(57)【要約】【課題】  潜像の再現性の高い潜像測定装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体２の母線方向に対向配置された少なくとも１つの検出電極９と、感光体２の回転に伴って検出電極９に誘導される、感光体２上の各測定ポイントでの表面電荷を検出する検出部１４と、各測定ポイントでの表面電荷と、所定の相関係数とから感光体２上の静電潜像を算出する制御部１３とを有する構成としている。本発明は、感光体２上の各測定ポイントでの表面電荷を測定して、測定結果と相関係数との演算によって感光体上の潜像を精度よく再現することができる。【選択図】        図２
2006276055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の周面に対向配置された少なくとも１つの電極と、
前記感光体の回転に伴って前記電極に誘導される、前記感光体上の各測定ポイントでの表面電荷を検出する検出部と、
前記検出部が前記感光体の回転方向に沿って隣接する各測定ポイントで検出した表面電荷の時系列信号と、所定の相関係数とから前記感光体上の静電潜像を測定する制御部とを有することを特徴とする潜像測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記感光体上に形成された電気量が既知の表面電荷のパターンを前記検出部で検出し、該検出結果から算出した前記相関係数を用いることを特徴とする請求項１記載の潜像測定装置。
【請求項３】
前記電極と前記感光体との距離を所定間隔で測定する測定手段を有し、
前記制御部は、前記測定手段の測定結果に応じて前記相関係数を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の潜像測定装置。
【請求項４】
前記検出部の検出タイミングと前記測定手段の距離の測定タイミングとを同期させる同期手段を有することを特徴とする請求項３記載の潜像測定装置。
【請求項５】
表面上に既知の潜像パターンが形成された前記感光体の表面電荷を前記検出部で検出し、
前記制御部は、検出結果に応じて前記相関係数を補正する補正係数を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の潜像測定装置。
【請求項６】
前記電極は、前記感光体と対向する面に絶縁膜を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の潜像測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の潜像測定装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
感光体の周面に対向配置された少なくとも１つの電極に、前記感光体の回転に伴って誘導される表面電荷を、前記感光体上の各測定ポイントで検出するステップと、
前記各測定ポイントで検出した表面電荷の時系列信号と、所定の相関係数とから前記感光体上の静電潜像を測定するステップとを有することを特徴とする静電潜像測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に形成された静電潜像を測定して検出する潜像測定装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光体上に形成された静電潜像を検知する方法として、電極等を用いて誘導電流を測定する方式が知られている。感光体に電極を近接して配置させ、感光体の回転によって電極を感光体に対して相対移動させる。これにより、電極で検知する電荷が時間的に変化し、その際の誘導電流値を検出して静電潜像を測定するものである。
【０００３】
感光体に近接配置した電極による静電潜像の測定では、分解能を上げるために電極を小型化させる技術や、複数の電極を設け、これらの電極間のピッチを狭幅化する方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、千鳥配置した電極をグループ分けし、使用しない電極をグランドレベルにすることで隣接電極からの干渉を防いでいる。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１７４９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電極を小型化することでＳＮ比が劣化してしまうという問題を生じる。これを回避するためには電極を感光体に近づければよいが、近づけ過ぎると放電が起きるという問題が生じる。
【０００７】
また、電極を極小ピッチで複数並べる場合、隣接電極間で干渉が起こり正確な電位を測定できなくなるという問題が生じる。特許文献１のように電極をグループ分けし隣接電極間の干渉を防ぐようにすることもできるが、電極をグランドにするためのスッチと、スイッチ制御のための制御回路が別途必要になる。
【０００８】
さらに、感光体に電極を近接配置させて静電潜像を測定する方法では、感光体と電極との距離を一定に保つ必要があるという問題もある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、潜像の再現性の高い潜像測定装置、画像形成装置及び静電潜像測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために本発明の潜像測定装置は、感光体の周面に対向配置された少なくとも１つの電極と、前記感光体の回転に伴って前記電極に誘導される、前記感光体上の各測定ポイントでの表面電荷を検出する検出部と、前記検出部が前記感光体の回転方向に沿って隣接する各測定ポイントで検出した表面電荷の時系列信号と、所定の相関係数とから前記感光体上の静電潜像を測定する制御部とを有する構成を備えている。このように本発明は、感光体上の各測定ポイントでの表面電荷を測定し、測定結果と相関係数との演算によって感光体上の潜像を精度よく再現することができる。
【００１１】
上記潜像測定装置において、前記制御部は、前記感光体上に形成された電気量が既知の表面電荷のパターンを前記検出部で検出し、該検出結果から算出した前記相関係数を用いるとよい。相関係数を測定によって求めることで、潜像再現性を高めることができる。
【００１２】
上記潜像測定装置において、前記電極と前記感光体との距離を所定間隔で測定する測定手段を有し、前記制御部は、前記測定手段の測定結果に応じて前記相関係数を補正するとよい。感光体の偏芯等によって、感光体と電極との距離が変化しても、精度よく潜像を再現することができる。
【００１３】
上記潜像測定装置において、前記検出部の検出タイミングと前記測定手段の距離の測定タイミングとを同期させる同期手段を有するとよい。測定ポイントごとに距離を求めることができ、精度よく相関係数を補正することができる。
【００１４】
上記潜像測定装置において、表面上に既知の潜像パターンが形成された前記感光体の表面電荷を前記検出部で検出し、前記制御部は、検出結果に応じて前記相関係数を補正する補正係数を算出するとよい。感光体の偏芯等によって、感光体と電極との距離が変化しても、精度よく潜像を再現することができる。
【００１５】
上記潜像測定装置において、前記電極は、前記感光体と対向する面に絶縁膜を有するとよい。電極を感光体に近接させても放電現象が起こらず、ＳＮ比を向上させることができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、請求項１から６のいずれか１項記載の潜像測定装置を備えているとよい。感光体上に形成された潜像を再現する機能を備えた画像形成装置とすることができる。
【００１７】
本発明の静電潜像測定方法は、感光体の周面に対向配置された少なくとも１つの電極に、前記感光体の回転に伴って誘導される表面電荷を、前記感光体上の各測定ポイントで検出するステップと、前記各測定ポイントで検出した表面電荷の時系列信号と、所定の相関係数とから前記感光体上の静電潜像を測定するステップとを有している。このように本発明は、感光体上の各測定ポイントでの表面電荷を測定し、測定結果と相関係数との演算によって感光体上の潜像を精度よく再現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、潜像の再現性の高い潜像測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、図２を参照しながら本実施例の構成を説明する。図２には、潜像測定装置１０を含んだ画像形成装置１の構成が示されている。２は像担持体としての感光体である。本例の感光体２は円筒状ＯＰＣ感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２１】
３はこの感光体２に接触させた帯電部材としての帯電ローラ（以下、ＢＣＲ（Ｂｉａｓ Ｃｈａｒｇｅ Ｒｏｌｌとも表記する）であり、この帯電ローラ３は感光体２の回転に従動して回転し、また電源から所定の電圧が印加され、回転する感光体２の周面が所定の極性・電位に一様に帯電（本例では負帯電）される。
【００２２】
次いで回転感光体２の帯電処理面に、露光装置：不図示から出力される、画像変調されたレーザビームが照射（走査露光）され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００２３】
感光体２の回転にともなって該潜像が現像器４に対向する現像部位に到来すると、現像器４から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
【００２４】
感光体２の回転方向に見て現像器４の下流側には導電性の転写ローラ５が感光体２に圧接配置してあって、両者２・５のニップ部が転写部位を形成している。
【００２５】
感光体２の表面に形成されたトナー像が感光体２の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ローラ５に印加されて、トナー像が感光体２の表面から用紙に転写される。
【００２６】
転写位置でトナー像転写を受けた用紙は定着器６へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。
【００２７】
一方、感光体２の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード７によってかき落されることで、感光体２はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。
【００２８】
また画像形成装置１には、感光体２の周面方向に対向配置された少なくとも１つの検出電極９と、感光体２上の複数の測定ポイントでの表面電荷を検出する検出部１４と、複数の測定ポイントで測定された表面電荷と、相関係数との演算により感光体２上の静電潜像を算出する制御部１３とを有している。検出電極９には、図２に示すように絶縁膜１６が感光体２と対向する側の面に設けられている。このように絶縁膜１６を感光体２と対向する面側に設けることで、電極を感光体２に近接させて配置しても放電現象が起こらず、Ｓ／Ｎ比を改善させることができる。
【００２９】
検出電極９は演算増幅器１１の反転端子に接続されており、演算増幅器１１の非反転端子はグランドに接続されている。演算増幅器１１の入出力には、検出用コンデンサ１２が接続されている。検出電極９は、シールド１５によってグランド電位となっているが、検出電極９は仮想接地状態であることから感光体２と対向している平面で同一の電位(グランドレベル)となっている。電極上の電位は、表面電荷にある係数(検出コンデンサ、演算増幅器の入力容量などによって定める：以降、相関係数と呼ぶ)を乗じたものになるので、重ね合わせの原理から以下に示す式１、２のごとく電位と電荷の行列式で表すことができる。今、この系の中に被測定対象である電荷Qn+1に対応する電圧Vn+1が存在する場合、式３のように表すことができる。ここでV0からVnはグランドレベルになることから０で表している。
【００３０】
【数１】
2006276055.tif 000003
【００３１】
【数２】
2006276055.tif 000004
【００３２】
予め、既知の点電荷を検知することにより、Vn+1及びQｎ+１が分かれば数式3の行列式により係数an+1/r2を求めることが可能となる。このように求めた係数をもとに式２の逆行列を解くと検出電位から電荷を求め、潜像を再現することが可能となる。さらに、感光体の回転に合わせて電極面積に対応する感光体サイズを単位として時系列にデータを取り込み結合することで、副走査方向の潜像として再現することが可能となる
【００３３】
【数３】
2006276055.tif 000005
【００３４】
尚、係数には独立して検出電極９と感光体２の距離を乗じているが、これについて以下に述べる。
【００３５】
図３に、検出電極９と感光体２との距離を測定する距離センサ２０を設け、検出部１４の検出タイミングと距離センサ２０の距離の測定タイミングとを同期させて、相関係数を距離に応じて補正する構成の潜像測定装置１０の構成を示す。
【００３６】
図３に示す実施例では、検出電極９と感光体２との距離を測定する距離センサ２０と、距離に応じた補正係数を格納する補正係数格納部２５と、距離センサ２０の出力に応じて補正係数を選択する補正係数選択部２４と、感光体２の基準位置を検出する基準位置検知センサ２１と、検出部１４の出力タイミングを、距離センサ２０の測定タイミングに同期させる同期信号出力部２２とを有している。また、検出部１４内には、検出用コンデンサ１２に蓄えられた電荷をリセットするリセットスイッチ２３が追加されている。
【００３７】
基準位置検知センサ２１は、感光体２上に予め設定された基準位置を検出し、センサ信号を同期信号出力部２２に出力する。すなわち、感光体２の１周を検出する。センサ信号は、補正係数選択部２４にも出力される。同期信号出力部２２は、基準位置検知センサ２１からセンサ信号が出力されると、検出部１４のリセットスイッチ２３にリセット信号を出力する。リセット信号によってリセットスイッチがＯＮされると、検出用コンデンサ１２に蓄えられた電荷がリセットされる。図４に、センサ信号と、リセット信号と、距離データのリセットタイミングとを示す。センサ信号は、補正係数選択部２５にも出力されているので、感光体２の１周を補正係数選択部２５で認識できる。
【００３８】
リセットスイッチ２３がＯＮのとき、演算増幅器１１の入出力はショート状態となり、その出力はグランドレベルとなる。リセットスイッチ２３がＯＦＦの期間内で感光体２の表面電位が変動すると、検出電極-感光体間容量と検出用コンデンサ１２の比に応じた出力が検出される。すなわち、感光体２の回転周期に、距離センサ２０の出力と、検出部１４の出力とを同期させ、所定タイミングで距離データと表面電位のデータとを出力することで、表面電位の測定位置での距離データを求めることができる。
【００３９】
補正係数選択部２４は、距離センサ２０から距離データが出力されると、これを予め保持している基準距離と比較し、基準距離よりも測定距離が短いが長いかによって、補正係数を選択する。選択した補正係数は、制御部１３に出力され、この補正係数によって数１、２に示す相関係数ａの値が補正される。
【００４０】
感光体２の偏芯により感光体表面と電極との間の距離が変動する。図５に示す感光体位置Ｐ１，Ｐ２において、この点での電極との距離ｄ１（Ｐ１での距離），ｄ２（Ｐ２での距離）とし、ｄ１＜ｄ２とする。すると、検出される感光体２の表面電位は、図５のごとく変動する。ここで偏芯などによる検出電極９と感光体２の距離の変動は、表面電位を測定した測定ポイントの位置と、そのときの感光体２と検出電極９との距離が分かれば、補正係数によって相関係数を補正することができる。従って、測定ポイントでの距離に応じて補正した相関係数を使用することで、潜像の正確な再現が行える。
【００４１】
また、、予め既知の潜像パターンを母線方向に併設しておけば、この潜像より距離係数を求めることができる。
【００４２】
図６に示すフローチャートを参照しながら本実施例の動作手順を説明する。まず、感光体２の周面に対向配置された検出電極９に、感光体２の回転に伴って誘導される表面電荷を、感光体１上の各測定ポイントで検出する（ステップＳ１）。次に、各測定ポイントで検出した表面電荷の時系列信号と、所定の相関係数とから感光体２上の静電潜像を測定する（ステップＳ２）。このような手順によって、感光体上の潜像を精度よく再現することができる。
【００４３】
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】潜像測定装置の構成を示す図である。
【図３】潜像測定装置の構成を示す図である。
【図４】センサ信号とリセット信号と距離データの出力タイミングを示す図である。
【図５】検出電極と感光体との距離に応じた検出部の出力を示す図である。
【図６】潜像測定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  画像形成装置
２  感光体
３  帯電ローラ
４  現像器
５  転写ローラ
６  定着器
７  クリーニングブレード
８  除電ランプ
９  検出電極
１０  潜像測定装置
１１  演算増幅器
１２  検出用コンデンサ
１３  制御部
１４  検出部
１５  シールド
１６  絶縁膜
２０  距離センサ
２１  基準位置検知センサ
２２  同期信号出力部
２３  リセット用スイッチ
２４  補正係数選択部
２５  補正係数格納部
【図１】
2006276055.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006276055.tif 000009
【図５】
2006276055.tif 000010
【図６】
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