JP3486563B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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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、複写機、レーザー
ビームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、画像形成装置の一例として、レ
ーザービームプリンタの概略構成を示す。
【0003】感光ドラム1は、円筒状の導電基体上に感
光体(光導電層)を設けたもので、図中の矢印R1方向
に回転自在に軸支されている。感光ドラム1の周囲に
は、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム1表面
を帯電する帯電器(スコロトロン帯電器)2、原稿を読
み取り、画像信号に基づいて感光ドラム1を露光し、静
電潜像を形成する露光装置3、静電潜像にトナーを付着
させてトナー像として現像する現像装置4、現像位置近
傍での感光ドラム表面電位を検知する表面電位センサ4
1、感光ドラム1上に形成されたトナー像を紙等の転写
材(他部材)P上に転写する転写帯電器(コロナ転写帯
電器)8、トナー像が転写された転写材Pを感光ドラム
1から分離する分離帯電器(静電分離帯電器)9、トナ
ー像を転写した後に、感光ドラム1上に残ったトナー
(残留トナー)を除去するクリーニング装置13、感光
ドラム1の残留電荷を除去する前露光ランプ30などが
配置されている。
【0004】トナー像転写後の転写材Pは、感光ドラム
1から分離された後に定着装置12に搬送され、ここに
おいて表面のトナー像が定着され、所望のプリント画像
が形成されて画像形成装置本体の外部に排出される。
【0005】イメージスキャナ部18は、原稿ガラス台
14上に載置されている原稿15を照明ランプ16によ
り走査して読み取り、光電変換素子19によって画像情
報を電気信号に変換するもので、照明ランプ16によっ
て走査した原稿15からの反射光は、ミラー17a、1
7b、17cに導かれてレンズ17dにより、光電変換
素子19上に結像される。この光電変換素子19によっ
て変換された電気信号は、A/Dコンバータ21により
デジタル化された後、濃度処理部22によって画像濃度
に比例した画像信号に変換される。信号は、信号発生部
としてのレーザードライバ24に送られ、画像信号に応
じてレーザー発振器20の発光を変調する。信号に応じ
て変調されたレーザー光Lは画像情報としてポリゴンミ
ラー28、ミラー17eを介して感光ドラム1に静電潜
像を書き込む。
【0006】感光ドラム1は、製造上のばらつきにより
感度の良いもの、悪いものが存在する。また、耐久や画
像形成装置を使用する環境変化による、感光体の感度特
性の変化等によっても変化する。
【0007】これらのばらつきを吸収するために、画像
形成装置内に、上述の表面電位センサ41を設け、感光
体表面電位を所望の電位に保つようレーザー発振器20
のレーザー光Lの発光量を変化させる技術が知られてい
る。図4に示すように感光体表面電位(ドラム電位)は
レーザー発光量に依存しているからである。
【0008】感光体表面電位の制御方法としては、例え
ば次式で示すようにレーザー発光量LPと感光体表面電
位Vdとの関係である露光制御係数βを繰り返し用いる
方法がある。これは、帯電器2及び表面電位センサ41
に接続された制御手段40によって行われる。
【0009】LP(i)=LP(i−1)+β{Vlt
−Vl(i−1)} i=1、2、3…… Vlt :明部電位目標値 LP(i):i回補正後のレーザー発光量 Vl(i):i回補正後の明部電位 β :露光制御係数 LP(0):レーザー発光量の初期値
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
感光体表面電位の制御方法によると、図5や図6に示す
ように、所望の感光体表面電位を得るのに時間がかかっ
たり、極端な場合には、所望の感光体表面電位を得られ
なかったりする場合があった。その理由は、露光制御係
数βが画像形成装置ごとに一定に決められているのに対
し、実際の現時点における露光制御係数βは、感光体の
感度(帯電能)のばらつきや、耐久変化、環境変化等に
よって変化してしまうからである。
【0011】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、感光体の感度のばらつきに左右されることな
く、また、耐久変化や環境変化に対しても短時間で感光
体表面電位を所望の目標値に電位制御することのできる
画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項1に係る本発明は、感光体表面を均一に帯電
し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを
付着させてトナー像として現像した後、該トナー像を他
部材に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
露光光を発光することにより帯電後の前記感光体表面を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、該露光手段の
発光量を、発光量とその発光量における前記感光体表面
電位とから、目標とする前記感光体表面電位を得るため
の発光量を算出するための露光制御係数を用いて制御し
て前記感光体表面電位を変更する制御手段と、前記感光
体表面電位を検知する表面電位検知手段と、を備え、前
記制御手段は、帯電後の前記感光体表面を、発光量の異
なる第1の発光量と第2の発光量とで露光したときの第
1の表面電位と第2の表面電位とを前記表面電位検知手
段によって検知し、これら第1、第2の発光量と第1、
第2の表面電位とに基づいて、前記露光制御係数を決定
する露光制御係数決定工程と、該露光制御係数決定工程
によって決定された前記露光制御係数を用いて、前記感
光体表面電位を目標値にする前記露光手段の発光量を決
定するための電位制御工程とを行うと共に、前記制御手
段は、また画像形成装置本体のメインスイッチのON時
に、前記露光制御係数決定工程を行わずに、まず、前回
画像形成時の最終の前記露光制御係数を使用して所定回
数の前記電位制御工程を行い、この結果、前記感光体表
面電位を目標値にできない場合に、前記露光制御係数決
定工程を行う、ことを特徴とする。
【0013】請求項2に係る本発明は、請求項1の画像
形成装置において、前記制御手段は、前記露光制御係数
を、前記第1、第2の露光量の差と、前記第1、第2の
表面電位の差との比に基づいて決定する、ことを特徴と
する。
【0014】請求項3に係る本発明は、請求項1又は2
の画像形成装置において、前記制御手段は、所定時間の
画像形成を行うごとに、前記露光制御係数決定工程を行
って前記露光制御係数を更新し、更新された該露光制御
係数に基づいて前記電位制御工程を行う、ことを特徴と
する。
【0015】
【0016】
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。
【0018】〈実施の形態1〉図3に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。同図は、画像形成装置として
のレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図で
ある。
【0019】同図に示す画像形成装置は、ドラム型に形
成された感光ドラム1を備えている。感光ドラム1は、
円筒状の導電基体上に、光導電層として電子写真感光体
(以下単に「感光体」という。)を設けたものであり、
駆動手段(不図示)によって矢印1方向に所定のプロセ
ススピードで回転駆動される。感光ドラム1の周囲に
は、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム1表面
を帯電する帯電器(例えば、スコロトロン帯電器)2、
原稿を読み取り、画像信号に基づいて感光ドラム1を露
光し、静電潜像を形成する露光装置3、静電潜像にトナ
ーを付着させてトナー像として現像する現像装置4、現
像位置近傍での感光ドラム表面電位を検知する表面電位
センサ41、感光ドラム1上に形成されたトナー像を紙
等の転写材(他部材)P上に転写する転写帯電器(例え
ば、コロナ転写帯電器)8、トナー像が転写された転写
材Pを感光ドラム1から分離する分離帯電器(例えば、
静電分離帯電器)9、トナー像を転写した後に、感光ド
ラム1上に残ったトナー(残留トナー)を除去するクリ
ーニング装置13、感光ドラム1の残留電荷を除去する
前露光ランプ30などが配置されている。
【0020】トナー像転写後の転写材Pは、感光ドラム
1から分離された後に定着装置12に搬送され、ここに
おいて表面のトナー像が定着され、所望のプリント画像
が形成されて画像形成装置本体の外部に排出される。
【0021】イメージスキャナ部18は、原稿ガラス台
14上に載置されている原稿15を照明ランプ16によ
り走査して読み取り、光電変換素子19によって画像情
報を電気信号に変換するもので、照明ランプ16によっ
て走査した原稿15からの反射光は、ミラー17a、1
7b、17cに導かれてレンズ17dにより、光電変換
素子19上に結像される。この光電変換素子19によっ
て変換された電気信号は、A/Dコンバータ21により
デジタル化された後、濃度処理部22によって画像濃度
に比例した画像信号に変換される。信号は、信号発生部
としてのレーザードライバ24に送られ、画像信号に応
じてレーザー発振器20のレーザー光Lの発光を変調す
る。信号に応じて変調されたレーザー光Lは画像情報と
してポリゴンミラー28、ミラー17eを介して感光ド
ラム1に静電潜像を書き込む。
【0022】本実施の形態においては、所定時間おきに
(例えば、1時間おきに)感光体表面の電位制御を行っ
ている。これは、感光ドラム1の感光体の帯電特性(感
度)の、環境変化や経時変化による画像への影響を抑え
るためである。なお、所定時間おきとは、例えば、画像
形成を所定時間行うごととすることができる。
【0023】まず、レーザー発振器20から、異なる2
種類の発光量、すなわち第1のレーザー発光量(第1の
発光量)と第2のレーザー発光量(第2の発光量)との
それぞれでレーザー光Lを発光し、それぞれの状態での
感光体表面電位を表面電位センサ(表面電位検知手段)
41にて検知する。この検知結果は、制御手段40に送
られる。そして、制御手段40において、以下の式に基
づいて、露光制御係数βを求める露光制御係数決定工程
が行われる。
【0024】 β=(LP2−LP1)/(Vl2−Vl1) LP1:第1のレーザー発光量 LP2:第2のレーザー発光量 Vl1:第1のレーザー発光量での感光体表面電位 Vl2:第2のレーザー発光量での感光体表面電位 次に、この露光制御係数βを用いて、制御手段40によ
り電位制御工程を行う。これは、以下の式に基づいて行
う。
【0025】 LP(i)=LP(i−1)+β{Vlt−Vl(i−1)} i=1、2、3…… Vlt :明部電位目標値 LP(i):i回補正後のレーザー発光量 Vl(i):i回補正後の明部電位 β :露光制御係数 LP(0):レーザー発光量の初期値 上述のような露光制御係数決定工程によって露光制御係
数βを求めることにより、この露光制御係数βが、画像
形成を行う時点での感光体の感度に最適なものとなる。
したがって、この露光制御係数βを使用して制御手段4
0により露光手段3の発光量を制御する、いわゆる上述
の電位制御工程を行うことにより、感光体表面電位を、
図1、図2に示すように少ない回数の電位制御工程で、
目標の表面電位にすることができる。図1は、1回の電
位制御工程によって感光体表面を目標の表面電位(目標
ドラム電位)にできた例を、また、図2は、2回の電位
制御工程によって感光体表面を目標の表面電位にできた
例を、それぞれ示している。なお、露光制御係数βの値
が適切でない場合には、前述の図5や図6に示すよう
に、所望の感光体表面電位を得るのに時間がかかった
り、極端な場合には、所望の感光体表面電位を得られな
かったりする場合があった。
【0026】上述では、所定時間の画像形成を行うごと
に、露光制御係数決工程を行って露光制御係数βを順次
に更新し、さらに、この更新した露光制御係数βに基づ
いて電位制御工程を行うようにしていた。
【0027】これに代えて、画像形成装置本体のメイン
スイッチのON時に、上述と同様の露光制御係数決定工
程及び電位制御工程を行うようにしてもよい。
【0028】〈実施の形態2〉本実施の形態は、電位制
御時間に起因するマシンのダウンタイム(動作不能時
間)を減らすようにした実施の形態である。なお、以下
では、上述の実施の形態1と異なる部分についての説明
を主に行い、同一の部分について説明は適宜省略するも
のとする。
【0029】実施の形態1のように所定時間の画像形成
を行うごとに、又は、画像形成装置のメインスイッチの
ON時ごとに、毎回、露光制御係数βを求めた後、電位
制御を行うと、トータルの制御時間が長くなってしま
う。
【0030】そこで本実施の形態ではこの点を改良し
た。
【0031】まず、画像形成装置本体のメインスイッチ
のON時に、露光制御係数決定工程を行わないで、次式
で示すように露光制御係数βを2回まで繰り返し用いて
電位制御を行う。なお、このとき使用する露光制御係数
βは最新のもの(前回の画像形成時の最終のもの)とす
る。
【0032】LP(i)=LP(i−1)+β{Vlt
−Vl(i−1)} i=1、2、3…… Vlt :明部電位目標値 LP(i):i回補正後のレーザー発光量 Vl(i):i回補正後の明部電位 β :露光制御係数 LP(0):レーザー発光量の初期値 ここで、繰り返しを2回までとしたのは、この時点で露
光制御係数βが現時点での画像形成装置とマッチしてい
ないため、これ以上続けても制御に時間がかかる、又
は、所望の電位に制御できないと判断できるからであ
る。
【0033】そこで、本実施の形態では上式2回で所望
の電位に制御できなかった際にのみ、露光制御係数βを
求め直す以下の露光制御係数決定工程を行う。
【0034】 β=(LP2−LP1)/(Vl2−Vl1) LP1:第1のレーザー発光量 LP2:第2のレーザー発光量 Vl1:第1のレーザー発光量での感光体表面電位 Vl2:第2のレーザー発光量での感光体表面電位 本実施の形態のように、繰り返し電位制御工程の所定回
数以内に、所望の感光体表面電位を得られない場合にの
み、このような露光制御係数決定工程を行うことによ
り、電位制御に伴うマシンのダウンタイムを減少させる
ことができた。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
帯電後の感光体表面を、発光量の異なる第1の発光量と
第2の発光量とで露光したときの第1の表面電位と第2
の表面電位とを表面電位検知手段によって検知し、これ
ら第1、第2の発光量と第1、第2の表面電位とに基づ
いて、露光制御係数を決定する露光制御係数決定工程を
行い、この露光制御係数決定工程によって決定された露
光制御係数を用いて、感光体表面電位を目標値にする露
光手段の発光量を決定するための電位制御工程とを行う
ことにより、画像形成時の感光体の状態に最適な露光制
御係数を使用して感光体表面の電位制御を行うことがで
きるので、目標とする感光体表面電位を得るための露光
手段の発光量を、少ない電位制御回数で短時間に決定す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の電位制御の例の概略を示す図。
【図2】実施の形態1の電位制御の他の例の概略を示す
図。
【図3】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦
断面図。
【図4】レーザー発光量と感光体表面電位(ドラム電
位)との関係を示す図。
【図5】従来の電位制御の例の概略を示す図。
【図6】従来の電位制御の他の例の概略を示す図。
【符号の説明】
1 感光体(感光ドラム) 2 帯電器(スコロトロン帯電器) 3 露光手段 4 現像装置 20 レーザー発振器 24 レーザードライバ 40 制御手段 41 表面電位検知手段(表面電位センサ) LP1 第1の発光量(第1のレーザー発光量) LP2 第2の発光量(第2のレーザー発光量) Vl1 第1の表面電位(第1のレーザー発光量で
の感光体表面電位) Vl2 第2の表面電位(第2のレーザー発光量で
の感光体表面電位) P 他部材(転写材) β 露光制御係数

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体表面を均一に帯電し、露光して静
    電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させてトナ
    ー像として現像した後、該トナー像を他部材に転写して
    画像形成を行う画像形成装置において、 露光光を発光することにより帯電後の前記感光体表面を
    露光して静電潜像を形成する露光手段と、 該露光手段の発光量を、発光量とその発光量における前
    記感光体表面電位とから、目標とする前記感光体表面電
    位を得るための発光量を算出するための露光制御係数を
    用いて制御して前記感光体表面電位を変更する制御手段
    と、 前記感光体表面電位を検知する表面電位検知手段と、を
    備え、 前記制御手段は、 帯電後の前記感光体表面を、発光量の異なる第1の発光
    量と第2の発光量とで露光したときの第1の表面電位と
    第2の表面電位とを前記表面電位検知手段によって検知
    し、これら第1、第2の発光量と第1、第2の表面電位
    とに基づいて、前記露光制御係数を決定する露光制御係
    数決定工程と、 該露光制御係数決定工程によって決定された前記露光制
    御係数を用いて、前記感光体表面電位を目標値にする前
    記露光手段の発光量を決定するための電位制御工程とを
    行うと共に、 前記制御手段は、また画像形成装置本体のメインスイッ
    チのON時に、前記露光制御係数決定工程を行わずに、
    まず、前回画像形成時の最終の前記露光制御係数を使用
    して所定回数の前記電位制御工程を行い、この結果、前
    記感光体表面電位を目標値にできない場合に、前記露光
    制御係数決定工程を行う、 ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記露光制御係数を、
    前記第1、第2の露光量の差と、前記第1、第2の表面
    電位の差との比に基づいて決定する、 ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、所定時間の画像形成を
    行うごとに、前記露光制御係数決定工程を行って前記露
    光制御係数を更新し、 更新された該露光制御係数に基づいて前記電位制御工程
    を行う、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装
    置。
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