JPH06149017A - 感光体表面電位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体ドラム表面の実際の帯電量に加えて、
ドラム表面電位に基づく一定時間後における暗減衰量を
推定し、帯電装置のリアルタイム制御を実現して、高速
複写に対応した高精度なドラム表面電位制御を行えるよ
うにする。 【構成】 帯電時に感光体表面に流入する電流値と、現
像部におけるドラム表面電位の暗減衰量との関数関係か
ら導かれた補正情報を有する基準電圧供給回路１９に、
２次側スコロトロン１１によるドラム１の表面電位の検
出値と基準電圧とを比較して得られたパルス幅変調信号
を入力し、この入力パルスのデューティと前記補正情報
とを対照して得られた補正値に対応して基準電圧の電位
を相対的に補正して比較器１３にフィードバックし、こ
の補正した基準電圧とドラム表面電位検出値と比較して
得られたパルス幅変調信号のデューティによって１次側
スコロトロン１０によるドラム表面への帯電量を変更す
るようにした構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機、ファクシ
ミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置に装備される
感光体の表面電位を設定値に制御し得る制御装置に関
し、特に、該感光体の暗減衰特性による表面電位のばら
つきを少なくして高精度に制御し得る制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に複写機は、感光体の移動方向に沿
って、帯電部、露光部、現像部、転写部をその順序で配
設してあり、帯電部で帯電を施された感光体表面に、露
光部で原稿画像の静電潜像が形成され、さらに現像部に
おいて該静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成
され、しかる後、転写部において該トナー像が用紙に転
写されるようになっている。

【０００３】上記のような複写プロセスにおいて、最初
の段階で行われる感光体表面への帯電は、従来よりコロ
ナ放電電極の周囲を感光体表面との対面部分を除いてシ
ールドケースでシールドしてなるコロトロンや、コロト
ロンのシールドケース開口部に該ケースとは絶縁された
グリッド電極を設けてなるスコロトロンにより施されて
いた。

【０００４】しかしながら、コロトロンは優れた帯電効
率を有する反面、帯電むらが生じやすいという問題点が
あり、スコロトロンはグリッド電極に印加されるバイア
ス電圧によって帯電電位を規制することができるので帯
電むらが生じにくいが、帯電効率が劣るという問題点が
ある。このようにコロトロン、スコロトロンのいずれも
一長一短があり、単独使用では不都合が解消し得ないと
いう難点があった。

【０００５】そこで従来では、コロトロンとスコロトロ
ンとを組み合わせ、コロトロンへの印加電圧を一定電圧
に設定し、該コロトロンによって高速帯電を行うと共
に、スコロトロンのグリッド電流の感光体表面電位に対
する高感度な応答特性を利用して、前記グリッド電極へ
の印加電圧を制御することにより、コロトロンにより帯
電を施された感光体の表面電位の安定化を図っていた。

【０００６】しかしながら、上記のような従来構成で
は、コロトロンを帯電装置とし、スコロトロンを帯電む
ら防止装置として各々独立して機能させるだけで、コロ
トロン、スコロトロン相互に動作関連性をもたせていな
いため、近年の複写速度の高速化に対応し得なかった。

【０００７】即ち、複写速度を向上させるには、感光体
の移動速度を高速化しなければならないが、コロトロン
に印加する高電圧を該感光体の高速移動に対応して精度
よく設定することは極めて困難であり、感光体表面の過
剰帯電や帯電不足、更には帯電むらの程度が旧来の低速
機と比較して著しく高くなる。このため、高速機におい
ては、スコロトロンが有する帯電電位規制機能のみで
は、感光体の表面電位の安定化をなし得なかった。

【０００８】そこで、本発明者は先に特開昭６２−１９
４２６７号公報において、コロトロンまたはスコロトロ
ンからなる帯電装置の感光体移動方向下流側にスコロト
ロンを設けることにより、該帯電装置とその下流側のス
コロトロンとにより感光体の帯電を移動方向に沿って２
回に分けて行い、下流側スコロトロンのグリッド電流に
よって感光体の表面電位を検出するように構成する一
方、感光体の表面電位として予め基準電位を設定してお
き、前記下流側スコロトロンで検出された実際の感光体
の表面電位、即ち上流側帯電装置及び下流側スコロトロ
ンの帯電結果と、基準電位との差に基づいて、上流側帯
電装置への印加電圧を制御するようにしたものを提案し
た。

【０００９】上記先行技術のように帯電装置の帯電動作
と、下流側スコロトロンの感光体表面電位の検出動作と
を関連させるようにすれば、下流側スコロトロンのグリ
ッド電流によって検出した実際の感光体表面電位と基準
電位との差を解消するように帯電装置への印加電圧を制
御することができるので、高速機であっても、感光体の
表面電位を基準電位となるように制御し得る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記先行
技術の場合、感光体の表面温度を主たる要因として、そ
の他感光体の劣化の度合い等、種々の要因が複合して生
じる感光体表面電位の暗減衰に対して特別な対策がなさ
れていなかったため、高精度な表面電位制御をなし得な
いという問題点があった。

【００１１】図１３は上記先行技術を用いて感光体の表
面電位を制御した結果を示している。同図に示すもので
は、感光体の表面温度Ｔｄ＝４５℃のときに現像部にお
ける表面電位が適正値となるように基準電圧を設定して
いる。

【００１２】ところが、周知のように感光体は、その表
面感光層がアモルファスシリコン系材料からなるものの
場合、高温域では帯電しにくくなるという温度−帯電特
性が存在するため、感光体の表面温度Ｔｄ＝３８℃のと
きには暗減衰量が小さく、現像部においては過剰帯電と
なる。逆に、該表面温度Ｔｄ＝５１℃のときには暗減衰
量が大きいため、現像部においては帯電不足となり、い
ずれの場合も基準電圧の設定の基となる表面温度との差
が大きくなるほど、現像部における実際の表面電位と設
定値との誤差が大きくなることが判明した。

【００１３】このため、上記先行技術の構成に、例えば
感光体温度を計測する温度センサー等、感光体のおかれ
た複写時における環境状態を検知する手段を付加し、該
温度センサー等の検知手段による感光体温度等の情報を
加味した帯電制御を行うことが考えられるが、それらの
検知手段の検知動作は必然的にタイムラグが生じるた
め、特に高速機においては制御精度の信頼性に問題が残
る。

【００１４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、感光体表面の実際の帯電量に基づいて帯電
装置を制御するだけでなく、これに加えて帯電を施され
た感光体の表面電位に基づく一定時間後における暗減衰
量を推定し、帯電装置のタイムラグのないリアルタイム
制御を実現することにより、感光体の高速移動に対応し
て誤差の少ない感光体の表面電位制御を行えるようにす
ることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の感光体表面電位制御装置では、感光体表面に
帯電を施す帯電装置と、該帯電装置で帯電された感光体
の表面電位を検出する表面電位検出手段と、該表面電位
検出手段の検出電圧と基準電圧とに基づいて前記帯電装
置による感光体表面への帯電量を制御するための制御信
号を発生する制御信号発生手段と、該制御信号発生手段
の出力に基づいて前記表面電位検出手段の検出電圧また
は基準電圧の電位を相対的に補正する比較電圧補正手段
とを具備している。

【００１６】上記構成において、前記帯電装置としては
スコロトロンあるいはコロトロンを用いることができ
る。帯電装置としてスコロトロンを用いた場合、該スコ
ロトロンのグリッド電流が制御されるように構成する。
また帯電装置としてコロトロンを用いた場合、該コロト
ロンのコロナ放電電極に印加する電圧が制御されるよう
に構成する。

【００１７】前記表面電位検出手段は感光体の表面電位
検出信号としてグリッド電流を電流／電圧変換した基準
電圧を制御信号発生手段に与えるスコロトロンによって
構成することができる。また、好ましくは前記制御信号
発生手段の出力信号を、表面電位検出手段の検出信号電
圧と基準電圧とを比較して得られたパルス幅変調信号と
する。

【００１８】比較電圧補正手段は、帯電時に感光体表面
に流れ込む電流値と、帯電後一定期間経過時における前
記感光体表面電位の暗減衰量との関数関係から導かれた
補正情報と、制御信号発生手段の出力とを対照すること
により得られた補正値に対応して表面電位検出手段の検
出電圧または基準電圧の電位を相対的に補正するように
構成されたものとすることができる。

【００１９】

【作用】上記構成によると、帯電装置によって一方向へ
移動する感光体表面に帯電が施され、これによって上昇
した感光体の表面電位が表面電位検出手段によって検出
される。該検出手段の検出電圧は制御信号発生手段にフ
ィードバックされ、該制御信号発生手段では前記表面電
位検出手段の検出電圧によるその時点での感光体表面電
位の情報と基準電圧とに基づいて感光体表面の帯電量を
制御するための制御信号を発生する。

【００２０】該制御信号は比較電圧補正手段において、
表面電位検出手段または基準電圧の電位を相対的に補正
し、これによって前記制御信号が感光体の温度変化等に
よる帯電能の変化を加味した適正値に補正される。この
ように感光体がおかれた環境状態の変化に対応して制御
信号がリアルタイムで変化することにより、帯電装置の
印加電圧制御をタイムラグなく行うことができ、その結
果、感光体の表面電位を高精度に制御し得る。

【００２１】

【実施例】以下、図１〜図６を参照しながら、本発明の
実施例を説明する。図１は本実施例装置が装備された電
子複写機の要部を模式的に示している。同図において、
１は感光体ドラムであって、アルミニウム素管からなる
円筒状支持体１ａの表面にａ-Ａｓ₂Ｏ₃ 等のアモルファ
スカルコゲナイド系や、アモルファスシリコン（ａ-Ｓ
ｉ）系 等の感光体材料からなる薄膜状の感光層１ｂを
形成してなり、機械本体内に設けられた駆動系（図示せ
ず）によって一方向へ移動、つまり図上、矢印Ａ方向へ
回転駆動される。なお、該ドラム１を流れる電流Ｉｐｃ
はグランドへ落とされる（図３参照）。

【００２２】このドラム１の周囲には、帯電部２、露光
部３、現像部４、転写部５、クリーニング部６及び除電
部７がその順序でドラム回転方向に配設されており、前
記帯電部２でドラム１の表面感光層１ｂが帯電された
後、露光部３において該ドラム表面に露光光Ｌ１が照射
されて原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像
には現像部４において帯電トナーが付着されてトナー像
が形成され、さらに該トナー像は転写部５において、レ
ジストローラ８によって送給されてきた用紙（図示せ
ず）に転写される。

【００２３】転写後、ドラム表面に残存するトナーはク
リーニング部６で除去され、最後に除電部７でドラム表
面に除電光Ｌ２が照射されて除電され、前回の帯電時か
らドラム１が丁度１回転して次の帯電に備えられる。一
方、転写部５でトナー像が転写された用紙は定着部９へ
送られ、該定着部９でローラ対間を通過する間に加熱、
加圧されて該用紙上にトナー像が定着される。

【００２４】このような構成を有する複写機において、
本実施例装置は前記帯電部２に関して設けられている。
図２は帯電部２の機械的構成を一部切り欠いて示してい
る。同図において、１０は帯電装置としての１次側スコ
ロトロン、１１は２次側スコロトロンである。２次側ス
コロトロン１１はドラム１を帯電すると共に表面電位検
出手段として機能するものであって、ドラム表面電位の
検出誤差を可及的に少なくするために１次側スコロトロ
ン１０のドラム回転方向下流側に隣接して配置されてい
る。

【００２５】また、いずれのスコロトロン１０、１１
も、直径６０〜１００μｍ程度のタングステンワイヤ等
からなるコロナ放電電極１０ａ、１１ａをアルミニウム
等の導電性に優れた金属材料からなるシールドケース１
０ｂ、１１ｂで包囲するとともに、該ケース１０ｂ、１
１ｂの開口面に数本のワイヤからなるグリッド電極１０
ｃ、１１ｃをケース１０ｂ、１１ｂと絶縁した状態で張
設してなるもので、前記グリッド電極１０ｃ、１１ｃが
ドラム表面と一定距離をおいて対面するように、ドラム
１の長さ方向に沿って配設されている。

【００２６】図３は本実施例装置の電気的構成を模式的
に示している。同図に示すように、複写機の帯電工程に
おいて、１次側スコロトロン１０のコロナ放電電極１０
ａには１次側高電圧定電流電源回路１２ａの出力、具体
的には最大で１０ｋＶ程度，６００〜８００μＡ程度の
高電圧が印加されており、該印加電圧によってコロナ放
電電極１０ａから発生するコロナ電流によりドラム１の
感光層１ｂが帯電される。

【００２７】一方、２次側スコロトロン１１のコロナ放
電電極１１ａには２次側高電圧定電流電源回路１２ｂの
出力、具体的には３.２ｋＶ,６００μＡ程度の高電圧が
印加されており、該印加電圧によって前記１次側スコロ
トロン１０と同様にしてドラム感光層１ｂが帯電され
る。

【００２８】前記２次側スコロトロン１１のグリッド電
極１１ｃを流れるグリッド電流Ｉｇ２はドラム１の表面
電位に依存した値となるので、ドラム１の表面電位が高
くなればグリッド電流Ｉｇ２も増加する。従って、該グ
リッド電流Ｉｇ２が制御系に入力されることにより、ド
ラム１の表面電位を検出することができる。

【００２９】本実施例では、１次側スコロトロン１０に
より帯電を施されたドラム１の表面電位を２次側スコロ
トロン１１のグリッド電極１１ｃを流れる電流Ｉｇ２を
介して検出するようになっており、該グリッド電流Ｉｇ
２を制御系の入力信号とするとともに、該制御系の出力
信号により１次側スコロトロン１０のグリッド電流Ｉｇ
１を制御することにより、ドラム１の表面電位を補正す
るようにしている。

【００３０】前記２次側スコロトロン１１のグリッド電
極１１ｃと後述する制御系の比較器１３の(＋)入力端子
間には第１サージアブソーバ１４が介装されている。該
第１サージアブソーバ１４は２次側スコロトロン１１の
グリッド電圧Ｖｇ２を一定に保持するもので、それ自体
を流れる電流の大きさに拘らず両端電圧を一定に維持す
るように作用する。

【００３１】また比較器１３の(＋)入力端子とグランド
間には電流／電圧変換抵抗１５が接続されており、該抵
抗１５によって２次側スコロトロン１１のグリッド電流
Ｉｇ２が電圧に変換される。本実施例では、該電流／電
圧変換抵抗１５の両端電圧Ｖｇをドラム表面電位の検出
値として比較器１３の(＋)入力端子へ印加し、別途比較
器１３の(−)入力端子に与えられる基準電圧と比較する
ようになっている。

【００３２】本実施例の制御系は、前記比較器１３、ス
イッチングトランジスタ１６、第２、第３サージアブソ
ーバ１７、１８及び比較電圧補正手段としての基準電圧
供給回路１９とにより構成されている。

【００３３】比較器１３では(＋)入力端子に与えられた
前述の電流／電圧変換抵抗１５の両端電圧Ｖｇ、つまり
ドラム表面電位の検出値と、基準電圧供給回路１９から
(−)入力端子に与えられた基準電圧とを比較し、その結
果を増幅して得られた制御信号としてのパルス幅変調信
号をスイッチングトランジスタ１６へ出力する。

【００３４】図４は比較器１３の基本的な動作を説明す
るための波形図である。同図において、Ｃｖは(−)入力
端子に与えられる基準電圧の鋸歯状波、ａは前記抵抗１
５の両端電圧Ｖｇが鋸歯状波Ｃｖの中心電位Ｃｖｃと等
しい場合の該両端電圧Ｖｇの電位、ｂは抵抗１５の両端
電圧Ｖｇが鋸歯状波Ｃｖの中心電位Ｃｖｃよりも高い場
合の両端電圧Ｖｇの電位、ｃは同じく中心電位Ｃｖｃよ
りも低い場合の両端電圧Ｖｇの電位をそれぞれ示してい
る。

【００３５】図４から明らかなように、抵抗１５の両端
電圧Ｖｇが鋸歯状波Ｃｖの中心電位Ｃｖｃと等しい電位
ａの場合、比較器１３のパルス出力Ｐｃａのデューティ
は丁度５０％となる。また、電圧Ｖｇが中心電位Ｃｖｃ
よりも相対的に高い電位ｂの場合、パルス出力Ｐｃｂは
デューティの高いパルス変調波となる。逆に、電圧Ｖｇ
が中心電位Ｃｖｃよりも相対的に低い場合、パルス出力
Ｐｃｃのデューティは低くなる。

【００３６】スイッチングトランジスタ１６は比較器１
３のパルス出力のデューティに対応してＯＮ、ＯＦＦす
るもので、デューティが低いほどＯＮ期間が短くなる。
また、第２、第３サージアブソーバ１７、１８は１次側
スコロトロン１０のグリッド電極１０ｃとグランド間に
直列に接続されており、前記第１サージアブソーバ１４
と同様に、それ自体を流れる電流の値に拘らず両端電圧
を一定に維持するように作用する。また、前記トランジ
スタ１６のコレクタ、エミッタは第２サージアブソーバ
１７の両端に接続されている。

【００３７】この場合、トランジスタ１６がＯＮする
と、第２サージアブソーバ１７は不作動となり、第３サ
ージアブソーバ１８のみが作動する状態となる。このと
きは１次側スコロトロン１０のグリッド電圧は第３サー
ジアブソーバ１８の電圧Ｖｇ11のみとなるとともにグリ
ッド電流Ｉｇ１は増大し、１次側スコロトロン１０のグ
リッド電極１０ｃへ吸収される電荷量が多くなって、そ
の分、ドラム表面に施される帯電量が減少し、その表面
電位が低下する。

【００３８】逆に、トランジスタ１６がＯＦＦのときは
第２、第３サージアブソーバ１７、１８が共に作動状態
となり、１次側スコロトロン１０のグリッド電圧は第
２、第３サージアブソーバ１７、１８の合計電圧Ｖｇ11
＋Ｖｇ12となるとともに、グリッド電流Ｉｇ１は減少
し、１次側スコロトロン１０のグリッド電極１０ｃへ吸
収される電荷量が少なくなって、その分、ドラム表面電
位が上昇する。

【００３９】前記基準電圧供給回路１９は比較器出力で
あるパルス幅変調信号を復調するＰＷＭデコーダ２０
と、ＰＷＭデコーダ２０の出力電圧に基づいて基準電圧
Ｃｖの中心電位Ｃｖｃを補正するＣＰＵ２１と、ＣＰＵ
２１のディジタル出力値をアナログ値に変換するＤ／Ａ
変換器２２とにより構成されている。ＣＰＵ２１には基
準電圧Ｃｖの補正の基準となる鋸歯状波電圧データが予
め設定された値に振幅、周波数を調整された状態で外部
から与えられている。

【００４０】この基準電圧供給回路１９では、前記比較
器１３から出力されたパルス幅変調信号ＰｃがＰＷＭデ
コーダ２０で復調されてＣＰＵ２１に与えられる。該Ｃ
ＰＵ２１では前記復調信号から比較器出力のデューティ
を読み取り、その時点でのデューティに基づいて前記鋸
歯状波電圧データのレベルを補正する。補正された鋸歯
状波電圧データはＤ／Ａ変換器２２によってアナログの
鋸歯状波信号に変換され、比較器１３の(−)入力端子へ
フィードバックされる。

【００４１】次に、本実施例における前記ＣＰＵ２１に
おける鋸歯状波電圧データの補正方法について説明する
と、帯電部２において帯電されたドラム１の表面部位の
電位は、ドラム１が回転して現像部４に達した時点で
は、表面温度をはじめとする種々の要因によって暗減衰
することは前述した通りである。従って図４において、
基準電圧である鋸歯状波Ｃｖが設定電位に固定されてい
るとすると、現像部４におけるドラム表面電位は暗減衰
によって設定値との間でずれが生じ、高精度な電位制御
をなし得ない。

【００４２】そこで本発明者等は、帯電部２においてド
ラム表面に流れ込む電流値と、帯電されたドラム表面部
位が現像部４に達するまでの時間経過によって生じるド
ラム表面電位の暗減衰量との関係を実測してみたとこ
ろ、図５に示すような結果を得た。図５は帯電部２にお
けるドラム表面への流入電流を横軸に取り、現像部４に
おける暗減衰量を縦軸に取った座標に前記実測データを
プロットしたものである。同図において、○印はドラム
温度Ｔｄ＝３８℃の場合、△印はＴｄ＝４５℃の場合、
×印はＴｄ＝５１℃の場合をそれぞれ示している。

【００４３】図５に示すように、１次側スコロトロン１
０の直下の表面電位を一定の電位に帯電するために必要
な該１次側スコロトロン１０からドラム表面への流入電
流が温度が高いほど多くなっているのは、温度が高いほ
ど帯電しにくくなるからである。これは図３の制御系で
いえば、第２、第３サージアブソーバ１７、１８が共に
作動する期間を長くするべく、比較器１３のパルス幅変
調信号のデューティが低くなることを意味している。

【００４４】また、ドラム表面温度が高温のときは暗減
衰量も大きくなり、逆にドラム表面温度が低いときは暗
減衰量も少なくなっている。図５はこれらの関係を示し
ているといえる。図５に示されるように、前記ドラム表
面への流入電流に対する暗減衰量の増減はほぼ比例関数
的に推移することが判明した。

【００４５】ところで、本実施例の制御系では、比較器
１３から出力されるパルス幅変調信号Ｐｃのデューティ
が５０％よりも高いときはドラム表面電位を低下させる
ように作用し、逆にデューティが５０％よりも低いとき
はドラム表面電位を上昇させるように作用する。しか
も、デューティが５０％よりも高いときはドラム１の表
面温度が基準となる温度よりも低い場合に対応し、デュ
ーティが５０％よりも低いときは該表面温度が基準温度
よりも高い場合に対応する。

【００４６】本発明者等は、上記したドラム表面への流
入電流の増減に比較器出力のデューティが対応すること
に注目し、比較器出力のデューティを検知し、ＣＰＵ２
１において、該デューティに対応する現像部４における
暗減衰量を図５に示したドラム表面への流入電流と暗減
衰量との関数関係から導き出し、その結果に基づいて基
準電圧である鋸歯状波電圧データの電位を上下にシフト
させるためのデータベースを作成した。

【００４７】図６はドラム表面への流入電流に対する基
準電圧Ｃｖの補正量を比較器出力のデューティとの関係
で示している。ＣＰＵ２１では同図に示すように検出さ
れた比較器出力のデューティから基準電圧Ｃｖの補正量
を決定している。即ち、図６において、デューティが５
０％のところを基準として、それよりもデューティが高
くなれば、過剰帯電を防止するために基準電圧Ｃｖを上
昇させ、逆に低くなれば帯電不足を防止するために基準
電圧Ｃｖを低下させるようにしている。

【００４８】いま、例えばドラム温度として４５℃を基
準温度とし、このときのドラム表面への流入電流の値を
比較器出力のデューティ５０％と対応させたとして、ド
ラム温度が基準温度よりも高くなっている場合につい
て、図７を参照しながら本実施例をデューティの検出に
よって基準電圧Ｃｖの補正を行わない比較例と対照して
説明する。比較例はドラム１の表面電位の検出値に基づ
いてのみ１次側スコロトロン１０によるドラム表面への
帯電量の制御を行う。

【００４９】２次側スコロトロン１１を介して検出され
る表面電位が規定値より高いとすると、比較器１３から
出力されるパルス幅変調信号Ｐｃのデューティが大きく
なり、１次側スコロトロン１０による帯電量は少なくな
り、表面電位は低くなって規定値と一致するようにな
る。図７において、破線で示す鋸歯状波Ｃｖの中心はＣ
ｖｃであり、比較例ではこの中心Ｃｖｃは上下に動かな
い。従って、鋸歯状波Ｃｖも動かない。Ｐｃはその場合
の比較器１３の出力パルスを示す。

【００５０】しかし、ドラム１の温度が基準温度で一定
であれば、この比較例でも問題ないが、実際にはドラム
１の温度が変化するので、前記比較例では好ましい制御
が必ずしも実現し得ない。例えばドラム１の温度が基準
温度よりも高ければ、帯電部２から現像部４に至るまで
の表面電位低下（減衰）量が大きくなるので、前記パル
ス幅変調信号Ｐｃのデューティによって制御された帯電
量では、現像部４における表面電位は不十分となる。逆
にドラム１の温度が基準温度よりも低い場合は、表面電
位が過大となる。

【００５１】これに対し本実施例では基準電圧供給回路
１９において、該基準電圧の鋸歯状波Ｃｖ’は図７の実
線で示すようにＣＰＵ２１において図６のグラフの関係
から補正された分だけ中心電位Ｃｖｃ’が上方にシフト
された状態で出力される。

【００５２】従って、この補正された基準電圧の鋸歯状
波Ｃｖ’をドラム表面電位の検出値Ｖｇと比較して得ら
れた比較器１３の出力パルス幅は実際のドラム表面電位
の変化量に対応して前記破線で示すパルス幅よりも狭く
なり、換言すればデューティが低下したものとなるた
め、比較例よりもトランジスタ１６のＯＮ期間が短くな
って、１次側スコロトロン１０による帯電量が比較例の
場合より多くなり、実際の温度条件に即したドラム１の
表面電位が得られる。

【００５３】逆に、温度が基準温度より低い場合は、破
線で示すパルス幅よりも広くなり、比較例よりもトラン
ジスタ１６のＯＮ期間が長くなって１次側スコロトロン
１０による帯電量が少なくなり、適切な表面電位が得ら
れる。

【００５４】なお、前記１次側及び２次側スコロトロン
１０、１１のシールドケース１０ｂ、１１ｂはコロナ放
電電極１０ａ、１１ａから与えられる電流Ｉｓをグラン
ド側へ落としているが、このシールドケース１０ｂ、１
１ｂとグランド間の電圧Ｖｓを安定させてスコロトロン
の破壊を防止するために、本実施例では必要に応じて第
４サージアブソーバ２３を介装している。なお、該第４
サージアブソーバ２３は特に小型の放電器を用いた場合
に必要とされるものであって、大型のものでは特に設置
する必要はない。

【００５５】次に、上記構成の動作を説明すると、複写
機のプリントキー（図示せず）の操作と同期してドラム
１が回転駆動する間に、該ドラム表面は１次側スコロト
ロン１０により帯電が施されて表面電位が上昇し、引き
続き２次側スコロトロン１１により更に帯電が施され
る。このとき２次側スコロトロン１１のグリッド電極１
１ｃにはドラム１の表面電位に対応したグリッド電流Ｉ
ｇ２が流れ、該グリッド電流Ｉｇ２は電流／電圧変換抵
抗１５によって電圧Ｖｇに変換され、比較器１３の(＋)
入力端子に与えられる。

【００５６】一方、比較器１３の(−)入力端子には、補
正されていない基準電圧の鋸歯状波Ｃｖが与えられる。
このとき比較器１３からは、該鋸歯状波Ｃｖと電圧Ｖｇ
とを比較することによって得られたパルス幅変調信号Ｐ
ｃが出力される。この場合、該パルス幅変調信号Ｐｃの
デューティはドラム温度が基準温度である４５℃よりも
高くなっているとすると、５０％よりも低い値となる。

【００５７】このデューティを有するパルス幅変調信号
Ｐｃは基準電圧供給回路１９に入力され、ＰＷＭデコー
ダ２０によって復調されてＣＰＵ２１に与えられる。Ｃ
ＰＵ２１ではその復調信号から比較器出力のデューティ
を読み取り、このデューティから基準電圧Ｃｖの鋸歯状
波電圧データの補正量を決定する。この補正量は図７の
グラフに対応して導き出されるものであり、その結果は
図６に示した通り、実測値に基づく現像部４における暗
減衰量と対応する適正値となる。

【００５８】上記のようにして補正された基準電圧Ｃｖ
の鋸歯状波電圧データはＤ／Ａ変換器２２でアナログ信
号に変換されて、比較器１３の(−)入力端子にフィード
バックされる。その結果、比較器１３では基準電圧Ｃｖ
の中心電位Ｃｖｃが上がるので、比較器１３から出力さ
れるパルス幅変調信号Ｐｃ’の幅が狭くなり、つまりデ
ューティが低下し、これによって比較器１３の出力によ
ってＯＮ、ＯＦＦするトランジスタ１６のＯＮ期間が短
くなり、第２、第３サージアブソーバ１７、１８が共に
作動する期間が長くなる。

【００５９】従って、帯電期間内においては、１次側ス
コロトロン１０のグリッド電圧が高くなり、そのグリッ
ド電流Ｉｇ１が少なくなる時間比率が増大して、該１次
側スコロトロン１０のグリッド電極１０ｃへ吸収される
電荷量は多くなる。その分、ドラム表面に施される帯電
量が増大し、その表面電位が上昇する。これはドラム１
の表面温度が高くなった分だけ現像部４における表面電
位が低下するのを補正することを意味している。

【００６０】逆に、ドラム１の表面温度が基準温度であ
る４５℃よりも低いときは、制御系が全て逆に作動し、
ドラム１の表面電位は低くくなるように補正される。こ
のように本実施例では比較器１３のパルス出力のデュー
ティが補正されて１次側スコロトロン１０のグリッド電
極１０ｃを流れる電流Ｉｇ１が変更され、帯電量を増加
または減少させることができる。

【００６１】また、連続複写時等において、ドラムが１
回転し、所定の複写プロセスを終了して再び帯電工程が
開始されるときは、基準電圧供給回路１９のＣＰＵ２１
では補正された基準電圧の鋸歯状波電圧データが元の設
定値に戻され、次回の複写プロセスに備えられる。

【００６２】図８は本発明の他の実施例を示している。
この実施例では、表面電位検出手段としてスコロトロン
１１を用いている点は前記実施例と同様であるが、帯電
装置をコロトロン２４により構成し、該コロトロン２４
のコロナ放電電極２４ａに印加する電圧を制御系によっ
て制御するようにしている点で相違している。なお、本
実施例において前記実施例と構成及び作用が共通する部
分には共通の符号を付し、重複を避けるためにその説明
を省略する。

【００６３】本実施例では、コロトロン２４のコロナ放
電電極２４ａと、該コロナ放電電極２４ａに高電圧を印
加する１次側高電圧定電流電源回路１２ａとの間に印加
電圧可変回路２５が設けられており、この印加電圧可変
回路２５において比較器１３のパルス幅変調信号Ｐｃ’
に基づいて１次側高電圧定電流電源回路１２ａの出力電
圧を制御し、これによって得られた電圧が前記コロトロ
ン２４のコロナ放電電極２４ａに印加されるように構成
している。

【００６４】前記印加電圧可変回路２５は、特にこれに
限定されるものではないが、図９に示すように構成され
ている。この図において、２６は比較器１３から与えら
れるパルス幅変調信号Ｐｃ’によって制御されるリレー
スイッチであって、比較器１３の出力が高レベルのとき
ＯＦＦで、低レベルのときＯＮになる。２７はコンデン
サ、２８は放電抵抗である。この印加電圧可変回路２５
はリレースイッチ２６のＯＮ期間が長ければ出力電圧は
高くなり、ＯＮ期間が短ければ低くなる。

【００６５】上記構成においては、ドラム１が回転駆動
する間に、該ドラム表面はコロトロン２４により帯電が
施されて表面電位が上昇し、引き続きスコロトロン１１
により更に帯電が施される。

【００６６】このときのドラム１の表面電位はスコロト
ロン１１のグリッド電流Ｉｇ２によって検出され、ま
た、基準電圧供給回路１９においては、前記実施例と同
様のプロセスによって、比較器１３のパルス幅変調信号
Ｐｃに基づき基準電圧の鋸歯状波電圧データが補正さ
れ、補正後アナログ変換された基準電圧の鋸歯状波Ｃ
ｖ’と前記スコロトロン１１による表面電位検出値が比
較器１３で比較される。

【００６７】該比較器１３による比較結果はパルス幅変
調信号Ｐｃ’として印加電圧可変回路２５に与えられ
る。この場合、ドラム１の温度が高く、ドラム表面が帯
電しにくい上に暗減衰量が大きいときは、比較器１３の
パルス出力のデューティが低くなるので、リレースイッ
チ２４のＯＮ期間が長くなって、印加電圧可変回路２５
の出力電圧は高くなる。従って、コロトロン２４のコロ
ナ放電電極２４ａによってドラム１に施される帯電量
は、基準電圧供給回路１９によって補正された比較器出
力のデューティに基づいて変化した印加電圧可変回路２
５の出力電圧によって適正量増大し、その表面電位が上
昇するように補正される。

【００６８】逆に、ドラム１の温度が低いときは制御系
が上記とは全て逆に作動し、ドラム１の表面電位が下降
するように補正される。このように本実施例では比較器
１３のパルス出力のデューティに応じてコロトロン２４
のコロナ放電電極２４ａに印加される電圧が変更され、
その結果、コロナ放電電極２４ａにはドラム温度に基づ
いて補正された表面電位と、実際に帯電されたドラム１
の表面電位との差を解消するために必要な帯電量を与え
る電圧が新たに増加または減少されて印加される。

【００６９】なお、上記各実施例では、基準電圧供給回
路１９における基準電圧補正動作として、該基準電圧の
鋸歯状波Ｃｖの波形を変更することなく、２次側スコロ
トロン１１による検出電圧Ｖｇと基準電圧Ｃｖとの比較
値としての比較器出力のデューティを補正して比較器１
３にフィードバックして得られた比較器出力のデューテ
ィに対応してその中心電位Ｃｖｃを上下にシフトさせる
ようにしているが、これとは別のプロセスとして、図１
０に示すように、基準電圧の鋸歯状波Ｃｖの中心電位Ｃ
ｖｃを上下にシフトさせることなく、その振幅を補正さ
れた比較器出力のデューティに対応して変更することに
より、比較器１３の出力パルスＰｃのデューティを変更
することができる。

【００７０】即ち、補正値が０である基準温度における
基準電圧Ｃｖが図１０の破線で示す振幅の鋸歯状波であ
る場合、ドラム温度が基準温度よりも高くなったとき
は、そのときの補正値に応じて該基準電圧の鋸歯状波は
その振幅が図１０の実線で示すように大きくなるように
補正されるようにする。このように基準電圧の鋸歯状波
の振幅を調整することによっても、補正された基準電圧
の鋸歯状波Ｃｖ’とドラム表面電位の検出値Ｖｇとを比
較して得られた比較器１３の出力パルス幅は実際のドラ
ム表面電位の変化量に対応して前記破線で示すパルス幅
よりも狭くすることができる。

【００７１】また、上記各実施例では、比較器１３にお
いて、基準電圧供給回路１９で補正した基準電圧と、表
面電位検出手段としてのスコロトロン１１のグリッド電
流Ｉｇ２によって検出された値とを比較するように構成
したが、図１１に示すように予め設定した基準電圧の鋸
歯状波出力の中心電位Ｃｖｃを補正することなく比較器
１３の(−)入力端子に与える一方、前記スコロトロン１
１のグリッド電流Ｉｇ２を抵抗１５で電流／電圧変換し
た電位Ｖｇを検出電圧補正回路２９によって補正し、そ
の補正された電圧を比較器１３の(＋)入力端子に与える
ようにしてもよい。

【００７２】この場合、前記検出電圧補正回路２９は、
２次側スコロトロン１１による検出電圧Ｖｇと基準電圧
Ｃｖとの比較値としての比較器出力のデューティを補正
して比較器１３にフィードバックして得られた比較器出
力のデューティによって前記スコロトロン１１で検出さ
れた電圧を上下にシフトさせる。即ち、図１２に示すよ
うに、比較器１３においては基準電圧Ｃｖに対して検出
電圧がドラム１の温度によって破線で示す電位Ｖｇから
実線で示す電位Ｖｇ’まで下方にシフトされることによ
り、比較器１３から出力されるパルス幅変調信号Ｐｃ’
のデューティが基準パルスＰｃよりも高くなるように調
整される。

【００７３】なお、表面電位検出手段としては、上記各
実施例のように帯電装置のドラム回転方向下流側に配設
したスコロトロン１１により構成することが望ましい
が、これに代えて表面電位計を使用することも可能であ
る。また、本発明はドラム状感光体を使用した画像形成
装置の他、ベルト状感光体等を使用したものにも適用で
きることは勿論である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の感光体表
面電位制御装置では、帯電装置で帯電された感光体の表
面電位を検出して、その検出結果と基準電圧とを比較し
て得られた制御信号に基づいて、その時点における表面
電位検出手段の検出電圧または基準電圧の電位を相対的
に補正するようにしているので、複写機における連続複
写時のように、感光体が高速移動する場合にも感光体の
表面電位は、該感光体の温度、光、環境条件の変動によ
る帯電能、暗減衰量の変化に即して適正な値に補正され
る。

【００７５】従って、通常の複写動作中に、複写動作を
妨げることなく帯電装置への印加電圧値を補正すること
ができ、帯電不足あるいは帯電むらの虞もなく、しかも
感光体がおかれた環境状態の変化に対応して制御信号が
リアルタイムで変化することにより、帯電装置の印加電
圧制御をタイムラグなく行うことができ、その結果、感
光体の表面電位を高精度に制御し得る。

【００７６】請求項７の比較電圧補正手段を用いたとき
は、帯電時に感光体表面に流れ込む電流値と、帯電後一
定期間経過時における前記感光体表面電位の暗減衰量と
の関数関係から導かれた補正情報と、制御信号発生手段
の出力とを対照することにより得られた補正値に対応し
て表面電位検出手段の検出電圧または基準電圧の電位を
相対的に補正することができるので、温度センサ等のよ
うに感光体周囲の環境状態を計測するための機器も不必
要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例装置を備えた複写機要部を模
式的に示す断面図。

【図２】 帯電部の構成を示す一部切欠斜視図。

【図３】 本発明の実施例における電気的構成を模式的
に示す回路図。

【図４】 比較器の基本的な動作を説明するための波形
図。

【図５】 帯電部におけるドラム表面への流入電流と現
像部における暗減衰量との関係を示す線図。

【図６】 ドラム表面への流入電流に対する基準電圧の
補正量を比較器出力のデューティとの関係で示す示す線
図。

【図７】 比較器における鋸歯状波の中心電位の補正の
様子を示す波形図。

【図８】 本発明の他の実施例における電気的構成を模
式的に示す回路図。

【図９】 印加電圧可変回路の具体的な一例を示す回路
図。

【図１０】 別の基準電圧補正方式による基準電圧と比
較器出力の波形図。

【図１１】 本発明の更に他の実施例における制御系の
要部を示す回路図。

【図１２】 その基準電圧と比較器出力の波形図。

【図１３】 先行技術における時間経過に伴う感光体の
表面電位特性を示す線図。

【符号の説明】

１ 感光体 １０ 帯電装置（１次側スコロトロン） １０ｃ グリッド電極 １１ 表面電位検出手段（２次側スコロトロン） １１ｃ グリッド電極 １３ 制御信号発生手段 １９ 比較電圧補正手段 ２４ 帯電装置（コロトロン） ２４ａ コロナ放電電極 ２９ 基準電圧補正部（検出電圧補正回路）

フロントページの続き (72)発明者 福田 基之 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体表面に帯電を施す帯電装置と、該
   帯電装置で帯電された感光体の表面電位を検出する表面
   電位検出手段と、該表面電位検出手段の検出電圧と基準
   電圧とに基づいて前記帯電装置による感光体表面への帯
   電量を制御するための制御信号を発生する制御信号発生
   手段と、該制御信号発生手段の出力に基づいて前記表面
   電位検出手段の検出電圧または基準電圧の電位を相対的
   に補正する比較電圧補正手段とを具備することを特徴と
   する感光体表面電位制御装置。
2. 【請求項２】 帯電装置はスコロトロンであり、このス
   コロトロンのグリッド電流が制御されるように構成した
   請求項１の感光体表面電位制御装置。
3. 【請求項３】 帯電装置はコロトロンであり、このコロ
   トロンのコロナ放電電極に印加する電圧が制御されるよ
   うに構成した請求項１の感光体表面電位制御装置。
4. 【請求項４】 表面電位検出手段は、帯電装置と感光体
   移動方向下流側で隣接して配置されている請求項１の感
   光体表面電位制御装置。
5. 【請求項５】 表面電位検出手段は、感光体の表面電位
   検出信号としてグリッド電流を電流／電圧変換した検出
   電圧を制御信号発生手段に与えるスコロトロンである請
   求項１の感光体表面電位制御装置。
6. 【請求項６】 制御信号発生手段の出力は、表面電位検
   出手段の検出信号電圧と基準電圧とを比較して得られた
   パルス幅変調信号である請求項１の感光体表面電位制御
   装置。
7. 【請求項７】 比較電圧補正手段は、帯電時に感光体表
   面に流れ込む電流値と、帯電後一定期間経過時における
   前記感光体表面電位の暗減衰量との関数関係から導かれ
   た補正情報と、制御信号発生手段の出力とを対照するこ
   とにより得られた補正値に対応して表面電位検出手段の
   検出電圧または基準電圧の電位を相対的に補正するよう
   に構成されている請求項１の感光体表面電位制御装置。