JPH05100535A

JPH05100535A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05100535A
Application number: JP3289187A
Authority: JP
Inventors: Zengiyoku Gu; 善玉具
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】連続して複数の画像形成を行う際の、全体の画
像形成時間を短縮する。【構成】１枚目のコピー開始時に、電位センサ３７によ
って感光体１６の静電潜像の複数箇所の電位を測定し、
このデータを基に初期感光特性を検知し、検知結果に基
づきグリッド電圧を制御する。この制御は、制御装置３
５の基本制御手段Ｃ１によって行う。２枚目以降は、基
本制御でのデータをベースに、電位測定箇所を基本制御
時よりも少なくしこれらのデータを基に簡易制御手段Ｃ
２によって簡易制御を行う。簡易制御は、基本制御より
も短時間で行えることから、全体の画像形成時間を短縮
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体の潜像電位を測
定することによって感光体の感光特性を検知しその検知
結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置に
係り、詳しくは、潜像電位の測定プロセス、画像形成条
件の調整プロセスをも含む全体の画像形成時間を短縮す
るようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置において、画像
形成部の主要構成部材の一つである感光体は、その感光
特性が、温度・湿度等の外部環境や、帯電・露光の反復
等によって微妙に変化する。この感光特性の変化によっ
て最終的なコピーの濃度が大きく影響を受けることか
ら、安定した高画質なコピーを得るために、コピーを行
う際の感光体の感光特性を的確に把握し、そのときの感
光特性にあった画像形成条件を設定している。

【０００３】感光体の感光特性を把握する一般的な方法
は、帯電装置にて均一に帯電した感光体の表面を露光し
て静電潜像を形成し、このときの静電潜像の電位を測定
する。例えば、静電潜像として原稿画像の白色部、黒色
部にそれぞれ対応する暗部と明部とを感光体の表面に形
成し、その電位を測定するものである。この暗部と明部
の電位は、感光体の感光特性に応じて変化することが知
られている。そして、この暗部と明部との電位の差、す
なわち、コントラストの大小が最終的なコピーの濃度に
そのまま反映される。例えばコントラストが大きいと現
像剤としてのトナーの付着量が多くなりそれだけコピー
の濃度が高くなる一方、トナーが付着してはいけない明
部にもトナーが付着してカブリがちとなる。逆に、コン
トラストが小さいときにはカブリはないが、コピーの濃
度が薄くなる。

【０００４】ところで、帯電装置として、スコロトロン
方式のものを使用するときには、帯電装置の帯電ワイヤ
と感光体の表面との間にグリッドが介装されることにな
るが、帯電装置による感光体の最終的な帯電電圧は、こ
のグリッドに印加される電圧いわゆるグリッド電圧によ
って規制される。そして感光体表面の暗部および明部の
電圧は、グリッド電圧の上昇とともに略直線的に増加す
ることが知られている。また、その上昇の仕方を見てみ
ると、暗部の上昇の仕方は大きいが、明部のそれは小さ
い。すなわち暗部と明部の電位の差、つまりコントラス
トは、グリッド電圧が高くなるほど大きくなる傾向にあ
る。このコントラストを適正な値に制御すれば、最終的
なコピーの濃度を良好なものにすることができる。

【０００５】グリッド電圧とコントラストの関係は、次
のようにして求めることができる。まず、グリッド電圧
を一定にして感光体を均一に帯電した後、露光によって
暗部と明部とを形成しそのときのそれぞれの電位を測定
する。つづいて、グリッド電圧を変えて前回と同様に暗
部と明部との電位を測定する。この４つの電位データを
基に、グリッド電圧を変えたときの暗部と暗部、また明
部と明部とをそれぞれ直線で結ぶと、グリッド電圧を変
えたときの暗部の変化を表わす直線と、同様にグリッド
電圧を変えたときの明部の変化を表わす直線とを得るこ
とができる。この暗部と明部の変化を表わす直線は、感
光体のそのときの感光特性を表現するものであって、感
光特性が変化するとこれに対応して、平行移動するよう
に変化する。すなわち、暗部の直線の傾きをα、明部の
直線の傾きをβとすると、これらの直線の傾きα、β
は、変化しない。なお、実際にはこれらの直線は、感光
体の表面電位を示す前述の４つの電位データを基に、コ
ンピュータの演算によって求めている。

【０００６】これらの電位データと演算とによって求め
た感光体の感光特性を勘案し、例えば、コントラストが
所定値になるようにグリッド電圧を調整する等、画像形
成条件を最適なものに制御している。

【０００７】このような測定プロセス、調整プロセス等
からなる制御プロセスは、画像形成装置をはじめて設置
したときに行うのはもちろんのこと、安定したコピー画
像を得るためには、各一枚のコピー（画像形成）毎に行
うこともある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術によると、安定したコピー画像を得んがために
画像形成毎に制御プロセスを実施するときは、画像形成
プロセス（実際の画像形成に寄与する帯電、露光、現像
等のプロセスをいう）と、制御プロセスとを交互に行う
ことになり、全体の画像形成時間が長くなりがちである
という問題があった。

【０００９】そこで、第１発明は、例えば画像形成時の
はじめ（例えば１枚目）に基本制御を行い、その後（例
えば２枚目以降）は簡易制御を行うことにより、また第
２発明は、制御プロセスの一部または全部を画像形成プ
ロセス中に並行して行うようにすることにより、全体の
画像形成時間を短縮するようにした画像形成装置を提供
することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、第１発明は、グリッド電圧
によって感光体の帯電電位を規制する帯電装置と、前記
感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静
電潜像の電位を測定する電位測定手段と、該電位測定手
段の出力に基づいて前記グリッド電圧を調整する制御装
置と、を備える画像形成装置において、前記制御装置
は、前記電位測定手段が測定する複数の電位データを基
に前記感光体の初期感光特性を検知するとともに該検知
結果に基づいて前記グリッド電圧を調整する基本制御手
段と、該基本制御手段によって得られた前記感光体の初
期感光特性を記憶する記憶手段と、該記憶手段が記憶し
た初期感光特性と前記電位測定手段が測定する記基本制
御時よりも少ない電位データとに基づいて前記感光体の
感光特性を検知する簡易制御手段と、を備えることを特
徴とする。

【００１１】また、第２発明は、グリッド電圧によって
感光体の帯電電位を規制する帯電装置と、前記感光体を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像の
電位を検知する電位測定手段と、該電位測定手段の出力
に基づいて前記グリッド電圧を調整する制御装置と、を
備える画像形成装置において、前記電位測定手段による
前記静電潜像の電位測定プロセスと、前記制御装置によ
る前記グリッド電圧の調整プロセスとを備える制御プロ
セスのうちの一部または全部を、画像形成プロセス中に
行う、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上構成に基づき、第１発明は、感光体の初期
感光特性（例えば電源を投入して１枚目のコピーを取り
始める時点での感光特性をいう。以下同じ。）を知るべ
く、電位測定手段によって感光体表面の複数の電位を測
定し、この電位データを基にこの時点での感光体の感光
特性を検知し、この結果に基づいて濃度について最良の
コピーが得られるように制御装置の基本制御手段によっ
てグリッド電圧を調整する。そして、その後（例えば２
枚目以降のコピー）については、グリッド電圧を調整す
る際に、基本制御手段よりも短時間でグリッド電圧の制
御を行える簡易制御手段を用いる。すなわち、感光体の
基本制御によって感光体の初期感光特性が既に解ってい
るから、その後のコピーは、この初期感光特性をベース
として、初期感光特性を得るために測定した感光体の静
電潜像の電位データよりも少ない電位データの測定で感
光体の感光特性を知ることができ、電位測定プロセスを
含む制御プロセスが基本制御に比して短縮される。した
がって各コピー毎に基本制御を行う場合よりも、全体の
コピー時間が少なくて済む。

【００１３】第２発明は、画像形成条件を変更するため
の感光体の電位測定プロセスとグリッド電圧の調整プロ
セス等とを含む制御プロセスの一部または全部を、画像
形成プロセスと並行して行うことにより、制御プロセス
と画像形成プロセスとを時間的に交互に独立して行なっ
た場合に比して、コピー時間を縮減することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１５】図２に、本発明を実施した画像形成装置と
して、４色のデジタルカラー複写機（以下、単に複写機
という）１の概要を図示する。この複写機１は、原稿Ｄ
の画像情報を読み取るリーダ部２とそれを複写するプリ
ンタ部３とによって構成されている。

【００１６】リーダ部２は、矢印Ａ方向に往復移動する
往復台５上に積載された原稿照明ランプ６、短焦点レン
ズアレイ７、ＣＣＤ（イメージセンサ）９を備え、ＣＣ
Ｄ９には、ＣＣＤ９からの画像データが入力される画像
処理装置１０が接続されている。

【００１７】プリンタ部３は、前述の画像形成装置１０
からの画像信号が入力される露光手段１１を有する。露
光手段１１は、レーザ・ユニット１２、ポリゴンミラー
１３、ミラー１５等を備え、レーザ光によって感光体１
６を露光する。

【００１８】感光体１６は、矢印方向に回転自在に支持
され、そのまわりには露光に先立って感光体１６表面を
一様に帯電する帯電器１７、露光によって感光体１６表
面に形成された静電潜像を現像する現像装置１８が配設
されている。

【００１９】現像装置１８は回転体１９に４色フルカラ
ー用、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の
各現像器１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｂが積載され、
各色に対応する現像剤（トナー）が収納されている。こ
れらの現像器１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｂによって
感光体１６上の潜像が順に現像され、現像されたトナー
像は転写ドラム２０に巻き付けられた転写材（シート
材）Ｐに転写される。

【００２０】シート材Ｐは、プリンタ部３の手前側（図
２の右側）下方に装着した給紙カセット２１に収納され
ていたものが、給紙ローラ２２、搬送ローラ２３、レジ
ストローラ２５等を介して転写ドラム２０に供給され
る。このシート材Ｐは、転写帯電器２６によって感光体
１６から順次４色のトナー像が転写され、転写ドラム２
０から分離され、その後搬送ベルト２７によって搬送さ
れ、定着器２９によってトナー像が定着された上、排紙
トレイ３０上に排出されて最終的にコピーが完了する。

【００２１】図１は、感光体１６の電位測定、電位制御
に関する構成部材を図示している。帯電器１７は、帯電
ワイヤ１７ａ、グリッド１７ｂをそなえるスコロトロン
方式のものであり、それぞれ、高圧電源３１、３２に連
結されている。また別の高圧電源３３は、各現像器１９
Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｂの各現像シリンダ１９ａに
連結されている。これらの高圧電源３１，３２，３３
は、いずれも、ＣＰＵ３５ａ、ＲＯＭ３５ｂ、ＲＡＭ３
５ｃを備えた制御装置３５に接続されており、また制御
装置３５には、レーザドライバ１２ａ、レーザ発振器１
２ｂ等を有するレーザ・ユニット１２、および電位制御
ユニット３６を介して電位測定手段（電位センサ）３７
が連結されている。

【００２２】電位センサ３７が感光体１６の表面電位を
測定し、電位制御ユニット３６が電位センサ３１からの
デジタル信号を変換し、制御装置３５に入力する。制御
装置３５に入力された電位データは、ＣＰＵ３５ａにて
読み取られ、後述する演算結果により、高圧電源３１，
３２，３３が制御される。

【００２３】次に、本発明の表面電位制御の制御フロー
について述べる。

【００２４】図３に基本フローチャートを示す。

【００２５】まず、複写機１の電源が入れられると（Ｓ
１）、電位制御カウント手段のカウンタがＮ＝０にリセ
ットされる（Ｓ２）。つづいて、コピースタートボタン
が押され（Ｓ３）、Ｓ４にてＮ＝０の場合、制御装置３
５の基本制御手段による基本制御Ｃ１を行う。なお、基
本制御手段Ｃ１については、後述する。その後、通常の
画像形成プロセスが行われ（Ｓ５）、前記電位制御カウ
ンタがＮ＝１にセットされる（Ｓ６）。

【００２６】複写機１の電源を落さずに次のコピー動作
を行う場合は、ステップＳ４にて後述の簡易制御手段Ｃ
２が選択される。

【００２７】次に、図４を用いて基本制御手段Ｃ１によ
る動作を説明する。

【００２８】図４は、横軸がグリッド（バイアス）電
圧、縦軸が表面電位Ｖ_S に対応する。図中、Ｖ_D は露光
しないときの表面電位（暗部電位）に対応し、Ｖ_L は露
光されたときの表面電位（明部電位）に対応する。さ
て、暗部電位Ｖ_D は範囲を限ってみれば、グリッドバイ
アスＶ_G に比例し、また、Ｖ_L も同様の傾向がある。す
なわちＶ_G の変化量に対するＶ_D およびＶ_L の変化量は
比例し、それぞれの比例定数をα、βとすると、α＞β
の関係にある。そこで、プリントシーケンスを行う前
に、予め設定されたグリッド電圧Ｖ_G1，Ｖ_G2による各Ｖ
_D ，Ｖ_L を電位センサ３７にて測定し、各電位データか
ら図４に示すようなグリッド電圧Ｖ_G に対するＶ_D ，Ｖ
_L の帯電カーブを想定する。その後、実際に画像形成す
る際には上述の動作で得られた帯電カーブから現像コン
トラスト即ち後述の現像バイアスのＤＣ分Ｖ_DCと、Ｖ_L
の差分Ｖ_cont又は潜像コントラスト（Ｖ_D −Ｖ_L ）が所
望の値になるようなグリッド電圧Ｖ_G を演算により求
め、グリッドバイアスを制御する。更に、画像の白地に
対応する部分、本実施例の場合、反転現像であるためＶ
_D に相当する部分にトナーが付着しないように、Ｖ_D よ
り一定電位低い値（Ｖ_B ）の現像バイアスを求め現像バ
イアスを制御する。

【００２９】次に、図５を参照して簡易制御手段Ｃ２に
付いて説明する。

【００３０】簡易制御Ｃ２が行なわれる場合、既に基本
制御Ｃ１が行われており、基本制御Ｃ１によって、グリ
ッド電圧Ｖ_G に対する暗部電位Ｖ_D の傾きα及び明部電
位Ｖ_L の傾きβを制御装置３５のＲＡＭ３５ｃに記憶さ
せておく。基本制御Ｃ２の動作では、ある１点のグリッ
ドバイアスＶ_G ′に対するＶ_D ′のみを測定し、上述し
た傾きα，βを用いて、新しいＶ_D ，Ｖ_L の帯電カーブ
を想定する。あとは基本制御Ｃ１と同様の演算を行い、
画像形成時のグリッド電圧Ｖ_G及び現像バイアスＶ_B を
求める。ここでは、Ｖ_L が殆ど変化しないことに基づき
感光体１６上の帯電電位測定がＶ_D ′の１点のみなの
で、基本制御Ｃ１に比べ、非常に短い時間で制御プロセ
スが終了する。

【００３１】上述の第１実施例では、電源オンの後、１
枚目と２枚目で違う方法の電位制御を行う第１発明につ
いて述べた。

【００３２】次に、１枚目と２枚目で違うタイミングで
電位制御を行う第２発明について説明する。

【００３３】図６にそのフローチャートを示す。

【００３４】ステップＳ１からステップＳ４までは、第
１実施例と同じである。Ｎ＝０の場合、即ち電源スイッ
チを入れた後、１枚目であれば、電位制御を行い、画像
形成プロセスに入る。制御方法は第１実施例と同様で、
暗部電位Ｖ_D1，Ｖ_D2、明部電位Ｖ_L1，Ｖ_L2をＲＡＭ３５
ｃに記憶させておく。２枚目以降のコピーであれば、電
位制御を行なわずに、前回の電位制御によって得られた
Ｖ_D1，Ｖ_D2，Ｖ_L1，Ｖ_L2を用いて、グリッド電圧Ｖ_G 及
び現像バイアスＶ_B を求め画像形成を行う。

【００３５】画像形成プロセスを終了した後、感光体１
６のクリーニング等後処理動作中に電位制御を行い、新
たにＶ_D1，Ｖ_D2，Ｖ_L1，Ｖ_L2を測定し、ＲＡＭ３５ｃの
内容を書きかえておく。このデータを次のコピーの画像
形成時に用いる。

【００３６】以上のようなタイミングで電位制御を行え
ば、電位測定プロセス、グリッド電圧調整プロセス等か
らなる制御プロセスを、画像形成プロセスの一プロセス
であるクリーニング等の後処理動作中に行うことがで
き、制御プロセスのための特別な時間を設ける必要がな
い。

【００３７】本発明を、複数の画像形成ステイションを
もつ画像形成装置に適用した場合について以下に説明す
る。

【００３８】図７に、複数の光走査手段を有するレーザ
ビームプリンタの一例である４ドラムレーザビームプリ
ンタを示す。

【００３９】該プリンタは電子写真感光体である像担持
体の周囲に画像形成手段を有して構成される画像形成ス
テイションが４個設けられ、該各画像形成ステイション
にて形成された像担持体上の画像が、該像担持体に隣接
して移動通過する移動体によって担持し搬送される転写
材に転写される構成とされる。

【００４０】マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの
各画像形成ステイションＰｍ（第１ステイション）、Ｐ
ｃ（第２ステイション）、Ｐｙ（第３ステイション）、
Ｐｋ（第４ステイション）にそれぞれ感光ドラム５１
Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ，５１Ｋが配置され、矢印方向に回
転される。また各感光ドラム５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ，
５１Ｋの周囲には、帯電器５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙ，５
２Ｋ、光走査手段としての走査光学装置５３Ｍ，５３
Ｃ，５３Ｙ，５３Ｋ、現像装置５４Ｍ，５４Ｃ，５４
Ｙ，５４Ｋ、クリーナ５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｙ，５５Ｋ
等からなる画像形成手段が配設されている。

【００４１】更に、画像形成手段の１つを構成する転写
部５６は、各画像形成ステイションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，
Ｐｋに共通の転写ベルト５６ａ及び転写用帯電器５６
Ｍ，５６Ｃ，５６Ｙ，５６Ｋを有し、フルカラー画像の
形成は転写ベルト５６ａ上に支持された転写材Ｐ上に、
順次前記感光ドラム５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ，５１Ｋ上
に形成された各色のトナー像を転写することによって達
成される。該転写材Ｐは給紙カセット５７から供給さ
れ、転写工程を終了した転写材Ｐは分離されて定着器５
８を介してトレイ５９に至る。

【００４２】前記走査光学装置５３Ｍ，５３Ｃ，５３
Ｙ，５３Ｋは、図示しない光源であるレーザ装置と、こ
のレーザ装置を走査する回転ポリゴンミラーと、走査ビ
ームを感光ドラム表面の母線上に集光するｆθレンズ
と、光束を変向する反射ミラーと、前記走査ビームの特
定位置を検出するビーム検出装置とから構成されてい
る。６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｙ，６０Ｋは電位センサであ
る。

【００４３】このような画像形成装置において、電源ス
イッチを入れた後、１枚目のコピー動作時は、４ステイ
ションとも、画像形成前に例えば基本制御Ｃ１を行う。
２枚目以降のコピー動作について図８及び図９を用いて
説明する。図において、矢印の向きは時間の経過を表わ
す。

【００４４】図８は、２枚目以降のコピーで、各画像形
成ステイションでの画像形成前に、第１実施例に記述し
たものと同様な簡易制御Ｃ２を行い、各画像形成条件を
設定することを表わしている。

【００４５】図９は、同様に電源投入後、２枚目以降の
コピー動作を表わす。ここでは、第１画像形成ステイシ
ョンは、前回のコピー動作中に得られたＶ_D1，Ｖ_D2，Ｖ
_L1，Ｖ_L2などのデータを用いて画像形成条件を設定す
る。第２画像形成ステイション以降は、第１画像形成ス
テイションＰｍの画像形成プロセス中に電位制御を行
い、画像形成条件を設定してゆく。そして第１画像形成
ステイションＰｍでは、画像形成プロセスが終った後、
他の画像形成ステイションの画像形成プロセス中に電位
制御を行い、そのデータを次のコピー時に用いる。こう
すると、図８よりも全体的にさらに短い画像形成時間で
コピーが終了する。

【００４６】なお、図９において簡易制御Ｃ２としてい
るところを、これに代えて基本制御Ｃ１としても同様の
効果が得られることは、勿論である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明による
と、画像形成時に各コピーに対して行う制御を、例えば
１枚目のコピーに対して行う基本制御と、２枚目以降の
コピーに対して行う簡易制御とを用いて行うことによ
り、全体の画像形成時間を短縮することができる。また
第２発明によると、画像形成条件を変更するための制御
プロセスの一部または全部を画像形成プロセスと並行し
て行うことにより画像形成時間を短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光体に対する電位制御を示すブロック図。

【図２】画像形成装置の縦断面を示す概要図。

【図３】電位制御の基本フローチャート。

【図４】基本制御の説明図。

【図５】簡易制御の説明図。

【図６】第２実施例のフローチャート。

【図７】第３実施例の画像形成装置の縦断面を示す概略
図。

【図８】第３実施例のフローチャート。

【図９】第３実施例の他のフローチャート。

【符号の説明】

１１露光手段１６感光体１７帯電装置１７ｂグリッド３５制御装置３７電位測定手段（電位センサ）Ｃ１基本制御手段Ｃ２簡易制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グリッド電圧によって感光体の帯電電位
を規制する帯電装置と、前記感光体を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、該静電潜像の電位を測定する電
位測定手段と、該電位測定手段の出力に基づいて前記グ
リッド電圧を調整する制御装置と、を備える画像形成装
置において、前記制御装置は、前記電位測定手段が測定する複数の電
位データを基に前記感光体の初期感光特性を検知すると
ともに該検知結果に基づいて前記グリッド電圧を調整す
る基本制御手段と、該基本制御手段によって得られた前記感光体の初期感光
特性を記憶する記憶手段と、該記憶手段が記憶した初期感光特性と前記電位測定手段
が測定する記基本制御時よりも少ない電位データとに基
づいて前記感光体の感光特性を検知する簡易制御手段
と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】グリッド電圧によって感光体の帯電電位
を規制する帯電装置と、前記感光体を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、該静電潜像の電位を検知する電
位測定手段と、該電位測定手段の出力に基づいて前記グ
リッド電圧を調整する制御装置と、を備える画像形成装
置において、前記電位測定手段による前記静電潜像の電位測定プロセ
スと、前記制御装置による前記グリッド電圧の調整プロ
セスとを備える制御プロセスのうちの一部または全部
を、画像形成プロセス中に行う、ことを特徴とする画像形成装置。