JPH01295271A - 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】 〈産業上の利用分野〉 露光されることにより静電像が形成される感光体を有す
る画像形成装置に関し、特に、露光前の感光体の帯電電
位を一定電位に調整できるように改良された画像形成装
置に関する。

〈従来の技術〉 感光体を有する画像形成装置として、電子写真複写機、
レーザプリンタ、電子写真方式のファクシミリ等が知ら
れている。

電子写真複写機（以下「複写機」と言う）を例に取ると
、ドラム状の感光体（以下「感光体ドラム」と言う）が
備えられている。感光体ドラムは、一般にアルミ素管で
形成されており、その表面に、光半導体層が設けられて
いる。画像形成時には、帯電器によるコロナ放電で、感
光体ドラム表面の光半導体層が一定電位に帯電され、帯
電された光半導体層が露光されることによって露光部の
電荷が除去され、そこに静電潜像か形成される仕組みで
ある。

ところが、光半導体層は場所によって電荷の乗り方にば
らつきがあることがあり、それを調整する必要かある。

従来は、複写機の製造工程で、治具を用いて光半導体層
への電荷の乗り方を調べ、一定でなければそれを調整す
るようにしていた。

また、別の方法として、感光体ドラム表面の電位を測定
する電位センサを組込み、感光体ドラム表面を帯電させ
る帯電器の制御回路に電位センサの測定値をフィードバ
ックして、感光体ドラム表面の電位を一定に保つように
したものもある。

しかし、感光体ドラム表面の電位を測定するための電位
センサを設けた場合は、次の２つの理由により、電位セ
ンサの出力を必ず校正する必要がある。

その理由とは、 ■　電位センサの感度は個々にばらついていること、お
よび ■　感光体ドラム表面に対向して電位センサを取付けた
場合、ドラム表面と電位センサとの距離が製品ごとに微
妙に異なること、である。

ところで、電位センサの出力を校正する場合、感光体ド
ラムに直接所定の高電圧を印加し、その時の電位センサ
の出力を読取って、印加電圧に対するセンサ出力から、
校正値を設定するのが便利である。

従来の複写機の中には、第６図に図解的に示されるよう
に、感光体ドラム１は接続配線２、コネクタ３および接
続配線４を介して接地され、現像ローラ５には接続配線
６、コネクタ７および接続配線８を介して現像バイアス
回路９が接続されているものがある。このような構成の
場合、電位センサ１０の出力を校正するために、コネク
タ７とコネクタ３とを差替え、現像バイアス回路９によ
って感光体ドラム１に所定の高電圧を印加し、その時の
電位センサ１０の出力を読取って、それにより電位セン
サの出力を校正することかできる。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかし、この方法では、複写機の製造時に電位センサの
出力校正を行なうか、専門のサービスマンがメンテナン
ス時に行なえる程度に止まる。

一方、複写機を駆動させていると、使用中に電位センサ
がトナー等で汚れ、センサ感度が徐々に劣化することも
少なくなく、その場合にもセンサ出力の校正が必要であ
る。よって、これを放置しておいては、良好なコピーを
得ることができない。

同様の問題は、複写機たけでなく、レーザプリンタや電
子写真方式のファクシミリ等の画像形成装置全般が抱え
ていた。

それゆえに、この発明は、感光体表面電位を検出する電
位センサと、その電位センサの出力を一定タイミングこ
とに自動的に校正する回路とを設け、感光体の表面電位
を測定する電位センサの出力が常に校正された正しい出
力となるようにし、その結果、感光体を常に所望の電位
に帯電させることのできる画像形成装置を提供すること
を目的とする。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、感光体およびその感光体の表面と対向し、
コロナ放電を行なうことによって対向する感光体表面を
一定電位に帯電させる帯電器を有し、一定電位に帯電さ
れた感光体表面か露光されることによってそこに静電像
か形成される方式の画像形成装置において、 予め定める高電圧を出力するための高電圧発生回路、 前記感光体か高電圧発生回路に接続されるか接地される
かを切替えるスイッチング手段、前記感光体表面の帯電
電位を４Ｉす定するための電位センサ、 画像形成装置が異常停止したことを記憶する手段、 タイミング信号出力手段、 前記タイミング信号か出力されたとき、前記記憶手段か
異常停止を記憶しているときは感光体の除電を行ってか
ら、異常停止を記憶していないときは直ちに、前記高電
圧発生回路から感光体に直接高電圧が印加されるように
、前記スイッチング手段の切替信号を出力する切替信号
出力手段、および 前記感光体が高電圧発生回路により予め定める高電圧に
された時の前記電位センサの測定値に基ずいて、前記帯
電器の出力を制御する帯電器制御手段、 を含むことを特徴とする画像形成装置である。

上述の構成において、高電圧発生回路を、現像装置バイ
アス用の高電圧発生回路と兼用するのが好ましい。

また、電圧発生回路を、前記帯電器に電圧を印加するた
めの高電圧発生回路と兼用してもよい。

〈作用〉 切替信号出力手段により、所望のタイミング、たとえば
画像形成装置のメインスイッチかオンされることにスイ
ッチング手段か切替えられる。なおこの時、装置が異常
停止したことにより感光体に残留電荷がある時は、それ
が除去されてから切替えられる。切替えに応じ、感光体
は予め定める高電圧でバイアスされ、その時の電位セン
サの測定値が読取られる。帯電器制御手段は帯電器の出
力を制御して感光体表面を帯電させるが、その時に、電
位センサの出力が上記読取った測定値と等しくなるよう
に、帯電器出力を調整する。

画像形成装置には、一般に、現像装置バイアス用の高電
圧発生回路や帯電器に電圧を印加するための高電圧発生
回路か備えられているので、感光体を直接高電圧でバイ
アスする際、それら回路を用いてもよい。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につい
て詳細に説明をする。

第２図は、この発明の一実施例に係る複写機の作像機構
囲りの機械的な概略構成図である。複写機には円筒状の
感光体ドラム２１か備えられており、その周囲には除電
ランプ２２、メイン帯電チャージャ２３、電位センサ２
４、ブランクランプ２５、現像装置２６、転写チャージ
ャ２７、剥離チャージャ２８およびクリーナ２９が、感
光体２１の回転方向Ａ１に沿って順に配列されている。

また、感光体ドラム２１は、メイン帯電チャージャ２３
と電位センサ２４との間に露光位置Ｅｘが設定されてお
り、そこに、光学系３０からの光が照射されるようにな
っている。

動作について簡単に説明しておくと次の通りである。

複写時において、感光体ドラム２１は矢印Ａ１方向へ一
定速度で回転され、除電ランプ２２によってドラム表面
の残留電荷が除去された後、メイン帯電チャージャ２３
によってドラム表面は一定電位に帯電される。そして露
光位置Ｅｘにおいて、複写原稿で反射された光か光学系
３０から与えられる。この露光により、露光部の電荷が
除去されて、感光体ドラム２１表面には静電面像が形成
される。また、不必要な部分の電荷、たとえば原稿先端
部や側端部の影によって露光されなかった部分の電荷は
、ブランクランプ２５によって除去される。

次いて、現像装置２６により、感光体ドラム２１表面に
トナーが付着され、トナーによって静電潜像か現像され
る。トナーは、現像装置２６に備えられた現像ローラ３
１によって感光体ドラム２１表面へ与えられる。この時
、感光体ドラム２１表面にトナーが付着し過ぎないよう
に、現像ローラ３１には感光体ドラム２１表面と同電位
の現像バイアス電圧が印加されている。

このような動作に連動して図示しない給紙機構によって
用紙Ｐが供給され、転写チャージャ２７によって感光体
ドラム２１表面のトナー像は用紙Ｐへ転写される。そし
てトナー像が転写された用紙Ｐは剥離チャージャ２８て
ドラム表面から剥離されて図示しない定着機構へ送られ
る。

その後、感光体ドラム２１表面はクリーナ２つによって
残余のトナーが取除かれ、除電ランプ２２で残留電荷が
除去される。

以上のような一連の複写動作において、メイン帯電チャ
ージャ２３により感光体ドラム２１表面を一定電位に帯
電させる時、表面電位が所望の設−］千　− 定電位に帯電しないと、その後の露光や現像か大きな影
響を受け、用紙Ｐに転写される像が不鮮明になる。

したがって、感光体ドラム２１表面の帯電電位が常に一
定電位になるように、メイン帯電チャージャ２３の出力
を制御する必要がある。

そのために、この実施例では、複写動作の前段において
、メイン帯電チャージャ２３で帯電された感光体ドラム
２１の表面電位を電位センサ２４で測定し、その測定値
をメイン帯電チャージャ２３の制御回路（後述する）に
フィードバックするように構成されると共に、電位セン
サ２４の測定値か、常に、感光体ドラム２１の表面電位
に対して正確な相関関係を有するように、所定のタイミ
ングで電位センサ２４の出力を校正するようにしている
。

第１図は、上述の実施例における電気的な制御回路の構
成を示すブロック図である。

第１図を参照して説明すると、感光体ドラム２１は、常
時は、アース経路３２を介してアースされている。と言
うのは、上述したように、露光により感光体ドラム２１
の表面電荷が除去されるが、そのためには感光体ドラム
２１か常にアースされ、電荷の退路が確保されている必
要があるからである。

メイン帯電チャージャ２３にはメイン高圧ユニット３３
によって高電圧が印加されるようになっており、メイン
高圧ユニット３３は制御部３５の制御下に置かれている
。現像ローラ３１には所定の現像バイアス電圧を印加す
るための現像高圧ユニット３４が接続されている。現像
高圧ユニット３４も制御部３５の制御下に置かれている
。電位センサ２４は制御部３５に接続されており、電位
センサ２４の測定値は制御部３５へ与えられる仕組みで
ある。

制御部３５には、メモリ３５１およびメモリ３５２が含
まれている。メモリ３５１は後述するようにエリアＡお
よびエリアＢを有し、各エリアには上記与えられる電位
センサ２４の測定値が記憶されるようになっている。ま
た、メモリ３５２は、たとえば１ビツトないし数ビット
のフラグで構成されており、複写機が異常停止した場合
にはフラグがセットされるようになっている。

制御部３５には、さらに、感光体ドラム２］やその他の
複写機の機構を駆動するための駆動モータ３６、除電ラ
ンプ２２およびブランクランプ２５が接続されている。

この実施例の特徴の１つは、感光体ドラム２］のアース
経路３２に第１切替スイツチ３７が挿入され、感光体ド
ラム２１はアースされるかまたは現像高圧ユニット３４
に接続されるかのいずれかに切替え可能にされているこ
とである。第１切替スイツチ３７によって感光体ドラム
２１が現像高圧ユニット３４に接続された時、現像ロー
ラ３１と現像高圧ユニット３４との接続を切離すための
第２切替スイツチ３８も設けられている。そして、第１
切替スイツチ３７および第２切替スイツチ３８は、制御
部３５によって制御されるリレー３９によって連動して
切替えられる仕組みになっている。

第３図は、第１図の制御回路における駆動モータ３６、
除電ランプ２２およびブランクランプ２５、リレー３９
、メイン帯電チャージャ２３（すなわちメイン高電圧ユ
ニッｌ−３３）、現像高圧ユニット３４ならびに電位セ
ンサ２４の動作タイミングを表わすタイミングチャート
であり、第４図は、第１図のブロック図における制御部
３５の制御動作を表わすフローチャートである。

次に、第３図および第４図、特に第４図の流れに沿って
、第１図の制御回路の動作について説明をする。

制御部３５は、複写機のメインスイッチかオンされたこ
とを判別すると（ステップＳ１）、まず、メモリ３５２
の記憶内容に基ずいて、メインスイッチがオンされる前
に複写機が異常により停止したか否かを判別する（ステ
ップＳ２）。異常による複写機の停止とは、たとえば複
写動作中に用紙かジャムして停止された場合等である。

そのような異常によって複写機が停止した場合は、上述
したようにメモリ３５２のフラグがセットされている。

制御部３５は、複写機が異常停止をしていた場合は、駆
動モータ３６、除電ランプ２２およびブランクランプ２
５を５秒の間オンさせる（ステップＳ３．Ｓ４．Ｓ５）
。これにより、複写機が異常停止したことにより感光体
ドラム２１表面に残留電荷があった場合でも、その電荷
は全て除去される。なお、除電ランプ２２またはブラン
クランプ２５のいずれか一方だけをオンさせて、残留電
荷の除去を行なってもよい。

このように残留電荷を除去するのは、もし感光体ドラム
２１表面に残留電荷があり、その−Ｌに後述するように
現像高圧ユニット３４から高電圧が印加されると、電荷
が重畳し、感光体ドラム表面は所望の電位以上の電位に
帯電される恐れがあるからである。

複写機か正常に停止された場合は、感光体ドラム２］に
は残留電荷はないので、このような電荷除去動作は省略
すればよい。

次に、制御部３５は、リレー３９をオンする（ステップ
Ｓ６）。リレー３９のオンにより、第１切替スイツチ３
７および第２切替スイツチ３８は第１図に示される状態
と逆の状態に切替えられる。つまり、感光体ドラム２１
は現像高圧ユニット３４に接続され、現像ローラ３１は
現像高圧ユニット３４から切離される。

制御部３５は１００ミリ秒経過後に（ステップＳ７）、
現像高圧ユニット３４をオンしくステップＳ８）、現像
高圧ユニット３４によって感光体ドラム２１に所定の高
電圧、具体的には、複写時に帯電チャージャ２３によっ
て帯電されるべき電圧、たとえば８００ホルトを直接印
加させる。なお、リレー３９をオンしてから現像高圧ユ
ニット３４をオンするまでに１００ミリ秒の時間を置い
ているのは、この時間内にリレー３９により第１切替ス
イツチ３７および第２切替スイツチ３８の切替えが確実
に行なえるようにするためである。

次いで、感光体ドラム２１に直接８００ボルトの高電圧
か印加された時の電位センサ２４の出力を読込み、その
値（たとえば３ボルト）をメモリ３５１のエリアＡに記
憶する（ステップＳ９）。

その後、制御部３５は現像高圧ユニット３４をオフしく
ステップ５１０）、また、リレー３９をオフする（ステ
ップ５１１）。これにより、第１切替スイツチ３７およ
び第２切替スイツチ３８は、第１図に示される状態に切
替えられ、感光体ドラム２］はアースされ、現像ローラ
３］は現像高圧ユニット３４に接続される。

次に、制御部３５は駆動モータ３６、除電ランプ２２お
よびブランクランプ２５をオンしくステップ５１２）、
駆動モータ３６の回転が安定するように１００ミリ秒待
ち（ステップ３１３）、メイン高圧ユニット３３を制御
してメイン帯電チャージャ２３をオンさせ、その出力か
たとえば５００マイクロアンペアになるようにする（ス
テップ５１４）。

そして、５００ミリ秒経過してから（ステップ５１５）
、電位センサ２４の出力を読込み、これをメモリ３５１
のエリアＢに記憶する（ステップ５１６）。ここに、ス
テップＳ７でブランクランブ２５をオンするのは、後工
程で帯電電荷か現像装置により現像されるのを防止する
ためである。

また、ステップＳ１５において、５００ミリ秒待つのは
、感光体ドラム２１表面に対するメイン帯電チャージャ
２３の対向位置と、電位センサ２４の対向位置との差を
考慮して、メイン帯電チャージャ２３によって帯電され
た感光体ドラム２１表面部分か電位センサ２４に対向す
る位置まで回転するのを待つためである。

次いで、制御部３５は、メモリ３５１のエリアＡとエリ
アＢとの記憶値を比較しくステップ５１７）、エリアＡ
の値かエリアＢの値よりも大きければメイン帯電チャー
ジャ２３の出力を一定量増加するようにメイン高圧ユニ
ット３３を制御する（ステップ５２１）。逆に、エリア
Ａの値がエリアＢの値よりも小されば、メイン帯電チャ
ージャ２３の出力を一定量減少させるようにメイン高圧
ユニット３３を制御する（ステップ５２２）。そしてメ
イン高圧ユニット３３によってメイン帯電チャージャ２
３の出力を一定量増加または減少させた後、再度ステッ
プＳ１．５．８］、６およびＳ１７の処理を繰返す。

そして、ステップＳ１７において、メモリ３５１のエリ
アＡに記憶された値とエリアＢに記憶された値とが一致
した場合あるいはその値が予め定めるほぼ等しい誤差範
囲内になった場合、制御部３５はメイン高圧ユニット３
３によるメイン帯電チャージャ２Ｂの制御出力を記憶し
て、メイン帯電チャージャ２３をオフさせる（ステップ
Ｓ］８）その後１秒経過するのを待ち（ステップ５１９
）、制御部３５は駆動モータ３６、除電ランプ２２およ
びブランクランプ２５をオフして（ステップ５２０）、
動作を終える。よって、この後」二連の記憶したメイン
帯電チャージャ２３の制御出力によって、感光体ドラム
２１を所定の電位に帯電させることができる。

ここに、ステップＳ１９において１秒経過するのを待つ
のは、メイン帯電チャージャ２３によって帯電された感
光体ドラム２１表面かプランクラ−２０＝ ンプ２５に対向するのを待ち、この制御動作のために帯
電チャージャ２３で帯電された感光体ドラム２１の表面
電荷が完全に除去されるのを確保するためである。

上述の制御動作の説明では、ステップＳ８において現像
高圧ユニット３４によって感光体ドラム２１に８００ボ
ルトを直接印加し、ステップＳ９においてその時の電位
センサ２４の出力を読込むとして説明したが、現像高圧
ユニット３４から感光体ドラム２１に直接８００ボルト
を印加することは、現像高圧ユニット３４の構成上無理
がある場合や、配線の関係上好ましくない場合には、次
のようにしてもよい。

すなわち、第５図を参照して、現像高圧ユニット３４に
よってます、感光体ドラム２１にたとえば３００ポルト
（これを、Ｘｌとする。）を印加し、その時の電位セン
サ２４の出力ｙｌ（たとえば１，５ボルトであった。）
を読込む。次に、現像高圧ユニット３４によって感光体
ドラム２１にたとえば５００ボルト（これを、Ｘ２とす
る。）を印加し、その時の電位センサ２４の出力ｙ２（
たとえば２，４ボルトであった。）を読込む。

そして、感光体ドラム２１への印加電圧がＸｌの時の電
位センサ２４の出力ｙ１および印加電圧かｘ２の時の電
位センサ２４の出力ｙ２から、感光体ドラム２コ−に目
標値であるｘ３（たとえば８００ボルト）が印加された
時の電位センサ２４の出力ｙ３を算出してもよい。この
場合、次の計算式（１）によって求めればよい。

このようにすれば、感光体ドラム２］に直接８００ボル
トという高電圧を印加することなく、それよりも低い電
圧を印加して済ませることができる。そして、現像高圧
ユニット３４が本来最高たとえば５００ボルトの出力性
能しかない場合に部品を交換して８００ボルトまで出力
性能を高める必要がなくなるし、また、現像高圧ユニッ
ト３４−２２　＝ から感光体ドラム２１への配線の許容値を大きくする必
要もなく、既存の装置や配線をそのままの状態で活用で
きる利点がある。

上述の各場合において、感光体ドラム２１に印加する目
標値Ｘ３は、感光体ドラム２１に対する電位センサ２４
の対向位置と現像ローラ３１の対向位置との差により生
じる暗減衰を考慮して決定される。実験では、電位セン
サ２１の対向面で感光体ドラム２１の電位が８００ボル
トであれば、暗減衰によって現像ローラ３１のところで
は約７００ボルトという最適電位になった。

また、上述の実施例では、複写機のメインスイッチがオ
ンされるごとに、電位センサ２４の出力校正を行ない、
校正された電位センサ２４の出力に基すいてメイン帯電
チャージャ２３の出力を制御するようにしたが、これに
限らず、複写機により一定枚数、たとえば１０，０００
枚の複写が行なわれるごとに、電位センサ２４の出力を
校正して、その校正値に基ずきメイン帯電チャージャ２
３の出力を制御するようにしてもよい。

さらにまた、電位センサ２４の出力校正のために感光体
ドラム２１に高電圧を印加する際、現像高圧ユニット３
４ではなくメイン高圧ユニット３３から高電圧を印加し
てもよい。

なお、この発明は、上述した複写機に限らず、レーザプ
リンタ、電子写真式ファクシミリ等の他の画像形成装置
にも同様に適用することができる。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明によれば、感光体表面電位を検
出する電位センサと、その電位センサの出力を自動的に
校正する回路とを設け、出力が校正された電位センサの
測定値に基ずいて感光体の表面電位が一定電位に帯電さ
れるように帯電器を制御するので、感光体の帯電電位を
常に所望の電位に安定させることができ、その結果良好
で鮮明な画像を形成できる。

また、この発明によれば、画像形成装置に異常か発生し
、それによって画像形成装置が停止され、その後に再駆
動された時、感光体に異常停止に伴なう残留電荷かある
場合でも、その残留電荷を完全に除去してから電位セン
サの校正を行なうので、常に正確な校正が可能な装置と
することができる。

さらにまた、高圧発生回路は、現像装置バイアス用また
は帯電器への電圧印加用回路を兼用することで、部品点
数が増加することも無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る制御回路の構成ブ
ロック図である。 第２図は、この発明の一実施例に係る電子写真複写機の
作像機構囲りの機械的な概略構成図である。 第３図は、第１図の制御回路の動作タイミング図である
。 第４図は、第１図の制御回路の制御部３５の動作を説明
するためのフローチャートである。 第５図は、感光体ドラム２１への印加電圧と電位センサ
２４の出力との関係を示すグラフである。 第６図は、従来の複写機の感光体ドラムと現像ローラと
電位センサとの関係を説明する図解図である。 図において、２１・・・感光体ドラム、２３・・・メイ
ン帯電チャージャ、２４・・・電位センサ、２５・・・
ブランクランプ、３コ・・・現像ローラ、３３・・・メ
イン高圧ユニット、３４・・・現像高圧ユニット、３５
・制御部、３７・・第１切替スイツチ、３つ・・リレー
、を示す。 特許出願人　三　１）工　業　株　式　会　杜氏　　理
　　人　　弁理士　　亀　　　井　　　弘　　　勝（ほ
か２名） 第１ 〒イ（］ 制御部 メモリ　メモリ ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光体およびその感光体の表面と対向 し、コロナ放電を行なうことによって対 向する感光体表面を一定電位に帯電させ る帯電器を有し、一定電位に帯電された 感光体表面が露光されることによってそ こに静電像が形成される方式の画像形成 装置において、 予め定める高電圧を出力するための高 電圧発生回路、 前記感光体が高電圧発生回路に接続さ れるか接地されるかを切替えるスイッチ ング手段、 前記感光体表面の帯電電位を測定する ための電位センサ、 画像形成装置が異常停止したことを記 憶する手段、 タイミング信号出力手段、 前記タイミング信号が出力されたとき、 前記記憶手段が異常停止を記憶している ときは感光体の除電を行ってから、異常 停止を記憶していないときは直ちに、前 記高電圧発生回路から感光体に直接高電 圧が印加されるように、前記スイッチン グ手段の切替信号を出力する切替信号出 力手段、および 前記感光体が高電圧発生回路により予 め定める高電圧にされた時の前記電位セ ンサの測定値に基ずいて、前記帯電器の 出力を制御する帯電器制御手段、 を含むことを特徴とする画像形成装置。 ２、請求項第１項記載の画像形成装置にお いて、 前記高電圧発生回路は、現像装置バイ アス用の高電圧発生回路と兼用されてい る。 ３、請求項第１項記載の画像形成装置にお いて、 前記高電圧発生回路は、前記帯電器に 電圧を印加するための高電圧発生回路と 兼用されている。