JPH10228159A - 画像形成装置とその帯電制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、感光体の帯電電位
が不規則に変化してしまい、その結果、得られる画像の
濃度にむらが生じてしまうのを防ぐことを目的とする。 【解決手段】感光体の表面を帯電させる帯電量を電位制
御信号に応じて変化させる帯電手段と、感光体の表面電
位を検知する電位センサと、該電位センサの出力に応じ
て前記電位制御信号を発生する制御回路とを有する画像
形成装置において、前記制御回路は前記感光体の周方向
の複数の点について前記電位センサの出力と所定の目標
電位との差を検出し、この差をなくすように前記制御信
号を形成するような構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置とその
帯電制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの電子写真方式の画像形成装置に
おいては、一般に感光体の表面を一様に帯電させ、画像
情報を担った光で感光体の表面を露光して静電潜像を形
成し、この静電潜像をトナーにより現像してトナー像を
得、このトナー像を用紙上に転写したのち定着すること
により目的の画像を得ている。

【０００３】この電子写真方式の画像形成装置におい
て、高い画質の画像を得るためには各工程において望ま
しい動作条件がある。そのうちで、帯電工程においては
感光体表面が目標電位に均一に帯電することが望まし
い。感光体表面の帯電電位の制御方法に関する技術は、
例えば特開平６−３２４５５７号公報で開示されてい
る。

【０００４】均質な画像を得るためには、感光体の表面
電位が現像位置で一定であることが望ましく、そのため
の望ましい帯電電位は感光体の暗減衰等を考えると外的
要因によって変化してしまう。上記公報はその変化に対
応できるような制御方法を提案するものである。例え
ば、１枚目の画像形成時と１０枚目の画像形成時では、
温度・湿度や累積複写枚数などの外的要因が異なる。よ
って、それぞれの画像形成時にその外的要因を考慮して
望ましい帯電電位を求める。そして、それぞれにおいれ
その望ましい帯電電位となるように制御する。尚、複数
枚の画像間の画像形成時の帯電電位の制御方法に関する
技術については、他の公報でも開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯電工
程では、複数枚の画像間についての制御が必要となるだ
けでなく、１画像形成（１枚の画像形成）期間内におい
ても、感光体の振動や製造工程で生じてしまう感光体の
感光層の厚みの差、感光体の回転の偏心などにより感光
体周方向で帯電電位にバラツキが生じてしまう場合があ
り制御が必要であると考えられる。帯電電位のバラツキ
は、１画像内で画像濃度が不均一になってしまう原因と
なる。従来技術は、複数枚の画像間での感光体の帯電電
位の制御に関するものであり、前述の問題点である１画
像形成期間内の感光体の帯電の均一化については言及し
ていない。

【０００６】本発明は、上記のことを鑑みて、１画像形
成期間中での帯電のバラツキを補正し、同時に画像間の
帯電のバラツキも補正される画像形成装置及びその帯電
制御回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、感光体の表面を帯電させる帯電量を電位
制御信号に応じて変化させる帯電手段と、感光体の表面
電位を検知する電位センサと、該電位センサの出力に応
じて前記電位制御信号を発生する制御回路とを有する画
像形成装置において、前記制御回路は前記感光体の周方
向の複数の点について前記電位センサの出力と所定の目
標電位との差を検出し、この差をなくすように前記制御
信号を形成する構成とする。

【０００８】前記構成においては、電位センサにより感
光体の表面電位が監視され、感光体周方向の複数の点に
おいて電位センサの出力と所定の目標電位に相当するセ
ンサ出力（以下目標電位という）との差が検出される。
そして、制御回路はこの差をなくすように帯電手段を制
御する。帯電手段の制御方法としては例えばグリッド電
圧を変化させる。このような処理を繰り返すことで、感
光体の表面電位が周方向に関し均一化される。また、こ
の処理は１画像形成期間だけでなく、複数枚の画像間に
おいても繰り返すことで、複数枚の画像間の帯電のバラ
ツキも補正される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら実施形
態に基づいて本発明の特徴を具体的に説明する。図１
は、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成を示
す模式図である。

【００１０】同図において２は素管の表面に感光体が施
されたドラムであり、矢印Ｗ方向に一定速度で回転す
る。３は帯電手段としてのスコロトロン型の高圧ユニッ
トである。１は、ドラム２が高圧ユニット３により帯電
され、矢印Ｗ方向に回転するに従って、露光、現像、転
写、分離が行われ画像形成が行われる画像形成装置であ
る。露光位置では露光により画像が潜像として形成さ
れ、現像位置ではトナーにより現像化され、転写位置で
は転写紙に画像が転写されることになる。

【００１１】４はドラム２の表面電位を検知するＶＳセ
ンサ（電位センサ）、５は現像を行う現像スリーブであ
る。１６は現像されたトナー像をドラム２からシート１
５へ転写するための転写チャージャーであり、１７は転
写後のシート１５をドラム２から分離する分離チャージ
ャーである。高圧ユニット３は、ドラム２の軸方向（図
の紙面に垂直な方向）に沿って伸延する放電ワイヤ６
と、放電ワイヤ６の周囲のうちドラム２に対向する面が
欠除された断面コの字型のシールド材７と、シールド材
７の開口面をシールド材７とは非接触で覆うグリッド８
とを備えている。

【００１２】放電ワイヤ６には高電圧が印加されてい
る。グリッド８には高圧電源９により制御電圧が印加さ
れる。この制御電圧を変えるとドラム２表面の帯電電位
も変化する。ＣＰＵ１０はこの制御電圧をＶＳセンサ４
からの出力と予め設定されている補正電圧に基づいて決
定する。尚、ＣＰＵ１０の処理については後述する。

【００１３】１１はＶＳセンサ４での測定電位をデジタ
ル電圧に変換してからＣＰＵ１０に与えるＡ／Ｄコンバ
ータ、１２はＣＰＵからの制御電圧データをアナログ電
圧に変換して高圧電源９に与えるＤ／Ａコンバータであ
る。１３はデータや指示を外部から入力する操作部、１
４はデータ等を記憶しておくＲＡＭである。

【００１４】以下、ドラム２の周方向におけるＶＳセン
サ４の出力と目標電位との差をなくすための本実施形態
における処理について図２のフローチャトを用いて順を
追って説明する。尚、以下の説明におけるドラム２の周
回数は、画像形成装置１のスタートキーが押されてから
１周目、２周目、３周目・・・と数えた値を用いること
にする。よって、再びスタートキーが押されときには、
１周目から数える。

【００１５】ドラム２の１周目では複写に先立ちドラム
２の周方向のデータ取得のための帯電と計測のみを行
う。ステップ＃５でスタートキーが押されるとステップ
＃１０でドラム２の回転をスタートさせる。同時にグリ
ッド８に予め設定されている値の電圧をかけ、ドラム２
の帯電を行う。

【００１６】そして、ステップ＃１５でＶＳセンサ４を
用いて現在のドラム２周方向位置の表面電位（ＶＳ値）
を測定する。尚、ドラム２の周方向の位置を把握するた
めに測定開始時刻、ドラム２の回転速度（一定）、現在
時刻を監視するようにする。ドラム２に測定開始位置の
目印をつけておき、これをセンサで検知して測定タイミ
ングの基準とするようにしてもよい。

【００１７】ステップ＃１５で測定したＶＳ値を、ステ
ップ＃２０で配列Ｘ（ＲＡＭ１４の所定数のアドレスか
ら成る配列）に記録する。配列Ｘには同時に、その測定
したＶＳ値の位置（ドラム２上の位置）を帯電した際の
グリッド電圧の値（１周目では予め設定されている値と
なる）も記録する。配列Ｘのアドレスはドラム２表面位
置に対応するようにする。配列Ｘの各アドレスはＶＳ値
とグリッド電圧の２種類を記憶するように構成されてい
るものとする。

【００１８】ステップ＃２５では、目標電位と配列Ｘに
記録したＶＳ値との差を計算する。そして、ステップ＃
３０ではステップ＃２５での計算値を移動平均を用いて
ＬＰＦ（ローパスフィルタ）にかけ、各要素を配列ＸＸ
に記録する。ステップ＃３５ではドラム２が１周したか
否かを判断し、１周していない場合はステップ＃４０に
進み、先の測定点から微少間隔あけた次の測定点までド
ラム２が回転するのを待つ。

【００１９】次の測定点に達したら、ステップ＃１５か
らステップ＃３５までの処理を繰り返す。ステップ＃３
５でドラム２が１周したと判断した場合は、ステップ＃
４５からの処理に移行する。ステップ＃４５では、配列
ＸＸから現在のドラム２周方向の位置に対応する値を変
数Ａに読み出す。ステップ＃５０では、まず配列Ｘの現
在のドラム２位置に対応するグリッド電圧を読み出す。
そして、この値に、Ａに後述の補正電圧を乗じた値を加
算し、これを補正後のグリッド電圧として出力し、帯電
を行う。

【００２０】ステップ＃５５では、ステップ＃５０で帯
電がおこなわれた位置のＶＳ値を測定し、グリッド電圧
とともに配列Ｘを更新する。ステップ＃６０で目標電位
とステップ＃５５で測定したＶＳ値との差を計算し、ス
テップ＃６５ではこの値をＬＰＦにかけ、各要素で配列
ＸＸを更新する。

【００２１】ステップ＃８５では、複写画像がまだある
かどうかを確認する。まだあれば、ステップ＃９０へ進
み次の測定点に移動するまで待つ。そして、次の測定点
に達したらステップ＃４５からの処理を繰り返す。ステ
ップ＃８５で複写画像がもうなければ、ステップ＃９５
へ進み処理を終了する。

【００２２】〈補正電圧〉上記の処理で用いられる補正
電圧とは、ＶＳ値を１V上げるためのグリッド電圧の補
正値である。この補正電圧は、グリッド電圧の最大値と
最小値の差△ｇｒをグリッド電圧を最大値として帯電し
たときのドラム１周分のＶＳ平均値と、グリッド電圧を
最小値として帯電したときのドラム１周分のＶＳ平均値
との差△Ｖｓで除算した値とする。補正電圧は、画像形
成装置立ち上げ時に測定を行い設定する。尚、メンテナ
ンス時に設定を行うようにしてもよい。また、補正電圧
の代わりにグリッド補正テーブルのようなテーブルを作
成し、そこから配列ＸＸの各要素に対応する値を読み出
すようにしてもよい。

【００２３】〈ドラムの表面電位の様子〉上記処理に従
って補正を行った場合のドラム２の表面電位（実際には
ＶＳ値）の様子について、図３に示すグラフを用いて具
体的に示す。尚、図３ではＶＳセンサ４による測定間隔
を１０ms、目標電位を５Vとして、１周目におけるＶＳ
値が仮に（イ）で示す「測定値」になった場合について
の様子である。

【００２４】１周目のＶＳ値すなわち配列Ｘは、図で見
るように大きくばらついており、さらに目標電位である
５Vからもずれている。各位置で測定値と目標電位との
ズレを計算（ステップ＃２５）すると、（ロ）で示す
「目標とのズレ」のようになる。そして、ステップ＃３
０で「目標とのズレ」を移動平均を使いフィルタをかけ
抽出するとその値つまり配列ＸＸは、（ハ）で示す「ズ
レ分の変換値」のようになる。

【００２５】２周目のステップ＃５０でグリッド電圧を
補正してから測定するＶＳ値は、補正が正確に行われた
のであれば、図３において（ニ）で示す「補正値」のよ
うになる。

【００２６】以上、グリッド電圧の制御によって帯電の
制御を行う例を示したが、この他、放電ワイヤの放電電
流や印加電圧を制御することによって帯電の制御を行っ
てもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、画像形成装置において
感光体の周方向で不規則に変化する表面電位を、電位セ
ンサの位置で均一に目標電位となるように帯電手段の制
御が行われる。よって、濃度が均一な画像を得ることが
可能となる。また、異なる画像間で画像形成段階におけ
る表面電位に差が生じた場合も同時に補正されることに
なるので、複写画像によって、濃度の差が生じてしまう
ようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像形成装置の概略構成図。

【図２】本実施形態の処理手順を示したフローチャー
ト。

【図３】本実施形態の処理手順に従った場合のドラム電
位の様子を示した図。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ ドラム ３ 高圧ユニット ４ ＶＳセンサ ８ グリッド ９ 高圧電源 １０ ＣＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の表面を帯電させる帯電量を電位
   制御信号に応じて変化させる帯電手段と、感光体の表面
   電位を検知する電位センサと、該電位センサの出力に応
   じて前記電位制御信号を発生する制御回路とを有する画
   像形成装置において、 前記制御回路は前記感光体の周方向の複数の点について
   前記電位センサの出力と所定の目標電位との差を検出
   し、この差をなくすように前記制御信号を形成すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記電位制御信号は制御電圧であり、前
   記制御回路は前記電位センサの出力の単位変化量に対す
   る前記制御電圧の変化量を予め設定しておき、その設定
   量と上記差を用いて制御信号を形成する請求項１に記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 画像形成装置の感光体の表面を帯電させ
   る帯電量を電位制御信号に応じて変化させる帯電手段
   と、前記感光体の表面電位を検知する電位センサとに接
   続され該電位センサの出力に応じて該制御信号を発生す
   る帯電制御回路において、 前記感光体の周方向の複数の点について前記電位センサ
   の出力と所定の目標電位との差を検出し、この差をなく
   すように前記制御信号を形成することを特徴とする帯電
   制御回路。