JPH0511656A

JPH0511656A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0511656A
Application number: JP3191139A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Shibayama; 山哲広柴
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】バイアス電圧を適切な値に制御することによ
り良質な画像が得られるようにする。【構成】記録材１９上の未定着画像を記録材１９上へ
定着させる定着器２５と、定着器２５にバイアス電圧を
印加する電源３６とを有する画像形成装置において、前
記記録材１９上の未定着画像の光学濃度を検知する検知
手段５０と、検知手段５０の検知結果に基いて電源３６
のバイアス電圧を制御する制御手段６０と、を有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真などの静電方
式の画像形成装置に関する。特に、記録材上に入力画像
情報に応じた荷電現像剤による未定着画像を形成した後
に、熱や圧力によって定着させて記録画像を出力する画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置、例えば従来の電子
写真方式の複写機としては、図７及び図８に示されるよ
うなものが知られている。

【０００３】即ち、同装置は図７に示すように、プリン
タ部によって転写がなされた記録材１１９を定着させる
定着器１２５を備えている。定着器１２５の詳細は図８
に示されるように定着ローラ１２８と加圧ローラ１３０
は互いに圧接し合うように配設され、記録材１１９上の
トナーを定着させる挾圧部１３１を形成している。そし
て、定着ローラ１２８と加圧ローラ１３０の芯金１３０
ｂには電源１３６が接続され、バイアス電圧がかけられ
る構成をとり、「オフセット」現像の防止を図ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の装置では、定着ローラ１２８に印加するバイアス電圧
が大きい場合には記録材１１９上の未定着トナー像が同
極性同士のクーロン反発力によって飛び散って画像の乱
れ（いわゆる「飛び散り」画像）が発生する。また、記
録材１１９が過剰に帯電するので、排紙トレイ１２６上
に記録材１１９を積載する時にクーロン力によって反発
し合うために積載状態が乱れてしまうこともある。

【０００５】一方、バイアス電圧が、小さいとオフセッ
ト防止の効果が不十分であるために、適正値を選択して
設定する必要があるが、多様な記録画像のパターンにと
って一定のバイアス電圧を適正値として選択することは
困難であった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものでその目的とするところは、バイアス電圧を適切
な値に制御することにより、良質な画像が得られる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、記録材上の未定着画像を該記録材
上へ定着させる定着器と、該定着器にバイアス電圧を印
加する電源とを有する画像形成装置において、前記記録
材上の未定着画像の光学濃度を検知する検知手段と、該
検知手段の検知結果に基いて前記電源のバイアス電圧を
制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

【０００８】また、検知手段が、記録材上の未定着画像
の光学濃度を検知する第１検知手段と、未定着画像が形
成される前の記録材の光学濃度を検知する第２検知手段
とから成るようにするのが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明者の実験によれば、バイアス電圧の適正
値は、記録材上の未定着画像の光学濃度（未定着トナー
の量）に依存することが判明した。

【００１０】上記構成の本発明にあっては、検知手段を
用いて記録材上の未定着画像の光学濃度を検知する。そ
して、その検知結果に基いてバイアス電圧が制御手段に
よって適正値に制御される。

【００１１】また、検知手段を第１検知手段と第２検知
手段とから構成した場合、第１検知手段が記録材上の未
定着画像の光学濃度を検知し、第２検知手段が未定着画
像の形成される前の記録材の光学濃度を検知するので、
記録材上の光学濃度がより正確に検知され、より適切な
バイアス電圧の制御がなされる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基いて説明す
る。

【００１３】図１乃至図３は本発明の第１の実施例に係
る画像形成装置を示し、本実施例においては電子写真方
式の複写機をとりあげている。

【００１４】図１は同装置の概略構成を示し、１は原稿
２を載置する原稿台ガラス、３は原稿２を押さえる圧
板、４は原稿照明する照明ランプ（露光ランプ）、５，
６，７はそれぞれ原稿２の反射光の光路を変更する走査
用反射ミラーで、順に第１，第２，第３反射ミラーであ
る。８は合焦および変倍機能を有するレンズ、９は光路
を変更する第４反射ミラーである。

【００１５】１０は感光体ドラムで回動可能に軸支され
ている。１１は一次帯電器、１２はブランク露光ユニッ
ト、１３は現像器、１４は転写帯電器、１５は分離帯電
器、および１６はクリーニング装置である。

【００１６】１７は上段カセット、１８は下段カセット
で記録材１９が積載されている。２０は手差し給紙口、
２１および２２は給紙ローラ、２３はレジストローラ
で、２４は転写・分離された記録材１９を定着側へ搬送
する搬送ベルトである。５０は搬送ベルト２４の上方に
配置された検知手段としての反射濃度測定ユニットであ
って、発光素子と受光素子とから成る。例えばＬＥＤア
レイとＣＣＤアレイとの組み合わせで、感光ドラム１０
の軸方向に並べる。必ずしも軸方向の全幅にわたって配
置する必要はなく、濃度サンプリングの領域にのみ配置
してもよい。２５は搬送されてきた記録材１９上のトナ
ー像を熱定着で定着させる定着器で、図２にさらに詳し
く示されている。２６は定着器２５から排出される記録
材１９を積載するトレイである。

【００１７】図２において、２８は定着ローラであり、
内部にハロゲンヒータ２９等の発熱源を有している。そ
して定着ローラ２８の表面上には弗素樹脂等の離型性の
良い高抵抗の樹脂の被膜２８ａが形成されている。３０
は、加圧ローラであり、表層がゴム等の弾性体３０ａに
より被覆されている。そして、定着ローラ２８の芯金２
８ｂには、トナーと同極性のバイアス電圧を印加する電
源３６が接続されている。定着ローラ２８と加圧ローラ
３０は圧接しており、適当な挾圧部３１をもって対をな
している。

【００１８】挾圧部３１を通過した記録材１９は、排紙
ガイド３３と分離爪３４との間を通って図１の排紙トレ
イ２６へ排出される。３５は定着ローラ２８の表面をク
リーニングするクリーニング部材であって、定着ローラ
２８の表面の離型性を向上させる目的で耐熱性シリコー
ン・オイルを定着ローラ２８へ塗布する役目も有する。

【００１９】矢印Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ定着ローラ２
８，加圧ローラ３０，クリーニング部材３５の回転方向
を示している。

【００２０】上記構成の本実施例における作用・効果を
以下に説明する。

【００２１】不図示の複写開始スイッチが押下される
と、感光体ドラム１０は、矢印Ａの方向に周速ＶＰで回
転を開始する。次いで、原稿台ガラス１上に置かれた原
稿２は、移動して原稿２を走査する照明ランプ４により
照射され、その原稿２からの反射光は第１反射ミラー
５、第２反射ミラー６、第３反射ミラー７、レンズ８、
および第４反射ミラー９を経て感光体ドラム１０上に結
像する。

【００２２】感光体ドラム１０は一次帯電器１１により
表面が一様に帯電される。その後、上述のように結像さ
れた原稿画像が露光され、感光体ドラム１０上に静電潜
像が形成される。

【００２３】次に、感光体ドラム１０上の静電潜像は、
現像器１３によりトナー像として可視化され、そのトナ
ー像が転写帯電器１４により次のように記録材１９上に
転写される。

【００２４】すなわち、上段カセット１７もしくは下段
カセット１８内の記録材１９、又は手差し給紙口２０に
セットされた記録材１９は、給紙ローラ２１もしくは２
２などにより本体装置内に送られ、速さＶＰで搬送され
ながら潜像先端と記録材１９の先端とを同期させて感光
ドラム１０に密着させる。その後、転写帯電器１４の放
電による電界印加で感光ドラム１０上のトナー像を記録
材１９上へ転写する。

【００２５】転写後の感光ドラム１０は、そのまま回転
を続行して、クリーニング装置１６によりその表面が清
掃され、そして、除電器２７による除電工程を経て反復
使用される。

【００２６】そして、記録材１９は回転移動する搬送ベ
ルト２４に空気流または静電気による吸引力で吸着され
た状態で搬送されることにより、記録材１９と反射濃度
測定ユニット５０との距離はほぼ一定に保てることがで
きる。

【００２７】反射濃度測定ユニット５０で検出した記録
材１９上のトナー濃度Ｄｔに基づいて、定着ローラ２８
へ電源３６によって印加するバイアス電圧Ｖｆを図３
(a) の特性カーブに従って制御手段としての演算制御ユ
ニット６０にて制御する。記録材１９上のトナーの量が
多い場合は、反射濃度Ｄｔが大きくなり、バイアス電圧
Ｖｆを大きく出力するように演算制御ユニット６０によ
り制御することによって、オフセット防止効果を高める
ことができる。逆にトナーの量が少ない場合は反射濃度
Ｄｔが小さくなるので、バイアス電圧Ｖｆは小さくな
り、「飛び散り」現象を抑えて高画質を維持することが
できる。

【００２８】図３(b) は、バイアス電圧Ｖｆの制御ブロ
ック図である。反射濃度測定ユニット５０で検出した未
定着トナー濃度Ｄｔは演算制御ユニット６０に入力され
る。演算制御ユニット６０では、軸方向の濃度Ｄｔの平
均値Ｄｔ０を計算する。あらかじめ記憶された特性カー
ブに従ってバイアス電圧の適正値Ｖｆ０を算出する。特
性カーブの代わりにＤｔ０とＶｆ０との対応表を記憶さ
せておいて、演算過程を省くこともできる。演算制御ユ
ニット６０は、Ｄｔの検出後時間ｔ１が経過した時点
で、適正バイアス電圧Ｖｆ０の出力指令を電源３６へ出
力する。時間ｔ１は反射濃度の測定位置から定着器２５
の挾圧部３１入口までを記録材１９の搬送経路に沿って
測った距離を記録材１９の搬送速度ＶＰで割った値であ
る。電源３６は適正バイアス電圧Ｖｆ０を出力して定着
器２５の定着ローラ２８へ印加する。そして定着ローラ
２８は本体から駆動を受けて回転する。未定着画像は、
記録材１９が定着ガイド３２を経て、この一対のローラ
の挾圧部３１に進入してそこを通過する際に、熱及び圧
力で記録材１９に定着される。

【００２９】このように本実施例にあっては、未定着画
像の光学濃度に応じてバイアス電圧Ｖｆを演算制御ユニ
ット６０によって制御することにより、過大なバイアス
電圧によって発生する「飛び散り」現象や、過小なバイ
アス電圧によって発生する「オフセット」現象を防止す
ることが可能となる。

【００３０】以下に本発明の他の実施例について説明す
る。第１の実施例と同一の作用・効果については、同一
の構成要素に同一の番号を付してその説明を省略する。

【００３１】図４乃至図６は本発明の第２の実施例に係
る画像形成装置を示し、記録材１９は画像形成装置本体
内に給送されると、搬送ローラ２３ａを経てレジストロ
ーラ２３に至る。この途中に記録材１９上の未定着画像
の光学濃度を検知する第１検知手段としての第１反射濃
度測定ユニット５１と、未定着画像が形成される前の記
録材１９の光学濃度を検知する第２検知手段としての第
２反射濃度測定ユニット５２を配設して、搬送される記
録材１９の表面の反射濃度ＤＰを検出する。ここで、第
１反射濃度測定ユニット５１と第２反射濃度測定ユニッ
ト５２とは検知手段５０を構成する。第１反射濃度測定
ユニット５１は第１実施例の場合と同様にして記録材１
９上に転写された未定着画像のトナー濃度Ｄｔを検出す
る。

【００３２】２５は定着器であって、図５(a) に拡大し
て示す。定着ベルト３７は継ぎ目なしで形成され、駆動
ローラ３８、テンションローラ３９、ソリッドヒータ４
０に架け渡されて矢印Ｅの方向に駆動される。（矢印
Ｆ，Ｇはそれぞれ駆動ローラ３８、テンションローラ３
９の回転方向を示す）。ソリッドヒータ４０はセラミッ
クなどの耐熱性基体に発熱体をプリントした形態を有
し、定着ベルト３７を介して加圧ローラ３０に当接して
挾圧部３１を形成する。

【００３３】定着ベルト３７は図５(b) に示すように、
ポリイミドなどの耐熱性樹脂フィルム４１を基層とし、
その表面にフッ素系コーティング層４２を有する。本実
施例では、フッ素コーティング層４２にカーボンを分散
して表面抵抗を１０3 〜１０6 Ωcm程度に低下させてあ
る。定着ベルト３７へのバイアス電圧Ｖｆの印加は、電
源３６に接続されたブラシ電極４３を定着ベルト３７に
軽圧力で当接・摺擦させて行っている。

【００３４】基層４１として金属フィルムあるいは導電
性樹脂フィルムを用いる場合には、バイアス電圧Ｖｆの
印加を背面から行なうことができる。例えばテンション
ローラ３９を金属で形成してその軸受けから給電しても
よい。

【００３５】図６は本実施例の場合のバイアス電圧Ｖｆ
の制御ブロック図。第２反射濃度測定ユニット５２で検
出される記録材１９表面の反射濃度ＤＰと第１反射濃度
測定ユニット５１で検出される記録材１９上の未定着画
像のトナー濃度Ｄｔは演算制御ユニット６０に入力され
る。演算制御ユニット６０では、反射濃度ＤＰと、反射
濃度ＤＰ検出後時間ｔ２が経過してから入力されるＤｔ
との差を演算して真のトナー濃度Ｄｔｒとする。即ち、
数１にて真のトナー濃度が求められる。

【００３６】

【数１】Ｄｔｒ＝Ｄｔ−ＤＰ時間ｔ２は記録材１９が第２反射濃度測定ユニット５２
の検出位置から第１反射濃度測定ユニット５１の検出位
置へ搬送されるのに要する時間である。

【００３７】真のトナー濃度Ｄｔｒを算出した後演算制
御ユニット６０においては第１実施例と同様に平均濃度
Ｄｔ０に基き、図３(a) に示す特性カーブに従ってＶｆ
０を算出する。以降は第１の実施例と同じ過程を経て定
着ベルト３７にバイアス電圧Ｖｆ０が印加される。

【００３８】このような構成・作用とすることで、第１
の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３９】なお、本発明は第１の実施例及び第２の実
施例に限定されない。

【００４０】即ち、画像情報の入力は原稿の反射光の代
わりにレーザー走査光やＬＥＤアレイ、液晶シャッタア
レイ、微小蛍光体アレイなどによるデジタル信号光によ
って行なうこともできる。

【００４１】また、感光体ドラムの代わりに誘電性画像
担持体を用いて、イオンフロー変調ヘッドやマルチスタ
イラスヘッドなどにより静電潜像を形成して現像・転写
・定着プロセスを行なう画像形成装置にも、本発明を適
用することができる。

【００４２】さらに、定着方法は、熱定着ではなく圧力
定着であっても本発明は同様の効果を持つ。

【００４３】また、挾圧部を形成するためには２本のベ
ルトの組み合わせで構成される定着器としてもよい。

【００４４】バイアス電圧は、トナーの極性とは逆の極
性の電圧を加圧ローラ３０の芯金３０ｂへ印加してもよ
い。この時、定着ローラ２８の芯金２８ｂを接地する。

【００４５】荷電現像剤は、複写機や静電プリンタにお
いては現在粉体トナーが使用されているが、本発明の効
果は電界制御されて画像担持体の上へ付着する荷電液体
インクの場合にも適用できる。

【００４６】記録材上へ荷電現像剤による未定着画像を
形成する方法は、上記実施例においては画像担持体（感
光体や誘電体）から記録材への転写によった。これ以外
に記録材上へ直接、画像形成を行なう方法がある。例え
ば感光記録紙を用いて一様帯電、画像露光、現像という
プロセスを行なう。

【００４７】その他に荷電粉体トナーあるいは荷電液体
インクを画像信号に応じた電界制御の下で直接記録材上
へ飛翔させることによっても画像形成を行なうことがで
きる。

【００４８】いずれの方法においても、記録材上に形成
された荷電現像剤の量を光学反射濃度として検出して、
定着器の挾圧部へ印加するバイアス電圧を制御するとい
う場合にも本発明を適用することが可能である。

【００４９】

【発明の効果】上記構成及び作用から成る本発明にあっ
ては、検知手段が記録材上の未定着画像の光学濃度を検
知し、その検知結果に基いてバイアス電圧が制御手段に
よって適正値に制御されるので、過大なバイアス電圧に
よって発生する「飛び散り」現象や、過小なバイアス電
圧によって発生する「オフセット」現象を防止すること
が可能となる。

【００５０】また、検知手段を第１検知手段と第２検知
手段とから構成した場合、第１検知手段が記録材上の未
定着画像の光学濃度を検知し、第２検知手段が未定着画
像の形成される前の記録材の光学濃度を検知するので、
記録材上の光学濃度がより正確に検知され、より適切な
バイアス電圧の制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の概
略構成図である。

【図２】同装置の要部概略構成図である。

【図３】図３(a) は同装置のバイアス電圧の制御に係る
グラフ、同図(b) は同装置のバイアス電圧の制御を示す
ブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の概
略構成図である。

【図５】図５(a) は同装置の要部概略構成図、同図(b)
は同装置の要部の一部拡大図である。

【図６】同装置のバイアス電圧の制御を示すブロック図
である。

【図７】従来の画像形成装置の概略構成図である。

【図８】同装置の要部概略構成図である。

【符号の説明】

１９記録材２５定着器３６電源５０反射濃度測定ユニット（検知手段）５１第１反射濃度測定ユニット（第１検知手段）５２第２反射濃度測定ユニット（第２検知手段）６０演算制御ユニット（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材上の未定着画像を該記録材上へ定
着させる定着器と、該定着器にバイアス電圧を印加する電源とを有する画像
形成装置において、前記記録材上の未定着画像の光学濃度を検知する検知手
段と、該検知手段の検知結果に基いて前記電源のバイアス電圧
を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】検知手段が、記録材上の未定着画像の光
学濃度を検知する第１検知手段と、未定着画像が形成さ
れる前の記録材の光学濃度を検知する第２検知手段とか
ら成る請求項１記載の画像形成装置。