JPH08190287A

JPH08190287A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08190287A
Application number: JP263395A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kishimoto; 忠雄岸本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで表面電位計を備えた画像形成装置
を提供する。【構成】感光体ドラム10上のトナー像を記録紙Ｐに転
写するための高電圧をローラによって印加する転写ロー
ラ18と、感光体ドラム10の表面電位を測定する距離補償
型の表面電位計40とを有する静電写真方式の画像形成装
置において、前記表面電位計40の基準電位を印加する高
圧電源53は、転写ローラ18用の高圧電源を兼用すること
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、トナー像転写手段とし
ての転写ローラと、像担持体の表面電位を測定する表面
電位計とを備えた電子写真複写機等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、電子写真式の画像形成装置におい
て、表面電位計を備えて像担持体の表面電位を求めた
後、制御部は求めた表面電位によって制御を行い、例え
ば像担持体表面にコロナ帯電を行う帯電器の印加電圧を
変化させて像担持体の表面電位を一定に保持させる、あ
るいは、像担持体表面電位に応じて現像バイアス電圧及
び／又は静電潜像書込み手段のレーザパワーを変化させ
て常に優れた画質を保持する提案がなされている。

【０００３】上記の表面電位計としては、測定した表面
電位とほぼ等しい電圧を測定プローブに帰還し、常に表
面電位とプローブに印加する電圧の差が０になるように
測定・制御する負帰還法と呼ばれる方法が考案され実用
化されている。この方法では出力電圧が測定プローブと
被測定面との距離に無関係となり、またプローブ単体の
感度が変化しても負帰還がかかっているため、出力電圧
の変化は実質的には０と見なすことができ、距離補償型
の表面電位計と呼ばれてて、好ましく用いられる。

【０００４】また、従来転写手段として、コロトロン放
電器を用いた転写器が用いられていたが、近年特にレー
ザプリンタの転写器として、転写材の裏面に当接した導
電性のローラによって電荷を注入して転写を行う転写器
が用いられるようになってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記距離補償型の表面
電位計はその測定値が被測定面とプローブの距離に無関
係になるため、測定精度が高い利点があり、各種電子写
真方式の画像形成装置で使用されているが、そのプロー
ブに１〜２ｋＶの電圧を印加するための専用の高圧電源
が必要であったため、これがコストの大幅な増大を招き
表面電位計の普及が遅れていた。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点を解決し、低
コストで表面電位計を備えた画像形成装置を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像担持
体上のトナー像を記録材に転写するための高電圧をロー
ラによって印加する転写ローラと、前記像担持体の表面
電位を測定する表面電位計とを有する静電写真方式の画
像形成装置において、前記表面電位計の基準電位を印加
する高圧電源として、前記転写ローラ用の高圧電源を兼
用することを特徴とする画像形成装置によって達成され
る。

【０００８】なお、上記の表面電位計としては距離補償
型の表面電位計を用いることが好ましい。

【０００９】

【実施例】本発明の画像形成装置の構成とその作用を図
１及び図２によって説明する。

【００１０】図１は本発明の画像形成装置の一例を示す
構成図である。図において、10は像担持体である感光体
ドラムで、例えばＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したも
ので接地されて時計方向に駆動回転される。12はスコロ
トロン帯電器で、所定電位に保持されたグリッドとコロ
ナ放電ワイヤによるコロナ放電によって感光体ドラム10
周面に負の一様な帯電を行いＶ_Hの電位を与える。この
スコロトロン帯電器12による帯電に先立って、前プリン
トまでの感光体の履歴を除去するために発光ダイオード
等を用いたＰＣＬ11による露光を行って感光体周面の除
電をしておく。41は詳細は後述する表面電位計のプロー
ブで上記感光体ドラム10の帯電電位を測定し、その結果
に基ずいて図示しない制御部により、スコロトロン帯電
器12の高圧電源の調整、あるいはレーザ書込み装置13の
レーザパワーや現像スリーブ141に印加する現像バイア
スの電源の制御を行う。

【００１１】感光体ドラム10への一様帯電の後レーザ書
込み装置13により画像信号に基づいた像露光が行われ
る。この像露光はコンピュータ、又は画像読取り装置か
ら入力される画像信号を画像信号処理部によって処理を
行ったのちレーザ書込み装置13に入力して感光体ドラム
10上に潜像形成が行われる。

【００１２】レーザ書込み装置13は図示しないレーザダ
イオードを発光光源とし回転する回転多面鏡131、ｆθ
レンズ132等を経て複数の反射鏡Ｍ133により光路を曲げ
られ主走査がなされるもので、感光体ドラム10の回転に
よる副走査によって潜像が形成される。本実施例では画
像部に対して上記画像信号に基づいて露光を行ない、露
光部が電位の絶対値が低いＶ_Lになる反転潜像を形成す
る。

【００１３】感光体ドラム10周縁には、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等
の負に帯電した導電性のトナーと磁性キャリアから成る
現像剤をそれぞれ内蔵した現像器14が設けられていて、
先ず１色目の現像が磁石体を内蔵し現像剤を保持して回
転する現像スリーブ141によって行われる。現像剤はフ
ェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティ
ングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として色に
応じた染料、顔料あるいはカーボンブラック等の着色
剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナー
とからなるもので、粒径10〜50μm、飽和磁化10〜40emu
／ｇのキャリアに、粒径５〜10μm、電荷量５〜20μC／
ｇのトナーをトナー濃度５〜10重量％になるよう混合し
たもので、現像スリーブ141上に0.1〜0.6mmの層厚に規
制されて現像域へと搬送される。

【００１４】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.2〜
1.0mmとして、現像スリーブ21と感光体ドラム10との間
には直流電圧Ｖ_DCに交流電圧Ｖ_ACを重畳した交流バイア
ス電圧が印加される。トナーの帯電は直流電圧Ｖ_DCと同
極性（負）であるため、交流電圧Ｖ_ACによってキャリア
から離脱するきっかけを与えられたトナーは直流電圧Ｖ
_DCより電位の絶対値の高いＶ_Hの部分には付着せず、電
位の絶対値の低いＶ_Lの部分にその電位差に応じたトナ
ー量が付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１５】１色目の顕像化が終わったのち２色目の画
像形成工程に入り、再びスコロトロン帯電器12による一
様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像がレー
ザ書込み装置13によって形成される。このとき１色目の
画像形成工程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目
の画像部に付着したトナーが周りの電位の急激な低下に
より飛散するため行われない。

【００１６】再び感光体ドラム10周面の全面に亙ってＶ
_Hの電位となった感光面のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像が作られ現像が行われ
るが、１色目の画像がある部分に対し再び像露光・現像
を行う部分では、１色目の付着したトナーによる遮光と
トナー自身のもつ電荷によって前記Ｖ_Lより若干絶対値
の高い電位Ｖ_Tの潜像が形成され、Ｖ_DCとＶ_Tの電位差に
応じた現像が行われる。この１色目と２色目の画像の重
なり部分では１色目の現像をＶ_Lの潜像を作って行う
と、１色目と２色目とのバランスが崩れるため、１色目
の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞Ｖ_Lとなる中間電位Ｖ_Mと
なるようにすることもある。

【００１７】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成工程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
のトナー像が形成される。このようにしてトナー像を保
持した感光体ドラム10は次の転写工程で転写が行われ
る。

【００１８】一方、給紙カセット15より半月ローラ16を
介して搬出された記録材である記録紙Ｐは一旦停止し、
転写のタイミングの整った時点でタイミングローラ17の
回転作動によって転写域へと給送される。転写域におい
ては転写のタイミングに同期して感光体ドラム10の周面
にトナーの帯電と逆極性の高電圧が印加された転写ロー
ラ18が圧接され、給紙した記録紙Ｐを挟着して感光体ド
ラム10周面上の多色トナー像が一括して記録紙Ｐ上に転
写される。

【００１９】次いで記録紙Ｐは僅かの間隙をもって配置
された尖頭電極19によって除電され感光体ドラム10周面
より分離して定着装置20に搬送され、熱ローラ201と圧
着ローラ202の加熱・加圧により付着トナーは溶融し、
記録紙Ｐ上に固定された後、排出ローラ205，21により
トレイ部200へ排出される。なお、前記の転写ローラ18
は記録紙Ｐの通過後より次のトナー像転写時までの間、
感光体ドラム10周面より退避離間している。

【００２０】一方、記録紙Ｐを転写した感光体ドラム10
は、交流コロナ放電器を用いた除電器222により除電を
受けたのち、クリーニング装置22に至り感光体ドラム10
に当接したゴム材からなるクリーニングブレード221に
よって周面上に残った残留トナーはクリーニング装置22
内に掻き落とされ、スクリュー等により排出あるいは貯
留される。

【００２１】クリーニング装置22によって残留トナーを
除去された感光体ドラム10はＰＣＬ11によって露光を受
けた後スコロトロン帯電器12によって一様帯電を受け、
次の画像形成サイクルに入る。多色トナー像形成中はク
リーニングブレード221は感光体表面から離間され、除
電器222による交流除電も不作動状態にされる。

【００２２】本発明においては、感光体ドラム10の周縁
部に、表面電位検出手段である表面電位計のプローブ41
を設け、感光体ドラム10の表面電位の測定を可能として
いる。

【００２３】図２は本発明の画像形成装置の制御系及び
表面電位計の回路の一例を示すブロック図である。図に
おいて、40は表面電位計、41は表面電位計のプローブ、
42はシールドカバー、42ａはシールドカバー42の感光体
ドラム10に対向する位置に穿設された開口部、43はチョ
ッパ電極、44は測定電極、45はチョッパ電極43の振動体
である音叉、46は音叉45の両側面に固設された圧電素
子、47は音叉45の圧電素子46を駆動するための音叉駆動
回路、48は測定電極44の出力信号を増幅するプリアンプ
である。

【００２４】音叉45を音叉駆動回路47で駆動すると、感
光体ドラム10と測定電極44の間には音叉45と共に振動す
るチョッパ電極43があって電界を開閉しているので、プ
リアンプ回路48の出力(ｂ)は音叉駆動周波数と同じ周波
数で、その振幅は感光体ドラム10とプローブ41に高圧電
源53によって印加される基準電位との電位差に比例し、
その音叉駆動信号との位相は、感光体ドラム10の電位が
プローブ41の基準電位に対して正か負で位相の反転した
信号が得られる。

【００２５】信号（ｂ）を増幅回路49で増幅した信号
（ｃ）は、駆動信号(ａ)と共に同期検波回路50に入力し
同期検波を行い変動する直流に変換する。同期検波回路
50の出力（ｄ）は感光体ドラム10の電圧がプローブ41の
基準電圧より高い時は、その差分に比例した正の電圧と
なり、低い時はその差分に比例した負の電圧となる。

【００２６】次に積分回路51でこの出力波形を平滑し、
フォトカプラ52によってアイソレーションを行い、高圧
制御回路54を経由して高圧電源53にフィードバックす
る。このフィードバックは同期検波回路50の出力（ｄ）
がゼロになる方向に行われる。そして、この高圧電源53
の出力は表面電位計40のグランドに接続されている。す
なわち、表面電位計のグランドはフローティング状態に
なっている。

【００２７】この結果、プローブ41の電位は常に感光体
ドラム10の電位に追随し、同じ電位となる。すなわち、
高圧電源53の出力電圧は感光体ドラム10の電位と同じに
なるので、この出力電圧を分圧回路56で分圧し、その出
力（ｇ）を制御部24に入力する。なお、55は音叉駆動回
路47、増幅回路49、同期検波回路50及び積分回路51を動
作させるためのフローティング電源で、そのグランドは
高圧電源53の出力に接続されている。

【００２８】制御部24は表面電位計40の出力（ｇ）を基
に、スコロトロン帯電器12の高圧電源25、レーザ書込み
装置13のレーザパワー、現像バイアス電源26等にフィー
ドバックし、常に最適な画像が得られるように制御す
る。

【００２９】高圧電源53は転写ローラ18にもその出力を
供給するようになっている。制御部24は、また高圧制御
回路54を制御して高圧電源53を表面電位測定時には定電
圧モードで動作させ、転写動作時には定電流モードで動
作させるようにする。表面電位測定時には転写の機能は
動作させる必要はなく、また転写を動作させない時は、
転写ローラ18は感光体ドラム10に接触させないよう退避
しているので、表面電位測定時に印加する電圧が感光体
ドラム10に悪影響を与えることはない。

【００３０】なお、高圧電源の極性は、ドラムの帯電極
性と、現像プロセスに依存し、下記の様になる。

【００３１】

【表１】

【００３２】本実施例ではＯＰＣは負帯電、反転現像を
用いているので、転写時の極性と電位測定時の極性は反
転させる必要がある。

【００３３】転写ローラを用いた転写装置はローラの汚
れを防止するため、定期的に転写時の極性と逆の極性の
電圧をローラに印加した状態でローラをドラムに押圧
し、ローラ上に経時的に堆積したトナーをドラム上に強
制的に戻す必要がある。

【００３４】従って、正／負両極性が必要であり、反転
現像プロセスの場合でも特にコスト的に不利になること
はない。

【００３５】

【発明の効果】本発明は前記のように構成したので、転
写用電源と表面電位計用の電源を兼用にし、低コストで
表面電位計を備えることが可能になり、常に良好な画質
を保持する画質形成装置を提供できることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す構成図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置の制御系及び表面電位計
の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像担持体） 12 スコロトロン帯電器 13 レーザ書込み装置 18 転写ローラ 24 制御部 40 表面電位計 41 プローブ 53 高圧電源 54 高圧制御回路 56 分圧回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上のトナー像を記録材に転写す
るための高電圧をローラによって印加する転写ローラ
と、前記像担持体の表面電位を測定する表面電位計とを
有する静電写真方式の画像形成装置において、前記表面電位計の基準電位を印加する高圧電源として、
前記転写ローラ用の高圧電源を兼用することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記表面電位計は距離補償型の表面電位
計であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。