JPH0235486A - 電子写真感光体の表面電位安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は電子写真感光体を用いて像形成を行う画像形
成装置に関し、形成される画像の画質を安定化する方法
に関する。

（ｂｌ従来の技術 複写機やレーザプリンタ等に用いられる電子写真感光体
はまず表面が均一帯電され、その後原稿反射光等により
露光されることによって静電潜像が形成され、さらに静
電潜像がトナーにより現像され用紙に転写され像形成さ
れる。このような画像形成プロセスにおいては感光体表
面の一様帯電電位が形成される画質に大きな影響を与え
る。すなわち、−様帯電の電位が適当でない場合、形成
された画像に地力ブリを起こしたり画像濃度が低下する
等の不都合が生じる。そこで、従来から除電光により感
光体をある程度光疲労させてから帯電工程を行うことに
より、帯電電位の安定化を図る方法が広く用いられてい
る。

ところが光除電による感光体の光疲労の状態は感光体の
休止時間、連続使用時間の影響を受け、休止時間が長け
ればその分多くの光を照射しなければならず、また連続
使用時間が長くなれば光疲労がされやすくなるのでその
分除電光量を減らさなければならない。そこで本発明者
等は特願昭６１）８１６９６号公報において、除電ラン
プのデユーティ比を休止時間、連続使用時間に応じて変
化させることにより除電光量の調整を行っていた。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところで感光体の光疲労およびその回復は対数的曲線を
描いて変化するものであり、除電光量の設定は対数的に
変化させるのが望ましい。しかしながら、従来の休止時
間、連続使用時間に応じたデユーティ比およびそのデユ
ーティ比での動作時間の設定は、感光体の状態がほぼ平
衡状態に達したとき、たとえば２時間（７２００秒）以
上体止されると感光体の状態はそれ以上変化しないので
、その平衡状態に達する時間を基準として対数的曲線で
設定したものであった。そのため休止時間が短い場合に
はその対数的曲線の途中から制御が開始されることにな
り、過補正となってしまう不都合が生じることがあった
。

たとえば、第５図は従来の除電ランプのデユーティ比テ
ーブルであり、７２００秒の休止時間後には１／１０デ
ユーテイ比で４秒−１／１）デユーテイ比で４秒−１／
１２デユーテイ比で６秒・・・という制御が行われ対数
的に除電光量が設定されてゆ（が、たとえば３００秒の
休止時には１／２０デユーテイ比でいきなり６５秒間の
除電が行われ、引き続き１／２４デユーテイ比で１）７
秒間・・・という制御が行われる。すなわちこれでは感
光体の対数的な疲労曲線に対応せず、過剰露光となって
しまう。

この発明はこのような不都合に鑑み、感光体の光疲労お
よびその回復に対応じて対数的に除電光量を設定するこ
とによって、過補正なく除電露光を行うことのできる電
子写真感光体の表面電位安定化方法を提供することを目
的とする。

（ｄ１課題を解決するための手段 ごの発明は、帯電工程前の感光体表面に除電光を照射し
て帯電電位を安定化する電子写真感光体の表面電位安定
化方法であって、 動作開始時の除電光量をそれまでの休止時間に応じて設
定するとともに、連続動作時の除電光量を動作開始から
の連続動作時間に応じて対数的に設定することを特徴と
する。

（ｅ）作用 この発明の電子写真感光体の表面電位安定化方法を画像
形成装置に用いれば、動作開始時にはまずそれまでの休
止時間に対応じて除電光量が設定される。そして動作が
開始されれば、動作開始からの連続動作時間に応じて除
電光量が対数的に設定され、そのため感光体の対数的な
光疲労に対応した除電露光を行うことができる。

（ｆ）実施例 〈１〉　実施例の構成の前提となる原理以下図面を参照
してこの発明の実施例である電子写真感光体の表面電位
安定化方法が使用される複写機について説明する。

この実施例は、感光体表面の電荷残留特性が、■　深い
エネルギー準位に残留する電荷量は浅いエネルギー準位
に残留する電荷量よりも少なく、その量は対数的に減少
してゆ（。

■　電荷は浅いエネルギー準位から、順に残留してゆく
。

■　残留した電荷は浅いエネルギー準位のものから順に
解放されてゆく。

このような特性を有することにより、感光体の使用によ
る疲労は対数的変化曲線を描いて進行してゆき、休止に
よる回復も対数的変化曲線を描いて進行してゆく。ここ
で、対数的変化とは初めは速く徐々にその程度が緩やか
になる変化をいう。

また、感光体が一度完全に疲労しこの疲労が完全に回復
されないまま再度使用された場合、最も深いエネルギー
準位に残留した電荷は解放されないまま、再度浅いエネ
ルギー準位から電荷が残留してゆく。これによって、電
荷が浅いエネルギーと深いエネルギーとに離れて残留し
、この間に電荷が残留しない空隙が生じることがある。

このように疲労した感光体は浅いエネルギー準位の電荷
が解放される時の回復曲線と深いエネルギー準位の電荷
が解放される時の回復曲線とが不連続になるそこでこの
実施例は、連続動作しているときにはその動作に伴って
感光体表面の光疲労が徐々に増大していくため一様帯電
工程前の除電光量を徐々に減少させていく。その減少量
は対数的に変化するように行われる。これは、感光体表
面の光疲労特性を補正して帯電時の疲労状態を同一にし
、帯電電位を安定化するためである。また、休止後火の
動作を開始するとき、その休止時間の長さに応じて、前
回の動作終了時よりも除電光量を増加して設定する。こ
のとき、前回の動作の動作開始時の除電光量までは短い
休止時間に対応させて増加し、それ以後は徐々に（長い
休止時間に対応させて）増加するように設定する。それ
ぞれの除電光量の増加曲線は対数曲線的になるように設
定すればよい。このように制御するのは、浅いエネルギ
ー順位に残留している電荷と深いエネルギー順位に残留
している電荷の解放特性に合わせて制御するためである
。

これらの制御を行うことによって、連続動作時において
も長時間の休止後であっても全く同様の感光体表面電位
を保つことができる。

く２〉　　実施例の構成の説明 第３図はこの発明の実施例である電子写真感光体の表面
電位安定化方法が使用される複写機の制御部の概略ブロ
ック図である。感光体ドラムの除電ランプ２７を制御す
るマイクロコンピュータ２０には制御プログラムや後述
するデユーティ比テーブルが記憶されているＲＯＭ２１
およびカウンタＡ−Ｃ，フラグおよびタイマが設定され
ているＲＡＭ２２が接続されている。またこのマイクロ
コンピュータ２０にはインターフェイス２３，２４を介
して信号入力装置２５およびドライバアレイ２６が接続
されている。信号入力装置２５は画像形成装置全体の動
作を統轄する主制御部を含み、除電ランプ２７の動作開
始や動作停止の命令が出力される。またドライバアレイ
２６は除電ランプ２７を点灯させる装置であり、パルス
幅制御によって点灯のデユーティ比を増減することがで
きる。

第２図に前記ＲＯＭ２１に設定されるデユーティ比テー
ブルの例を示す。このテーブルの横軸は連続動作時の区
分を表しており、縦軸には休止時間が割り当てられてい
る。テーブル内にはそれぞれの休止時間後の連続動作時
間に対応する除電ランプ２７０点灯デユーティ比が記憶
されている。

休止時間は１０段階に分割され、分割された各段階の時
間は指数的に増加するようにされている。

また連続動作時の動作時間は休止時間に合わせて指数的
に増加するように設定されている。これによって、動作
時間、休止時間経過による点灯デユーティ比（除電光量
）は対数的に変化することになる。これは感光体の疲労
・回復特性に合わせたものである。またさらに、除電ラ
ンプ２７の点灯デユーティ比は動作時間が経過するにし
たがって指数的に減少するように（すなわちデユーティ
比の分母が指数的に増加するように）されている。

これもまた感光体の疲労・回復特性に合わせたものであ
る。

〈３〉　実施例の動作の説明 次にこのデユーティ比テーブルに基づく除電ランプ２７
の制御方法を説明する。

（１）　　複写機のメインスイッチ（電源スィッチ）が
オンされたのちのウオームアツプの間除電ランプ２７は
フル光量で点灯して感光体を完全に疲労させる。これに
よって、動作開始時の帯電電圧を安定させる。

（２）　　こののちすぐ使用される場合は、−様帯電工
程前の除電ランプ２７の点灯デユーティ比（以下「除電
光量」という。）は１／４０である。感光体が完全に疲
労しているため多くの光量を照射する必要がないからで
ある。

（３）完全疲労状態から休止すると感光体は徐々に回復
してゆく。この回復に合わせるため、休止時間に応じて
除電光量が増加するように設定される。この場合、デユ
ーティ比テーブルにおいて縦軸の各段階の休止時間が経
過するごとに参照する段を下げてゆき、各段の先頭を動
作開始時の除電光量として設定する。

例えば、９００秒の休止ののち動作が開始されるときに
は縦軸の休止時間の９００秒に対応する段（６段目）の
データに基づいて除電光量制御が行われる。動作開始時
の除電光量は１／１５　（６Ｅ　：デューティ比テーブ
ルの座標を表す。以下同じ））であり、この除電光量に
よる制御が４秒間継続される。

（４）以下、連続動作し横軸の区間時間が経過する毎に
参照する行を右に移動して除電光量を減少してゆく。

上記の例であれば、前記４秒経過後の８秒間はｌ／１７
の除電光量で点灯され（６Ｆ）、以下１／２０　（６Ｇ
：２８秒）　、　１／２４　（６）（、：　９８秒）　
、　１／３０　（６１：　３３４秒）、　１／４０　（
６Ｊ）の順に除電光量を減少してゆく。このときの区間
時間は休止時間ごとに対数的に設定されており、たとえ
ば１／２０のデユーティ比であっても休止時間が９００
秒のときには２８秒間（６Ｇ）、休止時間が３００秒の
ときには８秒間（４Ｇ）に設定される。これにより除電
光量は、感光体の光疲労が対数的に変化してゆくのに対
応じて対数的に変化するようになる（５）使用後短時間
の休止して動作が再開される場合の除電光量制御方法説
明する。ここで、前回の動作が（６Ｅ）から（６Ｇ）ま
で行われ、３０分（１８００秒）休止したのち動作が再
開される場合について説明する。なお休止中は、その時
点で動作が再開された場合の除電光量を設定する。

■　上記のように（６Ｇ）で前回の動作が終了した場合
は最初に１／２４　（３Ｈ）が設定される（設定は前記
カウンタＡに記憶することによって行われるが、デユー
ティ比テーブルの該当欄をポインタで示すようにしても
よい。）。すなわち、前回の動作終了時の除電光量より
も一段階低い除電光量が設定される。これは、前回の動
作においてすでに１／２０　（６Ｇ）の制御段階にはい
っているため、最初に１／２０　（４Ｇ）を設定すると
制御過剰になるおそれがあるからである。

■　こののち休止時間の経過に伴って（３Ｈ）−（４Ｇ
）　−（５Ｆ）→（６Ｅ）→（７Ｄ）　−（８Ｃ）−・
・・・・・と各段の先頭行の除電光量が設定されてゆく
。ここで、前回の動作開始時の除電光量である１／１５
（６Ｅ）までは、各段に本来対応する区間時間にかかわ
らず第１段〜第３段に対応する区間時間で除電光量の設
定を移行させてゆく。すなわち、（３Ｈ）で６０秒経過
後（４Ｇ）へ移行し、（４Ｇ）で１）４秒経過後（５Ｆ
）へ移行し、さらに（５Ｆ）１２０秒経過後（６Ｅ）へ
移行する。これまでの休止時間に解放された電荷は前回
の動作において蓄積された残留電荷であり浅いエネルギ
ー順位に残留していたものであるため速やかに解放され
るからである。この制御を浮動時間制御という。

■　ところがこれ以後の休止時間においては、前回の動
作以前から残留し深いエネルギー準位に捕らえられてい
る電荷を解放するため感光体の回復は緩やかになり、完
全疲労時から回復する場合と同様の回復特性を示す。そ
こで、これ以後設定される除電光量は各段に本来対応す
る区間時間で移行するようにした。すなわち、（６Ｅ）
が設定されて５９４秒経過後（７Ｄ）に移行し、（７Ｄ
）で１００２秒経過後（８ｃ）に移行する。この制御を
固定時間制御という。

■　この結果上記例で、３０分休止ののち動作が再開さ
れる時点においては１／１２　（８Ｃ）が設定されてい
ることになる。

ここで、前記ＲＡＭ１２に設定されているカランＩ−Ａ
−Ｃ，フラグおよびタイマの機能を説明する。カウンタ
Ａは上記のように連続動作時間や休止時間に基づいて設
定される除電光量を記憶するカウンタである。カウンタ
Ｂは前記浮動時間制御を行っている間、現在属している
区間を記憶するカウンタである。またカウンタＣは前回
の動作の動作開始時の除電光量を記憶するカウンタであ
る。フラグは複写機が動作中であることを記憶するだめ
のものである。また、タイマは動作時間、休止時間を計
時するものであるが、本実施例の場合、あらかじめ設定
された所定の区間時間を減算してゆくタイマである。

第１図のフローチャートおよび第４図に示すデユーティ
比テーブルに基づいて前記制御部の動作を説明する。こ
のフローチャートにおいては説明を容易にするため動作
時間および休止時間をそれぞれ５段階に分割して簡略化
したデユーティ比テーブル（第４図）に基づく制御を説
明する。メインスイッチがオンされて動作がスタートす
るとｎｌでイニシャル処理を行う。こののち感光体ドラ
ムの回転が開始するまで待機しくｎ２）、感光体がウオ
ーミングアツプのために回転を始めると除電ランプ２７
　（このフローチャートにおいて除電ランプをＰＦＬと
記す。）をフルデユーティで点灯させる（ｎ３）。この
点灯を感光体ドラムが停止するまで継続する（ｎ４）。

これによって感光体は一旦完全に疲労する。こののちこ
の装置は動作可能となり、利用者による動作開始（除電
ランプオン命令の受信）を判断するまで（ｎ５）、ｎ２
０以下の動作を行う。

ｎ２０では休止時間の区間を記憶するカウンタＢおよび
フラグをリセットする。次に除電光量を記憶するカウン
タＡが“４”であるか否かを判断し、“４”であれば休
止によってこれ以上制御レヘルが上がることはないため
ｎ５に戻って動作がスタートするまで待機する。カウン
タＡの内容が“４°よりも小さければｎ２２以下の動作
に進む。ｎ２２では前回の動作の動作開始時の除電光量
を記憶しているカウンタＣの内容と現在の除電光量を記
憶しているカウンタＡの内容とが同一であるか否かを判
断する。同一でなければ（カウンタＡの内容のほうが小
さければ）ｎ２３〜ｎ３３に進み、同一であればｎ３４
以下の動作に進む。ｎ２３〜ｎ３３の動作は浮動時間制
御であり、ｎ３４〜ｎ４４の動作は固定時間制御である
。

ｎ２３以下の浮動時間制御において、ｎ２０でリセット
されたカウンタＢの値を判断する。カウンタＢが“０”
のときにはｎ２３からｎ２７に進み、カウンタＢに“１
”を設定しくすなわち１が加算され）、タイマに１７４
秒の値を設定する（ｎ２７）。こののちｎ３１．ｎ３２
においてこのタイマのカウントが終了するかまたは除電
ランプがオンとなる（複写動作がスタートする）まで待
機する。タイマのカウントが終了すれば休止時間の１区
間時間が経過したことであるためｎ３３でカウンタＡに
１を加えて除電光量を１段上昇させたのちｎ２１に戻る
。ｎ２４〜ｎ２６．ｎ２８〜ｎ３０も同様の動作をカウ
ンタＢの値がそれぞれ“１”、“２″および“３”のと
きに対応させて行うものである。このとき前記タイマに
はそれぞれ３２４秒、９４２秒および２７１２秒が設定
される。またタイマのカウント途中で除電ランプがオン
された場合には以上の動作は途中でキャンセルされｎ３
２からｎ５に進む。

一方ｎ３４〜ｎ４４の固定時間制御動作においては除電
光量を記憶しているカウンタＡの内容に基づいて前記ｎ
２３〜ｎ３３の動作と同様の動作を行う。すなわちカウ
ンタＡの内容が“０”のときにはｎ３４からｎ３８に進
み、タイマに１７４秒を設定してｎ４２以下に進む。ｎ
４２．ｎ４３ｔ’ハ前記ｎ　３１　、　　ｎ　３２と同
様タイマのカウント終了または除電ランプのオンがある
まで待機し、タイマのカウントが終了したときには除電
光量を１段階上げるためカウンタＡに１を加えて（ｎ４
４）ｎ３４に戻り、除電ランプがオンされたときにはｎ
４３からｎ５に戻る。同様の動作が、カウンタＡが“１
”の場合（ｎ３５．ｎ３９）　、カウンタＡが“２”の
場合（ｎ３６．ｎ４０）　、カウンタＡが“３″の場合
（ｎ３７．ｎ４１）についても行われ、カウンタＡの内
容が“４”になったとき、休止時間がこれ以上継続して
も制御レベルが上昇することはないためｎ５に戻って除
電ランプの点灯（複写動作スタート）があるか否かを判
断する。

一方複写動作がスタートし除電ランプがオンされた場合
にはｎ５からｎ６に進む。ｎ６ではフラグのセット／リ
セットを判断する。フラグのリセットは今回の複写プロ
セス動作において最初にこの動作を行うことを意味する
ため、ｎｌでフラグをセットしこのときのカウンタＡ（
動作開始時のの複写プロセス動作においてすでにこの動
作を行っているため、直接ｎ８に進む。ｎ８ではコピー
ランプがオンしているかオフしているかを判断する。コ
ピーランプがオンしているときには画像形成動作中であ
るため途中で除電光量を変更すると一枚の画像中で画質
が変わってしまうためコピーランプがオフするまでｎ５
．ｎ６およびｎ８で待機する。連続複写動作中には各複
写プロセスの合間にコピーランプがオフされるタイミン
グがあるため、その時間にｎ９〜ｎ１２およびｎ５キ〜
ｎ７０の動作、すなわち、連続動作時の除電光量の設定
を行う。

ｎ９〜ｎ１２ではカウンタＡの値を判断する。

カウンタＡの値が“０”の場合には、感光体の光疲労が
ほぼ飽和状態に達しておりそれ以上除電光量（デユーテ
ィ比）を減らす必要がないのでデユーティ比を１７４０
とし、タイマ値を無限大に設定してｎ７１に進む。また
カウンタＡの値が“１”〜“４″の場合にはｎ５≠〜ｎ
７０に進み、それぞれに対応する除電光量（デユーティ
比）を設定し、カウンタＡの内容をｌ？Ｉｉ算して除電
光量に対応する区間時間を設定したのちｎ７１に進む。

たとえばカウンタＡの値が“１”の場合（ｎｌＯ）除電
光量のデユーティ比に１７２０を設定するとカウンタＢ
の同容にｈ心して（ｎ　　　　　　　）タイマ値を設定
する（ｎ５５〜ｎ５８）。すなわちこれにより感光体の
光疲労に対応じて対数的にデユーティ比および区間時間
が設定される。同様に、カウンタＡの値が２であれば（
ｎｉｌ）ｎ５９においてデユーティ比が、ｎ６０〜ｎ６
４において区間時間が設定され、カウンタＡの値が３で
あれば（ｎ１２）ｎ６５においてデユーティ比が、ｎ６
６〜ｎ６８において区間時間が設定され、さらにカウン
タＡの値が４であればｎ６９においてデユーティ比が、
ｎ７０において区間時間が設定される。

ｎ７１およびｎ７２ではこのタイマのカウントを終了す
るかまたは除電ランプがオフされるまで待機する。タイ
マのカウントが終了すればｎ７１からｎ５にもどってコ
ピーランプのオフを判断したのち（ｎ８）複写プロセス
の合間に次の除電光量設定を行う。またタイマのカウン
ト途中で除電ランプがオフされたときには複写動作が終
了したものとしてｎ２０以下の動作に進む。

なお、複写動作が開始されたときにはまず除電ランプが
オンされその他の準備動作が終了したときコピーランプ
が点灯するようにされているため、最初の動作において
は必ずｎ５．ｎ６．ｎ７およびｎ８を経てｎ９以下の動
作が行われる。ここで、そのとき設定されているカウン
タＡの内容に基づいて除電光量が設定されたのち、カウ
ンタＡの内容が１減算されるため、１枚の複写プロセス
のみで動作が終了し除電ランプがオフされた場合でも除
電光量は１段下げられた状態でｎ７２からｎ２０の動作
に抜けることになる。すなわち、短い複写作業が行われ
区間時間を経過するほど連続動作時間しないまま複写プ
ロセス動作を終了した場合であってもその動作によって
感光体は疲労しており、これに伴う感光体の疲労を考慮
しなければ除電光量が大きすぎて画質の低下を来してし
まう。このため動作終了時のカウンタＡには動作中の除
電光量よりも１段下げられた除電光量が設定されるよう
にしている。

この実施例においては連続動作時間、休止時間および除
電光量を段階的に分割、制御するようにしたが、画像形
成プロセス毎に無段階に制御するようにすることもでき
る。この場合、動作時間と制御レベルおよび休止時間と
制御レベルをそれぞれ特定の関数として表し、動作時間
および休止時間を変数として制御レベルを算出するよう
にすればよい。

なおこの実施例では除電光量を休止時間、連続動作時間
に応じて制御することによって表面電位を安定させ画質
向上を行っているが、休止時間連続動作時間に応じて露
光光量、帯電電位、現像バイアス電位等を制御すること
により画質向上を図ることもできる。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、連続動作時の除電光量
が感光体の光疲労゛特性に対応じて対数的に設定される
ため、過剰ＩＩ　？１［１が生しることがなく感光体の
表面電位を一定に保ち、良好な像形成を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である感光体の表面電位安定
化方法が使用される複写機の制御部の動作を示すフロチ
ャート、第２図は前記複写機のメモリ上に設定されるデ
ユーティ比テーブルを示す図、第３図は前記複写機の制
御部のブロック図、第４図は前記動作説明を容易にする
ため簡略化されたデユーティ比テーブルを示す図である
。また、第５図は従来のデユーティ比テーブルを示す図
である。 ２７−除電ランプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電工程前の感光体表面に除電光を照射して帯電
   電位を安定化する電子写真感光体の表面電位安定化方法
   であって、 動作開始時の除電光量をそれまでの休止時間に応じて設
   定するとともに、連続動作時の除電光量を動作開始から
   の連続動作時間に応じて対数的に設定することを特徴と
   する、電子写真感光体の表面電位安定化方法。