JPH07209965A

JPH07209965A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07209965A
Application number: JP6002585A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Sakagami; 英和坂上; Hidehiro Tabuchi; 秀博田渕
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1994-01-14
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】アモルファスシリコン系感光体材料を使用し
た感光体ドラムを用いた複写機において、電源投入時、
積極的に感光体ドラムの表面電位の調整を行うことによ
り、現像時において良好な画質のトナー像を得ることを
可能とする。【構成】現像部における静電潜像担持体の表面電位を
安定させるため、電源投入時、電位センサ４による電位
検出部位におけるドラム１の表面電位が所定電位になる
ように、電位センサ４の検出値に基づきメインチャージ
ャー２のグリッド電極２ｃの電位を制御し、これによっ
てグリッド電圧が調整されることにより、帯電部Ａにお
ける表面電位が制御される。また、グリッド基板１６で
可変範囲限度まで変化させても調整が不可能なときは、
メイントランス基板３を制御することによりドラム表面
電位を現像部Ｃで必要な電位となるように調整するよう
にした構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体ドラムのような
静電潜像担持体の帯電された表面上に静電潜像を形成し
た後、この静電潜像をトナー像に現像する方式を用いた
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置
に係り、特に電源投入時における静電潜像担持体の表面
電位の調整に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子複写機においては、例えば
定速回転する感光体ドラムを備えており、このドラムの
回転方向に沿って帯電部、露光部、現像部、転写部、ク
リーニング部及び除電部がそれぞれ配設されており、ま
ず、帯電部でドラム表面が帯電され、次いでドラムが回
転し、帯電されたドラム表面が露光部を通るとき、原稿
を走査して反射した光がドラム表面を露光し、この露光
光によってドラム表面に静電潜像が形成される。

【０００３】さらにドラムが回転して現像部に至ると、
ドラム表面と対向して配設された現像器から供給された
トナーがドラム表面の静電潜像に付着し、顕像であるト
ナー像が得られる。このトナー像は転写部において給紙
部から供給された用紙の表面に転写される。転写が済ん
だ後、ドラム表面に残存したトナーはクリーニング部に
おいて除去され、また、ドラム表面上の静電潜像は、除
電部でドラム表面全面に除電光が照射されて、その表面
電位が光減衰することにより除去される。

【０００４】上記のように構成される電子複写機におい
ては、前記帯電部にコロナ放電方式を利用したメインチ
ャージャーがドラム表面と対向して配設されており、帯
電時には、該メインチャージャーの放電用メインワイヤ
に通常４〜６kV程度の高電圧が印加されて、コロナ放電
を発生させることによりドラム表面に電荷を付与するよ
うに構成されているが、従来では、前記メインワイヤに
高電圧を供給するために、該メインワイヤと電源との間
にトランス基板を介装し、このトランス基板を、その出
力がほぼ一定値となるように制御している。

【０００５】このような帯電方式においては、感光体ド
ラムの表面に形成された感光体材料の種類によって、複
写動作の初期における表面電位の立ち上がりに相違が見
られる。すなわち、図７に示すように、待機状態から複
写動作の当初にコピーボタンをＯＮすると、前述のよう
にメインチャージャーに高電圧が印加され、ドラム表面
に電荷が付与されるが、このときのドラム表面の電位の
立ち上がりの態様は、例えば砒素セレン系の感光体材料
を用いたドラムでは図７の破線ａで示すように、オーバ
ーシュートして一時的に安定電位を超え、その後安定電
位に復帰し、その状態を維持するような特性となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、近年、こ
の種の画像形成装置の感光体材料として広く使用されて
いるアモルファスシリコン系材料を用いたドラムでは、
図７の実線ｂで示すように、コピーボタンを押した後、
安定電位に達するまでの立ち上がり時間が長くかかるう
え、図７の実線ｃで示すように、複写プロセス終了後、
次の複写プロセス開始までの放置時間の長さによって、
表面電位の立ち上がりが更に悪くなる。このようにアモ
ルファスシリコン系材料を用いたドラムでは、立ち上が
り特性が悪い。

【０００７】このため、上記したアモルファスシリコン
系材料を用いた前述のトランス出力を一定レベルに制御
する従来構成の複写機の場合、現像部においてトナー飛
翔に必要な表面電位が得られない場合があり、このよう
な場合、静電潜像の電荷量が著しく不足して、現像部で
良好なトナー像を現像できないという不具合が生じてい
た。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたもので、電源投入時、積極的に感光
体ドラムの表面電位の調整を行うことにより、現像時に
おいて良好な画質のトナー像を得ることを可能とした画
像形成装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に感光体
層が形成され、少なくとも帯電部、露光部、現像部及び
除電部をその順序で移動して前記帯電部に戻る静電潜像
担持体を備え、前記帯電部に設けられたメインチャージ
ャーによって静電潜像担持体の表面を帯電し、帯電され
た静電潜像担持体表面に前記露光部で静電潜像を形成す
るとともに、前記現像部で該静電潜像のトナー像を現像
し、さらに前記除電部で除電して次回の帯電に備える画
像形成プロセスを任意回数実行するように構成された画
像形成装置を対象としている。

【００１０】そして、上記目的を達成するために本発明
では、前記現像部よりも帯電部寄りとなる部位に前記静
電潜像担持体の表面電位を検出する電位検出手段を設け
る一方、前記メインチャージャーにワイヤ電極とグリッ
ド電極とを設け、ワイヤ電極を前記静電潜像担持体表面
に電荷を付与するための電圧を印加する電圧印加回路に
接続するとともに、グリッド電極を印加電圧補正回路に
接続し、さらに前記電圧印加回路出力の不足量を前記印
加電圧補正回路出力により補正することにより前記電位
検出手段による電位検出部位における静電潜像担持体の
表面電位が所定電位となるように前記電圧印加回路及び
印加電圧補正回路の出力値を制御する制御手段を設けて
いる。

【００１１】上記構成の技術的手段を、前記静電潜像担
持体の表面感光体層として、アモルファスシリコン系の
感光体材料を使用した場合、該静電潜像担持体表面電位
の立ち上がりの悪さをカバーする効果が大きい。

【００１２】

【作用】上記構成によると、現像部における静電潜像担
持体の表面電位を安定させるため、電源投入時、電位検
出手段による電位検出部位における静電潜像担持体の表
面電位が所定電位になるように、該電位検出手段の検出
値に基づきグリッド電位を制御し、これによってグリッ
ド電圧が調整されることにより、帯電部における表面電
位が制御される。また、印加電圧補正回路で可変範囲限
度まで変化させても調整が不可能なときは、電圧印加回
路を制御することにより表面電位の調整を行う。

【００１３】したがって、アモルファスシリコン系の感
光体材料を用いた静電潜像担持体であっても、その表面
電位は現像部で必要な電位となるように調整されるた
め、現像時において良好な画質のトナー像を得ることが
可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を電子複写
機に適用した実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１は本実施例の電子複写機の構成を模式的に示し
ている。この図において、１は静電潜像担持体としての
感光体ドラムであって、このドラム１はアルミニウム等
の金属材料製ドラム基体の表面にアモルファスシリコン
系の感光体材料を蒸着してなる感光体層を形成したもの
で、図上時計回り方向に定速度で回転するように構成さ
れている。

【００１５】このドラム１の周辺にはその回転方向（移
動方向）に沿って帯電部Ａ、露光部Ｂ、現像部Ｃ、転写
部Ｄ、分離部Ｅ、クリーニング部Ｆ、除電部Ｇがその順
序で配設されている。

【００１６】帯電部Ａには一対のメインチャージャー２
が隣合って配設されている。各メインチャージャー２
は、いずれもドラム１の軸心に向かい、且つ、該ドラム
表面と近接対向して配置してあり、それぞれドラム１と
の対向面が開口し、且つ、ドラム軸心方向に平行に配置
されたシールドケース２ａ内に、タングステン細線から
なるメインワイヤ２ｂをその長さ方向に沿って張設する
とともに、シールドケース２ａの開口面にグリッド電極
２ｃを該ケース２ａと電気的に導通する状態で配設した
ものである。

【００１７】図２はメインチャージャー２の制御系を示
している。この図に示すように、各メインワイヤ２ｂは
電圧印加回路としてのメイントランス基板３に共通に接
続されており、該メイントランス基板３の出力によって
通常４〜６kV程度の高電圧が印加されるようになってい
る。図１に戻って、メイントランス基板３からメインチ
ャージャー２に高電圧が印加されると、コロナ放電が発
生しドラム表面に電荷が付与される。

【００１８】ドラム１の帯電された表面部分は、該ドラ
ム１が回転して露光部Ｂに至ると、図外の光学系を通じ
て原稿画像の反射光Ｌ₁が該ドラム表面部分に照射され
ることにより、露光が施される。この場合、露光を受け
た部分のみ、その表面電位が露光量に対応して光減衰し
て低くなり、その結果、静電潜像が形成される。

【００１９】ドラム回転方向における現像部Ｃの直前に
は、表面電位計４が配設されている。この表面電位計４
は現像部Ｃに至ったときのドラム表面の帯電電位を計測
する。５は表面電位計４に隣接して配設された画像消去
用のブランクランプであって、ＬＥＤ列により構成され
ており、画像領域を特定する等の目的のために静電潜像
の一部分を消したいような場合に、所要のＬＥＤを選択
的に点灯することによって、該点灯したＬＥＤに照射さ
れた静電潜像部分を光減衰させることにより消去するも
のである。

【００２０】現像部Ｃには現像器６と、該現像器６にト
ナーを供給するトナーホッパ７とが配設されている。こ
の構成ではトナーホッパ７に収容されたトナーがスポン
ジローラ８を介して現像器６内へ所要量、投入され、こ
の現像器６内でトナーとキャリア（鉄粉）とが撹拌ロー
ラ９により撹拌され、現像ローラ１０の表面にキャリア
に保持されたトナーを現出する。そして、ドラム１の静
電潜像形成部分が現像部Ｃに至ると、現像ローラ１０を
介して現像器６のトナーがその静電潜像に応じてドラム
表面に電着され、これによって顕像であるトナー像が形
成される。

【００２１】転写部Ｄには転写チャージャー１１が配設
されており、ドラム１が転写部Ｄに至ると、給紙部の給
紙ローラ対１２を通して用紙Ｐがドラム表面上に給紙さ
れ、転写チャージャー１１にトナーとは逆極性の電圧が
印加され、ドラム表面のトナー像が用紙Ｐに転写され
る。また、分離部Ｅには分離チャージャー１３が配設さ
れており、該分離チャージャー１３からドラム表面に交
流電界が投じられることによってドラム１と用紙Ｐとの
吸引状態が解除され、転写済用紙Ｐがドラム１から分離
される。

【００２２】クリーニング部Ｆにはクリーニング装置１
４が配設されている。このクリーニング装置１４はドラ
ム表面を摺擦することにより、ドラム表面のトナー等の
付着物を除去するもので、ドラム表面に残留したトナー
はクリーニング部Ｆに至って、クリーニング装置１４に
より払拭作用を受ける。さらに、次の除電部Ｇでは除電
ランプ１５の除電光Ｌ₂がドラム表面に照射されること
により、該ドラム１の表面電位が光減衰し電荷が除去さ
れる。

【００２３】この後、ドラム１は帯電部Ａに戻り、次の
複写動作に備えられる。また、連続複写に設定したとき
は上記した複写プロセスが任意に設定した回数だけ繰り
返し実行される。

【００２４】上記構成の電子複写機では、前述のように
ドラム１の感光体層としてアモルファスシリコン系材料
が使用されているため、表面電位の立ち上がりが悪い。
本実施例では、上記のようなドラム特性を有するアモル
ファスシリコン系感光体材料を使用した複写機におい
て、現像部Ｃにおけるドラム表面電位が常時一定値とな
るように補正するために、複写機の制御系と操作系を図
２及び図３に示すような構成としている。

【００２５】図２において、１６はトランス基板３上に
設けられた印加電圧補正回路としてのグリッド基板であ
って、このグリッド基板１６は各メインチャージャー２
のグリッド電極２ｃと接地間に直列に介装された第１、
第２定電圧素子１７、１８と、第２定電圧素子１８の両
端間にコレクタ、エミッタを接続したスイッチングトラ
ンジスタ１９とを備えており、制御手段としての主回路
基板２０から出力されるグリッド電位コントロール信号
によって制御された補正電圧をグリッド電極２ｃへ出力
する。

【００２６】この構成では、グリッド電位コントロール
信号によってスイッチングトランジスタ１９がＯＮ／Ｏ
ＦＦされることにより、第１定電圧素子１７単体及び、
第１、第２定電圧素子１７、１８の両方を動作させるこ
とによって電圧を段階的に変化させることができ、例え
ば第１定電圧素子１７のみでは1000Vまで、第１、第２
両方の定電圧素子１７、１８を動作させるときは1500V
まで制御することができる。

【００２７】図３において、前記主回路基板２０はマイ
クロコンピュータにより構成されており、ＣＰＵ２１、
このＣＰＵ２１へ制御データを入出力するＲＯＭ２２及
びワークＲＡＭ２３を備えている。そして、ＣＰＵ２１
は現像部Ｃにおけるドラム１の表面電位を安定させるた
め、電源投入時、電位センサ４による電位検出部位にお
けるドラム表面電位が所定電位になるように、該電位セ
ンサ４の検出値に基づきグリッド電位コントロール信号
を主回路基板２０に内蔵のＤ／Ａ変換器２４を通じてグ
リッド基板１６に送る。

【００２８】このグリッド電位コントロール信号出力に
よってグリッド基板１６のグリッド電圧出力が制御さ
れ、これによってグリッド電圧が調整されることによ
り、帯電部Ａにおけるドラム表面電位がコントロールさ
れる。なお、グリッド基板１６で可変範囲限度まで変化
させても調整が不可能なときは、主回路基板１６から出
力されるトランス出力コントロール信号を主回路基板２
０に内蔵のＤ／Ａ変換器２５を通じて送ることによって
メイントランス基板３のトランス出力もコントロールす
る。

【００２９】なお、この場合の電位センサ４による電位
検出部位におけるドラム表面電位は900V程度となるよう
に制御されるものであり、現像部Ｃに至る間に暗減衰す
るため、現像部到達時の表面電位は820V程度まで低下し
ている。換言すれば、現像部Ｃにおけるドラム表面電位
は820V程度必要であるため、電位センサ部では暗減衰を
見込んだ電位(900V)になるようにメインチャージャー２
に印加する電圧を設定している。

【００３０】図４はこの場合のＤ／Ａ変換器２４、２５
におけるＣＰＵ２１のディジタルデータ入力値と、アナ
ログ出力値との関係を示している。この図に示すよう
に、ＣＰＵ２１の出力は0〜255ビットに設定され、その
Ｄ／Ａ変換値であるコントロール信号は0〜10Vに比例対
応している。

【００３１】また、図５はＤ／Ａ変換されたコントロー
ル信号と、各基板３、１６の出力値との関係を示してい
る。この図に示すように、主回路基板１６から出力され
たコントロール信号の出力0〜10Vは、各基板３、１６か
らメインチャージャー２に印加される電圧4〜6kVに比例
対応している。

【００３２】図６は主回路基板２０のＣＰＵ２１におけ
る制御動作の流れを示している。この図に示すように、
電源を投入してドラム１の表面電位調整動作が開始され
ると、ステップ＃５で、トランス出力コントロール値を
設定値Ａビットに設定し、ステップ＃１０でメインチャ
ージャー２がＯＮされる。なお、このコントロール値は
ソフト上、ビット値で計数される。

【００３３】ステップ＃１５では、電位センサ４の読み
込み値が設定値となるようにグリッドコントロール信号
を調整し、ステップ＃２０で、この調整により電位セン
サ４による電位検出部位のドラム表面電位が設定値に達
した場合は調整動作を終了する。

【００３４】また、ステップ＃２０において、グリッド
コントロールのみでは電位センサ４による電位検出部位
のドラム表面電位が設定値に達しない場合は、ステップ
＃２５でトランス出力コントロール値を基に調整するこ
とにより、設定値に到達するように制御する。但し、ス
テップ＃３０でこの調整を行っても、電位検出部位のド
ラム表面電位が設定値に達しない場合は、ステップ＃３
５で修理または調整を要するとしてサービスマンコール
の警告表示を行わせる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるとき
は、電圧印加回路出力の不足量を印加電圧補正回路出力
により補正することにより電位検出手段による電位検出
部位における静電潜像担持体の表面電位が所定電位とな
るように電圧印加回路及び印加電圧補正回路の出力値を
補正するように構成しているので、アモルファスシリコ
ン系の感光体材料を用いた静電潜像担持体であっても、
その表面電位は現像部で必要な電位となるように調整さ
れ、現像部において常に安定した静電潜像担持体の表面
電位を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における要部の構成を模式的
に示す正面図。

【図２】メインチャージャーの制御系を模式的に示す
構成図。

【図３】複写機の制御系と操作系を示すブロック図。

【図４】ＣＰＵ出力値とそのＤ／Ａ変換値との関係を
示す線図。

【図５】コントロール信号とトランス出力との関係を
示す線図。

【図６】ＣＰＵの制御動作を示すフローチャート。

【図７】電圧印加時におけるアモルファスシリコン系
の感光体層を有する感光体ドラムの表面電位の立ち上が
り状態を示す線図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２メインチャージャー２ｂメインワイヤ２ｃグリッド電極３トランス基板４電位センサ１６グリッド基板１７第１定電圧素子１８第２定電圧素子１９スイッチングトランジスタ２０主回路基板２１ＣＰＵＡ帯電部Ｂ露光部Ｃ現像部Ｇ除電部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に感光体層が形成され、少なくとも
帯電部、露光部、現像部及び除電部をその順序で移動し
て前記帯電部に戻る静電潜像担持体を備え、前記帯電部
に設けられたメインチャージャーによって静電潜像担持
体の表面を帯電し、帯電された静電潜像担持体表面に前
記露光部で静電潜像を形成するとともに、前記現像部で
該静電潜像のトナー像を現像し、さらに前記除電部で除
電して次回の帯電に備える画像形成プロセスを任意回数
実行するように構成された画像形成装置において、前記
現像部よりも帯電部寄りとなる部位に前記静電潜像担持
体の表面電位を検出する電位検出手段を設ける一方、前
記メインチャージャーにワイヤ電極とグリッド電極とを
設け、ワイヤ電極を前記静電潜像担持体表面に電荷を付
与するための電圧を印加する電圧印加回路に接続すると
ともに、グリッド電極を印加電圧補正回路に接続し、さ
らに前記電圧印加回路出力の不足量を前記印加電圧補正
回路出力により補正することにより前記電位検出手段に
よる電位検出部位における静電潜像担持体の表面電位が
所定電位となるように前記電圧印加回路及び印加電圧補
正回路の出力値を制御する制御手段を設けたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】静電潜像担持体の表面感光体層はアモル
ファスシリコン系の感光体材料により形成されている請
求項１の画像形成装置。