JPH03118582A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば複写機、レーザビームプリンタ等の電
子写真式画像形成装置のように、像担持体上に形成され
た静電潜像をトナー等の現像剤により現像した画像を転
写材に転写する画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の画像形成装置としては、像担持体上を１
次帯電させた後静電潜像を形成し、この静電潜像を現像
剤としてのトナー等により現像したトナー像を転写部に
て転写材に接触させ、それとともに転写帯電手段により
転写材をトナーと逆極性に帯電させることによりトナー
像を転写材に転写するものが広く用いられている。転写
帯電手段としては、転写材の背面に当接させた転写ロー
ラを介して電圧な印加、または電流を流すものが使用さ
れている。

また、転写時に転写材上に付与する電宥量を最適な所定
量に保つために、転写帯電手段から転写材へ印加する電
圧を所定電圧値に制御する定電圧制御、または転写時に
転写帯電手段から流れる電流を所定電流値に制御する定
電流制御が行われている。

しかし、定電圧制御においては、低温低湿環境（以下Ｌ
／Ｌ環境と記す）下では転写ローラの電気抵抗値（以下
抵抗値と記す）が高くなるため、画像を転写するために
必要な電荷量が転写材に移動せず、転写ヌケ等の転写不
良を生じるという問題がある。一方、定電流制御におい
ては、封筒。

葉書等の小サイズの転写材を用いる場合には、転写部に
て転写材の周囲の像担持体表面へ電流が集中して流れる
ため、転写材上に流れる電流は少なくなり転写不良を生
じるという問題がある。

このような問題を解決するために第１１図に示すような
装置が提案されている。この画像形成装置１００におい
ては、矢印ａ方向に回転する像担持体としての感光ドラ
ム１０１上に、１次帯電ローラ１０２により１次帯電を
行った後、レーザダイオード１０３から画像情報に応じ
て光強度が変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形
成し、現像器１０４によりこの静電潜像にトナーを付着
させる。このトナー像を転写部Ａにて転写材１０５に接
触させ、転写部Ａにて転写材１０５の背面に当接しなか
らｂ方向に回転する転写ローラ１０６により、転写材１
０５に電圧を印加して転写材１０５にトナーとは逆極性
の電荷を付与することによって、トナー像を転写材１０
５に転写する。転写材１０５に転写されたトナー像は定
着器１０７により定着される。図中１０８は感光ドラム
１０１上の残留トナーを除去するためのクリーナ、１０
９は転写材１０５を転写部Ａに導くための転写下ガイド
である。

また、この装置には制御手段１１０が設けられており、
この制御手段１１０において、次に説明するように転写
時に転写材１０５に印加する電圧が制御される。まず、
感光ドラム１０１上で１次帯電が施された後、静電潜像
が形成される画像領域よりも矢印ａ方向下流側で静電潜
像が形成されない非画像領域に対して、転写ローラ１０
６により転写を行うために最適な所定の電流値の電流を
流すように、定電流制御を行い、この所定電流値の電流
を流すために必要な印加電圧値を所定電圧値として保持
し、転写時には転写ローラ１０６により転写材１０５に
印加する電圧が上記所定電圧値となるように定電圧制御
を行う。それにより、転写ローラ１０６の抵抗値が環境
により変化したり転写材のサイズが小さい場合でも、常
に転写材１０５に最適な所定量の電荷を付与することが
可能となる。以下、この制御手段１０６をＡ　Ｔ　Ｖ　
Ｃ（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ
　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）と記す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来技術において、高湿度の環
境下で転写を行う場合には、転写材１０５の抵抗値が小
さくなるため転写材１０５に付与された電荷が転写下ガ
イド１０９へ多量に流れ、良好な転写を行うために必要
な電荷量が転写材１０５に残らず、転写不良が生じると
いう問題があった。また、本質的に抵抗値が低い転写材
を用いる場合にも同様の問題が生じていた。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、環境の変化や転
写材の状態にかかわらず、転写時に転写材に存在する電
荷量を常に最適な所定量に保ち、良好な転写を行うこと
ができる画像形成装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、像担持
体上を均一に帯電させる１次帯電を行った後この像担持
体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により
現像した画像を転写部にて転写材に接触させるとともに
転写帯電手段によりこの転写材に電荷を付与して前記画
像を転写材に転写させる画像形成装置において、転写材
搬送路上に電極を設け、前記像担持体上で１次帯電が施
され、かつ静電潜像が形成されない非画像領域に転写帯
電手段により電流を流し、この電流を所定値に制御して
このときの転写帯電手段による印加電圧値を第１の所定
電圧値とし、転写材を介して前記電極に流れる電流を検
知手段により検知し、その検知情報と前記第１の所定電
圧値に応じて転写時の転写帯電手段による印加電圧を第
２の所定電圧値に制御する転写帯電電圧制御手段を備え
て成ることを特徴とする。

（作　用） 上記構成を有する本発明装置においては、定電流制御に
より第１の所定電圧値を得ることによって、転写ローラ
等の転写帯電手段における抵抗値の変化や転写材のサイ
ズにかかわらず、転写時に必要な電荷量を転写材に付与
することが可能となり、さらに、転写材を介して流れる
電流を検知することにより、転写材の抵抗値にかかわら
ず、転写時に必要な電荷量が転写材に存在するための転
写帯電手段による印加電圧値を第２の所定電圧値として
得ることができる。

従って、環境の変化や転写材の状態にかかわらず、転写
時に転写材に存在する電荷量を常に最適な所定量に保つ
ことができる。

（実施例） 以下に、本発明を図示の実施例に基いて説明する。第１
図は本発明の一実施例の画像形成装置の構成を示す説明
図である。図において、１は反転現像を行う電子写真式
プリンタである画像形成装置を示しており、矢印ａ方向
に回転する像担持体としての有機光導電体の感光ドラム
２の周囲に、第１１図に示した従来例と同様に、１次帯
電を行うための１次帯電ローラ３と、感光ドラム２上に
静電潜像を形成するためのレーザダイオード５と、静電
潜像を現像剤としてのトナーにより現像するための現像
器４と、転写部Ａにて転写材Ｓの背面に当接する転写帯
電手段としての転写ローラ６と、転写材Ｓに転写された
トナー像を定着するための定着器７及び転写部の感光ド
ラム２上の残留トナーを除去するためのクリーナ８とが
配設されている。

転写ローラ６は体積固有抵抗が１Ｑ７−１ｏΩ・ｃｍ、
硬度２８６のＥＰＤＭ　（エチレンプロピレンジエンゴ
ム）から成り、ＥＰＤＭは比較的高抵抗の弾性体なので
、導電性を与えるためにＺｎＯを分散させて転写ローラ
６の抵抗値を下げている。体積固有抵抗を１０７−１０
Ω・Ｃｍとしたのは、製造過程で最もバラツキが少なく
、安定しているためにこの抵抗値を選択した。

この装置においてはさらに、原稿搬送路上に設けられた
転写下ガイド９が電極としての役割も果たし、この転写
下ガイド９に電流を検知する検知手段１ｏが接続され、
この検知手段１ｏは上記従来例で説明したＡＴＶＣＩＩ
に接続されている。

このＡＴＶＣＩＩは、転写時に転写材Ｓに印加する電圧
を制御する転写帯電電圧制御手段としての役割を果して
いる。

本実施例の画像形成装置１においては、感光ドラム２が
プロセススピード４７　ｍｍ／ｓｅｃで回転するととも
に、１次帯電ローラ３により感光ドラム２表面を負に帯
電させて表面電位を一６５０Ｖとした後、レーザダイオ
ード５によりレーザ光を照射して感光ドラム２表面に静
電潜像を形成する。それによって露光を受けた部分は表
面電位が−１５０Ｖまで降下する。

この静電潜像は現像器４により反転現像されて、ネガト
ナーによるトナー像が形成される。転写材Ｓは転写下ガ
イド９に導かれて矢印ｄ方向に搬送され、転写部Ａにて
感光ドラム２とｂ方向に回転する帯電ローラ６により挟
まれ、このとき帯電ローラ６により転写材Ｓに電圧が印
加されて、転写材Ｓにトナーと逆極性の電荷が付与され
ることにより、トナー像が転写材Ｓに転写される。そし
て、このトナー像が定着器７により定着された後転写材
Ｓが機外へ排出され、感光ドラム２上の残留トナーがク
リーナ８により除去されて、再び上記と同様の動作によ
り次の画像形成を行う。

ここで、第２図に示すように転写材Ｓにおいては、トナ
ー像の定着後転写材Ｓが定着器７から容易に分離するた
めに、画像を転写する転写領域Ｂの先端側に、トナーを
付着させない幅５ｍｍの白部（以下先端マージンと記す
）２０が設けられており、この先端マージン２０に対応
する感光ドラム２上には、１次帯電が行われた後露光が
行われない非画像領域が形成されている。

次に、転写時に転写材Ｓに印加する電圧の制御方法につ
いて第３図を用いて説明する。

まず、転写材Ｓが転写部Ａに到達する前に、ＡＴＶＣＩ
Ｉにより定電流制御を行いながら、転写ローラ６により
感光ドラム２上の非画像領域へ２μＡの電流を流しくス
テップ■）、このときの転写ローラ６による印加電圧Ｅ
１を第１の所定電圧値としてホールドする（ステップ■
）。次に、転写材Ｓが感光ドラム２と転写ローラ６との
ニップ部、すなわち転写部Ａに到達してから上端マージ
ン２０の分だけ５ｍｍ搬送される間（プロセススピード
が４７　ｍｍ／ｓｅｃなので約０．１１秒間）に、転写
材Ｓを介して転写下ガイド９に流れる電流量を検知手段
１０により検知しくステップ■）、その検知情報として
の電流量をＡＴＶＣＩＩにフィードバックさせる。

ここで、このように電極（転写下ガイド９）に流れ込む
電流量をＡＴＶＣＩＩにフィードバックさせて転写ロー
ラ６による印加電圧を制御する場合には、転写工程中の
転写領域においては、感光ドラム２上の静電潜像の電位
によって転写材Ｓから転写下ガイド９へ流れる電流は刻
々変化するので、正確に上記印加電圧の制御を行うこと
は難しい。

しかし、本実施例においては、上端マージン２０部分で
上記電流量のフィードバックを行い、この上端マージン
２０においては感光ドラム２上の電位も一定なので、こ
のようなフィードバックによる正確な上記印加電圧の制
御を行うことが可能となる。

ところで、Ｌ／Ｌ環境に放置した紙、Ｎ／Ｎ環境（基準
温度基準湿度環境）に放置した紙、Ｎ／Ｎ環境（高温高
湿環境）に放置した紙、Ｎ／Ｎ環境に放置した０ｆＩＰ
用紙を転写材として用いてベタ白画像の転写を行ったと
ころ、転写時に転写材から転写下ガイド９へ流れる電流
値はそれぞれ次表に示すとおりであった。

この表かられかるように、環境により転写材Ｓから転写
下ガイド９へ流れる電流値は異なり、この電流値に応じ
て、転写時に転写材Ｓに存在する電荷を必要量とするた
めに転写材Ｓに印加する第２の所定電圧値Ｅ２を決定す
る必要がある。この第２の所定電圧値Ｅ２と上記第１の
所定電圧値Ｅ１との関係をＥ２　＝ＫＸＦ、ｌとすると
、係数にと転写下ガイド９に流れる電流との間には第４
図に示すような関係がある。第４図は、Ｎ／Ｎ環境でベ
タ黒画像の転写を行った際の、転写下ガイド９に流れる
電流と良好な転写を行うために必要な印加電圧を求めて
グラフにプロットし、この回帰直線から係数にの値を決
定したものである。しかし、Ｋの値を無制限に大きくす
るとリークを生じるおそれがあるため、１．５で飽和す
るような特性を与えた。

そして、ＡＴＶＣにフィードバックさせた電流量を基に
して第４図から係数にの値を決定し、第２の所定電圧値
Ｅ２を算出して、転写ローラ６による印加電圧をこの第
２の所定電圧値Ｅ２に制御する（ステップ■）。この後
転写領域において、転写ローラ６により転写材Ｓに印加
する電圧をＥ２に保つように定電圧制御を行いながら、
画像の転写を行う（ステップ■）。このシーケンスのタ
イムチャートを第５図に示す。

実際にＮ／Ｎ環境でベタ黒画像の転写を行ったところ、
第１の所定電圧値Ｅ１は１．５ｋＶであった。この印加
電圧により転写を行うと転写ヌケを生じる。本実施例に
おいては印加電圧がＥｌのときに転写下ガイド９へ流れ
る電流が２５μＡであったので、第４図からＫの値を１
．４とし、第２の所定電圧値Ｅ２を１．４　Ｘｌ、５［
ｋＶ］　＝２．１ｋＶに決定して、印加電圧を２．１ｋ
Ｖに定電圧制御して転写を行ったところ、転写ヌケな生
じることなく、良好な転写画像を得ることができた。

また、上記実施例において用いた転写ローラ６の抵抗値
は環境依存性が大きく、アルミドラムに転写ローラ６を
当接させて抵抗値を測定したところ、Ｈ／Ｈ環境下では
約１０７Ω、Ｌ／Ｌ環境下では１０９Ωとなり、環境に
よって抵抗値が２桁近く変化する。しかし、本実施例に
おいては、非画像領域で定電圧制御を行うことにより、
このような転写ローラの抵抗値の環境依存性にかかわら
ず、また、転写材のサイズが小さい場合にも、常に、転
写材Ｓに付与する電荷量を所定量に保つことができ、さ
らに、転写材Ｓの抵抗値が低く転写材Ｓに付与した電荷
が多量に転写下ガイド９へ流れてしまう場合にも、常に
最適な第２の所定電圧値Ｅ２を転写材Ｓに印加して、転
写時に転写材Ｓに存在する電荷量を必要な所定量に保つ
ことができる。

尚、上記実施例においては転写下ガイド９を転写材搬送
路上に設ける電極と兼用したが、転写下ガイド９とは別
に転写材搬送路上に電極を設けてもよい。

第６図は本発明の他の実施例の画像形成装置の構成を示
す説明図である。図において第１図と同一部分には同符
号を付し説明を省略する。この画像形成装置３０におい
ては、転写下ガイド９が第１の電極として兼用されると
ともに、転写材搬送路上に第２の電極３１が設けられて
おり、第１の電極（転写下ガイド）９には高圧電源（以
下１１Ｖと記す）３２が接続され、第２の電極３１は検
知手段１０を介して接地されている。

第１の電極９と第２の電極３１の配置は、この実施例に
おいては第７図（ａ）に示すように、転写材搬送方向（
矢印ｄ方向）に関して第２の電極３１を第１の電極９の
下流側に配置したが、同図（ｂ）に示すように両者の配
置を逆にしてもよく、さらに同図（Ｃ）に示すように、
ｄ方向に関して第１．第２の電極９．３１を平行に配置
してもよい。

また、第１．第２の電極９，３１は、第８図に示すよう
に、最小サイズの転写材Ｓが占める領域り内に設置され
ることが好ましい。なぜならば、転写部Ａで転写材Ｓか
ら電荷が逃げることにより通紙部（転写材Ｓと転写ロー
ラ６との接触部）で生じる転写ローラ６の表面電位の降
下は転写材Ｓのサイズに依存しないが、第１．第２の電
極９゜３１が領域り外に設置されているときに最小サイ
ズの転写材Ｓを用いると、最大サイズの転写材Ｓを用い
るときに比べて、通紙部での降下電圧は等しいにもかか
わらず検知手段１ｏにより検知される電流量は少なくな
り、正確な印加電圧制御を行うことが難しくなるからで
ある。

次に、この実施例において、転写時に転写材Ｓに印加す
る電圧の制御方法について第９図を用いて説明する。

まず、転写材Ｓが転写部Ａに到達する前に転写材Ｓが第
１の電極９及び第２の電極３１に到達したときに、ＡＴ
ＶＣＩＩにより定電流制御を行いながら、転写ローラ６
により感光ドラム２上の非画像領域へ２μＡの電流を流
しくステップ■）、このときの転写ローラ６による印加
電圧Ｅ＋を第１の所定電圧値としてホールドする（ステ
ップ０）。それと同時に、ＨＶ３２により第１の電極９
に高電圧を印加し、転写材Ｓを介して第２の電極３１へ
流れる電流を検知手段１ｏにより検知しくステップ０）
、その検知情報をＡＴＶＣＩＩにフィードバックさせる
。

そして、第１図に示した上記実施例と同様にして、検知
手段１０からの検知情報と上記第１の所定電圧値Ｅ１に
応じて、転写時に転写材Ｓに印加する最適な第２の所定
電圧値Ｅ２を決定しくステップ■）、転写材Ｓが転写部
Ａに到達した時点から、転写ローラ６により転写材Ｓに
印加する電圧をＥ２に保つように定電圧制御を行いなが
ら画像の転写を行う（ステップ■）。このシーケンスの
タイムチャートを第１０図に示す。

実際に、Ｈ／Ｈ環境に放置された転写材Ｓを用いて上記
動作を行ったところ、第１の所定電圧値Ｅ＋は１．５ｋ
Ｖであった。この印加電圧により転写を行ったところ転
写ヌケを生じた。一方、本実施例においては１ｌＶ３２
により第１の電極９に２ｋＶの電圧を印加し、検知手段
１０により検知された電流が２５μＡであったので、こ
の電流値と上記第１の所定電圧値Ｅ＋を基にして上記係
数Ｋを求めた結果、Ｋ＝１．４として第２の所定電圧値
Ｅ２”１．４　ｘｌ、５［ｋＶ］　＝２．１［ｋＶ］　
カ決定された。そして、転写材Ｓへの印加電圧を２．１
’ｋＶに定電圧制御しながら転写を行ったところ、転写
ヌケな生じることなく、良好な転写画像を得ることがで
きた。

この実施例においては、第１の電極９とは別に第２の電
極３１を設けているため、転写材Ｓを介して電極に流れ
る電流の検知時間を必要に応じて長くすることができ、
また、ＡＴＶＣＩＩにより第１の所定電圧値Ｅ１を求め
るためのシーケンスと同時に検知手段１０による検知を
行うことができるという効果もある。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用を有するもので、環境の変
化や転写材のサイズ、種類、状態にかかわらず、転写時
に転写材に存在する電荷量を常に最適な所定量に保つこ
とができ、転写ヌケ等を防止して良好な転写を行うこと
ができる。従って、広範囲の種類の転写材を用いること
ができ、高画質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像形成装置の構成を示す
説明図、第２図は同実施例における転写材の上端マージ
ンを示す斜視図、第３図は同実施例における転写時の印
加電圧の制御方法を示すフローチャート、第４図は同実
施例において転写下ガイドに流れる電流と係数にとの関
係を示すグラフ、第５図は同実施例における転写時の印
加電圧制御のシーケンスのタイムチャート、第６図は本
発明の他の実施例の画像形成装置の構成を示す説明図、
第７図（ａ）は同実施例における第１の電極と第２の電
極の配置位置を示す斜視図、同図（ｂ）。 （ｃ）は第１の電極と第２の電極の配置位置の他の例を
示す斜視図、第８図は同実施例における最小サイズの転
写材が占める領域を説明するための斜視図、第９図は同
実施例における転写時の印加電圧の制御方法を示すフロ
ーチャート、第１０図は同実施例における転写時の印加
電圧制御のシーケンスのタイムチャート、第１１図は従
来例の画像形成装置の構成を示す説明図である。 符号の説明 １・・・画像形成装置 ２・・・感光ドラム（像担持体） ３・・・１次帯電ローラ　４・・・現像器５・・・レー
ザダイオード ６・・・転写ローラ（転写帯電手段） ９・・・転写下ガイド（電極） １０・・・検知手段 １１・・・ＡＴＶＣ（転写帯電電圧制御手段）Ｓ・・・
転写材 Ａ・・・転写部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体上を均一に帯電させる１次帯電を行った後この
   像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤
   により現像した画像を転写部にて転写材に接触させると
   ともに転写帯電手段によりこの転写材に電荷を付与して
   前記画像を転写材に転写させる画像形成装置において、 転写材搬送路上に電極を設け、前記像担持体上で１次帯
   電が施され、かつ静電潜像が形成されない非画像領域に
   転写帯電手段により電流を流し、この電流を所定値に制
   御してこのときの転写帯電手段による印加電圧値を第１
   の所定電圧値とし、転写材を介して前記電極に流れる電
   流を検知手段により検知し、その検知情報と前記第１の
   所定電圧値に応じて転写時の転写帯電手段による印加電
   圧を第２の所定電圧値に制御する転写帯電電圧制御手段
   を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。