JPH08194342A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オフセット電圧調整が容易で、常に優れた画
質の画像を得られる画像形成装置を提供する。 【構成】 感光体ドラム10と、本体側に感光体ドラム10
表面に対向して設けられた感光体ドラム10の表面電位に
依存する信号を出力する表面電位計を有する画像形成装
置において、表面電位計40は感光体ドラム10の軸方向に
移動可能とし、表面電位計40のプローブ41の開口部42ａ
が感光体ドラム10の感光体塗布部分である感光面10ａと
感光体のない基体露出部10ｂとのそれぞれに対向可能と
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、像担持体の表面電位を
測定する表面電位計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り、例えば像担持体表
面にコロナ帯電を行う帯電器によって帯電させる電圧を
変化させ、像担持体の表面電位を一定に保持させて常に
優れた画質を保持するようにした提案がなされている。

【０００３】上記のような表面電位計として、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
償型表面電位計と呼ばれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記距離補償型表面電
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
式の画像形成装置に対して使用可能であるが、オフセッ
トがあるという欠点がある。

【０００５】これはプローブの内部でオフセット電圧が
発生し、この電圧が測定誤差となるものであり、通常10
Ｖから20Ｖのオフセット電圧が生じることが多い。この
オフセットの原因は２つある。

【０００６】(ａ)チョッパーの駆動電界が原因となるオ
フセット、(ｂ)帯電したトナーがプローブ内部の測定電
極に付着することによって発生するオフセット、(ａ)に
ついては、プローブに接続される回路の内部で初期段階
でオフセットを調整することにより相殺できるので問題
はない。

【０００７】(ｂ)については、装置を使用して行くうち
に実機内部に徐々にトナーにより、測定電極が汚れオフ
セットが増大して行く。従って、このオフセットについ
ては定期的にプローブを清掃したり、あるいは定期的に
オフセットを調整する必要がある。

【０００８】通常画像形成装置においては、定期的にサ
ービスマンが機械のメンテナンスのサービスを行うの
で、このときに清掃、オフセット調整を行っている。

【０００９】このオフセット調整を行うには、通常、感
光体ドラムを取り外し、プローブのドラムに対向する測
定窓である開口部にアースした金属板を対向させてオフ
セットがゼロになるよう調整する必要があり、非常に面
倒であるという問題点があった。しかもレーザプリンタ
においては、サービスマンによるメンテナンスは行われ
ないため、全てユーザ自身が行わなければならず、複雑
な上記のオフセット調整は行うことは不可能であるとい
う問題点がある。

【００１０】本発明の目的は、上記問題点を解決し、オ
フセット調整が容易で常に優れた画質の画像を得ること
のできる画像形成装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、回転移
動する像担持体と、本体側に前記像担持体表面に対向し
て設けられた前記像担持体の表面電位に依存する信号を
出力する表面電位計を有する画像形成装置において、前
記表面電位計は前記像担持体の軸方向に移動可能とし、
前記表面電位計の開口部が前記像担持体の感光体塗布部
分と基体露出部とのそれぞれに対向可能とすることを特
徴とする画像形成装置によって達成される。

【００１２】なお前記画像形成装置は転写紙の端面基準
を常に前記像担持体の所定の片側に合わせて搬送転写を
行うようにした片側基準の画像形成装置であって、前記
表面電位計は前記像担持体の所定の片側近傍に設けるこ
とが好ましい実施態様である。

【００１３】

【実施例】本発明の画像形成装置の構成とその作用を図
１によって説明する。

【００１４】図において、10は像担持体である感光体ド
ラムで、例えばアルミニウム等の導電性の基体の表面に
ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので基体は接地さ
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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】再び感光体ドラム10周面の全面に亘って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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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上に固定して定着がなされた後、排出ローラ20
5，21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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】図２は本発明の画像形成装置の表面電位計
プローブ近傍の拡大斜視図である。本発明の画像形成装
置では、感光体ドラム10は、大部分が前記感光体を塗布
し像担持体の作用をする感光面10ａとその一端に感光体
を塗布しない基体露出部10ｂを有している。本実施例の
感光体ドラム10の所定の片側の端部を転写紙Ｐの位置合
わせの基準にする片側基準とした画像形成装置に於いて
は、上記基体露出部10ｂは基準にする上記所定の端部の
外側に設け、また、プローブ41の設定位置も上記所定の
端部近傍を基準にして設定される。

【００２８】プローブ41のシールドケース42は絶縁板42
ｂを介して架台61に取り付けられている。架台61は送り
ネジ65に螺合するナット部61ａと案内棒66に嵌合する案
内穴61ｂを有し、送りネジ65と案内棒66の端部は装置本
体側に設けられた支持金具62及び63によって支持されて
いる。送りネジ65の一端には歯車68が固設され、この歯
車68は正逆回転可能な例えば直流モータ67のピニヨン69
に噛み合い、図示省略した制御部の制御によるモータ駆
動回路70からの電力供給によって正方向又は逆方向に回
転し、プローブ41を図上右又は左に移動し所定の位置に
確実に停止可能な構造になっている。この構成により、
表面電位計のプローブ41の測定窓である開口部42ａは制
御部の制御により、感光面10ａの表面電位測定時には感
光面10ａに対向する位置に、オフセット電圧測定時には
基体露出部10ｂに対向する位置に移動することが可能と
なる。もとよりプローブ41を移動させる機構には多くの
手段が存在する。図２はその一例を示したもので、本発
明はその作動機構によって限定されるものではない。

【００２９】図３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はシールドケース、42ａはシールドケース42の感光体
ドラム10に対向する位置に穿設された測定窓である開口
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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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で分圧し表面電位
に比例する信号(ｇ)を得る。この信号(ｇ)は自動調整回
路23により後述するオフセット調整をされて信号(ｆ)と
なり制御部24に入力される。なお、55は音叉駆動回路4
7、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。

【００３４】制御部24は表面電位計40の出力(ｆ)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。

【００３５】制御部24は、また所定プリント毎にオフセ
ット電圧自動調整モードとなり、この信号を自動調整回
路27とモータ駆動回路70に送出し、表面電位計40のプロ
ーブ41を基体露出部10ｂに移動させる。この後接地され
て電位０となっている基体露出部10ｂ表面の表面電位を
測定する。この測定電圧はオフセット電圧に比例する値
であり、このオフセット電圧に比例する電圧は自動調整
回路23に入力される。自動調整回路23では内蔵したメモ
リに記憶されたオフセット電圧を新しい値に書き換え
る。自動調整回路23はこの後入力される表面電位に比例
する信号(ｇ)から上記記憶されたオフセット電圧に比例
する値を減じて正しい表面電位に比例する信号(ｆ)とし
て制御部24に入力することになる。オフセット電圧自動
調整が終わるとプリントモードとなり、プローブ41は感
光面10ａ側に移動され感光面10ａの表面電位を測定する
態勢となる。

【００３６】制御部24は上記オフセット電圧が所定の電
圧以上（例えば15Ｖ以上）になると操作パネルに警告表
示器を設け、この警告表示器を点灯して警告を発するよ
うにすると、この警告に従ってユーザーはメンテナンス
の必要を知ることができる。

【００３７】また、上記オフセット電圧の調整は、操作
パネルにオフセット調整ボタンを設け、このボタンの押
圧により制御部24に調整信号を送るようにして、オペレ
ータが必要な時に調整を行うこともできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は前記のように構成したので、表
面電位計のオフセット電圧の測定が極めて容易になっ
て、正しい像担持体の表面電位の測定がなされる。また
プリント中は自動的に調整されるので常に良好な画質の
画像を得ることができる。さらにサービスマンによるオ
フセット電圧測定も従来の装置に比べ極めて容易となり
メンテナンス作業時間を短縮できるなどの優れた効果を
奏する。特に片側基準の画像形成装置では、像担持体の
基準となる片側の基準位置近傍に表面電位計を設置する
ことによって、像担持体の表面電位の状態は正しく測定
することが可能となった。

【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表面電位計プローブ近
傍の拡大斜視図である。

【図３】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） 10ａ 感光面 10ｂ 基体露出部 12 スコロトロン帯電器 13 レーザ書込み装置 23 自動調整回路 24 制御部 40 表面電位計 41 プローブ 42 シールドケース 42ａ 開口部 42ｂ 絶縁板 56 分圧回路 61 架台 62，63 支持金具 65 送りネジ 66 案内棒 67 直流モータ 70 モータ駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転移動する像担持体と、本体側に前記
   像担持体表面に対向して設けられた前記像担持体の表面
   電位に依存する信号を出力する表面電位計とを有する画
   像形成装置において、 前記表面電位計は前記像担持体の軸方向に移動可能と
   し、前記表面電位計の開口部が前記像担持体の感光体塗
   布部分と基体露出部とのそれぞれに対向可能とすること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成装置は転写紙の端面基準を
   常に前記像担持体の所定の片側に合わせて搬送転写を行
   うようにした片側基準の画像形成装置であって、前記表
   面電位計は前記像担持体の所定の片側近傍に設けること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。