JPS6037568A - 画像記録装置 - 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 本発明は画像記録装置に係り、さらに詳しくは表面電位
検出手段を備え、電子写真々どの静電潜像を用いる画像
記録装置に関するものである。

従来技術 電子写真などの静電潜像を用いた画像記録装置において
は表面電位計を用いて静電潜像を検知したりあるいは静
電潜像を制御する形式の画像記録装置が知られている。

この種の装置においては表面電位計に対する信頼性の要
求はしだいに厳しくなってきている。

一方、表面電位計としては種々な形式のものが提案され
ている。

その一つは被測定物に対向して測定電極を設け、この測
定電極を振動させて容量の変化により電位を検出する振
動電極形式のものである。

また、被測定物と測定電極の間にチョッパを設け、これ
を振動させて測定電極に交流電圧を誘起させるチョッパ
型電位計も知られている。

これらいずれの電位計においても測定電極にバイアス電
圧を印加し、被測定物とバイアス電位との差を０にする
ことでバイアス電位から被測定物の電位を知るいわゆる
ゼロメリット法が採用されている。

この方法は被測定物と電位計との間の距離や環境に対し
比較的広い許容範囲で正確な電位の測定が可能である。

ところが、静電潜像を用いた画像記録装置においては様
々な環境下において高精度の電位測定が要求されるとと
もに、装置内にオゾンやトナーなどが浮遊しており、電
位計が汚染されやすい。

この結果表面電位計の零点がシフトしたり、応答性が劣
化したりして正確な計測ができ々いという結果になる。

このような問題を解決しようとして従来より測定電極の
表面が汚れない工夫をしたり、自動あるいは手動により
測定電極面に対向してアース電極を設け、零点を調節す
るという工夫が成されてきた。

また、アース電極の代わりに基準となるバイアス電圧を
印加した基準電極を設け、ゲインのシフトを検出あるい
は校正するという方法も提案されている。

１〜かし、いずれの方法においても電位計の静的な特性
は校正されても、装置の速度が向」ニし高い応答性が要
求されるとこれに対応することは困難であった。

即ち、応答特性などの動的特性については対応策が取ら
れていなかった。

目　的 本発明は以上のような事情に鑑み成されたもので応答特
性が劣化しても、被測定物の表面電位の誤測定が生じる
ことが々いように構成した画像記録装置を提供すること
を目的としている。

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。

第１図以下は本発明の一実施例を説明するもので、第１
図には表面電位計部分の概略構成図が示されている。

即ち、第１図において全体を符号１で示すものは表面電
位計で、筐体１ａ内に測定電極２、振動子３などが組込
まれている。

撮動子３は音叉型に形成され、各腕には圧電素子４が固
定されている。

また、筐体１ａの測定電極２と対応した位置には開口部
Ｔｏが形成されており、この開口部１ｂを通って被測定
物である感光ドラム１からの電界が導かれる。

一方、符号りで示すものは電位計校正用の基準電極板で
、電源６から基準信号電圧が印加される。

尚、表面電位計１は測定時においては図に点線で示すよ
うに感光ドラム７と対向した位置にまで下降し、被測定
時には実線で示す位置にまで上昇されている。

以上のような構造のもとに電位を測定するには表面電位
計１を点線で示す測定位置にまで下降される。

そして、感光ドラム７からの電界を開口部５から筐体１
ａ内に導き、圧電素子４に電圧を印加し振動子３を振動
させて電界を遮断し測定電極２に交流信号を誘起させて
電位の測定を行なう。

一方、この表面電位計１の校正を行なうには表面電位計
１を基準電極板５と対向させ、電源６から基準電極板５
に基準電圧を印加する。そして、前述したと同様に３０
０Ｈｚ程度の交流信号を圧電素子４に印加し振動子３を
振動させ、測定電極２に交流信号を誘起させる。

この状態で表面電位計全体にバイアス電圧を印加し測定
電極２に誘起される交流信号のＰ−Ｐ値が０■となるよ
うに表面電位計に印加するバイアス電圧をフィードバッ
クさせれば、やがてバイアス値と被測定面の表面電位が
等しくなり、バイアス値から被測定面の表面電位を知る
ことができる。

これが言わゆるゼロメソッド法である。

今、基準電極板５に対し電源６から６００ｖの電圧を印
加した場合に対する表面電位計の出力を第２図（ａ）　
、　（ｂ）に示す。

第２図（ａ）は基準電位を示し、（ｂ）は表面電位計出
力を示す。

正常な状態においては、表面電位計１は第２図（１））
　Ｋ符号Ａで示す実線の曲線のように立ち上がりの速い
応答性を示すが、これに対して３５℃の温度８５チの湿
度の環境において装置内で２万回の耐久試験を行なった
ところ、表面電位計の応答性は、第２図（１））に符号
Ｂで示す点線の曲線のような応答性を示した。即ち、環
境の変化によって、また使用回数によっては、極めて遅
れた応答性となることがわかる。

従来より、このような表面電位計の動特性に関しては一
般に十分なマージンを考える他には特に対策が取られて
いなかった。

第２図（１））からも明らかなように正常な状態では表
面電位計は５Ｑｒｎｓｅｃで９５多以上に達するまで立
ち」二がるため、立ち上がりに対するマージンとしては
１００〜２００　ｍ５ｅｃ程度しか見込まれていないこ
とが多い。しかし前述したような耐久試験のように厳し
い使用条件の下では前述したマージンの範囲内ではまか
々いきれない立ち上がり状態となり、電位の誤測定が発
生する可能性が大きくなる。

ここで、表面電位計の応答特性を検出する方法お」：び
装置について説明する。

第３図は表面電位計の応答特性を検出するための制御回
路のブロック図で、図中第１図と同一部分には同一符号
が付されている。

第３図において符号９で示すものは電位検出回路、１０
は〜争変換器で、符号１１はマイクロコンピュータを示
し、前記電源６とも接続されている。

一方第４図（ａ）〜（ｆ）は基準信号波形とそれに対す
る表面電位計の出力とを対応させたもので、第４図（ａ
）は基準電圧である直流電圧信号、第４図（１））はこ
れに対する表面電位計の出力を示す。

また第４図（ｃ）は基準信号としての矩形波、第４図（
ｄ）はこれに対する表面電位計の出力を示す。

また第４図（ｅ）は基準信号としての正弦波信号を示し
、第４図（ｆ）はこれに対応する表面電位計の出力をそ
れぞれ示す。

なお、第４図（Ｃ）　、　（ｅ）に示す基準信号の周波
数は１０）（Ｚ程度でありこの時波長はＩＱ（１ｍｓｅ
ｃであり、表面電位計が正常な場合の応答時間と同等程
度である。

これらの基準信号に対応する表面電位計の出力は第４図
（ｄ）　、　（ｆ）となるが、第４図（ｄ）　、　（ｆ
）から明らかなように正常な状態における電位計出力（
曲線Ａで示す）と劣化した表面電位計を用いた場合の出
力（曲線１３で示す）との間には明白な差が現れる 従って、それぞれの表面電位計出力のピーク値または実
効値を比較することにより、表面電位計の応答性を検出
することができることがわかる。

ただし、実効値を検出する場合には第４図（Ｃ）。

（ｅ）に示す基準信号の周波数を前述したより大きくし
過ぎると、曲線Ａ２Ｂ共に信号の平均値近傍に収束して
しまう可能性がある。

また、周波数を小さくし過ぎると、曲線Ａ、Ｂの差を見
つけにくくなるため、基準信号の周波数を決めるには、
一般に正常な状態における表面電位計の出力の立ち上が
り速度の数分の１〜数倍の波長を回定とするのが良い。

一方、ピーク値を採用する場合には、特に上述した周波
数の範囲に限定されることはない。

ところで、本発明においては表面電位計の応答特性を簡
単に説明する方法として次のような方法を採用した。

即ち、基準電圧の電源６から第４図（Ｃ）または（ｅ）
に示すような周期的な信号を印加し、表面電位計の出力
のピーク値（または実効値）を検出してマイクロコンピ
ュータ１１に入力する。

この時、マイクロコンピュータ内に基準電圧の電源６の
出力信号電圧の周波数を制御する周波数変調手段を設け
ておき、電源から印加する信号の周波数を連続的または
段階的に変化させ、これに対し表面電位計の出力のピー
ク値（または実効値）がマイクロコンピュータ１１内に
予め設定しておいた基準値に達した時点の周波数を読取
って表面電位計の応答速度を検出する。

次に上述した方法の具体的な例を示す。

即ち、まずマイクロコンピュータ１１のクロック信号に
より、電源６の出力をオン、オフすることにより、第５
図（ａ）に示すようなピーク値６００■の基準電圧信号
−を発生させる。

この時、正常な状態の表面電位計の出力は第５図（１）
）のようになる。この時、出力のピーク値がたとえばＶ
ｔｈ＝５８０Ｖ以上となる時点で、基準電圧信号の周波
数をマイクロコンピュータ１１にホールドする。なお、
第５図（ａ）に示す基準信号の周波数は１１　、１１（
Ｚ、波長は９３ｍ５ｅｃである。

また、第５図に示す基準信号は矩形波であるため、表面
電位計の応答時間はこの時の信号波長の約２分の１、即
ち４５ｍ５ｅｃ程度であることがわかる。

このような方法を採用ずれば、表面電位計の応答特性を
極めて正確に、かつ迅速に検出することができ、マイク
ロコンピュータにこの応答時間を記憶させておくことに
より以後の電位測定時における測定時間を定めることも
できる。

なお、第４図においては、基準信号として矩形波または
正弦波を用いたが、これらの基準信号波形以外に、周期
的な基準信号波形であるならばのこぎり波や台形波その
他どのような波形であっても良いことはもちろんであり
、更にまた、第４図（Ｃ）において０Ｎ１０Ｆ］ｉ’の
時間の比を変えた様な信号や、その他にも平均値に対し
上下のピーク値が非対称な波形の信号を用いてもよい。

ところで、以−ヒのようにして表面電位計の応答特性を
検出した後、利用者が取る処置としては次のような処置
が考えられる。

その１つはマイクロコンピュータを用いた自己診断表示
として、表面電位計の異常を音あるいは光によって表示
することである。他の１つは表面電位計の応答時間が遅
くなった分だけ電位測定時間のマージンを増加させ、測
定時間を延長させることである。またもう１つは、表面
電位計の応答特性の校棲を行なうことである。たとえば
振動子の周波数を変化させることが考えられる。

なお、上述した各処置はそれぞれ併用しても構わないの
はもちろんである。

本実施例は以上のように構成されているため、表面電位
計の応答特性を正確にかつ迅速に検出することができ、
表面電位計の応答特性の劣化による電位の誤測定を防止
することができる。

効　果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、測定
電極と対向して配置され、周期的な基準信号を印加する
手段と、この基準信号印加単段と測定電極の出力との差
を識別する手段とを設けた構造を採用しているため、表
面電位計の応答特性を正確、かつ迅速に検出することが
でき、表面電位側の応答特性の劣化による電位の誤測定
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するもので、第１図は表面
電位計の概略構成図、第２図（ａ）は基準電極板電位を
示す線図、第２図（ｂ）は表面電位計出力波形と表面電
位計出力波形とを１対１に対応させて示した線図、第５
図（ａ）は具体的な基準信号波形を示す線図、第５図（
ｂ）は第５図（ａ）に対応する表面電位計出力波形を示
す線図である。 １・・・表面電位側　２・・・測定電極３・・・振動子
　４・・・圧電素子 ５・・・基準電極板　６・・・電源 ７・・・感光ドラム　９・・・電位検出回路１０・・・
Ａ／Ｄ変換器　１１・・・マイクロコンピュータ。 特許出願人　キ　ヤ　ノ　ン　株式会社ハ　へ ｃｊ　ｊ：） ％＋Ｊν 玲１晴利１　１に一騨匂、高３に ８　？

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像が形成される画像形成体と、この画像形
   成体上の表面電位を検出する表面電位計とを備えた画像
   記録装置において、前記表面電位計と対向して基準電圧
   信号が印加される電極を設け、この電極と表面電位計の
   出力との差を識別する電位検出手段とを設は基準信号に
   対応する表面電位計の応答特性を検出し得るように構成
   したことを特徴とする画像記録装置。
2. （２）基準電圧信号が印加される電極はその信号同期を
   変化させることができるように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置。