JPH1031347A

JPH1031347A - 帯電，転写電源装置およびその調整方法

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Publication number: JPH1031347A
Application number: JP18434896A
Authority: JP
Inventors: Asami Mae; 亜佐美前; Kazuhiko Yuki; 城和彦結; Kenji Karashima; 島賢司辛; Manabu Mochizuki; 月学望; Kentaro Matsumoto; 本健太郎松; Noriyuki Usui; 井則之碓
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電，転写共用の電源装置の簡単化，コスト
低減。画像形成品質の維持。画像形成品質の調整のため
の作業の単純化。【解決手段】帯電器２のチャ−ジャワイヤ２ａと転写
器７の転写ワイヤ７ａに電流を給電する電源２０，この
出力電流を目標値に合致するように制御するＭＰＵ、お
よび、帯電器２のグリッド電極２ｂと接地の間に直列に
接続された定電圧素子１５と可変抵抗１９を含むグリッ
ド電位調整器、を備える帯電，転写電源装置。グリッド
電極２ｂの開口率は８７％以下である。前記目標値を所
定の転写電流値に対応する値に定めてから、可変抵抗１
９でグリッド電圧を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷担持媒体を帯
電器で荷電し、荷電面に画像対応の静電潜像を形成しこ
れを顕像化して転写媒体に転写する画像形成装置の、帯
電器および転写器に荷電用および転写用の電流を供給す
る電源装置に関する。この電源装置は、例えば、プリン
タ，複写機，ファクシミリ等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】近年電子写真プロセスを用いた画像形成
装置において、小型化，低コスト化が進み、その低コス
ト化の一つの方法として電源装置の低コスト化が上げら
れる。帯電器のグリッド電位の値を定電圧電源で制御す
れば精度よく電位を制御できるがかなりのコストアップ
となる。そこで定電圧素子や可変抵抗で制御する方法が
提案されている。また電子写真方式の画像形成装置にお
いては帯電，現像，転写等で高圧電源を使用するためそ
れらを一体化することによるコストダウンの方法も提案
されている。

【０００３】例えば、スコロトロン帯電器の放電ワイヤ
に高圧電源回路を接続し、該帯電器のケーシングおよび
グリッド電極を同電位とするとともに定電圧素子を介し
て接地した帯電電源装置が実開昭６３−２１９５９号公
報に提示されている。

【０００４】実開昭６２−９４３４５号公報には、帯電
器のケ−シングは直接に接地（共通電位接続）し、グリ
ッド電極を定電圧素子および可変抵抗の直列回路を介し
て接地した帯電電源装置が提示されている。

【０００５】また、特開昭６１−１２６５７８号公報
は、帯電器と転写器の電源回路を共通化する目的で、帯
電器のグリッド電極は像形成時は切換スイッチを介して
バリスタと可変抵抗との直列回路に接続して該直列回路
を介して接地して、必要な電位を付与し、それ以外の場
合には電位の付与が阻害されるように、切換スイッチを
介して直接に接地する電源装置が提示されている。

【０００６】図７に従来の画像形成装置の概略図を示
す。ここで１はφ30mmの感光体（電荷担持体）、２は感
光体１の表面を一様に帯電するための帯電器、２ａはチ
ャ−ジャワイヤ、２ｂはグリッド電極である。感光体１
の帯電面には、露光装置３が画像光を投射し、これによ
り感光体１の帯電面は、画像光対応の電位を有するもの
（静電潜像）となる。この静電潜像に、現像装置４がト
ナ−を付与し、これにより感光体１の表面に顕像（トナ
−像）が現われる。５は転写紙の進入を規制するための
弾性進入規制部材、６は像担持体表面にふりかかるチャ
ージャを規制するためのチャージ規制部材、７は転写装
置、８は転写で残留した現像剤を除去するためのクリー
ニング装置、９は像担持体の残留電位をなくすための除
電装置、１０は分離後の転写紙を定着装置１１まで搬送
するための搬送ガイド部材、１２はレジストローラ、で
あり、転写装置７の所でトナ−像が転写紙に転写され
る。転写が終わった転写紙は定着装置１１に送られ、そ
こで加熱，加圧によりトナ−像が転写紙に固着される。
この定着が終わった転写紙は、画像形成装置の外に排出
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この例では、帯電器２
に給電する電源１３および転写器７に給電する電源１４
が備わっており、定電圧素子１５が、帯電器２のケーシ
ングおよびグリッド電極に接続されており、グリッド電
圧を定める。電源１３と電源１４の一方を省略して他方
から帯電器２および転写器７に給電するようにすれば、
電源回路の節約となる。すなわち、帯電器に給電する電
源回路と転写器に給電する電源回路を共通化することに
より、電源回路を装備するコストが低減する。

【０００８】本発明は共通化する電源装置の構成を更に
簡単化して装備コストを低減することを第１の目的と
し、これを画像形成品質を格別に低下させることなく実
現することを第２の目的とし、画像形成品質の調整のた
めの作業を単純化することを第３の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の帯電，転写電源装置は、電荷担持体(1)
に荷電電流を供給する荷電エレメント(2a)および電荷担
持体の荷電電位を規制するグリッド電極(2b)を有する帯
電器(2)の、前記荷電エレメント(2a)と、前記電荷担持
体上の顕像を転写媒体に転写する転写器(7)の転写エレ
メント(7a)に、電流を給電する電源回路(20)；該電源回
路(20)の出力電流を目標値に合致するように制御する電
流制御手段(MPU)；および、前記帯電器(2)のグリッド電
極(2b)と基準電位(機器ア-ス)の間に直列に接続された
定電圧素子(15)と可変抵抗(19)を含むグリッド電位調整
手段(15,16,19)；を備える。

【００１０】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号又は対
応事項を、参考までに付記した。

【００１１】これによれば、電流制御手段(MPU)が、電
源回路(20)の出力電流を目標値(一定)に制御するので、
転写エレメント(7a)に流れる転写電流(I_T)と荷電エレメ
ント(2a)に流れる電流(帯電電流)の和が目標値(一定)と
なる。

【００１２】電荷担持体(1)上の顕像を転写媒体(転写
紙)に転写する転写率ηは、図４に示すように転写電流
(I_T)に依存し、高品質の転写を実現するための転写電流
(I_T)の範囲がある。ここで、転写電流値(I_Ts)を該範囲
内とすると、帯電電流は目標値−転写電流値(I_Ts)とな
り、図５に示すように、転写電流(I_T)が変化すると帯電
電流が変化する。

【００１３】ところが、帯電器(2)は、荷電エレメント
(2a)にある程度の電流が流れていれば、グリッド電極(2
b)に印加するグリッド電圧(V_GR)の調整により狙いの帯
電電位(感光体電位)を得ることができる。グリッド電圧
(V_GR)は、図３上に実線で示すようにグリッド電流(I_GR)
に比例し、比例係数（実線の傾斜）は可変抵抗(19)の値
で定まり、この可変抵抗(19)を調整して、所望の帯電電
位をもたらすグリッド電圧(V_GR0)を設定しうる。

【００１４】上述の本発明の帯電，転写電源装置によれ
ば、切換スイッチならびにそれを切換えるコントロ−ラ
が不要であるので、電源装置の構成はその分簡素，低コ
ストとなる。にもかかわらず、高品率の転写電流を設定
しかつ帯電電位値を所望値に調整しうる。

【００１５】ところで、高品質の転写をもたらす転写電
流値(I_Ts)は、転写媒体のサイズ(横幅：転写器７の長手
方向に沿う方向の幅）および紙質により変わる。このよ
うな変化に対して、その都度可変抵抗(19)を調整して、
所望の帯電電位をもたらすグリッド電圧(V_GR0)に調整又
は設定変更するのは、これを手動で行なう態様では作業
がわずらわしく、自動で行なう態様では、可変抵抗(19)
のスライダを駆動する電気モ−タおよびそのコントロ−
ラを要するか、あるいは可変抵抗(19)をトランジスタに
変更しその導通率を制御するベ−スバイアス回路ならび
にベ−スバイアスを指示するコントロ−ラを備えること
になり、回路要素が多くコストアップとなる。

【００１６】（２）そこで本発明の好ましい実施例で
は、グリッド電極(2b)の開口率は８７％以下とする。

【００１７】図５に示すように、グリッド開口率が８７
％以下においては、転写電流値(I_T)の変更により帯電電
流値が変化しても、帯電電位(感光体電位)はほとんど変
化しない。これにより、転写媒体のサイズおよび紙質に
より転写電流値(I_Ts)が変わり、その結果帯電電流値が
変わっても、可変抵抗(19)を調整することなく、所望の
帯電電位が得られる。

【００１８】（３）上記（１）の帯電，転写電源装置の
出力の調整においては、前記目標値を所定の転写電流値
に対応する値に定めて、前記グリッド電位調整手段(15,
16,19)でグリッド電位を調整する。

【００１９】仮に、グリッド電極(2b)の電圧を所定の値
とするために可変抵抗(19)を先に調整し、その後転写電
流(I_T)が所定の値となるように電源回路(20)の出力電流
の目標値を調整した場合、転写側は非常に精度よく調整
できるが帯電電流も変化してしまう。帯電電流の変化に
伴いグリッド電極(2b)に流れ込む電流(I_GR)も変化して
しまうため、可変抵抗(19)の両端間に発生する電位差が
変化してしまい設定したグリッド電圧(V_GR)が変化して
しまう。このため感光体表面帯電電位が所定の値からず
れてしまい再度グリッド電圧(V_GR)を調整しなおす必要
がでてくる。

【００２０】上記（３）によれば、はじめに電源回路(2
0)の出力電流の目標値を転写電流が所定の値となるよう
に調整した後、可変抵抗(19)を調整するので、転写電流
は、所定の値から大きくずれることなく、実際の転写効
率がほとんど変化しない範囲内におさまる。すなわち転
写率ηの転写電流依存性は図４のようになっており、調
整時の設定値をＩ_T0にしておけば、グリッド電圧(V_GR)
の調整によりＩ_T1へシフトしても、転写率ηはほとんど
変化せず、転写品質は損なわれない。

【００２１】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【００２３】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。上述の図７
に示す従来例の要素と同一又は対応する機能の要素に
は、同一の符号を付した。これらについての説明は省略
し、従来例になる要素および機能を説明する。

【００２４】図１において、１７は転写器７のケーシン
グに接続された定電圧素子、１９は帯電器２のケーシン
グおよびグリッド電極２ｂに接続された可変抵抗、２０
は帯電，転写兼用の定電流電源回路、である。従来例
（図７）のように帯電器２のケーシングおよびグリッド
電極２ｂが定電圧素子１５のみのグリッド電圧制御の場
合、素子１５の特性のバラツキにより、図２に示すよう
にグリッド電圧の狙いの値Ｖ_GR0の回りにある範囲内
（点線で挟まれ斜線でかかれた範囲内）で、グリッド電
圧がばらついてしまう。これにより感光体表面電位もば
らついてしまう。感光体表面電位のばらつきは直接画像
の濃度変化に対応してしまうため、極力安定化する必要
がある。

【００２５】そこで図１のように適当な大きさの可変抵
抗１９を設けてそれを調整してやることにより、その抵
抗値が変化するとともにその両端間の電位差が変化し
て、狙い値Ｖ_GR0を調整（設定）することができる。す
なわち、可変抵抗１９の抵抗値を変えることにより、図
３に実線で示した直線の傾きが変化し、実際にグリッド
電極２ｂとケーシングに流れる電流値と直線の交点が狙
い値Ｖ_GR0となるように抵抗値を調整することができ
る。それにより、かなり精度よく感光体表面電位を調整
し安定した濃度の画像を形成することが可能となる。

【００２６】また図１のような構成において、仮に、グ
リッド電極２ｂの電圧Ｖ_GRを所定の値Ｖ_RGOとするため
に、可変抵抗１９を先に調整し、その後転写電流Ｉ_Tが
所定の値となるように定電流電源回路２０の出力電流を
調整した場合、転写電流Ｉ_Tは非常に精度よく調整でき
るが、帯電器２の帯電電流が変化してしまう。帯電電流
の変化に伴いグリッド電極２ｂに流れ込む電流も変化し
てしまうため、可変抵抗１９の両端間に発生する電位差
が変化してしまい設定したグリッド電圧Ｖ_GRが変化して
しまう。そのため帯電電位が所定の値からずれてしまい
再度グリッド電圧Ｖ_GRを調整しなおす必要がでてくる。

【００２７】本発明の調整方法では、定電流電源回路２
０の出力（目標値）を、転写電流の狙い値に対応して決
定する。これは、ある程度以上の帯電電流が流れれば、
グリッド電圧Ｖ_GRを可変抵抗１９で調整することによ
り、グリッド電圧Ｖ_GR対応の帯電電位を得ることができ
るので、まず、所望の転写率を得る転写電流を調整する
のが、所望の転写率と所望の帯電電位を得る上で、もっ
とも簡単なためである。より具体的に説明する。はじめ
に定電流電源２０の出力電流（目標値）を転写電流Ｉ_T
が所定の値（例えばＩ_TO）となるように調整した後、可
変抵抗１９を調整して、グリッド電圧Ｖ_GRを所望の帯電
電位をもたらす値（例えばＶ_GRO）に設定する。このよ
うな方法により、転写電流Ｉ_Tは、はじめの設定値Ｉ_TO
から大きくずれることなく、所定のグリッド電圧Ｖ_GRO
を設定しうる。転写率ηの転写電流依存性は図４のよう
になっており、設定値をＩ_T0にした後、グリッド電圧Ｖ
_GRを調整することにより転写電流がＩ_T1へシフトして
も、転写率ηはほとんど変化しない。

【００２８】図６に、図１に示す電源回路２０の構成を
示す。複写機の画像形成各要素の動作タイミングを制御
するシ−ケンスコントロ−ラＳＣＲが与える信号ＣＴＳ
が、出力（チャ−ジャオン）を指示する高レベルＨにな
ると、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を主体とするマイ
クロコンピュ−タ（以下マイコンと称す）ＭＰＵが、電
流目標値Ｉtagに対応付けられているパルス幅Ｗiを表わ
すデ−タＲＢをＰＷＭタイマ３０に出力し、タイマスタ
−トを指令する。

【００２９】なお、信号ＣＴＳが高レベルＨになる前
に、選択された給紙サイズに対応してシ−ケンスコント
ロ−ラＳＣＲは、該給紙サイズに対応する電源回路２０
の出力電流所要値を算出し、これを電流目標値Ｉtagと
してＭＰＵに転送し、ＭＰＵはこのデ−タＩtagをレジ
スタに保持している。

【００３０】ＰＷＭタイマ３０は、タイマスタ−ト指令
を受けると、まずトランジスタ回路２２のオン（導通）
を指示する高レベルＨをスイッチングドライバ２３に出
力し、ＲＢ（Ｗi)の計時と周期Ｔ（タイマ１０に設定さ
れた固定値）の計時を開始し、ＲＢの計時が完了すると
すなわちＲＢ時限のタイマがタイムオ−バすると、スイ
ッチングドライバ２３に与えているスイッチング信号を
Ｈから低レベルＬに反転する。そしてその後周期Ｔの計
時が完了すると、すなわちＴ時限のタイマがタイムオ−
バすると、スイッチング信号をＬからＨに反転し、再度
ＲＢの計時と周期Ｔの計時を開始する。この動作をＰＷ
Ｍタイマ３０が繰返すことにより、Ｈ区間がＲＢ、周期
がＴのパルス（スイッチング信号）がスイッチングドラ
イバ２３に与えられ、該パルスに同期して、そのＨ区間
にトランジスタ回路２２がオンに、Ｌ区間にオフにな
る。マイコンＭＰＵが与えるデ−タＲＢが変更される
と、該パルスのデュ−ティ比（Ｈ区間幅ＲＢ／周期Ｔ）
がかわる。

【００３１】上述のパルスがＨのとき昇圧トランス２１
の１次巻線に電流が流れ、２次巻線に１次巻線に加わる
電圧より高い電圧が発生し、この電圧がダイオ−ド２４
とコンデンサ２５で整流および平滑化され、出力端（過
電圧抑制用の抵抗２６の両端間）に直流高電圧が得られ
る。この直流高電圧は、過電流抑制用の抵抗２７を介し
て、負荷である帯電器２のチャ−ジャワイヤ２ａおよび
転写器７の転写ワイヤ７ａに印加される。

【００３２】マイコンＭＰＵは所定周期で、負荷電流検
出用の抵抗２９の電圧（負荷電流に比例）をデジタル変
換して読込み、読込みの度に、検出電流値（読込み値）
Ｉfbが目標値Ｉtagと等しくなるように、目標値Ｉtagよ
り検出値Ｉfbが小さいときはパルス幅（ＲＢ）を拡げ、
大きいときは狭めるという制御すなわちＰＷＭ制御を行
う。

【００３３】上述のＰＷＭ制御に加えて、負荷開放（断
線），負荷短絡，ア−ク放電等の異常判定を、検出電流
値Ｉfbに基づいてマイコンＭＰＵが行ない、異常と判定
すると、ＰＷＭタイマ３０をクリアしてその出力をＬ
（オフ）に拘束する。すなわち電源出力を停止する。更
に、異常をシ−ケンスコントロ−ラＳＣＲに報知する。
上述の実施例では、帯電と転写を１トランス（２１）の
電源回路２０の出力で行なう。転写器７を通過する時の
転写紙のサイズや抵抗値（紙質）によって、転写器７の
転写ワイヤ７ａの負荷抵抗が変化し、故に転写器２に流
れ込む電流が変化するために、帯電器２に流れ込む帯電
電流が変化する。この時、帯電器２に流れ込む帯電電流
とグリッド開口率には、図５の様な関係がある。

【００３４】本実施例では、グリッド開口率を、帯電電
流の変化に対して感光体電位が実質上変動しない８７％
以下とした。図５において、Ｉ_Taは、いわゆる普通紙と
呼ばれる標準紙に高転写率でトナ−像を転写するに必要
な転写電流値であり、このときの目標値Ｉtagおよびグ
リッド電圧Ｖ_GROのまま、同一サイズの高抵抗紙を転写
紙とすると、転写電流はＩ_Tbとなる。この場合でも、普
通紙のときと実質上同レベルの帯電電位が得られるの
で、目標値Ｉtagの設定には紙質をパラメ−タにしてい
ない。

【００３５】また、目標値Ｉtagは転写紙サイズに対応
して設定するが、可変抵抗１９はサイズ対応の調整はし
ない。これは、グリッド開口率を８７％以下とし、サイ
ズ対応の目標値Ｉtagを、「帯電電流＝目標値Ｉtag−転
写電流Ｉ_Tb」が、図５に示す帯電電流対感光体電位の相
関曲線の飽和部（グリッド開口率８７％の曲線の、横軸
（帯電電流）と略平行な領域）になるように定めている
ので、グリッド電圧による調整が実質上不要であるから
である。

【００３６】転写特性を設定，変更又は調整するとき
に、作業者がシ−ケンスコントロ−ラＳＣＲに接続され
た転写紙サイズ対目標値Ｉtagの関係の調整値を指定す
るディップスイッチを操作して転写特性を所望のものに
設定し、そして、可変抵抗１９を調整して所望の感光体
電位が得られる値に調整する。これにより、適正な転写
電流およびグリッド電圧が設定されたことになる。グリ
ッド電極２ｂの開口率を８７％以下としているので、帯
電器２に電流が多く流れ込んだような時でも感光体電位
は実質上変化しない。すなわち感光体１の荷電特性が安
定である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を装備した画像形成装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】帯電器のグリッドに定電圧素子を接続したと
きの、該素子のバラツキによる、グリッド電流に対する
グリッド電圧の範囲を斜線で示すグラフである。

【図３】図１に示す帯電器２のグリッド電極２ｂに流
れる電流とグリッド電圧との関係を示すグラフである。

【図４】図１に示す転写器７の転写電流と転写率との
関係を示すグラフである。

【図５】図１に示す転写器７の転写電流と感光体１の
帯電電流および感光体電位の関係を示すグラフである。

【図６】図１に示す電源回路２０の構成と該回路２０
を定電流出力制御するコントロ−ラを示すブロック図で
ある。

【図７】従来の、帯電器用および転写器用の別個の電
源回路を有する画像形成装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１：感光体２：帯電器２ａ：チャ−ジャワイヤ２ｂ：グリッド電極３：露光装置４：現像装置５：弾性進入規制部材６：チャージ規制部
材７：転写器８：クリーニング装
置９：除電装置１０：搬送ガイド防
材１１：定着装置１２：レジストロー
ラ１３：帯電電源１４：転写電源１５：定電圧素子１６：ダイオ−ド１７：定電圧素子１８：ダイオ−ド１９：可変抵抗２０：電源回路２１：昇圧トランス２２：トランジスタ
回路２３：スイッチングドライバ２４：ダイオ−ド２５：コンデンサ２６，２７，２９：
抵抗３０：ＰＷＭタイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月学東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者松本健太郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者碓井則之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電荷担持体に荷電電流を供給する荷電エレ
メントおよび電荷担持体の荷電電位を規制するグリッド
電極を有する帯電器の、前記荷電エレメントと、前記電
荷担持体上の顕像を転写媒体に転写する転写器の転写エ
レメントに、電流を給電する電源回路；該電源回路の出
力電流を目標値に合致するように制御する電流制御手
段；および、前記帯電器のグリッド電極と基準電位の間に直列に接続
された定電圧素子と可変抵抗を含むグリッド電位調整手
段；を備える帯電，転写電源装置。
【請求項２】グリッド電極の開口率は８７％以下であ
る、請求項１記載の帯電，転写電源装置。
【請求項３】電荷担持体に荷電電流を供給する荷電エレ
メントおよび電荷担持体の荷電電位を規制するグリッド
電極を有する帯電器の、前記荷電エレメントと、前記電
荷担持体上の顕像を転写媒体に転写する転写器の転写エ
レメントに、電流を給電する電源回路；該電源回路の出
力電流を目標値に合致するように制御する電流制御手
段；および、前記帯電器のグリッド電極と基準電位の間
に直列に接続された定電圧素子と可変抵抗を含むグリッ
ド電位調整手段；を備える帯電，転写電源装置の、前
記目標値を所定の転写電流値に対応する値に定めて、前
記グリッド電位調整手段でグリッド電位を調整する、帯
電，転写電源装置の調整方法。