JPH09230688A

JPH09230688A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09230688A
Application number: JP3953496A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Koshimura; 靖越村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】基準パッチによる不必要なトナーの消費がな
く、転写器や除電器を汚すことなく、また、クリーニン
グ装置の負担のない画像形成装置を提供すること。【解決手段】像露光手段と現像手段との間に電位セン
サを設け、像露光手段と帯電手段とにより像形成体上に
基準パッチを形成し、像形成体上に形成される基準パッ
チの電位を電位センサにより測定し、電位センサによる
電位測定後、基準パッチが現像手段を通過する際に、現
像手段に印加される現像バイアスの値を作成した基準パ
ッチの潜像を現像しない電位に制御することを特徴とす
る画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、像形成体の周辺に帯電
手段、像露光手段と現像手段を配置して像形成体にトナ
ー像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画
像形成装置において、像形成体の周辺に帯電手段、像露
光手段と現像手段を配置し、像形成体上に帯電手段によ
る帯電と、像露光手段による像露光と、現像手段による
帯電極性と反対極性のトナーをもちいた現像（正規現
像）と、によりトナー像の形成を行う電子写真方式の画
像形成方法が行われているが、正規現像においては、帯
電手段による帯電と像露光手段による像露光とにより像
形成体上に形成された潜像部分が現像部を通過する際
に、全ての部分が現像手段により現像されてしまい、転
写材上に黒枠を生じたり、クリーニング装置の負担とな
ったりするので、例えば発光ダイオードを線状に並べた
帯電消去手段（ＣＥＬ）を用い、画像領域の前後や両端
部の領域外の不要な潜像部分を帯電消去手段による露光
により消去し、画像領域のみを残す方法が採られてい
る。

【０００３】一方、従来より像露光手段と現像手段との
間に電位センサを設け、像露光手段と帯電手段とにより
像形成体上に基準パッチを形成し、像形成体上に形成さ
れる基準パッチの電位を電位センサにより測定し、帯電
手段、露光手段あるいは現像手段などを制御し画像の安
定化を図る方法が用いられている。また、像形成体上に
形成された基準パッチが現像部を通過する際に、現像手
段により基準パッチが現像されてしまいトナー消費やク
リーニング装置の負担となるため、これを改良する方法
として像露光手段と現像手段との間で電位センサの後に
帯電消去手段を設け基準パッチを消去する方法が特開昭
５８−１２７９４４号公報により開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、像形成体上に帯
電手段による帯電と、像露光手段による像露光と、現像
手段により帯電手段による帯電極性と同極性のトナーを
用いた反転現像と、によるトナー像の形成を行う電子写
真方式の画像形成方法においては、像露光手段による像
露光部のみが現像されるので、特に上記の帯電消去手段
を必要としなかった。しかしながら、上記の反転現像に
よる画像形成装置において、像露光手段と現像手段との
間に電位センサを設け、像露光手段と帯電手段とにより
像形成体上に基準パッチを形成し、像形成体上に形成さ
れる基準パッチの電位を電位センサにより測定し、帯電
手段、露光手段あるいは現像手段などを制御しようとす
ると、像形成体上に形成された基準パッチが現像部を通
過する際に、現像手段により基準パッチが現像されてし
まいトナー消費やクリーニング装置の負担となったり、
転写装置や除電装置を汚す原因となったりする。

【０００５】本発明は上記の問題点を改良し、基準パッ
チによる不必要なトナーの消費がなく、転写器や除電器
を汚すことなく、また、クリーニング装置の負担のない
画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転する像
形成体の周囲に、前記像形成体を帯電させる帯電手段
と、帯電された像形成体に像露光し潜像を形成させる像
露光手段と、像形成体に形成された潜像を反転現像によ
り現像しトナー像を形成させる現像手段と、を配置し、
前記像形成体に対し前記帯電手段による帯電と前記像露
光手段による像露光と前記現像手段による反転現像とに
よるトナー像の形成を行う画像形成装置において、前記
像露光手段と前記現像手段との間に電位センサを設け、
前記像露光手段と前記帯電手段とにより前記像形成体上
に基準パッチを形成し、前記像形成体上に形成される前
記基準パッチの電位を前記電位センサにより測定し、前
記電位センサによる電位測定後、前記基準パッチが前記
現像手段を通過する際に、前記現像手段に印加される現
像バイアスの値を作成した前記基準パッチの潜像を現像
しない電位に制御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。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【０００８】本発明の画像形成装置の一実施形態の画像
形成プロセスおよび各機構の構成について、図１及び図
２を用いて説明する。図１は、本発明の画像形成装置の
一実施形態を示すレーザプリンタ８０の断面構成図であ
り、図２は、図１の要部拡大図である。

【０００９】像形成体である感光体ドラム１０は、円筒
状の基体を内側に設け、導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有
機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を基体の外周に形成した
ものであり、接地された状態で図１の矢印で示す時計方
向に回転される。

【００１０】像形成体としての感光体ドラム１０が、例
えば周速（線速度）１５０ｍｍ／ｓｅｃで駆動回転さ
れ、前プリントまでの感光体ドラム１０の履歴をなくす
ために、帯電前の除電手段としての一様露光装置、例え
ば発光ダイオード１２ａによる一様露光が行なわれ、感
光体周面の除電がなされ、前回プリント時の帯電が除去
される。

【００１１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は、図２に示すように、支持部材１１２に、シールド部
材である断面コの字状のサイドプレート１１３と、鋸歯
状の電極を有するコロナ放電電極１１１とが取付けら
れ、更に、支持部材１１２に、コロナ放電電極１１１と
に対応して、制御グリッド１１５が取付けられスコロト
ロン帯電器１１が構成されている。

【００１２】スコロトロン帯電器１１が感光体ドラム１
０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持され
た制御グリッド１１５と放電電極１１１によるコロナ放
電とによって帯電作用（本実施形態においてはマイナス
帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し、例えば−８０
０Ｖの一様な電位を与える。

【００１３】感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１
１により周面に対し一様に帯電された後、像露光手段と
しての露光ユニット１２により画像信号に基づいた像露
光が行われ、感光体ドラム１０上に潜像が形成される。

【００１４】像露光手段としての露光ユニット１２は不
図示の発光素子としての半導体レーザ、半導体レーザか
ら発光されるレーザ光を回転走査する回転多面鏡１２
ｂ、ｆθレンズ１２ｃ、反射ミラー１２ｄ等により構成
され、不図示の半導体レーザから発光されるレーザ光を
回転多面鏡１２ｂにより回転走査し、ｆθレンズ１２
ｃ、反射ミラー１２ｄ等を経て、回転する感光体ドラム
１０の主走査方向に画像信号に基づいた像露光が行わ
れ、感光体ドラム１０上に潜像が形成される。

【００１５】電位センサユニット１００は、図２に示す
ように、支軸１０５と、支軸１０５を中心として回転可
能なセンサ取付部材１０４と、センサ取付部材１０４に
取付けられた電位センサ１０１と、によって構成され、
感光体ドラム１０の周面と一定の間隔を保ち、露光ユニ
ット１２による像露光位置と現像器１３との間に配置さ
れる。

【００１６】電位センサ１０１は、後述する基準パッチ
の測定時に感光体ドラム１０と対向した位置に回転さ
れ、画像領域の通過中は、感光体ドラム１０の面と対向
しない、退避した位置に回転されて配置される。

【００１７】現像手段である現像器１３は、一成分ある
いは二成分の現像剤を収容し、感光体ドラム１０の周面
に対し所定の間隙を保って、現像位置において感光体ド
ラム１０の回転方向と同方向に回転する、例えば厚み
０．５ｍｍ〜２ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスある
いはアルミ材で形成された現像スリーブ１３１を備えて
いる。固定磁石１３２は、現像スリーブ１３１に内包さ
れ、ＮおよびＳの磁極を交互に配し、現像スリーブ１３
１と同心に固定されていて、非磁性のスリーブ周面に磁
力を作用させる。薄層形成部材としての薄層形成棒１３
３は、現像スリーブ１３１の周面上の二成分現像剤の層
厚を規制する部材であって、直径３〜１０ｍｍの磁性体
の円形断面の金属材から成り、現像スリーブ１３１の周
面に所定の荷重をもって均等に圧接される。現像スリー
ブ１３１上より二成分現像剤を除去するための除去手段
であるスクレーパ１３４は、帯状の長辺の一端を現像ス
リーブ１３１に平行に圧接して設けられた、例えばＳＵ
Ｓ、ウレタンゴム等の板状の弾性部材よりなる。撹拌ス
クリュウ１３６及び１３７は、互いに相反する方向に等
速で回転し、現像器１３内のトナーとキャリアとを撹
拌、混合し、所定のトナー成分を均等に含有する二成分
現像剤とする。更に、供給ローラ１３５により二成分現
像剤を撹拌部へ供給したり、撹拌部から現像スリーブ１
３１に搬送、供給したりする。１３８は現像ケーシング
である。

【００１８】上記の現像器１３は、前述したスコロトロ
ン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２とによる像
露光によって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像
を現像バイアス電圧の印加による非接触現像法により非
接触の状態で帯電極性と同極性のトナー（本実施形態に
おいてはマイナス極性のトナー）による反転現像により
現像する。

【００１９】現像器１３が不図示の突き当てコロにより
感光体ドラム１０と所定の値、例えば１００μｍ〜１０
００μｍの間隙をあけて非接触に保たれ、現像器１３に
よる現像作用に際しては、現像スリーブ１３１に対し直
流あるいはさらに交流を加えた現像バイアスが印加さ
れ、現像器の収容する一成分或いは二成分現像剤による
ジャンピング現像が行われて、透明な導電層を接地する
感光体ドラム１０に対してトナーと同極性（本実施形態
においてはマイナス極性）の直流バイアス、例えば−５
００Ｖを印加して、露光部にトナーを付着させる非接触
の反転現像が行われる。

【００２０】転写材である転写紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より送り出され、タイミングロー
ラ１５ａへ搬送される。記録紙Ｐが感光体ドラム１０上
に形成されたトナー像と同期がとられてタイミングロー
ラ１５ａにより駆動され、転写ベルト１４ａを張架した
転写装置としての転写ベルト装置１４によって感光体ド
ラム１０と転写ベルト１４ａとの間に形成されるニップ
部（転写域）１４ｂへと給送され、転写器１４ｃにより
感光体ドラム１０の周面上のトナー像が記録紙Ｐ上に転
写される。転写ベルト１４ａは転写後、感光体ドラム１
０より離間される。

【００２１】分離器１４ｄにより転写ベルト装置１４か
ら分離した記録紙Ｐは、少なくとも一方のローラの内部
にヒータを有する加熱用定着ローラ１７ａと圧着ローラ
１７ｂとを有する定着装置１７へと搬送され、加熱用定
着ローラ１７ａと、圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力
とを加えられることにより記録紙Ｐ上の付着トナーが定
着され、排紙ローラ１８を介して装置上部のトレイ上に
トナー像面を下面にして装置外部へ排出される。

【００２２】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは除電装置としての除電器１６により除電され
た後、クリーニング装置１９にいたり、感光体ドラム１
０に当接したゴム材から成るクリーニングブレード１９
ａによってクリーニング装置１９内に掻き落とされ、ス
クリュウ１９ｂによって図示せぬ排トナー容器に回収さ
れる。

【００２３】電位センサによる帯電電位と像露光光の光
量の補正について、図３、図４及び図２を用いて説明す
る。図３は、基準パッチを示す図であり、図４は、基準
パッチによる帯電、露光の補正を示す図である。

【００２４】上記の画像形成プロセスにて説明したごと
く、スコロトロン帯電器１１により一様帯電が行われ
る。続いて、露光ユニット１２の発光素子としての半導
体レーザにより、不図示の制御部のメモリに格納されて
いるテストパターンに基づき、画像領域間に半導体レー
ザの出力の０％〜１００％（半導体レーザの最大出力）
の露光が、例えば２５％刻みで４段階に連続して行わ
れ、図３に示すように、段階的で連続的な基準パッチＥ
Ｐが感光体ドラム１０上に形成される。基準パッチＥＰ
は１００％の最大露光量と０％の最小露光量の少なくと
も２つのレベルが形成されればよいが、基準パッチＥＰ
の段階数が多い方が好ましく、基準パッチＥＰを画像領
域と画像領域の間に形成するため、また半導体レーザの
出力の制御を行うため線形の特性を得る必要があるので
測定誤差等を考慮すると４点以上とることが好ましい。

【００２５】この際に、露光ユニット１２による像露光
位置と現像器１３との間に配置された電位センサユニッ
ト１００のセンサ取付部材１０４に設けられた電位セン
サ１０１が支軸１０５を中心として感光体ドラム１０面
と相対する位置に回転される。

【００２６】感光体ドラム１０上に形成された少なくと
も２段階を有する段階状の基準パッチＥＰ（本実施形態
においては４段階）の帯電電位が電位センサ１０１によ
り順次に測定される。図４に示すように、電位センサ１
０１により測定された段階的な帯電電位の最大帯電電位
ＶＳを制御グリッド１１５に印加されるグリッド電圧を
調整し、例えば−８００Ｖに、また、半導体レーザの最
大露光量により決められる最小帯電電位ＶＬを半導体レ
ーザの電圧値を調整し、例えば−２００Ｖに設定して、
感光体ドラム１０に対する電位減衰特性の調整が行われ
る。最小帯電電位ＶＬを設定する半導体レーザの最大露
光量は、半導体レーザの最大出力の、例えば８０％と
か、６０％とかの値で調整される。

【００２７】上記の如く、基準パッチＥＰに基づき帯電
電位の調整、像露光光の調整が画像形成中に行われる。

【００２８】上記の補正は画像形成装置の設置時や現像
剤或いは像形成体としての感光体ドラムのメンテ・交換
時に行われてもよく、電位センサによる帯電電位や像露
光量の補正、更に画像データのγ補正テーブルの作成と
が行われ、不図示の制御部に設けられた記憶部に格納さ
れて画像形成時に使用される。

【００２９】基準パッチの現像状態について図５、図６
及び図１を用いて説明する。図５は、通常の現像状態を
示す図であり、図６は、現像バイアスを下げた状態を示
す図である。

【００３０】感光体ドラム１０の最大帯電電位ＶＳ、例
えば−８００Ｖに対し、像露光光として、例えば最大露
光量により照射された像露光部分の感光体ドラム１０の
最小帯電電位ＶＬが、例えば−２００Ｖに減衰される。
現像バイアスとして、例えば−５００Ｖが印加され現像
が行われると、反転現像によりマイナスの極性のトナー
が、図５に示すように、像露光部分に付着し現像がなさ
れる。従って、通常の電位測定においては、前記にて説
明した基準パッチＥＰが現像器１３を通過する際に、基
準パッチ部分が現像されてしまう。そのため、画像領域
と画像領域との間に基準パッチＥＰを作成し、毎回電位
測定を行うと、現像器１３での不必要なトナー消費が多
くなったり、クリーニング装置１９のクリーニングブレ
ード１９ａへの負担となりクリーニングブレード１９ａ
の寿命が短くなる。

【００３１】基準パッチＥＰが現像器１３を通過する際
に、現像バイアスＶＢの値を最大露光量により照射され
た像露光部分の最小帯電電位ＶＬ、例えば−２００Ｖよ
り絶対値の値が１０Ｖ小さい−１９０Ｖに設定すると、
図６に示すように、基準パッチＥＰの部分が現像されな
い。従って、現像器１３での不必要なトナー消費がなく
なり、またクリーニング装置１９のクリーニングブレー
ド１９ａへの負担もなくなる。基準パッチＥＰが現像さ
れぬことにより、従来基準パッチが通過する際に生じた
転写装置や除電装置の汚れも少なくなる。

【００３２】図６における最小帯電電位ＶＬの絶対値の
値と現像バイアスＶＢの絶対値の値との差ΔＶ（基準パ
ッチマージン）は１０Ｖ以上あることが好ましい。即
ち、基準パッチＥＰが現像器１３を通過する際に、現像
手段としての現像器１３に印加される現像バイアスＶＢ
の絶対値の値を像露光手段としての露光ユニット１２の
最大露光量による像形成体としての感光体ドラム１０の
最小帯電電位ＶＬの絶対値の値より１０Ｖ以上小さく
し、作成した基準パッチの潜像を現像（可視化）しない
電位に制御することが好ましい。

【００３３】上記において、基準パッチＥＰの最小電位
は、最大露光量による像形成体としての感光体ドラム１
０の最小帯電電位ＶＬとして説明したが、必ずしも最大
露光量による像形成体としての感光体ドラム１０の最小
帯電電位ＶＬに限らず、その都度作成される基準パッチ
ＥＰの電位の最も低い値の絶対値より１０Ｖ以上小さく
し、作成した基準パッチの潜像を現像（可視化）しない
電位に制御することも本発明に含まれるものである。

【００３４】

【発明の効果】請求項１によれば、電位測定のための基
準パッチが現像されないので、不要なトナーの消費がな
くなったり、転写装置や除電装置を汚すことがなく、ま
た、クリーニングの必要がないのでクリーニング装置へ
の負担がなく、従来に比べクリーニング装置の寿命が延
ばされる。

【００３５】請求項２によれば、より正確な現像バイア
スの制御がなされる。

【００３６】請求項３によれば、電位センサの汚れが防
止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示すレー
ザプリンタの断面構成図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】基準パッチを示す図である。

【図４】基準パッチによる帯電、露光の補正を示す図で
ある。

【図５】通常の現像状態を示す図である。

【図６】現像バイアスを下げた状態を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像器１４転写ベルト装置１６除電器１９クリーニング装置１００電位センサユニット１０１電位センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する像形成体の周囲に、前記像形成
体を帯電させる帯電手段と、帯電された像形成体に像露
光し潜像を形成させる像露光手段と、像形成体に形成さ
れた潜像を反転現像により現像しトナー像を形成させる
現像手段と、を配置し、前記像形成体に対し前記帯電手
段による帯電と前記像露光手段による像露光と前記現像
手段による反転現像とによるトナー像の形成を行う画像
形成装置において、前記像露光手段と前記現像手段との
間に電位センサを設け、前記像露光手段と前記帯電手段
とにより前記像形成体上に基準パッチを形成し、前記像
形成体上に形成される前記基準パッチの電位を前記電位
センサにより測定し、前記電位センサによる電位測定
後、前記基準パッチが前記現像手段を通過する際に、前
記現像手段に印加される現像バイアスの値を作成した前
記基準パッチの潜像を現像しない電位に制御することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像バイアスの値は、前記基準パッ
チの測定電位を基に演算されることを特徴とする請求項
１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記電位センサが前記像形成体に対し、
退避可能に設けられたことを特徴とする請求項１または
２に記載の画像形成装置。