JPH09146348A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度及び湿度等の環境条件に係わらず、感光
体の帯電電位を常に一定値に保持できるようにする。 【解決手段】 補正モード実行手段Ｄが、感光体の回動
中に電圧印加手段Ａによって予め定められた電圧を帯電
部材に印加し、その時に帯電電位検知手段によって検知
される帯電電位の値に基づいて帯電電位を目標値にする
ために必要とされる帯電部材への印加電圧を算出し、そ
の算出結果によって電圧補正手段Ｃによる温度検知手段
Ｂの検知温度に応じた印加電圧の補正ルールを補正する
補正モードを実行する。なお、定着ローラの表面温度を
検知するローラ温度検知手段の検知温度が予め定められ
た温度以下の時に、あるいは予め設定された画像形成サ
イクル数毎に補正モードを実行するとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザプリン
タ，複写機，ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像
形成装置に関し、特に回動する感光体に帯電部材を接触
させてその表面を帯電させるようにした画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の電子写真方式の画像形成装置
においては、ドラム状あるいはベルト状の感光体の表面
を帯電器によって一様に帯電させた後、露光装置によっ
て露光して静電潜像を形成し、その潜像を現像器内の現
像ローラによってトナーを付着させて顕像化した後、転
写装置により給紙部から給紙される転写紙に転写し、そ
れを定着器によって定着して排出すると共に、感光体の
表面の残留トナーをクリーニング装置によって除去する
ようにしている。

【０００３】ところで、従来の電子写真方式の画像形成
装置では、感光体を一様に帯電させるために非接触方式
であるコロナ放電方式が用いられてきたが、これは放電
空間をイオン化して感光体を帯電させるため多量のオゾ
ンが発生していた。このオゾンはマイナス放電を行なっ
た場合により多く発生するが、近年感光体がマイナス帯
電用の有機感光体になってきたことや発生ガスに対する
環境基準が厳しくなってきたことと併せて深刻な問題と
なっている。また、オゾンによって２次的に生成される
窒素酸化物（ＮＯｘ）等の帯電器への付着により、帯電
ムラを引き起こす等の問題もある。

【０００４】そこで、これらの問題を解消するため、近
年感光体の表面に電圧を印加した帯電ローラ等の帯電部
材を接触させて、感光体の表面を帯電する接触帯電方式
の画像形成装置が開発されている。この画像形成装置で
は、感光体の表面を帯電部材との間に存在する空隙を通
した放電によって帯電させるため、コロナ放電と比較し
て印加電圧を低くでき、オゾン発生量が減少するという
利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像形成装置においては、環境条件により帯
電部材の抵抗値や誘電率等の電気特性が変化するため必
要な帯電電位が得られず、帯電ムラの原因になってい
た。

【０００６】そこで、特開平４−１８６３８１号公報に
見られるように、帯電部材の温度をセンサによって検知
し、帯電部材が高温環境下にある場合には、直流電圧を
帯電部材に印加したときの帯電開始電圧の２倍以上のピ
ーク間電圧が得られるように帯電部材に交流電圧を印加
し、帯電部材が低温環境下にある場合には、センサによ
る検知温度に応じて帯電部材に印加する交流電圧を増加
させることにより、環境条件の変化に伴う帯電ムラを防
止するようにしたものが提案されているが、これには以
下に示すような問題がある。

【０００７】すなわち、帯電部材に交流電圧を印加する
と、その帯電部材から振動音が発生する。また、帯電部
材に直流電圧を印加した場合には振動音は発生しない
が、各温度別の帯電部材への印加電圧と感光体の表面電
位（帯電電位）との関係が図９に示すようになり、その
傾きだけでなく、帯電開始時の帯電部材への印加電圧も
Ａ，Ａ′，Ａ″で示すように温度によって変化してしま
う。

【０００８】したがって、温度に対する帯電部材への印
加電圧の補正量が一律であると、帯電電位の制御性が著
しく低下してしまうという問題があった。さらに、温度
だけでなく、図１０に示すように湿度（水分量）によっ
ても帯電電位が変化してしまうため、温度に対する帯電
部材への印加電圧の補正のみでは、帯電電位の制御性を
十分に達成できないという問題もあった。

【０００９】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、温度及び湿度等の環境条件に係わらず感光体の
帯電電位を常に一定値に保持し、画像品質の安定化を図
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、回動する感光体と、感光体と接触してそ
の表面を帯電させる帯電部材の他に、図１の機能ブロッ
ク図に示すように、帯電部材に電圧を印加する電圧印加
手段Ａと、帯電部材の温度を検知する温度検知手段Ｂ
と、該手段Ｂによる検知温度に応じて電圧印加手段Ａに
よる印加電圧を補正する電圧補正手段Ｃとを備えた画像
形成装置において、以下の手段を設けたものである。

【００１１】すなわち、感光体表面の帯電電位を検知す
る帯電電位検知手段と、感光体の回動中に電圧印加手段
Ａによって予め定められた電圧を帯電部材に印加し、そ
の時に帯電電位検知手段によって検知される帯電電位の
値に基づいて帯電電位を目標値にするために必要とされ
る帯電部材への印加電圧を算出する手段と、該手段によ
る算出結果によって電圧補正手段Ｃによる上記検知温度
に応じた印加電圧の補正ルールを補正する手段とからな
る補正モード実行手段Ｄを設けたものである。

【００１２】なお、この画像形成装置は、感光体から転
写紙上に転写されたトナー像を熱定着する定着ローラの
表面温度を検知するローラ温度検知手段を備えており、
そのローラ温度検知手段による検知温度が予め定められ
た温度以下の時に補正モード実行手段Ｄによる補正モー
ドを実行させる手段を設けるとよい。あるいは、予め設
定された画像形成サイクル数毎に補正モード実行手段Ｄ
による補正モードを実行させる手段を設けてもよい。

【００１３】この場合、上記画像形成サイクル数を任意
に設定する手段を設けることが望ましい。さらに、補正
モード実行手段Ｄによる補正モードを強制的に実行させ
る手段を設けてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。図２は、この発明を実
施した複写機のドラム回りを示す概略構成図である。

【００１５】この複写機は、被帯電体であるドラム状の
回転（回動）する感光体１に帯電部材である帯電ローラ
２を直接接触させた状態で、そこに予め定められた電圧
を印加して感光体１の表面１ａを所定の電位に一様に帯
電する接触帯電方式の複写機であり、感光体１が矢示Ａ
方向に所定の周速度で回転し、それに帯電ローラ２が接
触しながら連れ回りにより矢示方向に等速で従動回転す
る。

【００１６】感光体１は、ドラム駆動タイミングベル
ト，ドラム駆動プーリ，それらを駆動するモータ（いず
れも図示を省略している）等からなる駆動装置によって
駆動され、その表面１ａには常に帯電ローラ２が所定の
圧力で接触している。その感光体１の回りには、帯電ロ
ーラ２の他に、イレーサ３，電位センサ４，現像ローラ
（現像スリーブ）５ａを有する現像器５，無端ベルト７
ａを有する接触型の転写装置７，Ｐセンサ８，クリーニ
ングユニット９，及びクエンチングランプ１０等の作像
プロセス機器が順次配設されている。

【００１７】そして、通常の作像プロセス時には、帯電
ローラ２によって感光体１の表面１ａを所定の電位（本
例では−９００Ｖ）に帯電した後、その帯電面を露光装
置１１（ミラー部分のみ図示している）からの原稿画像
に応じた光によって露光して静電潜像を形成し、その静
電潜像をイレーサ３によって使用される転写紙Ｐのサイ
ズより外側の領域部分の静電荷を除去（トリミング）
し、その残った静電潜像を現像器５の現像ローラ５ａに
よって供給されるトナーにより可視像化（現像）する。

【００１８】一方、給紙カセット（図示せず）内の転写
紙を、所定のタイミングで回転する給紙ローラにより１
枚ずつ送り出し、それをレジストローラ１２とそれに圧
接回転する加圧ローラ１３との間で一旦停止させてタイ
ミング調整を行なった後、感光体１上のトナー像と一致
する正確なタイミングで転写装置７が設けられている転
写部に向けて給送する。

【００１９】そして、その転写紙Ｐに転写装置７によっ
て転写バイアスを印加して図２で上面側にトナー像を転
写し、それを感光体１から分離させて図示しない定着装
置へ搬送して、その定着ローラによってトナー像を熱定
着した後に装置外部の排紙トレイ等へ排出させる。な
お、定着装置内には、定着ローラの表面温度を検知する
ための温度検知部（ローラ温度検知手段）が備えられて
いる。

【００２０】また、その転写終了後に感光体１上に残っ
た残留トナー及び紙粉等の異物を、クリーニングユニッ
ト９に設けられているクリーニングブレード９ａにより
取り除き、その感光体１上に残った残留電位をクエンチ
ングランプ１０（除電装置）により取り除いて、次の帯
電ローラ２による帯電に備え、再び一連の作像プロセス
を繰り返す。

【００２１】図３は、図２の主要部分を制御系と共に示
す図である。この図において、２は上述した帯電ローラ
であり、鉄等からなる導電性芯金２１の外側にエピクロ
ルヒドリンゴムよりなる弾性層２２を装着し、その弾性
層２２上にフッ素樹脂にヒドリンゴム，シリカを分散さ
せたコート層２３を塗工した構成のものを用いている。
４は帯電電位検知手段に相当する電位センサであり、感
光体１の表面１ａの帯電電位を検知して制御装置３１に
知らせる。

【００２２】２４は図１に示した温度検知手段Ｂに相当
する温度検知部であり、導電性板バネ２５の先端部分に
温度検知素子（例えばサーミスタ）２６が固着され、そ
の温度検知素子２６が図示しないフィルム材を介して帯
電ローラ２の表面に接触されており、その温度を検知し
て制御装置３１へ知らせる。２７はクリーニング部材で
あり、通常は帯電ローラ２から離間しており、制御装置
３１による後述する処理時に、図示しない駆動装置によ
り所定のタイミングで帯電ローラ２に接触してその表面
をクリーニングする。

【００２３】制御装置３１は汎用のマイクロコンピュー
タであり、この複写機内の各部を統括的に制御する。な
お、この制御装置３１が図１に示した電圧補正手段Ｃ及
び補正モード実行手段Ｄとしての機能も果たす。３２は
図１に示した電圧印加手段Ａに相当する電圧印加装置で
あり、所定のタイミングで帯電ローラ２の導電性芯金２
１に電圧を印加し、それによって感光体１の表面１ａが
一様に帯電される。

【００２４】３３は操作部であり、コピージョブのスタ
ートを指示するためのスイッチ，後述する補正モードの
実行間隔に相当するコピー枚数（画像形成サイクル数）
を任意に設定するためのスイッチ，及び補正モードの強
制実行を指示するためのスイッチを含む各種スイッチを
備えている。なお、この複写機は通常はコピーモードで
あり、補正モードの強制実行を指示するためのスイッチ
がＯＮになった時に強制補正モードとなる。

【００２５】次に、この実施形態の複写機におけるＰセ
ンサ８によるトナー濃度制御について簡単に説明する。
この複写機は、例えば予め設定された枚数のコピー（作
像プロセス）が終了する毎に、Ｐセンサ８によるトナー
濃度制御を行なう。すなわち、まず図示しない駆動装置
によって転写装置７の無端ベルト７ａを感光体１の表面
１ａから離間する。

【００２６】次いで、帯電ローラ２によって感光体１の
表面１ａを所定の電圧に帯電してその余白部分（非画像
形成部）に静電潜像を形成し、それを現像器５の現像ロ
ーラ５ａによって可視像化して濃度制御用パターン像を
形成する。その後、その濃度制御用パターン像のトナー
付着量をフォトセンサ等からなるＰセンサ８によって測
定し、その測定値が予め設定された値になるようにトナ
ー補給装置１４から現像器５へのトナーの補給を制御し
た後、転写装置７の無端ベルト７ａを感光体１の表面１
ａに接触させる。

【００２７】ここで、この複写機における帯電ローラ２
による帯電特性は、図９及び図１０に示したようにその
帯電ローラ２の温度（電気抵抗）及び湿度によって変化
するが、温度による変化が湿度による変化の数倍にもな
る。そこで、この実施形態の複写機では、温度検知部２
４による検知温度に応じた電圧印加装置３２による印加
電圧の補正ルールを補正する（各湿度毎に切り換え
る）。

【００２８】図４の(ａ)(ｂ)は、感光体１の帯電電位を
目標値にするための温度検知部２４による検知温度及び
各湿度（基準湿度，低湿度，高湿度）と帯電ローラ２へ
の印加電圧の補正量との関係を示しており、その各関係
を示すデータ（基準補正ルールａ，低湿度補正ルール
ｂ，高湿度補正ルールｃ）は制御装置３１内のＲＯＭに
格納されている。

【００２９】図５は、制御装置３１によるこの発明に係
わる処理の一例を示すフローチャートである。このルー
チンは、図示しないメインスイッチがＯＮになって電源
が投入された後、定期的にメインルーチンによりコール
されてスタートし、温度検知部によって検知される定着
ローラの表面温度（定着ローラ温度）が予め定められた
温度ｔ℃（例えば８０℃）以下か否かを判断して、温度
ｔ℃以下の時にのみ補正モード実行処理を行ない、メイ
ンルーチンへリターンする。

【００３０】図６は、制御装置３１によるこの発明に係
わる他の処理の一例を示すフローチャートである。この
ルーチンも、メインスイッチがＯＮになって電源が投入
された後、定期的にメインルーチンによってコールされ
てスタートし、まずこの複写機の現在のモードを判別す
る。

【００３１】そして、現在のモードがコピーモード及び
強制補正モードのいずれでもなければそのままメインル
ーチンへリターンするが、強制補正モードであれば補正
モード実行処理を行ない、メインルーチンへリターンす
る。一方、現在のモードがコピーモードの場合には、コ
ピージョブのスタートが指示されたか否かを判断し、ま
だコピージョブのスタートが指示されない場合はそのま
まメインルーチンへリターンする。

【００３２】また、コピージョブのスタートが指示され
た場合には、１枚目のコピー動作を行ない、図示しない
積算コピーカウンタをインクリメント（＋１）した後、
コピージョブが終了したか（操作部３３のテンキーによ
って入力されたリピート枚数に達したか）否かを判断
し、まだであれば２枚目以降のコピージョブを行ない、
コピージョブが終了した場合には積算コピーカウンタの
値Ｎが予め設定された値（補正モードの実行間隔に相当
するコピー枚数）Ｎ１（例えば１０００枚）に達したか
否かを判断する。

【００３３】そして、積算コピーカウンタの値Ｎが予め
設定された値Ｎ１にまだ達していなければそのままリタ
ーンするが、予め設定された値Ｎ１に達した場合には補
正モード実行処理を行ない、積算コピーカウンタをリセ
ットした後、メインルーチンへリターンする。

【００３４】図７は、図５及び図６における補正モード
実行処理のサブルーチンの一例を示すフローチャートで
ある。まず、感光体１の回動を開始させ、電圧印加装置
３２によって予め定められた異なる電圧Ｖｒ１（本例で
は−１０００Ｖ），Ｖｒ２（本例では−１５００Ｖ）を
帯電ローラ２に順次所定の間隔で印加する。

【００３５】そして、その時に帯電ローラ２の下流側に
設けられている電位センサ４によって順次検知される各
帯電電位の値Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて帯電電位を目標
値Ｖｓ０（本例では−９００）にするために必要とされ
る帯電ローラ２への印加電圧Ｖｒ０を算出し、その印加
電圧Ｖｒ０によって温度検知部２４による検知温度Ｔに
応じた印加電圧の補正ルール（図４参照）を補正する。

【００３６】すなわち、図７に示すように、基準補正ル
ールａにより決定される印加電圧Ｖａ（Ｔ），低湿度補
正ルールｂにより決定される印加電圧Ｖｂ（Ｔ），高湿
度補正ルールｃにより決定される印加電圧Ｖｃ（Ｔ）
と、先に算出した印加電圧Ｖｒ０との差分とをそれぞれ
比較し、その差分が最も小さくなるような補正ルールを
選択する。その後、感光体１の回動を停止させる。

【００３７】したがって、上述した各処理を行なった後
の通常の作像プロセス時には、選択した補正ルールを参
照し、温度検知部２４による検知温度に応じて帯電ロー
ラ２への印加電圧の補正量を求め、それを基準電圧（電
圧印加装置３２によって帯電ローラ２に印加すべき電圧
の基準値）に加算し、その加算後の電圧を電圧印加装置
３２によって帯電ローラ２に印加することにより、感光
体１の表面１ａの帯電電位を目標電位に維持することが
できる。

【００３８】図８は、制御装置３１によるこの発明に係
わるさらに他の処理の一例を示すフローチャートであ
る。このルーチンは、メインスイッチがＯＮになって電
源が投入された後、定期的にメインルーチンによってコ
ールされてスタートし、操作部３３から補正モードの実
行間隔に相当するコピー枚数Ｎ１が入力されたか否かを
判断して、入力されなければそのまま、入力された場合
にはそのコピー枚数Ｎ１を設定した後、メインルーチン
へリターンする。

【００３９】このように、この実施形態の複写機におい
ては、感光体１の回動中に電圧印加装置３２によって予
め定められた電圧を帯電ローラ２に印加し、その時に電
位センサ４によって検知される帯電電位の値に基づいて
帯電電位を目標値にするために必要とされる帯電ローラ
２への印加電圧を算出し、その算出結果によって温度検
知部２４による検知温度に応じた印加電圧の補正ルール
を補正する補正モードを実行するので、機内の温度，湿
度等の環境条件に係わらず、感光体１の表面電位（帯電
電位）を常に一定値に保持でき、安定した画像品質を得
られる。

【００４０】また、定着ローラの表面温度を検知する温
度検知部による検知温度が予め定められた温度以下の時
（例えば毎朝メインスイッチがＯＮになり、定着ローラ
の表面温度が予め定められた温度に達するまで）に補正
モードを実行するので、１日の最初のコピー時から感光
体１の帯電電位を目標値にすることができる。さらに、
予め設定されたコピー枚数（画像形成サイクル数）毎に
コピージョブ終了後補正モードを実行するため、メイン
スイッチをＯＦＦにしないユーザにも対応でき、しかも
コピーを補正モードの終了を待たずに行なえる。

【００４１】さらにまた、上記コピー枚数を操作部３３
からの入力によって任意に設定できるため、この複写機
の利用頻度が極端に低いユーザはそのコピー枚数を少な
く設定することにより、感光体１の帯電電位をより安定
化させることができる。また、補正モードを操作部３３
からの指示によって強制的に実行させることができるの
で、使用環境が急変した（例えば帯電ローラ２の交換作
業が行なわれた）直後等にコピーを行なう場合でも補正
モードを直ちに行なわせることができ、それによって感
光体１の帯電電位が目標値からずれる恐れがなくなる。

【００４２】なお、この実施形態の複写機では、補正モ
ードを電源投入時に行なった後、定期的に行ない、さら
に操作部３３からの指示によっても行なうようにした
が、そのいずれかの時期にのみ行なうようにしたり、逆
にそのいずれかの時期にのみ行なわないようにすること
もできる。

【００４３】以上、この発明を複写機に適用した実施形
態について説明したが、この発明はこれに限らず、レー
ザプリンタ，ＬＥＤプリンタ，液晶シャッタプリンタ等
の光プリンタや、ファクシミリ装置などの他の電子写真
方式の画像形成装置にも適用可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の画
像形成装置によれば、温度や湿度等の環境条件に係わら
ず感光体の表面電位を常に一定値に保持でき、安定した
画像品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本構成を示す機能ブロック
図である。

【図２】この発明を実施した複写機のドラム回りを示す
概略構成図である。

【図３】その主要部分を制御系と共に示す図である。

【図４】図３に示した感光体１の帯電電位を目標値にす
るための温度検知部２４による検知温度及び各湿度（基
準湿度，低湿度，高湿度）と帯電ローラ２への印加電圧
の補正量との関係を示す線図である。

【図５】図３に示した制御装置３１によるこの発明に係
わる処理の一例を示すフロー図である。

【図６】同じくこの発明に係わる他の処理の一例を示す
フロー図である。

【図７】図５及び図６における補正モード実行処理のサ
ブルーチンの一例を示すフロー図である。

【図８】図３に示した制御装置３１によるこの発明に係
わるさらに他の処理の一例を示すフロー図である。

【図９】温度別の帯電部材への印加電圧と感光体表面の
帯電電位との関係を示す線図である。

【図１０】湿度別の帯電部材への印加電圧と感光体表面
の帯電電位との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１：感光体 ２：帯電ローラ ３：イレーサ ４：電位センサ ５：現像器 １１：露光装置 ２１：導電性芯金 ２２：弾性層 ２３：コート層 ２４：温度検知部 ２５：導電性板バネ ２６：温度検知素子 ２７：クリーニング部材 ３１：制御装置 ３２：電圧印加装置 ３３：操作部 Ａ：電圧印加手段 Ｂ：温度検知手段 Ｃ：電圧補正手段 Ｄ：補正モード実行手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 奈緒美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動する感光体と、該感光体と接触して
   その表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材に電圧を
   印加する電圧印加手段と、前記帯電部材の温度を検知す
   る温度検知手段と、該手段による検知温度に応じて前記
   電圧印加手段による印加電圧を補正する電圧補正手段と
   を備えた画像形成装置において、 前記感光体表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段
   と、前記感光体の回動中に前記電圧印加手段によって予
   め定められた電圧を前記帯電部材に印加し、その時に前
   記帯電電位検知手段によって検知される帯電電位の値に
   基づいて前記帯電電位を目標値にするために必要とされ
   る前記帯電部材への印加電圧を算出する手段と、該手段
   による算出結果によって前記電圧補正手段による前記検
   知温度に応じた印加電圧の補正ルールを補正する手段と
   からなる補正モード実行手段を設けたことを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、 前記感光体から転写紙上に転写されたトナー像を熱定着
   する定着ローラの表面温度を検知するローラ温度検知手
   段を備えており、 前記ローラ温度検知手段による検知温度が予め定められ
   た温度以下の時に、前記補正モード実行手段による補正
   モードを実行させる手段を設けたことを特徴とする画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像形成装置において、
   予め設定された画像形成サイクル数毎に、前記補正モー
   ド実行手段による補正モードを実行させる手段を設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記画像形成サイクル数を任意に設定する手段を設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
   画像形成装置において、前記補正モード実行手段による
   補正モードを強制的に実行させる手段を設けたことを特
   徴とする画像形成装置。