JPH07109533B2 - 電子写真感光体の表面電位安定化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は表面の帯電電位の差による静電潜像を形成す
る電子写真感光体の一様帯電電位を安定化する方法に関
する。

（ｂ）従来の技術 複写機やレーザプリンタ等に用いられる電子写真感光体
は、静電潜像形成前に表面が600〜800Vの電位に一様帯
電され、帯電された電荷を画像を露光して光除電し静電
潜像を形成するものである。こののちこの静電潜像はト
ナーによって現像され用紙に転写されて印刷物が作成さ
れる。以上のような画像形成プロセスにおいては感光体
表面の一様帯電電位が、形成される画質に大きな影響を
与える。すなわち、一様帯電の電位が適当でない場合、
形成された画像に地のカブリを起こしたり、画像濃度が
低下する等の不都合が生じる。一様帯電電位を安定化さ
せ上記のような問題を解決するため、一様帯電工程前に
感光体表面に除電光を照射して感光体をある程度光疲労
させる表面電位安定化方法が現在く広用いられている。

（ｃ）発明が解決しようとする問題点 ところで、感光体は画像形成プロセスに使用されるのに
伴って徐々に光疲労していき、また、使用されず休止す
ることによって徐々にこの光疲労は回復していく。しか
しながら従来の光除電による表面電位安定化方法はいつ
行われる画像形成プロセス時においても同じ光量の除電
光を照射していた。上記のように、長時間の休止後と連
続動作中とでは感光体表面の光疲労状態が異なり、この
ような除電方法では一様帯電電位を一定に保つことがで
きない問題点があった。

そこで、従来より休止時間に応じて除電光量を変化させ
る方法が提案されている（特公昭49年4337号，特開昭57
年147782号）。しかしこれらいずれの提案においても連
続動作中の除電光量の制御については提案されておら
ず、連続動作に伴う光疲労状態の変化には対応すること
ができない問題点があった。さらに、特開昭57−185072
号や特開昭59−164582号では、連続動作時間や休止時間
に基づいて除電光量などを関数的に制御する技術が示さ
れているが、この種の制御方式では短時間の画像形成動
作に対しては除電光量の減少設定が少ししか行われない
ことになる。しかし、実際の画像形成プロセスにおいて
は、短時間の動作であっても、最初に浅いエネルギー準
位に電荷がトラップされるため疲労は急激であり、上記
従来の方式ではこの疲労に追従した適正な制御がなされ
ない問題点があった。

この発明は、このような問題点に鑑み、動作による感光
体の疲労特性に合わせて除電光量を変化させることによ
り一様帯電の電位を安定化させる電子写真感光体の表面
電位安定化方法を提供することを目的とする。

（ｄ）問題点を解決するための手段 この発明は、画像形成プロセス動作における帯電工程前
の感光体表面に、設定された除電光量の除電光を照射し
て帯電電位を安定化する電子写真感光体の表面電位安定
化方法であって、 前記除電光量を、動作中は連続動作時間に応じて減少さ
せて設定変更し、動作終了時に前記連続動作時間に応じ
た量さらに減少させて設定変更するとともに、休止時間
中は次の動作開示時の除電光量を該休止時間に応じて増
加させて設定変更する ことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明の電子写真感光体の表面電位安定化方法を画像
形成装置に用いれば、連続動作に伴って除電光量を徐々
に減少させ連続動作に伴う感光体の疲労を補償して表面
電位を一定に保つことができる。さらに短時間の使用で
あっても浅いエネルギー準位に大きな電荷が残留するこ
とを考慮して、動作終了時にさらに所定量除電光量を減
少して設定する。これによって、次の動作開始時の除電
光量を適正なものにすることができる。

（ｆ）実施例 〈１〉実施例の構成の前提となる原理 以下図面を参照してこの発明の実施例である電子写真感
光体の表面電位安定化方法が使用される複写機について
説明する。

この実施例は、感光体表面の電荷残留特性が、 深いエネルギー準位に残留する電荷量は浅いエネル
ギー準位に残留する電荷量よりも少なく、その量は対数
的に減少してゆく。

電荷は浅いエネルギー準位から、順に残留してゆ
く。

残留した電荷は浅いエネルギー準位のものから順に
解放されてゆく。

このような特性を有することにより、感光体の使用によ
る疲労は対数的変化曲線を描いて進行してゆき、休止に
よる回復も対数的変化曲線を描いて進行してゆくことを
考慮した実施例である。ここで、対数的変化とは初めは
速く徐々にその程度が緩やかになる変化をいう。また、
感光体が一度完全に疲労しこの疲労が完全に回復されな
いまま再度使用された場合、最も深いエネルギー準位に
残留した電荷は解放されないまま、再度浅いエネルギー
準位から電荷が残留してゆく。これによって、電荷が浅
いエネルギーと深いエネルギーとに離れて残留し、この
間に電荷が残留しないエネルギー準位が生じることがあ
る。このように疲労した感光体は浅いエネルギー準位の
電荷が解放される時の回復曲線と深いエネルギー準位の
電荷が解放される時の回復曲線とが不連続になる。

そこでこの実施例は、連続動作しているときにはその動
作に伴って感光体表面の光疲労が徐々に増大していくた
め一様帯電工程前の除電光量を徐々に減少させていく。
その減少量は対数的に変化するように行われる。これ
は、感光体表面の光疲労特性を補正して帯電時の疲労状
態を同一にし、帯電電位を安定化するためである。ま
た、休止後次の動作を開始するとき、その休止時間の長
さに応じて、前回の動作終了時よりも除電光量を増加し
て設定する。このとき、前回の動作の動作開始時の除電
光量までは短い休止時間に対応させて増加し、それ以後
は徐々に（長い休止時間に対応させて）増加するように
設定する。それぞれの除電光量の増加曲線は対数曲線的
になるように設定すればよい。このように制御するの
は、浅いエネルギー準位に残留している電荷と深いエネ
ルギー準位に残留している電荷の解放特性に合わせて制
御するためである。

これらの制御を行うことによって、連続動作時において
も長時間の休止後であっても全く同様の感光体表面電位
を保つことができる。

〈２〉実施例の構成の説明 第３図はこの発明の実施例である電子写真感光体の表面
電位安定化方法が使用される複写機の制御部の概略ブロ
ック図である。感光体ドラムの除電ランプ27を制御する
マイクロコンピュータ20には制御プログラムや後述する
デューティ比テーブルが記憶されているROM21およびカ
ウンタＡ〜C,フラグおよびタイマが設定されているRAM2
2が接続されている。またこのマイクロコンピュータ10
にはインターフェイス23,24を介して信号入力装置25お
よびドライバアレイ26が接続されている。信号入力装置
25は画像形成装置全体の動作を統轄する主制御部を含
み、除電ランプ27の動作開始や動作停止の命令が出力さ
れる。またドライバアレイ26は除電ランプ27を点灯させ
る装置であり、パルス幅制御によって点灯のデューティ
比を増減することができる。

第２図は前記ROM21に設定されるデューティ比テーブル
の例を示す。このテーブルの横軸には動作時間が割り当
てられ、縦軸には休止時間が割り当てられている。テー
ブル内にはそれぞれの休止時間後の連続動作時間に対応
する除電ランプ27の点灯デューティ比が記憶されてい
る。動作時間，休止時間とも10段階に分割され、それぞ
れ分割された各段階の時間は指数的に増加するようにさ
れている。これによって、動作時間、休止時間経過によ
る点灯デューティ比は対数的に変化することになる。こ
れは感光体の疲労・回復特性に合わせたものである。ま
たさらに、除電ランプ27の点灯デューティ比は動作時間
が経過するにしたがって指数的に減少するように（すな
わちデューティ比の分母が指数的に増加するように）さ
れている。これもまた感光体の疲労・回復特性に合わせ
たものである。

〈３〉実施例の動作の説明 次にこのデューティ比テーブルに基づく除電ランプ27の
制御方法を説明する。

（１）複写機のメインスイッチ（電源スイッチ）がオン
されたのちのウォームアップの間除電ランプ27はフル光
量で点灯して感光体を完全に疲労させる。これによっ
て、動作開始時の帯電電位を安定させる。

（２）こののちすぐ使用される場合は、一様帯電工程前
の除電ランプ27の点灯デューティ比（以下「除電光量」
という。）は1/40である。感光体が完全に疲労している
ため多くの光量を照射する必要がないからである。

（３）完全疲労状態から休止すると感光体は徐々に回復
してゆく。この回復に合わせるため、休止時間に応じて
除電光量が増加するように設定される。この場合、デュ
ーティ比テーブルにおいて縦軸の各段階の休止時間が経
過するごとに参照する段を下げてゆき、格段の先頭を動
作開始時の除電光量として設定する。

例えば、1000秒の休止ののち動作が開始されるときには
縦軸の休止時間の1000秒に対応する段（６段目）のデー
タに基づいて除電光量制御が行われる。動作開始時の除
電光量は1/15（6E:デューティ比テーブルの座標を表
す。以下同じ））であり、この除電光量による制御が20
秒間継続される。

（４）以下、連続動作し横軸の区間時間が経過する毎に
参照する行を右に移動して除電光量を減少してゆく。

上記の例であれば、前記20秒経過後の36秒間は1/17の除
電光量で点灯され（6F）、以下1/20（6G:65秒）、1/24
（6H:117秒）,1/30（6I:208秒）,1/40（6J）の順に除電
光量を減少してゆく。

（５）使用後短時間の休止して動作が再開される場合の
除電光量制御方法説明する。ここで、前回の動作が（6
E）から（6G）まで行われ、30分（1800秒）休止したの
ち動作が再開される場合について説明する。なお休止中
は、その時点で動作が再開された場合の除電光量を設定
する。

上記のように（6G）で前回の動作が終了した場合は
最初に1/24（3H）が設定される（設定は前記カウンタＡ
に記憶することによって行われるが、デューティ比テー
ブルの該当欄をポインタで示すようにしてもよい。）す
なわち、前回の動作終了時の除電光量よりも一段階低い
除電光量が設定される。これは、前回の動作においてす
でに1/20（6G）の制御段階にはいっているため、最初に
1/20（4G）を設定すると制御過剰になるおそれがあるか
らであり、また短時間の使用で最初の段階の区間時間を
経過しないまま使用が終了した場合には、この使用によ
って浅いエネルギー準位に残留した大きな電荷分を考慮
する必要があるからである。

こののち休止時間の経過に伴って（3H）→（4G）→
（5F）→（6E）→（7D）→（8C）→……と各段の先頭行
の除電光量が設定されてゆく。ここで、前回の動作開始
時の除電光量である1/15（6E）までは、各段に本来対応
する区間時間にかかわらず第１段〜第３段に対応する区
間時間で除電光量の設定を移行させてゆく。すなわち、
（3H）で60秒経過後（4G）へ移行し、（4G）で114秒経
過後（5F）へ移行し、さらに（5F）120秒経過後（6E）
へ移行する。これまでの休止時間に解放された電荷は前
回の動作において蓄積された残留電荷であり浅いエネル
ギー準位に残留していたものであるため速やかに解放さ
れるからである。この制御を浮動時間制御という。

ところがこれ以後の休止時間においては、前回の動
作以前から残留し深いエネルギー準位に捕らえられてい
る電荷を解放するため感光体の回復は緩やかになり、完
全疲労時から回復する場合と同様の回復特性を示す。そ
こで、これ以後設定される除電光量は各段に本来対応す
る区間時間で移行するようにした。すなわち、（6E）が
設定されて594秒経過後（7D）に移行し、（7D）で1002
秒経過後（8C）に移行する。この制御を固定時間制御と
いう。

この結果上記例で、30分休止ののち動作が再開され
る時点においては1/12（8C）が設定されていることにな
る。

また、デューティ比テーブルで明らかなようにいずれの
段に基づいて除電光量が制御されても、各除電光量（デ
ューティ比）で除電ランプ27が照射される時間は同じに
なるようにされている。これは、各除電光の使用による
感光体の疲労は動作開始時の疲労状態にかかわらず同じ
だからである。

ここで、前記RAM12に設定されているカウントＡ〜C,フ
ラグおよびタイマの機能を説明する。カウンタＡは上記
のように連続動作時間や休止時間に基づいて設定される
除電光量を記憶するカウンタである。カウンタＢは前記
浮動時間制御を行っている間、現在属している区間を記
憶するカウンタである。またカウンタＣは前回の動作の
動作開始時の除電光量を記憶するカウンタである。フラ
グは複写機が動作中であることを記憶するためのもので
ある。また、タイマは動作時間，休止時間を計時するも
のであるが、本実施例の場合、あらかじめ設定された所
定の区間時間を減算してゆくタイマである。

第１図のフローチャートおよび第４図に示すデューティ
比テーブルに基づいて前記制御部の動作を説明する。こ
のフローチャートにおいては説明を容易にするため動作
時間および休止時間をそれぞれ５段階に分割して簡略化
したデューティ比テーブル（第４図）に基づく制御を説
明する。メインスイッチがオンされて動作がスタートす
るとn1でイニシャル処理を行う。こののち感光体ドラム
の回転が開始するまで待機し（n2）、感光体がウォーミ
ングアップのために回転を始めると除電ランプ27（この
フローチャートにおいて除電ランプをPFLと記す。）を
フルデューティで点灯させる（n3）。この点灯を感光体
ドラムが停止するまで継続する（n4）。これによって感
光体は一旦完全に疲労する。こののちこの装置は動作可
能となり、利用者による動作開始（除電ランプオン命令
の受信）を判断するまで（n5）、n20以下の動作を行
う。

n20では休止時間の区間を記憶するカウンタＢおよびフ
ラグをリセットする。次に除電光量を記憶するカウンタ
Ａが“4"であるか否かを判断し、“4"であれば休止によ
ってこれ以上制御レベル上がることはないためn5に戻っ
て動作がスタートするまで待機する。カウンタＡの内容
が“4"よりも小さければn22以下の動作に進む。n22では
前回の動作の動作開始時の除電光量を記憶しているカウ
ンタＣの内容と現在の除電光量を記憶しているカウンタ
Ａの内容とが同一であるか否かを判断する。同一でなけ
れば（カウンタＡの内容のほうが小さければ）n23〜n33
に進み、同一であればn34以下の動作に進む。n23〜n33
の動作は浮動時間制御であり、n34〜n44の動作は固定時
間制御である。

n23以下の浮動時間制御において、n20でリセットされた
カウンタＢの値を判断する。カウンタＢが“0"のときに
はn23からn27に進み、カウンタＢに“1"を設定し（すな
わち１が加算され）、タイマに174秒の値を設定する（n
27）。こののちn31,n32においてこのタイマのカウント
が終了するかまたは除電ランプがオンとなる（複写動作
がスタートする）まで待機する。タイマのカウントが終
了すれば休止時間の１区間時間が経過したことであるた
めn33でカウンタＡに１を加えて除電光量を１段上昇さ
せたのちn21に戻る。n24〜n26,n28〜n30も同様の動作を
カウンタＢの値がそれぞれ“1",“2"および“3"のとき
に対応させて行うものである。このとき前記タイマには
それぞれ324秒,942秒および2712秒が設定される。また
タイマのカウント途中で除電ランプがオンされた場合に
は以上の動作は途中でキャンセルされn32からn5に進
む。

一方n34〜n44の固定時間制御動作においては除電光量を
記憶しているカウンタＡの内容に基づいて前記n23〜n33
の動作と同様の動作を行う。すなわちカウンタＡの内容
が“0"のときにはn34からn38に進み、タイマに174秒を
設定してn42以下に進む。n42,n43では前記n31,n32と同
様タイマのカウント終了または除電ランプのオンがある
まで待機し、タイマのカウントが終了したときには除電
光量を１段階上げるためカウンタＡに１を加えて（n4
4）n34に戻り、除電ランプがオンされたときにはn43か
らn5に戻る。同様の動作が、カウンタＡ“1"の場合（n3
5,n39）、カウンタＡが“2"の場合（n36,n40）、カウン
タＡが“3"の場合（n37,n41）についても行われ、カウ
ンタＡの内容が“4"になったとき、休止時間がこれ以上
継続しても制御レベルが上昇することはないためn5に戻
って除電ランプの点灯（複写動作スタート）があるか否
かを判断する。

一方複写動作がスタートし除電ランプがオンされた場合
にはn5からn6に進む。n6ではフラグのセット／リセット
を判断する。フラグのリセットは今回の複写プロセス動
作において最初にこの動作を行うことを意味するため、
n7でフラグをセットしこのときのタウンタＡ（動作開始
時の除電光量）の内容をカウンタＣに記憶したのちn8に
進む。フラグがセットされているときには今回の複写プ
ロセス動作においてすでにこの動作を行っているため、
直接n8に進む。n8ではコピーランプがオンしているかオ
フしているかを判断する。コピーランプがオンしている
ときには画像形成動作中であるため途中で除電光量を変
更すると一枚の画像中で画質が変わってしまうためコピ
ーラプがオフするまでn5,n6およびn8で待機する。連続
複写動作中には各複写プロセスの合間にコピーランプが
オフされるタイミングがあるため、その時間にn9〜n17
の動作を行う。

n9〜n12ではカウンタＡの値を判断する。カウンタＡの
値が“1"〜“4"の場合にはn14〜n17に進み、それぞれ対
応する除電光量（デューティ比（1/20,1/13,1/10,1/8）
を設定し、カウンタＡの内容を１減算して設定された除
電光量対応する区間時間（182秒,56秒,18秒,8秒）を設
定したのちn18に進む。n18およびn19ではこのタイマの
カウントを終了するかまたは除電ランプがオフされるま
で待機する。タイマのカウントが終了すればn18からn5
にもどってコピーランプのオフを判断したのち（n8）複
写プロセスの合間に次の除電光量設定を行う。またタイ
マのカウント途中で除電ランプがオフされたときには複
写動作が終了したものとしてn20以下の動作に進む。

なお、複写動作が開始されたときにはまず除電ランプが
オンされその他の準備動作が終了したときコピーランプ
が点灯するようにされているため、最初の動作において
は必ずn5,n6,n7およびn8を経てn9以下の動作が行われ
る。ここで、そのとき設定されているカウンタＡの内容
に基づいて除電光量が設定されたのち、カウンタＡの内
容が１減算されるため、１枚の複写プロセスのみで動作
が終了し除電ランプがオフされた場合でも除電光量は１
段下げられた状態でn19からn20の動作に抜けることにな
る。すなわち、短い複写作業が行われ区間時間を経過す
るほど連続動作時間しないまま複写プロセス動作を終了
した場合であってもその動作によって感光体は疲労して
おり、これに伴う感光体の疲労を考慮しなければ除電光
量が大きすぎて画質の低下を来してしまう。このため動
作終了時のカウンタＡには動作中の除電光量よりも１段
下げられた除電光量が設定されるようにしている。

この実施例においては連続動作時間，休止時間および除
電光量を段階的に分割，制御するようにしたが、画像形
成プロセス毎に無段階に制御するようにすることもでき
る。この場合、動作時間と制御レベルおよび休止時間と
制御レベルをそれぞれ特定の関数として表し、動作時間
および休止時間を変数として制御レベルを算出するよう
にすればよい。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、連続動作にしたがって
徐々に除電光量が減少していくため動作に伴う感光体の
疲労を補正して常時感光体表面の帯電電位を一定に保つ
ことができる。さらに、連続動作終了時に所定量（上記
実施例の場合１段階）除電光量を減少して設定すること
より、連続動作終了直前の動作および短時間動作による
感光体の疲労を補正することができ、次の動作開始時の
補正を適正なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である感光体の表面電位安定
化方法が使用される複写機の制御部の動作を示すフロチ
ャート、第２図は前記複写機のメモリ上に設定されるデ
ューティ比テーブルを示す図、第３図は前記複写機の制
御部のブロック図、第４図は前記動作説明を容易にする
ため簡略化されたデューティ比テーブルを示す図であ
る。 27−除電ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木梨 洋 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 油井 勇飛 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 川端 格 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 仲田 徹 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 (56)参考文献 特開 昭55−151652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−101959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−164582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−117586（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成プロセス動作における帯電工程前
   の感光体表面に、設定された除電光量の除電光を照射し
   て帯電電位を安定化する電子写真感光体の表面電位安定
   化方法であって、 前記除電光量を、動作中は連続動作時間に応じて減少さ
   せて設定変更し、動作終了時に前記連続動作時間に応じ
   た量さらに減少させて設定変更するとともに、休止時間
   中は次の動作開示時の除電光量を該休止時間に応じて増
   加させて設定変更することを特徴とする電子写真感光体
   の表面電位安定化方法。