JPS6136782A - 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】 支１公芳 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、」−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、感光体上に潜像を繰返し連続形成をする電子写真装
置における、画像形成の安定化に関する。

ｉ１丑ｊ 従来から、帯電・像露光・現像のプロセスによるカール
ソン江、あるいは、−成帯電、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続く健消去の履歴
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ｔ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、特に連続形成される画像が、
最初淡い濃度から次第に濃くなっていく現象（以下立上
り現象と称す）が見られた。

又時として、上記とは逆に最初濃い濃度から次第に淡く
なっていく現象（以下立下り現象と称す）も見られた。

この様な現象に対して、従来、各潜像形成時の光像露光
量を調整したり、各潜像形成に先立ち感光体表面を露光
する前震先々源の光量を調整したり、或は、潜像形成の
為の感光体帯電電圧を調整することが行われていた。

然るに、これらの調整を各連続画像形成毎に、−律に行
っても必ずしも良好な結果を得るものではなく、環境条
件（特に湿度）の変化に対し一律な調整では良質均一な
画像を得難かった。

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（７）’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。

え見立１］ 未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。

Ｌ１立１ｊ 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１−へ導く方向に作用する電界を
発生させる手段と、感光体の近傍の湿度を検出して、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。

えム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０図においてｌは特公昭４２
−２３９１０号および特公昭４３−２４７４８公報に開
示のある３層構成の感光体をドラム状に形成した感光体
ドラムで図示していない駆動手段により矢印の方向に回
転駆動されている。感光体ドラム１を先ず前露光手段で
露光する。放電器２（詳細は後述）により、感光ドラム
ｌの表面を一様に正極性に帯電する。更に像露光を受け
ると同時にＡＣコロナ放電又はこの１次放電と逆極性の
コロナ放電を発生する２次コロナ放電器３により除電又
は逆帯電し、更にランプ４に感光体ドラムｌの前面を均
一に露光することにより、上記像露光による光像に対応
した高コントラストの静電潜像が感光体表面に得られる
。こうして得られた静電潜像は現像器５で顕画化され、
この顕画像は転写用放電器６によって転写紙７に転写さ
れる。その後、転写紙７上の顕画像は図示されていない
定着器によって定着される。一方、感光体ドラム１はク
リーニング手段８によってその表面上の残留トナーが拭
い去られる。そして再び感光体上に画像形成する前に、
感光体の光履歴・帯電履歴を消去するために、前露光手
段と除電用放電器９を作用させる０図中、１０は前露光
用の光源ランプを示す、感光体の近傍には湿度検出手段
１２か設けられ、この検出手段の出力は放電器２の電源
制御部１３において信号変換器１４により制御信号に変
換され、更に放電駆動回路１５の出力により放電器２の
放電量を変化させる。この放電量の制御方法は後述する
。これによって、放電器２の放電量が自動的に変化させ
ることが可能となる。原稿１７は原稿照明用ランプ１６
によって照射され、図示しない光学系を介して、原稿１
７の像が感光体上に露光される。

上記実施例に用いた感光ドラムにおける。上記の立ち上
り量は湿度変化に大きく依存するものの、上記補正によ
って、極めて良好な画像を得ることが出来る。

立ち上り量が湿度変化に対し大きく依存することを示す
一例が第２Ａ図および第２Ｂ図である。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、同一感光体について、いず
れもコピー終了後、次のコピー開始迄の休止時間を一時
間とし、第２Ａ図では湿度が２０％、第２Ｂ図では６０
％とした場合の潜像電位の立ちＬりの様子を示すもので
ある。尚１周囲源度は２５℃である。

両図より、第２Ａ図（低湿時）の場合の立ち上り量が第
２Ｂ図の湿度条件時に比較して大きいことが理解される
。

第３図は中間調部電位Ｖ、Ｈ，Ｔの立ち上り量（コピー
５０枚目と１枚目の電位差）と湿度との関係を示す（温
度２０℃）、これらの図より明らかな様に、立ち上り量
は低湿では大きく高湿では小さい。

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２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。２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２
３、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、感光トラム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は第１図の放電駆動回路１
５内含まれ、信号変換器１４の出力により制御される。

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１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１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次帯電塁のみに使
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。

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図の放電駆動回路１５内に含まれ、湿
度検知器の出力にしたがって信号変換＄１４の出力によ
って制御される。制御の直接の対象はバイアス電源２８
による感光体ｌと放電部材２どの間の電界の強度、両電
極間に印加する交ＴＩ：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１．すくなくともひとつであ
る。

第４Ｂ図は、周波数Ｆ＝　ｌ　０ＫＨｚ、ビーク拳ビー
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Ｈ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音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ｔへ引っばる場
合について述べたが１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。

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く、印加電圧
はこの方向にイオンを移動させるものであれば、直流に
限られることはなく、脈流でもよい。

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。す
なわち、従来のように、立上り対策としてコロナ放電器
に印加する電圧あるいはコロナワイヤへ流れる電流を制
御して、これらを指数関数的に増加させても、感光体の
抵抗や容量が環境条件の変化や感光体の履歴によって変
化した場合には、コロナワイヤから感光体に流れる電流
とシールドに流れる電流の比率が変化する。この問題の
解決のために、グリッドなどのイオン流制御手段を設け
られているが、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
ｌ近傍に存在するために、この放電電極２３が通常のコ
ロ゛す帯電器の場合のグリッド電極の働きをする。した
がって１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。

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（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Ｏ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、誘導電極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電源制御部１３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５Ａ〜５Ｄ図は、本発明方法の場合と比較の為に画像
露光用光源の調光中を一定とした場合で対比したもので
ある。

第５Ａ〜５０図は、１次帯電器として、第４Ａ図の構成
の放電器を用い、感光体上の一次帯電量を複写開始時に
Ｆ＝　１０ＫＨｚ、ｖｐ−Ｐ＝４゜３Ｋｖ（ＤＣ成分１
ｋｖ）、その後の電圧を複写回数とともに指数関数的に
減少させ、１０枚目以降はＦ＝１０ＫＨｚ、Ｖｐ−ｐ＝
４．３Ｋｖ　（ＤＣ成分８００　ｖ）になるように調圧
した。この調圧条件を一定として、湿度が２０％、６０
％および８５％の各場合の立ち上り様子が、第５Ａ図、
第５Ｂ図および第５Ｃ図にそれぞれ示されている０図に
おいて、休止時間は１５分、温度は２５℃で、その他条
件も含めてすべて同一とした０図より明らかな様に、湿
度６０％の環境では、立ち上り量は適切に補正されたが
、２０％の環境では、まだ立ち上りがあり、８５％の環
境では逆に立ち下りとなり、いずれも画質が不均一とな
った。

第５Ｄ図は本発明方法の場合で、感光ドラム近傍に湿度
検出手段により湿度４０％以下では調圧巾１００ｖ、４
０〜８０％では、調圧ｍ８０ｖ。

８０％以上では調光中４０ｖとなるように制御−作動さ
せたところ湿度２０％、６０％、８５％の各環境でいず
れも第５Ｄ図の様になり適切に補正され、形成された各
コピーの画質も均一なものであった。

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 先１立Ａ】 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、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２Ａ図、第２Ｂ図は異る湿度における感光体の立ち上
り特性を示すグラフ、 第３図は中間調電位の湿度変化に対する特性を示すグラ
フ、 第４Ａ図は、采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、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。 ｗｔＪ５Ａ〜５Ｄ図は、比較例と本発明の立ち上り特性
を示すグラフで第５Ａ〜５０図は比較例の場合、第５Ｄ
図は本発明の場合である。 符号の説明 誘電体・争・・・２４ 誘導電極争・ψ会２２ 放電電極・・―ゆ２３ 放電器・・・・＠２ 感光体・・・・・ｌ 電界発生１段・・２８ 検出り段・・・・１２ 第１図 第２Ａ図 ２５’Ｃ２０°ん 第３　図 和文：ｊシπ、喰　（０ん） 第４Ａ図 第４Ｂ図 ｄｉ　流ｔｌ’１７１［］　ｔ　Ｅ　　Ｖｏｃ　（Ｖ）
第４Ｃ図 ■ＰＰ　　（に■） 第４Ｄ図 周′；皮数　ｆ　（にＨ２） 第５Ａ図 ２５°Ｃ２０’ん コσ−オｚ数 第５Ｂ図 ２５°Ｃ６０°１０ フ仁−ネ欠を虻 第５Ｃ図 ２５°Ｃ８０’／。 コ仁−孜を父 第５Ｄ図 コご一枚数

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 感光体の近傍の湿度を検出して、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。