JPH1138702A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体３の帯電性能が変化した場合であって
も除電後の感光体３の表面の逆電荷の残留を防止して画
像ノイズのない良好な画像を形成する。 【解決手段】 感光体３の周りに、帯電装置２１、露光
装置２３、現像装置２５、転写装置３１、及び除電装置
５１を有する電子写真方式の画像形成装置１において、
帯電装置２１と除電装置５１とを動作させた状態で、感
光体３に流れ込む電流の値を測定する電流計４１と、電
流計４１の測定結果に基づいて、転写装置３１の転写能
力を制御する制御装置３５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置、特に転写手段の転写能力を感光体の帯電性
能に応じて制御することを特徴とする画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式に基づいて、感
光体上に付着したトナーを用紙等の被転写部材に転写し
て画像を形成する画像形成装置が使用されている。用紙
に転写されずに感光体上に残留しているトナーは、この
感光体に当接したブレードによって除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記感光体は、ブレー
ドが当接した状態で長期間に亘って使用されるため、そ
の表面に形成されている有機光導電層膜が上記ブレード
によって削られて膜厚が薄くなる。そのために、感光体
の帯電性能が経時的に変化し、スコロトロンチャージャ
ー等の帯電手段によって帯電される際に感光体に流れ込
む電流の値が変化する。ところが、従来は、感光体に流
れ込む電流の経時変化を考慮せず、転写チャージャ等の
転写手段の転写能力（すなわち転写手段に印加する電
流）を一定に保っている（図５参照）。

【０００４】そのため、転写チャージャを用いて静電気
的に感光体上のトナーを用紙に転写する際に、転写チャ
ージャの出力が過多である場合には感光体の表面の一部
分が逆極性に帯電することがある。この場合、従来の画
像形成装置では、除電手段で感光体の表面を均一に除電
することができず、逆極性に帯電した部分には除電後も
逆電荷が残留し（電位段差）、次回の現像時にトナーが
付着して画像ノイズを発生させるという問題点があっ
た。

【０００５】また、ブレードを使用せずに静電気的にト
ナーを感光体から剥離させる場合であっても、感光体は
長期間の使用により劣化して帯電性能が変化するため、
上述と同様の問題点が発生する。また、画像形成装置が
使用される環境の変化（温度及び湿度の変化）により感
光体の帯電性能が変化して同様の問題が発生することも
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、感光体
の帯電性能の変化に応じて、転写手段の転写能力を制御
して良好な画像を形成することを目的としてなされたも
ので、感光体の周りに、帯電手段、露光手段、現像手
段、転写手段、及び除電手段を有する電子写真方式の画
像形成装置において、上記帯電手段と上記除電手段とを
動作させた状態で、上記感光体に流れ込む電流の値を測
定する電流測定手段と、該電流測定手段の測定結果に基
づいて、上記転写手段の転写能力を制御する制御手段と
を備えたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の作用及び効果】本発明に係る画像形成装置で
は、感光体に流れ込む電流を電流測定手段により測定
し、この測定された値に基づいて、制御手段により転写
手段の転写能力を最適なものに制御しているので感光体
の表面の一部分が逆極性に帯電することが防止される。
したがって、感光体の膜厚み変化、長期間の使用による
劣化、または環境の変化により感光体の帯電性能が変化
した場合であっても、除電手段で感光体の表面を均一に
除電することができるので、除電後の感光体表面には逆
電荷が残留することがないので、画像ノイズの無い良好
な画像を形成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る画像形成装置について説明する。図１は、本発明
に係る画像形成装置１を示している。この画像形成装置
１は、外周面が有機光導電層で覆われた円筒ドラムから
なる感光体３を備えている。上記感光体３は、回動自在
に支持されており、図示しないモータによって矢印５方
向に回転し、以下に説明する複数の領域（帯電領域７、
露光領域９、現像領域１１、転写領域１３、分離領域１
５、クリーニング領域１７、除電領域１９）を通過して
いく。

【０００９】帯電領域７には帯電装置２１が設けてあ
る。この帯電装置２１は帯電領域７を通過する感光体３
の外周面を所定の極性（本実施形態では負極性）に帯電
（−６００Ｖ）するもので、スコロトロンーチャージャ
が好適に用いられるが、その他の放電式帯電装置（例え
ば、コロトロンチャージャ）、ブラシ式チャージャ、ブ
レード式チャージャ等も利用することができる。

【００１０】露光領域９では露光装置２３から発射され
た光が感光体３の外周面に照射されるようになってい
る。露光装置２３は、帯電領域７で帯電された感光体３
の表面に光を露光して静電潜像を形成する。露光装置２
３としてはレーザ発射装置、または、感光体３と平行に
配置された多数の発光素子、あるいは、通常の複写機等
で使用されている反射光学系等が利用できる。

【００１１】現像領域１１には、露光領域９で形成され
た静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置２５
が設けてある。現像装置２５は、その内部に感光体３に
隣接した現像ローラ２７を備えており、該現像ローラ２
７は図示しない電源に接続されて所定の現像バイアスが
印加されるようになっている。本実施形態では、現像バ
イアスは直流電圧（−４５０Ｖ）と交流電圧を重畳した
ものとする。

【００１２】転写領域１３には、現像領域１１で可視像
化されたトナー像を記録用紙等の被転写部材２９に転写
する転写装置３１が設けてある。また、分離領域１５に
は、トナー像が転写された後の被転写部材２９を感光体
３から分離させるための分離装置３３が設けてある。上
記転写装置３１と分離装置３３は、ともにコロトロンチ
ャージャが好適に用いられるが、ブラシ式チャージャ、
ブレード式チャージャ等も利用可能である。

【００１３】転写装置３１には、該転写装置３１の出力
を調整する制御装置３５が接続してある。上記制御装置
３５は、転写装置３１で印加する電流値を調整する転写
電流出力制御部３７と、後述する電流計４１で測定され
た電流値に基づいて、転写装置３１に印加する電流値を
決定するＣＰＵ３９を備えている。また、転写領域１３
の上流側と分離領域１５の下流側にはそれぞれ一対の搬
送ローラ４３、４５が配置してあり、被転写部材２９を
転写領域１３と分離領域１５を通過させることができる
ようになっている。

【００１４】クリーニング領域１７には、転写領域１３
で被転写部材２９に転写されることなく感光体３に残留
している未転写トナーを感光体３から除去するクリーナ
装置４７が設けてある。クリーナ装置４７は感光体３と
平行に配置されたブレード４９を備えており、その先端
エッジ部が感光体３に圧接している。

【００１５】除電領域１９には、クリーニング領域１７
を通過した感光体３の外周面から電荷を除電する除電装
置５１が設けてある。除電装置５１としては、図示する
ようにランプを使用したもの、または感光体３に接触す
る部材を備えたもののいずれも使用できる。

【００１６】また、感光体３には電流計４１が接続して
あり、感光体３に流れ込む電流が測定されるようになっ
ている。この電流計４１は制御装置３５に接続してあ
り、測定結果が制御装置３５に入力されるようになって
いる。

【００１７】次に、上記構成からなる画像形成装置１に
おける作像動作について説明する。画像形成装置１で
は、感光体３が矢印５の方向に回転し、帯電領域７を通
過する感光体３の表面部位が所定の電位（−６００Ｖ）
に帯電される。帯電された感光体３の表面部位は次に露
光領域で画像光が露光されて静電潜像が形成される。静
電潜像は次に現像領域１１で現像装置２５によってトナ
ー像として可視像化される。トナーは負極性に帯電する
ものが使用されており、負極性に帯電したトナーが感光
体３の露光部、すなわち電位減衰部に付着する。

【００１８】このようにして感光体３の露光部に付着し
たトナーは、転写領域１３において、搬送ローラ５０に
よって転写領域１３に搬送され、転写装置３１によって
正極に帯電された被転写部材２９に転写される。また、
トナーが転写された被転写部材２９は、分離装置３３に
よって電荷が中和されて感光体３から分離し、搬送ロー
ラ４５によって図示しない排出機構に搬送される。な
お、転写装置３１の制御については後に詳細に説明す
る。

【００１９】感光体３の露光部に付着したトナーは、上
記のように転写領域１３において、その殆どが被転写部
材２９に転写される。しかしながら、一部のトナーは被
転写部材２９に転写されることなく感光体３に残留し、
クリーニング領域１７に搬送される。クリーニング領域
１７において、残留トナーは、クリーニング装置４７の
ブレード４９によって感光体３から掻き取られる。

【００２０】トナーが掻き取られた感光体３の表面部位
は、その回転にしたがって除電領域１９に移動し、除電
装置５１によって電荷が除電されて次回の画像形成に備
える。

【００２１】次に、転写装置３１の制御方法について説
明する。図５を用いて説明したように、従来は、感光体
３の膜厚の変化や使用環境に拘わらず、転写電流の値を
一定（４０μＡ）に制御しているが、本発明の発明者ら
は、感光体３の帯電電位を−６００Ｖとした場合に、感
光体３に流れ込む電流の値と感光体３に流れ込む電流の
値に対してノイズの無い良好な画像を形成するための最
適な転写電流値を実験により求めたところ、図２に示す
特性曲線６０を得た。

【００２２】すなわち、画像形成装置１においては、感
光体３に流れ込む電流が所定値以下（０〜５０μＡ）の
範囲では、その値に比例して転写装置３１に印加する転
写電流の値を増加し、所定値（５０μＡ）を越える範囲
では転写電流値を一定（４０μＡ）に保つことが良好な
画像を形成するうえで好ましいことが判明した。

【００２３】そこで、画像形成装置１では、画像記録装
置１の始動前、ウォームアップ時、始動中、または次回
の現像に備えるために始動後、帯電装置２１と除電装置
５１を動作させて感光体３に流れ込む電流の値が電流計
４１によって測定される。測定された電流値は制御装置
３５に入力され、制御装置３５は感光体に流れ込む電流
の値に対応する転写電流の値を図２の特性曲線６０から
決定し、転写装置３１を制御する。

【００２４】このように、画像形成装置１では、感光体
３に流れ込む電流の変化に対応して、転写動作に最も適
した値の転写電流を転写装置３１で印加するので、感光
体３の表面の一部分が転写時に逆極性に帯電することが
なく、これにより、除電装置５１で感光体３の表面を均
一に除電できる。したがって、除電後の感光体３の表面
には逆電荷が残留することがないので、画像ノイズの無
い良好な画像を形成できる。

【００２５】ところで、感光体３には漏れ電流が発生す
る場合があり、その漏れ電流値は感光体３の劣化、膜厚
の変化及び環境の変化と共に変化する。そこで、本発明
ではさらに、漏れ電流の値を測定し、感光体３に流れ込
む電流の値を漏れ電流の値で補正し、この補正した感光
体３に流れ込む電流の値を用いて転写電流の値を決定す
ることで転写装置３１の制御をより正確に行うようにし
ている。

【００２６】感光体３に発生する漏れ電流の値を求める
には、図３に示すように、帯電装置２１の出力を変化さ
せて感光体３の表面電位を２通りの値に変化させ（−４
００Ｖ、−６００Ｖ）、それぞれの場合で感光体３に流
れ込む電流の値を電流計４１で測定し（１９μＡ、２８
μＡ）、これら２組の「感光体３の表面電位の値と感光
体３に流れ込む電流の値」によって示される２点を通る
特性曲線６５を求め、この特性曲線６５によって示され
る感光体３の表面電位が０Ｖである場合の感光体３に流
れ込む電流の値を読み取ればよい。したがって、本実施
の形態における感光体３の漏れ電流値は図３に示される
ように２μＡとなる。なお、特性曲線６５は、３組以上
の「感光体３の表面電位の値と感光体３に流れ込む電流
の値」を測定して最小二乗法によって求めるようにして
もよい。

【００２７】図２における特性曲線６１は、特性曲線６
０を漏れ電流値（２μＡ）に基づいて補正したものであ
り、この特性曲線６１を用いて転写電流を決定すること
で、制御精度が向上し、より良好な画像を形成すること
ができる。

【００２８】また、図２における特性曲線６０は、感光
体３に流れ込む電流の値が０〜１００μＡまでの範囲で
変化した場合における転写電流の値を示しているが、転
写電流の値は、感光体３に流れ込む電流の値が２０〜５
０μＡの範囲において変化した場合に実質的に変更され
ること、及び感光体３に流れ込む電流の値が２０〜５０
μＡの範囲では、特性曲線６０において示される転写電
流の値に比較して、やや高めの転写電流の値が転写メモ
リや転写不良の発生を防止することができることから、
図４に示される特性曲線７０にしたがって転写電流の値
を決定してもよい。特性曲線７０は、感光体３に流れ込
む電流の値が２０〜８０μＡの範囲において変化した場
合における転写電流の値を示すもので、感光体３に流れ
込む電流の値が２０〜５０μＡの範囲では、転写電流の
値が特性曲線６０で示される値に比較してやや高めにな
るようにその傾きが変更してある。なお、図２、４及び
５に示した流れ込み電流の値等は、一例を示すものであ
って、本発明におけるこれらの値は上記の値に限定され
るものではなく、現像条件等に基づいて適宜変更され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す
説明図である。

【図２】 本発明に係る画像形成装置の感光体に流れ込
む電流と転写電流との関係を示す図表である。

【図３】 感光体の漏れ電流値を求めるための図表であ
る。

【図４】 本発明に係る画像形成装置の感光体に流れ込
む電流と転写電流との関係を示す図表である。

【図５】 従来の画像形成装置の感光体に流れ込む電流
と転写電流との関係を示す図表である。

【符号の説明】

１…画像形成装置、３…感光体、２１…帯電装置、３１
…転写装置、３５…制御装置、４１…電流計、５１…除
電装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の周りに、帯電手段、露光手段、
   現像手段、転写手段、及び除電手段を有する電子写真方
   式の画像形成装置において、 上記帯電手段と上記除電手段とを動作させた状態で、上
   記感光体に流れ込む電流の値を測定する電流測定手段
   と、該電流測定手段の測定結果に基づいて、上記転写手
   段の転写能力を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする画像形成装置。