に、原稿Ｍの画像パターンに応じた
静電潜像が形成されるようになっている。
【００２３】また、感光体ドラム１の周囲には、メイン
チャージャ７、ブランクランプ８、現像ユニット９、転
写チャージャ１０、剥離チャージャ１１、クリーナーユ
ニット１２および除電ランプ１３等が配設されている。
【００２４】メインチャージャ７は、感光体ドラム１の
表面を目標の電位に帯電させる帯電器である。帯電後除
電手段としてのブランクランプ８は、帯電後の感光体ド
ラム１の表面の非画像領域を除電する除電器である。現
像ユニット９は、感光体ドラム１の表面に形成された潜
像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像
装置である。転写チャージャ１０は、感光体ドラム１表
面に形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する転写器で
ある。剥離チャージャ１１は、トナー像が転写された転
写紙Ｐを感光体ドラム１から剥離する剥離器である。ク
リーナーユニット１２は、感光体ドラム１表面に残留す
るトナーを回収する清掃装置である。除電ランプ１３
は、感光体ドラム１表面に残留する電荷を除去する除電
器である。
【００２５】本複写機における排紙側には、定着ユニッ
ト１４が配設されている。この定着ユニット１４は、感
光体ドラム１から剥離されて図示しない搬送装置により
搬送されてきた転写紙Ｐにトナー像を加熱定着させるよ
うになっている。
【００２６】さらに、本複写機には、プロセス制御部１
５が設けられている。上記プロセス制御部１５は、光学
センサ１６と、増幅器１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、Ｃ
ＰＵ１９とを備えており、上記のように、感光体ドラム
１等により構成される電子写真プロセス部を制御するよ
うになっている。
【００２７】濃度検出手段としての光学センサ１６は、
感光体ドラム１表面に形成される基準トナー像としての
トナーパッチの光学濃度を検出する検出器であり、クリ
ーナーユニット１２の下側近傍に配されている。光学セ
ンサ１６は、増幅器１７およびＡ／Ｄ変換器１８を介し
てＣＰＵ１９に接続されており、その検出信号が、増幅
器１７による増幅後、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル化
され、濃度データとしてＣＰＵ１９に入力されるように
なっている。
【００２８】光学センサ１６は、図２の（ａ）〜（ｃ）
に示すように、細長く形成されたケース２０により外形
が形成されており、このケース２０における最大面積の
外面のほぼ中央部に取付部２１が突起して設けられてい
る。この取付部２１には、波長８９０ｎｍの赤外線発光
ダイオード２２とフォトトランジスタ２３とが近接して
取り付けられている。また、ケース２０の一端側には、
コネクタ状に形成された端子部２４が設けられており、
この端子部２４には、電源端子２５と、出力端子２６
と、ＧＮＤ端子２７とが間隔をおいて並設されている。
【００２９】上記光学センサ１６は、赤外線発光ダイオ
ード２２から感光体ドラム１の表面に作成されたトナー
パッチに光を照射し、この反射光をフォトトランジスタ
２３にて受光することによりトナーパッチの光学濃度を
検出して、この検出結果を検出信号として出力するよう
になっている。
【００３０】ＣＰＵ１９は、ランプ駆動回路２８、電源
２９、現像バイアス電源３０、およびトナー補給駆動装
置３１に接続されている。ランプ駆動回路２８は、コピ
ーランプ４を点灯させる印加電圧を発生する回路であ
る。電源２９は、メインチャージャ７のグリッド電極に
印加するグリッド電圧を発生する電源装置であり、現像
バイアス電源３０は、現像ユニット９の現像スリーブに
印加する現像バイアス電圧を発生する電源装置である。
トナー補給駆動装置３１は、図示しないトナーホッパー
から現像槽へのトナーの供給を行う装置である。
【００３１】上記ＣＰＵ１９は、ランプ駆動回路２８、
電源２９、現像バイアス電源３０、およびトナー補給駆
動装置３１に制御信号を与え、ランプ印加電圧、グリッ
ド電圧、現像バイアス電圧、および現像剤のトナー供給
量を最適に制御するようになっている。
【００３２】ＣＰＵ１９は、具体的には、トナーパッチ
作成用のプログラムを実行することにより、３個のトナ
ーパッチを作成するようになっており、メインチャージ
ャ７の印加電圧であるグリッド電圧をトナーパッチ毎に
異ならせることにより、各トナーパッチの階調をそれぞ
れ異ならせるようになっている。また、ＣＰＵ１９は、
感光体ドラム１におけるトナーパッチより先に光学セン
サ１６に読み取られる位置に、スタートマークをトナー
像として作成するようになっている。
【００３３】本構成では、スタートマークの作成方法と
して、コピーランプ４をＯＦＦにした状態で、感光体ド
ラム１においてスタートマークが作成される部分（以
降、スタートマーク作成部と称する）を一定レベルのグ
リッド電圧で帯電させ、（１）ブランクランプ８のＯＮ
・ＯＦＦ制御、または（２）現像バイアス電圧の制御を
行うという二通りの手法を採用している。以下、それぞ
れについて説明する。
【００３４】 （１）スタートマーク作成部に対しブランクランプ８を
ＯＦＦし光を照射させない。 （２）スタートマーク作成部を他の領域の現像を行う際
の現像バイアス電圧より低い現像バイアス電圧で現像す
る。
【００３５】ブランクランプ８のＯＮ・ＯＦＦ制御によ
るトナーパッチ作成時における本複写機の動作を図３の
タイムチャートを参照に説明する。
【００３６】メインチャージャ７は、グリッド電圧−７
００Ｖでごく短い期間だけＯＮし、続いて５０ｍｓ後に
再びＯＮし、以降は所定の間隔をおいて異なるグリッド
電圧で２回ＯＮする。このようにしてメインチャージャ
７により帯電された感光体ドラム１の帯電領域は、ブラ
ンクランプ８がＯＦＦすることにより光が照射されず、
電荷が残留する。他の領域は、ブランクランプ８の光が
照射されるため、電荷が存在しない。
【００３７】感光体ドラム１に形成された潜像が現像ユ
ニット９により−２００Ｖの現像バイアス電圧で現像さ
れることにより、グリッド電圧に対応して濃度の変化す
るトナー像が作成される。このトナー像は、先頭の幅の
狭いものがスタートマークとなり、それ以降に続く幅の
広いものがトナーパッチとなる。
【００３８】続いて、現像バイアス電圧の制御によるト
ナーパッチ作成時における本複写機の動作を図４のタイ
ムチャートを参照に説明する。
【００３９】メインチャージャ７は、グリッド電圧−７
００ＶでＯＮした後、所定の間隔をおいて異なるグリッ
ド電圧で２回ＯＮする。このようにしてメインチャージ
ャ７により帯電された感光体ドラム１の帯電領域は、現
像ユニット９により、スタートマーク作成部が−１００
Ｖの現像バイアス電圧で現像され、トナーパッチ作成部
が−２００Ｖの現像バイアス電圧で現像される。これに
より、感光体ドラム１には、グリッド電圧に対応する濃
度のトナー像がスタートマークおよびトナーパッチとし
て作成される。
【００４０】トナーパッチの濃度を図３および図４に示
すような検出タイミングで検出する場合、光学センサ１
６によりスタートマークが検出されてからタイマーが動
作し、５０ｍｓ後に光学センサ１６の出力がサンプリン
グされる。これにより、トナーパッチにおいて濃度の安
定した中間部で確実に濃度検出を行うことができる。
【００４１】このように、本構成に係る複写機では、ブ
ランクランプ８のＯＮ・ＯＦＦ制御または現像バイアス
電圧の制御により作成したスタートマークを用いて濃度
検出のタイミングをとるようにしているので、予めスタ
ートマークとトナーパッチとの時間差を所定時間に設定
しておくことにより、容易かつ高精度にトナーパッチの
濃度検出を行うことができる。それゆえ、小さいトナー
パッチでも、確実に有効な濃度データを得ることができ
る。
【００４２】本発明の一実施例について図５ないし図１
４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本
実施例を含む以降の各構成において、上述の構成要素と
同等とみなせる構成要素については、同一の符号を付記
してその説明を省略する。
【００４３】本実施例に係る複写機は、図１に示すよう
に、感光体ドラム１、コピーランプ４、メインチャージ
ャ７、現像ユニット９等からなるプロセス部を制御する
プロセス制御部１５を備えている。
【００４４】このプロセス制御部１５の制御装置として
設けられるＣＰＵ１９は、トナーパッチ作成用プログラ
ムを実行することにより、トナーパッチの階調を高濃度
から低濃度へ連続的に変化させるようになっており、第
１階調制御手段としての機能を有している。
【００４５】本実施例では、トナーパッチに階調を与え
る方法として、（１）グリッド電圧の制御、（２）コピ
ーランプ４の印加電圧の制御、または（３）現像バイア
ス電圧の制御を行うという三通りの手法を採用してい
る。以下、それぞれについて説明する。
【００４６】 （１）所定の電圧から直線的に低くなるようにグリッド
電圧を制御する。 （２）所定の電圧から直線的に高くなるようにランプ印
加電圧を制御する。 （３）所定の電圧から直線的に高くなるように現像バイ
アス電圧を制御する。 なお、上記（２）のランプ印加電圧を制御する場合、原
稿載置台２の一端部に設けられた標準白色板３２を感光
体ドラム１の表面に露光することにより、トナーパッチ
を作成するようになっている。
【００４７】ところで、本実施例においては、トナーパ
ッチの濃度変化が最高濃度から徐々に低下するように上
記のように各電圧を制御するが、それでもトナーパッチ
の始端部が最高濃度とならない場合があるので、ＣＰＵ
１９の制御により、トナーパッチに対応する潜像の始端
部にブランクランプ８の光を照射させることで、上記始
端部を消去するようにしており、この機能も第１階調制
御手段に含まれる。
【００４８】グリッド電圧の制御によるトナーパッチ作
成時における本複写機の動作を図５のタイムチャートを
参照に説明する。なお、以下の制御においては、プロセ
ススピードを２２０ｍｍ／ｓとし、トナーパッチの大き
さ（回転方向の長さ）を４４ｍｍとした。また、グリッ
ド電圧を−４５０Ｖから−２５０Ｖまで連続的に変化さ
せた。
【００４９】感光体ドラム１は、メインチャージャ７に
より−４５０Ｖでしばらく帯電された後、感光体ドラム
１におけるトナーパッチが作成される部分（以降、トナ
ーパッチ作成部と称する）が、−４５０Ｖから−２５０
Ｖまで連続して低下するグリッド電圧で帯電される。感
光体ドラム１の帯電領域（潜像）は、一定のグリッド電
圧で帯電された領域にブランクランプ８の光が照射さ
れ、それ以降の領域にはブランクランプ８の光が照射さ
れない。これにより、光の照射された領域が除電される
ことになる。このとき、コピーランプ４がＯＦＦしてい
るので、感光体ドラム１の帯電電位が変化する部分は、
グリッド電圧に応じた電荷量を保持する潜像となる。こ
の潜像が現像ユニット９により一定の現像バイアス電圧
で現像されると、階調が高濃度側から低濃度側に徐々に
変化するトナーパッチが得られる。
【００５０】比較例として、上記の制御において潜像の
始端部が消去されない場合について説明する。この場合
は、図６に示すように、上記の場合と同様、グリッド電
圧が徐々に低下するように制御されるが、感光体ドラム
１の帯電領域にはブランクランプ８の光が照射されな
い。このため、潜像が現像されて得られたトナーパッチ
は、濃度が、グリッド電圧の立ち上がりの変化に比べ低
濃度側から緩やかに変化し、最高値に達してから低濃度
側に徐々に変化するものとなる。
【００５１】次に、ランプ印加電圧の制御によるトナー
パッチ作成時における本複写機の動作を図７のタイムチ
ャートを参照に説明する。
【００５２】感光体ドラム１が、メインチャージャ７に
より一定電圧で帯電され、その帯電領域（潜像）の始端
部がブランクランプ８により除電される。標準白色板２
８のが露光される際、ランプ印加電圧が６０Ｖから徐々
に上昇して７０Ｖまで変化するため、この変化に応じて
コピーランプ４の光量が増大する。したがって、感光体
ドラム１の露光された部分は、ランプ印加電圧に応じた
電荷量を保持する潜像となる。この潜像が現像ユニット
９により一定の現像バイアス電圧で現像されると、階調
が高濃度側から低濃度側に徐々に変化するトナーパッチ
が得られる。
【００５３】比較例として、上記の制御において潜像の
始端部が消去されない場合について説明する。この場合
は、図８に示すように、上記の場合と同様、ランプ印加
電圧が徐々に上昇するように制御されるが、感光体ドラ
ム１の帯電領域にはブランクランプ８の光が照射されな
い。このため、潜像が現像されて得られたトナーパッチ
は、濃度が、グリッド電圧の立ち上がりに比べて緩やか
に低濃度側から最高濃度に変化し、しばらくその値を保
持した後、低濃度側に徐々に変化するものとなる。
【００５４】続いて、現像バイアス電圧の制御によるト
ナーパッチ作成時における本複写機の動作を図９のタイ
ムチャートを参照に説明する。
【００５５】感光体ドラム１が、メインチャージャ７に
より一定電圧で帯電され、その帯電領域（潜像）の始端
部がブランクランプ８により除電される。このとき、コ
ピーランプ４がＯＦＦしているので、残された帯電領域
は一定の電荷量を保持する潜像となっている。この潜像
が現像ユニット９により現像される際、現像バイアス電
圧が−３５０Ｖから徐々に上昇して−５５０Ｖまで変化
するため、この変化に応じて感光体ドラム１へのトナー
付着量が変化する。この結果得られたトナーパッチは、
階調が高濃度側から低濃度側に徐々に変化するものとな
る。
【００５６】比較例として、上記の制御において潜像の
始端部が消去されない場合について説明する。この場合
は、図１０に示すように、上記の場合と同様、現像バイ
アス電圧が徐々に上昇するように制御されるが、感光体
ドラム１の帯電領域にはブランクランプ８の光が照射さ
れない。このため、潜像が現像されて得られたトナーパ
ッチは、濃度が、しばらく最高濃度に保たれた後、低濃
度側に徐々に変化するものとなる。
【００５７】ここで、ブランクランプ８により潜像の始
端部を消去した場合のトナーパッチ全体の濃度変化につ
いて説明する。図１１に示すように、トナーパッチの階
調を連続的に変化させることにより、トナーパッチの濃
度検出に要した時間が２００ｍｓになり、中間の１００
ｍｓの間に得られた光学センサ１６の出力が、エッジ効
果やカケ等の影響を受けない有効なものとして採用が可
能になる。
【００５８】また、上記の光学センサ１６の出力の変化
を検出開始時付近を図１２に拡大して示すと、光学セン
サ１６の出力は、検出開始時から出力が最低値（最高濃
度）に達するまでに３ｍｓを要する。このように、トナ
ーパッチの始端部の変化率を大きくすることにより、ト
ナーパッチの始端部を容易に検知することができる。
【００５９】これに対し、ブランクランプ８により潜像
の始端部を消去しなかった場合の光学センサ１６の出力
の変化を図１３に示すと、光学センサ１６の出力は、変
化が開始した時点から出力が最低値（最高濃度）に達す
るまでに２５ｍｓを要する。このことから、潜像の始端
部を消去することにより、トナーパッチの始端部の検出
が、より容易になると考えられる。
【００６０】さらに、図１４に１個のトナーパッチによ
る感光体ドラム１の表面電位に対するトナーパッチの濃
度変化（実線）と、複数のトナーパッチによる表面電位
に対するトナーパッチの濃度変化（破線）とを示す。こ
の図において、１個のトナーパッチでは、濃度の検出結
果が実際の濃度とほぼ一致しているが、複数のトナーパ
ッチでは、測定点以外の濃度については、推測する以外
に求めることができない。例えば、濃度の変化率が大き
く変わる２００Ｖでは、濃度の差が０．０８程度あり、
従来の測定方法に大きな誤差があることが分かる。
【００６１】以上述べたように、本実施例では、トナー
パッチを１個作成し、その階調を高濃度側から低濃度側
へ変化させることにより、１個のトナーパッチから複数
の濃度データを得ることができる。それゆえ、トナーパ
ッチの濃度検出に要する時間を短縮するとともに、より
多くの有効な検出データを得ることができる。また、ブ
ランクランプ８により潜像の始端部を消去することによ
り、トナーパッチの始端部を最高濃度にすることがで
き、トナーパッチの始端部を容易に検出することができ
る。これにより、トナーパッチの濃度検出開始のタイミ
ングを正確に制御することが可能になる。さらに、トナ
ーパッチの濃度とグリッド電圧、ランプ印加電圧、また
は現像バイアス電圧とが正確に対応付けられるので、プ
ロセス制御の精度を向上させることができる。
【００６２】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る電子写真装
置のプロセス制御装置は、基準トナー像の階調を、検出
始端側から終端側に向けて、高濃度から低濃度へ連続的
に変化させる第１階調制御手段を備えている構成であ
る。
【００６３】これにより、階調の変化する基準トナー像
が作成されるので、１個の基準トナー像により所望の濃
度のデータを得ることができ、濃度検出時間の短縮を図
ることができる。しかも、基準トナー像の階調が検出始
端側で高濃度であるので、基準トナー像の上記検出始端
部での濃度変化が大きくなり、濃度検出の開始を容易に
検知することができる。そのうえ、基準トナー像の濃度
と、この濃度を制御する制御量とが正確に対応付けられ
る。
【００６４】したがって、基準トナー像を小さくして、
トナー消費量の低減、プロセス制御に要する時間の短
縮、プロセス制御の精度向上等を図ることができるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る複写機の概略構成図で
ある。
【図２】図１の複写機に設けられる光学センサの構成を
示す平面図、正面図および側面図である。
【図３】本発明の基礎となる複写機においてトナーパッ
チ作成時にブランクランプによりスタートマークが作成
されるときのプロセス制御の動作を示すタイムチャート
である。
【図４】本発明の基礎となる複写機においてトナーパッ
チ作成時に現像バイアス電圧によりスタートマークが作
成されるときのプロセス制御の動作を示すタイムチャー
トである。
【図５】本発明の一実施例に係る複写機においてトナー
パッチ作成時にグリッド電圧によりトナーパッチの階調
が制御されるときのプロセス制御の動作を示すタイムチ
ャートである。
【図６】図５に基づくプロセス制御に対する比較例であ
って、その制御においてブランクランプをＯＦＦしたと
きのプロセス制御の動作を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の一実施例に係る複写機においてトナー
パッチ作成時にランプ印加電圧によりトナーパッチの階
調が制御されるときのプロセス制御の動作を示すタイム
チャートである。
【図８】図７に基づくプロセス制御に対する比較例であ
って、その制御においてブランクランプをＯＦＦしたと
きのプロセス制御の動作を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の一実施例に係る複写機においてトナー
パッチ作成時に現像バイアス電圧によりトナーパッチの
階調が制御されるときのプロセス制御の動作を示すタイ
ムチャートである。
【図１０】図９に基づくプロセス制御に対する比較例で
あって、その制御においてブランクランプをＯＦＦした
ときのプロセス制御の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図１１】図５、図７および図９に基づくプロセス制御
により作成されたトナーパッチの濃度を読み取ったとき
の光学センサの出力変化を示す特性図である。
【図１２】図１１における光学センサ出力のトナーパッ
チ前半部の変化を拡大して示した特性図である。
【図１３】図６、図８および図１０に基づくプロセス制
御により作成されたトナーパッチの濃度を読み取ったと
きの光学センサの出力のトナーパッチ前半部の変化を示
す特性図である。
【図１４】本発明の一実施例に係る複写機で作成された
トナーパッチと従来の複写機で作成されたトナーパッチ
との感光体ドラムの表面電位に対する濃度変化を示す特
性図である。
【図１５】従来の複写機で作成された複数のトナーパッ
チの濃度を読み取ったときの光学センサの出力変化を示
す特性図である。
【図１６】従来の複写機において複数のトナーパッチを
作成するときのプロセス制御の動作を示すタイムチャー
トである。
【図１７】従来の複写機における形成画像の画像濃度に
対するトナーパッチの検出濃度を示す光学センサの出力
変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（感光体） ３ 露光光学系 ４ コピーランプ ７ メインチャージャ ８ ブランクランプ（帯電後除電手段） ９ 現像ユニット １５ プロセス制御装置 １６ 光学センサ（濃度検出手段） １９ ＣＰＵ（第１階調制御手段） ２８ ランプ駆動回路 ２９ 電源 ３０ 現像バイアス電源 ３２ 標準白色板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 邦夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−253277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−260066（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 303

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】感光体に形成された基準トナー像の濃度を
    光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に
    基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の
    画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置に
    おいて、 上記基準トナー像の階調を、検出始端側から終端側に向
    けて、高濃度から低濃度へ連続的に変化させる第１階調
    制御手段を備え、 上記第１階調制御手段が、基準トナー像に対応する潜像
    の始端部を帯電直後に感光体の光除電を行う帯電後除電
    手段により消去させるとともに、感光体の帯電電位を制
    御することにより基準トナー像の階調制御を行い、検出
    始端側を最高濃度にするように構成されていることを特
    徴とする電子写真装置のプロセス制御装置。
  2. 【請求項２】感光体に形成された基準トナー像の濃度を
    光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に
    基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の
    画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置に
    おいて、 上記基準トナー像の階調を、検出始端側から終端側に向
    けて、高濃度から低濃度へ連続的に変化させる第１階調
    制御手段を備え、 上記第１階調制御手段が、感光体において基準トナー像
    に対応する潜像の始端部を帯電直後に感光体の光除電を
    行う帯電後除電手段により消去させるとともに、感光体
    を露光する光量を制御することにより基準トナー像の階
    調制御を行い、検出始端側を最高濃度にするように構成
    されていることを特徴とする電子写真装置のプロセス制
    御装置。
  3. 【請求項３】感光体に形成された基準トナー像の濃度を
    光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に
    基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の
    画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置に
    おいて、 上記基準トナー像の階調を、検出始端側から終端側に向
    けて、高濃度から低濃度へ連続的に変化させる第１階調
    制御手段を備え、 上記第１階調制御手段が、基準トナー像に対応する潜像
    の始端部を帯電直後に感光体の光除電を行う帯電後除電
    手段により消去させるとともに、現像バイアス電圧を制
    御することにより基準トナー像の階調制御を行い、検出
    始端側を最高濃度にするように構成されていることを特
    徴とする電子写真装置のプロセス制御装置。
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