JP3347594B2 - 感光体の表面電位認識方法 - Google Patents

感光体の表面電位認識方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式で用
いられる感光体の表面電位を容易に認識できる技術に関
するものであり、特に、感光体長手方向の表面電位のム
ラを容易に検知する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は、例えば特開平4−251859
に示すように表面電位センサを画像形成装置に取り付
け、その表面電位測定に用いられるプローブを感光体ド
ラム長手方向にスキャンすることで、感光体ドラムの表
面電位と、その長手方向帯電ムラを検知していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単価が
高い表面電位センサを取り付けることはコストアップに
つながる。また、このセンサのプローブを軸方向にスキ
ャンするためには機構も複雑になり、また、スキャンを
する機構を付けるためにはスペースも必要になる。かか
る課題を解決するために、出願人は本願に先立って、帯
電→露光→再帯電の工程を行って感光体ドラムの表面電
位の状態を認識できる方法を出願した。この方法では、
帯電、再帯電の2つの帯電工程が行われ、帯電された感
光体の表面を露光手段により表面電位を落とし、再帯電
の工程で、その露光した領域へ再度電荷注入するもの
で、再帯電の工程で電荷注入された際に感光体ドラムへ
の流れ込み電流を測定し、これにより感光体の表面電位
が簡単に認識できるものである。この方式によれば、帯
電してから再帯電するまでの時間が短い場合、もしくは
露光幅が大きい場合には、再帯電電位と露光後電位との
差が流れ込み電流として測定できる。
【0004】しかしながら、帯電を行ってから再帯電を
行うまでの時間が長くなると、非露光領域も感光体表面
電位が暗減衰により電位降下を生じさせる。この状態で
再帯電を行うと、測定される流れ込み電流は、再帯電時
に露光領域に電荷が流れ込んだものと暗減衰により電位
降下を起こした状態で非露光領域に再帯電して電荷が流
れ込んだものとの和となる。そのため、電流値を測定す
ると、その値は露光領域に流れ込んだ電荷によるものな
のか、非露光領域に流れ込んだ電荷によるものなのかが
よく分からなくなる。
【0005】また、帯電から再帯電までの時間が短い場
合でも、表面電位測定の空間分解能を上げるために露光
領域の面積を小さくした場合にも、上述の場合と同様に
露光領域に流れ込む電流に対して、非露光領域に流れ込
む電流が大きくなり、精度の良い測定が不可能になる。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、本発明は導電性基体を介して感光層が形成され
た感光体の表面を帯電手段により帯電し、該帯電手段に
より帯電された前記感光体表面の一部分を露光手段によ
り露光し、該露光手段の露光後に前記感光体表面を再帯
電手段により再度帯電し、該再帯電手段の再帯電後に前
記導電性基体に接続された電流計により前記再帯電によ
る前記感光体の流れ込み電流を測定し、該測定値を前記
感光体の表面電位情報として認識する感光体の表面電位
認識方法において、前記帯電手段により帯電された前記
感光体の表面電位より前記再帯電手段により帯電された
前記感光体の表面電位のほうが低くなるように調整した
ことを特徴とする感光体の表面電位認識方法を提供す
る。
【0007】これにより、非露光領域において暗減衰に
より電位が降下した場合でも、再帯電の表面電位を低く
なるように制御しているため、非露光領域に対し、再帯
電される際に流れ込む電流が抑制され(主に露光領域が
再帯電される際の流れ込み電流が測定される)測定精度
が高くなる。
【0008】また、前記再帯電時において前記帯電手段
により帯電された感光体表面が暗減衰により降下した降
下電位をΔV00、前記帯電手段により帯電された前記感
光体の表面電位と前記露光手段により露光された領域を
前記再帯電手段により再帯電したときの前記感光体の表
面電位との差をΔV01とした場合、 ΔV01≧ΔV00 の関係が成り立つように前記感光体の表面電位を制御す
ると、再帯電時の感光体流れ込み電流を測定すること
で、露光領域への流れ込む電流のみを測定できるので、
露光部分の再帯電時の表面電位を精度良く認識できる。
【0009】さらに、前記帯電手段及び再帯電手段にス
コロトロン帯電器が用いられ、前記帯電手段のグリッド
電位をVg1、該グリッド電位Vg1と前記帯電手段により
帯電される前記感光体の表面電位との差をv1 、前記再
帯電手段のグリッド電位をVg2、該グリッド電位Vg2
前記再帯電手段により帯電される前記感光体の表面電位
との差をv2 として Vg1−Vg2≧ΔV00+(v1 −v2 ) が成り立つように前記印加電位及び前記感光体の表面電
位を設定しても露光した領域の表面電位を高精度に認識
することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
図1は本発明の表面電位認識方法を用いた画像形成装置
の概略説明図である。1は感光体ドラムであり、アルミ
等の金属素菅表面にa−Si系感光層を積層してなる。
【0011】また、金属素菅には電流計1aが接続され
ており、後述の感光体ドラム1からGND(グランド)
間に流れる電流を計測する。2はスコロトロン帯電器で
あり、コロナワイヤー2a,グリッド2c,シールドケ
ース2dからなり、コロナワイヤー2aには高圧電源2
bが接続されており、これにより、感光体ドラム1表面
に向けて放電可能に構成されている。また、グリッド2
c及びシールドケース2dからツェナダイオード2eを
介してGNDに接続されている。3は半導体レーザー等
の露光器であり、不図示であるが本発明の表面電位の認
識に際して感光体ドラム1の一部を露光するよう構成さ
れている。また露光器3は、感光体ドラム1の軸方向に
その露光領域を移動させながら本発明の測定方法を行う
よう構成されている。4は現像器、5は転写器、6はク
リーニング、7は除電器である。
【0012】通常の電子写真プロセスでは、まず、感光
体ドラム1は帯電器2で一様な表面電位に帯電され、次
に感光体ドラム1表面に画像情報を露光すると、その部
分の表面電位は急激に落とされる。A点は帯電器2を出
た直後を示し、B点は露光点である。その後、現像器4
で現像、転写器5で転写、クリーニング6で未転写トナ
ーをクリーニングするプロセスを経たのち、C点の除電
器7で感光体ドラム1に強い光を当て感光体ドラム1の
表面電位を落とす。除電された感光体ドラム1は、再び
帯電→露光→現像→転写→クリーニング→除電というプ
ロセスを繰り返す。
【0013】次に表面電位認識方法について説明する。
図2は本発明の表面電位認識方法を説明する図である。
本発明の表面電位認識方法は、まず感光体ドラム1表面
を帯電器2により帯電する。この場合、感光体ドラム1
に帯電を行う際、帯電直前の感光体ドラム1の表面電位
と、帯電直後のその表面電位との差の値に比例した電流
が感光体ドラム1からGND間を流れる(以下、この電
流を「流れ込み電流」という)。
【0014】しかし、このような流れ込み電流を単に測
定するだけでは、感光体ドラム1の部分的な領域に帯電
ムラが発生したのを理解することができない。従って、
図2(a)に示すように、表面電位を測りたい部分を露
光し(以下、ここを「露光領域」という)、次に図2
(b)に示すように現像、転写、クリーニング、除電を
行わずに再び二周目でその露光領域を含む感光体ドラム
1表面を再帯電させる。
【0015】この再帯電により非露光領域においては再
帯電を行っても電荷注入されず、結果的に露光領域に電
荷が注入され、これが流れ込み電流として電流計1aで
検知される。つまり、露光領域は非露光領域と比較し
て、再帯電前後で表面電位の差が大きくなり、再帯電時
には、略感光体ドラム1に露光した部分の面積とその部
分の表面電位の値に比例した電流が、感光体ドラム1と
GNDの間に流れる。この流れ込み電流から露光領域に
おける感光体ドラム1の表面電位の情報が認識できる。
【0016】さらに、露光部分を露光幅を一定にして感
光体ドラム1の長手方向の露光位置を変え、これを数回
繰り返し表面電位の認識を行うことで、感光体ドラム1
の長手方向の表面電位のムラが容易に理解できる。
【0017】本発明の表面電位認識方法を用いた装置を
簡単にプリンタ装置に搭載することができる。しかし、
長期使用するプリンタ装置に使用する場合、膜減りが激
しい感光体ドラムではうまく表面電位を認識することが
できず、感光体ドラム1表面の膜減りが殆どないものを
使用することが条件となる。つまり、一般的に流れ込み
電流IP ,表面電位V,膜厚dの関係は IP ∝(V/d) となることが知られており、膜厚dが一定(感光体ドラ
ム1の長手方向も一定)の場合は、流れ込み電流IP
表面電位Vが比例関係となることから、この流れ込み電
流IP から感光体ドラム1の長手方向における表面電位
Vが簡単に認識できる。
【0018】しかし、膜厚dが変化する場合は、流れ込
み電流IP は膜厚dに反比例することから、流れ込み電
流IP だけから表面電位Vの認識が難しい。つまり、初
期又は初期に近い感光体ドラム1を認識しても、感光体
ドラム1を単に2周するだけだから膜減りは無視でき問
題は少ないが、プリント枚数を重ねることで、膜減り量
は感光体ドラム1表面の軸方向で異なってくるため、こ
れにより感光体ドラム1の流れ込み電流IP も大きく異
なってくる。また、これに加えて帯電器2が劣化するこ
とによる過帯電が生じ、流れ込み電流IP は帯電器2の
過帯電により生じるものなのか、膜減りによる電流増加
なのか、又は、露光領域を電荷注入することで生じる流
れ込み電流なのかが判らなくなり、本発明の表面電位を
認識することができなくなる。
【0019】従って、本発明の表面電位認識方法をプリ
ンタ装置に搭載する場合には感光体ドラム1として表面
硬度が高いa−Si系感光層を用いたものを使用するの
が良い。ただし、膜減りが激しい感光体ドラムでも、上
述のように初期又は初期に近い感光体ドラムを用いた場
合には使用できることはいうまでもない。
【0020】次に、本発明の作用を図1,図3を用いて
説明する。図3において太線Xはスコロトロン帯電器2
のグリッド2cにかかるグリッド電位(Vg1,Vg2)を
示し、また曲線Yは感光体ドラム1の非露光部における
表面電位の変化を示し、また、Zは感光体ドラム1の露
光部における表面電位の変化を示す。図に示すようにグ
リッド電位Vg1がかかることにより表面電位が点AでV
0 まで上昇するが、非露光部において点Aから再度点A
に到達するまでに暗減衰によりΔV00もの変化が生じ
る。この変化は帯電から再帯電までの時間等が短ければ
暗減衰が抑えられ問題ないが、長くなって暗減衰が大き
くなると再帯電に際して電流計1aの流れ込み電流が露
光領域において電荷注入されて流れ込んだ電流なのか、
非露光領域において暗減衰により表面電位が落ちた部分
に再度電荷注入されて流れ込んだ電流なのかが判別でき
ない。そこで最初に帯電するグリッド電位Vg1よりも低
いグリッド電位Vg2を再帯電時に用いると、非露光領域
における流れ込み電流が抑制され、より正確な露光領域
における流れ込み電流が測定できる。
【0021】本実施の形態では、図のように暗減衰によ
り降下した降下電位をΔV00、帯電された前記感光体の
表面電位と前記露光手段により露光された領域を前記再
帯電手段により再帯電したときの表面電位との差をΔV
01とした場合、 ΔV01≧ΔV00 の関係が成り立つように前記感光体の表面電位を設定す
ると再帯電した場合に非露光領域においての流れ込み電
流を抑制できる。
【0022】ここで、帯電手段のグリッド電位Vg1と再
帯電手段のグリッド電位Vg2の差の関係は次のようにな
る。つまり、前記帯電手段により帯電される前記感光体
の表面電位をV0 、グリッド電位Vg1と表面電位V0
の差をv1 、再帯電手段により帯電される前記感光体の
表面電位をV1 、グリッド電位Vg2と再帯電時における
表面電位v1 との差をv2 とすると、グリッド電位V
g1,Vg2 は以下の式が成り立つ。
【0023】 Vg1=V0 +v1 ・・・・・・・・・・(1) Vg2=V1 +v2 ・・・・・・・・・・(2) 上記(1)−(2)より Vg1−Vg2=(V0 −V1 )+(v1 −v2 ) となり、 ΔV01=V0 −V1 であるから、 ΔV01=(Vg1−Vg2)−(v1 −v2 ) この式をΔV01≧ΔV00に代入すると Vg1−Vg2≧ΔV00+(v1 −v2 ) つまり、この式より帯電から再帯電させるときのグリッ
ド電位の差はΔV00+(v1 −v2 )よりも大きくなる
ようにすれば良いことがわかる。
【0024】従って、グリッド電位の差を上記式に当て
はまるように構成すると露光領域の再帯電電位V1 は、
非露光領域で帯電から再帯電を行うまでの時間に暗減衰
した後の表面電位の値よりも低くなる。そのため、非露
光領域に電流は流れ込まない。従って、この流れ込み電
流を測定することで、露光領域の再帯電位情報のみを抽
出することが出来る。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の構成によれば、非露光領域において暗減衰による電位
の降下が大きい場合でも、再帯電の表面電位を低く設定
しているため、その際の非露光領域への感光体の流れ込
み電流が抑制され、表面電位の誤認識等がなくなり、測
定精度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施表面電位認識方法を行う装置を搭
載した画像形成装置の概略説明図である。
【図2】本発明の表面電位認識方法を説明する図であ
り、(a)は一周目に感光体ドラムを帯電後に一部を露
光ている図であり、(b)は二周目にその露光部を帯電
した後の図を示す。
【図3】本発明の感光体ドラム表面の電位変化を表した
図である。
【符号の説明】
1:感光体ドラム 1a:電流計 2:帯電器 3:露光器 X:グリッド電位 Y:感光体の非露光部における表面電位 Z:感光体の露光部における表面電位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 29/12 G03G 15/00 - 15/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体を介して感光層が形成された感
    光体の表面を帯電手段により帯電し、該帯電手段により
    帯電された前記感光体表面の一部分を露光手段により露
    光し、該露光手段の露光後に前記感光体表面を再帯電手
    段により再度帯電し、該再帯電手段の再帯電後に前記導
    電性基体に接続された電流計により前記再帯電による前
    記感光体の流れ込み電流を測定し、該測定値を前記感光
    体の表面電位情報として認識する感光体の表面電位認識
    方法において、 前記帯電手段により帯電された前記感光体の表面電位よ
    り前記再帯電手段により帯電された前記感光体の表面電
    位のほうが低くなるように調整したことを特徴とする感
    光体の表面電位認識方法。
  2. 【請求項2】前記帯電手段により帯電された感光体表面
    電位が前記再度帯電を行うまでに暗減衰によって降下し
    た電位をΔV00とし、前記帯電手段により帯電された前
    記感光体の表面電位と前記露光手段により露光された領
    域を前記再帯電手段により再帯電したときの前記感光体
    の表面電位との差をΔV01とした場合、以下の関係が成
    り立つように前記感光体の表面電位を設定したことを特
    徴とする請求項1記載の感光体の表面電位認識方法。 ΔV01≧ΔV00
  3. 【請求項3】前記帯電手段及び再帯電手段にスコロトロ
    ン帯電器が用いられ、前記帯電手段のグリッド電位をV
    g1、該グリッド電位Vg1と前記帯電手段により帯電され
    る前記感光体の表面電位との差をv1 とし、また、前記
    再帯電手段のグリッド電位をVg2、該グリッド電位Vg2
    と前記再帯電手段により帯電される前記感光体の表面電
    位との差をv2 として以下の式が成り立つように設定し
    たことを特徴とする請求項2記載の感光体の表面電位認
    識方法。 Vg1−Vg2≧ΔV00+(v1 −v2
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