JPH08106185A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電位センサを用いた表面電位制御システムを
有する画像形成装置において、環境／経時変化による画
質変動を抑えることができ、センサ出力制定時間が短
く、電位検出のために現像されるトナー量を削減でき、
かつ、信頼性の高い表面電位制御システムを備えた画像
形成装置を安価に提供する。 【構成】 この発明の画像形成装置は、検出プローブ２
０に高圧発生回路２２から固定／半固定の目標電圧を印
加し、この目標電圧に対してドラム１の表面電位を検出
し、目標となる電圧と表面電位との偏差を電位検出回路
２０、２１から出力し、電位検出回路２０、２１からの
出力に基づき表面電位を目標値に近づける帯電量制御信
号、露光量制御信号を出力する出力制御回路２４を用
い、その偏差が零になるように出力制御回路２４の出力
で直接に帯電量や露光量を変更するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真方式の複写
機、プリンタなどの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式における画像形成装置で
は、その設置位置の気温、湿度などの環境や長期間使用
による経時の影響が、形成された画像の濃度変動、線幅
の太り細り、カブリや抜けなどの画質の劣化として現れ
る。画質劣化だけでなく、トナー飛散やキャリア付着な
どの原因で装置あるいは消耗品の寿命を縮めてしまうこ
ともある。

【０００３】このような環境・経時変化による画像形成
条件の変動の要因に、実質的な感光体への帯電量、感光
体の帯電特性、暗減衰特性、光減衰特性、露光量などの
変動がある。一方、前述の変動状態を感光体の表面電位
を検出することで認識し、これによって、画像形成条
件、たとえば、帯電量、露光量、現像バイアスを変更す
る試みがなされている。

【０００４】一般に被測定物表面の電位測定原理として
交流変換型方式が知られている。この方式は、静電誘導
電極に交流変換して誘起される電荷、または、電位を測
定し、被測定物の電位情報を得る方式である。交流交換
のため静電誘導電極を変位させる方式により、振動容量
型およびチョッパ型がある。いづれにしても、検出電極
上に誘起されている交流信号は、被測定物表面と検出電
極の間にある導電性部材の電位と被測定物表面の電位と
の電位差に比例する。導電性部材の電圧あるいは、チョ
ッパ、音叉などの振動子の電圧を基準にグランド基準型
とフィードバック型に分けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、グランド基準
タイプの問題点として、グランド基準とする表面電位セ
ンサの出力は、表面電位検出原理から、環境依存性（特
に湿度依存性）、ドラム・センサ間距離依存性があり、
信頼性が低い。また、信頼性の改善には何らかの校正方
法／手段が必要となる。

【０００６】一方、フィードバック型は、検出電極上に
誘起された交流信号と交流変換するための発振手段から
の周期信号を検波（位相検出）し、これを積分した信号
を打ち消すように先の導電性部材などに印加する電圧、
すなわち比較電圧を変化させる。このフィードバックに
よって、最終的には、被測定面の電位と先の比較電圧が
一致する。したがって比較電圧を被測定面の検出電圧と
する。したがって、被測定面と対向する導電性部材など
が同電位となるため、間にある絶縁体としての空気の層
の厚さ、容量、すなわちドラム・センサ間距離、湿度な
どの影響がなくなり信頼性が向上する。

【０００７】この方式の問題点は、このフィードバック
機能を有する検出手段を先にのべた画像形成条件制御に
用いた場合、ドラム表面電位と同電位となるフィードバ
ックループが収束するまでの時間、すなわちセンサ出力
の制定時間を要する。このため、グランド基準型と比較
すると検出時間が長くなる。すなわち、制御工程に要す
る時間が長い。ここで、検出するための被測定部位が現
像されてしまう場合、検出の度にトナーを消費すること
になり、検出に要する時間が長いことは、消費されるト
ナー量が多く、また、クリーニングなどの負担も大きく
なることを意味する。反転現像での未露光部電位は、現
像されないが、露光部電位、あるいは、正転現像の場
合、被測定部位が現像されてしまう。対策として、現像
バイアスの変更による現像量の低減や、現像手段を感光
体から退避させて現像を回避する機構の追加、正転現像
での電位検出後の再露光などが考えられるが、現像位置
での表面電位をなるべく一定に保つためには、電位減衰
特性の影響が少なくなるよう現像手段になるべく近づけ
る検出手段配置が要求される。この場合、前記の現像手
段退避手段を追加しない限り被検出部位の現像はなされ
る。したがって、このような場合、現像されてしまう測
定部位の面積をできる限り小さくする必要があり、この
観点からも検出時間が長いことは問題となる。また、セ
ンサ出力が比較器における一方の比較電圧となるため、
この比較電圧を供給する高圧トランスには、広い電圧可
変範囲とその範囲に対応した高いリニアリティ、出力制
御信号に対応した速い応答性などが要求され高価とな
る。さらに、検出手段の出力信号は、ほぼ表面電位に比
例する電圧値であるため、この出力信号に基づく帯電量
または露光量などの制御は、それぞれの表面電位目標に
対応する値と検出手段の出力との偏差を演算し、偏差に
対応した操作量によって帯電量または露光量を変更する
必要がある。

【０００８】図１５にフィードバック型を採用した電位
検出方式のブロック図を示す。検出プローブ２０は感光
体ドラム１の表面に面した検出窓２０５を有するケース
２０６内に形成され、このケース２０６内には、駆動手
段２０１により駆動される音叉形振動子２０２、電位検
出子２０３、差動増幅器２０４が設けられている。検出
プローブ２０は検出信号処理部２１に接続される。検出
信号処理部２１は電源基準変換手段２１６を有し、検出
プローブ２０のケース２０６、振動子２０２、電源基準
変換手段２１６へは、検出信号処理部２１の外部に設け
られた比較電圧供給電源２９１から比較電圧Ｖｒｅｆが
印加される。

【０００９】検出信号処理部２１の内部には、駆動手段
２０１に駆動信号を供給する発振器２１１、差動増幅器
２０４の出力信号が入力されるフォトカプラ２１２、発
振器２１１の出力が加えられるフォトカプラ２１３、フ
ォトカプラ２１２、２１３の出力が供給される周期検波
回路２１４、周期検波回路２１４の偏差出力を積分する
積分回路２１５が設けられている。比較電圧供給手段２
９１は、積分手段２１５から提供される偏差信号に対
し、偏差信号を小さくするように、降圧回路２９２を介
して差動増幅器２９４、２９６に供給される比較電圧を
変更する。

【００１０】差動増幅器２９４、２９６の他方の入力端
子にはそれぞれ帯電制御目標値保持回路２９３、露光制
御目標値保持回路２９５の出力が印加され、それぞれ得
られた偏差信号がスイッチ３１、４１を介して減算器３
２、４２に供給される。供給された偏差信号は帯電量設
定信号記憶回路３３、露光量設定信号記憶回路４３の出
力から減算され、その結果が帯電用高圧電源１０、露光
装置３に供給され、それぞれ帯電器２における帯電量、
露光量が決定される。この動作を続けることによって、
比較電圧供給電源２９１からの比較電圧がドラム１の表
面電位と等しくなる。すなわち、表面電位Ｖに対して、
収束後は、Ｖｒｅｆ＝Ｖとなる。この比較電圧Ｖｒｅｆ
は、実際の表面電位と同じ電圧（例えば８００［Ｖ］）
であるため、前述のように信号比較処理を行うため降圧
手段２９２により降圧してＶｒｅｆに比例した電圧、す
なわち、表面電位Ｖに比例した電圧Ｖ′を出力し、操作
量変更手段２４に伝送される。

【００１１】降圧手段２９２を介して伝送された信号
Ｖ′は、表面電位を表す信号であるため、前述のように
希望する制御目標と比較、減算する必要があり、帯電
量、露光量の制御目標を保持する手段２９３，２９５、
および、比較器（差動増幅器）２９４，２９６を設けて
ある。

【００１２】このブロック図からもわかるようにフィー
ドバック型は、電圧を比較しフィードバックするために
冗長な構成要素が必要となる。さらに重要なことは、被
検出部位が検出位置に到達してから積分手段２１５から
偏差信号が出力されるまでの時間が比較電圧Ｖｒｅｆの
変更（降圧）とそれに続く偏差出力の比較、フィードバ
ックのために長く掛り、目標値に対する収束時間が長く
かかる欠点を持つことである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、像担持体と、この像担持体を一様に帯電
させる帯電手段と、帯電した像担持体に所定パターンの
静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像に対応した
トナー像を形成させる現像手段とを有する画像形成装置
において、像担持体上の目標とする表面電位に等しい目
標電圧を提供する電圧供給手段と、電圧供給手段から供
給される目標電圧と実際の像担持体上の表面電位との差
電圧に応じて偏差信号を出力する検出手段と、検出手段
からの偏差信号に基づき、前記像担持体上の表面電位を
変化させる操作手段を前記偏差を少なくする方向に制御
する手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置
を提供する。

【００１４】更に本発明は上記問題点を解決するため
に、像担持体と、この像担持体を一様に帯電させる帯電
手段と、帯電した像担持体に所定パターンの静電潜像を
形成させる露光手段と、静電潜像に対応したトナー像を
形成させる現像手段とを有する画像形成装置において、
像担持体上の目標とする表面電位に等しい目標電圧を提
供する電圧供給手段と、電圧供給手段から前記目標電圧
が供給される検出プローブを含み、この検出プローブと
実際の像担持体上の表面電位との差電圧に応じて偏差信
号を出力する検出手段と、この検出手段からの偏差信号
に基づき、偏差を少なくする方向に前記帯電手段と露光
手段との少なくとも一方の出力を変更して像担持体上の
表面電位を変化させる制御手段と、を具備することを特
徴とする画像形成装置を提供する。

【００１５】更に本発明は上記問題点を解決するため
に、像担持体と、この像担持体を一様に帯電させる帯電
手段と、帯電した像担持体に所定パターンの静電潜像を
形成させる露光手段と、静電潜像に対応したトナー像を
形成させる現像手段とを有する画像形成装置において、
像担持体上の目標の表面電位に等しいあらかじめ定めら
れた目標電圧を提供する電圧供給手段と、電圧供給手段
から前記目標電圧が供給される検出プローブを含み、こ
の検出プローブと実際の像担持体上の表面電位との差電
圧に応じて偏差信号を出力する検出手段と、この検出手
段からの偏差信号に基づき、偏差を少なくする方向に前
記帯電手段と露光手段との少なくとも一方の出力を変更
して像担持体上の表面電位を変化させる制御手段と、偏
差信号が許容範囲となった時の帯電量と露光手段の所定
の出力を保持する記憶手段と、を具備することを特徴と
する画像形成装置を提供する。

【００１６】更に本発明は上記問題点を解決するため
に、像担持体と、この像担持体を一様に帯電させる帯電
手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成させる露光
手段と、静電潜像に対応したトナー像を形成させる現像
手段とを有する画像形成装置における像担持体の表面電
位制御方法において、像担持体上の目標表面電位に対応
する目標電圧を提供する電圧供給手段の出力を第１の目
標電圧にセットする第１の目標電圧設定ステップと、所
定のサイズの未露光潜像を前記像担持体上に形成する第
１の被検出電位形成ステップと、未露光潜像に対応する
第１の被検出電位と第１の目標電圧との偏差値が許容範
囲の内か外かを判定する第１の判定ステップと、第１の
判定ステップにおいて偏差値が許容範囲外のとき、この
偏差値に基づき、未露光潜像形成した帯電量出力設定値
を偏差値が小さくなるように変更し再び第１の被検出電
位形成ステップにもどる帯電量操作ステップと、第１の
判定ステップにおいて偏差信号が許容範囲内のとき、電
圧供給手段の出力を第２の目標電圧にセットする第２の
目標電圧設定ステップと、所定のサイズの露光潜像を形
成する第２の被検出電位形成ステップと、この露光潜像
に対応する偏差値が許容範囲の内か外かを判定する第２
の判定ステップと、第２の判定ステップにおいて偏差値
が許容範囲外のとき、偏差値に基づき、露光潜像形成し
た露光量出力設定値を偏差値が小さくなるように変更し
再び第２の被検出電位形成ステップにもどる露光量操作
ステップと、第２の判定ステップにおいて偏差値が許容
範囲内のとき、表面電位制御工程を終了するステップ
と、を有することを特徴とする画像形成方法を提供す
る。

【００１７】

【作用】この発明は、検出プローブ等に予め定められた
固定／半固定の目標電圧を発生させ、この目標電圧と像
担持体の表面電位との差電圧に応じた偏差信号を得、こ
の偏差信号値が小さくなる方向に像担持体の表面電位を
変化させる手段、例えば帯電装置、露光装置の操作量を
制御するようにしたものである。このため、動的に電圧
出力を可変するフィードバック型の電位検出手段を用い
ず、単に表面電位と目標電圧の差を検出し、帯電量や露
光量を変更することにより、環境、センサ取り付け位置
に依存せずに再現性を確保し、かつ、検出時間、制御工
程時間を短縮し、必要以上のトナー消費量を回避し、ク
リーニング手段への負担を軽減しうる環境変化・経時変
化による画像形成条件の変化を抑える制御システムを有
する画像形成装置を安価に提供できる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１に本実施例の画像形成装置におけ
る感光体ドラム１の周辺構造の断面図を示した。感光体
ドラム１の周囲には矢印で示した画像形成工程の進行順
に、帯電器２、マスキングランプ９、一点鎖線で示す露
光装置３からの光路、後述する表面電位検出プローブ２
０、現像装置４、転写器５、剥離器６、クリーナ７、除
電ランプ８が配置されている。帯電器２には帯電用高圧
電源１０が接続され、現像装置４には現像バイアス用高
圧電源１１から所定の電圧が印加されている。

【００１９】図２に本実施例の表面電位制御システムの
機能ブロック図を示した。本実施例は、検出プローブ２
０に対向する位置のドラム１の表面電位をあらかじめ定
められた電位に制御するシステムである。

【００２０】まず、マイクロコンピュータ１２により制
御される目標電圧変更／保持回路２３により、目標電圧
供給回路２２の出力が所望の目標電圧となるように調整
される。したがって、目標電圧供給回路２２からの出力
である目標電圧ＶＴは、実際に制御によって実現される
ドラム表面電位に相当する値である。例えば、ドラム１
の表面電位を６００［Ｖ］にしたい場合、目標電圧ＶＴ
は、６００［Ｖ］に調整された状態となる。

【００２１】この目標電圧ＶＴは、検出プローブ２０の
導電性部材のケース２０６や音叉振動子２０２および電
源基準変換回路２１６に供給される。電源基準変換回路
２１６は、目標電圧ＶＴを基準に駆動される発振器２１
１や差動増幅器２０４などの電源を供給する。このた
め、図２の回路から得られる信号の基準としては、目標
電圧ＶＴと通常のグランド基準とが存在する。これらの
基準を持つ回路２０４、２１１からの信号はフォトカプ
ラ２１２，２１３により電気的に分離されて周期検波回
路２１４に送られる。またこのようなフォトカプラ２１
２，２１３により電気的に分離される回路構成は、特に
フォトカプラ２１２，２１３より後段の回路を構成する
各々の素子の耐圧性能を維持することになる。

【００２２】発振回路２１１から発生された周期的な信
号は、振動子２０２を振動させる駆動回路２０１に供給
され、音叉型振動子２０２が振動する。振動子２０２
は、振動することによって、その振動片が検出子２０３
と検出窓２０５の間を横切って両者の間の静電結合度が
変化するように配置されており、結果として、感光体ド
ラム１上の表面電位と振動子２０２の電圧（目標電圧Ｖ
Ｔ）との差が交流変換され、静電誘導電極である検出子
２０２に電圧変化として誘起され、差動増幅器２０４の
一方の入力端子に伝達される。差動増幅器２０４の他方
の入力端子には目標電圧ＶＴが供給され、この目標電圧
ＶＴを基準に検出子２０３における電圧変化を増幅し、
検出信号処理部２１のフォトカプラ２１２を介して、周
期検波回路２１４の一方の入力端子に伝達される。

【００２３】発振器２１１の出力はまた、フォトカプラ
２１３を介して周期検波回路２１４の他方の入力端子に
伝送される。周期検波回路２１４では、発振器２１１か
らの信号と差動増幅器２０４からの信号の位相検出を行
い、その結果を積分回路２１５に伝える。積分回路２１
５にて、先の位相検出した信号を積分することで、目標
電圧と表面電位の差電位、すなわち、偏差に比例する直
流電圧を出力する。この信号を改めて偏差信号Ｖｅ＝ｋ
（Ｖ−ＶＴ）＋Ｖｏｆｆ，ここでｋはゲイン、Ｖｏｆｆ
はグランドに対する信号基準と定義する。したがって、
目標電圧ＶＴと表面電位Ｖとの間に差が生じたときのみ
偏差信号Ｖｅが発生し、ＶＴ＝ＶのときＶｅ＝０＋Ｖｏ
ｆｆ（ただしＶｏｆｆは、グランドに対する信号基準を
表すが本実施例では、説明の簡単化のため以下Ｖｏｆｆ
は無視する）となる。

【００２４】検出信号処理部２１の出力Ｖｅがそのまま
で偏差信号であるから、この偏差を０にするようドラム
１の表面電位を変化させる要素である帯電用高圧電源１
０および／または露光装置３の操作量を変更する。この
操作によって、ドラム１の表面電位は、目標電圧ＶＴに
近づき、偏差信号は０に近づく。すなわち、目標電圧に
ほぼ等しくなるように表面電位を制御したことになり、
目標電圧となったときの電位変化手段の操作量を得るこ
とができたことになる。したがって、その後の画像形成
工程においては、ここで得た操作量を用いて画像形成を
行えば良好な画質が得られる。

【００２５】ここで、ドラム１まわりの帯電器２および
露光装置３による帯電位置や露光位置で帯電量または露
光量が変更されたドラム１表面の電位被検出部位が、ド
ラム１の回転によって図１に示した検出プローブ２０の
前方の検出位置に到達するのに所定の時間遅れを生じ
る。このため、ドラム１の表面電位の検出対象部位に対
応する偏差信号が安定したときの偏差信号を採用するよ
うにする。この実施例では、マイクロコンピュータ１２
により、帯電量制御を行う場合はスイッチ３１、露光量
制御を行う場合はスイッチ４１の操作を上記の時間遅れ
に応じて行い、偏差信号Ｖｅの採用タイミングを制御す
る。なお、スイッチ３１および４１が開放されていると
きは、その先の減算器３２、および４２のマイナス側入
力は偏差０と同じ値となる。

【００２６】記憶回路３３，４３にはそれぞれ最も最後
に得られた帯電量設定値、露光量設定値が保持されてい
る。従って、それぞれの設定値信号に対応した帯電用高
圧電源１０の出力電流（あるいは電圧）、露光装置３の
ランプ光量が出力される。表面電位制御工程において、
偏差信号の採用タイミングになったとき、マイクロコン
ピュータ１２によりスイッチ３１、あるいは、スイッチ
４１が操作され、偏差信号が減算器３２、あるいは、減
算器４２に伝送される。減算器３２，４２において、そ
れぞれ記憶している設定値と偏差信号による減算結果を
新たな設定値として更新する。この更新された設定値に
基づき新たな帯電量あるいは露光量が決定される。

【００２７】図３に帯電量制御のフローチャートを示
す。帯電制御工程が開始されると、ステップ１０１ａに
て図１における感光体ドラム１、現像ローラ４ａ、クリ
ーナ７などの駆動系が動作を開始するとともに、帯電、
現像バイアスなどの高圧電源が所定タイミングでＯＮ、
除電ランプ８、マスキングランプ９もＯＮする。

【００２８】所定時間経過後、ステップ１０２にてパタ
ーン作像を開始し、ステップ１０３ａにてマスキングラ
ンプ９を所定時間ＯＦＦする。このＯＦＦされ除電され
ないドラム１の表面部分が、未露光部の電位被検出部位
となる。この状態でステップ１０４にてパターンの終了
をチェックし、ステップ１０５ａにてマスキングランプ
を再びＯＮとする。

【００２９】被検出部位が検出プローブ２０前方の検出
位置に到達したとき、すなわち所定時間経過し偏差信号
が安定するサンプリングタイミングとなったとき、これ
がステップ１０６で検知され、次のステップ１０７でた
とえばスイッチ３１をオンして偏差信号Ｖｅを取り込
む。ステップ１０８にて取込んだ偏差信号Ｖｅがあらか
じめ定められた範囲の許容値内であれば、ステップ１０
９ａに進んでそのときの帯電量設定値を記憶回路３３に
保存して帯電制御工程を終了する。偏差信号Ｖｅが許容
値外なら、ステップ１１０ａに進み、偏差信号Ｖｅと記
憶された現在の帯電量設定値から減算器３２にて新たな
帯電量補正値に更新する。更新された帯電量設定値に基
づき、ステップ１０２以下の前述の被検出部位作成工程
に戻り、先の操作を偏差信号Ｖｅが許容値内になるまで
繰り返す。

【００３０】図４に帯電制御時のドラム１の表面電位の
様子をドラム周囲の位置（図１参照）別に示してある。
図５は、露光量制御のフローチャートを示した。

【００３１】露光量制御工程が開始されると、帯電量制
御工程と同様に、ステップ１０１ｂにて感光体ドラム
１、現像ローラ４ａ、クリーナ７などの駆動系が動作を
開始するとともに、帯電用高圧電源１０、現像バイアス
用高圧電源が所定タイミングでＯＮ、除電ランプ８、マ
スキングランプ９もＯＮする。

【００３２】続いて、ステップ１０２でパターン作像開
始をチェックし、所定時間経過後、ステップ１０３ａで
マスキングランプ９をドラム軸方向に検出位置と一致す
る部分で所定時間ＯＦＦする。このＯＦＦされ除電され
ない表面部分が被検出部位となる。次にステップ１０４
でパターンの終了を検知し、ステップ１０５ａでマスキ
ングランプ９をＯＮする。続くステップ１００における
露光位置においては、露光装置３の露光により中間電位
（または、残留電位）となり、これを露光部電位と呼
ぶ。

【００３３】被検出部位が検出位置に到達し、偏差信号
が安定するサンプリングタイミングとなる所定時間経過
をステップ１０６で検知したとき、ステップ１０７で偏
差信号を取り込む。取り込んだ偏差信号が、ステップ１
０８であらかじめ定められた範囲の許容値内であると分
かれば、次のステップ１０９ｂでそのときの露光量設定
値を保存して露光制御工程を終了する。一方、偏差信号
が許容値外なら、ステップ１１０ｂに進んで、偏差信号
と現在の露光量設定値から新たな露光量補正値に更新す
る。更新された露光量設定値に基づき露光装置３を駆動
し、前述のステップ１０２以下の被検出部位作成工程に
戻り、先の操作を偏差信号が許容値内になるまで繰り返
す。

【００３４】図６に露光制御時の表面電位の様子をドラ
ム周囲の位置（図１参照）別に示した。ここで、この発
明の効果を説明するため、図１５に示した従来例で挙げ
たフィードバック型の電位検出機構を前述の電位制御シ
ステムに適用した場合を例にとってこの発明と比較し考
察する。

【００３５】図７〜図１１に帯電、露光操作量変更と検
出位置での表面電位および操作量変更手段２４（図１
５）へ伝送される信号の様子を示した。図７は、図１５
の構成、図８は、図２の構成によるもので、操作量変更
周期を同じにしてある。

【００３６】前述の説明からも予想されるように、図７
に示したフィードバック型の出力制定時間Ｔｐは、図８
の本発明の制定時間Ｔｐ´に比べ長くなる。図９は、本
発明の構成による制定時間Ｔｐ´に足りるだけの操作量
変更周期にした例である。検出時間が短縮化された分、
フィードバック型と比べ、制御に要する時間も短くな
る。

【００３７】図１０、図１１は露光量制御時の図１５の
構成と図２の構成の場合をそれぞれ図７、図８と同様に
示した。帯電量制御と同様にフィードバック型より本発
明が検出時間、制御時間が短くなることが明らかに示さ
れている。

【００３８】ここで、図１のような配置において、被検
出部位が現像される場合、検出に要する時間が短くなる
ことは、検出のために消費されるトナー量が少なくな
り、クリーナーなどへの負担を軽減することを意味す
る。

【００３９】以上説明したように本実施例により、従来
のグランド基準型の検出機構の出力に基づいて帯電量や
露光量を制御するシステムに比べ、湿度依存性、距離依
存性が少なく、かつ、フィードバック型の検出機構を用
いた制御に比べて、検出時間、制御時間が短縮でき、ま
た、被検出部位が現像されてしまう場合でも、そのトナ
ー消費量、クリーナーの負担を軽減できる。

【００４０】以下では、帯電量・露光量制御を行い、未
露光部電位と露光部電位（中間電位を含む）を一定にす
ることにより、中間調画像を含む画質への感光体減衰特
性変動などの影響を抑制する実施例について説明する。

【００４１】図１２に帯電量・露光量制御を行う場合の
目標電圧供給回路２２の未露光部目標電圧と露光部目標
電圧の切り替え手段を示した。（Ａ）では、指示手段で
あるコントロールパネル１３から、希望の未露光部目標
電圧値、露光部目標電圧値を指定入力する。それぞれの
目標電圧情報は、装置全体を管理するマイクロコンピュ
ータ１２により取り込まれ、内部メモリに保存される。
帯電制御工程においては前記未露光部目標電圧値データ
がマイクロコンピュータ１２によりメモリから読み出さ
れて目標電圧供給回路２２に送られ、その出力が未露光
部目標電圧に設定され、図２の回路２０、２１に送られ
る。露光制御工程では露光部目標電圧値データがメモリ
から読み出され、これにより目標電圧供給回路２２の出
力変更が行われる。

【００４２】（Ｂ）は、電圧Ｖｃｃからあらかじめ調整
された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とボリュームＶＲ１，ＶＲ
２との抵抗分割で発生される電圧を未露光部目標電圧、
露光部目標電圧に対応させて用いる例を示す。これらの
いずれかの電圧はマイクロコンピュータ１２により切り
替え制御されるスイッチＳＷを介して目標電圧供給回路
２２に得られるようになっている実施例を示す。すなわ
ち、この場合は帯電量制御工程と露光量制御工程との切
り替えは、所定のタイミングでシーケンス制御手段であ
るマイクロコンピュータ１２からのスイッチＳＷの切り
替え信号により行われる。

【００４３】このように図１２（Ａ），（Ｂ）に示した
マイクロコンピュータ１２により制御される未露光部目
標電圧、露光部目標電圧設定手段は図２の目標電圧変更
／設定回路２３に相当するものである。

【００４４】図１３に帯電量・露光制御の概略フローチ
ャートを示した。ステップ１１１において、たとえば図
１２の回路を用いて目標電圧ＶＴをあらかじめ定められ
た未露光部目標電圧ＶＴＣに設定する。この未露光部目
標電圧ＶＴＣに対してステップ１２０で図３と同様の帯
電制御を行い、偏差信号が許容範囲に入った後、ステッ
プ１１２にて目標電圧ＶＴを予め定めた露光部目標電圧
ＶＴＥに切り替え、この露光部目標電圧ＶＴＥに対して
図５と同様の露光量制御を実行する。偏差信号が許容値
に入ったら終了する。

【００４５】図１４には目標電圧を画像形成工程に必須
な高圧電源の出力から生成するようにした目標電圧変更
／保持回路２２の他の例を示す。（Ａ）の回路では、帯
電用高圧電源１０の出力から抵抗Ｒ３とツエナーダイオ
ードＺを用いてツエナーダイオードＺの端子間に定電圧
を発生させ、この定電圧からさらに抵抗Ｒ４とボリュー
ムＶＲ３による調整可能な抵抗分割回路によって目標電
圧を得て、マイクロコンピュータ１２により制御された
スイッチＳＷを介して回路２０、２１に供給する。帯電
制御の場合、帯電用高圧電源の出力は変化するが、変化
の範囲より十分低い電圧の目標電圧であればこの変化は
（Ａ）の回路では無視できることは明らかである。

【００４６】（Ｂ）の目標電圧変更／保持回路２２で
は、現像バイアス用高圧電源１１の出力を抵抗Ｒ５とボ
リュームＶＲ４で分圧して目標電圧を得て、マイクロコ
ンピュータ１２により制御されたスイッチＳＷを介して
回路２０、２１に供給する。現像バイアスは、未露光部
電圧より低いため、露光量制御工程における露光部目標
電圧を発生させる実施例である。表面電位制御工程にお
いて、現像バイアス電圧は固定であるため、このように
抵抗分割のみで目標電圧を発生できる。

【００４７】また（Ｂ）において現像器４への出力を未
露光電圧とし、目標電圧出力を現像バイアス出力とすれ
ば、帯電制御工程における目標供給手段と現像バイアス
用高圧電源を１つに兼ねることが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出プローブ等に固定／半固定の目標電圧を印加し、この
目標電圧に対してドラム表面電位を検出し、その偏差が
零になるように偏差電圧で直接に帯電量や露光量を変更
するようにしたから、電位検出部位において最終的には
電位差が零となり、電位検出部位における空中湿度、検
出プローブとドラム間の距離の変動、環境、センサ取り
付け位置などに依存せず、再現性を確保し、かつ、偏差
電圧で直接に帯電量や露光量を変更するようにしたか
ら、検出時間、制御工程時間を短縮し、必要以上のトナ
ー消費量、クリーニング手段への負担を軽減しうる表面
電位制御システムを有する画像形成装置を安価に提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像形成装置の一実施例の概略構成
図。

【図２】上記実施例の要部の回路構成を示すブロック
図。

【図３】図２において帯電量制御による電位制御の動作
を示すフローチャート。

【図４】図２における帯電量制御によるドラム周囲の電
位変化を示す図。

【図５】図２において露光量制御による電位制御の動作
を示すフローチャート。

【図６】図２における露光量制御によるドラム周囲の電
位変化を示す図。

【図７】従来の目標電圧と帯電操作量との関係を示した
タイミングチャート。

【図８】本発明による目標電圧と帯電操作量との関係を
示したタイミングチャート。

【図９】本発明の構成による制定時間Ｔｐ´に足りるだ
けの操作量変更周期にした例を示すタイミングチャー
ト。

【図１０】従来の目標電圧と露光操作量との関係を示し
たタイミングチャート。

【図１１】本発明による目標電圧と露光操作量との関係
を示したタイミングチャート。

【図１２】図２の目標電圧供給回路に対する電圧設定の
回路を示すブロック図。

【図１３】この発明による帯電量・露光量制御の概略フ
ローチャート。

【図１４】図２の目標電圧供給回路に対する帯電量・露
光量制御時の電圧設定のための他の回路を示すブロック
図。

【図１５】従来のフィードバック型のドラム表面電位設
定回路の一例を示すブロック図。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…帯電器、３…露光装置、４…現
像装置、５…転写装置、６…剥離装置、７…クリーニン
グ装置、８…除電器、９…マスクキングランプ、１０…
帯電用高圧電源、１１…現像バイアス用高圧電源、１２
…マイクロコンピュータ、１３…コントロールパネル、
２０…検出プローブ、２０１…駆動装置、２０２…振動
子、２０３…検出子、２０４…差動増幅器、２０５…検
出窓（穴）、２１…検出信号処理回路、２１１…発振
器、２１２…フォトカプラ、２１３…フォトカプラ、２
１４…周期検波回路、２１５…積分回路、２１６…電源
基準変換回路、２２…目標電圧供給回路、２３…目標電
圧変更／保持回路、２４…操作量変更回路、２９１…比
較電圧供給回路、２９２…降圧回路、２９３…帯電制御
目標保持回路、２９４…差動増幅器、２９５…露光制御
目標保持回路、２９６…差動増幅器、３１…スイッチ、
３２…減算器、３３…帯電量設定信号記憶回路、４１…
スイッチ、４２…減算器、４３…露光量設定信号記憶回
路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、この像担持体を一様に帯電
   させる帯電手段と、帯電した像担持体に所定パターンの
   静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像に対応した
   トナー像を形成させる現像手段とを有する画像形成装置
   において、 像担持体上の目標とする表面電位に等しい目標電圧を提
   供する電圧供給手段と、 電圧供給手段から供給される目標電圧と実際の像担持体
   上の表面電位との差電圧に応じて偏差信号を出力する検
   出手段と、 検出手段からの偏差信号に基づき、前記像担持体上の表
   面電位を変化させる操作手段を前記偏差を少なくする方
   向に制御する手段と、を具備することを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体と、この像担持体を一様に帯電
   させる帯電手段と、帯電した像担持体に所定パターンの
   静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像に対応した
   トナー像を形成させる現像手段とを有する画像形成装置
   において、 像担持体上の目標とする表面電位に等しい目標電圧を提
   供する電圧供給手段と、 電圧供給手段から前記目標電圧が供給される検出プロー
   ブを含み、この検出プローブと実際の像担持体上の表面
   電位との差電圧に応じて偏差信号を出力する検出手段
   と、 この検出手段からの偏差信号に基づき、偏差を少なくす
   る方向に前記帯電手段と露光手段との少なくとも一方の
   出力を変更して像担持体上の表面電位を変化させる制御
   手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体と、この像担持体を一様に帯電
   させる帯電手段と、帯電した像担持体に所定パターンの
   静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像に対応した
   トナー像を形成させる現像手段とを有する画像形成装置
   において、 像担持体上の目標の表面電位に等しいあらかじめ定めら
   れた目標電圧を提供する電圧供給手段と、 電圧供給手段から前記目標電圧が供給される検出プロー
   ブを含み、この検出プローブと実際の像担持体上の表面
   電位との差電圧に応じて偏差信号を出力する検出手段
   と、 この検出手段からの偏差信号に基づき、偏差を少なくす
   る方向に前記帯電手段と露光手段との少なくとも一方の
   出力を変更して像担持体上の表面電位を変化させる制御
   手段と、 偏差信号が許容範囲となった時の帯電量と露光手段の所
   定の出力を保持する記憶手段と、を具備することを特徴
   とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 像担持体と、この像担持体を一様に帯電
   させる帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成
   させる露光手段と、静電潜像に対応したトナー像を形成
   させる現像手段とを有する画像形成装置における像担持
   体の表面電位制御方法において、 像担持体上の目標表面電位に対応する目標電圧を提供す
   る電圧供給手段の出力を第１の目標電圧にセットする第
   １の目標電圧設定ステップと、 所定のサイズの未露光潜像を前記像担持体上に形成する
   第１の被検出電位形成ステップと、 未露光潜像に対応する第１の被検出電位と第１の目標電
   圧との偏差値が許容範囲の内か外かを判定する第１の判
   定ステップと、 第１の判定ステップにおいて偏差値が許容範囲外のと
   き、この偏差値に基づき、未露光潜像形成した帯電量出
   力設定値を偏差値が小さくなるように変更し再び第１の
   被検出電位形成ステップにもどる帯電量操作ステップ
   と、 第１の判定ステップにおいて偏差信号が許容範囲内のと
   き、電圧供給手段の出力を第２の目標電圧にセットする
   第２の目標電圧設定ステップと、 所定のサイズの露光潜像を形成する第２の被検出電位形
   成ステップと、 この露光潜像に対応する偏差値が許容範囲の内か外かを
   判定する第２の判定ステップと、 第２の判定ステップにおいて偏差値が許容範囲外のと
   き、偏差値に基づき、露光潜像形成した露光量出力設定
   値を偏差値が小さくなるように変更し再び第２の被検出
   電位形成ステップにもどる露光量操作ステップと、 第２の判定ステップにおいて偏差値が許容範囲内のと
   き、表面電位制御工程を終了するステップと、を有する
   ことを特徴とする画像形成方法。