JPH04181268A - 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
センサによって記録体の表面電位を精度よく検出するた
めの技術に関する。

〔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、その出力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
　９０２５５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　ｍｍ）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１両型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等を使
用せずに、表面電位センサによって記録体の表面電位を
簡単に且つ精度よく検出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、記録体の基材を高圧電源の出力端に電気
的に接続する状態と、装置筐体に電気的に接続する状態
とに切り換える接続切換手段と、該手段によって記録体
の基材を高圧電源の出力端に電気的に接続させた状態で
、記録体の基材への印加電圧を所定値ずつステップアッ
プさせながら、表面電位センサの各出力値を記憶する手
段と、接続切換手段によって記録体の基材を装置筐体に
電気的に接続させた状態で、表面電位センサの出力値を
記憶手段によって記憶した各種と比較することにより、
記録体の実際の表面電位を検出する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では、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記録体の基材を高圧電源
の出力端に電気的に接続させ、その状態で記録体の基材
への印加電圧を所定値ずつステップアップさせながら、
表面電位センサの各出力値を記憶しておき、記録体の基
材を装置筐体に電気的に接続させた状態で、表面電位セ
ンサの出力値を記憶した各種と比較することにより、記
録体の実際の表面電位を簡単に且つ精度よく検出するよ
うにしたので、特別な較正用電極や基準電位面等が不要
になる。

〔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、感光体ドラム１上の形成直後の潜像を、画像作
成領域からはみ出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Ｓ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１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、感光体トラム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と感光体ドラム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と感光体ドラム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＋　ｄｚ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■、との差ＩＶ、−Ｖ□１が大きく、ｌ
　Ｖ、−Ｖ、　ｌ　／Ｖ０＝０．１（７）時、感光体ド
ラム１の実際の表面電位が８００Ｖ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
ス電圧を高圧電源４によって変えることはできるが、例
えば８００Ｖ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。

この実施例における感光体ドラムｌ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源（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、この電位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。

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９２３゜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
ータ及びメモリを備えた制御部３２によりそのデジタル
値が読み込まれる。

制御部３２は、画像形成時（例えばコピーモード時）に
は後述する処理を行なって感光体ドラム１の実際の表面
電位を求め、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。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２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から出力さ九るＰＷ
Ｍ信号波形を示す。但し、周期１ｍｓ、パルス幅０　、
６ｍｓ　（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０．８ｍ
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（装置筐体）に接続
されている。

制御部３２は１例えば装置本体に電源が投入された直後
（この時感光体ドラム１の表面は零電位であるものとす
る）に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
３４ｂ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る。

その後、制御部３２は現像バイアス用高圧電源４による
感光体ドラム１の基材への印加電圧を、第６図に示すよ
うに５０Ｖ〜１００ＯＶまで５０Ｖずつステップアップ
させながら、表面電位センサ１６の各出力アナログ値Ｖ
ａ工、Ｖａ２．・・・ＶａｎをＡ／Ｄコンバータ３１で
変換した各出力デジタル値を印加電圧と対応させて内部
メモリに格納し、較正用テーブルを作成する。

そして、画像形成時には、リレー３４をオフ状態にして
感光体ドラム１の基材を装置筐体（アース）に電気的に
接続させた状態で、表面電位センサ１６によって感光体
ドラム１の帯電による表面電位を測定し、その出力をＡ
／Ｄコンバータ３１によってデジタル値に変換したデー
タを内部メモリに格納されている上述の較正用テーブル
（第６図参照）の表面電位センサ出力のデータと比較し
、対応する印加電圧のデータにより感光体ドラム１の実
際の表面電位を求める。

なお、そのメモリ内の各種から第６図に示した直線又は
曲線の方程式を求め、その式にＡ／Ｄコンバータ３１の
出力デジタル値を代入して、感光体ドラム１の実際の表
面電位を算出するようにすることもできる。

このように、この実施例においては、感光体ドラム１の
表面電位を簡単に且つ精度よく検出することができるの
で、特別な較正用電極や基準電位面等が不要になる。

したがって、表面電位センサ１６を較正するために較正
用電極から所定距離に移動して固定するような作業を行
なう必要がなくなり、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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、特別な較正用
電極や基準電位面等を使用せずに、表面電位センサによ
って記録体の表面電位を簡単に且つ精度よく検出できる
ので、表面電位センサを較圧用電極から所定距離に移動
して固定するような作業が不要となる。

また、表面電位センサに距離補償用回路を設ける必要が
ないので、コストをアップせずに済む。

さらに、記録体に特定の基準電位面を設ける必要もない
ので９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力と出力との関係
を示す線図。 第７図は同じくその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５　ａ−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　　２
４・・・整流部２５・・・直流増幅器　　３１・・・Ａ
／Ｄコンバータ３２・・・制御部　　　　３３・・・Ｐ
ＷＭ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　−− 〆〜　−１゜

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、前記記録体の基材を
   高圧電源の出力端に電気的に接続する状態と、装置筐体
   に電気的に接続する状態とに切り換える接続切換手段と
   、 該手段によつて前記記録体の基材を前記高圧電源の出力
   端に電気的に接続させた状態で、前記記録体の基材への
   印加電圧を所定値ずつステップアップさせながら、前記
   表面電位センサの各出力値を記憶する手段と、 前記接続切換手段によつて前記記録体の基材を装置筐体
   に電気的に接続させた状態で、前記表面電位センサの出
   力値を前記記憶手段によつて記憶した各値と比較するこ
   とにより、前記記録体の実際の表面電位を検出する手段
   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。