JPH06301272A

JPH06301272A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06301272A
Application number: JP8432293A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Tatsuya Kobayashi; 達也小林; Akihiko Uchiyama; 明彦内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストでのドラムメモリ除去が可能とな
り、画像ムラを解消して良好な画像を安定して得ること
ができる画像形成装置を提供すること。【構成】感光ドラム１（像担持体）の周囲に少なくと
も感光ドラム１に接触する帯電ローラ（帯電器）２を一
体的に有するプロセスカートリッジを用いた画像形成装
置において、画像形成以前に、画像形成時と逆極性の電
界を前記帯電ローラ２に印加する。感光ドラム１の帯電
を安定させるために画像形成以前に行なわれる前回転時
において、例えば直流電圧成分Ｖ_DCを画像形成時と逆極
性とするバイアスを帯電ローラ２に印加すれば、低コス
トでドラムメモリの除去が可能となり、画像ムラを解消
して良好な画像を安定して得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
や複写機等の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（プロセスカートリ
ッジ）を図８に従って概説する。

【０００３】図８において、１はアルミシリンダの外周
面に有機感光体（ＯＰＣ）又はＡ−Ｓｉ，ＣｄＳ，Ｓｅ
等から成る光導電体を塗布して構成される感光ドラムで
あり、これは不図示の駆動手段によって図示矢印方向に
回転駆動され、帯電ローラ２によって所定の電位に均一
に帯電される。

【０００４】上記感光ドラム１に画像模様に従ったレー
ザ露光８が照射されると、該感光ドラム１上に潜像が形
成され、該潜像は、感光ドラム１が図示矢印方向に回転
すると、現像装置３によってトナー像として可視化され
る。そして、現像されたトナー像は転写帯電器５によっ
て転写紙７上に転写され、転写紙７は従来公知の定着装
置６によってトナー像の定着を受ける。尚、感光ドラム
１上の転写残トナーは、公知のブレード手段であるクリ
ーニング装置４によって清掃される。

【０００５】ところで、図９に帯電ローラ２の断面を示
すが、該帯電ローラ２については特開昭６２−１４９６
６８，１４９６６９号公報等に開示されている。この帯
電ローラ２は、従来のコロナ帯電器に比べて人体に有害
なオゾンの発生が極めて少ないという長所を有している
ため、近年実用化されている。

【０００６】帯電ローラ２は、芯金２１上に導電性の弾
性層２２及びカーボンを分散したウレタンゴム層２３を
設け、芯金２１に電圧の印加を受けことによって、感光
ドラム１を一様に帯電するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、プロセスカートリッジの搬送中、帯電ローラ
２やクリーニングブレード等の感光ドラム１と接触して
いる部材が振動等によって感光ドラム１表面を摺擦して
しまい、その結果、図１０に示すように感光ドラム１の
表面にドラムメモリＡが発生してしまうという問題があ
った。

【０００８】ここで、ドラムメモリとは、例えばＯＰＣ
ドラム等のマイナス一次帯電を行なう場合、感光ドラム
表面と帯電ローラとの摺擦により発生するプラスの電荷
が感光ドラムの感光層に注入されることを言う。

【０００９】図１１（ａ）に、ドラムメモリＡ近辺での
感光ドラム１の表面電位をドラム回転方向に対して示
す。感光ドラム１中にプラスの電荷が注入されると、該
感光ドラム１が一次帯電によりマイナス帯電される際、
図１１（ｂ）に示すように、感光ドラム１上に帯電ムラ
ＡＡが発生する。このように、感光ドラム１上に帯電ム
ラＡＡが発生すると、その後、現像、転写の工程を経て
転写紙７上に形成される画像は、図１２に示すように、
帯状の画像ムラＢとなって現われる。

【００１０】そこで、プロセスカートリッジの搬送中は
感光ドラム１と帯電ローラ２やクリーニングブレードと
を離間させておき、プロセスカートリッジの本体への挿
入設置の後に、感光ドラム１と帯電ローラ２等とを当接
させるような機械的機能を持たせる方法があるが、この
方法によれば、プロセスカートリッジが大型化し、コス
ト的にも不利であるという問題があった。

【００１１】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、低コストでのドラムメモリ除
去が可能になり、画像ムラを解消して良好な画像を安定
して得ることができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【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、画像形成以前に、画像形成時と逆極性の電界を
前記帯電器に印加することを特徴とする。

【００１３】

【作用】像担持体の帯電を安定させるために画像形成前
に行なわれる前回転時において、例えば直流電圧成分Ｖ
_DCを画像形成時と逆極性とするバイアス若しくは交流電
圧成分Ｖ_PPを通常よりも大きくとったバイアスを帯電器
に印加すれば、低コストでのドラムメモリ除去が可能に
なり、画像ムラを解消して良好な画像を安定して得るこ
とができる。

【００１４】

【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。

【００１５】［第１実施例］図１は本実施例に係る画像
形成装置の縦断面図であり、図示のように装置全体内に
は、像担持体である感光ドラム１、帯電ローラ２、現像
装置３、クリーニング装置４、転写ローラ５、定着器６
及び一次帯電バイアス電源２４が設置されている。又、
尚、上記感光ドラム１には、プロセスカートリッジ本体
を加振することによってドラムメモリが予め発生されて
いる。

【００１６】ここで、一次帯電バイアスの制御方法につ
いて図２を参照しながら説明する。尚、図２は一次帯電
バイアスの制御系の構成を示すブロック図である。

【００１７】図２において、２４は一次帯電バイアス電
源であり、これは、交流高圧電源２４１と、制御装置２
５によって制御可能な直流高圧電源２４２とで構成され
ており、該一次帯電バイアス電源２４から出力されたバ
イアスは帯電ローラ２の芯金２１に印加される。尚、画
像形成時の一次帯電バイアスの交流電圧成分Ｖ_PPとして
は、１４００〜２０００Ｖ、直流電圧成分Ｖ_DCとして
は、−５００〜−１０００Ｖがそれぞれ好ましい。

【００１８】而して、図１に示す画像形成装置におい
て、前回転時に、直流電圧成分Ｖ_DCをプラスとする図３
（ａ）に示すバイアスを帯電ローラ２に印加し、感光ド
ラム１上を一様にプラス帯電させると、該感光ドラム１
の感光層は一様にプラスの電荷が注入され、帯電ムラが
除去される。その後、直流電圧成分Ｖ_DCがマイナスの図
３（ｂ）に示すバイアスを帯電ローラ２に印加すること
によって感光ドラム１を一様にマイナス帯電でき、ムラ
のない画像を形成することができる。

【００１９】以上説明した方法において、Ｖ_PP＝２００
０Ｖ、周波数ｆ＝５００Ｈｚとし、前回転中、感光ドラ
ム１の１回転分、２回転分、３回転分の時間だけＶ_DC＝
０Ｖ，２５０Ｖ，５００Ｖ，７５０Ｖのバイアスを帯電
ローラ２に印加した後、Ｖ_DCがマイナスのバイアスを帯
電ローラ２に印加し、各々図１に示す画像形成装置でプ
リントされた転写紙上の画像を観察した。その結果を下
表に示す。

【００２０】

【表１】上記表中、○印は画像にドラムメモリの影響と思われる
画像ムラが確認されなかったものを表わす。つまり、こ
のとき感光ドラム１上は一様に帯電されているものと思
われる。又、△印は、画像にドラムメモリの影響と思わ
れる画像ムラは若干確認されるものの、可成りの改善が
見られたものを表わす。このとき、感光ドラム１上には
若干のドラムメモリが存在していると思われる。×印
は、強い画像ムラが確認されたものを表わす。

【００２１】ここで、本実施例のメカニズムについて説
明する。

【００２２】図４は感光ドラム１の表面電位の遷移を示
しており、各々縦軸上方向に電位、横軸はドラム表面一
周分を表わす。

【００２３】図４（ａ）は初期状態を示したもので、ド
ラムメモリＡを生じている。最初にＶ_DCがプラスのバイ
アスを印加することにより、感光ドラム１の感光層内に
プラス電荷を注入し、図４（ｂ）に示すように、感光ド
ラム１上をプラス帯電させる。ここで、上記Ｖ_DCはドラ
ムメモリＡ部で感光層内に注入されたプラス電荷以上の
電荷を注入する必要があり、具体的には、Ｖ_DC＝５００
〜７５０Ｖで効果が大きかった。

【００２４】その後、Ｖ_DCがマイナスのバイアスを印加
し、図４（ｃ）に示すように、マイナス帯電を行なう。
このとき、感光ドラム１の感光層内に存在するプラス電
荷の影響により、感光ドラム１上の電位が通常の画像形
成時における値（−７００Ｖ）より高くなるのを防ぐた
め、やや大き目のマイナスのＶ_DCを印加する必要があ
る。その後、感光ドラム１の表面電位が一定になるよう
にＶ_DCを調節する。具体的には、コピー枚数が最初の１
００枚から１０００枚程の間では、感光ドラム１の表面
電位が−７００Ｖ近傍になるよう、Ｖ_DCを−９００Ｖか
ら−７００Ｖまで徐々に小さくする。

【００２５】尚、本実施例で行なった操作は前回転時に
行なう場合について述べたが、これに限らず、本操作を
カートリッジ交換時、若しくは電源投入時に行なっても
良いことは勿論である。

【００２６】而して、本実施例によれば、前回転時、一
次帯電バイアスのＶ_DCを制御することにより、低コスト
でのドラムメモリ除去が可能になり、画像ムラを解消し
て良好な画像を安定して得ることができる。

【００２７】［第２実施例］次に、本発明の第２実施例
を添付図面に基づいて説明する。

【００２８】本実施例における一次帯電バイアスの制御
方法を図５を参照しながら説明する。

【００２９】図５において、２４は一次帯電バイアス電
源であり、これは、図示のように、制御装置２７によっ
て制御可能な交流高圧電源２４１と直流高圧電源２４２
とで構成されており、一次帯電バイアス電源２４から出
力されたバイアスは帯電ローラ２の芯金２１に印加され
る。尚、画像形成時の一次帯電バイアスの交流電圧成分
Ｖ_PPとしては、１４００〜２０００Ｖ、直流電圧成分Ｖ
_DCとしては、−５００〜−１０００Ｖがそれぞれ好まし
い。

【００３０】而して、本実施例に係る画像形成装置にお
いては、前回転時、Ｖ_PPを通常よりも大きくとったバイ
アスを帯電ローラ２に印加することにより、ドラムメモ
リに起因して生じる帯電ムラは解消され、ムラのない良
好な画像が得られた。

【００３１】図６は以上説明したバイアスを表わしてお
り、同図（ａ）は前回転時のバイアス、（ｂ）は画像形
成時のバイアスをそれぞれ示す。

【００３２】以上説明した方法において、Ｖ_DC＝−９０
０Ｖ、周波数ｆ＝５００Ｈｚとし、前回転中、感光ドラ
ム１の１回転分、２回転分、３回転分の時間だけＶ_PP＝
２０００Ｖ，２５００Ｖ，３０００Ｖ，４０００Ｖのバ
イアスを帯電ローラ２に印加した後、通常バイアス（Ｖ
_PP＝２０００Ｖ、Ｖ_DC＝−９００Ｖ、ｆ＝５００Ｈｚ）
を印加し、各々図１に示す画像形成装置でプリントされ
た転写紙上の画像を観察した。その結果を下表に示す。

【００３３】

【表２】上記表中、○、△、×印は前記第１実施例と同様の効果
を表わしている。

【００３４】本実施例のメカニズムにおいては、印加バ
イアスのＶ_PPを大きくすることにより、感光ドラム１の
感光層内に存在するプラスの電荷移動が容易となり、ド
ラムメモリが解消されるが、Ｖ_PPが大きい程効果がある
ことが分かる。具体的には、Ｖ_PP＝４０００Ｖで最も効
果が高かった。しかし、これ以上Ｖ_PPを大きくとると、
感光ドラム１と帯電ローラ２間の極小部分に一時的に高
電流が生じるリークを起こして感光ドラム１の表面を絶
縁破壊してしまう。又、Ｖ_PPを大きくしたバイアスは高
電流を必要とし、騒音も大きいため、前回転時のみ大き
なＶ_PPを用い、画像形成時のバイアスはＶ_PPを下げる必
要がある。

【００３５】而して、本実施例によれば、前回転時、一
時帯電バイアスのＶ_PPを制御することにより、低コスト
でのドラムメモリ除去が可能となる。

【００３６】［実施例３］次に、本発明の第３実施例を
図７に基づいて説明する。尚、図７はカラー画像形成装
置の断面図である。

【００３７】本実施例に係るカラー画像形成装置は、像
担持体上に帯電、露光、現像によって形成された記録像
を記録紙上に転写する工程を複数回繰り返すことによっ
て、記録紙上に複数色の重ね画像を形成してカラー画像
を得る装置である。以下、図に沿って説明する。

【００３８】カラー画像形成装置の装置本体内には、感
光ドラム１、帯電ローラ２、クリーナ４を組み込んで構
成されるドラムカートリッジ７が配置されており、更に
感光ドラム１の右側には、それぞれイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック用の現像器３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄを支持した回転可能な支持体９が配設されている。
尚、支持体９に取り付けられた前記現像器３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄは、現像用開口面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄが常に感光ドラム１に対向するよう駆動される
が、その駆動方法の一手段は特開昭５０−９３４３７号
公報に詳述されている。

【００３９】一方、感光ドラム１の左側には、不図示の
転写紙を保持し、且つ、感光ドラム１上の像を転写紙上
に転移させる機能を有する転写ローラ５が配され、その
上部にはコロナ帯電器１０が配置されている。

【００４０】以上の構成によって、感光ドラム１は不図
示の駆動手段によって図示矢印方向に駆動される。尚、
感光ドラム１はアルミシリンダの外周面に有機感光体
（ＯＰＣ）から成る光導電体を塗布して構成されるが、
有機感光体（ＯＰＣ）としては、Ａ−Ｓｉ，ＣｄＳ，Ｓ
ｅ等が使用される。

【００４１】又、装置本体内の上方には、露光装置を構
成するレーザダイオード３１、高速モータ３２によって
回転駆動される多面鏡３３、レンズ３４及び折り返しミ
ラー３５が配置されている。

【００４２】而して、感光ドラム１はローラ帯電器２に
よって所定の電位に均一に帯電される。そして、前記レ
ーザダイオード３１にイエローの画像模様に従った信号
が入力されると、該信号に対応するレーザ光が光路８を
通って感光ドラム１に照射され、感光ドラム１上に潜像
が形成される。この際、入力信号には階調性を高めるた
めにディザ、誤差拡散等の２値化処理が施されている。

【００４３】その後、感光ドラム１が図示矢印方向に回
転すると、該感光ドラム１上に形成された潜像は現像装
置３ａによって可視化される。

【００４４】他方、感光ドラム１の画像と同期して転写
紙カセット２７内からピックアップローラ３８によって
転写紙が給紙される。前記転写ローラ５は、金属シリン
ダ５１に弾性層５２を巻き付け、弾性層５２の上層に誘
電体層５３を巻き付けて構成され、感光ドラム１と略同
速で図示矢印方向に回転する。この転写ローラ５へ前記
転写紙が供給されると、グリッパー３９によって転写紙
が保持され、感光ドラム１上の画像（トナー像）は、感
光ドラム１と転写ローラ５間の電圧によって、転写紙上
に転写される。

【００４５】以上と同様の工程をマゼンタ色、シアン
色、ブラック色について行なうことによって、転写紙上
には複数色のトナー像が形成される。この複数色のトナ
ー像が転写された転写紙は、分離爪４０によって転写ロ
ーラ５から剥され、従来公知の定着装置６によってトナ
ー像の定着を受け、斯くて所望のカラー画像た得られ
る。

【００４６】尚、感光ドラム１上の転写残トナーは公知
のファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置４
によって清掃される。又、転写ローラ５上のトナーも必
要に応じてファーブラシ、ウェブ等の転写ローラクリー
ニング装置４１によって清掃することが好ましい。

【００４７】ところで、前記実施例と同様に本実施例に
おいても、感光ドラム１には予めドラムメモリを生じさ
せておく。又、画像形成時の一次帯電バイアスのＶ_PPは
１４００〜２０００Ｖ、Ｖ_DCは−５００〜−１０００Ｖ
がそれぞれ好ましい。

【００４８】而して、前記第１実施例と同様に、Ｖ_PP＝
２０００Ｖ、周波数ｆ＝５００Ｈｚに設定し、前回転
中、感光ドラム１の１回転分、２回転分、３回転分の時
間だけＶ_DC＝０Ｖ，２５０Ｖ，５００Ｖ，７５０Ｖのバ
イアスを印加した後、通常バイアス（Ｖ_PP＝２０００
Ｖ、Ｖ_DC＝−９００Ｖ、周波数ｆ＝５００Ｈｚ）を印加
し、各々図７に示すカラー画像形成装置でプリントされ
た転写紙上の画像を観察した。

【００４９】更に、第２実施例と同様に、Ｖ_DC＝−９０
０Ｖ、周波数ｆ＝５００Ｈｚに設定し、前回転中、感光
ドラム１の１回転分、２回転分、３回転分の時間だけＶ
_PP＝２０００Ｖ，２５００Ｖ，３０００Ｖ，４０００Ｖ
のバイアスを印加した後、通常バイアス（Ｖ_PP＝２００
０Ｖ、Ｖ_DC＝−９００Ｖ、ｆ＝５００Ｈｚ）を印加し、
各々図７に示すカラー画像形成装置でプリントされた転
写紙上の画像を観察した。その結果を下表に示す。

【００５０】

【表３】上記表中、○、△、×印は第１実施例と同様の効果を表
わしている。

【００５１】白黒画像形成装置での実施例に比べ、本実
施例ではドラムメモリによる画像ムラが顕著に観察され
た。これは、白黒画像と比較して、カラー画像ではイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を
合成して画像を得るため、画像ムラが積み重なり、これ
が顕著なムラとして認識されてしまうことによる。具体
的には、Ｖ_DC＝５００Ｖ以上、Ｖ_PP＝３０００Ｖ以上の
ときに良好な画像を得ることができた。

【００５２】又、本実施例では、ディザパターン法等を
用いた２値カラー画像について説明したが、より高い階
調性を得るためにレーザ光にパルス幅変調を行なうＰＷ
Ｍ処理等を施した多値カラー画像では、更いムラが目立
つ。この場合、Ｖ_DC＝７５０Ｖ以上、Ｖ_PP＝４０００Ｖ
以上で良好な画像が得られた。

【００５３】尚、本実施例では、Ｖ_DC、Ｖ_PPを単独で制
御する例について述べたが、Ｖ_DCとＶ_PPを同時に制御す
れば、更なる効果を得られることは言うまでもない。

【００５４】而して、本実施例によれば、前回転時にお
ける一次帯電バイアス制御により、低コストでのドラム
メモリ除去が可能となり、階調性の高いカラー画像が得
られるようになった。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、像担持体の周囲に少なくとも像担持体表面に接触
する帯電器を一体的に有するプロセスカートリッジを用
いた画像形成装置において、画像形成以前に、画像形成
時と逆極性の電界を前記帯電器に印加するようにしたた
め、低コストでのドラムメモリ除去が可能になり、画像
ムラを解消して良好な画像を安定して得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の断面
図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る画像形成装置におけ
る一次帯電バイアスの制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の第１実施例に係る画像形成装置におい
て帯電ローラに印加されるバイアスを示す図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の感光
ドラムの表面電位の遷移を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る画像形成装置におけ
る一次帯電バイアスの制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例に係る画像形成装置におい
て帯電ローラに印加されるバイアスを示す図である。

【図７】本発明の第３実施例に係るカラー画像形成装置
の断面図である。

【図８】従来の画像形成装置の断面図である。

【図９】帯電ローラの断面図である。

【図１０】感光ドラム上に発生したドラムメモリを示す
斜視図である。

【図１１】ドラムメモリ近辺での感光ドラムの表面電位
を示す図である。

【図１２】転写紙上の画像ムラを示す図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電ローラ（帯電器）３現像装置４クリーニング装置５転写ローラ６定着装置７転写紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成以前に、画像形成時と逆極性の
電界を前記帯電器に印加することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】像担持体の周囲に少なくとも像担持体表
面に接触する帯電器を一体的に有するプロセスカートリ
ッジを用いた画像形成装置において、前記帯電器には交
番電界が印加され、画像形成以前に、画像形成時よりも
高い交番電界を帯電器に印加することを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記帯電器に印加する電界をプリント枚
数に応じて漸減させることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項４】帯電、露光、現像、転写の各工程を繰り
返し行なってカラー画像を形成する画像形成装置であっ
て、画像形成以前に、画像形成時と逆極性の電界若しく
は画像形成時よりも高い交番電界を前記帯電器に印加す
ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の画像形成
装置。