JP2003098906A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の質を損なうことなく、感光体の削れ量
を抑えることを目的とした、画像形成装置。 【解決手段】 いくつかの画像処理法にともない、前回
転時の帯電バイアス時間をなくす、もしくは短く、また
は、前回転時のバイアス印加のみＤＣ帯電する、もしく
は、ＡＣ帯電時間を短縮する、または、そのときのＤＣ
帯電印加時間も短くして、感光体の削れを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
ビームプリンタ等の画像形成装置に関し、特に像担持体
の帯電が接触帯電式の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、感光体、誘電体
等の像担持体の帯電手段として、電圧を印加した帯電部
材を像担持体の表面に接触して、表面を帯電する接触式
のものが知られており、電源の低電圧化が図れ、オゾン
の発生量が少ない等の長所を有し、注目されている。

【０００３】接触式帯電手段には、帯電部材に帯電バイ
アスとして直流電圧ＶＤＣのみを印加して、像担持体を
帯電処理するＤＣ帯電方式と、直流電圧ＶＤＣに交流電
圧ＶＡＣを重畳して帯電部材に印加することにより、像
担持体を帯電処理するＡＣ帯電方式がある。どちらの方
式でも、接触帯電部材を介した帯電バイアスの印加によ
り、像担持体の表面が所定の極性の所定の電位に帯電さ
れる。

【０００４】上記のＡＣ帯電方式に関し、特公平３−５
２０５８号に係る方法および装置が、近年多用されてい
る。

【０００５】この方法は、帯電部材が、像担持体と接触
する接触領域と、この接触領域よりも像担持体移動方向
下流側で像担持体表面との距離が大きくなっていく離間
面領域とを有し、帯電バイアスが直流電圧と交流電圧を
重畳してなり、その交流電圧は、帯電部材へ直流電圧の
みを印加したときにその印加開始時に示す直流電圧値の
２倍以上のピーク間電圧を有しており、この帯電バイア
スの帯電部材への印加により、帯電部材の離間面領域と
像担持体の表面との間に振動電界を形成しながら、像担
持体の表面を帯電することを特徴とするものである。

【０００６】この方法によれば、像担持体表面の帯電の
凹凸を交流成分がならし、像担持体表面の帯電を直流成
分により所定の電位に収束させるため、像担持体表面を
帯電むらを生じることなく、均一に安定して帯電できる
といった優れた作用効果が奏される。

【０００７】また、象担持体は画像を形成し、除電ラン
プによって除電して初期化され、つぎの画像形成に備え
られるが、除電ランプにより初期化されきれずにつぎの
画像形成時にメモリーとして残ってしまう。そこで、像
担持体に通常回転前の前回転時から帯電バイアスを印加
して、像担持体表面の前回のメモリーを消して、帯電均
一性を高めるために、像担持体の帯電をはじめる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、像担持体、
たとえばドラム型の感光体である感光ドラムは、画像形
成を行うと、クリーニングブレードや現像剤等により表
面が機械的に削られ、表面の感光層の膜厚が減少する。

【０００９】また感光層は電気的にも削られ、その削れ
量は感光ドラムに流れる電流量とも強い相関があること
が知られており、電流量が多くなると削れ量も増す。Ａ
Ｃ帯電方式では、感光ドラムに数１００μＡから数ｍＡ
にも及ぶ大きな電流が流れ込むため、ＤＣ帯電方式に比
べて感光層の削れ量が非常に大きい。

【００１０】このようなことから、ＡＣ帯電方式の場
合、機械的な削れおよび電流による削れにより、画像形
成枚数が進むにつれて感光層の膜厚が急激に減って、感
光ドラムの表面電位が変化するという欠点があった。ま
た感光層の膜厚が薄くなると、帯電部材から感光ドラム
の基体への電流のリークが起こりやすくなる。さらに、
膜厚がさらに薄くなって感光層がなくなると、画像形成
が不可能になってしまう問題がある。

【００１１】電流による削れを防止するために、感光ド
ラムに流れる電流を小さくすれば良さそうであるが、Ａ
Ｃ帯電方式では流れる電流をある値よりも小さくする
と、特に中間濃度の画像で、帯電不良による白および黒
の斑点、即ちいわゆる砂地が発生しやすくなる。

【００１２】一方、ＤＣ帯電方式では感光ドラムの削れ
量は少ない。しかし、帯電方式の特性から帯電むらが生
じやすく、特に中間濃度の画像で濃度むらが発生すると
いう欠点がある。

【００１３】従って、本発明の目的は、像担持体表面に
電圧を印加した帯電部材を接触して、像担持体表面を帯
電する接触帯電方式の画像形成装置において、出力され
る画像の質を損なうことなく、像担持体表面の削れ量を
低減し長期にわたり、良好な画像を得ることにある。

【００１４】

【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、
像担持体と、像担持体の表面に帯電バイアスを印加した
帯電部材を当接して、像担持体の表面を帯電する接触式
帯電手段において、像担持体の前回転時に前回の像担持
体に残ったメモリーを消すために、通常回転時の少し前
から帯電バイアスを印可する機能を備え、帯電された像
担持体の表面に原稿画像もしくは画像信号とされた画像
情報に基づいて、いくつかの画像処理による画像出力モ
ードを持ち、像露光を行って、画像に対応した静電潜像
を形成する露光手段と、像担持体の表面に形成された静
電潜像を現像してトナー像として可視化する現像手段と
を備えた画像形成装置において、上記の原稿画像の情報
から選択された画像処理の種類により、前記帯電手段の
前回転時におこなう帯電部材に印加する直流バイアスと
交流バイアスの印可時間を変更させることを特徴とする
画像形成装置である。

【００１５】本発明の一態様によれば、前記装置は、画
像出力モードに写真画像などに多く含まれる中間調の再
現に適した写真モードと、文字など２値を多く含む原稿
の再現に適した文字モードを備え、消費者の目的により
選択できる機能を備える。また本発明の他の態様によれ
ば前記装置は、上記の画像出力モードを原稿から自動的
に選択し、最適な出力をする装置を備えている。

【００１６】本発明によれば、前記装置により上記の画
像出力モードで文字モードの出力の際には、前回転時の
帯電部材に印加する直流バイアスと交流バイアスの印加
時間を短くする機能、または、前記装置は、画像出力モ
ードで文字モードの出力の際には、上記直流バイアスと
交流バイアスの印加をしない機能、または、前記装置
は、画像出力モードで文字モードの出力の際には、上記
交流バイアスの印加時間だけを短くする機能、または、
前記装置は、画像出力モードで文字モードの出力の際に
は、上記交流バイアスの印加をしない機能、または、前
記装置は、画像出力モードで文字モードの出力の際に
は、上記帯電バイアスのうち直流バイアスの印加時間を
短くし、交流バイアスの印加時間を直流バイアスの印加
時間よりも短くする機能を備えている。

【００１７】

【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。

【００１８】（実施形態１）図１は、本発明の画像形成
装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態
の画像形成装置は、電子写真プロセス利用の転写式レー
ザビームプリンタもしくは複写機である。

【００１９】図１において、符号１はドラム型の電子写
真感光体、すなわち感光ドラムであり、矢印の時計方向
に所定の速度（プロセススピード）を持って回転駆動さ
れる。感光ドラム１は、その回転過程で一次帯電手段の
帯電ローラ２により表面が帯電される。

【００２０】帯電ローラ２は接触式の一次帯電手段であ
り、感光ドラム１の表面に当接して、感光ドラム１の回
転に従属して回転する。この帯電ローラ２には一次バイ
アス電源３から所定の帯電バイアスが印加され、これに
より、感光ドラム１の表面が所定の極性の所定の電位に
一様に帯電される。本例では、感光ドラム１をマイナス
に帯電処理した。

【００２１】表面を帯電された感光ドラム１に対し、つ
いで、レーザスキャナ等の像露光手段１０により原稿画
像もしくは画像信号とされた画像情報に基づいた像露光
がなされ、感光ドラム１の表面に画像に対応した静電潜
像が形成される。その潜像は、現像装置６によりトナー
を用いて現像されて、トナー像として可視化される。

【００２２】現像装置６はクラッチ機構により回転駆動
力を受ける現像スリーブ６ａを有し、トナーはこの現像
スリーブ６ａ上に担持され、図示しない規制部材により
薄層状のトナー層に形成される。薄層状のトナーは現像
スリーブ６ａの回転につれて、感光ドラム１と対向した
現像領域に搬送され、そこで、図示しない現像バイアス
電源で現像スリーブ６ａに印加した現像バイアス（直流
電圧や振動電圧が使用される）により、感光ドラム１の
表面に供給されて、潜像の現像に供される。本例では、
マイナスに帯電したトナー（ネガトナー）を用い、反転
現像方式を採用している。

【００２３】感光ドラム１上に形成されたトナー像は、
転写帯電手段により転写材１４に転写される。本例で
は、転写帯電手段は接触式の帯電ローラ１２からなり、
この帯電ローラ１２は感光ドラム１の表面に圧接して、
感光ドラム１の回転に従動して回転する。

【００２４】転写材１４は、帯電ローラ１２と感光ドラ
ム１とが当接した転写部に供給され、帯電ローラ１２と
感光ドラム１の間に挟まれて走行される。この帯電ロー
ラ１２には、転写部に転写材１４の先端が突入すると転
写電源５から所定の転写バイアスが印加され、転写材１
４の転写ローラ１２が接触している部分の裏面にトナー
と逆極性の電荷が誘導されて、感光ドラム１上のトナー
像が転写材１４の表面に転写される。

【００２５】トナー像の転写を受けた転写材１４は、感
光ドラム１の表面から分離されて図示しない定着手段に
送られ、そこでトナー像が転写材１４上に永久画像とし
て定着され、プリントあるいはコピーとして画像形成装
置の機外に排出される。

【００２６】一方、転写部を通過後の感光ドラム１の表
面は、クリーナ１３によって残留トナーやその他の付着
物がクリーニング、除去され、さらに除電ランプ１５に
よって除電して初期化され、つぎの画像形成に備えられ
る。

【００２７】なお、接触帯電手段である帯電ローラ３お
よび転写ローラ１２は、それぞれギヤ等を取り付けて、
モータ等の駆動手段により強制駆動してもよい。

【００２８】さて、本発明において、原稿画像は画像形
成に供する画像情報を意味し、生の画像原稿による画像
のみならず、画像信号とされた画像を含む。この原稿画
像の中に占める中間濃度部の割合を検知する検知手段に
より検知した中間濃度部の割合に基づいて、原稿の再現
に適した出力モードに、文字モードと写真モードがあ
る。

【００２９】原稿画像の背景部（白地部）は完全に白
に、文字部は濃度の低い細線等も明瞭に認識できる高め
の濃度に再現すれば、コントラストの高い画像を出力で
きる。以下、この文字原稿の再現に適した出力特性のモ
ードを文字モードと呼ぶ。

【００３０】原稿画像の中間濃度部を忠実な濃度で再現
すれば、階調性が豊かな画像が出力できる。以下、この
階調表現を要する写真原稿の再現のモードを写真モード
と呼ぶ。

【００３１】文字モードを選択した場合は、その特性
上、出力画像の中に占める中間濃度部の広さが、原稿画
像の中に含まれる中間濃度部の広さよりも大幅に減少す
る。さらに、文字モードを選択すること自体が、原稿画
像は階調表現を要する中間濃度部を多く含んでいないこ
とを意味する。すなわち、文字モードを選択した時点
で、出力画像の中に占める中間濃度部の広さあるいは比
率、つまりこれらを一言で言って中間濃度部の割合は、
非常に小さいことが判断できる。

【００３２】一方、写真モードを選択した場合は、その
特性上、出力画像の中に占める中間濃度部の広さは、原
稿画像の中に含まれる中間濃度部の広さと一致する。さ
らに、写真モードを選択すること自体が、原稿画像は階
調表現を要する中間濃度部を多く含んでいることを意味
する。すなわち、写真モードを選択した時点で、出力画
像の中に占める中間濃度部の広さあるいは比率、つまり
中間濃度部の割合は非常に大きいことが判断できる。

【００３３】写真モードにおいて、上記の中間濃度部を
再現するために、帯電バイアス印加により、像担持体の
均一な帯電が必要とされる。一方文字モードにおいて
も、像担持体の帯電の均一性はもちろん必要だが、写真
モードに比べて、中間濃度部の割合が少ないことから、
出力される画像への影響は軽微であるといえる。

【００３４】また、本発明において前記装置は、通常回
転前の前回転時から像担持体表面の前回のメモリーを消
して、帯電均一性を高めるために、像担持体の帯電をは
じめる。本実施形態の画像形成装置は、上記の文字モー
ドにおいて、前回転時の像担持体への帯電バイアス印加
時間を短縮する機能を備えている。

【００３５】ＤＣ帯電方式を用いると、感光ドラム１へ
のダメージは小さくてもすむものの、中間濃度部の均一
性が悪いという欠点がある。この傾向は、感光ドラムの
使用が進むと、より顕著になって行く。

【００３６】一方、ＡＣ帯電方式の場合は、交流電圧の
影響により、感光ドラム１の表面電位が印加する直流電
圧の値にほぼ収束するので、ＤＣ帯電方式よりも直流電
圧値を低くすることができる。しかし、中間濃度部の均
一性はよいが、感光ドラムに流れ込む電流がＤＣ帯電方
式より大きく、感光層が削れやすいという難点がある。

【００３７】そこで、本実施形態では、いくつかの画像
処理法にともない、前回転時の帯電バイアス時間をなく
す、もしくは短く、または、前回転時の帯電バイアス印
加のみＤＣ帯電にする、もしくは、ＡＣ帯電時間を短縮
する、または、そのときのＤＣ帯電印加時間も短くし
て、感光ドラム１の削れを抑える。

【００３８】また他の実施形態では、いくつかの画像処
理法のうち、中間濃度部の少ない画像を出力する画像処
理法の場合に、前回転時の帯電条件を切り替える。すな
わち、画像が中間調の多い場合には、通常どおりの帯電
バイアスを印加して均一な中間濃度画像を得る。しか
し、画像が、中間調の少ない場合には、前回転時の帯電
バイアス時間をなくす、もしくは短く、または、前回転
時の帯電バイアス印加のみＤＣ帯電にする、もしくは、
ＡＣ帯電時間を短縮する、または、そのときのＤＣ帯電
印加時間も短くする。

【００３９】また他の実施形態では、画像処理法が多値
高解像度の場合には、通常どおりの帯電バイアスを印加
して均一な中間濃度画像を得る。画像処理法が２値の低
解像度である場合には、前回転時の帯電バイアス時間を
なくす、もしくは短く、または、前回転時の帯電バイア
ス印加のみＤＣ帯電にする、もしくは、ＡＣ帯電時間を
短縮する、または、そのときのＤＣ帯電印加時間も短く
する。

【００４０】また他の実施形態では、選択した画像出力
が写真モードである場合には、通常どおりの帯電バイア
スを印加して均一な中間濃度画像を得る。選択した画像
出力が文字モードである場合には、前回転時の帯電バイ
アス時間をなくす、もしくは短く、または、前回転時の
帯電バイアス印加のみＤＣ帯電にする、もしくは、ＡＣ
帯電時間を短縮する、または、そのときのＤＣ帯電印加
時間も短くする。

【００４１】

【発明の効果】このように、本実施形態では、画像モー
ドによる前回転時の帯電条件の変更により、出力される
画像に影響を与えることなく高品質な画像を得ることが
でき、また感光ドラムの感光層の削れ量を抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電ローラ ３ 一次バイアス電源 ６ 現像装置 １０ 像露光手段 １２ 転写ローラ １４ 転写材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、像担持体の表面に帯電バイ
   アスを印加した帯電部材を当接して、像担持体の表面を
   帯電する接触式帯電手段において、像担持体の前回転時
   から帯電バイアスを印可する機能を備え、帯電された像
   担持体の表面に原稿画像もしくは画像信号とされた画像
   情報に基づいて、複数の画像処理による画像出力モード
   を持ち、像露光を行って、画像に対応した静電潜像を形
   成する露光手段と、像担持体の表面に形成された静電潜
   像を現像してトナー像として可視化する現像手段とを備
   えた画像形成装置において、上記の原稿画像の情報から
   選択された画像処理の種類により、前記帯電手段の前回
   転時におこなう帯電部材に印加する直流バイアスと交流
   バイアスの印加時間を変更させることを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記装置は、すくなくとも画像出力モー
   ドに写真画像などに多く含まれる中間調の再現に適した
   写真モードと、文字など２値画像を多く含む原稿の再現
   に適した文字モードを備え、消費者が選択できる機能を
   備えた請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記装置は、上記の画像出力モードを原
   稿から自動的に選択し、最適な出力をする装置を備えた
   請求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記装置は、上記の画像出力モードで文
   字モードの出力の際には、前回転時の帯電部材に印加す
   る、直流バイアスと交流バイアスの印加時間を短くする
   機能を備えた請求項２または３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記装置は、画像出力モードで文字モー
   ドの出力の際には、前回転時に行なう上記直流バイアス
   と交流バイアスの印加をしない機能を備えた請求項２ま
   たは３の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記装置は、画像出力モードで文字モー
   ドの出力の際には、上記交流バイアスの印加時間だけを
   短くする機能を備えた請求項２または３画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記装置は、画像出力モードで文字モー
   ドの出力の際には、上記交流バイアスの印加をしない機
   能を備えた請求項２または３の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記装置は、画像出力モードで文字モー
   ドの出力の際には、上記帯電バイアスのうち直流バイア
   スの印加時間を短くし、交流バイアスの印加時間を直流
   バイアスの印加時間よりも短くする機能を備えた請求項
   ２または３の画像形成装置。