JPH11184267A - 電子写真方式の画像形成装置における転写電流制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＷＭ方式による複数の転写電流制御信号を
高速に切換えることによって極めて短時間に記録材の先
端余白内に実効転写電流を立ち上げて、画像形成装置の
処理の高速化を図ること。 【解決手段】 第１、第２、第３ＰＷＭ回路４０１，４
０３，４０５に入力されるデータＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿
１，２，３は、ＤＡＴＡ＿１＜ＤＡＴＡ＿２＜ＤＡＴＡ
＿３であり、各ＰＷＭ回路出力をローパスフィルタ４０
２，４０４，４０６を介して取り出し、転写電流立ち上
げ時に、データセレクタ４０８によってＤＡＴＡ＿１，
３，２の順に選択し、急激に立ち上がる転写電流制御信
号を出力する。これに応答した転写電流を転写装置に適
用することによって、記録材担持シートの静電容量に短
時間で充電し、きわめて短時間に実効転写電流が立ち上
がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置において、転写電流を制御する電子写真方式
の画像形成装置における転写電流制御装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１はカラー画像形成装置の断面図であ
る。

【０００３】本装置は、上部にデジタルカラー画像リー
ダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。

【０００４】デジタルカラー画像リーダ部において、原
稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２に
より露光走査することにより、原稿３０からの反射光像
を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、
カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号
は、（図示しない）増幅回路を経て、（図示しない）ピ
デオ処理ユニットにて処理を施され、デジタルカラー画
像プリンタ部に送出される。

【０００５】デジタルカラー画像プリンタ部において、
像担持体である感光ドラム１は矢印方向に回転自在に支
持され、感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロ
ナ帯電器２、レーザ露光光学系３、電位センサ１２、色
の異なる４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラ
ム上光量検知手段１３、転写装置５、クリーニング器６
を配置する。

【０００６】レーザ露光光学系３においてデジタルカラ
ー画像リーダ部からの画像信号は、レーザ出力部（不図
示）にて光信号に変換され、変換されたレーザ光がポリ
ゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃ
を通って、感光ドラム１の周面に照射される。

【０００７】デジタルカラー画像プリンタ部における画
像形成時には、感光ドラム１を矢印方向に回転させ、前
露光ランプ１１で除電した後の感光ドラム１を帯電器２
により一様に帯電させて、各分解色ごとに光像Ｅを照射
し、潜像を形成する。

【０００８】次に、所定の現像器を動作させて、感光ド
ラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体
としたトナー画像を形成する。現像器は、偏心カム２４
ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色
に応じて択一的に感光ドラム１に接近する。

【０００９】さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、
記録材カセット７より搬送系２６及び転写装置５を介し
て感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転
写する。転写装置５は、本例では転写ドラム５ａ、転写
帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器
５ｃ、吸着帯電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側
帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動される
ように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電
体からなる記録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張
設している。記録材担持シート５ｆはポリカーボネート
フィルム等の誘電体シートを使用している。

【００１０】転写装置５の転写ドラム５ａを回転させる
に従って感光ドラム１上のトナー像は転写帯電器５ｂに
より記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写
される。

【００１１】このように記録材担持シート５ｆに吸着搬
送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカ
ラー画像を形成する。

【００１２】フルカラー画像形成の場合、このようにし
て４色のトナー像の転写を終了すると、分離爪８ａ，分
離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって
記録材を転写ドラム５ａから分離し、熱ローラ定着器９
を介してトレイ１０に排紙する。

【００１３】他方、転写後の感光ドラム１は、表面の残
留トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成
工程に供する。

【００１４】記録材の両面に画像を形成する場合には、
搬送パス切替ガイド１９を駆動し、定着器９から排出さ
れた記録材を、搬送縦パス２０を経て反転パス２１ａに
いったん導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送
り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反
対向きに退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後
中間トレイ２２から取り出した記録材を搬送系２６を介
して転写装置５に導き再び上述した画像形成工程によっ
てもう一方の面に画像を形成する。

【００１５】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を
防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート
５ｆを介して該ブラシ１４に対向するパックアップブラ
シ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５
ｆを介して該ローラ１６に対向するパックアップブラシ
１７の作用により清掃を行なう。このような清掃は画像
形成前もしくは後に行ない、また、ジャム（紙づまり）
発生時には随時行なう。

【００１６】また、本例においては、所望のタイミング
で偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録
材担持シート５ｆと感光ドラム１との間のギャップを任
意に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中
または電源オフ時には、転写ドラムと感光ドラムの間隔
を離す。

【００１７】図２に転写装置５に供給する転写電流の制
御回路のブロック図を示す。図中２０１は転写電流を発
生するための高圧トランス、２０２はレジスタに入力さ
れ設定されたデジタルデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ）と、
所定の値まで順次カウントすることを繰り返すカウンタ
の値とをコンパレートしてＰＷＭ＿ＤＡＴＡに応答する
任意のデューティーの矩形波を連続して出力するＰＷＭ
回路、２０３はＰＷＭ回路２０２の出力を平滑しアナロ
グ値に変換するローパスフィルタ、２０４はローパスフ
ィルタ２０３で変換されたアナログ信号をリファレンス
として高圧トランス２０１の１次側に流れる電流を制御
することによって高圧トランス２０１の２次側に流れる
出力電流すなわち転写電流を制御する差動増幅部、２０
５は電流検出抵抗である。

【００１８】図３に、感光ドラム上のトナー画像を転写
ドラム上の記録材に転写する際に、転写される記録材へ
与える電流の制御状態を示す。

【００１９】記録材担持シート５ｆに吸着した記録材３
０２の吸着力を弱めないために、所定位置を記録材先端
が過ぎてから、先端の余白部分３０３の後端が所定位置
に達するまでの間に転写電流を立ち上げる。この時の制
御回路（図２）における転写電流を制御するための転写
電流制御信号３０５と、実効転写電流３０６を図３に示
す。

【００２０】この時、記録材担持シート５ｆは高抵抗体
であるため転写に要する電流は微少である。また、記録
材担持シート５ｆは誘電体であるためいくらかの静電容
量を有する。微少な電流をこの静電容量をもった高抵抗
体の記録材担持シート５ｆに流すため、転写電流の立ち
上げ初期においては流した電流の大部分が静電容量分に
対する充電電流となり、実際の転写に必要な実効転写電
流が流れ始まるまでには若干の遅れが生ずる。この遅れ
が記録材３０２の先端余白部分３０３に収まるよう、図
３の３０５に示すように転写電流の立ち上がり時に充電
電流分を重畳した加速電流を流すようにしている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】複写、印刷速度を上げ
ようとした場合、記録材先端余白に転写電流を供給する
ための時間は極めて短くなる。さらに先端余白を極力小
さくするためには、記録材先端余白に転写電流を供給す
るための時間は一層短くなる。これに対応するために
は、制御回路における転写電流制御信号の立ち上げ、立
ち下げ時間を速くし、実効転写電流の立ち上げをさらに
速めなければならない。

【００２２】しかしながら、上述した従来の転写電流の
制御回路においては、記録材の先端余白以降の画像領域
に適合した転写電流になるようにデジタルデータを１つ
のＰＷＭ回路を用いてアナログ信号に変換しているの
で、得られる転写電流制御信号は固定的であり、制御回
路における転写電流制御信号の立ち上げ、立ち下げ時間
を速くし、実効転写電流の立ち上げをさらに速めること
は困難であった。また、高速のＤ／Ａ変換器を用いれ
ば、転写電流制御信号を速くすることは出来るが、高速
のＤ／Ａ変換器は高価であり、製品のコストアップとな
ってしまう。

【００２３】そこで本発明の目的は、以上のような問題
を解消した電子写真方式の画像形成装置における転写電
流制御装置および方法を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、像担持体である感光ドラ
ムと、最終出力画像が記録される記録材を担持する記録
材担持体と、前記記録材に前記感光ドラム上のトナー画
像を転写する転写手段と、互いに異なった値の少なくと
も２つの信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手
段からの少なくとも２つの信号を選択的に切換えて順次
出力する選択手段と、該選択手段の出力に応答して前記
転写手段に供給する転写電流を出力する出力手段とを備
えたことを特徴とする。

【００２５】また請求項２にかかる発明は、請求項１に
おいて、前記信号発生手段は、互いに異なった値のデジ
タルデータをパルス幅変調信号に変換する少なくとも２
つのパルス幅変調回路と、該少なくとも２つのパルス幅
変調回路の出力信号をアナログ信号に変換する少なくと
も２つの変換手段とを有することを特徴とする。

【００２６】さらに請求項３にかかる発明は、請求項２
において、前記変換手段は、ローパスフィルタであるこ
とを特徴とする。

【００２７】さらに請求項４にかかる発明は、請求項２
または３において、前記信号発生手段は、アナログ信号
を直接的に発生する少なくとも１つのアナログ信号発生
手段をさらに有することを特徴とする。

【００２８】さらに請求項５にかかる発明は、請求項４
において、前記アナログ信号発生手段は、電池であるこ
とを特徴とする。

【００２９】さらに請求項６にかかる発明は、請求項２
〜５のいずれかにおいて、画像形成の各過程に応じて、
前記デジタルデータの少なくとも１つを変更することを
特徴とする。

【００３０】さらに請求項７にかかる発明は、請求項１
〜５のいずれかにおいて、画像形成の各過程に応じて、
前記選択手段の選択の切換えタイミングを変更すること
を特徴とする。

【００３１】さらに請求項８にかかる発明は、請求項２
〜５のいずれかにおいて、前記画像形成装置の周辺の環
境を電気量に変換する環境センサをさらに備え、前記環
境センサからの信号に応じて、前記デジタルデータの少
なくとも１つを変更することを特徴とする。

【００３２】さらに請求項９にかかる発明は、請求項１
〜５のいずれかにおいて、前記画像形成装置の周辺の環
境を電気量に変換する環境センサをさらに備え、前記環
境センサからの信号に応じて、前記選択手段の選択の切
換えタイミングを変更することを特徴とする。

【００３３】さらに請求項１０にかかる発明は、請求項
８または９において、前記環境センサは、温度センサで
あることを特徴とする。

【００３４】さらに請求項１１にかかる発明は、請求項
１〜１０のいずれかの転写電流制御装置を使用し、前記
記録材担持体上の記録材の先端余白に前記転写電流を供
給するタイミングにおいて、前記選択手段によって、前
記信号発生手段からの少なくとも２つの信号を選択的に
切換えて順次出力することを特徴とする。

【００３５】

【発明の実施の形態】図４に本発明の第１の実施形態に
かかる転写電流制御信号発生回路のブロック図を示す。

【００３６】図４中、４０１は転写電流制御のための第
１のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿１）をＰＷＭ矩形波に
変換する第１ＰＷＭ回路、４０２は第１ＰＷＭ回路４０
１の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフ
ィルタ、４０３は転写電流制御のための第２のデータ
（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）をＰＷＭ矩形波に変換する第
２ＰＷＭ回路、４０４は第２ＰＷＭ回路４０３の出力を
平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタ、４
０５は転写電流制御のための第３のデータ（ＰＷＭ＿Ｄ
ＡＴＡ＿３）をＰＷＭ矩形波に変換する第３ＰＷＭ回
路、４０６は第３ＰＷＭ回路４０５の出力を平滑してア
ナログ信号に変換するローパスフィルタである。第１〜
第３のＰＷＭ回路は、同一構成であり、図２のＰＷＭ回
路と同様の構成とすることができる。第１〜第３のデー
タは、デジタルデータである。

【００３７】４０７は前記３つのローパスフィルタから
の出力信号の１つを選択するセレクト信号であって、各
々１ビットの２つの信号ＤＡＴＡ＿ＳＥＬ＿０およびＤ
ＡＴＡ＿ＳＥＬ＿１からなり、これらの２つの信号の値
の組み合わせによって、４通りの選択情報を構成する。
４０８は前記３つのローパスフィルタからの出力信号の
１つを前記セレクト信号に応答して選択出力するデータ
セレクタ、４０９はデータセレクタ４０８から出カされ
る転写電流制御信号である。この転写電流制御信号は、
転写高圧電源部、例えば図２の差動増幅部に入力され
る。

【００３８】第１のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿１）は
第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）および第３のデ
ータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿３）より小さく第２のデータ
（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）は第３のデータ（ＰＷＭ＿Ｄ
ＡＴＡ＿３）より小さい。第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡ
ＴＡ＿２）の値は記録材の画像領域に供給する転写電流
に相当する値である。

【００３９】転写電流立ち上げ時において、これら第１
〜第３のデータに基づく３つのローパスフィルタからの
各出力信号は、セレクト信号４０７に応答してデータセ
レクタ４０８によって第１のデータ、第３のデータ、第
２のデータの順に選択され、同データセレクタから図３
ｂに示すように急激に立ち上がる転写電流制御信号を出
力する。このように急激に立ち上がる転写電流制御信号
に応答した転写電流を転写装置に適用することによっ
て、実効転写電流は図３に示す通りとなり、記録材担持
シートの静電容量に短時間で充電し、きわめて短時間に
実効転写電流が立ち上がる。

【００４０】ついで第２の実施形態について説明する。

【００４１】図５に本発明の第２の実施形態の回路ブロ
ック図を示す。

【００４２】図５中、５０１は転写電流制御の第４のデ
ータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿４）をＰＷＭ矩形波に変換す
る第４ＰＷＭ回路、５０２は第４ＰＷＭ回路５０１の出
力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィル
タ、５０３は転写電流制御の第５のデータ（ＰＷＭ＿Ｄ
ＡＴＡ＿５）をＰＷＭ矩形波に変換する第５ＰＷＭ回
路、５０４は第５ＰＷＭ回路５０３の出力を平滑してア
ナログ信号に変換するローパスフィルタ、５０５は転写
電流制御の第６のデータ（ＡＮＡＬＯＧ＿ＤＡＴＡ１）
であるアナログ信号を発生する電圧源、５０６は第７の
データ（ＡＮＡＬＯＧ＿ＤＡＴＡ２）であるアナログ信
号を発生する電圧源である。第４および第５ＰＷＭ回路
は、同一構成であり、図２のＰＷＭ回路と同様の構成と
することができる。第４および第５のデータは、デジタ
ルデータである。電圧源５０５，５０６は、電池とする
ことができるが、所定のアナログ電圧を発生することが
できるものであれば他のどのような構成であってもよ
い。

【００４３】５０８は前記２つのローパスフィルタから
の出力信号および２つの電圧源からのアナログ信号の１
つを前記セレクト信号４０７に応答して選択出力するデ
ータセレクタ、５０９はデータセレクタ５０８から出カ
される転写電流制御信号である。この転写電流制御信号
は、例えば図２の差動増幅部に入力される。

【００４４】第４〜第７のデータの間には、第６より第
５、第５より第４、第４より第７のデータの方が大きい
という関係がある。

【００４５】転写電流立ち上げ時において、これら第４
〜第５のデータに基づく２つのローパスフィルタからの
各出力信号および２つの電圧源からの信号は、セレクト
信号４０７に応答してデータセレクタ５０８によって第
６のデータ、第７のデータ、第４のデータ、第５のデー
タの順に選択され、同データセレクタから図６に示すよ
うな転写電流制御信号を出力する。このように急激に立
ち上がる転写電流制御信号に応答した転写電流を転写装
置に適用することによって、記録材担持シートの静電容
量に短時間で充電し、きわめて短時間に実効転写電流が
立ち上がる。

【００４６】なお、前記各実施形態における第１〜第３
のデータの少なくとも１つおよび第４〜第５のデータの
少なくとも１つは、画像形成装置における画像形成の各
過程に応じて変更することができ、このようにすること
によって画像形成を一層適切に行うことができる。ま
た、前記各実施形態におけるデータセレクタのセレクト
信号による選択の切換タイミングは、画像形成装置にお
ける画像形成の各過程に応じて変更することができる。
さらに、前記各実施形態においては、画像形成装置の周
辺の環境（例えば、温度）を電気量に変換する環境セン
サを設け、この環境センサからの信号に応じて、前記第
１〜第３のデータの少なくとも１つおよび第４〜第５の
データの少なくとも１つを変更することができ、さらに
データセレクタのセレクト信号による選択の切換タイミ
ングを変更することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数
の転写電流制御信号を高速に変化させて、短い時間で記
録材の先端余白内に実効転写電流を立ち上げることがで
き、画像形成装置の高速化を実現することができる。ま
た高価なＤ／Ａ変換器を用いずに安価に装置の高速化を
実現できる。さらに画像形成の各過程に応じて、または
画像形成装置の周辺環境に応じて、前記複数の転写電流
制御信号の値を変更すること、およびその変化のタイミ
ングを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真方式のデジタルカラー複写機の全体構
成図である。

【図２】従来の転写電流制御回路のブロック図である。

【図３】転写電流制御信号のタイムチャートを示す図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施形態にかかる転写電流制御
信号発生回路のブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施形態にかかる転写電流制御
信号発生回路のブロック図である。

【図６】転写電流制御信号を示す図である。

【符号の説明】

４０１，４０３，４０５ ＰＷＭ回路 ４０２，４０４，４０６ ローパスフィルタ ４０８ セレクタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体である感光ドラムと、最終出力
   画像が記録される記録材を担持する記録材担持体と、前
   記記録材に前記感光ドラム上のトナー画像を転写する転
   写手段と、互いに異なった値の少なくとも２つの信号を
   発生する信号発生手段と、該信号発生手段からの少なく
   とも２つの信号を選択的に切換えて順次出力する選択手
   段と、該選択手段の出力に応答して前記転写手段に供給
   する転写電流を出力する出力手段とを備えたことを特徴
   とする電子写真方式の画像形成装置における転写電流制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記信号発生手段は、互いに異なった値のデジタルデー
   タをパルス幅変調信号に変換する少なくとも２つのパル
   ス幅変調回路と、該少なくとも２つのパルス幅変調回路
   の出力信号をアナログ信号に変換する少なくとも２つの
   変換手段とを有することを特徴とする電子写真方式の画
   像形成装置における転写電流制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記変換手段は、ローパスフィルタであることを特徴と
   する電子写真方式の画像形成装置における転写電流制御
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、 前記信号発生手段は、アナログ信号を直接的に発生する
   少なくとも１つのアナログ信号発生手段をさらに有する
   ことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置における
   転写電流制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記アナログ信号発生手段は、電池であることを特徴と
   する電子写真方式の画像形成装置における転写電流制御
   装置。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれかにおいて、 画像形成の各過程に応じて、前記デジタルデータの少な
   くとも１つを変更することを特徴とする電子写真方式の
   画像形成装置における転写電流制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 画像形成の各過程に応じて、前記選択手段の選択の切換
   えタイミングを変更することを特徴とする電子写真方式
   の画像形成装置における転写電流制御装置。
8. 【請求項８】 請求項２〜５のいずれかにおいて、 前記画像形成装置の周辺の環境を電気量に変換する環境
   センサをさらに備え、前記環境センサからの信号に応じ
   て、前記デジタルデータの少なくとも１つを変更するこ
   とを特徴とする電子写真方式の画像形成装置における転
   写電流制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記画像形成装置の周辺の環境を電気量に変換する環境
   センサをさらに備え、前記環境センサからの信号に応じ
   て、前記選択手段の選択の切換えタイミングを変更する
   ことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置における
   転写電流制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、 前記環境センサは、温度センサであることを特徴とする
    電子写真方式の画像形成装置における転写電流制御装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかの転写電流
    制御装置を使用し、前記記録材担持体上の記録材の先端
    余白に前記転写電流を供給するタイミングにおいて、前
    記選択手段によって、前記信号発生手段からの少なくと
    も２つの信号を選択的に切換えて順次出力することを特
    徴とする電子写真方式の画像形成装置における転写電流
    制御方法。