JPH0611931A

JPH0611931A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0611931A
Application number: JP4169437A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamiya; 裕二神谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真感光ドラムの特性が、使用量により
部分的に変化することに起因する形成像の画質の低下を
防止する。【構成】感光ドラムの軸方向における特性を検知し、
この検知結果にもとづいて感光化のための均一帯電手段
と現像手段間に設けた光源の光量を、上記軸方向にみて
独立して調整する。なお、この検知結果は感光ドラムの
使用領域の頻度に対応する。【効果】感光ドラムの使用量に応じて像形成状況を調
整することで、使用量に関係なく均一な画質の像形成を
可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真技術を使用して
いる複写機、印刷機、ＦＡＸ、プリンター等において、
画像諧調性の長期安定化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体等の像担持体上、または
転写材上の任意画像電位量あるいはトナー濃度量を読み
取るセンサーを用いて、潜像、転写等各種電極、像担持
体の汚れや劣化、現像器のトナー劣化、コート量の不良
等による画像悪化要因を検知する画像形成装置が従来か
らあった。

【０００３】また、電子写真技術の構成プロセス条件を
変動させることで、画像悪化を最小にする技術が従来か
らあった。構成プロセス条件の変動とは、帯電器の電気
的要因、露光量、現像バイアスの電気的要因または現像
スリーブ内の磁気的要因、転写及び分離の電気的要因、
定着器の電気的・力学的要因等を元の状態から変動させ
る技術である。

【０００４】また、全領域でないにしても、簡単な画像
領域の分割による修復も従来技術としてあった。例え
ば、原稿照明ランプの露光スリットを調節することや、
帯電器を複数に分け、独立制御系を持たせて電気的要因
を調節する、あるいは、レーザーデジタル露光により露
光量を変化させる等である。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】電子写真技術の構
成プロセス条件を変動させることは、画像形成装置全体
を変動させる。このため、例えば多用する複写サイズの
関係等から像担持体の時定領域の酷便などが原因し、あ
まり用いられることなく長期時間経過後も正常な領域で
は、プロセス条件を変動させると、逆に画像が悪化す
る。このように、領域によって異なる濃度変動を引き起
こした画像形成装置では、プロセス条件を調節しても、
正常な画像は得られない場合があった。

【０００６】また、画像領域を分割して修復する技術で
は、領域の細分割による修復が難しかった。レーザーデ
ジタル露光では、細分割化は可能であるものの、コピー
中の補正が速度的に無理であり、時間当たりのコピー枚
数を減少させるなどして対応していた。

【０００７】本発明は、このような従来の問題を解決す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、像担持体の軸方向の特性を検知し、この検知結果
にもとづいて帯電手段とその下流側の画像露光位置との
間に配設した複数の光源の発光量を、上記像担持体の移
動方向と交わる方向で独立して制御する。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の一実施例を示す画像形成装
置の構成を説明する概略構成図であり、１は複写機、印
刷機、ＦＡＸ、プリンター等で共有の電子写真技術を使
用した画像形成装置本体である。

【００１０】像担持体に帯電を与える一次帯電器４、帯
電部にトナーを付与する現像器５、転写材にトナーを移
し転写材をはがす転写分離帯電器６、像担持体上の余分
なトナーを除去するクリーナー７、除電をする発光器３
が、像担持体である感光ドラム２の周りに配置されてい
る。この感光ドラム２上に帯電、現像されたトナー像
を、転写材デッキ９より搬入された転写材上に前記転写
分離帯電器６により転写させ、搬送ベルト１０により定
着器８を通して、排紙トレイ１１に排紙される。また、
補助部品として、トナーを補給するためにホッパー１２
が現像器５上に配置され、分離を機械的に補助するため
に分離爪１３が感光ドラム２に近接して配置されてい
る。

【００１１】一方、原稿照明ランプ２１と反射板２２に
より、原稿台プラテンガラス２９上の原稿を照明する。
その反射光を反射ミラー２３、２４、２５及び、拡大縮
小レンズ２６と露光ミラー２７を通して、画像露光口２
８から感光ドラム２に原稿画像を露光する。

【００１２】そして、本発明による画像修復を実現する
ための手段として、感光ドラム２に対して軸上に表面電
位を測定する走査型電位センサー４１が、ドラム回転方
向にあって画像露光口２８の後方に配置されている。こ
の走査型電位センサーは図２に示すように、走査台４３
に取り付けられ、ガイドレール４２上を画像有効範囲３
２０ｍｍに渡って走査をする。走査方法は、画像形成装
置本体１に固定されたラックピニオン４６と走査台４３
内のステッピングモータ４４及びピニオンギア４５を使
用して、外部から制御する。そして、ソフトウェアの制
御だけではなく、信頼性の為に、ガイドレール４２の両
端にリミットスイッチ４７が走査駆動制御の安全スイッ
チとなっている。

【００１３】本発明では、感光ドラム軸上の濃度ムラを
補正するために、ドラム上有効画像領域を１ｍｍ間隔で
読みとり、修復するために、ガイドレールやギア等の機
械的摺動部分は精度良く設置、駆動しなければならな
い。また走査測定時の位置出しにも、ステッピングモー
タのステップ数から算出し、かつリミットスイッチのリ
セットによる初期位置の確認も行えるようにしている。

【００１４】さらに、本発明による画像修復を実現する
ための手段が、図１のＬＥＤ群５１である。このＬＥＤ
群は一次帯電器４と画像露光口２８との間にあってドラ
ム上に対置され、転写材四辺にトナー画像を転写させな
い、いわゆるブランク露光装置を兼ねているだけでな
く、多段階に発光量が調節できる。

【００１５】図３にＬＥＤ群５１の概略構成図を、図４
にＬＥＤ群５１の概略ブロック図を示す。前記のよう
に、１ｍｍ間隔で修復するため、画像有効範囲３２０ｍ
ｍに渡って、３２０個のＬＥＤが配列されている。

【００１６】図３に示すように、各ＬＥＤは発光光量分
布を有するが、全点灯した場合に光量が均一になるよう
に設定されている。そのため、隣合うＬＥＤの発光分布
は重なりあい、ＬＥＤの中間では両方の照射を受けて、
単一ＬＥＤの光量とほぼ等しい光量だけ受光する。ＬＥ
Ｄは６４個ずつ、５つのセグメントに分割して、セグメ
ント毎に発光するダイナミック方式により制御されてい
る。そして、ＬＥＤ群５１を取り付けたＬＥＤ発光部品
に隣接して、ソース型トランジスタアレイ５２とシンク
型トランジスタアレイ５３とインターフェースＩＣ５４
が専用のＬＥＤ制御用ＣＰＵ５５に接続されている。こ
のＬＥＤ制御用ＣＰＵ５５にはＲＡＭ５６とＲＯＭ５７
が接続され、５つのセグメントを順次繰り返し発光する
ようなデータとプログラムとが書き込まれている。１個
のＬＥＤを点滅させる発光回路を図５に示す。各ＬＥＤ
は、４ビット１６段階の発光諧調を持つが、１ビット分
をブランク露光と兼用としている。そのため抵抗５８に
対して、抵抗５９の抵抗値を特に低くして、発光量を増
大している。従って、実質８階調の多段階発光とＯＮ／
ＯＦＦのブランク露光を兼ね備えている。

【００１７】なお、本発明では、帯電後露光前にＬＥＤ
群を用いたが、本発明の効果を発揮するためにＥＬ素子
や液晶シャッターによる露光でもよい。または、レーザ
ー＋ポリゴンミラーによる露光装置を用いてもよい。Ｌ
ＥＤ群は安価であること、小型化が出来ること、輝度調
整が用意であることから採用している。

【００１８】また、走査型電位センサー４１を走査・測
定制御する制御部６１が、ＬＥＤ制御用ＣＰＵとも接続
されており、帯電状態を監視、修復といった一連の制御
を司っている。この制御部は、不図示のメイン制御用Ｃ
ＰＵと測定データを保管するＲＡＭ及びプログラム格納
ＲＯＭとインターフェース等各種周辺装置より構成され
ている。

【００１９】図６に、帯電状態の修復についての動作フ
ローチャートを示す。まず、測定モードでは、原稿照明
ランプを消灯状態として帯電させ、走査型電位センサー
を駆動して測定する。測定値は制御部６１内部の制御用
メインＣＰＵにより補正量を算出して、位置による一次
元のテーブルとしてＲＡＭに保存する。本発明によるテ
ーブルの大きさは３２０×４ビットである。一方このテ
ーブルをＬＥＤ制御用ＣＰＵ付属のＲＡＭに転送して測
定モードを終了する。

【００２０】次に、コピー時では、通常の帯電の後、前
述のＬＥＤ群を点灯させて、帯電電位のばらつきを減少
させる。そして、露光、現像、転写、分離、定着といっ
た各過程を処理して、転写紙にトナー像を形成する。

【００２１】ところで、測定モードにおいて、帯電とＬ
ＥＤ点灯による補正を、同時に数回繰り返してもよい。
帯電電位量を走査型電位センサーで測定し、ＬＥＤ点灯
用のテーブルに補正量を書き込むという動作を繰り返し
て、フィードバック制御を実施することで、より正確な
補正量を求めることができる。

【００２２】このように、走査型電位センサーと帯電後
・露光前に多段階発光型のＬＥＤ群を配置することで、
感光ドラム上の帯電電位量の変動を減少させることがで
きる。

【００２３】図７から図１０に帯電電位量の様子を示
す。横軸には、軸方向の位置を０〜２５ｍｍ程度示し、
縦軸に、ドラム表面電位を示した。図７では、修復前の
帯電分布不良による暗部電位が理想電位４００Ｖからず
れ、場所によっては、かぶり、濃度薄といったコピー画
像となる。一方、本発明による、多段階発光型のＬＥＤ
を点灯させた結果、図８に示すように、異常放電をして
いる高電位領域が減少し、帯電分布の平滑性が向上し
た。

【００２４】また、図６における、測定モードとコピー
時の帯電量を共に通常の１．２倍程度故意に増加させた
時の電位分布が図９である。図６に比べ、全体的に電位
量が増加していることがわかる。そして、多段階発光型
のＬＥＤを点灯させて修復した結果が図１０である。図
からわかるように、通常の帯電量で放電させた時の修復
結果（図８）よりもさらに、平滑性が向上し、良好な修
復が達成できている。これは、図７の低電位領域でさえ
も修復の対象となるからである。

【００２５】なお、本発明による画像形成装置はアナロ
グ式の電子写真複写機に限定するものではない。デジタ
ル露光では露光源そのものにフィードバックさせること
が可能であるが、原稿露光系と修復系を分離した方が、
修復処理時間が少なくて済む。したがって、デジタル式
の電子写真技術を用いたＦＡＸ、プリンター等において
も効果を発揮する。

【００２６】（実施例２）上記実施例１では、図３に示
したように、ＬＥＤ群５１は感光ドラムの長手方向３２
０ｍｍに亘って、１ｍｍ間隔で配列されていた。一方、
図１１に示すように、３２０ｍｍに亘って２列のＬＥＤ
を合計６４０個配列してもよい。この場合、２列目のＬ
ＥＤ３２０個は、１列目のＬＥＤに対して０．５ｍｍず
つずれた配置となり、１列目の各ＬＥＤの中間に２列目
の各ＬＥＤが配列されるようになっている。

【００２７】また、実施例１では、６４個ずつ５セグメ
ント化したＬＥＤ群のダイナミック制御を実施したが、
本実施例では、２列目と共にダイナミック制御を実施し
ている。即ち、６４個ずつ１０セグメント化してＬＥＤ
を点灯させている。この場合、点灯時間は半減し、点灯
から次の点灯までの間隔が長くなるが、ＬＥＤ制御用Ｃ
ＰＵ５５の動作クロックを上げて解決している。さら
に、単位時間当たりの露光量も減少するが、ＬＥＤ点灯
用の抵抗値を全体的に下げるか、ＬＥＤそのものを高輝
度発光のものに変更するかで解決できる。

【００２８】そして、修復系が０．５ｍｍピッチに変更
されたため、測定系である走査型電位センサー等も０．
５ｍｍピッチで測定することが望ましい。ただし、本実
施例では１ｍｍピッチで測定した後、各測定値を補間し
てこれを修復のためのデータとした。したがって、ＬＥ
Ｄ制御用ＣＰＵ５５に付属のＲＡＭ５６内の補正テーブ
ルの大きさは３２０×４ビット＋３２０×４ビットとな
る。後半の３２０×４ビットは２列目のデータで、１列
目のデータとの中間値をとって補間演算としている。な
お、２列目最後端３２０個目のＬＥＤは、中間値をとる
データが１列目に１つしか存在しないので、ＬＥＤを省
略するか、１列目の３２０個目のデータをそのまま値と
して転送するかのいずれの方法をとってもよい。

【００２９】ところで、本実施例では、２列目のＬＥＤ
を使用したが、当然３列以上のＬＥＤ群を使用してもよ
い。この場合には、より細かく滑らかな補正が可能とな
る。

【００３０】（実施例３）実施例１では走査型電位セン
サーを用いて帯電電位量の均一化に注目した。一方、図
１２に示すように感光ドラム２に対して、現像器５と転
写分離帯電器６の中間に走査型反射濃度センサー７１を
用いてもよい。この他にも、転写分離帯電器６とクリー
ナー７間の転写後残留トナーを、または転写分離後の転
写紙上の未定着画像を、あるいは定着後のコピー画像
を、走査型反射濃度センサーを使って感光ドラム長手軸
方向のトナー濃度を測定してもよい。いずれの方法にも
走査型のセンサーあるいはＣＣＤカメラ等で読み込むこ
とが可能となる。走査型センサーの場合、図２の電位セ
ンサー素子と交換してドラムに対置させれば、走査型電
位センサーと走査原理は同じである。ただし、トナー像
は感光ドラムもしくは転写紙を停止して読みとることが
出来る。

【００３１】このようにトナー像を読みとることは、以
下の点について電位測定よりも有利となる。それは、原
稿照明光量分布、現像器トナー諸条件といった変動要因
についての補正が可能となる。即ち、電位センサーは、
一次帯電器と感光ドラムの変動要因の補正、修復を目的
としていたが、下流のプロセス条件である現像もしくは
転写分離もしくは定着まで修復の対象となる。ただし本
実施例では、現像器後のドラム上のトナー濃度を測定し
ている。したがって、転写分離と定着の要因は除いてい
る。

【００３２】図１３に図９と同等の考えで、帯電量を
１．２倍に設定し、かつある一定濃度の原稿を露光し、
感光ドラム上に現像させたときのドラム上トナー濃度を
示している。横軸には、軸方向の位置を０〜２５ｍｍ程
度示し、縦軸はドラム上トナー濃度である。本実施例で
は、ある一定濃度を実現するために、図１２に示すよう
な標準濃度板３０を露光系２０〜２７に投影し、ドラム
面へ露光している。標準濃度板は理想出力濃度を０．８
にするような濃度を有している。

【００３３】図１３では経時変化等により、濃度のばら
つきがあるが、帯電量を１．２倍にしているので、全体
として０．８以上の濃度となっている。そして、図１４
では、本発明による多段階発光型のＬＥＤを点灯させて
修復を実施した際の濃度分布を示している。明らかに、
濃度のばらつきが減少し、電位分布のむらとトナー付着
量のむらを合わせての修復が実現されている。

【００３４】

【発明の効果】経時変化したプロセス要因に対して、特
にアナログ露光型式の画像形成装置では、円滑な修復が
行えなかった。そこで、本発明による、帯電後露光前の
多段階発光装置を用いることで、修復が可能となる。こ
れは一次帯電器による帯電量を、通常よりも増加した後
に実施することにより、帯電分布に対して、一層修復の
幅が広がっている。

【００３５】そして、帯電電位量の調節を通して、現像
等、帯電以外の要因についても修復が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した画像形成装置の概略構成図。

【図２】本発明を実施した走査型電位センサーの概略構
成図。

【図３】本発明を実施した多段階発光型ＬＥＤ群の概略
構成図。

【図４】本発明を実施した多段階発光型ＬＥＤ群の概略
ブロック図。

【図５】本発明を実施した多段階発光型ＬＥＤの概略ブ
ロック図。

【図６】修復を実施する動作フローチャート。

【図７】修復実施前後の帯電電位量を示した図。

【図８】修復実施前後の帯電電位量を示した図。

【図９】修復実施前後の帯電電位量を示した図。

【図１０】修復実施前後の帯電電位量を示した図。

【図１１】実施例２で用いた２列式ＬＥＤ発光装置の概
略構成図。

【図１２】実施例３で用いた走査型反射濃度センサーの
概略構成図。

【図１３】実施例３の修復実施前後の転写紙上トナー濃
度を示した図。

【図１４】実施例３の修復実施前後の転写紙上トナー濃
度を示した図。

【符号の説明】

２感光体ドラム４一次帯電器５現像器６転写分離帯電器７クリーナー２８画像露光口３０標準濃度板４１走査型電位センサー４２ガイドレール４６ラックギア５１多段階発光型ＬＥＤ群５５ＬＥＤ制御用ＣＰＵ６１センサーを制御する制御部７１走査型反射濃度センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を帯電し、画像露光によって静
電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって現像し、転
写上へトナー像を転写する画像形成装置において、像担持体の帯電電位量、または像担持体上あるいは転写
材上のトナー濃度量の検知のために、上記像担持体の進
行方向と直交する方向で複数のポイントを検知するセン
サーと、帯電手段と現像手段との間にあって、上記直交する方向
に配列された複数の光源とを有し、プロセスの進行方向で同じ位置にある光源を、センサー
の検知結果と所定値との差に応じて、その発光量を制御
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、上記複数の光源は帯
電手段と画像露光位置との間に配設した画像形成装置。