JPH06138783A - 像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 湿度センサ３２によって湿度を検出する。感
光体ドラム１２と転写ローラ１６との間に記録紙３０を
供給すると、湿度センサ３２の湿度に応じて良好に転写
できる転写電圧を発生する。すなわち、転写電流を、
０．３μＡ〜１０００μＡの範囲で制御し、感光体ドラ
ム１２上のトナー像を記録紙３０に良好に転写する。 【効果】 環境条件が変化することによる記録品質の低
下を防止でき、良好な転写画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は像形成装置に関し、特
にたとえば光プリンタ，複写機およびファクシミリなど
に用いられる、像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主に回転円筒状をした像担持
体に転写ローラを圧接し、像担持体と転写ローラとの間
に記録紙を通過させて、像担持体表面に形成されたトナ
ー像を転写電圧の作用によって、記録紙に転写させる像
形成装置がよく知られている。また、良好に転写するに
は或る範囲の転写電流（特開平２−１２３３８５号によ
ると０．５μＡ〜４μＡ）を流さなければならないが、
たとえば温度や湿度などの環境条件によって、記録紙や
転写ローラ等の抵抗値が変化し、転写電流が変化すると
いうことが明らかとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】帯電された絶縁性トナ
ーと導電性トナーとが混在するトナーによって静電潜像
を現像化してトナー像を得る像形成装置において、その
像担持体の光導電層にアモルファスシリコンを用いるも
のがあるが、このような像担持体に転写ローラを圧接す
ることによってトナー像を記録紙に転写する場合には、
以下のような問題が生ずる。

【０００４】すなわち、図９に示すように、像担持体の
光導電層としてアモルファスシリコンを用いた感光体ド
ラムのＶ−Ｉ（電圧−電流）特性は、印加されるバイア
ス電圧の極性により大きく異なる。（＋）のバイアス電
圧を印加した場合には、感光体ドラムの抵抗が急激に低
下し、大きな電流が流れることがわかる。したがって、
反転現像で転写ローラに（＋）のバイアス電圧を印加し
て転写する場合、環境条件によって記録紙や転写ローラ
等の抵抗値が変化すれば、流れる転写電流が大きく変化
してしまい、良好に転写できないという問題点があっ
た。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、環
境条件が変化しても記録品質が低下しない、像形成装置
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、静電潜像が
形成される像担持体、帯電された絶縁性トナーと導電性
トナーとが混在されたトナーによって静電潜像を顕像化
してトナー像を形成する現像手段、および像担持体に圧
接され記録紙にトナー像を転写する転写ローラを含む像
形成装置において、環境条件を検出する環境条件検出手
段をさらに備え、環境条件に応じて、像担持体と転写ロ
ーラとの間に供給される転写電流を０．３μＡ〜１００
０μＡの範囲で制御するようにしたことを特徴とする、
像形成装置である。

【０００７】

【作用】環境条件検出手段となるたとえば湿度センサに
よって湿度を検出し、その結果に応じて転写電流を、良
好に転写できる範囲すなわち０．３μＡ〜１０００μＡ
の範囲で制御する。

【０００８】

【発明の効果】この発明によれば、環境条件を検出した
結果に基づいて、転写ローラと像担持体との間に供給さ
れる転写電流を０．３μＡ〜１０００μＡの範囲で制御
して、トナー像を記録紙に転写する。したがって、環境
条件が変化することによる記録品質の低下を防止でき、
良好な転写画像が得られる。

【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１０】

【実施例】図１を参照して、この実施例の像形成装置１
０は感光体ドラム１２を含む。感光体ドラム１２は、図
２に示すように、たとえばガラスなどからなる円筒状透
明基体１２ａの外周面に透明導電層１２ｂおよびたとえ
ばアモルファスシリコンなどからなる光導電体層１２ｃ
を順に積層して構成され、感光体ドラム１２の端部に固
定された駆動ギア（図示せず）をモータなどの駆動源
（図示せず）で回転駆動することによって、感光体ドラ
ム１２が矢印１４の方向に回転する。転写ローラ１６
は、感光体ドラム１２に圧接するように配置され、転写
ローラ１６は感光体ドラム１２に従動回転する。その回
転方向は矢印１８で示される。

【００１１】また、感光体ドラム１２内には、軸線方向
に長い露光装置としてのＬＥＤヘッド２０が配置され、
ＬＥＤヘッド２０からの光は集束性光伝送体２２によっ
て集束され、感光体ドラム１２の透明基体１２ａおよび
透明導電層１２ｂを通して、光導電体層１２ｃに照射さ
れる。また、感光体ドラム１２近傍には、ＬＥＤヘッド
２０に対向する位置に現像装置２４が配設され、現像装
置２４内の現像スリーブ２６と感光体ドラム１２の透明
導電層１２ｂとの間には、直流電圧が印加されている。
この直流電圧によって、現像装置２４内のトナー２８が
現像スリーブ２６と同電位となり、それに伴って感光体
ドラム１２が帯電され、光導電体層１２ｃも同電位とな
る。なお、トナー２８は、帯電された絶縁性トナーと導
電性トナーとが混在されたものである。

【００１２】帯電された感光体ドラム１２は、画像情報
に応じてＬＥＤヘッド２０によって露光され、この露光
とほぼ同時に現像装置２４によって感光体ドラム２２上
にトナー像が形成される。感光体ドラム１２上に形成さ
れたトナー像は、転写ローラ１６によって感光体ドラム
１２と転写ローラ１６との間を通過する記録紙３０に転
写される。このとき、湿度センサ３２によって、環境条
件のうちの湿度が検出され、その湿度に対応する出力が
転写電圧制御回路３４に与えられる。転写電圧制御回路
３４は、検出センサ３２からの出力を増幅するととも
に、この出力に対応した転写電圧電圧を転写ローラ１６
に与え、転写ローラ１６と感光体ドラム１２との間に供
給される転写電流を制御する。なお、転写電圧は、絶縁
性トナーの帯電極性と逆極性である。

【００１３】ところで、感光体ドラム１２の光導電体層
１２ｃにアモルファスシリコンを用いてローラ転写を行
う場合、環境条件によって、記録紙や転写ローラなどの
抵抗値が変化するため、流れる転写電流が大きく変化し
てしまい、良好に転写できないという問題点があること
を既に述べた。これについて検討した結果、図５（Ａ）
〜（Ｃ）に示すように良好に転写（転写効率８５％以
上）するのに必要な転写電流の値が、環境条件（特に湿
度）によって大きく異なることが明らかとなった。その
結果をまとめると図６から明らかなように、湿度に応じ
て転写電流を０．３μＡ〜１０００μＡの範囲で変化さ
せれば良好に転写できる。なお、図６において、各湿度
に対して破線ＡおよびＢで挟まれた範囲の転写電流であ
れば、良好に転写できる。

【００１４】また、図６に示すような良好に転写するの
に必要な転写電流が流れるときの転写電圧を検討した結
果が図７に示される。図７の実線Ｃに示すように、湿度
に応じて転写電圧を５００〜１６００Ｖの範囲で変化さ
せれば、それに伴って転写電流も０．３〜１０００μＡ
の範囲で流れることになり、良好に転写できる。ここ
で、注目すべきは転写電圧制御回路３４である。転写電
圧制御回路３４は、図３で示すように、電圧駆動回路３
６を含み、電圧駆動回路３６には、像形成装置１０に内
蔵される定電圧電源（図示せず）から＋２４Ｖの電源電
圧が供給され、転写電圧制御回路３６の一端は接地され
る。電圧駆動回路３６はトランス３８の１次側にパルス
波を印加し、トランス３８の２次側に電圧を誘導させ
る。そして、トランス３８の２次電圧は、倍電圧回路４
０および整流器４２を介して、直流電圧となり、たとえ
ば３００Ｖ〜１．５ｋＶの転写電圧ＴOUT が得られる。
なお、整流器４２の一端は接地される。電源電圧（＋２
４Ｖ）は、本体スイッチ（図示せず）のオン，オフによ
って制御され、ここでは常にオン状態にあるものとす
る。

【００１５】ここで、転写電圧ＴOUT は、トランス３８
の１次側に印加されるパルス波の周波数，振幅およびデ
ューティによって決定されるが、この実施例では、湿度
センサ３２の出力に応じて、トランス３８に供給するパ
ルス波のデューティを制御して、転写電圧ＴOUT を電圧
制御している。すなわち、転写電圧制御回路３４は湿度
センサ３２に接続される制御基板４４を含み、制御基板
４４はＡ／Ｄコンバータ４６を含む。ここで、湿度セン
サ３２が検出する湿度と抵抗との関係は、図８に示すよ
うに、湿度によって抵抗が変化する特性をもっており、
この抵抗に応じた出力をＡ／Ｄコンバータ４６でディジ
タル化して、マイコン４８に与える。マイコン４８はメ
モリ（図示せず）を含む。そのメモリには、上述した図
７の湿度と転写電圧との関係を示すデータなどを基にし
て、Ａ／Ｄコンバータ４６からの入力データに対応する
出力データが格納されている。したがって、マイコン４
８に、Ａ／Ｄコンバータ４６から入力データが与えられ
ると、その入力データに対応した出力データが、Ｄ／Ａ
コンバータ５０に出力される。この出力データは、記録
紙１枚を転写する間あるいは複数枚連続転写する間は保
持されている。

【００１６】そして、Ｄ／Ａコンバータ５０から基準電
圧発生器５２へは、マイコンからの出力データに応じた
アナログ値が出力される。また、マイコン４８から、基
準電圧発生値５２およびパルス発生器５４へは、転写電
圧のコントロール信号ＴCNTが与えられる。コントロー
ル信号ＴCNT は、記録紙３０の先端が感光体ドラム１２
と転写ローラ１６との間に挿入されたときにオンし、記
録紙３０の後端が感光体ドラム１２と転写ローラ１６と
の間から抜ける直前にオフする。すなわち、コントロー
ル信号ＴCNT は、記録紙３０にトナー像を転写するとき
にオンしている。コントロール信号ＴCNT がオンする
と、パルス発生器５４からは任意の周波数を有する図４
に実線Ｄで示すような三角波が発生し、基準電圧発生器
５２からはＤ／Ａコンバータ５０からのアナログ値に応
じた、たとえば２４Ｖ以下の基準電圧が比較器５６のオ
ペアンプ５８の反転入力端子に与えられる。また、オペ
アンプ５８の非反転入力端子には、整流器４２から出力
される転写電圧ＴOUT を分圧器６２によって分圧して、
基準電圧発生器５２からの基準電圧と比較できるレベル
にまで降下させた分圧電圧が与えられる。

【００１７】そして、オペアンプ５８からは、２つの入
力電圧の比較結果に応じて得られる図４に示す破線Ｅの
ようなアナログ的な出力が、オペアンプ６０の１つの非
反転入力端子に与えられる。また、オペアンプ６０の他
の非反転入力端子には最小デューティレベル発生回路６
４から、一点鎖線Ｆに示すような、一定の直流電圧で示
される最小デューティレベルの出力が与えられる。最小
デューティレベル発生回路６４の出力は調整できる。し
たがって、オペアンプ６０では、パルス発生器５４から
与えられる三角波の出力（実線Ｄ）と、オペアンプ５８
から与えられる出力（破線Ｅ）とを図４に示すように比
較して、実線Ｄと破線Ｅとの交点を検出する。そして、
１つの三角波と交わる２点（たとえばａとｂ）の間隔に
応じて、実線Ｇで示すように、オペアンプ６０から出力
される制御信号の幅すなわちデューティが決定される。

【００１８】すなわち、転写電圧ＴOUT の出力が小さい
ときには、オペアンプ５８の出力レベル（破線Ｅ）は低
くなり、実線Ｄで示す三角波の底辺に近づき、オペアン
プ６０からの制御信号のデューティ比は大きくなる。一
方、転写電圧ＴOUT の出力が大きいときには、オペアン
プ５８の出力レベル（破線Ｅ）は高くなり、実線Ｄで示
す三角波の頂点に近づく。このとき、実線Ｇで示すオペ
アンプ６０からの制御信号のデューティは小さくなる
が、オペアンプ５８からの出力（破線Ｅ）が、最小デュ
ーティレベル発生回路２４の出力レベル（一点鎖線Ｆ）
より大きければ、矢印６６で示す部分のように、最小デ
ューティレベル発生回路２４からの出力レベルによって
決定される最小デューティの制御信号が、オペアンプ６
０から出力される。そして、オペアンプ６０からの制御
信号と同形状のパルス波が電圧駆動回路３６からトラン
ス３８の１次側へ供給される。

【００１９】このように、転写電圧ＴOUT は、オペアン
プ５８の出力と最小デューティレベル発生回路６４の出
力とに依存されることになり、負荷の増減に対して電圧
変動を低く抑えて出力できる。さらに、突発的な負荷変
動によって転写電圧ＴOUT が増加しても、発振が停止す
ることなく、少なくとも最小デューティのパルス波を出
力して、転写電圧ＴOUT を緩やかに減少するように制御
する。また、基準電圧発生器５２からの基準電圧と転写
電圧ＴOUT とは比例関係にある。すなわち、この基準電
圧が大きくなりオペアンプ５８に入力される分圧電圧と
の差が小さくなれば、結果的に制御信号のデューティが
大きくなる。したがって、基準電圧の増加分に応じて転
写電圧ＴOUT が大きくなる。逆に、基準電圧が小さくな
れば、その減少分に応じて転写電圧ＴOUT が小さくな
る。

【００２０】このように、環境条件に応じて転写電流を
０．３μＡ〜１０００μＡの範囲で制御して、トナー像
を記録紙３０に転写する。なお、上述の実施例では、環
境条件として湿度を検出して転写電流を制御するように
したが、温度などの他の環境条件によって転写電流を制
御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】感光体ドラムの一部拡大断面図である。

【図３】転写電圧制御回路を示すブロック図である。

【図４】比較器の入出力を示す波形図である。

【図５】異なる環境条件での転写電流と転写効率との関
係を示すグラフである。

【図６】湿度と良好な転写に必要な転写電流との関係を
示すグラフである。

【図７】湿度と良好な転写に必要な転写電圧との関係を
示すグラフである。

【図８】湿度センサの湿度と抵抗との関係を示すグラフ
である。

【図９】アモルファスシリコンを用いた感光体ドラムの
Ｖ−Ｉ特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ …像形成装置 １２ …感光体ドラム １６ …転写ローラ ２４ …現像装置 ２８ …トナー ３０ …記録紙 ３２ …湿度センサ ３４ …転写電圧制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像が形成される像担持体、 帯電された絶縁性トナーと導電性トナーとが混在された
   トナーによって前記静電潜像を顕像化してトナー像を形
   成する現像手段、および前記像担持体に圧接され記録紙
   に前記トナー像を転写する転写ローラを含む像形成装置
   において、 環境条件を検出する環境条件検出手段をさらに備え、 前記環境条件に応じて、前記像担持体と前記転写ローラ
   との間に供給される転写電流を０．３μＡ〜１０００μ
   Ａの範囲で制御するようにしたことを特徴とする、像形
   成装置。