JPH0815952A

JPH0815952A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0815952A
Application number: JP6168732A
Authority: JP
Inventors: Makoto Oki; 誠大木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体に発生したメモリー効果を帯電（補
助帯電）により除去して、ムラ等のない画像を得ること
ができると共に、その際にＯ₃ 、Ｎｏｘ等の放電生成物
の発生を抑制し、像担持体の被爆、劣化、環境の汚染等
を防止した画像形成装置を提供することである。【構成】感光ドラム４に対し補助帯電器１５による補
助帯電を行なうと共に除電ランプ２５ａで全面露光を行
なって除電し、感光ドラム４のメモリー効果領域を除去
し、次いで一次帯電器６による一次帯電以下を行なうに
際し、その補助帯電電流を転写材の抵抗値等の画像形成
条件に基づいて制御した。【効果】上記の制御により補助帯電電流を必要量に少
なくして、感光ドラム４のメモリー効果領域を除去で
き、感光ドラム４を一様に一次帯電できると共に、Ｏ₃
等の放電生成物の発生を抑えることができる等、目的を
達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、電子写真
方式、静電記録方式等の画像形成装置に関し、限定する
ものではないが、特に複数の現像器を備えた多色電子写
真複写装置を初め、ファクシミリやコンピュータ等の出
力部を構成する記録装置等の種々のカラー複写機、カラ
ープリンタ等に好適に具現化し得る画像形成装置に関す
るものである。本明細書においては、多色電子写真複写
装置について説明するが、本発明の画像形成装置は上記
したようにこれに限定されるものではない。

【０００２】

【従来の技術】従来、多色電子写真複写装置は種々提案
されている。図１６に代表的な所謂回転式現像装置と称
される現像装置を具備した多色電子写真複写装置の一例
を示す。

【０００３】多色電子写真複写装置は、図１６に示すよ
うに、回転自在に軸支された矢印方向に回転する像担持
体、即ち感光ドラム１を有し、その外周部に画像形成手
段が配置される。この画像形成手段は任意のものを採用
し得るが、本例では、感光ドラム１０４の表面を均一に
帯電する一次帯電器１０６と、カラー画像を色分解した
光像又はこれに相当する光像を感光ドラム１０４上に照
射して、画像の静電潜像を感光ドラム１０４上に形成す
る例えばレーザービーム露光装置などの露光手段１０７
と、感光ドラム１０４上の静電潜像を現像してトナー像
として可視化する回転式現像装置１０９とを備えてい
る。

【０００４】回転式現像装置１０９は、回転自在に軸支
された略円柱形状の筺体１０４ａの周囲に、イエロー現
像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、ブラック現像剤
をそれぞれ格別に収納した４個の現像器１０９Ｙ、１０
９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋを保持してなっている。回転
式現像装置１０９は筺体１０４ａが回転することによ
り、感光ドラム１０４上に形成された静電潜像に対応し
た色の現像剤を収納した現像器を感光ドラム１０４の外
周面と対向した現像位置へと搬送して、その色の現像剤
で感光ドラム１０４上の静電潜像を現像してトナー像と
して可視化し、これを他の色について繰り返して４色分
のフルカラー現像が可能に構成されている。

【０００５】感光ドラム１０４上に形成されたトナー像
は、転写装置１０５Ａによりこれに担持した転写材Ｐ上
に転写される。転写装置１０５Ａは、本例では回転自在
に軸支された転写ドラム１０５を備えたドラムタイプと
され、図１７を参照すると理解されるように、転写ドラ
ム１０５は、両端に配置された一対のシリンダ１０５
ａ、１０５ａの空域の外周面に転写材担持部材として転
写材担持シート５０１を張設してなっている。転写ドラ
ム１０５外周面の転写材担持シート５０１の非張設部に
は、図示しない給紙装置から送給される転写材Ｐを把持
する転写材グリッパ１０５ｃが設けられ、転写ドラム１
０５内には転写手段を構成する帯電器１０５ｂが設けら
れる。更に転写ドラム１０５の内側、外側には、先の図
１６に示すように、除電手段を構成する内側除電帯電器
１０５ｄ、外側除電帯電器１０５ｅが配設される。

【０００６】上記転写材担持シート５０１には、通常、
ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリフッ化ビニリデ
ン樹脂などのフィルムが使用される。

【０００７】上記構成の多色電子写真複写装置によるフ
ルカラー画像の形成工程を簡単に説明すると、以下のよ
うである。

【０００８】先ず、一次帯電器１０６及び露光手段１０
７を作動することにより、感光ドラム１０４の外周面上
に青の色分解静電潜像が形成され、この静電潜像は、回
転式現像装置１０９の現像器１０９Ｙによりイエロー現
像剤で現像される。一方、転写装置１０５Ａへと送給さ
れた転写材Ｐは、転写ドラム１０５上のグリッパ１０５
ｃで把持して、転写ドラム１０５の回転に伴い感光ドラ
ム１０４上に形成されたトナー像と当接される。このト
ナー像は、転写帯電器１０５ｂの作動により転写材Ｐ上
に転写され、同時に転写材Ｐは転写材担持シート５０１
に吸着、保持される。

【０００９】以上のような画像形成及び転写動作を、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各色について繰り返すこと
により、上記転写材Ｐに４色分のトナー像を重ね合わせ
て転写した画像が得られる。４色分のトナー像を転写し
た転写材Ｐは、内側帯電器１０５ｄ及び外側帯電器１０
５ｅにより除電した後、分離爪１０８ａにより転写ドラ
ム１０５から分離して、次いで熱定着ローラ１２６で画
像の定着を行なった後、複写装置の機外に排出される。

【００１０】一方、感光ドラム１０４上に残留したトナ
ーはクリーナ１１３により除去して、再び画像形成プロ
セスに供される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の多色電子写真複写装置は、極めて好適に作動するも
のの、本発明者等の研究、実験によると、転写工程にお
いて、特に転写ドラム１０５の転写材担持シート５０１
としてポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等を使用し、
転写材Ｐとして転写紙を使用した場合に、又特に湿度が
大である場合に、問題を生じることが見出された。

【００１２】図１７は、転写装置１０５Ａの転写部にお
ける転写材Ｐの端部、特に終端部のＰａの電荷の状態を
示す説明図である。転写材Ｐは、転写ドラム１０５上に
あって一つの色のトナー像の転写が行なわれたが、未だ
分離されることなく引き続き転写ドラム１０５に巻き付
けられ、次の他の色のトナー像を転写するべく転写ドラ
ム１０５と共に回動されている。転写帯電器１０５ｂに
対して給電される転写電圧の極性は、例えば潜像がマイ
ナス電荷にて形成され、潜像を反転現像するべく各現像
器の現像剤のトナーがマイナスに帯電されている場合に
は、プラスに設定されている。

【００１３】本発明者の研究、実験によると、転写材担
持シート５０１としてポリフッ化ビニリデン樹脂フィル
ムを使用し、転写材Ｐとして転写紙を使用した場合に
は、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムの体積抵抗は１
０¹³Ωｃｍ、転写紙の体積抵抗は１０⁹ Ωｃｍ（高湿度
時）〜１０¹²Ωｃｍ（低湿度時）であるために、転写帯
電器１０５ｂからのプラスの電荷が転写材担持シート５
０１を介して転写材Ｐ内へ注入され、該プラス電荷が転
写材Ｐの表面領域に蓄積されることが見出された。

【００１４】又、本発明者は、転写材Ｐの表面領域に蓄
積されたプラス電荷は、感光ドラム１０４の表面との間
に高電界を生じさせ、図１８に示すように、転写材Ｐが
感光ドラム１０４より離れる際に剥離放電を起こし、こ
れにより発生した空中のマイナス電荷は転写材Ｐのプラ
ス電荷に引かれて転写材Ｐ上へと移動するが、空中のプ
ラスの電荷はマイナスの電荷を帯びた感光ドラム１０４
上へと移動し、感光ドラム１０４にダメージ、つまりメ
モリー効果を生ぜしめることを見出した。

【００１５】上記メモリー効果は、一次帯電器１０６に
よる感光ドラム１０４上の一次帯電量を感光ドラム１０
４の軸線方向の幅状に減少させることとなり、その結
果、感光ドラム１０４の均一帯電を不可能とし、著しい
画像不良を引き起こした。

【００１６】上記のようなメモリー効果は、主に転写帯
電器１０５ｂの作動に対応して生じるものであるが、図
１８に示すように、特に転写材Ｐの端部Ｐａにおいて
は、該プラス電荷が蓄積され易く、結果としてメモリー
効果をより強く発生し、感光ドラム１０４の軸線方向に
沿って強い筋状の画像ムラを引き起こしていた。

【００１７】上記のメモリー効果を軽減させる目的で、
転写帯電器１０５ｂの後段に別個の図示しない帯電器を
設け、この帯電器によって転写工程後の感光ドラム１０
４のメモリー効果領域を除電したり、或いは感光ドラム
１０４に対する除電露光と一次帯電で該メモリー効果領
域が十分に低減されるように、一次帯電と同極性に予め
帯電することも行なわれたが、除電のみでは十分な効果
が得られず、又一次帯電と同極性に帯電する場合にはメ
モリー効果領域の低減効果は認められたが、感光ドラム
１０４上に残留しているトナーも帯電されることになる
ので、クリーニング不良が生じる問題があった。

【００１８】又上記の感光ドラム１０４を同極性に予め
帯電する場合、転写材Ｐの端部Ｐａに対するメモリー効
果を十分に軽減させるためには、感光ドラム１０４を著
しく高い電位に帯電させる必要があり、時に感光ドラム
１０４の絶縁破壊による画像欠陥の発生等の問題を生じ
る場合があった。更に余分なスペースが必要になる等の
問題も生じる。

【００１９】即ち、従来は、感光ドラム１０４と転写材
Ｐとが当接して転写動作が行なわれたことにより感光ド
ラム１０４に発生するメモリー効果を、特に転写材端部
Ｐａに対する領域に発生するより強いメモリー効果も含
めて、クリーニング不良、感光ドラム１０４の絶縁破壊
等の問題を生じることなく、更に余分なスペースを使用
することなく、軽減するための有効な手段がなかった。

【００２０】本発明の目的は、像担持体に発生したメモ
リー効果をクリーニング不良等を生じることなく帯電に
より除去し、メモリー効果による画像ムラ等の問題を解
消した画像形成装置を提供することである。

【００２１】本発明の他の目的は、そのメモリー効果の
帯電による除去の際に、Ｏ₃ 、Ｎｏｘ等の放電生成物の
発生を抑制して、放電生成物による像担持体の被爆、劣
化、放電生成物による環境の汚染等を防止した画像形成
装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば本発明は、像
担持体に対して補助帯電器により第１の帯電を行なうと
共に全面露光を行ない、更に一次帯電器により前記第１
の帯電と同極性の第２の帯電を行なうことにより、前記
像担持体を所望の電位に一様帯電した後、前記像担持体
に画像パターンに対応した露光を行なって静電潜像を形
成し、前記静電潜像を現像剤で現像してトナー像として
可視化する画像形成装置において、前記第１の帯電条件
を画像形成条件に基づいて制御することを特徴とする画
像形成装置である。

【００２３】本発明によれば、前記補助帯電器がグリッ
ドが付いていない帯電器からなり、前記第１の帯電条件
はその帯電器の総放電電流とされる。又前記補助帯電器
がグリッドが付いた帯電器からなり、前記第１の帯電条
件はその帯電器のグリッドバイアス電位とされる。又前
記画像形成条件が、転写材の電気抵抗値、転写材の厚み
湿度環境又は画像形成枚数のいずれかとされる。

【００２４】

【実施例】

実施例１図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。本実施例の画像形成装置は、４つの画像ユ
ニットＩ〜IVを有した多色電子写真複写機に適用した場
合を示す。

【００２５】本多色電子写真複写機において、各画像形
成ユニットＩ〜IVは、感光ドラム４ａ〜４ｄを有し、そ
の回りにグリッド付き一次帯電器６ａ〜６ｄ、現像器９
ａ〜９ｄ、転写帯電器１０ａ〜１０ｄ、クリーナ１３ａ
〜１３ｄが配置され、更に画像形成ユニットＩ〜IVを貫
通する態様で感光ドラム４ａ〜４ｄの下方に搬送手段と
して無端状の転写材担持ベルト４１が配置され、給紙ロ
ーラにより給紙された転写材Ｐを転写帯電器１０ａ〜１
０ｄを配置した箇所で、画像形成ユニットＩ〜IVの感光
ドラム４ａ〜４ｄと当接するようにして搬送するべく構
成されている。

【００２６】更に、感光ドラム４ａ〜４ｄを帯電すると
同時に全面露光するために、補助帯電器１５ａ〜１５ｄ
及び除電ランプ２５ａ〜２５ｄ（図３参照）が、感光ド
ラム４ａ〜４ｄ表面の同一箇所に上下に重ねて設けられ
ている。

【００２７】本実施例では、感光ドラム４ａ〜４ｄの直
径を６０ｍｍとし、矢印方向に１３５ｍｍ／秒で回転す
るように設定した。感光ドラム４ａ〜４ｄは、一次帯電
器６ａ〜６ｄによりその表面を−３００Ｖ〜−９００Ｖ
に帯電され、その表面電位がセンサー１４ａ〜１４ｄ
（図３参照）によりモニタされ、適正な感光ドラム４ａ
〜４ｄの表面電位が計算される。露光手段２にはレーザ
ビーム露光装置を使用した。

【００２８】各色の現像器９ａ〜９ｄは、マイナスに帯
電した各色のトナーを有し、このトナーをそれぞれの現
像スリーブ上に担持して感光ドラム４ａ〜４ｄと近接し
た現像領域へと搬送させ、それぞれの現像スリーブに印
加される電圧（現像バイアス）と、感光ドラム４ａ〜４
ｄの表面電位とにより形成される現像電界により、反転
現像でトナーを感光ドラム４ａ〜４ｄ上の静電潜像に付
着して、トナー像として可視化する。

【００２９】感光ドラム４ａ〜４ｄは、それぞれ表面上
の残留トナーがクリーナ１３ａ〜１３ｄによって除去さ
れた後、補助帯電器１５ａ〜１５ｄにより感光ドラム４
ａ〜４ｄが、これ上に形成される静電潜像と同極性、即
ち負極性に帯電されると同時に、除電ランプにより一様
に露光され、メモリー効果領域、正常領域の双方が共に
表面電位約０Ｖとなるように除電される。その後、一次
帯電器６ａ〜６ｄ、像露光手段のレーザビーム露光装置
２の作動により、感光ドラム４ａ〜４ｄ上に画像露光パ
ターンに対応した色分解された静電潜像が形成され、現
像器９ａ〜９ｄの作動により該静電潜像がそれぞれイエ
ロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナーに
より現像された可視画像化された後、これらの可視画像
が転写帯電器１０ａ〜１０ｄの作動により担持ベルト３
１上に担持された転写材Ｐ上に順次転写され、転写材Ｐ
上にフルカラーが形成される。

【００３０】本実施例では、ブレード形状の接触型の転
写帯電器を用いたが、転写電流は環境によりその最適値
が決まり、本実施例では、温度２５℃、湿度５％のとき
１８μＡとした。

【００３１】図２は、メモリー効果領域を有する感光ド
ラムの静電潜像形成領域に対して従来のように一次帯電
を行なった場合の表面電位の推移を示す図である。図２
から明らかなように、感光ドラムのメモリー効果領域の
電位（約＋１００〜＋７００Ｖ）は、感光ドラムを除電
露光により除電した後もそのまま残留し、一次帯電を行
なって感光ドラムの表面電位を−７００Ｖに帯電させた
際にも、メモリー効果領域の電位は−３００Ｖ〜−６５
０Ｖになっている。このためメモリー効果領域の電位−
３００Ｖ〜−６５０Ｖと現像バイアス電圧−５５０Ｖと
の差分である電位差（図中に点線で示す）に対応する現
像電界が形成され、つまり、元々静電潜像を形成しない
非画像領域でもメモリー効果による静電潜像が形成され
ていることになり、これが現像されて不要なトナー像が
形成されることになる。その結果、この不要なトナー像
が転写材Ｐ上に転写されて、画像ムラが生じてしまうの
である。

【００３２】或いは、静電潜像を形成する画像領域にメ
モリー効果領域が形成されているために、その画像領域
に静電潜像を形成してもその静電潜像は、メモリー効果
のない正常な画像領域における静電潜像の電位よりも低
い電位となり、そのメモリー効果領域の静電潜像は濃く
現像されるので、画像ムラが生じてしまうのである。

【００３３】即ち、上記感光ドラムのメモリー効果領域
は、感光ドラムに形成される静電潜像に対して逆極性の
電位、つまり本例においては正極性に帯電されてしまう
ために、除電ランプ９による除電露光で除電されること
なく、次の一次帯電工程が施されることになる。従って
該メモリー領域を所望の電位に帯電するためには、除電
を施された正常な領域に対してより多くの帯電を行なう
ことになり、結果的にメモリー効果領域は、一次帯電し
た後も正常に帯電された領域に対し低い電位になってし
まうことになる。

【００３４】特に転写材Ｐの端部に対応する部分のメモ
リー効果領域については、そのメモリー効果が著しいた
めに、一次帯電後の正常領域との表面電位差も著しく残
り、結果的に大きな画像濃度差として現れてしまう。

【００３５】そこで本発明では、上記した問題点を解決
するために、感光ドラムを帯電すると同時に全面露光す
ることを行なっている。そのために本実施例では、図１
の画像形成装置の潜像形成部の概略構成を示す図３に示
されるように、補助帯電器１５及び除電ランプ２５を感
光ドラム表面の同一箇所に上下に重ねて設けており、こ
れにより上記したメモリー効果による画像不良を十分に
軽減することができる。

【００３６】以下、図４を参照しながら具体的に説明す
る。図４は、メモリー効果領域を有する感光ドラムに対
して本発明を適用した場合の表面電位の推移を示す。

【００３７】本実施例にて、感光ドラム４は表面上の残
留トナーがクリーナ１３によって除去された後、感光ド
ラム４に形成される静電潜像と同極性、即ち負極性に感
光ドラムが補助帯電器１５によって帯電され（第１の帯
電）、これと同時に除電ランプ２５により感光ドラムが
一様に全面露光される。この場合、補助帯電器１５によ
る帯電のみで除電ランプ２５による露光を行なわない
と、感光ドラム４のメモリー効果領域及び正常領域は、
図４中に示されるように、それぞれ約０Ｖ〜−７００Ｖ
及び約−８００Ｖ〜−８５０Ｖに帯電されることにな
る。

【００３８】これに対し上記のように、除電ランプ２５
を補助帯電器１５と同時に作動させ、帯電と同時に十分
な露光を行なうと、補助帯電器１５で帯電された電荷は
感光ドラム４の光導電性により直ちにその光導電層を導
通して減衰し、その結果、感光ドラム４の正常領域は、
補助帯電器１５により著しい高電位に帯電されることな
く、ほぼ０Ｖにまで除電され、又感光ドラム４のメモリ
ー効果領域は、その逆極性帯電（正極性帯電）が除去さ
れてメモリー効果がなくなり、正常領域と同様にほぼ０
Ｖに除電される。その後、感光ドラム４は一次帯電器６
による帯電が行なわれ（第２の帯電）、つまり一次帯電
により−７００Ｖの表面電位に帯電される。

【００３９】現像電界を形成するための現像バイアス電
圧は、−５５０Ｖに設定されている。感光ドラムの帯電
電位−７００Ｖと現像バイアス電圧−５５０Ｖとの差分
の１５０Ｖはカブリ取り電圧である。この電位差で形成
される電界により現像器のトナーは、その現像器の現像
スリーブに常に吸引されて感光ドラム４に付着すること
がなく、従って画像の白部にカブリが生じない。

【００４０】一方、感光ドラム４の画像パターンに対応
する部分は、その画像濃度に対応した強度でレーザビー
ムが照射されるので、このレーザビームにより露光され
た部分の電位は十分下がり、図４に示すように、現像バ
イアス電圧−５５０Ｖよりも低い電位の−３５０Ｖにな
って、この現像バイアス電圧と感光ドラムの露光部分の
表面電位とで形成される現像電界により、現像スリーブ
上のトナーが感光ドラム４に付着し、感光ドラム４上に
トナー像が形成される。

【００４１】以上のように、本実施例によれば、感光ド
ラム４の一次帯電に先立って予め、感光ドラム４のメモ
リー効果領域が感光ドラム４に形成される静電潜像と同
極性、つまり負極性となるように、補助帯電器１５によ
り感光ドラム４を帯電し（第１帯電）、且つこれと同時
に感光ドラム４を除電ランプ２５により除電露光するの
で、一次帯電の前に感光ドラム４のメモリー効果領域を
除去すると共に、メモリー効果を受けていない正常領域
を著しく高い電位に帯電させることなく、ほぼ一様な電
位に除電することができる。従ってその後の第２の帯電
である一次帯電、画像露光、現像の各工程が正常に行な
われ、従来のようにメモリー効果領域にトナー像が形成
され、これが転写材Ｐに転写されることによる画像の乱
れは発生しなかった。

【００４２】しかしながら、従来の一次帯電（第２の帯
電）のみを行なう場合に比べ、第１の帯電の補助帯電を
行なうことにより種々の問題が生じることがあった。

【００４３】即ち、補助帯電を行なうことにより生成さ
れるＯ₃ 、Ｎｏｘ等の放電生成物による感光ドラムの被
爆、劣化、放電生成物による環境の汚染、更に消費電力
の増大等の問題が倍加し、特に補助帯電と同時に行う全
面露光のために感光ドラムに多量の電流が流れ、感光ド
ラムの使用に応じて増大する残留電位の増加等、光減衰
特性の変化が著しく加速され、これに起因する画像品質
の劣化が顕著となるといった問題が生じた。

【００４４】更に説明すると、本発明者等の実験、研究
によれば、転写後の感光ドラムに生じるメモリー効果に
よる電位の乱れは、トナー像を転写帯電器１０により転
写する場合、転写帯電の条件、例えば転写電流値によっ
て著しく変化することが分った。例えば図５は転写電流
値とメモリー効果領域の感光ドラムの表面電位との関係
を示したものであり、この図から、感光ドラム上に生じ
るメモリー効果による電位の乱れは、転写電流値に応じ
てその大きさが異なることが理解される。即ちメモリー
効果領域における感光ドラムの表面電位は転写電流値に
よって増加する（強くなる）ことが分る。

【００４５】一方、転写帯電器１０の最適の条件は周囲
の環境条件、転写材Ｐの種類、感光ドラム上の静電潜像
の状態、現像器９中のトナーの状態、又は感光ドラム４
の感光体の状態によって変化する。従って高画質な画像
を得るためには上記画像形成条件に応じて転写帯電の条
件は変化される。特にフルカラー画像の形成可能な画像
形成装置では各色のトナーごとに最適な転写帯電条件が
異なっており、例えば常温・常湿環境で転写材Ｐとして
標準紙を用いた場合、転写電流値は例えば１色目は＋２
００μＡ、２色目は＋２５０μＡ、３色目は＋３００μ
Ａ、４色目は＋３５０μＡと変化される。低湿環境にお
いては、前記転写電流値は例えば１色目は＋３００μ
Ａ、２色目は＋３５０μＡ、３色目は＋４００μＡ、４
色目は＋５００μＡと変化される。

【００４６】図６は、メモリー効果領域を除電するため
に必要な補助帯電器１５の帯電電流（補助帯電電流）
を、メモリー効果領域の表面電位との関係として示した
ものである。図６から理解されるように、メモリー効果
領域が強ければ強いほど、即ちメモリー効果領域の表面
電位が正常な帯電極性に対して逆極性である正極性で且
つ高ければ高いほど、メモリー効果領域を除電するため
に必要な補助帯電器１５の帯電電流も増加する。

【００４７】このため補助帯電器１５の帯電条件を制御
せずに固定条件とした場合、不都合が生じる。例えば低
湿環境下で４色目の転写電流値が＋５００μＡの転写条
件を用いた場合に生じる最大のメモリー効果を除電する
ためには、補助帯電器１５の帯電電流値（補助帯電電流
値）を−４００μＡに設定しなければならないが、その
補助帯電電流値に固定したまま、温常湿下における第１
色目の転写電流値が＋２００μＡの転写条件を用いた場
合、補助帯電電流の大部分が該メモリー効果の除電に寄
与せずに、感光ドラムの光導電層内を通過することとな
り、これらの余剰電流が感光ドラムの通電劣化を増大さ
せることになる。

【００４８】従って補助帯電により帯電メモリー効果を
除去するに際し、帯電メモリーの程度に応じて補助帯電
電流の制御をする必要がある。ところが、この帯電メモ
リー効果は、同一環境、同一転写条件下においては、転
写材の電気抵抗によって異なる。即ち転写材の抵抗が低
いときにはメモリー効果が大きく、転写材の抵抗が高い
ときにはメモリー効果が小さいという傾向があることが
分かった。

【００４９】そこで、本実施例では、メモリー効果の補
助帯電による除去の際に、転写材の抵抗を測定して、そ
の抵抗値に基づき補助帯電の帯電条件を制御するように
した。これにより、Ｏ₃ 、Ｎｏｘ等の放電生成物の発生
を最小限に抑制して、放電生成物による像担持体の被
爆、劣化、放電生成物による環境の汚染等を低減するこ
とが可能となった。以下、具体的に説明する。

【００５０】接触転写帯電器１０の転写電流を１８μＡ
一定とした場合、転写後の感光ドラム４に生じる正の表
面電位は、図７に示すように、転写材の体積抵抗値が増
加するに従い低下する。補助帯電器１５の帯電条件を固
定した場合、その設定値はメモリー効果が最も強い場合
にそれが除去できる値とするので、メモリー効果が小さ
い場合には余剰電流は感光ドラムの変化を早めてしま
う。

【００５１】本実施例では、転写材が低抵抗の場合、メ
モリー電位が＋８００Ｖとなるので、補助帯電器の放電
電流は−４００μＡ〜−４８０μＡだけ必要とする。し
かし、転写材が高抵抗の場合、メモリー電位が＋２００
Ｖとなるので、補助帯電器の放電電流は−２００μＡ〜
−２５０μＡに設定することができる。

【００５２】このようなことから、転写材の抵抗を検知
することによって、補助帯電による感光ドラムの劣化や
放電生成物の増加を最小限に抑える制御が行なえるよう
になる。転写材の抵抗は同一種の転写材であっても、環
境、放置状態によって大きく変化する。特に高温高湿度
の環境下に放置されていた転写材は、抵抗値が低いこと
からメモリー効果が大きい。

【００５３】以下、転写材としてシート紙を例にとって
その抵抗検知法について説明する。図８は、本実施例で
用いた抵抗検知装置である。

【００５４】図８に示すように、抵抗検知装置は、金属
製の固定電極板３２ａと可動電極板３２ｂからなる１対
の電極板３２を有する。固定電極板３２ａはシート搬送
路内に固定され、その下面において接地されている。可
動電極板３２ｂは固定電極板３２ａに対向配置され、固
定電極板３２ａに向かって上下に進退するようになって
おり、その上面においてスイッチ３３に接続されてい
る。スイッチ３３は、可動電極板３２ａを抵抗測定回路
３４又は容量測定回路３５に接続するためのもので、切
換え可能に抵抗測定回路３４と容量測定回路３５とに接
続されている。

【００５５】抵抗測定回路３５は、一対の電極板３２に
よって挟まれた転写材であるシート紙１００の抵抗値を
測定して、その抵抗値を示す信号Ｒを演算回路３６に出
力する機能を有する。容量測定回路３５は、一対の電極
板３２によってシート紙１００が挟まれた状態における
静電容量値を測定して、その静電容量値を示す信号Ｃを
演算回路３６に出力するためのものである。

【００５６】演算回路３６は、抵抗測定回路３４からの
信号Ｒを入力して、信号Ｒが示す抵抗値に基づいて転写
材、即ち紙１００の誘電率を推定演算すると共に、この
誘電率と容量測定回路３５から入力した信号Ｃが示す静
電容量値とに基づいて、紙１００の厚さを演算するため
のもので、制御回路３７によってコントロールされる。
制御回路３７は、演算回路３６の他に電磁ソレノイド３
９とスイッチ３３とを制御する回路であり、検出器３８
を有している。

【００５７】この検出器３８は固定電極板３２ａの左端
上位に配設され、矢印方向から搬送されてきた紙１００
の先端部を検出する。制御回路３７はその検出信号に基
づいて、ソレノイド３９の電磁力をコントロールする。
即ち制御回路３７はソレノイド３９に流す電流方向を制
御し、ソレノイド３９はその電磁力によって、可動電極
板３２ｂを固定電極板３２ａ方向に移動させる。続いて
制御回路３７は、スイッチ３３を抵抗測定回路３４から
容量測定回路３５に切換えて、可動電極板３２ｂの接続
状態を抵抗測定回路３４から容量測定回路３５に移動す
ると共に、スイッチ３３の切換え情報と紙１００の有無
情報を示す信号を演算回路３６に出力する。

【００５８】従ってシート紙１００が矢印方向から搬送
されて、その先端部が検出器３８の下に至ると、検出器
３８から検出信号が制御回路３７に送出される。そして
検出信号を入力した制御回路３７によりソレノイド３９
の電磁力が制御されて、可動電極板３２ｂが固定電極板
３２ａ側に移動され、これにより紙１００が固定電極板
３２ａ上に挟み込まれて停止する。この動作と同時に、
抵抗測定回路３４によって紙１００の抵抗値が測定さ
れ、その抵抗値を示す信号Ｒが演算回路３６に出力さ
れ、抵抗値が数値として演算される。

【００５９】本実施例では、以上のようにして測定され
た転写材の抵抗値に基づいて、補助帯電器１５の総放電
電流を３段階に制御した。具体的には、転写材の抵抗が
１．０×１０¹³Ω以上のとき、補助帯電器の総放電電流
Ｉｓｕｂを−２００μＡ、転写材の抵抗が１．０×１０
¹⁰〜１．０×１０¹³Ωのとき、Ｉｓｕｂを−３００μ
Ａ、転写材の抵抗が１．０×１０¹⁰Ω以下のとき、Ｉｓ
ｕｂを−４００μＡとした。

【００６０】以上説明したように、本実施例では、転写
材表面における電荷の蓄積、特に転写材端部における電
荷の蓄積に起因した剥離放電により感光ドラム上に発生
するメモリー効果に対して、感光ドラム４ａ〜４ｄを静
電潜像と同極性、つまり負極性となるように、補助帯電
器１５ａ〜１５ｄにより帯電し（第１帯電）、且つこれ
と同時に感光ドラム４ａ〜４ｄを除電ランプ２５ａ〜２
５ｄにより除電露光しているので、一次帯電の前に感光
ドラム４ａ〜４ｄのメモリー効果領域を除去すると共
に、メモリー効果を受けていない正常領域を、著しく高
い電位に帯電して絶縁破壊等を生じさせることなく、ほ
ぼ一様な電位に除電することができる。従ってその後の
一次帯電、画像露光、現像の各工程が正常に行なわれ、
従来のような感光ドラム上のメモリー効果領域が現像さ
れてこれが転写材上に転写されるというようなことがな
く、メモリー効果領域に起因する画像乱れや画像ムラを
確実に防止した高品質な画像を得ることができた。

【００６１】本実施例では、更にその際、転写材の抵抗
値を測定し、それに基づいて補助帯電器１５ａ〜１５ｄ
の総放電電流を制御するようにしたので、Ｏ₃ 、ＮＯｘ
等の放電生成物の発生を最小限に抑制し、放電生成物に
よる感光ドラムの被爆、劣化及び環境汚染等を低減する
ことが可能となった。

【００６２】以上では、感光ドラム４を全面露光して除
電する除電ランプ２５として、図１１に示すようなヒュ
ーズランプアレー６６を用いたが、図１２に示すような
ヒューズＬＥＤランプアレー６６等の露光手段を使用す
ることもできる。

【００６３】又４ドラム系のフルカラー画像形成装置に
ついて述べたが、１ドラム系のフルカラー画像形成装置
或いは白黒画像形成装置についても、同様の効果が得ら
れる。

【００６４】実施例２本実施例の装置構成は、補助帯電器を除いて実施例１と
同じである。即ち、実施例１で使用した補助帯電器１５
は、図１３に示すように、高圧電源４２ａに接続される
帯電線４２ａを備えて構成された、グリッドを有しない
コロトロンタイプの帯電器であった。これに対し、本実
施例で使用する補助帯電器１５は、図１４に示すよう
に、グリッド４２ｃを有するスコロトロンタイプの帯電
器である。この帯電器によれば、高圧電源４２ａからの
高電圧の印加によって帯電線４２ａから放出される放電
量を、グリッドバイアス電源４２ｄからのグリッド４２
ｃへの制御電圧の印加によって制御できる。

【００６５】本実施例では、実施例１が転写材の抵抗値
に基づいて補助帯電器１５の総放電電流を制御していた
のに対し、転写材の抵抗値に基づいて補助帯電器１５の
グリッドバイアス電位を制御することが特徴である。本
実施例のその他の構成は、実施例１のときと基本的に同
じである。以下、必要に応じて先の図１及び３を参照し
て説明する。

【００６６】実施例１のように、転写材の抵抗値を測定
して補助帯電器１５の総放電電流を制御するというよう
なことをしない場合、つまり従来の場合は、例えば補助
帯電器１５の総放電電流を−４５０μＡ一定のとき、グ
リッドバイアス電位は−７００Ｖ〜−８００Ｖとしなけ
ればならず、このため常に感光ドラム４を高電位に帯電
しなければならなかった。このため感光ドラムの通電劣
化等が起こり、ドラム寿命が短くなるということがあっ
た。

【００６７】本実施例では、転写材の抵抗値を測定して
その抵抗値に基づき、補助帯電器１５のグリッドバイア
ス電位（Ｖgrid）を複数段に制御した。具体的には、表
１のように５段階に制御した。

【００６８】

【表１】

【００６９】本実施例においても、実施例１のときと同
様、感光ドラム４ａ〜４ｄを補助帯電器１５ａ〜１５ｄ
により補助帯電し、且つこれと同時に感光ドラム４ａ〜
４ｄを除電ランプ２５ａ〜２５ｄにより除電露光するの
で、一次帯電の前に感光ドラム４ａ〜４ｄのメモリー効
果領域を除去すると共に、メモリー効果を受けていない
正常領域を著しく高い電位に帯電することなく、ほぼ一
様な電位に除電することができる。そしてその後の一次
帯電、画像露光、現像の各工程を正常に行なって、メモ
リー効果領域に起因する画像乱れや画像ムラを確実に防
止した高品質な画像を得ることができる。

【００７０】更に本実施例では、転写材の抵抗値を測定
し、それに基づいて補助帯電器１５ａ〜１５ｄのグリッ
ドバイアス電位を制御するようにしたので、感光ドラム
４ａ〜４ｄの通電劣化等を低減することが可能となっ
た。具体的には、補助帯電器のグリッドバイアス電位を
制御しない場合には、各色共それぞれ平均約２４，００
０回の画像形成工程の繰り返しで、感光ドラムの交換寿
命となっていたのに対し、本実施例では平均約３６，０
００回まで交換寿命を大幅に延ばすことが可能になっ
た。又グリッドによる整流作用により、余剰電流による
感光ドラム劣化の不均一に起因した画像不良（ムラ）、
或いは放電ムラに対するメモリ消しムラ等が低減され、
感光ドラムの長手方向での均一性も向上した。

【００７１】以上では、４ドラム系のフルカラー画像形
成装置について述べたが、１ドラム系のフルカラー画像
形成装置或いは白黒画像形成装置についても、同様の効
果が得られる。又本実施例ではコロナ帯電器について述
べたが、接触式帯電器についても同様の効果が得られ
る。

【００７２】実施例３本実施例は、転写材の厚さを検知して、それに基づき補
助帯電器の帯電条件の制御を行なうことが特徴である。
本実施例のその他の構成は実施例１と基本的に同様であ
る。

【００７３】転写材が感光ドラムから離れる際に剥離放
電を起こして発生するメモリー効果は、体積抵抗率が一
定の場合、図９に示すように、転写材の厚さが厚いほど
大きくなる。これまでの補助帯電器の総放電電流は、転
写材厚を検知しない場合、−４００μＡ一定としてい
た。しかし画像形成中、常時−４００μＡ一定とした場
合、０₃ 、ＮＯｘ等の放電生成物の発生により、感光ド
ラムの放電生成物付着や劣化等、更には環境の汚染とい
う問題が生じる。

【００７４】そこで、本実施例では、上記したように、
転写材の厚さを検知して補助帯電器の帯電条件を制御し
た。これにより補助帯電器の総放電電流を最小限とする
ことができる。

【００７５】転写材厚検知装置は、図１０に示すよう
に、軸支されたレジストローラ１９と、上部からバネ２
１で該レジストローラ１９に押さえ付けられた、上下に
移動可能なレジストローラ２０とを有している。この２
つのレジストローラ１９、２０の間を坪量の異なる転写
材が通過すると、レジストローラ２０の位置が変化し、
その変化がクラッチ２２によりポテンシオメータ２３に
伝わり、転写材の厚さが検知される。検知された転写材
の厚さにより補助帯電器の総放電電流（Ｉsub ）の制御
を行なう。

【００７６】具体的には、転写材の厚さが０．０８５ｍ
ｍ以下のとき、補助帯電器の総放電電流をＩsub を−２
００μＡ、厚さが０．０８５〜０．１２０ｍｍのときＩ
subを−３００μＡ、厚さが０．１２ｍｍ以上のときＩs
ub を−４００μＡにできた。

【００７７】以上説明したように、本実施例において
も、感光ドラム上に発生するメモリー効果に対し、実施
例１と同様、補助帯電と同時に除電露光を行なうので、
メモリー効果領域に起因する画像乱れや画像ムラを防止
した高品質画像を得ることができる。

【００７８】更に転写材の厚さを検知し、それに基づい
て補助帯電器の総放電電流を制御するので、Ｏ₃ 、ＮＯ
ｘ等の放電生成物の発生を最小限に抑え、放電生成物に
よる感光ドラムの被爆、劣化及び環境汚染等を低減する
ことが可能となった。

【００７９】以上では、転写材の厚さにより３段階に制
御を行なったが、無段階に制御することも可能である。
更にスコロトロンタイプの帯電器のグリッドバイアス電
位を制御しても、同様の効果が得られる。又更に接触型
帯電器を用いても同様の効果がある。

【００８０】４ドラム系のフルカラー画像形成装置につ
いて述べたが、これまでと同様、１ドラム系のフルカラ
ー画像形成装置或いは白黒画像形成装置についても、同
様の効果が得られる。

【００８１】実施例４本実施例では、実施例１と同様な転写材の抵抗値検知、
及び実施例３と同様な転写材の厚さ検知が可能となって
いる。本実施例のその他の構成は、実施例１と基本的に
同じである。

【００８２】実施例１〜３では、転写材の抵抗値或いは
厚さにより、補助帯電器の総放電電流或いはグリッドバ
イアス電位を制御し、感光ドラムの劣化、環境汚染等を
低減した。

【００８３】これまでの実験等の結果から、メモリー効
果が発生していても、画像不良が生じない場合があり、
画像形成に当たり補助帯電器を常に動作させる必要があ
るという訳けではないことが分かった。即ち補助帯電を
行なわなくてもよい転写材の抵抗値及び厚さの組合せが
あることが分かった。しかし、実施例１〜３のように、
転写材の抵抗値或いは厚さのどちらか一方だけを測定し
ているのでは、補助帯電器を動作させなくても良い条件
に該当するかどうかを見つけ出すことができない。

【００８４】そこで本実施例では、転写材の抵抗及び厚
さを測定し、それに基づいて補助帯電器を制御するよう
にした。そしてその測定により補助帯電器の不要な動作
をなくすことを可能とした。

【００８５】具体的には、転写材が紙シートである場
合、転写材の厚さが０．０８５ｍｍ以下、抵抗値が１．
０×１０¹¹Ω以上のときである。この条件のとき、補助
帯電器を動作させなくてもよく、画像不良は発生しなか
った。

【００８６】本実施例では、以上述べたように、転写材
の抵抗値及び厚さに基づいて補助帯電器を制御すること
により、放電生成物の低減が可能となった。

【００８７】本実施例と同様にすることにより、４ドラ
ム系のフルカラー画像形成装置に留まらず、１ドラム系
のフルカラー画像形成装置或いは白黒画像形成装置につ
いても同様の効果が得られるのは、これまでと同じであ
る。同様に、スコロトロンタイプの帯電器のグリッドバ
イアス電位を制御することも、更に接触型帯電器を用い
ることもできる。

【００８８】実施例５本実施例では、実施例４の転写材抵抗値及び厚さに基づ
く補助帯電器の制御に加え、温湿度の環境データに基づ
く補助帯電器の制御を行なわせた。本実施例のその他の
構成は実施例４と基本的に同じである。

【００８９】本実施例の画像形成装置では、装置内に設
置してある環境センサーにより、環境の温度及び湿度が
測定可能になっている。画像形成装置、特にフルカラー
画像形成装置では、画像の最大濃度を一定に保つことが
重要である。しかし、環境の変化に応じて現像トナーの
電荷量が変動し、一定の現像コントラスト電位では最大
濃度を一定に保つことが難しい。

【００９０】そこで温度、湿度の変化に応じて現像コン
トラスト電位を制御することにより、最大濃度を一定に
保っている。即ち低温低湿時には、現像コントラスト電
位を高くするために、感光ドラムの帯電電位は高く、逆
に、高温高湿時には、現像コントラスト電位を低くする
ために、感光ドラムの帯電電位は低くしている。

【００９１】これまでの実験の結果から、転写材が感光
ドラムから剥離する際に生じるメモリー効果による影響
は、感光ドラムの帯電電位が高いときに小さく、帯電電
位が低いときには大きいということが分かった。従って
環境データに基づく制御を行なうことにより、実施例４
と同様な効果をより効果的に発揮させることができた。

【００９２】実施例６これまでの実験の結果から、転写材が感光ドラムから剥
離する際に生じるメモリー効果は、画像形成工程の繰り
返しによっても、大きく変化しないが、補助帯電器によ
るメモリー効果領域の除去効率は、画像形成の繰り返し
によって変化することが分かった。又使用する感光ドラ
ムの種類により効率が高くなる場合と、低くなる場合と
があることも分かった。

【００９３】本実施例では、表面保護層を有するＯＰＣ
感光体の感光ドラムを使用した。この感光ドラムでは、
画像形成の繰り返しにより、補助帯電によるメモリー効
果除去効率は低下するので、メモリー効果の除去が完全
に行なえないことがある。

【００９４】そこで本実施例では、画像形成工程の繰り
返し回数に基づいて補助帯電器を制御するようにした。
これにより補助帯電の制御を一層効果的に実施すること
が可能となった。

【００９５】具体的には、画像形成を平均約１０００回
の繰り返す毎に、補助帯電の総放電電流制御系では−５
０μＡづつ、グリッドバイアス制御系では−１００Ｖづ
つ加算し、設定値を変更した。その結果、初期とほぼ同
等の効果が得られた。

【００９６】以上述べたように、補助帯電器の制御を画
像形成の繰り返し回数に基づいて行なうことにより、感
光ドラムの使用初期から交換寿命まで、より効果的にメ
モリー効果を除去することが可能となった。

【００９７】本実施例では、画像形成の繰り返しにより
メモリー効果除去効率が低下する場合について述べた
が、効率が高まる場合には、補助帯電器の総放電電流の
低減が可能となり、放電生成物の発生を最小限にするこ
とができ、又通電劣化による影響が初期から少なくなる
ために、感光ドラムの寿命を更に延ばすことが可能とな
った。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、転写材表面における電荷の蓄積、特に転写材端
部における電荷の蓄積に起因した剥離放電により感光ド
ラム上に発生するメモリー効果に対して、感光ドラムに
第１の帯電をすると同時に全面露光を行ない、更に第１
の帯電と同極性の第２の帯電を行なうことにより、感光
ドラムを所望の電位に一様に帯電してから、感光ドラム
上に画像形成パターンに応じた露光を行なって静電潜像
を形成し、潜像を現像剤で現像してトナー像として可視
化するので、従来のような感光ドラム上のメモリー効果
領域が現像されてこれが転写材上に転写されるというよ
うなことがなく、感光ドラムの絶縁破壊等の弊害を生じ
ることなく、メモリー効果領域に起因する画像乱れや画
像ムラを確実に防止した高画質な画像を得ることができ
る。

【００９９】更に本発明では、転写材の抵抗又は転写材
の厚さ或いはその両方により、更には環境条件、画像形
成工程の繰り返し回数に基づいて、補助帯電器の総放電
電流或いはグリッドバイアス電位を制御したので、０
₃ 、Ｎ０ｘ等の放電生成物の発生を最小限にすることが
でき、放電生成物付着等による感光ドラムの劣化等を最
小限に抑えることを可能とし、更に感光ドラム寿命まで
補助帯電器による効果を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施例１を示す概略構
成図である。

【図２】従来の画像形成装置におけるメモリー効果領域
を有する感光ドラムの表面電位の推移を示す図である。

【図３】実施例１の画像形成装置の潜像形成部を示す概
略構成図である。

【図４】メモリー効果領域を有する感光ドラムの表面電
位の推移を示す図である。

【図５】転写電流値とメモリー効果領域を有する感光ド
ラムの表面電位との関係を示す図である。

【図６】メモリー効果領域の表面電位と必要な補助帯電
器の帯電電流との関係を示す図である。

【図７】転写材の体積抵抗に対するメモリー電位の関係
を示す図である。

【図８】実施例１及び２で使用した転写材の抵抗検知装
置の模式図である。

【図９】転写材の厚さに対するメモリー電位の関係を示
す図である。

【図１０】実施例３で使用した転写材の厚さ検知装置の
斜視図である。

【図１１】本発明で使用することができる除電ランプと
してのヒューズランプアレーを示す断面図である。

【図１２】本発明で使用することができる除電ランプと
してのＬＥＤランプアレーを示す断面図である。

【図１３】本発明で使用した補助帯電器としてのスコロ
トロンタイプの帯電器を示す断面図である。

【図１４】本発明で使用した補助帯電器としてのコロト
ロンタイプの帯電器を示す断面図である。

【図１５】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。

【図１６】図１６の画像形成装置に用いられた転写装置
の転写ドラムを示す斜視図である。

【図１７】図１６の転写装置の転写部における転写材端
部の電荷の状態を示す説明図である。

【図１８】同じく転写材端部での剥離放電を示す説明図
である。

【符号の説明】

４、４ａ〜４ｄ感光ドラム６、６ａ〜６ｄ一次帯電器９、９ａ〜９ｄ現像器１０、１０ａ〜１０ｄ転写帯電器１３、１３ａ〜１３ｄクリーナ１５、１５ａ〜１５ｄ補助帯電器２５、２５ａ〜２５ｄ除電ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に対して補助帯電器により第１
の帯電を行なうと共に全面露光を行ない、更に一次帯電
器により前記第１の帯電と同極性の第２の帯電を行なう
ことにより、前記像担持体を所望の電位に一様帯電した
後、前記像担持体に画像パターンに対応した露光を行な
って静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像剤で現像し
てトナー像として可視化する画像形成装置において、前
記第１の帯電条件を画像形成条件に基づいて制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記補助帯電器がグリッドが付いていな
い帯電器からなり、前記第１の帯電条件はその帯電器の
総放電電流である請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記補助帯電器がグリッドが付いた帯電
器からなり、前記第１の帯電条件はその帯電器のグリッ
ドバイアス電位である請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記画像形成条件が転写材の電気抵抗値
である請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項５】前記画像形成条件が転写材の厚みである
請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項６】前記画像形成条件が温湿度環境である請
求項２又は３の画像形成装置。
【請求項７】前記画像形成条件が画像形成枚数である
請求項２又は３の画像形成装置。