JPH0695465A

JPH0695465A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0695465A
Application number: JP4075168A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Fukushima; 久史福島; Shunkai Sako; 春海酒匂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】潜像形成を伴わない前回転を省略して、画像形
成時間を短縮する。【構成】感光体１の周囲に、前露光ランプ２、帯電器
３、露光手段５、電位センサ２５、現像器１１を配置す
る。これらは、いずれも制御装置２８に連結してある。
感光体１の後回転時に、感光体１の表面電位を電位セン
サ２５で測定する。この測定結果に基づいて、制御装置
２８が、高圧制御部３０または前露光量制御部３２を介
して、帯電器３のグリッドバイアスまたは前露光ランプ
２の前露光量を調整する。これにより、感光体１の表面
電位を、画像不良を起こさない所定範囲内に制御する。
後回転時にこのような制御を行っておくことで、従来必
要とされていた前回転を積極的に省略して、画像形成時
の１回転目から潜像形成を開始しても、画質は低下しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは感光体の帯
電性や感度の安定化を目的とした、いわゆる前回転を省
略した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の一例として、図８に、レ
ーザ光を用いて潜像を形成するレーザビームプリンタ
（以下「ＬＢＰ」という）の概略を図示する。ＬＢＰ
は、印字品位が高い上、印字速度が速いことから、近
時、パーソナルコンピュータやワードプロセッサの出力
用として広く用いられているものである。

【０００３】ＬＢＰに対し、プリント（画像形成）スタ
ートを指示すると、像担持体としての感光体１は矢印Ｒ
１方向に回転する。まず、前露光ランプ２によって感光
体１の表面の残留電荷を除去し、帯電器３にて感光体１
表面を一様に帯電する。そして、上記動作を感光体１の
１回転の間継続する。つまり、露光、現像等を行わず
に、そのまま感光体１を１回転するのである。この回転
は、前回転と呼ばれ、潜像形成に先立ち感光体１の帯電
性や感度を安定させるために行う。すなわち、プリント
スタート前の感光体１の帯電性や感度は、その時点での
感光体１の状態（履歴）によって大きく異なることか
ら、これらを補正して、感光体１の表面状態を安定させ
るものである。つづいて、前回転で１回転した感光体１
の２回転目に対し、１回転目と同様に、前露光、帯電を
行って感光体１の表面を一様均一に帯電した後、今度
は、露光手段５によって潜像を形成する。露光手段５
は、信号発信部６から出力された画像データ７に応じて
駆動させる半導体レーザ９を備えており、半導体レーザ
９から発信されたレーザ光は、ミラー１０によって感光
体１に導かれてその表面を露光し、静電潜像を形成する
ものである。この静電潜像の形成は、画像部に露光する
一方、非画像部は露光しない、いわゆるイメージスキャ
ニング露光によって行われる。

【０００４】感光体１上の静電潜像は、感光体１の矢印
Ｒ１方向の回転に伴って、現像器１１に対向する位置に
移動し、ここで顕像化される。現像器１１内に収納され
たトナー（現像材）は、あらかじめ帯電されており、現
像スリーブ１２を介して感光体１上の静電潜像に転移付
着され、静電潜像を可視化してトナー像とする。

【０００５】感光体１上のトナー像は、つづいて転写帯
電器１３まで回転し、転写材Ｐに転写される。転写材Ｐ
はカートリッジ１５ａに収納されていたものが給紙ロー
ラ１５ｂによって給紙され、レジストローラ１５ｃを介
して感光体１の回転に合せて供給されたものである。

【０００６】トナー像が転写された転写材Ｐは、その
後、分離帯電器１６によって感光体１から分離され、定
着器１７でトナー像が定着された後、排紙トレイ１５ｄ
上に排出される。

【０００７】転写材Ｐに転写されないで感光体１上に残
った残留トナーは、クリーナ１９によって除去される。

【０００８】これら一連の画像形成プロセスは、一般に
プリントスタート後、単色のコピーであれば感光体１の
１回の回転によってすべて終了することができ、また、
このような感光体１を１つ備えた４色フルカラープリン
タであれば、感光体１の４回の回転によって４色フルカ
ラーの画像を形成することが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
ると、画像形成を進行させるという点においては、直接
これに寄与しない前回転を行うために、つまり、例えば
単色のコピーであれば２回転、４色フルカラーコピーで
あれば５回転といった具合に、感光体１を１回転余分に
回転させるために、画像形成時間を短縮するのが困難で
あるという問題があった。特に、感光体１の周囲に複数
の現像器１１を配設する形式の４色フルカラープリンタ
では、感光体１の外周長が長くなる傾向にあり、感光体
１の周速が一定（プロセススピードが一定）である場合
には、前回転にかかる時間がそれだけ多くなり、ロスタ
イム（前回転が画像形成プロセスを進行させないという
意味において）が長くなる。

【００１０】なお、感光体１上の静電潜像を現像する
際、トナーをキャリアによって運ぶ、いわゆる２成分現
像を行うことで、原稿画像の中間調の再現性を向上させ
ようとするときには、殊に、上述の前回転によって感光
体１の帯電性や感度を安定化させることが肝要であると
いわれている。

【００１１】そこで、本発明は、感光体の後回転時に、
感光体の表面状態を所定範囲内に制御することにより、
潜像形成時に、感光体の１回転目から潜像形成を行い、
画像形成時間を短縮するようにした画像形成装置を提供
することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、感光体の周囲に、潜像形成
手段、現像手段を配設し、前記感光体の回転に基づいて
静電潜像、トナー像を順次形成してなる画像形成装置に
おいて、後回転における前記感光体の表面状態を検知す
る検知手段と、該検知手段の出力に基づいて、前記表面
状態を所定範囲内に制御する制御装置とを備え、該制御
装置によって所定範囲内に制御された前記感光体の表面
に対し、該感光体の１回転目から前記潜像形成手段が潜
像形成を行うことを特徴とする。

【００１３】この場合、前記検知手段を、前記感光体の
表面電位を検知する電位センサとすることができる。

【００１４】また、前記制御装置が、前記感光体の表面
電位を所定範囲内に制御するようにしてもよい。

【００１５】さらに、現像手段が複数の現像器を有し、
これらの現像器によって複数色のトナー像を形成するこ
ともできる。

【００１６】

【作用】以上構成に基づき、後回転の際に、検知手段が
感光体の表面状態（例えば表面電位）を検知する。そし
て、この検知手段の出力に基づいて、制御手段が感光体
の表面状態を所定範囲内に（例えば表面電位を所定の電
位内に）制御する。つまり、この制御によって従来の前
回転に代わり、感光体の表面の帯電性や感度の安定化を
図る。このように安定化した感光体に対しては、画像形
成スタート時に、前回転を行わずに、感光体の１回転目
から静電潜像を行った場合でも、画像不良を起こすこと
はない。

【００１７】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１８】図１に本発明に係る画像形成装置の一実施
例としてレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）の概略構成を
図示する。なお、図８（従来例）と同一部分は同一記号
を付し、これらの説明は省略する。〈第１実施例〉ＬＢ
Ｐ本体には、潜像形成手段として前露光装置（前露光ラ
ンプ）２、帯電装萱（帯電器）３、露光手段５が配設さ
れ、また現像手段として、現像器１１が配設されてい
る。

【００１９】さらに、ＬＢＰ本体には画像処理部２０が
連結されている。この画像処理部２０（後に詳述）にデ
ジタル画像データ２２と基準クロック信号２３を入力
し、画像濃度に応じてほぼ連続的にパルス幅変調された
２値化画像データ２１を出力する。２値化画像データ２
１は露光手段５を形成するレーザ駆動部２４に入力され
て半導体レーザ９を駆動し、これにより変調されたレー
ザ光が出力される。図２で説明したように半導体レーザ
９からのレーザ光は、感光体１上を走査し、帯電器３に
よってあらかじめ一様に帯電された感光体１の矢印Ｒ１
方向への回転に伴って感光体１の表面に２次元の静電潜
像を形成する。次に静電潜像は現像器１１によって可視
化され転写材Ｐ上に転写される。転写されないで残った
いわゆる残留トナーはクリーナ１９により除去補集され
る。転写後、転写材Ｐは感光体１から分離され、定着器
１７によってトナー像が定着された後、排紙トレイ１５
ｄに排出される。

【００２０】感光体１のレーザ光露光位置の少し下流に
は、電位検知手段としての電位センサ２５が配設されて
いる。電位センサ２５は、感光体１の表面に近接して設
けられており、感光体１の表面の静電潜像の電位検出を
行う。電位センサ２５の出力は電位測定部２６に入力さ
れて電位が測定される。この測定された電位はアナログ
値であるため、Ａ／Ｄ変換器２７によりデジタル信号に
変換され制御部（制御手段）２８に入力される。

【００２１】制御部２８はマイクロコンピュータ等のＣ
ＰＵ、このＣＰＵの制御プログラムやデータ等を格納し
ているＲＯＭおよびＣＰＵのワークエリアとしてのＲＡ
Ｍ、さらには各種Ｉ／ＯポートやＤ／Ａ変換部等を備
え、ＬＢＰ全体の制御を行うとともに後述する各種制御
部への指示信号をアナログ信号により出力する。

【００２２】制御部２８には、高圧制御部２９、３０が
接続されている。高圧制御部２９は帯電器３の放電ワイ
ヤの帯電電流を制御する高圧制御部、また、高圧制御部
３０は帯電器３のグリッドバイアス電圧を制御するグリ
ッドバイアス電圧用の高圧制御部である。制御部２８に
は、さらに前述のレーザ駆動部２４の外に、現像バイア
ス電圧制御部３１、前露光制御装置３２が連結されてい
る。レーザ駆動部２４は、半導体レーザ９を駆動すると
ともにレーザ光の強度を制御するものであり、現像バイ
アス電圧制御部３１は現像器１１の現像バイアス電圧を
制御するものである。前露光制御装置３２は、前露光ラ
ンプ２の露光量を制御する。

【００２３】図２は画像処理部２０のブロック図であ
る。なお、図１と同一部分は同一符号で示している。

【００２４】デジタル画像データ２２はＤ／Ａ変換器２
０２によってアナログ画像信号２０３に変換され、比較
器２１１の一方の端子に入力される。２０７はタイミン
グ信号発生回路であり、基準クロック信号２３を入力し
て画素クロック２０４やパターン信号発生器２０９への
スクリーンクロック２０８を作成して出力している。パ
ターン信号発生器２０９はスクリーンクロック２０８を
もとにパターン信号２１０を出力し、比較器２１１の他
方の端子に入力している。

【００２５】２値化画像データ２１は画素クロック２０
４に同期して入力され、Ｄ／Ａ変換器２０２は画素クロ
ック２０４に同期してアナログ画像信号２０３を出力す
る。スクリーンクロック２０８は画素クロック２０４の
周期を整数倍したクロック信号で、例えば三角波である
パターン信号２１０の周期を規定している。

【００２６】アナログ画像信号２０３とパターン信号２
１０は比較器２１１により比較されて、アナログ画像信
号２０３の方が大きいときは０、小さいときは１とし
て、パルス幅変調された２値化画像データ２１が作成さ
れ出力される。

【００２７】図３は図２の各部のタイミングを示すタイ
ミングチャートである。

【００２８】ここではスクリーンクロック２０８は画素
クロック２０４の２倍の周期をもつクロックとしてい
る。デジタル画像データ２２が００（白）から１６進数
のＦＦ（黒）に段階的に変化するとき、パターン信号２
１０によりパルス幅変調された２値化画像データ２１の
パルス波形を示している。このようにパターン信号２１
０の振幅を変えることによって、デジタル画像データ２
２の入力レベルと２値化画像データ２１のパルス幅ＰＷ
０、ＰＷ１等の関係を変えることができる。

【００２９】図４は８ビットのデジタル画像データ２２
（００からＦＦまでの２５６個のデータ）を入力したと
き、画像処理部２０によってほぼ連続的なパルス幅変調
を行い、２値化画像データ２１をＬＢＰの画像形成部に
入力し、レーザ光による露光から表面電位への変換、表
面電位から濃度への変換を行った場合の対応を示すセン
シトメトリである。

【００３０】ここで、画像処理部２０は階調性の良い画
像出力を得ることを目的としていたのであるから、２値
化画像データ２１の入力レベルと再生画像の濃度との関
係はリニア（直線的）であることが望ましい。しかるに
図４でわかるようにリニアな部分は、△印（同図中５０
で示す）から○印（同じく５１で示す）までの部分であ
る。よって５０の部分の入力レベルを００、５１の部分
の入力レベルをＦＦとすることによって、８ビットのデ
ジタル画像に対し良好な階調性が得られるようにする。

【００３１】２値化画像データ２１のパルス幅を入力レ
ベルに対応させ、図３に示したように、白レベル（０
０）に対するパルス幅ＰＷ０、黒レベル（ＦＦ）に対す
るパルス幅をＰＷ１とする。一方、電位センサ２５によ
って測定される感光体１表面電位をそれぞれ白レベルに
対応する電位をＶ_０、黒レベルに対応する電位をＶ_１と
する。

【００３２】これらの電位Ｖ_０、Ｖ_１は、遮光状態の暗
部電位Ｖ_Ｄ、全点灯状態の明部電位Ｖ_Ｌとは異なる場合
が多い。しかるに画像形成に使用している領域は、△印
（５０）から○印（５１）までの領域であり、Ｖ_０、Ｖ
_１を目標値に近づけることで安定した良質な画像を形成
させている。

【００３３】ところで、従来の潜像形成は、図５（ａ）
に帯電前後の表面電位を経時的、模式的に示したよう
に、感光体１（以下、適宜「ドラム」という。）を１回
転以上空回転させている。これは、前回の帯電履歴が不
均一に残っている場合に発生する帯電電位ムラを防止す
るためである。従来は、ドラム後回転時に除電を加える
ことによって、ゼロ電位近傍にドラム表面電位全体を押
える方法も用いているが、それでも転写帯電の履歴等に
よって、図５（ｂ）に示すように、必ずしも均一に除電
されない場合が生じ、これにより帯電電位ムラを防止す
るために潜像形成時、前回転を行っていた。したがっ
て、その空回転分の無駄な時間が生じていたわけであ
る。

【００３４】本発明は、前回転を積極的に省略するよう
にしたものである。

【００３５】前回の画像形成（コピー）時の後回転中
に、前記電位センサ（検知手段）によって、感光体１の
表面電位を測定する。この測定に基づいて、制御装置２
８が、高圧制御部３０を介して帯電器３のグリッドバイ
アスを調整し、または前露光制御部３２を介して前露光
ランプ２の露光量を調整することによって、露光手段５
の露光に先立つ感光体１の表面電位を所定範囲内、つま
り、その後の潜像形成、現像を行ってトナー像を形成し
たときにトナー像の濃度が好適となる範囲内に帯電させ
るものである。

【００３６】このように、図６に図示するように、潜像
形成開始前の、後回転時に感光体（ドラム）表面電位を
所定範囲内に均一にならすことによって、潜像形成に際
しては、初めの１回転目から潜像形成を開始することが
できる。つまり、潜像形成を伴わない前回転を積極的に
省略して１回転目から潜像を形成した場合であっても、
現像後の画像品質を低下させることがない。

【００３７】なお、図７に示すように、後回転時に、感
光体１の表面がなかなか均一にならないときは、後回転
を適当回数だけ繰り返し、この間に順次感光体１の表面
電位の制御を行って、均一になったら後回転を終了する
ようにすればよい。

【００３８】ところで、現像手段が複数の現像器１１に
よって構成され、しかもこれらの現像器１１が感光体１
の周囲に沿って配置されているときには、感光体１の直
径が大きくなって、外周の長さが長くなりがちである。
４色フルカラーの複写機は、一般に、マゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックの４色の現像器１１を備えてお
り、これらの現像器１１を感光体１の周囲に配置してな
るものが知られている。このような複写機にあっては、
前述のように感光体１が大きくなりがちであるから、感
光体１が１回転する時間が長くなる。したがって、前回
転の時間も長く、上述の制御によって、この前回転を省
略することは特に効果的である。〈第２実施例〉後回転時のドラム表面電位均一化制御手
段として、帯電器３グリッドバイアス変化による制御や
前露光量変化による制御の例を示したが、本発明はこれ
に限るものではない。他の均一化手段として、例えば、
ＤＣ重畳ＡＣ印加のコロトロンを均一化手段として新た
に追加してもよい。〈第３実施例〉第１実施例では、帯電電位の均一化制御
を行う例を示したが、本発明は、これに限るものではな
い。例えば、後回転時の帯電電位及び像露光後電位をと
もに均一化制御することが、特にフルカラー画像形成装
置においては有効であり、これにより、さらに安定した
画像形成を次の画像形成のドラム１回転目から行うこと
ができる。

【００３９】また、上述実施例では、ドラム形状のもの
を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例
えば、ベルト状感光体を用いた場合でも本発明を適用し
た場合にドラム状のものと同様の効果を得ることが可能
である。〈第４実施例〉前述の第１、２、３実施例では、ドラム
表面電位を測定することにより、その均一化制御を行う
例を示したが、本発明は、これに限られるものではな
い。例えば、後回転時に均一な潜像形成を行い、その潜
像を現像器により顕像化した際のドラム表面の像濃度を
検知することにより、均一化制御を行ってもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
感光体の後回転時に、感光体の表面状態を所定範囲内に
制御しておくことにより、画像形成時の１回転目から潜
像形成を行った場合においても、画像品質が低下するこ
とがない。したがって、従来必要とされていた前回転を
積極的に省略して、画像形成時間を短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略を示すブロッ
ク図。

【図２】画像処理部のブロック図。

【図３】画像処理部の各部の動作タイミングを示すタイ
ミングチャート。

【図４】露光、表面電位、濃度等の対応関係のセンシト
メトリを示す図。

【図５】(a) 、(b) は、従来のドラム回転数とドラム表
面電位との関係を示す図。

【図６】本発明に係るドラム回転数とドラム表面電位と
の関係を示す図。

【図７】後回転のドラム回転数とドラム表面電位との関
係を示す図。

【図８】従来の画像形成装置の概略を示すブロック図。

【符号の説明】

１感光体２潜像形成手段（前露光ランプ）３潜像形成手段（帯電器）５潜像形成手段（露光手段）１２現像手段（現像器）２５検知手段（電位センサ）２８制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体の周囲に、潜像形成手段、現像手
段を配設し、前記感光体の回転に基づいて静電潜像、ト
ナー像を順次形成してなる画像形成装置において、後回転における前記感光体の表面状態を検知する検知手
段と、該検知手段の出力に基づいて、前記表面状態を所定範囲
内に制御する制御装置とを備え、該制御装置によって所定範囲内に制御された前記感光体
の表面に対し、該感光体の１回転目から前記潜像形成手
段が潜像形成を行う、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記検知手段が、前記感光体の表面電位
を検知する電位センサである、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記制御装置が、前記感光体の表面電位
を所定範囲内に制御する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記現像手段が複数の現像器を有し、こ
れらの現像器によって複数色のトナー像を形成する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
載の画像形成装置。