JPH07199563A - 感光体の電位設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで高精度、高信頼性の電位設定方法
を提供すること。 【構成】 感光体１１を非帯電状態とし、現像バイアス
値Ｅｂを所定の基準現像バイアス値に設定して非帯電状
態の感光体１１を現像してトナー像を得、このトナー像
の濃度を濃度センサー１４で測定しこの測定値を基準濃
度値として記憶し、次に、現像バイアスＥｂを感光体１
１の目標電位から基準現像バイアス値だけ異なる値に設
定して感光体１１を現像してトナー像を得、このトナー
像の濃度を濃度センサー１４で測定しこの測定値が前記
基準濃度値となるように帯電スコロトロン１２のグリッ
ド電圧Ｅｇを制御することにより、感光体１１の電位を
前記目標電位に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電式複写機／プリン
ターにおける感光体の電位設定方法に関し、詳しくは、
帯電器の帯電制御手段の帯電設定値と露光装置の光量設
定値の設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー複写機の普及にともない装置の低
コスト化が強く望まれているが、同時に複写／プリント
品質の向上も必須であり、これらの相反する要求を満た
す新たな技術が必要とされている。

【０００３】デジタル複写機／プリンターでは、高画質
を提供するため、その基本となる感光体の表面電位を高
精度で設定する必要がある。一般的に高精度で感光体の
電位設定を行う場合、暗電位と、発光率１００％でのレ
ーザー露光による明電位の電位測定を表面電位計を用い
て行い、測定結果からスコロトロンのグリッド電圧等の
帯電制御手段とレーザー光量の設定を行っている。一
方、現像方式として２成分現像剤を使用した場合、コピ
ー濃度の制御としては、濃度センサーを使用して現像像
あるいは転写像の濃度を測定し、たとえばトナーディス
ペンス量にフィードバックする方法等が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電位測
定を行うための表面電位計は、センサーおよび駆動回路
が高価であり、低コストのカラープリンターや高画質白
黒プリンターを商品化するうえで大きな障害になってい
た。また、測定値のドリフトや、汚れによる誤差や故障
があるため、信頼性を向上する上でも問題があった。

【０００５】特開昭５７−６０３４８号公報や特開昭５
７−７６５６４号公報には、表面電位計を使用せず、現
像像を濃度センサーで読み取りそれが基準値と等しくな
るよう電位設定を行う方法が開示されているが、この方
法では、現像特性が変化した場合、本来設定しようとし
ていた電位と異なる値となってしまうため、中間調の濃
度を一定にすることができず、高画質白黒プリンターや
カラープリンターには適用できない欠点があった。

【０００６】そこで本発明は、低コストで高精度、高信
頼性の電位設定方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の感光体の電位設
定方法は、前記目的を達成するため、感光体を非帯電状
態とし、現像バイアス値を所定の基準現像バイアス値に
設定して前記非帯電状態の感光体を現像してトナー像を
得、このトナー像の濃度を濃度センサーで測定しこの測
定値を基準濃度値として記憶し、次に、前記現像バイア
スを感光体の目標電位から前記基準現像バイアス値だけ
異なる値に設定して感光体を現像してトナー像を得、こ
のトナー像の濃度を前記濃度センサーで測定しこの測定
値が記憶した前記基準濃度値と一致するように感光体の
電位設定手段を制御することにより、前記感光体の電位
を前記目標電位に設定することを特徴とする。

【０００８】

【作用】現像バイアス値を所定の基準現像バイアス値に
設定して非帯電状態の感光体を現像することにより、基
準現像バイアス値に対応した濃度のトナー像が得られ
る。このトナー像を基準濃度値として記憶し、現像バイ
アスを感光体の目標電位から基準現像バイアス値だけ異
なる値に設定して感光体を現像してトナー像を得、この
トナー像の濃度が記憶した前記基準濃度値と一致するよ
うに感光体の電位設定手段を制御することにより、感光
体の電位は目標電位に設定されることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は、本発明の感光体の電位設定方法が
適用されるカラー複写機の概略構成を示す断面図であ
る。

【００１１】カラー複写機は、自動原稿送り装置１、画
像読取部２及び画像形成ユニット４を備えた画像形成部
３から構成されている。複写すべき原稿は、自動原稿送
り装置１により画像読取部２のプラテンガラス５上に搬
送され、原稿の画像がイメージセンサー６により読み取
られる。イメージセンサー６は紙面に直交する方向（主
走査方向）に伸延するラインセンサーであり、走査ワイ
ヤ７に取り付けられており、この走査ワイヤ７を駆動プ
ーリー８，９で回転駆動することによりイメージセンサ
ー６を副走査方向に移動させて原稿の画像全体を読み取
る。

【００１２】イメージセンサー６からの画像信号は、図
示しない所定の画像処理回路を経由して露光装置１０に
供給される。露光装置１０は、変調回路１０ａ，レーザ
ー１０ｂ，レンズ１０ｃ等を備えており、原稿画像の濃
度に応じて変調されたレーザビームＢを出射する。この
レーザビームＢは、ミラー１０ｄで光路を折り曲げられ
て感光体１１の表面に照射される。

【００１３】感光体１１の周囲には、グリッド電圧を変
えることにより帯電電位が可変とされたスコロトロン帯
電器１２、イエロー，マゼンタ，シアン及びブラックの
各現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを備えた２成
分反転現像を行う多色現像機１３、反射型の濃度センサ
ー１４、転写前コロトロン１５、転写装置１６を備えた
転写ドラム１７、クリーニング装置１８、除電ランプ１
９等が順次配列されて画像形成ユニット４を構成してい
る。

【００１４】画像形成ユニット４においては、イエロ
ー，マゼンタ，シアン及びブラックの各色毎に、帯電、
露光、現像の静電写真法の各工程が行われ、感光体１１
上には各色のトナー像が順次形成される。

【００１５】感光体１１には、転写ドラム１７が圧接さ
れており、この転写ドラム１７の周囲には、給紙トレイ
２０から搬送されてきた記録紙が巻き付けられる。感光
体１１に形成された各色のトナー像は、転写ドラム１７
の１回転毎に１色づつ、転写ドラム１７に巻き付けられ
た記録紙上に転写装置１６により転写される。転写ドラ
ム１７が４回転してイエロー，マゼンタ，シアン及びブ
ラックの各色のトナー像が多重転写されて４色からなる
フルカラー画像が記録紙上に形成されると、この記録紙
は、剥離爪２１により転写ドラム１７から剥離され、定
着装置２２で定着処理を受けた後に機外に排出される。

【００１６】上記画像形成ユニット４におけるプロセス
速度は１６０ｍｍ／秒、感光体１１の標準帯電電位は−
６５０Ｖ、標準露光部電位は−２００Ｖであり、現像バ
イアス電圧を−５００Ｖとし２成分反転現像システムで
現像を行っている。転写前コロトロン１５は、きめ細か
い均一な転写を行うために、グリッド電圧−６００Ｖで
スコロトロンを使用し均一な帯電を行っている。

【００１７】感光体１１の帯電電位は、スコロトロン帯
電器１２のグリッド印加電圧の増減により制御可能であ
るが、グリッド印加電圧と帯電電位の関係は感光体の暗
減衰量の環境変化、経時変化、さらに摩耗による感光体
膜厚の変化、グリッドに付着する汚れ等により一定では
ないため、感光体１１を標準帯電電位に維持するために
は適度の時間問隔でグリッド印加電圧を調整する必要が
あった。

【００１８】また、露光部電位も感光体１１の感度変化
により変化するため同様にレーザー光量を調整する必要
があった。

【００１９】本実施例では、表面電位計を用いることな
く感光体の電位を標準電位に設定する。本実施例におけ
る標準電位への調整工程の概略は、以下のとおりであ
る。

【００２０】（１）碁準濃度値の測定 （２）標準帯電電位の設定 （３）標準露光部電位の設定 以下、各項目毎に詳細を示す。

【００２１】（１）基準濃度値の測定 基準濃度値の測定は、現像装置の状態のばらつきを補正
するために行うものである。すなわち、２成分現像剤を
使用した現像装置は、トナー濃度やトナーの帯電量によ
り現像特性が変化することにより、同一の現像電位差で
も現像トナー量が変化してしまうため、調整時の濃度セ
ンサー出力を基準とする必要がある。ここで現像電位差
とは、感光体の表面電位から、現像バイアス値を引いた
値の絶対値のことである。

【００２２】表面電位計を用いずに感光体の表面電位を
既知の値にする為には、感光体が帯電していない状態を
作り出し、表面電位を０Ｖとすることがばらつきを最小
にするために有利である。ところで、一般的に感光体の
表面電位は、露光によりすみやかに除電される帯電電荷
による電位と、露光によつても除電されにくい残留電荷
による電位からなっている。表面電位を０Ｖとするうえ
で間題となるのは、残留電荷による電位であり、もっと
も確実なのは、時間をかけて減衰するまで待つことであ
り、通常１時間から３時間程度でほぼ０Ｖになる。した
がって、最後に感光体が使用されてからの時間を測定
し、ある一定時間内は、標準電位への調整工程の実施を
禁止する方法で、残留電荷の影響を排除可能である。本
実施例では、この値を２時間としている。

【００２３】基準濃度を作成する現像電位差も、どのよ
うな値でもよいわけではなく、以下の条件から良好な範
囲が決められる。まず、現像電位差で現像されたトナー
像は、濃度センサー１４の測定可能濃度以下であること
が当然ながら重要である。一方現像電位差が小さすぎる
とＳ／Ｎ比が悪くなり、電位設定の精度が低下してしま
う（図２、図３参照）。このような条件から、現像電位
差としては、２０Ｖ以上１５０Ｖ以下の範囲から選択す
るのがよいことがわかった。また本質的な条件ではない
が、現像電位差が大きいと、それにつれてトナーの消費
量も大きくなるため、現像電位差はできるだけ小さいこ
とが望ましい。以上のような条件から、本実施例として
は、現像電位差を５０Ｖとした。すなわち、図４（ａ）
に示すように、感光体１１の表面電位が、確実に０Ｖで
ある状況で、現像バイアス値Ｅｂを−５０Ｖに設定し
て、現像を行い、そのときの濃度センサー１４の出力を
基準濃度値とし、この基準濃度値を図示しないメモリに
記憶させておく。本実施例の条件では、このときのセン
サー出力は０．４３Ｖであった（図３参照）。

【００２４】表面電位を０Ｖとするためには上記方法以
外に、ＡＣ放電のみで、あるいはＡＣ放電と光除電を併
用することで、残留電荷の除電が可能である。たとえば
クリーニング前処理コロトロンや、帯電ローラーにＤＣ
成分を重畳させたＡＣ電圧を印加することにより、すみ
やかに表面電位を０Ｖとすることが可能である。

【００２５】また、本実施例では２成分現像剤を使用し
た現像装置を使用しているが、１成分現像剤を使用した
現像装置でも、環境や使用状態で現像特性が変化するこ
とが知られており、基準濃度の測定が必要な点では特に
異なるものではない。

【００２６】（２）標準帯電電位の設定 本実施例の感光体の標準帯電電位は、−６５０Ｖである
から、図４（ｂ）に示すように、現像バイアスＥｄを、
感光体の標準帯電電位から基準現像バイアス値（−５０
Ｖ）だけ異なる値、すなわち、−７００（＝−６５０−
５０）Ｖに設定し、スコロトロン帯電器１２のグリッド
電圧Ｅｇを順次変化させて現像を行い、濃度センサー１
４の出力値が先に求めた基準濃度値と一致するグリッド
バイアスを求める。本実施例では、異なるグリッド電圧
Ｅｇとして、−７５０Ｖ、−７００Ｖ、−６５０Ｖ、−
６００Ｖ、−５５０Ｖの５点とし、内挿により設定すべ
きグリッド電圧Ｅｇを求めた。この時のセンサー出力
は、グリッド電圧Ｅｇが−７００Ｖのときにほぼ基準濃
度値である０．４３Ｖを示し、グリッド電圧を−７００
Ｖにすることにより標準帯電電位が得られることがわか
った（図５参照）。この例では、たまたま直接グリッド
電圧を得ることができたが一般的には内挿により求める
ことができる。なお、図５中のＤＭＡは、単位面積当た
りのトナー量を示す。

【００２７】（３）標準露光部電位の設定 本実施例の感光体の標準露光部電位は−２００Ｖである
ので、図４（ｃ）に示すように、現像バイアスＥｂを、
感光体の標準露光部電位から基準現像バイアス値（−５
０Ｖ）だけ異なる値、すなわち、−２５０（＝−２００
−５０）Ｖに設定し、レーザー１０ｂのレーザーパワー
を順次変化させて露光、現像を行い、濃度センサー１４
の出力値が基準濃度値となるレーザーパワーを求める。
本実施例では異なるレーザーパワーとして、０．５ｍ
Ｗ、０．７５ｍＷ、１．０ｍＷ、１．２５ｍＷ、１．５
ｍＷの５点とし、内挿により設定すべきレーザーパワー
を求めた。この時のセンサー出力は、１．２５ｍＷのと
きにほぼ基準濃度値である０．４３Ｖを示し、レーザー
パワーを１．２５ｍＷにすることにより標準露光部電位
が得られることがわかった（図６参照）。この例では、
たまたま直接レーザーパワーを得ることができたが一般
的には内挿により求めることができる。

【００２８】前記電位設定の動作は、電源投入時、環境
変化時、一定時間経過後、或いは一定コピー終了後の最
初のコピーボタンが押されたとき、または、感光体交換
時や画質トラブル対策時にユーザの選択により、電位設
定の実行が指示されたときに行うようにすることができ
る。

【００２９】また、タイマーで感光体の休止時間を計測
しておき、自動的に電位設定の実行が指示されたとき、
また、ユーザの選択により電位設定の実行が指示された
ときでも、休止時間が規定時間以下の場合は、電位設定
モードの実行を禁止するようにしてもよい。

【００３０】なお、上述の実施例においては、標準帯電
電位の設定に際し、スコロトロン帯電器１２のグリッド
電圧Ｅｇを順次変化させるようにしたが、帯電器として
帯電コロトロンを使用し、この帯電コロトロンの放電電
流値、感光体突入電流、ワイヤ印加電圧等を制御するよ
うにしてもよい。また、標準露光部電位の設定に際して
は、レーザーパワーを制御するようにしたが、原稿を照
明する照明ランプの光量を制御するようにしてもよい。

【００３１】また、上記処理は手動で行ってもよく、或
いは、マイクロプロセッサ等を使用して自動的に行って
もよい。

【００３２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、既知の電位差で現像して得られたトナー像の濃度を
媒介として帯電電位や露光電位を調整することにより、
高価な表面電位計を用いることなく高精度で感光体の電
位を設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の感光体の電位設定方法が適用される
カラー複写機の概略構成を示す断面図である。

【図２】 現像電位差と感光体上の現像トナー量との関
係を示すグラフである。

【図３】 現像電位差と濃度センサー出力との関係を示
すグラフである。

【図４】 本発明の感光体の電位設定方法を説明するた
めの模式図である。

【図５】 グリッド電圧と濃度センサー出力との関係を
示すグラフである。

【図６】 レーザーパワー濃度センサー出力との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１…自動原稿送り装置、２…画像読取部、３…画像形成
部、４…画像形成ユニット、５…プラテンガラス、６…
イメージセンサー、７…走査ワイヤ、８，９…駆動プー
リー、１０…露光装置、１１…感光体、１２…スコロト
ロン帯電器、１３…多色現像機、１４…濃度センサー、
１５…転写前コロトロン、１６…転写装置、１７…転写
ドラム、１８…クリーニング装置、１９…除電ランプ、
２０…給紙トレイ、２１…剥離爪、２２…定着装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を非帯電状態とし、 現像バイアス値を所定の基準現像バイアス値に設定して
   前記非帯電状態の感光体を現像してトナー像を得、 このトナー像の濃度を濃度センサーで測定しこの測定値
   を基準濃度値として記憶し、 次に、前記現像バイアスを感光体の目標電位から前記基
   準現像バイアス値だけ異なる値に設定して感光体を現像
   してトナー像を得、 このトナー像の濃度を前記濃度センサーで測定しこの測
   定値が記憶した前記基準濃度値と一致するように感光体
   の電位設定手段を制御することにより、前記感光体の電
   位を前記目標電位に設定することを特徴とする感光体の
   電位設定方法。
2. 【請求項２】 電源投入時、環境変化時、一定時間経過
   後、或いは一定コピ一終了後の最初のコピーボタンが押
   されたとき、または、ユーザの選択により、電位設定の
   実行が指示されたとき、前記電位設定が実行されること
   を特徴とする請求項１記載の感光体の電位設定方法。
3. 【請求項３】 感光体の休止時間を計測し、自動的に上
   記電位設定の実行が指示されたとき、また、ユーザの選
   択により上記電位設定の実行が指示されたときに、前記
   休止時間が規定時間以下の場合は、電位設定モードの実
   行を禁止することを特徴とする請求項１記載の感光体の
   電位設定方法。