JPH11258920A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環境や用紙の抵抗値変化などに関わらず常に最
適な転写バイアス電圧が得られ、常に安定した良好な画
質が得られる画像形成装置を提供する。 【解決手段】感光体ドラム１上に形成されたトナー像を
転写ローラ１１を用いて用紙Ｐ上に転写する方式のデジ
タル複写機などの画像形成装置において、感光体ドラム
１上に摺接するクリーニングブレード１４を導電性部材
で形成し、この導電性のクリーニングブレード１４に高
圧電源部１５から所定の直流電圧を印加し、この電圧印
加によりクリーニングブレード１４に流れる電流値を電
流検出部２０で検出し、この検出した電流値に基づき、
転写バイアス算出部２１が高圧電源部１２を制御するこ
とにより、転写ローラ１１に印加する転写バイアス電圧
を最適値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、感光体
ドラム上に形成されたトナー像をローラ転写方式やコロ
トロン転写方式を用いて用紙上に転写する方式のデジタ
ル複写機などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル複写機などの画像形成
装置においては、像担持体である感光体ドラム上に形成
されたトナー像を転写材である用紙上に転写する転写装
置が備えられている。

【０００３】従来、このような転写装置として、感光体
ドラムに対して非接触でトナー像の用紙への転写を行な
うコロトロン転写方式や、感光体ドラムに対して接触し
ながらトナー像の転写を行なうローラ転写・ブラシ転写
・ベルト転写方式などが用いられているが、環境の変化
に伴う用紙の抵抗値や用紙の厚さなど、転写材の変化
や、接触転写方式では、環境・個体差・ライフなどでの
転写ローラや転写ベルトの抵抗値変化や、コロトロン転
写方式の汚れなどによる転写手段の変化によって、トナ
ー像を用紙に転写する際の最適な転写バイアス電圧が変
化することが知られている。

【０００４】たとえば、高温多湿時には用紙の抵抗値が
大幅に下がり、これに合わせて最適な転写バイアス電圧
が常温時と比較して低くなる。一方、低温低湿環境では
用紙の抵抗値が上昇して、転写バイアス電圧が上方にシ
フトすることが知られている。

【０００５】図１に、環境の違いと転写効率との関係の
一例を示す。横軸が転写手段への印加電圧（転写バイア
ス電圧）であり、縦軸が転写効率である。転写効率は、
［転写残りトナー量／現像トナー量＊１００（％）］と
した。環境の変化に対し、最適な転写バイアス電圧が異
なることがわかる。

【０００６】図２には、用紙の厚さ・種類と最適な転写
バイアス電圧との関係の一例を示す。用紙が厚いと印加
する転写バイアス電圧を増加させなくては良好な転写が
得られないことがわかる。

【０００７】また、図３には、接触転写方式で使用する
転写ローラの抵抗値の環境依存性を調べた結果である。
イオン電導性の転写ローラは、環境で抵抗値が大幅に変
化する。これらの転写材や転写手段の転写条件の変化に
対し、従来では全ての条件に対して中庸な転写条件を設
定することや、使用する用紙、使用環境などをあらかじ
め絞り込んで条件の設定を行なうことが行なわれている
のが現状である。これでは、通常の使い方をしていて
も、プロセスの最高画質を得られないだけでなく、ユー
ザの使用方法や用紙の種類や環境によっては、かなり画
質が悪化する場合が発生する。

【０００８】また、カラー複写機などの最新の画像形成
装置では、装置内に温湿度センサを設け、センサの検出
値に対して転写バイアス電圧を変更するシステムを使用
しているが、この場合も、転写材としての用紙の種類や
環境に対する放置時間などで抵抗値が変化してしまうた
め、必ずしも最適な転写バイアス電圧が得られているわ
けではないという状況であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の構成では、用紙の種類や環境、感光体のライフなどに
関わらずに、ある程度の画質が得られるように、中庸な
設定がなされているために、ユーザの使い方によっては
良い画質を得られないだけでなく、設計者側からも用紙
の状態を知る方法がないために、環境による用紙の変化
を検知することができず、最高の画質を得ることのでき
る最適な設定を行なうことができないという問題があっ
た。

【００１０】そこで、本発明は、環境や用紙の抵抗値変
化などに関わらず常に最適な転写バイアス電圧が得ら
れ、常に安定した良好な画質が得られる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、表面に静電潜像が形成される感光体と、この感光体
の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像することに
より現像剤像化する現像手段と、前記感光体の表面と相
対向して配設され、所定の転写バイアス電圧が印加され
ることにより、前記現像手段の現像により前記感光体の
表面に形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段
と、この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺
接し、かつ、所定の電位に接続された導電性部材と、前
記転写手段による転写後の前記感光体の表面に残留する
残留電荷により前記導電性部材に流れる電流値を検出す
る電流検出手段と、この電流検出手段で検出された電流
値に基づき前記転写手段に印加する転写バイアス電圧を
制御する転写バイアス制御手段とを具備している。

【００１２】また、本発明の画像形成装置は、表面に静
電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形成
された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤像
化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配設
され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、この転
写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接する導電
性部材と、この導電性部材に対して前記感光体の帯電電
位と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感
光体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手
段と、この残留電荷除去手段による電圧印加により前記
導電性部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段で検出された電流値に基づき前記転写
手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイア
ス制御手段とを具備している。

【００１３】また、本発明の画像形成装置は、表面に静
電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形成
された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤像
化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配設
され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、この転
写手段による転写後において、前記感光体の表面に摺接
することにより、前記感光体の表面に残留する現像剤を
除去する導電性のクリーニングブレードと、このクリー
ニングブレードに対して前記感光体の帯電電位と同極性
の所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の
転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、この
残留電荷除去手段による電圧印加により前記クリーニン
グブレードに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段で検出された電流値に基づき前記転写
手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイア
ス制御手段とを具備している。

【００１４】また、本発明の画像形成装置は、表面に静
電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形成
された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤像
化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配設
され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を用紙に転写する転写手段と、この転写
手段による転写後の前記感光体の表面に摺接する導電性
部材と、この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位
と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感光
体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段
と、この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導
電性部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前
記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、前記
電流検出手段で検出された電流値および前記用紙サイズ
検出手段で検出された用紙のサイズに基づき前記転写手
段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイアス
制御手段とを具備している。

【００１５】また、本発明の画像形成装置は、表面に静
電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形成
された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤像
化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配設
され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を用紙に転写する転写手段と、この転写
手段による転写後の前記感光体の表面に摺接する導電性
部材と、この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位
と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感光
体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段
と、この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導
電性部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前
記感光体上の静電潜像の状態を検出する潜像状態検出手
段と、前記電流検出手段で検出された電流値および前記
潜像状態検出手段で検出された静電潜像の状態に基づき
前記転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転
写バイアス制御手段とを具備している。

【００１６】また、本発明の画像形成装置は、表面に静
電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形成
された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤像
化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配設
され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を用紙に転写する転写手段と、この転写
手段による転写後の前記感光体の表面に摺接する導電性
部材と、この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位
と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感光
体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段
と、この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導
電性部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前
記感光体のライフを検出する感光体ライフ検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値および前記感光体
ライフ検出手段で検出された感光体のライフに基づき前
記転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写
バイアス制御手段とを具備している。

【００１７】さらに、本発明の画像形成装置は、表面に
静電潜像が形成される感光体と、この感光体の表面に形
成された静電潜像を現像剤で現像することにより現像剤
像化する現像手段と、前記感光体の表面と相対向して配
設され、所定の転写バイアス電圧が印加されることによ
り、前記現像手段の現像により前記感光体の表面に形成
された現像剤像を用紙に転写する転写手段と、この転写
手段による転写後において、前記感光体の表面に摺接す
ることにより、前記感光体の表面に残留する現像剤を除
去する導電性のクリーニングブレードと、このクリーニ
ングブレードに対して前記感光体の帯電電位と同極性の
所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の転
写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、この残
留電荷除去手段による電圧印加により前記クリーニング
ブレードに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前
記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、前記
感光体上の静電潜像の状態を検出する潜像状態検出手段
と、前記感光体のライフを検出する感光体ライフ検出手
段と、前記電流検出手段で検出された電流値、前記用紙
サイズ検出手段で検出された用紙のサイズ、前記潜像状
態検出手段で検出された静電潜像の状態、および、前記
感光体ライフ検出手段で検出された感光体のライフに基
づき前記転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御す
る転写バイアス制御手段とを具備している。

【００１８】本発明によれば、転写手段による転写後の
感光体の表面に摺接し、かつ、所定の電位に接続された
導電性部材を設け、転写後の感光体の表面に残留する残
留電荷により、この導電性部材に流れる電流値を検出
し、この検出した電流値に基づき転写手段に印加する転
写バイアス電圧を制御することにより、環境や用紙の抵
抗値変化などに関わらず常に最適な転写バイアス電圧が
得られる。

【００１９】たとえば、設定された転写バイアス電圧に
対し用紙の抵抗値などが低下した場合、感光体の表面に
は転写による電荷が付与されるが、その電荷により、所
定の電位に接続された導電性部材に流れる電流の増加を
検出することにより、この現象を確認できる。

【００２０】したがって、上記検出した電流値に基づき
転写手段に印加する転写バイアス電圧を補正制御するこ
とにより、環境や用紙の抵抗値変化などに関わらず常に
最適な転写バイアス電圧が得られ、常に安定した良好な
画質が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２２】図４は、本実施の形態に係る画像形成装置
（たとえば、デジタル複写機）の基本構成を模式的に示
すものである。図４において、１は像担持体としての感
光体ドラムで、図示矢印方向に回転され、その表面は、
帯電用帯電器２によって所定の負電位に一様に帯電され
る。ここに、感光体ドラム１は、たとえば、負帯電性の
ＯＰＣ（有機感光体）などで構成されている。なお、負
帯電性のＯＰＣは、負の電荷に対しては光で除電できる
が、正の電荷（逆極性電荷）については光で除電できな
い特性を持っている。

【００２３】感光体ドラム１の上方には、露光手段とし
てのレーザスキャナ３が設けられていて、このレーザス
キャナ３によって、感光体ドラム１の表面が感光体感度
に合致した波長を持つレーザ光で走査露光されることに
より、感光体ドラム１の表面に記録画像に対応した静電
潜像が形成される。

【００２４】感光体ドラム１上に形成された静電潜像
は、現像手段としての現像器４によってトナーとキャリ
アとからなる２成分現像剤で反転現像されることにより
トナー像化される。このときのトナーの帯電極性は、感
光体ドラム１の帯電極性と同様な負である。また、現像
方式は、トナー成分からなる１成分現像剤でも同様であ
る。

【００２５】転写材としての用紙Ｐは、給紙カセット５
から１枚ずつ供給され、搬送手段としてのレジストロー
ラ対６に送られる。レジストローラ対６は、供給された
用紙Ｐを、感光体ドラム１上にトナー像を形成するのと
タイミングを合わせて、感光体ドラム１下方の転写部へ
送る。

【００２６】感光体ドラム１の下方部位には、レジスト
ローラ対６で供給された用紙Ｐを静電吸着搬送するため
の転写ベルト７が設けられている。転写ベルト７は、た
とえば、半導電性の特性を有し、固有抵抗値が１０⁸ 〜
１０¹³Ω・ｃｍの無端ベルトを使用している。また、転
写ベルト７は、走行の安定性を得るために、弾性を有す
るクロロプレンゴムやウレタンゴムなどを使用してい
る。また、転写ベルト７の厚さは、０．３〜０．５ｍｍ
で、その表面にベルトの厚さの１／１０以下のフッ素樹
脂などのコーティング層を設け、ベルト表面に汚れが発
生し難い構造としている。

【００２７】転写ベルト７は、転写ベルト駆動軸８、転
写ベルト従動軸９、および、転写ベルト剥離補助軸１０
によって張力を与えられ、転写ベルト駆動軸８により駆
動力を伝達されて駆動される。

【００２８】感光体ドラム１の下方部位には、感光体ド
ラム１上のトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写手段とし
ての転写ローラ１１が設けられている。転写ローラ１１
は、たとえば、イオン伝導剤を分散させた半導電性（抵
抗値が約１０６〜８Ω）のウレタンスポンジローラであ
り、転写ベルト７を介して感光体ドラム１の表面に転接
している。転写ローラ１１には、高圧電源部１２から、
トナーの帯電極性とは逆の正の所定の転写バイアス電圧
（直流電圧）が印加されている。

【００２９】感光体ドラム１の回転方向に対する転写ロ
ーラ１１の下流側には、感光体ドラム１の表面を清掃す
るクリーニング装置１３が設けられている。クリーニン
グ装置１３は、感光体ドラム１の表面に残留するトナー
（転写残りトナー）を除去する（掻き落とす）クリーニ
ングブレード１４を備えている。

【００３０】クリーニングブレード１４は、たとえば、
導電性（抵抗値が約１０⁷ Ω）の部材で形成されてい
て、感光体ドラム１の表面に摺接して残留トナーを掻き
取り除去するとともに、この例では、転写後に感光体ド
ラム１の表面に残留した電荷（残留電荷）を除去する
（除電する）導電性部材としての機能をも兼ねている。
クリーニングブレード１４には、高圧電源部１５から、
感光体ドラム１の帯電極性と同様な負の所定の電圧（直
流電圧）が印加されている。

【００３１】感光体ドラム１の回転方向に対するクリー
ニング装置１３の下流側には、感光体ドラム１の表面の
負電荷の消去を行なうことにより、帯電工程前に感光体
ドラム１上の表面電位の均一化を行なう光除電器１６が
設けられている。

【００３２】さて、レジストローラ対６で供給された用
紙Ｐが転写ベルト７に達すると、転写ベルト７の静電吸
着搬送により転写部に送られ、転写部において、転写ロ
ーラ１１によって用紙Ｐの裏側からトナーと逆極性（正
極性）の電荷を付与することにより、感光体ドラム１上
のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

【００３３】トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ガイ
ド１７および定着器前ガイド１８に案内されて定着器１
９に送られ、定着器１９により加熱定着されて、外部の
排紙トレイ（図示しない）上に排出される。

【００３４】一方、トナー像の転写が終了した感光体ド
ラム１は、さらに回転することにより、クリーニング装
置１３のクリーニングブレード１４によって表面の残留
トナーを掻き落としつつ、転写ローラ１１で感光体ドラ
ム１の表面に与えられた不要な正電荷の除電を行なう。
この工程で、感光体ドラム１の感度がない正電荷の除去
が行なわれ、適当に負の領域まで電荷を付与することに
より、次の帯電工程時に問題となるメモリの発生を防止
する。

【００３５】次に、光除電器１６によって感光体ドラム
１上の負電荷の消去を行なうことにより、帯電工程前に
感光体ドラム１上の表面電位の均一化を行ない、帯電用
帯電器２による帯電工程に移行する。以上のサイクルを
繰り返すことにより画像形成が行なわれる。

【００３６】なお、説明に使用した帯電用帯電器２は、
ローラタイプの接触形でも同様の機能を有するし、転写
手段は非接触形のコロトロン転写方式であっても、ロー
ラのみを使用したローラ転写方式であってもよい。ま
た、露光手段はレーザ光以外に、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）アレーなどを用いることも考えられ、この例以外に
も組合わせは多数考えることができる。

【００３７】また、この例では、感光体ドラム１には、
負帯電性のＯＰＣについて述べているが、正帯電性の感
光体についても、反転現像を用いたシステムでは同様の
ことがいえる。感光体の種類には、ＯＰＣの他にセレ
ン、砒素セレン、アモルファスシリコーンなどがある
が、正帯電のＯＰＣと同様に、正極性のみに感度を持っ
ており、負帯電については光除電では充分に電荷を除去
できないため、やはりメモリの発生が問題となり、転写
ローラ１１と光除電器１６との間に負帯電を除去して正
電荷を付与できる構成が必要となる。クリーニングブレ
ード（導電性部材）１４は、この正帯電の感光体につい
ても同様の理由で効果を発揮できる。

【００３８】クリーニングブレード１４には、転写によ
って感光体ドラム１上に付与された正電荷を適当に除去
して負帯電側にシフトさせるだけの電圧を印加する。具
体的には、クリーニングブレード１４には、高圧電源部
１５から直流の負の定電圧を印加しており、感光体ドラ
ム１上の残留電荷に応じて高圧電源部１５から電流が流
れることにより、感光体ドラム１上の正電荷を除去する
ように制御を行なう。

【００３９】実際に、クリーニングブレード１４に電圧
を印加して、印加後の電圧Ｖｃは下記（１）式にしたが
うことがわかった。

【００４０】 ｜Ｖｃ｜＝ａ＊｜Ｖ−ＶTH｜ …… （１） Ｖ ：クリーニングブレード１４に印加する電圧 ａ ：係数 ＶTH：パッシェンの法則で知られる放電スレッショルド
電圧 パッシェンの法則自体は、放電現象について論じられた
内容であるが、このクリーニングブレード１４に使用し
た場合もオゾン臭を感じる場合があり、感光体ドラム１
とクリーニングブレード１４との間の微少空間で放電が
発生していると考えられる。

【００４１】上記（１）式中の係数ａはプロセス速度で
変化する。本実施の形態のクリーニングブレード１４に
ついての印加電圧と感光体ドラム１の表面電位との関係
の一例を図５に示す。プロセス速度が速くなるほど傾き
が小さくなっていることがわかる。これは、クリーニン
グブレード１４の接触しているニップ幅が小さいため
に、充分な電荷を与えられないために発生することがわ
かっている。

【００４２】図５において、特性ｈはプロセス速度が１
３０ｍｍ／ｓの場合、特性ｉはプロセス速度が５０ｍｍ
／ｓの場合、特性ｊはプロセス速度が２５ｍｍ／ｓの場
合、をそれぞれ示している。

【００４３】したがって、ブレード以外の接触部材を使
用する場合には、プロセス速度に応じて接触幅（ニップ
幅）を増加させることで、係数ａは「１」に近づくが、
本実施の形態のクリーニングブレード１４では、帯電そ
のものが目的ではないため、係数ａの変化がなければ充
分である。

【００４４】図５では、プロセス速度に関わらず、４０
０［Ｖ］印加程度から帯電が開始されていることがわか
る。この４００［Ｖ］が前記（１）式の放電スレッショ
ルド電圧ＶTHにあたる。４００［Ｖ］の値については、
試験条件や環境で変化する場合があるが、試験条件、つ
まり、クリーニングブレード１４の設定条件が統一され
ていれば、ほぼ再現が得られている。

【００４５】ここで、感光体ドラム１上の電荷量に対す
る表面電位の関係は、 Ｖｃ＝Ｑ／Ｃ …… （２） Ｑ：感光体ドラム１上の電荷量 Ｃ：感光体ドラム１の静電容量 また、このときに感光体ドラム１に流れる電流値ｉは ｉ＝ｄＱ／ｄＴ …… （３） で記述される。

【００４６】すなわち、高圧電源部１５から供給される
電流は、感光体ドラム１の静電容量とプロセス速度とに
依存することになる。感光体ドラム１の静電容量が大き
い場合、同じ表面電位を得るためには、それだけ多くの
電荷が必要となり、さらに、プロセス速度に応じて電流
が変化する。感光体ドラム１を帯電させるプロセスで
は、感光体ドラム１の静電容量と印加電圧とプロセス速
度とで感光体ドラム１の帯電電位はほぼ推測でき、プロ
セス状況で電流値に変化は発生しない。

【００４７】しかしながら、本実施の形態のクリーニン
グブレード１４は、転写の影響を受けた感光体ドラム１
上の電荷（具体的には正電荷）を除去すべく、負の電荷
を付与するように使われるため、感光体ドラム１上の転
写電荷の影響の度合いに応じて電流値が変化する。転写
電荷の影響による感光体ドラム１の電位をＶTRとする
と、印加電圧Ｖで表面電位がＶｃになった場合には、 帯電電圧＝｜Ｖｃ−ＶTR｜ …… （４） ｉ＝ｄＱ／ｄＴ＝ｄＣ（Ｖｃ−ＶTR）／ｄＴ …… （５） となり、転写電荷によって与えられた電位ＶTRによって
電流値ｉが変化することがわかる。Ｖｃは負の電圧であ
るので、正の電位ＶTRが大きい場合により大きな電流が
流れることとなる。

【００４８】次に、転写による感光体ドラム１への影響
について概略を述べる。ここでは、図４の接触形の転写
ローラ１１について説明を行なう。転写ローラ１１は、
前述したように、イオン伝導剤を分散させた半導電性の
ウレタンスポンジローラである。現像用のトナーは、非
磁性の２成分現像用とし、帯電量（Ｑ／ｄ）で−３ｆｃ
／１０μｍとした。

【００４９】図２に、転写バイアス電圧と転写効率（現
像トナー量−転写残りトナー量）／現像トナー量＊１０
０［％］）の関係を示してある。図２において、環境は
常温常湿、特性ｅは５０ｇ／ｍ² の開封直後の用紙の場
合、特性ｆは８０ｇ／ｍ² の開封直後の用紙の場合、特
性ｇは１５６ｇ／ｃｍ² の開封直後の用紙の場合であ
り、それぞれ転写バイアス電圧（印加電圧）に対し転写
効率は異なったピーク値を持っている。

【００５０】また、図１には、環境での転写バイアス電
圧（印加電圧）と転写効率との関係を示している。用紙
は図２の特性ｆの用紙を使用し、それぞれの環境で１２
時間以上放置したもので試験を行なった。環境により転
写バイアス電圧と転写効率との関係がずれていることが
わかる。

【００５１】図１において、特性ａは環境が低温低湿の
場合、特性ｂは環境が常温常湿の場合、特性ｃは環境が
高温多湿の場合、をそれぞれ示している。特性ｄは環境
が高温多湿で、常温常湿の環境で開封直後の用紙を使用
した場合であり、常温常湿時のデータに近いことがわか
る。

【００５２】このように、転写効率は、環境や用紙の種
類、用紙の置かれていた状況で大きく変化するが、これ
は図６、図７に示すように、環境で用紙の表面抵抗およ
び体積抵抗が大きく変化することが原因である。図示し
ないが、環境での放置時間によっても抵抗値は大きく変
化する。この用紙（転写材）の抵抗値変化については、
従来、画像形成装置側で知る方法がなかった。このた
め、全てにおいて中庸な条件を設定していたのが現実で
ある。

【００５３】図６、図７において、特性ｋ，ｍは７５ｇ
／ｍ² の用紙の場合、特性ｌ，ｎは６４ｇ／ｍ² の用紙
の場合、をそれぞれ示している。

【００５４】ところで、図１、図２に示すグラフのカー
ブで、転写効率がピークを越えた部分については、一般
的に転写過剰の条件といわれ、転写効率が悪化するだけ
でなく、画質のぼそつきなどが発生しやすい。また、同
時に、転写ローラ１１から用紙Ｐを通過して感光体ドラ
ム１上に電荷を与える現象が発生していることがわかっ
ている。

【００５５】すなわち、元来、負電荷であった感光体ド
ラム１上に残留したトナーや感光体ドラム１上の帯電電
位を正側にシフトする現象が発生する。これは、感光体
ドラム１の電位と転写電位との間の電位差に対し、用紙
Ｐの抵抗値が低いなど、耐圧が少ない場合に放電現象に
より感光体ドラム１側に転写電荷が移行することにより
発生する。

【００５６】図８に、転写バイアス電圧（印加電圧）と
転写後の感光体ドラム１の帯電電位との関係について一
例を示す。図８では、転写効率のピーク以降の低下と転
写による感光体ドラム１上の正帯電電位とに相関がある
ことがわかる。また、図８には、同時に転写後の感光体
ドラム１の表面電位に対しクリーニングブレード１４に
流れた電流値（クリーニング部電流）を示している。

【００５７】図８からは、転写効率のピーク以降の低下
と転写による感光体ドラム１上の正帯電電位、これに伴
うクリーニングブレード１４に流れた電流値とが相関が
あることがわかる。このとき、クリーニングブレード１
４には定電圧（−５００［Ｖ］）を印加し、クリーニン
グ後の感光体ドラム１の表面電位はほぼ一定の−１００
［Ｖ］となっていた。

【００５８】以上説明したように、クリーニングブレー
ド１４に印加した電圧に対して流れた電流値ｉをモニタ
することにより、転写過剰の状態を把握することができ
る。また、この結果から、逆に、最適の転写バイアス電
圧を印加するように、フィードバックをかけることがで
きる。すなわち、図８でクリーニング部電流を減じる方
向に転写バイアス電圧を低減する制御を行なう。

【００５９】図９は、上記説明に基づき、図４に対して
クリーニングブレードに流れる電流値を検出して転写バ
イアス電圧を制御するように具体化した構成例を示して
いる。すなわち、高圧電源部１５に電流検出手段として
の電流検出部２０を接続し、この電流検出部２０によっ
て、高圧電源部１５からの電圧印加によりクリーニング
ブレード１４に流れる電流値を検出し、その検出結果を
転写バイアス制御手段としての転写バイアス算出部２１
に送る。

【００６０】転写バイアス算出部２１は、電流検出部２
０で検出された電流値に基づき、たとえば、あらかじめ
電流値に対する最適な転写バイアス電圧値が設定された
転写バイアス換算テーブルを参照することにより、最適
な転写バイアス電圧を算出する。そして、この算出した
転写バイアス電圧に応じて高圧電源部１２を制御するこ
とにより、転写ローラ１１に印加する転写バイアス電圧
を最適値に設定制御する。

【００６１】次に、他の実施の形態について説明する。

【００６２】用紙Ｐの大きさ（感光体ドラム１の長手方
向幅に対する用紙幅）によっても、クリーニングブレー
ド１４に流れる電流値と最適な転写バイアス電圧との関
係が異なる。すなわち、感光体ドラム１に対して小さい
用紙Ｐを使用した場合には、用紙Ｐが接触していない部
分の感光体ドラム１は用紙Ｐによる転写電荷を遮ること
がないため、転写により容易に感光体ドラム１が帯電さ
れる。

【００６３】また、画像パターンによっても、クリーニ
ングブレード１４に流れる電流値が変化することが容易
に推測できる。すなわち、反転現像を使用するシステム
の場合、画像領域（トナーの付着がある部分）はトナー
が付着していることと、帯電が減衰している部分である
ことから、耐圧が大きいことと電位差が小さいことから
放電の発生は少ないが、非画像領域では感光体ドラム１
上と転写部との電位差が大きいため、放電による電荷授
受が行なわれやすい。

【００６４】このように、用紙Ｐのサイズや画像パター
ンによっても転写ローラ１１と感光体ドラム１との間の
放電状態が異なるため、これらの各パラメータを取入れ
ることで、より細かい制御が可能となる。

【００６５】図１０は、図９の構成に対して上記各パラ
メータを取入れて具体化した構成例を示している。すな
わち、用紙サイズ検出手段としての用紙サイズ検出部２
２は、給紙カセット５から供給される用紙Ｐのサイズを
検出し、その検出結果を転写バイアス算出部２１に送
る。潜像状態検出手段としての画素数カウンタ部２３
は、転写領域での画像状態（潜像状態）を検出するため
に、転写領域での画像パターンの画素数をカウントする
もので、そのカウント結果は転写バイアス算出部２１に
送られる。

【００６６】感光体ライフ検出手段としての感光体ライ
フカウンタ部２４は、感光体ドラム１のライフを検出す
るために、感光体通紙枚数（感光体ドラム１からトナー
像を転写した用紙Ｐの枚数）をカウントするもので、そ
のカウント結果は転写バイアス算出部２１に送られる。
温湿度センサ２５は、本装置周辺の温湿度を検出するも
ので、その検出結果は転写バイアス算出部２１に送られ
る。

【００６７】転写バイアス算出部２１は、画素数カウン
タ部２３のカウント結果に基づき、転写領域での画像状
態（潜像状態）を検出するとともに、感光体ライフカウ
ンタ部２４のカウント結果に基づき、感光体ドラム１の
ライフとそれによる静電容量を計算（推測）する。そし
て、これら検出した画像状態（潜像状態）、計算（推
測）した静電容量、検出電流検出部２０で検出された電
流値、用紙サイズ検出部２２で検出された用紙サイズに
基づき、たとえば、あらかじめ上記各パラメータに対す
る最適な転写バイアス電圧値が設定された転写バイアス
換算テーブルを参照することにより、最適な転写バイア
ス電圧を算出し、この算出した転写バイアス電圧に応じ
て高圧電源部１２を制御することにより、転写ローラ１
１に印加する転写バイアス電圧を最適値に設定制御す
る。

【００６８】次に、本発明を具体的に採用した場合の結
果について説明する。なお、システムは図１０に示した
ものを考慮した。

【００６９】感光体ドラム１の周速は１３０ｍｍ／ｓ、
クリーニングブレード１４の抵抗値は−５００［Ｖ］印
加で１０７Ωである。この場合のクリーニングブレード
１４への印加電圧と感光体ドラム１の表面電位との関係
は、図５に示した通りである。これは、速度が１３０ｍ
ｍ／ｓと速いことと、クリーニングブレード１４のニッ
プ幅が少ないことから、充分な電荷供給能力がないこと
が原因であるが、クリーニングブレード１４で除電とし
て使用する場合には、この特性の把握を行なっておけば
充分である（帯電器としては不安定で使用することは不
可能）。

【００７０】通常、画像形成装置には、環境センサが付
加されており、環境に対し転写バイアス電圧の補正が行
なえるように構成されている。環境は高温多湿、用紙は
２４時間以上その環境で放置されたものを使用した。感
光体ドラム１の帯電電位は−６００［Ｖ］、転写バイア
ス電圧は１３００［Ｖ］として、画像出しを行なった。
その結果、転写ぬけの多い画像が得られた。また、この
ときのクリーニングブレード１４に流れる電流は、設定
値よりも大きい電流が検出された。

【００７１】前述したように、あらかじめ、用紙サイズ
とクリーニングブレード１４に流れる電流との関係か
ら、最適な転写バイアス電圧を設定した転写バイアス換
算テーブルを用意してあり、これを基に次ページ目か
ら、転写バイアス電圧を１１００［Ｖ］に変更して画像
採取が行なわれた。その結果、前回の画像とは異なり、
良好な画像が得られた。また、クリーニングブレード１
４に流れる電流は、設定値以内の電流値が検出された。

【００７２】設定電流値は画像パターンで異なるが、今
回は画像パターンがない部分での検出を行なっているこ
とと、感光体ドラム１上の非画像部電位とクリーニング
ブレード１４への印加電圧との差が小さく、転写による
感光体ドラム１上への電荷付与がなくなれば、感光体ド
ラム１の表面電位とクリーニングブレード１４への印加
電圧との差が大きくないために電流が流れることがな
く、設定電流値が０［μＡ］になるように、転写バイア
ス電圧が低減された。

【００７３】上述したように、感光体ドラム１上の非画
像部電位やクリーニングブレード１４の電位、画像パタ
ーンや感光体通紙枚数などから最適電流を決定してあげ
ればよく、システムにより最適値および最適条件が異な
る。

【００７４】以上説明したような構成により、最適な転
写バイアス電圧を選定することが可能となり、常に良好
な画質を得ることができる。たとえば、モノクロデジタ
ル複写機や単色プリンタなどに適用した場合は、次ペー
ジから最適な画質が得られることになるが、いわゆる４
連タンデム方式のカラーデジタル複写機においては、最
初の色ステーションで補正をかければ、２番目から４番
目にかけては電圧補正が行なわれて、最適画像が得られ
るように構成される。カラーデジタル複写機などでは、
転写部で最大４層の色重ねが発生するため、転写条件の
範囲が単色と比べはるかに狭く、非常に有効である。

【００７５】また、導電性部材を導電性のクリーニング
ブレードとすることで、新規な部材を追加しなくても、
前記した制御を行なうことができ、小形で高画質の画像
形成装置が得られる。

【００７６】なお、前記実施の形態では、転写過剰電荷
のモニタを導電性のクリーニングブレードで行なうよう
にしたが、これ以外でもよく、たとえば、転写後で、光
除電前であれば、導電性部材を感光体ドラムの表面に摺
接させて、その導電性部材に流れる電流をモニタするこ
とにより、同様の補正制御を行なうことも可能である。

【００７７】要は、反転現像方式を用いた電子写真プロ
セスの転写後で、光除電前に、感光体ドラムの表面に摺
接して感光体ドラム上の残留電荷を除去する導電性部材
を設け、この導電性部材を所定の電位（たとえば、接地
電位）に接続することにより、転写後の残留電荷の除去
を行なうとともに、導電性部材に流れる電流値を検出し
て、最適な転写バイアス電圧を選定するよう制御するよ
うにすればよい。

【００７８】さらに、導電性のクリーニングブレードに
印加する直流電圧の補助として交流電圧を付加すること
も行なわれるが、前記説明と同様に直流成分の電流値を
モニタすることにより、制御を実施することが可能であ
る。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、環
境や用紙の抵抗値変化などに関わらず常に最適な転写バ
イアス電圧が得られ、常に安定した良好な画質が得られ
る画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】環境の違いと転写効率との関係を示すグラフ。

【図２】用紙の厚さと転写効率との関係を示すグラフ。

【図３】転写ローラの抵抗値の環境による変化を示すグ
ラフ。

【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の基本
構成を模式的に示す構成図。

【図５】クリーニングブレードの印加電圧と感光体ドラ
ムの表面電位との関係を示すグラフ。

【図６】用紙の表面抵抗値の湿度依存性を示すグラフ。

【図７】用紙の抵抗値の湿度依存性を示すグラフ。

【図８】転写バイアス電圧と感光体ドラムの表面電位と
クリーニングブレードの印加電圧との関係を示すグラ
フ。

【図９】クリーニングブレードに流れる電流値を検出し
て転写バイアス電圧を制御するように具体化した画像形
成装置の構成を模式的に示す構成図。

【図１０】図９の構成に対して複数のパラメータを取入
れて具体化した画像形成装置の構成を模式的に示す構成
図。

【符号の説明】

１……感光体ドラム（感光体、像担持体）、２……帯電
用帯電器、３……レーザスキャナ（露光手段）、４……
現像器（現像手段）、５……給紙カセット、６……レジ
ストローラ対、７……転写ベルト、１１……転写ローラ
（転写手段）、１２……高圧電源部、１３……クリーニ
ング装置、１４……クリーニングブレード、１５……高
圧電源部、１６……光除電器、１９……定着器、２０…
…電流検出部（電流検出手段）、２１……転写バイアス
算出部（転写バイアス制御手段）、２２……用紙サイズ
検出部（用紙サイズ検出手段）、２３……画素数カウン
タ部（潜像状態検出手段）、２４……感光体ライフカウ
ンタ部（感光体ライフ検出手段）、２５……温湿度セン
サ、Ｐ……用紙（転写材）。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を転写
   材に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接
   し、かつ、所定の電位に接続された導電性部材と、 前記転写手段による転写後の前記感光体の表面に残留す
   る残留電荷により前記導電性部材に流れる電流値を検出
   する電流検出手段と、 この電流検出手段で検出された電流値に基づき前記転写
   手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイア
   ス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を転写
   材に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接す
   る導電性部材と、 この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位と同極性
   の所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の
   転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導電性
   部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 この電流検出手段で検出された電流値に基づき前記転写
   手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイア
   ス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を転写
   材に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後において、前記感光体の表面
   に摺接することにより、前記感光体の表面に残留する現
   像剤を除去する導電性のクリーニングブレードと、 このクリーニングブレードに対して前記感光体の表面電
   位と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感
   光体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手
   段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記クリー
   ニングブレードに流れる電流値を検出する電流検出手段
   と、 この電流検出手段で検出された電流値に基づき前記転写
   手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイア
   ス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記クリーニングブレードは、電気的な
   抵抗値が１０⁴ 〜１０⁹ Ω、望ましくは１０⁵ 〜５＊１
   ０⁸ Ωの導電性部材によって構成されていることを特徴
   とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を用紙
   に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接す
   る導電性部材と、 この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位と同極性
   の所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の
   転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導電性
   部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、 前記電流検出手段で検出された電流値および前記用紙サ
   イズ検出手段で検出された用紙のサイズに基づき前記転
   写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイ
   アス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を用紙
   に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接す
   る導電性部材と、 この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位と同極性
   の所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の
   転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導電性
   部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記感光体上の静電潜像の状態を検出する潜像状態検出
   手段と、 前記電流検出手段で検出された電流値および前記潜像状
   態検出手段で検出された静電潜像の状態に基づき前記転
   写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写バイ
   アス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を用紙
   に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後の前記感光体の表面に摺接す
   る導電性部材と、 この導電性部材に対して前記感光体の帯電電位と同極性
   の所定の電圧を印加することにより、前記感光体表面の
   転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記導電性
   部材に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記感光体のライフを検出する感光体ライフ検出手段
   と、 前記電流検出手段で検出された電流値および前記感光体
   ライフ検出手段で検出された感光体のライフに基づき前
   記転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写
   バイアス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 表面に静電潜像が形成される感光体と、 この感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像
   することにより現像剤像化する現像手段と、 前記感光体の表面と相対向して配設され、所定の転写バ
   イアス電圧が印加されることにより、前記現像手段の現
   像により前記感光体の表面に形成された現像剤像を用紙
   に転写する転写手段と、 この転写手段による転写後において、前記感光体の表面
   に摺接することにより、前記感光体の表面に残留する現
   像剤を除去する導電性のクリーニングブレードと、 このクリーニングブレードに対して前記感光体の帯電電
   位と同極性の所定の電圧を印加することにより、前記感
   光体表面の転写後の残留電荷を除去する残留電荷除去手
   段と、 この残留電荷除去手段による電圧印加により前記クリー
   ニングブレードに流れる電流値を検出する電流検出手段
   と、 前記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、 前記感光体上の静電潜像の状態を検出する潜像状態検出
   手段と、 前記感光体のライフを検出する感光体ライフ検出手段
   と、 前記電流検出手段で検出された電流値、前記用紙サイズ
   検出手段で検出された用紙のサイズ、前記潜像状態検出
   手段で検出された静電潜像の状態、および、前記感光体
   ライフ検出手段で検出された感光体のライフに基づき前
   記転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御する転写
   バイアス制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記クリーニングブレードは、電気的な
   抵抗値が１０⁴ 〜１０⁹ Ω、望ましくは１０⁵ 〜５＊１
   ０⁸ Ωの導電性部材によって構成されていることを特徴
   とする請求項８記載の画像形成装置。