JPH06186815A

JPH06186815A - 画像形成装置および感光体ドラム

Info

Publication number: JPH06186815A
Application number: JP4354865A
Authority: JP
Inventors: Minoru Matsukuma; 稔松隈; Koichi Tanigawa; 耕一谷川; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Kazuro Ono; 和朗小野; Norio Hashimoto; 典夫橋本; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦; Hideyuki Yano; 秀幸矢野; Hideo Nanataki; 秀夫七瀧; Takayasu Yunamochi; 貴康弓納持
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1994-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】環境の温度や、プリント枚数により、感光体
ドラムや帯電ローラの状態が変化しても、画質を適正に
維持することができる。【構成】感光体ドラム１の前回転中に該感光体ドラム
１表面を露光し、このとき感光体ドラム１に接触する１
次帯電手段に流れるＤＣ電流を測定して、所定の明電位
と暗電位との電位差であるコントラスト電位を得るよう
に画像形成時に該帯電手段に印加するＤＣ電圧を決定す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

（第１の発明の産業上の利用分野）第１の発明は、電子
写真複写装置、静電記録装置等の像担持体に形成された
静電潜像を現像する画像形成装置に関する。（第２の発明の産業上の利用分野）第２の発明は、複写
機やプリンタなど電子写真法を応用した画像形成装置に
関するものである。（第３の発明の産業上の利用分野）第３の発明は、複写
機やプリンタなど電子写真法を応用した画像形成装置に
用いられる感光体ドラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（第１の従来例）従来より、像担持体（以後、感光体ド
ラムと略す。）上に形成された静電潜像を現像剤によっ
て顕像化する画像形成装置としては、複写機やレーザビ
ームプリンタ等が知られている。図１２に１成分非接触
反転現像方式のレーザビームプリンタの構成の一従来例
を示す。１は感光体ドラム、２は帯電ローラ、３は露光
装置、４は現像装置、５は現像スリーブ、６は転写ロー
ラ、７は転写材である。９，１０はそれぞれ帯電ローラ
２にＡＣバイアス、ＤＣバイアスを印加するための電源
である。１１，１２はそれぞれ現像スリーブ５にＡＣバ
イアス、ＤＣバイアスを印加するための電源である。

【０００３】同図に示すように像担持体としての感光体
ドラム１は、不図示の基板上に光によって電位が変化す
る層が形成されて構成されており、帯電ローラ２によっ
て帯電される。具体的には、帯電のならし効果を持たせ
るため、電源９、および電源１０により所望のＤＣバイ
アスＶ_CDC にＡＣバイアス（ＰＰ値＝Ｖ_CAC 、周波数ｆ
ｃ）を重畳した振動電位が帯電ローラ２に与えられ、感
光体ドラム１の表面電位はダーク電位Ｖ_D になる。そし
て、一様に帯電された感光体ドラム１上には、露光装置
３により画像情報に応じてオン、オフする強度Ｅ（単
位、μＪ／ｃｍ²）のレーザ光が照射されて、光が照射
された部分の電荷は減衰し、表面電位がライト電位Ｖ_L
に変化し、光の照射されなかった部分の電荷はそのまま
残存し表面電位はＶ_D を維持し、静電潜像が形成され
る。

【０００４】また、現像装置４は現像剤を有しており、
この現像剤が供給されつつ回転する現像スリーブ５には
電位Ｖ_D と電位Ｖ_L との間に、ＤＣバイアス電位Ｖ_DCを
設定し、このＤＣバイアスにＡＣバイアス（ＰＰ値＝Ｖ
_AC、周波数ｆ）を重畳した現像バイアス電位が与えら
れ、この現像バイアス電位と前記感光体ドラム１の表面
の電位との差によって電界力が生じ、この電界力によっ
て現像剤が感光体ドラム１上に形成された前記静電潜像
に与えられてその静電潜像が顕像化される。

【０００５】例えば、プロセススピードが９５ｍｍ／秒
のプリンタでは上記バイアスおよび光強度を次のような
設定にすることで適切な画像が得られる。Ｖ_CDC ＝−６
８０Ｖ、Ｖ_CAC ＝１８００Ｖ、ｆｃ＝６５０Ｈｚ、Ｖ_DC
＝−５００Ｖ、Ｖ_AC＝１６４０Ｖ、ｆ＝１８００Ｈｚ、
Ｅ＝２．４（μＪ／ｃｍ² ）。

【０００６】また、感光体ドラム１は積層型（機能分離
型）ＯＰＣ感光体で、電荷発生層及び電荷移動層を有す
る顔料分散系のＯＰＣ感光体である。（第２の従来例）第２の従来の画像形成装置の縦断面図
の一例を図１７に示す。感光体ドラム１０１はアルミシ
リンダ等導電性基板上に有機光半導体等の感光層を形成
したもので矢印方向に駆動される。１次帯電ローラ１０
２は鉄等の芯金上に導電性弾性体層を形成したもので感
光体ドラム１０１に押圧され従動回転しながら、電源１
０３より芯金を介して供給された電荷を感光体ドラム１
０１の表面に一様に付与して、暗部電位Ｖ_D が得られ
る。

【０００７】続いてレーザ１０４が画像情報に応じて点
灯し、露光１０５を受けた感光体ドラム１０１表面に明
電位である明部電位Ｖ_L を得る。このようにして得られ
た静電潜像Ｖ_D ・Ｖ_L は現像器１０６中の荷電粉体粒子
１０７（以後、トナー１０７と称す。）により顕像化さ
れる。この際トナー１０７は現像スリーブ１０８上に薄
層に形成され、現像スリーブ１０８に不図示の電源より
供給される現像バイアス電圧の作用により感光体ドラム
１０１表面の明部電位Ｖ_L 又は暗電位である暗部電位Ｖ
_D 相当部分に付着する。

【０００８】トナー１０７の荷電極性が１次帯電極性と
異極性の場合には、暗部電位Ｖ_D 部にトナー１０７が付
着する正規現像が行なわれ、トナー１０７の荷電極性が
１次帯電極性と同極性の場合には明部電位Ｖ_L 部にトナ
ー１０７が付着する反転現像が行なわれる。レーザ１０
４を光源とする場合には、レーザ１０４の総点灯時間が
短くて済む反転現像がよく用いられており、図１７の装
置は反転現像の例を示している。

【０００９】こうして感光体ドラム１０１上に形成され
たトナー１０７顕像は、感光体ドラム１０１と転写ロー
ラ１０９の成す転写ニップ部にて、該トナー１０７顕像
と同期して搬送される用紙１１１上に転写される。転写
ローラ１０９には芯金を介してトナー１０７と逆極性の
バイアス電圧が電源１１０より供給される。転写残りト
ナー１０７はクリーニング装置１１２により感光体ドラ
ム１０１表面より払拭され、感光体ドラム１０１は引続
く画像形成に供される。（第３の従来例）従来、感光体ドラム表面の帯電手段と
して、帯電ローラを用いる接触帯電方式が知られてい
る。図３０は、接触帯電方式を用いる画像形成装置の従
来例である。２０１は感光体ドラムで、アルミ製の導電
性のシリンダ２０１ａ上に塗布された感光体層２０１ｂ
より成る。２１２は帯電ローラ、２１３は露光装置、２
１４はレーザ光、２１５は現像装置、２１６は転写材、
２１７は転写装置、２１８はクリーナ装置である。

【００１０】帯電ローラ２１２には、所望の電位に対応
したＤＣバイアスに加えて、帯電ムラ等の帯電不良を防
止するため、ＡＣバイアスを印加している。しかし、図
３１に示すような感光体ドラム２０１を使用していると
きには、帯電ローラ２１２に加えられたＡＣバイアスに
よって、感光体ドラム２０１が振動し、音が発生する。
以下、この音を帯電音と呼ぶ。また、帯電ローラ２１２
を用いずに、コロナ帯電を行う場合にも感光体ドラム２
０１の回転にともないクリーナ装置２１８のブレードに
よるビビリ音が発生することがある。

【００１１】感光体ドラム２０１を重くすることで感光
体ドラム２０１の振動振幅は、軽減されることが分かっ
ており、図３２に示すように、シリンダ２０１ａの内径
と略等しい外径を有する円柱形のアルミの塊（以下、詰
物２０３と呼ぶ）を感光体ドラム２０１の中央部に接着
固定して、帯電音やビビリ音を軽減する技術も知られて
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】

（第１の課題）しかしながら、上記第１の従来例では、
帯電ローラ２や、感光体ドラム１が電気的に温度特性を
持っているため、環境の温度が変動すると明電位Ｖ_L
や、暗電位Ｖ_D 変動し、その結果、十分な濃度を得るの
に必要な現像のＤＣバイアスＶ_DCと明電位Ｖ_L の電位差
（以後、現像コントラストと略す。）や、ライン幅、カ
ブリを左右する現像のＤＣバイアスＶ_DCと暗電位Ｖ_D の
電位差（以後、バックコントラストと略す。）が変動
し、画質や濃度が安定しないなどの欠点がある。

【００１３】また、同じ環境であっても、プリントを重
ねて行くと、その枚数が多くなるにつれて、感光体ドラ
ム１の表面が削られると、同じように電位の変動が起き
る。

【００１４】図１４は、光強度Ｅと感光体ドラム１表面
の電位の特性を表すグラフであるが、環境の温度が低い
と明電位Ｖ_L の絶対値が小さくなり、環境の温度が高い
と明電位Ｖ_L の絶対値が大きくなることを示している。

【００１５】また、図１３は、暗電位Ｖ_D の変動に対し
て、明電位Ｖ_L も変動することを示している。このよう
に、暗電位Ｖ_D と明電位Ｖ_L の電位差の絶対値△Ｖ（定
義、△Ｖ＝｜Ｖ_D −Ｖ_L ｜）も変動することがあること
を示している。

【００１６】また、プリント枚数が重なると感光体の表
面は削られ、また感光体そのものが劣化するので、光に
対する感度が変化する。図１５は、電位差△Ｖが、プリ
ント枚数が重なると小さくなっていくことを示してい
る。（第２の課題）しかしながら、上記第２の従来例では１
次帯電ローラ１０２の抵抗値が雰囲気条件により変動し
たり、感光体ドラム１０１の感度が雰囲気条件で起動し
たり、感光体ドラム１０１の長期間の使用による塗膜の
摩耗が生じたりするので、画像形成装置の雰囲気の温湿
度が変動した時や長期間の使用後に暗部電位Ｖ_D や明部
電位Ｖ_L が変化して画像濃度が低下したり、地肌カブリ
が発生するなど不良画像が発生することがあった。（第３の課題）しかしながら、上記第３の従来例では、
帯電音やビビリ音を軽減するための詰物２０３を感光体
ドラム２０１にいれる事には、以下のような問題があっ
た。

【００１７】シリンダ２０１ａに感光体層２０１ｂを形
成する方法として、図９に示すような方法が知られてい
る。２０１ａはアルミ製のシリンダ、２０４は感光材料
を溶媒中に分散した感光塗料、２０５はシリンダ２０１
ａを感光塗料２０４中に漬浸して引き上げるための支持
体、２０６は支持体２０５に接続され、シリンダ２０１
ａの中の空気圧を制御する為のポンプである。アルミシ
リンダ２０１ａを感光塗料２０４に浸し、その後、引き
上げることで、シリンダ２０１ａの外側表面に感光塗料
２０４を塗布するのであるが、シリンダ２０１ａの下端
より、シリンダ２０１ａ内部の空気が洩れると、塗布し
た感光体層２０１ｂが乱れ、厚ムラなどの発生する恐れ
がある。それを防ぐために、ポンプ２０６によりアルミ
シリンダ２０１ａの中の空気圧を制御して、アルミシリ
ンダ２０１ａの中の液面２０７が、アルミシリンダ２０
１ａの下端よりも、５〜１０ｍｍ程度入り込み、それを
保つようにしている。

【００１８】しかし、図１０に示すように詰物２０３の
入ったシリンダ２０１ａに、感光塗料２０４を同じ様に
塗布しようとすると、詰物２０３の下の空気圧を制御す
ることは出来ない。そのため、内部の空気が洩れやす
く、感光体層２０１ｂの厚ムラが発生する。

【００１９】この厚ムラを防止するために、詰物２０３
のない状態で感光塗料２０４を塗布した後、詰物２０３
をいれる場合には以下のような問題がある。感光塗料２
０４を塗布した後の感光体ドラム２０１の表面は傷がつ
きやすく、この状態で感光体ドラム２０１に傷がつかな
いように詰物２０３をいれるには、表面を保護するシー
トを巻き付ける等の余分な作業を要し、生産性が低下し
てコストアップになるという問題がある。

【００２０】また、図１１に示すように感光体ドラム２
０１には、その両端にギヤ２２０，２２１や回転軸を支
えるためのフランジ（不図示）を取り付ける。図に示す
様な感光体ドラム２０１では、中の空気圧があり、これ
が反発力となり、フランジをいれるのは容易ではない。
又、作業手順によりギヤ２２０等を取り付けた後に詰物
２０３を入れることもあるが、ギヤ２２０等により感光
体ドラム２０１の一端に蓋が形成されてしまった後に、
詰物２０３を感光体ドラム２０１の中央にまで挿入する
のは空気圧の抵抗が大きく容易な作業ではない。（第１の目的）第１の発明は第１の課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、環境の温
度や、プリント枚数により、感光体ドラムや帯電ローラ
の状態が変化しても、画質を適正に維持し得る画像形成
装置を提供することにある。（第２の目的）第２の発明は第２の課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、濃度低下
や地肌カブリのない良好な画像を得ることができる画像
形成装置を提供することにある。（第３の目的）第３の発明は第３の課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、感光体ド
ラムにいれる詰物によって起こる問題を改善し得る感光
体ドラムを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段及び作用】

（第１の発明の手段及び作用）感光体ドラムの前回転中
に該感光体ドラム表面を露光し、このとき感光体ドラム
に接触する１次帯電手段に流れるＤＣ電流を測定して、
所定の明電位と暗電位の電位差であるコントラスト電位
を得るように画像形成時に該帯電手段に印加するＤＣ電
圧を決定することを特徴とする。

【００２２】そして、感光体ドラムの前回転中にガイド
ラム表面を露光し、このとき感光体ドラムに接触する１
次帯電手段に流れるＤＣ電流を測定して、所定のコント
ラスト電位を得るように画像形成時の露光量を決定する
こととしてもよい。

【００２３】また、現像スリーブに印加するバイアスの
ＤＣ電圧を、１次帯電手段に印加するバイアスのＤＣ値
から一定値を差し引いたものとしてもよい。

【００２４】さらに、感光体ドラムの累積回転数に応じ
て、該電流値を補正することが好適である。

【００２５】上記感光体ドラムと帯電ローラの間に流れ
るＤＣ電流は、明電位と暗電位の電位差の絶対値に比例
するが、本発明によれば、ＤＣ電流を検知できる構成を
持つ画像形成装置において、検知されたＤＣ電流に応じ
て、帯電ローラに印加するＤＣバイアス、露光装置の光
強度等を変化させ、上記絶対値を一定に保つような制御
をすることで、現像コントラストとバックコントラスト
の二つを同時に、所望の値に保つことが出来るようにし
たものである。（第２の発明の手段及び作用）第１の画像担持体である
感光体を１次帯電手段により一様に帯電した後、露光を
与えて静電潜像を形成し、荷電粉体粒子を付与して現像
し、得られた顕像を第２の画像担持体である用紙に静電
転写する工程を含む画像形成装置において、前記感光体
表面に接触する導電ローラを配設し、該導電ローラに所
定の電圧を印加して、この時に該導電ローラを介して流
れる電流を検知して、その値に応じて画像形成諸工程の
うち少くとも１つの工程の設定条件を制御することを特
徴とする。

【００２６】そして、前記導電ローラが転写ローラを兼
用してもよい。

【００２７】また、前記１次帯電手段が前記感光体に接
触回転する導電ローラであり、前記１次帯電ローラに供
給されている直流電圧の値を制御することが好適であ
る。

【００２８】本発明によれば感光体の表面に接触する導
電ローラを配設し、該ローラに所定の電圧を印加して、
この時に該ローラを介して流れる電流を検知し、その値
に応じて１次帯電ローラのバイアス電圧やレーザの出力
光量など画像形成工程の設定条件を制御することによ
り、暗電位又は明電位の雰囲気条件等による変動を防い
で常に良好な画像を得るようにしたものである。（第３の発明の手段及び作用）中空円筒上に感光材料を
形成した感光体ドラムにおいて、該円筒内に通気孔を有
する中実部材を固定配置したことを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、感光体ドラムにいれる詰
物に、通気孔を設けて、詰物の両側の空間の空気のやり
取りが出来るようにしたものである。これによって、詰
物によって起こる問題を改善し、感光体ドラムの製法等
を改善したものである。

【００３０】

【実施例】

（第１の発明に係る実施例）図１は本願第１発明の第１
の実施例を示すものであり、図２は本実施例のシーケン
スを表す。２５は帯電ローラ２と感光体ドラム１の間を
流れるＤＣ電流Ｉ_CDC を測定するための電流計である。
２４は電流計２５により測定された電流値に対応して、
帯電ローラ２のＤＣバイアスを決定し、直流電源２０に
信号を送るコントローラである。電源２０は画像域では
コントローラ２４からの信号を受け、決定されたＤＣバ
イアスを印加することができる。以下、図２のシーケン
スに従って説明する。尚、その他の構成および作用につ
いては従来技術と同一なので、同一の構成部分について
は同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００３１】まず、感光体ドラム１の回転をスタートす
る。本実施例では、プロセススピードは９５ｍｍ／秒で
ある。これと同時に、一定の１次バイアスを帯電ローラ
２に印加する。例えば、帯電ローラ２へのバイアスとし
て、Ｖ_CDC ＝−６８０Ｖ、Ｖ_CAC ＝１８００Ｖ、ｆｃ＝
６５０Ｈｚを印加する。感光体ドラム１を数周、例えば
２周させ、感光体ドラム１の表面電位Ｖを安定させる。
この時、感光体ドラム１の表面電位はＶ_D （暗電位であ
るダーク電位）となる。次に、３周目の先端から後端ま
で露光装置３により、光強度２．４μＪ／ｃｍ² のレー
ザ光をベタ黒信号で感光体ドラム１上に照射する。この
とき、感光体ドラム１の表面電位の絶対値Ｖは小さくな
り、Ｖ_L （明電位であるライト電位）となる。感光体ド
ラム１上の静電潜像が帯電ローラ２の部分を通過する
と、帯電ローラ２により、感光体ドラム１の表面は帯電
されるが、このとき、電流計２５により、帯電ローラ２
から感光体ドラム１に流れた電流の直流成分Ｉ_CDC を測
定する。このようにして測定されるＤＣ電流Ｉ_CDC は暗
電位Ｖ_D と明電位Ｖ_L の電位差の絶対値△Ｖ＝｜Ｖ_D−
Ｖ_L ｜に依存し、その関係は図３に示すとおり、ＤＣ電
流Ｉ_CDC が大きくなると電位差の絶対値△Ｖは直線的に
大きくなり、比例関係があることが分かる。

【００３２】次に、画像部においては、測定されたこの
上記Ｉ_CDC に応じて図４に示すような関数で１次帯電の
ＤＣバイアスＶ_CDC を決定し、電源２０により一定の１
次バイアスを印加することで、△Ｖが一定になるように
制御する。

【００３３】具体的には、検知電流Ｉ_CDC が大きい場
合、△Ｖが大きいので、△Ｖを減らすためにＶ_CDC を小
さくする。検知電流Ｉ_CDC が小さい場合、△Ｖが小さい
ので、△Ｖを増やすためにＶ_CDC を大きくする。このよ
うに、Ｉ_CDC を検知し、△Ｖを一定にする制御を行なう
ことで、図５の破線に示すように、Ｉ_CDC の変化に対し
て、△Ｖは一定に保つことが出来る。

【００３４】次に、露光装置３により、感光体ドラム１
上に画像信号に合わせて静電潜像を生成する。この静電
潜像が現像領域にはいる前に現像スリーブ５により現像
バイアスＶ_DCを印加する。この現像のＤＣバイアスは図
１の電源２２により、帯電ローラ２で印加するＶ_CDC よ
りも絶対値で２００Ｖ小さい電位に設定する。例えば、
Ｖ_CDC に２００Ｖの電源をつないで｜Ｖ_DC｜＝｜Ｖ_CDC
｜−２００とする。このようにすることで、バックコン
トラスト、現像コントラストを同時に制御し、一定にす
ることが出来る。

【００３５】次に、本願第１発明の第２の実施例は△Ｖ
を検知するためのＩ_CDC 検知手段は第１の実施例と同じ
であるが、１次帯電バイアスではなく、検知したＩ_CDC
に応じて光強度を変え△Ｖを一定にすることを特徴とす
る。

【００３６】図６は本実施例を示すものである。３５は
第１の実施例と同様に、△Ｖに比例する電流Ｉ_CDC を測
定する機能を持つ電流計であって、３４は電流計３５の
測定値に応じて感光体ドラム１上に照射するレーザの光
強度Ｅを決定し、露光装置３３に信号を送るコントロー
ラである。露光装置３３はコントローラ３４からの信号
を受け、決定された光強度Ｅのレーザ光を照射すること
のできる露光装置である。以下、図７のシーケンスに従
って説明する。

【００３７】まず、第１の実施例同様に、前回転におい
てＩ_CDC を電流計２５で測定することで△Ｖ検知を行な
う。画像部では検知したＩ_CDC に応じて光強度Ｅを図８
に示すように変えて、感光体ドラム１上に露光する。具
体的には、検知電流Ｉ_CDC が大きい場合には、光強度Ｅ
を強くし、ダーク電位を高くし、△Ｖを広げる。反対
に、検知電流Ｉ_CDC が小さい場合には、光強度Ｅを弱く
し、ダ−ク電位Ｖ_D を低くし、△Ｖを狭める。このよう
にレーザの光強度Ｅを、検知電流Ｉ_CDC を変える制御を
行なうことで、図９に示すように、△Ｖを一定に保つこ
とができた。その他の構成および作用については第１実
施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符
号を付して、その説明は省略する。

【００３８】本願第１発明の第３の実施例は、第１の実
施例の構成において、電流計２４とコントローラ２５の
間に、プリント枚数に依存する演算回路４１を入れたこ
とを特徴とする。図１０に本実施例の構成を示す。

【００３９】前回転時において、第１の実施例と同様
に、電流計２４で△Ｖに比例する電流Ｉ_CDC を検知す
る。しかし、プリント枚数が増加すると感光体が劣化す
るという問題があり、このため図１５に示すように、コ
ントラスト△Ｖが小さくなる方向に変化する。従って、
第１の実施例において、プリント枚数が重なっても、さ
らに精度良く△Ｖを一定に保つためには、プリント枚数
も考慮に入れた制御が必要になる。演算回路４１は電流
計２４で検知された検知電流Ｉ_CDC とプリント枚数Ｎ
（枚）を次のように演算し電流Ｉ_CDC ´を出力する。こ
の関数は、実際、電流計２４で測定されるＤＣ電流に対
して、プリント枚数が多くなるに従って、コントローラ
に入力する電流値を小さくすることによって、プリント
枚数が多くなるに従い△Ｖの絶対値を大きくする様に制
御するものである。一例として、次式で表される電流Ｉ
_CDC ´を出力する。

【００４０】

【数１】Ｉ_CDC ´＝（ａＮ＋ｂ）・Ｉ_CDC ａ＝−０．１×１０^-4 ｂ＝１．０次に、演算回路４１の出力電流Ｉ_CDC ´を第１の実施例
と同じ機能を持つコントローラ２４に入力する。画像部
では、第１の実施例と同様の制御をする。このような演
算回路４１を設けることで、図１１に示すように、演算
回路４１を設けないとき、例えば第１の実施例の場合に
比べて、プリント枚数を重ねても△Ｖの変動を小さくす
ることができた。その他の構成および作用については第
１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一
の符号を付して、その説明は省略する。

【００４１】尚、本発明の各実施例には１次帯電手段と
して帯電ローラを用い、露光手段としてレーザ装置を例
示したが、本発明の主旨は、これら実施形態に限定され
るものではなく、例えば１次帯電手段として帯電ブラシ
などの接触子を用いたり、露光手段として、ＬＥＤアレ
イや液晶シャッターアレイ等を用いることができるのは
言うまでもない。また、１次帯電のバイアス電圧として
ＡＣ＋ＤＣの例を示したがＤＣのみの帯電においても発
明の主旨は適用可能である。（第２の発明に係る実施例）図１６に本願第２発明の第
１実施例の画像形成装置の縦断面図を示す。前出と同符
号は同部材を示す。１１３は芯金上にウレタン・ＥＰＤ
Ｍ・クロロプレン等の弾性体中にカーボン・酸化亜鉛等
の導電性粒子を分散させて体積抵抗１０² 〜１０⁹ Ωｃ
ｍ、好ましくは１０³ 〜１０⁵ Ωｃｍとした導電性ロー
ラで、感光体ドラム１０１の表面に圧接して従動回転す
るようにしたもので、露光工程の下流で現像工程の上流
の位置に配設されている。

【００４２】画像形成に先立つ感光体ドラム１０１の前
回転時に１次帯電ローラ１０２には電源１０３´より所
定のバイアス電圧Ｖ_CDC-0 が印加され感光体ドラム１０
１は暗電位である暗部電位Ｖ_D-0 に帯電される。この
時、導電ローラ１１３には電源１１４より目標の暗部電
位Ｖ_D が印加され、導電ローラ１１３と暗部電位Ｖ_D-0
に帯電した感光体ドラム１０１の表面が対向した時に導
電ローラ１１３を介して感光体ドラム１０１に流れる電
流Ｉ_S が電流計１１５により検知される。

【００４３】電流Ｉ_S は感光体ドラム１０１の暗部電位
Ｖ_D-0 が目標の暗部電位Ｖ_D と一致した場合には流れず
（Ｉ_S ＝０）、両者に差が生じた場合に電流Ｉ_S が流れ
るという性質があるので、仮にＩ_S ≠０の場合はその大
きさに応じて電源１０３´の電圧を補正し、Ｉ_S ＝０と
なるようにすれば良い。

【００４４】つまり、図２２に一例を示す如く、検知さ
れた電流値Ｉ_S ＝Ｉ₁ をコントローラ１１６に入力し、
必要補正電圧値△Ｖ_CDC-1 を演算にて決定した後、電源
１０３´にフィードバックし、１次帯電ローラ１０２の
バイアス電圧をＶ_CDC-0 からＶ_CDC-0 ＋△Ｖ_CDC-1 とし
て暗部電位Ｖ_D-0 を目標値Ｖ_D に合致させることが出来
る。尚、Ｖ_CDC-0 がＶ_D に比べて大きいか、小さいかに
応じて電流Ｉ_S の符号はプラス又はマイナスとなるの
で、Ｖ_CDC-0 の補正量△Ｖ_CDC-1 を加えるか減ずるか
は、電流Ｉ_S の符号に応じて決めれば良い。

【００４５】尚、導電ローラ１１３に電源１１４より印
加するバイアス値は必ずしも目標電位Ｖ_D そのものであ
る必要はなく、例えば接地（０ボルト）や目標電位Ｖ_D
の符号を逆にした電位（−Ｖ_D ）でも良く、その場合は
電流Ｉ_S がゼロではなく、所定の大きさとなるように１
次帯電ローラ２のバイアス電圧Ｖ_CDC-0 を補正するよう
にフィードバックを行なえば良い。

【００４６】導電ローラ１１３を用いて以上の前処理を
行ない目標の暗部電位Ｖ_D が得られた後、導電ローラ１
１３を感光体ドラム１０１表面から離して、画像形成工
程が実行される。尚、導電ローラ１３を短尺のものとし
て、感光体ドラム１０１の長手方向で非画像域にのみ接
するようにして、常時感光体ドラム１０１に接するよう
にして、導電ローラ１１３の接離を不要とする構成とす
ることも出来る。

【００４７】図１８及び図１９は本願第２発明の第２実
施例とその変形例の画像形成装置の要部概略図を示すも
ので前出と同符号は同部材を示す。

【００４８】図１８は、感光体ドラム１０１の前回転中
にレーザ１０４を点灯し明部相当の露光量Ｅ_L を有する
露光１０５を与えて感光体ドラム１０１の全域を明電位
である明部電位Ｖ_L-0 とし、導電ローラ１１３には電源
１１４より目標の明部電位Ｖ_L に印加し、この時の電流
Ｉ_S を検知してＩ_S ≠０の場合にはレーザ１０４の点灯
電圧を制御してＩ_S ＝０となるようにするものである。

【００４９】検知電流Ｉ_S と点灯電圧の補正量△Ｖの関
係の一例を図２３に示す。このように、Ｉ_S ＝Ｉ₂ の場
合は、その符号（プラス又はマイナス）に応じて補正電
圧△Ｖ₂ を合算又は減算したレーザ４の点灯電圧とすれ
ば良い。

【００５０】図４は検知電流Ｉ_S の値に応じて現像スリ
ーブ１０８に印加される現像バイアスの値を変化させる
もので、特にハーフトーン画像の安定した再現性を得る
のに適している。つまり、文字など２値画像の場合は暗
部電位Ｖ_D ，明部電位Ｖ_L を上記実施例の手法にて常に
得られるようにすれば、現像バイアス値を固定しておけ
ば一定濃度の画像が安定時に得られる。

【００５１】処が、白と黒の中間濃度（ハーフトーン）
を出す場合は暗部電位Ｖ_D と明部電位Ｖ_L を一定として
も濃度が安定しない場合がある。これはハーフトーンに
応じたレーザ１０４の発光に対して感光体ドラム１０１
の感度が必ずしも安定しない為に生じるものであり、図
１９の画像形成装置では暗部電位Ｖ_D ，明部電位Ｖ_Lを
一定化したのちにハーフトーン相当の露光量Ｅ_H の露光
１０５を与え、この時導電ローラ１１３に電源１１４よ
り暗部電位Ｖ_D を印加して、この時に電流計１１４に検
知される電流値Ｉ_S に応じて現像バイアス電圧Ｖ_DCを制
御するものである。

【００５２】図２４は検知電流Ｉ_S と現像バイアス電圧
Ｖ_DCの関係を示すもので、検知時の目標電流Ｉ₀ に対し
てより大きな電流値Ｉ₁ が検知された場合に、現像バイ
アス電圧Ｖ_DCを初期設定値Ｖ_DC-0からＶ_DCー1にズラして
所定のハーフトーン濃度が得られるようにするものであ
る。

【００５３】図２１は上述したハーフトーン濃度補正の
手順を示したブロックダイアグラムである。

【００５４】図２０は本願第２発明の第３実施例の画像
形成装置の要部概略図を示すもので、前出と同符号は同
部材を示す。前出の実施例と異なり、本実施例は導体ロ
ーラ１１３に代わって、転写ローラ１０９を感光体ドラ
ム１０１の表面電位のセンサーに用いた点が本実施例の
特徴である。

【００５５】感光体ドラム１０１の前回転中に転写ロー
ラ１０９の電源１１０´は、まず第１の電圧Ｖ₁ ＝Ｖ_D
を出力し、このときの電流計１１５の検知電流Ｉ_S がコ
ントローラ１１６に入力され、１次帯電ローラ１０２の
バイアス電圧補正量△Ｖ_CDCが演算され電源１０３´に
フィードバックされて目標の暗部電位Ｖ_D が得られる
（図２０実線矢印の往路）。次に、レーザ１０４が点灯
されると同時に電源１１０´は第２の電圧Ｖ₂ ＝Ｖ_L を
出力し、このときの電流計１５の検知電流Ｉ_S がコント
ローラ１１６に入力され、レーザ１０４の点灯電圧補正
値△Ｖが演算され、レーザ１０４の点灯電圧にフィード
バックされて目標の明部電位Ｖ_L が得られる（図５一点
鎖線矢印の往路）。こうして前処理が終了した後、画像
形成工程が実施され、転写ローラ１０９には転写電圧Ｖ
₃ が所定のタイミングで印加される。

【００５６】本実施例では転写ローラ１０９にてセンサ
ーローラを兼用するため、余分のコストが発生せず、現
像工程よりも下流で検知するので静電潜像の乱れがなく
感光体ドラム１０１との接離機構も不要であるという利
点がある。

【００５７】尚、上記第２発明の各実施例においては１
次帯電ローラ１０２のバイアス電源１０３´や現像バイ
アス電源１１７は直流電圧のものを例示したが、これら
の電源として直流に交流を重畳したものを用いることも
出来、その際には交流成分とは独立に直流成分を制御す
れば良い。又、１次帯電手段としては帯電ローラ以外に
コロナ帯電器を用いることも当然可能である。（第３の発明に係る実施例）図２５に本願第３発明の第
１実施例を示す。

【００５８】２０１ａは円筒形のアルミ製導電性基板で
あり、２０１ｂはシリンダ２０１ａの外側表面に塗布さ
れた感光体（例えば、有機半導体）の層、２０３´は、
帯電音やビビリ音を軽減するために、感光体ドラム２０
１のなかにいれられ、固定されている詰物であり、貫通
穴２３１が詰物２０３´に設けられている事を特徴とす
る。

【００５９】感光体ドラム２０１の表面の感光体層２０
１ｂは、以下の手順でつくることが出来る。まず基板と
なるのは、一例として直径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、
肉厚１ｍｍのアルミ円筒２０１ａである。このシリンダ
２０１ａの内側に接着剤を塗布し、上記の穴あり詰物２
０３´をいれ接着する。詰物２０３´としては一例とし
て、直径２８ｍｍ、長さ４０ｍｍの中実のアルミ円柱に
直径５ｍｍの貫通穴３１を設けたものを用いた。

【００６０】次に、図２６に示すような方法で感光体の
塗布を行う。詰物２０３´つきシリンダ２０１ａを支持
体２０５に固定し、感光塗料２０４に浸す。支持体２０
５には、シリンダ２０１ａ中の空気抜きをするためのポ
ンプ２０６が接続されている。

【００６１】詰物２０３´には貫通穴２３１があいてい
るため、シリンダ２０１ａの上部および下部の空間が連
結され、貫通穴２３１を通して空気のやり取りが出来
る。そのため、ポンプ２０６によりシリンダ２０１ａ中
の液面２０７上の空気の圧力を制御することが出来、液
面位置が５〜１０ｍｍ程度、シリンダ２０１ａに入り込
むように保つ事が出来る。

【００６２】詰物２０３´をアルミシリンダ２０１ａに
いれる際の取り扱いは、その作業が感光体塗布の前に行
われるために、感光体を塗布した後に詰物加工を行う必
要がないため、感光体層２０１ｂの表面に傷がつくこと
はない。

【００６３】又、詰物挿入時に感光塗料塗布前のシリン
ダ２０１ａの表面には多少の傷がついても、その上に感
光体層２０１ｂが形成されるため、シリンダ２０１ａ上
の傷が直ちに不良画像となることはないという利点があ
る。

【００６４】また、従来例を図３５に示したように、感
光体ドラム２０１にギヤ２２０，２２１を取り付ける際
にも、感光体ドラム２０１の両端で空気のやり取りが出
来るようになるので、空気による反発力も小さくなり、
接着時間を減らすことが出来、ギヤ２２０，２２１にか
ける圧力も小さく出来る。尚、本実施例では貫通穴２３
１は１個の例を示したが、振動防止効果が減じない範囲
で複数の貫通穴を設けることも出来る。

【００６５】本願第３発明の第２の実施例は図２７に示
すように、複数の溝２３２を表面に形成したものを詰物
２０３″として使用したことを特徴とし、このような詰
物２０３″を使用することでも、シリンダ２０１ａ内の
詰物２０３″の両側の空間が連結され、空気の往来が可
能と成って、第１実施例と同様の効果を得ることが出来
た。

【００６６】第１実施例では貫通穴２３１が詰物２０３
´の中心からズレて形成された場合に回転時の負荷変動
が生じることがあったが、本実施例では、溝２３２が詰
物２０３″の外周部分に分散しているため、詰物２０
３″の重心が偏りにくいという利点があり、感光体ドラ
ム２０１の詰物の回転軸と重心軸のずれによって生じる
ハーフトーン等のピッチムラを改善できた。また、共振
によって生じる、本体の破損等の問題も解決できた。

【００６７】又、クリーナ装置２１８内の廃トナーを感
光体ドラム２０１内に回収するシステムが知られている
が、その場合には本実施例のように比較的、シリンダ２
０１ａの内壁側に通気孔があるものの方が、廃トナーが
詰物２０３″の両側の空間に収納されやすいという利点
もある。

【００６８】本願第３発明の第３の実施例は、図２８に
示すように、複数のらせん状の溝２３３を表面に形成し
たものを詰物２０３″´として使用することを特徴と
し、第２実施例と同様に、重心が偏りにくいという利点
を持っている。また、このようにすることで、詰物２０
３″´の周方向全体から均一に削り取る事になるので、
詰物２０３″´の重心偏りは全くなくなる。

【００６９】第１乃至第３実施例は、全て、詰物２０３
´，２０３″，２０３″´としてアルミなどの固体を用
いたが、本願第３発明の第４の実施例は図２９に示すよ
うに、詰物２０３″″として流体を用いることを特徴と
する。２１０は弾力性のあるビニール製の容器に水など
の流体が入っており、２１１は感光体ドラム２０１の中
に詰物２０３″″があっても、詰物２０３″″の両側の
空間の空気のやり取りが出来るように、詰物２０３″″
の表面に溝を形成する部材である。

【００７０】この様な詰物２０３″″を使用することで
も、帯電音やビビリ音は小さく出来ることはもちろん、
第１，第２実施例と同様に、空気の滞留などによる問題
を解決できた。また、部材２１１の形を第３実施例の形
状にすることで、すなわち、らせん状にすることで第３
実施例と同様の効果を得ることもできる。

【００７１】更に、本実施例はアルミなどの金属材料を
用いるよりもコストを小さく出来るという利点もあり、
弾性体容器２１０中に流体を充満させることで中実の詰
物２０３″″を実現できるため第１乃至第３実施例の固
体の様に、寸法を精密にする必要もない。

【００７２】以上はシリンダ１ａ上に感光体層１６を塗
工する前に、詰物２０３´乃至２０３″″をシリンダ１
ａ中に挿入する例を示したが、塗工後に詰物を挿入する
場合でも、工程作業順序の上でフランジ等、シリンダの
一端に蓋をしてから詰物を入れる場合、従来のような中
実体だとシリンダ内に押し込んだとき空気圧が上がって
しまい、うまく中央に配置出来ないという問題があった
が、本願第３発明の詰物２０３´乃至２０３″″により
これも解決する。

【００７３】

【発明の効果】

（第１の発明の効果）以上説明したように、本願第１発
明によれば１次帯電の直流電流を検知し、その電流に応
じて明電位と暗電位との電位差を一定にする制御方法を
設けることで、環境の温度や、プリント枚数により、感
光体ドラムや帯電ローラの状態が変化しても、画質、例
えば濃度、ライン幅、カブリ等を適正に維持することが
出来る。また、感光体ドラムや帯電ローラの特性のばら
つきに対するマージンも大きくすることが出来る。（第２の発明の効果）以上説明したように、本願第２発
明によれば導電ローラ或は転写ローラを用いて感光体に
流れる電流を検知し、画像形成工程の設定条件を制御す
ることにより濃度低下や地肌カブリのない良好な画像を
得ることが出来る。（第３の発明の効果）以上説明したように、本願第３発
明によれば感光体ドラムの詰物に、通気孔を設けること
でシリンダ内の詰物の両側の空間の空気のやり取りを出
来るようにしたことで、空気の滞留による問題を解決
し、詰物入感光体ドラムの製造方法を改善し、感光体ド
ラム表面への傷を付けさせないようにできた。また、穴
の形状を工夫して、重心の偏りを無くし、本体の破損、
ピッチムラなどを無くすことが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本願第１発明の第１実施例の画像形成装
置の縦断面図である。

【図２】図２は図１の画像形成装置におけるシーケンス
を表す図である。

【図３】図３は検知電流と△Ｖの特性図である。

【図４】図４は図１のコントローラの検知電流Ｉ_CDC に
対するＤＣバイアスＶ_CDC を決定するための関数を表す
グラフである。

【図５】図５は本願第１発明の結果における環境温度と
△Ｖの関係を表すグラフである。

【図６】図６は本願第１発明の第２実施例の画像形成装
置の縦断面図である。

【図７】図７は図６の画像形成装置におけるシーケンス
を表す図である。

【図８】図８は図６のコントローラの検知電流Ｉ_CDC に
対するレーザの光強度Ｅを決定するための関数を表すグ
ラフである。

【図９】図９は本願第１発明の結果における環境温度と
△Ｖの関係を表すグラフである。

【図１０】図１０は本願第１発明の第３実施例の画像形
成装置の縦断面図である。

【図１１】図１１は本願第１発明の第１実施例と同第３
実施例のプリント枚数による△Ｖの変化を示したグラフ
である。

【図１２】図１２は本願第１発明の従来の画像形成装置
の縦断面図である。

【図１３】図１３は図１２の画像形成装置の１次帯電バ
イアスＶ_CDC と感光体ドラムの表面電位Ｖの関係を表す
グラフである。

【図１４】図１４は図１２の画像形成装置の光強度Ｅと
感光体ドラム表面電位Ｖの関係を表すグラフである。

【図１５】図１５は図１２の画像形成装置のプリント枚
数による△Ｖの変化を示したグラフである。

【図１６】図１６は本願第２発明の第１実施例の画像形
成装置の縦断面図である。

【図１７】図１７は本願第２発明の従来の画像形成装置
の一例の縦断面図である。

【図１８】図１８は本願第２発明の第２実施例の画像形
成装置要部の概略図である。

【図１９】図１９は本願第２発明の第２実施例の変形例
である画像形成装置要部の概略図である。

【図２０】図２０は本願第２発明の第３実施例の画像形
成装置要部の概略図である。

【図２１】図２１は本願第２発明の第２実施例の制御手
順を示すブロック・ダイアグラムである。

【図２２】図２２は本願第２発明の第１実施例の検知電
流Ｉ_S と電圧補正量△Ｖ_CDC の相関グラフである。

【図２３】図２３は本願第２発明の第２実施例の検知電
流Ｉ_S と電圧補正量△Ｖの相関グラフである。

【図２４】図２４は本願第２発明の第２実施例の変形例
の検知電流Ｉ_S とバイアス電圧Ｖ_DCの相関グラフであ
る。

【図２５】図２５は本願第３発明の第１実施例の感光体
ドラムの斜視図である。

【図２６】図２６は本願第３発明の第１実施例の感光体
ドラムの塗工方法の説明図である。

【図２７】図２７は本願第３発明の第２実施例の詰物の
斜視図である。

【図２８】図２８は本願第３発明の第３実施例の詰物の
斜視図である。

【図２９】図２９は本願第３発明の第４実施例の詰物の
斜視図である。

【図３０】図３０は従来の感光体ドラムを用いた画像形
成装置の縦断面図である。

【図３１】図３１は従来の感光体ドラムの斜視図であ
る。

【図３２】図３２は従来の詰物を有する感光体ドラムの
斜視図である。

【図３３】図３３は従来の感光体ドラムの塗工方法の説
明図である。

【図３４】図３４は従来の詰物を有する感光体ドラムの
塗工方法の説明図である。

【図３５】図３５は従来のドラムギヤを感光体ドラムに
取り付ける説明図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電ローラ３露光装置４現像器５現像スリーブ６転写ローラ７転写材８クリーニング装置９，１０帯電のためのＡＣ，ＤＣバイアス電源１１，１２現像のためのＡＣ，ＤＣバイアス電源２０可変の電源２２２００Ｖの定電源２４コントローラ２５電流計３３光強度可変の露光装置３４コントローラ３５電流計４１電流フィルタ１０１感光体ドラム１０２１次帯電ローラ１０３１次帯電電源１０４レーザ１０５露光１０６現像器１０７トナー１０８現像スリーブ１０９転写ローラ１１０転写電源１１１用紙１１２クリーナ１１３電源ローラ１１４電源１１５電流計１１６コントローラ１１７現像電源２０１感光体ドラム２０１ａシリンダ２０１ｂ感光体層２０３詰物２０４感光塗料２０５支持体２０６ポンプ２３１貫通穴２３２，２３３溝２１０弾性体容器２１１溝形成部材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】そして、感光体ドラムの前回転中に該ド
ラム表面を露光し、このとき感光体ドラムに接触する１
次帯電手段に流れるＤＣ電流を測定して、所定のコント
ラスト電位を得るように画像形成時の露光量を決定する
こととしてもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野和朗東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者橋本典夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者竹内昭彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者矢野秀幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者七瀧秀夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者弓納持貴康東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラムの前回転中に該感光体ドラ
ム表面を露光し、このとき感光体ドラムに接触する１次
帯電手段に流れるＤＣ電流を測定して、所定の明電位と
暗電位との電位差であるコントラスト電位を得るように
画像形成時に該帯電手段に印加するＤＣ電圧を決定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】感光体ドラムの前回転中にガイドラム表
面を露光し、このとき感光体ドラムに接触する１次帯電
手段に流れるＤＣ電流を測定して、所定の前記コントラ
スト電位を得るように画像形成時の露光量を決定するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】現像スリーブに印加するバイアスのＤＣ
電圧を、１次帯電手段に印加するバイアスのＤＣ値から
一定値を差し引いたものとすることを特徴とする請求項
１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】感光体ドラムの累積回転数に応じて、該
電流値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】第１の画像担持体である感光体を１次帯
電手段により一様に帯電した後、露光を与えて静電潜像
を形成し、荷電粉体粒子を付与して現像し、得られた顕
像を第２の画像担持体である用紙に静電転写する工程を
含む画像形成装置において、前記感光体表面に接触する導電ローラを配設し、該導電
ローラに所定の電圧を印加して、この時に該導電ローラ
を介して流れる電流を検知して、その値に応じて画像形
成諸工程のうち少くとも１つの工程の設定条件を制御す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記導電ローラが転写ローラを兼用する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記１次帯電手段が前記感光体に接触回
転する導電ローラであり、前記１次帯電ローラに供給さ
れている直流電圧の値を制御することを特徴とする請求
項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】中空円筒上に感光材料を形成した感光体
ドラムにおいて、該円筒内に通気孔を有する中実部材を
固定配置したことを特徴とする感光体ドラム。