JPH0421874A - 帯電電位制御方法 - 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〕 本発明は、複写機、プリンター　ファクシミリ等の画像
形成装置に係り、詳しくは、像担持体の帯電を、二以上
の異なる帯電量で行い得る画像形成装置の帯電電位制御
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の画像形成装置においては、感光体や誘電体等の
像担持体上に原稿や画像信号に応じた画像露光を行う領
域を予め所定量に帯電さぜる所謂−様帯電とは別に、こ
れとは異なる帯電量のトナー濃度測定用等の領域を形成
するための帯電を行なったり、原稿の種類に応じて異な
る帯電量（文字原稿に対してはコントラストを向上させ
るために太き目の帯電量、写真原稿に対しては階調性を
向上させるために小さ目の帯電量）で−様帯電を行った
り、フルカラーの画像形成において赤、緑、青の各色の
露光に先立って異なる帯電量の一様帯電を行ったり、二
以上の異なるプロセススピードで画像形成を行えるよう
にしておき、プロセススピードに応じて異なら帯電量で
一様帯電を行なったりしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような帯電量が、像担持体の経時劣化等
で変動を来たした場合には、現像工程における現像ポテ
ンシャルが変動する等の理由にょリ画像の地肌かぶりや
濃度不足が発生する。特に、トナーや紙粉、又は紙に含
まれた添加物等が像担持体表面に薄い膜状に固着した所
謂フィルミングを研摩材（フェルトなど）や研摩ファー
ブラシで完全に除去するため、多少像担持体表面自体ま
で研摩するようにしたものでは、像担持体の膜厚が次第
に薄くなる一方、像担持体である感光体等の膜ノブと帯
電電位との間に下式（１）の関係があるので、研摩によ
っても帯電電位の低下が発生する。

εｒ°　ε。・　Ｓ （式中、■は感光体の帯電電位、Ｑは感光体上の電荷量
、ｄは感光体膜厚、εｒは感光体比誘電率、ε。は真空
の誘電率、Ｓは感光体の表面積を示す）そこで、従来、
主に一様帯電の帯電量の安定化制御に採用されてきた、
像担持体の一様帯電領域の帯電量を検出して、その検出
値に応じて、帯電を打つに当っての帯電手段出力を制御
する技術を、全ての異なる帯電量の帯電に採用し、それ
ぞれの帯電に関して帯電量の検出及び制御を行うことが
考えられる。

しかしながら、これでは帯電量の検出、制御に多大の時
間を要し、画像形成装置の他のシーケンス制御に悪影響
を及ぼしてしまうという問題点がある。これは、画像品
質向上の要求に伴い、像担持体を更に多くの異なる帯電
量で帯電する要請が出てきている中で大きな問題点にな
ってきている。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、像担持体
の帯電を、二重上の異なる帯電量で行い得る画像形成装
置の帯電電位制御方法において、帯電量の検出、制御に
多大の時間をかけずに、それぞれの帯電の帯電量を所望
の値に制御する帯電電位制御方法を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、像担持体の帯電
を、二重上の異なる帯電量で行い得る画像形成装置の帯
電電位制御方法において、特定帯電量の帯電を行った像
担持体の帯電量を検出し、その帯電量検出値に基づいて
、該特定帯電量の帯電及び少なくとも一つのそれ以外の
帯電量の帯電を行うに当っての帯電手段出力を制御する
ことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記のように構成された本発明は、特定帯電量の帯電を
行った像担持体の帯電量を検出し、その帯電量検出値に
基づいて、該特定帯電量の帯電及び少なくとも一つのそ
れ以外の帯電量の帯電を行うに当っての帯電手段出力を
制御するように作用するものである。

〔実施例〕

本発明を画像形成装置である複写機に適用した一実施例
を第１図及び第２図に基づいて説明する。

本実施例は、像担持体である感光体の一様帯電に当って
の帯電手段出力と、この−様帯電とは異なる帯電量のト
ナー濃度測定用の領域を形成するための帯電に当っての
帯電手段出力とを制御するものである。

先ず、複写機全体の概略について説明する。

第２図において、コンタクトガラス１上の原稿（不図示
）が、これに対して並行に移動しながら原稿照射を行う
照明手段を含む光学系（不図示）によって、帯電手段で
あるスコロトロン方式のコロナ放電器２で既にプラス８
００Ｖに一様に帯電されているドラム状の感光体３に結
像投影され、これにより感光体３上に静電潜像が形成さ
れる。

このコロナ放電器２は、コロナワイヤー２ａとグリッド
ワイヤー２ｂを有し、グリッドワイヤー２ｂにはグリッ
ドバイアス回路２ｃが接続されている。感光体３上の静
電潜像は、感光体３の右側方に設けられた現像装置４の
トナーによりトナー像化され、このトナー像は、給紙部
（不図示）から搬送されてきた転写紙に転写チャージャ
５により転写される。トナー像が転写された転写紙は、
分離チャージャ６により感光体から分離され、定着装置
（不図示）を通ってコピー紙として機外に排出される。

一方、転写後の感光体３は感光体３の左側方に設けられ
たクリーニング装置７によって残留トナーが除去されて
から除電ランプ８で残留電荷が除電されて、コロナ放電
器２による次の帯電に備えられる。

又、クリーニング装置７の上方に研摩手段である研摩ブ
ラシ９が感光体３に当接するように設けられ、モーター
１０により回転駆動される。この研摩ブラシによる研摩
は、２００枚のコピー毎に１回の研摩動作である１０分
間の研摩ブラシ９の回転駆動を行うことにより実施され
る。この１回の研摩動作により平均して０．０３μｍの
厚さだけ感光体３表面を研摩する（本実施例における感
光体３としては、当初の膜厚が２５μｍのものを用いて
いる）。

本実施例の複写機においては、トナー濃度測定のために
、コロナ放電器２で感光体３上の原稿画像領域外を一様
帯電とは異なる帯電量であるプラス５００Ｖに帯電する
。この帯電領域をイレーサー１１で必要な大きさに区切
った後に現像装置のトナーによりトナー像化してトナー
濃度測定用の領域を形成する。この領域のトナー濃度を
発光素子と受光素子とを有する光学センサー１２で検出
し、その検出値に応じてトナー濃度が所定の濃度になる
ようにトナー補給を制御するものである。

かかるトナー濃度の検出・制御は５０枚のコピー毎に１
回行われる。

次に、コロナ放電器の出力制御について説明する。

コロナ放電器の出力制御は、コロナ放電器のグリッドワ
イヤーに印加するグリッドバイアスを、表面電位センサ
ー１３によって検出するトナー像化される前のトナー濃
度測定領域の感光体３の電位ｖｐに基づいて制御するこ
とにより行う。

この制御を行うマイクロコンピュータ−１４は、主にマ
イクロプロセッサ（ＣＰＵ）１５と、メモリ１６と、イ
ンターフェース（Ｉｌｏ）１７とから構成されている。

マイクロコンピュータ−１４のインターフェース１７に
は、１コピ一動作が照明装置の原稿照射スタート位置に
設けられたマイクロスイッチ１８で検出されディジタル
信号ａとして人力されると共に、トナー像化される前の
トナー濃度測定領域の感光体３の帯電電位Ｖｐが表面電
位センサー１３で検出されＡ／Ｄ変換器（不図示）を介
してディジタル信号すとして入力される。又、インター
フェース１７からは、Ｄ／Ａ変換器（不図示）を介して
グリッドバイアス回路２Ｃにグリッドバイアス信号が出
力される。メモリ１６内のＲＡＭ　（読み出し書き込み
メモリ）１６ａには、−様帯電に当ってのグリッドバイ
アス設定値Ｖｇｉを記憶させる■ｇｉレジスタと、トナ
ー濃度測定用の領域を形成するための帯電に当ってのグ
リッドバイアス設定値Ｖｇｌ）を記・臆させるＶｇｐレ
ジスタとが設けられている。ＲＡＭ１６ａには、累積の
コピー枚数を記憶する枚数レジスタも設けられ、これは
、上記ディジタル信号ａにより１づつ大きな数値に置き
換えられて記憶されていく。メモリ内のＲＯＭ（読みだ
し専用メモリ）１６ｂには、後述する演算プログラムが
記憶されている。

以上の構成において、コロナ放電器２の出力制御は、感
光体３の帯電電位Ｖｐの検出、この検出値に基つく、グ
リッドバイアス設定値Ｖｇｉ、Ｖｇｐの補正を２００枚
のコピー毎に行うことにより実施される。複写機が出荷
される初期の状態では、−様帯電による感光体３の帯電
電位がプラス８００Ｖになるようなグリッドバイアスが
設定値■ｇｉとしてＶｇｉレジスタに、トナー濃度測定
用の領域を形成するための帯電による感光体３の帯電電
位がプラス５００Ｖになるようなグリッドバイアスが設
定値ＶｇｐとしてＶｇｐレジスタにそれぞれ記憶されて
おる。そして、累積コピー枚数が増えてきて研摩ブラシ
９による研磨で感光体３の膜厚が薄くなった場合には前
記の式（１）の関係から感光体３の帯電電位が低下して
くる。ここで、スコロトロン方式のコロナ放電器におい
て、グリッドバイアス電圧Ｖｇと感光体上に与えられる
電荷量Ｑとの間には、下式（２）の関係が有る。

Ｑ＝ａＶｇ十β　　　　　　（２） （式中、α及びβは帯電器の性能や感光体の帯電時間（
プロセススピード）で決まる定数）式（１）と式（２）
より、下式（３）が導ける。

Ｖ＝Ａ　（ａＶｇ十β）ｄ　　　（３）但し、八− εｒ・　ε。・　Ｓ この式（３）において、Ａ、α、βは予め実験等で求め
られる既知の定数であり、Ｖｇは制御値であって複写機
にとっては既知であるから、あるグリッドバイアスＶｇ
でのコロナ放電による感光体帯電電位Ｖを検出すれば、
同式によってその時の感光体膜厚ｄを求めることが出来
、−旦、感光体膜厚ｄが求まれば、同式により任意の、
ある感光体電位Ｖ′を得るためのグリッドバイアスＶｇ
′を決定できる。

即ち、あるグリッドバイアスＶｇｔでのコロナ放電の感
光体帯電電位の検出値がＶｔだとすると、上式（３）よ
り下式（３）、が成り立つ。

Ｖｔ＝Ａ（αＶｇｔ十β）ｄｔ　　（３）。

（式中、ｄｔはその時の感光体膜厚） 任意の、ある感光体電位Ｖ′を得るためのグリッドバイ
アスＶｇ’は、上式（３）より下式（３）２の条件を満
足する。

Ｖ’＝Ａ　（αＶｇ’十β）ｄｔ　　　　（３）２式（
３）、、　　（３Ｌの辺々同士を割って、グリッドバイ
アス■ｇ′について整理すれば、下式（４）の様に、グ
リッドバイアス■ｇ′が求まる。

本実施例においては、以上のことを利用して、Ｖｔとし
て、グリッドバイアス■ｐｇで帯電されたトナー濃度測
定用の領域の帯′市電位の検出値■ｐを用い、Ｖｇ’と
して、所望の一様帯電電位プラス８００ボルトとトナー
濃度測定用の領域の帯電電位プラス５００ボルトをそれ
ぞれ用いた、下式（４）、、（４Ｌを演算式としてＲＯ
Ｍに記憶させておく。

これらの式中、Ｖｇｉ’、ＶｇＩ）’は、それぞれ、様
帯電電位をプラス８００ボルトにするため、ｌ・ナー濃
度測定用の領域の帯電電位をプラス５００ボルトにする
ための演算により求められるグリッドバイアスであり、
これが新たな設定値として、Ｖｇ〕レジスタ、Ｖｇｐレ
ジスタに記憶されるものである。

以上の制御を第１図に基づいて説明する。

先ず、枚数レジスタに記憶されている累積コピー枚数を
読み出して、２００の倍数か否かによってコロナ放電器
２の出力制御を行うタイミングか否かを判断する（ステ
ップ■）。コロナ放電器２の出力制御を行うタイミング
であると判断すると、ＶｇＩ）レジスタに記憶されてい
るグリッドバイアス設定値ＶｇＩ）を読み出して、Ｄ／
Ａ変換器を介してグリッドバイアス回路２Ｃにグリッド
バイアス信号を出力し、これによってグリッドバイアス
Ｖｇｐでトナー濃度測定用の領域を形成するための帯電
を行なって帯電領域を形成しくステップ■）、この帯電
領域の帯電電位Ｖｐを表面電位センサー］３で検出する
（ステップ■）。インターフェース１７から読み込んだ
この検出値Ｖｐ及び上記グリッドバイアス設定値ＶｇＩ
）を用いて、ＲＯＭに記憶されている、」二記（４）、
、（４Ｌの演算を行い（ステップ■）、演算結果である
Ｖｇｉ’、ｖｇｐをそれぞれ新たなＶｇｊ設定値、Ｖｇ
Ｉ）設定値として、■ｇｊレジスタ、■ｇｐレジスタに
記憶する（ステップ■）。従って、次回のグリッドバイ
アス補正制御までは、新たに設定されたグリッドバイア
ス値によって、−様帯電、トナー濃度測定用の領域を形
成するための帯電それぞれが行われる。

上記実施例では、トナー濃度測定用の領域を形成するた
めの帯電の帯電量Ｖｐを検出したが、逆に一様帯電の帯
電量Ｖｉを検出しても良い。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

本実施例は、感光体３の周速を低速である１２０ｍｍ／
秒のプロセススピードと高速である２４０　ｍ　ｍ　７
秒のプロセススピードとで切替ることができ、それぞれ
の−様帯電をプラス６００Ｖ、プラス８００Ｖという異
なる帯電量で行うものである。このようなプロセススピ
ードの切替は、高画質のコピーと多少画質が劣る高速の
コピーの何れを選択するか等の操作者の選択により行わ
れる場合と、フルカラーの複写と単色の複写との何れが
選択されたか等により、複写機が自動的に行う場合とが
あり得る。

複写機の全体の概略は」二記実施例と同様のものを用い
ることができる。

低速のプロセススピード、高速のプロセススピードそれ
ぞれについての上式（３）中の既知定数α、βをβ０．
β１、β２．β２とすると、上記式（３）は下式（５）
、（６）と表現できる。

Ｖｌ、＝Ａ（α、Ｖｇｌ−十β、）ｄ　　　　（５）Ｖ
ｌ（＝Ａ（α２Ｖｇｌ（＋β２）ｄ　　　　（６）（式
中、ＶｇＬ、ＶＬは低速のプロセススピードにおけるグ
リッドバイアスとそれによる感光体の表面電位、ＶｇＨ
ｌＶＨは高速のプロセススピードにおけるグリッドバイ
アスとそれによる感光体の表面電位） この式（５）、（６）において、Ａ、β１、β１、Ｃｔ
２、β２は予め実験等で求められる既知の定数であり、
ＶｇＬ、ＶｇＨは制御値であって複写機にとっては既知
であるから、何れか一方、例えば、低速のプロセススピ
ードにおけるグリッドバイアスＶ、ｇＬｔでのコロナ放
電の感光体帯電電位ＶＬｔを検出すれば、式（５）によ
ってその時の感光体膜厚ｄｔを求めることが出来、−旦
、感光体膜厚ｄｔが求まれば、式（５）により任意の、
ある感光体電位ＶＬ’を得るためのグリッドバイアスＶ
ｇＬ′を決定できるばかりでなく、他方の式（６）によ
り任意の、ある感光体電位ＶＨ’を得るためのグリッド
バイアスＶｇｌｌ’を決定できる。

即ち、この場合、低速のプロセススピードについては、
上記の実施例の場合と同様にして、上式（４）に相当す
る下式（７）が成り立つ。

高速のプロセススピードについては、先ず、上式（６）
より、上式（３）２に相当する下式（６）、が成立ち、 Ｖｇｌｌ’　−Ａ　（α２ＶｇＨ’十β２）ｄｔ　　　
（６）＋一方、低速のプロセススピードについて、上式
（３）１に相当する下式（５）１が成り立つので、これ
ら式（６）１、　（５）□の辺々同士を割って、グリッ
ドバイアスＶｇＨ′について整理すれば、下式（８）の
ように、グリッドバイアスＶｇｌ（’が求まる。

Ｖｌ−ｔ＝Ａ（α、　Ｖ　ｇＬｔ十β、）ｄｔ　　　（
５Ｌ本実施例では、Ｖｌ、ｔとして、低速のプロセスス
ピードにおけるグリッドバイアスＶｇｉＬで帯電された
一様帯電電位の検出値ＶｉＬを用い、ＶｇＬ’、ＶｇＨ
’として、所望の低速のプロセススピードにおける一様
帯電電位プラス６００ボルト、高速のプロセススピード
における一様帯電電位プラス８００ボルトをそれぞれ用
いた、各プロセススピードにおける所望の一様帯電電位
を得るためのグリッドバイアスＶ　ｇｉＬ’、Ｖ　ｇｉ
Ｈ’を求めるため下式（７）１、（８）１を演算式とし
てＲＯＭに記憶させておく。

そして、上記実施例と同様に、あるタイミングで低速の
プロセススピードにおける感光体３の一様帯電電位を検
出し、この検出値ＶｉＬとそのときのグリッドバイアス
Ｖ　ｇｉＬを用い、上記演算式（７）１、　（８）１で
演算した結果を新たな低速のプロセススピード、高速の
プロセススピードそれぞれにおける一様帯電時のグリッ
ドバイアス設定値として記憶し、その後の一様帯電時に
用いる。

本実施例においては、低速のプロセススピードの一様帯
電電位を検出したが、高速のプロセススピードの一様帯
電電位を検出しても良く、又、−様帯電電位を所望の電
位にするのに、トナー濃度測定用の領域を形成するため
の帯電の帯電電位■ｐを検出しても良い。

上記各実施例では帯電手段としてスコロトロン方式のコ
ロナ放電器を用いたがこれに限られるものできなく、他
の種々の帯電手段を用いることができる。

又、二重上の異なる帯電量の帯電であれば、上記実施例
のものに限られず、種々の目的で二重上の異なる帯電量
の帯電を行い得る画像形成装置に適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、像担持体の帯電を二
重上の異なる帯電量で行い得る画像形成装置の帯電電位
制御方法において、特定の帯電がされた像担持体の帯電
量を検出して、その帯電量検出値に基づいて、該特定の
帯電を行うに当っての帯電手段出力ばかりでなく、少な
くとも一つのそれ以外の帯電を行うに当っての帯電手段
出力をも制御するので、帯電量の検出、制御に多大の時
間をかけずに、それぞれの帯電の帯電量を所望の値に制
御することことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のコロナ放電器の出力制御
を説明したフローチャート、第２図は、実施例に係る複
写機の全体の概略構成図である。 ２・・・コロナ放電器、２Ｃ・・・グリッドバイアス回
路、１３・表面電位センサー　１４・・・マイクロコン
ピュータ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の帯電を、二以上の異なる帯電量で行い
   得る画像形成装置の帯電電位制御方法において、特定帯
   電量の帯電を行った像担持体の帯電量を検出し、その帯
   電量検出値に基づいて、該特定帯電量の帯電及び少なく
   とも一つのそれ以外の帯電量の帯電を行うに当っての帯
   電手段出力を制御することを特徴とする帯電電位制御方
   法。
2. （２）像担持体の帯電を、二以上の異なるプロセススピ
   ードに応じて異なる帯電量で行う請求項（１）記載の帯
   電電位制御方法。