JPH10288875A

JPH10288875A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10288875A
Application number: JP9113410A
Authority: JP
Inventors: Yukio Watanabe; 幸生渡辺; Yuichiro Toyohara; 裕一郎豊原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】特に感光体の膜厚検知に関わる制御において
適正でない処理による画像形成を防止する。【解決手段】画像形成前の前回転時に短時間で膜厚検
知を行ない、その値と、予め記憶しておいた、前回のγ
テーブルの切り替えを行なったときの検知信号との差の
大きさが所定のしきい値より小さく、更に、コピー枚数
が５００枚以上のときには画像形成後の後回転時に膜厚
検知を行なう。そしてこの時の値に応じたγテーブルに
切り替える。又、上記所定のしきい値より大きいときに
は前回転検知モードに移行し、感光体の膜厚検知を行な
い、その時の値に応じたγテーブルに切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いて、像担持体である感光体ドラム等の使用状況や、使
用環境が変化すると、感光体ドラムの特性が変化し、出
力画像に有為な変化が生じることはよく知られている。
例えば感光体ドラムの温度が上昇すると、感光体の感度
が向上し出力濃度が変化する。また、感光体ドラムを使
用していくと、次第に感光体膜厚が減少し、そのことに
より、帯電性能の低下、感度の悪化が生じ出力濃度が変
化する。更には、感光体膜厚の減少によって、感光体ド
ラムの照射光の散乱の特性が変化することにより、微小
ドットの再現性が変化し、感光体ドラムの帯電性能や、
感度の変化では説明できないレベルの出力濃度特性の変
化が生じる。

【０００３】また、装置の使用環境の変化は、感光体ド
ラムのみならず、現像装置にも影響を及ぼすことが知ら
れている。例えば使用環境の湿度が変化すると、現像装
置内の現像剤の帯電特性が変化し、結果として出力濃度
特性に有意な変化が生じる。

【０００４】これらの問題点を解決するために、従来か
ら種々の方策が用いられている。例えば、感光体ドラム
の感光体膜厚の変化に関しては、感光体膜厚を検知する
検知手段を設け、その検知信号に応じて、帯電装置に供
給する電圧を変化させることによって、感光体ドラムの
帯電性能の変化を補正するような方法が提案されてい
る。

【０００５】また、同様に、膜厚を検知した検知信号に
応じて原稿を照明するランプの印加電圧を変化させて、
感光体ドラムの感度変化を補正するような方法も知られ
ている。

【０００６】更に、温度や湿度の変化に関しても、感光
体ドラム周辺の温度を検知し、その温度や湿度に従って
帯電装置に供給する電圧を変化させることによって温度
による感光体ドラムの性能の変化を補正する方法が提案
されている。

【０００７】以上のように、感光体ドラムの帯電性能の
変化に対して補正を行なうことにより、出力濃度特性を
安定化させることができる。

【０００８】一方、このような制御を行なう際の膜厚検
知のタイミングとしては、例えば、画像形成装置の電源
のオン／オフに伴う前多回転時、画像形成前の像担持体
前回転時、画像形成後の像担持体の後回転時があげられ
る。検知信号の検知精度を向上させるためには、検知時
間を長くとる必要がある。また、検知のタイミングはよ
り頻繁に行なえば行なうほど感光体の変化に対する追従
性が向上し、更に、長時間使用した感光体を新品の感光
体に交換したときの追従性も向上する。

【０００９】しかしながら、検知精度を向上させるため
に、検知時間をあまりに長くすると、感光体に対する総
通電時間が増大し、感光体の寿命を短くする結果とな
る。更には、画像形成装置のスループットを低下させる
ことにもなる。

【００１０】また、検知のタイミングも頻繁に行なう
と、感光体の寿命の低下や、スループットの低下を招く
こととなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、従来は、次のような方法がとられてきた。
すなわち、通常の膜厚検知のタイミングとして、５００
枚から１０００枚程度の画像形成後の後回転時に行な
う。この後回転時の膜厚検知は、１０秒程度の十分な時
間をかけて精度よく行なう。

【００１２】一方、電源オン、または感光体ドラム交換
のための前扉の開閉を検知しそれが検知された場合に
は、画像形成前の前回転時に感光体膜厚の検知を行な
う。このとき得られた検知信号と予め記憶させておいた
前回の検知信号との差分の絶対値を計算し、その値が所
定のしきい値より大きいときは、この前回転時に検知し
た検知信号に基づいて画像信号の適正化等の処理を行な
う。更に、画像形成前の前回転時での検知信号に基づい
て画像信号の適正化等の処理を行なった場合には、直後
の画像形成後の後回転時に感光体膜厚の検知を行なう。

【００１３】このような方法をとることにより、少ない
検知回数と短い検知時間で、ある程度の精度で膜厚測定
を行ない、適切な画像信号の適正化等の処理を行なうこ
とができた。

【００１４】しかしながら上記のような方法では、あま
り精度の高くない画像形成前の前回転時の検知信号に基
づいて、画像信号の適正化等の処理を行なうため、適正
でない処理によって画像形成を行なう可能性はいまだな
くなっていない。

【００１５】従って、本発明の目的は、適正でない処理
による画像形成を防止することができる画像形成装置を
提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
媒体上に形成されるべき画像を担持する像担持体と、前
記画像を表す画像信号を発生する信号発生手段と、前記
像担持体の膜厚に応じた値を検知する手段と、前記膜厚
に応じた値に基づき、前記画像信号を変換する変換手段
とを有する画像形成装置において、画像形成前の前回転
時の検知信号を、前記像担持体が交換されたかどうかの
判断にのみ使用することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１７】前記変換手段は、γテーブルの切り替えに
よるものであることが好ましい。別の態様によれば、前
記変換手段は、１次変換を行なうことが好ましい。前記
像担持体は、感光体であることが好ましい。前記検知手
段は、前記像担持体に電圧を印加したときに流れる電流
を測定することによって、前記像担持体の膜厚に応じた
値を検知することが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１９】実施例１以下、本発明の実施例１について図１〜図９により説明
する。

【００２０】図１には本実施例の画像形成装置が概略的
に示される。同図において、像担持体である感光体ドラ
ム６に接して帯電部材７が配置される。この帯電部材７
に高圧電源１１から所定の電圧を印加することにより感
光体ドラム６は一様に帯電される。

【００２１】原稿１上の画像情報は、原稿照明ランプ２
の反射光をＣＣＤセンサー３に導くことにより画像信号
に変換される。この画像信号を画像信号処理回路４にて
処理し、レーザードライバー５を駆動するための駆動信
号として出力する。これにより原稿１上の画像情報に応
じた画像露光を一様に帯電された感光体ドラム６上に行
なう。

【００２２】次に、静電潜像を形成した感光体ドラム６
に対し現像器８のトナーにより現像する現像工程を行な
う。

【００２３】更に、現像工程を経て形成された感光体ド
ラム６上のトナー像は、同期をとって給紙されてきた転
写紙Ｐに転写装置９により転写される。この転写工程を
経た転写紙Ｐは搬送ベルト１３により定着装置１０に搬
送され、転写紙Ｐ上のトナーは定着装置１０によって転
写紙Ｐに定着される。転写後の感光ドラム上のトナーは
クリーナー１２によって除去される。

【００２４】本実施例では帯電部材７を通して高圧電源
１１により感光体ドラム６に一定電圧を印加したときの
感光体ドラム６を流れる電流量を検知するすることによ
り、感光体ドラム６の感光体膜厚に対応した検知信号を
得て、この検知信号に応じて、感光体膜厚変化による出
力濃度特性を補正する。以下、更に具体的に説明する。

【００２５】図２には、感光体膜厚に応じた値を検出す
るための検出部の構成が示される。同図において、帯電
部材７には交流電圧の発生源２１、及び直流電圧の発生
源２２が直列に接続され、更に直流電圧の発生源２２に
は検出抵抗２３とＡ／Ｄ変換器２４とがそれぞれ接続さ
れている。そして、Ａ／Ｄ変換器２４はＣＰＵ２５と接
続されている。尚、検出抵抗２３、Ａ／Ｄ変換器２４は
それぞれ接地されている。

【００２６】感光体ドラム６の回転中に、直流電圧の発
生源２２は所定の電圧Ｖ₀ を、交流電圧の発生源２３の
電圧Ｖ_ppo に重畳し、電流ｉに応じた検出抵抗２３の両
端の電圧Ｖ₁ をＡ／Ｄ変換器２４で６ビットのデジタル
信号Ｔ_D に変換する。この６ビットのデジタル信号Ｔ_D
が感光体ドラム６の新しさをはかる目安となる感光体膜
厚に応じた信号である。

【００２７】ＣＰＵ２５は、検出信号Ｔ_D に基づき、以
下の表１に示す基準により感光体膜厚を分類し、図５に
示される複数の、本実施例の場合４個のγ変換特性の中
から１つを選択する。

【００２８】

【表１】

【００２９】ここでＴ_D の値が大きいほど感光体ドラム
が新しいので感光体膜厚が厚く、Ｔ_D の値が小さくなる
ほど感光体ドラムの劣化により感光体膜厚が薄いと判断
される。この判断はＣＰＵ２５により行なわれ、図５の
γ変換特性を選択するための制御信号が出力される。図
５の変換特性は、γ₁ 〜γ₄ に変化するにつれてカーブ
の傾きが大きくなる。

【００３０】図３は、本実施例の画像信号処理回路４等
を示すブロック図である。同図において、ＣＣＤセンサ
ー３からのアナログ信号はアナログ処理部３１において
ゲイン調整やシェーディング補正が行なわれる。次にＡ
／Ｄ変換部３２において８ビットのデジタル信号に変換
された後、対数(log) 変換部３３で濃度信号に変換さ
れ、上述のγ変換をγ変換部３４で施され、ＰＷＭ回路
３５でレーザー５を駆動するためのパルス幅信号に変換
される。

【００３１】γ変換部３４を始めとする画像信号処理回
路４の各部はＣＰＵ２５によって制御される。ＣＰＵ２
５は、膜厚に応じた値をＡ／Ｄ変換器２４から受け、こ
れに応じた制御を行なう。プリンタ制御部４０は、高圧
電源による帯電電圧を制御する帯電電圧制御回路４１、
現像器８の現像バイアスを制御する現像バイアス制御回
路４２、レーザー５のレーザー光量を調整するレーザー
光量調整回路４３、定着装置１０の定着温度を制御する
定着温度制御回路４４等を含む。

【００３２】上述のように、ＣＰＵ２５は検出信号Ｔ_D
に応じてγ変換部３４におけるγ変換特性を制御する。

【００３３】γ変換部３４は図４に示す構成となってお
り、ＣＰＵ２５からの選択信号により、γ₁ 〜γ₄ のう
ちの１つの特性が選択されるテーブル変換回路である。
このテーブル変換回路は例えばＲＯＭにγ₁ 〜γ₄ の入
出力特性を持たせることによって実現することができ
る。また、ＲＡＭによって構成する場合には、ＣＰＵ２
５により、選択すべき特性のテーブルデータを１組のＲ
ＡＭにセットすることにより膜厚に応じてγ変換テーブ
ルを作成してもよい。

【００３４】以上の構成により得られる原稿濃度に対す
る出力濃度の関係を感光体膜厚３０μｍ、２０μｍ、１
３μｍそれぞれについて図７に示す。

【００３５】このように本実施例によれば感光体膜厚に
よらず、一定の出力濃度特性が得られる構成となってい
る。

【００３６】本実施例の膜厚検知のタイミングとして
は、例えば画像形成装置の電源のオン／オフに伴う前多
回転時、画像形成前の像担持体前回転時、画像形成後の
像担持体の後回転時が挙げられる。検知手段の検知精度
を向上させるためには検知時間を長くとる必要がある。
また、検知のタイミングはより頻繁に行なえば行なうほ
ど感光体の変化に対する追従性が向上し、更に、長時間
使用した感光体を新品の感光体に交換したときの追従性
も向上する。

【００３７】しかしながら、検知精度を向上させるため
に、検知時間をあまりに長くすると、感光体に対する総
通電時間が増大し、感光体の寿命を短くする結果とな
る。更には、画像形成装置のスルートップを低下させる
ことにもなる。また、検知のタイミングも頻繁に行なう
と、感光体の寿命の低下や、スループットの低下を招く
ことになる。

【００３８】そこで本実施例では、感光体の寿命及び画
像形成装置としてのスループットの低下防止と、感光体
の膜厚変化、特に感光体の交換のような急激な変化に対
する追従性の向上を後述するように両立させている。

【００３９】一般に感光体膜厚が１３μｍ程度まで減少
すると、感光体ドラム上にキズなどが発生し始め、出力
画像に欠陥が生じ、感光体ドラム６を新品に交換する必
要が生じる。

【００４０】これに対して、感光体膜厚の検知は、感光
体ドラム６の寿命をある程度延ばすために５００枚から
１０００枚程度の画像形成後の後回転時に行なうことが
考えられる。この後回転時の膜厚検知は、１０秒程度の
十分な時間をかけて精度良く行なう。５００枚から１０
００枚程度の画像形成後の後回転時にγテーブルの変更
を行なった場合、感光体ドラム６を新品に交換するとい
う最悪の場合には、５００枚から１０００枚の間感光体
ドラム６の膜厚が薄い状態に対して最適化されたγテー
ブルを用いて画像形成を行なうことになる。例えば３０
μｍの膜厚の感光体ドラムに対して１３μｍの膜厚用の
γテーブルを用いると、原稿濃度に対する出力画像濃度
のカーブは傾きが急となり、リニアな直線からの開きが
大きくなる。

【００４１】例として、図６に、感光体ドラム６の膜厚
が３０μｍのときに、３０μｍの膜厚用のγテーブルを
用いた場合（適正な処理が行なわれたとき）と、２０μ
ｍの膜厚用のγテーブルを用いた場合（適正でない処理
が行なわれたとき）それぞれの出力濃度特性を示す。

【００４２】次に、本実施例において、ＣＰＵ２５によ
る感光体膜厚の検知及びγテーブルの選択に関する制御
について、図８及び図９に示すフローチャートに従って
説明する。

【００４３】まず、電源オン又は感光体ドラム交換のた
めの前扉の開閉を検知し（ステップ１、以下Ｓ１のよう
に示す）、検知された場合には、コピースイッチオンに
基づき（Ｓ２）、画像形成前の前回転時に負荷電流を検
知して感光体膜厚の検知を行なう（Ｓ３）。この前回転
時の膜厚検知は短い時間（１〜２秒）で行なうので、ド
ラム寿命にはあまり影響を与えないが、精度が低い。こ
のとき得られた検知信号ＤＴ２と予め記憶させておいた
前回のγテーブルの切替えを行なったときの検知信号Ｄ
ＴＭとの差分の絶対値（｜ＤＴ２−ＤＴＭ｜）を計算す
る（Ｓ４）。

【００４４】その値が所定のしきい値ｄＤＴ２（５μｍ
〜１０μｍ程度）より小さいとき（｜ＤＴ２−ＤＴＭ｜
≦ｄＤＴ２）には、検知タイミング決定用コピー枚数Ｔ
ＤＮをカウントし、ＴＤＮが５００枚以上か否かを計算
する（Ｓ５）。ＴＤＮが５００枚未満のときにはコピー
枚数をカウントしＴＤＮに積算する（Ｓ６）。ＴＤＮが
５００枚以上のときには、コピージョブを開始し（Ｓ
７）、画像形成後の後回転時に負荷電流を検知して感光
体膜厚を検知する（Ｓ８）。

【００４５】次いで、検知タイミング決定用コピー枚数
ＴＤＮのカウントを零に戻す（Ｓ９）。

【００４６】そして、後回転時に検知した負荷電流値Ｄ
Ｔ１とγテーブル切り替え用しきい値Ａ（：２０μｍ）
とを比較し（Ｓ１０）、ＤＴ１＜Ａのときには、γテー
ブル（１）（：３０μｍ用γテーブル）に切り替え（Ｓ
１１）、ＤＴ１を負荷電流値保持用メモリに記憶する
（Ｓ１２）。ステップ１０にてＤＴ１＜Ａでないときに
は、Ａ≦ＤＴ１＜Ｂ（γテーブル切り替え用しきい値：
１６μｍ）かどうかを判断し（Ｓ１３）、そうであると
きには、γテーブル（２）（：２０μｍ用γテーブル）
に切り替え（Ｓ１４）、ＤＴ１を負荷電流値保持用メモ
リに記憶する（Ｓ１５）。

【００４７】ステップ１３にて、Ａ≦ＤＴ１＜Ｂでない
ときには、Ｂ≦ＤＴ１＜Ｃ（γテーブル切り替え用しき
い値：１３μｍ）かどうかを判断し（Ｓ１６）、そうで
あるときには、γテーブル（３）（：１６μｍ用γテー
ブル）に切り替え（Ｓ１７）、ＤＴ１を負荷電流値保持
用メモリに記憶する（Ｓ１８）。

【００４８】ステップ１６にて、Ｂ≦ＤＴ１＜Ｃでない
ときには、ＤＴ１≧Ｃかどうかを判断し（Ｓ１９）、そ
うであるときには、γテーブル（４）（：１３μｍ用γ
テーブル）に切り替え（Ｓ２０）、ＤＴ１を負荷電流値
保持用メモリに記憶する（Ｓ２１）。

【００４９】ステップ１９にて、ＤＴ１≧Ｃでないとき
には、スタートに戻り制御を再開する。

【００５０】一方、ステップ４において、｜ＤＴ２−Ｄ
ＴＭ｜＞ｄＤＴ２（５μｍ〜１０μｍ程度）のときに
は、感光体ドラム６が交換されたと判断し、感光体ドラ
ム６の交換時のシーケンスに入る。即ち、前多回転検知
モードに移行する（Ｓ３０）このときには、画像形成装置は、１０秒程度のタイムラ
グが生じるので、前多回転検知モード（Ｓ３０）に移行
した後、先ず、”ドラムカートリッジの初期設定をして
います”の表示をするのが好ましい（Ｓ３１）。次い
で、前多回転時負荷電流検知を行なう（Ｓ３２）。

【００５１】そして、前多回転時に検知した負荷電流値
ＤＴ３とγテーブル切り替え用しきい値Ａ（：２０μ
ｍ）とを比較し（Ｓ３３）、ＤＴ３＜Ａのときには、γ
テーブル（１）（：３０μｍ用γテーブル）に切り替え
（Ｓ３４）、ＤＴ３を負荷電流値保持用メモリに記憶す
る（Ｓ３５）。ステップ３３にてＤＴ３＜Ａでないとき
には、Ａ≦ＤＴ３＜Ｂ（γテーブル切り替え用しきい
値：１６μｍ）かどうかを判断し（Ｓ３６）、そうであ
るときには、γテーブル（２）（：２０μｍ用γテーブ
ル）に切り替え（Ｓ３７）、ＤＴ３を負荷電流値保持用
メモリに記憶する（Ｓ３８）。

【００５２】ステップ３６にて、Ａ≦ＤＴ３＜Ｂでない
ときには、Ｂ≦ＤＴ３＜Ｃ（γテーブル切り替え用しき
い値：１３μｍ）かどうかを判断し（Ｓ３９）、そうで
あるときには、γテーブル（３）（：１６μｍ用γテー
ブル）に切り替え（Ｓ４０）、ＤＴ３を負荷電流値保持
用メモリに記憶する（Ｓ４１）。

【００５３】ステップ３９にて、Ｂ≦ＤＴ３＜Ｃでない
ときには、ＤＴ３≧Ｃかどうかを判断し（Ｓ４２）、そ
うであるときには、γテーブル（４）（：１３μｍ用γ
テーブル）に切り替え（Ｓ４３）、ＤＴ３を負荷電流値
保持用メモリに記憶する（Ｓ４４）。

【００５４】ステップ４２にて、ＤＴ３≧Ｃでないとき
には、”ドラムカートリッジの初期設定をしています”
の表示を解除し、制御を終了する。

【００５５】以上のように、本実施例によれば、上記の
如きシーケンスを行なうことにより、精度の高い検知で
適正なγテーブルをよる画像形成を行なうことができ
る。又、感光体の寿命及び画像形成装置としてのスルー
プットの低下防止と、感光体の膜厚変化、特に感光体の
交換のような急激な変化に対する追従性の向上を両立で
きる。

【００５６】実施例２実施例１においては、濃度変換テーブルによる非線形変
換を行なったが、実施例２においては、その代わりに、
次に示すような濃度信号の一次変換を行なう。Ｄ_OUT ＝Ａ×（Ｄ_in＋Ｂ）Ｄ_out ＝１次変換後濃度信号Ｄ_in ＝１次変換前濃度信号Ａ、Ｂ＝係数感光体ドラムの感光体膜厚に対する出力濃度特性の変化
を示す図１０のグラフにより理解されるように、本実施
例の場合も、ほぼ一定の出力濃度特性が得られる構成と
なっている。

【００５７】このときも、前出の図８及び図９に示すよ
うなシーケンスを用いることにより、適正でない処理に
よる画像形成を行なう可能性を排除でき、従って、常時
適正な処理による画像形成を行なうことができ、又、実
施例１と同様に、感光体の寿命及び画像形成装置として
のスループットの低下防止と、感光体の膜厚変化、特に
感光体の交換のような急激な変化に対する追従性の向上
を両立できる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、画像形成前の前回転時の検知信号を、像担持
体が交換されたかどうかの判断にのみ使用することによ
り、適正でない処理による画像形成を行なう可能性を排
除でき、従って、常時適正な処理による画像形成を行な
うことができ、又、像担持体の寿命及び画像形成装置と
してのスループットの低下防止と、像担持体の膜厚変
化、特に像担持体の交換のような急激な変化に対する追
従性の向上を両立できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置の感光体膜厚検出部を示す
構成図である。

【図３】主に画像信号処理回路を示すブロック図であ
る。

【図４】図１の画像形成装置のγ変換部を示す説明図で
ある。

【図５】γ変換特性を示す説明図である。

【図６】本発明によらないときと実施例１によるときの
出力濃度特性を示したグラフである。

【図７】実施例１によるときの感光体ドラムの感光体膜
厚に対する出力濃度特性の変化を示したグラフである。

【図８】実施例１の処理手段を示すフローチャートであ
る。

【図９】図８のフローチャートの続きを示すフローチャ
ートである。

【図１０】実施例２によるときの感光体ドラムの感光体
膜厚に対する出力濃度特性の変化を示したグラフであ
る。

【符号の説明】

４画像信号処理回路６感光体ドラム（像担持体）３４ γ変換部４０プリンタ制御部Ｐ転写紙（媒体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒体上に形成されるべき画像を担持する
像担持体と、前記画像を表す画像信号を発生する信号発
生手段と、前記像担持体の膜厚に応じた値を検知する手
段と、前記膜厚に応じた値に基づき、前記画像信号を変
換する変換手段とを有する画像形成装置において、画像形成前の前回転時の検知信号を、前記像担持体が交
換されたかどうかの判断にのみ使用することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記変換手段は、γテーブルの切り替え
によるものであることを特徴とする請求項１の画像形成
装置。
【請求項３】前記変換手段は、１次変換を行なうこと
を特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体は、感光体であることを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記検知手段は、前記像担持体に電圧を
印加したときに流れる電流を測定することによって、前
記像担持体の膜厚に応じた値を検出することを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。