JP3124675B2

JP3124675B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3124675B2
Application number: JP06014027A
Authority: JP
Inventors: 英樹後藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH07209931A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、環境に応
じて画像形成条件を最適に制御する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、一般的な静電複写装置（画像形
成装置）の概略構成を示す縦断面図である。この画像形
成装置において、被帯電体としての像担持体を帯電処理
する帯電装置として、従来からコロナ放電装置が広く利
用されている。非接触式帯電装置であるコロナ放電装置
は、像担持体等の被帯電面を所定の電位に均一に帯電処
理する手段として有効である。しかし、高圧電源を必要
とすること、コロナ放電によるオゾンの発生が多いこと
等の問題点を有している。

【０００３】このようなコロナ放電装置に対して、電圧
を印加した帯電部材を被帯電面に直接接触させて被帯電
面を帯電処理する接触式帯電装置は、電源の低電圧化が
図れ、オゾンの発生が少ない等の長所を有していること
から、例えば画像形成装置においてコロナ放電装置に代
わって感光体・誘電体等の像担持体、その他の被帯電面
の帯電処理手段として注目され、その実用化研究が進め
られている。

【０００４】以下、図６を参照して、接触式の帯電装置
の構成、動作を簡単に説明する。同図において、１は被
帯電体としての感光体であり、軸芯１ｄとドラム状の基
体１ｂとその表面の感光層１ａとによって構成されてい
る。２は帯電部材であり本例ではローラタイプである
（以下「帯電ローラ」という。）。この帯電ローラ２
は、中心の芯金２ｃとその外周に形成した導電層２ｂ
と、さらにその外周に形成した抵抗層２ａ₂ 、２ａ₁ と
を備えている。

【０００５】帯電ローラ２は、芯金２ｃの両端部を不図
示の軸受け部材に回転自在によって軸受けされており、
感光体１に平行に配置されて不図示の押圧手段により感
光体表面に対して所定の押圧力で圧接されている。本例
の場合は感光体１の時計回り回転駆動に伴い、反時計回
りに従動回転する。

【０００６】３は帯電ローラ２に対するバイアス印加電
源である。この電源３と帯電ローラの芯金２ｃとが電極
３ａを介して電気的に接続されていて、電源３により帯
電ローラ２に対して所定のバイアスが印加される。この
バイアスとしては直流電圧のみの印加でもよいが、交流
電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を印加するのが好ま
しい。そして感光体１が回転駆動されると、感光体１に
圧接されかつバイアス電圧が印加された帯電ローラ２に
より、感光体１表面が所定の電位に帯電処理される。

【０００７】感光体１の周囲には、上述帯電ローラ２の
ほかに、露光手段、現像装置１１、転写装置１２、クリ
ーニング装置１３、除電装置１５等が配置されている。
露光手段は、装置本体１０上部の原稿台ガラス２０に載
置された原稿２１の画像面を照射する照射ランプ２２、
スリット２３、反射ミラー２４、２５、２６、レンズ２
７、反射ミラー２８等によって構成されている。

【０００８】画像形成に際し、まず、感光体１表面が帯
電ローラ２によって均一に１次帯電され、露光手段によ
って画像露光Ｌがなされる。画像露光Ｌによって形成さ
れた静電潜像は、現像装置１１によってトナーが付着さ
れトナー像となる。感光体１上のトナー像は、転写装置
１２によって転写材１４表面に転写され、その後定着装
置（不図示）によって定着される。一方、感光体１は、
表面の残留トナーがクリーニング装置１３のクリーニン
グブレード１３ａによって除去され、さらに除電装置１
５によって除電露光がなされ、次の画像形成に供され
る。

【０００９】上述の構成の帯電ローラ２において、感光
体１の帯電量は、直流電圧印加の場合には感光体１の容
量変化や帯電ローラ２の抵抗変化に大きく影響を受け
る。すなわち、画像形成使用回数が増え、クリーニング
装置１３のクリーニングブレード１３ａや現像剤等によ
って感光体表面が削られ、膜厚が減少すると、帯電ロー
ラ２に流れる直流電流が増加し、感光体１の表面電位は
高くなる。

【００１０】また、帯電ローラの導電層２ｂ、抵抗層２
ａの抵抗値は、周囲環境に左右され、例えば温度につい
ては、図７に示すような温度特性を有するため、環境温
度Ｔの上昇によって抵抗値Ｒが下がると、帯電ローラ２
に流れる電流量が増加し、感光体１の表面電位は上昇す
る。

【００１１】このように感光体１の表面電位が上昇する
と、画像の白部分が薄く現像されてしまう「かぶり」画
像となる障害があった。

【００１２】このような問題に対しては、帯電ローラ２
が感光体１の非画像形成領域に対応しているときに帯電
ローラ２に定電圧を印加し、そのときの直流電流量を検
知して、その検知量によって画像形成時の帯電ローラ２
への印加電圧や、露光手段の光像照射時の露光量を補正
するような最適化制御を行う考案がなされている。この
考案によれば、上述の最適化制御を行うタイミングとし
て、朝一番（電源投入時）での定着装置の定着ローラの
温度が特定温度以下のときが有効であるとされている。

【００１３】図８にそのシーケンスを示す。装置電源が
投入されると、定着装置昇温等のために感光体１（以下
適宜「ドラム１」という。）の回転が始まる。このと
き、定着ローラの温度が特定温度以下であるときには信
号が発生せられ、最適化制御が行われる。

【００１４】上述のドラム回転中に除電露光がＯＮとな
り、区間Ａ１においてドラム１の一周面以上が除電され
る。

【００１５】次に接触帯電部材である帯電ローラ２に対
する一次帯電バイアスであるＤＣバイアスがＯＮとな
る。この一次帯電バイアスは始めに区間Ｂ１で定電圧制
御され、その間にＤＣ電流の検知がなされ、次に該検知
したＤＣ電流に対応した１次帯電バイアス補正がなされ
る。

【００１６】この最適化制御を含めた動作準備が終了す
ると、ドラム１の回転が停止し、装置はスタンバイ状態
に入る。

【００１７】その後プリントスタート信号が入力される
と、ドラム１の回転が始まり、帯電ローラ２は上述の補
正された１次帯電バイアスでドラム表面を帯電処理し
（区間Ｃ１、Ｃ２）、画像形成が行われる。

【００１８】このように朝一番（装置電源投入時）に決
定された補正定電圧は電源ＯＦＦで定着温度が所定の温
度以下に下がらない限り保持したままとなる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術によると、電源投入後に、急激な環境変化が生
じた場合には、帯電ローラ２の抵抗値が変化してしま
い、上述の最適化制御を行った条件が無効となって再び
「かぶり」などの異常画像が発生するという問題があっ
た。例えば、寒冷地における冬期の暖房運転直後など
は、温度、湿度ともに急激な変化を示す。暖房運転開始
と同時に複写機に電源が投入されると、最適化制御は変
化しつつある環境（温度が上昇中で、湿度が低下中の環
境）のある時点において行われるため、その後の、実際
に複写機が使用される安定した環境においては、常に異
常画像を発生してしまうことになる。

【００２０】このような異常に対しては、画像形成の直
前直後で常に最適化制御を行うようにすれば、解決可能
であるが、頻繁に最適化制御を行うと、今度は、検知精
度によっては画像濃度が短期的に変化する可能性があ
り、ユーザーに相当の違和感を与えるという欠点があ
る。また、装置の動作速度が高速になった場合、連続し
た画像形成の間に、充分な最適化制御のための時間が確
保できないという不具合も生じる。

【００２１】そこで、本発明は、ユーザーに違和感を与
えることなく、安定した最適画像を形成することがで
き、しかも最適化制御の回数を減らすことができる画像
形成装置を提供することを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、電圧を印加した帯電部材
を被帯電体に当接させて被帯電面を帯電処理する接触帯
電装置と、光像照射する露光手段とを備え、前記帯電部
材が前記被帯電体の非画像形成領域に対応しているとき
に前記帯電部材を定電流または定電圧制御し、このとき
の電圧または電流値に基づき帯電時に前記帯電部材に印
加する電流または電圧値を補正する最適化制御を行う画
像形成装置において、前記帯電部材近傍または装置本体
周囲の環境を検知する環境検知手段を有し、該環境検知
手段は、連続画像形成動作終了時の環境を予測し、該予
測環境が所定量以上変化したときに再度の最適化制御を
行う、ことを特徴とする。

【００２３】

【００２４】請求項２に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記環境検知手段は、環境温度を検
知する、ことを特徴とする。

【００２５】請求項３に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記環境検知手段は、環境湿度を検
知する、ことを特徴とする。

【００２６】さらに、前記環境検知手段を、周囲の環境
温度を検知する温度検知手段としたり、または周囲の環
境湿度を検知する湿度検知手段としたりすることができ
る。

【００２７】

【作用】以上構成に基づき、そのときの環境が、はじめ
最適化制御を行ったときの環境と所定以上変化したとき
に、再度最適化制御を行うことにより、例えば最適化制
御が電源投入にのみの場合と異なり、環境が大きく変化
したときに画質が低下するのを防止し、一方、最適化制
御を頻繁に行う場合と異なり、画像濃度が頻繁に変化す
るのを防止するとともに、最適化制御によって画像形成
時間が延長されるのを防止する。

【００２８】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉図１に、実施例１の画像形成装置の画像形
成部近傍の縦断面図を示す。なお、図６を参照して説明
した従来の画像形成装置と同様の構成、作用の部材等に
ついては同じ符号を付し、その説明は省略するものとす
る。

【００２９】同図において、被帯電体としての感光ドラ
ム１と、帯電部材としての帯電ローラ２とは相互に平行
に配置され、芯金２ｃの軸方向両端部を感光ドラム１に
向けて押圧することによって、転写ローラ２は感光ドラ
ム１表面に所定の圧力で圧接されている。転写ローラ２
は、感光ドラム１の時計回りの回転駆動によって、反時
計回りに従動回転する。

【００３０】帯電ローラ２近傍には、環境温度を検知す
る温度検知センサ４１が配置されている。温度検知セン
サ４１は、本体電源投入後、常時、帯電ローラ４１近傍
の温度を検知して、制御部４５に情報を送っている。

【００３１】図２は本実施例における最適化制御動作フ
ローを示している。

【００３２】装置本体の電源スイッチが投入されると
（Ｓ１）、装置本体各部の動作準備が開始されるととも
に、定着ローラのヒータへの通電が開始され、ヒータの
温度が上昇し始める。定着ローラ温度が本体動作可能温
度以下の所定温度に達すると（Ｓ２、本実施例では１０
０℃）、前述の最適化制御が行われ（Ｓ３）、帯電ロー
ラ２への印加電圧量が決定される。そして、そのとき環
境温度センサが検知した環境温度Ｔ₀ が制御部４５に送
られ（Ｓ４）、記録される。その後、定着ローラ温度が
動作可能温度まで上昇し、各部の動作準備が完了する
と、コピー可能状態となり、コピー信号が送られると、
上述の印加電圧量によって画像形成動作が行われる（こ
の部分のフローは省略）。

【００３３】この間、環境温度センサ４１は帯電ローラ
２近傍の温度Ｔを検知し（Ｓ５）、制御部４５に送って
いる。

【００３４】ここで周囲の環境温度に急激な変化が起こ
り（例えば、冬期の朝、電源が投入され、その後暖房の
運転によって室内温度が上昇した場合など）、ＴとＴ₀
の差があらかじめ定められた所定量ΔＴ以上になったと
きには（Ｓ６）、再び最適化制御が行われ、温度Ｔにお
ける最適な印加電圧量が決定される。そしてこのときの
温度Ｔが最適化制御時の温度Ｔ₀ として制御部４５に送
られ、記憶される。

【００３５】ここで、温度変化許容量ΔＴは、画像の濃
度変化がユーザーに違和感を与えない帯電ローラ２の抵
抗値変化許容量ΔＲによって決定される。帯電ローラ２
の抵抗値が、図３に示すような温度特性を待っていた場
合には、Ｔ₀ の値によってΔＴの値は同図に示すように
決定される。実用温度範囲内において抵抗値が温度にほ
ぼ比例して変化するような場合には、ΔＴとして一定値
をとることも可能である。

【００３６】また、環境温度Ｔの検知タイミングは上述
のように常時検知するのが最良ではあるが、実用的に
は、例えば電源投入後２時間は１分おきに、その後は１
０分おきに検知するようにしてもよいし、コピースター
ト信号が入力されてから画像形成までに時間的余裕があ
る場合には、コピースタート信号入力時に温度検知する
ようなタイミングでもよい。

【００３７】最適化制御を行うタイミングも、｜Ｔ−Ｔ
₀ ｜≧ΔＴとなるごとに行う必要は必ずしも無く、｜Ｔ
−Ｔ₀ ｜≧ΔＴ検知後コピースタート信号が入力された
ときに行うようにしてもよい。このようにすることによ
って、ユーザーの予期せぬときに機械が作動したり、不
必要な最適化制御動作によって機械各部の耐久劣化を招
くことが避けられる。〈実施例２〉図４に、実施例２の最適化制御動作フロー
を示す。

【００３８】装置本体の電源スイッチが投入されてから
最適化制御が行われるまでは上述の実施例１と同じであ
るので、コピー動作中の制御について説明する。

【００３９】コピースタート信号が入力されると（Ｓ
１）、入力されたコピー枚数等からコピー終了時刻ｔが
算出され（Ｓ２）、コピー動作が開始される。この間、
環境温度センサ４１は帯電ローラ２近傍の温度Ｔを検知
し（Ｓ３）、制御部４５に送っている。ＴとＴ₀ の差が
あらかじめ定められた所定量ΔＴ以上になったときには
（Ｓ４）、再び最適化制御が行われ（Ｓ５）、温度Ｔに
おける最適な印加電圧量が決定される。そしてこのとき
の温度Ｔが最適化制御時の温度Ｔ₀ として制御部４５に
送られ（Ｓ６）、記憶される。

【００４０】ＴとＴ₀ との差がΔＴ未満の場合は画像形
成が行われる（Ｓ７）。ここで温度Ｔの時間当りの変化
量から、コピー終了時刻ｔにおける環境温度Ｔ_t が予測
され（ｓ８）、Ｔ_t がＴ₀ に対してあらかじめ定められ
た所定量ΔＴ以上変化することが予測されるときには、
再び最適化制御が行われ（Ｓ５）、現在の温度Ｔにおけ
る最適な印加電圧量が決定される。そしてこのときの温
度Ｔが最適化制御時の温度Ｔ₀ として制御部に送られ
（Ｓ６）、記憶される。

【００４１】この動作がコピー終了まで繰り返される
（Ｓ１０）。

【００４２】本実施例における最適化制御は、環境温度
変化が急激で、かつコピー終了までに長い時間を要する
大量コピーモードにおいて、その途中で最適化制御がか
かることによって大きな濃度変化が生じ、ユーザーに違
和感に与えることを防ぐためのものである。すなわち、
連続したコピー中に環境温度の変化量がΔＴ以上とな
り、その時点で最適化制御が行われた場合、その前後の
コピー画像はいずれも単独にはユーザーに違和感を与え
ない許容範囲内のものであっても、その許容範囲の上限
と下限である可能性もあり、連続したものとして比較し
たときには大きな違和感を生ずることは避けられない。
したがって、環境温度の変化がその時点でΔＴ以下であ
ってもコピージョブ中にΔＴを超えることが予測される
ときは上述の制御のようにこまめに最適化を行うことに
よって、前述したような検知精度によるバラツキはある
ものの、連続した２枚の間の濃度差を小さくすることが
でき、ユーザーに与える違和感を小さくする効果があ
る。〈実施例３〉図５に、実施例３を図示する。本実施例に
おいては、接触式温度検知センサ４２を絶縁薄膜４３を
介して帯電ローラ２表面に接触させ、帯電ローラ２の温
度を検知するようにしている。

【００４３】なお、上述の実施例１ないし実施例３にお
いては、帯電ローラ２周囲の環境温度として、装置本体
内部の帯電ローラ２近傍の温度をとるのが最適ではある
が、装置本体外部の環境温度から帯電ローラ２近傍の温
度を実験結果に基づいて算出することも可能であり、こ
のような場合には、温度検知センサ４１の配置位置は上
述の実施例での位置に限定されるものではない。

【００４４】また、実施例１ないし実施例３においては
接触式帯電装置の帯電部材として、帯電ローラ２を使用
した場合を説明しているが、帯電部材としては、帯電ロ
ーラ２に限らず、ブレード状あるいはブロック状等その
他の形態の帯電部材を使用した場合もほぼ同様の効果を
得ることができる。

【００４５】さらに、上述の各実施例においては、環境
の代表として環境温度による最適化制御について述べて
いるが、湿度等ほかの環境要因に関しても同様の制御を
行うことによって、同様の効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
帯電部材近傍のまたは装置本体周囲の環境（例えば温
度、湿度等）を検知する環境検知手段を設け、環境が最
適化制御を行ったときから所定量以上変化したときには
再度最適化制御を行うことによって、周囲の環境に急激
な変化が起こったときにも最適な条件によって画像形成
を行うことができ、常に安定した画像を得ることができ
る。

【００４７】また、最適化制御を不必要に頻繁に行うこ
とを防止して、最適化制御の回数を減らすことができ、
画像形成速度の高速化も実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の感光ドラム近傍の構
成を示す縦断面図。

【図２】実施例１の最適化制御を説明するフローチャー
ト。

【図３】温度と帯電ローラ抵抗値との関係を示す図。

【図４】実施例２の最適化制御を説明するフローチャー
ト。

【図５】実施例３の画像形成装置の感光ドラム近傍の構
成を示す縦断面図。

【図６】従来の画像形成装置の感光ドラム近傍の構成を
示す縦断面図。

【図７】温度と帯電ローラ抵抗値との関係を示す図。

【図８】画像形成装置の動作シーケンス図。

【符号の説明】

１被帯電体（感光体、感光ドラム）２帯電部材（帯電ローラ）３電源１０装置本体４１、４２環境検知手段（温度検知センサ）４５制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/20 G03G 15/02 - 15/02 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当
接させて被帯電面を帯電処理する接触帯電装置と、光像
照射する露光手段とを備え、前記帯電部材が前記被帯電
体の非画像形成領域に対応しているときに前記帯電部材
を定電流または定電圧制御し、このときの電圧または電
流値に基づき帯電時に前記帯電部材に印加する電流また
は電圧値を補正する最適化制御を行う画像形成装置にお
いて、前記帯電部材近傍または装置本体周囲の環境を検知する
環境検知手段を有し、該環境検知手段は、連続画像形成
動作終了時の環境を予測し、該予測環境が所定量以上変
化したときに再度の最適化制御を行う、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記環境検知手段は、環境温度を検知す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記環境検知手段は、環境湿度を検知す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。