JPH052987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は画像記録装置に係り、さらに詳しくは
表面電位検出手段を備え、電子写真などの静電潜
像を用いる画像記録装置に関するものである。

従来技術 電子写真などの静電潜像を用いた画像記録装置
においては表面電位計を用いて静電潜像を検知し
たりあるいは静電潜像を制御する形式の画像記録
装置が知られている。

この種の装置においては表面電位計に対する信
頼性の要求はしだいに厳しくなつてきている。

一方、表面電位計としては種々な形式のものが
提案されている。

その一つは被測定物に対向して測定電極を設
け、この測定電極を振動させて容量の変化により
電位を検出する振動電極形式のものである。

また、被測定物と測定電極の間にチヨツパを設
け、これを振動させて測定電極に交流電圧を誘起
させるチヨツパ型電位計も知られている。

これらいずれの電位計においても測定電極にバ
イアス電圧を印加し、被測定物とバイアス電位と
の差を０にすることでバイアス電位から被測定物
の電位を知るいわゆるゼロメソツド法が採用され
ている。

この方法は被測定物と電位計との間の距離や環
境に対し比較的広い許容範囲で正確な電位の測定
が可能である。

ところが、静電潜像を用いた画像記録装置にお
いては様々な環境下において高精度の電位測定が
要求されるとともに、装置内にオゾンやトナーな
どが浮遊しており、電位計が汚染されやすい。

この結果表面電位計の零点がシフトしたり、応
答性がが劣化したりして正確な計測ができないと
いう結果になる。

このような問題点を解決しようとして従来より
測定電極の表面が汚れない工夫をしたり、自動あ
るいは手動により測定電極面に対向してアース電
極を設け、零点を調節するという工夫が成されて
きた。

また、アース電極の代わりに基準となるバイア
ス電圧を印加した基準電極を設け、ゲインのシフ
トを検出あるいは校正するという方法も提案され
ている。

しかし、いずれの方法においても電位計の静的
な特性は校正されても、装置の速度が向上し高い
応答性が要求されるとこれに対応することは困難
であつた。

即ち、応答特性などの動的特性については対応
策が取られていなかつた。

目 的 本発明は以上のような事情に鑑みてなされたも
ので、簡単安価な構成により表面電位計の応答特
性の劣化を検出でき、表面電位の誤測定を防止で
きる画像記録装置を提供することを目的とする。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳
細を説明する。

第１図以下は本発明の一実施例を説明するもの
で、第１図には表面電位計部分の概略構成図が示
されている。

即ち、第１図において全体を符号１で示すもの
は表面電位計で、筐体１ａ内に測定電極２、振動
子３などが組込まれている。

振動子３は音又型に形成され、各腕には圧電素
子４が固定されている。

また、筐体１ａの測定電極２と対応した位置に
は開口部１ｂが形成されており、この開口部１ｂ
を通つて被測定物である感光ドラム７からの電界
が導かれる。

一方、符号５で示すものは電位計校正用の基準
電極板で、電源６から基準信号電圧が印加され
る。

尚、表面電位計１は測定時においては図に点線
で示すように感光ドラム７と対向した位置にまで
下降し、被測定時には実線で示す位置にまで上昇
されている。

以上のような構造のもとに電位を測定するには
表面電位計１を点線で示す測定位置にまで下降さ
れる。

そして、感光ドラム７からの電界を開口部１ｂ
から筐体１ａ内に導き、圧電素子４に電圧を印加
し振動子３を振動させて電界を遮断し測定電極２
に交流信号を誘起させて電位の測定を行なう。

一方、この表面電位計１の校正を行なうには表
面電位計１を基準電極板５と対向させ、電源６か
ら基準電極板５に基準電圧を印加する。そして、
前述したと同様に300Hz程度の交流信号を圧電素
子４に印加し振動子３を振動させ、測定電極２に
交流信号を誘起させる。

この状態で表面電位計全体にバイアス電圧を印
加し測定電極２に誘起される交流信号のＰ−Ｐ値
が0Vとなるように表面電位計に印加するバイア
ス電圧をフイードバツクさせれば、やがてバイア
ス値と被測定面の表面電位が等しくなり、バイア
ス値から被測定面の表面電位を知ることができ
る。これが言わゆるゼロメソツド法である。

今、基準電極板５に対し電源６から600Vの電
圧を印加した場合に対する表面電位計の出力を第
２図ａ，ｂに示す。

第２図ａは基準電位を示し、ｂは表面電位計出
力を示す。

正常な状態においては、表面電位計１は第２図
ｂに符号Ａで示す実線の曲線のように立ち上がり
の速い応答性を示すが、これに対し35℃の温度85
％の湿度の環境において装置内で２万回の耐久試
験を行なつところ、表面電位計の応答性は、第２
図ｂに符号Ｂで示す点線の曲線のような応答性を
示した。即ち、環境の変化によつて、また使用回
数によつては、極めて遅れた応答性となることが
わかる。

従来より、このような表面電位計の動特性に関
しては一般に十分なマージンを考える他には特に
対策が取られていなかつた。

第２図ｂからも明らかなように正常な状態では
表面電位計は50msecで95％以上に達するまで立
ち上がるため、立ち上がりに対するマージンとし
ては100〜200msec程度しか見込まれていないこ
とが多い。しかし前述したような耐久試験のよう
に厳しい使用条件の下では前述したマージンの範
囲内ではまかないきれない立ち上がり状態とな
り、電位の誤測定が発生する可能性が大きくな
る。

ここで、表面電位計の応答特性を検出する方法
および装置について説明する。

第３図は表面電位計の応答特性を検出するため
の制御回路のブロツク図で、図中第１図と同一部
分には同一符号が付されている。

第３図において符号９で示すものは電位検出回
路、１０はＡ／Ｄ変換器で、符号１１はマイクロ
コンピユータを示し、前記電源６とも接続されて
いる。

一方第４図ａ〜ｆは基準信号波形とそれに対す
る表面電位計の出力とを対応させたもので、第４
図ａは基準電圧である直流電圧信号、第４図ｂは
これに対する表面電位計の出力を示す。

また第４図ｃは基準信号としての矩形波、第４
図ｄはこれに対する表面電位計の出力を示す。

また第４図ｅは基準信号としての正弦波信号を
示し、第４図ｆはこれに対応する表面電位計の出
力をそれぞれ示す。

なお、第４図ｃ，ｅに示す基準信号の周波数は
10Hz程度でありこの時周期は100msecであり、表
面電位計が正常な場合の応答時間と同等程度であ
る。

これらの基準信号に対応する表面電位計の出力
は第４図ｄ，ｆとなるが、第４図ｄ，ｆから明ら
かなように正常な状態における電位計出力（曲線
Ａで示す）と劣化した表面電位計を用いた場合の
出力（曲線Ｂで示す）との間には明白な差が現れ
る。

従つて、それぞれの表面電位計出力のピーク値
または実効値を比較することにより、表面電位計
の応答性を検出することができることがわかる。

ただし、実効値を検出する場合には第４図ｃ，
ｅに示す基準信号の周波数を前述したより大きく
し過ぎると、曲線Ａ，Ｂ共に信号の平均値近傍に
収束してしまう可能性がある。

また、周波数を小さくし過ぎると、曲線Ａ，Ｂ
の差を見つけにくくなるため、基準電信号の周波
数を決めるには、一般に正常な状態における表面
電位計の出力の立ち上がり速度の数分の１〜数倍
の波長を目定とするのが良い。

一方、ピーク値を採用する場合には、特に上述
した周波数の範囲に限定されることはない。

ところで、本発明においては表面電位計の応答
特性を簡単に検出する方法として次のような方法
を採用した。

即ち、基準電圧の電源６から第４図ｃまたはｅ
に示すような周期的な信号を印加し、表面電位計
の出力のピーク値（または実効値）を検出してマ
イクロコンピユータ１１に入力する。

この時、マイクロコンピユータ内に基準電圧の
電源６の出力信号電圧の周波数を制御する周波数
変調手段を設けておき、電源から印加する信号の
周波数を連続的または段階的に変化させ、これに
対し表面電位計の出力のピーク値（または実効
値）がマイクロコンピユータ１１内に予め設定し
ておいた基準値に達した時点の周波数を読取つて
表面電位計の応答速度を検出する。

次に上述した方法の具体的な例を示す。

即ち、まずマイクロコンピユータ１１のクロツ
ク信号により、電源６の出力をオン，オフするこ
とにより、第５図ａに示すようなピーク値600V
の基準電圧信号を発生させる。

この時、正常な状態の表面電位計の出力は第５
図ｂのようになる。この時、出力のピーク値がた
とえばVth＝580V以上となる時点で、基準電圧
信号の周波数をマイクロコンピユータ１１にホー
ルドする。なお、第５図ａに示す基準信号の周波
数は11，１Hz、周期は90msecである。

また、第５図に示す基準信号は矩形波であるた
め、表面電位計の応答時間はこの時の信号周期の
約２分の１、即ち45msec程度であることがわか
る。

このような方法を採用すれば、表面電位計の応
答特性を極めて正確に、かつ迅速に検出すること
ができ、マイクロコンピユータにこの応答時間を
記憶させておくことにより以後の電位測定時にお
ける測定時間を定めることもできる。

なお、第４図においては、基準信号として矩形
波または正弦波を用いたが、これらの基準信号波
形以外に、周期的な基準信号波形であるならばの
こぎり波や台形波その他どのような波形であつて
も良いことはもちろんであり、更にまた、第４図
ＣにおいてON／OFFの時間の比を変えた様な信
号や、その他にも平均値に対し上下のピーク値が
非対称な波形の信号を用いてもよい。

ところで、以上のようにして表面電位計の応答
特性を検出した後、利用者が取る処置としては次
のような処置が考えられる。

その１つはマイクロコンピユータを用いた自己
診断表示として、表面電位計の異常を音あるいは
光によつて表示することである。他の１つは表面
電位計の応答時間が遅くなつた分だけ電位測定時
間のマージンを増加させ、測定時間を延長させる
ことである。またもう１つは、表面電位計の応答
特性の校正を行なうことである。たとえば振動子
の周波数を変化させることが考えられる。

なお、上述した各処置はそれぞれ併用しても構
わないのはもちろんである。

本実施例は以上のように構成されているため、
表面電位計の応答特性を正確にかつ迅速に検出す
ることができ、表面電位計の応答特性の劣化によ
る電位の誤測定を防止することができる。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、静電潜像が形成される画像形成体と、この画
像形成体上の表面電位を検出する表面電位計とを
備えた画像記録装置において、前記表面電位計と
対向して設けられた電極と、前記電極に前記電位
計の応答特性を試験するための周期信号を印加す
る印加手段と、前記周期信号に対する前記電位計
の出力のピーク値又は実効値を検出する手段を設
けた構成を採用し、周期信号を電極に印加して、
周期信号に対する電位計の出力のピーク値または
実効値を検出することにより、簡単安価な構成で
電位計の応答特性の劣化を検出することができ、
表面電位の誤測定を防止できる優れた画像記録装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するもので、第１
図は表面電位計の概略構成図、第２図ａは基準電
極板電位を示す線図、第２図ｂは表面電位計出力
を示す線図、第３図は表面電位計の応答特性を検
出する制御回路のブロツク回路図、第４図ａ〜ｆ
は基準信号波形と表面電位計出力波形とを１対１
に対応させて示した線図、第５図ａは具体的な基
準信号波形を示す線図、第５図ｂは第５図ａに対
応する表面電位計出力波形を示す線図である。 １……表面電位計、２……測定電極、３……振
動子、４……圧電素子、５……基準電極板、６…
…電源、７……感光ドラム、９……電位検出回
路、１０……Ａ／Ｄ変換器、１１……マイクロコ
ンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像が形成される画像形成体と、この画
   像形成体上の表面電位を検出する表面電位計とを
   備えた画像記録装置において、 前記表面電位計と対向して設けられた電極と、 前記電極に前記電位計の応答特性を試験するた
   めの周期信号を印加する印加手段と、 前記周期信号に対する前記電位計の出力のピー
   ク値又は実効値を検出する手段を有することによ
   り、 前記表面電位計の応答特性の劣化を検出し得る
   ように構成したことを特徴とする画像記録装置。 ２ 前記印加手段は前記周期信号の周期を変化さ
   せることができるように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置。