JP3660192B2

JP3660192B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP3660192B2
Application number: JP2000078086A
Authority: JP
Inventors: 史郎若原; 智博及川; 幸和亀井; 英樹大西; 洋道正田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001265133A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕像化された画像を記録紙やＯＨＰ用シートなどの転写材に転写・定着させる複写機、印字装置及びＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳細には、転写材の種類や大きさに応じて適切な電流を供給して転写材に転写を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、従来から像担持体である感光体ドラムに担持されたトナーなどの現像剤で顕像化された画像を、記録用紙などの転写材に転写する転写手段としてコロナチャージャが使用されている。このコロナチャージャでコロナ放電を行って転写材に転写を行う際には、副産物としてオゾン（Ｏ₃ ）が発生する。このオゾンは、独特の臭気があり、高濃度になると人の呼吸器をおかす。そのため、オゾンが発生しない画像形成装置が求められていた。
【０００３】
そこで、トナー像を転写材へ転写する際にオゾンが発生しない構成として、転写ローラを使用する構成の画像形成装置が開発され、その使用数量は増加しつつある。この転写ローラは、感光体ドラムに当接または近接して配置され、転写材を感光体ドラムに押圧して、感光体ドラムに担持されたトナー像を転写させるものである。また、転写ローラには、所定の電流を通電するための転写電源が接続され、この電流によって、より確実にトナー像を転写材に転写することができる。
【０００４】
図７（Ａ）に転写ローラ１７６を使用する画像形成装置の従来の転写部における一構成例を示す。従来の転写部は、転写ローラ１７６に定電流源である転写電源８７の一端が直結され、転写電源８７の他端は接地されている。また、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間において、図７（Ｂ）に示した等価回路図のように、トナー像の転写に関与する電流ｉ１が抵抗成分ｒ１を流れ、転写材５を介して漏洩する電流ｉ２が抵抗成分ｒ２を流れる。なお、漏洩電流ｉ２は、一般的に転写材５を介して、定着・剥離領域後方に配置されている除電針、給紙ローラ及びレジストローラへの漏洩、高温高湿下では、転写材５の搬送路表面やペーパガイド表面の水分をつたって漏洩する電流である。
【０００５】
このように、転写ローラ１７６を使用する構成では、普通紙にトナー像を転写する際に、転写電源８７から通電する出力電流が記録用紙を介して他の部材、例えば定着手段やレジスト手段に漏洩するという不具合が発生する。転写電流の漏洩電流を補うために、大きな容量の転写電源が必要となっている。
【０００６】
一方、厚紙やＯＨＰ用シート等の高抵抗シートにトナー像を転写する際には、定着手段やレジスト手段等への電流漏れはほとんど発生しないため、普通紙の場合に比べて、電流が大きすぎたり印加電圧が高すぎることになる。そのため、トナーの飛散や逆転写などの画像劣化が発生することがある。
【０００７】
また、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との微少空隙では放電が発生し、これによって画像劣化が容易に生じるだけでなく、感光体ドラム１７８にピンホールが発生したり、既存のピンホールの悪化（拡大）などが発生し、感光体ドラム１７８のライフ低下の要因となっていた。このため、厚紙やＯＨＰ用シートを転写材５として使用する場合には、転写電圧を可変制御する構成を設ける必要があった。
【０００８】
例えば、転写材５として普通紙を使用した場合、転写時の回路電流とその時の印加電位から計算した抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２との合成抵抗値は、およそ２００ＭΩである。また、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用した場合、抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２との合成抵抗値は、およそ５００ＭΩである。そのため、ＯＨＰ用シート使用時は、普通紙使用時に対して転写電源８７の出力電圧は２．５倍となる。さらに、ＯＨＰ用シートの抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２とを比較すると、常温常湿環境下では通常、抵抗成分ｒ１＜抵抗成分ｒ２である。よって、印加電圧は、ほとんど転写領域に付与される。そのため、ＯＨＰ用シート使用時には、過電流による上記のような不具合が発生する。
【０００９】
したがって、転写材５として普通紙を使用した際に、良好に転写が行われたとしても、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用すると、抵抗成分ｒ２が非常に大きくなって電流は抵抗成分ｒ１に集中して過電流となり、トナーの飛散や逆転写などの画像劣化が容易に発生する。
【００１０】
また、高温高湿環境下では転写材５として使用した普通紙が吸湿して、その抵抗値が低下すると、転写電流の漏れが容易に発生するようになる。この場合、例えば図７において抵抗成分ｒ１が１００ＭΩであるのに対して、抵抗成分ｒ２は極端に低下して５０ＭΩ程度になる。すると、電流はｒ２に集中して流れるようになる。そのため、抵抗成分ｒ１に流れる電流が低下して、転写に寄与する電流が不足するので所望の転写が行えず、転写不良が発生する。
【００１１】
これらの問題に対して、定着手段やレジスト手段などの部位に、高レベルの絶縁処理を施すと電流漏れは発生せず、上記のような不具合は回避される。しかし、定着オフセットや、絶縁手段による摩擦によって画像が乱されるなどの別の不具合が発生していた。
【００１２】
また、特開平９−１７９４１３号公報には、転写領域のインピーダンスと並列に高抵抗を配置して転写電流が漏洩した場合でも、必要な転写電流を低下させないような制御がなされている画像形成装置についての技術が開示されている。この構成では、上記の不具合に対して、例えば高温高湿時には吸湿によって抵抗が極端に低下した紙により転写ローラとグランドとの間の抵抗が低下して転写電流の漏洩があっても、転写部に並列に配置した高抵抗の効果によって、電源から供給される電流が転写部に集中して転写電流が不足することが無く、画像劣化が防止されている。
【００１３】
また、特開平９−１３８５９５号公報には、転写ベルト装置であって、感光体ドラムとの間にベルトを挟む位置において、ベルトに接触してこのベルトに電化を渡す転写バイアスローラと、ベルト転写バイアスローラとの接触位置と定電圧電源との間に介挿された制御抵抗と、転写バイアスローラからベルトを介して感光体ドラムに到る電流路に並列な抵抗回路がベルトの面に沿って形成されるようにベルトに接触された設置ローラと、を有する転写装置に関する技術が開示されている。
【００１４】
この構成においては、環境変動により、シート状部材に電気抵抗が変動すると、端子部材からシート状部材を介して感光体ドラムに到る電流路に並列な抵抗回路の電気抵抗も同等に変動して、端子部材からシート状部材を介して感光体ドラムに到る電流路に流れる電流値が略一定に保たれる。そのため、温度や湿度などの変動に係わらずシート状部材や用紙に所望の量の電荷を供給でき、転写不良や地肌カブリなどの不具合を防止することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−１７９４１３号公報に開示された画像形成装置、及び特開平９−１３８５９５号公報に開示された転写装置においては、通常の記録用紙を使用する場合では、ある程度の印字性能を呈する。しかしながら、例えば高温高湿時に幅の狭い紙が使用された場合では、良好な転写に必要な転写電流が転写部に供給されず画像劣化を招来している。つまり、高温高湿環境下で、例えばハガキ等の幅の狭いシートを使用した時には、トナー像を転写する際に、感光体と転写ローラとの間には両者が直接接触する部分が多く生じる。そのために、当該部分に転写電流が集中し、転写部には電流が流れず、十分な転写が得られないという問題がある。
【００１６】
また、転写部での微妙な電流値が転写の画像に影響する場合には、使用する転写材の特性によって適当な転写電流値が異なるために、異種の転写材が使用された場合に良好な画像が得られないという問題がある。
【００１７】
この問題に対して、特開平９−１７９４１３号公報には、除電回路において抵抗素子に並列に、スイッチを介して調整用の他の抵抗素子を接続する構成が開示されている。しかしながら、調整用の抵抗は固定抵抗であるため、抵抗値が固定される。そのため、周囲の環境や転写材の材質や大きさに応じて、抵抗値を微妙に変えることができない。
【００１８】
本発明は上記の問題点を鑑みて成されたものであり、その目的は、像担持体及び転写手段へのダメージを抑え、転写材や周囲の環境に応じて、像担持体と転写手段との間に適切な電流を供給して良好な転写を行い、長期間に亘って良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００２０】
(1) 顕像化された画像を担持する像担持体と、該像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、の間に、定電流電源手段から電位差を与えて画像形成を行う画像形成装置において、
上記定電流電源手段に対して上記転写手段とともに並列に配置された、抵抗手段と上記転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段とを直列に接続して成る電流調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、顕像化された画像を担持する像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、像担持体と、の間に、電位差を与えて画像形成を行うための定電流電源手段に対して転写手段とともに並列に配置された電流調整手段を備えており、電流調整手段は、抵抗手段と、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段と、から成る。したがって、画像形成装置において、定電流電源手段に並列に接続した抵抗と第２の電源手段とからなる電流調整手段を有しているので、転写手段と像担持体との間の電気的な負荷の増減に応じて転写手段に供給する電流を増減できる。例えば、高温高湿環境下のように、使用する転写材の抵抗が極端に低下し、転写部に十分な電流が供給できなくなっても、第２の電源によって必要な電流が供給されて転写不良が回避できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の電源が不要でコストダウンが可能となる。
【００２２】
(2) 前記第２の電源手段は、定電圧電源手段であることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段は定電圧電源手段である。したがって、例えば、低温低湿環境下のように転写材の抵抗が非常に高い時には転写に影響を与えず、高温高湿環境下のように必要な場合にのみ必要な電流を供給することができる。
【００２４】
(3) 前記第２の電源手段は、出力を可変可能であることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、第２の電源手段の出力は可変可能である。したがって、第２の電源手段の出力値を可変制御できるので、使用する転写材の特性や使用環境に応じて最適の転写条件を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成ついて、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。画像形成装置１は、コンピュータの出力装置として使用可能であり、この他にワードプロセッサやＦＡＸの印字部、ディジタル複写機の印字部として、使用可能である。画像形成装置１は、画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３に転写材である転写材５を供給する給紙装置１０とを、含む構成である。
【００２７】
画像形成部３は、アルミ素管に感光層を配置した像担持体である感光体ドラム１７８と、感光体ドラム１７８の周囲に、感光体ドラム１７８の表面に均一な電荷を付与する帯電手段である帯電ローラ１７９、帯電ローラ１７９に電位を供給する帯電電源８６、帯電された感光体ドラム１７８の表面に画像データに応じてレーザ光を照射する露光手段であるレーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと称する。）１８０を備える。また、露光によって形成された電荷パターンである静電潜像に対して現像剤であるトナー２１を供給して顕像化された画像であるトナー像を形成する現像手段１８３、転写部において転写材５を感光体ドラム１７８に圧接して感光体ドラム１７８に形成されたトナー像を普通紙などの転写材５に転写する転写手段である転写ローラ１７６、感光体ドラム１７８の表面に残留したトナーを回収するクリーニング装置１８５、感光体ドラム１７８のトナー像転写後の残留電荷を除去する除電ランプ１７７を備える。
【００２８】
現像手段１８３は、内部にトナー２１と、このトナー２１を所定の特性（例えば負極性）にした後、これを回転させるスリーブ（現像ローラ）２２と、を少なくとも有している。
【００２９】
転写ローラ１７６には転写電源８８が接続される。転写電源８８は、トナー像の転写時に、例えば２０μＡの電流を出力する定電流源８７と、７００Ｖの電圧を出力する定電圧電源手段である定電圧源１５２と、を含む構成である。
【００３０】
給紙装置１０は、転写材５を収容するカセット４、このカセット４から転写材５を送り出すピックアップローラ６、供給された転写材５をガイドする給紙ガイド７、給紙された転写材５を所定の速度で搬送する一対のレジストローラ１２５を備える。また、給紙装置１０は、転写材５が供給されたことを検出する図外の給紙センサ、及び転写材５に形成されたトナー像を加熱及び加圧することにより転写材５に定着させる定着部１１を備えている。
【００３１】
定着部１１は、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５、及び温度制御回路８０から成る。加熱ローラ１２は、例えば厚さ２ｍｍのアルミニウム管から成る。ヒータ１３は、例えばハロゲンランプから成り、加熱ローラ１２に内蔵されている。加圧ローラ１４は、例えばシリコーン樹脂から成る。そして、互いに対向して設けられた加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４には、紙を挟んで加圧できるように、それぞれの軸の両端に図外のスプリングなどによって、例えば２ｋｇの荷重が加えられている。温度センサ１５は、加熱ローラ１２の表面温度を測定する。温度制御回路８０は、画像形成装置１の主制御部によって制御されており、温度センサ１５の測定結果に基づいてヒータ１３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御し、加熱ローラ１２表面の温度を例えば１５０℃に保持する。
【００３２】
また、定着部１１は、紙が排出されたことを検出する図外の排紙センサを備えている。なお、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４等の材質は、特に限定されるものではない。また、加熱ローラ１２の表面温度は、特に限定されるものではない。
【００３３】
給紙装置１０に設けられたピックアップローラ６などの各ローラ及び感光体ドラム１７８は、図外の駆動装置によって回転駆動される。また、各ローラ及び感光体ドラム１７８の回転駆動は、図外のプロセスコントロールユニットによって所定のタイミングで適宜制御される。
【００３４】
画像形成装置１の用紙の出紙側には、転写材５を装置外に排出する一対の排紙ローラ１７５と、排紙された転写材５を保持する排紙トレイ８とが、設けられている。
【００３５】
帯電ローラ１７９は、例えばウレタンを母材とするソリッドゴムから成り、１ｅ５Ω・ｃｍの抵抗値を示す。帯電電源８６によって帯電ローラ１７９は、接地されている感光体ドラム１７８に対して、感光体ドラム１７８の表面電位が−６００Ｖとなるように電圧が印加される。さらに、転写ローラ１７６は同じくウレタンを母材とするＪＩＳ−Ａ３０°の発泡ゴム層から成る。
【００３６】
除電ランプ１７７は領数のＬＥＤから成り、感光体ドラム１７８の表面に光を照射して感光体ドラム１７８の表面に残留した電荷を中和して除電するために使用するものである。
【００３７】
次に、図１に示した画像形成装置１の画像形成動作について説明する。図外のホストコンピュータからの印字コマンドを受信すると、画像形成装置１は印字動作を開始する。即ち、先ずピックアップローラ６によってカセット４から転写材５が１枚取り出され、レジストローラ１２５の位置まで送られる。レジストローラ１２５は、所定の速度で感光体ドラム１７８と転写ローラ１７６との対向領域（転写部）に転写材５を送り出す。
【００３８】
この動作に同期して、帯電ローラ１７９には帯電電源８６から例えば約−１２００Ｖの電位が供給されて、感光体ドラム１７８の表面に一様に約−６００Ｖの表面電位を呈するように電荷が供給される。感光体ドラム１７８が回転して、この帯電領域がＬＳＵ１８０の対向領域に到達すると、ＬＳＵ１８０は所望の画像データに対応したレーザ光を感光体ドラム１７８の帯電領域に照射する。レーザ光が照射された感光体ドラム１７８の表面には、静電荷による電荷像（以下、静電潜像と称する。）１８２が形成される。この静電潜像１８２が感光体ドラム１７８の回転によって、現像手段１８３の対向領域に移動する。
【００３９】
静電潜像１８２は、現像手段１８３によってトナー２１が供給されて、トナー像１８２ａ（不図示）となる。トナー像１８２ａは、さらに感光体ドラム１７８の回転に伴って移動し、転写ローラ１７６の対向領域に到達する。そして、同じくこの対向領域に搬送された転写材５に接触し、感光体ドラム１７８上に形成されたトナー像１８２ａは転写材５に転写される。この後、転写材５は定着部１１に移動して定着されながら、排紙ローラ１７５の位置まで送られ、さらに排紙ローラ１７５によって排紙トレイ８に排紙される。
【００４０】
また、感光体ドラム１７８と転写ローラ１７６の対向領域を通過した静電潜像１８２は、クリーニング装置１８５によって、その表面に残留したトナーを除去される。そして、静電潜像１８２は除電ランプ１７７の対向領域に到達し、除電ランプ１７７によって感光体ドラム１７８と除電ランプ１７７の対向領域の全面に除電光が照射され、不要となった静電潜像１８２の電荷が中和される。
【００４１】
図１に示した画像形成装置１では静電潜像１８２を形成するための露光手段としてレーザを用いたＬＳＵ１８０を使用しているが、これに限定するものではない。例えば、レーザの代わりに複数のＬＥＤを用いたＬＥＤヘッドを使用してもよい。さらに、露光手段は、例えばコンピュータから送られた画像信号やデジタル複写機の画像処理部から送られた画像信号を照射して、感光体ドラム１７８を露光する手段であってもよい。また、この他に例えば原稿台に載置した原稿に照射した光の反射光を感光体ドラムに露光するアナログ方式の画像形成装置の露光装置であってもよい。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置における転写電位の印加方法について説明する。図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写部の構成を模式的に示す図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【００４３】
図２（Ａ）に示したように、転写手段である転写ローラ１７６には、転写電源８８ａの一端が接続され、他端は接地されている。転写電源８８ａは、電源手段である定電流源８７を備えている。また、抵抗手段である１００ＭΩの固定抵抗ｒ３１と、第２の電源手段である７００Ｖの電圧を印加する定電圧源１５２と、が直列に接続されて電流調整手段を構成し、定電流源８７の両端に並列に接続されている。
【００４４】
転写ローラ１７６によって転写材５にトナー像を転写する際には、前記のように、トナー像の転写に関与する電流ｉ１が抵抗成分ｒ１を流れる。また、転写材５を介して、定着・剥離領域後方に配置されている除電針、給紙ローラやレジストローラ、高温高湿下では、転写材５の搬送路表面やペーパガイド表面の水分をつたって漏洩する電流ｉ２が抵抗成分ｒ２を流れる。さらに、固定抵抗ｒ３１には電流ｉ３１が流れる。加えて、抵抗成分ｒ１及び抵抗成分ｒ２は、定電流源８７と、直列に接続された固定抵抗ｒ３１及び定電圧源１５２と、に対して、それぞれ並列に接続した状態となる。
【００４５】
通常、抵抗成分ｒ１及びｒ２の抵抗値が大きい場合は、定電圧源を流れる電流は、転写には影響しない。一方、高温高湿環境下では、転写部の抵抗成分ｒ１、及び漏れ電流に対する抵抗成分ｒ２の差がさらに大きくなるために、転写のための抵抗成分ｒ１への電流不足が顕著となる。
【００４６】
しかし、本発明では上記のように定電圧源１５２を備えているため、電流が定電圧源１５２によって抵抗成分ｒ１及び抵抗成分ｒ２に供給されるので、転写部に十分に電流を供給でき、転写に関与する電流ｉ１の供給量は低下しない。
【００４７】
また、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用した場合、従来の構成では抵抗成分ｒ１及びｒ２が極端に上昇し、定電流源８７は非常に高い電圧を発生することとなるが、図２においては、定電圧源から抵抗成分ｒ１及びｒ２に電流は供給されず、また、固定抵抗ｒ３１に所定の電流ｉ３１が流れる。そのため、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間における電流ｉ１が極端に上昇することがなく、転写領域に印加される電圧は上昇せず、トナー飛散や逆転写による画像劣化が発生しない。さらに、転写部での放電が回避されるので、良好なトナー像の転写が行われる。
【００４８】
このように、従来は転写領域における負荷が大きくなると、それに伴って印加電圧も増大するが、本発明においては、固定抵抗ｒ３１及び定電圧源１５２によって電流が増減されるようになっている。そのため、不必要な高電圧が印加されず良好な転写が達成でき、逆に電流値が低下し過ぎることがなく良好な転写が維持できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の定電流源が不要であるので、コストダウンが可能となる。
【００４９】
図２に示した実施形態では、定電圧源１５２を使用しているが定電流源でも同様の効果を実現できる。しかし、上記のように定電流源では、例えば低温低湿環境で転写部の抵抗値が上昇した場合では、所望の特性が得られないので望ましく無い。一方、低温低湿環境で転写部の抵抗値が上昇した場合、定電圧源では転写部の電流が低下し、第２の電源手段である定電圧源による電流による影響が転写に及ばなくなる。そのため、図２のように定電圧源を使用する構成がより望ましい。
【００５０】
なお、図２の構成において、例えばＯＨＰ用シートが使用した場合は、使用するＯＨＰ用シートの種類によって、転写電圧や電流の良好条件は容易に変動し、特に低温低湿時には、より厳密な条件設定が必要となる。このような状態では種々のＯＨＰ用シートのすべてに良好な転写を行う条件設定は困難である。
【００５１】
そこで、本発明においては、定電圧源１５２の出力値を適宜微調整可能とし、良好な画像が得られるようにするのが望ましい。これによって、転写部に供給される転写電流を調整して種々の転写材が使用された場合でも、良好な画像形成が達成できる。また、図２に示した実施形態では固定抵抗ｒ３１を定電圧源１５２に直列に接続したが、これを可変抵抗とすることも可能である。
【００５２】
図３（Ａ）は、可変抵抗を備えた転写部の構成を模式的に示す図である。図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【００５３】
図３（Ａ）に示したように、転写手段である転写ローラ１７６には、転写電源８８ｂの一端が接続され、他端は接地されている。転写電源８８ｂは、電源手段である定電流源８７を備えている。また、抵抗手段である１００〜３００ＭΩの可変抵抗ｒ３２と、第２の電源手段である７００Ｖの電圧を印加する定電圧源１５２とが、直列に接続されて電流調整手段を構成し、定電流源８７の両端に並列に接続されている。
【００５４】
図３に示した構成では、画像形成装置１のユーザは可変抵抗ｒ３２の抵抗値を可変して、電流ｉ３２を調整することが可能である。これにより、抵抗成分ｒ１に流れる電流値が微調整でき、画質の微調整も可能となる。
【００５５】
さらに、高温高湿環境下では、転写材５が吸湿してその抵抗値が低下すると、転写電流の漏れが容易に発生するようになる。しかし、漏れ電流が発生して抵抗成分ｒ２が極端に低下して電流ｉ２が増加し、抵抗成分ｒ１に供給される電流が減少する傾向を示すものの、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を、抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２の合成抵抗より非常に大きくなるように設定されている。また、本発明では上記のように定電圧源１５２を配置しているために、定電圧源１５２によって電流が供給されて電流が補償される。これにより、抵抗成分ｒ１に流れる電流が不足する事態を免れ、転写に寄与する電流が十分流れ、所望の転写が行えるので、良好な画像形成が可能となる。
【００５６】
以上のように、画像形成装置における従来の転写部の電気的特性は、転写材５として通常の紙が使用された場合と、厚紙やＯＨＰ用シートが使用され、みかけの抵抗値が２倍になった場合と、を比較すると、付与される電圧も２倍となる。一方、図３のような構成では、ユーザが可変抵抗ｒ３２の抵抗値を適切に設定して、定電圧源１５２から電流を供給させることによって、転写領域のトータルの抵抗値が２倍になっても、印加される電圧が２倍以下となるようにコントロールすることができる。
【００５７】
このように、従来は転写領域における負荷が大きくなると、それに伴って印加電圧も増大するが、本発明においては可変抵抗ｒ３２によって必要以上の電流値が転写領域に流れないような構成となっている。そのため、不必要な高電圧が印加されず良好な転写が達成でき、逆に電流値が低下し過ぎることがなく良好な転写が維持できる。
【００５８】
上記の実施形態は、紙幅の狭い転写材５を使用した場合においても効果的である。即ち、紙幅の狭い転写材５の場合は、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の接触部分に電流が集中するために、従来の構成では転写材５の部分に所望の電流が流れず、転写不良が発生しやすい。これについて、図４を用いて説明する。
【００５９】
図４（Ａ）は、紙幅の狭い転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した構成の等価回路図である。図４（Ａ）に示すように、例えば転写部の主走査方向における長さの半分程度の紙幅を有する転写材５を使用した場合、転写材５が転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８とが挟持されずに、直接両者が接触する領域Ｓ１は、主走査方向の半分程度の長さに亘って生じる。この領域Ｓ１は、転写材５が介在しない為に転写材５が挟持される領域よりも、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間の抵抗が低くなり、この領域Ｓ１に電流が集中する。
【００６０】
上記のような状態となるため、図３（Ｂ）に示した等価回路図において、転写部のトナー像の転写に関与する電流ｉ１が流れる抵抗成分ｒ１は、転写材５における抵抗成分ｒ１１と、領域Ｓ１における抵抗成分ｒ１２と、に分けて、図４（Ｂ）に示した等価回路図のように表示することができる。領域Ｓ１における抵抗成分ｒ１２の抵抗値は前記のように非常に低く、電流が集中して流れる。
【００６１】
そのため、従来の構成では抵抗成分ｒ１１に十分な電流が供給されない。よって、転写部には、より大きな電流を供給する必要があった。しかし、電源として定電流源８７を使用しているために、所定の値以上の電流を供給することができない。そのため、転写材５には電流が十分に供給さず、良好な転写が得られなかった。
【００６２】
これに対して図４のような構成では、転写材５の幅が狭くなると、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の間の抵抗成分ｒ１２の抵抗値が小さくなるが、制御部１９１によって可変抵抗ｒ３２の抵抗値を適切に設定して定電圧源１５２から電流が供給される。そして、結果的に電流ｉ１１が大きくなり、必要な転写電流が不足する事態が回避される。
【００６３】
また、本発明は転写材５の一部がベタ画像の場合にも良好な転写が可能となる。この様子を図５に基づいて説明する。図５は、ベタ画像２１ａを有する転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。なお、回路図は、図４（Ｂ）と同様であるため省略する。
【００６４】
図５に示したようにトナー像の一部分（図５では左半分）がベタ画像領域２１ａで、他の部分がトナー２１が存在しない領域Ｓ２である場合がある。この場合、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間において、領域Ｓ２が存在すると転写材５と感光体ドラム１７８の接触部分に電流が集中する。そのために、図７に示した従来の構成では、ベタ画像領域２１ａを転写するのに必要な電流が供給されず、転写不良が発生しやすい。また、ベタ画像領域２１ａでない部分、即ちトナー２１の無い部分であって転写材５と感光体ドラム１７８が直接接触する領域Ｓ２が、非常に広い範囲で形成されると、領域Ｓ２にはトナーが介在しない為にトナーが存在するベタ画像領域よりも抵抗が低くなり、この領域Ｓ２に電流が集中する。
【００６５】
そのため、従来の構成では転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の間の抵抗は小さくなるが、電源としては定電流源８７を使用しているために、所定の値以上の電流を通電できず、ベタ画像領域２１ａには電流が十分に供給されないので、良好な転写が得られない。
【００６６】
これに対して図５の構成では、一部にベタ画像領域２１ａが存在し、この状態は図４に示した紙幅の狭い場合と同様になる。そのため、供給された電流は領域Ｓ２に集中するが、可変抵抗ｒ３２を調整して、定電圧源１５２からベタ画像領域２１ａに供給する電流値を増加させて、ベタ画像領域２１ａで必要な転写電流が不足する事態が回避され、良好な転写が達成できる。
【００６７】
さらに、高温高湿環境化で、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のラベル紙や値札などの小サイズかつ高抵抗の転写材（以下、特殊用紙と称する。）を使用する場合には、例えば図４における領域Ｓ１への電流集中が顕著となる。そのため、トナー像転写のための転写材５への電流が不足し、画像劣化や転写不良が発生する。しかし、本発明では画像領域における転写電流が不足する場合に、定電圧源１５２から電流を供給することができる。例えば、高温高湿環境化で特殊用紙を使用する場合には、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を小さくして転写部への電流の供給を増加させて、転写材５に流れる電流値を増加させることが可能である。逆に、低温低湿環境での印字では、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を大きくして、転写部に過電流が付与されないように調整が可能となる。
【００６８】
図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概観斜視図である。可変抵抗の可変制御手段及び第２の電源の可変制御手段は、例えば図６に示すように装置に入力手段としての操作パネル１９０を、カセット４の入り口１６の上方に配置して、これを利用して制御することも可能である。制御手段としては、例えばボリュームが好適である。また、この他に、画像形成装置１に接続した他の機器、例えばホストコンピュータ（不図示）によって調整可能な構成として適宜調整するのが望ましい。
【００６９】
上記実施形態においては、単色（黒色）の画像形成装置１を図示したが、これに限定するものではなく、例えば、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックのトナーを使用するカラーの画像形成装置に対しても本発明は適用できる。
【００７０】
この時、使用するトナーの特性によって、良好な転写に必要な転写電流は異なる。そのため、各色のトナーの特性によって供給する電流は異なる値にするのがよい。また、可変抵抗ｒ３２、定電圧源の電圧値及び調整可能な電圧幅などを各トナーの特性によって適宜決定するのがよい。
【００７１】
さらに、転写の際に同等の電流特性を呈するトナーに対しては、可変抵抗及び電源を兼用することによって、使用する部品点数の削減をすることができる。
【００７２】
なお、上記の実施形態では、使用する転写手段は転写ローラについて例をあげているが、例えばブラシ、ブレード及びベルト等の種々の転写手段に対して本発明を施すことが可能であり良好な転写を達成できる。
【００７３】
特に、転写ローラ、ブラシ及びベルトなどの接触転写手段に対しては、供給する電流に対して転写材５を介して定着手段等に漏洩する電流が大きな割合となるため、上記の不具合はより顕著に発生する。しかし、本発明を使用することによって上記不具合が回避可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７５】
(1) 顕像化された画像を担持する像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、像担持体と、の間に、電位差を与えて画像形成を行うための定電流電源手段に対して転写手段とともに並列に配置された電流調整手段を備えており、電流調整手段は、抵抗手段と、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段と、から成るので、画像形成装置において、定電流電源手段に並列に接続した抵抗と第２の電源手段とからなる電流調整手段を有しているので、転写手段と像担持体との間の電気的な負荷の増減に応じて転写手段に供給する電流を増減でき、例えば、高温高湿環境下のように、使用する転写材の抵抗が極端に低下し、転写部に十分な電流が供給できなくなっても、第２の電源によって必要な電流が供給されて転写不良が回避できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の電源が不要でコストダウンをすることができる。
【００７６】
(2) 転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段を定電圧電源手段とすることによって、例えば、低温低湿環境下のように転写材の抵抗が非常に高い時には転写に影響を与えず、高温高湿環境下のように必要な場合にのみ必要な電流を供給することができる。
【００７７】
(3) 第２の電源手段の出力は可変可能であるため、第２の電源手段の出力値を可変制御できるので、使用する転写材の特性や使用環境に応じて最適の転写条件を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。
【図２】（Ａ）は転写部の構成を模式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図３】（Ａ）は、可変抵抗を備えた転写部の構成を模式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図４】（Ａ）は紙幅の狭い転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図、（Ｂ）は、（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図５】ベタ画像２１ａを有する転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概観斜視図である。
【図７】（Ａ）は転写ローラを使用する画像形成装置の従来の転写装置を摸式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【符号の説明】
５−転写材
８８−転写電源
８７−定電流源
１５２−定電圧源
１７６−転写ローラ
１７８−感光体ドラム
ｉ１、ｉ２、ｉ３１、ｉ３２−電流
ｒ１、ｒ２−抵抗成分
ｒ３１−抵抗（固定抵抗）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printing apparatus, and a facsimile machine that transfers and fixes a visualized image onto a transfer material such as a recording paper or an OHP sheet. The present invention relates to an image forming apparatus that supplies an appropriate current according to the type and size of a material to perform transfer onto a transfer material.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, a corona is conventionally used as a transfer unit that transfers an image visualized with a developer such as toner carried on a photosensitive drum as an image carrier onto a transfer material such as recording paper. Charger is used. When a corona discharge is performed by this corona charger to transfer onto a transfer material, ozone (O _Three ) Occurs. This ozone has a peculiar odor, and when it reaches a high concentration, it causes the human respiratory tract. Therefore, an image forming apparatus that does not generate ozone has been demanded.
[0003]
Accordingly, an image forming apparatus having a configuration using a transfer roller has been developed as a configuration in which ozone is not generated when a toner image is transferred to a transfer material, and the amount of use is increasing. The transfer roller is disposed in contact with or close to the photosensitive drum, and presses a transfer material against the photosensitive drum to transfer a toner image carried on the photosensitive drum. The transfer roller is connected to a transfer power source for energizing a predetermined current, and the toner image can be more reliably transferred to the transfer material by this current.
[0004]
FIG. 7A shows an example of the configuration of a conventional transfer unit of an image forming apparatus that uses a transfer roller 176. In the conventional transfer unit, one end of a transfer power source 87 as a constant current source is directly connected to the transfer roller 176, and the other end of the transfer power source 87 is grounded. Further, between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178, as shown in the equivalent circuit diagram shown in FIG. 7B, the current i1 involved in the transfer of the toner image flows through the resistance component r1, and the transfer material 5 flows. Current i2 leaking through the resistance component r2. The leakage current i2 generally leaks through the transfer material 5 to the static elimination needle, paper feed roller, and registration roller disposed behind the fixing / peeling region. This is a current that leaks due to moisture on the surface of the transport path and the paper guide surface.
[0005]
As described above, in the configuration using the transfer roller 176, when the toner image is transferred to the plain paper, the output current supplied from the transfer power source 87 leaks to other members such as the fixing unit and the registration unit via the recording paper. The trouble of doing occurs. In order to compensate for the leakage current of the transfer current, a large capacity transfer power source is required.
[0006]
On the other hand, when a toner image is transferred to a high resistance sheet such as a thick paper sheet or an OHP sheet, current leakage to the fixing means and the resist means hardly occurs, so that the current is too large compared to the case of plain paper. The applied voltage is too high. Therefore, image deterioration such as toner scattering and reverse transfer may occur.
[0007]
In addition, a small gap between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178 generates electric discharge, which not only causes image deterioration easily, but also causes pinholes in the photosensitive drum 178 or deterioration of existing pinholes. (Enlargement) occurred, which was a factor in reducing the life of the photosensitive drum 178. For this reason, when a thick paper or an OHP sheet is used as the transfer material 5, it is necessary to provide a configuration for variably controlling the transfer voltage.
[0008]
For example, when plain paper is used as the transfer material 5, the combined resistance value of the resistance component r1 and the resistance component r2 calculated from the circuit current during transfer and the applied potential at that time is approximately 200 MΩ. When an OHP sheet is used as the transfer material 5, the combined resistance value of the resistance component r1 and the resistance component r2 is about 500 MΩ. For this reason, when the OHP sheet is used, the output voltage of the transfer power supply 87 is 2.5 times that when plain paper is used. Further, when the resistance component r1 and the resistance component r2 of the OHP sheet are compared, the resistance component r1 <resistance component r2 is usually satisfied in a normal temperature and humidity environment. Therefore, the applied voltage is almost applied to the transfer area. For this reason, when the OHP sheet is used, the above problems due to overcurrent occur.
[0009]
Therefore, even if the transfer is performed satisfactorily when the plain paper is used as the transfer material 5, if the OHP sheet is used as the transfer material 5, the resistance component r2 becomes very large and the current is changed to the resistance component r1. Overcurrent is concentrated and image degradation such as toner scattering and reverse transfer easily occurs.
[0010]
Further, when the plain paper used as the transfer material 5 absorbs moisture under a high temperature and high humidity environment and its resistance value decreases, a transfer current leaks easily. In this case, for example, the resistance component r1 is 100 MΩ in FIG. 7, whereas the resistance component r2 is extremely reduced to about 50 MΩ. Then, the current flows concentrated on r2. For this reason, the current flowing through the resistance component r1 is reduced, and the current contributing to the transfer is insufficient, so that a desired transfer cannot be performed and a transfer failure occurs.
[0011]
In response to these problems, if a high-level insulation process is performed on the fixing unit or the resist unit, current leakage does not occur, and the above-described problems can be avoided. However, other inconveniences such as an image being disturbed by fixing offset and friction caused by the insulating means have occurred.
[0012]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-179413 discloses an image forming apparatus in which a high resistance is arranged in parallel with the impedance of a transfer region so that a necessary transfer current is not lowered even when the transfer current leaks. The technology about is disclosed. In this configuration, even if the resistance between the transfer roller and the ground is reduced due to the paper whose resistance is extremely reduced due to moisture absorption at high temperature and high humidity, for example, even if there is leakage of the transfer current, Due to the effect of the high resistance arranged in parallel with each other, the current supplied from the power source does not concentrate on the transfer portion and the transfer current is not short, and the image deterioration is prevented.
[0013]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-138595 discloses a transfer belt device, a transfer bias roller that contacts the belt and transfers electrification to the belt at a position where the belt is sandwiched between the photosensitive drum and the belt transfer. A control resistor inserted between the contact position with the bias roller and the constant voltage power source, and a resistance circuit in parallel with the current path from the transfer bias roller to the photosensitive drum through the belt are provided along the belt surface. A technique relating to a transfer device having an installation roller in contact with a belt to be formed is disclosed.
[0014]
In this configuration, when the electric resistance of the sheet-like member fluctuates due to environmental fluctuations, the electric resistance of the resistor circuit parallel to the current path from the terminal member to the photosensitive drum via the sheet-like member also fluctuates equally. The value of the current flowing in the current path from the terminal member to the photosensitive drum through the sheet-like member is kept substantially constant. Therefore, a desired amount of charge can be supplied to the sheet-like member or paper regardless of variations in temperature, humidity, etc., and problems such as transfer defects and background fogging can be prevented.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-179413 and the transfer apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-138595 exhibit a certain level of printing performance when using ordinary recording paper. However, for example, when a narrow paper is used at high temperature and high humidity, a transfer current necessary for good transfer is not supplied to the transfer unit, resulting in image deterioration. That is, when a narrow sheet such as a postcard is used in a high-temperature and high-humidity environment, when the toner image is transferred, there are many portions where both directly contact each other between the photoconductor and the transfer roller. Therefore, there is a problem that the transfer current concentrates on the portion, the current does not flow to the transfer portion, and sufficient transfer cannot be obtained.
[0016]
In addition, when a subtle current value at the transfer portion affects the transferred image, the appropriate transfer current value varies depending on the characteristics of the transfer material used, which is good when different types of transfer materials are used. There is a problem that images cannot be obtained.
[0017]
In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 9-179413 discloses a configuration in which another resistance element for adjustment is connected via a switch in parallel with the resistance element in the static elimination circuit. However, since the adjustment resistor is a fixed resistor, the resistance value is fixed. Therefore, the resistance value cannot be changed delicately according to the surrounding environment and the material and size of the transfer material.
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to suppress damage to the image carrier and transfer means, and depending on the transfer material and the surrounding environment, the image carrier and transfer means It is to provide an image forming apparatus capable of supplying an appropriate current during the period to perform good transfer and obtain good image quality over a long period of time.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration as means for solving the above problems.
[0020]
(1) Between an image carrier carrying a visualized image and a transfer means for transferring the image to a recording medium in contact with the image carrier, Constant current In an image forming apparatus that forms an image by applying a potential difference from a power supply unit,
the above Constant current The amount of current supplied to the resistance means and the transfer means arranged in parallel with the transfer means with respect to the power supply means. Increase or decrease A second power supply means that can be connected in series Current adjustment Means are provided.
[0021]
In this configuration, an image is formed by applying a potential difference between a transfer unit that transfers an image to a recording medium that contacts an image carrier that carries a visualized image, and the image carrier. Constant current Arranged in parallel with the transfer means with respect to the power supply means Current adjustment Means, Current adjustment The means determines the amount of current supplied to the resistance means and the transfer means. Increase or decrease Second power supply means capable of doing so. Therefore, in the image forming apparatus, Constant current It comprises a resistor connected in parallel to the power supply means and a second power supply means Current adjustment The current supplied to the transfer means can be increased or decreased according to the increase or decrease of the electrical load between the transfer means and the image carrier. The For example, even in a high temperature and high humidity environment, even if the resistance of the transfer material to be used is extremely reduced and a sufficient current cannot be supplied to the transfer portion, a necessary current is supplied by the second power source, resulting in a transfer failure. Can be avoided. In addition, a large-capacity power source that can output a necessary current value is unnecessary, and the cost can be reduced.
[0022]
(2) The second power supply means is a constant voltage power supply means.
[0023]
In this configuration, the amount of current supplied to the transfer means is Increase or decrease The second power supply means that can do is a constant voltage power supply means. Therefore, for example, when the resistance of the transfer material is very high as in a low temperature and low humidity environment, the transfer is not affected, and a necessary current can be supplied only when necessary as in a high temperature and high humidity environment.
[0024]
(3) The second power supply means is characterized in that the output can be varied.
[0025]
In this configuration, the output of the second power supply means can be varied. Therefore, since the output value of the second power supply means can be variably controlled, the optimum transfer conditions can be realized according to the characteristics of the transfer material used and the usage environment.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 can be used as an output device of a computer, and can also be used as a printing unit of a word processor, a FAX, or a digital copying machine. The image forming apparatus 1 includes an image forming unit 3 that forms an image and a paper feeding device 10 that supplies a transfer material 5 that is a transfer material to the image forming unit 3.
[0027]
The image forming unit 3 is a photosensitive drum 178 that is an image carrier in which a photosensitive layer is arranged on an aluminum tube, and a charging unit that applies a uniform charge to the surface of the photosensitive drum 178 around the photosensitive drum 178. A charging roller 179, a charging power source 86 for supplying a potential to the charging roller 179, and a laser scanning unit (hereinafter referred to as LSU) which is an exposure means for irradiating the surface of the charged photosensitive drum 178 with laser light according to image data. .) 180. Further, developing means 183 for supplying a toner 21 as a developer to an electrostatic latent image that is a charge pattern formed by exposure to form a toner image that is a visualized image, and a transfer material in a transfer portion 5 is pressed against the photosensitive drum 178 to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 178 to a transfer material 5 such as plain paper, and the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 178 is transferred. A cleaning device 185 for recovery and a static elimination lamp 177 for removing residual charges after the transfer of the toner image on the photosensitive drum 178 are provided.
[0028]
The developing unit 183 includes at least a toner 21 and a sleeve (developing roller) 22 that rotates the toner 21 after setting the toner 21 to a predetermined characteristic (for example, negative polarity).
[0029]
A transfer power supply 88 is connected to the transfer roller 176. The transfer power supply 88 includes a constant current source 87 that outputs a current of 20 μA, for example, and a constant voltage source 152 that is a constant voltage power supply means that outputs a voltage of 700 V when the toner image is transferred.
[0030]
The paper feeding device 10 includes a cassette 4 that accommodates the transfer material 5, a pickup roller 6 that feeds the transfer material 5 from the cassette 4, a paper feed guide 7 that guides the supplied transfer material 5, and a fed transfer material 5. A pair of registration rollers 125 that convey at a predetermined speed is provided. Further, the paper feeding device 10 is a fixing device that fixes the transfer material 5 by heating and pressurizing a toner image formed on the transfer material 5 and a paper feed sensor (not shown) that detects that the transfer material 5 is supplied. Part 11 is provided.
[0031]
The fixing unit 11 includes a heating roller 12, a heater 13, a pressure roller 14, a temperature sensor 15, and a temperature control circuit 80. The heating roller 12 is made of, for example, an aluminum tube having a thickness of 2 mm. The heater 13 is made of, for example, a halogen lamp and is built in the heating roller 12. The pressure roller 14 is made of, for example, a silicone resin. Then, for example, a load of 2 kg is applied to both ends of each shaft by a spring or the like not shown in the figure so that the heating roller 12 and the pressure roller 14 provided so as to face each other can be pressed with paper interposed therebetween. ing. The temperature sensor 15 measures the surface temperature of the heating roller 12. The temperature control circuit 80 is controlled by the main control unit of the image forming apparatus 1 and controls ON / OFF of the heater 13 based on the measurement result of the temperature sensor 15 to set the temperature of the surface of the heating roller 12 to 150 ° C., for example. Hold on.
[0032]
The fixing unit 11 includes a paper discharge sensor (not shown) that detects that the paper has been discharged. The materials of the heating roller 12, the heater 13, the pressure roller 14, etc. are not particularly limited. Further, the surface temperature of the heating roller 12 is not particularly limited.
[0033]
Each roller such as the pickup roller 6 and the photosensitive drum 178 provided in the paper feeding device 10 are rotationally driven by a driving device (not shown). The rotational driving of each roller and the photosensitive drum 178 is appropriately controlled at a predetermined timing by a process control unit (not shown).
[0034]
On the paper output side of the image forming apparatus 1, a pair of paper discharge rollers 175 for discharging the transfer material 5 to the outside of the apparatus and a paper discharge tray 8 for holding the discharged transfer material 5 are provided. Yes.
[0035]
The charging roller 179 is made of, for example, solid rubber whose base material is urethane, and exhibits a resistance value of 1e5 Ω · cm. The charging roller 179 applies a voltage to the grounded photosensitive drum 178 by the charging power source 86 so that the surface potential of the photosensitive drum 178 becomes −600V. Further, the transfer roller 176 is formed of a foamed rubber layer of JIS-A 30 °, which also uses urethane as a base material.
[0036]
The neutralization lamp 177 is composed of a number of LEDs, and is used to neutralize charges remaining on the surface of the photosensitive drum 178 by irradiating light on the surface of the photosensitive drum 178 to eliminate static electricity.
[0037]
Next, an image forming operation of the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. When receiving a print command from a host computer (not shown), the image forming apparatus 1 starts a printing operation. That is, first, the transfer roller 5 is taken out from the cassette 4 by the pickup roller 6 and sent to the position of the registration roller 125. The registration roller 125 feeds the transfer material 5 to a facing area (transfer portion) between the photosensitive drum 178 and the transfer roller 176 at a predetermined speed.
[0038]
In synchronization with this operation, the charging roller 179 is supplied with, for example, a potential of about −1200 V from the charging power source 86, and charges are supplied to the surface of the photosensitive drum 178 so as to uniformly exhibit a surface potential of about −600 V. Is done. When the photosensitive drum 178 rotates and this charged area reaches the opposite area of the LSU 180, the LSU 180 irradiates the charged area of the photosensitive drum 178 with laser light corresponding to desired image data. On the surface of the photosensitive drum 178 irradiated with the laser light, a charge image (hereinafter, referred to as an electrostatic latent image) 182 due to an electrostatic charge is formed. The electrostatic latent image 182 moves to a region facing the developing unit 183 by the rotation of the photosensitive drum 178.
[0039]
The electrostatic latent image 182 is supplied with the toner 21 by the developing unit 183 and becomes a toner image 182a (not shown). The toner image 182a further moves as the photosensitive drum 178 rotates, and reaches the area facing the transfer roller 176. Then, the toner image 182 a formed on the photosensitive drum 178 is also transferred to the transfer material 5 in contact with the transfer material 5 conveyed to the opposite area. Thereafter, the transfer material 5 moves to the fixing unit 11 and is fixed, and is sent to the position of the paper discharge roller 175, and is further discharged onto the paper discharge tray 8 by the paper discharge roller 175.
[0040]
Further, the toner remaining on the surface of the electrostatic latent image 182 that has passed through the region where the photosensitive drum 178 and the transfer roller 176 face each other is removed by the cleaning device 185. Then, the electrostatic latent image 182 reaches the area opposite to the charge removal lamp 177, and the charge removal light irradiates the entire surface of the area opposite to the photosensitive drum 178 and the charge removal lamp 177 by the charge removal lamp 177. The charge of 182 is neutralized.
[0041]
In the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1, the LSU 180 using a laser is used as the exposure means for forming the electrostatic latent image 182, but the present invention is not limited to this. For example, an LED head using a plurality of LEDs instead of a laser may be used. Further, the exposure unit may be a unit that exposes the photosensitive drum 178 by irradiating, for example, an image signal sent from a computer or an image signal sent from an image processing unit of a digital copying machine. In addition, for example, an exposure apparatus of an analog type image forming apparatus that exposes a photosensitive drum with reflected light of light irradiated on a document placed on a document table may be used.
[0042]
Next, a method for applying a transfer potential in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2A is a diagram schematically illustrating a configuration of a transfer unit of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG.
[0043]
As shown in FIG. 2A, one end of a transfer power supply 88a is connected to the transfer roller 176 as transfer means, and the other end is grounded. The transfer power supply 88a includes a constant current source 87 as power supply means. Further, a fixed resistance r31 of 100 MΩ as the resistance means and a constant voltage source 152 that applies a voltage of 700 V as the second power supply means are connected in series. Current adjustment means And is connected in parallel to both ends of the constant current source 87.
[0044]
When the toner image is transferred to the transfer material 5 by the transfer roller 176, the current i1 involved in the transfer of the toner image flows through the resistance component r1 as described above. In addition, the neutralizing needle, paper feed roller, registration roller, and the high temperature and high humidity that are placed behind the fixing / peeling area are used to transfer moisture on the transfer path surface and the paper guide surface through the transfer material 5. The leaked current i2 flows through the resistance component r2. Further, a current i31 flows through the fixed resistor r31. In addition, the resistance component r1 and the resistance component r2 are connected in parallel to the constant current source 87 and the fixed resistor r31 and constant voltage source 152 connected in series.
[0045]
Usually, when the resistance values of the resistance components r1 and r2 are large, the constant voltage source Flowing Current For transcription It does not affect. On the other hand, in a high-temperature and high-humidity environment, the difference between the resistance component r1 of the transfer portion and the resistance component r2 with respect to the leakage current is further increased, so that the current shortage to the resistance component r1 for transfer becomes significant.
[0046]
However, in the present invention, since the constant voltage source 152 is provided as described above, the current is supplied to the resistance component r1 and the resistance component r2 by the constant voltage source 152, so that a sufficient amount of current can be supplied to the transfer portion. The supply amount of the current i1 related to the current does not decrease.
[0047]
Further, when an OHP sheet is used as the transfer material 5, the resistance components r1 and r2 are extremely increased in the conventional configuration, and the constant current source 87 generates a very high voltage. Current from the constant voltage source to the resistance components r1 and r2. Is In addition, a predetermined current i31 flows through the fixed resistor r31. Therefore, the current i1 between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178 does not increase extremely, the voltage applied to the transfer region does not increase, and image degradation due to toner scattering and reverse transfer does not occur. Further, since a discharge at the transfer portion is avoided, a good toner image is transferred.
[0048]
Thus, conventionally, when the load in the transfer region increases, the applied voltage also increases accordingly. In the present invention, the current is supplied by the fixed resistor r31 and the constant voltage source 152. Increase or decrease It has come to be. Therefore, an unnecessary high voltage is not applied and good transfer can be achieved. Conversely, the current value does not decrease excessively, and good transfer can be maintained. In addition, since a large-capacity constant current source that can output a necessary current value is unnecessary, the cost can be reduced.
[0049]
In the embodiment shown in FIG. 2, the constant voltage source 152 is used, but the same effect can be realized even with a constant current source. However, with the constant current source as described above, for example, when the resistance value of the transfer portion increases in a low temperature and low humidity environment, desired characteristics cannot be obtained, which is not desirable. On the other hand, when the resistance value of the transfer portion increases in a low temperature and low humidity environment, the current of the transfer portion decreases in the constant voltage source, and the influence of the current from the constant voltage source as the second power supply means does not affect the transfer. Therefore, a configuration using a constant voltage source as shown in FIG. 2 is more desirable.
[0050]
In the configuration of FIG. 2, for example, when an OHP sheet is used, the favorable conditions of the transfer voltage and current easily vary depending on the type of the OHP sheet to be used. Is required. In such a state, it is difficult to set conditions for performing good transfer on all the various OHP sheets.
[0051]
Therefore, in the present invention, it is desirable that the output value of the constant voltage source 152 can be finely adjusted as appropriate so that a good image can be obtained. As a result, even when various transfer materials are used by adjusting the transfer current supplied to the transfer portion, good image formation can be achieved. Further, in the embodiment shown in FIG. 2, the fixed resistor r31 is connected in series to the constant voltage source 152, but it may be a variable resistor.
[0052]
FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a configuration of a transfer unit including a variable resistor. FIG. 3B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG.
[0053]
As shown in FIG. 3A, one end of a transfer power supply 88b is connected to the transfer roller 176 as transfer means, and the other end is grounded. The transfer power supply 88b includes a constant current source 87 which is a power supply means. In addition, a variable resistor r32 of 100 to 300 MΩ, which is a resistance means, and a constant voltage source 152 that applies a voltage of 700 V, which is a second power supply means, are connected in series. Current adjustment This means is connected to both ends of the constant current source 87 in parallel.
[0054]
In the configuration shown in FIG. 3, the user of the image forming apparatus 1 can adjust the current i32 by changing the resistance value of the variable resistor r32. Thereby, the current value flowing through the resistance component r1 can be finely adjusted, and the image quality can be finely adjusted.
[0055]
Furthermore, in a high temperature and high humidity environment, when the transfer material 5 absorbs moisture and its resistance value decreases, a transfer current leaks easily. However, although the leakage current is generated and the resistance component r2 is extremely decreased to increase the current i2, and the current supplied to the resistance component r1 tends to decrease, the resistance value of the variable resistor r32 is changed to the resistance component r1. Are set to be much larger than the combined resistance of the resistance component r2. In the present invention, since the constant voltage source 152 is arranged as described above, a current is supplied by the constant voltage source 152 to compensate the current. As a result, a situation in which the current flowing through the resistance component r1 is insufficient is avoided, and a current that contributes to the transfer sufficiently flows and desired transfer can be performed, so that favorable image formation is possible.
[0056]
As described above, the electrical characteristics of the conventional transfer unit in the image forming apparatus are as follows: when normal paper is used as the transfer material 5, cardboard and OHP sheets are used, and the apparent resistance value is doubled. When compared with this, the applied voltage is also doubled. On the other hand, in the configuration as shown in FIG. 3, when the user appropriately sets the resistance value of the variable resistor r32 and supplies current from the constant voltage source 152, the total resistance value of the transfer region is doubled. Also, the applied voltage can be controlled to be twice or less.
[0057]
As described above, conventionally, when the load in the transfer region increases, the applied voltage also increases accordingly. However, in the present invention, the variable resistor r32 prevents the current value more than necessary from flowing into the transfer region. . Therefore, an unnecessary high voltage is not applied and good transfer can be achieved. Conversely, the current value does not decrease excessively, and good transfer can be maintained.
[0058]
The above embodiment is effective even when the transfer material 5 having a narrow paper width is used. That is, in the case of the transfer material 5 having a narrow paper width, the current concentrates on the contact portion between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178. Therefore, in the conventional configuration, a desired current does not flow in the transfer material 5 portion, resulting in transfer failure. Is likely to occur. This will be described with reference to FIG.
[0059]
FIG. 4A is a diagram schematically showing a cross section of the transfer portion when the transfer material 5 having a narrow paper width is used. FIG. 4B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 4A, for example, when a transfer material 5 having a paper width about half the length of the transfer portion in the main scanning direction is used, the transfer material 5 is sandwiched between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178. Instead, the region S1 where both are in direct contact occurs over a length of about half of the main scanning direction. In this region S1, since the transfer material 5 is not interposed, the resistance between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178 is lower than the region where the transfer material 5 is sandwiched, and current is concentrated in this region S1.
[0060]
In the equivalent circuit diagram shown in FIG. 3B, the resistance component r1 through which the current i1 involved in the transfer of the toner image in the transfer portion flows in the equivalent circuit diagram shown in FIG. It can be divided into the resistance component r12 in the region S1, and can be displayed as in the equivalent circuit diagram shown in FIG. The resistance value of the resistance component r12 in the region S1 is very low as described above, and current flows in a concentrated manner.
[0061]
Therefore, in the conventional configuration, a sufficient current is not supplied to the resistance component r11. Therefore, it is necessary to supply a larger current to the transfer portion. However, since the constant current source 87 is used as a power source, it is impossible to supply a current exceeding a predetermined value. Therefore, the transfer material 5 was not supplied with sufficient current, and good transfer could not be obtained.
[0062]
On the other hand, in the configuration as shown in FIG. 4, when the width of the transfer material 5 becomes narrower, the resistance value of the resistance component r12 between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178 becomes smaller, but the variable resistance r32 is controlled by the control unit 191. A current is supplied from the constant voltage source 152 with an appropriate resistance value. As a result, the current i11 becomes large, and a situation where the necessary transfer current is insufficient is avoided.
[0063]
Further, the present invention enables good transfer even when a part of the transfer material 5 is a solid image. This will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a solid image 21. a It is a figure which shows typically the cross section of the transfer part at the time of using the transfer material 5 which has this. Note that the circuit diagram is the same as FIG.
[0064]
As shown in FIG. 5, there is a case where a part of the toner image (the left half in FIG. 5) is a solid image area 21a and the other part is an area S2 where the toner 21 is not present. In this case, if a region S 2 exists between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178, current concentrates on the contact portion between the transfer material 5 and the photosensitive drum 178. For this reason, in the conventional configuration shown in FIG. 7, a current necessary for transferring the solid image region 21a is not supplied, and a transfer failure is likely to occur. Further, a portion that is not the solid image region 21a, that is, the toner 2 1's If the area S2 where the transfer material 5 and the photosensitive drum 178 are in direct contact with each other is formed in a very wide area, the toner does not intervene in the area S2. The resistance is lowered, and current is concentrated in this region S2.
[0065]
Therefore, in the conventional configuration, the resistance between the transfer roller 176 and the photosensitive drum 178 is small, but since a constant current source 87 is used as a power source, a current exceeding a predetermined value cannot be supplied. Solid Since sufficient current is not supplied to the image area 21a, good transfer cannot be obtained.
[0066]
On the other hand, in the configuration of FIG. 5, there is a solid image area 21a in a part, and this state is the same as in the case where the paper width is narrow as shown in FIG. For this reason, the supplied current is concentrated in the region S2, but the transfer resistor required in the solid image region 21a is adjusted by adjusting the variable resistor r32 to increase the current value supplied from the constant voltage source 152 to the solid image region 21a. Is avoided, and good transfer can be achieved.
[0067]
Further, when using a small size and high resistance transfer material (hereinafter referred to as special paper) such as PET (polyethylene terephthalate) label paper or price tag in a high temperature and high humidity environment, for example, the region in FIG. The current concentration on S1 becomes significant. For this reason, the current to the transfer material 5 for transferring the toner image is insufficient, causing image deterioration and transfer failure. However, in the present invention, when the transfer current in the image region is insufficient, the current can be supplied from the constant voltage source 152. For example, when using special paper in a high-temperature and high-humidity environment, the resistance value of the variable resistor r32 is reduced to increase the supply of current to the transfer portion, thereby increasing the value of the current flowing through the transfer material 5. Is possible. On the contrary, in printing in a low temperature and low humidity environment, the resistance value of the variable resistor r32 can be increased to make adjustment so that no overcurrent is applied to the transfer portion.
[0068]
FIG. 6 is a schematic perspective view of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The variable resistance variable control means and the second power source variable control means use, for example, an operation panel 190 as an input means arranged in the apparatus above the inlet 16 of the cassette 4 as shown in FIG. It is also possible to control. As the control means, for example, a volume is suitable. In addition to this, it is desirable to adjust appropriately as a configuration that can be adjusted by another device connected to the image forming apparatus 1, such as a host computer (not shown).
[0069]
In the above-described embodiment, the monochrome (black) image forming apparatus 1 is illustrated. However, the present invention is not limited to this. For example, for a color image forming apparatus using yellow, magenta, cyan, and black toners. The present invention is also applicable.
[0070]
At this time, the transfer current required for good transfer varies depending on the characteristics of the toner used. For this reason, it is preferable that the supplied current be different depending on the characteristics of the toner of each color. In addition, the variable resistor r32, the voltage value of the constant voltage source, the adjustable voltage width, and the like may be appropriately determined according to the characteristics of each toner.
[0071]
Furthermore, for toner exhibiting equivalent current characteristics during transfer, the number of components used can be reduced by using both a variable resistor and a power source.
[0072]
In the above embodiment, the transfer means to be used is an example of a transfer roller. However, the present invention can be applied to various transfer means such as a brush, a blade, and a belt, for example. Can be achieved.
[0073]
In particular, for contact transfer means such as transfer rollers, brushes and belts, the current leaking to the fixing means or the like via the transfer material 5 is a large proportion of the supplied current, so the above-mentioned problem is more remarkable. Occurs. However, the use of the present invention makes it possible to avoid the above problems.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0075]
(1) For forming an image by applying a potential difference between a transfer means for transferring an image to a recording medium in contact with an image carrier that carries a visualized image and the image carrier. Constant current Arranged in parallel with the transfer means with respect to the power supply means Current adjustment Means, Current adjustment The means determines the amount of current supplied to the resistance means and the transfer means. Increase or decrease The second power supply means capable of doing so, in the image forming apparatus, Constant current It comprises a resistor connected in parallel to the power supply means and a second power supply means Current adjustment The current supplied to the transfer means can be increased / decreased according to the increase / decrease in electrical load between the transfer means and the image carrier. For example, it can be used in a high temperature / high humidity environment. Even when the resistance of the transfer material is extremely lowered and a sufficient current cannot be supplied to the transfer portion, a necessary current is supplied by the second power source, and a transfer failure can be avoided. In addition, a large-capacity power source that can output a necessary current value is unnecessary, and the cost can be reduced.
[0076]
(2) The amount of current supplied to the transfer means Increase or decrease By making the second power supply means capable of performing constant voltage power supply means, for example, when the resistance of the transfer material is very high, such as in a low temperature and low humidity environment, the transfer is not affected, and in a high temperature and high humidity environment. Thus, the necessary current can be supplied only when necessary.
[0077]
(3) Since the output of the second power supply means can be varied, the output value of the second power supply means can be variably controlled, so that optimum transfer conditions can be realized according to the characteristics of the transfer material used and the usage environment. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A is a diagram schematically illustrating a configuration of a transfer unit, and FIG. 2B is an equivalent circuit diagram of the configuration illustrated in FIG.
3A is a diagram schematically showing a configuration of a transfer section having a variable resistor, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG. 3A.
4A is a diagram schematically showing a cross section of a transfer portion when a transfer material 5 having a narrow paper width is used, and FIG. 4B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG. 4A.
FIG. 5 Solid image 21 a It is a figure which shows typically the cross section of the transfer part at the time of using the transfer material 5 which has this.
FIG. 6 is a schematic perspective view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
7A schematically shows a conventional transfer device of an image forming apparatus using a transfer roller, and FIG. 7B is an equivalent circuit diagram of the configuration shown in FIG. 7A.
[Explanation of symbols]
5-Transfer material
88-Transfer power supply
87-Constant current source
152-constant voltage source
176-transfer roller
178-photosensitive drum
i1, i2, i31, i32-current
r1, r2-resistance component
r31-resistance (fixed resistance)

Claims

An image for forming an image by applying a potential difference from a constant current power source between an image carrier that carries a visualized image and a transfer unit that transfers the image to a recording medium in contact with the image carrier. In the forming device,
A resistor means and a second power supply means capable of increasing / decreasing the amount of current supplied to the transfer means, which are arranged in parallel with the transfer means with respect to the constant current power supply means, are connected in series. An image forming apparatus comprising a current adjusting unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second power supply unit is a constant voltage power supply unit.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the second power supply unit can change an output.