JPH0245186B2 - Denshifukushakinotaidendenryuseigyosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子複写機における感光体の表面電
位を一定値に保持するための帯電電流制御装置に
関する。

電子複写機は、帯電器によつて感光体ドラムの
表面をある一定電位に帯電させ、そこに像様光を
照射、露光して前記感光ドラム表面に静電潜像を
形成し、これをトナーなどによつて現像し、定着
することによつて、コピーを得るものである。

この場合、得られるコピーの像濃度やバツクグ
ランドの濃度は、現像時における感光ドラムの表
面電位によつて決まるので、所望品質の、良好な
コピーを得るには、感光ドラムの現像部における
表面電位を所望値に制御することが必要である。

コピーの画像品質を良好に維持するために、従
来は、帯電器に帯電電流を供給する帯電用高圧電
源を、定電圧又は定電流化していた。

しかし、一般に、感光体の比抵抗や感度は温
度、湿度、使用時間、経時変化等で大きくかわつ
てしまうので、帯電用高圧電源を定電圧、定電流
化しても、現像部での感光体ドラムの表面電位を
予定値に保持することは困難である。

これを改良するため、現在では、感光体の表面
電位を測定し、その測定結果に基づいて、帯電器
に印加する電圧等を調整することで、感光体の表
面電位を一定値に制御することが広く行なわれて
いる。

しかし、明らかなように、このような従来の方
法で一定に制御できるのは表面電位を測定してい
る地点の表面電位である。

ところで、電子複写機において、得られるコピ
ー画像のもつとも関係する表面電位は、現像が行
われる位置における表面電位である。そして、感
光体は暗減衰と呼ばれる電荷放電現像を持つてお
り、その暗減衰特性（速度）は、感光体の材料、
蒸着方法、温度、使用時間等で変化する。

このため、従来の方法で、感光体の表面電位を
制御した場合には、表面電位検知位置での表面電
位は一定に保持されているが、現像位置での表面
電位は必ずしも一定とならず、したがつて、得ら
れるコピー像の濃度が一定にならないという欠点
がある。

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を改善
し、暗減衰特性（速度）の変化に関係なく、現像
位置における感光体の表面電位を常に所望値に保
持し、その変動を抑制することのできる帯電電流
制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明において
は、感光体の移動経路にそつて複数の表面電位セ
ンサを設けておき、各電位センサの出力を用いて
（すなわち、第１のセンサ位置から第２センサ位
置まで感光体が移動する間における、表面電位の
低下量を検出することによつて）暗減衰特性（速
度）を近似的に推定し、これに基づいて帯電電流
を制御するようにしている。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例のブロツク図であ
る。

同図において、１は感光体ドラム、２は帯電
器、３は第１表面電位センサ、３Ａは第２表面電
位センサ、４は露光部、４Ａは像様光、５は現像
器、９は演算制御装置、、９１はＡ／Ｄコンバー
タ、９２は演算部、９３は目標電位設定器、９４
は比較器、９５は制御演算部、９６はＤ／Ａコン
バータ、１０は帯電用高圧電源である。また、矢
印Ｒは感光体ドラム１の回転方向に示している。

いま、帯電器２によつて、感光体ドラム１の表
面電位が一定（例えば、1000ボルト）になるよう
に、感光体ドラム１を帯電させたとき、感光体ド
ラム１上のある一点の電位Ｖが時８の経過にとも
なつてどのように低下するかを実測すると、第２
図のような暗減衰特性線が得られる。

同図において、横軸は時間ｔ、縦軸は表面電位
Ｖである。また、t₁，t₂およびt₃は、感光体ドラ
ム１上の一点が、それぞれ帯電器２の下から第１
表面電位センサ３、第２表面電位センサ３Ａおよ
び現像器５の下まで移動するのに要する時間であ
る。

前記暗減衰特性は、前述したところからも分る
ように、感光体の材料、形成法、温度、湿度、使
用時間などによつて、点線で示した曲線のように
変化する。

本発明においては、まず最初に、前記の暗減衰
特性曲線をある予定の関数式で近似する。つぎに
その関数式の未知係数を、感光体の移動経路にそ
つて設けた表面電位センサの出力（すなわち、例
えば第２図の時刻t₁，t₂における表面電位）を用
いた演算によつて求め、前記暗減衰特性曲線を推
定する。

つづいて、前記暗減衰特性にしたがつて、現像
位置での感光体表面電位を推定演算し、得られた
推定値を目標値と比較し、両者が一致するよう
に、帯電器の帯電電流を制御する。

以下においては、説明を簡単にするために、暗
減衰特性曲線を一次式で近似した場合について述
べるが、本発明がこれに限定されるものでないこ
とは当然である。

第１図の装置において、帯電器２によつて感光
体ドラム１を一定の表面電位（これ自体は、未知
でよい）に帯電したと仮定する。このときの、表
面電位センサ３，３Ａによる検出値をそれぞれ
V₁，V₂とする。ここでは第３図のように、暗減
衰特性は直線−すなわち、(1)式 Ｖ＝at＋ｂ ……(1) であらわされると仮定しているから、つぎの(2)(3)
式が成立する。

V₁＝at₁＋ｂ ……(2) V₂＝at₂＋ｂ ……(3) ここで、V₁，V₂，t₁，t₂はいずれも既知である
から、前記(1)，(2)式を連立して演算すれば、係数
ａ，ｂを求めることができる。すなわち、係係数
ａ，ｂはつぎの(4)(5)式であらわされる。

ａ＝（V₁−V₂）／t₁−t₂ ……(4) ｂ＝V₂−at₂ ＝V₂t₁−V₁t₂／t₁−t₂ ……(5) 前記(4)(5)式の演算は、第１図においては、表面
電位センサ３，３Ａの検出出力V₁，V₂を、Ａ／
Ｄコンバータ９１を介してそれぞれ演算部９２に
入力することにより、演算部９２において実行さ
せることができる。

以上のようにして、暗減衰特性曲線が推定され
る。一方、感光体ドラム１上の点が、帯電器２の
直下から現像器５の直下まで移動するのに要する
時間t₃も既知であるから、現像器５の下だの感光
体ドラム１の表面電位V₃は、つぎの(6)式で求め
られる。

V₃＝at₃＋ｂ ……(6) ここで、(6)式は、前記(4)(5)式を代入してつぎの
(7)式のように書ける。

V₃＝V₁−V₂／t₁−t₂・t₃＋V₂t₁−V₁t₂／t₁−t₂……(7
) それ故に、演算部９２において、直接(7)式の演
算を行なわせて、現像器５の下での表面電位V₃
を求めることもできる。

このようにして推定演算された表面電位V₃は
比較器９４に供給される。一方、比較器９４に
は、設定器９３から、現像器５の直下での表面電
位の目標値V₀が供給されるので、比較器９４は
両者を比較し、表面電位V₃の目標値V₀からの偏
差ΔVを出力する。

前記偏差ΔVは制御演算部９５に加えられ、適
当な手法（例えば、比例演算、比例積分演算な
ど）によつて制御量が求められる。前記制御量
は、Ｄ／Ａコンバータ９６でアナログ量に変換さ
れ、これに応じて帯電用高圧電源１０の出力が制
御される。

すなわち、前記偏差ΔVが正の場合には帯電用
高圧電源１０から帯電器２に加えられる電圧また
は電流を減少させ、逆に偏差ΔVが負の場合には
前記電圧または電流を増加させる。

以上の演算、補正制御のくり返しによつて、現
像器５の直下の感光体ドラム表面の電位V₃は、
常に目標値V₀に保たれることになる。なお、明
らかなように、前述の表面電位制御は、コピー動
作中も継続して常時実施することができる。

第４図は、第２表面電位センサ３Ａを露光部４
の後（下流側）に配置した本発明の他の実施例で
ある。

この場合、第１表面電位センサ３と第２表面電
位センサ３Ａとの距離を、第１図の場合に比較し
て長くとることができ、かつ第２表面電位センサ
３Ａを現像器５の近くに配置できるため、現像器
５の直下での表面電位V₃の推定精度を上げるこ
とができる。

もつとも、この場合は、第２表面電位センサ３
Ａの位置では、感光体ドラム１には静電潜像が形
成されているので、表面電位の正確な測定は極め
て困難である。それ故に、通常のコピー動作中に
は帯電用高圧電源１０を制御して、帯電電流の制
御を実行することはできない。

すなわち、第４図の実施例の実現には、電源投
入直後等の特別なモードの時のみに帯電電流を制
御するか、感光体ドラム１に静電潜像が形成され
ない領域を設けておき、その領域に第２表面電位
センサを配置しておくなどの工夫が必要となる。

なお、以上の説明では、暗減衰特性を直接（一
次式）で近似したために、感光体の移動経路にそ
つて２個の表面電位センサを用いたが、その代り
に他の関数（双曲線、二次、指数、対数など）を
用いる場合には、これら関数における定数（係
数）の個数に応じて、表面電位センサの数を選定
すればよいことは、容易に理解されるであろう。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、感光体の移動経路にそつて設けた複数個の表
面電位センサの出力によつて、予め定められた暗
減衰特性曲線をあらわす関数式を推定し、これに
基づいて現像器直下での感光体の表面電位を推定
演算するので、感光体の暗減衰特性の変化による
現像位置での電位変動を抑え、コピー濃度などの
コピー品質の変動やばらつきを小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は感光体の暗減衰特性の一例を示す図、第３図
は本発明における現像部の表面電位推定手法を説
明するための図、第４図は本発明の他の実施例の
ブロツク図である。 １…感光体ドラム、２…帯電器、３，３Ａ…表
面電位センサ、４…露光部、５…現像器、９…演
算制御装置、９１…Ａ／Ｄコンバータ、９２…演
算部、９３…目標電位設定器、９４…比較器、９
５…制御演算部、９６…Ｄ／Ａコンバータ、１０
…帯電用高圧電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感光体の移動経路にそつて順に配置された帯
   電器、複数の表面電位センサ、現像器などを有す
   る電子複写機の帯電電流制御装置であつて、前記
   帯電器に接続され、これに帯電電流を供給する高
   圧電源と、前記高圧電源の出力を制御する制御電
   圧を発生する手段と、感光体の暗減衰特性を近似
   する関数を記憶する手段と、前記複数の表面電位
   センサの出力を供給され、前記関数の未知係数を
   演算して前記関数を決定すると共に、決定された
   関数に基づいて、現像器直下における感光体表面
   電位を推定演算する手段と、推定演算された感光
   体表面電位をその目標値と比較し、前記目標値か
   らの感光体表面電位の偏差を求める手段と、前記
   偏差に基づいて前記高圧電源の出力を制御する手
   段とを具備したことを特徴とする電子複写機の帯
   電電流制御装置。 ２ 表面電位センサが２個配置され、これらが共
   に帯電器と露光部の間に位置されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の電子複写機の帯
   電電流制御装置。 ３ 表面電位センサが２個配置され、一方の表面
   電位センサは帯電器と露光部の間に、また他方の
   表面電位センサは露光部と現像器の間に、それぞ
   れ位置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電子複写機の帯電電流制御装置。