JPH08190325A

JPH08190325A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08190325A
Application number: JP224995A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kume; 信幸久米
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】長期にわたって、感光体を良好に帯電する。【構成】電源１１によって電圧を印加した帯電ローラ２
を感光体１に接触させて、感光体２を帯電する。帯電に
先立ち、前露光光源によって表面電位を除電する。長期
使用により帯電ローラ２の抵抗値や感光体の膜厚が変化
すると、例えば、帯電ローラ２に一定の電圧を印加して
も感光体表面電位が変化してしまう。そこで、前露光光
源４によって、露光強度の異なる２種の露光を行いこの
ときの帯電ローラ２の帯電電圧と電流特性から、帯電ロ
ーラの抵抗値と感光体の膜厚とを算出する。この算出結
果に応じて、制御装置５０により、帯電ローラ２に印加
する電圧を制御して感光体表面電位を所望の値にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、感
光体等の被帯電面に帯電部材を接触させて帯電を行う画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等の電子写真装
置、あるいは静電記録装置等の画像形成装置において、
感光体、誘電体等の被帯電体としての像担持体表面を帯
電する手段としては、従来からコロナ放電装置が広く利
用されている。しかし、コロナ放電装置は高圧の電源を
必要とし、また、コロナ放電によるオゾンの発生などの
近年の環境問題としても問われている。

【０００３】これに対し、半導電性ローラや、ブレー
ド、ブラシ等を被帯電面に接触させて帯電させる方法は
電源の低電圧化が可能であること、オゾンの発生量が少
ないこと等の長所を有していることから画像形成装置の
帯電手段として実用化が進んでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
半導電性の帯電手段は使用が進むにつれて抵抗値が高く
なり、被帯電面に対し所望の帯電電位が得られなくなる
という問題が生じた。特に、イオン伝導による半導電性
帯電手段において顕著である。

【０００５】また、帯電手段に印加する電圧は、交流電
圧に直流電圧を重畳させたもの、あるいは、直流電圧の
みを印加する方法があるが、オゾンの発生量が少ない点
で後者の方法が望ましい。しかし、この場合、使用が進
むにつれて、感光体等の削れが生じ、ある一定の直流電
圧のみを印加する系では、次第に帯電電位が高くなって
しまい、それとともに、明部電位も高くなり、例えば、
正規現像系では地カブリが発生してしまった。

【０００６】そこで、本発明は、長期使用に対しても、
感光体を所定の帯電電位に帯電することができるように
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、画像形成装置本体によって
移動可能に支持された感光体を備えた電子写真方式の画
像形成装置において、前記感光体に接触配置された帯電
部材と、該帯電部材に帯電電圧を印加して前記感光体を
帯電する帯電用電源と、該帯電用電源による帯電電圧を
制御して、前記感光体の表面電位を所望の値に設定する
制御手段と、前記感光体の移動方向についての前記帯電
部材の上流側にて前記感光体に対向配置されるととも
に、露光によって前記感光体の表面電位を除電する除電
露光手段と、該除電露光手段による露光強度を少なくと
も２種以上の値に変更する露光強度変更手段とを備え、
前記制御装置は、前記２種以上の露光強度によって異な
る前記感光体の表面電位に基づいて、前記帯電部材の抵
抗値と前記感光体の膜厚とを算出し、その算出結果に基
づいて、前記感光体の表面電位を所望の値に帯電すべく
前記帯電用電源の帯電電圧を制御することを特徴とす
る。

【０００８】前記帯電部材に印加する帯電電圧が直流電
圧とすることができる。

【０００９】また、前記帯電部材としては、半導電性ロ
ーラ、または半導電性ブレード、または半導電性ブラ
シ、または半導電性磁気ブラシを使用することができ
る。

【００１０】さらに、前記露光強度変更手段としては、
前記除電露光手段に印加する電圧を変更する手段、また
は前記感光体と前記除電露光手段との間の露光光路中に
出入りするフィルタ、または前記感光体と前記除電露光
手段との間の露光光路中に出入りする遮光部材とするこ
とができる。

【００１１】なお、前記除電露光手段は露光光源を有
し、該露光光源が静電潜像形成用のレーザと兼用するよ
うにしてもよい。

【００１２】

【作用】例えば、帯電部材に印加する帯電電圧を一定と
した場合、帯電部材の抵抗値や感光体の膜厚（光導電層
のＣＴ（電荷輸送層）層の膜厚をいう、以下同じ）の変
化によって、感光体の表面電位が変化してしまう。そこ
で、制御手段は、帯電部材の抵抗値と感光体の膜厚とに
基づいて、帯電部材に印加する帯電電圧を制御する。こ
れにより、抵抗値や膜厚が変化した場合でも、感光体を
所望の表面電位に帯電することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉まず、図１０を参照して、画像形成装置の
概略について説明する。

【００１４】像担持体としてのドラム状の感光体１は、
矢印方向（時計回り）に回転し前露光光源（除電露光手
段）４からの前露光３により一様に除電された後、帯電
ローラ（帯電部材）２に電源（帯電用電源）１１から適
当な電圧（帯電電圧）が印加され、所望の電位に帯電さ
れる。次に、画像露光５で静電潜像が形成され、この静
電潜像は現像器（現像手段）６で顕画化されてトナー画
像となる。この感光体１上のトナー画像は、転写ローラ
（転写手段）７によって転写材１０に転写される。トナ
ー画像転写後の転写材１０は、除電針（除電手段）８で
除電されて、不図示の定着手段へと搬送され、ここでト
ナー画像が定着される。

【００１５】一方、トナー画像転写後の感光体は、その
表面の転写残トナー等がクリーナ（クリーニング手段）
９によって清掃除去された後、再び前露光３を受けて除
電され次の画像形成に供される。

【００１６】本発明においては、感光体１表面を除電す
る除電用の露光強度を変更することで、感光体の膜厚
と、帯電部材２の抵抗値とを検知して、これに基づい
て、画像形成に必要な条件を決定するようにしたもので
ある。

【００１７】以下、帯電手段とてして半導電性の帯電ロ
ーラを用いた系を例に説明する。

【００１８】ローラ抵抗値をＲ、ローラ印加電圧（帯電
電圧）をＶ_P 、ローラ表面電位をＶ_S 、電流をＩとし
て、Ｒ≡（Ｖ_P −Ｖ_S ）／Ｉで定義し、パッシェンの法
則を用いると、帯電ローラの直流印加電圧Ｖ_P に対する
電流特性は次式によって説明される。

【００１９】Ｖ_P ＝（ｄＴ／εＳ＋Ｒ）Ｉ＋Ｖ_th、ここでＶ_P ≧Ｖ_th … Ｖ_P ：ローラ直流印加電圧Ｔ：感光体回転周期Ｉ：電流Ｒ：帯電ローラの抵抗値Ｓ：感光体表面積ｄ：感光体の膜厚 ε ：感光体の誘電率Ｖ_th：放電開始電圧除電用の露光（以下「前露光」という）強度を変えるこ
とは、感光体中に発生するキャリアを変えることにな
り、キャリアは帯電ローラによる帯電電荷を打ち消すよ
うに作用するため、感光体の容量を変えることと等価で
ある。すなわち、式において、εを変えたことと等価
である。

【００２０】式より、印加電圧Ｖ_P に対する電流Ｉの
特性を測定すれば、特性を表わす直線が得られ電流が０
となる印加電圧が放電開始電圧Ｖ_thである。

【００２１】電流Ｉの係数は、この直線の傾きとして得
られるが、求めようとする感光体の膜厚ｄと帯電ローラ
の抵抗値Ｒの２つの未知数を含んでいる。

【００２２】そこで、前露光強度を変えると、前述のよ
うに、誘電率εが変わるため、傾きの異なる直線が得ら
れる。

【００２３】したがって、前露光強度に対する誘電率ε
を既知とすれば、この２つの傾きから、感光体の膜厚ｄ
および帯電ローラの抵抗値Ｒが得られることになる。

【００２４】感光体表面の電位は、Ｖ＝ＩＴ／（εＳ／ｄ） … で表され、ＴとＳとεが既知ならば、帯電ローラの抵抗
値Ｒと感光体の膜厚ｄが得られ、所望の表面電位を得る
ために流すべき電流値が式から決定できる。

【００２５】感光体回転周期Ｔと表面積Ｓは当然既知で
あるので、前露光強度を変えたときの感光体の誘電率ε
をあらかじめ測定しておけばよい。

【００２６】以上が、帯電ローラの抵抗値Ｒと感光体の
膜厚ｄとを求める方法であるが、以下さらに具体的な例
を挙げて説明する。

【００２７】感光体として直径３０ｍｍの有機感光体を
用い、周速９０ｍｍ／sec で回転させた。

【００２８】図１は、前露光強度を前露光用電源（露光
強度変更手段）１２の電圧を制御して変えるものであ
る。第１の前露光強度の下で、帯電ローラ２に電源１１
により−１．４ｋＶを印加したとき、感光体１の表面電
位として−８００Ｖが得られた。このときの感光体１の
誘電率εは２．６であった。次に、第２の前露光強度の
下では、感光体表面電位は−７００Ｖとなり、誘電率ε
は３．０であった。この２つの前露光強度下で帯電ロー
ラ２の印加電圧に対する電流特性を表わしたものが図２
である。この２つの直線の傾きから、前述式を用いて
帯電ローラの抵抗値Ｒと感光体の膜厚ｄが得られる。な
お、帯電ローラ２は直径１２ｍｍのものを使用し、感光
体１に従動回転させた。また、このとき、使用した帯電
ローラの抵抗値Ｒは、５×１０⁵ Ω、感光体のＣＴ層
（電荷輸送層）は２５μｍのものを用いた。

【００２９】図３は、感光体の膜厚ｄを２５μｍ一定と
して、帯電ローラの抵抗値Ｒが変わったときに得られる
感光体表面電位の例である。

【００３０】〇印は、本発明の制御を用いたもので、帯
電ローラの抵抗値Ｒがおよそ１０⁸Ω程度まで、感光体
電位−７００Ｖを維持できることを示している。

【００３１】一方、本発明を用いず帯電ローラ２の印加
電圧Ｖ_P を−１．４ｋＶ一定としたときには、感光体の
表面電位は帯電ローラ抵抗の上昇とともに徐々に下が
り、１０⁷ Ω以上では急激に電位が取れなくなった。

【００３２】図４は、帯電ローラの抵抗値Ｒを〜５×１
０⁵ Ωと一定にし、感光体の膜厚ｄが変わったときに得
られる感光体表面電位の例である。

【００３３】〇印は本発明の制御を用いたもので、ＣＴ
層が１０〜３０μの厚さまで目標電位−７００Ｖがほぼ
維持できるのに対し、未制御のものは、およそ、２００
Ｖの差ができてしまった。

【００３４】図５は、感光体の膜厚ｄを３５μｍ、帯電
ローラの抵抗値Ｒを５×１０⁵ Ωのものを用いて、耐久
した結果である。

【００３５】耐久１０万枚後の感光体の膜厚ｄは１６μ
ｍまで減少し、また、帯電ローラの抵抗値Ｒは３×１０
⁷ Ωに増加していた。

【００３６】〇印は本発明のもので、耐久枚数１０万枚
まで目標電位−７００Ｖを維持できた。

【００３７】一方、×印は未制御のもので耐久６万枚ま
では、帯電ローラ抵抗の上昇よりも、感光体の膜厚ｄの
減少の方が影響が大きく、感光体の表面電位は、イニシ
ャル時の−７００Ｖに対し、−８００Ｖまで高くなっ
た。耐久６万枚程度を境に帯電ローラ抵抗の上昇の影響
が大きく、急激に表面電位は減少してしまった。〈実施例２〉図６に、前露光強度をフィルタ１３によっ
て変える実施例を示す。

【００３８】同図では、ソレノイド２０がＯＮされてフ
ィルタ１３が前露光光源４と感光体１の間に入り、前露
光３の強度が弱められる。

【００３９】一方、ソレノイド２０がＯＦＦするとスプ
リング１４の力によって、フィルタ１３は図中左側に引
かれて、前露光光源４と感光体１の間にフィルタ１３は
位置しなくなり、露光強度は強められる。

【００４０】このようにして、前露光強度を変えて、前
述のようにして帯電ローラの抵抗値Ｒと感光体の膜厚ｄ
が得られる。〈実施例３〉図７に、遮光部材１５によって前露光量を
変える実施例である。

【００４１】ソレノイド２１がＯＮされると遮光部材１
５は図のＡ位置にきて露光強度が弱められる。ソレノイ
ド２１がＯＦＦすると図のＢ位置にきて露光強度は強く
なる。〈実施例４〉図８は、レーザビームプリンタの例であ
る。レーザビームプリンタでは一般に反転現像方式が採
用されていて前露光光源を必要としない。本例では、前
露光光源として、レーザ１６とポリゴンミラー１７との
間に移動可能なミラーＭを配置して、潜像形成用のレー
ザを前露光光源として兼用し、強度は、レーザ光強度を
変えることにより、同様に本発明を実施する例である。

【００４２】図の点線で示したミラーＭの位置が前露光
として使用する場合で、実線の位置が通常の潜像書き込
み時の位置を示す。

【００４３】以上の実施例においては、帯電ローラ２に
よる例で本発明の内容を述べてきたが、これに代えて、
接触帯電部材として図９（ａ）に示すブレード（半導電
性ブレード）３１、同（ｂ）に示すファーブラシ（半導
電性ブラシ）３２、同（ｃ）に示す磁気ブラシ（半導電
性磁気ブラシ）３３等についても本内容を適用すること
が可能である。なお、これらの図中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３
は、それぞれ感光ドラム１の回転方向を示す。

【００４４】また、本制御を実施する時機は、電源投入
からコピー可能までのウエイト時間中や、画像形成回数
を検知してある枚数毎に行う、あるいは、ファーストコ
ピータイムを遅らせないため画像形成工程終了後の感光
体後回転時等に適宜行えばよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
除電露光（前露光）強度を変えることで帯電部材の帯電
電圧（印加電圧）と電流特性から、帯電部材の抵抗値と
感光体の膜厚とを求め、所望の感光体表面電位を得るた
めの帯電部材に対する印加電圧、あるいは電流値を決定
することにより、長期にわたり感光体の表面電位を所望
の値に維持でき、良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電と前露光とを説明する図。

【図２】実施例１における、帯電ローラ印加電圧と帯電
ローラ電流値との関係を示す図。

【図３】実施例１における、帯電ローラ抵抗値と感光体
表面電位との関係を示す図。

【図４】実施例１における、感光体の膜厚と感光体表面
電位との関係を示す図。

【図５】実施例１における、耐久枚数と感光体表面電位
との関係を示す図。

【図６】実施例２の、露光強度を変更するフィルタの動
作を示す図。

【図７】実施例３の、露光強度を変更する遮光部材の動
作を示す図。

【図８】実施例３の、除電露光手段としてレーザを兼用
する様子を示す図。

【図９】（ａ）は帯電部材としてのブレードを示す図。
（ｂ）は帯電部材としてのファーブラシを示す図。
（ｃ）は帯電部材としての磁気ブラシを示す図。

【図１０】実施例１の画像形成装置の概略構成図。

【符号の説明】

１感光体２帯電部材（半導電性ローラ、帯電ローラ）３前露光４除電露光手段（前露光光源）５画像露光６現像手段７転写手段８除電手段９クリーニング手段１０転写材１１帯電用電源（電源）１２除電用（前露光用）電源１３露光強度変更手段（フィルタ）１５露光強度変更手段（遮光部材）１６レーザ１７ポリゴンミラー２０、２１ソレノイド３１帯電部材（半導電性ブレード）３２帯電部材（半導電性ブラシ）３３帯電部材（半導電性磁気ブラシ）５０制御手段ｄ感光体の膜厚Ｒ帯電ローラの抵抗値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置本体によって移動可能に支
持された感光体を備えた電子写真方式の画像形成装置に
おいて、前記感光体に接触配置された帯電部材と、該帯電部材に帯電電圧を印加して前記感光体を帯電する
帯電用電源と、該帯電用電源による帯電電圧を制御して、前記感光体の
表面電位を所望の値に設定する制御手段と、前記感光体の移動方向についての前記帯電部材の上流側
にて前記感光体に対向配置されるとともに、露光によっ
て前記感光体の表面電位を除電する除電露光手段と、該除電露光手段による露光強度を少なくとも２種以上の
値に変更する露光強度変更手段とを備え、前記制御装置は、前記２種以上の露光強度によって異な
る前記感光体の表面電位に基づいて、前記帯電部材の抵
抗値と前記感光体の膜厚とを算出し、その算出結果に基
づいて、前記感光体の表面電位を所望の値に帯電すべく
前記帯電用電源の帯電電圧を制御する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記帯電部材に印加する帯電電圧が直流
電圧である、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】前記帯電部材が、半導電性ローラであ
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記帯電部材が、半導電性ブレードであ
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記帯電部材が、半導電性ブラシであ
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項６】前記帯電部材が、半導電性磁気ブラシで
ある、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項７】前記露光強度変更手段が、前記除電露光
手段に印加する電圧を変更する手段である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記
載の画像形成装置。
【請求項８】前記露光強度変更手段が、前記感光体と
前記除電露光手段との間の露光光路中に出入りするフィ
ルタである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記露光強度変更手段が、前記感光体と
前記除電露光手段との間の露光光路中に出入りする遮光
部材である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記
載の画像形成装置。
【請求項１０】前記除電露光手段は露光光源を有し、
該露光光源が静電潜像形成用のレーザと兼用される、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記
載の画像形成装置。