JPS63296062A - 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】 本発明は、一般に１画像形成装置に関し、特に例えば１
画像形成装置の中でも電子写真記録法を採用して画像形
成を行なう電子写真複写装置において、該装置が具備し
ている像担持体たる感光体ドラムの表面電位を制御する
のに好適に適用可能である。

従ＪＬ囚」Ｅ術 画像形′成装置の中でも、電子写真記録法によって画像
形成を行なう電子写真複写装置にあっては１周知のよう
に、従来より該装置が具備している像担持体たる感光体
ドラムの表面電位（即ち該感光体ドラム上に形成される
暗部領域の電位と該感光体ドラム上に形成される明部領
域の電位とから成る）を所定の値に制御することによっ
て、前記感光体ドラム上に、感度が良く且つ原稿画像情
報の階調再現性が優れた画像形成が行なえるようにする
方法が種々実行されている。上述した方法は、以下に記
載する２種に大別される。

第１の方法は、前記感光体ドラム近傍に配設されている
一次帯電器等の駆動を調整することによって、前記感光
体ドラム上に形成される暗部領域の電位即ち暗部電位を
制御するとともに、レーザビームスキャナのごとき像露
光手段から前記感光体ドラム上に照射される像露光の照
射光量を調整することによって、前記感光体ドラム上に
形成される明部領域の電位即ち明部電位を制御するもの
である。上述した第１の方法について更に詳述すれば、
前記暗部電位の制御は、前記一次帯電器にグリッドが装
着されていない場合には、前記暗部電位の変動に応じて
該一次帯電器から前記感光体ドラム側に放電される放電
量を調整することによって行ない、又、前記一次帯電器
にグリッドが装着されている場合には、電１源から該グ
リッドに印加されるグリッド電圧を調整着しくは一定蛸
に保持することによって行なうようになっている。一方
、前記明部電位の制御は、前記感光体ドラム上の明部電
位が変動すると該明部電位の変動に応じて前記像露光手
段から照射される像露光の光量を適宜な値に調節するこ
とで、前記明部電位の値が所定値に収東するように行な
われるものである。

第２の方法は、前述した一次帯電器にグリッドが装着さ
れている場合に、前記像露光手段から感光体ドラム上に
照射される像露光の完備を一定の値に固定したまま、前
記電源から前記グリッドに印加されるグリッド電圧憂可
変調幣すΔことによって、前記感光体ドラム上の暗部電
位及び明部型、位を適宜な値に制御するものである。上
述した第２の方法について更に詳述すれば、まず、前記
電源から前記グリッドに対して印加すべきグリッド電圧
の全領域を多段階に区分して、該区分した各領域毎に前
記感光体ドラム上の暗部電位と明部電位を測定し、前記
グリッド電圧と暗部電位との関係及び前記グリッド電位
と明部電位との関係を前記各領域毎に夫々直線近似し、
前記暗部電位と前記感光体ドラム上の静電潜像を現像す
る現像器に印加する現像バイアス電圧との差分、前記明
部電位と前記現像バイアスとの差分が夫々所定の値にな
るグリッド電圧の値を導出するとともに、該導出したグ
リッド電圧を前記グリッドに印加すべく前記電源の駆動
を制御することによって感光体ドラム上に形成される静
電潜像が相対的に一定の画像状態にて保持されるように
したものである。

−一、占 しかしながら、上述したごとき２種の方法にあっては、
以下に記載すべき問題点がある。即ち。

ｔ５１の方法にあっては、装置の継続的な使用によって
感光体ドラム上に残留電荷がたまり、残留電位が大きく
なってくると、感光体ドラムｔに形成されるべき静電潜
像の形成状態を支配する該感光体ドラムの隔射光蝋−表
面電位特性（以下ｒＨ−■特性」という）がその初期状
！島における特性と大きく可変する。このように前記感
光体ドラムのＥ−Ｖ特性が該ドラムの初期状態とは大き
く異なった状態で前記感光体ドラム上に静電ＷＩ像を形
成しようとすると、前記レーザビームスキャナのごとき
像露光手段を完全点灯したときの前記感光体ドラム上の
モ均明部電位が一定に保たれていても、該ドラムの初期
状態と一ヒ述のごとき残留電位の変動があったときとで
、パルス幅変調（ＰＷＭ）して前記像露光手段を点滅さ
せているときの前記像露光手段の点灯時に前記感光体ド
ラム上に形成される静電潜像の形成状態が異なってしま
い、従って階調再現性が可変してしまうという問題点が
ある。そのうえ、該問題点に加えて、前記感光体ドラム
上の残留゛電位が大きくなると、前記像露光手段から照
射される像露光の先頃を単純に増加させるように制御す
ることとなっていたので、前記像露光手段及び前記感光
体ドラムに大きな負担を強いることとなるという問題点
もある。

一方、第２の方法にあっては、装置の継続的な使用に伴
って感光体ドラムに感度変動が発生したときに、前記の
ごとく感光体ドラム上の明部電位と現像バイアスとの差
分査一定に保つように制御すると、前述したごとき感光
体ドラムのＥ−Ｖ特性が、該ドラムが初期状態にあると
きの該ドラムのＥ−Ｖ特性と大きく異なってしまうため
に、前記第１の方法を実行した場合と同様に階調再現性
が可変してしまうという問題点があった。

１−通 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、像担持体たる
感光体ドラムの残留電位が装置の使用継続によって次第
に増大して５該感光体ドラムのＥ−Ｖ特性が該感光体ド
ラムの初期状態のそれと大きく異なった場合であっても
、前記感光体ドラム上に形成されるべき静電潜像の階調
再現性が可変することがなく、しかも、感光体ドラムや
像露光手段等に過大な負担をかけることのない感光体ド
ラムの表面電位制御が行なえる画像形成装置を提供する
ことである。

八　　　占　　　　　　　　　　　　　−め上記目的は
、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１本発明は像担持体と、前記像担持体に対して像
露光を照射する像露光手段と、前記像担持体、ヒに、画
像形成を行なうのに必要な画像形成条件を設定、可変す
る画像形成条件設定、可変手段と、前記像担持体上の表
面電位を検知する表面電位検知手段と、前記表面電位検
知手段より出力された検出信号から該検出信号が出力さ
れたときの前記像担持体上の表面電位を求め該求めた表
面電位に応じて前記画像形成条件設定、可変手段によっ
て設定、可変される画像形成条件及び前記像露光手段か
ら照射される像露光の光量を選定するとともに、該選定
に基づいて前記両゛像形成条件設定、５（変手段の駆動
及び前記像露光手段の駆動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。

笈電遺 以下、図面により本発明の一実施例に従う画像形成装置
について説明する。

第１図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置を示す
０本発明の一実施例に従う画像形成装置の概要は、第１
図を参照して明らかなように１画像形成部■と、前記画
像形成条件が具備している像担持体たる感光体ドラムｌ
上の表面電位を制御する表面電位制御系■とから成るも
のである０本発明に従う画像形成装置にあっては、前記
画像形成部Ｉを構成する各種機器類として、既に周知の
カールソン電子写真プロセスに必要な感光体ドラム１．
該感光体ドラムｌの外周部近傍に該感光体ドラムｌの回
転方向（第１図矢印方向）上流側から下流側に沿って配
設されるクリーニング部５、画像形成条件設定、可変手
段たる一次帯電器６及び現像２Ｉ２．転写帯電器３等が
具備されるが、前記感光体ドラムｌの外周面には、感光
体として有機光半導体から成る層が設けられ、又、前記
一次帯電器６は、放電ワイヤ６ａと、該一次帯電器６の
重犯感光体ドラムｌの外周面寄りに取り付けられている
グリッド６ｂとから成っている。更に、前記感光体ドラ
ムｌ外周面と前記転写帯電２！３とが対向している対向
間隙には、転写紙のごとき転写材４が第１図矢印方向か
ら供給される。なお、上記感光体Ｖラム１．一次帯電器
６以外の前述した各種機器類の詳細については、既に周
知であるのでその説明は省略する。

前述した表面電位制御系■は、制御手段即ちコントロー
ラｌＯと、該コントローラ１０の入力側に接続される表
面電位検知手段即ち電位センサ７と、前記コントローラ
１０の出力側に接続される像露光手段即ちレーザビーム
スキャナ８及び前記電源９とから成っている。前述した
構成について更に詳述すれば以下のようである。即ち、
前記電位センサ７は、前記現像器２の前記感光体ドラム
１回転方向上流側近傍にて前記感光体ドラムｌ外周面に
近接して配設されており、前、記電位センサ７は、前記
感光体ドラムｌ外周面上の表面電位を検知して、該表面
電位検出信号を前記コントローラ１０に出力するように
なっている。前記レーザビームスキャナ８は１図のごと
く、前記一次帯電器６と前記電位センサ７とが夫々設け
られている部位の中間から前記感光体ドラム１外周面上
に像露光を照射することができるように装置内に配設さ
れており、前記レーザビームスキャナ８は、前記コント
ローラ１０の制御下におかれ、前記コントローラ１Ｇか
ら出力されるＰＷＭ信号によってその駆動が制御される
ようになっている。一方。

前記型ＩＩＡ９は、前記画像形成条件設定、可変手段た
る前記一次帯電器６のグリッド６ｂと接続されており、
前記電源９は、前記グリッド６ｂに対して前記コントロ
ーラ１０から出力される指令信号に応じたグリッド電圧
を給電するように構成されている。

前述したコントローラｌＯは、算術演算及び論理演算を
行なうＣＰＵと、制御プログラム等を内蔵し又必要デー
タを記憶しているメモリと、前記電位センサ７から出力
された表面電位検出信号を受ける入力部と、前記レーザ
ビームスキャナ８、電源９に対してＣＰＵからの指令信
号を出力する出力部とから成っている。前記メモリに記
憶されるデータとしては１例えば、第２図にて図示する
ごとき感光体ドラム１の外周部に配設されている有機光
半導体の初期状態におけるＥ−Ｖ特性値データ及び後述
する感光体ドラム１の感度特性、該ドラムｌ上に形成さ
れる静電ＷＩ像の階調再現特性を示す方程式 ％式％） （但し、Ｖｄは、前記感光体ドラムｌの暗部電位を、Ｖ
Ｒは、前記感光体ドラムｌの明部電位を、αは定数を、
Ｅは前記レーザビームスキャナ８から前記感光体ドラム
ｌ上に照射される像露光の光量を、夫々示すものとする
。）がある、前記データについて、更に詳述すれば、前
記第２図にて図示するデータの縦軸には、前記感光体ド
ラム１外周面上の表面電位（Ｖ）が示されており、又横
軸には、前記レーザビームスキャナ８から前記感光体ド
ラムｌ外周面上に照射される像露光の光ＭＥを対数表示
（ｊＬｏｇＥ）したものが示されている。前記第２図縦
軸上に示されるＶｄは、前記感光体ドラム１上の該ドラ
ムｌが初期状ｆ感にあるときの暗部電位を示し、前記縦
軸上に示されるｖｂは、前記感光体ドラム１が初期状態
にあるときに、図示しない現像バイアス電圧印加手段か
ら、第１図にて図示した現像器２内の現像剤相持部材（
図示しない）を介して該現像器２内の現像剤に対して印
加される現像バイアスを示し、前記縦軸上に示されるＶ
Ｌは、前記感光体ドラムｌの該ドラムｌが初期状態にあ
るときの明部電位を示し、更に前記縦軸上に示されるＶ
Ｒは、前記感光体ドラムｌの該ドラムｌが初期状態にあ
るときの残留電位を示している。一方、前記方程式Ｖ＝
（Ｖｄ−ＶＲ）ＥＸＰ　（−α拳Ｅ）＋ＶＲは１例えば
、前記感光体ドラムｌが初期状態にあるときには。

前記感光体ドラムｌが初期状態にあるときの該ドラム１
の感度及び該ドラムｌ上に形成される静電潜像の階調再
現性を示している第２図の特性曲線の方程式となってお
り、前記感光体ドラムｌの初期状態において、前記レー
ザビームスキャナ８から前記感光体ドラムｌに対して照
射される像露光の光量Ｅが与えられると、該光ｉ偵Ｅに
対応する■の値（即ち、前記特性曲線にて表現される値
）が該方程式にて決定されるようになっている。

前述したＣＰＵは、前記出力部を介して前記電源９に駆
動指令信号を出力して該電源９から曲記一次帯電器６の
グリッド６ｂに対して印加すべきグリッド電圧を調整し
、これによって、前記グリッド６ｂを介して前記感光体
ドラムｌに印加される電圧即ち感光体ドラムｌ上の暗部
電位を制御するものである。

前記ＣＰＵは、前記出力部を介して前記レーザビームス
キャナ８に駆動指令信号を出力して該レーザビームスキ
ャナ８から前記感光体ドラムｌ上に少なくとも前記感光
体ドラムｌの表面電位が可変することがない固定領域（
即ち、前記感光体ドラムｌ−上の表面電位が残留電位を
ｔしている状態）に達することが可能な光量にて像露光
を照射させるとともに、前記入力部を介して前記電位セ
ンサ７から出力されたｍＩ記感光体ドラム１上の表面電
位検出信号を読み込んで該表面電位検出信号と前記メモ
リに記憶されている第２図のデータにおける残留電位と
を比較演算し、該比較演算の結果に基づいて前記感光体
ドラムｌが初期状態にあるか否かを判定する。ＣＰＵは
、前記判定の結果、前記感光体ドラムｌが初期状態にあ
ると認識したときには、前記第２図にて示したデータに
従って前記感光体ドラム１上の暗部電位Ｖｄ、明部電位
ＶＬ、現像バイアスｖｂ等の値を制御すべく前述した各
種機器類の駆動を制御し、又一方、前記感光体ドラムｌ
が初期状態にないと認識したときには、後述する演算処
理動作にて前記感光体ドラムｌ上の表面電位を制御する
ものである。

次に、上述した構成の表面電位制御系■の制御動作につ
いて説明する。オペレータによって画像形成装置の駆動
電源が投入されると、前記コントローラｌＯのＣＰＵも
その制御動作を開始する。

ＣＰＵは、前記メモリから第２図にて図示したデータを
読出して、前記電位サンナ７によって検出される前記感
光体ドラムｌ上の暗部電位が前記第２図にて図示したＶ
ｄの値になるように前記出力部を介して前記電源９の出
力を調整する。前記のごとき電源９の出力調整が行なわ
れた後、ＣＰＵは、前記出力部を介して前記レーザビー
ムスキャナ８に駆動指令信号を出力して該レーザビーム
スキャナ８から前記感光体ドラムｌ上に少なくとも前記
感光体ドラムｌの表面電位が可変することがない固定領
域（即ち、前記感光体ドラム１上の表面電位が残留電位
を呈している状態）に達することが可山な光量にて像露
光を照射させる。前記電位センサ７から、前記入力部を
介して前記感光体ドラムｌの前記像露光が照射された部
位の表面電位検出信号（即ち前記感光体ドラムｌ七の残
留電位検出信号）が与えられると、ＣＰＵは、該検出信
号の値と前記第２図にて図示したデータにおける残留電
位ＶＲとを比較演算し、前記感光体ドラムｌが初期状態
にあるか否かを判定する。前記比較演算の結果、前記残
留電位検出信号と前記データ中の残留電位ＶＲとが等し
いと認識すると、前記感光体ドラムｌが初期状態にある
ものと判定して前記電位センサ７によって検出される前
記感光体ドラム１上の明？Ｂ電位が前記第２図にて図示
したデータにおける明部電位ＶＬになるように前記出力
部を介して前記レーザビームスキャナ８の駆動を制御す
る。Ｊ：述したごとき制御を実行することによって、前
記感光体ドラムｌが初期状態にあるときの該ドラム１上
の表面電位たる暗部電位及び明部電位と現像バイアスと
は、第２図にて図示したごとくに調整される。

一方、前記比較演算の結果、前記残留電位検出信号が前
記データ中の残留電位ＶＲよりも太さいと認識すると、
前記感光体ドラム１が初期状態にないものと判定して以
下に記載するごとき前記感光体ドラムｌの表面電位制御
を行なうこととなる。即ち、ＣＰＵは、前記残留電位検
出信号と前記データ中の残留電位ＶＲとの差分ΔＶＲを
求め、前記電位センサ７から、前記入力部を介して人力
される前記感光体ドラム１の暗部電位検出信号として、
前記第２図にて図示する該感光体ドラムｌが初期状態に
あるときのＶｄの値に前記ΔＶＲの値を加算した値が出
力されるように、前記出力部を介して前記電源９の駆動
を制御し、これによって、前記電源９から前記グリッド
６ｂに印加されるグリッド電圧を適宜な偵に制御する。

前述のごとく、前記感光体ドラムｌ上の暗部電位を調整
した後、ＣＰＵは、前記電位センサ７から前記入力部を
介して入力される前記感光体ドラムｌ上の明部電位検出
信号として前記第２図にて図示する前記感光体ドラムｌ
が初期状態にあるときのＶＬのず−に前記ΔＶＲの偵を
加算した値が出力されるように、前記出力部を介して前
記レーザビームスキャナ８の駆動を制御する。前記のご
とき電源９、レーザビームスキャナ８の駆動制御に加え
て、前記ＣＰＵは、第１図にて図示した現像１１２内の
現像剤に、第２図にて図示した現像バイアス電圧値ｖｂ
に前記ΔＶＲの値が加算されたものが現像バイアス電圧
として印加されるように、前述した現Ｊ像バイアス電圧
印加手段（図、示しない）の駆動を制御するものである
。

以上説明した内容から明らかなように１本発明に従う−
実施例によれば、まず最初に電源９な駆動して前記感光
体ドラム！上を前記感光体ドラムｌが初期状態にあると
きの暗部電位Ｖｄの値にて略均一に帯電し１次いでレー
ザビームスキャナ８を［動して前記感光体ドラム１に像
露光を照射することによって前記感光体ドラムｌ上の残
留電位を求め、該求めた残留電位の値と前記第２図にて
図示するデータ中の残留電位の値ＶＲとを比較演算して
、前記求めた残留電位の値が前記ＶＲの値よりも大きい
と認識したときにその差分値ΔＶＲを演算して該差分値
ΔＶＲにて前記暗部電位の値、明部電位の値、現像バイ
アス電圧の値を補正することとしたので、前記残留電位
の変動によって前記感光体ドラム１が！ｓ２図にて示す
特性からズした場合であっても、実質的に前記変動した
残留電位に見合った最適な感度特性及び階調再現特性が
得られる特性曲線（前記方程式にて示される）を選択し
て前記感光体ドラムの表面電位制御を行なうこととなる
ために、前記感光体ドラム１上に形成される静電潜像の
形成状態を、前記感光体ドラムｌの特性変動に影響され
ることなく、略一定に保持することができるようになっ
た。

患」ＬΩ」Ｅ里 以上説明したように１本発明によれば、像担持体の残留
電位が装置の使用継続によって次第に増大して、該像担
持体の照射光量−表面電位特性が該像担持体の初期状態
（使用開始時の状Ｓ）のそれと大きく異なった場合であ
っても、前記を担持体上に形成されるべき静電潜像の階
調再現性が可変することがなく、シかも、像担持体や該
像担持体上に像露光を照射する像露光手段等に過大な負
担をかけることのない像担持体上の表面電位制御を行な
うことが可能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１本発明の一実施例に従う画像形成装置の構成
な示した図である。 第２図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
している感光体ドラムの初期状態における照射光看−表
面電位特性（Ｅ−Ｖ特性）を示した特性図である。 ｌ：感光体ドラム ２：現像器 ６：一次帯電器 ７：電位センサ ８：レーザビームスキャナ ｌＯ：コントローラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体と、前記像担持体に対して像露光を照射す
   る像露光手段と、前記像担持体上に、画像形成を行なう
   のに必要な画像形成条件を設定、可変する画像形成条件
   設定、可変手段と、前記像担持体上の表面電位を検知す
   る表面電位検知手段と、前記表面電位検知手段より出力
   された検出信号から該検出信号が出力されたときの前記
   像担持体上の表面電位を求め該求めた表面電位に応じて
   前記画像形成条件設定、可変手段によって設定、可変さ
   れる画像形成条件及び前記像露光手段から照射される像
   露光の光量を選定するとともに、該選定に基づいて前記
   画像形成条件設定、可変手段の駆動及び前記像露光手段
   の駆動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、前記画像形成条件設定、可変手段は、前記感
   光体ドラムの外縁部に配設されている一次帯電器と、前
   記感光体ドラムの外縁部近傍に配設され前記感光体ドラ
   ム上に形成された静電潜像を可視画像化する現像剤を外
   部から印加される現像バイアス電圧によって前記感光体
   ドラム上に供給する現像器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）前記制御手段は、前記感光体ドラムが初期状態にあ
   るときの該ドラム上の残留電位データを予め記憶してお
   り、前記一次帯電器を駆動することによって前記感光体
   ドラム上を略均一に帯電せしめ、次いで前記像露光手段
   を駆動して前記感光体ドラムに対して少なくとも前記感
   光体ドラム上の表面電位が可変しない固定領域に達し得
   る大きさを持った像露光を照射するとともに、前記表面
   電位検知手段から出力された前記像露光の照射を受けた
   前記感光体ドラム上の表面電位検知信号と前記残留電位
   データとを比較演算して両者の差分値を求め、該差分値
   を補正値として前記一次帯電器、像露光手段、現像器に
   現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段の駆動を
   調整するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲１
   項又は第２項に記載の画像形成装置。