JPS59182469A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は画像形成装置、特に感光ドラムなどの感光体上
の潜像電位などの表面状態を検出してその結果により画
像形成条件を制御する複写装置などの画像形成装置に関
するものである。

従来技術 上記のような感光ドラムを用いる画像形成装置、特に複
写装置の動作モードは大きく２つに分けることができる
。第１には感光ドラムが回転駆動され、感光および現像
か行なわれる動作モードすなわち画像形成領域（以下画
像領域という）と、画像形成に備えて帯電量、露光量な
どを決定する制御動作モードすなわち非画像領域である
。

この非画像領域において、従来の感光ドラムと現像器ス
リーブが同一の駆動源により回転駆動される方式の複写
装置では、感光ドラムと現像器スリー７か同時に回転駆
動されるので、感光ドラム上の電位によってはトナーが
感光ドラムに吸着され、消費される、という問題があっ
た。

この点に鑑みて、従沫の複写装置などにおいては非画像
領域の感光ドラム回転の際にはいわゆるブランク露光を
行ない、感光ドラムへのトナー付着を防止するのが普通
であった。また、現像バイアスをトナー付着が起きない
ような値に切り換えるような試みもすでに一実施されて
いる。

しかし、画像濃度を安定化するために潜像電位を電位セ
ンサにより検出し、その検出結果に応じて画像形成条件
を制御する自動制御機構を有する複写装置においては、
画像濃度制御のために明部電位と暗部電位の両方を感光
ドラム上に形成する必要があること、ブランク露光用の
ランプの立ち上がり詩間が大きく、また、このランプ自
身の照度のばらつきも大きいことなどから、原稿画像の
潜像が形成されない非画像部に、明部電位だけでなく暗
部電位も分布するようになるので、非画像部全体のトナ
ー付着を防止するためにはブランク露光用のランプに光
量の大きい（すなわち電力消費の大きい）ものを使用し
たり、あるいはまた負トナーを用いる場合には現像バイ
アスに高い電圧を与える必要があった。

たとえば感光ドラムの感光体にＣｄＳを用い、暗部電位
が＋５００Ｖに設定されているＩｆ写装置においては、
非画像領域においては現像ローラに＋６００Ｖのバイア
スを与えてトナー付着を防止していた。

−・方、感光ドラムの表面電位に関連した現像特性には
第１図に示すような特徴がある。すなわち、反転現像と
呼ばれる現象がそれであり、感光ドラムの表面電位の極
性がトナー電荷の反発方向であっても所定のｉｆｆ　（
第１図では一５００Ｖ）を越えるとトナーが感光ドラム
に吸着され始める（現像バイアスがＯｖの場合）。従っ
て、前記のように現像バイアスを＋ｊｏｏｖに固定して
おくと、低′屯位あるいは明部に相当する領域では非画
像領域においてかなりの量のトナーが感光ドラムに刺着
し、消費される、という欠点があった。

目　　　的 本発明は以上の問題点を解消するためになされたもので
、無駄なトナー消費を防止することができる画像形成装
置を提供することを目的とする。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。ただし、以下の実施例では複写装置を例に説明す
る。

第２図には本発明に係る複写装置の概略構成が図示され
ている。感光ドラム１はたとえば表面より絶縁層、光導
電層、導電層の３層により構成されており、本体（図示
せず）に軸１ａを中心にして回転自在に支持されている
。この感光ドラム１の周囲には回転方向に１次帯電器２
．２次帯電器３、前面露光ランプ４、電位センサ７、現
像器の現像ローラ５、転写帯電器２８ならびに前除電用
帯電器２９が配置されている。

帯電器２９により各プロセスに先立ち前除電された感光
ドラム１は１次帯電器２によってその前面を均一に帯電
されたのち、原稿露光ランプ１１によって照明された原
稿１０がミラー１２．１３を経て感光ドラム１に露光さ
れる。このとき２次帯電器３によって原稿の画像に応じ
て除電され、全面露光ランプ４により全面露光されたあ
と現像ローラ５によってトナー現像される。この現像ロ
ーラ５には後述するように交流バイアス電圧が印加され
、ジャンピング現像により画像の階調を調整する。続い
て転写帯電器２８が作動し、転写紙への転写が行なわれ
る。また、２次帯電器３の上方に後述する暗部、および
明部電位を形成するブランク露光ランプ６か配置される
。

さらに前面露光ランプ４と現像ローラ５間に感光ドラム
１の表面電位を測定する電位センサ７がが配置され、こ
の電位センサ７からの信号は、電位測定回路１８を介し
てＡ／Ｄ変換回路９に入力され、デジタル値に変換され
た後、マイクロコンピュータ１５に入力される。マイク
ロコンピュータ１５の出力はＤ／Ａ変挽回路１６に接続
され、さらにこのＤ／Ａ変換回路１６には光量制御回路
１７．１次高圧制御回路１８．２次高圧制御回路１９、
転写制御回路２４、前除電制御回路２５、ＤＣ現像バイ
アス制御回路２０が接続される。光量制御回路１７はラ
ンブレキュレータ１４を介して原稿露光ランプ１１を制
御し、また１次、２次高圧制御回路１８．１９はそれぞ
れ１次、２次高圧トランス２１．２２を介して１次帯電
器２および２次帯電器３にそれぞれ接続され、その各々
の帯電量を決定する。また転写制御回路２４は転写高圧
トランス２６を経て、転写帯電器２８に接続され、また
、前除電制御回路２５は前除電高圧トランス２７を経て
前除電帯電器２９に接続される。さらにＤＣ現像バイア
ス制御回路２０の出力はＡＣ現像バイアス制御回路２３
に接続されており、このＡＣ現像バイアス制御回路２３
の出力は現像ローラ５に印加される。

上述したＤＣ現像バイアス制御回路２０、ＡＣ現像バイ
アス制御回路２３は第３図に示すように構成されている
。、すなわち、正弦波発振回路３０が増幅回路３１にに
接続され、正弦波発振回路３０からのＡＣ電圧か昇圧ト
ランス３２の１次側に印加されており、その２次側に発
生した電圧が現像ローラ５に印加される。

また、昇圧トランス３２の２次側の他端はＤＣ−ＤＣイ
ンバータ３３に接続されており、スイッチ３４を介して
Ｄ／Ａ変換回路１６に接続されており、第２図に示した
ＤＣ現像バイアス回路を構成する。このスイッチ３４は
手動露光か、自動露光かを切り換えるスイッチで、自動
露光モードの場合には３４ａ側に、手動露光モードの場
合には３４ｂ側に切り換えられ、それぞれ異なる現像バ
イアス電圧を発生する。

次に以上の構成における動作を第４図のフローチャート
図を参照して詳細に説明する。

まずコピー動作に入ると、ステップＳ１においてはステ
ップ８２〜ステツプＳ４の明部および暗部電位計測とそ
れに基づく帯電量制御ルーチンを通った回数の判定を行
なう。ここでは帯電量制御はＮ、回行なうものとする。

ステップＳ１でルーチン通過回数がＮ、以」二の場合に
は後述するステップＳ６〜ステツプＳ９のｍｌ＋定ルー
チンに移行し、Ｎ１未満の場合にはステアブＳ２以降の
処理に移る。

まず、ステップＳ２において原稿露光ランプｌｌあるい
はブランク露光ランプ６を点滅させることにより、強露
光にょる強引部電位ｖｓＬとランプ消灯による暗部電位
７口を感光ドラム上に形成する。この表面電位を電位セ
ンサ７により検出し、１次高圧制御回路１８で所定のレ
ベルに変換した後、Ａ／Ｄ変換回路９を介してデジタル
量に変換し、マイクロコンピュータ１５に送る。

次にステップＳ３においてデジタル量に変換された表面
電位はマイクロコンピュータ１５において処理され、明
部電位と暗部電位がそれぞれ目標値に近づくように後段
に出力される制御データが形成される。

すなわち、 Δ１１＝α１ΔＶＯ＋α２ΔＶｓ　Ｌ　−（１）ΔＩ２
＝β１Δｖｏ＋β２ΔＶＳ、Ｌ　−（２）の式に従って
１次、２次帯電器２．３に流すべき１次電流１１．２次
電疏工２を求める。上記の２式においてΔ工１、ΔＩ２
は変化分、Δ■ｏ、ΔＶＳＬは目標値からのずれ量、α
１、α２、βｌ、β２は制御係数である。

以上のようにして求められた制御データはステップＳ４
においてＤ／Ａ変換回路１６によってアナログ量に戻さ
れて１次、２次高圧制御回路１８．１９に入力される。

１次高圧制御回路１９によって１次高圧トランス２１が
制御され、それによって１次帯電器２の帯電量が制御さ
れ、また、２次高圧制御回路１９によって２次高圧トラ
ンス２２が制御され、それにより２次帯電器３の帯電量
が制御されて、明部電位ＶＳＬおよび暗部電位ｖｏが目
標値に近つくように調整される。

次にステップＳ５で以上のルーチンの通過回数を示すカ
ウンタを１増加させてステップＳ１０に移行する。

以上のような帯電制御はステップＳｌで示したように、
放置時間で異なる回数Ｎ１だけ後述するステップＳ１０
以降のルーチンを介して行なわれる。

一方、ステップＳ６ではステップＳ１と同様に次のステ
ップＳ７〜ステツプｓ８の露光量制御の回数を判定する
。ただし、ここではステップＳ７〜ステップＳ８の露光
量制御はＮ２回行なわれるものとする。ステップｓ６で
ルーチン通過回数がＮ２未渦の場合にはステップｓ７以
降の処理に移り、Ｎ２以上の場合には直接前述したステ
ップＳ１０以降の処理に移行する。

ステップＳ７においてはブラック露光ランプ６が消灯さ
れ、原稿露光ランプ１１を用いて原稿１０の画像領域外
に設けた標準白色板（図示せず）を照射し、その反射光
を測定する。

第１回目の照射はマイクロコンピュータ１５により出力
された所定のデータをＤ／Ａ変換回路１６でアナログ量
に変換し、光量制御回路１７を介してランプレギュレー
タ１４によって調整された点灯電圧ＶＨＬを原稿露光ラ
ンプ１１に与えることにより行なわれる。この第１回目
の露光量による標準白色板からの反則光を感光ドラム１
ｈに導き、そ−の表面に形成された白地相当の電位（白
地Ｉｔ位ＶＬＩ）を電位センサ７．１次晶圧制御回路１
８を介して測定する。

この測定電位はステップＳ８においてＡ／Ｄ変換回路９
によってデジタルデータに変換された後、マイクロコン
ピュータ１５に導かれ、ΔＶＬを目標値からのずれ量γ
１を定数としてΔＶＨＬ−γ１　・ΔｖＬに従って演算
か行なわれる。

その演算結果はＤ／Ａ変換回路１６でアナログ量に変換
され、ランプレギュレータ１４を介して白地電位ＶＬＩ
が目標値となるように原稿（１ｉ光ランプ１１の露光量
を調節する。このような１１−光ｊ１１制御は帯電制御
と同様に放置時間で異なる回数Ｎ２だけステップＳ９に
おけるカウンタの計数を伴なって行なわれ、ステップＳ
６において所定回数Ｎまたけ露光制御３ｍが行なわれた
か台かか判定される。

次に、ステップＳ１０ては感光ｌ・ラム１の潜像の表面
電位ＶＳを電位センサ７により測定する。

ステップＳｌｌては感光トラム１の゛上位センサ７から
現・像ローラ５までの回転移動時間を計測する。これは
たとえは、感光ドラム１の回転４ｉｌｌ＋に取り（＝Ｊ
けた不図示のエンコータによりパルスを発生させ、この
パルスを回転角に対応した回数Ｐたけ、１１数すること
などにより行なう。

次にステップＳ１２て計ｉ’１ｌｌｌ　した潜像電位Ｖ
Ｓに＋２００Ｖを加算し、この値を現像バイアス電圧と
して現像ローラに５に印加する。

次にステップＳ１３ではステップＳ１７〜Ｓ１９の原稿
濃度測定ルーチン（ＡＥセル−ン）に移行するか否かを
判定する。実際には上述したステップＳ１〜Ｓ５および
Ｓ６〜Ｓ９の測定ルーチンが所だ回数終了したか台かに
より判定が行なわれる。このステップＳ１３が否定され
た場合には後述するステップＳ１３′に移行する。

所定回数の帯電制御および露光制御が終了すると、ステ
ップＳ１７〜ステツプＳ１９において最終的な露光量補
正を行なう。

まず、ステ・ンプＳ１７において以上のようにして得た
帯電および露光量条件のもとで前述の光学系を駆動し、
原稿１０の走査を行ない、原稿１゜の反射光による潜像
電位を感光ドラムｌ　−１−に形成し、この潜像電位ｖ
ｓ′を電位センサ７により測定する。

次にステップＳ１８において前述と同様にａｌｌｌ定量
がマイクロコンピュータ１５に送られ、マイクロコンピ
ュータ１５は原１ｆａの走査期間を通した？Ｆｊ像電位
ｖｓ′の平均値Ｖｓを算出する。

次にステップＳ１９においてマイクロコンピュータ１５
は原稿濃度の関数である潜像ｔＬ位の平均値ｖｓをもと
に次式により原稿露光ランプ１１の後の画像領域の点灯
電圧の補正ＭｋΔｖＨＬを求める。

ΔｖＨＬ＝８ΔＶｓ　　　　　　−（３）ただし、ここ
でΔＶＳは、平均値Ｖｓと、標へ１．原稿濃度に対応す
る基準値との偏差である。

次にステップＳ１３′においては以にの画像形成条件の
制御が終了し、画像領域に入るか否かを判定する。この
ステップ３１３′か否定された場合にはステップＳ１に
戻る。（ステップ３１〜Ｓ９の制御が所定回数終了して
いない場合にはここからステップＳ１に戻る。） ステップＳ１３′で非画像領域か終了したと判定された
場合には、ステップ５１４で前記のようにして求めた白
地電圧Ｖ　Ｌ　ｌの最終値に１００Ｖを加えた値を現像
バイアスとして現像ローラ５に印加し、続いてステ・ン
プＳ１５で公知のコピー動作に移行する。

以上に示したように、コピーシーケンスに入ると、所定
回数Ｎ、およびＮ２うつそれぞれ帯電量制御および露光
量制御がステップＳ２〜ｓ５およびステップ８７〜Ｓ９
で行なわれ、さらにステップＳ１７〜Ｓ、１９て原稿濃
度測定に基づいた露光品：補正が行なわれるが、その際
トナー消費を防止するためにステップＳＩＯ〜Ｓ１２で
現像ローラ５に対する現像バイアス制御が行なわれる。

以上のようにして、電位センサ７の位置で測定された潜
像電位が、感光ドラム１の現像器５までのｌｑ１転時開
時間遅延されて現像器５に与えられるので、帯電制御、
露光制御コｌなどが行なわれる非画像領域では現像バイ
アスが感光ドラム上の現像器対向面の表面電位に＋２０
０Ｖを加算された値を追従するので、感光ドラムの表面
′電位と現像スリーブ間の電位差は常にトナー付着防止
に適切な一定の値（２００Ｖ、）を保つことかでき、非
画像領域において（・ム光ドラムにトナーかイ・１才、
し、消費されることがなくなる。

効　　果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、原稿
濃度を測定し、該４（（１定値に従って画像形成条件を
１ｔｊＩＩ　ｉｌ’ｌｌする画像形成装置において、原
Ｊｆ：ｉｉ濃度群１定領域では測定される原■１４濃度
に応した仙を現像バイアスとして現像器に与える構成を
採用しているため、無駄なトナーのＬ・す光体への吸］
Ｊを完全に防ｌ二てき、トナーの消費昂を耐振し、’Ｊ
Ｊ：’　＋１：あたりの画像形成枚数を増大し、クリー
ナーフレートのノｆ命を伸ばすことができる。また、従
来装置に比してトナー刺着防止のためにフランクｉＡｉ
光ランプの光量を必要以上に大きくとる心安かない、な
どの俊れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写装置なとの画像形成装置における表面電位
に関連した現像特性を示す線図、第２図は本発明の画像
形成装置の配置構成をを示す構成図、第３図は本発明の
画像形成装置における現像バイアス１ｌｉｌｌ　ｉｔ’
１１回路のブロック図、第４図は本発明の画像形成装置
における制御の流れを説明するフローチャート図である
。 １・・・感光ドラム　　　２・・・１次帯電器３・・・
２次帯電器　　　４・・・前面露光ランプ５・・・現像
ローラ　　　６・・・ブランク露光ランプ７・・・電位
センサ　　　１０・・・原稿１１・２・原稿露光ランプ ２８・・・転写帯電器 ２９・・・前除電帯電器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原稿濃度を測定し、該測定値に従って画像形成条件を制
   御する画像形成装置において、原稿濃度測定領域ては測
   定される原稿濃度に応じた値を現像バイアスとして現像
   器↓こ与えることを特徴とする画像形成装置。 以　　下　　余　　白