JP2532458Y2 - 画像形成装置の画質安定化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装
置に用いられる画質安定化装置に関する。

［従来の技術］ 従来、上記電子写真複写機等においては、感光体ドラ
ムを一様に帯電した後、原稿の画像を露光して第10図に
示すように静電潜像を形成する。同図において、Vdは露
光されない画像部の電位（暗部電位）を、Viは露光され
た背景部の電位（明部電位）をそれぞれ示している。そ
して、上記のごとく感光体ドラムの表面に形成された静
電潜像を、現像器によって現像する。その際、現像器の
現像スリーブに、第10図に示すように、一定の現像バイ
アスBsを印加する。その後、現像されたトナー像の転写
・定着工程を経て、原稿の画像の複写等を行なうように
なっている。

ところで、上記感光体ドラムを用いて原稿の画像の複
写等を繰返し行なうと、感光体ドラムの一様帯電による
暗部電位Ａと、画像が露光された部分の明部電位Ｂが、
第11図に示すように、感光体ドラムの電気特性の変化に
よって徐々に低下する。そのため、現像器の現像スリー
ブに一定の現像バイアスBsを印加した場合と、１〜10サ
イクルの初期状態においては、感光体ドラムの電気特性
が良好であるため、感光体ドラムの明部電位viが現像バ
イアスBsよりも高くなってしまい、明部電位viである地
肌部が現像されてカブリを発生するという問題点があっ
た。

また、複写サイクルが1000サイクル程度に達すると、
感光体ドラムの疲労等によって暗部電位Vdが低下し、現
像バイアスVsとの電位差が初期状態の半分程度になる。
そのため、現像される画像の濃度が低下し、複写画像の
濃度が低下するという問題点があった。

さらに、感光体ドラムによる複写動作を一時休止する
と、感光体ドラムの電気的特性が回復するすなわち感光
体ドラムの明部電位及び暗部電位ともに上昇することが
知られているが、こうした場合も、休止前と休止後とで
画質が大幅に変化してかかる問題点を解決し得る技術と
しては、特開昭53-115231号公報や特開平01-107271号公
報等に係る電子写真複写機における感光体疲労補正方法
等がすでに提案されている。上記特開昭53-115231号公
報や特開平01-107271号公報には、感光体の疲労要因と
なるプリント枚数等をカウントして露光量や現像バイア
ス電圧等を変えること、更に特開昭53-115231号公報に
は、感光体の疲労要因だけでなく複写停止時間等の疲労
回復要因をも加味して制御するように構成したものがあ
る。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、上記提案に係る電子写真複写機における感光
体疲労補正方向等の場合には、画像形成動作開始後の感
光体の帯電電位の変動等に起因する画質欠陥の発生防止
に対して、ある程度効果があるものの、画像形成装置が
高湿環境下等に長時間放置された場合におけるトライボ
フリートナーの発生に起因する画質欠陥の発生を防止す
ることができないという問題点があった。

すなわち、画像形成装置が高湿環境下等に長時間放置
された場合には、現像器内のトナーの帯電量が自然放電
によって低下し、所謂トライボフリートナーとなる。そ
のため、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像器
によって現像する際に、トライボフリートナーが感光体
ドラムの背景部に、感光体ドラムとの接触によるファン
デアワールス力によって付着する。しかし、この感光体
ドラムの表面に付着したトライボフリートナーは、電荷
を有していないため、転写帯電器の帯電によって記録用
紙上に転写されることはなく、記録用紙に付着して背景
部にかぶりが生じることはない。

しかし、転写効率を上げるため、転写部の前に、感光
体ドラム上のトナー像を帯電させる転写前帯電器を設け
た場合には、感光体ドラムの表面に付着したトライボフ
リートナーは、転写前帯電器の帯電によって、本来のト
ナー像が有する極性と同極性の電荷を付与される。その
ため、感光体ドラムの表面に付着したトライボフリート
ナーは、転写帯電器の帯電によって記録用紙側に転写さ
れ、記録用紙上に背景部のかぶりが生じるという問題点
があった。

［課題を解決するための手段］ そこで、この考案は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、ト
ライボフリートナーが発生する状況下において、トライ
ボフリートナー付着による背景部の汚れを防止すること
ができるとともに、それ以外の場合にはトナー像の転写
効率を上げて画像形成を行うことができる画像形成装置
の画質安定化装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載の考案は、一様に帯電され
た感光体上に原稿の画像を露光して静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像し、現像した像を転写前帯電器によ
り帯電して画像の形成を行う画像形成装置において、当
該画像形成装置の電源投入直後一定時間だけ前記転写前
帯電器の動作を停止する制御手段を設けるように構成し
たものである。

また、請求項２に記載の考案は、請求項１記載の画像
形成装置の画質安定化装置において、前記制御手段は、
画像形成装置のコピーボタン操作後最初の所定枚数の画
像形成時には前記転写前帯電器の動作を停止するように
構成したものである。

さらに、請求項３に記載の考案は、請求項１記載の画
像形成装置の画質安定化装置において、前記制御手段
は、画像形成装置の休止時間に応じて前記転写前帯電器
の停止動作を制御するように構成したものである。

また更に、請求項４に記載の考案は、一様に帯電され
た感光体上に原稿の画像を露光して静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像し、現像した像を転写前帯電器によ
り帯電して画像の形成を行う画像形成装置において、当
該画像形成装置の電源投入直後の画像形成装置内の湿度
を検出し、検出湿度が所定値以上の場合に前記転写前帯
電器の動作を電源投入直後一定時間だけ停止する制御手
段を設けるように構成したものである。

［作用］ この発明においては、画像形成装置の電源投入直後一
定時間だけ、制御手段によって転写前帯電器の動作を停
止するように制御するので、トライボフリートナーが発
生する状況下では、現像時に背景部に付着したトライボ
フリートナーが記録用紙上に転写されないので、トライ
ボフリートナー付着による背景部の汚れを防止すること
ができると共に、それ以外の場合にはトナー像の転写効
率を上げて画像形成を行うことができる。

［実施例］ 以下にこの考案を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図はこの考案に係る画像形成装置における画質安
定化装置を適用し得る画像形成装置を示すものである。
図において、１は画像の書込みを行なう画像露光を示し
ており、この画像露光１は、図示しない原稿の画像を光
源によって照明し、その反射光をミラー及びレンズを解
して感光体ドラム２上に露光するものでも、あるいは画
像信号に応じてレーザービームによって画像を露光する
ものなどでも良い。

上記感光体ドラム２の表面は、画像露光１の画像露光
に先立って、一次帯電器３によって正又は負の極性の所
定の電圧に一様に帯電され、画像露光１によって、感光
体ドラム２の表面には、静電潜像が形成される。上記画
像露光１は、画像以外の部分すなわち背景部に光を照射
するバックグラウンド露光となっている。

上記感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は、
現像器４によって現像され、帯電極性と逆の極性を持つ
現像剤による可視像となる。この現像器４としては、例
えばトナーとキャリアの２成分からなる現像剤を用いた
ものが使用される。その際、現像器４の現像スリーブ５
には、所定の現像バイアスが印加される。

感光体ドラム２上に現像されたトナー像は、転写前帯
電器６によってトナーの本来の帯電極性と同極性の帯電
を受ける。そして、トナー像は、その電荷が増加して次
の転写工程での転写効率が高められるとともに、感光体
ドラム２の表面電位は低下される。

次に、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像
は、転写帯電器７の帯電によって、感光体ドラム２の表
面へと所定のタイミングで搬送される図示しない記録用
紙上へ転写された後、このトナー像が転写された記録用
紙は、分離帯電器８の帯電によって感光体ドラム２から
分離される。その後、トナー像が転写された記録用紙
は、図示しない定着器によって転写され、装置の外部へ
排出される。

なお、記録用紙が分離された感光体ドラム２は、クリ
ーナー９によって残留トナーや紙粉等が除去された後、
除電ランプ10によって一様に露光されて、残留電荷が消
去され、次の画像形成サイクルに備える。

ところで、この参考例に係る画像安定化装置では、上
記現像器の現像バイアスを画像形成状態に応じて調整す
る制御手段を備えている。

第３図はこの参考例の制御回路を示すものである。図
において、11は画像形成装置の電源スイッチ、12は画像
形成動作を開始するためのコピーボタン、13は電源投入
時からのコピーサイクルを積算してカウントするサイク
ルカウンタである。なお、このサイクルカウンタ13は、
感光体ドラム２の回転数を検出して積算するサイクルカ
ウンタでも良い。このサイクルカウンタ13は、感光体ド
ラム２の特性等の必要に応じて、感光体ドラム２が使用
されてからのトータルの感光体ドラム２の回転数を検出
するようにしても良い。

14は上記サイクルカウンタ13の計算値に応じて、予め
ROM15に記憶されたプログラムに基づいて現像器の現像
バイアス値を制御するためのCPUであり、このCPU14とし
ては、画像形成装置が本来備えているものをそのまま使
用しても勿論良い。16は、CPU14からの信号に基づい
て、現像器４の現像スリーブ５に所定の現像バイアスを
印加するための高圧電源である。

以上の構成において、この参考例に係る画像形成装置
の画質安定化装置では、次のようにして形成される画像
の画質の安定化が行なわれる。すなわち、画像の形成を
行なうには、感光体ドラム２を一次帯電器３によって一
様な電位Vdに帯電した後、画像露光１によって感光体ド
ラム２上に画像の書込みを行ない、露光された部分の明
部電位がViとなる静電潜像を形成する。

次に、上記感光体ドラム２の表面に形成された静電潜
像を現像器４によって現像する。その際、現像器４の現
像スリーブ５には、高圧電源16によって現像バイアスBs
が印加される。

ところが、感光体ドラム２上の現像すべき静電潜像の
明部電位Vi及び暗部電位Vdは、感光体ドラム２の繰返し
の使用による電気特性の変化に伴って、第１図に示すよ
うに変化する。そのため、現像バイアスBsが一定値の場
合には、感光体ドラム２の電気特性の変化に伴って、画
像のカブリや画像濃度の低下等が発生する。

そのため、CPU14は、第４図に示すように、電源スイ
ッチ11が投入されると、ROM15に記憶されたプログラム
に基づいて高圧電源16に信号を送り、現像バイアスBsの
設定を所定数だけアップする（ステップ１）。次に、CP
U14は、サイクルカウンタ13からの計数値に基づいて、
所定枚数のコピー動作毎に現像バイアスBsの設定値を１
つずつ低下させるように、高圧電源16に信号を送る（ス
テップ２）。

こうすることによって、CPU14は、サイクルカウンタ1
3の計数値に基づいてROMに予め記憶された値に従って現
像器４の現像バイアス値Bsを、第１図に示すように、変
化させる。そのため、現像器４の現像バイアスBsが、感
光体ドラム２の明部電位Viより低くなることがないの
で、感光体ドラム２の地肌部分にカブリが発生するのを
防止することができる。また、現像器４の現像バイアス
Bsと感光体ドラム２の暗部電位Vdとの電位差が、第１図
に示すように、常に所定の値に保たれるので、画像の濃
度が不本意に低下したりすることがない。

このように、画像形成サイクルに応じて制御手段によ
って現像器４の現像スリーブ５に印加される現像バイア
スBsを調整するようにしたので、常に良好な画質の画像
を形成することができる。

また、画像形成動作を途中で休止した場合には、第５
図に示すように、感光体ドラム２の電気的特性が回復す
るため、CPU14は、コピーボタン12が押されてから次に
コピーボタン12が押されるまでの時間すなわち休止時間
を、内部のソフトウエアータイマ等によって検知して、
上記休止時間が所定時間以上になった場合には、CPU14
は、高圧電源16に信号を送り、現像バイアスBsを第５図
に示すように所定量だけ高く設定するように制御する。

こうすることによって、感光体ドラム２による画像形
成動作の休止によって、感光体ドラム２の電気的特性が
回復した場合でも、現像バイアスの値を制御して常に良
好な状態で、画像を形成することができる。

なお、上記現像バイアスの補正値は、休止時間に応じ
て変更することによって、感光体ドラム２の電気的特性
の回復状態に応じた制御が可能となる。

第６図はこの考案の他の参考例を示すものであり、前
記参考例と同一の部分には同一の符号を付して説明する
と、この参考例では、画像形成サイクルに応じて現像バ
イアスを制御するのではなく、感光体ドラムの露光量を
制御するようになっている。

第７図の制御回路において、20は画像露光１を行なう
光源を駆動する駆動電源であり、この駆動電源20は、CP
U14からの信号に基づいて制御される。

そして、CPU14は、サイクルカウンタ13あるいはコピ
ーボタン12からの信号に応じて、画像露光１を行なう光
源の駆動電圧を第６図のＣに示すように変化させる。こ
うすることによって、感光体ドラム２の明部電位Viは、
常に現像バイアスBsより低くなるので、感光体ドラム２
の明部電位Vi部分である背景部にトナーが付着し、カブ
リ等が発生することがない。

第８図はこの考案の一実施例を示すものであり、前記
参考例と同一の部分には同一の符号を付して説明する
と、この実施例では、画像形成装置の電源投入直後一定
期間だけ、転写前帯電器の動作を停止させるように構成
されている。

すなわち、感光体ドラム２上に形成された静電潜像を
現像する現像器４として、トナーとキャリアからなる２
成分現像剤を用いる現像器を使用した場合には、トナー
とキャリアをミキシングすることによって、トナーを摩
擦帯電（トライボ）させ、この所定の極性に帯電したト
ナーを用いて感光体ドラム２上に形成された静電潜像を
現像するようになっている。しかし、画像形成装置が高
湿環境下に長時間放置される（例えば高湿度環境下にお
ける夜間）と、現像器４内のトナーの帯電量が自然放電
によって低下し、所謂トライボフリートナーとなる。そ
のため、感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像
器４によって現像する際に、トライボフリートナーが感
光体ドラム２の背景部に、感光体ドラム２との接触によ
るファンデアワールス力によって付着する。しかし、こ
の感光体ドラム２の表面に付着したトライボフリートナ
ーは、電荷を有していないため、転写帯電器７の帯電に
よって記録用紙上に転写されることはなく、記録用紙に
付着して背景部にカブリが生じることはない。

しかし、転写効率を上げるため、転写部の前に、感光
体ドラム２上のトナー像を帯電させる転写前帯電器６を
設けた場合には、感光体ドラム２の表面に付着したトラ
イボフリートナーは、転写前帯電器６の帯電によって、
本来のトナー像が有する極性と同極性の電荷を付与され
る。そのため、感光体ドラム２の表面に付着したトライ
ボフリートナーは、転写帯電器７の帯電によって記録用
紙側に転写され、記録用紙上に背景部のカブリが生じる
という問題点があった。

そこで、この実施例では、転写前帯電器の帯電を画像
形成装置の電源投入直後において、一定時間だけ停止す
るように構成されている。なお、この場合でも、休止時
間に応じて動作を制御するようにしても良い。すなわ
ち、休止時間が短い場合には、トライボフリートナーの
発生量が少ないため、この場合には、転写前帯電器をそ
のまま作動させるようにしても良い。

第８図はこの実施例の制御回路を示すものである。図
において、11は画像形成装置の電源スイッチ、12は画像
形成動作を開始するためのコピーボタン、14は上記電源
スイッチ11の投入を検知して所定期間だけ転写前帯電器
６の動作を停止させるためのCPUであり、このCPU14とし
ては、画像形成装置が本来備えているものをそのまま使
用しても勿論良い。22は転写前帯電器６に所定の高電圧
（直流電圧を重畳した交流電圧）を印加するための高圧
電源である。

以上の構成において、この実施例に係る画質安定化装
置では、次のようにして、画質の安定化が行なわれる。

すなわち、画像形成装置の電源スイッチ11を投入する
と、CPU14はこれを検出する。そして、コピーボタン12
が操作されると、画像形成動作に基づいて感光体ドラム
２上に画像の形成が行なわれるが、最初の所定枚数につ
いては、CPU14は、高圧電源22に信号を送り、転写前帯
電器６に電圧を印加せず、この転写前帯電器６を停止さ
せる。

こうすることによって、高湿度環境下において画像形
成装置を放置し、現像器４内に帯電していないトライボ
フリートナーが発生し、このトライボフリートナーが感
光体ドラム２の表面に付着した場合でも、電源スイッチ
11の投入直後所定枚数の画像形成を行なう間は、転写前
帯電器６が作動しない。そのため、感光体ドラム２の表
面に付着したトライボフリートナーは、転写前帯電器６
によって電荷が付与されることはない。したがって、感
光体ドラム２の表面に付着したトライボフリートナー
は、転写帯電器７の帯電によっても記録用紙上へ転写さ
れることはないので、記録用紙の背景部にトライボフリ
ートナーが付着して、記録用紙の背景部にカブリ等が発
生するのが防止される。

なお、電源投入後所定期間が経過すれば、トライボフ
リートナーは、現像器４の攪拌動作によって摩擦帯電さ
れるため、その後は、転写前帯電器６を使用しても、背
景部の汚れが生じることはない。

本考案者らは、この実施例の動作を確認するため、２
成分現像器を使用した画像形成装置を、温度30℃、湿度
85％RHの環境下に一晩放置した後、通常どうり転写前帯
電器６を作動させて画像形成を行なったところ、約50枚
位まで背景部のカブリが生じた。一方、転写前帯電器６
を停止させた場合には、１枚目からカブリが発生しなか
った。

第９図はこの考案のさらに他の実施例を示すものであ
り、上記実施例と同一の部分には同一の符号を付して説
明すると、この実施例では、電源投入直後所定期間常に
転写前帯電器を停止させるのではなく、電源投入直後の
湿度が一定値以上の場合にのみ停止させるように構成さ
れている。

すなわち、この実施例に係る制御回路は、第９図に示
すように、画像係止装置内部の湿度を検出する湿度セン
サ25を備えている。

そして、この実施例では、CPU14は、電源スイッチ11
の投入直後の画像形成装置内の湿度を、湿度センサ25に
よって検出し、検出湿度が所定値（例えば70％）以上の
場合にのみ、転写前帯電器６の動作を停止させるように
なっている。

こうすることによって、トライボフリートナーの発生
による背景部の汚れが発生する高湿度環境の場合にの
み、転写前帯電器６の動作を停止させてトライボフリー
トナーによる汚れの発生を防止する。そして、それ以外
の場合には、通常どうり転写前帯電器６を作動させて、
トナー像の転写効率を上げ、良好な画像形成を行なえる
ようになっている。

［考案の効果］ この考案は以上の構成及び作用よりなるもので、トラ
イボフリートナーの発生する状況下では、現像時に背景
部に付着したトライボフリートナーが記録用紙上に転写
されないので、トライボフリートナー付着による背景部
の汚れを防止することができると共に、それ以外の場合
にはトナー像の転写効率を上げて画像形成を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の参考例に係る画質安定化装置の動作
を示すグラフ、第２図は同方法を適用し得る画像形成装
置を示す構成図、第３図は制御回路を示すブロック図、
第４図は動作を示すフローチャート、第５図はこの考案
の他の参考例の動作を示すグラフ、第６図はこの考案の
さらに他の参考例の動作を示すグラフ、第７図は同参考
例の制御回路を示すブロック図、第８図及び第９図はこ
の考案のそれぞれ異なる実施例を示すブロック図、第10
図は感光体ドラムの電位を示すグラフ、第11図は従来例
における感光体の帯電特性を示すグラフである。 ［符号の説明］ １……画像露光 ２……感光体ドラム ４……現像器 ５……現像スリーブ 11……電源スイッチ 12……コピーボタン 13……サイクルカウンタ 14……CPU

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一様に帯電された感光体上に原稿の画像を
   露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像し、現
   像した像を転写前帯電器により帯電して画像の形成を行
   う画像形成装置において、当該画像形成装置の電源投入
   直後一定時間だけ前記転写前帯電器の動作を停止する制
   御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置の画質安
   定化装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、画像形成装置のコピーボ
   タン操作後最初の所定枚数の画像形成時には前記転写前
   帯電器の動作を停止することを特徴とする請求項第１項
   記載の画像形成装置の画質安定化装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、画像形成装置の休止時間
   に応じて前記転写前帯電器の停止動作を制御することを
   特徴とする請求項第１項記載の画像形成装置の画質安定
   化装置。
4. 【請求項４】一様に帯電された感光体上に原稿の画像を
   露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像し、現
   像した像を転写前帯電器により帯電して画像の形成を行
   う画像形成装置において、当該画像形成装置の電源投入
   直後の画像形成装置内の湿度を検出し、検出湿度が所定
   値以上の場合に前記転写前帯電器の動作を電源投入直後
   一定時間だけ停止する制御手段を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置の画質安定化装置。