JP3149176B2 - 画像形成装置の転写前帯電装置 - Google Patents

画像形成装置の転写前帯電装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の複写機、
ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の転写前帯電
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置の
転写は、転写材に電荷あるいはバイアス電圧を付与し、
像担持体に付着しているトナーを、静電気的に転写材へ
移行させる静電転写方式が一般的に用いられている。こ
の転写方式は、像担持体と転写材との間に発生した転写
電界により、トナーを動かす方式であるため、転写され
るトナー帯電量が転写性能に大きく寄与している。転写
されるトナーの帯電量が転写工程に適した所望の帯電量
よりも大きいか又は小さい場合には、以下の不具合が発
生する。 (1)トナー帯電量が大きい場合 トナーと像担持体との間に発生する静電力が大きくな
るので、トナーは転写電界により転写材へ移行しにくく
なる。その結果十分なトナーが転写出来ずに転写不良と
なる。 (2)トナー帯電量が小さい場合 トナーと像担持体との間に発生する静電力が小さくな
るので、僅かな転写電界においてもトナーの移行が発生
してしまい、転写材が画像担持体に十分接触していない
状態でもトナーの移行が起こり、トナー飛散による画像
品質の劣化が発生する。又、理由は明らかでないが、文
字などの細線の中抜けや、ベタ画像のエッヂ部の抜けも
トナー帯電量が小さい場合に発生する。 このような不具合を回避するために、転写されるトナ
ーの帯電量を、転写工程に適した所望の帯電量にする目
的で、転写工程以前の像担持体上のトナー像に対し、電
荷を付与する転写前帯電器が実用化されている。この方
式は、実質的に転写されるトナーの帯電量を、外部から
の電荷により制御するものであるから、上記の不具合に
対し非常に有効であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、転写前帯電器の出力が一定であると、電荷を
付与するトナーの帯電量を一定に制御することが出来な
いことが判明した。これは、ある種の現像剤を用いる場
合、環境あるいは経時により、現像剤の帯電特性が大き
く変化してしまい、その結果、現像されたトナーの帯電
量も変化してしまうことによるものである。 本発明は、従来技術の有する、このような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、転写
工程におけるトナーの帯電量を所望の帯電量にすること
が出来る転写前帯電装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、
静電潜像を現像装置で現像して形成された像担持体上の
トナー像に対し、転写電界による転写材への転写の前に
電荷を付与する画像形成装置の転写前帯電装置におい
て、 環境センサーと、 該環境センサーの出力を用い、この出力とトナー帯電
量との関係に基づき、トナー帯電量が所望の帯電量にな
るように該転写前帯電器の出力を制御する手段とを設け
たことを特徴とするものである。 〔作用〕 現像剤の流動性を向上させる等の目的で、シリカ等を
外添した現像剤は、環境、とりわけ湿度によって、横軸
に湿度、縦軸にトナーの帯電量分布の平均値(以下、ト
ナーの平均帯電量という)を取った第2図に示すよう
に、トナーの帯電量が大きく変化することが判明した。 これを、トナーの帯電量分布で見れば、横軸にトナー
帯電量、縦軸にトナー量を取って、トナーの帯電量分布
を示した第3図の様に、湿度が高いとき(80%)の帯電
量分布の方が、湿度が低いとき(湿度20%)のそれより
も低いトナー帯電量の領域に移行している。 よって、現像工程において、像担持体上に付着したト
ナーの帯電量は、湿度によって異なった帯電量になる。
又、この湿度とトナー帯電量との関係は、シリカ等の外
添量等が決まれば使用するトナーによって略一義的に決
定されるので、湿度を検出することにより、トナーの帯
電量を知ることが出来る。 一方、転写前帯電器で電荷を付与した後のトナー帯電
量(以下、出力トナー帯電量という)は、転写前帯電器
の出力と、電荷を付与する前のトナーの帯電量(以下、
入力トナー帯電量という)によって略一義的に決定され
る。 そこで、上記の湿度とトナー帯電量との関係と、入力
トナー帯電量と出力トナー帯電量を所望のトナー帯電量
にするための、転写前帯電器の出力との関係とを、予め
実験で求めておいて、環境センサーで湿度、又は、湿度
及び温度を検出し、この検出出力に応じて、出力トナー
帯電量が所望のトナー帯電量になるように、転写前帯電
器の出力を制御するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を第1図乃至第6図に基づいて説
明する。 第1図は、本発明の実施例に係る転写前帯電装置を採
用した電子写真複写機の概略構成図である。先ず、複写
機全体の概略について説明する。 第1図において、コンタクトガラス1上の原稿(不図
示)が、これに対して並行に移動しながら原稿照射を行
う照明手段を含む光学系(不図示)によって、一様帯電
器2で既に一様に帯電されている潜像担持体であるドラ
ム状の感光体3に結像投影され、これにより感光体3上
に静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体の右
側方に設けられた現像装置4のトナーによりトナー像化
される。ここで、現像装置4は、2成分現像剤を用いた
現像装置である。このトナー像は、転写前帯電装置5の
転写前帯電器である転写前帯電チャージャ51から電荷が
付与された後、給紙部から搬送されてきた転写紙に、転
写チャージャ6により転写される。トナー像が転写され
た転写紙は、分離チャージャ7により感光体から分離さ
れ、定着装置(不図示)を通ってコピー紙として機外に
排出される。 一方、転写後の感光体表面は感光体3の左側方に設け
られたクリーニング装置8によって、残留トナーが除去
されてから、除電ランプ9で残留電荷が除電されて、一
様帯電器2による次の帯電に備えられる。 次に、転写前帯電装置5について詳述する。 転写前帯電装置5は、転写前帯電チャージャ51、転写
前帯電チャージャ用電源52、環境センサーである湿度セ
ンサー53及び制御手段であるマイクロコンピュータ54に
よって構成されている。 転写前チャージャ51の出力は、直流バイアスが重畳さ
れた交流であり、交流特性は、周波数500Hz、振幅5.5ボ
ルト、波形50%デューティの矩形波である。この転写前
チャージャ51の直流バイアス量をパラメータとした、転
写前帯電チャージャ51の入力トナー帯電量と出力トナー
帯電量との関係は、横軸に入力トナー帯電量、縦軸に出
力トナー帯電量を取った第4図に示すものである。 一方、本実施例で使用するトナーは、上記の第2図に
示す湿度とトナー帯電量の関係を有する。 そこで、この第2図における各湿度に対応するトナー
帯電量を、第4図における入力トナー帯電量として、所
望の出力帯電量を得るための直流バイアスを求めること
が出来る(第4図には、直流バイアスが、プラス300ボ
ルト、0ボルト、マイナス300ボルトの3つのみ表して
いるがこれ以外のパラメータについても実験で求めてお
く)。第5図は、このようにして求めた各湿度におい
て、所望の出力トナー帯電量を得るための直流バイアス
を示すものである。 本実施例は、上記湿度センサー53で湿度を検出し、第
5図に基づいて、上記マイクロコンピュータ54で転写前
帯電チャージャの出力を制御するものである。 このマイクロコンピュータ54は、主に、マイクロプロ
セッサ(CPU)55、ROM(読みだし専用メモリ)56、RAM
(読み出し書き込みメモリ)57、インターフェース(I/
O)58とから構成されている。インターフェース58に
は、湿度センサー53からの出力が、ディジタル信号とし
て入力され、又、インターフェース58からは、D/A変換
器(不図示)を介して転写前チャージャ用電源52へ直流
バイアス値信号が出力される。ROM56には、上記第5図
の関係がデータテーブルとして記憶されており、RAM57
には、後述する転写前チャージャの出力制御のプログラ
ムが記憶されている。 以上の構成において、転写前チャージャ51の出力制御
を第6図を用いて説明する。 先ず、マイクロプロセッサ55は、インターフェース58
から湿度検出信号を読み取り(ステップ1)、次に、こ
の湿度検出信号に応じて、ROM56の上記データテーブル
をルックアップして、直流バイアスデータを読み出し
(ステップ2)、この直流バイアスデータをレジスタに
格納し、転写前チャージャ駆動タイミングに応じて、こ
の直流バイアスデータをインターフェース58の出力ポー
トにセットする(ステップ3)。これにより、転写前チ
ャージャ用電源52を直流バイアスデータに応じた出力で
駆動する。 以上、本実施例においては、2成分の現像剤を用いて
現像しているが、キャリア粒子を用いない1成分現像剤
を用いて現像する場合にも、トナーが湿度によって帯電
量が変化するかぎり、本発明を適用することが出来る。 尚、上記実施例においては、データテーブルを用いた
が、これに代え、演算式を用いて検出情報から転写前帯
電チャージャ51の直流バイアス値を求める様にしても良
い。 又、転写前帯電チャージャ51として、直流バイアスを
重畳した交流の電圧を印加するものを用いたが、これに
代え、直流電圧のみを印加する帯電チャージャやグリッ
ドを備えたスコロトロン方式の帯電チャージャを用いて
も良い。
【0006】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、環境センサーや基
準トナー像のトナー付着量を検出する手段の出力に応じ
て、転写前帯電器の出力を制御するので、転写工程にお
けるトナーの帯電量を所望の帯電量にすることが出来る
という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1図は一実施例に係る複写機の概略構成図。
【図2】 第2図は湿度とトナーの平均帯電量との関係を示した特
性図。
【図3】 第3図は湿度をパラメータとしたトナーの帯電量の分布
を示す分布図。
【図4】 第4図は転写前チャージャ51の特性を示す特性図。
【図5】 第5図は湿度と転写チャージャ51の制御直流バイアスと
の対応表。
【図6】 第6図は同実施例の転写前チャージャ51の出力制御のフ
ローチャート。
【符号の説明】
4……現像装置 5……転写前帯電装置 51……転写前帯電チャージャ 52……転写前帯電チャージャ用電源 53……湿度センサー 54……マイクロコンピュータ 6……転写チャージャ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静電潜像を現像装置で現像して形成された
    像担持体上のトナー像に対し、転写電界による転写材へ
    の転写の前に電荷を付与する画像形成装置の転写前帯電
    装置において、 環境センサーと、 該環境センサーの出力を用い、この出力とトナー帯電量
    との関係に基づき、トナー帯電量が所望の帯電量になる
    ように該転写前帯電器の出力を制御する手段とを設けた
    ことを特徴とする画像形成装置の転写前帯電装置。
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