JP3217572B2

JP3217572B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3217572B2
Application number: JP00258494A
Authority: JP
Inventors: 英和坂上; 秀博田渕; 純一大浦; 幸雄橋本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1994-01-14
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH07209964A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体ドラムのような
静電潜像担持体の帯電された表面上に静電潜像を形成し
た後、この静電潜像をトナー像に現像する方式を用いた
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置
に係り、特に帯電動作時において、画像領域を特定する
ためのブランクランプを点灯させた際に生じる静電潜像
担持体の部分的な表面電位低下の解消策を講じた画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子複写機においては、例えば
定速回転する感光体ドラムを備えており、このドラムの
回転方向に沿って帯電部、露光部、現像部、転写部、ク
リーニング部及び除電部がそれぞれ配設されており、ま
ず、帯電部でドラム表面が帯電され、次いでドラムが回
転し、帯電されたドラム表面が露光部を通るとき、原稿
を走査して反射した光がドラム表面を露光し、この露光
光によってドラム表面に静電潜像が形成される。

【０００３】さらにドラムが回転して現像部に至ると、
ドラム表面と対向して配設された現像器から供給された
トナーがドラム表面の静電潜像に付着し、顕像であるト
ナー像が得られる。このトナー像は転写部において給紙
部から供給された用紙の表面に転写される。転写が済ん
だ後、ドラム表面に残存したトナーはクリーニング部に
おいて除去され、また、ドラム表面上の静電潜像は、除
電部でドラム表面全面に除電光が照射されて、その表面
電位が光減衰することにより除去される。

【０００４】また、画像と画像の間の部分や、画像先端
部にトナーが乗らないように、その部分を局部的に除電
可能な機種では、通常、現像部の直前に局部除電光を発
生するＬＥＤ列等からなるブランクランプが取り付けら
れており、該ブランクランプを構成するＬＥＤ列の全部
あるいは必要な部分を点灯させることにより、静電潜像
が形成されているドラム表面の必要箇所を局部的に除電
するように構成されている。

【０００５】上記のように構成される電子複写機におい
ては、前記帯電部にコロナ放電方式を利用した帯電チャ
ージャーがドラム表面と対向して配設されており、帯電
時には、該帯電チャージャーの放電用メインワイヤに通
常４〜６kV程度の高電圧が印加されて、コロナ放電を発
生させることによりドラム表面に電荷を付与するように
構成されているが、従来では、前記メインワイヤに高電
圧を供給するために、該メインワイヤと電源との間にト
ランス基板を介装し、このトランス基板を、その出力が
ほぼ一定値となるように制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、感光体ドラ
ムの表面に形成された感光体材料の種類によっては、帯
電時の表面電位の立ち上がりが悪いものがある。その代
表例としては近年、この種の画像形成装置の感光体材料
として広く使用されているアモルファスシリコン系材料
を用いたものが上げられるが、このような感光体材料を
用いたドラムを使用した複写機においては、ブランクラ
ンプを点灯させて静電潜像を局部的に消去する複写プロ
セスを連続的に実行した場合、帯電時において、ドラム
表面の前回画像消去部分の表面電位低下が回復せず、そ
の他の部分と比較して低くなり、ドラム表面の電位むら
が生じるという問題点がある。

【０００７】図７はその具体例を示している。図７(Ａ)
に示すように、連続複写時において、用紙が所定のタイ
ミングで給紙される連続複写時において、給紙タイミン
グの間隙となる期間に対応してブランクランプを点灯さ
せた場合、図７(Ｂ)に示すように、その期間に対応する
ドラム表面の移動領域の表面電位は光減衰することにな
るが、この光減衰した表面電位低下部分（斜線部分）
が、次回の帯電時に必要な表面電位まで上昇せず低電位
領域となる。

【０００８】ところが、この低電位領域と用紙サイズと
の関係によっては、次回以降の複写プロセス実行時に、
該低電位領域が画像形成領域に重なるという不都合が生
じる場合があり、このような場合、従来構成のように帯
電チャージャーへの印加電圧が常時一定に維持されてい
るものでは、現像時において低電位領域と重なった静電
潜像部分に必要量のトナーが乗らず、その結果、複写後
の用紙上の画像にむらが生じたり、一部に画像濃度の薄
い部分が生じるという問題点があった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたもので、帯電動作時において、画像
領域を特定するためのブランクランプを点灯させた際に
生じる静電潜像担持体の部分的な表面電位低下をなくす
ことにより、常時、良好な画質の画像を得ることを可能
とした画像形成装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に感光体
層が形成され、少なくとも帯電部、露光部、現像部及び
除電部をその順序で移動して前記帯電部に戻る静電潜像
担持体と、局部除電光を発生するブランクランプとを備
え、前記帯電部に設けられた帯電チャージャーによって
静電潜像担持体の表面を帯電し、帯電された静電潜像担
持体表面に前記露光部で静電潜像を形成するとともに、
前記現像部で該静電潜像のトナー像を現像し、さらに前
記除電部で除電して次回の帯電に備える画像形成プロセ
スを任意回数実行可能で、且つ、前記ブランクランプの
点灯により画像形成領域以外の静電潜像の消去を可能と
した画像形成装置を対象としている。

【００１１】そして、上記目的を達成するために本発明
では、前記帯電チャージャーに前記静電潜像担持体表面
に電荷を付与するための電圧を印加する電圧印加手段
と、この電圧印加手段の出力を制御する制御手段とを設
けたものとしており、帯電動作時において、該制御手段
によって前記ブランクランプの点灯期間に対応して前記
電圧印加手段の出力値を変化させることにより、前記ブ
ランクランプの点灯期間に対応する前記静電潜像担持体
表面の移動領域の表面電位を該移動領域以外の画像形成
領域と同電位に帯電させるように構成している。

【００１２】上記構成の技術的手段を、前記静電潜像担
持体の表面感光体層として、アモルファスシリコン系の
感光体材料を使用した場合、該静電潜像担持体表面電位
の立ち上がりの悪さをカバーする効果が大きい。

【００１３】

【作用】上記構成によると、帯電時において、ブランク
ランプの点灯期間に対応して電圧印加手段の出力値が変
化し、ブランクランプの点灯期間に対応する静電潜像担
持体表面の移動領域の表面電位を該移動領域以外の画像
形成領域と同電位に帯電させるため、静電潜像担持体の
表面は電位むらのない均一な電位となる。

【００１４】したがって、感光体層に立ち上がりの低い
種類の感光体材料が用いられている静電潜像担持体を使
用した機種において、前記ブランクランプの点灯期間に
対応する静電潜像担持体表面の移動領域と用紙サイズと
の関係により、該用紙への画像形成領域が移動領域と重
なる場合にも、その部分にその他の部分との濃度差が出
ることもなく、常時、良好な画質を実現することが可能
となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を電子複写
機に適用した実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１は本実施例の電子複写機の構成を模式的に示し
ている。この図において、１は静電潜像担持体としての
感光体ドラムであって、このドラム１はアルミニウム等
の金属材料製ドラム基体の表面にアモルファスシリコン
系の感光体材料を蒸着してなる感光体層を形成したもの
で、図上時計回り方向に定速度で回転するように構成さ
れている。

【００１６】このドラム１の周辺にはその回転方向（移
動方向）に沿って帯電部Ａ、露光部Ｂ、現像部Ｃ、転写
部Ｄ、分離部Ｅ、クリーニング部Ｆ、除電部Ｇがその順
序で配設されている。

【００１７】帯電部Ａには一対の帯電チャージャー２が
隣合って配設されている。各帯電チャージャー２は、い
ずれもドラム１の軸心に向かい、且つ、該ドラム表面と
近接対向して配置してあり、それぞれドラム１との対向
面が開口し、且つ、ドラム軸心方向に平行に配置された
シールドケース２ａ内に、タングステン細線からなるメ
インワイヤ２ｂをその長さ方向に沿って張設するととも
に、シールドケース２ａの開口面にグリッド電極２ｃを
該ケース２ａと電気的に導通する状態で配設したもので
ある。

【００１８】図２は帯電チャージャー２の制御系を示し
ている。この図に示すように、各メインワイヤ２ｂは電
圧印加手段としてのメイントランス基板３に共通に接続
されており、該メイントランス基板３の出力によって通
常４〜６kV程度の高電圧が印加されるようになってい
る。図１に戻って、メイントランス基板３から帯電チャ
ージャー２に高電圧が印加されると、コロナ放電が発生
しドラム表面に電荷が付与される。このようにして帯電
されたときのドラム１の表面電位は通常1000V程度であ
る。

【００１９】ドラム１の帯電された表面部分は、該ドラ
ム１が回転して露光部Ｂに至ると、図外の光学系を通じ
て原稿画像の反射光Ｌ₁が該ドラム表面部分に照射され
ることにより、露光が施される。この場合、露光を受け
た部分のみ、その表面電位が露光量に対応して光減衰し
て低くなり、その結果、静電潜像が形成される。

【００２０】ドラム回転方向における現像部Ｃの直前に
は、表面電位計４が配設されている。この表面電位計４
は現像部Ｃに至ったときのドラム表面の帯電電位を計測
する。なお、帯電部Ａで帯電されたドラム表面は現像部
Ｃに至る間に暗減衰するため、現像部到達時の表面電位
は820V程度まで低下している。換言すれば、現像部Ｃに
おけるドラム表面電位は820V程度必要であり、帯電部Ａ
では暗減衰を見込んだ電位(1000V)になるように帯電チ
ャージャー２に印加する電圧を設定している。なお、こ
の電圧設定については後述する。

【００２１】５は現像部Ｃの直前で表面電位計４と隣接
して配設された画像消去用のブランクランプであって、
局部除電光を発生するＬＥＤ列により構成されており、
画像領域を特定する等の目的のために静電潜像の一部分
を消したいような場合に、所要のＬＥＤを選択的に点灯
することによって、該点灯したＬＥＤに照射された静電
潜像部分を光減衰させることにより消去するもので、後
述する制御部によって設定された期間だけＯＮする。

【００２２】現像部Ｃには現像器６と、該現像器６にト
ナーを供給するトナーホッパ７とが配設されている。こ
の構成ではトナーホッパ７に収容されたトナーがスポン
ジローラ８を介して現像器６内へ所要量、投入され、こ
の現像器６内でトナーとキャリア（鉄粉）とが撹拌ロー
ラ９により撹拌され、現像ローラ１０の表面にキャリア
に保持されたトナーを現出する。

【００２３】そして、ドラム１の静電潜像形成部分が現
像部Ｃに至ると、現像ローラ１０を介して現像器６のト
ナーがその静電潜像に応じてドラム表面に電着され、こ
れによって顕像であるトナー像が形成される。この場
合、ブランクランプ５を点灯させてドラム１の表面電位
を部分的に落とした場合、残余の静電潜像はその直後に
現像されることになる。

【００２４】転写部Ｄには転写チャージャー１１が配設
されており、ドラム１が転写部Ｄに至ると、給紙部の給
紙ローラ対１２を通して用紙Ｐがドラム表面上に給紙さ
れ、転写チャージャー１１にトナーとは逆極性の電圧が
印加され、ドラム表面のトナー像が用紙Ｐに転写され
る。また、分離部Ｅには分離チャージャー１３が配設さ
れており、該分離チャージャー１３からドラム表面に交
流電界が投じられることによってドラム１と用紙Ｐとの
吸引状態が解除され、転写済用紙Ｐがドラム１から分離
される。

【００２５】クリーニング部Ｆにはクリーニング装置１
４が配設されている。このクリーニング装置１４はドラ
ム表面を摺擦することにより、ドラム表面のトナー等の
付着物を除去するもので、ドラム表面に残留したトナー
はクリーニング部Ｆに至って、クリーニング装置１４に
より払拭作用を受ける。さらに、次の除電部Ｇでは除電
ランプ１５の除電光Ｌ₂がドラム表面に照射されること
により、該ドラム１の表面電位が光減衰し電荷が除去さ
れる。

【００２６】この後、ドラム１は帯電部Ａに戻り、次の
複写動作に備えられる。また、連続複写に設定したとき
は上記した複写プロセスが任意に設定した回数だけ繰り
返し実行される。

【００２７】上記構成の電子複写機では、前述のように
ドラム１の感光体層としてアモルファスシリコン系材料
が使用されているため、そのドラム特性により前述の従
来技術の項において、図７(Ａ)(Ｂ)を用いて説明したよ
うに、ブランクランプ５に照射されたドラム表面部分の
電位はその他の部分よりも落ち込むことになる。

【００２８】本実施例では、アモルファスシリコン系感
光体材料を使用した複写機において、上記のようなブラ
ンクランプ５の点灯によって表面電位が落ち込んだドラ
ム１のブランクランプ５の点灯期間に対応する移動領域
の電位をその落ち込み量だけ嵩上げするようにしてい
る。

【００２９】図３はその制御系及び操作系の構成を示し
ている。この図において、１６はペーパーサイズセレク
トキーであって、各種サイズの用紙を選択する際に使用
される。１７は倍率キーであって、拡大率または縮小率
を設定する際に使用される。１８はコピーボタンであっ
て、複写動作を開始させる際に使用される。

【００３０】そして、ペーパーサイズセレクトキー１６
と倍率キー１７とを操作することにより、ドラム１が一
定の周速度を保持したまま、給紙される用紙Ｐと用紙Ｐ
の間隔が変化し、この後、コピーボタン１８を押すこと
により、前述の複写プロセスが実行され、任意に選択し
たサイズの用紙Ｐに任意に選択した倍率で該用紙Ｐ上の
画像形成領域に複写される。

【００３１】２０はマイクロコンピュータを備えた制御
手段としての主回路基板であって、ＣＰＵ２１、このＣ
ＰＵ２１へ制御データを入出力するＲＯＭ２２及びワー
クＲＡＭ２３を備えている。また、ＣＰＵ２１にはブラ
ンクランプ５の点灯を検出する信号、例えば用紙間除電
のための全点灯検出信号から所定時間を計測するタイマ
２４がソフト的に構成されている。

【００３２】ＣＰＵ２１はブランクランプ５を点灯させ
て行われる複写プロセス開始後、帯電動作時において、
ペーパーサイズセレクトキー１６、倍率キー１７、コピ
ーボタン１８からの入力データに基づき、ブランクラン
プ５の点灯期間に対応してメイントランス基板３の出力
値を所定の補正値分、上昇させるためのトランス出力コ
ントロール信号を主回路基板２０に内蔵のＤ／Ａ変換器
２６を通じて該メイントランス基板３に送るようにプロ
グラム制御することにより、ブランクランプ５の点灯期
間に対応するドラム表面の移動領域の表面電位を移動領
域以外の画像形成領域と同電位に帯電させるようにして
いる。

【００３３】図４はこの場合のＤ／Ａ変換器２６におけ
るＣＰＵ２１のディジタルデータ入力値と、アナログ出
力値との関係を示している。この図に示すように、ＣＰ
Ｕ２１の出力は0〜255ビットに設定され、そのＤ／Ａ変
換値であるトランス出力コントロール信号が0〜10Vに比
例対応している。

【００３４】また、図５はＤ／Ａ変換されたトランス出
力コントロール信号と、メイントランス基板３のトラン
ス出力との関係を示している。この図に示すように、主
回路基板２０から出力されたトランス出力コントロール
信号の出力0〜10Vは、メイントランス基板３から帯電チ
ャージャー２に印加される電圧4〜6kVに比例対応してい
る。

【００３５】図６は主回路基板２０のＣＰＵ２１におけ
る制御動作の流れを示している。この図に示すように、
コピーボタン１８をＯＮ操作して、連続複写動作が開始
されると、ステップ＃５で、ディジタル値としてビット
数で設定されるトランス出力のコントロール値Ｍを予め
設定されたトランス出力の設定コントロール値Ｍ₀と
し、このコントロール値でメイントランス基板３が制御
される。

【００３６】ステップ＃１０で、ブランクランプ５が消
灯したことを検出するラッチ信号がＯＦＦであり、ステ
ップ＃３０で、前回の画像と今回の画像の間の部分を除
電するため、ブランクランプ５のＬＥＤ列が全点灯した
ことを検出するラッチ信号がＯＮされると、ステップ＃
３５で、ペーパー間隔とドラム周速とにより決定される
時間値ＴBmsec(例えば613msec)経過後、ステップ＃５に
戻って、図７(Ｃ)に示すように、トランス出力の設定コ
ントロール値Ｍ₀をトランス出力コントロール信号の出
力値として、このコントロール出力値に対応するトラン
ス出力で帯電チャージャー２に電圧を印加する。

【００３７】次に、ステップ＃１０でブランクランプ５
が消灯したことを検出するラッチ信号がＯＮになり、ス
テップ＃１５で複写プロセスが続行されているときは、
ステップ＃２０でＴBmsec経過後、ステップ＃２５で、
電位補正で合わせたトランスコントロール値Ｍからビッ
ト数で設定されたドラム特性により決定される値Ｃを加
算したトランスコントロール信号を出力する。

【００３８】前記ドラム特性により決定される値Ｃは、
図７(Ｂ)に示すように、ブランクランプ５の点灯期間に
対応するドラム表面の移動領域の光減衰した表面電位低
下部分（斜線部分）の電位降下量に対応するコントロー
ル値と一致するもので、ドラム感光体層の特性に対応す
る可変値である。

【００３９】そして、ステップ＃３０でブランクランプ
全点灯信号がＯＮとなり、以降、連続複写が終了するま
で、帯電動作時において、ブランクランプ５の点灯期間
に対応してメイントランス基板３の出力値ＭをＭ₀＋Ｃ
に設定することにより、ブランクランプの点灯期間に対
応するドラム表面の移動領域の表面電位を該移動領域以
外の画像形成領域と同電位に帯電させる動作を繰り返
す。

【００４０】なお、前記主回路基板２０では前述の現像
部Ｃにおけるドラム表面電位を安定させるため、電源投
入時に電位の調整を行う役目も果たしている。すなわ
ち、図２に示すように、各帯電チャージャー２のグリッ
ド電極２ｃはその電位調整用に設けられたものであり、
それぞれメイントランス基板３に設けられた定電圧回路
２６を介して主回路基板２０に接続されている。

【００４１】そして、ドラム表面電位が現像部Ｃで所定
の電位(例えば820V)になるように、主回路基板２０から
グリッド電位コントロール信号を送って定電圧回路２６
を制御し、これによってグリッド電圧を調整することに
より、帯電部Ａにおけるドラム表面電位をコントロール
する。なお、この場合、定電圧回路２６で可変範囲限度
まで変化させても調整が不可能なときは、主回路基板２
０でトランス出力もコントロールする。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるとき
は、帯電動作時において、制御手段によって前記ブラン
クランプの点灯期間に対応する静電潜像担持体表面の移
動領域の表面電位を該移動領域以外の画像形成領域と同
電位に帯電させるように構成しているので、静電潜像担
持体の表面は電位むらのない均一な電位となる。尚、前
記帯電は、帯電チャージャーに電圧を印加する電圧印加
手段の出力値をブランクランプの点灯期間に対応して変
化させることにより容易に実現できる。

【００４３】したがって、感光体層に立ち上がりの低い
種類の感光体材料が用いられている静電潜像担持体を使
用した機種において、前記ブランクランプの点灯期間に
対応する静電潜像担持体表面の移動領域と用紙サイズと
の関係により、該用紙への画像形成領域が移動領域と重
なる場合にも、該移動領域の表面電位低下が効果的に補
正されるので、その部分にその他の部分との濃度差が出
ることもなく、常時、良好な画質を実現することができ
るという従来に見られない優れた効果を発揮するものと
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における要部の構成を模式的
に示す正面図。

【図２】帯電チャージャーの制御系を模式的に示す構
成図。

【図３】複写機の制御系と操作系を示すブロック図。

【図４】ＣＰＵ出力値とそのＤ／Ａ変換値との関係を
示す線図。

【図５】コントロール信号とトランス出力との関係を
示す線図。

【図６】ＣＰＵの制御動作を示すフローチャート。

【図７】ブランクランプの点灯期間と重なる用紙上部
位(Ａ)と、該部位と縦軸で対応する表面電位(Ｂ)及び、
該表面電位に対応するトランスコントロール値(Ｃ)を模
式的に示す図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電チャージャー２ｂメインワイヤ２ｃグリッド電極３メイントランス基板１６ペーパーサイズセレクトキー１７コピーボタン１８給紙スイッチ１９光学系基板２０主回路基板２１ＣＰＵ２２ＲＯＭ２４タイマ２５Ｄ／Ａ変換器Ａ帯電部Ｂ露光部Ｃ現像部Ｇ除電部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本幸雄大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/00 303 G03G 15/047

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に感光体層が形成され、少なくとも
帯電部、露光部、現像部及び除電部をその順序で移動し
て前記帯電部に戻る静電潜像担持体と、局部除電光を発
生するブランクランプとを備え、前記帯電部に設けられ
た帯電チャージャーによって静電潜像担持体の表面を帯
電し、帯電された静電潜像担持体表面に前記露光部で静
電潜像を形成するとともに、前記現像部で該静電潜像の
トナー像を現像し、さらに前記除電部で除電して次回の
帯電に備える画像形成プロセスを任意回数実行可能で、
且つ、前記ブランクランプの点灯により画像形成領域以
外の静電潜像の消去を可能とした画像形成装置におい
て、前記帯電チャージャーに前記静電潜像担持体表面に
電荷を付与するための電圧を印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段の出力を制御する制御手段とを設け、
帯電動作時において、該制御手段によって前記ブランク
ランプの点灯期間に対応して前記電圧印加手段の出力値
を変化させることにより、前記ブランクランプの点灯期
間に対応する前記静電潜像担持体表面の移動領域の表面
電位を該移動領域以外の画像形成領域と同電位に帯電さ
せるように構成したことを特徴とする画像形成装置。