JPH04181267A - 電子写真方式の画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザプリンタ等の光プリンタ。

複写機、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式
の画像形成装置に関し、特にそれに備えられた表面電位
センサの較正を容易にする技術に関する。

〔従来の技術〕

複写機等の電子写真方式の画像形成装置においては、記
録体としてドラム状あるいはベルト状の感光体を用い、
その表面を帯電器によって所定電位に均一に帯電し、そ
の帯電面に露光装置からの光によって静電潜像を形成し
た後、現像ユニットによりトナーを付与して顕像化し、
そのトナー像を給紙部からの用紙に転写するようにして
いる。

このような画像形成装置において、画像品質の安定化の
ために、感光体に対向した位置に表面電位センサ（表面
電位計）を配置し、その出方値に応じて帯電器や現像ロ
ーラ等に印加される電圧を最適値に調整設定するように
したものがある。

そのような表面電位センサは、画像形成装置本体あるい
はこの表面電位センサの劣化度合い等の使用頻度に合わ
せて精度良く較正する必要があるが、例えば特開昭５６
−９５２５５号公報に見られるように、表面電位センサ
の測定面に較正用電極（基準板）を対向して設置し、電
位センサを較正する時には、機内の高圧電源（例えば現
像バイアス用高圧電源を兼用する）の出力端を較正用電
極に接続した後、その電極の電位を基準値として用いて
表面電位センサを自動的に較正するようにしたものがあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような較正用電極を備えた画像形成
装置では、表面電位センサを較正する際には、その都度
表面電位センサを較正用電極から所定距離（例えば２　
、５　＋ｓｍ）に移動させて固定する必要があり、その
作業をサービスマンが手作業で行なわなければならなか
った。

そこで、例えば特開昭５５−５５３５６号公報に見られ
るように、感光体に特定の基準電位面を設け、その電位
面とそれ以外の面の電位とをそれぞれ表面電位センサで
検知し、両電位の差によって作像面の表面電位を検出す
るようにしたものも提案されているが、感光体面の一部
に専用の基準電位面を設けると、その領域は当然ながら
画像形成に用いることができないため、その分画像形成
速度も低下してしまうという問題があった。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、上述
の問題を解消し、特別な較正用電極や基準電位面を使用
せずに、表面電位センサを最適に較正できるようにする
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、電子写真方式に
よる作像プロセスを行なうための記録体と、その表面電
位を測定するための表面電位センサとを備えた画像形成
装置において１表面型位センサを較正するための現像バ
イアス用高圧電源等の高圧電源と、表面電位センサの較
正時には記録体の基材を高圧電源の出力端に電気的に接
続し、較正時以外は記録体の基材を装置筐体に電気的に
接続するように切り換える接続切換手段とを設けたもの
である。

〔作　用〕

この発明による画像形成装置は１例えば記録体が長時間
使用されなかった後や記録体の表面に光を与えて、その
表面電位を零電位にした後に表面電位センサの較正を開
始するようにし、表面電位センサの較正時には記録体の
基材を高圧電源の出力端に電気的に接続して、記録体の
外周面を較正用の基準電位にし、較正時以外は記録体の
基材を装置筐体に電気的にして作像を行なえるように切
り換えるので、較正用電極が不要になり、表面電位セン
サを較正する際に較正用電極から所定距離に移動させて
固定するような作業を行なう必要もなくなる。

また、記録体に特定の基準電位面を設ける必要もないの
で、画像形成速度の低下を招くこともない。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

第２図は、この発明の一実施例である画像形成装置内の
ドラム回りを示す概略構成図である。

この画像形成装置において、感光体ドラム１は矢示方向
に回転し、帯電器２によって均一に帯電された表面に、
図示しない露光装置からの光により露光し、そこに原稿
画像又は画像データに応じた静電潜像を形成する。

次いで、感光体トラム１上の形成直後の潜像を、画像作
成領域からはみ比した不要部分の電荷をイレーザ３によ
って除去した後、現像バイアス用高圧電源４によって現
像バイアス電圧が印加された現像ユニット５内の現像ロ
ーラ５ａによりトナーを付着して顕像化し、さらに分離
時による再転写（版画）の発生を抑えるために、転写前
除電チャージャ６と転写前除電ランプ７により現像後の
ドラム表面を除電して、ドラムとトナーの密着力（電荷
）を減少させる。

そして、そのトナー像を図示しない給紙カセットから画
像転写部に給送される用紙Ｓに転写チャージャ８の作用
により転写し、転写処理後の用紙を分離チャージャ９に
よって感光体面から分離して、搬送ベルト１０によって
定着部１１へ搬送して加熱定着する。なお、分離チャー
ジャ９によりうまく分離されなかった用紙は分離爪１２
によって強制分離される。

一方、画像転写後の感光体ドラム１の表面に残留するト
ナーをクリーニングユニット１３により除去し、さらに
その表面の残量電荷を除電チャージャ１４及び除電ラン
プ１５によって除電して、次の画像形成プロセスに備え
る。

なお、この画像形成装置においては、現像ユニット５の
直前に感光体ドラム１の表面と対向して表面電位センサ
１６を設置し、それによって感光体ドラム］、の表面電
位を検出できるようにしている。露光位置から離して設
置したのは、感光体の光応答時間に対してできるだけ余
裕をもたせるためである。

また、感光体ドラム１の内部にはこのドラムを温めるた
めのヒータ１ａが内蔵されており、その温度コントロー
ルを行なうための図示しない温度センサ（サーミスタ）
が、表面電位センサ１６とドラム軸方向に並んで設けら
れている。これは、ドラム回りのスペースを有効に使う
ためである。

この温度センサは感光体ドラム１と接触して設けられて
おり、感光体ドラム１を交換する時には非接触となる。

ここで、表面電位センサ１６と感光体トラム１とのギャ
ップについて、第３図及び第４図を参照して説明する。

表面電位センサ１６と感光体トラム１との間に第３図に
示すような所定のギャップｄを設けるためには、複数個
の部品を使用しなければならないが、各々の部品にはそ
れぞれ形状のばらつきが発生するため、ギャップｄは装
置毎にばらつくことになる。

ギャップｄが例えば第４図に示すようにｄ。。

ｄ工ｔｄ２とばらついた場合、表面電位センサ１６の出
力も同図に示すようにばらついてしまう。

例えば、ｖｏとＶ□との差１ｖｏ−ｖ□１が大きく、ｌ
　ｖｏ−ｖｌｌ　／Ｖ、＝Ｏ０ｔ（７）時、感光体ドラ
ム１の実際の表面電位が５ｏｏｖであっても、ギャップ
ｄのばらつきにより表面電位センサ１６は感光体ドラム
１の表面電位が８８０Ｖであると検知してしまう。

そこで、感光体ドラム１の表面電位に応じて、例えば現
像ユニット５内の現像ローラ５ａに印加する現像バイア
ス電圧を高圧電ｇ４によって変えることはできるが、例
えば５ｏｏｖの感光体表面電位に対して、８８０ｖに対
応する現像バイアス電圧を現像ローラ５ａに印加した場
合、ノツチズレのコピー画像を作ってしまう。

ここで、この実施例による表面電位センサ１６の較正に
ついて第５図及び第６図によって説明する。

感光体ドラム１は、感光体支持体としてアルミニウム製
ドラムを使用し、その外周面を鏡面状に仕上げ、セレン
の感光層を蒸着したものである。

この感光体ドラム１の基材であるアルミニウムに、第５
図に示すように高圧電１１ｊ（（ここでは第２図に示し
た現像バイアス用高圧電源４）により電圧を印加する。

そして、この電圧印加直前の感光層における電位が基材
のアルミニウムに対して零電位であった場合にのみ、感
光層面の電位は基材のアルミニウムの電位と同電位にな
る。但し、感光体ドラム１の基材のアルミニウムは装置
筐体に対して電位的にフロートである必要がある。

フロート状態であるために、感光体ドラム１の基材のア
ルミニウムに電位を印加した場合、そのアルミニウムの
電位は印加した電位と同電位となる。

いま、感光体ドラム１の基材のアルミニウムに１００Ｖ
と５ｏｏｖの電圧を印加した場合それが表面電位となり
、表面電位センサ１６の入出力関係は第６図に示すよう
な直線になる。なお、表面電位センサ１６の人出力特性
には予め直線性をもたせである。

入力１００Ｖ及び８００Ｖに対する各出力Ｖ　ａ　。

ｖｂに基づイテ、Ａ＝　（Ｖｂ−Ｖａ）／　（８００−
１００）を求め、Ｘ＝０（印加電圧ＯＶ）の時の検出電
圧Ｙによってｂを求めることにより、入力（印加電圧：
Ｘ）と出力（検出電圧：Ｙ）との関係式Ｙ＝ＡＸ＋ｂを
求めることができる。

ここで、表面電位センサ１６と感光体ドラム１との距離
ｄがばらついた場合、上記の式における定数はＡ−＋Ａ
１．　ｂ−ｊｂ、となり、入力と出力の関係式はＹ＝Ａ
１Ｘ＋ｂ１となる。

Ａ、ｂの値は、装置毎に感光体の基準電圧１００■と５
ｏｏｖ及びＯ■とを与えて、その時の表面電位センサの
各出力を読み取ることによって上述のようにして求めら
れる。

このようにして各装置毎に表面電位センサを較正するこ
とにより、第３図に示した表面電位センサと感光体との
ギャップ（距離）ｄがばらついても、それが表面電位測
定結果に対して影響を与えないようにすることができる
。

入出力の関係式Ｙ＝ＡＸ＋ｂが求められると、測定時に
はＸが感光体の未知の表面電位となり、表面電位センサ
の出力Ｙから、Ｘ＝　（Ｙ−ｂ）／Ａによって表面電位
Ｘを求めることができる。

近年の画像形成装置は、機内の制御部にマイクロコンピ
ュータを搭載しているものがほとんどであり、また表面
電位センサのアナログ出力をデジタｔＮ１ｆに変換する
Ａ／ＤコンバータのＩＣも市販されている。よって、こ
れらの関係式によるＹ＝ＡＸ＋ｂ、Ｘ＝　（Ｙ−ｂ）／
Ａの計算も容易に行なうことができる。

第７図は、表面電位センサ１６の内部構成を示すブロッ
ク図である。

この回路において、２１は検知部であり、その検知部２
１にある音叉に音叉励振回路２２により振動を与える。

この音叉の振動により、検知部２１では交流化された検
出電位を得ることができる。

この交流化された検出電位は、交流増幅器２３゜整流部
２４．及び直流増幅部２５により直流電圧として取り出
すことができる。

第１図は、この画像形成装置内のこの発明に係わる制御
系のみを示すブロック図である。

表面電位センサ１６のアナログ出力はＡ／Ｄコンバータ
３１でアナログ／デジタル変換され、マイクロコンピュ
ータを備えた制御部３２によりそのデジタル値が読み込
まれる。

制御部３２は、上述した関係式Ｙ＝ＡＸ＋ｂ。

Ｘ＝　（Ｙ−ｂ）／Ａにより、感光体トラム１の表面電
位を判定し、ＰＷＭジェネレータ３３を介して現像バイ
アス用高圧電源４にフィードバックをかけ、現像ユニッ
ト５内の現像ローラ５ａ（現像スリーブ）に最適な現像
バイアス電圧を印加させる。その現像バイアスは、パル
ス幅変調（ＰＷＭ）方式を用いている。

なお、図示は省略しているが、第１図の帯電器２に印加
する電圧もこの表面電位の測定結果に応じて最適に制御
する。

第８図に、ＰＷＭジェネレータ３３から出力されるＰＷ
Ｍ信号波形を示す。但し、周期１ｍｓ、パルス＠０．６
ｍ５（デユーティ６０％）の場合である。

この信号が入力された場合に、現像バイアス用高圧電源
４は６００　（１０ｘ６０）ｖの現像バイアス電圧を発
生する。

したがって、現像バイアス電圧を１００Ｖにする場合は
、パルス幅を０．１ｍｓにすればよい。また、現像バイ
アス電圧を８００ｖにする場合は、パルス幅をＱ、ｆ３
＋ｓにすればよい。

第１図に戻り、感光体ドラム１の基材は通常はリレー３
４の常閉接点３４ａを介してアース（装Ｗ筐体）に接続
されている。

制御部３２は、表面電位センサ１６の較正時（この時感
光体ドラム１の表面電位は零電位であるものとする）に
はリレー切換信号を出力し、ドライバ３５によりトラン
ジスタ３６をオン状態にして、リレー３４のコイル３４
ｂに電流を流す。

リレー３４のコイル３４ｂに電流が流れると、常閉接点
３４ａが切り換わって、感光体ドラム１の基材が現像バ
イアス用高圧電源４の出力端に接続され、順次前述した
各電圧が印加されることにより、感光体ドラム１の外周
面が表面電位センサ１６の較正用の各基準電位になる。

このように、この実施例においては、表面電位センサ１
６の較正時には記録体としての感光体ドラム１の基材を
現像バイアス用高圧電源４の出力端に電気的に接続し、
較正時以外は感光体ドラム１の基材を装置筐体に電気的
に接続するように切り換えるので、較正用電極が不要に
なり、表面電位センサ１６を較正する際に較正用電極か
ら所定距離に移動させて固定するような作業を行なう必
要がなくなる。

また、感光体ドラム１に特定の基準電位面を設ける必要
もないので、画像形成速度の低下を招くこともない。

なお、この実施例では、表面電位センサを較正するため
の高圧電源として現像バイアス用高圧電源を使用したが
、それ以外の高圧電源を使用しても勿論よい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、較正用電極が
不要になり、表面電位センサを較正用電極から所定距離
に移動させて固定するような作業を行なわずに１表面型
位センサを最適に較正することができ、しかも記録体に
特定の基準電位面を設ける必要もないので、画像形成速
度の低下を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の画像形成装置内のこの発明に係わる制
御系のみを示すブロック図、 第２図はこの発明の一実施例である画像形成装置のベル
ト回りを示す概略構成図、 第３図はその表面電位計と感光体ドラムとのギャップに
ついて説明するための説明図、 第４図はそのギャップと表面電位計の出力との関係を示
す線図。 第５図は第２図の感光体ドラムの基材と現像バイアス用
高圧電源との接続関係を示す図、第６図は第２図の表面
電位センサの入出力関係を示す線図、 第７図は同じく表面電位センサの内部構成を示すブロッ
ク図、 第８図は第１図のＰＷＭジェネレータ３３から出力され
るＰＷＭ信号の一例を示す波形図である。 １・・感光体ドラム　　２・・・帯電器４・現像バイア
ス用高圧電源　５・・・現像ユニット５ａ・・・現像ロ
ーラ　　１６・・・表面電位センサ２１・・・検知部　
　　　２２・・・音叉励振回路２３・・・交流増幅器　
　２４・・・整流部２５・・・直流増幅器　　３１・・
・Ａ／Ｄコンバータ３２・・・制御部　　　　３３・・
・ＰＷＭジェネレータ３４・・・リレー　　　　３４ａ
・・・常閉接点３４ｂ・・・コイル　　　３５・・・ド
ライバ３６・・・トランジスタ 出願人　株式会社　リ　　コ　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電子写真方式による作像プロセスを行なうための記
   録体と、その表面電位を測定するための表面電位センサ
   とを備えた画像形成装置において、前記表面電位センサ
   を較正するための高圧電源と、前記表面電位センサの較
   正時には前記記録体の基材を前記高圧電源の出力端に電
   気的に接続し、較正時以外は前記記録体の基材を装置筐
   体に電気的に接続するように切り換える接続切換手段と
   を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置
   。 ２　高圧電源が、現像バイアス用高圧電源であることを
   特徴とする請求項１記載の電子写真方式の画像形成装置
   。