JPH05313454A - 電子写真装置のプロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 感光体ドラム１に作成されたトナーパッチの
濃度を光学的に検出する光学センサ１６を設ける。複写
プロセスのランプ４、チャージャ７等を制御するＣＰＵ
１９を設ける。複写のための複数のトナー像のそれぞれ
の間にトナーパッチを感光体ドラム１に作成し、光学セ
ンサ１６による上記トナーパッチの検出結果に基づいて
上記ＣＰＵ１９は、ランプ４、チャージャ７等を制御し
て複写画質を安定化できるように設定されている。 【効果】 複写のジョブ効率の低下が回避されると共
に、トナーパッチから得られた制御データは、直ちに、
複写のためのトナー像形成に活用されるので、プロセス
制御の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準トナー像の濃度に
基づいて電子写真プロセスの各部を制御することにより
安定した形成画像を得るようにした電子写真装置のプロ
セス制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザープリンタ等の電子写真
装置においては、環境の変化、例えば温度変化によって
感光体表面電位が大きく変化することがある。例えば、
ＯＰＣ(Organic Photoconductive Conductor) を備える
感光体は、低温環境下において、光キャリアの移動度の
温度依存性により、常温時の電位に比べて約１００Ｖ程
の電位低下があり、残留電位の増加を生じる。このた
め、複写画像の白地部にトナーが移動してかぶりを誘発
する原因となる。

【０００３】また、複写や印刷を繰り返すにつれてクリ
ーニングブレードによる研磨等の機械的なストレスが蓄
積し、膜べりを生じて感光層の膜厚が減少し、表面電位
が徐々に低下する傾向がある。このような表面電位の変
化が生じると、形成画像の画質に濃度低下等の大きな影
響を及ぼすことになる。

【０００４】一方、現像剤は、粉体であるため湿度変化
に対し敏感である。一般的には、湿度が低いと現像剤の
電気抵抗が高くなることにより、摩擦帯電されたトナー
の電荷保持力が高くなる。この結果、トナーの帯電量が
高くなり、画質に変化を来すようになる。また、使用を
重ねていくことによる現像剤の劣化などでも、大きな画
質変化が生じる。

【０００５】これに対処するため、従来の電子写真装置
では、感光体上に形成された静電潜像の抵抗値を読み取
り、その結果に応じて静電潜像の形成を制御することに
より画質安定化を図っている（例えば、特公昭６１−２
９５０２号公報）。

【０００６】また、これ以外の例では、感光体上のトナ
ー像の光学濃度を検知する手段を備えることにより画質
変化を把握し、この検出結果に応じて電子写真プロセス
を最適な画質が得られるように制御する手法を採用して
いるものがある。この手法は、例えば、トナーパッチと
呼ばれる方形（３０ｍｍ×３０ｍｍ程度）のトナー像を
感光体上に、異なる濃度となるように複数作成し、個々
に光学濃度を検出するというものである。

【０００７】上記のトナーパッチ作成による光学濃度検
出の過程を図１５のタイムチャートを参照して説明する
と、ドラム形状の感光体は、異なる位置にそれぞれ異な
るグリッド電圧−５００Ｖ、−４００Ｖ及び−３００Ｖ
にて順に帯電される。帯電された領域にはコピーランプ
がＯＦＦしており、露光は行われない。

【０００８】このため、上記の帯電領域にはグリッド電
圧による電荷がそのまま残り、この領域を一定の現像バ
イアス電圧−２００Ｖで現像することにより、それぞれ
濃度の異なるトナーパッチが３個作成され、光学センサ
にて各トナーパッチの濃度検出が行われ、次いで、検出
された各トナーパッチの濃度に基づいて、グリッド電
圧、現像バイアス電圧等が制御され、画質が補正される
ようになっている。

【０００９】また、この制御に引き続き、感光体は、一
定のグリッド電圧−７００Ｖにて帯電される。その後、
帯電された領域にはコピーランプが６０Ｖ、６５Ｖ、７
０Ｖの印加電圧にて感光体を露光する。次いで、上記の
帯電領域を一定の現像バイアス電圧−２００Ｖで現像す
ることにより、それぞれ濃度の異なるトナーパッチが３
個作成され、上記同様、光学センサにて各トナーパッチ
の濃度検出が行われ、検出濃度に基づいて、コピーラン
プの印加電圧が制御されて画質が補正されるようになっ
ている。

【００１０】なお、上記の６個のトナーパッチを作成
し、それらの光学濃度を検出してプロセス制御する際の
所要時間は約２秒である。したがって、トナーパッチに
よるプロセス制御は、複写動作に支障をきたさないよう
に、複写機の主電源の立ち上げ時及び複写動作の前後に
て実施している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、トナーパッチによるプロセス制御のタイミン
グは、複写機の主電源の立ち上げ時の実施のみでは、複
写動作が行われるまでに環境状況が変化、例えば、複写
機内部の温度が１０〜１５℃変化するので、プロセス制
御の精度の低下を招来するという問題点を有している。

【００１２】また、これを防止するために、複写動作の
前で実施すると複写作業におけるジョブ効率が低下し
て、市場クレームを招来することになる。一方、複写動
作の後で実施すると複写動作が終了してからでしか画像
濃度を補正できないため、立ち上げ時の実施と同様に、
プロセス制御の精度の低下を招来する。

【００１３】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ジョブ効率が劣化することなく、プロセス
制御の精度の向上を図り、画像形成における最適化を図
り得る電子写真装置のプロセス制御装置を提供すること
を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の電
子写真装置のプロセス制御装置は、上記の課題を解決す
るために、感光体に作成された基準トナー像の濃度を光
学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に基
づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の画
質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置にお
いて、画像のための複数のトナー像のそれぞれの間に基
準トナー像を作成し、濃度検出手段による複数の検出結
果が集まったときに、電子写真プロセスの各部を制御す
る情報処理手段が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１５】請求項２記載の発明の電子写真装置のプロ
セス制御装置は、上記の課題を解決するために、請求項
１記載の電子写真装置のプロセス制御装置において、情
報処理手段は、画像のための複数のトナー像が作成され
ているときに、電子写真プロセスの各部を制御する場合
には、段階的に制御するように構成されていることを特
徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明の電子写真装置のプロ
セス制御装置は、上記の課題を解決するために、感光体
に作成された基準トナー像の濃度を光学的に検出する濃
度検出手段を有し、その検出結果に基づいて電子写真プ
ロセスの各部を制御して形成画像の画質を安定化させる
電子写真装置のプロセス制御装置において、電子写真装
置内部の温度を検出する内部温度検出手段が設けられる
一方、内部温度検出手段による検出温度が、前回の電子
写真プロセスの各部の制御時における検出温度に対して
設定値以上の差であれば、再度、電子写真プロセスの各
部を制御する頻度制御手段が設けられていることを特徴
としている。

【００１７】請求項４記載の発明の電子写真装置のプロ
セス制御装置は、上記の課題を解決するために、感光体
に作成された基準トナー像の濃度を光学的に検出する濃
度検出手段を有し、この濃度検出手段は上記基準トナー
像の濃度の検出値を感光体基体の検出濃度で除した値を
検出結果とし、その検出結果に基づいて電子写真プロセ
スの各部を制御して形成画像の画質を安定化させる電子
写真装置のプロセス制御装置において、上記濃度検出手
段における感光体基体の濃度検出に際して、上記感光体
における露光後の明部残留電位にトナーが引かれるのを
防止するための現像バイアス電圧を基準トナー像の濃度
検出時の現像バイアス電圧に対して変更する現像電圧制
御手段が設けられていることを特徴としている。

【００１８】請求項５記載の電子写真装置のプロセス制
御装置は、上記の課題を解決するために、感光体に作成
された基準トナー像の濃度を検出する濃度検出手段を有
し、その検出結果に基づいて電子写真プロセスを制御し
て形成画像の画質を安定化させる電子写真装置のプロセ
ス制御装置において、電子写真装置内部の温度を検出す
る内部温度検出手段が設けられる一方、内部温度検出手
段による検出温度が、前回の電子写真プロセスの制御時
における検出温度に対する差が設定値以上となると、電
子写真プロセスを制御する頻度制御手段が設けられ、さ
らに、上記設定値を上記内部温度検出手段によって検出
された検出温度に応じて変更する設定値変更手段が設け
られていることを特徴としている。

【００１９】

【作用】請求項１の構成によれば、情報処理手段が、画
像のための複数のトナー像のそれぞれの間に基準トナー
像を作成し、濃度検出手段による複数の検出結果が集ま
ったときに、電子写真プロセスの各部を制御する。この
ため、プロセス制御が、画像形成のための各トナー像作
成時間の間を利用して行われるので、ジョブ効率の劣化
が回避される。また、基準トナー像から得られた制御デ
ータは、直ちに、画像のためのトナー像形成に活用され
るので、プロセス制御の精度が向上し、画像形成におけ
る最適化が図れる。

【００２０】また、請求項２の構成によれば、情報処理
手段は、電子写真プロセスの各部を制御する場合には、
段階的に制御するように構成されているので、複数の画
像形成における大きな画質変化を防止することができ
る。したがって、プロセス制御の精度が向上する。

【００２１】また、請求項３の構成によれば、頻度制御
手段は、内部温度検出手段による検出温度が、前回の電
子写真プロセスの各部の制御時における検出温度に対し
て設定値以上の差であるか否かを判断し、設定値以上の
差であれば、再度、電子写真プロセスの各部を制御する
ので、電子写真装置内部の温度変化に対応してプロセス
制御が実施できる。

【００２２】このため、温度変化により感度が変化し易
い、例えば感光体の感度変化に起因する画質変化を軽減
できて大きな画質変化を防止することができ、その上、
上記のような大きな画質変化を回避するため、従来では
頻繁にプロセス制御を実行していたが、上記構成では、
より少ない頻度でプロセス制御することができる。

【００２３】したがって、上記のプロセス制御に用い
る、例えばトナーパッチ法におけるトナー消費量の増大
を防止できると共に、プロセス制御の精度が向上し、画
像形成における最適化を図ることができる。

【００２４】また、請求項４の構成によれば、例えば低
温環境下においては、露光後の明部残留電位が大きくな
ることがあり、その残留電位の誘発によりトナーが感光
体に付着し、これによって感光体基体の濃度検出値が高
くなりがちであるが、上記感光体基体の濃度検出に際し
て、現像電圧制御手段は、現像バイアス電圧が基準トナ
ー像の濃度検出時よりも、上記明部残留電位の部分での
トナーの誘引を防止できるように、変更、例えば増加す
るように制御する。

【００２５】このため、現像バイアス電圧の変更分が感
光体の残留電位を打ち消して、トナーが感光体にほとん
ど付着しなくなった状態で感光体基体の濃度検出が可能
となる。これにより、正確な感光体基体の濃度検出値が
算出できるので、濃度検出手段の出力値が正確となり、
プロセス制御の精度が向上する。

【００２６】また、請求項５の構成によれば、感光体
は、低温環境下において感度が低下し、温度上昇に伴っ
て感度が向上し、また、その温度上昇に伴う感度上昇の
変化率が、温度上昇に伴って逓減するものであるから、
前記設定値変更手段によって、温度変化に伴う上記感光
体の感度変化に応じてプロセス制御を実行できる。

【００２７】すなわち、低温環境下においては、温度上
昇に伴う感光体の感度変化が大きいため、設定値変更手
段によって設定値を小さくしておき、温度上昇に伴うプ
ロセス制御の頻度を大きくできる一方、温度が上昇して
常温環境下においては、温度上昇に伴う感光体の感度変
化が小さくなるので、上記設定値を大きくして、温度上
昇に伴うプロセス制御の頻度を小さくできる。

【００２８】これにより、上記構成は、複写機内の温度
上昇に伴って感光体における感度の変化率が小さくなっ
ているにもかかわらず、複写機内の温度変化が所定値以
上となるとプロセス制御を実行するといった不必要なプ
ロセス制御を省くことができる。

【００２９】

【実施例】

〔実施例１〕本発明のプロセス制御装置を複写機に適用
した第１の実施例について図１ないし図５に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

【００３０】本実施例に係る複写機は、図３に示すよう
に、感光体である円筒状の感光体ドラム１を備えてい
る。この感光体ドラム１は、装置内でＡ方向に回転可能
に設けられており、例えば、ほぼ肉厚２ｍｍ、直径１０
０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニウム管からなる感光
体基体としてのドラム基体の外周面に、膜厚１μｍの電
荷発生層、及び膜厚３４μｍの電荷輸送層が順次均一に
塗布された有機半導体として構成されている。

【００３１】また、感光体ドラム１の上方には、原稿Ｍ
を載置するための透明な原稿載置台２が設けられ、この
原稿載置台２と感光体ドラム１との間には、コピーラン
プ４、複数のミラー５…、及びレンズ６からなる露光光
学系３が配設されている。

【００３２】上記露光光学系３は、図中一点鎖線で示す
ように、原稿載置台２を移動させることによってコピー
ランプ４からの出射光により原稿Ｍの光走査を行い、こ
の反射光を各ミラー５…、及びレンズ６を介して感光体
ドラム１表面に照射して露光を行うようになっている。
この露光により、後述のメインチャージャ７により一様
に帯電された感光体ドラム１表面に、原稿Ｍの画像パタ
ーンに応じた静電潜像が形成されるようになっている。

【００３３】また、感光体ドラム１の周囲には、メイン
チャージャ７、ブランクランプ８、現像ユニット９、転
写チャージャ１０、剥離チャージャ１１、クリーナーユ
ニット１２及び除電ランプ１３等が配設されている。

【００３４】メインチャージャ７は、感光体ドラム１と
の間に設けられたグリッド電極７ａの印加電圧つまりグ
リッド電圧を制御することにより、感光体ドラム１の表
面を目標の電位に帯電させる帯電器である。ブランクラ
ンプ８は、帯電後の感光体ドラム１の表面の非画像領域
を露光して除電する除電器である。現像ユニット９は、
感光体ドラム１の表面に形成された潜像にトナーを付着
させてトナー像として顕像化する現像装置である。

【００３５】転写チャージャ１０は、感光体ドラム１表
面に形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写するために感
光体ドラム１の表面に電位を与えるものである。剥離チ
ャージャ１１は、トナー像が転写された転写紙Ｐを感光
体ドラム１から剥離するために感光体ドラム１の表面に
電位を与えるものである。クリーナーユニット１２は、
感光体ドラム１表面に残留するトナーを回収する清掃装
置である。除電ランプ１３は、メインチャージャ７にて
感光体ドラム１を帯電させる前に感光体ドラム１表面に
残留する電荷を除去する除電器である。

【００３６】本複写機における排紙側には、定着ユニッ
ト１４が配設されている。この定着ユニット１４は、感
光体ドラム１から剥離されて図示しない搬送装置により
搬送されてきた転写紙Ｐにトナー像を加熱定着させるよ
うになっている。

【００３７】さらに、本複写機には、上記複写機の電子
写真プロセスの各部を制御するためのプロセス制御部１
５が設けられている。上記プロセス制御部１５は、感光
体ドラム１の外周表面の濃度検出手段としての光学セン
サ１６と、原稿載置台２の始端側に設けられた標準白色
板３２と、増幅器１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、ＣＰＵ
１９とを備えており、上記の感光体ドラム１等により構
成される複写プロセス部を制御するようになっている。

【００３８】光学センサ１６は、クリーナーユニット１
２の下側近傍に配されている検出器であり、感光体ドラ
ム１表面に向けて赤外線等の光を照射し、この反射光を
フォトトランジスタ等にて受光する。このことにより、
上記光学センサ１６は、感光体ドラム１表面に作成され
る基準トナー像としてのトナーパッチの光学濃度を検出
して、この検出結果を検出信号として出力するようにな
っている。

【００３９】すなわち、光学センサ１６は、図４の
（ａ）〜（ｃ）に示すように、細長く形成されたケース
２０により外形が形成されており、このケース２０にお
ける外面のほぼ中央部に取付部２１が突起して設けられ
ている。

【００４０】この取付部２１には、波長８９０ｎｍの光
を出射する赤外線発光ダイオード２２とフォトトランジ
スタ２３とが近接して取り付けられている。また、ケー
ス２０の一端側には、コネクタ状に形成された端子部２
４が設けられており、この端子部２４には、電源端子２
５と、出力端子２６と、ＧＮＤ端子２７とが間隔をおい
て並設されている。

【００４１】また、光学センサ１６は、図３に示すよう
に、増幅器１７及びＡ／Ｄ変換器１８を介してＣＰＵ１
９に接続されており、光学センサ１６の検出信号は、増
幅器１７による増幅後、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル
化され、濃度データとしてＣＰＵ１９に入力されるよう
になっている。

【００４２】上記ＣＰＵ１９は、ランプ駆動回路２８、
電源２９、現像バイアス電源３０、及びトナー補給駆動
装置３１に接続されている。ランプ駆動回路２８は、コ
ピーランプ４を点灯させるための電源回路である。

【００４３】電源２９は、メインチャージャ７のグリッ
ド電極７ａに印加するグリッド電圧を発生する電源装置
であり、現像バイアス電源３０は、現像ユニット９の現
像スリーブ９ａに印加する現像バイアス電圧を発生する
電源装置である。トナー補給駆動装置３１は、図示しな
いトナーホッパーから現像槽９ｂへのトナーの供給を行
う装置である。

【００４４】なお、上記現像バイアスは、上記現像スリ
ーブ９ａにバイアスを印加して、感光体ドラム１の表面
における露光後の明部残留電位（約−80〜−100 Ｖ）に
トナーが引かれるのを防止するためのものである。

【００４５】また、ＣＰＵ１９は、ランプ駆動回路２
８、電源２９、現像バイアス電源３０、及びトナー補給
駆動装置３１に制御信号を与え、ランプ印加電圧、グリ
ッド電圧、現像バイアス電圧、及び現像槽９ｂへのトナ
ー供給量を最適に制御するようになっている。

【００４６】すなわち、ＣＰＵ１９は、具体的には、ト
ナーパッチ作成用のプログラムを実行することにより、
合計６個のトナーパッチをそれぞれ作成するようになっ
ており、グリッド電極７ａのグリッド電圧、コピーラン
プ４の印加電圧を各トナーパッチ毎に異ならせることに
より、感光体ドラム１の帯電電圧又は表面電位を異なら
せ、顕在化されるトナー濃度がそれぞれ異なる各トナー
パッチをそれぞれ作成するようになっている。

【００４７】また、ＣＰＵ１９は、複写のための複数の
トナー像のそれぞれの間にトナーパッチを作成し、光学
センサ１６による複数の検出結果が集まったときに、複
写プロセスの各部を制御する情報処理手段としての機能
を有している。

【００４８】さらに、ＣＰＵ１９は、ブランクランプ８
がＯＦＦしたとき、後述するようにトナーパッチの検出
のサンプリングのタイミングを図るために用いられる図
示しないタイマーを始動させるようになっている。

【００４９】その上、ＣＰＵ１９は、複写中に複写プロ
セスの各部を制御する場合、得られた検出結果から、各
プロセスの制御値、例えばコピーランプ４の印加電圧が
大きく変化することがあるが、そのような時において
も、上記制御値を段階的に順次変化させるというよう
に、複写プロセスの各部を段階的に制御するようになっ
ている。なお、上記のような段階的な制御は、その変化
が予め設定された所定値を越えた場合に実行される。

【００５０】上記の構成を有する複写機のプロセス制御
について、以下に説明する。本実施例では、複写動作の
間の時間を利用して各トナーパッチを作成するようにな
っている。すなわち、図１のタイムチャートに示すよう
に、感光体ドラム１における１個のトナーパッチを作成
するためのトナーパッチ作成部Ｐを複写画像作成部Ｆ・
Ｂの間の時間に形成するようになっている。

【００５１】そして、トナーパッチの作成においては、
まず、１枚目の複写動作により１つの複写画像作成部Ｆ
にトナー像が形成された後、２枚目の複写動作により２
枚目の複写画像作成部Ｂにトナー像が形成されるまでの
間に、メインチャージャ７によりグリッド電圧を例えば
−５００Ｖにて帯電させる。このとき、ブランクランプ
８は、グリッド電圧のＯＮと同時にＯＦＦされ、トナー
パッチ作成部の終端に至るまでＯＦＦしておき、光を照
射しない。また、コピーランプ４は、最初の３個のトナ
ーパッチ作成においてはＯＮされない。

【００５２】上記の操作によって、帯電された感光体ド
ラム１のトナーパッチ作成部Ｐがグリッド電圧に応じた
電荷量を保持する潜像となる。

【００５３】そして、これら潜像が現像ユニット９によ
り−２００Ｖの一定現像バイアス電圧を印加しながら現
像されると、トナーパッチとしてのトナー像が得られ
る。次いで、トナーパッチの濃度の検出においては、ブ
ランクランプ８がＯＦＦされると同時に図示しないタイ
マーが動作し、例えば５０ｍｓ（ミリセカンド）後に１
個目のトナーパッチに対して光学センサ１６による検出
のためのサンプリングが行われる。

【００５４】また、２個目及び３個目のトナーパッチ作
成部に対しては、グリッド電圧を−４００Ｖ及び−３０
０Ｖとし、他の条件は上記と同様とすることによって、
２個目、３個目のトナーパッチが作成され、ブランクラ
ンプ８のＯＦＦによるタイマー動作からそれぞれの所定
時間後にサンプリングが行われる。これにより、トナー
パッチにおいて、光学センサ１６の出力の安定した中間
部で濃度検出を行うことができるようになっている。

【００５５】そして、上記の濃度の異なる３個のトナー
パッチの検出データが集まった後に、検出された各トナ
ーパッチの濃度に基づいて、グリッド電圧、現像バイア
ス電圧等が制御され、画質が補正されるようになってい
る。

【００５６】上記のグリッド電圧等による画質の補正が
終了すると、引き続いて、コピーランプ４の印加電圧制
御が行われる。コピーランプ４の印加電圧制御に際して
も、３個のトナーパッチが作成され、図２のタイムチャ
ートに示すように、複写動作の間の時間を利用して各ト
ナーパッチが作成される。

【００５７】すなわち、トナーパッチの作成において
は、まず、４枚目の複写動作により複写画像作成部Ｆに
トナー像が形成された後、５枚目の複写動作により複写
画像作成部Ｂにトナー像が形成されるまでに、メインチ
ャージャ７によりグリッド電圧を例えば−７００Ｖにて
帯電させる。

【００５８】このとき、ブランクランプ８は、上記と同
様に、グリッド電圧のＯＮと同時にＯＦＦされ、トナー
パッチ作成部の終端に至るまでＯＦＦを維持し、除電用
の光を照射しない。また、コピーランプ４は、印加電圧
６０ＶにてＯＮされ、このコピーランプ４による標準白
色板３２からの反射光により感光体ドラム１が露光され
る。

【００５９】上記の操作によって、帯電された感光体ド
ラム１のトナーパッチ作成部Ｐがグリッド電圧に応じた
電荷量からコピーランプ４の露光による電荷消去量を差
引した表面電位を保持する潜像となり、この潜像が現像
ユニット９により−２００Ｖの一定現像バイアス電圧で
現像されると、トナーパッチとしてのトナー像が得られ
る。

【００６０】次いで、トナーパッチの濃度の検出におい
ては、ブランクランプ８がＯＦＦされると同時に図示し
ないタイマーが動作し、例えば５０ｍｓ後に４個目のト
ナーパッチに対して光学センサ１６による検出のために
サンプリングされる。

【００６１】また、５個目及び６個目のトナーパッチ作
成部に対しては、コピーランプ４の印加電圧を６５Ｖ、
７０Ｖとし、他の条件は上記と同様にすることによっ
て、５個目、６個目の濃度の異なるトナーパッチが作成
され、ブランクランプ８のＯＦＦによるタイマー動作か
らそれぞれの所定時間後にサンプリングが行われる。

【００６２】また、画質の変更は、上記の濃度の異なる
３個のトナーパッチの検出データが集まった後に行わ
れ、コピーランプ４の印加電圧について調整されて画質
が補正されるようになっている。

【００６３】一方、上述した画質の補正は、段階的に分
割して行われるようになっている。すなわち、図５に示
すように、複数枚を連続して複写する場合に、複写機内
部の温度が上昇して画像濃度が次第に明るくなり、例え
ば、露光目盛り１．５になったときに、画質の補正をす
る場合には、同図において実線で示すように、例えば、
１段階目には先ず露光目盛りが１．０になるように、そ
して２段階目に露光目盛りが０．５になるように、さら
に、３段階目に露光目盛りが０．０の露光適性値になる
ように段階的に行われる。

【００６４】このように、本実施例に係る複写機は、情
報処理手段としてのＣＰＵ１９が、複写のための複数の
トナー像のそれぞれの間にトナーパッチを作成し、光学
センサ１６による複数の検出結果が集まったときに、複
写プロセスの各部を制御する。このため、プロセス制御
が複写のための各トナー像作成時間の間の時間を利用し
て行われるので、ジョブ効率の低下、つまりジョブ効率
の劣化が回避される。

【００６５】また、トナーパッチから得られた制御デー
タは、直ちに、複写のためのトナー像形成に活用される
ので、プロセス制御の精度が向上する。

【００６６】また、情報処理手段としてのＣＰＵ１９
は、画像のための複数のトナー像が作成されているとき
に、電子写真プロセスの各部を制御する場合には、段階
的に制御するように構成されているので、図５の破線で
示すような、画像形成における大きな画質変化を防止す
ることができる。

【００６７】したがって、上記構成は、プロセス制御の
精度が向上して画像形成における最適化が図れ、かつ、
大きな画質変化を回避して、複写機の使用者に対する違
和感を軽減できるものとなっている。

【００６８】〔実施例２〕本発明の第２の実施例につい
て図３、図６及び図７に基づいて説明すれば、以下の通
りである。なお、本実施例において、前記第１の実施例
の構成要素と同等とみなせる構成要素については、同一
の符号を付記してその説明を省略する。

【００６９】本実施例におけるプロセス制御部１５の制
御装置として設けられるＣＰＵ１９は、ドラム基体の外
周表面の光学センサ１６による濃度検出に際して、現像
バイアス電圧を、トナーパッチの濃度検出時の現像バイ
アス電圧よりも変更、例えば感光体ドラム１における露
光後の明部残留電位にトナーが誘引されることを防止で
きるように制御する現像電圧制御手段としての機能を有
している。

【００７０】なお、上記ドラム基体は、感光体ドラム１
における非露光部分を現像装置９を通過させた後、トナ
ーがその表面に付着していない状態を示している。

【００７１】そして、この現像電圧制御手段を設けるこ
とによって、光学センサ１６におけるトナーパッチの光
学濃度検出の精度向上を目的としている。すなわち、プ
ロセス制御においては、感光体ドラム１に作成されたト
ナーパッチの濃度を検出する際、先にドラム基体の濃度
を検出するようになっている。

【００７２】そして、トナーパッチの濃度の決定に際し
ては、トナーパッチの濃度の検出値をドラム基体の濃度
の検出値で除した値を光学センサ出力として求め、図６
に示すように、この光学センサ出力に対応する、室内温
度が、例えば２５℃のときの画像濃度により、グリッド
電圧、現像バイアス電圧等が制御され、画質が補正され
るようになっている。

【００７３】ところが、低温環境下においては、現像バ
イアス電圧を通常の−２００Ｖにて現像した後、ドラム
基体の濃度を検出し、トナーパッチの現像も同一の現像
バイアス電圧−２００Ｖにて行うと、光学センサ１６の
検出値は、比較例１として表１に示すように、グリッド
電圧−４５０Ｖ、−３５０Ｖ及び−２５０Ｖに対して、
それぞれ０．３５、０．６２、１．００となる。

【００７４】この検出値に基づいて図６から複写濃度を
予測すると、それぞれ、１．００、０．８７、０．７７
となるが、これらの値は実際の複写濃度と比較するとそ
れぞれ０．２０、０．１６、０．１１の差を有してお
り、この予測複写濃度に基づいて複写動作のプロセス制
御がなされると、画像が正確に補正されないことにな
る。この理由は、ドラム基体の濃度を検出した際に、低
温環境下において誘発される明部残留電位により白地部
分にトナーが付着するため、素地出力結果が高い値を示
すためである。

【００７５】

【表１】

【００７６】ところが、本実施例においては、温度セン
サ３３を用いて内部温度が所定温度以下であると、ドラ
ム基体の濃度を検出する際に、現像バイアス電圧を、通
常の−２００Ｖから、例えば−４００Ｖに変更、つま
り、その絶対値において増加させて、低温環境下におい
ても感光体ドラム１の白地部分に現像ユニット９におけ
るトナーが付着しない状態で素地出力を検出することが
可能である。

【００７７】したがって、表２に示すように、光学セン
サ１６の検出値は、グリッド電圧−４５０Ｖ、−３５０
Ｖ及び−２５０Ｖに対して、それぞれ０．７０、１．０
７、１．２１が得られた。この検出値に基づいて図６か
ら複写濃度を予測すると、それぞれ、０．８３、０．７
５、０．６７となり、これらの値は実際の複写濃度と比
較するとそれぞれ０．０３、０．０２、０．０２の小さ
い差になっており、これら予測複写濃度に基づいて複写
動作のプロセス制御がなされると、画像が正確に補正さ
れるようになる。

【００７８】

【表２】

【００７９】次いで、本実施例における光学濃度検出の
過程を図７のタイムチャートを参照して説明する。ま
ず、グリッド電圧０Ｖ、ブランクランプ８をＯＦＦ、及
びコピーランプ４もＯＦＦの状態で現像バイアスを−２
００Ｖよりも大きい−４００Ｖにした後、光学センサ１
６により、ドラム基体の濃度検出が行われる。その後、
感光体ドラム１は、異なる位置にそれぞれ異なるグリッ
ド電圧−４５０Ｖ、−３５０Ｖ及び−２５０Ｖにて順に
帯電される。帯電された領域にはコピーランプがＯＦＦ
しており、露光は行われない。

【００８０】このため、上記の帯電領域にはグリッド電
圧による電荷がそのまま残り、この領域を一定の現像バ
イアス電圧−２００Ｖで現像することにより、それぞれ
濃度の異なるトナーパッチが３個作成され、光学センサ
にて各トナーパッチの濃度検出が行われ、次いで、検出
された各トナーパッチの濃度に基づいて、グリッド電
圧、現像バイアス電圧等が制御され、画質が補正される
ようになっている。

【００８１】このように、本実施例の複写機のプロセス
制御装置は、低温環境下においては、感光体ドラム１に
おける明部残留電位が高まって、その残留電位の誘発に
よりトナーが感光体ドラム１に付着し、これによってド
ラム基体の濃度検出値が高くなりがちであるが、ドラム
基体の濃度検出に際して、現像電圧制御手段により現像
バイアス電圧が基準トナー像の濃度検出時よりも上記ト
ナーの明部への付着が防止できるように制御される。

【００８２】このため、現像バイアス電圧の増加分が感
光体ドラム１の残留電位を消去して、トナーが感光体ド
ラム１にほとんど付着しなくなった状態でドラム基体の
濃度検出が行われるので、正確なドラム基体の濃度検出
値が求まる。したがって、光学センサ１６の出力値が正
確となり、プロセス制御の精度が向上する。

【００８３】〔実施例３〕本発明の第３の実施例につい
て図３及び図８〜図１２に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、本実施例において、前記第１又は第
２の実施例の構成要素と同等とみなせる構成要素につい
ては、同一の符号を付記してその説明を省略する。

【００８４】本実施例に係る複写機では、図３に示すよ
うに、プロセス制御部１５の制御装置として設けられる
ＣＰＵ１９は、前述した温度センサ３３による検出温度
が、前回のプロセス制御時における検出温度に対して設
定値以上の差であるか否かを判断し、設定値以上の差で
あれば、再度、複写プロセスを制御する頻度制御手段と
しての機能を有している。そして、上記温度センサ３３
と頻度制御手段とによって、プロセス制御のタイミング
の適性化を図ることを目的としている。

【００８５】すなわち、温度センサ３３によらないで、
２時間置きに複写プロセスの最適化を実施すると、比較
例１として図８に示すように、最大２の露光目盛りの変
化が生じた。この変化量は大きな値であり、コピー画像
の画質の変更幅として好ましい状態ではない。

【００８６】上記の問題を解消すべく、１時間おきに複
写プロセスの最適化を実施すると、比較例２として図９
に示すように、最大１の露光目盛りの変化範囲内で、画
像が制御され、複写プロセスの最適化の精度が向上し
た。しかしその反面、７回もの複写プロセスの最適化が
行われる。この結果、１回の複写プロセスの最適化を実
施することにより１ｇのトナーを消費するので、トナー
の消費量が７回分、つまり７ｇ消費されることになり、
トナー消費量が増大する。

【００８７】ところが、本実施例の複写機のプロセス制
御装置では、温度センサ３３による、内部温度Ｔ２が、
前回のプロセス制御時における検出温度（内部温度）Ｔ
１に対して温度差が、所定の設定値、例えば５℃以上に
なれば、頻度制御手段により複写プロセスの最適化が実
施されるようになっている。

【００８８】上記の複写機のプロセス制御装置の制御動
作を図１０のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、複写機の主電源がＯＮされると（Ｓ１）、複写機内
部の温度を検出した後、最初の複写プロセスの最適化が
行われる（Ｓ２）。その後、コピーサイクルとなり、連
続コピー状態又は待機状態となる（Ｓ３）。次いで、温
度センサ３３により、複写機内部の温度が検出される。

【００８９】そして、前回の複写プロセスの最適化が行
われたときの内部温度Ｔ１と今回の内部温度Ｔ２との温
度差が、所定の設定値、例えば５℃以上であるか否かが
判断される（Ｓ４）。もし、Ｓ４で前回の内部温度Ｔ１
と今回の内部温度Ｔ２との温度差が５℃以上であれば、
Ｓ２に戻って複写プロセスの最適化が行われる。また、
Ｓ４で前回の内部温度Ｔ１と今回の内部温度Ｔ２との温
度差が５℃未満であれば、Ｓ３に戻る。

【００９０】このようなプロセス制御を用いて複写機を
実働させると、図１１に示すように、例えば、日中６時
間における複写プロセスの最適化が、複写機の主電源Ｏ
Ｎ時の実施を含めて計４回行われ、かつ、露光目盛り
は、適正露光値から最大１の変化範囲内に収まった。

【００９１】なお、複写機内部の温度は、図１２に示す
ように、複写機の主電源ＯＮ時に、例えば約２０℃であ
ると、連続コピーの場合には、実線で示すように、約２
時間で約４０℃となり以降はほぼ定常状態となり、ま
た、放置状態においては、破線で示すように、徐々に内
部温度が増加し、約６時間後に約４０℃となる。

【００９２】このように、本実施例のプロセス制御にお
いては、最大１の露光目盛りの変化範囲内で画質が制御
できて、従来より画質の変化を低減できる一方、表３に
も示すように、プロセスの最適化に用いたトナー消費量
は４ｇとなり、従来と比べてトナー消費量の増大化を防
止できる。

【００９３】

【表３】

【００９４】上述したように、本実施例の複写機のプロ
セス制御装置は、複写機内部の温度を検出する温度セン
サ３３が設けられる一方、頻度制御手段は、温度センサ
３３による検出温度が、前回の複写プロセスの各部の制
御時における検出温度に対して設定値以上の差であるか
否かを判断し、設定値以上の差であれば、再度、複写プ
ロセスの各部を制御するので、複写機内部の温度変化に
対応してプロセス制御が実施される。

【００９５】このため、少ない頻度でプロセス制御を最
適化することができ、かつ大きな画質変化を防止するこ
とができる。したがって、トナー消費量の増大を防止す
ると共に、プロセス制御の精度が向上し、画像形成にお
ける最適化を図ることができる。

【００９６】なお、上記のような温度センサ３３を前記
の実施例２に適用して、検出された複写機内部の温度に
応じ、例えば１５℃以下であれば、トナー像が形成され
ていない感光体ドラム１であるドラム基体の濃度検出に
際して、現像電圧制御手段により現像バイアス電圧を基
準トナー像の濃度検出時よりも増加するように制御する
ことが可能となる。

【００９７】これにより、低温環境下においても、ドラ
ム基体の濃度検出値が正確に検出できるから、光学セン
サ１６の出力値に基づく濃度検出値がより正確となり、
プロセス制御の精度をさらに向上させることが可能とな
る。

【００９８】〔実施例４〕本発明の第４の実施例につい
て図３、図１３および図１４に基づいて説明すれば、以
下の通りである。なお、本実施例において、前記第１の
実施例の構成要素と同等とみなせる構成要素について
は、同一の符号を付記してその説明を省略する。

【００９９】本実施例における電子写真装置のプロセス
制御装置では、前記実施例３におけるＣＰＵ１９は、さ
らに、頻度制御手段を作動させるか否かを設定する設定
値を、温度センサ３３による検出温度に応じて変更する
設定温度変更手段としての機能を備えている。

【０１００】ところで、前記の感光体ドラム１は、低温
環境下において感度が低下し、温度上昇に伴って感度が
向上し、また、その温度上昇に伴う感度上昇の変化率
が、温度上昇に伴って逓減するという特性を備えてい
る。

【０１０１】したがって、上記構成では、さらに、実施
例３における設定値を内部温度検出手段である温度セン
サ３３による検出温度に応じて変更する設定値変更手段
が設けられているから、電子写真装置内部の温度上昇に
応じたプロセス制御を上記感光体ドラム１の感度変化に
応じて実行できるようになっている。

【０１０２】すなわち、低温環境下においては、温度上
昇に伴う感光体ドラム１の感度変化が大きいため、前記
設定値を小さく設定し、温度上昇に伴うプロセス制御の
実行頻度を大きくできる一方、温度が上昇して常温ある
いは４０℃程度の高温環境下においては、温度上昇に伴
う感光体ドラム１の感度変化が小さくなるので、設定値
を大きくして、温度上昇に伴うプロセス制御の実行頻度
を小さくできる。

【０１０３】これにより、上記構成は、複写機内の温度
上昇に伴って感光体ドラム１における感度の変化率が小
さくなっているにもかかわらず、複写機内の温度変化が
所定値以上となるとプロセス制御を再度実行するといっ
た不必要なプロセス制御を省くことができる。

【０１０４】この結果、上記構成は、低温環境下におい
て、プロセス制御の頻度を高めて複写画質の劣化を回避
できるから、前記実施例３の構成と同様にプロセス制御
を最適化でき、その上、温度上昇後の常温や高温時にお
いて、複写画質を維持しながら、不必要なプロセス制御
を省くことができるから、上記プロセス制御のためのト
ナー消費量を低減でき、かつ、上記プロセス制御のため
の各部位の長寿命化を図ることができるものとなってい
る。

【０１０５】そこで、上記構成を複写機に用いて、露光
状態と経過時間（約６時間）との関係を調べた。その結
果を図１４に示した。また、その際に、上記露光状態に
おける最大画質変化と、プロセス制御に消費したトナー
消費量とを調べた。その結果を、表４に示した。なお、
比較のために前記実施例３に示した比較例１および比較
例２を併記した。

【０１０６】

【表４】

【０１０７】上記構成は、図１４に示すように、複写画
質を維持しながらプロセス制御の回数を低減できて、表
４に示すように、上記プロセス制御のためのトナー消費
量も軽減できるものとなっている。その上、電子写真装
置における各複写動作の間に実行されるプロセス制御の
頻度を低減できて、複写動作の待ち時間を減少できるこ
とにより、複写効率をさらに向上させることが可能であ
り、かつ、複数の複写を実行する際の総複写時間を短縮
化できる。

【０１０８】

【発明の効果】請求項１の発明の電子写真装置のプロセ
ス制御装置は、以上のように、画像のための複数のトナ
ー像のそれぞれの間に基準トナー像を作成し、濃度検出
手段による複数の検出結果が集まったときに、電子写真
プロセスの各部を制御する情報処理手段が設けられてい
る構成である。

【０１０９】これにより、プロセス制御が、画像形成の
ための各トナー像作成時間の間を利用して行われるの
で、ジョブ効率の劣化が回避される。また、基準トナー
像から得られた制御データは、直ちに、画像のためのト
ナー像形成に活用されるので、プロセス制御の精度が向
上する。

【０１１０】請求項２の発明の電子写真装置のプロセス
制御装置は、以上のように、請求項１の電子写真装置の
プロセス制御装置において、情報処理手段は、電子写真
プロセスの各部を制御する場合には、段階的に制御する
ように構成されている構成である。

【０１１１】これにより、請求項１の電子写真装置のプ
ロセス制御装置の効果に加えて、画像形成における大き
な画質変化を防止することができる。したがって、プロ
セス制御の精度が向上し、画像形成における最適化を図
ることができる。

【０１１２】請求項３の発明の電子写真装置のプロセス
制御装置は、以上のように、電子写真装置内部の温度を
検出する内部温度検出手段が設けられる一方、内部温度
検出手段による検出温度が、前回の電子写真プロセスの
各部の制御時における検出温度に対して設定値以上の差
であれば、再度、電子写真プロセスの各部を制御する頻
度制御手段が設けられている構成である。

【０１１３】これにより、電子写真装置内部の温度変化
に対応してプロセス制御が実施される。このため、少な
い頻度でプロセス制御することができ、かつ大きな画質
変化を防止することができる。したがって、トナー消費
量の増大を防止すると共に、プロセス制御の精度が向上
し、画像形成における最適化を図ることができる。

【０１１４】請求項４の発明の電子写真装置のプロセス
制御装置は、以上のように、濃度検出手段における感光
体基体の濃度検出に際して、感光体における露光後の明
部残留電位にトナーが引かれるのを防止するための現像
バイアス電圧を基準トナー像の濃度検出時の現像バイア
ス電圧に対して変更する現像電圧制御手段が設けられて
いる構成である。

【０１１５】これにより、現像バイアス電圧の変更分が
感光体の残留電位を打ち消すことができるから、トナー
が感光体にほとんど付着しなくなった状態で感光体基体
の濃度検出が他のとなる。これにより、正確な感光体基
体の濃度検出値が求まるので、濃度検出手段の出力値が
正確となり、プロセス制御の精度が向上するという効果
を奏する。

【０１１６】請求項５の発明の電子写真装置のプロセス
制御装置は、以上のように、さらに、上記設定値を上記
内部温度検出手段による検出温度に応じて変更する設定
値変更手段を設けた構成である。

【０１１７】これにより、上記構成は、請求項３に記載
の構成と同様にプロセス制御を最適化できると共に、温
度上昇後の常温時や高温環境下での不必要なプロセス制
御を省くことができるから、上記プロセス制御のための
トナー消費量を軽減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプロセス制御装置を備えた
複写機における帯電電位のためのプロセス制御を示すタ
イムチャートである。

【図２】上記プロセス制御装置を備えた複写機における
コピーランプのためのプロセス制御を示すタイムチャー
トである。

【図３】上記プロセス制御装置を備えた複写機を示す概
略構成図である。

【図４】上記複写機に備えられた光学センサの構成を示
すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側面図である。

【図５】上記プロセス制御装置において、プロセス制御
が段階的に行われる状態を示す説明図である。

【図６】上記複写機における複写画像濃度（ＩＤ）と光
学センサの出力との関係を示す特性図である。

【図７】本発明の他の実施例のプロセス制御装置を備え
た複写機において、現像バイアス電圧を増加させて感光
体ドラムの基体濃度を検出するプロセス制御を示すタイ
ムチャートである。

【図８】比較例としてのプロセス制御装置において、２
時間毎にプロセス制御を実施した状態を示す説明図であ
る。

【図９】比較例としてのプロセス制御装置において、１
時間毎にプロセス制御を実施した状態を示す説明図であ
る。

【図１０】本発明のさらに他の実施例のプロセス制御装
置のプロセス制御を示すフローチャートである。

【図１１】上記プロセス制御装置における温度センサに
基づくプロセス制御を示す説明図である。

【図１２】上記プロセス制御装置を備えた複写機の内部
温度と経過時間との関係を示す特性図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例のプロセス制御装
置のプロセス制御を示すフローチャートである。

【図１４】上記プロセス制御装置における温度センサに
基づくプロセス制御を示す説明図である。

【図１５】従来の複写機において複数のトナーパッチを
作成するときのプロセス制御を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（感光体） ４ コピーランプ ７ メインチャージャ ８ ブランクランプ ９ 現像ユニット １５ プロセス制御装置 １６ 光学センサ（濃度検出手段） １９ ＣＰＵ（情報処理手段、現像電圧制御手段、頻度
制御手段） ２８ ランプ駆動回路 ３０ 現像バイアス電源 ３２ 標準白色板 ３３ 温度センサ（内部温度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 邦夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 西山 晴雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に作成された基準トナー像の濃度を
   光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に
   基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の
   画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置に
   おいて、 画像のための複数のトナー像のそれぞれの間に基準トナ
   ー像を作成し、濃度検出手段による複数の検出結果が集
   まったときに、電子写真プロセスの各部を制御する情報
   処理手段が設けられていることを特徴とする電子写真装
   置のプロセス制御装置。
2. 【請求項２】上記情報処理手段は、電子写真プロセスの
   各部を制御する場合には、段階的に制御するように構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真装
   置のプロセス制御装置。
3. 【請求項３】感光体に作成された基準トナー像の濃度を
   光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に
   基づいて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の
   画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置に
   おいて、 電子写真装置内部の温度を検出する内部温度検出手段が
   設けられる一方、内部温度検出手段による検出温度が、
   前回の電子写真プロセスの各部の制御時における検出温
   度に対して設定値以上の差であれば、再度、電子写真プ
   ロセスの各部を制御する頻度制御手段が設けられている
   ことを特徴とする電子写真装置のプロセス制御装置。
4. 【請求項４】感光体に作成された基準トナー像の濃度を
   光学的に検出する濃度検出手段を有し、この濃度検出手
   段は上記基準トナー像の濃度の検出値を感光体基体の検
   出濃度で除した値を検出結果とし、その検出結果に基づ
   いて電子写真プロセスの各部を制御して形成画像の画質
   を安定化させる電子写真装置のプロセス制御装置におい
   て、 上記濃度検出手段における感光体基体の濃度検出に際し
   て、上記感光体における露光後の明部残留電位にトナー
   が引かれるのを防止するための現像バイアス電圧を基準
   トナー像の濃度検出時の現像バイアス電圧に対して変更
   する現像電圧制御手段が設けられていることを特徴とす
   る電子写真装置のプロセス制御装置。
5. 【請求項５】感光体に作成された基準トナー像の濃度を
   検出する濃度検出手段を有し、その検出結果に基づいて
   電子写真プロセスを制御して形成画像の画質を安定化さ
   せる電子写真装置のプロセス制御装置において、 電子写真装置内部の温度を検出する内部温度検出手段が
   設けられる一方、内部温度検出手段による検出温度が、
   前回の電子写真プロセスの制御時における検出温度に対
   する差が設定値以上となると、電子写真プロセスを制御
   する頻度制御手段が設けられ、さらに、上記設定値を上
   記内部温度検出手段によって検出された検出温度に応じ
   て変更する設定値変更手段が設けられていることを特徴
   とする電子写真装置のプロセス制御装置。