JPS60247267A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転体にコロナ放電を利用した帯電を行って画
像形成する装置に関する。

従来、感光ドラム等の回転体にコロナ放電を利用した帯
電を行った後光像を照射して静電潜像を形成し、その静
電潜像を現像する複写機等の画像形成装置がある。

一般にコロナ放電電流は環境条件すなわち温度、湿度、
気圧等の影響により変化し易くコロナ放電による帯電方
法によって感光ドラム等の被帯電部材を環境条件に拘ら
ず一定の表面電位に帯電することは困難である。

この欠点を除去するためにコロナ放電装置の電源として
定電流電源を用いることにより被帯電部材に対して一定
量のコロナ放電電流を与えることが従来より知られてい
る。

しかし々から被帯電部材の該帯電を行なう以前の表面電
位が一定でない場合もしくは被帯電部材と設置の間の静
電容量が一定で々い場合等には、被帯電部材を一定の電
位に帯電することはできない。その理由を述べると、一
般に被帯電部材の静電容量を０１帯電による被帯電部材
の表面電位の変化を△Ｖ１帯電によって破帯電部材に与
えられる電荷を△Ｑとすれば△Ｑ＝Ｃ△■と表わすこと
ができる。

前述のごとく被帯電部材に対して、一定量の有効なコロ
ナ放電電流を与える帯電方法に於ては△Ｑけ帯電時間と
有効なコロナ放電電流によって定まる一定の値になる。

ここで被帯電部材の静電容量Ｃが変化した場合△Ｑが一
定であるから帯電によって生じる被帯電部材の表面電位
の変化量△Ｖが変化し、帯電を施した後の被帯電部材の
表面電位は、一定にならない。又、帯電による表面電位
の変化量△■が一定であっても帯電を行なう以前の被帯
電体の表面電位が一定で々ければ、帯電を施した後の被
帯電体の表面電位は一定にならない。

従って被帯電部材に対して、一定量の有効なコロナ放電
電流を与える帯電方法では、被帯電部材の静電容量及び
帯電を施す以前の表面電位が、一定でない場合には、一
定の表面電位に帯電を行なうことができず適正な画像が
得られない。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、温度、湿度、
気圧等の雰囲気条件に関係なく常に良好な画像を得るこ
とが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

即ち本発明け、回転体に像形成する複数のプロセス手段
、像形成開始前に前記回転体を静電的に標準状態にする
べく準備回転させ、前記準備回転完了後像形成動作する
べく前記回転体を回転させる駆動手段、前記準備回転の
間に前記複数のプロセス手段のうちの１つの電気的状態
を検出する検出手段、前記準備回転の間に前記検出手段
の出力に応じて前記プロセス手段を制御し、前記制御に
より得られたデータを記憶し、像形成動作中記憶された
前記データに基づいて前記プロセス手段を動作させる制
御手段、を有することを特徴とするものである。

以下、電子写真を例にして説明する。

現在、広く用いられている代表的な電子写真方法として
次の二つの方法がある。

第一の方法は、光導電層と導電性基体より成る二層感光
体上に正極性又は負極性の一次帯電を行ない、引続き画
像露光をして静電潜像を形成し、さらに現像のプロセス
を経て可視像を得るものである。

第二の方法は、透明絶縁層光導電層及び導電性基体より
成る三層感光体上に正極性又は負極性の一次帯電を行な
い、引続き画像露光及び二次帯電を行ない、さらに一様
に露光する事によって静電潜像を形成し、次に現像のプ
ロセスを経て可視像を得るものである。

第１図は後者のプロセスを示したもので、１は感光体で
矢印方向に回転する。２は一次帯電器、３は光像の光軸
、４は二次帯電器、５は全面露光源、６は現像器、７は
転写帯電器で可視像を転写紙８に転写する。９けプレー
ドクリーナで可視像を転写紙８に転写した後の感光体を
クリーニングする。

この電子写真プロセスに於て用いられる帯電方法は、直
流コロナ放電もしくは交流コロナ放電を利用するもので
、例えば第１図に於て、−成帯電器２、転写帯電器７、
として直流コロナ放電を又二次帯電器として交流コロナ
放電を利用する方法が一般的である。

最も簡単な構成の帯電器の従来例は、第２図（イ）に示
されたもので、２１は高圧電源、２２はコロナ放電線、
１１は感光体を示す。

高圧電源２１として交流電源もしくは直流電源が用すら
れコロナ放電開始電圧Ｖｃ　よ）大なる電圧をコロナ放
電電極２２に印加することにより、コロナ放電電流を生
じさせて感光体表面に電荷を付与するものである。

電子写真に於ては、その画像に応じて一定の表面電位の
静電潜像を常に良好表再現性をもって得ることが重要で
ある。コロナ帯電が静電潜像に及はす影響は大きく、従
って表面電位安定化の為に、第２図（イ）の帯電器では
コロナ放電器のシールドケースの開口幅、コロナ放電線
と感光体との距離、等を一定にし々ければならないだけ
でなく、温度、湿度等の環境条件′が一定の状態で使用
しなければならない。

又８２図（ロ）（ハ）は、上記条件が変動したとき表面
電位の変化を少なくしようとした従来の帯電装置で、（
ロ）は高圧電源２１の高圧出力側に抵抗２４を直列に挿
入したものであり、（ハ）けコ日す放電線と感光体１と
の間に、グリッド２５を配位したものであるが、−ずれ
も雰囲気の状態の変動、あるいけコロナ放電線と感光体
表面との距離のばらつき等によるコロナ抵抗の変動は十
分に補償されず、得られる表面電位の安定性、引いては
最終的に得られる可視像の安定性は不満足々ものである
。例えば常温常湿から高温多湿への雰囲気変動による表
面電位の変動は、現像後の可？Ｊ！便にかぶりを生じさ
せる等の不都合を生ずる。

そこで感光体表面を帯電するに当り、感光体表面に対し
て一定量の有効なコロナ放電電流を与える帯電方法を適
用すれば感光体の表面電位は、温度、湿層、気圧等の環
境の変動に依らず、きわめて安定して、一定の表面電位
を得るととができる。しかし、かかる一定量の有効なコ
ロナ放電電流をあたえる帯電方法を前述の第２に記した
電子写真方法の画像露光と同時に行なう除電に適用した
場合、十分なコントラストを有する静電潜像を形成する
ことが困難である。

即ちこの電子写真方法に於てけ画像露光と同時に除電を
行なうが、画像光の明暗に応じて感光体中の光導電層が
実質的に導体又は絶縁体としてはたらき、見かけの静電
容量が変化する。電子写真方法は除電時に画像光の明暗
にかかわらず感光体を一様な電位にすることによって画
像光の明暗に応じて感光体表面に電荷量の差異を形成し
、次いで感光体に一様に光を照射して、感光体中の光導
電層を導電化し、感光体表面に存在する電荷に応じてコ
ントラストの高い静電潜像を形成するものである。従っ
て除電後の状態としては、画像光の明暗に応じた電荷量
・の差異が大きく画像光の明暗、即ち感光体の見かけの
静電容量の差異にかかわらず、表面電位が一定であるこ
とが望ましい。

前述のごとき一定量の有効なコロナ放電電流をあたえる
帯電方法を適用した場合には、感光体の見かけの静電容
量の変化に依らず一定量の電荷が感光体表面に与えられ
るため、除電後の状態で、画像光の明暗に応じた電荷量
の差異を形成することが困難であり、従ってコントラス
トの高い静電潜像を得ることができない。

又、一定量の有効なコロナ放電電流をあたえる帯電方法
を、前述の第２に記した後者の電子写真方法の一次帯電
に適用［７た場合について考える。−次帯電を施す時に
は感光体の静電容量は一定であると考えられる。しかし
、−次帯電を施す以前の該感光体の表面電位は一般には
きわめて不均一である。例えば、第１図に示しだ電子写
真装置に於ては感光体１は一次帯電器２により帯電を受
ける以前に転写帯電器７による帯電を受けている。とこ
ろが転写帯電器７によるコロナ電流は転写を行なう時に
は転写紙８によりさえぎられ、感光体１には、微量のコ
ロナ電流しか達しないのに対１−転写紙８が転写帯電器
７の正面に供給されてい外い時には転写帯電器７による
コロナ電流の大部分が感光体１に達する。転写は一般に
必要に応じて断続的に行なわれるため転写帯電器７の正
面を通過した感光体１の表面には、きわめて不均一な電
位のムラを生じている。

一例として、転写紙８が転写帯電器７の正面にあった時
、該部分の次回の一次帯電を施す以前の電位は＋ａｏｏ
ｖであったのに対し転写紙８が転写帯電器７の正面にな
い時該部分の次回の一次帯電を施す以前の電位は＋５ｏ
ｏｖてあった。

その他、−次帯電を施す以前の電位は、前回の静電潜像
等の影響によって変化する。

従って前述のごとき一定量の有効なコロナ放電電流を被
帯電体に与える帯電方法を該電子写真方法の一次帯電に
用いた場合−成帯電後の表面電位はきわめて不均一なも
のとなる。

本発明は以上の如き欠点を除去したもので第３〜９図に
より具体例を説明する。

第３図は本発明の帯電制御装置のフロックダイアグラム
である。

高圧発生部３１で発生した高圧出力は、放電電極２２に
導かれ被帯電体３７にコロナ放電電荷を付与する。

一方、有効々コロナ放電電流は、電流検出部３２で検出
され、検出された信号は比較増巾部３３で基準信号と比
較され制御信号を発生する。制御信号は、スイッチ３４
を介して記憶部３５に送られ記憶部３５において記憶さ
れる。

同時に制御信号は制御部３６に送られ、制御部３６はコ
ロナ放電電流が適正と々る様制御信号に応じて高圧出力
を制御する。

ここで帯電に当っては、第１段階として、まず被帯電部
材３７として基準の状態に保った部材を配置してコロナ
放電を行ない電流検出部３２で検出される有効なコロナ
放電電流が予め定められた値になった後第２段階に進む
。第２段階としてスイッチ３４をオフして検出部３２に
よる制御信号を断ち、記憶部３５に記憶された所定のコ
シす放電を行なわしめる制御信号にょって高圧出力電圧
、あるいけ高圧出力電圧波形を保チ、それによってコロ
ナ放電を行ない任意の電位にある被帯電部材を一定帯電
することができる。

第４〜８図に本発明を各種のコロナ放電器に利用した帯
電装置の回路構成を示す。

第４図（イ）は本発明をプラスコロナ放電に応用した例
である。同様にしてマイナスコロナ放電に応用すること
も可能である。

第４図中、３８は入力電圧に応じ発振出力電圧が変化す
る周知の発振器、３１１は昇圧トランス、３１２は正の
帯電をさせるだめの整流器、３２１けコロナ放電による
帯電に有効な電流を電圧降下として検出する抵抗、３３
１け降下電圧を基準電圧源３３２と比較しその差に応じ
た出力をする演算増ｌＪ器、３５１は増巾器３３１によ
る出力をサンプルホールドするコンデンサ、３６２はそ
のホールド値により制御用トランジスタの通電量を制御
する増巾器である。

今通常より環境が低温、高湿のとき放電電流２２による
コロナ放電電流は低下［７帯電電位が所定よりも下がる
。被帯電体が基準状態のとき検出抵抗３２１がその変化
を検出し増巾器３３１によりその変化に応じてスイッチ
３４を介ｌ−でコンデンサ３５１を充電しかつ増巾器３
６２の出力を増大せしめるのでトランジスタ３６１の通
電量を多くシ、発振器の入力電圧を増加させる。従って
受偉３１の出力を増大ｌ−て放電電流を増加し所定の帯
電電位に復帰せしめる。そし。

て被帯電体が基準状態でなくなる前にスイッチ３４をオ
フし、その後はコンデンサ３５１の充電電位により増巾
器３６２の出力を保持し先のトランジスタ３６１による
通電量によりコロナ放電を続ける。

第５図は本発明を交流電源と直流電源を組み合せた電源
を用いたコロナ帯電に適用した例である。３９は３８と
独立に一定出力を発生する発振回路、３１３は交流波形
に負の成分を多くするだめのダイオードである。

これは放電電極２２に対する総電流により帯電。

電位を決定するものでなく、電極に流れるＡＣコロナに
よる電流の十成分と一成分の差（以下電流差と称する）
によって帯電性向（極性方向）及び表面電位を決定する
。

ここでは電流差はダイオード５０によって負の帯電性向
を有し、被帯電体を負に帯電する。そしてＡＣコロナ放
電による電流差を交流の差分検出させる検出抵抗３２１
により検出し、比較器３３１により検出した差分を電源
３３２による基準値と比較し増巾器３３１は検出値に応
じスイッチ３４を介してコンデンサ３５１を充電［７、
かつ増巾器３６２に制御信号を出力する。

そして増巾器３６２を介して制御トランジスタ３６１に
より発振器３８の入力を制御して電流差を予め定めた一
定値となる様にしている。次に外部からのタイミング信
号によりスイッチ３４を開く、そして電流差が一定とな
る様な記憶回路３５による記憶信号をもとに発振器３８
に直流信号を付与して一定の電流差でコロナ放電を続け
る。

第６図は本発明を交流コロナ放電による帯電装置に適用
した例である。もっばら表面電荷の一様除去に使用でき
る。

第７図は本発明を交流コロナ放電に適用した例であるが
高圧トランスの高圧出力発生用巻線４０と磁気的に結合
した出力制御用巻線４１を発振器３９の出力巻線とは別
に有することに特徴がある。）出力制御用巻線４１に流
れる電流によって高圧出力発生用巻線４０に発生する電
圧の波形が歪みこれによって正及び負のコロナ放電の効
率が変化するのである。

従って本図の回路は出力制御用巻線４１に流れる電流を
検出回路３２及び記憶回路３５によって制御することに
よりコ四す放電電流の正負の絶対値の差を制御するもの
である。

出力制御用巻線４１け本図のごとく高圧出力発生用巻線
４０と独立に設けても良いし、又、高圧出力発生用巻線
４０の一部を出力制御用巻線４１と兼ねることも可能で
ある。

第８図は第７図と同様であるが、出力制御用巻５４１の
電流制御ではなく出力制御用巻線４１の端子間電圧を制
御するものである。従って第７図に示しだ回路に比べて
スイッチ３４を開いた後の状態で定電圧特性に秀れた電
源になる利点を有する。

次にスイッチ３４の作動タイミングにつき説明する。

被帯電体が前述帯電の第１段階にお−て基準状態にある
か否かは帯電器が組込まれている装置例えば複写機から
の信号により間接的に分かる。

従ってスイッチ３４をこの信号でオフすることにより制
御モードの切換えができる。例えば感光体を予め前露光
、前帯電して一様電位にする場合その処理期間が終わる
ときオフするといい。

第１０図（イ）はその回路例で（ロ）はそのタイムチャ
ートである。図中Ｖは第８〜９図の発振器３８の電源と
々る直流電源、Ｍは感光ドラム（第１図の１）を回転さ
せるモータ、ＭＳｌはそのドラムに設けたドラム位置に
対応したカムでオンするスイッチ、Ｋは電源スィッチＳ
Ｗでオンするリレー、ＬけＭＳｌでオンするリレー、Ｃ
Ｌけ原稿台往動クラッチである。

電源スィッチＳＷをオンするとリレーＫによりオンする
接点に、　、に２．に３によりドラムを回転し、コロナ
放電を開始させる。ドラムが略１回転するとＭＳ、がオ
ンして、リレーＬによりオンする接点／１．／２により
ＣＬをオンしオリジナル像を露光走査開始させプロセス
開始する、と同時にスイッチ３４をオフする。

抜刀終了の信号ＥＮＤが出力されるとリレーに、Ｌがオ
フされ総てプロセス開始から終るまでは保持信号により
コロナ放電をするのである。

尚このスイッチ３４としてサイリスタ等による接点スイ
ッチを使用することも可能である。

又スイッチ３４は必ずしも外部から与えられた信号に依
って動作するものである必要はない。

例えば前述の帯電の第１段階に於る被帯電部材３７の基
準の状態として有効なコロナ電流が最大あるいは量小と
なるような状態を選ぶならばスイッチ３４け単に整流器
によってその機能をはたすことができる。第９図にかか
る例を示す。

第９図に示した例では第５図におりで被帯電部材１５が
基準の状態にある時、正負のコロナ電流の絶対値の差が
最大となる場合に適用したものである。

又、抵抗４３は記憶部３５に記憶された制御信号を自動
的に放電させ消去するものである抵抗４３及び４４コン
デンサ４５によって決まる記憶部３５に於る記憶の接続
時間はこの帯電装置が１回の記憶によって動作する時間
に比べて十分長く、又、温度、湿度、気圧等の環境の変
化がコロナ帯電に影響を及はすに要する時間に比べて十
分短くすることが必要である。

以上の例において検出電流をデジタル量に変換するＡ−
Ｄ変換器、その変換信号と基準量とを比較する比較器、
所定の帯電電位にすべき比較器の出力制御量をデジタル
量で記憶するメモリ。その制御量を直流電位量に変換す
るインバータを有し、そしてスイッチ３４を設は前述の
如き方式で基準状態における一定電位制御とその電位の
保持をすることも可能である。

又発振器の入力を制御する代りに、トランス３１１の一
部タツブを摺動するサーボモータもしくは一部ラインに
接続の抵抗を摺動するサーボモータを設けこのモータを
制御信号により作動して所定の帯電電位を得ることも可
能である。

本発明の帯電方法を第１図に示した３層構成の感光体を
用いる電子写真装置の原画像光の照射と同時に行なう除
電プロセスに適用する場合感光体１を基準状態にするた
めには、−成帯電を行なった後、原画像光の照射に代え
て、暗部で除電を行々うか、又は全面に一様に露光を与
えつつ除電を行なえば良い。

そして除電のだめのドラム１回転後原画像照射を開始す
ると良い。

又感光体の一部に画像形成に使用しない部分を設は該部
分の感光体に代えて一定の電極又は絶縁体を設け、該部
分を周期的に帯電器に対向させることにより該電極又は
絶縁体を基準状態の被帯電部材として用いることができ
る。

以上の様に本発明によれば温度、湿度、気圧等の環境の
変動及び該帯電以前の被帯電体の表面電位、被帯電体の
静電容量等の変化にかかわらず一様力１つ一定の表面電
位を得るととができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用できる複写機のプロセス説明図、
第２図（イ）、（ロ）、（ハ）は従来のコロナ放電装量
の略図、第３図は本発明による帯電方法及び装置のブロ
ック図、第４図〜第９図は本発明による帯電方法及び装
置を示す実施回路例、第１０図（イ）、（ロ）は第４図
〜第９図におケルスイッチ３４の作動回路とそのタイム
チャート、３７は被帯電体、２２けコロナ放電線、３１
は高圧発生部、３２は放電電流検出部、３４はスイッチ
、３５け記憶部である。 ３５ ム 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 画像形成装置 ３、ＷＩＦＥをする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２名称　（１００
）キャノン株式会社 代表者　賀　来　龍　三　部 ４、代理人 居所　〒１４８東京都大田区下丸子３−３０−２５、補
正命令の日付（発送日） 昭和６０年　５月２８日 ６、補正の対象 明細書及び図面 ７、補正の内容 願書に最初に添付した明細書及び図面の浄書会別紙のと
おり（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転体に像形成する複数のプロセス手段、像形成開始前
   に前記回転体を静電的に標準状態にするべく準備回転さ
   せ、前記準備回転完了後像形成動作するべく前記回転体
   を回転させる駆動手段、 前記準備回転の間に前記複数のプロセス手段のうちの１
   つの電気的状態を検出する検出手段、前記準備回転の間
   に前記検出手段の出力に応じて前記プロセス手段を制御
   し、前記制御により得られたデータを記憶し、像形成動
   作中記憶された前記データに基づいて前記プロセス手段
   を動作させる制御手段、 を有することを特徴とする画像形成装置。