JPH0697356B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0697356B2
JPH0697356B2 JP58055152A JP5515283A JPH0697356B2 JP H0697356 B2 JPH0697356 B2 JP H0697356B2 JP 58055152 A JP58055152 A JP 58055152A JP 5515283 A JP5515283 A JP 5515283A JP H0697356 B2 JPH0697356 B2 JP H0697356B2
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譲二 永平
一義 高橋
邦男 吉原
俊朗 松井
正 石川
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/065Arrangements for controlling the potential of the developing electrode

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は画像形成装置、特に感光ドラムなどの感光体上
の潜像電位などの表面状態を検出してその結果により画
像形成条件を制御する複写装置などの画像形成装置に関
するものである。
従来技術 上記のような感光ドラムを用いる画像形成装置、特に複
写装置の動作工程は大きく2つに分けることができる。
第1には感光ドラムが回転駆動され、感光および現像が
行なわれる画像形成工程で、この画像形成工程では画像
形成領域(以下画像領域という)が形成される。この画
像形成工程前に、画像形成に備えて帯電量、露光量など
を決定する制御動作を行う前工程がある。この前工程に
おいては明部、暗部の原稿画像とは無関係な非画像領域
が形成される。この非画像領域において、従来の感光ド
ラムと現像器スリーブが同一の駆動源により回転駆動さ
れる方式の複写装置では、感光ドラムと現像器スリーブ
が同時に回転駆動されるので、感光ドラム上の電位によ
ってはトナーが感光ドラムに吸着され、消費される、と
いう問題があった。
この点に鑑みて、従来の画像形成装置においては前工程
の非画像領域の感光ドラム回転の際にはいわゆるブラン
ク露光を行ない、感光ドラムへのトナー付着を防止する
のが普通であった。また、現像バイアスをトナー付着が
起きないような値に切り換えるような試みもすでに実施
されている。
このような場合、ブランク露光用のランプの立ち上がり
時間が大きく、また、このランプ自身の照度のばらつき
も大きいことなどから、原稿画像の潜像が形成されない
非画像部に、明部電位だけでなく暗部電位も分布するよ
うになるので、非画像部全体のトナー付着を防止するた
めにはブランク露光用のランプに光量の大きい(すなわ
ち電力消費の大きい)ものを使用したり、あるいはまた
負トナーを用いる場合には現像バイアスに高い電圧を与
える必要があった。
たとえば感光ドラムの感光体にCdSを用い、暗部電位が
+500Vに設定されている複写装置においては、非画像領
域においては現像ローラに+600Vのバイアスを与えてト
ナー付着を防止していた。
一方、感光ドラムの表面電位に関連した現像特性には第
1図に示すような特徴がある。すなわち、反転現像と呼
ばれる現像がそれであり、感光ドラムの表面電位の極性
がトナー電荷の反発方向であっても所定の値(第1図で
は−500V)を越えるとトナーが感光ドラムに吸着され始
める(現像バイアスが0Vの場合)。従って、前記のよう
に現像バイアスを+600Vに固定しておくと、低電位ある
いは明部に相当する領域では非画像領域においてかなり
の量のトナーが感光ドラムに付着し、消費される、とい
う欠点があった。
目的 本発明は以上の問題点を解消するためになされたもの
で、前工程において無駄なトナー消費を防止することが
できる画像形成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を詳細に説明
する。ただし、以下の実施例では複写装置を例に説明す
る。
第2図には本発明に係る複写装置の概略構成が図示され
ている。感光ドラム1はたとえば表面より絶縁層、光導
電層、導電層の3層により構成されており、本体(図示
せず)に軸1aを中心にして回転自在に支持されている。
この感光ドラム1の周囲には回転方向に1次帯電器2、
2次帯電器3、全面露光ランプ4、電位センサ7、現像
器の現像ローラ5、転写帯電器28ならびに前除電用帯電
器29が配置されている。
帯電器29により各プロセスに先立ち前除電された感光ド
ラム1は1次帯電器2によってその全面を均一に帯電さ
れたのち、原稿露光ランプ11によって照明された原稿10
がミラー12、13を経て感光ドラム1に露光される。この
とき2次帯電器3によって原稿の画像に応じて除電さ
れ、全面露光ランプ4により全面露光されたあと現像ロ
ーラ5によってトナー現像される。この現像ローラ5に
は後述するように交流バイアス電圧が印加され、ジャン
ピング現像により画像の階調を調整する。続いて転写帯
電器28が作動し、転写紙への転写が行なわれる。また、
2次帯電器3の上方に後述する暗部、および明部電位を
形成するブランク露光ランプ6が配置される。
さらに全面露光ランプ4と現像ローラ5間に感光ドラム
1の表面電位を測定する電位センサ7が配置され、この
電位センサ7からの信号は、電位測定回路8を介してA/
D変換回路9に入力され、デジタル値に変換された後、
マイクロコンピュータ15に入力される。マイクロコンピ
ュータ15の出力はD/A変換回路16に接続され、さらにこ
のD/A変換回路16には光量制御回路17、1次高圧制御回
路18、2次高圧制御回路19、転写制御回路24、前除電制
御回路25、DC現像バイアス制御回路20が接続される。光
量制御回路17はランプレギュレータ14を介して原稿露光
ランプ11を制御し、また1次、2次高圧制御回路18、19
はそれぞれ1次、2次高圧トランス21、22を介して1次
帯電器2および2次帯電器3にそれぞれ接続され、その
各々の帯電量を決定する。また転写制御回路24は転写高
圧トランス26を経て、転写帯電器28に接続され、また、
前除電制御回路25は前除電高圧トランス27を経て前除電
帯電器29に接続される。さらにDC現像バイアス制御回路
20の出力はAC現像バイアス制御回路23に接続されてお
り、このAC現像バイアス制御回路23の出力は現像ローラ
5に印加される。
上述したDC現像バイアス制御回路20、AC現像バイアス制
御回路23は第3図に示すように構成されている。すなわ
ち、正弦波発振回路30が増幅回路31に接続され、正弦波
発振回路30からのAC電圧が昇圧トランス32の1次側に印
加されており、その2次側に発生した電圧が現像ローラ
5に印加される。
また、昇圧トランス32の2次側の他端はDC-DCインバー
タ33に接続されており、スイッチ34を介してD/A変換回
路16に接続されており、第2図に示したDC現像バイアス
回路を構成する。このスイッチ34は手動露光か、自動露
光かを切り換えるスイッチで、自動露光モードの場合に
は34a側に、手動露光モードの場合には34b側に切り換え
られ、それぞれ異なる現像バイアス電圧を発生する。
次に以上の構成における動作を第4図のフローチャート
図及び第6図のタイムチャートを参照して詳細に説明す
る。
第6図に示す様に、コピースタートからコピー終了まで
は大きく3つの工程に分けられる。
第1の前工程においては強明部電位VSL、暗部電位VD
測定し、帯電量を制御すること、および明部電位VL1
測定し露光量を制御することが行われる。第1の前工程
においては検出された刻々と変化する表面電位VSに200V
加えられた値が現像バイアスとして印加される。これに
より、感光ドラムの表面電位と現像スリーブ間の電位差
を一定に保っているので、無駄なトナーが消費されな
い。
第2の前工程においては原稿画像濃度が電位センサによ
り測定される。この第2の前工程においては電位センサ
の出力とは関係のない一定値、+600Vが現像バイアスと
して印加されるので、この段階においてもトナーの無駄
な消費を押えることができる。
そして実際の画像形成工程においては、感光ドラム上の
現像画像に応じた潜像が現像される。この画像形成工程
の現像バイアスは、第1の前工程で測定したVLIの最終
値に100V加えた値となり、実際に現像動作が行われる。
次に制御フローを説明する。
まずコピースタートが行われると第1の前工程が始ま
る。ステップS1においてはステップS2〜ステップS4の明
部および暗部電位計測とそれに基づく帯電量制御ルーチ
ンを通って回数の判定を行なう。ここでは帯電量制御は
N1回行なうものとする。制御回数N1は例えば、複写機の
放置時間に応じて、感光ドラムの状態が変化するので、
放置時間が長い程N1は多くなる。
ステップS1でルーチン通過回数がN1以上の場合には後述
するステップS6〜ステップS9の測定ルーチンに移行し、
N1未満の場合にはステップS2以降の処理に移る。
まず、ステップS2において原稿露光ランプ11あるいはブ
ランク露光ランプ6を点滅させることにより、強露光に
よる強明部電位VSLとランプ消灯による暗部電位VDを感
光ドラム上に形成する。この表面電位を電位センサ7に
より検出し、電位測定回路8で所定のレベルに変換した
後、A/D変換回路9を介してデジタル量に変換し、マイ
クロコンピュータ15に送る。
次にステップS3においてデジタル量に変換された表面電
位はマイクロコンピュータ15において処理され、明部電
位と暗部電位がそれぞれ目標値に近づくように後段に出
力される制御データが形成される。
すなわち、 ΔI1=α1ΔVD+α2ΔVSL …(1) ΔI2=β1ΔVD+β2ΔVSL …(2) の式に従って1次、2次帯電器2、3に流すべき1次電
流I1、2次電流I2を求める。上記の2式においてΔI1
ΔI2は変化分、ΔVD、ΔVSLは目標値からのずれ量、
α1、α2、β1、β2は制御係数である。
以上のようにして求められた制御データはステップS4に
おいてD/A変換回路16によってアナログ量に戻されて1
次、2次高圧制御回路18、19に入力される。1次高圧制
御回路19によって1次高圧トランス21が制御され、それ
によって1次帯電器2の帯電量が制御され、また、2次
高圧制御回路19によって2次高圧トランス22が制御さ
れ、それにより2次帯電器3の帯電量が制御されて、明
部電位VSLおよび暗部電位VDが目標値に近づくように調
整される。
次にステップS5で以上のルーチンの通過回数を示すカウ
ンタを1増加させてステップS10に移行する。
以上のような帯電制御はステップS1で示したように、放
置時間で異なる回数N1だけ後述するステップS10以降の
ルーチンを介して行なわれる。
一方、ステップS6ではステップS1と同様に次のステップ
S7〜ステップS8の露光量制御の回数を判定する。ただ
し、ここではステップS7〜ステップS8の露光量制御はN2
回行なわれるものとする。N2についても、複写機の放置
時間に応じて、定めることができる。ステップS6でルー
チン通過回数がN2未満の場合にはステップS7以降の処理
に移り、N2以上の場合には直接前述したステップS10以
降の処理に移行する。
ステップS7においてはブランク露光ランプ6が消灯さ
れ、原稿露光ランプ11を用いて原稿10の画像領域外に設
けた標準白色板(図示せず)を照射し、その反射光を測
定する。
第1回目の照射はマイクロコンピュータ15により出力さ
れた所定のデータをD/A変換回路16でアナログ量に変換
し、光量制御回路17を介してランプレギュレータ14によ
って調整された点灯電圧VHLを原稿露光ランプ11に与え
ることにより行なわれる。この第1回目の露光量による
標準白色板からの反射光を感光ドラム1上に導き、その
表面に形成された白地相当の電位(白地電位VL1)を電
位センサ7、電位測定回路8を介して測定する。
この測定電位はステップS8においてA/D変換回路9によ
ってデジタルデータに変換された後、マイクロコンピュ
ータ15に導かれ、ΔVLを目標値からのずれ量γ1を定数
としてΔVHL=γ1・ΔVLに従って演算が行なわれる。
その演算結果はD/A変換回路16でアナログ量に変換さ
れ、ランプレギュレータ14を介して白地電位VL1が目標
値となるように原稿露光ランプ11の露光量を調節する。
このような露光量制御は帯電制御と同様に放置時間で異
なる回数N2だけステップS9におけるカウンタの計数を伴
なって行なわれ、ステップS6において所定回数N2だけ露
光制御が行なわれたか否かが判定される。
次に、ステップS1〜S5の動作と並行してステップS10〜S
12の動作が行われる。ステップS10では感光ドラム1の
潜像電位vSを電位センサ7により測定する。
ステップS11では感光ドラム1の電位センサ7から現像
ローラ5までの回転移動時間を計測する。これはたとえ
ば、感光ドラム1の回転軸に取り付けた不図示のエンコ
ーダによりパルスを発生させ、このパルスを回転角に対
応した回数Pだけ計数することなどにより行なう。
次にステップS12で計測した潜像電位vSに+200Vを加算
し、この値を現像バイアス電圧として現像ローラ5に印
加する。次にステップS13では、画像領域に入りステッ
プS17〜S19の原稿濃度測定ルーチン(第2の前工程)に
移行するか否かを判定する。実際には上述したステップ
S1〜S5およびS6〜S9の測定ルーチンが所定回数終了した
か否かにより判定が行なわれる。このステップS13が否
定された場合にはステップS1に戻る。
ステップS13が肯定されると、ステップS20、S17〜S19の
第2の前工程に入る。ステップS20においては、ステッ
プS17〜S19の原稿濃度測定に先立って現像バイアスを固
定値、たとえば+600Vとして現像器5に印加しておく。
これは、第5図(A),(B)に示すように、電位セン
サ7がそのケースの開口部Z付近における感光ドラム1
上の測定範囲Xのみを走査するため、この領域の測定値
のみに従って現像バイアスを変化させると、この測定範
囲X以外の領域において第1図に示した反転現像だけで
なく、正常現像によりトナーが感光ドラム1に付着する
恐れがあるからである。
次にステップS17〜ステップS19においては最終的な露光
量補正を行なう。
まず、ステップS17において以上のようにして得た帯電
および露光量条件のもとで前述の光学系を駆動し、原稿
10の走査を行ない、原稿10の反射光による潜像電位を感
光ドラム1上に形成し、この潜像電位vS′を電位センサ
7により測定する。
次にステップS18において前述と同様に測定量がマイク
ロコンピュータ15に送られ、マイクロコンピュータ15は
原稿の走査期間を通じた潜像電位vS′の平均値VSを算出
する。
次にステップS19においてマイクロコンピュータ15は原
稿濃度の関数である潜像電位の平均値VSをもとに次式に
より原稿露光ランプ11の後の画像領域の点灯電圧の補正
量ΔVHLを求める。
ΔVHL=8ΔVS …(3) ただし、ここでΔVSは、平均値VSと、標準原稿濃度に対
応する基準値との偏差である。こうして第2の前工程を
終り、ステップS14、S15の実際の画像形成工程に入る。
ステップS14で前記のようにして求めた白地電圧VL1の最
終値に100Vを加えた値を現像バイアスとして現像ローラ
5に印加し、続いてステップS15で公知のコピー動作に
移行する。
以上に示したように、コピーシーケンスに入ると、第1
の前工程において所定回数N1およびN2づつそれぞれ帯電
量制御および露光量制御がステップS2〜S5およびステッ
プS7〜S9で行なわれ、その際トナー消費を防止するため
にステップS10〜S12で現像ローラ5に対する現像バイア
ス制御が行なわれる。
すなわち、電位センサ7の位置で測定された潜像電位
が、感光ドラム1の現像器5までの回転時間だけ遅延さ
れて現像器5に与えられるので、非画像領域では現像バ
イアスが感光ドラム上の現像器対向面の表面電位に+20
0Vを加算された値を追従するので、感光ドラムの表面電
位と現像スリーブ間の電位差は常にトナー付着防止に適
切な一定の値(200V)を保つことができ、非画像領域に
おいて感光ドラムにトナーが付着し、消費されることが
なくなる。
さらに、第2の前工程の原稿濃度測定期間では、一定の
値(+600V)の現像バイアスをかけている。この現像バ
イアス(+600V)は暗部電位(+500V)よりも十分高い
ので、電位センサの検出領域以外の原稿画像の黒部分が
現像されるのを防止できる。したがって、この段階にお
いても無駄なトナー消費を防ぐことができる。
効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、 感光体上に帯電、露光、現像を施すことにより原稿画像
に対応した画像を形成する、帯電手段、露光手段および
現像手段を有する画像形成手段と、 前記感光体上の表面電位を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に従って前記画像形成手段の像
形成条件を制御する制御手段を備えた画像形成装置にお
いて、 前記制御手段は、原稿画像と無関係な明部、暗部領域の
静電潜像を形成する第1の前工程においては、前記現像
手段の現像バイアスを刻々と変化する前記検出手段の出
力に所定値が加えられた値とし、原稿画像に対応する静
電潜像を形成し、前記検出手段により原稿濃度を測定す
る第2の前工程においては前記現像バイアスを前記静電
潜像が現像されない一定値とした構成を採用しているた
め、前工程において無駄なトナーの感光体への吸着を防
止でき、トナーの消費量を削減し、定量あたりの画像形
成枚数を増大し、クリーナーブレードの寿命を伸ばすこ
とができる。また、従来装置に比してトナー付着防止の
ためにブランク露光ランプの光量を必要以上に大きくと
る必要がない、などの優れた利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は複写装置などの画像形成装置における表面電位
に関連した現像特性を示す線図、第2図は本発明の画像
形成装置の配置構成を示す構成図、第3図は本発明の画
像形成装置における現像バイアス制御回路のブロック
図、第4図は本発明の画像形成装置における制御の流れ
を説明するフローチャート図、第5図(A),(B)は
本発明の画像形成装置の動作を説明する斜視図および一
部破断側面図、第6図は制御タイムチャート図である。 1……感光ドラム、2……1次帯電器 3……2次帯電器、4……全面露光ランプ 5……現像ローラ、6……ブランク露光ランプ 7……電位センサ、10……原稿 11……原稿露光ランプ、28……転写帯電器 29……前除電帯電器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 一義 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉原 邦男 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松井 俊朗 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 石川 正 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体上に帯電、露光、現像を施すことに
    より原稿画像に対応した画像を形成する、帯電手段、露
    光手段および現像手段を有する画像形成手段と、 前記感光体上の表面電位を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に従って前記画像形成手段の像
    形成条件を制御する制御手段を備えた画像形成装置にお
    いて、 前記制御手段は、原稿画像と無関係な明部、暗部領域の
    静電潜像を形成する第1の前工程においては、前記現像
    手段の現像バイアスを刻々と変化する前記検出手段の出
    力に所定値が加えられた値とし、原稿画像に対応する静
    電潜像を形成し、前記検出手段により原稿濃度を測定す
    る第2の前工程においては前記現像バイアスを前記静電
    潜像が現像されない一定値としたことを特徴とする画像
    形成装置。
JP58055152A 1983-04-01 1983-04-01 画像形成装置 Expired - Lifetime JPH0697356B2 (ja)

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JP58055152A JPH0697356B2 (ja) 1983-04-01 1983-04-01 画像形成装置
US06/592,545 US4600294A (en) 1983-04-01 1984-03-23 Image forming apparatus with detector and control
GB08408461A GB2140330B (en) 1983-04-01 1984-04-02 Electrophotographic image forming apparatus
DE19843412268 DE3412268A1 (de) 1983-04-01 1984-04-02 Bilderzeugungseinrichtung

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