JPH02170175A

JPH02170175A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02170175A
Application number: JP63325414A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Kusano; 草野　昭久; Makoto Abe; 誠阿部; Kazuhiko Okazawa; 一彦岡沢; Toshiyuki Ito; 俊之伊藤; Kaoru Sato; 馨佐藤; Junichi Kimizuka; 純一君塚; Satohiko Inuyama; 犬山　聡彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-06-29

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】（産業上の利用分野）この発明は、帯電、露光、現像、転写等の静電写真プロ
セスを用いた画像形成装置に関するものである。

（従来の技術）静電写真技術においては感光体上を帯電手段によって一
次帯電した後、露光手段によって露光して感光体上に露
光部と非露光部とで異なる電位を発生させて静電潜像を
形成し、該潜像をトナーにより現像するが、前記露光部
の電位は感光体自体のバラツキや経年変化によって大き
く変化する。

そのため一般に感光体上の電位を検知手段で検知して、
その検知電位によって帯電、露光、現像等の条件を最適
化し、安定画像を得るという方法が用いられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の検知手段は感光体に対して非接触
式のＦＥＴ等の電位センサが採用されていたためノイズ
に弱く、感光体の表面電位を正確に検知することができ
なかった。従って、帯電。

露光、現像等の条件を充分適正化できず、安定画像を得
るまでには至らなかった。また、電位センサ自体が高価
であるとともに、感光体付近に特別の検知手段を設ける
結果、構造が複雑化してコスト高を招くこととなってい
た。

この発明は上記問題点を解決するためのもので、感光体
の表面電位を正確に検知し、その検知結果に基づいて帯
電、露光、現像等の条件を最適正化でき、安定した画像
を得られるようにした画像形成装置を提供することを目
的としている。また他の目的は、安価にして構造簡易な
電位検知手段を備えた画像形成装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、この発明は一様に電荷を付与
した感光体上に原稿の画像を投影して静電潜像を形成す
るとともに、該静電潜像を可視像化した後に記録紙に転
写する画像形成装置において、前記感光体の表面に接触
することによって感光体上の電位を検知する検知手段を
設けたものである。

（作　用）上記構成に基づくこの発明の作用は、感光体の表面に接
触した検知手段によって、表面電位を正確に測定できる
。

（実施例）次に、この発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明
する。

図において、ｌは光導電層２ａと導電層２ｂから成る感
光体、３は帯電線、４はグリッド電極、５は現像器、６
は現像器５内に収容したトナー７は表面に薄いトナーの
膜を作り現像高圧を印加される現像スリーブである。８
は現像スリーブ７に電圧を印加する現像高圧電源、９は
帯電線３に電圧を印加する帯電高圧電源、１０はグリッ
ド電極４に電圧を印加するグリッド高圧電源である。

１３はクリーナ、１４は除電ランプ、１７はレーザスキ
ャナ等の露光手段である。

１８は感光体１の表面に接触した検知手段で、該検知手
段１８は感光体ｌの表面の電荷を放電する放電部１９と
、該放電部１９から放電される電流を検知する検知部２
０とから構成されている。

該放電部１９は図示実施例においては転写手段を兼ねて
おり、転写高圧電源１１から電圧な印加できるようにな
っている。

更に、前記検知部２０は電流検出抵抗１５と制御部２１
とから構成されている。また、放電部１９と検知部２０
との間には切換手段１６が設けられ、放電部１９は転写
高圧電源１１と接続されたときには転写手段として機能
し、電流検出抵抗１５と接続されたときには放電部とし
て機能するように構成されている。制御部２１は帯電高
圧電源９．グリッド高圧電源１０．露光手段１７．現像
高圧電源８．転写高圧電源１１にそれぞれ接続されると
ともに、電流検出抵抗１５によって検出される放電電流
値から感光体１の表面の電位Ｖ。

を算出する演算機能と、算出された表面電位Ｖ。

が規定値であればそのままの状態を維持し、算出された
表面電位ｖＬが規定値からずれていた場合には前記各接
続部位に対して、表面電位ＶＬが規定値と等しくなるよ
うに電圧等を変化させる信号を出力する制御機能とを備
えている。

なお、この制御部２１による具体的な感光体１の表面電
位ｖＬの算出方法については後述する。

次に、グリッド電極４の電位をｖＧ　、帯電線３の電位
をＶＰ　、感光体ｌ上の露光部分の電位をＶＬ、現像ス
リーブ７の電位をＶＤ　として画像形成作用について説
明する。

まず、帯電線３には帯電高圧電源９により負の高電圧（
数ギロポル））Ｖｐが印加されており、グリッド電極４
はグリッド高圧電源１０により数百ポルトの負電圧ＶＧ
が印加されている。するとコロナ放電が生じるため、感
光体１の表面はほぼＶＣと等しい電位になる。次に、感
光体ｌは露光手段１７で露光され、露光された部分の電
位はｖＧ　より高い電位ＶＬまで上昇し、露光部と非露
光部とで電位差が生じ、原稿画像と同じ静電潜像が形成
される。この詩、現像スリーブ７の表面には薄いトナー
６の膜が形成されており、現像高圧電源８によりＶｏ　
　（Ｖｃ　＜Ｖｏ　＜Ｌｃ　）を印加すると、トナー６
はその特性上、負に帯電して、Ｖｌ　の部分、即ち、感
光体１上の露光部分に付着して静電潜像が可視像化され
る。付着したトナー６は転写高圧電源１１により正電圧
を印加された転写手段（放電部）１９によって感光体１
から記録紙１２上に転写される。記録紙１２上に転写さ
れないで、感光体１の表面に残ったトナー６はクリーナ
１３によってかき落される。最後に感光体１は除電ラン
プ１４によって一様に光を照射され、表面電位を０ポル
トに戻されて次の画像形成に備える。

ここで、感光体１の表面電位検知方法を第２図に基づい
て説明する。負の高電圧ＶＰを印加された帯電線３から
のコロナ放電によって感光体１の表面には負イオンが付
着してグリッド電極４の電位ＶＧ　とほぼ等しくなる。

感光体ｌの光導電層２ａは光が当たらなければ絶縁物で
あるから導電層２ｂと光導電層２ａの表面には一定の静
電容量Ｃ（Ｆ／ｍ２　）が存在する。いま導体層２ｂと
光導電層の表面間の電位差はＶｃであるから光導電層２
ａの表面の電荷密度はＣ＊　ＶＧ（０７ｍ２　）となる
。感光体ｌの表面で光が当たり表面電位がＶ［になった
部分の表面電荷密度は同様にＣ−ｖＬ　（０７ｍ２）と
なる。ここで、転写手段（放電部）１９を抵抗１５を通
してＧＮＤに落とすと、感光体ｌの表面の電荷は転写手
段１９を通して放電される。

この時の抵抗１５に流れる電流は、Ｉ＝ｒ・ω・、Ｑ、争Ｃ・■ｓただし、ｒは感光体の半径、ωは感光体の角速度、文は
感光体の長さ、Ｃは導電層と光導電層表面間の単位面積
容量、ＶＳは感光体の表面電位である。従って、抵抗１
５の抵抗値をＲ２抵抗１３に発生する電圧をＶＯとする
と、光導電層の表面電位Ｖｓは次式で示される。

Ｖｓ＝　Ｉ　÷（ｒ・ω・１−Ｃ）　＝Ｖｏ÷（Ｒ−ｒ
・ω・立・Ｃ）以上の様にして光導電層２ａの表面電位
を検知することが出来る。

上記光導電層２ａの表面電位測定時は記録紙は通紙して
はならないし、現像高圧Ｖｏは０ＦＦＬ。

ておかなければならない。また、切換手段１６によって
放電部１９を電流検出抵抗１５の方に接続しであること
は勿論である。

第３図は画像形成時における感光体１上の電位変化を示
すグラフ図であり、第４図は感光体ｌの特性変化による
ｖＬの変化を示すグラフ図である。このように感光体１
の表面の露光部の電位Ｖ１　が変化すると、現像高圧Ｖ
Ｄが一定であるために、現像特性が大きく変化、即ち、
記録紙に転写される画像に大きな影響が及ぶ。

次に、露光された感光体上の電位Ｖ［の安定方法につい
て具体的に説明する。

第５図（ａ）に示すように、露光された感光体１の表面
電位ｖＬは目標とする値からずれやすい。

今、■［が目標値よりも高い場合にはｖＬ　−Ｖ。

（現像高圧）が大きくなるのでトナー６が感光体１の表
面に大量に付着し易くなる。従って、転写紙１２に形成
される画像は通常よりも濃い画像となってしまう。そこ
で、制御部１ｏを介してグリッド高圧電源１０の電圧ｖ
Ｇを下げてやると、ｖＬは目標値に近づく方向にシフト
する。そこで、ｖｌ−を前記方法によって検知しながら
ＶＧを変化させていくと第５図（ｂ）のようにｖＬが規
定値付近になって良好な現像特性が得られることとなる
。

第６図は感光体１上の表面電位ＶＬを測定しながらグリ
ッド電圧ＶＧを決定する場合のフローチャートである。

まず、帯電高圧電源９をＯＮＬ、帯電線３に帯電高圧Ｖ
Ｐ印加、グリッド高圧電源ｌｏをＯＮしてグリッド電極
４にグリッド電圧ＶＧをそれぞれ印加し、露光手段１７
によって感光体１の表面全域を露光する。さらに切換手
段１６を切り換えて放電部１９を電流検出抵抗１５に接
続する（ＳＴＥＰｌ）。すると、感光体ｌの表面電位（
露光された部分の電位）ＶＬに応じた電流が電流検出抵
抗１５に流れ、電圧Ｖｏが発生する。制御部２１はその
Ｖｏによって表面電位Ｖ［を算出（ＳＴＥＰ２）すると
ともに、規定値であるか否かを判断（ＳＴＥＰ３）する
。検知電位Ｖ［が規定値からずれていた場合には、グリ
ッド高圧電源１０に対して電圧ｖＧの変更指令を出力（
ＳＴＥＰ４）　Ｌ、再度５ＴＥＰ２の動作を繰り返す。

５ＴＥＰ３において検知電位Ｖ、が規定値であったとき
には、グリッド電圧ｖＧを現状に決定（５ＴＥＰ５）　
Ｌ、以後の画像形成を行うこととなる。

（第２実施例）上記実施例においては、グリッド電位ＶＧを変化させた
が、第７図（ａ）、（ｂ）のグラフ図は現像スリーブ７
に印加する電圧Ｖｏを変化させるものである。感光体１
の表面電位ｖしが変化しても、それに合わせて現像スリ
ーブ７に印加する電圧Ｖ。

を変化させれば、■［−ＶＤが適正値に保つことができ
るので、現像特性を良好に維持できる。しかし、感光体
１上の電位■Ｌが変化してしまうため、転写手段１９に
印加する転写電圧を変化させる必要が生じることもある
。

（第３実施例）第８図（ａ）、（ｂ）に示す実施例は露光量を変化させ
て感光体１の表面電位ＶＬを安定化させるものである。

表面電位Ｖ［は露光量が小さいと低く、露光量が大きい
と高くなる。従って、■［を検知しながら露光手段１７
による露光光量を調整することによって適正な表面電位
Ｖ［を得ることができる。しかし、露光光量を変化させ
ると画素径も変化するので、画素径と表面電位ｖＬの関
係によって適当なレーザ光量を設定しなければならない
。

（発明の効果）この発明は以上のように構成したものであるから、感光
体の表面電位を正確に検知することができ、その検知電
位に基づいて帯電、露光、現像等の各画像形成条件を最
適なものに維持できる。

従って、記録紙へ転写される画像の安定した高品質の画
像形成装置を得ることができる。また、放電手段が転写
手段を兼ねているから、構造が簡単で安価に製造できる
という他の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの発明の実施例を示し、第１図は全
体の概略構成を示す説明図、第２図はこの発明の原理を
示す説明図、第３図は画像形成中の感光体の表面電位を
示すグラフ図、第４図は感光体の特性変化による表面電
位を示すグラフ図、第５図（ａ）、（ｂ）　　、第７図
（ａ）、（ｂ）　　、第８図（ａ）。（ｂ）はそれぞれグリッド電圧の変化による表面電位の
安定化、現像電圧の変化による現像特性安定化、露光量
の変化による表面電位の安定化を示すグラフ図、第６図
はグリッド電圧の決定を示すフローチャート図である。符号の説明１・・・感光体　　　　　　１２・・・記録紙１６、・
・切換手段　　　　１８・・・検知手段１９・・・放電
部（転写手段）２０・・・検知部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一様に電荷を付与した感光体上に原稿の画像を投
影して静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を可視像化した後に記録紙に転写する画
像形成装置において、前記感光体の表面に接触することによって感光体上の電位を検知する検知手段を設けたことを特徴
とする画像形成装置。
（２）前記検知手段が、検知した電位に基づいて帯電、
露光、現像等の画像形成条件を変化させる手段を備えた
ものである請求項１に記載の画像形成装置。
（３）前記検知手段が、感光体表面の電荷を放電する放
電部と、該放電部から放電される電流を検知する検知部
とからなるものである請求項１に記載の画像形成装置。
（４）前記放電部が、感光体上の可視像を記録紙に転写
する転写手段を兼ねたものである請求項３に記載の画像
形成装置。
（５）前記放電部が、放電時と転写時とで相互に切換え
できる切換手段を有するものである請求項４に記載の画
像形成装置。