JPH0423264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像情報信号により頁画像を連続的
に記録する画像記録装置に係わり、このような装
置において感光体等の潜像形成体の電位を検出
し、画像濃度を一定に制御することが可能な画像
記録装置に関する。

一般に、電子写真による画像形成は感光体をコ
ロナ帯電によつて一様に帯電させた後、露光を行
なつて画像パターンに従つた電荷のパターンであ
るいわゆる潜像を形成し、その後トナーと呼ばれ
る現象剤を付着させ、顕像化させている。

潜像形成の方法には感光体を一様に帯電させた
後光像露光する方法や、感光体に一様に一次帯電
させた後、AC又は一次帯電とは逆極性の帯電を
行なうと同時に、光像露光を行なつた後、全面露
光する方法など各種の方法がある。

また、一度感光体で形成された潜像を別の潜像
形成体に移す方法、すなわち潜像転写を行なつた
後に現像を行なう場合もある。

上述したいずれの方法を採用するにしても、潜
像は現像とのマツチングの関係で適正な値の電位
を保つていなければならない。

すなわち、ある条件の現像に対して、所定の範
囲内の潜像でないと画像濃度が不安定であつた
り、バツクグラウンドの汚れ、いわゆるかぶりが
生じる。

一定の潜像、すなわち一定の電位にするのを阻
害する要因としては、例えば(1)温度及び湿度条件
によるコロナ発生の相違、(2)感光ドラムの温度及
び湿度特性、(3)感光ドラムごとに特性のばらつき
などがあげられる。

上述した一定の電位にするのを阻害する要因を
解決する方法として、記録開始前に感光体の暗部
又は明部の電位を電位センサで検出し、検出され
た電位を所望の電位に収束するようにコロナ高圧
を制御する方法を採用した電子写真記録装置が提
案され、この装置がある程度有効な装置であるこ
とが確認された。

ところが、従来の電位制御方法では、最初の画
像は良好であるにもかかわらず、連続して多数枚
記録を行なつている間に電位が初期の値とは異な
つてしまうために、画像が初期の品質が保てなく
なつてしまう場合がある。

例えば、一般的な傾向として、感光体が同一の
コロナ帯電条件でも、多数回コロナ帯電を続行し
続けると電位が次第にシフトして高くなつたり低
くなつたり変動する場合が多い。特に、装置が長
い間停止させられた後に記録を行なう場合に、こ
の傾向は一層大である。

その原因が帯電履歴など感光体側にある場合に
は、感光体に材料やその製造方法などにより解決
できる場合もあるが、これを目的とした研究開発
に時間がかかるばかりではなく、コストが高くつ
き、でき上がつた感光体は極めて高価なものとな
る。

また、温度や湿度が変化することによつて電位
が変動する場合にも記録開始前に電位制御だけで
は、連続して安定な画像は望めない。

第１図Ａ，Ｂは従来の欠点を説明するための線
図で、既に露光を経験したバツクグラウンドに対
してトナー潜像を形成する場合の暗部だけの画像
を記録した時の暗部電位を示している。

第１図Ａにおいては、暗部電位が記録を連続し
て行なうに従つて上昇する場合を示している。

この場合には初期暗部電位Vdiをいくら最適の
設定値に設定しても、連続して記録を行なうと適
正画許容上限電位Vulを越えてしまう。

第１図Ｂは逆に電位が下降してしまう場合を示
しており、この場合には適正画許容下限電位Vll
を下まわつてしまう。

上述した上下の許容限界電位Vul，Vllは現像
器と電位のマツチングで決定されるもので、例え
ば明部電位は暗部電位より低い負側の電位であつ
て、現像剤が鉄粉等のキヤリアとカーボン樹脂か
らなるトナーといわゆる２成分現像剤の場合には
Vulはキヤリア付着が生じない限界電位であり、
Vllはトナーかぶりを生じない限界電位である。

従つて第１図Ａの場合には時間t₁まで、Ｂの場
合にはt₂までしか連続して良好な画像を得ること
ができない。

このような欠点を除去するためには連続記録の
途中で電位を制御してやる必要がある。

画像形成が間欠的に行なわれる場合には記録画
像の各頁毎に電位制御を行なつて常に適正な電位
にすることも可能であるが、こうすると画像形成
のスループツトの低下は避けられない。

最近においては電子写真方式によるコンピユー
タ出力の端末装置が高速化され、連続して記録さ
れる量も次第に多くなり、スループツトを下げず
に安定した画像を得る必要が一層高まっている。

又、感光体の電位シフトの傾向が一定であれば
コロナ放電の高圧もそれに合わせた特性に制御し
てやることも可能であるが、感光体のロツト、環
境の変化等一定でない場合の要素が多い。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するた
めになされたもので、画像情報信号により頁画像
を連続的に記録する画像記録装置において、スル
ープツトを低下させることなく、且つ画像形成の
タイミングに係わりなく記録中に頁画像と頁画像
の間の非画像部の電位の検出を可能とし、検出出
力により画像濃度の一定制御を行なうことができ
る電子写真の画像記録装置の提供を目的としてい
る。

更に詳しくは本発明においては上記の目的を達
成するために、 潜像形成体、前記潜像形成体上に複数の頁画像
を第１の所定距離離隔して連続的に画像を記録す
るために帯電、露光、現像の各工程を繰り返す帯
電手段、露光手段および現像手段を備えた画像形
成手段、前記露光手段と前記現像手段の間で前記
潜像形成体の潜像形成域の表面電位を検出可能な
位置に配置された前記潜像形成体上の表面電位を
検出する検出手段、前記検出手段の検出出力によ
り前記画像形成手段の動作条件を制御する制御手
段を有し、前記検出手段は、複数の頁画像の連続
記録中に前記第１の所定距離よりも短い間隔で前
記表面電位を繰り返し検出し、前記制御手段は、
前記頁画像の前記潜像形成体の移動方向における
距離に前記第１の所定距離を加えた距離を前記形
成体が移動するに要する時間よりも長い時間経過
するまで前記検出手段が検出を繰り返した後、前
記繰り返し検出された複数の検出出力からその最
大値もしくは最小値を求め、前記最大値もしくは
最小値に基づいて前記動作条件を変更制御する構
成を採用した。

以下、図面と共に本発明の実施例を詳細に説明
する。

第２図は本発明方法を適応したレーザビームプ
リンタ装置の概略構成を示すもので、図において
符号１で示すものはレーザビームで、図示省略し
たレーザ発振器から発振され、同じく図示してい
ない変調器への入力信号に従つて変調された後回
転多面鏡２によつて走査され、結像レンズ４を介
して感光体３上に光像露光される。

光像露光するためには陰極線管やプラズマデイ
スプレイ、LEDアレイ等の手段を用いることは
勿論可能である。

感光体３がよく知られているように導電性支持
体、光導電性層及び絶縁層を基本構成として有
し、１次コロナ帯電器５によりあらかじめ一様に
帯電され、次に光像露光を受けつつ交流コロナ放
電を行なう２次コロナ帯電器６による交流コロナ
放電を受け、更に全面露光ランプ７により全面を
一様に露光された光像に従つて静電潜像が感光体
表面上に形成される。

この静電潜像は現像装置８によりトナー像とし
て現像される。

光像露光を受けた部分、即ち明部にトナー像が
形成されても、又は逆に光像露光を受けなかつた
部分即ち暗部にトナー像が形成されてもよい。

本実施例にあつては前者の方式を採用したもの
として説明をすすめる。

このように得られたトナー像はトラクタ９，１
０により、搬送ガイド１１，１２に沿つて搬送さ
れてくるフアンホールド紙１３に転写コロナ帯電
器１４による電界を利用して転写され、更にフア
ンホールド紙１３上に転写されたトナー像は定着
装置１５により定着された後、排紙される。

一方、転写部を通過した感光体３はクリーニン
グ装置１６により表面に残留している現像剤が除
去され、更にランプ１７による均一露光及び交流
又は直流コロナ放電器１８による除電を受け、残
留電荷が除去され次の画像形成工程の準備が行な
われる。

尚、プリント開始前において、感光体３にはレ
ーザ光像による明部、暗部が形成されているが、
明部電位及び暗部電位は電位センサ１９により読
み取られる。

第３図は高圧コロナ電圧を制御するシステムの
ブロツク回路図で、感光体表面の電位は電位セン
サ１９によつて読み取られた後、増幅回路２０に
より増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１によりデジタル
量に変換せれた後CPU（中央演算処理装置）２２
に取り込まれる。

CPU２２は読み込んだ感光体３の明部及び暗
部それぞれの表面電位の値が適正値からどの程度
ずれているかをメモリ２７に記憶されいる値と比
較して演算し、所定のアルゴリズムに従つて表面
電位を適正値とすべき新たな１次高圧値、２次高
圧値をそれぞれ演算してデジタル量からアナログ
量に変換するＤ／Ａ変換回路２３，２４に指令す
る。

Ｄ／Ａ変換回路２３，２４を介して感光体の電
位を適正値とすべき１次高圧、２次高圧値が１次
高圧電源２５，２次高圧電源２６にそれぞれ伝え
られ１次コロナ放電器５及び２次コロナ放電器６
には結果的に新たな値の高圧が印加される。

訂正された高圧によつて形成された感光体表面
電位は電位センサ１９により再度読み取られて適
正値になつたことを確認された後記録が開始され
る。

ところで、本実施例のようにフアンホールド紙
に記録するプリンターでは折り目のミシン目の部
分で転写不良による画像抜けを避けるため、ミシ
ン目部への情報記録を避けるのが通例である。第
４図はこのような方式を示す図で、斜線部分２８
が記録部分となる。このように、連続記録である
のにもかかわらず、頁と頁との間には情報に依存
した光像パターンがない領域が存在する。尚、第
４図に示したフアンホールド紙１３の頁全部が画
像となるベタ画像は希でありむしろ頁内での光像
パターンがないバツクグラウンドが多いことの方
が通常である。

本実施例においてはこの頁間、或いは頁内のバ
ツクグラウンド部に相当する感光体表面を検出し
て高圧電源を制御することにより感光体の潜像電
位を一定に保つている。

更に、第１図と共に説明した欠点を補うために
１次高圧を微小量ずつ増加させることで電位が立
ち上がる場合でも、立ち下がる場合でも一定範囲
の電位に保つことが可能となる。なお、頁間の電
位を読み取る場合には頁間の位置にタイミングを
合わせてバツクグラウンド電位を読み取る方法も
あるが、この場合には若干不都合がある場合があ
る。

即ち、使用する電位センサや検出システムによ
つて読み取りの遅延時間が生じてしまうからであ
る。これを避けるためには同一の応答時間を有す
る繊維センサや検出システムを選別するか、或い
は各システム別にタイミングを定めることも考え
られるが、そうするとコストの面でも労力の点で
も不利である。そこで、本実施例においてはこの
ような不利な点を避けるためにアルゴリズムによ
り処理する方法を採用している。

次に第５図に示すフローチヤート図と共に本発
明方法が採用しているアルゴリズムを説明する。

即ち、まずステツプS₁においてCPUの制御ス
タートが開始され、レジスタがステツプS₂におい
て全て０にクリアされる。そしてタイマがステツ
プS₃で０にセツトされ、判断ステツプS₄において
プリント継続か否かがを判定される。プリント継
続でない場合にはステツプS₅において電位制御は
終了する。

プリント続行の場合にはステツプS₆において潜
像形成体の表面電位V_SがT₁の間隔でくり返して
読み取られる。この間隔T₁は第４図に示したペ
ージとページの間の空間が電位センサ１９を通過
する時間より十分短い方が望ましい。読み取られ
た電位V_SはステツプS₇においてメモリ２７に記
憶される。

次に判断ステツプS₈においてT₁の周期で読み
込まれた表面電位V_Sはページ長を超える時間T₂
時間経過したか否かが判定され、T₂時間以上経
過するとステツプS₉で時間T₂間での表面電位の
最大値V_nｓを選び出す。

T₂時間経過していない場合にはT₁時間だけ待
つた後ステツプS₃に戻る。

ステツプS₉で最大値V_nｓが抽出されたことは
T₂時間の間に必ずページ間即ち背景電位が読み
込まれたことを意味する。ページ間あるいはペー
ジ内のバツクグラウンドの最大電位_nｓが読み込
まれると、過去複数回、本実施例にあつては過去
５回のV_nｓの平均値ＶがステツプS₁₀で演算され
る。

これは、ノイズや、感光ドラムの場所的なむら
などによる誤検知をできるだけ少なくするため
で、これを行なわないと正しい電位であるにもか
かわらず誤つて不適正な電位と判断してしまいか
えつて異常な電位に制御してしまう可能性がある
のを防止するためである。

この平均値Ｖが演算されるとその値は判断ステ
ツプS₁₁において許容限界の電位Vlimitと比較さ
れる。このVlimitは第１図で説明したVulに相当
する。

Vlimitは初期設定電位Vdiに良好画像範囲内の
電位上昇値Vshiftを加算した値で示される。

もし前述した平均値ＶがVlimitを超えた場合
にはステツプS₁₂において一次高圧E₁はαボルト
だけ下げて出力される。これによつて表面電位は
初期設定された値Vdiに近づく。従つてαの値は
１次高圧の変化が表面電位におよぼす量で決定さ
れる。また、αだけ下げることにより必ずしも初
期設定電位Vdiにまで表面電位を下げる必要はな
く、許容範囲Vshift内に電位が納まればよくその
範囲でのαが決定される。

一方、許容限界Vlimitにαが達成している場
合にはステツプS₂に戻るが、達していない場合に
ステツプS₁₃において１次高圧E₁はβだけ上げら
れる。このβの量は第１図のＢにおいて説明した
欠点をカバーできる量であればよく、（T₂×
Vdi−Vll／T₂）だけ上げてやればよい。（T₂× Vdi−Vll／T₂）の値は経験的に知り得る値であり、 これにいくらかの余裕を持たせた量として１次高
圧E₁の変化量βとすればよい。もし第１図Ａに
おいて示したようなケースで１次高圧E₁を上げ
てやつてもVlimitによつて押さえられ電位は
Vlimitを大きく超えることはない。

１次高圧E₁をβだけ上げる操作が行われた後
ステツプS₃に戻り同様な操作が繰り返される。

このようにして潜像形成体の表面電位をある一
定の範囲内に安定して納めることができ良好な複
写を続行することができる。

なお、上記の実施例においては画像情報がある
部分を明部、バツクグラウンドが暗部であるとし
て説明したが、逆にバツクグラウンドが露光され
て明部となる場合であつても本発明の実施は可能
である。

さらに、上述した実施例にあつては背景電位を
正極側で説明したため、電位の最大値は正極側に
大きな値であるが、背景電位が負極側で、画像電
位が正極側にある場合には最大電位は負極側に大
きな値となる。このことは許容限界電位Vlimit
についても同様である。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、連続記録のスループツトを落とすことなく、
しかも画像形成のタイミングに係わりなく、連続
記録中に頁画像と頁画像の間の非画像部の電位の
検出を可能とし、検出出力により画像濃度の一定
制御を行なうことが可能となるものであり、検出
制御のために記録とは別のシーケンスを設ける必
要がないので画像情報信号により頁画像を連続的
に記録する画像記録装置に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂはそれぞれ従来の方法の欠点を説
明する潜像形成体の表面電位の経時変化を示す線
図、第２図以下は本発明の一実施例を説明するも
ので、第２図は本発明装置が適用されるレーザビ
ームプリンタの概略構成図、第３図は制御回路の
ブロツク図、第４図は連続複写状態の説明図、第
５図は制御方法を説明するフローチヤート図であ
る。 １……レーザビーム、３……感光体、５……１
次コロナ帯電器、６……２次コロナ帯電器、７…
…全面露光ランプ、８……現像装置、１３……フ
アンホールド紙、１６……クリーニング装置、１
７……ランプ、１８……直流コロナ放電器、１９
……電位センサ、２２……CPU、２５……１次
高圧電源、２６……２次高圧電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像情報信号により頁画像を連続的に記録す
   る画像記録装置において、 潜像形成体、 前記潜像形成体上に複数の頁画像を第１の所定
   距離離隔して連続的に画像を記録するために帯
   電、露光、現像の各工程を繰り返す帯電手段、露
   光手段及び現像手段を備えた画像形成手段、 前記露光手段と前記現像手段の間で前記潜像形
   成体の潜像形成域の表面電位を検出可能な位置に
   配置された前記潜像形成体上の表面電位を検出す
   る検出手段、 前記検出手段の検出出力により前記画像形成手
   段の動作条件を制御する制御手段を有し、 前記検出手段は、複数の頁画像の連続記録中に
   前記第１の所定距離よりも短い間隔で前記表面電
   位を繰り返し検出し、 前記制御手段は、前記頁画像の前記潜像形成体
   の移動方向における距離に前記第１の所定距離を
   加えた距離を前記形成体が移動するに要する時間
   よりも長い時間経過するまで前記検出手段が検出
   を繰り返した後、前記繰り返し検出された複数の
   検出出力からその最大値もしくは最小値を求め、
   前記最大値もしくは最小値に基づいて前記動作条
   件を変更制御することを特徴とする画像記録装
   置。