JPH0480772A - 感光体を用いる画像形成装置 - 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〕 本発明は、感光体を一様に荷電し、荷電面、を露光し、
露光により生した静電潜像を現像する画像形成装置に関
し、特に、感光体の表面電位をセンサで検出し表面電位
に対応して画像形成条件を制御する画像形成装置に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば複写装置において、−様に荷電した感光体に記録
すべき画像対応の光を投射して静電潜像を形成しこれを
現像するが、得られる画像の品質向上のために、感光体
の表面電位を非接触型の電位センサで検出し、検出した
表面電位に対応して現像バイアス等の作像パラメータを
調整することが行われている。

このとき常に問題になるのは非接触型の電位センサと被
検知物（感光体の表面）との距離が、機械的なばらつき
により変化し、その結果電位センサの出力が変化するこ
とでおる。

第７図および第８図に、非接触型電位センサと感光体の
距離（ギャップ）ｄと、非接触型電位センサの入力（感
光体の表面電位）および出力（積出信号電圧）の関係を
示す。

例えば、非接触型電位センサと感光体の距離（ギヤ５ノ
ブ）ｄをｄ。とするように設置しても実際は機械的なば
らつきにより、そのキャップはｄｌ＋　　ｄ２となって
しまう。そしてｄ、、ｄ２に対応した出力電圧ｖｌ＋　
ｖ２は、ｄｏに対応した出力電圧Ｖ。に対して図に示す
ようにばらついてしまう。

出力電圧ｘ′。とｖｌの差ＩＶＯ−ｖ、ｌが大きし・場
合例えば Ｖｏ　　Ｖ＋　　／Ｖｏ＝Ｏ，］ のとき、実際の感光体の表面電位がｇｏｏｖでおるのに
対してギヤノブｄ、のときには８８ｏＶであると検知し
てしまう。よって８８（ＩＶに対応する現像バイアス電
圧を印加した場合、７ノチズレ等のある画像を記録再生
するという問題を生ずる。。

非接触型電位センサによっては、距離補償用回路を設け
る二とによって上述した問題に対応しているものもある
か、この距離補償用回路を設けても距離のばらつきの影
響を全く受けないわけではなく、わずかではあるかばら
つきを生ずる。また距離補償用回路を設けると高価なセ
ンサになってしまうという欠点もある。

そこで、ｆ光体面に特定の基準電位面を設けその基準電
位面を非接触型電位上／廿で検知しさらに基準電位面以
外の面の電位を非接触型電位センサで検知し、その２値
の差動増幅分にて表面電位を検出する装置か提示されて
いる（特開昭５５−５５３５６号公報）、これによれば
、表面電位を正確に測定することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、特開昭５５−５５３５６号公報によれば感光体
面の一部に基］＄電位面を設けなければならないため、
その部分は画像形成に用いる二とができないという不具
合がおり、感光体面を有効に使用することができない３ 本発明は、これらの欠点を解決して非接触型電位センサ
と被測定物（感光体）の距離のばらつき二よる影響を受
けることなく表面電位を正確に測定することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像形成装置は、感光体（４）、感光体（４）
を−様に荷電する荷電手段（５）、荷電した感光体（４
）を露光する手段（３）、露光により生じた感光体上の
静電潜像を現像する手段（７）、感光体（４）の表面電
位を検出し、これを示す電位信号を発生する電位検出手
段（２０）、および、電位信号に応じて画像形成条件を
制御する制御手段（４ｏ）、を備える画像形成装置にお
いて、 荷電手段（５）で感光体（４）を相異った荷電量で荷電
し、該相異った荷電量で荷電したときの電位検出手段（
２０）が検出した電位信号より電位検出手段（２０）の
感光体表面電位に対する電位信号の相関を演算する入出
力特性検出手段（４０）　；および、入出力特性検出手
段（４０）が演算した相関に従い、電位検出手段（２０
）が発生する電位信号に対応する感光体表面電位を演算
し、二の感光体表面電位に対応して画像形成条件を定め
る制御手段（４０）　；を備えることを特徴とする。

なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素を示す。

〔作用〕

入出力特性検出手段（４０）が、荷電手段（５）で感光
体（４）を相異った荷電量で荷電し、該相異った荷電量
で荷電したときの電位検出手段（２０）が検出した電位
信号より電位検出手段（２０）の感光体表面電位に対す
る電位信号の相関を演算する、例えば第８図に示すよう
に電位検出手段の人力（感光体の表面電位）／出力（表
面電位検出電圧）特性がリニアであるときには、Ｙ（出
力）＝ａ−Ｘ（入力）千ｂ　なる特性関数のａおよびｂ
を１例えば第６図に示すように、１００Ｖ（Ｘ、）と８
００Ｖ　（Ｘ　２）　＋：荷電してそのときの電位検出
手段（２０）の検出電圧Ｖａとｖｂより、特性関数を特
定する。すなわち、ａおよびｂを算出し、正確な表面電
位を表わすＸ−（Ｙ−ｂ）／ａを定める、。

その後は、制御手段（４０）が、入出力特性検出手段（
４０）が演算した相関Ｘ−（Ｙ−ｂ）／ａに従い電位検
出手段（２０）が発生する電位信号（Ｙ）に対応する感
光体表面電位（Ｘ）を演算し、この感光体表面電位（Ｘ
）に対応して画像形成条件を定める。

したがって、検出手段（２０）の感光体（４）に対する
距離のばらつきによる影響を受けないので、特に感光体
面に基準電位面等を設けることなく、正確な表面電位（
Ｘ）が得られる。よって、検出手段（４）は安価なもの
でも十分対応できる。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参昭した以下の
実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に、本発明の一実施例の複写装置を示す。

この複写装置は原稿固定式であり、コンタクトレンズ１
上に載置された原稿２を、露光ランプ３ａおよび多数の
ミラーを備える光学系３が、感光体４の回転に同期して
光学走査する。

このとき原稿２を走査した光（原稿の反射光）は、感光
体４の感光面に押射されるか、感光体・１の感光面は、
この光を受ける前に、帯電チャージャ５により所定の高
電位に一様に帯電され、イレサ６により画像形成領域外
の電荷が除去されている。従って、この画像形成領域に
原稿２の反射光が照射されるとその強弱に応し、静電潜
像が形成される。

この静電潜像は、現像器７により［・ナーが付着されて
現像され、転写チャージャ８により給紙系（図示しない
）から所定の々イミ／グで感光体４の表面に重なるよう
に送り込まれた記録シート（図示しない）にトナー像か
転写され、更に分離チャージャ９によって、トナー像か
転写された記録シートが感光体４から分離される。この
後、感光体４の感光面は、クリーナ１０により残存トナ
が取り除かれ、記録シートは搬送ヘルド１１により定着
器】２まで搬送される３、定着器１２を通ると、記録シ
ート上のトナー像は、定着器１２の熱によって記録シー
ト上に定着される３、定着を終えた記録シートは、排紙
系（図示しない）に排出される。

本実施例では、現像器７の面前に非接触型電位センサ２
０を配置している。現像器７の直前に配置したのは、感
光体４の応答時間に対し、できるだけ余裕をもたせるた
めであり、露光位置と非接触型電位センサ２０の位置間
隔を多くとるようにしている。

また、感光体４の内部には感光体４を温めるためのヒー
タ１３を設けている。感光体４の温度コントールをする
ための温度センサ（サーミスタ）は、感光体４周りのス
ペースを有効に使用するため非接触型電位センサ２０と
並べて（紙面の垂直方向に）設けている。なお、このサ
ーミスタは感光体４の交換時以外は、感光体４と接触し
ている。

この非接触型電位センサ２０により、感光体４の表面電
位を測定し、これに対応して現像バイアス電圧を調整し
ている。

第２図に、電位センサ２０の測定値に基づいて現像バイ
アスを制御する現像バイアス制御系の構成を示す。非接
触型電位センサ２０が検出したアナログ信号をＡ／Ｄコ
ンバータ３０がデジタル信号に変換し、そのデジタル値
をマイクロコンピュタ（以下ＣＰｔＪと略す）４０が読
み込む。モしてＣＰＵ４０は、後述する制御動作により
感光体４の正確な表面電位を検出し、現像バイアス電圧
にフィードバックしている。したがって、感光体４の特
性が例えば経時変化等により変化しても記録画像の画質
が低下することを防止する二とができる。

本実施例ではＰ　ＷＭ　（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いてＰＷＭジェネレータ
５０にてＰＷＭ信号波形を発生させ、現像バイアス高圧
電源６０が発生する現像バイアス電圧を決定している。

第３図に、ＰＷＭジェネレータ５０が発生するＰＷＭ信
号波形の一例を示す。

これは、周期１　ｍ　ｓに対してパルス幅を０．６ｍ５
（デユーティ６０％）きした場合であり、これに対応す
る現像バイアス電圧を６００Ｖとしている３また、例え
ば現像バイアス電圧を１００ｖにするには、パルス幅を
Ｏ，Ｉｍｓとすればよ＜　、　８００Ｖにするには、パ
ルス幅をＯ，１１ｍ５とすればよい、。

第４図に、非接触型電位セ／す２０の構成概要を示す。

非接触型電位センサ２０は、検知部２０ａ交流増幅部２
０ｂ　　整流部２０ｃ、直流増幅部２０ｄおよび音叉励
振回路２０ｅ等から構成されている。

検知部２０ａは音叉を有しており、この音叉に音叉励振
回路２０ｅか振動を与える。この音叉の振動により検知
部２０ａは交流化された検出電位を得る二とができる。

そして、この交流化された検出電位は、交流増幅部２０
ｂ、整流部２０ｃおよび直流増幅部２０ｄにより直流電
圧として取り出される。

次に、非接触型電位センサ２０が感光体４の表面電位を
検出するときのＣＰＵ４０の動作について第５ａ図およ
び第５ｂ図に示したフローチャ）・を参即して説明する
。

第５ａ図は、非接触型電位センサ２０の検出電位を較正
する基準式を設定する「電位センサ較正処理」を示す。

ＣＰＵ４０は、電源が投入されると（ステップ１　以下
カッコ内では、ステップという語を省略してそのＮ　ｏ
　、のみを記す）、後述するフラグＦをＯにセットする
（２）６次に、ＣＰ　Ｌｌ　４０は感光体４の表面に設
けられた感光層の電位が０電位であるかをチエツクする
（３）。０電位でなければ、例えば光を与える等の「０
電位処理」を行い感光層の電位を０電位にする（４）。

なお、本実施例の感光体４は、その支持体としてアルミ
ニウム類のドラムを使用しその表面を鏡面状に仕上げセ
レンの感光層を蒸着したものを使用しているよって、感
光層における電位が基材であるアルミニウムに対して０
電位である時、感光層面の電位は基材アルミニウムの電
位と同電位となる１、ただし、基材アルミニウムは本体
（筐体）に対して電位的にフロートである必要がある３
、フロート状態であるために基材アルミニウムに電位を
印加した場合に、基材アルミニウムの電位は印加した電
位と同電位となる３゜ 次に、第６図に示したように、基材アルミニウムに１０
０■を印加して（５）、そのとき非接触型電位センサ２
０が検出する出力に対応した値を読み取り、これをＶａ
とする（６．７）。本実施例では、この１００Ｖの電圧
は現像バスアス高圧電源６０をリレー等を介して印加し
ている。そして、基材アルミニウムに同様に現像バスア
ス高圧電源６０から８００Ｖを印加して（８）、そのと
き非接触型電位センサ２０が検出する出力に対応した値
を読み取り、これをｖｂとする（９．１０）。、ここで
非接触型電位センサ２０の入出力特性がリニアであるこ
とを利用してステップ５〜】０にて入出力した２点から
直線式 ％式％（１） （ａ、ｂの値）を求め、これをメモリに記憶させる（１
１．１２）。そして基準となる直線式が設定されたこと
を示すフラグＦを１にセットする（］３）。

このように、非接触型電位センサ２０の検出電位を較正
する基準式を機械ごとに設定するので非接触型電位セン
サ２０の被検知物である感光体４に対する距離ｄがばら
ついても、基準式に基づいて正確な表面電位を算出する
ことができる。

なお、本実施例では上述した直線式の算出（ａ。

ｂの算出）を電源投入毎に実施しているが、特にこれに
限ることなく定期的に実施し、算出した係数ａ、ｂを不
揮発性メモリに記憶してもよい。

次に第５ｂ図は、非接触型電位センサ２０の検出電位に
対応して現像バイアス電圧を制御する「現像バイアス電
圧設定処理Ｊを示す。

まず、第５ａ図に示した直線式が設定されているかフラ
グＦをチエツクする（２］）。フラグＦが１でなければ
（Ｆ＝０）、非接触型電位センサ２０が検出する電位は
、感光体４０表表面位の正確な値ではない可能性が高い
ため以下に示す処理は行わない。フラグＦが１であり、
非接触型電位センサ２０が感光体４の表面電位を検出す
ると（２２）、ＣＰＵ４０はそのデータに対応した値を
読み取りこれをＹｌとする（２３）、次に、第５ａ図に
示した処理により求められた直線式（１）のＹにＹ、を
代入して、これから感光体４の表面電位Ｘ１を算出する
（２４）、、そして、この表面電位から現像バイアス電
圧を決定し、決定した現像バイアス電圧をもたらす、第
３図に示したようなＰＷＭ信号波形をＰＷＭンエネレ−
々５０から出力する（２５．２６）。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、入出力特性検出手段（４０
）が検出手段（２０）の入出力特性を示す関係式（ｘ＝
（Ｙ−ｂ）／ａ）を、感光体（４）ニ相異なる電位（１
００Ｖｇｏｏｖ）を与えそのとき検出手段（２０）が出
力する電位信号（Ｖａ、Ｖｂ）から特定し、制御手段（
４０）が特定された関係式に基づいて検出手段（２０）
の検出信号に対応する正確な表面電位を演算して二の表
面電位に応じて画像形成条件、例えば現像バイアス電圧
、を制御する。

したがって、検出手段（２０）の感光体（４）に対する
距離のばらつきによる影響を受けない、正確な表面電位
情報が得られるので、特に感光体面に基準電位面等を設
けることなく正確な画像形成条件を設定しつる。よって
、検出手段（４）は安価なものでも十分対応できる、。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を一例で実施する複写装置の構成を示
すブロック図である。 第２図は、第１図に示した複写装置の電気制御部の構成
の一部を示すブロック図である。 第３図は、第２図に示したＰＷＭジェネレータ５０が出
力するＰＷＭ信号波形の一例を示すタイミングチャート
である。 第４図は、第１図に示した非接触型電位センサ２０の内
部構成を示すブロック図である。 第５ａ図および第５ｂ図は、第２図に示したＣＰＵ４０
の動作内容の一部を示したフローチャトである。 第６図は、第１図に示した非接触型電位センサ２０の入
出力特性を示すグラフである。 第７図は、感光体面に対する非接触型電位センサの距離
（ギャップ）ｄを示す拡大側面図である。 第８図は、第７図に示した距離（ギャップ）ｄの変化に
対する、非接触型電位センサの入出力特性を示すグラフ
である。 ｌコンタクトガラス　　　　２原稿 ３光学系（露光する手段）３ａ、露光ランプ４感光体（
感光体）　　　　　５帯電チヤージヤ（荷電手段）６イ
レーサ　　　　　　　　７現像器（現像する手段）８、
転写チャージャ　　　　　９４分離チャージャ１０クリ
ーナ　　　　　　　１１゛搬送ヘルド１２定着器　　　
　　　　　　１３ヒータ２０：非接触型電位センサ（電
位検出手段）３０：Ａ／Ｄコンバータ ４０：ＣＰＵ（入出力特性検出手段、制御手段）５０Ｐ
ＷＭジェネレータ ６０：現像バイアス高圧電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 感光体、感光体を一様に荷電する荷電手段、荷電した感
   光体を露光する手段、露光により生じた感光体上の静電
   潜像を現像する手段、感光体の表面電位を検出し、これ
   を示す電位信号を発生する電位検出手段、および、該電
   位信号に応じて画像形成条件を制御する制御手段、を備
   える画像形成装置において、 前記荷電手段で前記感光体を相異った荷電量で荷電し、
   該相異った荷電量で荷電したときの前記電位検出手段が
   検出した電位信号より前記電位検出手段の感光体表面電
   位に対する電位信号の相関を演算する入出力特性検出手
   段；および、 前記入出力特性検出手段が演算した相関に従い、前記電
   位検出手段が発生する電位信号に対応する感光体表面電
   位を演算し、この感光体表面電位に対応して画像形成条
   件を定める制御手段； を備えることを特徴とする、感光体を用いる画像形成装
   置。