JPS6136772A - 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】 １厳透ｊ 本発明は画像゛形成が安定した画像形成装置、特に感光
体上に静電潜像を形成し、現像Φ転写後、上記感光体を
繰り返し利用する電子写真装置に関する。さらに詳細に
は、感光体上に連続繰返し画像形成をする際にも常に良
好で一定な画像を得ることを可能とする電子写真装置な
どの画像形成装置に関する。

１見且遣 従来、帯電、像露光および現像のプロセスをふんで画像
形成を行うカールソン法、あるいは、−次帯電、像露光
同時二次帯電および現像のプロセスを含んで画像形成を
行うＮＰ法などの電子写真法において感光体を繰返し使
用するとき、感光体が前回の画像形成およびそれに続く
画像消去並びに電子写真装置の休止などの履歴を受けて
、前回の画像と全く同レベルの画像が得られない場合が
生ずる。すなわち上記従来の如きプロセスで画像形成を
高速で繰返した場合、画質の不良が現れるのである。特
に、画質の不良として、繰返し形成した画像コピーに前
回形成した画像が重なって現われるメモリー現象が見ら
れる。また各コピーの画像濃度が異なり、最初に形成し
たコピー画像よりも、後から形成したコピー画像の方が
濃い画像を生じるという現象も見られる。

後者の現象は、感光体表面電位が最初のコピ一時には低
く、後のコピ一時はど次第に高くなる傾向にあることが
原因である０例えば、上記ＮＰプロセスに於て、３秒以
内で画像形成を繰返すときにこの現象が見出される場合
がある。モして１この画質の差は、電子写真装置が連続
繰返し運転されるに従って小さくなるものの、運転を一
度休止させた後に再開させた場合には、再び画質の差が
顕著となる。

こＱ現象は、高速繰返し画像形成時、特に光感度の良好
な感光体はど著しいものである。この現象の発生原因は
明らかでないが、感光体が高速で繰返し画像形成に使用
されるために画像形成の帯電露光の履歴を受け、これが
急速に蓄積して感光体の暗抵抗が実質的に増大する結果
と考えられる。このように連焼作成コピー画像濃度が画
像形成の繰返しに伴い順次濃くなることを「立ち上り」
と称し逆に、順次淡くなることを「立ち下り」と称して
いる。

また、放電器自体の問題として、従来、静電記録、電子
写真法においては、線径０．１ｍｍ程度のワイヤーに高
電圧を印加することによりコロナ放電を行なうコロナ放
電法が広く用いられている。しかしながら、このような
コロナ放電法では、ワイヤーが細いため破損し易く、さ
らにはワイヤーの汚れにより放電ムラが生じるため被帯
電体への帯電および／または除電が不均一となるという
欠点があった。

ｌ１五１順 本発明は上述の点に鑑み２上記の如き感光体および放電
器の問題を同時に解決して、良好な一定の連続繰返し画
像形成を可能とした画像形成装置を提供することを目的
とする。

１１立１１ 本発明によれば、放電手段と像露光手段とを有する画像
形成装置において、前記放電手段は、誘電体を挾んで、
誘導電極と放電電極を対向させ、該両電極間に交互電圧
を印加し、放電電極から放電を発生させる放電器を少な
くとも１つ有し、さらに、上記放電器の放電電極近傍に
発生した、正負のイオンのうち、正あるいは、負または
両方を選択的に感光体上へ導く方向に作用する電界を発
生させる手段と、連続画像形成中に、前記電界発生手段
による電界の強度、両電極間に印加する交互電圧のピー
ク・ピーク値および該交互電圧の周波数のうち、すくな
くともひとつを、初期値から飽和値まで画像形成回数に
伴って変化させ、さらに、初期値と飽和値との差すなわ
ち変化幅を感光体に関する条件によって変化させる制御
手段とを有する画像形成装置が提供されるので、良好な
一定の連続繰返し画像形成が可能となる。

１崖ｌ 第１図は、本発明の実施例による画像形成装置を電子写
真装置を例として示す、感光体ドラム１は、前述ＮＰプ
ロセス（特公昭４２−２３９１０号および特公昭４３−
２４７４８）に基づく電子写真方法で静電潜像な形成す
るために表面絶縁層を有するものであって、回転自在に
支持され、図中矢印Ｓ示す回転方向に回転する。その周
辺に。

前露光手段となるタングステンランプ等の光源１１、お
よび感光体上の残留電荷を消去する除電器１２が配置さ
れている０次いで、静電潜像形成のために一次帯電を施
す、放電器１３、および原画像露光手段１４による原画
像露光と同時に上記−次コロナ放電と逆極性のＤＣコロ
ナ放電、ＡＣコロナ放電、或はこれら両者を組合せたも
の等からなる二次コロナ放電を施す二次コロナ放電器１
５、及び全面露光用光源１６が配置されている。そして
、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像
装置１７、その現像画像を転写材２０に転写するための
転写コロナ放電器１８、更に転写後感光体上に残留する
現像剤を除去するクリーニング手段１９等が配置されて
いる。

放電器１３は、後述する電源３０および放電量制御回路
３１に接続されている。

上記感光体ドラム１としては、アルミニュウムシリンダ
上に銅をドープした硫化カドミウム及び結着樹脂から成
る感光層を設け、表面を絶縁性樹脂層としたものである
。

上記構成を有する電子写真装置により、画像コピーを得
るステップは以下如くである。

感光体ドラム１の矢印方向の回転に伴い、先ず前露光手
段１１で前露光を感光体に施すと共に除電器１２を作用
させて感光体上の残留電荷を除去する。

次いで後述する如き（第４Ａ図）、交互電圧電源２７お
よび直流バイアス電源２８を有する電源３０を介し、放
電量制御回路２８に接続された一次帯電用の放電器１３
で、感光体表面を一様に帯電させる。

次に感光体表面に原画像露光手段１４により原画像露光
を施しつつ６．５ｋｖの交流電圧を印加した二次コロナ
放電器１５でコロナ除電を行う。

次いで、全面露光用光源１６により感光体表面を一様に
照射して静電潜像形成が完了する。この様に形成された
静電潜像は、現像装置１７にて例えばスリーブ現像に・
より顕画化、すなわち現像される。そしてこの現像画像
に転写材２０を重ね、上記転写コロナ放電器１８で背面
から転写コロナを施す、そして転写終了後転写材を２０
をドラム１から分離して図示しない定着器で定着するこ
とによりコピーを得る。一方、転写終了後の感光体表面
上の残留現象剤はクリーニング手段１９で除去される。

そして感光体上に引続いて静電潜像を形成するに当って
は、前露光手段１１と除電器１２を作用させて、感光体
の光履歴および帯電履歴を消去する。

ところで、一般に感光体表面の電位は、繰返し画像形成
を行う場合、連続作成したコピ一枚数が増えるにつれて
上昇す′る傾向にあり、それにつれてコピー画像が順次
濃くなることは前述の通りである。そして、この傾向は
前述の従来の如き単純な調光方式や調流方式、すなわち
、画像形成の一様帯電の電流或いは画像露光の光強度を
連続コピー中に、たんに、順次変化させる方式では解消
しない。

第２図はこの傾向を本発明を用いない装置について図示
したものである。すなわち、第１図において、放電器１
３としてコロナ放電器を使用し、放電量制御回路３１に
よる制御を行なわない場合である。横軸は連続作成した
コピ一枚数及びそれに要した時間（秒）縦軸に中間調表
面電位（Ｖ）をとってそれらの間の関係を示す。

第２図において、○印は使用履歴のない即ち使用初期の
感光体で温度３５度℃及び相対温度２５％の雰囲気の場
合、Δ印は上記と同様な感光体で温度１０℃及び相対温
度１５％の雰囲気の場合、０印は３万枚コピー作成の使
用履歴を有する感光体で温度３５℃及び相対湿度８５％
の雰囲気の場合、ｘ印は上記と同様な感光体で温度３５
℃及び相対温度１５％の雰囲気の場合、を夫々表わして
いる。第２図かられかるように、連続作成したコピ一枚
数、従ってそれに要した時間、が増大するにつれ感光体
表面電位は上昇して次第に飽和するような変化を示し、
その変化の仕方は感光体の使用履歴及び雰囲気条件によ
り異る。

第３図は第２図の０、口、Δ及びＸ印の各場合について
感光体表面電位の変化の時定数（秒）を読み取り、これ
を縦軸に、電位変化巾（Ｖ）を横軸にとって、プロット
したものであって、第２図及び第３図から、連続コピー
作成において感光体表面電位の電位変化巾および該表面
電位の変化の時定数は感光体の仕様履歴及び雰囲気条件
により異り、電位変化巾が大きいほど感光体表面電位の
変化の時定数が長いことが見出される。

本発明の実施例による電子写真画像形成装置では、連続
コピー作成即ち連続繰返し画像形成を行うべく感光体上
に静電潜像を連続繰返し形成する場合、連続コピー作成
中その１枚目のコピー作成時の成る初期強度から始まっ
て連続コピー作成枚数の増大、即ち連続コピー作成時間
の増大につれて次第に成る飽和強度に飽和するような単
調に変化する放電強度を放電器１３に与え、上記初期強
度と飽和強度との差の絶対値即ち強度変化巾を感光体の
使用履歴、雰囲気条件、上記の連続コピー作成の開始前
に電子写真装置の休止していた時間などのうちのひとつ
またはそれ以上に依って可変的に設定し、上記の強度変
化の時定数を上記の強度変化巾に応じて可変的に設定し
て、これにより先にのべたような感光体の使用履歴、雰
囲気条件、連続作成コピ一枚数の増大等による感光体表
面電位の望ましくない変化、ひいてはそれによるコピー
画像濃度の望ましくない変化の補正を完全にして常に一
定の画質のコピーが得られるようにしたものである。

従来の立上り対策として提案されている一次帯電量の強
度の制御はコロナ帯電器に印加する高圧電圧あるいは、
コロナワイヤーへ流れる電流量を指数関数的に増大させ
ているが、欠点として感光体の抵抗や容量が環境や感光
体の履歴などにより変化した場合に感光体側に流れる電
流とシールド側に流れる電流の比率が変化し、感光体へ
の帯電が、ブリットなどイオン流の制御が必要となる。

しかしながら１本発明の放電器の場合には、コロナ帯電
器と異なり、シールド側へ流れる電流もなく放電電極に
印加された電圧によるグリッド効果により、感光帯へあ
電流量をコロナ帯電器と比べ容易に制御することが可能
である。すなわち電圧が印加された放電電極２３が感光
体１近傍に存在するために、この放電電極２３が通常の
コロナ帯電器の場合のグリッド電極の働きをする。した
がって、感光体１は放電電極２３に印加した電圧とほぼ
同電位になるまで帯電される。

次に、本発明の実施例における、−次帯電に用いる放電
器（第１図に１３で示す）の制御方法について第４図で
説明する。

第４Ａ図は、本発明の画像形成装置に用いる放電装置の
断面図である。１３は感光ドラムｌ、に対して配置され
た放電部材で、セラミック、ガラス等の誘電体２４、誘
導電極２２、放電電極２３、を有している。誘導電極２
２と放電電極２３の間には、交互電圧電源２７により交
互電圧が印加されている。

一方、感光ドラムｌは、導電体基体１−ｂ上に絶縁層を
有する光導電体１−ａからなる。

そして、導電体基体１−ｂと放電電極２３との間には、
直流バイアス電源２８より、直流電圧が印加されている
。この直流バイアス電源２８は制御回路３１により制御
される。

帯電方法としては、誘導電極２２と放電電極２３との間
へ交互電圧を印加することにより、放電電極２３周辺か
ら放電を起こさせ、十分な正・負イオンを発生させ、放
電電極２３と導電体基体１−ｂと間のバイアス電圧の印
加により、上記圧又は負イオンを選択的に抽出して絶縁
層表面を特定極性に、かつ所望の値に帯電させるもので
ある。

誘導電極２２と放電電極２３との間に印加する交互電圧
は必ずしもいわゆるＡＣ電圧でなくても矩形波電圧でも
パルス電圧でも良い。

以上の説明では、感光体ｌを帯電する場合について説明
したが、放電器を感光体ｌに近づければ直流バイアス電
源２８を必要とせずに感光体ｌを除電することができる
。したがって、この構成の放電器は１次帯電器のみに使
用したものとして本実施例では示されているが、他の帯
電器あるいは除電器もこの構成′とすることができる。

本実施例では感光体上にイオンを移動させる電界を発生
させる直流電圧を放電電極に印加する場合について述べ
たが、この電圧は誘導電極に印加してもよい。

また、電源２８は直流でも脈流でも、放電電極２３の近
傍に発生したイオンを感光体ｌの方向に引張れる電圧で
あれば良い。

この図中の交互電圧電源２７、直流バイアス電源２８は
、１組として第１図の電源３０に対応する。制御の直接
の対象は、バイアス電源２８によって感光体ｌと放電器
１３との間に形成される電界の強度、両電極間に印加す
る交互電圧のピーク・ピーク値および該交互電圧の周波
数のうち。

すくなくともひとつである。

第４Ｂ図は、周波数Ｆ＝　１０ＫＨｚ、ピーク・ピーク
値ＶＰｐ＝４．３ＫＶの交互電圧を放電電極２３に印加
した場合の、直流印加電圧と金属ドラム（接地）へ流れ
るイオン電流密度との関係を示したものである０図示の
ように、直流印加電圧の増加とともにイオン電流密度は
指数関数的に上昇する。

したがって、この直流印加電圧を制御することにより、
感光ドラムへの放電量、すなわち１成帯電電流Ｉ、を制
御することができる。

本実施例においては、正イオンを感光体上へ引っばる場
合について述べたが、本発明は、この実施例に限定され
るものでなく、負イオンあるいは正・負両方のイオンを
感光体上へ導く場合にも含まれる。

また、広範な環境条件下においても均一に放電する特性
から、放電電極周辺に安定して発生する交互電界の作用
により、荷電物体を反発し、放電電極表面への付着物を
払い落す作用があるため、従来、コロナ放電ワイヤーを
使用した場合のコロナ放電器の欠点であった放電電極の
表面汚れにょる放電ムラをなくすことができる利点もあ
る。

さらに、本実施例では、放電電極に印加する直流バイア
スの制御のみによる感光体への帯電量の制御について述
べたが、本発明の放電器は、コロナ帯電器と異なり、直
流バイアスのみでなく、放電極と誘電電極に印加する交
互電圧の周波数Ｆや強度Ｖｐｐ　（ピーク・ピーク値）
を変化させることによっても帯電量の制御が可能である
。

第４Ｃ図は、放電電極２３と誘電電極２２に印加する交
互電圧の周波数を１０ＫＨｚ、放電電極２３に印加する
直流電圧ＶＤＣ＝２ＫＶと一定にした状態で、ＶＰＰを
変化させたときの金属ドラム面へのイオン電流密度を示
したものである。

また、第４Ｄ図は、放電電極２３と誘電電極２２に印加
する交互電圧のＶｐｐ＝４ＫＶ、放電電極に印加する直
流電圧ＶＤＣ＝２ＫＶとして、周波数を０から２０ＫＨ
ｚ程度まで変化させたときの金属ドラム面へのイオン電
流密度を示したものである。

第４Ｃ図、第４Ｄ図から明らかなように１Ｍ導電極２２
と放電電極２３に印加する交互電圧の周波数Ｆあるいは
、強度ＶＰＰを変化させることにより、帯電量を制御す
ることも可能である。

なお、このような機能を行なう制御回路３１の具体的構
成は、本明細書の開示に基けば、当業者の通常の知識の
範囲に属する。

次に本発明方法の効果を説明する。

第１図中、２８は本発明の電子写真画像安定装置に基づ
き上述したような一次帯電の帯電強度を与えるように放
電器１３を制御するための放電量制御回路である。

第５図は上記のような放電量制御回路２８を備えた第１
図の電子写真装置において本発明の電子写真画像安定法
により、上述したような一次帯電の帯電強度を与えるよ
うに放電器１３の帯電強度を変化させた場合の例を示し
たものである。

この図は、縦軸に放電電極への直流印加電圧（Ｖ）をと
り、横軸に連続コピー作成枚数およびそれに対応する時
間（秒）をとって１両者の関係を示したものである。

図中、○、口、Δ、Ｘ印は第２図と対応する各場合を表
わしている０本発明の方法に基づき、放電量制御回路３
１をもって、第５図に示した形で放電電極への直流印加
電圧を指数関数的に変化していったときに第・１図の電
子写真装置で得られたコピーでは、濃度０．５の原稿に
対して、１枚目から１００枚目までいずれの雰囲気条件
、いずれの感光体に対しても濃度０．５の一定のコピー
画像から再現された。

一方、比較のために、放電電極２３への直流印加電圧の
変化の時定数を１２秒間一定とし他は、第５図と同一条
件で連続的にコピー作成を行った。そして得られたその
各々のコピー画像濃度を測定した結果、１枚目、１００
枚目のコピー濃度は同じであったが、ｌＯ枚目近辺のコ
ピーは立ち上がりｒｌｌ、（強度変化巾）が大きい場合
は、淡めで０．４になり、立ち上がり巾（強度変化巾）
が小さい場合には濃めで０．５５になった。これは時定
数を一定としたために、連続コピー形成中の感光体の表
面電位の変化との速度の不整合に依るものであることは
、第２図および第３図から容易に判る。

また、本発明は原画像露光強度を制御するいわゆる調光
との組合せ方式にも適用し得るものであり、さらに本発
明は詳述したＮＰ電子写真法に限らず、カールソン法等
、その他の電子写真法にも適用し得るものである。

１１立皇Ｊ 以上説明のごとく、本発明によれば、連続作成コピーの
枚数の増大、感光体の使用履歴、使用雰囲気条件、電子
写真装置の休止時間等による感光体表面電位の望ましく
ない変化、ひいてはそれによるコピー画像濃度の不所望
な変化を避けることができ、連続コピー作成において良
好な一定画質のコピーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による画像形成装置の断面図、 第２図は感光ドラムの表面電位の立上り変化を示すグラ
フ、 第３図は電位変化中と電位変化の時定数との関係の例を
示すグラフ。 第４Ａ図は１本発明に使用する放電器の断面図、 第４Ｂ図は、直流印加電圧とイオン電流密度との関係を
示すグラフ１、 第４Ｃ図は、ビーク拳ビーク値を変化させたときのイオ
ン電流密度を示すグラフ、 第４Ｄ図は、周波数を変化させたときのイオン電流密度
を示すグラフ、 第５図は、本発明の電圧制御の例を示す。 符号の説明 銹電体・・・や・２４、銹導電極・−争争２２放電電極
・・・・２３、放電器・・・・・１３感光体・・・争・
ｌ、　制御回路・・・・３１交互電圧電源・・２７、バ
イアス電源・−２８ＩＩ３　口 篇４Ａ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放電手段と像露光手段とを有する画像形成装置において
   、 前記放電手段は、誘電体を挾んで、誘導電極と放電電極
   を対向させ、該両電極間に交互電圧を印加し、放電電極
   から放電を発生させる放電器を少なくとも１つ有し、 さらに、上記放電器の放電電極近傍に発生した、正負の
   イオンのうち、正あるいは、負または両方を選択的に感
   光体上へ導く方向に作用する電界を発生させる手段と 連続画像形成中に、前記電界発生手段による電界の強度
   、両電極間に印加する交互電圧のピーク・ピーク値およ
   び該交互電圧の周波数のうち、すくなくともひとつを、
   初期値から飽和値まで画像形成回数に伴って変化させ、
   さらに、初期値と飽和値との差を感光体に関する条件に
   よって変化させる制御手段とを有することを特徴とする
   画像形成装置。