JPH08201461A

JPH08201461A - 電位センサ校正方法

Info

Publication number: JPH08201461A
Application number: JP7012314A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Furuichi; 泰古市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3481708B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、電位センサの出力を精度良く校正
できて感光体に残留電位が残っている場合も電位センサ
の出力を校正でき、低価格な距離補正型の電位センサで
も電位センサの出力を精度良く校正できるようにするこ
とを目的とする。【構成】この発明は、電位センサ３１の出力を校正す
るための演算式の複数の係数における互いに異なる組合
わせの係数をそれぞれ求め、この求めた係数を使用して
電位センサ３１の出力を前記演算式で校正する複数の校
正手段３２〜３４を設け、この複数の校正手段３２〜３
４を切り換えて電位センサ３１の出力を校正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体の電位を測定する
電位センサを有する複写機，ファクシミリ，プリンタ等
の画像形成装置で電位センサの出力を校正する電位セン
サ校正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，ファクシミリ，プリンタ等の画
像形成装置に用いられる感光体は、その帯電特性，感度
等が環境変動，経時変動により変動して電位変動を生ず
る。そこで、電子写真装置においては、感光体の電位変
動を抑えて高品位な画像を維持するために、感光体上に
作られた電位パターンを電位センサによって検知し、そ
れに基づいて帯電器の出力，露光量等を制御することが
行われている。

【０００３】電位センサは、プローブ筺体を測定対象と
同電位にすることで距離補正を行って測定対象との距離
に対する依存性をなくした距離補正型の電位センサと、
距離補正を行わない電位センサとがある。距離補正を行
わない電位センサとしては、図６に示すような振動容量
型の電位センサと、図７に示すようなチョッパ型の電位
センサがある。振動容量型の電位センサにおいては、測
定対象１１に電源１２から電圧を印加し、センサーケー
ス１３内の検知電極１４を圧電音叉で駆動して振動させ
ることで、測定対象１１と検知電極１４との間の容量Ｃ
を変化させる。このとき、検知電極１４から抵抗１５を
介してアースへ電流が流れ、検知電極１４に発生する交
流電圧が測定対象１１の電位に依存することを利用して
測定対象１１の電位を測定する。

【０００４】また、チョッパ型の電位センサにおいて
は、測定対象１１に電源１２から電圧を印加し、センサ
ーケース１３内のチョッパ１６を圧電音叉で駆動して振
動させることで、測定対象１１とセンサーケース１３内
の検知電極１４との間の容量Ｃを変化させる。このと
き、検知電極１４から抵抗１５を介してアースへ電流が
流れ、検知電極１４に発生する交流電圧が測定対象１１
の電位に依存することを利用して測定対象１１の電位を
測定する。

【０００５】距離補正を行わない電位センサでは、図８
（ｂ）に示すように電位センサ１０と被測定物１１との
間の距離ｌが変化すると、図８（ａ）に示すように電位
センサ１０と被測定物１１との間の距離ｌに応じて電位
センサ１０の出力Ｖmが変動してしまう。また、図９
（ｂ）に示すように電位センサ１０と被測定物１１との
角度θが変化すると、図９（ａ）に示すように電位セン
サ１０と被測定物１１との角度θに応じて電位センサ１
０の出力Ｖmが変動してしまう。さらに、図１０に示す
ように被測定物１１と電位センサ１０の出力Ｖmとの関
係（傾きと切片）が電位センサ１０の傾きのバラツキに
より変化してしまう。そこで、電位センサの出力は１台
毎に校正しなければならない。

【０００６】電位センサの出力の校正は、例えば感光体
静止時に感光体に８００Ｖ，１００Ｖの電圧を印加し、
感光体に８００Ｖを印加したときの電位センサの出力電
圧をＶ₈₀₀、感光体に１００Ｖを印加したときの電位セ
ンサの出力電圧をＶ₁₀₀をすると、ｙ＝｛（８００Ｖ−１００Ｖ）／（Ｖ₈₀₀−Ｖ₁₀₀）｝ｘ＋｛８００Ｖ −Ｖ₈₀₀・（８００Ｖ−１００Ｖ）／（Ｖ₈₀₀−Ｖ₁₀₀）｝なる校正式で電位センサの出力ｘをｙに校正するという
電位センサ校正方式が採られている。校正式は一般的に
はｙ＝ａｘ＋ｂ（ａ，ｂ：係数）で表わされる。

【０００７】また、特開平４ー５８２６６号公報には、
距離補正型の電位センサを使って（残留電位上昇分＋電
位センサオフセット分）を同時に測定する静電記録装置
用感光体表面電位計校正装置が記載されている。特開平
５ー１９６６７２号公報には、距離補正型でない電位セ
ンサの校正を、４点の基準電圧で行い、校正式が所定範
囲でないときは異常判定を行う方法が記載されている。
さらに、特開昭６２ー４４７５５号公報には、特開平４
ー５８２６６号公報記載の装置と同様に電位センサのオ
フセット分と残留電位分を同時に補正する方法が記載さ
れている。

【０００８】また、特開昭５６ー９５２５５号公報に
は、記録体表面の電位を測定するための表面電位計を搭
載した画像形成装置において、この表面電位計を校正す
るための高圧電源と表面電位計による電位測定値を表示
する表示器を内蔵したことを特徴とする画像形成装置が
記載されている。

【０００９】特開平４ー８０７７２号公報には、感光
体、感光体を一様に荷電する荷電手段、荷電した感光体
を露光する手段、露光により生じた感光体上の静電潜像
を現像する手段、感光体の表面電位を検出し、これを示
す電位信号を発生する電位検出手段、および、該電位信
号に応じて画像形成条件を制御する制御手段、を備える
画像形成装置において、前記荷電手段で前記感光体を相
異なった荷電量で荷電し、該相異なった荷電量で荷電し
たときの前記電位検出手段が検出した電位信号により前
記電位検出手段の感光体表面電位に対する電位信号の相
関を演算する入出力特性検出手段：および、前記入出力
特性検出手段が演算した相関に従い、前記電位検出手段
が発生する電位信号に対応する感光体表面電位を演算
し、この感光体表面電位に対応して画像形成条件を定め
る制御手段：を備えることを特徴とする、感光体を用い
る画像形成装置が記載されている。

【００１０】特開平４ー１７４８７１号公報には、感光
体の表面電位を測定する表面電位計を備えた画像形成装
置において、前記感光体表面の非画像形成時の電位を基
準値として用いて前記表面電位計を校正することを特徴
とする表面電位計の校正方法が記載されている。

【００１１】特開平４ー１８１２６７号公報には、電子
写真方式による作像プロセスを行うための記録体と、そ
の表面電位を測定するための表面電位センサとを備えた
画像形成装置において、前記表面電位センサを校正する
ための高圧電源と、前記表面電位センサの校正時には前
記記録体の基材を前記高圧電源の出力端に電気的に接続
し、校正時以外は前記記録体の基材を装置筐体に電気的
に接続するように切り換える切換手段とを設けたことを
特徴とする電子写真方式の画像形成装置が記載されてい
る。

【００１２】特開平４ー１８１２６８号公報には、電子
写真方式による作像プロセスを行うための記録体と、そ
の表面電位を測定するための表面電位センサとを備えた
画像形成装置において、前記記録体の基材を高圧電源の
出力端に電気的に接続する状態と、装置筐体に電気的に
接続する状態とに切り換える接続切換手段と、該手段に
よって前記記録体の基材を前記高圧電源の出力端に電気
的に接続させた状態で、前記記録体の基材への印加電圧
を所定値ずつステップアップさせながら、前記表面電位
センサの各出力値を記憶する手段と、前記接続切換手段
によって前記記録体の基材を装置筐体に電気的に接続さ
せた状態で、前記表面電位センサの出力値を前記記憶手
段によって記憶した各値と比較することにより、前記記
録体の実際の表面電位を検出する手段とを設けたことを
特徴とする電子写真方式の画像形成装置が記載されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記距離補正型の電位
センサでは、測定対象との距離，角度に対して出力が安
定しているが、高価である。また、距離補正を行わない
他の電位センサでは、上記電位センサ校正方式で電位セ
ンサの出力の校正を行うが、図１３に示すように感光体
の残留電位が被測定物（感光体）の休止時間や感光体温
度により変化し、感光体に残留電位が残っている場合に
は電位センサの校正を行うことができない。

【００１４】また、上記特開平４ー５８２６６号公報記
載の静電記録装置用感光体表面電位計校正装置では、距
離補正型の電位センサを使って残留電位上昇分と電位セ
ンサオフセット分を同時に測定するが、これは距離補正
型でない電位センサには適用できず、そもそも電位セン
サの直線性が校正されなければ使用できない。また、特
開平５ー１９６６７２号公報記載の方法では、距離補正
型でない電位センサの出力の校正を４点の基準電圧で行
うが、感光体に残留電位が残っている場合には感光体印
加電圧に残留電位が上乗せしてしまい、電位センサの出
力を校正することができない。

【００１５】さらに、図１２に示すように経時で電位セ
ンサに例えばトナーのような帯電物が汚れとして付着す
ることにより、校正式の係数ａ，ｂが変動する。また、
距離補正型の電位センサでは、２点間（図６および図７
に示すような被測定物１１と電極１４との間）の誘電率
が環境により変化するので、電位センサの出力が環境の
変化、例えば図１４に示すように電位センサの周囲温度
の変化により変化する（電位センサの出力特性の傾きが
変化する）。このように電位センサの出力は校正式の係
数ａ，ｂが種々の要因により変動するので、精度の良い
電位センサ出力の校正ができない。

【００１６】また、電位センサ出力の校正時に用いる電
圧は通常係数ａを求める際に２点間の距離が遠いほど電
位センサの出力の精度が良くなると考えられているため
に範囲が広く設定されており、電位センサの特性である
入出力特性のリニアリティを考慮したものはない。距離
補正型の電位センサが使用可能であるためには、必ず発
生する図１１に示すような入出力特性の直線領域（図１
１では２００Ｖ以上の領域）と、入出力特性の非直線領
域（図１１では２００Ｖ以下）を見極めて入出力特性の
直線領域で２点間の電圧を印加してｙ＝ａｘ＋ｂなる校
正式を算出しないと、精度の良い校正式が得られない。
また、２点間の電圧は、現像バイアス電源からの電圧を
校正時に用いてこの電圧を作像時の印加電圧より高い電
圧とすると、本体へのリークが生じて適正な校正式が得
られず、本体の電気的制御系へのノイズ発生にもなる。

【００１７】本発明は、上記問題点を改善し、電位セン
サの出力を精度良く校正できて感光体に残留電位が残っ
ている場合にも電位センサの出力を校正でき、かつ、低
価格な距離補正型の電位センサでも電位センサの出力を
精度良く校正できる電位センサ校正方法を提供すること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、感光体の表面電位を測定す
る電位センサを備えた画像形成装置で前記感光体の導電
部分に基準電圧を印加して前記電位センサから得られた
出力を基準に前記電位センサの出力を所定の演算式で校
正する電位センサ校正方法において、前記演算式の複数
の係数における互いに異なる組合わせの係数をそれぞれ
求め、この求めた係数を使用して前記電位センサの出力
を前記演算式で校正する複数の校正手段を設け、この複
数の校正手段を切り換えて前記電位センサの出力を校正
する。

【００１９】請求項２記載の発明は、感光体の表面電位
を測定する電位センサを備えた画像形成装置で前記感光
体の導電部分に複数の基準電圧を印加して前記電位セン
サから得られた出力から前記電位センサの出力ｘをｙ＝
ａｘ＋ｂなる演算式でｙに校正する電位センサ校正方法
において、係数ａ，ｂを求める第１の校正手段と、係数
ａのみ求めて係数ｂは前回のものを使用する第２の校正
手段とを設け、前記第１の校正手段は通常の時に用い、
又は前記電位センサの累積動作時間や前記感光体の累積
動作時間が所定の時間を超えたことを検知した時に前記
感光体の休止時間と前回の前記感光体の残留電位との関
係から用い、前記第２の校正手段は前記電位センサの周
囲の環境を検出してこの環境が所定の範囲を超えた時に
用いる。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の電位センサ校正方法において、前記基準電圧の印
加は前記画像形成装置の現像バイアス電源により行い、
前記基準電圧は前記画像形成装置の画像形成時に前記現
像バイアス電源により印加される電圧の範囲内でかつ前
記電位センサの直線性が得られる範囲内とする。

【００２１】

【実施例】図１は本発明を適用した画像形成装置の第１
の例を示す。この第１例は、請求項１，２記載の発明を
電子写真方式の画像形成装置に適用した例である。この
第１の例では、感光体からなる像担持体は例えば感光体
ドラム２１が用いられる。感光体ドラム２１は、駆動部
により回転駆動されて帯電手段としての帯電チャージャ
２２により均一に帯電された後に露光手段により画像露
光を受けて静電潜像が形成され、イレーサ２３により不
要領域が除電されて静電潜像が現像手段としての現像ロ
ーラ２４ａを有する現像装置２４により現像されてトナ
ー像となる。感光体ドラム２１と転写装置２５との間に
は給紙装置から感光体ドラム２１上のトナー像にタイミ
ングを合わせて転写紙が送り込まれ、この転写紙は転写
手段としての転写チャージャ２５により感光体ドラム２
１上のトナー像が転写されて分離手段としての分離チャ
ージャ２６により感光体ドラム２１から分離される。

【００２２】さらに、転写紙は、搬送装置２７により搬
送され、定着手段としての定着ローラ２８ａ及び加圧ロ
ーラ２８ｂを有する定着装置２８によりトナー像が定着
されて外部へ排出される。また、感光体ドラム２１は、
クリーニング手段としてのクリーニングブラシ２９ａ及
びクリーニングブレード２９ｂを有するクリーニング装
置２９によりクリーニングされて残留トナーが除去さ
れ、除電手段としての除電ランプ３０により除電されて
再使用可能となる。

【００２３】また、上記露光手段は例えば露光ランプで
原稿を照明してその反射光を感光体ドラム２１に照射す
ることにより感光体ドラム２１上に静電潜像を形成す
る。電位センサ３１はイレーサ２３と現像装置２４との
間に配置されて感光体ドラム２１の表面電位、つまり、
帯電電位Ｖ₀，露光後電位（露光された部分の電位）
Ｖ_L，残留電位（イレーサ２３により除電された部分の
電位）Ｖ_Rを測定する。

【００２４】ＣＰＵ３２，ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３か
らなるマイクロコンピュータは制御部を構成する。ＣＰ
Ｕ３２は電位センサ３１で測定された感光体ドラム２１
の帯電電位Ｖ₀，露光後電位Ｖ_L，残留電位Ｖ_Rに対する
Ａ／Ｄ変換器３５の出力信号（Ｖ₀，Ｖ_L，Ｖ_RをＡ／Ｄ
変換した信号）を取り込んでＲＡＭ３４に格納して必要
な演算に使う。図示しないパワーパックは帯電チャージ
ャ２２や露光装置の露光ランプを駆動し、ＣＰＵ３２は
ＲＡＭ３４に格納した上記電位センサー３１の測定値に
基づいてＰＷＭ回路３８を介して現像バイアス電源を構
成する現像バイアスパワーパック（以下単にパワーパッ
クと呼ぶ）３７を制御してパワーパック３７から現像ロ
ーラ２４ａへの現像バイアス電圧を制御したり、図示し
ないパワーパックを制御して帯電チャージャ２２の出力
や露光ランプ電圧を制御することで露光量を制御したり
する。

【００２５】切り換えスイッチ４０は動作せず、感光体
ドラム２１は導電基板からなる導電部分上に光導電層を
形成したものであって導電基板が切り換えスイッチ４０
を介して接地されたままとなっている。以上が画像形成
装置の構成および動作である。また、感光体ドラム２１
の回転している累積動作時間が感光体累積動作時間計測
手段によりカウントされ（計測され）、感光体ドラム２
１の停止している休止時間が感光体休止時間計測手段に
よりカウントされ（計測され）、電位センサ３１の累積
動作時間が電位センサ累積動作時間計測手段によりカウ
ントされる（計測される）。

【００２６】次に、この第１の例における電位センサ校
正手段について説明する。電位センサ３１の出力を校正
する時にはスイッチ４０が切り換えられて動作する。電
位センサ３１の出力を校正する時期は、感光体ドラム２
１が停止している時であり、サーミスタ３９は電位セン
サ３１の周囲の温度や感光体ドラム２１の温度の概略を
検知する。ＣＰＵ３２は、サーミスタ３９からの温度検
知信号がＡ／Ｄ変換器３６でＡ／Ｄ変換されて入力され
ると共に、図示しないスイッチからの強制的な実行信号
や、感光体累積動作時間計測手段からの感光体累積動作
時間カウント値、感光体休止時間計測手段からの感光体
休止時間カウント値、電位センサ累積動作時間計測手段
からの電位センサ累積動作時間カウント値が入力され、
これらの信号をＲＡＭ３４内のデータと比較してＲＯＭ
３３からのデータに従って電位センサ３１の出力の校正
を実行する。

【００２７】この時、ＣＰＵ３２は所定のデータをＰＷ
Ｍ回路３８を介してパワーパック３７へ出力してパワー
パック３７を制御し、パワーパック３７から基準電圧が
スイッチ４０を通して感光体ドラム２１の導電基板に印
加される。また、ＣＰＵ３２は、感光体ドラム２１の導
電基板への基準電圧印加後に電位センサ３１からの出力
信号をＡ／Ｄ変換器３５を介して取り込み、このＡ／Ｄ
変換器３５からのデジタル信号より校正式のデータを演
算により求めてこれをＲＡＭ３４に格納する。

【００２８】図２および図３はＣＰＵ３２の電位センサ
校正用処理フローを示す。この第１の例は、感光体ドラ
ム２１の導電基板に所定の基準電圧Ｖ_MAX、例えば６０
０Ｖを印加したときの電位センサ３１の出力をＶ_maxと
し、感光体ドラム２１に他の所定の基準電圧Ｖ_MIN、例
えば２００Ｖを印加したときの電位センサ３１の出力を
Ｖ_minとしたとき、ａ＝（Ｖ_MAX−Ｖ_MIN）／（Ｖ_max−Ｖ_min）：傾き・・・（１）ｂ＝Ｖ_MAX−Ｖ_max×｛（Ｖ_MAX−Ｖ_MIN）／（Ｖ_max−Ｖ_min）｝：切片・・・（２）なる式で校正式の傾きおよび切片を求め、校正式ｙ＝ａ
ｘ＋ｂから電位センサ３１の出力ｘをｙに校正する。

【００２９】電位センサ３１の出力の校正を行うための
校正モードをオンとするには、図示しない切り換えスイ
ッチをオンとし、電位センサ３１の電源オンで動作した
累積動作時間が所定の時間以上になったか否かを判断
し、電位センサ３１の周囲の温度が前回の校正モードオ
ン時と所定の温度差以上あるか否かを判断し、かつ、感
光体ドラム２１が動作（回転）している時には校正モー
ドであるか否かを判断しなければならず、さらに、感光
体ドラム２１が動作している時には電位センサ３１の出
力にノイズ等が混入した場合に正確な校正式が得られな
いことがあるので、この例では感光体ドラム２１の停止
を検出している時だけ電位センサ３１の出力の校正を実
行するようにしている。

【００３０】ここで、図示しない切り換えスイッチのオ
ンは感光体ドラム２１の交換時や電位センサ３１の交換
時等を想定し手動で行うことができるものであり、図示
しない切り換えスイッチが手動で強制的にオンされて強
制的な実行信号が生成される。したがって、図示しない
切り換えスイッチは強制的実行信号生成手段を構成す
る。また、この例では、校正式ｙ＝ａｘ＋ｂにおける係
数ａ，ｂにおける互いに異なる組合わせを選択するため
の、つまり、ａおよびｂと，ａのみとのいずれかを選択
するための係数選択用手動スイッチが設けられ、その選
択された係数を求めて適正な校正式を得るようにしてい
る。

【００３１】電位センサ３１の累積動作時間は、電位セ
ンサ３１の経時劣化を検知するためのもので、感光体ド
ラム２１の動作時間を検出する等により電位センサ３１
の経時を代用できるものであれば代用してもよい。ここ
では、電位センサ３１の劣化が短い時間であるので、電
位センサ３１の累積動作時間が所定の時間、例えば２０
０時間経過することにより電位センサ３１の校正を実行
するものとしている。

【００３２】但し、この時は感光体ドラム２１の残留電
位を考慮しないと、電位センサ３１出力の校正の正確性
に欠けるので、図１３に示すような校正モードに入る前
の感光体ドラム２１の動作時の残留電位と、サーミスタ
３９により検知した感光体ドラム２１の温度の概略と、
校正モードに入る前に感光体ドラム２１が休止していた
時間との関係から、感光体ドラム２１の残留電位が校正
式を変更しても良いものである（十分に低い）か否かを
決定し、感光体ドラム２１の残留電位が校正式を変更し
てはいけないものである場合には電位センサ３１の累積
動作時間はそのままカウントアップして電位センサ３１
の校正は実行せずに終了する。

【００３３】電位センサ３１の周囲の温度、湿度、気圧
等により空気中の誘電率が変動して電位センサ３１の出
力感度（傾き）が変化するが、湿度は温度との相関によ
り変わることや、温度を検知することでその値を周囲の
環境変化を代用する値として使用できることを図１４に
示すように実験的に確認したので、今回の温度と前回校
正式を得た時の温度との差が６℃以上連続して２分間以
上継続したか否かを判定し、その差が６℃以上連続して
２分間以上継続した場合には感光体ドラム２１の停止を
確認して校正モードの実行に入る。但し、この時は、電
位センサ３１の出力感度が変化するだけであるので、感
光体ドラム２１の残留電位等の影響を受けないように傾
き（係数ａ）のみ変更し、切片（係数ｂ）は変更せずに
前回のデータを使うようにしている。

【００３４】すなわち、図２に示すようにＣＰＵ３２
は、電位センサ校正用処理フローでは、ステップＳ１で
図示しない切り換えスイッチがオンされたか否かを判断
し、切り換えスイッチがオフしている場合にはステップ
Ｓ２で電位センサ３１の累積動作時間が所定の時間、例
えば２００時間経過したか否かを判断する。ＣＰＵ３２
は、電位センサ３１の累積動作時間が２００時間経過し
ていない時にはステップＳ３でサーミスタ３９の出力信
号をＡ／Ｄ変換器３６を介して取り込んでこのＡ／Ｄ変
換器３６からのデジタル値と、前回校正式を得た時にサ
ーミスタ３９からＡ／Ｄ変換器３６を介して取り込んで
ＲＡＭ３４に格納した値とから、今回の校正時にサーミ
スタ３９で検知した電位センサ３１の周囲温度と，前回
校正式を得た時にサーミスタ３９で検知した電位センサ
３１の周囲温度との差が６℃以上連続して２分間以上継
続したか否かを判定し、その差が６℃以上連続して２分
間以上継続した場合にはステップＳ３’でフラグｎを０
にクリアしてステップＳ７に進むが、そうでない場合に
は電位センサ校正用処理フローを終了する。

【００３５】また、ＣＰＵ３２は、電位センサ３１の累
積動作時間が２００時間経過した時にはステップＳ４で
フラグｎを１にセットしてステップＳ５で感光体休止時
間計測手段からの入力信号を取り込むとともに、電位セ
ンサ３１の出力信号をＡ／Ｄ変換器３５を介して取り込
んで感光体ドラム２１の休止時間および残留電位を求
め、ステップＳ６でその感光体ドラム２１の休止時間お
よび残留電位と、サーミスタ３９からＡ／Ｄ変換器３６
を介して取り込んだ入力信号により、図１３に示すよう
な校正モードに入る前の感光体ドラム２１の動作時の残
留電位と、サーミスタ３９により検知した感光体ドラム
２１の温度の概略と、校正モードに入る前に感光体ドラ
ム２１が休止していた時間との関係から、感光体ドラム
２１の残留電位が校正式を変更しても良いものである
（十分に低い）か否かを決定する。

【００３６】ＣＰＵ３２は、感光体ドラム２１の残留電
位が校正式を変更しても良いものである（十分に低い）
と決定した場合にはステップＳ７に進み、そうでない場
合にはステップＳ８でフラグｎを０にクリアしてからス
テップＳに進む。また、ＣＰＵ３２は、切り換えスイッ
チがオンされた時にはステップＳ９で係数選択用手動ス
イッチ（マニアルＳＷ）からの入力信号をチェックして
係数ａのみが選択されているか否かを判断し、係数ａの
みが選択されている場合にはステップＳ７に進んで係数
ａ，ｂが選択されている場合にはステップＳ１０でフラ
グｎを１にセットしてからステップＳ７に進む。

【００３７】ＣＰＵ３２は、ステップＳ７で感光体ドラ
ム２１が停止しているか否かを判断し、感光体ドラム２
１が停止していない場合には電位センサ校正用処理フロ
ーを終了する。また、ＣＰＵ３２は、感光体ドラム２１
が停止している場合にはステップＳ１１でフラグｎが０
であるか否かを判断し、フラグｎが０である場合にはス
テップＳ１３でサーミスタ（温度センサ）３９の出力信
号をＡ／Ｄ変換器３６を介して取り込んでＲＡＭ３４に
格納してステップＳ１４以降の校正モードの計算に移行
する。また、ＣＰＵ３２は、フラグｎが０でない場合に
はステップＳ１２で電位センサ累積動作時間計測手段か
ら取り込んでＲＡＭ３４に格納したデータをクリアして
からステップＳ１３に進む。

【００３８】次に、校正モードの計算について説明す
る。ＣＰＵ３２は、ステップＳ１４ではスイッチ４０を
オンさせてパワーパック３７からスイッチ４０を通して
感光体ドラム２１の導電基板に現像ローラ２４ａへの現
像バイアス電圧と同じ電圧を基準電圧として印加させ
る。これは、パワーパック３７からなる現像バイアス電
源が定電圧駆動されていること、パワーパック３７の精
度が±１％以内と高いこと、校正時に現像装置２４が使
用されていないことによる。

【００３９】また、パワーパック３７から感光体ドラム
２１の導電基板への電圧印加は、電位センサ３１の出力
の校正時にはパワーパック３７が感光体ドラム２１の導
電基板への電圧印加と現像ローラ２４ａへの電圧印加に
併用されているが、感光体ドラム２１と現像ローラ２４
ａとを同一電位とすることで感光体ドラム２１から現像
装置２４へのリーク防止と、スイッチ４０の簡素化を図
るためである。

【００４０】次に、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１５にて
測定ルーチンを実行するが、この測定ルーチンでは図４
に示すようにＰＷＭ回路３８を介してパワーパック３７
を制御して感光体ドラム２１の導電基板に例えば２００
Ｖの基準電圧Ｖ_MINを印加させ、電位センサ３１の測定
値Ｖ_minをＡ／Ｄ変換器３５を介して取り込んでＶ_MINお
よびＶ_minをＲＡＭ３４に記憶させる。同様に、ＣＰＵ
３２は、ＰＷＭ回路３８からパワーパック３７へのデー
タを感光体ドラム２１の導電基板に対する印加基準電圧
Ｖ_MAXが例えば６００Ｖになるように切り換えてパワー
パック３７を制御し、電位センサ３１の測定値Ｖ_maxを
Ａ／Ｄ変換器３５を介して取り込んでＶ_M _AXおよびＶ_max
をＲＡＭ３４に記憶させる。

【００４１】ここに、ＣＰＵ３２は、実際には電位セン
サ３１の立ち上がり（５ｍｓｅｃ）や出力のノイズを避
けるために、図５に示すように感光体ドラム２１の導電
基板に電圧Ｖ_MIN，Ｖ_MAXを印加した各時点からそれぞれ
５ｍｓｅｃが経過した後に電位センサ３１の測定値Ｖ
_min，Ｖ_maxをそれぞれＡ／Ｄ変換器３５を介して５０点
づつサンプリングし、その各平均値を求めてＶ_min，Ｖ
_maxとしてＲＡＭ３４に記憶する。

【００４２】次に、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１６でフ
ラグｎが１にセットされているか否かを判断してフラグ
ｎが１にセットされている場合にはステップＳ１７でＲ
ＯＭ３３に予め記憶されている次の計算式ｂ＝Ｖ_MAX−Ｖ_max×｛（Ｖ_MAX−Ｖ_MIN）／（Ｖ_max−Ｖ_min）｝：切片により、ＲＡＭ３４に格納した上記Ｖ_MAX，Ｖ_MIN，Ｖ
_max，Ｖ_minのデータに基づいて切片ｂを求め、ステップ
Ｓ１８でその切片ｂをＲＡＭ３４に格納してステップＳ
１９に進む。

【００４３】また、ＣＰＵ３２は、フラグｎが０にクリ
アされている場合にはステップＳ１６からステップＳ１
９に飛ぶ。ＣＰＵ３２は、ステップＳ１９ではＲＯＭ３
３に予め記憶されている次の計算式ａ＝（Ｖ_MAX−Ｖ_MIN）／（Ｖ_max−Ｖ_min）：傾きにより、ＲＡＭ３４に格納した上記Ｖ_MAX，Ｖ_MIN，Ｖ
_max，Ｖ_minのデータに基づいて傾きａを求め、ステップ
Ｓ２０でその傾きａをＲＡＭ３４に格納する。

【００４４】次に、ＣＰＵ３２は、ステップＳ２１で今
求めた新しいａ，ｂのデータ、もしくはｂのデータのみ
で前回のａ，ｂのデータ、もしくはｂのデータを修正し
て演算式ｙ＝ａｘ＋ｂを修正し、ステップＳ２２でフラ
グｎをクリアして電位センサ校正用処理フローを終了す
る。

【００４５】電位センサ出力の校正終了後には、ＣＰＵ
３２は、電位センサ３１で測定された感光体ドラム２１
の帯電電位Ｖ₀，露光後電位Ｖ_L，残留電位Ｖ_Rに対する
Ａ／Ｄ変換器３５の出力信号を取り込んでＲＡＭ３４に
格納し、このＲＡＭ３４に格納した電位センサ３１の測
定値をＲＡＭ３４内の係数ａ及びｂによりＲＯＭ３３内
の式ｙ＝ａｘ＋ｂで校正することによって電位センサ測
定値の修正を行い、その修正した値に基づいて画像を高
品位に維持するようにＰＷＭ回路３８を介してパワーパ
ック３７を制御して現像バイアス電圧を制御したり、図
示しないパワーパックを制御して帯電チャージャ２２の
出力や露光ランプ電圧を制御することにより感光体ドラ
ム２の帯電電位や露光量を制御したりする。

【００４６】この第１の例は、請求項１記載の発明を適
用した画像形成装置の例であって、ＣＰＵ３２，ＲＯＭ
３２及びＲＡＭ３３からなる制御部は演算式ｙ＝ａｘ＋
ｂの複数の係数ａ，ｂにおける互いに異なる組合わせ
ａ，ｂと、ｂのみをそれぞれ求めてこの求めた係数を使
用して電位センサ３１の出力を演算式ｙ＝ａｘ＋ｂで校
正する複数の校正手段を兼ねており、この複数の校正手
段を係数選択用手動スイッチで切り換えて電位センサ３
１の出力を校正するので、係数が種々の変動要因により
変動しても変動要因に応じて校正手段を切り換えて精度
良く電位センサ３１の出力を校正することができる。例
えば、感光体ドラム２１に高い残留電位が残っている時
に電位センサ３１の出力を校正する場合にも、校正時に
不具合の要因を調べて不具合があれば、その不具合によ
り変動する係数を求める処理フローを校正手段の切り換
えでスキップして電位センサ３１の出力を校正し、その
後の校正時に再びその不具合を調べてその不具合がない
時に上記処理フローをスキップせずにその不具合により
変動する係数を求めて電位センサ３１の出力を校正する
ことで、電位センサ３１の出力の校正で逆に精度が悪く
なることもなく常に精度の良い電位センサ３１の出力の
校正を確保することができる。

【００４７】また、（２）式の切片（係数ｂ）を常に機
械毎に実測して決めることができる。切片は、個々の電
位センサー３１自体が持っている切片であるので、１台
毎に実測しない限り必ずバラツキを持ってしまうが、第
１の例のように常に機械毎に実測して決めることにより
バラツキを抑えることができて電位センサ出力の校正を
精度良く行うことができる。

【００４８】また、感光体ドラム２１の交換時は工場出
荷時も含まれ、工場出荷時に例えばアルミニウム製のド
ラム等を用いて電位センサ３１の出力の校正を行うこと
もできる。感光体ドラム２１の交換毎に電位センサー３
１の出力の校正を行うと、電位センサー３１の経時的な
直線性の傾きや切片のズレ（例えばトナーによる汚れ）
をも校正できる点で優れている。

【００４９】また、第１の例は、請求項２記載の発明を
適用した画像形成装置の例であって、ＣＰＵ３２，ＲＯ
Ｍ３２及びＲＡＭ３３からなる制御部は係数ａ，ｂを求
める第１の校正手段と、係数ａのみ求めて係数ｂは前回
のものを使用する第２の校正手段とを兼ねており、第１
の校正手段は通常の時に用い、又は電位センサ３１の累
積動作時間や感光体ドラム２１の累積動作時間が所定の
時間を超えたことを検知した時に感光体ドラムの休止時
間と前回の前記感光体の残留電位との関係から用い、第
２の校正手段は電位センサ３１の周囲の環境を検出して
この環境が所定の範囲を超えた時に用いるので、係数が
種々の変動要因により変動しても変動要因に応じて校正
手段を切り換えて精度良く電位センサ３１の出力を校正
することができ、感光体ドラム２１に残留電位が残って
いる場合にも電位センサ３１の出力を校正できる。

【００５０】請求項３記載の発明を適用した画像形成装
置の第２の例は、請求項３記載の発明を適用した画像形
成装置の一例であり、上記第１の例において、感光体ド
ラム２１の導電基板に印加する基準電圧を規定したもの
である。図１１は電位センサの入出力特性の概略を示
す。電位センサ３１として用いられる距離補正型電位セ
ンサは図１１に示すように入出力特性の全領域において
直線性が得られるものではなく、感光体ドラム２１への
印加電圧も現像装置２４やクリーニング装置２８等の電
源電圧との整合はもちろん感光体ドラム２１に接してい
るユニットの電圧との整合を図ることで、不具合のない
精度の良い安定した校正式ｙ＝ａｘ＋ｂが得られる。

【００５１】ここでは、電位センサ３１の出力を校正す
る校正時に、パワーパック３７からスイッチ４０を通し
て感光体ドラム２１の導電基板に印加する基準電圧が２
００Ｖ以上である場合に電位センサ３１の入出力特性と
して±１％の直線性が得られ、パワーパック３７からス
イッチ４０を通して感光体ドラム２１の導電基板に印加
する基準電圧が２００Ｖ以下である場合に電位センサ３
１の入出力特性の直線性が±２．５％となること、パワ
ーパック３７からスイッチ４０を通して感光体ドラム２
１の導電基板に印加する基準電圧が０Ｖ以下である場合
にも電位センサ３１の入出力特性が不安定であることか
ら、ＣＰＵ３２は、校正時にＰＷＭ回路３８を介してパ
ワーパック３７を制御して基準電圧Ｖ_MINを電位センサ
３１の入出力特性の直線性が得られる範囲内とする。例
えば、ＣＰＵ３２は、校正時にＰＷＭ回路３８を介して
パワーパック３７を制御してパワーパック３７からスイ
ッチ４０を通して感光体ドラム２１の導電基板に印加す
る基準電圧Ｖ_MINを２００Ｖとする。

【００５２】また、ＣＰＵ３２は、校正時にＰＷＭ回路
３８を介してパワーパック３７を制御してパワーパック
３７からスイッチ４０を通して感光体ドラム２１の導電
基板に印加した基準電圧Ｖ_MAXが画像形成装置本体へリ
ークしたり感光体ドラム２１に接しているクリーニング
装置２９への不具合やリーク（例えば感光体ドラム２１
の傷発生や基準電圧Ｖ_MAXのクリーニングブラシ２９ａ
を通してのリーク）が発生したりしない電圧とし、例え
ば画像形成装置の画像形成時にパワーパック３７により
現像ローラ２４ａに印加される現像バイアス電圧の範囲
内の６００Ｖとする。

【００５３】この第２の例は、請求項３記載の発明を適
用した画像形成装置の一例であって、感光体ドラム２１
に対する基準電圧の印加は現像バイアス電源３７により
行い、基準電圧は画像形成装置の画像形成時に現像バイ
アス電源３７により現像装置２４に印加される電圧の範
囲内でかつ電位センサ３１の直線性が得られる範囲内と
するので、電位センサの入出力特性として直線性が得ら
れる範囲で、感光体ドラム２１への印加電圧も現像装置
２４やクリーニング装置２８等の電源電圧との整合はも
ちろん感光体ドラム２１に接しているユニットの電圧と
の整合を図ることができて不具合のない精度の良い安定
した校正式ｙ＝ａｘ＋ｂが得られ、低価格な距離補正型
の電位センサでも電位センサの出力を精度良く校正でき
る。

【００５４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、感光体の表面電位を測定する電位センサを備えた画
像形成装置で前記感光体の導電部分に基準電圧を印加し
て前記電位センサから得られた出力を基準に前記電位セ
ンサの出力を所定の演算式で校正する電位センサ校正方
法において、前記演算式の複数の係数における互いに異
なる組合わせの係数をそれぞれ求め、この求めた係数を
使用して前記電位センサの出力を前記演算式で校正する
複数の校正手段を設け、この複数の校正手段を切り換え
て前記電位センサの出力を校正するので、係数が種々の
変動要因により変動しても変動要因に応じて校正手段を
切り換えて精度良く電位センサの出力を校正することが
できる。感光体に高い残留電位が残っている時に電位セ
ンサの出力を校正する場合にも、校正時に不具合の要因
を調べて不具合があれば、その不具合により変動する係
数を求めずに電位センサの出力を校正し、その後の校正
時に再びその不具合を調べてその不具合がない時にその
不具合により変動する係数を求めて電位センサの出力を
校正することで、電位センサの出力の校正で逆に精度が
悪くなることもなく常に精度の良い電位センサの出力の
校正を確保することができる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、感光体の表
面電位を測定する電位センサを備えた画像形成装置で前
記感光体の導電部分に複数の基準電圧を印加して前記電
位センサから得られた出力から前記電位センサの出力ｘ
をｙ＝ａｘ＋ｂなる演算式でｙに校正する電位センサ校
正方法において、係数ａ，ｂを求める第１の校正手段
と、係数ａのみ求めて係数ｂは前回のものを使用する第
２の校正手段とを設け、前記第１の校正手段は通常の時
に用い、又は前記電位センサの累積動作時間や前記感光
体の累積動作時間が所定の時間を超えたことを検知した
時に前記感光体の休止時間と前回の前記感光体の残留電
位との関係から用い、前記第２の校正手段は前記電位セ
ンサの周囲の環境を検出してこの環境が所定の範囲を超
えた時に用いるので、係数が種々の変動要因により変動
しても変動要因に応じて校正手段を切り換えて精度良く
電位センサの出力を校正することができる。感光体に高
い残留電位が残っている時に電位センサの出力を校正す
る場合にも、校正時に不具合の要因を調べて不具合があ
れば、その不具合により変動する係数を求めずに電位セ
ンサの出力を校正し、その後の校正時に再びその不具合
を調べてその不具合がない時にその不具合により変動す
る係数を求めて電位センサの出力を校正することで、電
位センサの出力の校正で逆に精度が悪くなることもなく
常に精度の良い電位センサの出力の校正を確保すること
ができる。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の電位センサ校正方法において、前記基準電
圧の印加は前記画像形成装置の現像バイアス電源により
行い、前記基準電圧は前記画像形成装置の画像形成時に
前記現像バイアス電源により印加される電圧の範囲内で
かつ前記電位センサの直線性が得られる範囲内とするの
で、電位センサの入出力特性として直線性が得られる範
囲で、感光体への印加電圧も各部の電源電圧との整合は
もちろん感光体に接しているユニットの電圧との整合を
図ることができて不具合のない精度の良い安定した校正
式を得ることができ、低価格な距離補正型の電位センサ
でも電位センサの出力を精度良く校正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の第１の例を示
す概略図である。

【図２】同第１の例におけるＣＰＵの電位センサ校正用
処理フローの一部を示すフローチャートである。

【図３】同第１の例におけるＣＰＵの電位センサ校正用
処理フローの他の一部を示すフローチャートである。

【図４】同第１の例におけるＣＰＵの電位センサ校正用
処理フローの一部を詳しく示すフローチャートである。

【図５】同第１の例で用いる校正式の傾き及び切片を決
める電位センサ校正時の動作タイミングを示すタイミン
グチャートである。

【図６】従来の振動容量型電位センサを示す概略図であ
る。

【図７】従来のチョッパ型電位センサを示す概略図であ
る。

【図８】距離補正を行わない電位センサの被測定物との
距離と出力との関係を示す図である。

【図９】距離補正を行わない電位センサの被測定物との
距離との角度と出力との関係を示す図である。

【図１０】距離補正を行わない電位センサの入出力特性
の直線性のバラツキを示す図である。

【図１１】距離補正を行わない電位センサの入出力特性
が被測定物との距離（ギャップ）を変化させた時に推移
する様子を示す図である。

【図１２】電位センサの入出力特性が経時で変動する様
子を示す図である。

【図１３】感光体残留電位が休止時間によって減衰する
様子を感光体温度の効果による減衰とともに示す図であ
る。

【図１４】電位センサの出力値が環境条件により変動す
る様子を示す図である。

【符号の説明】

２１感光体ドラム２４現像装置２９クリーニング装置３１電位センサ３２ＣＰＵ３３ＲＯＭ３４ＲＡＭ３５，３６Ａ／Ｄ変換器３７パワーパック３８ＰＷＭ回路３９サーミスタ４０スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体の表面電位を測定する電位センサを
備えた画像形成装置で前記感光体の導電部分に基準電圧
を印加して前記電位センサから得られた出力を基準に前
記電位センサの出力を所定の演算式で校正する電位セン
サ校正方法において、前記演算式の複数の係数における
互いに異なる組合わせの係数をそれぞれ求め、この求め
た係数を使用して前記電位センサの出力を前記演算式で
校正する複数の校正手段を設け、この複数の校正手段を
切り換えて前記電位センサの出力を校正することを特徴
とする電位センサ校正方法。
【請求項２】感光体の表面電位を測定する電位センサを
備えた画像形成装置で前記感光体の導電部分に複数の基
準電圧を印加して前記電位センサから得られた出力から
前記電位センサの出力ｘをｙ＝ａｘ＋ｂなる演算式でｙ
に校正する電位センサ校正方法において、係数ａ，ｂを
求める第１の校正手段と、係数ａのみ求めて係数ｂは前
回のものを使用する第２の校正手段とを設け、前記第１
の校正手段は通常の時に用い、又は前記電位センサの累
積動作時間や前記感光体の累積動作時間が所定の時間を
超えたことを検知した時に前記感光体の休止時間と前回
の前記感光体の残留電位との関係から用い、前記第２の
校正手段は前記電位センサの周囲の環境を検出してこの
環境が所定の範囲を超えた時に用いることを特徴とする
電位センサ校正方法。
【請求項３】請求項１または２記載の電位センサ校正方
法において、前記基準電圧の印加は前記画像形成装置の
現像バイアス電源により行い、前記基準電圧は前記画像
形成装置の画像形成時に前記現像バイアス電源により印
加される電圧の範囲内でかつ前記電位センサの直線性が
得られる範囲内とすることを特徴とする電位センサ校正
方法。