JPS62283356A

JPS62283356A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS62283356A
Application number: JP61124733A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Fukushima; 福島　久史; Joji Nagahira; 譲二永平; Takao Aoki; 青木　隆男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1986-05-31
Publication date: 1987-12-09
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JP2577354B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、電子写真プロセスにより画像を形成する画
像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置においては、感光ドラムに光を照射
して潜像を形成し、形成された潜像を現像剤で現像する
ことにより顕像化させるように構成されている。

一般に感光ドラムの感度は使用雰囲気の変化やドラム劣
化等の影響で一定ではない。

そのため、表面状態センサを設け、感光ドラムの表面状
態を適時測定し、測定値と比較しながらコロナ放電量や
原稿照射ランプの点灯電圧を補正することによって、ド
ラムの表面状態を一定の規格内に収めている。

表面状態制御回路は、電位センサによって測定されたド
ラムの表面状態とあらかじめ設定されている目標電位と
を比較し、差があれば高圧トランスの出力を補正し、１
次帯電奉、２次帯電器にフィー　ドパツクする回路構成
をとっている。

制御方式は、電源スィッチを投入後、ドラムは回転を開
始するが、このとき、ドラムの電位がそれ以に変化しな
くなるくらい強い光りを当てて得られる電位（明部電位
）と光を当てないで得られる電位（暗部電位）を交互に
測定している。

実際には、ブランク露光ランプをドラムに照射して明部
電位を、次にブランク露光ランプを消して暗部電位を作
り、電位センサによってこれらの電位を検出するように
構成されている。そして、それぞれの検出値から帯電器
の高圧出力またはグリンドバイアス電圧等を制御して、
目標の明部電位おるいは暗部電位に収束させるように制
御されているのが通例である。

〔発明が解決Ｉ−ようとする問題点〕

ところが、形成画像の光学的濃度可変するための濃度設
定１／バー紮有し、例えば濃度を３段階（ＤＬ　　、Ｄ
ｓ　　、Ｄ＋＋　）に変化させる場合は、第７図（ａ）
に示すように３種類の目標静電潜像コントラストＶｒ　
　ＩＶＭ　　、ＶＨが必要となり、濃度設定レバーを動
かす度に、Ｌ記目標電位への収束のだめの表面状態制御
を行うため、未画像形成に速やかに移行できない等の問
題点を有していた。、なお、第７図（ａ）において、縦
軸は光学濃度を示し、横軸は静電潜像コントラストを示
す。また静電潜像コントラストは、明部電位、暗部電位
、現像バイアス電圧により決定されるものである。

またカラー画像を形成する画像形成装置においては、各
現像剤（マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナ
ー）毎に光学濃度と静電潜像コントラストとの関係（第
７図（ｂ）に示す特性Ｃ，Ｍ、Ｙ）が異なるため、各色
画像形成毎に上記目標電位への収束過程を必要とするた
め、これに濃度条件伺加した場合には相乗的に表面状態
収束に非常に時間的ロスがかさみ、未画像形成実行まで
のウェイト時間を助長してしまう等の問題点電力してい
た。

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、現像する色と設定される濃度値とから決定される
感光ドラムの表面状態制御データをあらかじめ演算して
格納しておくことにより、最小の表面状態ΔＩＩＩ定回
数で全ての表面状態制御を短時間で行える画像形成装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る画像形成装置は、異なるバイアスを印加
した場合の露光時と非露光時の感光ドラムの表面状態デ
ータを記憶するデータ記憶手段と、このデータ記憶手段
に記憶させた表面状態データに基づいて設定される濃度
値に応じた感光ドラムの表面状態１１Ｍデータを演算す
るバイアス演算手段と、このバイアス演算手段が演算し
た表面状態制御データを記憶する表面状態制御データ記
憶手段と、入力される濃度設定値に対応する表面状態制
御データ記憶手段に記憶された表面状態制御データに基
づいて感光ドラムの表面状態を制御する制御手段と先設
けたのものである。

〔作用〕

この発明においては、画像形成動作に先立ち、異なるバ
イアスを印加して、露光時と非露光時の表面状態データ
を測定してデータ記憶手段に記憶させておき、この記憶
された表面状態データと設定可能な濃度値とからバイア
ス演算手段が感光ドラムの表面電位制御データを演算し
、表面状態制御データ記憶手段に記憶させる。この状態
の下で、入力される濃度設定値に対応する表面状態制御
データを表面状態制御データ記憶手段から読み出して制
御手段が感光ドラムの表面状態を制御する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構成
を説明する図であり、１はレーザ制御ユニットで、入力
される１面像入力信号に応じて変調したレーザビームを
発生させる。２は回転多面鏡電力するポリゴンミラーで
、図示しないスキャナモータにより一定速度で回転され
、入射するレーザビームを偏向させる。３は結像レンズ
で、ｆ／θ特性を有する光学レンズである。４は感光ド
ラムで、入射するレーザビームにより静電潜像を形成す
る。なお、感光ドラム４は矢印方向に回転する。５は除
電器で、感光ドラム４の表面の電位を均一化させる。６
は帯電器で、感光ドラム４の表面状態を一様に帯電させ
る。７はグリッド電極で、感光ドラム４の表面状態を一
様に帯電させる。８ａ　　、８ｂ　、８ｃは現像装置で
、各現像スリーブ５ａ−３ｃに印加される現像バイアス
に応じて感光ドラム４に形成された静電潜像を各現像剤
（マゼンタ、シアン、イエロー）により顕像化させる。

９は転写ドラムで、給紙力セラ）１０から給紙される転
写紙を指示する。１１は転写帯電器で、感光ドラム４に
形成されたトナー像を転写させる。１２は剥離爪で、転
写の終了した転写紙を転写ドラム９より分離する。１３
は定着器で、転写紙にのったトナー像を定着させる。１
４は排紙トレーで、画像形成の終了した転写紙を載置す
る。１５はクリーニング装置で、感光ドラム４に残留す
るトナーを回収する。１６は電位センサで、レーザビー
ム露光後の位置で感光ドラム４に近接して設けられてお
り、潜像の電位検出を行う。１７はＡ／Ｄ変換器で、電
位センナ１６のアナログ出力をディジタル出力に変換す
る。１８はマイクロコンピュータで構成される電位制御
部で、この発明のデータ記憶手段および制御データ記憶
手段となるＲＡＭ、この発明のバイアス演算手段および
制御手段となるＣＰＵ等から構成され、後述する現像バ
イアス演算等を行う。１９はＤ／Ａ変換器で、電位制御
部１８で決定された制御情報をアナログデータに変換し
、帯電器６を制御する高圧制御ユニット２０ａおよびグ
リッド電極７を制御する高圧制御ユニット２０ｂに制御
データを送出するとともに、現像装置８ｄ〜８Ｃを制御
する現像バイアス電圧制御回路２１ａ〜２１ｃに現像バ
イアスデータを送出する。

次に第２図を参照しながら第１図に示した電位制御部１
８の電位値演算動作について説明する。

＠２図は第１図に示した電位制御部１８の電位値演算動
作を説明するため特性図であり、横軸はグリッド電極７
のグリッドバイアス電圧を示し、縦軸は感光ドラム４の
表面電位を示す。ＶＤ（■６）はグリッドバイアス電圧
を可変させた場合の暗部電位変化特性を示し、ＶＬ（Ｖ
Ｇ）はグリッドバイアス電圧を可変させた場合の明部電
位変化特性を示す。

、まず、電位制御シーケンスがスタートすると、感光ド
ラム４の前回転がスタートし、残留電位の除去が行われ
る。グリ−７ド／ヘイアス電圧ｖＧの初期値をＶＧＩと
して電位センサ１６により暗部電位ＶＤ　　（ＶＧＩ）
を測定しＡ／Ｄ変換して電圧制御部１８に送出する。次
いで、感光ドラム４にレーザビームを照射し、グリッド
バイアス電圧ｖＧの初期値をＶＧＩとして電位センサ１
６により明部電位ＶＬ　　（ＶＧＩ）を測定しＡ／Ｄ変
換して電圧制御部１８に送出する。続いて、グリッドバ
イアス電圧をＶＧ２に切り変える。ただし、ＶＧＩ≠Ｖ
Ｇ２とする。ここで、前述と同様に電位センサ１６によ
り暗部電位ＶＤ　　（ＶＧ２）を測定しＡ／Ｄ変換して
電圧制御部１８に送出する。次いで、感光ドラム４にレ
ーザビームを照射し、グリッドバイアス電圧ＶＧをＶＧ
２として電位センサ１６により明部電位ＶＬ　　（ＶＧ
２）を測定しＡ／Ｄ変換して電圧制御部１８に送出する
。ここで得られた暗部電位ＶＤ（Ｖ　ａ　＋　）　　、
　Ｖ　ｏ　　（Ｖ　ａ　２　）　：８Ｊ：　Ｕ　明部Ｎ
　位Ｖ　Ｌ（Ｖｃ＋）　　、　ＶＬ　　（ＶＧ２）から
それソレノ傾キα。

βを下記１（１）　　、　（２）式より求める。

これにより、第２図に示した暗部電位変化特性ＶＤ（Ｖ
Ｇ）および明部電位変化特性ＶＬ（ＶＧ）は下記第（３
）　　、　（４）式で求めることができる。

Ｖ［１（ＶＧ）＝　ａ（、ＶＧ　−Ｖｃ、＋）　＋　Ｖ
Ｄ　　（’ＶＧＩ）・・・（３）ＶＬ（ＶＧ）＝β（Ｖａ　　Ｖｃ＋）　＋ＶＬ　　（Ｖ
ＧＩ）・・・（４）さらに、例えば３色３段階の濃度調整）行う場合は、第
７図（ａ）に示した特性を考慮し、第３図（ａ）、（ｂ
）に示すように設定する。

第３図（ａ）、（ｂ）は現像バイアス電圧と画像ＣＩ＝
の相対関係を説明する模式図であり、同図（ａ）におい
て、縦軸はバイアス電位を示し、横軸は感光ドラム４の
主走査方向を示す、同図（ｂ）において、縦軸は画像濃
度を示し、横軸は感光ドラム４の主走査方向を示す。な
お、イ５メージスキャンニング方式の場合を示す。

同図（ａ）に示されるように、現像装置８ａ〜８ｃのう
ち、例えば現像装置８ａの現像スリーブＳａに印加する
現像バイアス電圧をＶＤＣとすると、現像される領域で
の画像濃度（第３図（ｂ）参照）は、現像バイアス電圧
ＶＤＣ−明部電位ｖＬとの′屯位差ＶＣＯＩＩ＋に相当
し、レーザビームが照射されない非露光ｍ域での画像濃
度は、暗部電位ＶＤ　−現像バイアス電圧ＶＤＣとの電
位差Ｖ８ＡＣＫに相ちするが、トナーのかぶりを抑える
ため、電位差ｖＢＡ１パをあ５所定値以上とる必要があ
る。このことを考慮して、現像装置８ａ〜８ｃに対ずｂ
目標とする電位差ＶＢＡＣに、電位差ＶＣＯＮＴの値を
３色３段階分計９種類外部からあらかじめ入力しておく
。

そして、上記第（５）、（Ｇ）式より、各目標となる現
像装置８ａ〜８ｃの電位差Ｖ　ＢＡＣに、電位差ＶＣＯ
Ｎ＋に対応するグリノドバイアス電圧ＶＧ　を求める。

第３図（ａ）に示した関係から、Ｖｏ　−ＶＬ　＝　ＶＢＡＣＫ＋　Ｖｃｏｓｒ　　　　
−−−−−−（５）Ｖｏｃ＝　Ｖｃ　＋　ＶＣＯＮＴ　
　　　　　　　−−（６）が成立するため、上記第（３
）、（４）式の関係からＶＧ　　＝　　（ＶＤ　　　（
ＶＧ　　）　　−ＶＬ　　　（ＶＧ　　）−（Ｖｏ　　
（ＶＧＩ）　−Ｖｔ　　（ＶＧＩ）　）　）／（α−β
）＋ＶＧｌとなり、さらに上記第（５）式から、ＶＧは、Ｖｃ　＝
　（ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮ＋　−（Ｖｏ　　（ＶＧＩ）
−Ｖｔ　　　（Ｖａｔ）　　）　　）　　／　　（α　
−β　）＋ＶＧＩ　　　　　　　　　　・・・・・・　
（７）となる。

上記第（７）式に示す式中の値は全て既知のため、−攬
的に決定することができる。

これに呼応して、上記第（３）　　、　（４）　　、　
（Ｅｉ）式から明部電位Ｖｔ　　、暗部電位Ｖ［ｌ　　
、現像バイアス電圧ＶＤＣを求めて、目標とする電位差
ＶｉｌＡＣＫ、電位差ＶＣＯ〜丁の切り換えに応じて電
圧制御部１８の図広しない内部メモリに記憶させておく
。なお、目標とする電位差ＶＢＡＣＫ、電位差Ｖ　ＣＯ
）ｉ　Ｔの人力および、グリントバイアス電圧ＶＧ　、
現像バイアス電圧ＶＢの演算が３色３段階分終了した持
点で、画像形成ヰ】備、終了となり、ユーザが設定する
濃度設定スイツチ（図示しない）の位置に対応する上記
グリ−ノドバイアス電圧Ｖ　Ｇ　　＋現像バイアス電圧
ＶＤ１−を−に足固部メモリから読み出し、現像装置８
ａに対する画像形成を行い、現像装置８ａによる画像形
成が１読了したら、順次同様の操作で現像装置８に＋、
８ｃの画像形成を実行する。

次に第４図を参照しながらこの発明による感光ドラム４
の表面状態制御動作を説明する。

第４図はこの発明による感光ドラム４の表面状態制御動
作の一例を説明するフローチャートでちる。なお、（１
）〜（１２）は各ステップを示す。

電源投入されると、感光ドラム４の前回転が開始され（
１）、残留電位の除去が実行される。次いで、グリッド
電極７に初期値Ｖ　Ｇ　ｌでのバイアス電位を印加し、
レーザビームの露光時の明部電位ＶＬ　　（Ｖａｔ）　
　、暗部電位ＶＤ　　（ＶＧＩ）を′上位、Ｊｐ　７す
１６により測定しく２）、電圧制御部１８の内部メモリ
に記憶させる。次いで、グリッド電極７のバイアス電位
をＶＧ２に設定し、電位センサ］６により暗部電位ＶＤ
　　（ＶＧ２）　　、明部電位ｖ１（■ら２））測定し
く３）、電圧ｊ制御部１８の内部メモリに記憶させる。

次いで、暗部電位変化の傾きαおよび、明部電位変化の
傾きβを上記第（１）。

（２）式に基づいて演算しく４）、内部メモリに記憶さ
せる。次いで、パラメータｉ　（ｉは色数を示し）、ｊ
（ｊは設定可能な濃度段階数を示す）をそれぞれ「１」
に初期化する（５）。なお、この実施例ではｉ、ｊがと
もに「３」の場合を示す。ここで、再現する表面状態制
御データの格納が終了したかどうかを判断しくｅ）、Ｎ
Ｏならば各パラメータｉ＋Ｊに対応する目標とする電位
差Ｖ　、Ｂ　Ａ　ＣＫ（ｉ、Ｄ、電位差Ｖｃｏｓｒ　（
ｉ　、　Ｄを入力する（７）。次いで、表面状態制御デ
ータ、例えば現像バイアス電圧データＶｏｃ（ｉ、ｊ）
を演算するとともに、グリッドバイアス電圧データＶ（
Ｈ（ｉ。

ｊ）を演算しく８）、内部メモリに格納しく９）、ステ
ップ（６）に戻る。

一方、ステップ（６）の判断でＹＥＳの場合は、図示し
ない濃度設定スイッチからの濃度データに対応する現像
バイアス電圧ＶＤＣ，グリッドバイアス電圧Ｖｃを内部
メモリから読み出しく１０）、現像バイアス電圧制御回
路２１ａより適正な現像バイアス電圧を印加するととも
に、グリッド電極７に適正な現像バイアス電圧を印加す
る。次いで、画像形成を実行しく１１）、第１の現像剤
で感光ドラム４上に形成されている潜像を現像する。次
いで、３色の画像形成が終了したかどうかを判断しく１
２）、Ｎｏならばステップ（１０）に戻り、ＹＥＳなら
ば制御を終了する。

なお、上記実施例では、３色、３段階の濃度設定可能な
画像形成装置を例にして説明したが、蛍色、多段階、多
色、１段階、多色、多段階等の画像形成装置であっても
適用可能である。

また上記実施例ではイメージスキャンニングタイプの画
像形成装置を例にしたが、バックグラウノドスキャンニ
ングタイプのものでもよく、またアナログ画像形成装置
でも構わない。

さらに、上記実施例では、制御シーケンスの最初にバイ
アス電位をＶＧＩ　、　ＶＧ２に変えて明部、暗部電位
を測定してグリッドバイアス電圧ＶＧ　　。

明部および暗部電位ｖＤ、ｖＬの関係を求めた場合につ
いて説明したが、感光ドラム４の電位測定位置にピンホ
ール等の原因による局部的な表面状態ムラがあった場合
の補償として同一帯電、露光条件で、感光ドラム４の異
なる場所を複数回測定し、ａｌｌｌ定値の最小値を除き
、残る測定値を平均した値に基づいて、すなわち、表面
状態の異常値の影響を除いて処理されたデータに基づい
て前記表面状態制御データを演算すればより適正な電位
制御を行える。

また上記実施例では電位制御データ、すなわちグリッド
電極７のグリッド／ヘイアメ電圧ｖＧおよび現像バイア
ス電位ＶＯＣとを制御することにより画像形成を行う場
合について説明したが、第５図に示すように、帯電器６
の帯電電流と感光ドラム４の表面電位の関係を設定され
る濃度値に対してあらかじめ求めておくことにより、画
像形成を制御しても同様の効果がある。

さらに、第６図に示すように、レーザビームの露光量と
表面電位の関係を設定される濃度値に対してあらかじめ
求めておくことにより、画像形成を制御してもよい。

また表面電位でなく、現像後の画像濃度を検出するよう
に構成しても、この発明を適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は異なるバイアスを印加
した場合の露光時と非露光時の感光ドラムの表面状態デ
ータを記憶するデータ記憶手段と、このデータ記憶手段
に記憶させた表面状態データに基づいて設定さ尤る濃度
値に応じた感光ドラムの表面状態制御データを演算する
バイアス演算手段と、このバイアス演算手段が演算した
表面状態制御データを記憶する表面状態制御データ記憶
手段と、入力される濃度設定値に対応する表面状１懲制
御デ一タ記憶手段に記憶された表面状態制御データに基
づいて感光ドラムの表面状態を制御する制御手段とを設
けたので、最小回数の表面電位Ｋ１１ｌ定から現像する
色に対して設定される濃度値に最適な電位制御データを
全てあらかじめ求めることができるので、入力される濃
度設定値に対する電位設定動作を速やかに終了できる優
れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構成
を説明する図、第２図は第１図に示した電位制御部の電
位値演算動作を説明するだめの特性図、第３図（ａ）、
（ｂ）は現像バイアス電位と画像濃度の相対関係を説明
する模式図、第４図はこの発明による感光ドラムの表面
電位制御動作の−例を説明するフローチャート、第５図
は表面電位と帯電電流の関係を説明する特性図、第６図
は表面電位と露光量の相対関係を説明する特性図、第７
図（ａ）、（ｂ）は静″ＦＦ、潜像コントラストを説明
する特性図である。図中、１はレーザ制御ユニー７ト、２はポリゴンミラー
、３は結像レンズ、４は感光ドラム、５は除電器、６は
帯電器、７はグリッド電極、８ａ〜８ｃは現像装置、９
は転写ドラム、１０は給紙カセット、１１は転写帯電器
、１２は剥雛爪、１３は定着器、１４は排紙トレー、１
５はクリーニング装置、１６は電位センサ、１７はＡ／
Ｄ変換器、１８は電位制御部、１９はＤ／Ａ変換器、２
０ａ、２０ｂは高圧制御ユ−−−／ト、２１ａ〜２１ｃ
は現像バイアス准圧制御回路である。ｌｒ１第２図〜グリットハ゛′イアズ１シミ第３図（ａ）、　　　　′Ｂｊｔ− （ｂ）し慣は邪露ｆ、部三疋登方百− 第５図Ｉ −″＊１１乏第６ス一露光量第７図（ａ）一桐ｌｌイ象コシトヲスト（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光ドラムの表面状態を測定して画像形成を制御
する画像形成装置において、異なるバイアスを印加した
場合の露光時と非露光時の前記感光ドラムの表面状態デ
ータを記憶するデータ記憶手段と、このデータ記憶手段
に記憶させた前記表面状態データに基づいて設定される
濃度値に応じた前記感光ドラムの表面状態制御データを
演算するバイアス演算手段と、このバイアス演算手段が
演算した表面状態制御データを記憶する表面状態制御デ
ータ記憶手段と、入力される濃度設定値に対応する前記
表面状態制御データ記憶手段に記憶された前記表面状態
制御データに基づいて前記感光ドラムの表面状態を制御
する制御手段とを具備したことを特徴とする画像形成装
置。
（２）表面状態データは、電源投入時に記憶されること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画像形成
装置。
（３）表面状態制御データは、現像する色数に応じてあ
らかじめ演算しておくことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の画像形成装置。