JPS6032186B2 - 電子写真法 - Google Patents

電子写真法

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JPS6032186B2
JPS6032186B2 JP53164820A JP16482078A JPS6032186B2 JP S6032186 B2 JPS6032186 B2 JP S6032186B2 JP 53164820 A JP53164820 A JP 53164820A JP 16482078 A JP16482078 A JP 16482078A JP S6032186 B2 JPS6032186 B2 JP S6032186B2
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corona
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改良された電子写真法に係るもので、更に詳
しくは感光体表面に形成される静電像電位を速やかに変
化設定することを可能とした電子写真法に関するもので
ある。
導電層・光導電層・絶縁層を有する感光体に−次帯電し
、次いで画像光を照射すると同時或いはその直後に一次
とは逆極性の除電を行なって静蚤潜像を形成する方法は
、特公昭43−24748号公報等により知られている
。
第1図は上記の如き電子写真法を適用した装置の側面図
である。
図において1‘ま導電性支持体・光導電層・絶縁層を基
本構成とするドラム状感光体で、この感光体は図の矢印
方向に回転し、その表面は1次コロナ帯電器2により一
様帯電され、次いで一次とは逆極性のコロナ放電器3に
より除電され、これと略同時に原画像光4が照射される
。
更に、光源5によって感光体表面が一様に露光され、原
画像光に応じた静亀潜像が感光体上に形成される。次い
で、感光体上の静露潜像は現像器6によって顕画化され
る。その後感光体表面にガイド7に案内された転写材P
を接触させ、その背面からコロナ放電器6のコロナ放電
を作用させることにより該顕画像を転写材Pに転写する
。しかる後転写材Pは感光体面より分離ベルト9によっ
て分離され、図示しない定着器で定着され機外へ排出さ
れる。一方、感光体表面はクリ−ニング装置10でクリ
ーニングされ再使用に備えられる。クリーニング後の感
光体1はランプ11と交流除電器12により表面電荷を
除電される。第2図は、上述の第1図に示した装置にお
ける感光体表面電位の変化を示すものである。
領域■は帯電工程、領域■は原画像光照射及略同時逆極
性コロナ除電工程、領域■は全面一様露光工程を示す。
この領域■において、逆極性コロナ除軍の強さを変化す
ることで、静亀潜像のコントラストに差が生じることが
知られている。このとき、形成された静露潜像を負極性
に帯電したトナ−を有する現像器で現像するには、明部
電位は−50V〜−100V程度が適当であって、その
電位が正側にシフトするとトナーカブリとなり、逆に更
に負側にシフトした場合には、正に帯電したキャリアの
付着が現われ画像形成に支障を来す。
そこで、上記領域■の工程で現像に最適な明部電位を得
るように適当な強さの逆極性コロナ除電を成すことが重
要となる。一方、上述の第1図に示した装置において、
領域■の1次帯電々位を変化させ、現像剤の濃度低下、
感光体の繰返し使用による劣化等に応じた画像調整が一
般に行われる。
このような画像調整の例を第2図の曲線A〜Dに示す。
図の曲線A〜Dは、一次帯電電位を1300Vから17
00Vに変化させた際の感光体の表面電位曲線である。
このとき、領域■の逆極性除電の強さを変化させない場
合には、一次帯電電位を1700Vに上げたことにより
、暗部の除雷電位が曲線Bに示す値から曲線Aに示す値
まで上がる。それのみならず、一次電位が1300Vの
時には適正値−50〜一100V(曲線Dに示す)であ
った明部電位も、十30〜一20V(曲線Cに示す)へ
と正側にシフトし、この状態では現像時に明部へのトナ
−付着によるカブリを生ずる。この様なカブリを除去す
る為には、逆極性コロナ除電の強さを調整して適正な明
部電位を得ることが必要である。
従って1次帯電電位の調整に伴って逆極性コロナ除電の
強ごを速やかに変えることが必要となる。本発明は上記
従来の欠点に鑑み、静電像電位の適正な設定を自動的に
行ない、感光体を繰返し使用してその特性が劣化しても
常にカブリのない複写画像を得ることを可能とした電子
写真法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明とは、導電層・光導電層・絶
縁層を有する感光体に一次帯電し、次いで画像露光とほ
ぼ同時に上記一次帯電とは逆極性のコロナ放電を施して
静露潜像を形成する電子写真法において、感光体に施さ
れる帯電・露光等の画像形成サイクルの繰返し回数に応
じて一次帯電の設定電位を所定量だけ変化させるととも
に、変4化後の一次設定電位に応じて逆極性除軍の強さ
を制御して画像形成を行なうものである。
これにより、感光体の繰返し使用によりその特性が劣化
しても常にカブリのないコントラストの高い鮮明な画像
を得ることができるものである。なお、本発明において
逆犠牲のコロナ放電とは、一次帯電で感光体表面に帯電
された電荷を除去するように働くものを指し、従ってコ
ロナ放電器に一次帯電器とは逆のDC電圧を印加したも
のの外、AC電圧若しくはDCを童畳したAC電圧等に
よるコロナ放電を含むものである。
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
0 第3図は本発明の実施例を示す放電制御装置の根拠
略図である。図において、13は接地した導電性基板・
光導電層・表面絶縁層からなる感光体であり「図の矢印
方向に移動する。14は一次帯電用のコロナ放電器で、
この放電器の放電電極155には、整流器16を介して
高圧電源17から正極性の高電圧が印加されている。
この高圧電源17は巻線の一次側に高圧出力の調整端子
17Aを持つており、この端子17Aは複写画像の濃度
に応じて適当なコロナ放電出力十6〜十郎Vが得られる
よう調整可能となっている。
高圧が印加される放電電極15からは、放電器のシール
ド14a及び感光体13方向へ電流n+、ID+が流れ
ている。このような高圧電源の二次側回路において、1
8及び19は電流検知器であり、夫々n+及び(n++
ID十)を検知する。
又20は電流検知器18,19に流れる電流の差を測定
する手段で、測定された値は感光体方向へのコロナ電流
値ID+となる。このような電流検知器及び電流差の測
定手段には、一般に広く知られている回路又は装置を用
いることができる。更に21は同時露光用のコロナ放電
器で、放電電極22には整流器23を介して高圧電源2
4から一次帯電とは逆極性の、即ち負極性の高圧が印加
されている。
放電電極22からは、放電器のシールド21a及び感光
体13方向へ電流n‐、m‐が流れている。25,26
は電流検知器であり、夫々n‐、(11‐十ID‐)を
検知する。
又28は電流検知器25,26に流れる電流の差を測定
する手段で、感光体方向への電流m‐を測定する。又、
28は繋流測定手段20,27で測定された電流の和(
m十十m‐)を測る手段である。ところで表面に絶縁層
を有する感光体の表面電位Vsと、感光体に流れる電流
和(ID++ID‐)の間には、(ID++ID−)広
Vsの関係がある。従って一次帯電器の高圧電圧を上げ
てID+が増加するに従い感光体の表面電位Vsは正側
に変動し、高圧蟹圧を下げてID十が減少するとVsは
負側に変動して、前述のように画像明部にカブリやキャ
リア付着等による不都合が生ずる。この欠点を解決する
ためには、ID+の変化に応じてID‐を変化させ、常
に(m十十m‐)の値を一定に保つ必要がある。そこで
、本発明では、前述の測定手段28で得た電流値(ID
+十m‐)を、逆犠牲高圧電源24の入力制御回路29
にフィードバックし、該電源24の一次電圧を変化させ
て感光体へ流れる放電電流ID‐の値を変えるものであ
る。これにより(m++ID‐)の値を一定にすること
ができ、感光体の明部の表面電位をカブリのない一定の
値に維持することが可能となる。第4図は本発明の他の
実施例を示す棺畑略図である。この実施例におては、上
述の実施例の場合とは逆に一次帯電を負極性に、同時露
光除電は正極性にて行っている。一次帯電の極性は、感
光体の光導電層がN型の時には十、P型の時には−が通
常用いられる。さて図において、一次高圧電源17の高
圧側端子17aは一次帯電器14の放電電極15に接続
されており、低圧側端子17bは、放電器のシールド1
4aに接続されている。
又逆極性高圧電源24の高圧側端子24aは放電電極2
2に接続されており、低圧側端子24bは除電器のシー
ルド21aに接続されている。又各高圧電源の低圧側端
子は電流検知器3川こ接続されており、感光体3方向へ
の電流和(ID++ID‐)を検知する。ここで測定さ
れた(m++ID−)の値は、逆極性高圧電源24のイ
ンバーター入力回路31にフィードバックされ、(ID
十十m‐)が常に一定値となるように制御される。この
ため一次帯電器出力を変化させ3て画像調整をした時に
も画像明部電位は一定に維持される。以上の実施例に示
したように、本発明は現像剤濃度の低下若しくは感光体
の劣下等により人為的に感光体の一次帯電電位を変化さ
せる際に、逆極性除電がこれに追従して自動的に変化す
るので明都電位を一定値に保つ上で有効である。
が、更に本発明によれば、齢電潜像の形成時に雰囲気の
温度・湿度など周辺環境状態の変動や、電源電圧の変動
によって一次帯電電流や逆極性除電電流が変化した時に
も、感光体へのコロナ電流の和(m+十ID−)は一定
となるように制御されるため、画像明部電位は常に一定
値に維持され、カブリのな夕 し、画像を常時得ること
が可能となる。ところで良好な複写画像を長期間に亘つ
て維持してゆくためには、画像明部のカブリを防止する
のみでなく、画像暗部の潜像電位を十分に保ち、画像濃
度が低下することを防止する必要がある。0 第1図に
示した電子写真法により形成された潜像電位は、第5図
に感光ドラムの暗部電位の縫時変化グラフとして示すよ
うに、感光ドラムの初期特性時には、一次電位が130
0Vの時に450Vの暗部電位を示しており、D=−l
og(ie/io)、io:入タ射光量、ie:反射光
量で表わされる画像濃度もD=1.3となって十分に黒
い良好な画像を維持している。
しかし、15000山国の除帯電・露光を繰り返すと、
感光ドラムは約150Vの暗部電位減衰をきたし、暗部
電位は約300Vとなる。この時の画像濃度Dは0.7
近辺へと低下する。従って、このような耐久劣化後の感
光ドラムを使って画像濃度D=1.3を得るためには一
次の設定電位を1600Vに上げて450Vの階部潜像
電位を得る必要がある。第5図において実線は一次電位
1300V一定のままの暗部電位変化曲線を示し、破線
は、50000回の帯電・露光毎に一次電位を調整して
、暗部電位を450Vに維持していることを示す。カッ
コ内の数字はその時の感光ドラム表面の一次設定電位を
示している。即ち5000の司の帯電・露光毎に100
Vずつ一次電位の設定を高くしてゆけば画像濃度を一定
に維持することが可能となる。このためには一次コロナ
放電器へ与える一次高圧の出力電圧を5000の司毎に
120Vの割合で上昇させてゆけばよい。
第6図はこのための制御回路を示す図で、図においてト
ランス32は入力側の33は一次高圧出力の変調回路で
あり、感光ドラムの回転数を教える積算器34とそれに
連動した可変抵抗器35とを具備している。
積算器34のカウンタに応じて該変調回路33が一次側
入力電圧を変化させ感光ドラム表面の一次電位を除々に
上げてゆく。これにより、長期に渡り安定した画像を得
ることができるものである。感光ドラムの電位劣化のよ
り大きなものに対しては、前記変調回路の可変抵抗器3
5を調整して、例えば50000回毎に150Vだけ一
次電位が高くなるようにすればよい。
ところで感光ドラムには、除帯電・滋光の繰り返し‘こ
よる電位劣化の他に、放置時間の長短に依タ存する特性
がある。
これは、感光ドラムの立ち上がり特性、または立ち下が
り特性と呼ばれるものであり、感光ドラムを放置してお
くことにより感光層内部の電荷が導電体基板側に逃げて
感光層が高抵抗化し、これによりその後の帯電電位が、
蓮J競に帯電・露光を繰り返している場合とは異なって
しまうものである。ところで放置により極端に高抵抗状
態を示す感光層(第7図Aの曲線a)の場合には、潜像
形成を行ってもいまらくの間は一次帯電時に負電荷のZ
注入が十分に行なわれず、十分な暗部電位を得ることが
できない。
(立ち上がり特性)その後帯電・露光を繰り返して光陵
労等により感光層がより低抵抗になると、感光層への負
電荷の注入が十分に行なわれるようになり、暗部電位も
徐々に得られてくる。また、放電することにより一次帯
電時の感光層への負電荷注入を妨げるほどには高抵抗に
ならない感光層(第7図Aの曲線b)の場合には、多く
の場合帯電・露光をくり返すことによりさらに低い抵抗
状態となり、逆極性除電時に感光層の暗部領域に負電荷
を十分に捕えておくことができなくなり暗部電位の低下
を生じるものである。(立ち下がり特性)第7図Aはこ
の様子を示したグラフで、立ち上がり特性、立ち下がり
特性のいずれにおいても、帯電・露光を30〜50回繰
り返す間に生じている。
またこれらは放置時間にも依存している。例えば立ち上
がり特性を示す感光ドラムの場合について説明すると、
第7図Bに示すように連続コピー時の暗部電位が450
Vの場合、10分から15分休んだ時には次の1枚目の
暗部電位は約60Vの電位低下を惹き起しているため、
数1功女のコピーをとった場合に最初のコピーから最後
のコピーに移る間に、画像濃度Dは1.1から1.3、
と変化してゆく。
第6図は制御回路の内、トランス36の一次側の回路は
この休止時間による画像濃度変化の補正回路と同様に、
初期の数十枚のコピーにつき一次高圧出力の変調を行う
ことによってその目的を達している。
変調回路は、高圧出力の変調トランス36、休止時間検
知のタイマー37等により構成され、休止時間に応じて
一次帯電器にかかる高圧電圧を変化させるものである。
例えば機械がスタンバイ状態にある時には、リレースイ
ッチSW,がオン、SW2がオフで可変抵抗38を通し
てコンデンサー39に充電電流が流れて除々にコンデン
サー39をある一定値に充電する。
コピーボタンを押すと同時にリレースイッチがSW,オ
フ、SW2オンに切り換わり、コンデンサー39に印加
された電圧に応じた出力電圧が増中器4川こ印加される
。コンデンサーに印加されている電荷は放電抵抗41を
通じて放電される。感光ドラムの特性に応じて可変抵抗
41,42を調整し、コンデンサーの充電時間、放電時
間の調整を行ない。また可変抵抗42により変調出力を
調整して立ち上がりのない画像を得ることができる。こ
れらの一連の一次高圧出力が変化している状態において
も、逆極性高圧出力は前述の第3図または第4図の制御
装置により自動的に適正値に調整されるため、常にカブ
リのない画像を得ることができる。
なお第6図の回路の内、第3図または第4図と同じもの
に関しては同一の符号を付してある。
ところで本発明の帯電装置を用いて、第1図に示した電
子写真方法を実施するには、下記の点に注意しなければ
ならない。第3図説明に於いて感光体への放電電流(m
十十ID‐)が感光体の表面電位Vsに比例すると述べ
た。
絶縁層に与えられる電荷をqとし、絶縁層容量をC、絶
縁層表面電位をVとすると、V=q/Cの関係がある。
このとき、絶縁層・感光層・導電層を基本構成とする三
層構成感光体を使用するタ第1図に示した電子写真法で
は、コロナ放電極性により感光体容量が異なる。例えば
CdS等のN型光導電体を感光層とする三層構成感光体
に正極性のコロナ放電q+を与えた時、CdSは導電体
として作用し、得られる感光体表面電位はV=q+/C
Oとなる。これに対して負極性のコロナ放電q‐を与え
た時は、CdSは絶縁体として作用し、得られる感光体
表面電位‘まv=q−/(号亮)となる。ここでC,は
C船層の容量である。・ 第3図・第4図に示した帯電
制御装置を第1図の電子複写機の画像形成部に適用した
時、図にX,Y,Zで示される各部分の表面電位Vx,
*Vy,Vzは、全領域が画像暗部である場合と、画像
明部である場合とでは下記の表の如く、となる。
上記表において、q十は一次帯電電荷、q‐は逆極性除
電電荷、Cは表面絶縁層の静電容量、C,は光導電層の
静電容量である。この結果、現像前の静霞潜像の電位V
cは、明部・暗部共に同じとなり、両者間の静電コント
ラストには差がなくなって画像が形成されないことにな
る。このことを、上記の表の結果をグラフにして示した
第8図を用いて今少し説明すると、図に点線で示した画
像明部の表面電位(曲線E)は、Vx=q十/Cに一次
帯電された後、第3図・第4図に示した本発明の実施例
装置の作動に基づいて、一次帯電電流と逆極性電流の和
(ID+十ID‐)が一定となるように一次とは逆極性
の電荷q‐が与えられて電位Vy=(q++q‐)/C
に除電され、その後全面露光を受けて最終表面電位がV
z=(q十十q−)/C(=Vy)となる。然るに同様
に画像暗部(曲線F)もVx=q+/Cに一次帯電した
後、(m+m‐)が一定になるように除電すると、感光
体の暗部の静電容量がま窯;と明部のそれCよりも小さ
いため、明部と同量の電荷q‐を暗部に与えると余計に
除電されて表面電位がVy=(q十十q−)/まき三と
明部よりもさらに低くなり、その結果全面露光しても最
終表面電位はほぼVz=(q+十q‐)/Cと明部との
差が全くなくなって、画像が形成されないことになる。
勿論実際の画像の黒い部分(暗部)と地の部分とは複雑
に入り乱れているが、単に一次電流と逆極性電流の和(
m十十ID‐)を一定になるように制御するだけでは、
上記と同様に静電コントラストが殆ど得られないものと
言える。このような不都合を解消するためには、一次帯
電電流の変化に伴なつて逆極性電流が自動的に変化する
構成でありながらも、静竜潜像の形成時には各々のコロ
ナ放電器への高圧印加電圧を一定に維持して、画像露光
により変化を受けた光導電層パターンに応じて感光板表
面に電荷を与え、潜像形成を行う必要がある。
つまり、これは明部・暗部共にほぼ等しい表面電位に除
電することで、全面露光後に高い静電コントラストが生
じるからである。このように、コロナ放電器に印加する
電圧の値を一定に保持して潜像形成を行った際の暗部の
表面電位曲線は第8図の曲線Gの様になった。この時の
一次帯電電位は十1500V、放電器への印加電圧+6
.錐V、除電電位は放電器への印加電圧−舷Vの時−2
00V、更に全面露光後の最終表面電位は十450Vで
あった。明部は第8図の曲線Eとほぼ同様の体をなし、
最終表面電位は−50Vであった。このようにして形成
された静電潜像を現像して頭画像を得たところ、カブリ
の全くない鮮明な画像が得られた。次に、静軍潜像形成
時に放電器に印加する一定電圧値の決定方法の一例を示
す。
第9図は本発明を適用した電子写真装置のシーケンスを
示すタイミングチャートである。
図において、日は感光体の回転を示し、1は画像露光を
示す。1はブランク露光(感光体の画像形成に不必要な
部分全体に一様に光を照射する)で、画像露光がなされ
ない間に階部潜像が形成され、無駄なトナーが消費され
るのを防ぐ。
通常ブランク露光用のランプは第1図の画像露光(原画
像光4)の光路上に設けられ、画像露光の終了と同時に
感光体上に光を照射し始め、次の画像露光の開始直前ま
でこれを続けるようになっている。又Kは一次帯電器の
放電、Lは逆極性除霜器の放電動作を示している。逆犠
牲除電器の高圧電源には次のシーケンスが付加される。
まずブランク露光用ランプの照射Jにより導軍性となっ
た感光体に対して、一次帯電器及び逆極性除電器から流
れるコロナ電流和が検知され、その値が画像明部にカブ
リが生じない一定値となるように逆極性除電器への高圧
印加電圧が制御される。
次いで画像露光時に於いて逆極性除電器への高圧印加電
圧は一定値のまま保たれ、感光体上に、画像パターンに
応じた静軍潜像形成が行なわれることとなる。このよう
に印加電圧を一定値に保っておくには、第3図若しくは
第4図に示した制御機構が画像露光時には働かないよう
画像露光時のみその作動をキャンセルすることによって
可能である。このタイミングは、画像露光用ランプの照
射時間、若しくは光学系移動型の装置の場合は移動ミラ
ーの在勤時間等からなることができる。又、逆極性帯電
器の動作説明図LにおいてT,及びT2は高圧印加電圧
が一定に保たれていることを示す部分である。
勿論電流和の初期値は、予め光を照射された感光体上の
領域にカプリが生じない値に設定しておく。更にこの外
に一定電圧値を決定する方法として、一次帯電電位を変
化させた時に同時にブランク露光を行なって電流和を一
定に制御し、以後は逆極・性除電器の高圧出力を一定に
維持するようにしてもよい。但しこの場合には、環境変
化に応じて逆除電電流を制御することは困難である。以
上詳細に説明したように、本発明では感光体に一次帯電
し、次いで画像露光と同時若くはその直後に該一次帯電
とは逆極性のコロナ放電を施して静電港像を形成する電
子写真法において、感光体に施される帯電・露光等の画
像形成サイクルの繰返し回数及び感光体の休止時間に応
じて一次帯電の設定電位を所定量だけ変化させるととも
に、変化後の一次設定電位に応じて逆犠牲除電の強さを
制御して画像形成を行なうようにしたから、感光体の繰
返し使用及び休止時間の長短によりその特性が劣化して
も自動的に一次帯電位の補正が行なわれ、尚かつその一
次設定電位に応じて逆極性除電電流の強さが変わるので
、常にカブリのないコントラストの高い鮮明な画像を得
ることができるものである。
尚、本発明は、一次帯電の後画像露光と同時に大きく逆
帯電し、全面露光して画像暗部の表面電位をほぼ0とし
て、画像明部パターンに対応した静竜溶像、いわゆる反
転像を得る電子写真方法又は装置にも適用できる。
また実施例においては、導電性基板・光導電層・表面絶
縁層の積層感光体に本発明を適用した例を示したが、こ
の外にも感光体に一次帯電し、画像露光とほぼ同時に逆
極性による除電若しくは帯電を行って静電潜像を形成す
る電子写真法又は装置に本発明を適用することができる
。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子写真装置の側面図、第2図は上記装置にお
ける感光体表面電位の変化を示す図、第3図は本発明の
コロナ放電制御装置の実施例を示す千鱗略図、第4図は
他の実施例を示す棺卵略図、第5図は感光体暗部電位の
経時変化のグラフ、第6図は本発明のコロナ放電制御装
置の実施例を示す概略図、第7図Aは感光体の立ち上が
り及び立ち下がりを説明するグラフ、第7図Bは感光体
を放置した時間に応じた暗部電位のグラフ、第8図は本
発明を適用した際の感光体表面電位の変化を示す図、第
9図は本発明を適用した電子写真装置のシーケンスを示
す説明図。 図において、13は感光体、14は一次帯電器、15,
22は放電電極、16,23は整流器、17,24は高
圧電源、18,19,25,26,30は電流検知器、
20,27は電流の差を測定する手段、28は電流測定
手段、29は逆極性高圧電源24の入力制御回路、33
は変調回路、34は積算器、37はタイマー、40は増
中器を表わす。 髪ー図 第2図 第3図 第4図 弟づ図 第ら図 多7図A 第7図8 第8図 第0図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 導電層、光導電層、絶縁層を有する感光体に第1コ
    ロナ放電器により一次帯電し、次いで画像露光とほぼ同
    時に第2コロナ放電器により前記一次帯電とは逆極性の
    コロナ放電を施して静電潜像を形成する電子写真法にお
    いて、第1コロナ放電器に印加する電圧を感光体に施さ
    れる除帯電・露光の繰返し回数に応じて、或いは更に感
    光体の使用休止時間に応じて変化させるとともに、変化
    後の第1コロナ放電器印加電圧に応じて第2コロナ放電
    器に印加する電圧を、第1コロナ放電器から感光体に流
    れるコロナ電流と第2コロナ放電器から感光体に流れる
    コロナ電流との和が一定になるように制御し、その後、
    上記変化、制御された各コロナ放電器への印加電圧を一
    定に保持して静電潜像を形成することを特徴とする電子
    写真法。
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