JPS6080871A - 電子写真装置の帯電電位制御装置 - 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】 本発明は電子写真装置、例えは電子複写機等の画像濃度
を一定に保つだめの帯電電位制御装置に関する。

第１図には電子写真装置の概略図か示しである。感光ド
ラムｌは矢示方向に回転しつつ、弔電器２によって一様
に帯電される。そこに光源４で照明された原稿台９上の
原稿０の画像が第１ミラー１１−レンズ１２・第２ミラ
ー１３からなる移動光学系によって露光され、静電潜像
が形成される。この静電潜像は現像器５の現像スリーブ
７によって現像され、顕画像になる。その際、現像スリ
ーブ７は電源１０からバイアス電圧が印加されている。

現像された顕画像は転写帯電器６によって、紙等の転写
材Ｐの上に転写される。転写材Ｐは図示しない定着器に
よって、転写顕画像を定着されて機外に排出される。な
お、転写されずに感光ドラムｌの上に残留したトナーは
、クリーニングブレード８によって清掃される。

このような電子写真装置に於ける顕画像の濃度（Ｄ）は
感光ドラム上の表面電位（静電潜像電位）Ｖｘと現像バ
イアス電位ＶＤＣとの差（Ｖ＝Ｖｘ−Ｖｏｃ、以下現像
電位差と呼ぶ）に影響される。現像電位差と現像後の画
像濃度の関係は、第２図に示すように現像電位差（ｖ）
が高いほど画像濃度（Ｄ）が濃くなる右あがりの曲線（
以下、この関係を示す曲線をＶ−０曲線と呼ぶ）になる
。

ところで、Ｖ−０曲線は標準的状態である曲線ｐから、
現像剤の劣化、環境変動等で、曲線ｑあるいはｒのよう
に変化する。それがために、中間調画像（ハーフトーン
、例えば画像中の灰色部）の濃度が一定に現れないこと
になる。Ｖ−０曲線の形状の変化により、写真のような
中間調を含む原稿の再現性が変化するという不都合があ
る。また、画像の時系列変調デジタル信号によって発光
するレーザ等で電子写真に画像を記録する、いわゆるレ
ーザビームプリンタ等のような電子写真装置でも不都合
がある。画像をレーザビームのドツトでかきこむ場合は
、各ドツトの中間調は表現されることがなく、白か黒の
いずれかになる。しかし曲線が変化すると、ドツトの細
りゃ太りを生じ、最終画像の画質に影響を与えるため、
やはり、好ましくないものである。

本発明は、このようなＶ−０曲線の形状の変化により画
像の再現性が悪くなるという不都合を解゛消し、常に安
定した画像が得られる電子写真装置を提供することを目
的とするものである。

この目的を達成するため、本発明の第１の発明は、帯電
された感シ一体に像露光して静電潜像を形成し、該静電
潜像を現像バイアス電圧を印加した現像手段により現像
して顕画像を得る電子写真装置に於て、該静電潜像と該
現像手段の電位差が異なったテスト画像形濃度を検知し
、その濃度の変化率を演算し、その変化率を予め設定し
た標準変化率と比較して適正帯電電位を算出し、その算
出電位に前記感光体の帯電電位を制御することを！！［
とする電子写真装置の帯電電位制御装置である。

同じく、第２の発明は、帯電された感光体に像露光して
静電潜像を形成し、該静電潜像を現像バイアス電圧を印
加した現像手段により現像して顕画像を得る電子写真装
置に於て、その顕画像濃度が中間調になるテスト画像を
形成し、センサにより検知した該テスト画像の顕画像濃
度と予め設定した標準画像濃度とから、その濃度の変化
率を演算し、その変化率を予め設定した標準変化率と比
較して適正帯電電位を算出し、その算出電位に前記感光
体の帯電電位を制御することを特徴とする゛電子写真装
置の帯電電位制御装置である。

以卜′木発明の実施例を詳細に説期しＥ記構成を明らか
にする。

第１図は本発明の実施例の概略図を示すもので、既に説
明した各部分は再度の説明を省略する。同図で、前記以
外に以下の各部がある。原稿、台９の上に１１１方向（
図で紙面奥行方向）に並べられたテスト画像形成のため
のテスト原画パターン１９ａ及び１９ｂが形成される。

パターン１９ａと１９ｂは共に中間調ではあるか、昏々
濃度の異なった原画になっている。感光ドラム１の長手
方向（同じく紙面奥行方向）には画像濃度検知センサ１
８ａ及び１８ｂか並べられる。

センサ１８ａ１１１８ｂとしては、原画パターン１９ａ
−１９ｂのドラム面」二に顕画像化したテスト画像１７
ａ−１７ｂ（第５図参す、）を光電的に読取るなど、周
知のものが用いられる。センサ１８ａと１８ｂの性能特
性は均衡していることが好ましい。表面電圧計２７はド
ラム■の表面に対向して、ドラム回転方向の現像器５か
ら上流側に数句けられ、潜像の表面電位を測定するもの
である。この他、中央制御系１４と帯電器２の可変高圧
電源ドライバ１５が設けられている。

制御系１４周辺の構成ブロック図が第３図に示しである
。同図に於て中央制御系１４は、マイクロコンピュータ
２０、トラムクロック２１、アナログデジタル度換器（
Ａ／Ｄ）２２ａ・２２ｂ・２５、デジタルアナログ変換
器（Ｄ／Ａ）２３からなる。これ以外に、電子写真装置
のシーケンス制御についての回路も組み込まれるが、周
知であるから説明を省略する。

クロック２１は感光ドラムの回転に応じたクロックパル
スを発生するものでマイクロコンピュータ２０に同期の
信号を送る。Ａ　／　Ｄ　２２　ａ及び２２ｂは各々画
像濃度センサ１８ａ及び１８ｂの検知信号をデジタル信
号に変換しマイクロコンピュータ２０に人力させる。Ａ
／Ｄ　２５は表面電圧計２７で測定した表面電位をデジ
タル変換してマイクロコンピュータ２０に入力させる。

Ｄ／Ａ２３はマイクロコンピュータ２０のデジタル出力
信号をアナログ信号に変換し、可変高圧電源ドライバ１
５を駆動させ、そのドライバ１５によって帯電器２を駆
動させる。

マイクロコンピュータ２０の第１の発明に於ける機能は
以下のようなものである。（℃ドラムクロンクのカウン
トをする。・？）ドライ／＜１５の出力増減信号を出す
。（（１）画像濃度を読込む。・４ン画像濃度からＶ−
０曲線の変化率を演算する。（〜その変化率と予め記憶
しである定型のＶ−０曲線の変化率とを比較する。静電
潜像電位Ｖｘが一定電位の場合、定まった２つの現像バ
イアスＶＤＣＩＩＩＶＤＣ７で２点を測定してもよい。

現像バイアスＶＯＣか一定の場合、露光量を変えて２つ
の定まった静電潜像電位ＶｘＩとＶｘ７により画像ｅ度
を測定してもよい。このとき、現像電位差ＡとＢは常に
一定である。従って、第１の発明の実施にあたって、表
面電圧計２７とＡ／Ｄ２５は除いても′良い。しかし、
表面゛電圧計２７でその都度静電潜像の電位をＪｕｌ　
足した方が、市確な制御が行える。

上記各機能のプログラム手順が第４図　（ａ）のフロー
チャートに示しである。以下このフローチャートに従っ
て木兄明第１の発明の制御系１４の動作を説明する。

先ず、電子写真装置が動作する状態に於けるＶ−〇曲線
、即ちテスト画像のＶ−０曲線をめる。図示を省略した
常法のシーケンスに従って、テスト原画１９ａと１９ｂ
の画像を形成する。すると第５図に示すような、ドラム
ｌ上の外周面の途中に設けられた非画像部１６に、濃度
の異なるテスト画像１７ａと１７ｂが形成される。この
画像形成の間、１０１でドラムクロｔ・り２１の信号読
込んでタイミングを取る。テスト画像１７ａと１７ｂの
画像Ｉｊ＆ｍは、夫々センサー８ａと１８ｂで読取られ
、夫々Ａ　／　Ｄ　２２　ａと２２ｂにょリデジタル変
換され、１０２でマイクン風ンビュータ２０に読込まれ
る（ＰＤｌ＝ａ、　Ｄ２＝ｂ）。

／ 而して、マイクロコンピュータ２ｏには現像電位差Ａの
ときの濃度ａと現像電位差Ｂのときの濃度すが読込まれ
る。次に１０３でこの濃度差をめて、Ｖ−Ｄ哄１の変化
率をめる（Ｍ＝ＰＤｌ−ＦＤ　２）。この変化率Ｍと予
め記憶しである基準の変化率とを比較する。１０４で第
一の基準変化率ＳＭ、より大なら（Ｍ≧ＳＭ、）、１０
５で現像電位差を上げる信号を出す。即ち、テスト顕画
像のＶ−０曲線の傾きが、標準値よりも大きければ（第
２図のｑのような傾向）、トナーの劣化や環境変動によ
って現像電位差の低い部分の画像濃度が低下していると
判断して、ドライバ１５を制御し、現像電位差か増すよ
うに１次帯電電圧を増加してやる。すると、第２図のｐ
ｉこ示す傾向に近づく。

この間の事情を第６図を用いて説明する。同図において
、表面電位ＶｘはＶＤがトナーを封着させる暗部の電位
、ＶＬかトナーを付着させない明部の電位、ＶＭがトナ
ーを過電に旧着させる中間調部の電位である。鎖線で示
すＶＤｃは現像バイアス電位である。帯電電圧を増加さ
せたことによ′す、暗部電位Ｖｏがｎだけ増加してＶＤ
′になる。

この結果１、暗部の現像電位差Ａ２もｎだけ増加しＡ２
′になる。また、中間調電位ＶＭがｍだけ増加してＶ　
ｈ’になり、その現像電位差Ａ１もｍだけ増加しＡ１’
になる。明部電位Ｖしが文だけ増加してＶ　Ｌ’になる
り、その現像電位差も文だけ増加する。一般にｎ＞ｍ＞
１であるから途中すべての中間調において、少なくとも
見だけ表面電位が増加する。

その結果第２図で、表面電位ＶＤにおける現像電位差Ａ
２の画像濃度Ｄ２は、これよりもｎだけ現像電位差の高
い点Ａ２′の画像濃度Ｄ２′になる。

■−における現像電位差Ａ１の画像濃度り、は、これよ
りもｍだけ現像コントラストの高い点Ａ　１’の画像濃
度Ｄ１′になる。さらに、■しにおける現Ｒ電位差Ｂの
画像濃度ＤＢは、これよりも文だけ現像電位差の高い点
Ｂ′の画像濃度Ｄ　Ｂ’になる。この結果Ｖ−Ｄ曲線は
ｐ′のようになる。Ｖ−０曲線は一般に中間明度で現像
電位差ＶＭでの傾きが大きいため、帯電電位変更前後の
濃度差ΔＤも中間明度で大きく、暗部の現像電位差Ｖｏ
、ＩｊＪ部の現像電位差ＶＬでは小さくなる。このため
、Ｖ−０曲線の形は補正され、曲線ｐ′のようになり、
もとのＶ−Ｄ曲線ｐに近づく。　− 第４図（ａ）のフローチャート１０４でＭ＜ＳＭｌなら
１０６に進み、第二基準変化率３Ｍ２より小（Ｍ≦ＳＭ
、、）なら１０７で現像電位差を下げる信号を出す。即
ちテスト画像のＶ−０曲線の傾きが、標準値よりも小さ
くなっているときには（第２図のｒのような傾向）、現
像電位差の低い部分の画像濃度が高いと判断し７て、ド
ライバ１５を制御し、現像電位差が減少するように一次
帯電電圧を小さくする。すると＠２図ｐに示す傾向に近
づく。変化率Ｍが第一基準変化率ＳＭＩ　と第二基準変
化−ｐｓＭ２の間にある場合（ＳＭ、＞Ｍ＞Ｓ　Ｍ　ｙ
　）　ハｅ！？！ＩＩＩ　す状態（第２図Ｐ）に近イカ
ら、−次帯電電圧を変化させる信号は出ざない。

次に木兄明第２の発明の実施例について説明する。

マイクロコンピュータ２０の第２の発明に於ける機能は
以下のようなものである。１ノドラムクロンク２のカウ
ントをする。・２Ｊ現像電位差を読込む。１３）ドライ
バ１５の出力の増減信号を出す。＋４４画像濃度を読込
む。（ロ）読込んだ画像濃度と予め記憶しである画像濃
度とからＶ−０曲線の変化率をｌｉｄする。■その変化
率と予め記憶しである定型のＶ−０曲線の変化率とを比
較する。従ってｆｆ１２の発明の実施にあたって、テス
ト原画パターン１９ａと１９ｂのうち一方のパターン１
９ａ（又は１９ｂ）は除いてあっても良い。またそれに
対応して画像濃度センサ１８ａ（又は１８ｂ）、アナロ
グデジタル変換器Ａ／Ｄ２２ａ（又は２２ｂ）も除いて
あって良い。

」二記各機能のプログラム手順が第４図（ｂ）のフロー
チャートに小しである。以下このフローチャートに従っ
て第２の発明の制御系１４の動作を説明する。

第１の発明と同じく先ず、電子写真装置が動作する状態
に於けるＶ−０曲線、即ちテストＩｉ！ｉｌ像のＶ−０
曲線をめる。図示を省略した常法のンーケノスに従って
、第５図に示す中間調テス）・顕画像の−・つ１７ｂを
形成する。その画像形成の間、１１０でトラムクロツタ
２１の信号を読込んでタイミングを取ってから（ＴＩＮ
Ｅ　［１ＥＬＡＹ）、テスト画像１７ｂの画像濃度は、
センサ１８ｂで読取られ、Ａ／Ｄ　２２　ｂによりデジ
タル変換され、１１１でマイクロコンピュータ２０に１
読込まれる（ＰＤ２＝ｂ）。１１２で予め定めておいた
現像電位差Ａでの濃度５ａ（ＰＤｌ＝ｓａ）との差をめ
て、Ｖ−０曲線の変化率をめる（Ｍ＝　ＰＤ　１−ＰＤ
２）。そしてプログラムは第１の発明のプログラムであ
る第４図　（ａ）の１０４へ進み以下間しように進行す
る。

環境変動があったりして画像濃度が薄く出る傾向がある
ときは、現像電位差が増すように一次帯電電圧を変化さ
せて画像濃度を濃くシ、標準的状ｊＢに近づく。逆に画
像濃度がＣ〈出る傾向があるときは、現像電位差が減る
ように一次帯電電圧Ｌ圧を変化させて画像濃度を薄くし
、標準的状態に近づく。

従って、本発明を適用した゛電子写真装置を使用すれば
常に安定した再現性の良い、高品質の印写画像が得られ
ることになる。

なお、−次ｍ電電圧の増減は、帯電器２に対する印加電
圧を増減させるだけでなく、帯電器２から感光ドラム１
に放電する放電電流を増減させても良い。

また、テスト画像を書込む位置は上記実施例の他、第７
図に示すように、感光ドラム１の両側端の非画像部１６
ａ・１６ｂに現像電位差の高いテスト画像１７ａと低い
テスト画像１７ｂを書込んでも実施できる。

テスト画像の濃度検知を感光体上で行ったが、転写材上
に転写した後の定着前又は定着後のテスト画像で濃度を
検知しても良い。その場合には転写材の端部に検出用の
テスト画像を形成すれば。

記録画像に何ら支障なく本発明を実施できる。

第１の発明の実施例ではテスト画像は２段階の現像電位
差に応じたものだけでなく、より多くの段階について多
数書込んでも良い。

同じく第１の発明の実施例で、テスト画像の書込み位ｔ
を１ケ所だけにし、経時的に２回（乃至数回）現像電位
差の異なるものを書込んで各々読み取り、その値からＶ
−Ｄ曲線の変化率をめても良い。この場合原画パターン
１９ａ　（又は１９ｂ）、濃度センサ１８ａ　（又は１
８ｂ）、及びそれと対応するＡ／Ｄ２２ａ（又は２２ｂ
）は夫々一つのもので良い。一つの原画パターンを２回
画像形成し、その各画像形成の条件を変えて現像電位差
を変える。例えば現像バイアスを変えて、現像電位差を
変え、濃度の異なるテスト画像を形成する。それに合せ
てマイクロコンピュータに読込む時間差を設けるソフト
的処理によって実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した電子写真装置の実施例の概略
図、第２図はＶ−Ｄ曲線の変化を説明する図、＠３図は
本発明を適用する制御系の要部プロ、り図、第４図はそ
の動作手順を示すフローチャート図、第５図はテスト画
像の実施例の斜視図、第６図は表面電位の変化を説明す
る図、第７図はテスト画像の別な実施例の１０！Ｊ図で
ある。 １は感光体、２は帯電器、７は現像スリーブ、１０はバ
イアス電源、１４は制御系、１５はＩｌｌｌｌ正高圧電
源ドライバ７ａ−１７ｂはテスト画像、１８ａ・１８ｂ
は画像濃度センサ、１９ａ・１９ｂはｊＫ画パターン、
２０はマイクロコンピュータ、２７は表面電圧計である
。 第 （菩） −１１０４へ ４図 （α）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電された感光体に像露光して静電潜像を形成し
   、該静電潜像を現像バイアス電圧を印加した現像手段に
   より現像して顕画像を得る電子写真装置に於て、 該静電潜像と該現像手段の電位差が異なったテスト顕画
   像の＊ｉを検知し、 その濃度の変化率を演算し、その変化率を予め設定した
   標、量変化率と比較して適正帯電電位を初出し、 その算出電位に前記感光体の帯電電位を制御することを
   特徴とする電子写ｊＩ′装置の帯電電位制御装４゜
2. （２）帯電された感光体に像露光して静電潜像を形成し
   、該静電潜像を現像バイアス電圧を印加した現像手段に
   より現像して顕画像を得る電子写真その顕画像濃度が中
   間調になるテスト画像を形成し、 センサにより検知した該テスト画像の顕画像濃度と予め
   設定した標準画像Ｓ洟とから、その濃度の変化率を演算
   し、 その変化率を予め設定した標準変化率と比較して適正帯
   電電位を算出し、 その算出電位に前記感光体の帯電電位を制御することを
   特徴とする電子写真装置の帯電電位制御装置。