JPH10339988A - トナ−画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電電圧が変化しても感光体の表面電位を所
定の電圧に保持にでき、湿度等の環境条件による影響を
受けず良好な印刷品位を保てるトナ−画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 転写ロ−ラ１２から感光体ドラム２に所
定の転写電流ｉを供給し、感光体ドラム２に帯電させな
い状態での転写電圧値Ｖ0 と、予め決められた帯電電圧
を感光体ドラム２に印加させた状態での転写電圧値Ｖ1
とを求め、Ｖ1 からＶ0 を減算して感光体ドラム２の表
面電位を求め、感光体ドラム２の表面が所望する電位に
なるように帯電制御信号ｂにより帯電用高圧電源８を再
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真プリンタ等
に用いられるトナ−画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナ−画像形成装置、例えば、電
子写真プリンタに用いられるトナ−画像形成装置は、帯
電用高圧電源から帯電器に電圧を印加して、予め決めら
れた方向に回転する感光体の表面に電荷を一様に帯電さ
せ、印刷デ−タに基づいて露光器により感光体の表面に
ほぼ電位０Ｖの静電潜像を形成し、該静電潜像に負電荷
を帯電したトナ−を現像器から供給して現像化し、感光
体表面の現像トナ−を転写器により転写材に転写してい
る。

【０００３】感光体への帯電は、帯電器と感光体との接
点及び近傍における放電によるものが主であり、帯電器
による帯電電圧からパッシェンの法則等で決まる放電開
始電圧を差し引いた電位がほぼ感光体の表面電位とな
る。

【０００４】現像器から供給されるトナ−は、クロ−ン
力により静電潜像に引張られて付着し、静電潜像以外
（印刷背景部）とは反発して付着しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のトナ−画像形成
装置にあっては、感光体の表面に電荷を帯電させた場
合、たとえ帯電器の電圧を一定にしても、放電電圧が湿
度等の環境条件により変化するので感光体の表面電位を
所定の電圧に保持できず、電位が低い場合にはトナ−か
ぶりを生じて印刷品位を低下させるという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、放電電圧が変化しても感光体の
表面電位を所定の電圧に保持にでき、湿度等の環境条件
による影響を受けず良好な印刷品位を保てるトナ−画像
形成装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のトナ−画像形成装置においては、予め決めら
れた電圧を帯電器に印加して感光体の表面電位を検出す
る感光体表面電位検出手段と、該感光体表面電位検出手
段の出力から感光体の表面を帯電させる際の放電開始電
圧値を求め、感光体の表面が所定の表面電位になるよう
に帯電制御信号により帯電用高圧電源を制御する帯電制
御手段とを備える。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。尚、各図面に共通な要素には
同一符号を付す。第１の実施の形態 図３はトナ−画像形成装置の構成を示すブロック図であ
る。トナ−画像形成装置１は、矢印Ａ方向に回転する感
光体２（以後感光体ドラム２と記す）の周囲に帯電器
３、露光器４（以後記録ヘッド４と記す）、現像器５、
転写器６を配置してある。

【０００９】帯電器３は感光体ドラム２の表面に接触し
て回転する帯電ロ−ラ７と、帯電ロ−ラ７に高電圧を印
加する帯電用高圧電源８とを有し、感光体ドラム２の表
面に、例えば８００Ｖの電荷を一様に帯電させる。

【００１０】記録ヘッド４は、例えば、１ライン分の画
素数と同数のＬＥＤ（発光ダイオ−ド）素子を備え、印
刷デ−タに基づいて感光体ドラム２の表面にほぼ電位０
Ｖの静電潜像を形成する。

【００１１】現像器５は感光体ドラム２の表面に接触し
て回転する現像ロ−ラ９と、現像ロ−ラ９の表面に接触
するブレ−ド１０と、現像ロ−ラ９にマイナスの高電圧
を印加する現像用高圧電源１１とを有し、現像ロ−ラ９
とブレ−ド１０との間でトナ−を薄層化するとともに摩
擦帯電により負電荷を帯電させる。負電荷を帯びたトナ
−はク−ロン力により静電潜像に引張られて付着し、静
電潜像以外（印刷背景部）とは反発して付着しない。

【００１２】転写器６は感光体ドラム２の表面に接触し
て回転する転写ロ−ラ１２と、転写ロ−ラ１２にプラス
の高電圧を印加する転写用高圧電源１３とを有し、感光
体ドラム２の表面から現像トナ−１４を印刷用紙１５に
転写している。

【００１３】図１は第１の実施の形態による帯電制御回
路図である。制御部２０はマイクロプロセッサを有し、
Ａ／Ｄ変換器２１を介して転写用高圧電源１３から表面
電位検出信号ａを入力し、帯電用高圧電源８、転写用高
圧電源１３にそれぞれ帯電制御信号ｂ、転写制御信号ｃ
を出力している。

【００１４】帯電用高圧電源８から帯電ロ−ラ７に印加
する帯電電圧は帯電制御信号ｂに基づいて制御されてい
る。同様に、転写用高圧電源１３から転写ロ−ラ１２に
印加する転写電圧は転写制御信号ｃに基づいて制御され
ている。

【００１５】転写用高圧電源１３の電圧フィ−ドバック
信号ｄは高圧制御回路２２に入力されるとともにＡ／Ｄ
変換器２１に入力され、表面電位検出信号ａに変換され
る。高圧制御回路２２の出力はトランジスタＴＲ1 のベ
−ス端子に入力され、増幅されたコレクタ電流がトラン
スＴ1 の１次側巻線Ｎ1 を流れる。トランスＴ1 の２次
側巻線Ｎ2 の出力はダイオ−ドＤ1 、コンデンサＣ1 、
抵抗Ｒ1 からなる平滑回路に入力され、平滑されたプラ
ス出力が転写電圧として転写ロ−ラ１２に印加される。

【００１６】また、抵抗Ｒ1 のマイナス側は、電流検出
抵抗Ｒs を経て接地されるとともにバッファアンプＢＦ
1 に入力される。転写電流ｉは電流検出抵抗Ｒs を通
り、電流検出抵抗Ｒs にかかる電圧が転写電流ｉに比例
するので、電流フィ−ドバック信号ｅとして高圧制御回
路２２に入力される。

【００１７】また、トランスＴ1 の２次側巻線Ｎ3 の出
力はダイオ−ドＤ2 、コンデンサＣ2 、抵抗Ｒ2 からな
る平滑回路に入力され、平滑回路の出力はバッファアン
プＢＦ2 を経て電圧フィ−ドバック信号ｄとなる。巻線
Ｎ2 、巻線Ｎ3 はトランスＴ1 において結合しているの
で転写電圧と電圧フィ−ドバック信号ｄとは比例し、電
圧フィ−ドバック信号ｄから転写電圧を検知することが
できる。

【００１８】高圧制御回路２２は、転写制御信号ｃに基
づいて電圧フィ−ドバック信号ｄ、電流フィ−ドバック
信号ｅを監視しながら、所定の電圧あるいは電流になる
ようにトランジスタＴＲ1 を駆動する。

【００１９】従って、転写用高圧電源１３の出力は転写
制御信号ｃにより電圧値、電流値が決定され、出力の電
圧は表面電位検出信号ａにより検出できる。

【００２０】図２は転写電圧と転写電流との関係を示す
説明図であり、感光体ドラム２の帯電有無で曲線Ｂ、Ｃ
に示すような関係を有する。そして、転写電流値を一定
としたときの転写電圧差ΔＶがほぼ感光体ドラム２の表
面電位に等しいという関係がある。従って、感光体ドラ
ム２の表面電位を求めるには、転写用高圧電源１３から
所定の転写電流を感光体ドラム２に供給し、感光体ドラ
ム２の表面が予め決められた電圧を印加されて帯電して
いない状態での転写電圧値Ｖ0 と、感光体ドラム２の表
面が帯電ロ−ラ７によって帯電している状態での転写電
圧値Ｖ1 との転写電圧差ΔＶを求めればよい。

【００２１】次に動作について図４に従って説明する。
図４は第１の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−トで
ある。ステップＳ1 で、制御部２０は印刷開始前のウォ
−ムアップ開始とともに感光体ドラム２を回転させる。

【００２２】ステップＳ2 で、制御部２０は転写制御信
号ｃに基づいて転写ロ−ラ１２に一定の転写電流ｉ（例
えば４μＡ）が流れるように転写用高圧電源１３を制御
し、図２に示した転写電圧Ｖ0 を検知する。

【００２３】ステップＳ3 で、制御部２０は感光体ドラ
ム２の表面の所望電位を８００Ｖ、放電開始電圧を５０
０Ｖとし、帯電制御信号ｂに基づいて帯電用高圧電源８
から帯電ロ−ラ７に印加する帯電電圧を８００＋５００
＝１３００Ｖに設定する。

【００２４】ステップＳ4 で、制御部２０はステップＳ
2 と同様にして図２に示した転写電圧Ｖ1 を検知し、電
圧値Ｖ1 から電圧値Ｖ0 を差し引いて感光体ドラム２の
表面電位ΔＶを求める。

【００２５】ステップＳ5 で、制御部２０は表面電位Δ
Ｖから実際の放電開始電圧を求め、帯電制御信号ｂに基
づいて帯電電圧を再設定し、処理を終了する。

【００２６】例えば、検知された感光体ドラム２の表面
電位がΔＶ＝９００Ｖであったとすると、実際の放電開
始電圧は１３００−９００＝４００Ｖであることが検知
されたので、帯電ロ−ラ７に４００＋８００＝１２００
Ｖの帯電電圧を印加するように帯電制御信号ｂを制御す
る。

【００２７】第１の実施の形態によれば、感光体の表面
電位を検出する感光体表面電位検出手段を転写用高圧電
源と兼用させたことにより、高価な表面電位計を新たに
設けなくとも済み、記録装置を小型化できるとともに安
価なトナ−画像記録装置を提供できる。

【００２８】第２の実施の形態 図５は第２の実施の形態による帯電制御回路図である。
制御部３０はマイクロプロセッサを有し、Ａ／Ｄ変換器
３１を介して帯電用高圧電源８から表面電位検出信号ｆ
を入力し、高圧制御回路３２、正弦波発振器３３にそれ
ぞれ帯電制御信号ｇ、電位検出信号ｈを出力している。

【００２９】帯電用高圧電源８から帯電ロ−ラ７に印加
する帯電出力（帯電電圧）ｊは帯電制御信号ｇに基づい
て制御されている。

【００３０】高圧制御回路３２の出力はトランジスタＴ
Ｒ2 のベ−ス端子に入力され、増幅されたコレクタ電流
がトランスＴ2 の１次側巻線Ｎ1 を流れる。トランスＴ
2 の２次側巻線Ｎ2 の出力はダイオ−ドＤ3 、コンデン
サＣ3 、抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 からなる平滑回路に入力され、
帯電出力ｊとして転写ロ−ラ７に印加される。

【００３１】抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 は、コンデンサＣ3 の放電
抵抗であると同時に分圧回路を構成し、帯電出力ｊを分
圧する。分圧された電圧はコンデンサＣ5 により平均化
され、バッファアンプＢＦ3 に入力される。バッファア
ンプＢＦ3 の出力は電圧フィ−ドバック信号ｋとなり高
圧制御回路３２に入力されるとともにＡ／Ｄ変換器３１
を介して表面電位検出信号ｆに変換される。

【００３２】即ち、電圧フィ−ドバック信号ｋは帯電出
力ｊを分圧して平均化したものであり、帯電出力ｊに比
例する。制御部３０は表面電位検出信号ｆを入力し、帯
電ロ−ラ７に印加した帯電出力ｊを検知することができ
る。

【００３３】高圧制御回路３２は帯電制御信号ｇに基づ
き、電圧フィ−ドバック信号ｋを監視しながら帯電出力
ｊが所定の電圧値となるようにトランジスタＴＲ2 を駆
動する。従って、帯電出力ｊは帯電制御信号ｋにより電
圧値が決定され、その電圧値は電圧フィ−ドバック信号
ｋにより検知できる。

【００３４】トランスＴ3 の１次側には、正弦波発振器
３３から正弦波が入力されるように接続されており、２
次側より出力された正弦波交流電圧がコンデンサＣ4 を
介して帯電ロ−ラ７に印加できるようになっている。制
御部３０は電位検出信号ｈにより正弦波発振器３３の発
振開始、停止を制御している。

【００３５】図６はトランスＴ3 の２次側から出力され
る正弦波交流の波形図であり、放電開始電圧に＋α、例
えば、数１００Ｖゆとりを持たせてある。

【００３６】次に動作について図９に従って説明する。
図９は第２の実施の形態を説明するフロ−チャ−トであ
る。ステップＳ1 で、制御部３０は印刷開始前のウォ−
ムアップ開始とともに感光体ドラム２を回転させる。

【００３７】ステップＳ2 で、制御部２０は帯電制御信
号ｇに基づいて帯電用高圧電源８から帯電ロ−ラ７に所
定の電圧を印加する。例えば、感光体ドラム２の表面の
所望電位を８００Ｖ、放電開始電圧を５００Ｖとし、帯
電ロ−ラ７に印加する帯電電圧を８００＋５００＝１３
００Ｖに設定する。

【００３８】感光体ドラム２が１周以上回転し、全周が
帯電したのち、ステップＳ3 で、制御部２０は帯電制御
信号ｇにより帯電ロ−ラ７への電圧印加を停止する。

【００３９】ステップＳ4 で、制御部２０は電位検出信
号ｈにより正弦波発振器３３の発振を開始する。トラン
スＴ3 の２次側から図６に示すような正弦波交流信号ｍ
が、図７に示すように、帯電出力ｊとして帯電ロ−ラ７
に印加される。帯電ロ−ラ７と感光体ドラム２との間に
は放電が開始され、帯電ロ−ラ７の電位の平均と感光体
ドラム２の表面電位とがほぼ等しくなる。これは、正弦
波交流の電圧値が放電開始電圧値を越えているので感光
体ドラム２の表面電位の大小が放電開始電圧値に関わら
ず帯電ロ−ラ７の電位に反映されるからである。

【００４０】この電位により、コンデンサＣ3 ，Ｃ4 は
充電され、コンデンサＣ3 は抵抗Ｒ3 を介しているの
で、図８に示すような信号ｎとして平均化され、さらに
抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 により分圧されたのちにコンデンサＣ5
によりさらに平均化され、上述したように、表面電位検
出信号ｆに反映される。

【００４１】ステップＳ5 で、制御部２０は表面電位検
出信号ｆから感光体ドラム２の表面電位を検知し、第１
の実施の形態で説明したように、実際の放電開始電圧を
求め、帯電制御信号ｂに基づいて帯電電圧を再設定し、
処理を終了する。

【００４２】尚、正弦波交流電圧は帯電用高圧電源８に
設けて帯電ロ−ラ７に印加したが、図５に示した回路図
のダイオ−ドＤ3 の向きを逆にして転写用高圧電源１３
とし、図５に示した回路図から正弦波発振器３３、トラ
ンスＴ3 、コンデンサＣ4 を削除して帯電用高圧電源８
とし、正弦波交流電圧を転写ロ−ラ１２から供給しても
よい。

【００４３】第２の実施の形態によれば、感光体の表面
電位を検出する感光体表面電位検出手段を帯電用高圧電
源と兼用させたことにより、高価な表面電位計を新たに
設けなくとも済み、記録装置を小型化できるとともに安
価なトナ−画像記録装置を提供できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載される効果を奏する。感光体の表
面電位を検出する感光体表面電位検出手段と、帯電器に
より感光体の表面に電圧を印加する際の放電開始電圧値
を感光体の表面電位から求め、感光体の表面が所定の表
面電位になるように帯電制御信号により帯電用高圧電源
を制御する帯電制御手段とを備えたことにより、放電電
圧が変化しても感光体の表面電位を所定の電圧に保持に
でき、湿度等の環境条件による影響を受けず良好な印刷
品位を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による帯電制御回路図であ
る。

【図２】転写電圧と転写電流との関係を示す説明図であ
る。

【図３】トナ−画像形成装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】第１の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト
である。

【図５】第２の実施の形態による帯電制御回路図であ
る。

【図６】正弦波交流の波形図である。

【図７】帯電ロ−ラに印加された正弦波交流の波形図で
ある。

【図８】コンデンサＣ3 ，Ｃ4 を経た正弦波交流の波形
図である。

【図９】第２の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト
である。

【符号の説明】

１ トナ−画像記録装置 ８ 帯電用高圧電源 １３ 転写用高圧電源 ２０、３０ 制御部 ２１、３１ Ａ／Ｄ変換器 ３３ 正弦波発振器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電用高圧電源から帯電器に電圧を印加
   して予め決められた方向に回転する感光体の表面に一様
   な電位に帯電させ、露光器により印刷デ−タに基づいた
   静電潜像を形成し、該静電潜像に現像器から電荷を帯電
   したトナ−を供給して現像化し、現像トナ−を転写器に
   より転写材に転写するトナ−画像形成装置において、 予め決められた電圧を帯電器に印加して感光体の表面電
   位を検出する感光体表面電位検出手段と、 該感光体表面電位検出手段の出力から感光体の表面を帯
   電させる際の放電開始電圧値を求め、感光体の表面が所
   定の表面電位になるように帯電制御信号により帯電用高
   圧電源を制御する帯電制御手段とを備えたことを特徴と
   するトナ−画像記録装置。
2. 【請求項２】 上記感光体表面電位検出手段は、上記転
   写器から所定の転写電流を感光体に供給し、感光体の表
   面が帯電していない状態での転写電圧値と、感光体の表
   面が上記帯電器により予め決められた電圧を印加されて
   帯電している状態での転写電圧値との差から感光体の表
   面電位を求める請求項１記載のトナ−画像記録装置。
3. 【請求項３】 上記感光体表面電位検出手段は、上記帯
   電器から予め決められた帯電電圧を供給されて帯電した
   感光体の表面に、放電開始電圧値より大きい振幅を有す
   る正弦波交流を供給し、感光体の表面で放電させて感光
   体の表面電位とほぼ等しくなった電圧値を感光体の表面
   電位として求める請求項１記載のトナ−画像記録装置。
4. 【請求項４】 上記正弦波交流は、上記帯電器から供給
   する請求項３記載のトナ−画像記録装置。
5. 【請求項５】 上記正弦波交流は、上記転写器から供給
   する請求項３記載のトナ−画像記録装置。