JPH03164760A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に関し
、特に像担持体を長期間使用しても常に良好な画像を維
持することができる画像形成装置に関するものであるｉ 籠迷Ｊ口支去 電子写真方式を利用した画像形成装置が知られているが
、この装置において転写材上に転写された画像濃度およ
び画像可変のための方法は２つある。

（１）像担持体上の静電潜像を現像する際の現像バイア
スを変化させる方法。このとき像担持体上に静電潜像を
形成する原稿露光量は、常に一定である。

（２）像担持体上に静電潜像を形成するときの原稿露光
量を変化させる方法。このとき現像バイアスは常に一定
である。

上記（１）の現像バイアスを変化させろ方法は、第９図
に示すように、像担持体としての有機光導電体からなる
感光ドラム１への原稿露光３の光量を一定にして、現像
装置４の現像スリーブ７に印加する現像バイアスの直流
分ＶＤＣをユーザー手動で可変させるものである。この
とき原稿露光３の光量が一定であるため、第１Ｏ図に示
すように、暗部電位（ＶＯ）　、中間調電位（Ｖ、）、
明部電位（ＶＬ）は一定である。その中で現像バイアス
ＶＤＣを変化させるため、暗部電位ＶＤと現像バイアス
■。。の差である現像コントラストが変化するので、画
像濃度が現像バイアスＶＯＣの変動と共に若干変化する
（現像コントラストがあるレベル以上では画像濃度が変
化しない。この許容範囲を予め持つと、現像バイアスの
変動により中間調濃度は変化しても、画像濃度は変化し
ない）。

上記（２）の原稿ｎ光量を変化させる方法は、第９図に
示すように、現像スリーブ７に印加する現像バイアスを
一定とし、原稿露光３の露光量をユーザー手動で可変さ
せるものである。このとき第１１図に示すように現像バ
イアスの直流分Ｖｏ。

が一定であり、暗部電位と現像バイアスの差の現像コン
トラストは常に一定であるため、画像濃度も一定である
。これが露光量を変えることで中間調電位および明部電
位が変わり、そしてこれら中間調電位等が変わることで
中間調濃度が変わり、またカブリの発生を無くせる。

以上のユーザーが可変する現像バイアス可変部材と原稿
露光量可変部材のどちらを画像可変装置として選択する
かは、現像方式、コスト、像担持体などの組合により一
定せず、異なる。

なお、有機光導電体からなる感光ドラム１はマイナス極
性に帯電するものが主であるが、第１０図、１１図には
感光ドラム１上の暗部電位等を符号を考えずに絶対値で
表示した。

第９図において、符号２は感光ドラム１を一様に帯電す
る一次帯電器、５は感光ドラム１上の顕画像のトナー像
を図示しない転写材上へ転写する転写帯電器、６は感光
ドラムｌ上の転写残りのトナーをクリーニングするブレ
ード１２を備えたクリーニング製雪、８および９は転写
材を感光ドラム１と転写帯電器５とが対向した転写部へ
と案内する上下の転写ガイド、１０は転写材の背面の転
写コロナを除電する除電針、１１は未定着トナー像を担
持した転写材を定着装置へと搬送する搬送装置、１３は
感光ドラム１上を均一に除電する前露光である。

が　　しよ　とする しかしながら、上記画像可変装置は、以下に述べる種々
の問題が生じるに至った。

感光ドラムｌが有機光導電体からなるのでその傾向が強
いのではあるが、長期間使用する過程で中間調電位およ
び明部電位が徐々に上昇するようになる。このため現像
バイアス可変方式では、カブリのない適正画像を得るた
めに、現像バイアス可変部材の可変量は、初期では第１
０図に示すようにダイアル５でよかったものが、使用期
間が長くなるにつれて第１２図に示すようにダイアル９
の方ヘシフトし、更に明部電位等の電位上昇が大きい場
合にはカブリを除去できない。適正画像についてもこれ
がダイアル９近くで得られるということは、その画像濃
度も低くて薄いものになる。

一方、同様に中間調電位および明部電位が上昇したとき
の原稿露光量可変方式では、第１３図に示すように、適
正画像は露光量可変部材のダイアル９の方向にシフトす
るが、但しそのときの画像濃度は濃（、問題はない。し
かし、原稿が新聞などの場合には、適正画像を得ようと
露光量可変部材を可変しようとしても、露光量可変部材
はもう既に可変幅限度上限になっていて適正画像を得る
ことができない。且つ有機光導電体は長期間使用すると
明部電位が上昇するのみならず、露光量変化に対する中
間調電位、明部電位の変化が第１３図に示すように鈍（
なり、得られる画像の変化幅が少ない。

本発明の目的は、上述の現状に鑑み、光導電体からなる
像担持体を長期間使用しても、画像濃度が高く且つカブ
リがない画像を得ることができ、しかもユーザーによる
画像可変装置の画像可変幅が広い画像形成装置を提供す
ることである。

を　゛するための 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、光導電体からなる像担持体を一次
帯電器により一様に帯電し、前記像担持体上に原稿露光
部により原稿パターンを露光して静電潜像を形成し、前
記静電潜像を現像バイアス下で現像して可視画像とし、
然る後に前記可視画像を転写材上に転写して転写画像を
得る画像形成装置において、前記転写画像の濃度を可変
するユーザ用画像濃度可変部材として、前記現像バイア
スを可変する現像バイアス可変部材を設け、前記像担持
体の使用の経過に合わせて変化させる長期変化部材とし
て、前記原稿露光部の露光量を可変する露光量可変部材
を設けたことを特徴とする画像形成装置である。

１星］ 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

実施例１ 第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成
図である。

第１図において、１は像担持体としての有機光導電体か
らなる感光ドラムで、感光ドラム１の周囲にこれを一様
に帯電する一次帯電器２、感光ドラム１上に原稿１４の
パターンの露光３により形成された静電潜像を現像して
顕画像化する現像装置４、感光ドラム１上に形成された
顕画像のトナー像を図示しない転写材上に転写させる転
写帯電器５、感光ドラム１上の転写残りのトナーをクリ
ニツクするブレード１２を備えたクリーニング装置６、
転写材を感光ドラム１と転写帯電器５とが対向した転写
部へと案内する上下の転写ガイド８．９、転写材の背面
の転写コロナを除電する除電針ｌＯ１未定着トナー像を
担持した転写材を定着装置へと搬送する搬送装置１１お
よび感光ドラム１上を前露光１３により均一に除電する
前露光ランプ２６が配置される。

上記現像装置４には、現像剤の磁性トナーを担持して回
動する非磁性導電性の現像スリーブ７が配置され、現像
スリーブ７内には、上記磁性トナーをスリー゛ブ７上に
吸着させるマグネットローラ２７が配置される。現像ス
リーブ７には、これに現像バイアスを印加するバイアス
電源２９が接続され、スリーブ７とバイアス電源２９と
の間にはスリーブ７への現像バイアスの直流分を可変さ
せる現像バイアス可変部材２８が挿入される。上記の定
着装置は、転写材上に担持された未定着のトナー像を定
着させる内部にヒータを有した定着ローラ３１と、これ
と対をなして転写材を回転、搬出する加圧ローラ３２と
からなり、これらローラ３１．３２間の手前位置には転
写材を定着装置へと導（定着入りロガイド３０が配置さ
れる。

また感光ドラム１の上方には、前記した原稿１４を載せ
るガラス製原稿台１５、原稿１４を照射する反射板１６
付きのハロゲンランプからなる原稿露光ランプ１７、ス
リット３４を通過した原稿１４からの原稿露光１３を感
光ドラム１へと導（第１、第２、第３、第４、第５、第
６のミラー２１．２２．２３．２４．２５が配置され、
第３、第４のミラー２２．２３間には感光ドラムｌへと
導かれる原稿露光１３をドラムｌ上に結像させるための
レンズ３３が挿入される。上記ランプ１７には、これに
電圧を印加する露光電源１９が接続され、ランプ１７と
露光電源１９との間には、原稿露光量可変部材として、
ランプ１７の露光電圧を可変して、原稿露光量を可変す
る可変抵抗器１８が挿入される。

上記画像形成装置では、前露光ランプ２６から発する前
露光１３により、感光ドラム１の表面が略均−に除電さ
れる。次いで一次帯電器２により感光ドラム１の表面を
一様帯電したのち、原稿露光３を行ない原稿１４のパタ
ーンの静電潜像が形成される。感光ドラム１の感光体は
有機光導電体であり、マイナスに帯電される。−広帯電
器２の印加電圧は−５，６ｋＶである。ハロゲンランプ
からなる原稿露光ランプ１７は、電圧を６５Ｖとされる
。原稿１４は原稿露光ランプ１７により露光され、その
パターンは第１、第２、第３のミラー２０．２１．２２
で反射し、レンズ３３で結像し、更に第４、第５、第６
のミラー２３．２４．２５で反射して、原稿露光３とし
て感光ドラム１に照射され、これにより感光ドラムｌ上
に原稿パターンの静電潜像が形成される。このときの感
光ドラム１上の電位を電位測定用原稿で測定すると、暗
部電位−６５０ｖ、中間調電位−３２０ｖ、明部電位−
１５０ｖとなっている。

以上のようにして感光ドラム１上に形成された静電潜像
は、現像装置４によって現像され、顕画像化される。現
像装置４は一成分絶縁性磁性トナーを使用しており、ト
ナーはマグネットローラ２７によって現像スリーブ７上
に引き付けられる。マグネットローラ２７は、磁極Ｎ１
が８５０ガウス、磁極Ｎ２が６５０ガウス、磁極Ｓ、（
現像磁極）が９５０ガウス、磁極Ｓ２が６５０ガウスで
ある。現像スリーブ７は非磁性ステンレス鋼の５ＵＳ３
１６を用いているが、非磁性ならばよ（、例えばアルミ
ニウムでも可能である。トナーは例えばゴムブレードな
どの薄層化手段により現像スリーブ７上に薄層化され、
その薄層化された状態で現像部において感光ドラム１と
対面する。このときそのトナー層は感光ドラムｌと非接
触である。現像スリーブ７上のトナー層は、感光ドラム
１上の電位と、現像バイアス電源２９によりスリーブ７
に印加される現像バイアスとによる作用によって飛翔し
て、ジャンピング現像を行なう。現像バイアスはＶｐｐ
１３００Ｖ、Ｖｆ２０００Ｈｚの矩形波とされる。

上述した現像バイアス可変部材２８はユーザーが可変す
る画像可変ポリニームとなっており、第２図に示される
ように、現像バイアスの直流分Ｖｏｃを変化させるよう
になっている。今、現像バイアス可変部材２８のダイア
ル位置を例えば位置ｌのときＤｉというよ′うに表示す
ると、Ｄｌでは現像バイアスＶＤＣが一１００■、Ｄ５
はカブリがな（且つ画像濃度の最大値り、１．が十分に
大きい適正画像が得られる位置でＶＤＣが一２００Ｖ、
Ｄ９は可変部材２８の可変量最大値でＶＤｅが一４００
Ｖである。

図から判るように、現像バイアス可変部材２８のダイア
ル位置Ｄｉの現像コントラストＡは５５０Ｖ、Ｄ５の現
像コントラストＢは４５０■、Ｄ９の現像コントラスト
Ｃは２５０ｖである。ＤｌからＤ９まで徐々に現像コン
トラストは減少するので、画像濃度の最大値Ｄ　ｗａｘ
も徐々に低下するはずである。しかし、第３図に画像濃
度の最大値り、１８の変化を示すように、ダイアル位置
Ｄ１〜Ｄ７まで変化がなく、Ｄ８〜ｐ９になって変化し
ている（画像濃度の最大値り、、８の基準レベルは、一
般に満足できる問題のないＤ　ｍａｔのレベルである）
。これは、第４図に示す■。−Ｄ１１８曲線より説明で
きる。

第４図によると、現像コントラストＶｃがある点Ｐを超
えると、それ以上現像コントラストが増加しても画像濃
度の最大値Ｄ１．８は変化していない。その理由は、現
像スリーブ７上のトナーのほとんど全部が感光ドラム１
上へ飛翔してしまうような現像コントラストＶｃの点Ｐ
を超えると、それ以上現像コントラストが大きくなって
も供給すべきトナーを持ち得ないためである。従って現
像バイアスｖＩｌｌｃをＤ１〜Ｄ７まで変化させても、
画像濃度の最大値り１．８は変化しない。但し、中間調
濃度及びカブリは現像コントラストの変化と共に変わる
。

以上、現像バイアス可変部材２８のダイアル位置Ｄｉで
は、現像バイアスの直流分ＶＤＣが感光ドラム１上の明
部電位ＶＬよりも低いのでカブリ画像が発生するが、Ｄ
１〜Ｄ５の間は「薄い文字の再現」とか「青セクション
の再現」とかに使用される。通常はＤ５近くでの使用で
あり、新聞などの原稿の背景部が濃いものに対しては、
Ｄ８、Ｄ９にすることによってカブリがない画像が得ら
れる。

以上のようにして、原稿の種類、好みによりユザーが現
像バイアス可変部材２８のダイアルを調整して、感光ド
ラムｌ上の静電潜像を現像する。

このようにして感光ドラム１上に得られた顕画像は転写
部へ達し、そこで図示しない給紙装置から搬送されて来
た転写材上に転写帯電器５によって転写される。そして
転写材は、その背面の転写コロナを除電針１０（接地あ
るいは転写コロナと逆極性のバイアスを印加してもよい
）により除電され且つ又分離の補助を受けて、感光ドラ
ム１から分離される。このようにして未定着トナー像を
表面に担持した転写材は、搬送装置１１上を定着部へと
搬送される。

転写材は定着入口ガイド３０に案内されて定着ローラ３
１と加圧ローラ３２との間に挟持され、定着ローラ３１
内部の図示しないヒータによって加熱し、トナーを溶融
させてトナー像を転写材上へ定着され、画像形成装置の
機外へ排出される。

感光ドラム１上の転写残りのトナーは、ブレード１２に
よりクリーニングして、感光ドラムｌ上から除去される
。

以上の一連の複写動作を複写枚数が約３〜５万枚程度の
長期間続けて、そのときの原稿露光ランプ（ハロゲンラ
ンプ）１７の点灯電圧をスタート時と同じ６５Ｖのまま
にすると、感光ドラムｌ上の暗部電位は一６００Ｖ、中
間調電位は一４４０Ｖ、明部電位は一３００ｖになる。

このように暗部電位は下がり、中間調電位および明部電
位が上昇するのは、長期間多数枚の複写を行なうと、有
機光導電体からなる感光ドラム１上の電荷輸送層が削れ
て薄（なり、薄層化することによって発生電位が下がり
、つまり暗部電位が下がり、また電荷輸送層の薄層化お
よび劣化により感光ドラム１の感度低下を生じるため、
明部電位などが下がり切らないのである。このとき−般
文書のカブリのない画像を得るには、第５図に示すよう
に、現像バイアス可変部材２８のダイアル位置はＤ８以
上でなければならず、従って画像濃度の最大値り１１．
は低くくなる。また新聞などではカブリのない画像は得
られない。

そこで、第１図に示す原稿露光ランプ（ハロゲンランプ
）１７の電圧可変のための可変抵抗器１８を調整して、
点灯電圧を１０Ｖ高い７５Ｖにした。実際、ユザー先の
画像形成装置の場合、定期サービスを行なうサービスマ
ンがこのような可変抵抗器１８の調整をする。可変抵抗
器１８は装置の操作盤にはなく、装置のカバー内側の任
意の位置に取り付けてあり、それを動作させる。上記の
ように原稿露光ランプ１７の点灯電圧を７５Ｖにしたと
きの感光ドラム１の暗部電位は一６００Ｖ、中間調電位
は一３６０ｖ、明部電位は一１６０Ｖが得られる。この
ときの現像バイアスと電位との関係を第６図に示す、第
２図の場合に比べて暗部電位ｖ０が若干低いものの、他
の電位はほぼ同等である。このため一般文書の適正画像
はＤ５で得られるし、画像濃度の最大値Ｄ　＠ａｘにつ
いても第７図に結果を示すように十分に高い。また新聞
原稿もＤ８以上で適正画像が得られる。しかしＤ９では
スタート時に比べると基準レベル以下となる。

以上説明したように、本発明では、長期間の多数枚複写
をしたときに感光体の劣化などにより変化する感光ドラ
ム１上の電位、特に中間調電位、明部電位に対し、サー
ビスマン等が時々原稿露光ランプ１７の点灯電圧を調整
することで原稿露光量を増加させてやることにより、常
に中間調電位、明部電位をほぼ一定に保つようにしてい
る。

従って、ユーザーは現像バイアス可変部材２８の調整を
することだけで、スタート時と変わらない良好な画像を
容易に得ることができる。

実施例２ 本実施例では、第１図に示した画像形成装置において、
原稿露光ランプ１７での原稿１４の照射によって得られ
る原稿１４からの原稿露光１３を通過させるスリット３
４の開口幅を、長期間の多数枚の複写に合わせて少しず
つ拡げることによって、スリット３４を通過したのち、
第１ミラー２０を初めとする光学系を経て感光ドラム１
へと導かれる原稿露光１３の露光量を、除々に増加させ
ることが特徴である。

本実施例での一例を示せば、次ぎの通りである。

複写スタート時の感光ドラム１の電位は、暗部電位Ｖｏ
ニー６５０Ｖ、中間調電位ｖＨ＝−３２０Ｖ、明部電位
ＶＬニー１５０Ｖである。

その後サービスマンの定期サービス等を想定した頻度で
徐々にスリット３４の開口幅を拡げ、約４万枚の多数枚
複写後にスリット３４の開口幅をスタート時の１．６倍
に拡大した。そのときの感光ドラムｌの電位は、暗部電
位Ｖｏ　ニー６１０Ｖ、中間調電位Ｖ、ニー３６０Ｖ、
明部電位ｖＬ　＝−１７０Ｖになった。

このとき、ユーザーが動かすのは現像バイアスの直流分
Ｖ。Ｃを可変する現像バイアス可変部材２８であり、そ
の現像バイアスＶＤｅの変化幅は一１００Ｖから一４５
０ｖであった。

以上のような方法によっても、長期間の多数枚複写後に
、スタート時と変わらない良好な画像を容易に得ること
ができた。

実施例３ 本実施例では、現像剤として一成分非磁性タイブのトナ
ーを用い、第８図に示す現像装置を使用して現像を行な
った。

現像装置４の現像スリーブ３６は内部にマグネットロー
ラがないタイプで、塗布ローラ３７によってトナーをス
リーブ３６と摺擦することによりトナーに電荷を付与し
た。感光ドラム１への原稿露光３の光量は、実施例１と
同様にした。即ち、原稿露光ランプ１７の点灯電圧をス
タート時に６５Ｖとし、その後点灯電圧を徐々に上昇さ
せて、３〜５万枚の多数枚複写後に７５Ｖとした。

現像装置４のトナーコートブレード３５はスリーブ３６
と接触するタイプで、シート厚み１゜５ｍｍのウレタン
ゴム製とした。スリーブ３６は２０ｍｍφのアルミニウ
ム製とした。塗布ローラ３７は回転軸の周囲にシリコン
ゴムをコートしたもので、スリーブ３６と同様反時計方
向に回転させた。現像バイアス電源２９および現像バイ
アス可変部材２８による現像バイアスは、ｖｐｐ＝１２
００　Ｖ　％Ｖ　ｆ　”　２０００　Ｈｚ　、　　Ｖ　
Ｉ、ｃはＤ１＝１３０Ｖ、Ｄ５＝−２３０Ｖ％　Ｄ９＝
−４００Ｖであった。

以上のような方法によっても、長期間の多数枚複写後に
、スタート時と変わらない良好な画像を容易に得ること
ができた。

ｌ豆二激１ 以上説明したように、本発明の画像形成装置では、ユー
ザー用画像可変部材が現像バイアスの直流分を変化させ
るものであるため、画像の種類の変化幅が大きく、ユー
ザーが種々の画像を自由に選択して複写等の画像形成を
行なうことができるようになる。また長期間の使用によ
る像担持体の感光体の劣化に対して、像担持体への原稿
露光の光量を徐々に増加していくようにしているので、
像担持体上の電位変動がほとんどなく、このため長期間
使用後にもスタート時と同様の画像、濃度、画像種類の
可変幅が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成
図である。 第２図は、第１図の画像形成装置における感光ドラム上
の電位および現像バイアスの直流分と現像バイアス可変
部材のダイアル位置との間の関係を示すグラフである。 第３図は、同じく画像濃度の最大値と現像バイアス可変
部材のダイアル位置との間の関係を示すグラフである。 第４図は、同じ（画像濃度の最大値と現像コントラスト
との間の関係を示すグラフである。 第５図は、同じく長期間の多数枚複写後の感光ドラム上
の電位および現像バイアスの直流分と現像バイアス可変
部材のダイアル位置との間の関係を示すグラフである。 第６図は、同じく感光ドラムへの原稿露光量の増加を行
なったときの長期間の多数枚複写後の感光ドラム上の電
位および現像バイアスの直流分と現像バイアス可変部材
のダイアル位置との間の関係を示すグラフである。 第７図は、同じく感光ドラムへの原稿露光量の増加を行
なったときの長期間の多数枚複写後の画像濃度の最大値
と現像バイアス可変部材のダイアル位置との間の関係を
示すグラフである。 第８図は、本発明の画像形成装置の他の実施例における
要部を示す構成図である。 第９図は、従来の画像形成装置の要部を示す構成図であ
る。 第１Ｏ図は、第９図の画像形成装置における現像バイア
ス可変部材のダイアル位置と現像バイアス直流分および
感光ドラム上の電位との間の関係を示すグラフである。 第１１図は、第９図の画像形成装置における原稿露光量
可変部材のダイアル位置と現像バイアス直流分および感
光ドラム上の電位との間の関係を示すグラフである。 第１２図は、長期間の多数枚複写後の第１０図と同様な
関係を示すグラフである。 第１３図は、長期間の多数枚複写後の第１１図と同様な
関係を示すグラフである。 ｌ：感光ドラム ３：原稿露光 ７．３６：現像スリーブ １７：原稿露光ランプ １８：可変抵抗器 １９：露光電源 ２８：現像バイアス可変部材 ２９：現像バイアス電源 第４図 第５図 （現像ハイ７スノ （現像バイアス） 第１０図 ダイヤル位置 （現像バイアス） 第１１図 ダイヤル位置 （原稿露光量） 第１２図 ダイヤル位置 （現像バイアス） 第１３図 ダイヤル位置 （原稿露光量）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光導電体からなる像担持体を一次帯電器により一様
   に帯電し、前記像担持体上に原稿露光部により原稿パタ
   ーンを露光して静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像
   バイアス下で現像して可視画像とし、然る後に前記可視
   画像を転写材上に転写して転写画像を得る画像形成装置
   において、前記転写画像の濃度を可変するユーザ用画像
   濃度可変部材として、前記現像バイアスを可変する現像
   バイアス可変部材を設け、前記像担持体の使用の経過に
   合わせて変化させる長期変化部材として、前記原稿露光
   部の露光量を可変する露光量可変部材を設けたことを特
   徴とする画像形成装置。 ２）前記光導電体が有機光導電体である請求項１記載の
   画像形成装置。