JPS63218975A - 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】 −の１ 本発明は、一般に、画像形成装置に関し、特に例えば原
稿画像を露光走査することによって像担持体たる感光体
ドラム上に静電潜像を形成する蛍光灯のごとき像露光手
段を備えた画像形成装置に関する。

え１立且３ 従来より、電子写真複写装置のごとき画像形成装置には
、原稿画像を露光走査するｆＩ！露光手段としてハロゲ
ンランプを用いた装置と、蛍光灯を用いた装置とがあっ
たが、像露光手段にハロゲンランプを用いた場合と、蛍
光灯を用いた場合とを比較すると、前者の方が消費電力
が多いうえに発熱も多いという不具合があったために後
者の方が多く用いられるようになってきている。しかる
に、蛍光灯には既に周知のようにその点灯時における光
量が、該蛍光灯の管壁温度の影響を受け、管壁温度が低
温であるときには光量が少なくなるという管壁温度−光
量特性を有しているので、像露光手段として蛍光灯を用
いた画像形成装置にあっては、低温時に該装置を駆動す
るに際して、蛍光灯が点灯してから管壁温度が上昇し管
壁温度の上昇に伴なって該蛍光灯からの照射光量が増加
して所定の原稿露光光量に達するまでの間待たなければ
ならないという欠点がある。そこで、このような欠点を
解消するために、前記蛍光灯の近傍にヒータのごとき発
熱手段を配設するとともに、該ヒータからの発熱量を制
御することによって、前記蛍光灯の管壁温度が常時適温
状態を保持するように調整する制御手段をも具備した画
像形成装置が提案された。

が　　　　　　　−　　　　　　。　　Ｉ！ｆ。

上述したごとき改良を、蛍光灯を像露光手段として具備
した画像形成装置に施すことによって、確かに低温時に
おける前記蛍光灯の光量立ち上り特性は改善され、その
結果として低温時に前記画像形成装置を使用するに際し
ての時間待ちをする必要がなくなって該装置の性能は向
上した。しかしながら、上述したごとき構成の画像形成
装置にあっては、像露光手段たる蛍光灯り管壁温度を常
時適温状態に保持するためにヒータのごとき発熱手段や
、該発熱手段の駆動を制御する制御手段を必要とするの
で、部品点数が多くなりその分メインテナンスが大変で
且つコスト高になるという問題点があった。

従って本発明は、上述したごとき問題点を改善するため
に創案されたものであって、その目的は、像露光手段か
ら照射された光量が所定の原稿露光光量に達しない場合
にも、特別な手段を付加することなしに原稿露光走査が
行なえ、しがも安定した画像濃度で画像形成が行なえる
ようにすることによって、メインテナンスが容易で且つ
低コストな画像形成装置を提供することである。

ロ　占　　　　るため 上記目的は１本発明に係る画像形成装置によって達成さ
れる。要約すれば本発明は、像担持体上、原稿照明光源
を有し原稿画像を露光走査することによって前記像担持
体上に該原稿画像に応じた静電潜像を形成する像露光手
段と、前記光源から照射される光量を検知する光量検知
手段と、前記像露光手段によって前記像担持体上に形成
された静電潜像を可視画像化する現像手段と、前記光量
検知手段から出力された光量検出信号と予め設定された
目標光量値との差分に応じて前記現像手段に印加される
現像バイアス電圧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である。

実ｊＬ例 以下、図面により本発明に従う一実施例について説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置を示す
、＊発明の一実施例に従う画像形成装置は、カールソン
電子写真法を用いた画像形成装置を例にとって説明する
こととしたので、その全体構成は既に周知であるために
本発明に従う像担持体たる感光体ドラムと、該感光体ド
ラムの外縁部近傍に設けられている現像手段即ち現像器
内に配設されている現像剤担持体たる現像スリーブと、
前記感光体ドラム上に原稿画像に応じた静電潜像を形成
する光学系及び光学系を始めとする各県の駆動を制御す
る制御系について図示したものであり、カールソンプロ
セスにおける一次帯電手段、クリーニング手段、現像器
等の図示は省略した。

第１図において、像担持体即ち感光体ドラム７は、矢印
方向（即ち第１図時計方向）に回転自在に軸手段（図示
しない）によって軸支されており、該感光体ドラム７の
外縁部近傍の第１図Ｂ点と対向する位置には、前述した
ように、現像剤担持体即ち現像スリーブ６を収容してい
る現像器（図示しない）が配設されている。前記感光体
ドラム７上の感光体には、例えば、ＯＰＣ等の公知のも
のが使用されており、前記感光体上には、既に公知とな
っている帯電手段及び後述する光学系を形成している像
露光手段たる蛍光灯１によって原稿画像に対応する静電
潜像が形成されるようになっている。前記現像スリーブ
６は、該現像スリーブ６に対して現像バイアス電圧を印
加する現像バイアス電圧給電手段即ち高圧トランス５と
電気的に接続されており、該高圧トランス５からの現像
バイアス電圧の給電を受けて前記感光体上に形成されて
いる静電潜像を可視画像化するようになっている。一方
、前述した感光体ドラム７の前記Ｂ点よりも角度ｔだけ
反時計方向に位置するＡ点上方には、前記光学系を形成
している結像手段たるセルフォックスレンズ８が配設さ
れており、前記セルフォックスレンズ８の上方には、原
稿１０を載置した原稿台ガラス９が配設されている。

又、前記原稿台ガラス９の下方で、前記セルフォックス
レンズ８や感光体ドラム７が配設されている位置と離間
した位置には、前記セルフォックスレンズ８とともに前
述した光学系を形成している像露光手段即ち蛍光灯１が
配設されている。前記蛍光灯ｌは、該蛍光灯１に管電流
を給電する蛍光灯点灯装！１３と電気的に接続されてお
り、前記蛍光灯１は、前記蛍光灯点灯装置３から給電さ
れる管電流によって点灯して前記原稿台ガラス９に載置
されている原稿１０を露光走査することにより、前記セ
ルフォックスレンズ８を介して感光体ドラム７上に原稿
１０の画像に対応した静電潜像を形成するものである。

前記蛍光灯ｌには、既に周知のように、常温時（２５℃
）には第３図にて図示するごとき電圧値変化にて示され
る光量立上り特性があり、又、低温時（１５℃）には第
４図にて図示するごとき電圧値変化にて示される光量立
上り特性がある。即ち、管壁温度が２５℃程度の常温時
には、第３図にて図示するごとく良好な光量立上り特性
を示し、一方、管壁温度が１５℃程度の低温時には、第
４図にて図示するごとく不良な光量立上り特性を示す、
前記蛍光灯１の近傍には、該蛍光灯１から照射される光
値を検知して、検知した光量に応じた電気信号を出力す
る光量検知手段即ちフォトダイオード２が配設されてお
り、該フォトダイオード２は、例えば前記蛍光灯１の管
壁温度１５℃程度のときには、第４図にて図示するごと
き変化を示す電圧信号を前記制御系を形成している蛍光
灯点灯装！３に出力するとともに前記蛍光灯１の管壁温
度が２５℃程度のときには、第３図にて図示するごとき
変化を示す電圧信号を前記蛍光灯点灯装置３に出力する
ように構成されている。前述した蛍光灯点灯装置３は、
前記フォトダイオード２から出力される光量検知信号を
読み込んで、該光量検知信号の値が予め設定されている
光量基準値と一致するように前記蛍光灯ｌに給電する管
電流を制御する。又、前記蛍光灯点灯装Ｗ３は、前記フ
ォトダイオード２から出力された光量検知信号を該蛍光
灯点灯装Ｍ３とともに前述した制御系を形成する制御手
段即ちコントローラ４に出力するようになっている。

第２図は、前記コントローラ４の内部構成を示したもの
であり、前記コントローラ４は、第２図を参照して明ら
かなように、ブイクロコンピユータＱｌと、濃度調整用
ボリウム１２と、積分回路１１とから成っている。前記
涜度調整用ポリウムｌ２は、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ２を介し
て前記マイクロコンピュータＱｌと接続されており、マ
ニュアル操作により設定された濃度設定電圧ｖ２を濃度
設定電圧信号として前記マイクロコンピュータＱｌに出
力するもので、前記濃度ｍ整用ボリウム１２は、マニュ
アル操作によって前記設定電圧ｖ２を可変調整されるこ
とにより前記現像器（図示しない）により前記感光体ド
ラム７外周面上に形成された可視画像の画像濃度の調整
が自在になっている。なお、前記濃度ａｌｌ整用ボリウ
ム１２により設定が自在な濃度設定電圧ｖ２は、前記マ
イクロコンピュータＱ１にＡ／Ｄ変換器ＡＤＩを介して
入力される前記蛍光灯点灯装置！３からの光量検知信号
■１を制御するための目標光量値に対応しているととも
に、前記濃度設定電圧ｖ２と前述した高圧トランス５に
よって前記現像スリーブ６に印加される現像バイアス電
圧との間には、第５図にて図示するごとき関係があり、
例えば濃度設定電圧ｖ２がＯｖのときには前記現像バイ
アス電圧は一５０Ｖで画像濃度が高くなり、一方前記設
定電圧ｖ２がｖＣＣのときには前記現像バイアス電圧は
一４５０Ｖで画像濃度が低下するようになっている。前
記積分回路１１は、前述した内容から既に明らかなよう
に、その入力側が前記マイクロコンピュータＱｌの出力
側に、又その出力側が前記高圧トランス５に夫々接続さ
れており、該積分回路５は、前記マイクロコンピュータ
Ｑｌから出力される現像バイアス制御信号たるＰＷＭ（
パルス幅変調）信号を受けてこれを積分して前記高圧ト
ランス５を駆動するための現像バイアス制御電圧ＶＢを
生成し、該制御電圧ＶＢを高圧トランス５の一次側に印
加するように構成されている。

前述したマイクロコンピュータＱｌは、算術演算及び論
理演算を行なう、前記マイクロコンピュ〜りＱｌは、Ａ
／Ｄ変換器ＡＤＩを介して前記蛍光灯点灯装置３から与
えられる光量検知信号ｖ１と、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ２を介
して前記濃度調整用ボリウム１２から与えられる濃度設
定電圧ｖ２とを比較演算して両者の差分を求め、該差分
に一応じて前記積分回路１１に出力する現像バイアス制
御信号をパルス幅変調するようになっている。更に、前
記マイクロコンピュータＱ１の記憶部には、前述の第５
図にて図示する濃度設定電圧値と現像バイアス電圧値と
の関係を示すデータが記憶されているものとする。

次に、上述したコントローラ４のマイクロコンピュータ
Ｑｌの制御動作を、主として第６図１に図示するフロー
チャートを併用して説明する。

オペレータが画像形成装置の駆動電源を投入することに
よって、マイクロコンピュータＱｌは制御動作を開始す
る。マイクロコンピュータＱｌは、ｐ−ｙイクロコンピ
ュータＱｌに内蔵されているタイマ（図示しない）にセ
ットされている所定周期毎に、ステップｌｏｔ〜ステッ
プ１１１のサブルーチンを割り込み処理するようになっ
ている。マイクロコンピュータＱｌは、前記タイマの時
限動作によって前記サブルーチンを割り込み処理するタ
イミングが到来したのを認識すると、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ
２を介して濃度調整用ボリウム１２から与えられた濃度
設定用電圧ｖ２を読み込むとともに（ステップ１ｏｔ）
、ステップ１０１にて読み込んだ前記濃度設定用電圧ｖ
２に対応する現像バイアス電圧値を予め記憶部に記憶さ
れている前記第５図にて図示するごときデータに基づい
て演算する（ステップ１０３）、ステップ１０３におい
て濃度設定電圧ｖ２に対応する現像バイアス電圧値を求
めた後、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＺを介して蛍光灯点灯装置３
から出力された蛍光灯ｌの光量検知信号Ｖｌを読み込み
（ステップ１０５）、該光量検知信号ｖ１とステップ１
０１にて読み込んだ濃度設定用電圧値ｖ２とを比較演算
する（ステップ１０７）、ステップ１０７において、光
量検知信号Ｖｔが濃度設定用電圧値Ｖ２に等しいと認識
したときには、ステップ１１１に移行し、感光体ドラム
７上の第１図Ａ点にて図示する部位に形成された静電潜
像が角度ｔだけ第１図時計方向に回転して第１図Ｂ点上
に移動するのに要する時間ｔが経過した時点で現像スリ
ーブ６に印加する現像バイアス値をステップ１０３で演
算した現像バイアス値に制御すべく積分回路１１に対し
てＰＷＭ信号を出力する。一方、ステップ１０７におい
て、光量検知信号ｖｌが濃度設定用電圧値ｖ２に等しく
ないと認識したときには、前記光量検知信号ｖ１と前記
濃度設定用電圧値ｖ２との差分に応じて前記ステップ１
０３で演算した現像バイアス値を補正しくステップ１０
９）、その後ステップ１１１に移行することとなる。

上述したごときマイクロコンピュータＱｌの制御動作は
、第６図にて図示したフローチャートのみならず、第７
図にて図示されるごとき１枚分の複写画像を得るための
画像形成工程を実行するに際しての前記光量検知信号の
波形変化と前記現像バイアス電圧の波形変化とを示した
タイミングチャートによっても明らかとなる。オペレー
タが画像形成装置の駆動電源を投入した時点（ｆｆｉ７
図にて図示するスタート時点）で蛍光灯点灯装置３から
蛍光灯ｌに対する管電流の給電が開始され、同時に現像
スリーブ６に対しても現像バイアス電圧として高圧トラ
ンス５から非画像形成領域の固定値（即ち、感光体ドラ
ム７外周面上の静電潜像が形成されない領域に印加する
一定電圧値）が印加する０画像形成のシーケンスが進行
し、蛍光灯ｌによる原稿画像の露光走査が開始される時
点で未だ蛍光灯１の管壁温度が低いために蛍光灯ｌから
の照射光量が原稿を露光するための基準光量に達してい
ないときには（第７図横軸上の１点）、マイクロコンピ
ュータＱ１は、該基準光量と前記露光走査開始時から１
時間経過後の現像開始の時点での蛍光灯ｌから照射され
る光量との差分を求め、該求めた差分に応じて補正を施
した現像バイアス電圧を前記現像開始時に高圧トランス
５を介して現像スリーブ６に印加することとなる。蛍光
灯点灯装置３から給電される管電流によって蛍光灯ｌの
管壁温度が次第に上昇し前記蛍光灯ｌからの照射光量が
前記基準光量値に達すると、該照射光量が前記基準光量
値に達した時点から１時間経過後に前記現像バイアス電
圧値も濃度調整ポリウム１２によって設定された濃度設
定用電圧値■２に対応する現像バイアス電圧値に収束す
る。以後、蛍光灯ｌによる原稿画像の露光走査のプロセ
スが終了するまで前記現像バイアス電圧値は上記値から
変動することがなく、前記プロセスが終了した後を時間
経過後に現像バイアス電圧値は、前述した非画像形成領
域の固定値に復帰し、画像形成のシーケンスが終了する
と同時に蛍光灯点灯装置３から蛍光灯ｌに対する管電流
の給電及び高圧トランス５から現像スリーブ６に対する
現像バイアス電圧の給電はともに遮断されることとなる
。

上述した内容から明らかなように、原稿に対する露光走
査が開始される時点で蛍光灯ｌからの照射光量が基準光
量値に達していないときには、前記照射光量と、基準光
量との差分に応じて現像バイアス電圧値を補正すること
により１画像濃度を略均−に保持することができるよう
になった。

１１立豆」 以上説明したように１本発明によれば、像露光手段から
照射された光量が所定の原稿露光光量に達しない場合に
も、特別な手段を付加することなしに原稿露光走査が行
なえ、しかも安定した画像濃度で画像形成が行なえるよ
うにすることにょって、メインテナンスが容易で且つ低
コスト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、本発明の一実施例に従う画像形成装置の要部
の構成を示した図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
する制御系の内部構成を示すブロック図である。 第３図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
する蛍光灯の常温時の照射光量立ち上り特性図である。 第４図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
する蛍光灯の低温時の照射光量立ち上り特性図である。 第５図は、本発明の一実施例に従う濃度設定電圧値−現
像バイアス電圧値特性を示した図である。 第６図は、前記第２図にて図示したマイクロコンピュー
タＱｌの制御動作を示すフローチャートである。 第７図は、本発明の一実施例に従う１枚分の複写画像を
得るための画像形成工程を実行するに際しての光量検知
信号の波形変化と現像バイアス電圧の波形変化とを示し
たタイミングチャートである。 ｌ：蛍光灯 ２：フォトダイオード ４：コントローラ ６　：現ゝ像スリーブ ７：感光体ドラム 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体と、原稿照明光源を有し原稿画像を露光走
   査することによつて前記像担持体上に該原稿画像に応じ
   た静電潜像を形成する像露光手段と、前記光源から照射
   される光量を検知する光量検知手段と、前記像露光手段
   によつて前記像担持体上に形成された静電潜像を可視画
   像化する現像手段と、前記光量検知手段から出力された
   光量検出信号と予め設定された目標光量値との差分に応
   じて前記現像手段に印加される現像バイアス電圧を制御
   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）前記光源は、蛍光灯であ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）前記蛍光灯は、前記光量検知手段からの出力信号を
   受ける蛍光灯点灯装置によつて前記光量検知手段からの
   出力信号が所定値になるように光量が制御され、前記蛍
   光灯点灯装置による前記蛍光灯の光量制御は、前記蛍光
   灯に流れる管電流の値を調整することによつてなされる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の画像形成
   装置。 ４）前記目標光量値は、前記現像手段によつて形成され
   た可視画像の画像濃度を設定するための濃度設定電圧値
   に対応し、前記濃度設定電圧値は、前記現像バイアス電
   圧値と一定の相関関係を有してい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。 ５）前記像担持体は、回転自在に軸支された感光体ドラ
   ムであり、前記光量検知手段は、フオトダイオードであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれかの項に記載の画像形成装置。 ６）前記制御手段は、前記現像手段に現像バイアス電圧
   を給電する現像バイアス電圧給電手段に対して、現像バ
   イアス制御信号としてパルス幅変調された信号を出力す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
   第５項のいずれかの項に記載の画像形成装置。