JPH03287188A

JPH03287188A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH03287188A
Application number: JP22817690A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Usui; 碓井　則之
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-10-21
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1991-12-17

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、帯電、露光、現像、転写・分離、クリーニン
グ等の電子写真プロセスを有する画像形成装置に係り、
特に感光体のクリーニング制御に特徴のある画像形成装
置に関する。

〔従来の技術〕

帯電、露光、現像、転写・分離、クリーニングの各工程
が実行される複写機において、クリーニング性能を向上
させるために、クリーニング工程に先立ってクリーニン
グ前除電が行われる場合が多い。

そして、バイアスクリーニング方式でのクリーニング性
は、クリーニング時に作用する電界（クリーニング前除
電後の電位子バイアス電圧）に大きく影響を受ける。即
ち、ある適正なりリーニング電界の範囲があり、これ以
下ではクリーニング性の低下を生し、またこれ以上では
クリーニング工程終了後に感光体上にトナー付着する現
象を生しることがある。なお、クリーニング電界の適正
値は感光体に像転写後に残留する１−ナー量によって変
化する。

このため、感光体上の残留トナー量を検知してクリーニ
ングバイアス電圧を制御する技術が、特開昭５７−１７
６０８５号公報に既に提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、マグネットブラシによるクリ
ーニング装置の場合、クリーニング剤の劣化（剤抵抗の
変化）に対し補正できず、適正なりリーニング電界に制
御することが難しく、クリーニグ性の向上および長期安
定化を図るには十分でないという欠点があった。

本発明の目的は、クリーニング特性の向上および長期安
定化を図ることが可能な画像形成装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、感光体周囲に、主帯電装置、露光装置、現
像装置、転写・分離装置、クリーニング前除電装置、ク
リーニング装置等をプロセス順に配置し、電子写真プロ
セスを実行する画像形成装置において、クリーニング前
除電電位を測定する表面電位測定手段と、この表面電位
測定手段によって得られた測定値と予め定められた基準
値を比較する比較手段と、この比較手段による比較結果
に基づきクリーニング前除電後の電位が一定になるよう
に上記クリーニング前除電装置の出力電圧を制御する制
御手段とを備えた第１の手段により達成される。

また、上記比較手段により比較された上記測定値と上記
基準値とが等しくなるように上記クリーニング前除電装
置の出力電圧を帰還制御する制御手段とを設けた第２の
手段によっても達成される。

また、像転写後に感光体上に残留するトナー量を検出し
て基準値データとする光センサアレイをクリーニング前
除電装置の手前側にさらに配置した第３の手段によって
も達成される。

また、クリーニング前除電電位の基準値を経時的に変化
させるようにした第４の手段によっても達成される。

また、像転写後に感光体上に残留するトナー量の検出結
果に基づき、クリーニング装置のバイアス出力電位及び
クリーニング前除電電位のいずれか一方または両方を制
御するようにした第５の手段によっても達成される。

さらに、感光体の表面付近の湿度を検出する湿度センサ
を設け、この湿度センサの検出値に応じて基準値発生手
段が発生する基準値を変化させるようにした第６の手段
によっても達成される。

〔作用〕

第１の手段によれば、感光体を帯電後露光し、現像、転
写・分離、除電、クリーニング等を順に繰り返して行う
画像形成装置において、表面電位測定手段により、クリ
ーニング前除電電位が測定され、比較手段により基準値
と比較され、その結果に基づき制御手段により、クリー
ニング前除電装置の出力電圧が制御される。

また、第２の手段によれば、表面電位測定手段により測
定された除電後の感光体の表面電位を基準値と比較し、
その表面電位と基準値とが等しくなるようにクリーニン
グ前除電装置の出力電圧を帰還制御することにより、除
電後の表面電位を常に基準値と等しくすることができる
。

また、第３の手段によれば、光センサアレイにより、像
転写後に感光体上に残留するトナー量が検出され、これ
に基づいて制御基準値が決められる。

また、第４の手段によれば、クリーニング性の長期安定
、向上を図るために、クリーニング前除電電位の基準値
が経時的に変化させられる。

また、第５の手段によれば、上記と同様にクリーニグ性
の長期安定、向上を図るために、感光体の残留トナー量
を光電変換素子で検出し、その出力に応じてクリーニン
グ電界が制御される。

さらに、第６の手段によれば、湿度が高くなるとクリー
ニング電界が低下する傾向があるが、湿度の変化に応じ
て基準値を変えることにより、前述した場合と同様にク
リーニング電界を適正に制御することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の第１実施例の概略構成図であって、ｌ
は感光体ベルトであり、テンションローラ２．３．４．
５により掛は渡されている。

そしてこの感光体ベルト１の周囲には、作像プロセス順
に、主帯電装置６、露光装置７、表面電位センサ８、イ
レーザ９、現像装ａ１０、転写・分離装置１）、クリー
ニング前除電装置１２、クリーニング装置１３が配置さ
れている。また１４は分離効率を上げるための除電ラン
プである。

転写紙は、給紙トレイ１５からレジストローラ１６を経
て転写・分離装置１）に至り、感光体ベルト１上に周知
のプロセスで作成された可視像を転写され、その後、搬
送ベルト１７、定着ローラ対１８を経て機外に排出され
る。

上記クリーニング前除電装置１２はクリーニング装置１
３のクリーニング性を向上させるために、トナーと同極
性のチャージを感光体ベルト１に印加し、トナーの電荷
を整えると共に感光体ベルト１をトナーと同極性に帯電
し、感光体ベルト１とトナーとの静電吸着力を弱める働
きをするが、本実施例では、このクリーニング前除電装
置１２の手前側に、複数個の光センサからなる光センサ
アレイ１９を感光体ベルト１に対向して設けている。

この光センサアレイ１９では残留トナーの付着量に対応
する出力からクリーニング除電電位を制御する。

第３図は第２図のクリーニング部の詳細構成図であって
、クリーニング装置１３はマグブラシローラ１３ａとス
キャヘンジングローラ１３ｃとからなり、それぞれクリ
ーニングバイアス電源１３ｂとスキャベンジングバイア
ス１３ｄ電源とからバイアスが印加されている。

感光体ベルト１の残留トナーはクリーニング前除電装置
１２によりプラス極性に帯電される。

方、マグブラシローラ１３ａにはトナーと逆極性のバイ
アス電圧が印加されているため、マグブラシローラ１３
ａにより感光体ベルト１上の残留トナーは静電的にクリ
ーニングされる。

このクリーニング特性は主にクリーニング時に作用する
電界（この場合はクリーニング前除電電位子クリーニン
グバイアス）に大きく影響されることば前述の通りであ
る。

第４図はクリーニング特性図であって、この図に示すご
とく、クリーニング性はクリーニング電界が高くなるに
つれて良くなる傾向を示すが、反面、クリーニング電界
がある値以上になるとクリーニング後の感光体ベルト１
）に１〜ナーが４１着し、地汚れを生しることがある。

この原因としては、スリーブバイアス電圧が高すぎると
マグブラシローラ１３ａを通してトナーに逆電荷が注入
されるためと考えられる。

このようにクリーニング電界はある一定の範囲に制御す
る必要があり、この適正範囲も感光体ベルト１上の残留
トナー量で変化するため、クリ−０ニング電界としてクリーニング可能な最小限の電界を印
加することが望ましい。

第１図は上記第１実施例の制御ブロック図であって、感
光体ベルト１その他の各装置の初期状態でクリーニング
前除電電位の基準値が設定される。

これは、光センサアレイ１９で検出された残留トナー量
を検出し、その出力をＣＣＤを介してＡ／Ｄ変換器２０
へ人力してＡ／Ｄ変換器２０でＡ／Ｄ変換してコード化
し、その出力でマイクロプロセッサ２１を作動し、その
出力をＤ／Ａ変換器２２でＤ／Ａ変換し、基準値発生器
２３に入力することによって行われる。

次に、実際のクリーニング前除電電位の制御について述
べる。

まず、所定のクリーニング前除電電位検出ルーチンに従
って、メインチャージを切った状態で、電位センサ８に
よって測定したクリーニング前除電電位は表面電位測定
器２８およびその測定値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器
２４を通して比較器２５に人力され、ここで基準値発生
器２３からの基準値と比較される。この比較結果は制御
回路（制御手段）２６に人力され、ここでクリーニング
電界が適正値となるよう演算がなされ、その指令出力が
Ｄ／Ａ変換器２７を介して高圧電源１２ａに出力され、
これによってクリーニング前除電装置（ＦＣＣ装置）１
２の出力制御がなされる。

上記のように構成することにより、感光体ベルト１の表
面の残留トナーに応したクリーニング前除電電位が自動
的に印加される。従って、常にクリーニング可能な最小
限の電界を印加すること番こより、クリーニング特性の
向上および長期安定化を図ることができる。

なお、特許請求の範囲に記載した表面電位測定手段は、
表面電位センサ８および表面電位測定器２８によって構
成される。

次に本発明の第２実施例について説明する。

第５図は第２の実施例に係る制御ブロック図であって、
この実施例において第１図に示す第１実施例と異なると
ころは、クリーニング前除電電位の基準値は計数カウン
タ２９の計数値に応じて設置１２定される点である。即ち、この実施例では、クリーニン
グ前除電電位の基準値は経時的に変えられるようになっ
ており、これによって、最適クリーニング電界が常に得
られるため、クリーニング性の向上及び長期安定が図れ
る。

以下、実験結果を下表に示す。

表位）の制御の有無と経時クリーニング性について示した
ものであり、Ｖ　ｐｃｃ制御を行わないと初期トナー付
着、経時でクリーニング不良が発生するが、Ｖ　ｐｃｃ
制御を行うと初期経時ともに安定したクリーニング性能
が得られる。

第６図（ａｌ、　（ｂｌはクリーニング電界とクリーニ
ング性、トナー付着との関係を示す特性図であって、ク
リーニング特性は、クリーニング電界によって左右され
る外、この図に示すように、クリーニング剤の使用度合
によっても変化し、適正なりリーニング電界が経時によ
ってシフトする。この原因としては、クリーニング剤中
のキャリヤがスペント化（キャリヤの周りに樹脂等が固
着）して剤抵抗が高くなるため、実効バイアスが変化す
ると考えられる。

上述のような背景から、クリーニング前除電電位の基準
値を経時的に変えるようにしたものである。

第７図は、本発明の第３実施例に係る制御ブロック図で
あって、感光体ベルト１上の残留トナー４量は光電変換素子１９によって検出される。その出力は
Ａ／Ｄ変換器２０でコード化され、比較器２５において
基準値発生器２３の基準値と比較され、この比較結果が
制御回路２６に与えられ、Ｄ／Ａ変換器２７を通してク
リーニング前除電用の高圧電源１２ａ及びクリーニング
バイアス電源１３ｂに印加される。

又、この比較結果に応じてクリーニング前除電電位及び
クリーニングバイアス電位のどちらか一方を制御するか
、両者を同時に制御するかしてクリーニング性の安定化
を図るとともにトナー付着や感光体ベル）１の劣化を防
くことができる。

第８図は本発明の第４実施例の概略構成図であって、第
２図に示す第１実施例と異なるところは、表面電位セン
サ８をクリーニング前除電袋Ｗ１２とクリーニング装置
１３との間に設け、また、湿度センサ３０をクリーニン
グ装ｆｆ１３と主帯電装置６との間に設けた点である。

第９図は第４実施例の制御ブロック図であって、クリー
ニング前除電装置（ＰＣＣ装置）１２による除電後の感
光体ベルト１の表面電位を電位センサ８によって検出す
る。その検出した電位Ｖ　ｐｃｃば表面電位測定器２８
によりアナログ値として測定され、Ａ／Ｄ変換器２４に
よりデジタル値に変換される。

このデジタル値に変換された電位Ｖ　ｐｃｃは比較器２
５に入力され、基準値発生器２３によって発生される基
準電位Ｖｓと比較される。

この基準電位Ｖｓは、感光体ベルト１の表面付近の湿度
を検出する湿度センサ３０の検出出力によって変化する
ようになっており、測定された表面電位Ｖ　ｐｃｃと基
準電位Ｖｓとの比較結果は制御回路２６に人力される。

制御回路２６からは、表面電位Ｖ　ｐｃｃと基準電位Ｖ
ｓとの偏差に応じて両者を等しくするためのデジタル信
号が出力される。

この出力信号はＤ／Ａ変換器２７でアナログ信号に変換
されて高圧電源１２ａに人力され、この高圧電源１２ａ
からＰＣＣ装置１２に供給する電圧を制御する。

５工にのようにして、除電後の感光体ベルト１の表面電位Ｖ　
ｐｃｃを常に所望の基準値（基準電位〉に制御すること
ができる。

クリーニング性能は主としてクリーニング時に作用する
電界、即ちｐｃｃ装置１２による除電後の表面電位Ｖ　
ｐｃｃとクリーニング装Ｗ１３のクリーニングバイアス
電圧の和と、クリーニング時に使用するクリーニング剤
の帯電量（μｃ／ｇ）によって大きく左右される。

第１０図はクリーニング性能及び地汚れの発生とクリー
ニング電界との関係を示す特性図である。

この図に示すように、クリーニング性能はクリニング電
界が高くなるに従って良くなる。また、クリーニング性
能を一定に保つためには、クリーニング剤の帯電量が低
くなるほど高いクリーニング電界を必要とする。

反面、クリーニング電界が約３００Ｖ以上になると、ク
リーニング後の感光体ベルト１」二に１−ナーが付着し
て地汚れが発生する傾向がある。

この原因としては、クリーニング装置１３のバイアス電
圧が高過ぎると、マグブラシローラ１３ａのマグブラシ
（磁気ブラシ）を通して感光体ベルト上のトナーに逆電
荷が注入されるためと考えられる。

第１）図はクリーニング剤の帯電量と相対湿度との関係
を示す特性図である。この図に示すように、湿度が高く
なるに従って帯電量（μｃ／ｇ）が低下する傾向が見ら
れる。

これらの特性から、クリーニング性を良くしてしかも地
汚れの発生を少なくするためには、例えば帯電量を４０
μｃ／ｇとし、クリーニング電界を３００Ｖとすること
が好ましい。

このようにするためには、相対湿度の変化に従ってｐｃ
ｃ装置１２の除電電位を制御するための基準電位Ｖｓを
湿度の変化に従って変えて、常に所望のクリーニング電
界（例えば３００Ｖ）を得るようにすればよい。

このようにして、クリーニング電界の安定化を図り、ク
リーニング性能の向上を図ることができる。

７８上記実施例では複写機について説明したが、レーザプリ
ンタ等の光プリンタやファクシ旦り装置等の各種画像形
成装置においても、クリーニングユニットの前工程に除
電装置を有するものには、この発明を有効に適用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項［１，（２１記載の発明に
よれば、現像、転写・分離工程後、感光体上の残留トナ
ーをクリーニングするに当たり、クリーニング前の電位
を残留トナー量に応じて、一定に制御することによりク
リーニング特性の向上および長期安定化を図ることがで
きる。

また、請求項（３）記載の発明によれば、感光体上の残
留トナー量に基づいて制御基準値を決定しているため、
常にクリーニング可能な最小限の電界を印加することに
より、地汚れ（トナー付着）のない画像が長期的に安定
して得ることができる。

また、請求項（４）記載の発明によれば、クリーニング
前除電電位を経時的に変化させることにより、クリーニ
ング性の長期安定及び向上を図ることができる。

また、請求項（５）記載の発明によれば、感光体上の残
留トナー量を光電変換素子で検出し、その出力に応じて
クリーニング電界を制御しているため、クリーニング性
の向上及びトナー付着を防止することができる。

さらに、請求項（６）記載の発明によれば、感光体表面
付近の湿度に応じて基準値を変化させることにより、ク
リーニング性の向上と安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複写機の制御装置の第１の実施例
の制御ブロック図、第２図は第１実施例が適用される複
写機の概略構成図、第３図はクリーニグ部の詳細構成図
、第４図はクリーニング特性図、第５図は第２実施例の
制御ブロック図、第６図はクリーニング特性の経時変化
を示す特性図、第７図は第３実施例の制御ブロック図、
第８図は第４実施例の概略構成図、第９図は第４実施例
の制御ブロック図、第１０図はクリーニング性９０性の他の例を示す特性図、第１）図は帯電量と相対湿度
との関係を示す特性図である。１・・・感光体（ベルト）、６・・・主帯電装置、７・
・・露光装置、８・・・表面電位センサ、１０・・・現
像装置、１）・・・転写・分離装置、１２・・・クリー
ニング前除電装置（ＰＣＣ装置）、１３・・・クリーニ
ング装置、１９・・・光センサアレイ　（光電変換素子
）、２３・・・基準値発生器、２５・・・比較器、２６
・・・制御回路、２８・・・表面電位測定器、３０・・
・湿度センサ。第４図クリーニンク笥」千（Ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光体周囲に、主帯電装置、露光装置、現像装置
、転写・分離装置、クリーニング前除電装置、クリーニ
ング装置等をプロセス順に配置し、電子写真プロセスを
実行する画像形成装置において、クリーニング前除電電
位を測定する表面電位測定手段と、この表面電位測定手
段によつて得られた測定値と予め定められた基準値を比
較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基づ
きクリーニング前除電後の電位が一定になるように上記
クリーニング前除電装置の出力電圧を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
（２）感光体周囲に、主帯電装置、露光装置、現像装置
、転写・分離装置、クリーニング前除電装置、クリーニ
ング装置等をプロセス順に配置し、電子写真プロセスを
実行する画像形成装置において、クリーニング前除電電
位を測定する表面電位測定手段と、この表面電位測定手
段によつて得られた測定値と予め定められた基準値を比
較する比較手段と、この比較手段により比較された上記
測定値と上記基準値とが等しくなるように上記クリーニ
ング前除電装置の出力電圧を帰還制御する制御手段とを
設けたことを特徴とする画像形成装置。
（３）請求項（１）又は（２）記載の画像形成装置に、
さらに、像転写後に感光体上に残留するトナー量を検出
して基準値のデータとする光センサアレイをクリーニン
グ前除電装置の手前側に配置したことを特徴とする画像
形成装置。
（４）請求項（１）又は（２）記載において、クリーニ
ング前除電電位の基準値を経時的に変化させるようにし
たことを特徴とする画像形成装置。
（５）請求項（１）又は（２）記載において、クリーニ
ング装置のバイアス出力電位及びクリーニング前除電電
位のすくなくともいずれか一方を像転写後に感光体上に
残留するトナー量の検出結果に応じて制御するようにし
たことを特徴とする画像形成装置。
（６）請求項（１）又は（２）記載の画像形成装置にお
いて、感光体の表面付近の湿度を検出する湿度センサを
設け、この湿度センサの検出値に応じて基準値発生手段
が発生する基準値を変化させるようにしたことを特徴と
する画像形成装置。