JPS59228267A

JPS59228267A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS59228267A
Application number: JP10170283A
Authority: JP
Inventors: Joji Nagahira; 譲二永平; Koji Suzuki; 鈴木　孝二; Toshiaki Matsui; 松井　俊朗; Kunio Yoshihara; 吉原　邦男; Kazuyoshi Takahashi; 一義高橋; Tadashi Ishikawa; 正石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-12-21

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、特に感光ドラム上に静電潜像を
形成するために帯電器により感光ドラムを帯電させる方
式の複写装置、レーザビームプリンタなどの画像形成装
置に関する。

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では、ま
ず感光ドラムを一様に帯電させ、しかるのちにこの感光
ドラムを感光させることにより感光ドラム上に静電潜像
を形成し、さらにこの静電潜像をトナー現像などにより
顕像化し、転写紙上に前記の帯電器と同様の構成の転写
帯電器により感光ドラム上のトナーを転写することによ
り画像形成が行なわれる。

したがって、このような画像形成装置において最適画像
を形成するためには、以上に述べた帯電、現像、転写な
いしは前除電などの各条件を適切に制御することが重要
である。特に除電、帯電、転写工程では、ＣｄＳなどの
感光体から構成された感光ドラムと帯電器間に高電圧を
印加し、コロナ放電を起すことによって帯電を行ない、
その際帯電器に対する印加電流を制御して帯電条件を制
御するが、このとき帯電器を駆動するＤＣ−ＤＣインバ
ータなどによる高圧発生手段が正確に応答しなければ、
前段の制御回路でいかに巧妙な制御を行なっていてもそ
の努力は全く無駄になってしまう。

しかし、従来の画像形成装置においては高圧発生手段の
動作をチェックする手段を有していなかったため、修理
の際に故障箇所を特定するのに時間がかかったり、また
高圧発生手段に異常が発生した場合には正常な画像形成
が望めないばかりか、リーク電流などにより感光ドラム
の感光体が消耗してしまう、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
、常に正常な画像形成が行なえ、また保守、修理の容易
な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、以下の実施例においては複写装置を例に
説明を行なう。

第１図には本発明に係る画像形成装置の概略構成が図示
されている。感光ドラムｌ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ｌの周囲には回転方向に１次帯電
器２．２次帯電器３、全面露光ランプ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によってその全面を均一に帯電
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の画像がミラー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」三方に後述する
暗部、および明部電位を形成するブランク露光ランプ６
が配置される。

さらに全面露光ランプ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変換回路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１
７．１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
プレギュレータ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次高圧発生器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は転写高圧発生
器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は前除電高圧発生器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。

前記の各高圧発生器２１．２２．２６．２７は第２図に
示すように構成されている。第２図は特に１次高圧発生
器２１周辺の回路を示しているが、他の高圧発生器も同
様に構成される。

図示するように１次高圧発生器２１は公知のＤＣ−ＤＣ
インＡ−夕による構成で、トランス３０の１次巻線３１
の一端には１次高圧制御回路１８が接続され、１次巻線
３１の他端はトランジスタＱｌのコレクタに接続されて
いる。トランジスタＱ１のベースには発振器３４の出力
が入力されており、そのエミッタは接地されている。

１次高圧制御回路１８は１次巻線３１への印加電圧を制
御し、２次巻線３２．３３に巻線比に応じて発生する電
圧ないしは電流が制御される。この高圧発生器２１の出
力は発振器３４の発振周波数、周期、ないしはパルス幅
を変化させることにより制御される。

２次巻線３２に発生した電圧はダイオードＤ１およびコ
ンデンサＣ１により整流、平滑されて１吹帯電器２に印
加される。

また、トランス３０に設けられた２次巻線３３には抵抗
Ｒ１を介してトランジスタＱ２のベース−エミッタが接
続される。このトランジスタＱ２のベース−エミッタ間
にはトランジスタＱ２の逆方向耐圧保護用のダイオード
Ｄ２が接続され、またそのコレクタは第１図に示すよう
に信号線２１Ａを介してマイクロコンピュータ１５に接
続されている。また、他の高圧発生器２２．２６．２７
の検出出力も同様に信号線２２Ａ、２６Ａ、２７Ａをそ
れぞれ介してマイクロコンピュータ１５の入力ポートに
接続される。

したがって、トランジスタＱ２は２次巻線３３に誘起す
る出力電圧の周波数、周期、ないしはパルス幅に応じて
オンオフ駆動され、そのハイレベルないしはローレベル
の信号がマイクロコンピュータ１５に入力される。すな
わち、トランス３０の駆動状態が信号線２１Ａを介して
マイクロコンピュータ１５により観測される。

次に以上の構成における動作番ごつき第３図〜第５図の
フローチャート図を参照して詳細に説明する。

コピー動作に入ると、第３図のステップ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Ｎ１回行なうものとす
る。

ステップＳ１でルーチン通過回数がＮ１以下の場合には
ステップＳ２以降の処理に移る。

ここでは、まず、ステップＳ２において原稿露光ランプ
１１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、強露光による強引部電位ＶＳＬとランプ消灯によ
る暗部電位ＶＤ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＝αｌΔＶ（１＋ａ２　ΔＶｓ　Ｌ　””（１）
ΔＩ２＝βｌΔＶＯ＋β２ΔＶｓ　Ｌ　・・−（２）の
２式に従って１次、２次帯電器２．３に流すべき１次電
流ＩＩ、２次電流■２を求める。上式においてΔＩＩ、
Δ■２は変化分、ΔＶｏ、ΔＶＳＬは目標値からのずれ
量、αｌ、α２゜β１、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次高圧発生器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、前述のようにして２次高圧制御回路１９によっ
て２次高圧発生器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ＶＤが目標値に近づくように調整される。このとき
前述のように信号線２１Ａ、２２Ａを介して１次、２次
高圧発生器２１．２２の動作がマイクロコンピュータ１
５ににより観測される。この動作は第４図に関連して詳
述する。

こ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Ｎｌだけ行なわれ、その回数に満た
ない場合は、ステップＳ４で回数を示すカウンタを１ず
つ増加し、ステップＳ１に戻り、所定回数の帯電制御が
行なわれる。

以上のような所定回数の帯電制御が行なわれると、ステ
ップＳｌからステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５ではステップｓ１と同様に次のステップＳ
６〜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Ｓ６〜ステツプＳ８の露光量制御
はＮ２回行なわれるものとする。ステップＳ５でルーチ
ン通過回数がＮ２以下の場合にはステップＳ６以降の処
理に移る。

ステップＳ６においてはブランク露光ランプ６が消灯さ
れ、原稿露光ランプ１１を用いて原稿ＩＯ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Ｉ４によって調整された点灯電圧■１．ｌＬ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射光を感光ドラ
ム１上に導き、その表面に形成された白地相当の電位（
白地電位ＶＬＩ）を電位センサ７．１次高圧制御回路１
８を介して測定する。

この測定電位はステップＳ７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、
γｌを定数として制御式ΔｖＨＬ＝γ１ψΔＶＬに従っ
て原稿露光ランプ１１の点灯電圧の制御量ΔＶＨＬの演
算が行なゎれる。

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露光ランプ」ｌの露光量を調
節する。このような露光量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Ｓ８におけるカウン
タの計数を伴なって行なわれ、ステップＳ５において所
定回数Ｎ２だけ露光制御が行なわれたか否かが判定され
る。

以上のようにして所定回数の霧光制御が終了するとステ
ップＳ１２で画像工程に入り、露光制御の際の最終の白
地電圧ｖＬ１に１００ｖを加えた電圧を現像バイアス電
圧として印加し、ステップＳ１３で複写工程に移る。た
だし、転写工程、あるいは前除電工程における転写帯電
器２８、前除電帯電器２９の動作の際にも１次、２次帯
電器２１．２２と同様にその前段の転写高圧発生器２６
および前除電高圧発生器２７の動作がマイクロコンピュ
ータ１５により観測される。

次に第４図を参照して、マイクロコンピュータ１５によ
る各高圧発生器のモニターおよびそれに基づいた制御に
つき説明する。

第４図のステップＳ２１において、マイクロコンピュー
タ１５内に内蔵されたアキュムレータＡＣＣに時間計測
のためのデジタル値Ｃ０ｔｌＮＴ　ｌが設定され、また
周波数を判定するためのメモリＭｌがクリアされる。

次にステップＳ２２においてメモリＭｌの内容を１増加
させる。

次にステップＳ２３においてアキュムレータＡＣＣの値
を判定し、アキュムレータＡＣＣの値が０の場合にはス
テップ３３０に移行し、０でない場合にはステップＳ２
４に移行する。

ステップ３２４においてはアキュムレータＡＣＣの内容
を１減少させる。

続いてステップＳ２５においては入力ポートに入力され
た情報を調べ、その情報が１（ハイレベル）かＯ（ロー
レベル）かを判定する。ここで入力ポートの内容が１で
あった場合にはステップＳ２３へ、０の場合にはステッ
プ３２６に移行する。

すなわち、ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５が入力ポー
トの値がＯになるまで繰り返され、入力ポートの値がＯ
になった時点でステップＳ２６へ移る。

ステップＳ２６においてはメモリＭ１の内容を１増加さ
せる。

続いてステップＳ２７においてステップＳ２６から入力
ポートの内容を判定する。ここで入力ポートの内容が１
であった場合にはステップＳ２２へ、０の場合にはステ
ップ３２８に移行する。

ステップ３２８においてはアキュムレータＡＣＣの内容
を１減少させる。

続いてステップＳ２９においてはステップＳ２３と逆に
７キユムレータＡＣＣの内容が０か否かを判定する。こ
こで入力ポートの内容が１であった場合にはステップ３
２７へ、０の場合にはステップＳ３０に移行する。

すなわち、ステップＳ２７．３２８、Ｓ２９で入力ポー
トの値が１になるまでアキュムレータＡＣＣの減算を繰
り返し、入力ポートの値が１になったときにステップＳ
２２へ進む。また、以上の繰り返しで、入力ポートの信
号が反転するごとにステップＳ２２およびステップＳ２
６でメモリＭ１の内容が１ずつ増加する。

また、ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５およびステップ
Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９を経過する時間をそれぞれｔｌ
とし、ステップＳ２２およびステップ３２６のメモリ増
加に要する時間をｔ２とすると、アキュムレータＡＣＣ
の内容がＯになる時間ＴはＴ　＝　　Ｃ０１ｌＮＴ　ｌ
・ｔｌ＋Ｍｌ・ｔ２となる（　Ｃ０ＵＮＴＩおよびＭｌ
はそれぞれアキュムレータＡＣＣの設定値およびメモリ
Ｍ１の内容値）。すなわち、時間Ｔの間に７キユムレー
タＡＣＣの内容がＯとなり、ステップＳ２３ないしはス
テップＳ２９からステップＳ３０へ移行する。つまり、
高圧発生器の発振周波数は約Ｍｌ／２Ｔで表わされる。

ここでＭｌを２Ｔで除するのは信号の変化時点でＭｌを
計数しているからである。

ステップＳ３０においてはメモリＭ１の内容が判定され
るが、このときＭｌの内容が規定値ｍの上下Δｍの範囲
内にあるか否かが判定される。ここでメモリＭ１の内容
値が規定範囲内にある場合にはステップ３３２に移行し
、発振が正常に行なわれていることを示す所定のフラグ
をセットする。ステップＳ３０でメモリＭｌの内容値が
所定範囲内になく、発振周波数が異なる場合にはステッ
プＳ３１に移行する。

ステップ３３１においてはメモリＭ１の内容値が１か否
かを判定する。第２図に示した構成から明らかなように
、発振器３４の発振が停止し、給電が停止した場合には
２次巻線３３に接続されたトランジスタＱ２はオフとな
るので、この場合にはステップＳ２５において常に入力
ポートが１となるため、ステップＳ２３へ戻り続け、ア
キュムレータＡＣＣがＯになった時点でステップＳ３０
へ進む。このときメモリＭ１はステップＳ２２で１回だ
け増加しているので、したがってステップ３３１でメモ
リＭ１が１であるか否かを判定することにより発振が停
止しているか否かが判定することができる。ステップ５
３１でメモリＭｌの内容が１であった場合にはステップ
Ｓ３３で発振停止を示す所定のフラグをセットし、１で
なかった場合には正常発振でもなく、発振停止でもない
ので、ステップＳ３４に移行し異常発振を示す所定のフ
ラグをセットする。

以上に示した各フラグはフリップフロップなどにより構
成し、その出力に外部パネル、あるいは装置内部に設け
た表示器、音声発生手段を結合しておけば、高圧発生器
の動作状態をモニターすることができ、保守、修理が容
易になる。

特に異常発生フラグがセットされた場合には同時に第２
図の発振器３４の動作を電源を遮断することにより停止
させるなどし、帯電器２に対する給電を停止すれば、リ
ーク電流などによる帯電器２の消耗、ないしは高圧発生
器自体の破壊を防止することができる。

以上、第４図に示したルーチンはサブルーチンとして、
メインプログラムの所定箇所、たとえば帯電制御の際に
入れるように構成しておけばよい。

以−ヒでは高圧発生器の発振周波数を検出することによ
り高圧発生器の動作状態をモニターしているが、これは
以下に示すように発振パルス幅ないしは発振周期を調べ
ることにより行なうこともできる。

第５図には高圧発生器の駆動パルス幅ないしはその周期
を検査する場合のマイクロコンピュータ１５の処理がフ
ローチャートに示されている。

まず、第５図のステップＳ４０においてマイクロコンピ
ュータ１５内のレジスタ０ＵＴＩ、０ＵＴ２をリセット
し内容をＯにし、続いてステップ３４１においてアキュ
ムレータＡＣＣをリセン）・し０にする。

次１こステップ３４２において入力ポートが１か否かを
判定する。ここで入力ポートの内容が１であった場合に
はステップＳ４３へ、０の場合にはステップ３４４に移
行する。

ステップＳ４３においてはアキュムレータＡＣＣの内容
を１増加させ、ステップＳ４２に戻る。したがって、入
力ポートが１になるまでステップＳ４３でアキュムレー
タＡＣＣの加算が行なわれ、入力ポートが１になった際
にステップＳ４４に移行することになる。

ステップＳ４４においてはアキュムレータＡＣＣの内容
を前記のレジスタ０ＵＴＩに転送し、続いてステップＳ
４５においてアキュムレータＡＣＣをリセットする。こ
のアキュムレータＡＣＣの値はトランジスタＱ２がハイ
レベルである時間に対応する数値である。

続いてステップ３４Ｂにおいてはローレベルの時間を計
測するために、入力ポートの内容が０であるか否かが判
定される。ここで入力ポートの内容が０であった場合に
はステップ３４７へ、１の場合にはステップ３４８に移
行する。

ステップ３４７ではアキュムレータＡＣＣの内容を１増
加させ、ステップ３４６に戻る。したがって、入力ポー
トがＯになるまでステップＳ４７でアキュムレータＡＣ
Ｃの加算が行なわれ、入力ポートがＯになった際にステ
ップ３４８に移行することになる。以上のようにして、
ステ・ンプ３４２、Ｓ４３におけるのと同様に今度はト
ランジスタＱ２のローレベルの時間が計測されることに
なる。

ステップ５４８ではアキュムレータＡＣＣの内容を前記
のレジスタ０ＵＴ２に出力する。

以上のようにしてレジスタＯＵＴ　１および０ＵＴ２に
ハイレベルおよびローレベルの時間が格納され、この内
容を調べることにより、高圧発生器の発振パルス幅（デ
ユーティ−比）ないしは周期を調べることにより出力状
態をチェックすることができ、第４図に示したと同様に
異常時にはその旨の表示ないしは動作の停止を行なうこ
とができる。

以」二のようにして、高圧発生器の動作をチェ・ンクし
、異常が発生した場合にはこのことを表示する、ないし
は高圧発生器の動作を停止することができ、帯電器、あ
るいは高圧発生器自体を保護し、また常に正常な帯電動
作を行なえることから、いつでも適正な画像形成条件に
より画像形成を行なえる複写装置を提供できる。

以上では複写装置を例に説明したが、本発明は感光ドラ
ムおよび帯電器を使用する他の画像形成装置にも応用で
きるのは勿論である。

効　　果以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高圧
発生手段により駆動される帯電手段により感光ドラムを
帯電させる画像形成装置において、前記高圧発生手段の
状態を検出する手段と、この信号検出手段の出力を観測
し前記高圧発生手段の異常を検出する構成を採用してい
るため、常に正常な画像形成が行なえ、また保守、修理
の容易な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の配置構成を示す構成図
、第２図は本発明の画像形成装置における高圧発生器周
辺の回路のブロック図、第３図〜第５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・・・全面露光ランプ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・・・原稿露光ランプ１５・・・マイクロコンピュータ２１・・・１次高圧発生器２２・・・２次高圧発生器２６・・・転写高圧発生器２７・・・前除電高圧発生器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高圧発生手段により駆動される帯電手段により感
光ドラムを帯電させる画像形成装置において、前記高圧
発生手段の状態を検出する手段と、この信号検出手段の
出力に応じて前記高圧発生手段の異常を検出する手段を
設けたことを特徴とする画像形成装置。
（２）前記異常検出手段は前記信号検出手段の出力信号
をデジタル化する手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の画像形成装置。
（３）前記異常検出手段は前記デジタル化手段の出力信
号の周波数、周期、ないしはパルス幅を検出することに
より前記高圧発生手段の異常を検出することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の画像形成装置。
（４）前記異常検出手段により前記高圧発生手段の異常
が検出された場合にこの異常発生を表示する手段を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項ま
でのいずれか１項に記載の画像形成装置。
（５）前記異常検出手段により前記高圧発生手段の異常
が検出された場合に必要に応じて前記高圧発生手段の制
御を換えることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第４項までのいずれか１項に記載の画像形成装置。