JP2880856B2 - 像担持体に対する帯電電圧印加方法 - Google Patents

像担持体に対する帯電電圧印加方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子写真方式による
複写機、プリンタ等の画像形成装置の像担持体に対する
帯電電圧印加方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式による画像形成装置は、例
えば、電子写真学会編の単行本「電子写真技術の基礎と
応用」のP.46−第11行からP.47−第7行にお
いて記述しているように、導電性支持体上に光導電膜を
形成した感光体ドラム1(図5を参照のこと)と、感光
体ドラム1の周りに、感光体ドラム1の回転方向に沿っ
て上流から下流に向って順に配置した帯電器2、帯電器
2によって帯電電圧を付与された感光体ドラム1上に光
照射して感光体ドラム1上の帯電電荷を放出して所定の
静電潜像を形成させる露光器3、静電潜像が形成された
感光体ドラム1にトナーを付着させ静電潜像を顕像化す
る現像器4、感光体ドラム1上のトナー像を記録紙5に
転写させる転写器6、及び記録紙5上に転写されたトナ
ー像を加熱(加圧)して記録紙5に溶着させる定着器
7、感光体ドラム1上に光照射し転写後も感光体ドラム
1上に残留する静電電荷を除電する除電器8、感光体ド
ラム1上の残留トナーを除去するクリーナ9と、により
構成されている。
【0003】かかる画像形成装置において、感光体ドラ
ム1を帯電する帯電器2や、記録紙5に電圧を加えて感
光体ドラム上のトナー像を転写する転写器6は、従来、
図5に示すコロナ放電形のものを使用してきた。しか
し、このコロナ放電形の帯電器や、転写器は、コロナワ
イヤに数KVの電圧を加えてコロナ放電を起こし、発生
する正又は負のイオンを感光体ドラム1や、記録紙5の
裏面に吸着させるものである。このため、コロナ放電形
の帯電器や転写器を用いるとコロナ放電が起り、多量の
オゾンが発生し、強いオゾン臭を生じたり、各種装置部
材を酸化してしまうなどの具合の悪い点があった。
【0004】そこで、最近になり、複写機、プリンタ等
の画像形成装置では、コロナ放電形の帯電器や転写器6
のオゾン発生量を抑えるため、帯電器や転写器を導電性
ローラ形のものを用いた画像形成装置が開発され、製品
化されている。このタイプの複写機、プリンタは、図6
に示すように、導電性形帯電ローラを用い感光体ドラム
1に電圧を印加するものである。この導電性ローラ形帯
電器及び転写器を用いた画像形成装置は、図7に示すよ
うに、感光体ドラム1上に電圧を印加するための帯電ロ
ーラ23と、帯電ローラ23によって電圧を付与した感
光体ドラム1上に所定の画像に対応した露光を行って帯
電電荷を放出させて静電潜像を形成させる露光器3と、
感光体ドラム1上にトナーを付着して露光器3によって
形成された静電潜像を顕像化するファーブラシローラ
(furbrush roller)25と、給紙カセットから感光体
ドラム1に搬送された記録紙上に顕像化されたトナー像
を転写する転写ローラ26とによって構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、帯電器及び転写器を導電性のローラで構成する
と、特にプリンタの場合は、反転現像方式で転写される
ため、感光体ドラムへの帯電印加電圧及び転写印加電圧
は反対極性で加えられる場合が多い。これは、反転現像
方式によると、細線の再現性がよく、レーザ光による掃
き残りに起因する黒筋が発生しにくいことによるもので
ある。また、感光体ドラムに使用される光導電性物質と
して有機半導体、CdS、SeTe、As3 Se2 等が
用いられる。特に有機半導体が多く用いられており、N
型の有機半導体はマイナス帯電に対しては、その後の光
減衰特性は良好であるが、プラスの帯電に対しては、そ
の後の光減衰特性は良くない。
【0006】このため、帯電電位と同じ極性のプラス転
写電圧を、記録紙5を介在させて転写ローラから感光体
ドラムへ印加すると、帯電電位と転写電圧との電位差に
より感光体ドラムの転写領域の表面電位は変動するが、
感光体ドラムの転写電位が印加されなかった部分(被転
写領域)の表面電位はあまり光減衰することもなく変動
がない。よって、記録紙を感光体ドラムから剥離し、再
び感光体ドラムに対して帯電器のローラで一様に帯電電
圧を印加すると、感光体ドラムの転写領域の表面電位と
被転写領域の表面電位との間に差が現われてしまう。そ
の結果、これらの表面電位の差が、最終的な画像評価で
は画像の被りや、濃度のむらとなって現われてしまう。
そこで、この発明は、このような導電性ローラ形の帯電
器及び転写器を用いた画像形成装置における転写電圧に
よる像担持体上の帯電表面電位の差を少くするための帯
電電圧印加方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、この発明にかかる像担持体に対する帯電電圧印加方
法は、像担持体と、像担持体に当接して帯電電圧を印加
する導電性ローラ形帯電手段と、像担持体上に形成され
たトナー像を記録材に転写させる導電性ローラ形転写手
段と、を有する反転現像方式の画像形成装置において、
導電性ローラ形帯電手段から像担持体に印加する電圧の
絶対値を、当該像担持体の転写電圧印加領域部分に対す
る印加電圧値よりも非転写電圧印加領域部分に対する印
加電圧値を小さくすることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】この発明にかかる像担持体に対する帯電電圧印
加方法によれば、転写電圧印加後の像担持体の表面電位
を、転写電圧印加領域部分と非転写電圧印加領域部分に
おいて同じ表面電位にするために、導電性ローラ形帯電
手段から像担持体に印加する電圧の絶対値を、当該像担
持体の転写電圧印加領域部分に対する印加電圧値よりも
非転写電圧印加領域部分に対する印加電圧値を小さくす
ることで、像担持体の表面電位の差が少くできる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて、この発明にかかる像
担持体に対する帯電電圧印加方法の一実施例について説
明する。図1及び図2はそれぞれ、本実施例の感光体ド
ラムに対する帯電電圧印加法を適用するプリンタの概略
構成を示す縦断面図及び当該プリンタ内の各種センサの
設置位置を示す縦断面図である。また、図4は本実施例
のプリンタの感光体ドラム、転写ローラ信号、帯電ロー
ラに対する駆動信号、転写出力信号および帯電電圧出力
信号並びに感光体ドラムの表面電位の時間対電圧の関係
を示す特性図、図3は従来方式によるプリンタの感光体
ドラム、転写ローラ、帯電ローラに対する駆動信号、転
写出力信号及び帯電電圧出力信号並びに感光体ドラムの
表面電位の時間対電圧の関係を示す特性図である。ま
ず、本実施例に使用するプリンタ60の構成について説
明する。
【0010】このプリンタ60の下部には、重量が重い
電源20やコントロール装置21が配置され、コントロ
ール装置21には、外部のホストコンピュータから印字
開始信号や印字データが入力する。コントロール装置2
1の上方には感光体ドラム1が配置され、感光体ドラム
1は、アルミニュウム等の導電性基板材上に光導電性物
質が塗布されて構成され、図示の時計方向回りに回転す
る。感光体ドラム1の回りには回転方向に沿って、弾性
導電体で構成されて感光体ドラム1上を帯電する帯電ロ
ーラ23と、印字データに応じて感光体ドラム1上に静
電潜像を形成するLEDヘッド24と、感光体ドラム1
上にトナーを付着させて静電潜像を顕像化するファーブ
ラシローラ25と、感光体ドラム1上のトナー像と逆極
性の電圧が印加されてトナー像を記録紙5(後述)に転
写する転写ローラ26と、感光体ドラム1上の残存トナ
ーを除去するクリーニングブレード27等が配置され、
これらの部材1〜27によりプリンタ60を構成してい
る。これらの部材1〜27の上方には、記録紙5をセッ
トするための給紙カセット30の底板31と、その蓋3
2が急角度で傾斜するように配置されている。底板31
と蓋32の長さは、例えば記録紙5がB5、A4サイズ
程度であっても記録紙5の1/3程度がはみ出すように
構成されている。記録紙5は、その下端から給紙ローラ
14により下方向に取り込まれ、搬送ローラ15により
感光体ドラム1と転写ローラ26の接点の方向に略水平
に導かれ、レジストローラ36により感光体ドラム1上
のトナー像に同期するように搬送される。トナー像が転
写された記録紙5は、ヒートローラ16、加圧ローラ1
7により加圧されてトナー像が定着され、排紙ローラ1
8により上方に導かれ、排紙トレイ40へ排出される。
排紙トレイ40は、上記給紙カセット30の底板31と
蓋32と同様に急角度で傾斜して底板31と蓋32と同
じ大きさで構成され、即ち、排紙トレイ40及び前記給
紙カセット30は、取手部51により、略逆V字形に対
向して固定されている。したがって、このプリンタは全
体として高さに比較して接地面積が小さい縦型であって
持ち運び可能に構成されている。
【0011】また、このプリンタ60には、各部材の状
態を検知するためのセンサが設けられている。このセン
サは、図2に示すように、給紙カセット30の収容記録
紙5を検出するための紙なし検知センサ41、紙検知セ
ンサ42、がそれぞれ給紙カセットの底板31、給紙ロ
ーラ14の近傍に配置され、給紙カセット30からの記
録紙5の入紙を検知するための入紙検知センサ43が搬
送ローラ15とレジストローラ36の間に配置され、記
録紙5の排出を検知するための出紙検知センサ44が排
紙ローラ18の下流に配置され、また、トナーをファー
ブラシローラ25に供給するための現像槽25aの有無
の現像槽有無検知センサ45が配置されている。図1、
2を参照すれば、給紙カセット30に収容されている記
録紙5は、感光体ドラム1が駆動信号により回転し始め
た後、(図4参照)コントローラ装置21から送られる
転写出力信号により、電源20から送られる電力により
給紙ローラ14の回転により給紙カセット下端から取り
込まれ、搬送ローラ15及びレジストローラ36により
感光体ドラム1と転写ローラ26の接点に送り込まれ
る。このプリンタ60の操作は、従来の駆動方法では、
図3に示すように、感光体ドラム1に駆動信号aを入力
して駆動させるとともに、帯電ローラ23に対し帯電出
力信号bを送って感光体ドラム1面に図3に示す時間T
対電圧Vの帯電電圧を印加する。そして、一定時間後、
転写ローラ26に図3に示すような波形の転写電圧cを
印加し、搬送ローラ15、レジストローラ36より送出
された記録紙5上に感光体ドラム1上のトナー像を転写
していた。そのため、転写終了後の感光体ドラム1の表
面電位は、図3に示すような時間T対電圧Vに対応する
変動表面電位曲線dになる。そこで本発明では、図4の
帯電ローラ帯電出力信号曲線に示すように、転写ローラ
26の転写領域に対応する部分に、予め帯電ローラ23
が印加する帯電印加電圧を高くすることで、転写終了後
の、像担持体としての感光体ドラム1上の表面電位は補
正され、図4下段の感光体ドラム表面電位曲線のように
均一な表面電位を得ることができる。
【0012】 実施例1 実施例のプリンタ60を用いて、感光体ドラム1の表面
電位を測定した。帯電ローラ23にシリコーンゴムを主
原料とした導電性ローラを使用(抵抗値3.0×106
Ω硬度JIS−A 36度 ローラ径11mm)して帯電
を行ったときの感光体ドラム1の表面電位を測定した。
図3に示す従来方式での帯電ローラに印加する電圧を一
定値に定めた場合(例えば印加電圧−1180Vを印
加)、感光体表面電位は約−600Vに帯電する。そし
て感光体ドラム1の表面電位は、転写がかかった領域部
分の表面電位と転写のかからない領域部分の非転写部の
それぞれの表面電位を測定すると、従来方式では転写領
域部分表面電位は−560V、非転写領域部分表面電位
は−585Vを測定し、表1に示すようにその表面電位
変動分はΔ25Vとなった。
【表1】 次に、この帯電ローラ23(図1参照のこと)を用い、
かつ、本発明による帯電電圧印加方法により感光体ドラ
ム1表面電位を測定した。すなわち帯電ローラ23に印
加する電圧を2種類の電圧値に切り替える様にした。表
2に示すように非転写領域に当たる感光体表面領域は従
来通りの−1180Vを印加する。
【表2】 また転写領域に当たる感光体表面領域は−1205Vの
印加電圧を印加する。この2種類の帯電電圧を切り替え
ることによる本帯電方式での感光体表面電位を測定する
と、転写領域部分表面電位は−585V、非転写領域部
分表面電位は−585Vを測定し、表3に示すように、
その表面電位変動分はΔ0Vとなった。
【表3】 この発明のように2種類の帯電印加電圧を持つ帯電ロー
ラを用いて感光体表面電位を測定した場合は上記のごと
く均一な表面電位が得られプリントにおいても電位の均
一化を図る事により鮮明で被りの少ない画像が得られ
た。
【0013】 実施例2 上述した図1に示す帯電装置を用いて感光体ドラム1の
表面電位を測定した。帯電部材としてウレタンゴムを主
原料とした導電性ローラを使用(抵抗値1.2×105
Ω硬度JIS−A 35度 ローラ径11mm)して帯電
を行ったときの感光体表面電位を測定した。従来方式の
帯電ローラ23に印加する電圧を一定値に定めた場合
(例えば印加電圧−1140Vを印加)、感光体表面電
位は約−600Vに帯電する。そして、感光体ドラム1
の転写がかかった領域部分の表面電位と転写のかからな
い領域部分の非転写部の表面電位をそれぞれ測定する
と、従来方式では転写領域部分表面電位は−555V、
非転写領域部分表面電位は−580Vを測定し、その表
面電位変動分はΔ25Vとなる。よって、この表面電位
変動分に基づいて帯電ローラ23に印加する印加電圧を
2種類の電圧値に切り替える様にした。すなわち非転写
領域に当たる感光体表面領域は従来通りの−1140V
を印加し、転写領域に当たる感光体表面領域は−116
5Vの印加電圧を印加する。この2種類の帯電電圧を切
り替えることによる本帯電方式での感光体ドラムの表面
電位を測定したところ、転写領域部分表面電位は−58
0V、非転写領域部分表面電位も−580Vを測定し、
その表面電位変動分はΔ0Vとなった。この発明のよう
に2種類の帯電印加電圧を持つ帯電装置を用いて感光体
表面電位を測定した場合は上記のごとく均一な表面電位
が得られ、プリントにおいても電位の均一化を図る事に
より鮮明で被りの少ない画像が得られた。本実施例で
は、プリンタ60の転写器に導電性ローラ形の転写器2
6(つまり転写ローラ)を使用した例について説明した
が、本発明の帯電電圧印加方法は、このような転写ロー
ラを使用した場合に限らず、コロナ放電形の転写器を使
用した画像形成装置一般に適用できる。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の像担持体に対する帯電電圧印加方法によれば、転写
電圧により感光体に表面電位の差を生じるが、その表面
電位の差は転写電圧が像担持体に印加した所と印加しな
かった所で生ずる。反転現像方式においては像担持体上
の表面電位は帯電電位から見れば転写領域の方が極性が
帯電と異なるため表面電位としては低くなる。そのため
帯電後の表面電位を均一にする為に、転写領域に対応す
る分だけ帯電ローラに印加する電圧を大きくして、その
分感光体に乗る表面電位を高くして転写により低くなっ
た表面電位を補正し電位の均一化を図ることにより鮮明
で被りの少ない画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる像担持体に対する帯電電圧印
加方法の一実施例に使用する画像形成装置としてのプリ
ンタの概略構成を示す縦断面図である。
【図2】図1に示すプリンタの各種構成部材のセンサの
配置位置を示す縦断面図である。
【図3】図1に示すプリンタにおける感光体ドラム、転
写ローラ、帯電ローラに対する駆動信号、転写電圧、帯
電印加電圧の時間T対電圧値Vの関係及び従来方式によ
る転写後の感光体ドラム上の表面電位変動状態を示す特
性図である。
【図4】図1に示すプリンタにおける本発明による感光
体ドラム、転写ローラ、帯電ローラ、に対する駆動信
号、転写電圧、帯電印加電圧の時間T対電圧値Vの関係
及び転写後の感光体ドラム上の表面電位の状態を示す特
性図である。
【図5】電子写真方式による画像形成装置の基本構成図
である。
【図6】導電性ローラ形の帯電器の原理構成図である。
【図7】導電性ローラ形の帯電器及び転写器を用いた従
来の改良形画像形成装置の要部縦断面図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 2 帯電器(従来) 3 露光器 4 現像器 5 記録紙 6 転写器(従来) 14 給紙ローラ 15 搬送ローラ 20 電源 21 コントロール装置 23 帯電ローラ 26 転写ローラ 30 給紙カセット 36 レジストローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/02 102 G03G 15/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と、像担持体に当接して帯電電
    圧を印加する導電性ローラ形帯電手段と、像担持体上に
    形成されたトナー像を記録材に転写させる転写手段と、
    を有する反転現像方式の画像形成装置において、 導電性ローラ形帯電手段から像担持体に印加する電圧の
    絶対値を、当該像担持体の転写電圧印加領域部分に対す
    る印加電圧値よりも非転写電圧印加領域部分に対する印
    加電圧値を小くすることを特徴とする像担持体に対す
    る帯電電圧印加方法。
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