JPH0563791B2 - - Google Patents

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JPH0563791B2
JPH0563791B2 JP56114072A JP11407281A JPH0563791B2 JP H0563791 B2 JPH0563791 B2 JP H0563791B2 JP 56114072 A JP56114072 A JP 56114072A JP 11407281 A JP11407281 A JP 11407281A JP H0563791 B2 JPH0563791 B2 JP H0563791B2
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JP56114072A
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Akihiko Takeuchi
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
    • G03G15/5037Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor the characteristics being an electrical parameter, e.g. voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感光ドラム等の静電潜像被形成部材上
に測定用静電潜像を形成してこの潜像を測定し、
測定結果に基づいて潜像形成手段又は顕像手段を
制御して所定の画像を形成する画像形成装置に関
するものである。
デジタル方式による電子複写機又は静電プリン
ターの如き静電機器においては、コロナ放電や
Se、Cds等の感光体を使用するが、これらの手段
は湿度、温度、経時変化等の影響を直接受ける。
このため感光体への露光量やコロナ放電器への印
加電圧等を常に一定としても、感光体に形成され
る静電潜像はかなり変動するものである。
従つて、斯る静電潜像をトナーにより現像した
場合に不安定なものとなることがある。斯る欠点
を除去するには潜像若しくは現像後のトナー像の
濃度を測定し、この測定結果に基づいて、帯電や
露光量及び現像バイアスの電位等を制御すること
が知られている。
ここで上記従来の潜像を測定する方法として
は、画像の明部及び暗部に対応した静電潜像を形
成し、しかる後にこの明暗部の潜像を表面電位計
などの電位検出手段にて測定することが一般に行
なわれている。ここで問題になるのは検出に要す
る時間で、特に検出用潜像を感光体の画像形成領
域内に設け、非画像形成時に行なう感光体の前回
転や後回転時、或は給紙間隔時に検出用潜像を形
成する方式の装置においては、表面電位検出に要
する時間が長くなると装置全体のスループツトに
迄影響を与えることになる。一般に最も広く用い
られている電子写真装置内蔵型の汎用型表面電位
計では、被測定電位の変化に伴う電位計の立上が
り時間が無視出来ない大きさで存在し、第1図に
示す様に+500Vの電位変化に対し、95%まで立
上がるのに時間t1=150〜200msecを要している。
特に高速度を目的とする装置においては、一回の
電位測定サイクルで150msec以上の時間を使用す
ることは大きさ問題であると言わねばならない。
たとえば前回転時に明部と暗部に対応する潜像パ
ターンの電位を測定し、しかる後に測定結果に基
づいて潜像形成手段などの条件を制御して所望状
態にするというサイクルを5回くり返して所定の
値に至つた場合、制御のために750msecの損失と
なる。一方、転写紙の搬送間隔時に明部と暗部に
対応するパターン電位を測定し、これをもとに現
像手段へのバイアス制御するサイクルを1回行な
つた場合、感光体および転写紙の速度が200mm/
sec程度であれば、転写紙の搬送間隔に対して電
位計の立上がり時間を考慮するだけでこの間隔が
30mm以上という制限を設けてしまう。特に、後者
を行なう場合、プリンターなどではプリント枚数
を上げるために転写紙間隔をできる限り短かくす
る必要がある。従来は給紙速度の限界は給紙タイ
ミング等の機械的な問題に支配されていたが、上
記電位計の立上がり時間に加えて電位計の電位検
出領域の面積等も考慮すると、転写紙間隔の下限
に対する制限は機械的な制限と同等か、或はそれ
以上に電位検出によるものの方が大きくなる。
本発明の目的は上記従来の問題を解決し、電位
検出時間を短縮し画像形成速度を高めることを目
的とする。
上記目的を達成する本発明は、電子写真感光体
に形成した潜像の電位を検出して、画像形成条件
を制御する画像形成装置であつて、感光体と、該
感光体に形成される潜像の明部電位または暗部電
位を検出した後、読取り精度以下の明部と暗部と
が混在する上記感光体に形成される他の潜像の電
位とを検出する表面電位検出手段と、該電位検出
手段により検出された明部電位または暗部電位の
いずれか一方と、上記の他の潜像の検出電位とに
基づいて検出しない暗部電位または明部電位を演
算して求める演算手段と、該演算手段により求め
た暗部電位または明部電位と検出した明部電位ま
たは暗部電位とに基づき画像形成手段の画像形成
条件を制御する手段とを備えている。
以下、本発明の原理を第2図及び第3図の電位
測定図に従つて説明する。
第2図aは、考えられる暗部A、明部Bに対応
する検出パターンの電位を検出する場合であり、
図において固定された電位センサー1aに対し、
矢印の方向に感光体2aが矢印方向3aに移動す
るものとする。このとき、表面電位計により検出
される信号は、表面電位計の立上がり時間と、そ
れに加えて電位センサー1aの電位検出領域の大
きさが関係したものとなる。ここで感光体2aの
移動速度は、電位センサー1aの電位検出領域の
大きさが問題とならない程度に速いもので、検出
パターンを黒又は白のパターンとして検出するも
のとする。また、上記明・暗パターンに対応する
潜像は、センサー1aの読取り精度よりも大きな
ものとし、センサー1aは各パターンA・Bを暗
部及び明部電位として独立して読取る。なお、本
発明のセンサーの読取り精度とは明部電位と暗部
電位、又は中間調電位が隣接してあるとき、各電
位を平均化することなく独立して読取り得るか否
かを基準とする。このとき、第2図aのセンサー
1aによる出力信号は第3図の曲線aとなり、暗
部電位+500Vから明部電位0Vまでの静電コント
ラストVc1は500Vの95%まで立上がる時間に
t2msecを要する。
次の第2図bは本発明の電位検出方法の原理を
示すもので、図中、1bは固定した電位センサ
ー、2bは矢印3b方向に移動する感光体を示
す。図の潜像領域Cは暗部に対応し、領域Dはセ
ンサー2aの読取り精度以下の明・暗部が混在し
ている検出用の電位パターンを有している。領域
Dの4bは暗部で5bは明部の電位を有してい
る。このパターン電位は感光体の進行方向に明暗
に対応する潜像が同面積で交互になるパターンに
形成されている。
このとき第2図aにおける場合と同様に電位を
測定した結果、第3図の曲線bの値を得る。この
とき領域Dの電位は明部と暗部の電位の略中間の
値を示す。この場合、、暗部とD部のコントラス
トVc2の95%までの立上がり時間はt3msecとな
り、このt3と上記t2の関係はt31/2t2となる。
またVc1とVc2は第4図に示す様に比例関係にな
り、比例定数はtanα2である。この関係を用
いて、領域C・Dの電位を測定して得ることによ
り明部の電位を計算により求めることが出来る。
ここで明部電位をVL、領域Cの暗部電位をVD
領域Dの電位をVXとすると、一般に、 VL=VD−(VD−VX)tanα=tanα ・(1−tanα/tanαVD+VX) …(1) となる。以上の様に、第2図bのパターンを用い
れば、表面電位計による測定時間を実質的に1/
2に短縮することが出来る。なお、第2図bの領
域Dの潜像パターンは一例に過ぎず、他に第5図
aから第5図dの他にもその他様々なパターンが
考えられる。そして、第3図で述べたこれらパタ
ーンによる電位コントラストVc2は、パターン中
の明部及び暗部の電位と面積の比でほぼ決まる。
第5図の各パターンにおいて、a,b,eにつ
いては比例定数がtanα2となり、一方、c,
dではtanα3となる。なお第5図では感光体
の移動方向は上下方向となつている。一般に
tanαの値が大きい程表面電位計の立上がり時間
を短縮出来るが、あまり大きいと電位計の性能や
或は感光体上の電位の不均一さによる誤差が大き
くなり、正確な電位VLが求められなくなる。実
用の範囲としては、tanα10以内で用いるのが
望ましい。なお、第2図bにおいて領域C部を、
暗部ではなく明部電位とすることも可能であり、
この場合には逆に領域Dの測定値によつて暗部電
位VDを計算することが出来る。このときのVD
求める式は、VLとVXのコントラストをVc2とす
ると、Vc2に対するVc1の比はtanβで表わされ、
(1)式の代わりに次式(2)を用いて計算すれば良い。
VD=tanβ・(1−tanβ/tanβVL+VX)…(2) ところで、第2図bにおける領域Cを明部にす
るか、或は暗部にするかの選択については、現像
剤の機内飛散を最小にするという要請から、現像
を受けない極性側を選ぶのが望ましい。このよう
に明暗部のうち現像をしない側を領域Cのパター
ンとして選ぶことにより現像剤の機内飛散を減少
させることが出来る。
第6図は、本発明を適用したレーザービームプ
リンターの概略図で、図中1は感光ドラムを示
し、本件出願人による特公昭42−23910号公報に
記載があるような、導電性基体ドラム上のCdSを
含む感光層及び表面絶縁層を有し、矢印方向に回
転する。2は感光ドラム1上の電気的履歴を消去
するための前除電帯電器、3は正極性の1次帯電
器、4は負極性の2次帯電器でこの帯電器4によ
り負帯電を行ないながら波長632.8mmのHe−Ne
レーザー17を点滅して光の信号で露光を行な
い、ドラム上に明暗部に対応した潜像を形成す
る。この明暗部はランプ13により全面露光をす
ることにより、静電コントラストが増大し潜像を
形成する。こうして形成した潜像は現像器14に
より反転現像され、感光ドラム1上には現像剤ト
ナーによる像を形成する。このトナー像は転写帯
電器15により転写紙19上に転写され、熱定着
ローラー21により定着される。転写後に感光ド
ラム1上に残留したトナーは、クリーナー16に
よりドラム上から除去される。
ドラム1上の検出パターンの潜像電位は第6図
の電位センサー5により検出される。第6図の装
置のレーザーによる記録部は第7図の様な構成を
取り、図中、レーザー発振器23から出射された
レーザーは対物レンズ24により音響光学効果を
利用したレーザー光変調器(以下、A/O変調
器)に集光された後、画像信号に応じた変調を受
け、シリンドリカルレンズ26、スキヤナー2
7、トーリツクレンズ28を介してドラム1上を
走査する。また、lは電位センサーにより電位を
検出するのに十分な領域とする。
この装置において、第2図bの検出パターンを
ドラム軸上lの領域にレーザー走査により形成す
るタイミングを第8図に示す。ここでレーザービ
ームのドラム上走査開始点を検出するために、第
7図のビーム検出器29を用いている。第8図に
おいて、Aはビーム検出器29がレーザービーム
を検知した時点に発生する信号で、Bはレーザー
のON/OFF状態を示し、レーザーは検出器29
の信号検知と共にCのクロツクによりS2まで
OFFされ、S2からS3までONされる。このとき、
第7図のlに相当する区間だけレーザーは点灯す
る。S3からS1までは再びレーザーはOFFとなり、
次のS1にてONされる。次にレーザーがOFFされ
る時点のタイミングはビーム検出器29がレーザ
ーを検知した際のタイミングとなり、この様に同
期をとることで、クロツクは常にレーザーがドラ
ム上のビーム検出器29の位置に達した時点から
カウントされることになる。第8図でHはレーザ
ー2走査分の時間に相当し、このHのサイクルを
複数回繰り返すことにより第2図bのパターンD
を形成することが出来る。
本実施例では上記潜像パターンをもとに、レー
ザーの走査ピツチが10本/mmの光学系を用い、感
光ドラムの周速を250mm/secとし、一方、電位セ
ンサー5としては表面電位の検出領域がドラム回
転方向で10mm、立上がり時間が500V変動に対し
て150msec要する電位計を用いたところ、第2図
aの検出パターンでは第3図の時間t2は190msec
を要したが、本発明の第2図bの検出パターンで
は時間t3は115msecとなり、本発明によればVL
定時間を約1/2に短縮出来た。なお、本実施例
では第2図bのパターンDのピツチが、表面電位
検出領域に比して十分小さいので問題ないが、こ
のピツチが上記領域に比してあまり小さくない場
合、電位計の出力が直流信号とならなくなるので
その様なときは、第5図a,bd,eの様なパタ
ーンを用いればよいことを付記しておく。
上記実施例ではレーザービームにより感光体上
に潜像を形成する場合を述べたが、次に光学系と
して波長620nmにピークを持つLEDアレイを用
いたときを例示する。
LEDアレイはドラム軸方向に10個/mmの密度
で配列されており、各LEDの点滅に従つてドラ
ム上にドツトパターンが形成される。従つて潜像
形成過程は原理的に上記第6図のものと何ら変わ
るところはないが、レーザーという大型な装置を
必要としないので検出のためのパターンを形成す
る際にも、制御信号を簡略化出来る。例えば第5
図aの様なパターンを構成する場合、レーザービ
ームプリンターでは100nsec程度のクロツクを用
い、1クロツク毎にレーザーのON/OFFをくり
返す必要があるが、LEDアレイではドラム軸方
向に配列されたアレイを1個おきに点灯させるだ
けで良く、特別なパターン発生器を必要としな
い。なお、潜像形成工程中の除電手段として光の
代りに複数の除電針からなるマルチ・スタイラス
等を用いて潜像位形成を行なう静電記録方式のプ
リンターにも本発明の適用は可能である。
以上述べた本発明は潜像保持部材として、絶面
絶縁層を有した感光体を例示したが、勿論、表面
に感光層を有した感光体に対しても有効である。
問題は使用される潜像保持部材が中間調に対応す
る電位を積極的に利用せず、明暗部がデジタル的
な潜像を形成するものであればより大きな効果を
得る。従つて、潜像保持部材としては感光層を含
まない誘電体のドラム等の場合もあり得る。更
に、検出用のパターンであるが、使用する表面電
位検出手段の読取り精度以下の明部と暗部とが混
在している第2図bのD領域のみを検出しても、
明部と暗部の中間的な電位を検知することが可能
となるため、明・暗部を各々独立して測定する場
合よりも測定時間を短縮することが可能となる。
以上の様にして測定された電位は安定した像を
形成するために利用される。
【図面の簡単な説明】
第1図は表面電位計の立上がり特性を示すグラ
フ、第2図aと第2図bは電位検出形態を示す説
明図、第3図は第2図a、bによる検出時の電位
計の立上り特性を示すグラフ、第4図は電位計に
よる電位変化の比率を示すグラフ、第5図aから
第5図eは本発明の検出用パターンの実施例を示
す説明図、第6図は本発明を適用した装置説明
図、第7図は第6図装置のレーザービーム照射機
構を示す平面図、第8図は本発明の検出用パター
ンをレーザーにより形成するときの信号タイミン
グチヤートを示す。 図の1b,5はセンサー、1,2bは感光体を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 感光体と、該感光体に形成される潜像の明部
    電位または暗部電位を検出した後、読取り精度以
    下の明部と暗部とが混在する上記感光体に形成さ
    れる他の潜像の電位とを検出する表面電位検出手
    段と、該電位検出手段により検出された明部電位
    または暗部電位のいずれか一方と、上記の他の潜
    像の検出電位とに基づいて検出しない暗部電位ま
    たは明部電位を演算して求める演算手段と、該演
    算手段により求めた暗部電位または明部電位と検
    出した明部電位または暗部電位とに基づき画像形
    成手段の画像形成条件を制御する手段と、 を備えたこと特徴とする画像形成装置。
JP56114072A 1981-07-20 1981-07-20 電位検出方法 Granted JPS5814845A (ja)

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JP56114072A JPS5814845A (ja) 1981-07-20 1981-07-20 電位検出方法

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JPS5814845A JPS5814845A (ja) 1983-01-27
JPH0563791B2 true JPH0563791B2 (ja) 1993-09-13

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