(57)【要約】【課題】  画像形成装置において、経時変化や環境変化等により、電位センサー８の音叉型振動子８ｅの振動振幅が劣化した場合でも、電位測定の応答時間を一定に保つ。【解決手段】  感光ドラム１と電位センサー８との間に所定の電位差を設け、その状態で電位センサー８からの交流検出信号を測定し、その測定して結果に基づき交流検出信号を増幅するゲインを補正する。【選択図】  図１
2010078569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電位測定対象の表面電位を測定する為の電位センサーと、電位センサーを制御する為の制御部とで構成された電位測定装置であって、
前記制御部は開ループと閉ループが切換可能であると共に、前記電位センサーからの検出信号を増幅する増幅部においてゲイン調整手段を有し、
前記電位測定対象と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させると共に、前記制御回路を開ループにした状態での前記検出信号の検出結果を元に前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする電位測定装置。
【請求項２】
前記電位測定対象に所定のバイアスを印可する為のバイアス印加手段を有し、
前記バイアス印加手段により、前記電位測定対象に所定のバイアスを印加する事で、前記電位測定対象と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項１に記載の電位測定装置。
【請求項３】
前記電位測定対象を前記制御部の基準電位に接続する接続切り替え手段と、前記電位センサーに所定のバイアスを印加する為のバイアス印加手段とを有し、
前記接続切り替え手段により前記電位測定対象を前記制御部の基準電位に接続すると共に、前記バイアス印加手段により前記電位センサーに所定のバイアスを印可する事で、前記電位測定対象と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項１に記載の電位測定装置。
【請求項４】
前記検出信号の振幅を検出し、検出した振幅値が予め決められた所定値となる様に、ゲインを調整する事を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項５】
前記所定のバイアスを印加した後、前記測定対象の電位を前記表面電位測定手段により測定し、その電位測定結果と、前記検出信号の検出結果とを元に前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項２に記載の電位測定装置。
【請求項６】
電位測定装置の稼働時間をカウントするタイマーを有し、所定時間稼働する毎に前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項７】
装置内の環境を検知するセンサを有し、装置内の温度、もしくは湿度が所定値以上変動した場合に
前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項８】
前記閉ループは、前記電位センサーの電位を前記測定対象の電位と同電位にする様な制御であり、前記開ループは、前記電位センサーの電位を前記測定対象の電位と同電位にする様な制御を行わない制御である事を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項９】
感光体の表面電位を測定する為の電位センサーと、電位センサを制御する為の制御部とで構成された表面電位測定手段を有する画像形成装置であって、
前記制御回路は開ループと閉ループが切換可能であると共に、電位センサーからの検出信号を増幅する増幅部においてゲイン調整手段を有し、
前記電位測定対象と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させると共に、前記制御回路を開ループにした状態での前記検出信号の検出結果を元に前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
コントロール電圧に基づき前記感光体を所定の電位に帯電させる為の帯電手段を有し、
前記帯電手段により、前記感光体の表面を所定の電位に帯電させる事で、前記感光体と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記感光体を除電する為の除電手段と、前記電位センサーに所定のバイアスを印加する為のバイアス印加手段とを有し、
前記除電手段により前記感光体を除電すると共に、前記バイアス印加手段により前記電位センサーに所定のバイアスを印可する事で、前記感光体と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検出信号の振幅を検出し、検出した振幅値が予め決められた所定値となる様に、ゲインを調整する事を特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項１３】
前記感光体の表面を所定の電位に帯電させた後、前記感光体の表面電位を前記表面電位測定手段により測定し、その電位測定結果と、前記検出信号の検出結果とを元に前記増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
表面電位測定手段の稼動時間をカウントするタイマーを有し、所定時間稼働する毎に前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
画像形成枚数をカウントするカウンターを有し、所定枚数の画像形成動作毎に前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする請求項８から請求項１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
装置内の環境を検知するセンサを有し、装置内の温度、もしくは湿度が所定値以上変動した場合に
前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする請求項８から請求項１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記閉ループは、前記電位センサーの電位を前記測定対象の電位と同電位にする様な制御であり、前記開ループは、前記電位センサーの電位を前記測定対象の電位と同電位にする様な制御を行わない制御である事を特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電位測定装置、さらには、特に像担持体の表面電位を検出する表面電位検知手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１に従来の電位センサー及びその制御部の概略構成図を示す。
【０００３】
図１１において、符号8が電位センサーで8あり、符号107が電位センサー制御部である。
【０００４】
電位センサー8は、音叉型振動子8e、音叉型振動子8eの両アームに配設された圧電素子8a、8b（図１１の場合、圧電素子8bが音叉型振動子8eを振動させる為の駆動用圧電素子8bであり、圧電素子8aが音叉型振動子8eの振動を検出する為の検出用圧電素子8aである）、測定電極8f、検出回路8gで構成されている。
【０００５】
一方、電位センサー制御部107は、制御部107a、高圧電源107b、検出出力信号生成部107c、駆動回路107d、増幅回路107eで構成されている。なお、図１１中、1は感光ドラム1である。
【０００６】
図１１の動作について説明する。
【０００７】
外部より入力されるリモート信号がＯＮの状態になると、電位センサー8及び電位センサー制御部107の動作が開始される。まず、駆動回路107dが圧電素子8bに駆動信号を入力する。すると、音叉型振動子8eが振動を開始し、その先端部が左右それぞれ、8c、8dの矢印方向に振動する。音叉型振動子8eが振動を開始すると、圧電素子8aは、その振動を電気信号に変換し振動検出信号として出力する。駆動回路107dは駆動信号と振動検出信号の位相差が所定の値になる様に駆動信号の周波数を制御する。これにより音叉型振動子8eは共振状態で振動を継続する。一方、音叉型振動子8eが振動する事で、測定電極8fと感光ドラム1間の静電容量が周期的に変化し、これにより測定電極8fの電荷量が変化し、この電荷量の変化を検出回路8gで電圧に変換する事で、感光ドラム1と測定電極8f間の電位差に比例した交流電圧信号を得る事が出来る。
【０００８】
なお、電位センサー8を構成する各部は後述する高圧電源107bの出力（図１１中Ｈ点）を基準電位として動作している。
【０００９】
そして、制御部107aにおいては、検出回路8gからの出力である交流検出信号を増幅回路107eで増幅して制御部107aへ入力し、制御部107aにおいては、この増幅された交流検出信号の振幅がゼロとなる様に、高圧電源107bの出力を制御している。
【００１０】
ここで、交流検出信号の振幅がゼロと言う状態は、音叉型振動子8eが振動し、測定電極8fと感光ドラム1間の静電容量が周期的に変化しているにもかかわらず、測定電極8fの電荷量が変化しない状態であり、この状態は、感光ドラム1の表面電位と測定電極8fの電位、つまり感光ドラム1の表面電位と高圧発生部107bの出力が同電位である事を意味している。これにより、感光ドラム1の表面電位を得る事が出来る。（ゼロメソッド）
電位センサー制御部107は、この時の高圧発生部107bの出力を検出出力信号生成部107cで、例えば図１２に示す様な関係で変換し出力している。
【００１１】
図１２の場合、図１１中のＨ点の電位（感光ドラム１を測定した結果）が、+50Vの時に検出出力信号生成部107cの出力が0Vであり、Ｈ点の電位が、-900Vの時に検出出力信号生成部107cの出力が3.3Vになる様な、測定結果と検出出力信号生成部107cの出力とがリニアな関係になっている。
【００１２】
ここで、図１１中、電位センサー8の測定対象である、感光ドラム1の表面電位変動と、図１１中、Ｂ点、Ｃ点各部の波形との関係を図１３に示す。
【００１３】
図１３における、波形13-1が測定対象である感光ドラム１の表面電位の変動例であり、ここでは、-100Vから-600Vに変動した場合の例である。この感光ドラムの表面電位変動に応じて、電位センサー制御部107の出力は、波形13-2  Ｃ点波形の様にある応答時間をもって変化する。
【００１４】
その際、電位センサー制御部107のＢ点においては、波形13-3に示す様、高圧電源107bの出力であるＨ点の電位（電位センサーの基準電位）と感光ドラム１の表面電位との電位差に応じた交流検出信号が生成されている。なおこのＢ点における交流検出信号の周波数は音叉型振動子8eの振動周波数であり、交流検出信号の振幅には音叉型振動子8eの振動振幅の大きさが関係している。
【００１５】
図１３において、感光ドラム１の表面電位が変動し、Ｂ点における交流検出信号の振幅がゼロになるまでの時間が電位センサー8としての応答時間であり、電位センサー8が初期の状態での応答時間は図１３中、初期応答時間t1となる。
【００１６】
この応答時間には、交流検出信号の振幅が大きく関係しており、電位センサー8が劣化し、その振動振幅が低下すると、波形13-3初期値でV1だった交流検出信号の振幅が、波形13-4劣化後のV2の様に低下し、結果として電位センサー8の応答時間が、t1からt2へと遅くなってしまう。
【００１７】
この応答時間の変化に対し、従来は、電位センサーの寿命と判断し、音、光によって交換を促したり、また、実際に電位測定をする際の測定時間を延長し応答時間が遅くなっても正確な電位が測定可能な対応をしたりしている。
【特許文献１】特開平５−２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、近年、画像形成装置の高速化や高画質化、さらには画像形成動作中の記録紙と記録紙の間で電位測定を行ったりと、電位センサーにも高速応答性、応答時間安定性が要求されている。
【００１９】
しかし、従来の様な電位測定装置の様に、音叉型振動子8eの劣化状況に合わせ電位測定時間を延長したりすると、その分、画像形成動作の時間が減る事になり、画像形成装置としての生産性が低下すると言う問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記問題を解決する為に、本発明においては、以下の構成を有する事を特徴とする電位測定装置、及び画像形成装置であり、音叉型振動子8eの劣化を検出し、劣化具合に合わせて後段回路のゲインを調整する事で、音叉型振動子8eの劣化が発生しても応答時間を一定に保つ事が可能となる。
【００２１】
請求項１に記載の発明は、
電位測定対象の表面電位を測定する為の電位センサーと、電位センサを制御する為の制御部とで構成された電位測定装置であって、
制御部は開ループと閉ループが切換可能であると共に、電位センサーからの検出信号を増幅する増幅部においてゲイン調整手段を有し、
電位測定対象と電位センサー間に所定の電位差を発生させると共に、制御回路を開ループにした状態での検出信号の検出結果を元に増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする電位測定装置である。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
電位測定対象に所定のバイアスを印可する為のバイアス印加手段を有し、
バイアス印加手段により、電位測定対象に所定のバイアスを印加する事で、電位測定対象と電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする電位測定装置である。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
電位測定対象を制御部の基準電位に接続する接続切り替え手段と、電位センサーに所定のバイアスを印加する為のバイアス印加手段とを有し、
接続切り替え手段により電位測定対象を制御部の基準電位に接続すると共に、バイアス印加手段により電位センサーに所定のバイアスを印可する事で、電位測定対象と前記電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする電位測定装置である。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、
検出信号の振幅を検出し、検出した振幅値が予め決められた所定値となる様に、ゲインを調整する
事を特徴とする電位測定装置である。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項２に記載の発明において、
所定のバイアスを印加した後、測定対象の電位を表面電位測定手段により測定し、その電位測定結果と、検出信号の検出結果とを元に前記増幅部でのゲインを調整する
事を特徴とする電位測定装置である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、
電位測定装置の稼働時間をカウントするタイマーを有し、
所定時間稼働する毎にゲイン調整を実施する
事を特徴とする電位測定装置である。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明において、
装置内の環境を検知するセンサを有し、装置内の温度、もしくは湿度が所定値以上変動した場合にゲイン調整を実施する
事を特徴とする電位測定装置である。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明において、
閉ループは、電位センサーの電位を測定対象の電位と同電位にする様な制御であり、開ループは、電位センサーの電位を測定対象の電位と同電位にする様な制御を行わない制御である事を特徴とする電位測定装置である。
【００２９】
請求項９の発明は、
感光体の表面電位を測定する為の電位センサーと、電位センサを制御する為の制御部とで構成された表面電位測定手段を有する画像形成装置であって、
制御回路は開ループと閉ループが切換可能であると共に、電位センサーからの検出信号を増幅する増幅部においてゲイン調整手段を有し、
電位測定対象と電位センサー間に所定の電位差を発生させると共に、制御回路を開ループにした状態での検出信号の検出結果を元に増幅部でのゲインを調整する事を特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項８に記載の発明において、
コントロール電圧に基づき感光体を所定の電位に帯電させる為の帯電手段を有し、
帯電手段により、感光体の表面を所定の電位に帯電させる事で、感光体と電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、
増幅部でのゲインを調整する
事を特徴とする画像形成装置である。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項８に記載の発明において、
感光体を除電する為の除電手段と、電位センサーに所定のバイアスを印加する為のバイアス印加手段とを有し、
除電手段により感光体を除電すると共に、バイアス印加手段により電位センサーに所定のバイアスを印可する事で、感光体と電位センサー間に所定の電位差を発生させた状態で、増幅部でのゲインを調整する
事を特徴とする画像形成装置である。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項８から請求項１０のいずれかに記載の発明において、
検出信号の振幅を検出し、検出した振幅値が予め決められた所定値となる様に、ゲインを調整する
事を特徴とする電位測定装置である。
【００３３】
請求項１３の発明は、請求項９に記載の発明において、
感光体の表面を所定の電位に帯電させた後、感光体の表面電位を表面電位測定手段により測定し、その電位測定結果と、検出信号の検出結果とを元に増幅部でのゲインを調整する
事を特徴とする画像形成装置である。請求項１４の発明は、請求項８から１２の発明において、
表面電位測定手段の稼動時間をカウントするタイマーを有し、
所定時間稼働する毎にゲイン調整を実施する
事を特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
請求項１４の発明は、請求項８から請求項１２のいずれかに記載の発明において、
表面電位測定手段の稼動時間をカウントするタイマーを有し、所定時間稼働する毎に前記ゲイン調整を実施する事を特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
請求項１５の発明は、請求項８から請求項１３のいずれかに記載の発明において、
画像形成枚数をカウントするカウンターを有し、
所定枚数の画像形成動作毎にゲイン調整を実施する
事を特徴とする画像形成装置である。
【００３６】
請求項１６の発明は、請求項８から請求項１４のいずれかに記載の発明において、
装置内の環境を検知するセンサを有し、装置内の温度、もしくは湿度が所定値以上変動した場合にゲイン調整を実施する
事を特徴とする画像形成装置である。
【００３７】
請求項１７の発明は、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の発明において、
閉ループは、電位センサーの電位を測定対象の電位と同電位にする様な制御であり、開ループは、電位センサーの電位を測定対象の電位と同電位にする様な制御を行わない制御である事を特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、電位センサーに応答時間に関係する劣化が発生した場合に、制御系において劣化の具合を検出し、その結果に応じて回路のゲインを調整する事で、電位測定系において初期の応答特性を維持する事が可能となり、電位センサーの劣化による応答時間の遅延が防止できる。
【００３９】
また、電位センサーのリモートＯＮ時間を積算し所定値に達した場合や、画像形成枚数をカウントし、所定枚数に達した場合や、環境センサにより機器内の温度、湿度をモニタし、環境条件が所定値以上変動した場合等、電位センサーの劣化に影響を及ぼすパラメータを元に、調整のタイミングを決定する事で、過度の調整を防止しつつ電位センサーの劣化による応答時間の遅延を防止する事が出来る。
【００４０】
さらに、感光体を除電し、電位センサ側にバイアスを印可してゲイン調整を行う事で、帯電器がコロナ放電タイプの画像形成装置においても、ゲイン補正を実施し応答時間を一定に保つ事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００４２】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００４３】
本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態について図１〜図６、図１０を参照して説明する。
【００４４】
図１〜図６、図１０に於いて前述の従来例の図１１〜図１３と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００４５】
本発明の第１の実施例である画像形成装置としては、図１０に示すような概略構成図のものがある。本例装置は電子写真プロセスの画像形成装置である。
【００４６】
同図において、1a〜1dは感光体、2a〜2dは1次帯電部、3a〜3dは露光部、4a〜4dは現像部、53a〜53dは１次転写部、6a〜6dはクリーナー、51は中間転写ベルト、55は中間転写ベルトクリーナー、56、57は2次転写部である。1次帯電部によって感光体が一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光部によってなされることにより、感光体上に静電潜像が形成される。その後、現像部によってトナー像が現像され、4個の感光体上のトナー像は転写部によって中間転写ベルトに多重転写され、更に２次転写部によって記録材Ｐに転写される。感光体上に残った転写残トナーはクリーナーによって、中間転写ベルトに残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー55によって回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は定着部7によって定着されることにより、カラー画像を得る。
【００４７】
図１に本発明の第１の実施例である画像形成装置感光ドラム周辺部の構成例を示す。（説明に不要な箇所は省略してある）
図１において1が感光ドラム1である。感光ドラム1の周囲には、帯電ローラ2、露光装置3、電位センサー8、現像器4、除電装置112などが配置されている。
【００４８】
帯電ローラ2には帯電高圧回路109により生成された帯電高圧出力（交流電圧＋直流電圧）が供給されて、感光ドラム1の表面を所定の電位で一様に帯電する。
【００４９】
なお、帯電高圧回路109はコントローラ111からのコントロール値に基づき所定の帯電高圧出力（交流電圧＋直流電圧）を出力している。
【００５０】
ここで、図２に帯電直流出力のコントロール値と帯電直流出力との関係の一例を示す。図２の場合は、コントロール値が2Vから10Vの間で帯電直流出力が0Vから-1000Vまで変化する様な特性を有しており、例えば帯電直流出力に-500Vが必要な場合は、コントローラ111からコントロール値6Vが出力され、帯電高圧回路109に入力される。
【００５１】
図１に戻って、露光装置3はレーザースキャナーおよび光学系で構成されており、図示しない画像信号に基づき、感光ドラム表面に静電潜像を形成する。
【００５２】
電位センサー8は感光ドラムの表面電位を検知する為のセンサーであり、電位センサー制御部107により制御され、電位センサー制御部107は検知結果をコントローラ111へ出力する。電位センサー制御部107とコントローラ111との間の通信には、電位測定の検知結果である検出値以外に、電位測定を開始するためのリモート信号と、後述のゲイン調整時に使用するゲイン調整モード信号がある。
【００５３】
現像器4は現像高圧回路108により生成された現像高圧出力（交流電圧＋直流電圧）が供給されることで、感光ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させ可視像とする。
【００５４】
なお、現像高圧回路108はコントローラ111からのコントロール値に基づき所定の現像高圧出力（交流電圧＋直流電圧）を出力している。
【００５５】
除電装置112は帯電ローラ2の感光ドラム1回転方向上流側に配置されており、感光ドラム1に残留している電荷を除電している。
【００５６】
次に、図３に電位センサー8と電位センサー制御部107の概略構成図を示す。
【００５７】
図３において、符号8が電位センサーで8あり、符号107が電位センサー制御部である。
【００５８】
電位センサー8は、音叉型振動子8e、音叉型振動子8eの両アームに配設された圧電素子8a、8b（図３の場合、圧電素子8bが音叉型振動子8eを振動させる為の駆動用圧電素子8bであり、圧電素子8aが音叉型振動子8eの振動を検出する為の検出用圧電素子8aである）、測定電極8f、検出回路8gで構成されている。
【００５９】
一方、電位センサー制御部107は、制御部107a、高圧電源107b、検出出力信号生成部107c、駆動回路107d、増幅回路107e、開ループ切り替え部107fで構成されている。なお、図３中、1は感光ドラム1である。
【００６０】
図３の動作について説明する。
【００６１】
図１のコントローラ111より入力されるリモート信号がＯＮの状態になると、電位センサー8及び電位センサー制御部107の動作が開始される。まず、駆動回路107dが圧電素子8bに駆動信号を入力する。すると、音叉型振動子8eが振動を開始し、その先端部が左右それぞれ、8c、8dの矢印方向に振動する。音叉型振動子8eが振動を開始すると、圧電素子8aは、その振動を電気信号に変換し振動検出信号として出力する。駆動回路107dは駆動信号と振動検出信号の位相差が所定の値になる様に駆動信号の周波数を制御する。これにより音叉型振動子8eは共振状態で振動を継続する。一方、音叉型振動子8eが振動する事で、測定電極8fと感光ドラム1間の静電容量が周期的に変化し、これにより測定電極8fの電荷量が変化し、この電荷量の変化を検出回路8gで電圧に変換する事で、感光ドラム1と測定電極8f間の電位差に比例した交流電圧信号を得る事が出来る。
【００６２】
なお、電位センサー8を構成する各部は後述する高圧電源107bの出力（図３中Ｈ点）を基準電位として動作している。
【００６３】
そして、制御部107aにおいては、検出回路8gからの出力である交流検出信号を増幅回路107eで増幅し、制御部107aへ入力し、制御部107aにおいては、この増幅された交流検出信号の振幅がゼロとなる様に、高圧電源107bの出力を制御している。ここで、交流検出信号の振幅がゼロと言う状態は、音叉型振動子8eが振動し、測定電極8fと感光ドラム1間の静電容量が周期的に変化しているにもかかわらず、測定電極8fの電荷量が変化しない状態であり、この状態は、感光ドラム1の表面電位と測定電極8fの電位、つまり感光ドラム1の表面電位と高圧発生部107bの出力が同電位である事を意味している。これにより、感光ドラム1の表面電位を得る事が出来る。（ゼロメソッド）
電位センサー制御部107は、この時の高圧発生部107bの出力を検出出力信号生成部107cで、例えば図１２に示す様な関係で変換し出力している。
【００６４】
次に、図１のコントローラ111よりゲイン調整モード信号が入力された際の動作について図３と図４のフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
電位センサー8の音叉型振動子8eの両アームには、圧電素子8a、8bが接着されているが、この接着の状況が音叉型振動子8eの振動振幅に大きく関係している。つまり、環境変化や、経時変化等により接着状況が変化すると振動振幅が低下してしまい、その結果、電位センサー8と電位センサー制御部107としての電位測定時間が長くなってしまう。
【００６６】
そこで、音叉型振動子8eの振動振幅が低下した場合に、増幅回路107eにてゲインの調整を行い、電位センサー8の初期状態と劣化後において、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差がある状態の元で、図３中Ａ点での振幅が低下してもＢ点での振幅は一定になる様なゲインの補正を行う。
【００６７】
まず、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断した場合、ゲイン調整モードをＯＮにする。（図４  Ｓ４０１）
なお、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断するのは、様々な場合が想定されており、例えば、電位センサーのリモートＯＮ時間を積算し所定値に達した場合や、画像形成枚数をカウントし、所定枚数に達した場合や、また図示していないが、環境センサにより機器内の温度、湿度をモニタし、環境条件が所定値以上変動した場合など様々な場合が想定される。
【００６８】
ゲイン調整モードがＯＮになると、コントローラ111からの信号により感光ドラム１を回転させると共に帯電高圧109は所定の高圧出力（例えば、-500V）を出力する。同時に、電位センサー制御部においては、制御部107aからの信号により開ループ切り替え部107fにて制御系を開ループに切り替える。（Ｓ４０２）
つまり、電位センサー8と感光ドラム１との間に所定の電位差を有した状態で制御系を開ループにする。
【００６９】
次に、この状態で、増幅回路部107eにて、検出回路8gから出力される交流検出信号の振幅を測定する。この時、電位センサー8と感光ドラム１との間には、500Vの電位差があり、その時の音叉型振動子8eの振動振幅での交流信号振幅を測定する。（Ｓ４０３）
（ここで、測定した結果が所定値以下の場合、電位センサー８の故障と判断し、ゲイン調整モードを終了させると共に、図示しない操作部等に電位センサー８の交換を促す表示をしても良い。）
そして、測定された交流検出信号の振幅と基準値とを比較する。（Ｓ４０４）
増幅回路部107eの出力での振幅が所定値になる様に、比較した結果に基づき、増幅回路部107eでの補正ゲインを決定し、ゲインを補正する。（Ｓ４０５）
ゲイン補正が完了すると、ゲイン調整モードをＯＦＦにして、帯電高圧出力を停止すると共に感光ドラム１の回転を停止させ、さらに制御系を閉ループに切り替える。（Ｓ４０６）
そして、調整モードは終了となる。
【００７０】
図５は、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差がある状態で、かつ電位センサー制御部107が開ループ時における、電位センサー8の初期状態と劣化後増幅回路107eにてゲイン補正を行った状態での図３中、Ａ点とＢ点の波形を示している。
【００７１】
図５中、5-1が初期状態でのＡ点の波形、5-2が初期状態でのＢ点の波形、同様に、5-3が劣化後でのＡ点の波形、5-4が劣化後ゲイン補正をした状態でのＢ点の波形である。
【００７２】
上述したゲイン補正モードを実行する事で、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差がある状態の元で、図５に示す様に、電位センサー8の振動振幅が劣化した場合、図３中Ａ点の波形振幅が低下したとしても、増幅回路107eでのゲインを調整する事で、図３中Ｂ点の波形に関しては初期状態を維持する事ができる。
【００７３】
図６は、電位センサー8の初期状態と劣化後ゲイン補正を行った状態での応答特性の比較を示している。ここで、図６中、
6-1が、電位センサー8の測定対象である、感光ドラム1の表面電位変動を示しており、ここでは、-100Vから-600Vに変動した場合の例である。
【００７４】
6-2は、電位センサー8の初期状態と劣化後での図３中Ｃ点の波形（電位センサー8応答時間）の比較である。
【００７５】
6-3は、初期状態での図３中Ｂ点の波形、6-4は、劣化後での図３中Ｂ点の波形を示している。
【００７６】
感光ドラム1の表面電位が変化した場合、先述したゲイン補正を行った結果により、電位センサー8の初期状態でも劣化後でも、感光ドラム１の表面電位変動が、Ｂ点においては同様の感度で回路が動作可能となり、その結果、6-2に示す様に、初期時も劣化後も同様な応答特性を得る事ができる。（初期状態の応答時間t1＝劣化後の応答時間t2）
そして、初期時も劣化後も電位測定の応答の様子が同じという事は、電位センサー8の基準電位の変動の様子が同じという事であり、6-3、6-4に示したＢ点の波形（増幅後の検出波形）も同様な波形となる。
【００７７】
上述したゲイン補正動作の完了後の電位測定においては、増幅回路107eにて補正されたゲインにて信号増幅が行われる為、所定のタイミングで定期的に上記ゲイン補正を行う事で、電位測定の応答時間の変動を常に一定範囲内に抑える事が可能となる。
【００７８】
以上、説明した様に、電位センサー8の音叉型振動子8eの振動振幅の劣化状況にあわせ、制御部における検出信号のゲインを補正する事で、劣化が発生した場合においても常に一定の電位測定応答時間を維持する事が可能となる。
【実施例２】
【００７９】
本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態について図７を参照して説明する。
【００８０】
図７に於いて前述の従来例の図１１〜図１３及び第一の実施形態の図１〜図６、図１０と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００８１】
第二の実施形態において、第一の実施形態と異なるのは、より精度の良いゲイン調整を行う為に、ゲイン調整の前に、所定の帯電高圧を出力した際に、感光ドラム１の表面電位を測定し、その表面電位の測定結果と信号振幅とでゲインの補正を行う点である。
【００８２】
第二の実施形態におけるゲイン補正の方法を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００８３】
まず、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断した場合、ゲイン調整モードをＯＮにする。（図７  Ｓ７０１）
なお、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断するのは、様々な場合が想定されており、例えば、電位センサーのリモートＯＮ時間を積算し所定値に達した場合や、画像形成枚数をカウントし、所定枚数に達した場合や、また図示していないが、環境センサにより機器内の温度、湿度をモニタし、環境条件が所定値以上変動した場合など様々な場合が想定される。
【００８４】
ゲイン調整モードがＯＮになると、コントローラ111からの信号により感光ドラム１を回転させると共に帯電高圧109は所定の高圧出力（例えば、-500V）を出力する。（Ｓ７０２）
次に、その時の感光ドラム１の表面電位を電位センサー８にて測定する。なお、ここでの電位測定の際は、通常の電位測定時よりも十分長い測定時間を取り、電位センサー８が劣化していても十分応答する様にしておく。（Ｓ７０３）
測定が完了すると、電位センサー制御部においては、制御系を開ループに切り替える。（Ｓ７０４）
つまり、電位センサー8と感光ドラム１との間に所定の電位差を有した状態で制御系を開ループにする。
【００８５】
次に、この状態で、増幅回路部107eにて、検出回路8gから出力される交流検出信号の振幅を測定する。この時、電位センサー8と感光ドラム１との間には、500Vの電位差があり、その時の音叉型振動子8eの振動振幅での交流信号振幅を測定する。（Ｓ７０５）
（ここで、測定した結果が所定値以下の場合、電位センサー８の故障と判断し、ゲイン調整モードを終了させると共に、図示しない操作部等に電位センサー８の交換を促す表示をしても良い。）
次に、Ｓ７０３で測定した表面電位を元に、Ｓ７０５で測定された交流検出信号の振幅と基準値とを比較する。ここでは、予め用意されている、電位センサー8と感光ドラム１との間の電位差と交流検出信号との基準となる関係を元に、Ｓ７０３で測定した表面電位の場合に、得られるべき交流検出信号振幅に対し、実際にＳ７０５で測定された交流検出信号の割合を算出する。（Ｓ７０６）
次に、増幅回路部107eの出力での振幅が所定値になる様に、Ｓ７０６での比較算出結果に基づき、増幅回路部107eでの補正ゲインを決定し、ゲインを補正する。（Ｓ７０７）
ゲイン補正が完了すると、ゲイン調整モードをＯＦＦにして、帯電高圧出力を停止すると共に感光ドラム１の回転を停止させ、さらに制御系を閉ループに切り替える。（Ｓ７０８）
そして、調整モードは終了となる。
【００８６】
上記補正動作の完了後の電位測定においては、増幅回路107eにて補正されたゲインにて信号増幅が行われる為、所定のタイミングで定期的に上記ゲイン補正を行う事で、電位センサー８の音叉型振動子8eの振動振幅が劣化した場合でも、電位測定の応答時間の変動を常に一定範囲内に抑える事が可能となる。
【００８７】
以上、説明した様に、ゲイン補正に前に、実際の感光ドラム１の表面電位を測定し、その表面電位測定結果と、閉ループ時の交流検出信号の振幅とを元にしてゲイン補正を行う事で、より精度の高い補正が可能となり、より応答時間のバラツキを小さく抑える事が可能となる。
【実施例３】
【００８８】
本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態について図８〜図９を参照して説明する。
【００８９】
図８〜図９に於いて前述の従来例の図１１〜図１３及び第一の実施形態の図１〜図６、図１０、第二の実施形態の図７と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００９０】
第一の実施形態においては、ゲイン調整モード時に、開ループ切り替え部107fにより電位センサー8の基準電位を制御部107の基準電位（グランド）に落とすと共に、感光ドラム１の表面を所定の電位に帯電させる事で、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差を形成しているが、第三の実施形態においては、感光ドラム１の表面を除電し、一方、電位センサー8側に所定のバイアスを印加する事で、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差を形成する。
【００９１】
図８において、第一の実施形態の図３と構成上で異なる点は、開ループ切り替え部107fが存在しない点と、制御部107aから高圧電源107bにモード切り換え信号が出力されると共に、検出出力信号生成部107cの検出出力が制御部107aにも入力されている点である。
【００９２】
図３の様な、開ループ切り替え部107fは存在しないが、制御部107aからのモード切り換え信号により、高圧電源107bが電位センサー8側に所定のバイアスを印加する事で、動作上は開ループに切り替えられた事になる。
【００９３】
ゲイン調整モード信号が入力された際の動作について図８と図９のフローチャートを用いて説明する。
【００９４】
まず、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断した場合、ゲイン調整モードをＯＮにする。（図９  Ｓ９０１）
なお、コントローラ111がゲイン調整が必要と判断するのは、様々な場合が想定されており、例えば、電位センサーのリモートＯＮ時間を積算し所定値に達した場合や、画像形成枚数をカウントし、所定枚数に達した場合や、また図示していないが、環境センサにより機器内の温度、湿度をモニタし、環境条件が所定値以上変動した場合など様々な場合が想定される。
【００９５】
ゲイン調整モードがＯＮになると、コントローラ111からの信号により感光ドラム１を回転させると共に、除電装値により感光ドラム１の表面電位を除電する。
さらに、図８の制御部107aから高圧電源107bにモード切り換え信号が出力される。
【００９６】
高圧電源107bはモード切換え信号が入力されると、所定の高圧出力（例えば、-500V）を出力する様に動作し、高圧電源107bの出力を検出出力信号生成部107cで検出し、制御部107aに帰還する事で、制御部107aと高圧電源107bと検出出力信号生成部107cとにより、高圧電源107bの出力電圧を一定に制御するフィードバック制御が行われる。
【００９７】
そして、ここで発生させた高圧電源107bの出力をバイアスとして、電位センサー8に印可する。つまり、上記動作により、電位センサー8側に所定のバイアスを印加する事で、電位センサー8と感光ドラム1の間に所定の電位差を形成する。（Ｓ９０２）
次に、この状態で、増幅回路部107eにて、検出回路8gから出力される交流検出信号の振幅を測定する。この時、電位センサー8と感光ドラム１との間には、500Vの電位差があり、その時の音叉型振動子8eの振動振幅での交流信号振幅を測定する。（Ｓ９０３）
（ここで、測定した結果が所定値以下の場合、電位センサー８の故障と判断し、ゲイン調整モードを終了させると共に、図示しない操作部等に電位センサー８の交換を促す表示をしても良い。）
そして、測定された交流検出信号の振幅と基準値とを比較する。（Ｓ９０４）
増幅回路部107eの出力での振幅が所定値になる様に、比較した結果に基づき、増幅回路部107eでの補正ゲインを決定し、ゲインを補正する。（Ｓ９０５）
ゲイン補正が完了すると、ゲイン調整モードをＯＦＦにして、制御部107aからのモード切り換え信号を解除して高圧電源107bでの高圧生成を停止すると共に、感光ドラム１の回転を停止させ、さらに除電動作も停止させる。（Ｓ９０６）
そして、調整モードは終了となる。
【００９８】
上記補正動作の完了後の電位測定においては、増幅回路107eにて補正されたゲインにて信号増幅が行われる為、所定のタイミングで定期的に上記ゲイン補正を行う事で、電位センサー８の音叉型振動子8eの振動振幅が劣化した場合でも、電位測定の応答時間の変動を常に一定範囲内に抑える事が可能となる。
【００９９】
帯電手段がコロナ帯電の場合には、環境条件変化などにより感光ドラム１の表面を所定の電位に帯電させる事が困難な為、感光ドラム１側では無く、上述した様に、電位センサー８に印加するバイアスを一定に制御した方が、より精度の高いゲイン補正が可能となり、より応答時間のバラツキを小さく抑える事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る画像形成装置の概要を説明する図
【図２】図１の画像形成装置における、帯電直流出力の特性を示す図
【図３】図１の画像形成装置における電位センサー、電位センサー制御部の概要を説明する図
【図４】図１の画像形成装置における、電位センサー制御部でのゲイン補正のフローチャート
【図５】図３の電位センサー制御部の各部の波形を説明する図
【図６】図１の画像形成装置における電位センサーの応答時間の変化を説明する図
【図７】本発明の第二の実施形態に係る画像形成装置のゲイン補正のフローチャート
【図８】本発明の第三の実施形態に係る画像形成装置の電位センサー、電位センサー制御部の概要を説明する図
【図９】図８の画像形成装置における、電位センサー制御部でのゲイン補正のフローチャート
【図１０】画像形成装置の概略構成図の一例を説明する図
【図１１】従来の画像形成装置の電位センサー、電位センサー制御部の概要を説明する図
【図１２】従来の電位センサー制御部の検出出力信号生成部の特性を示す図
【図１３】従来の画像形成装置における電位センサーの応答時間の変化を説明する図
【符号の説明】
【０１０１】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像器
８  電位センサ
１０７  電位センサ制御部
１０７ａ  制御部
１０７ｂ  高圧電源部
１０７ｃ  分圧出力部
１０７ｄ  駆動回路
１０７ｅ  増幅回路
１０７ｆ  開ループ切り替え部
１０８  現像高圧部
１０９  帯電高圧部
１１１  コントローラ
【図１】
2010078569.tif 000003
【図２】
2010078569.tif 000004
【図３】
2010078569.tif 000005
【図４】
2010078569.tif 000006
【図５】
2010078569.tif 000007
【図６】
2010078569.tif 000008
【図７】
2010078569.tif 000009
【図８】
2010078569.tif 000010
【図９】
2010078569.tif 000011
【図１０】
2010078569.tif 000012
【図１１】
2010078569.tif 000013
【図１２】
2010078569.tif 000014
【図１３】
2010078569.tif 000015