(57)【要約】【課題】  感光手段１周分の画像領域と２周目以降の画像領域との間に生じる濃度差を解消できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  印字動作を開始する際、図示のように、電源供給手段より帯電手段に対して電圧印加を開始してから感光手段が１周する期間内は前記電源供給手段の直流電圧設定を所定電圧より大きな電圧にし、２周目以降は前記所定電圧の電圧設定に切り換えるように制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体上に感光体部が形成された回転する感光手段と、導体の周りに抵抗体層が形成されその抵抗体層が前記感光手段に接している帯電手段と、前記帯電手段に接続され所定電圧の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を供給する電源供給手段とを備えた画像形成装置において、
印字動作を開始する際、前記電源供給手段より前記帯電手段に対して電圧印加を開始してから前記感光手段が１周する期間内は前記電源供給手段の直流電圧設定を前記所定電圧より大きな電圧にし、２周目以降は前記所定電圧の電圧設定に切り換えるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定電圧の電圧設定に切り換える際に、段階的に切り換えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
プロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジの使用時間または印字を行った記録媒体数を計測する計測手段を備え、
前記制御手段は、前記計測手段の計測結果に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
不揮発性の情報記憶手段を有するプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジの使用時間または印字を行った記録媒体数を計測する計測手段を備え、
前記制御手段は、前記感光手段の感度特性および／または前記計測手段の計測結果を情報記憶手段に書き込み、該情報記憶手段の記憶内容に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
当該画像形成装置の使用環境を検出する使用環境検出手段を備え、
前記制御手段は、前記情報記憶手段の記憶内容と前記使用環境検出手段の検出出力に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
当該画像形成装置の使用環境を検出する使用環境検出手段を備え、
前記制御手段は、前記使用環境検出手段の検出出力に応じて、前記所定電圧の変更を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いた画像形成装置に関し、特にその帯電電源の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の電子写真技術を用いた画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。
【０００３】
図３において、１は感光手段を表し、１１は感光手段１の導体部、１２は感光体部である。なお導体部１１はグランドに接地されている。
【０００４】
２は帯電手段を表し、２１は帯電手段２の導体軸、２２は弾力性のある抵抗体である。ここで感光体部１２と抵抗体２２は接触しており、印字動作中は感光手段１は図示しない駆動手段により矢印方向に回転駆動されている。
【０００５】
２３は帯電電源部を表し、印字動作中は交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を帯電手段２の導体軸２１に印加する。このとき感光体部１２と抵抗体２２の接触部近傍ではコロナ放電が発生して感光体部１２の表面が帯電される。なお帯電された感光体部１２の表面電位は帯電電源部２３により印加される直流電圧とほぼ等しい電位となる。また帯電電源部２３で交流電圧を重畳するのはコロナ放電を促進して感光体部１２の表面電位を均一化するためである。
【０００６】
９はレーザ走査光を表し、帯電された感光体部１２表面には光走査手段（図示しない）より画像信号に応じてオン，オフ制御が行われたレーザ走査光９が照射される。感光体部１２の表面上にレーザ走査光９が照射されると、照射された感光体部１２の表面部分は生成された光電子により等価的に抵抗率が下がるため帯電電源部２３により帯電された表面電荷が減衰する。従ってレーザ走査光９が照射された部分の電位の絶対値は減少する。この結果感光体部１２の表面には画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【０００７】
３は現像手段を表し、３１は中空の導体ローラ部、３２は導体ローラ部３１の内部に埋め込まれたマグネットである。導体ローラ部３１の表面には弾性のある現像ブレード３３が接している。現像手段３と現像ブレード３３の間には攪拌により負電位に帯電されたトナー１００が蓄積されている。トナー１００自体は磁性体であり導体ローラ部３１の表面とマグネット３２で生じる電気鏡像効果による静電気力により導体ローラ部３１の表面に引き付けられる。導体ローラ部３１の表面上に付着したトナー１００の多くは現像ブレード３３により剥ぎ取られ表面近傍のみのトナー１００が導体ローラ部３１と感光体部１２との隙間部に運ばれる。なお感光体部１２と導体ローラ３１の間には微小な隙間（２００ミクロン以下）が設けてある。
【０００８】
３４は現像電源部を表し、印字動作中は交流電圧と直流電圧が重畳された電圧を現像手段３の導体ローラ部３１に印加する。この現像電源部３４の電圧印加により感光体部１２と導体ローラ３１の隙間部には電界が生じて導体ローラ部３１の表面に付着したトナー１００が導電ローラ３１から飛翔する。ここで感光体部１２の表面においてレーザ走査光９が照射されていない部分は負電位に帯電しており、その表面電位は現像電源部３４の直流電圧より低くなるように設定されている。このためトナー１００に対して直流的には導体ローラ３１に押し戻す方向に力が作用することとなり、飛翔したトナー１００は現像手段３に戻されることになる。一方、感光体部１２の表面のうちレーザ走査光９が照射された部分は表面の負電荷が減衰しているため、その部分の電位は現像電源部３４の直流電圧より高くなる。このためトナー１００に対しては直流的には感光体部１２に引き付ける力が作用することとなり、飛翔したトナー１００は感光体部１２に付着することになる。このようにして感光体部１２表面にはレーザ走査光９により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００９】
４は転写手段を表し、４１は導体軸、４２は弾性のある抵抗体である。感光体部１２の表面上に形成されたトナー像は転写手段４の方向に運ばれる。また抵抗体４２の表面は感光体部１２と接していて、記録媒体は抵抗体４２と感光体部１２との間を搬送される。
【００１０】
４３は転写電源部を表し、記録媒体通過時には正の直流電圧を転写手段４に印加する。このとき感光体部１２の表面上にあるトナー１００は記録媒体の方向に引き付けられ、感光体部１２上に形成されたトナー像が記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体はその後定着手段（図示しない）へ搬送される。定着手段に搬送された記録媒体は定着手段内で加熱，加圧されることにより記録媒体にトナーが固着され機外へ排出される。なお記録媒体に転写されず感光体部１２上に残ったトナー１００はクリーニングブレード５により取り除かれ画像形成装置は次の印字動作に備える。
【００１１】
なお、画像形成装置において印字動作に先立って準備動作を行う前回転期間において、感光体の表面電位を安定化させるために帯電電圧を印加する動作が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平３−２４００７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図４は従来例の帯電電源部２３における直流電圧の変化および感光手段１の表面電位の変化を示した図である。画像形成装置の印字動作において、帯電電源部２３は感光手段１の表面を所定電位に帯電させるために電圧印加を行うが、印字開始直後は高圧電源の立ち上がりの遅れおよび周動する感光手段１を０Ｖから所定電圧まで帯電させなければならないため、感光手段１周目は所定電位に達しない傾向があった。この傾向は画像形成装置の高速化に伴い、感光手段の回転速度も上がり、周動する帯電手段と感光手段との当接時間が短くなるにつれて顕著になり、この結果感光手段１周分の画像領域と２周目以降の画像領域との間に濃度差が生じてしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光手段１周分の画像領域と２周目以降の画像領域との間に生じる濃度差を解消できる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（６）のとおりに構成する。
【００１５】
（１）導体上に感光体部が形成された回転する感光手段と、導体の周りに抵抗体層が形成されその抵抗体層が前記感光手段に接している帯電手段と、前記帯電手段に接続され所定電圧の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を供給する電源供給手段とを備えた画像形成装置において、印字動作を開始する際、前記電源供給手段より前記帯電手段に対して電圧印加を開始してから前記感光手段が１周する期間内は前記電源供給手段の直流電圧設定を前記所定電圧より大きな電圧にし、２周目以降は前記所定電圧の電圧設定に切り換えるように制御する制御手段を備えた画像形成装置。
【００１６】
（２）前記（１）記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記所定電圧の電圧設定に切り換える際に、段階的に切り換える画像形成装置。
【００１７】
（３）前記（１）記載の画像形成装置において、プロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジの使用時間または印字を行った記録媒体数を計測する計測手段を備え、前記制御手段は、前記計測手段の計測結果に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行う画像形成装置。
【００１８】
（４）前記（１）記載の画像形成装置において、不揮発性の情報記憶手段を有するプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジの使用時間または印字を行った記録媒体数を計測する計測手段を備え、前記制御手段は、前記感光手段の感度特性および／または前記計測手段の計測結果を情報記憶手段に書き込み、該情報記憶手段の記憶内容に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行う画像形成装置。
【００１９】
（５）前記（４）記載の画像形成装置において、当該画像形成装置の使用環境を検出する使用環境検出手段を備え、前記制御手段は、前記情報記憶手段の記憶内容と前記使用環境検出手段の検出出力に応じて、前記所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行う画像形成装置。
【００２０】
（６）前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、当該画像形成装置の使用環境を検出する使用環境検出手段を備え、前記制御手段は、前記使用環境検出手段の検出出力に応じて、前記所定電圧の変更を行う画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により感光手段の１周目と２周目以降の表面帯電電位の差が無くなり、その結果感光手段１周分の画像領域と２周目以降の画像領域との間に生じる濃度差を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２３】
実施例１である“画像形成装置”について説明する。なお、本実施例のハードウエア構成は、従来例と同様なので、その説明を援用する。
【００２４】
図１は本実施例の帯電電源部における直流電圧の変化および感光手段の表面電位の変化を示す図である。画像形成装置が印字動作を開始する際、感光手段の回転動作を開始後、所定のタイミングで帯電電源部より帯電手段に対しての電圧印加を開始する。この時の感光手段の表面電位は電圧印加前は０Ｖであり、帯電電源部による電圧印加によって所定電位に帯電されるが、帯電手段および感光手段が周動しながら帯電を行うこと、また帯電電源部の立上り遅れの影響により電圧印加開始から感光手段が１周する期間は、感光手段の表面電位は所定電位まで帯電しきれずに小さくなってしまう。また２周目以降は感光手段が僅かであるが帯電された状態にあるため同じ電圧印加を行っても所定電位に帯電される。
【００２５】
この電位差を解消するために、画像形成装置内の不図示の制御手段により、帯電電源部による電圧印加を開始してから感光手段が１周する期間は直流電圧を所定電圧より大きな電圧に設定して出力を行い、２周目以降は所定電圧に設定して出力を行うように制御することにより感光手段の１周目と２周目以降の表面帯電電位の差が無くなり、感光手段１周分の画像領域と２周目以降の画像領域との間に生じる濃度差を解消することができる。
【実施例２】
【００２６】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。本実施例においても、ハードウエア構成は、従来例と同様なので、その説明を援用する。
【００２７】
図２は本実施例の帯電電源部における直流電圧の変化および感光手段の表面電位の変化を示す図である。実施例１の制御手法を用いた場合、帯電電源部における１周目に出力する電圧と２周目以降に出力する電圧の差が非常に大きな場合、急峻な電圧変化により切り換えタイミングにあたる感光体部において帯電不良が発生し、その結果スジ状もしくは帯状の画像不良が発生する可能性がある。この対策として、図２に示すように、２周目以降に所定電圧の電圧設定に切り換える際に、画像形成装置内の不図示の制御手段により、１周目の設定電圧と２周目以降の設定電圧（所定電圧）の中間にあたる電圧に設定して出力しながら段階的に２周目以降の所定電圧に切り換えていくことにより前述のような画像不良を発生させること無く、また実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２８】
前記実施例１および実施例２の制御において、感光手段は使用頻度に比例して表面の感光体層が削られていくために感光体の特性が変化する。この対策として画像形成装置にプロセスカートリッジの使用時間または印字を行った記録媒体数を計上する計上手段を備え、画像形成装置内の不図示の制御手段により、この計上手段の計上結果に応じて、所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行うことによって、感光手段の使用状況に関わらず感光手段に対して最適な電圧印加制御を行うことが可能となり、また実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００２９】
またプロセスカートリッジに不揮発性の情報記憶手段を備え、感光手段の感度特性および／または前記計上手段の情報を随時情報記憶手段に書き込むことにより、仮に複数の画像形成装置間でプロセスカートリッジの交換が行われても、画像形成装置内の不図示の制御手段により、情報記憶手段の情報を読み込んで、所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行い、感光手段に対して最適な電圧印加制御を行うことが可能となり、また実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３０】
前記実施例１，実施例２，実施例３の制御において、画像形成装置の使用環境によって感光手段の感光体の特性が変化する。この対策として画像形成装置に温度センサなどの使用環境を検出する使用環境検出手段を備え、画像形成装置内の不図示の制御手段により、前記使用環境検出手段の検出出力に応じて、所定電圧の変更、所定電圧の電圧設定に切り換える際に１段階で切り換えるか段階的に切り換えるかの変更の少なくとも一方を行うことにより、使用環境に関わらず感光手段に対して最適な電圧印加制御を行うことが可能となり、また実施例１と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の帯電電源部における直流電圧の変化および感光手段の表面電位の変化を示す図
【図２】実施例２の帯電電源部における直流電圧の変化および感光手段の表面電位の変化を示す図
【図３】従来例の要部構成を示すブロック図
【図４】従来の帯電電源部における直流電圧の変化および感光手段の表面電位の変化を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１    感光手段
２    帯電手段
２３  帯電電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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