JPH0422976A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機やレーザビームプリンタの如き電子写真
法を用いた画像形成装置に関する。

（従来の技術） 複写機等においては、像担持体である感光トラム、帯電
手段であるコロナ帯電器、現像手段である現像器、クリ
ーニンク手段であるクリーニンク器等をプロセスカート
リッジとしてカートリッジ容器内に組み込み、これ等の
機器を装置本体に対して一体的に着脱可能としてメンテ
ナンスの容易化か図られているものも多い。

また、このプロセスカートリッジは、その現像器内の現
像剤（トナー）の色を種々に変えることにより、ユーザ
ーは所望の色の画像を得ることかできるため、いわゆる
「色変え」かプロセスカ−トリックを交換することによ
り容易に行なえるようになっている。

しかしなから、単にトナー色の異なるプロセスカートリ
ッジを交換するのみては、この「色変え」は十分になさ
れない。即ち、例えば黒カートリッジ（現像器中に黒ト
ナーを有するプロセスカートリッジ）中の黒トナーと、
赤カートリッジ（現像器中に赤トナーを有するプロセス
カートリッジ）中の赤トナーとでは帯電特性に差かある
ため、同一の潜像条件では両トナーに対し、良好な画像
を得ることは困難であり、それぞれのカートリッジて適
切な潜像条件を設定する必要かあるからである。

特に、黒カートリッジと赤カートリッジとて現像方法か
異なる場合、同一潜像条件を用いるとその不都合は更に
大きくなる。例えば、黒カートリッジて二成分現像法を
用い、赤カートリッジて二成分現像法を用いた場合、黒
カートリッジてはカフリラチチュートを広げるため潜像
コントラスト（ターフ部電位ＶｏとライトｖＬとの電位
差）を大きくとる必要かあるか、赤カートリッジては潜
像コントラストを大きくとりすぎると、感光ドラムのダ
ーク部にキャリアか付着してしまい画像を損ねたり、定
着の際、定着不良をおこしてしまうという不都合か生し
る。

そこて、黒カートリッジと、赤カートリッジとの如きカ
ラーカートリッジ（現像器中に黒トナー以外のカラート
ナーを有するプロセスカートリッジ）とにそれぞれ異な
るコロナ帯電器か用いられた画像形成装置か実用化され
ている。即ち、カラーカートリッジ用のコロナ帯電器の
感光ドラム面からのワイヤーの高さを、黒カートリッジ
用のコロナ帯電器のそれより高くし、カラーカートリッ
ジのダーク部電位ＶＤを黒カートリッジのそれより低く
抑えるようにしている。このことにより、前述のダーク
部におけるキャリアの付着か防止てきるのである。

尚、黒カートリッジと赤カートリッジのコロナ帯電器に
印加する電圧をそれぞれ変化させることにより、上記と
同様な結果を得ることもてきるか、この電圧は一般に４
〜６ＫＶ程度の高圧てあり１その切り替えに高圧リレー
か必要となるため、この方法は一般には用いられていな
い。

方、帯電手段として接触式帯電器（例えば帯電ローラ）
を用いた場合、帯電ローラ自身を変更して感光ドラムへ
の帯電電位を変更することはむずかしいため、装置本体
側において、帯電ローラへの印加電圧を変化させること
となる。この場合、帯電ローラへの印加電圧は接触帯電
部材の抵抗値等によって種々に変える必要かあるか、一
般に１〜２ＫＶの直流電圧か必要とされる。従って、黒
カートリッジとカラーカートリッジとに対する帯電ロー
ラに対する電圧変更も１〜２ＫＶ前後で行う必要かある
。

（発明か解決しようとする！！題） しかしなから、コロナ帯電器のワイヤーの位置のみを変
更したちのては、外観上はとんど区別できず、プロセス
カートリッジの組立時に混乱を招いてしまうという不都
合かあると共に、プロセスカートリッジの共通化か妨げ
られ、プロセスカートリッジのコストアップの原因とも
なっていた。

また、帯電手段として接触式帯電器（例えば帯電ローラ
）を用いた場合においても装置本体側の電圧変更を１〜
２ＫＶ前後の高圧てなさなければならず、このため装置
本体側の高圧ユニットのコストか上がるといった不都合
かあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものてその目的とす
る処は、帯電手段として接触式帯電手段を用いたものて
あっても、現像特性の異なるプロセスカートリッジを種
々に交換することにより１種々のタイプの画像か低コス
トて形成てきる画像形成装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、像担持体の他、少なく
とも該像担持体を一様帯電する帯電手段と、像担持体上
の潜像を顕像化する現像手段とを有するプロセスカート
リッジを装置本体内に着脱自在に配設し、このプロセス
カートリッジを現像特性の異なる別の種類のプロセスカ
ートリッジに交換することにより種々のタイプの画像の
形成か可能な画像形成装置において、前記帯電手段を像
担持体への帯電開始電圧の２倍以上のピーク間印加直流
電圧を有する交流電圧と所定の帯電電圧を得る直流電圧
との重畳された脈流電圧か印加される接触式帯電手段で
構成し、且つ装置本体側にプロセスカートリッジの種類
を識別する検知手段を設け、該検知手段からの信号によ
り、帯電手段の印加直流電圧を現像特性に合せて変化さ
せたことを特徴とする。

（作用ン 像担持体、接触式帯電手段、現像手段等を有するプロセ
スカートリッジを現像特性の異なる別の種類のプロセス
カートリッジに交換して、該プロセスカートリッジによ
り種々の画像を形成する場合、その現像特性に応して帯
電手段による像担持体への帯電電位を変化させる必要か
あるため、装置本体側から帯電手段に印加する直流電圧
を変化させる必要かある。

しかし、一般には帯電手段へ直流電圧のみを印加する帯
電手段においては、帯電手段への装置本体側の直流電圧
は大きな値となっており、この直流電圧を変化させるた
めに装置本体側の高圧ユニットのコストか大幅に上昇す
る。

そこて、帯電手段に一定の交流電圧と帯電電位を得るた
めの直流電圧との重畳された脈流電圧を印加するように
し、この帯電手段に加えられた直流電圧を介して効率よ
く像担持体を帯電させるようにした。従って、帯電手段
に印加される直ＦＬ’！圧も比較的小さなものてすみ、
高圧ユニットのコストアップもそれ程大きなものとはな
らない。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず、第１図により画像形成装置の概要を説明する。

図中１０は像担持体である感光トラムてあり、該感光ト
ラムｌＯの周りには帯電ローラ１１、現像器１２、クリ
ーニング器１３か配設されており、これ等かメンテナン
スの容易化を図るべくカートリッジ容器１４ａ内に一体
的に組込まれ、プロセスカートリッジ１４として装置本
体ｌ内に着脱自在に配設されている。尚、このプロセス
カートリッジ１４を種々に取り替えることにより１画像
の色変え等か可能となる。

プロセスカートリッジ１４の下方には転写帯電器１５、
上方にはランプ１６、ミラー１７゜１８．１９，２０，
２１，２２、ズームレンズ２３等からなる光学走査系か
配設され、プロセスカートリッジ１４の給紙側にはカセ
ット２４、給紙ローラ２５．レジストローラ２６か配設
され、プロセスカートリッジ１４の排紙側には定着器２
７、フラッパ２８、排紙ローラ２９が配設されている。

即ち、帯電ローラ１１により一様帯電された感光トラム
１０に光学走査系を介して画像光りか露光されると、こ
の感光トラム１０上には静電潜像か形成されるか、該静
電潜像は現像器１２中の現像剤（トナー）により顕像化
されトナー像に変えられる。該トナー像は転写帯電器１
５の方へ向けられ、該転写帯電器１５によって転写紙Ｐ
上に転写され、転写の終了した感光ドラムｌＯはクリー
ニング器１３によりクリーニンクされてつぎの画像形成
のために備えられる。

一方、カセット２４内の転写紙Ｐは給紙ローラ２５を介
して一枚ずつレジストローラ２６の方に送られ、該レジ
ストローラ２６てタイミングを合されて感光ドラムｌＯ
の方へ送られて、この転写紙Ｐ上に転写帯電器１５を介
して感光ドラム１０上のトナー像か転写される。そして
、この転写紙Ｐは定着器２フに送られ定着ローラ間に挟
持されつフ搬送されて、そのトナー像か加熱又は加圧さ
れて転写紙Ｐ上に定着された後、フラッパ２８、排紙ロ
ーラ２９を介して装置外に排出される。

尚、画像光りはランプ１６、ミラー１７．１８゜１９に
よって原稿載置ガラス３８上の原稿Ｃか走査されること
により得られ、この画像光りはズームレンズ２３、ミラ
ー２０，２１．２２によって感光ドラムｌＯ上に露光さ
れる。

さて、プロセスカートリッジ１４の現像器１２中に黒色
のトナーの他、赤、青等のカラートナーを充填すれば、
プロセスカートリッジ１４の交換により種々の色の画像
形成か可能となる。但し。

この場合、トナーの種類や現像方法も異なってくるため
、これ等に合せて帯電ローラ１１による感光ドラム１０
への帯電電位（ダーク部電位）Ｖ。

を変更する必要かある。

そこて、一般にプロセスカートリッジ１４の種類（トナ
ーの種類や現像方法の相違に基づくもの）により、帯電
ローラ１１への装置本体ｌ側からの印加電圧を変更可能
としているか、本発明では帯電ローラ１１への印加電圧
を一般のものより低く抑え、帯電ローラ１１への印加電
圧の変更か低コストて行えるようになっている。即ち、
帯電ローラ１１への印加電圧を、所定のピーク間電圧を
有する交流電圧と感光ドラム１０への帯電電位（ダーク
部電位）を得るための直流電圧との重畳した脈流電圧で
構成することにより、この直流電圧の値を低く抑えるこ
とかできるようになっている。

Ｌ記帯電ローラ１１による帯電方法は特開昭６３−１４
９６６９号公報に詳しく説明されているか、第２図及び
第３図により以下簡単にその内容を説明する。

第２図は感光ドラム１０としてＯＰＣ感光ドラムを用い
た場合の帯電ローラ１１に印加する直流電圧ｖｏｃと、
その場合の感光ドラム１０の帯電電位Ｖ。どの関係を示
したものであるか、この図から帯電ローラ１１に一定の
帯電開始電圧（Ｖｏｃ”−５６０Ｖ）以上の電圧ＶＤｃ
を印加した場合に感光ドラム１０はこの電圧ＶＤｃに比
例して帯電されることかわかる。但し、この場合、感光
ドラム１０の帯電は均一でなく、帯電ムラを有している
ため、これを防止すべく前記直流電圧Ｖ。Ｃに交流電圧
ｖＡｃを重畳した脈流電圧（Ｖゎ。＋ｖＡ、、、）を帯
電ローラｌｌに印加し、これによって感光トラム１０を
帯電するようにした。

第３図は帯電ローラ１１に脈流電圧（Ｖｎｃ＋ｖＡｃ）
を印加した場合の感光トラム１０の帯電電位ＶＤを示す
ものであるか、交流電圧ＶＡｃのピーク間電圧ｖＰ、、
か上Ｒすれば、これに比例して感光ドラムｌＯの帯電電
位■。も」−昇するか、ピーク間電圧ｖｐＰか第２図の
帯電開始電圧の約２倍の値（約１１００Ｖ）以上に達す
ると、感光ドラムｉｏの帯電電位ＶＤは印加した直流電
圧ｖＤ１１゜（−５００Ｖ又は−７５０Ｖ）と略同−と
なる。

従って、トナーの種類や現像方法か異なるため。

感光ドラムに印加する帯電電位Ｖ、を変化させようとす
る場合でも、ピーク間電圧ｖＰＰか第２図の帯電開始電
圧の約２倍以上である場合においては、帯電電位Ｖ。は
印加した直流電圧ＶＤｃと略同−となるため帯電ローラ
１１に印加する直流電圧ＶＤＣをＩＫＶ以下（例えば５
００Ｖ　〜７００Ｖ）の比較的小さい電圧内て変化すれ
ばよく、これに要する設置ｔ（高圧ユニット）を比較的
低コストのものてすますことかてきる。

尚、上記帯電ローラ１１は例えば、金属芯線にカーボン
等の導電粉を分散させたＥＰＤＭ、ＣＲ等のゴム層を設
けた導電性のローラであるが、この帯電方法は帯電ロー
ラ１１の如きローラ状のものに限らずフレート状、７ラ
シ状の接触式帯電手段てあれば適用てきる。

つぎに、トナーの種類や現像方法の異なるプロセスカー
トリウシ１４を識別するための検知手段につき第４図に
より説明する。

プロセスカートリッジ１４の装置本体ｌへの挿入部の端
部には、上下に第１、第２識別部３０゜３１か設けられ
ており、装置本体１側にも前記第１、第２ｆｉ別部３０
．３１に対応して上下に第１、第２識別スイウチ３３．
３４か設けらている。プロセスカートリッジ１４の識別
部３０゜３１にはプロセスカートリッジ１４の種類に応
して識別ピン３２か取り付けられているため、第１、第
２識別部３０．３１の所定の識別ピン３０が装置本体ｌ
側の所定の第１、第２識別スイッチ３３．３４を押圧す
ることにより、プロセスカートリッジ１４の種類を識別
てきることとなる。尚、識別ピン３０の有無と位置によ
り４種類のプロセスカートリッジ１４か識別できること
となる。

尚、３５はプロセスカートリウシエ４のハイアス端子で
あり、プロセスカートリッジ１４か装置本体内に装着さ
れることにより、このバイアス端子３５と装置本体１側
の端子３６とか連結され、プロセスカートリッジ１４は
装置本体１側と電気的に接続できることとなる。

以下、第５図により一成分現像法を用いた黒カートリッ
ジ１４Ａ、１４Ｂ　（現像器１２中に黒トナーを有する
プロセスカートリッジ１４）と、二成分現像法を用いた
カラーカートリッジ１４Ｃ，１４Ｄ　（現像器１２中に
黒色以外の赤、又は青等のカラートナーを有するプロセ
スカートリッジ１４）との４つのプロセスカートリッジ
１４を例にとり、これ等のいずれのプロセスカートリッ
ジ１４を装置本体ｌ内に装着した場合においても、適正
な画像か形成てきることを説明する。尚、黒カートリッ
ジ１４Ａ及びカラーカートリッジ１４Ｃの感光トラム１
０の帯電能は黒カートリッジ１４Ｂ及びカラーカートリ
ッジ１４Ｄのものに比べやや劣っているものとする（帯
電能は一例を挙げれば感光体（ＰＯＣ）のＣ７層の厚み
のバラツキ等によって異なる）。

先ず、黒カートリッジ１４Ａを装置本体１に装着すると
、この黒カートリッジ１４Ａの第１第２識別部３０．３
１には識別ビン３０は無いため、第１、第２識別スイッ
チ３３．３４は共にＯＦＦの状態のままてあり、このこ
とにより、装置本体１はこのプロセスカートリッジ１４
を感光トラム１０の帯電能のやや劣る黒カートリッジ１
４Ａであると識別できることなる。従って、帯電ローラ
１１への高圧出力は交流電圧ＶＡｃ（ピーク間電圧１６
００Ｖ）に直流電圧Ｖ［１ｃ（−７３０Ｖ）を重畳した
ものに切り替えられ、感光トラム１０はトナーの種類や
現像方法に合った一６７０ｖの電位ＶＤに帯電されるこ
ととなる。

また、黒カートリッジ１４Ｂを装置本体１に装着すると
、この黒カートワッシ１４Ｂには第ｉｓ別部３０にしか
識別ビン３２か無いため、第１識別スイツチ３３のみか
ＯＮされ、装置本体１はこのプロセスカートリッジ１４
を感光ドラムＩＯの帯電能の良い黒カートリッジ１４Ｂ
であると識別てきることとなる。従って、帯電ローラ１
１への高圧出力は交流電圧ｖＡｃに、前記黒カートリッ
ジ１４Ａのそれより感光トラム１０の帯電能か良い分た
け、やや低い直流電圧Ｖ。ｃ　（７００Ｖ　）を重畳し
たものに切り替えられ、感光ドラムｌＯは一６６０Ｖの
電位ＶＤに帯電されることとなる。

更に、カラーカートリッジ１４Ｃについても同様に識別
され、そのトナーの種類や現像方法（二成分現像法）に
合った電位Ｖｏ　　（５７０Ｖ）に感光ドラムｌＯを帯
電させるべく２帯電ローラ１１への直流電圧Ｖ。Ｃか黒
カートリッジ１４Ａ。

１４Ｂの場合に比べ一６３０ｖまて下降される。

従って、この感光トラム１０に形成される静電潜像の潜
像コントラストを黒カートリッジ１４Ａ。

１４Ｂの場合に比べて下げることかてき、ターフ部への
キャリア付着を防止できて、適正な画像の形成かできる
。尚、カートリッジ１４Ｄについても同様である。

以」−の如く、帯電ローラ１１へ印加する装置本体１側
の高圧出力（直流電圧Ｖ。Ｃ）は比較的小さなものでよ
いため、帯電ローラ１１を有するプロセスカートリッジ
１４を使用してトナーの種類や現像方法を変えて種々の
画像を形成する場合においても、装置本体１側の帯電ロ
ーラ１１への高圧出力（直流電圧Ｖｏｃ）の変更は容易
となり、コスト的にも大きな負担増とはならない。

また、上記帯電方法によれば、帯電前の感光ドラム１０
の電位に依存せず直流電圧ＶＯＣの値にその帯電電位Ｖ
、を収束させることかてきるため、直流電圧ｖＤｃを一
５０〜Ｏｖにすれば感光トラム１０の表面電位も略Ｏｖ
にてき、このため前露光等の除電手段か必要てなくなり
、その分コストタウンを図ることかてきる。

尚、以上の説明は帯電手段として帯電ローラ１１を例に
あげて説明したか、接触式帯電手段てあれば、他のもの
でもよいのは勿論である。

（発明の効果） 以上の説明て明らかな如く本発明によれば、接触式帯電
手段に所定の交流電圧と直流電圧とからなる脈流電圧を
印加して、像担持体を帯電するようにしているため、比
較的低い直流電圧で像担持体を帯電できることとなる。

従って、像担持体、接触式帯電手段、現像手段等を有す
るプロセスカートリッジを現像特性の異なる別の種類の
プロセスカートリッジと交換して、該プロセスカートリ
ッジにより種々の画像を形成する場合、帯電手段に直流
電圧を印加するための装置本体側の高圧ユニットのコス
トタウンを図ることかできる。

また、ｙｔｒｔｓの各プロセスカートリッジに同一の接
触式帯電手段を使用できるため、プロセスカートリッジ
の製作も容易となり、該プロセスカートリッジのコスト
タウンも図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の側断面図、第２図は帯電ローラ
に印加される直流電圧とＯＰＣ感光ドラムの帯電電位と
の関係を示す図、第３図は帯電ローラに印加される脈流
電圧とＯＰＣ感光ドラムの帯電電位との関係を示す図、
第４図はプロセスカートリッジを装置本体に挿入する状
態を示す斜視図、第５図はプロセスカートリッジの種類
に応した帯電ローラへの高圧出力と感光ドラムの帯電電
位の関係を示す図である。 ｌ・・・装置本体、１０現像器・・・感光ドラム（像担
持体）、１１・・・帯電ローラ（接触式帯電手段）１２
・・・現像器（現像手段）、１４・・・プロセスカート
リッジ、３３．３４・・・識別スイッチ（検知手段）、
ＶＡｃ・・・交流電圧、Ｖ、ｃ・・・直流電圧、Ｖ、ｐ
−・・ピーク間電圧。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の他、少なくとも該像担持体を一様帯電
   する帯電手段と、像担持体上の潜像を顕像化する現像手
   段とを有するプロセスカートリッジを装置本体内に着脱
   自在に配設し、このプロセスカートリッジを現像特性の
   異なる別の種類のプロセスカートリッジに交換すること
   により種々のタイプの画像の形成が可能な画像形成装置
   において、前記帯電手段を像担持体への帯電開始電圧の
   ２倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧と所定の帯電
   電圧を得る直流電圧との重畳された脈流電圧が印加され
   る接触式帯電手段で構成し、且つ装置本体側にプロセス
   カートリッジの種類を識別する検知手段を設け、該検知
   手段からの信号により、帯電手段の印加直流電圧を現像
   特性に合せて変化させたことを特徴とする画像形成装置
   。
2. （２）前記接触式帯電手段への直流電圧を零近傍に変化
   させ、この接触式帯電手段により像担持体の除電をも行
   ったことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。