JPH08190254A

JPH08190254A - 電荷処理装置

Info

Publication number: JPH08190254A
Application number: JP357095A
Authority: JP
Inventors: Koichi Okuda; 幸一奥田; Akira Hayakawa; 亮早川; Hiroyuki Oba; 浩幸大羽; Takuya Tsujimoto; 卓哉辻本; Tatsunori Ishiyama; 竜典石山; Kazuo Suzuki; 一雄鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成に至るまでに要する時間を極力短縮
する。【構成】制御手段は、少なくとも帯電動作または除電
動作前に電流−電圧特性を測定し、電荷処理部材に印加
する電圧を設定する。そして、帯電動作または除電動作
終了後、一定時間内に帯電動作または除電動作を行う
時、前記電流−電圧特性を測定を行わずに電圧を前回の
帯電動作または除電動作時と同一とすることで画像形成
に至るまでの時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電子複写機・
静電記録装置などの画像形成装置における被帯電体とし
ての感光体や誘電体など像担持体および紙などの記録材
の電荷を均一に除電・帯電処理する電荷処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記例のような像担持体、紙など
の被帯電体の面を所定の電位・極性に均一帯電処理する
手段としては均一帯電性のよいコロトロンやスコロトロ
ンなどのワイヤ電極およびシールド電極を有する、非接
触方式であるコロナ放電器が広く利用されている。

【０００３】しかし、コロナ放電器はオゾンなどのコロ
ナ生成物の発生が多く、その対処のための付加手段・機
構を必要とし、それらが装置を大型化・高コスト化する
因子となっているなどの問題点を有している。

【０００４】そこで近時は、コロナ放電器の代りに接触
帯電方式の帯電手段・装置の利用が検討されている。

【０００５】この接触帯電方式の帯電手段・装置に使用
されている接触帯電部材は、所定の抵抗値となるよう導
電性を付与した樹脂やゴムなどにより構成されいる。そ
して、上記接触帯電部材には直流電圧または直流電圧に
交流電圧を重畳した振動電圧を印加し、この振動電圧を
用いて接触帯電部材を被帯電体に接触または近接するこ
とで帯電動作を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触帯
電部材は、これの材料である導電性ゴムや樹脂の抵抗値
が製造条件、温度などの環境条件により大きく変動し、
抵抗値の変動により帯電不良を生じる。そのため、抵抗
値の変動に対応すべく、従来は、帯電動作前に帯電部材
の電流−電圧特性を測定し、抵抗値を算出して、算出し
た抵抗値に応じて帯電部材に印加する電流または電圧の
設定を変更して、帯電動作を行い、安定した帯電状態を
得るようにしている。

【０００７】ところが、上述した帯電動作には、帯電動
作前に抵抗測定動作が入るため、画像形成動作を終了す
るまでの時間が長くなるいう問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、画像形成に至るまでに要する時間を極
力短縮するようにした電荷処理装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る電荷処理装置では、被帯電体に接触
または近接して帯電または除電を行う電荷処理部材と、
該電荷処理部材の電流−電圧特性を測定し、その値に応
じて前記電荷処理部材へ印加する電圧を変化させる制御
手段とを備えたものであって、前記制御手段は、少なく
とも帯電動作または除電動作前に測定した電流−電圧特
性に基づいて、前記電荷処理部材に印加する電圧を設定
する、ことを特徴とする。

【００１０】好ましくは、前記制御手段は、帯電動作ま
たは除電動作終了後の一定時間内に次の帯電動作または
除電動作を行わせる時に、前回の動作時に設定された電
圧を前記電荷処理部材に印加する制御を行う。

【００１１】好ましくは、前記制御手段は、帯電動作ま
たは除電動作終了後に電流−電圧特性を測定し、その値
に応じて前記電荷処理部材に印加する次の帯電動作時ま
たは除電動作時の電圧値を設定する。

【００１２】また好ましくは、前記制御手段は、帯電動
作または除電動作終了後、一定時間以上過ぎてから帯電
動作または除電動作を行う時、帯電動作または除電動作
開始前に測定した電流−電圧特性に基づいて、電圧値を
設定する。

【００１３】さらに好ましくは、前記電荷処理部材は、
一次帯電部材である。

【００１４】さらに好ましくは、前記電荷処理部材は、
転写帯電部材である。

【００１５】さらに好ましくは、前記電荷処理部材は、
除電部材である。

【００１６】

【作用】以上の構成に基づき、制御手段は、少なくとも
帯電動作または除電動作前に電流−電圧特性を測定し、
電荷処理部材に印加する電圧を設定する。これにより帯
電動作または除電動作終了後、一定時間内に帯電動作ま
たは除電動作を行う時、前記電流−電圧特性を測定を行
わずに電圧を前回の動作時と同一とすることでプリント
時間を短縮する。

【００１７】

【実施例】

〈実施例１〉（１）画像形成装置図１は本発明の電荷処理装置を像担持体の帯電手段ある
いは転写帯電手段として使用した画像形成装置の一実施
例を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置は
電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。

【００１８】１は像担持体（被帯電体）としての電子写
真感光ドラム（以下単に「感光ドラム」という）であ
り、これはアルミニウムなどの導電性ドラム基体１ａの
外周面にＯＰＣ感光層１ｂを形成したもので、矢印ａで
示す時計回り方向に所定のプロセススピード（周速度）
をもって回転駆動される。

【００１９】この感光ドラム１の周面は後述する電荷処
理部材としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に
均一帯電処理される。なお、電荷処理部材は、シート
状、ブレード状、ベルト状などのものであってもよい。

【００２０】均一帯電処理された感光ドラム１面には、
不図示のレーザビームスキャナから出力される時系列電
気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビーム
の走査露光Ｌを受けて、目的の画像情報に対応した静電
潜像が形成される。その静電潜像は、現像器４によって
トナー画像に現像される。そして、このトナー画像が、
感光ドラム１と電荷処理部材（転写帯電手段）としての
転写帯電ローラ５との間に不図示の給紙部からタイミン
グ給送された紙などの転写材Ｓに転写される。

【００２１】トナー画像の転写を受けた転写材Ｓは、感
光ドラム１面から分離されたのち、定着器７により像定
着される。また、トナー画像転写後の感光ドラム１面
は、クリーニング装置６により残留トナーなどの除去を
受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。

【００２２】本実施例の画像形成装置は、感光ドラム
１、帯電ローラ２、現像器４、クリーニング装置６の４
つのプロセス機器を一括したプロセスユニット（プロセ
スカートリッジ）８であり、このプロセスユニット８
は、画像形成装置本体に対して着脱自在の装着されてい
る。そして、プロセスユニット８の着脱操作は、画像形
成装置本体のガイド９に沿って摺動させて行われる。な
お、現像器４はプロセスユニット８と別体であってもよ
い。またプロセスユニット８は少なくとも像担持体とし
ての感光ドラム１と電荷処理部材としての帯電ローラ２
とを備えていればよい。（２）帯電装置帯電ローラ２は、鉄・ステンレスなどの導電性芯金２ａ
と、この芯金２ａの周囲を同心的に被覆形成した導電弾
性層２ｂと、抵抗層２ｃとからなる。

【００２３】上記帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部を
不図示の軸受けに軸支させ、感光ドラム１の中心線方向
に略並行にして両端側を押圧バネなどの付勢手段によっ
て感光ドラム１側へ押圧されている。なお、帯電ローラ
２は、感光ドラム１面に所定の押圧力をもって当接させ
てもよいし、感光ドラム１面と抵抗層２ｃ間に３００μ
ｍ以下の空隙距離Ｚを有して近接させてもよい。

【００２４】これにより帯電ローラ２は感光ドラム１の
回転に伴って従動回転させてもよいし、感光ドラム１の
回転方向に順方向に接触的に駆動回転させてもよいし、
逆方向に駆動回転させてもよいし、非回転の停止状態と
してもよい。

【００２５】３は、帯電ローラ２に対して電圧を印加す
る電源部であり、直流電圧Ｖ_DCと交流電圧Ｖ_ACとを重畳
したした振動電圧（Ｖ_DC＋Ａ_AC）を帯電ローラ２の芯金
２ａに供給する。電源部３には、帯電ローラ２の電流−
電圧特性を測定し、その値に応じた帯電ローラ２へ印加
する電圧を変化させる制御手段２０が接続され、この制
御手段２０は、帯電動作前に測定した電流−電圧特性に
基づいて帯電ローラ２に印加する電圧を設定する。帯電
動作前に測定した電流−電圧特性に持つづいて、光ドラ
ム１の周面が振動電圧の振動中心電圧（＝直流電圧
Ｖ_DC）に帯電処理される。

【００２６】上述した振動電圧（または交流成分電圧）
は、周期的にその電圧値が変化する電圧であり、その波
形としては正弦波の他に三角波、矩形波、のこぎり波な
どでもよく、直流電源を周期的にオン、オフすることに
より形成される矩形波電圧でもよい。

【００２７】また転写帯電ローラ５は、鉄・ステンレス
などの導電性芯金５ａと導電性弾性層５ｂからなる。こ
の転写帯電ローラ５は、芯金５ａの両端部を不図示の軸
受けに軸支され、感光ドラム１の中心線方向に略並行に
して両端側を押圧バネなどの付勢手段によって感光ドラ
ム１側へ押圧されている。なお、転写帯電ローラ５は、
感光ドラム１面に所定の押圧力をもって当接されてい
る。

【００２８】転写帯電ローラ５は、感光ドラム１の回転
に伴って従動回転させてもよいし、感光ドラム１の回転
方向に順方向に駆動回転させてもよい。

【００２９】１０は転写帯電ローラ５に対して電圧を印
加する電源部で、この電源部１０は、制御手段２０に接
続されている。そして、上記電源部１０は、直流電圧を
出力し、この直流電圧を制御手段２０によって制御して
転写帯電ローラ５の芯金５ａに供給する。

【００３０】図２に実施例１の電荷処理装置のタイミン
グチャートを示す。

【００３１】まず一次帯電について説明する。感光ドラ
ム１の回転とともに電流−電圧特性を帯電ローラ２の一
周以上にわたり制御手段２０により測定し、帯電ローラ
２の抵抗値またはインビーダンスを検知する。帯電ロー
ラ２の一周以上にわたり電流−電圧特性を測るのはロー
ラの抵抗ムラを検出するためである。

【００３２】そして、制御手段２０は、検知した帯電ロ
ーラ２の抵抗値またはインビータンスが高い時には交流
電圧・直流電圧を高く設定し、抵抗値が低い時には電圧
を低く設定して、帯電動作、画像形成動作を開始する。

【００３３】電流−電圧特性の測定方法としては一定の
直流電圧のみ、交流電圧のみ、あるいは交流電圧と直流
電圧とを重畳した振動電圧を出力した時の直流電流、あ
るいは交流電流を測定してもよいし、一定の直流電流の
み、交流電流のみ、あるいは交流電流と直流電流とを重
畳出力した時の直流電圧、あるいは交流電圧を測定して
もよい。

【００３４】その測定結果は、帯電ローラ２の一周にわ
たって平均化処理してもよいし、最大値または最小値を
抽出してもよい。

【００３５】さらに、帯電ローラ２の表面に、接地した
導電体を当接または近接させて電源部３より一定の電圧
を印加し、そこに流れ込む電流を計測してもよいし、導
電体に流れ込む電流が一定となる時の電源部３の出力電
圧を計測してもよい。

【００３６】ところで、この帯電ローラ２の抵抗値は、
製造条件、温湿度条件、使用時間などで変動するのであ
るが、これらの要因は短時間では変化しない。温湿度条
件を急に変化させても、帯電ローラ２自身の温度や吸湿
量が変化するには時間がかかる。

【００３７】そこで、一定時間以内の時間Ｔ、例えば１
時間以内に、次のプリント命令を受けた際には、帯電動
作前の電流−電圧特性の測定を行わず、前ページで設定
した交流電圧、直流電圧を用いて帯電動作を行う。この
ようにすると、プリントにかかる時間を短縮できる。

【００３８】次に転写について説明する。帯電によって
感光ドラム１の帯電された部分が転写部材に到達したと
ころで、転写帯電ローラ５の一周以上にわたり、制御手
段２０により電流−電圧特性を測定し、転写帯電ローラ
５の抵抗値を検知する。転写帯電ローラ５の抵抗値が高
い時には、電源部５の電圧を高くし、抵抗値が低い時に
は電圧を低く設定する。その後、紙などの転写材Ｓが転
写帯電ローラ５に給送された時点で、転写帯電ローラ５
に制御手段２０によって設定された電圧を印加し、転写
動作を行う。

【００３９】この場合も、一定時間以内の時間Ｔに、次
のプリント命令を受けた際には、転写動作前の電流−電
圧特性の測定を行わず、前ページで設定した直流電圧を
用いて転写動作を行う。このようにすると、プリントに
係る時間を短縮できる。

【００４０】上記実施例においては、一次帯電および転
写帯電ともに本発明を適用したが、いずれか一方を適用
するようにしてもよい。

【００４１】また、上記実施例において、一次帯電の電
圧は交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧であるが、
直流電圧のみを印加するようにしてもよい。さらに、図
３に示すように、除電露光Ｊを行ってもよい。現像方法
については、正規現像あるいは反転現像のいずれでもよ
い。〈実施例２〉図４は、図１の電荷処理装置の他のシーケ
ンスチャートである。

【００４２】プリント命令により感光ドラム１の回転と
一次帯電とが開始される。この時、一次帯電の交流電圧
および直流電圧の設定値は、電源投入時にあらかじめ制
御手段２０により電流−電圧特性を測定し、帯電ローラ
２に印加する電圧を設定しておき、プリント命令後は、
電流−電圧特性を測定せずに、帯電動作を行う。

【００４３】画像形成が終了後、電流−電圧特性測定を
行い、その値により次のプリント動作の時の電圧値を設
定しておく。そして、次のプリント命令が発せられた時
にはその値を用いて帯電を開始する。

【００４４】転写についても同様に、電源投入時にあら
かじめ制御手段２０により電流−電圧特性を測定し、転
写帯電ローラ５に印加する電圧を設定しておき、プリン
ト命令後は電流−電圧特性を測定せずに転写動作を行
う。そして、転写動作終了後、電流−電圧特性を測定
し、その値により次のプリント動作時の電圧値を設定し
ておく。

【００４５】このようにした場合、電荷処理装置の動作
時間はあまり短くならないが、プリント命令を受けてか
ら紙が排出されるまでの時間Ｈを短くすることができ
る。

【００４６】また、帯電動作終了後、帯電部材の電流−
電圧特性測定前あるいは測定中に、プリント命令が発せ
られた時は、電流−電圧特性の測定を中止して帯電部材
への電圧設定を前回の動作時に設定した電圧と同一とし
て、次のプリント動作を開始してもよい。〈実施例３〉図５は、図１に示す電荷処理装置の他のシ
ーケンスチャートである。

【００４７】図４のシーケンスチャートの方法だと、２
つのプリント命令の間隔が、例えば、１日というよう
に、非常に長い場合に、電流−電圧特性が電圧設定時と
電圧出力時とで大きくずれて帯電不良が発生してしまう
恐れがある。そこで、画像形成が終了してから一定時間
以上の時間Ｗ経ってから、プリント命令が発せられた場
合には、帯電、転写動作に入る前に制御手段２０によっ
て電流−電圧特性の測定を行い、電圧を再設定してから
動作に入るようにしている。

【００４８】このように電圧を設定することにより帯電
不良、転写不良を起こさずに良好な画像を得ることがで
きる。

【００４９】また、上記実施例では、制御手段２０を用
いて画像形成前に電流−電圧特性の測定を行った時で
も、画像形成終了後も、電流−電圧特性の測定を行い、
その結果により次ページの電圧を設定しているが、これ
を省略し、画像形成前に測定し、電圧設定した値を次ペ
ージ用に設定してもよい。〈実施例４〉図６は、本発明の電荷処理装置を転写帯電
手段として使用した画像形成装置、特にフルカラー用レ
ーザビームプリンタの構成図である。

【００５０】現像器ユニット１４は矢印Ｄ方向に回転可
能であり、内部にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、
ブラックＢＫの４色の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，
１４ＢＫを持っている。

【００５１】感光ドラム１上に各色の静電潜像を作り、
それを現像器ユニット１４を回転させて各色の現像器１
４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫで現像し、感光ドラム
１上の各トナー画像を中間転写体２１上に重ねながら転
写して行き、最終的に中間転写体２１上に４色のトナー
画像を形成した時点で、それまで中間転写体２１から離
間していた転写帯電ローラ５を当接させ、転写材Ｓを転
写ニップ部に入れて中間転写体２１上から転写材Ｓへト
ナー画像を４色一括転写する。

【００５２】この電荷処理部材としての中間転写体２１
は、アルミニウムなどの導電性基材２１ａと、導電性弾
性層２１ｂからなる。

【００５３】導電性基材２１ａには制御手段２０によっ
て設定された直流電圧が電源部２２から印加されてい
る。この中間転写体２１の導電性弾性層２１ｂの抵抗値
も製造条件、温湿度条件などにより変動するので、転写
動作前に高圧の電圧部２２から一定電圧を出力して、そ
の時に流れる電流を計測し、その値に応じて転写動作時
の電圧を変化させている。

【００５４】この電荷処理装置においても、いままで述
べたシーケンスを用いれば、プリント時間を短縮でき
る。〈実施例５〉図７は、本発明の電荷処理装置を転写帯電
手段として使用した画像形成装置、特にフルカラーレー
ザビームプリンタの構成図である。

【００５５】転写ドラム３１上に転写材Ｓを静電吸着さ
せて、転写材Ｓ上に各色のトナー画像を重ねながら転写
してゆき、最終的に４色のトナー画像ができた時点で分
離爪３３を転写ドラム３１に当接し、紙を転写ドラム上
から分離する。

【００５６】この電荷処理部材としての転写ドラム３１
は、アルミニウムなどの導電性基材３１ａと導電性弾性
層３１ｂからなる。

【００５７】導電性基材３１ａには制御手段２０によっ
て設定される直流電圧が電源部３２から印加される。

【００５８】この転写ドラム３１の導電性弾性層３１ｂ
の抵抗値も製造条件、温湿度条件などにより変動するの
で、転写動作前に高圧の電源部３２から一定電圧を出力
して、その時に流れる電流を計測し、その値に応じて転
写動作時の電圧を変化させている。

【００５９】この電荷処理装置においても、いままで述
べたシーケンスを用いればプリント時間を短縮できる。

【００６０】なお、上記実施例では、電荷処理部材を一
次帯電および転写帯電に用いる説明をしてきたが、これ
に限定されるものでなく、除電部材として使用しても、
上記実施例と同様の効果が得られる。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、制
御手段は、少なくとも帯電動作または除電動作前に電流
−電圧特性を測定し、電荷処理部材に印加する電圧を設
定し、帯電動作または除電動作終了後、一定時間内に帯
電動作または除電動作を行う時に、前記電流−電圧特性
を測定を行わずに電圧を前回の動作時と同一とするよう
にしたので、帯電および除電後の画像形成に至るまでに
要する時間を極力短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図２】同上の動作を説明するシーケンスチャートであ
る。

【図３】本発明の他の実施例の画像形成装置を示す概略
構成図である。

【図４】本発明の実施例２の動作を説明するシーケンス
チャートである。

【図５】本発明の実施例２の他の動作を説明するシーケ
ンスチャートである。

【図６】本発明の実施例であるフルカラー用レーザビー
ムプリンタを示す概略構成図である。

【図７】本発明の他の実施例であるフルカラー用レーザ
ビームプリンタを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１被帯電体（感光ドラム）２電荷処理部材（一次帯電ローラ）５電荷処理部材（転写帯電ローラ）２０制御手段２１電荷処理部材（中間転写体）３１電荷処理部材（転写ドラム）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻本卓哉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者石山竜典東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鈴木一雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に接触または近接して帯電また
は除電を行う電荷処理部材と、該電荷処理部材の電流−電圧特性を測定し、その値に応
じて前記電荷処理部材へ印加する電圧を変化させる制御
手段とを備えた電荷処理装置において、前記制御手段は、少なくとも帯電動作または除電動作前
に測定した電流−電圧特性に基づいて、前記電荷処理部
材に印加する電圧を設定する、ことを特徴とする電荷処理装置。
【請求項２】前記制御手段は、帯電動作または除電動
作終了後の一定時間内に次の帯電動作または除電動作を
行わせる時に、前回の動作時に設定された電圧を前記電
荷処理部材に印加する制御を行う、ことを特徴とする請求項１記載の電荷処理装置。
【請求項３】前記制御手段は、帯電動作または除電動
作終了後に電流−電圧特性を測定し、その値に応じて前
記電荷処理部材に印加する次の帯電動作時または除電動
作時の電圧値を設定する、ことを特徴とする請求項１記載の電荷処理装置。
【請求項４】前記制御手段は、帯電動作または除電動
作終了後、一定時間以上過ぎてから帯電動作または除電
動作を行う時、帯電動作または除電動作開始前に測定し
た電流−電圧特性に基づいて、電圧値を設定する、ことを特徴とする請求項１記載の電荷処理装置。
【請求項５】前記電荷処理部材は、一次帯電部材であ
る、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項記載の電荷処理装置。
【請求項６】前記電荷処理部材は、転写帯電部材であ
る、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項記載の電荷処理装置。
【請求項７】前記電荷処理部材は、除電部材である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項記載の電荷処理装置。