(57)【要約】【課題】簡単な構成で、感光体の温度特性を補償することができ、感光体の帯電量を常に適正な値に保つことができる帯電装置を提供する。【解決手段】感光体６の表面に電荷を与えるための帯電チャージャ５と、帯電チャージャ５に電圧を印加し、かつ電荷を補給するための電流を供給する高圧電源回路２と、帯電チャージャ５に供給する電流量を制御するための制御信号ＶEを生成して前記高圧電源回路２に与える制御回路４と、前記制御信号ＶEを、周囲温度が高いと帯電チャージャ５に供給する電流量を増やす方向に、周囲温度が低いと帯電チャージャ５に供給する電流量を減らす方向に変化させることにより感光体６の温度特性を補償する温度補償回路３とを備え、前記温度補償回路３は、トランジスタＱを含む回路であり、トランジスタＱのベースエミッタ間電圧ＶBEの温度特性を利用して感光体の温度特性を補償する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写することにより用紙に画像を形成する画像形成装置に用いられ、
感光体表面に直接又は感光体に接触している用紙を通して感光体表面に電荷を与えるための帯電手段と、
前記帯電手段に電圧を与え、かつ電荷を補給するための電流を供給する高圧電源回路と、
前記帯電手段に供給する電流量を制御するための制御信号を生成して前記高圧電源回路に与える制御回路と、
前記制御信号を、周囲温度が高いと前記帯電手段に供給する電流量を増やす方向に、周囲温度が低いと前記帯電手段に供給する電流量を減らす方向に変化させることにより感光体の温度特性を補償する温度補償回路とを備え、
前記温度補償回路は、トランジスタを含む回路であり、トランジスタのベースエミッタ間電圧の温度特性を利用して感光体の温度特性を補償することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記制御信号は電圧信号であり、
前記温度補償回路は、前記電圧信号がベースに与えられるトランジスタのエミッタフォロワ回路であることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電手段は、トナー像を形成する前に感光体に電荷を与える帯電チャージャ又は帯電ローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電手段は、形成されたトナー像を用紙に転写する転写チャージャ又は転写ローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、 感光体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写することにより用紙に画像を形成するいわゆる電子写真方式を採用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、電子写真方式を用いて、感光体の表面に形成されたトナー像を用紙の上に転写することにより、用紙に画像を形成している。
感光体の表面にトナー像を形成するには、帯電装置によって感光体の表面を一様に帯電させ、その上からレーザ光線を当てて帯電電位を変化させ、トナーの乗る部位を選択的に形成する。
【０００３】
感光体の表面を一様に帯電させるには、帯電チャージャや帯電ローラを用いる。感光体の表面に、高圧を印加した帯電チャージャ又は帯電ローラを近接させ、帯電チャージャ又は帯電ローラから感光体に電荷を供給して帯電させる。
図５は、帯電チャージャ５を使用する場合、帯電チャージャ５に電流を供給するための高圧電源回路２及びその高圧電源回路２を制御するための制御回路４等を示すブロック図である。
【０００４】
帯電チャージャ５は、感光体ドラム６の回転軸方向にタングステン線を張り、このタングステン線に高圧を印加して、感光体ドラム６の表面に電荷を供給するものである。
制御回路４は、ＣＰＵ（中央処理回路）を含み、データ値に応じてアナログ出力を発生させるＤ／Ａ変換回路４１を備えている。Ｄ／Ａ変換回路４１のアナログ出力は、演算増幅器７によって増幅され、高圧電源回路２に供給され、高圧電源回路２から所定量の電流が帯電チャージャ５に供給される。
【０００５】
帯電チャージャ５によって電荷が乗る感光体ドラム６は、アモルファスシリコンなどで作られており、温度の影響を受けやすく、温度が高くなると感光体表面に電流が流れやすくなり、温度が低くなると電流が流れにくくなる性質がある。電流が流れやすくなると表面電荷が流出しやすくなるので、帯電量を適正に保つため、高圧電源回路２から電流を多く供給する必要がある。感光体表面の電流が流れにくくなると、高圧電源回路２から電流を与える量も少なくなる。
【０００６】
そこで温度の影響を補正するために、感光体が設置されている機内の温度を読み取る温度センサ８を設置している。温度センサ８から出力される温度信号は、変換回路９によって電圧信号に変換され、制御回路４のＡ／Ｄ変換器４２を通して制御回路４の中に取り込まれ、高温時は高圧電源回路２の出力電流を大きく、低温時は高圧電源回路２の出力電流を小さくする制御を行っている。このことにより、感光体ドラム６の帯電量を適正量に調整して、良好な画像が得られるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭63-223761号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記の帯電装置の構成では、温度センサ８が必要で、温度センサ８の温度信号を処理しやすい電圧信号などに変換する変換回路９も必要である。例えば温度センサ８がサーミスタであれば、変換回路９によって、サーミスタに電流を流して、サーミスタの抵抗値に相当する電圧信号を取り出す必要がある。
温度センサ８や変換回路９を省略することができれば、より安価な構成で、安定した画像を得ることができるので、このような帯電装置が望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、簡単な構成で、感光体の温度特性を補償することができ、感光体の帯電量を常に適正な値に保つことができる帯電装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の帯電装置は、感光体表面に直接又は感光体に接触している用紙を通して感光体表面に電荷を与えるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を与え、かつ電荷を補給するための電流を供給する高圧電源回路と、前記帯電手段に供給する電流量を制御するための制御信号を生成して前記高圧電源回路に与える制御回路と、前記制御信号を、周囲温度が高いと前記帯電手段に供給する電流量を増やす方向に、周囲温度が低いと前記帯電手段に供給する電流量を減らす方向に変化させることにより感光体の温度特性を補償する温度補償回路とを備え、前記温度補償回路は、トランジスタを含む回路であり、トランジスタのベースエミッタ間電圧の温度特性を利用して感光体の温度特性を補償するものである（請求項１）。
【００１１】
前記の構成によれば、高圧電源回路は、帯電手段を通して感光体表面に電界を印加する。これによって、感光体の表面に電荷が誘起される。また、高圧電源回路は、感光体の表面電荷の消失を補給するための電流を帯電手段に供給する役割も果たしている。この帯電手段に供給する電流量は、制御回路から高圧電源回路に与えられる制御信号によって制御される。
感光体は、温度の影響を受けやすく、温度が高くなると感光体表面に電流が流れやすく、温度が低くなると電流が流れにくい性質があるので、温度補償回路は、前記制御信号を、周囲温度が高いと前記帯電手段に供給する電流量を増やす方向に、周囲温度が低いと前記帯電手段に供給する電流量を減らす方向に変化させる。この制御により、感光体の温度特性を補償して、感光体の帯電量を常に適正な値に保つことができる。
【００１２】
温度補償回路は、トランジスタのベースエミッタ間電圧の温度特性を利用して感光体の温度特性を補償する回路で構成する。これによって、温度センサや変換回路がなくても、高圧電源回路に与える制御信号を、直接、温度に応じて調節することができる。
前記制御信号は電圧信号であり、前記温度補償回路は、前記電圧信号がベースに与えられるトランジスタのエミッタフォロワ回路であることが好ましい（請求項２）。トランジスタのベースエミッタ間電圧は温度上昇に従い低下する傾向があるので、エミッタフォロワ回路であれば、この低下分をエミッタ電圧の上昇に置き換えて、出力することができる。また、エミッタフォロワ回路は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いので、電圧信号の増幅には適しており、高圧電源回路のドライブが容易にできるという利点もある。
【００１３】
前記帯電手段は、感光体に電荷を与える機能を有するものならば何であっても、本発明の適用がある。例えば、トナー像を形成する前に感光体に電荷を与える帯電チャージャ又は帯電ローラであってもよく（請求項３）、感光体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写チャージャ又は転写ローラであってもよい（請求項４）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、複写機を例にとって本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、複写機の帯電装置１を構成する帯電チャージャ５、高圧電源回路２、制御回路４及び温度補償回路３などを示すブロック図である。
制御回路４は、内部にＤ／Ａ変換回路４１を有し、このＤ／Ａ変換回路４１から、帯電チャージャ５に供給する電流を制御するための電圧信号を出力する。
【００１５】
温度補償回路３は、トランジスタのエミッタフォロワ回路からなっていて、トランジスタＱ及びトランジスタＱのエミッタ−接地間に接続されるエミッタ抵抗ＲEを備えている。エミッタフォロワ（コレクタ接地）なので、トランジスタＱのコレクタは電源電圧Ｖcc端子にダイレクトに接続されている。トランジスタＱのベース端子に、前記Ｄ／Ａ変換回路４１からの電圧信号が印加され、トランジスタＱのエミッタ端子から高圧電源回路２を駆動するための制御電圧が取り出される。
【００１６】
高圧電源回路２は、帯電チャージャ５を高電圧に保ち、前記制御電圧に応じた電流を帯電チャージャ５に供給する回路である。
図２は、高圧電源回路２のブロック図である。高圧電源回路２は、高周波発振部２１、高圧発生トランス２２及び電流検出部２３を有している。高周波発振部２１は、２４Ｖの電源が供給され、この電源に基づいて高周波を発振する発振回路２１ａを備えている。この発振回路２１ａにより発振された高周波電圧は、高圧発生トランス２２に供給されて、高電圧に変換される。そして、ダイオードＤなどからなる整流回路によって整流され、高圧の直流電圧が取り出され、帯電チャージャ５に印加される。この高電圧の印加により、帯電チャージャ５には微小な直流電流Ｉが流れる。
【００１７】
電流検出部２３は、抵抗ＲLからなる回路である。抵抗ＲLには、前記直流電流Ｉが流れている。抵抗ＲLの下端には、高圧電源回路２に入力される制御電圧ＶEが印加されている。抵抗ＲLによる電圧降下はＩＲLとなるので、抵抗ＲLの上端電圧ＶLは、
ＶL＝ＶE−ＩＲL
となる。この電圧ＶLは、帯電チャージャに流れる電流Ｉが増加すれば低下し、帯電チャージャに流れる電流Ｉが減少すれば上昇する。
【００１８】
高周波発振部２１の電圧比較部２１ｃにおいて、前記電圧ＶLと、高周波発振部２１の基準高圧発生回路２１ｂから印加されている一定の電圧Ｖφとを比較する。電圧比較部２１ｃは、
Ｖφ＜ＶL
であることを検出すれば、発振回路２１ａの発振電圧を上げるように働き、
Ｖφ＞ＶL
であることを検出すれば、発振回路２１ａの発振電圧を下げるように働く。発振回路２１ａの発振電圧が上がれば、高圧電源回路２の出力電圧も高くなり、帯電チャージャに流れる電流Ｉが増加する。発振回路２１ａの発振電圧が下がれば、高圧電源回路２の出力電圧は低くなり、帯電チャージャに流れる電流Ｉは減少する。
【００１９】
以上の設定により、制御電圧ＶEを上げると、発振回路２１ａの発振電圧を上げて、帯電チャージャに流れる電流Ｉを増加させることができる。ＶEを下げると、発振回路２１ａの発振電圧を下げて、帯電チャージャに流れる電流Ｉを減少させることができる。
図３は、高圧電源回路２の出力電流Ｉと、制御電圧ＶEとの関係を示すグラフである。高圧電源回路２の出力電流Ｉは、制御電圧ＶEが増加すると、増加する傾向にあることを示している。
【００２０】
以下、温度補償回路３のエミッタフォロワ回路の動作を、温度との関連で説明する。
図１において、トランジスタＱのベース電圧をＶB、エミッタ電圧をＶE、ベースエミッタ間電圧をＶBEと書く。トランジスタＱのコレクタ電流をＩcと書く。
図４は、ベース電圧ＶBを3.12Ｖ一定としたときの、トランジスタＱの温度に対するベースエミッタ間電圧ＶBE、及びエミッタ電圧ＶEの特性を示すグラフである。
【００２１】
グラフの横軸は温度（°Ｃ）、左の縦軸はベースエミッタ間電圧ＶBE（Ｖ）、右の縦軸はエミッタ電圧ＶE（Ｖ）を表す。
このグラフによれば、温度が高いほど、ベースエミッタ間電圧ＶBEは低くなり、それに応じてエミッタ電圧ＶEが高くなる。温度が低いほど、ベースエミッタ間電圧ＶBEは高くなり、それに応じてエミッタ電圧ＶEが低くなることを示している。
【００２２】
エミッタ電圧ＶEは、図２に示した高圧電源回路２への入力電圧ＶEに他ならないから、結局、温度と帯電チャージャに供給される電流Ｉとの関係を次のように整理することができる。
(１)温度が上がると、高圧電源回路２への入力電圧ＶEが上がり、帯電チ    ャージャに流れる電流Ｉを増加させることができる。
(２) 温度が下がると、高圧電源回路２への入力電圧ＶEが下がり、帯電チ    ャージャに流れる電流Ｉを減少させることができる。
【００２３】
一方、感光体ドラムの性質は、前述したとおり、温度が高くなると感光体表面に電流が流れやすくなり、帯電量を適正に保つため、高圧電源回路２から電流を多く供給する必要がある。温度が低くなると感光体表面に電流が流れにくくなり、帯電量を適正に保つため、高圧電源回路２からの電流の供給は少なくて済む。
したがって、温度補償回路３内のエミッタフォロワ回路におけるトランジスタの温度特性を利用して、感光体ドラムの温度特性を補償する動作をさせることができる。
【００２４】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、トナー像を形成する前に感光体に電荷を与える帯電手段として、帯電ローラを用いてもよい。また、形成されたトナー像を用紙に転写する転写チャージャ又は転写ローラを帯電させる場合にも、前記温度補償回路３を用いることができる。また、前記温度補償回路３としてエミッタフォロワ回路以外に、エミッタ接地回路などを用いても、トランジスタのベースエミッタ間電圧の温度特性を利用して、温度補償回路を構成することができる。その他本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、帯電装置に備えた温度補償回路によって、周囲温度が高いと帯電手段に供給する電流量を増やす方向に、周囲温度が低いと帯電手段に供給する電流量を減らす方向に変化させることができるので、感光体の温度特性を補償して、感光体の帯電量を常に適正な値に保つことができる。したがって、温度にかかわらず、常に良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電装置１を構成する帯電チャージャ５、高圧電源回路２、制御回路４及び温度補償回路３を示すブロック図である。
【図２】高圧電源回路２のブロック図である。
【図３】高圧電源回路２の出力電流と、制御電圧ＶEとの関係を示すグラフである。
【図４】ベース電圧ＶBを一定としたときの、トランジスタＱの温度に対するベースエミッタ間電圧ＶBE、及びエミッタ電圧ＶEの特性を示すグラフである。
【図５】帯電チャージャに電流を供給するための高圧電源回路２及びその高圧電源回路２を制御するための従来の制御回路４を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  帯電装置
２  制御回路
３  温度補償回路
４  高圧電源回路
５  帯電チャージャ
６  感光体ドラム
２１  高周波発振部
２１ａ  発振回路
２１ｂ  基準電圧発生回路
２１ｃ  電圧比較部
２２  高圧発生トランス
２３  電流検出部
４１  Ｄ／Ａ変換回路
【図１】
2004205997.tif 000003
【図２】
2004205997.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004205997.tif 000006
【図５】
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