JPS6136781A - 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】 胤亙血１ 未発Ｉｌｌ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、現像や転写後、上記感光体
を繰り返し利用する電子写真装置に関する。

径ＩＪＬ烏 従来から、帯電◆像露光会規像のプロセスによるカール
ソン法、あるいは、−次帯電、像露光同時２次帯電、現
像のプロセスにより像形成を行なういわゆるＮＰ法など
の画像形成装置において、感光体をくり返し使用する際
、感光体が前回の像形成およびそれに統〈像消去の履歴
を受けて、前回の画像と全く同レベルの画像が得られな
い問題がある。感光体りの表面電位を観測すると前回の
残留電荷により像形成の第一ステップである一様帯電の
直前の表面電位が異なり、順次形成される画像の濃度が
増加する傾向（この場合を以下、立ち上りという）或い
は減少する傾向（この場合を以下、立ち下りという）が
あった。

この様な連続形成する画像間の濃度差を解消するために
、画像形成の一様帯電の電流或いは画像露光の光強度を
連続コピー中に順次変化させる方式が従来実施されてい
る。前者を調流方式、後者を調光方式と称する。

ところが、上記従来の調流方式或いは調光方式では感光
体の使用雰囲気温度・湿度ｅ休止時間・長期的使用回数
によって立ち上り（立ち下り）の程度が複雑に変化する
ことに充分対応できなかった。

即ち、上記の要因は各々独立の要因となるために実際に
画像形成装置を使用する場合には一定の変化方法による
調流・調光方式では完全には対応できないわけである。

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感光
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。

１１立１通 本発明は上述の点に鑑み、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。

光」ＬΩ」Ｌ景 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、舖電体を挾んで、
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、感光体の表面電位を検出して、その検出値に基づ
いて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、画像形成
を安定化することができる。

１竃１ 以下本発明の好適実施例について図面とともに説明する
。

第１図は、本発明の画像形成装置を電子写真複写機を例
としてを示す概略図である。感光体ｌは特公昭４２−２
３９１０および特公昭４３−２４７４８号公報に記載の
ように、表面絶縁層を有し、軸１ａによて装置本体（不
図示）回転自在に支持されている。この感光体１の周囲
には前露光手段となるタングステンランプ等の光源１１
、感光体上の残留電荷を消去する除電器１２、潜像形成
のために一次コロナ放電を施す本発明に基づく放電器１
３、原画像露光手段１４による光像露光と同時に上記−
次コロナ放電と逆極性成分を有する例えばＡＣコロナ放
電或いは一次と逆極性ＤＣコロナ放電或いは両者を組合
せたもの等の二次コロナ放電器１５、全面露光源１６．
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、その現像像を転写材２０に転写するためのコロ
ナ転写放電器１８．、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。

上記感光体としては、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を用いたもので
ある。

上記構成装置により、画像を得るステップは以下の如く
である。

まず、感光体表面を前露光手段１１で露光しながら除電
器１２で残留電荷を消去した後、後述する電源（３４）
を介し、放電最制御回路（３３）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０
次いでその感光体表面に後で詳述する条件の光像露光を
施しつつ６５ＫＶの交ｌＪＨ電圧を印加した二次コロナ
放電器１５でコロナ除電を施す９次いで全面露光源１６
により感光体表面を一様照射して潜像形成ステップを終
了する。

この様に形成された静電潜像は、例えばスリーブ現像に
より顕画化する。そしてこの現像像に転写材を重ね、上
記転写コロナ放電器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分離して、図示しない定着器で定
着しコピーを供する一方転写終了後の感光体表面の残留
現像剤はクリーニング手段１９で除去される。

第２図は、上記画像形成装置における感光体を繰り返し
使用した場合、その感光体の表面電位がコピ一枚数に対
応して変化する状態を示すもので、横軸にコピ一枚数、
縦軸に感光体の表面電位（Ｖ）をとった相関図である。

第２図中２ａ、２ｂ、２ｃは原画像露光手段としてのラ
ンプ１４で照射された原稿３１からの反射光像の各原画
像濃度暗部、中間調部、明部に対する全面霧光後の感光
体表面電位を示す曲線である。いずれの場合もコピ一枚
数に応じて表面電位が上昇しているから、当然形成画像
も薄いものから濃いものへと変化することになる。

そこで１本発明は感光体上に繰返し静電潜像を形成する
際、原画像露光以外の期間に形成潜像の暗部、又は明部
電位を測定し、その信号によって次の形成潜像の暗′部
電位、明部電位および、中間調電位を所定値とする如く
制御するものである。

次に、画像安定法について説明する。

第１図において、２次帯電器１５の下流に電位センサー
２が設けられ、感光体ｌ上の潜像電位を検知する。この
電位センサー２は、原稿露光用のランプを消した状態で
の感光体の潜像電位と、白色原稿に相当する潜像の電位
をそれぞれ測定し、予め設定された電位曲線にもとづく
、潜像を感光体上に形成するため、この測定値が制御部
３にフィードバックされる。すなわち、制御部３では、
上記測定値に基づいて、本発明の放電器１３．２次帯電
器１５に印加する電圧を変化させ、所定電位を持つ潜像
を感光体１上に形成するようにする。

上記二次帯電器１５に対する印加電圧は制御部３により
行ない、−次帯電用の放電器１３の放電量の制御は制御
部３からの出力により、後述する放電量制御回路３３に
よって行なわれる。

この制御は、画像形成プロセスに先立って行なわれるが
、その制御動作を第３図のフローチャート図に従って説
明する。

まず、電位制御がスタートすると（ステップ５１）、感
光ドラムｌの前回転によりステップ５２において、残留
電位の除去が行なわれる。

続いて、ステップ５３に進み、初期値の帯電電流および
初期値の原稿照明ランプ電圧で、図示されてない原稿台
近傍の標準白色板３２が、露光される。これによる静電
潜像が感光ドラムｌ上に形成され、電位センサー２が感
光ドラムｌの感光体表面における明部電位ＶＬを検出し
て、その検出（８号を制御部３に供給する。

この検出された明部電位ＶＬと明部電位の目標値ＶＬＯ
ト（７）ｆｉ　ｌ　ＶＬ−ＶＬＯＩが、許容誤差ｃ１内
であるか否か判定する（ステップ５４）、否定判定なら
ば、二次帯電器１５（接続されている高圧トランスは、
定電圧特性を有する）の二次帯電電圧ｖ２を、制御式Δ
ｖ２＝ΔδＶＬに従って制御する（ステップ５５）、そ
してステップ５３に復帰して、その動作゛を繰り返す、
ステップ５５で制御された二次帯電電圧Ｖ２によって再
度得られる明部電位ｖＬが、許容誤差ｃｌ内になって、
その目標値ＶＬＯに収束するまで、ステップ５３．５４
．５５における動作が繰返さ□れる。許容差ｃｌ内とな
って、ステップ５４において肯定判定となれば、次のス
テップへと進む。

このステップでは、原稿照明ランプ１４を消灯して、原
稿露光がないまま感光ドラム１を回転させる。

感光ドラム１の感光体表面の表面電位は、暗部電位ｖＯ
となるから、この暗部電位ｖ□を電位センサー２によっ
て検出して測定する（ステップ５６）、この測定された
暗部電位ｖ□とその目標値■ＤＯとの差が許容差Ｃ２内
であるか、否か判定する（ステップ５７）、この判定が
否定であれば、−成帯電器１３（この場合は、本発明に
基づく放電器、この放電器の制御方法は後述する）の−
成帯電電’ＩＲＩ　ｓを制御式ΔＩ、＝αＶＯに従って
制御する（ステップ５８）。しかる後、ステップ５６に
戻って動作を繰り返す、暗部電位７口がその目標値７口
０に許容誤差Ｃｔ内に収束すると、ステップ５７での判
定は肯定となりループを抜は出して、次の動作に移る。

原稿照明ランプ１４をあらかじめ設定された中間電圧の
ハロゲン電圧ＶＨＬで点灯し、原稿露光量を標準光量と
し、標準白色板３２を照らす、このような、光量の下で
感光ドラムを回転させて、その感光体表面を露光する。

感光体表面の電位は、中間濃度部電位ＶＨ丁となり、こ
の電位ＶＨＴを電位センサー２で測定する（ステップ５
９）、この測定された中間濃度部電位ＶＨＴとその目標
値との差ｌ　Ｖ）ＩＴ−Ｖ）ＩＴＯｌが許容誤差Ｃ４内
であるか否か判定する（ステップ６０）、もし否定判定
ならば、原稿照明ランプ１４を点灯するハロゲン電圧Ｖ
）ＩＬを制御式ΔＶＨＬ＝γΔＶＨＬに従って制御する
（ステップ６１）０次いで、ステップ５９にもどり、ル
ープ動作を繰り返す、中間濃度部電位ＶＨＬがその目標
値Ｖ　ＨＬＯの許容誤差Ｃ４内に収束すると、ステップ
６０に・て肯定判定となりループを抜は出す。

このような動作によって５−成帯電電流■１、二次帯電
器への印加電圧ｖ２および、ハロゲン電圧ＶＨＬが制御
設定され、電位制御動作は終了する。

なお、ステップ５３．５９での明部電位ＶＬおよび中間
濃度部電位ＶＨＴの測定は、標準白色板３２を原稿照明
ランプ１４によって、照射した状態で、通常のコピ一時
と同じ速度で回転する感光ドラムを露光して行なわれる
。　ＶＤは原稿証明ランプ１４を消灯した状態で測定さ
れる。

また各制御式の係数δ、α、γは、それぞれの関係式に
よる関数の傾きを示すもので、当業者によって適宜決定
される。

次に、本発明の実施例における、−成帯電に用いる放電
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２２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−す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Ｅ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３４に対応し、制御回路３１
は第１図の制御部３内にあって、これを制御する。制御
の直接の対象は、バイアス電源２８によって感光体１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ビーク・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、ビーク・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成帯電電流工１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。

従来の電位制御に用いられているコロナ帯電器の欠点と
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するという問題がある。

このように、感光体の特性の変化により感光体側へ流れ
る電流量が変化した場合には、第３図で述べた、電位制
御式ΔＶ２＝δΔ■し、ΔＩｌ＝αΔＶ口において、感
光体の履歴前に決定した係数係数δ、αによって、２次
帯電量および１次帯電量を変化させても、δ、αが履歴
後にとるべき係数δ′、α′と一致していないために、
ステップ５３〜５５および、ステップ５６〜５８で電位
制御を行なっても、ＩＶＬ−ＶＬＯＩおよび１■ローＶ
ＤＯＩが許容誤差Ｃ，，Ｃ２内収束することなく、発散
する不都合が発生しやすかった。しかしながら、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
側へ流れる電流がないために、実測においても、コロナ
帯電器によって生じた係数δ、αの変化は生ぜず、感光
体の履歴にかかわりなく、電位ＶＱ、ＶＨ丁、Ｖｔ、は
収束する。

従来のコロナ放電器では上記問題の解決のために、グリ
ッドなどのイオン流制御手段を設けていたが本発明では
放電電極に印加された電圧によるグリッド効果により、
グリッドを特別に設けることなく、感光体への電流量を
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ｌ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 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
表面汚れによ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（ビーク・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１ＯＫＨｚ、放電電極２３に印加する
直流電圧ＶＤＧ＝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１周波数をＯから２０Ｋ）
（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、＃ｓ導電極２
２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。

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 ｌ豆立皇Ｊ 以上詳述した如く、本発明によれば、使用履歴により特
性変化が生ずる感光体に対して画像濃度調整が適切に行
なわれ、広範な種類の原稿に対しても地力ブリのない画
像を提供することができる共に、コントラストを所期の
状態に保持することが可能である。

【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図は電位制御動作のフローチャート第４Ａ図は、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、 第４Ｃ図は、ビーク争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５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、 符号の説明 誘電体・・・ψ・２４ 誘導電極φ・番中２２ 放電電極φ拳・−２３ 放電器Ｑφφ會拳１３ 感光体争争φ・・ｌ 電界発生手段ｅ・２８ 検出手段や・・・２ １１１図 ｍ２　　■ コご−牧数 第３図 第４Ａ因 １貴 第４８ｍ？１ ａ流ｔｒａ２Ｘ７を圧　Ｖｏｃ（Ｖ） 第４Ｃ図 ＶＰＰ（ｋＶ）

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 感光体の表面電位を検出して、その検出値に基づいて前
   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。