JPH0362075A - 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、電子写真方式を用いた複写機あるいはプリン
ター等の画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

像担持体と、これに圧接する転写部材とをそなえ、これ
ら両者の間を転写材を通過させるとともに、このとき転
写部材にバイアス電圧を印加して、像担持体側のトナー
像を転写材に転写するように構成した画像形成装置がす
でに提案されている。

第７図はこのような画像形成装置の典型的な例を示す概
略側面図である。第７図に示した例においては紙面に垂
直方向に軸線を有し、図示矢印Ｘ方向にプロセススピー
ド２４　ｍ　ｍ　／　Ｓで回転する径３０ｍｍの円筒状
の感光体ｌの表面が電源４によって径１２ｍｍの帯電ロ
ーラ３を介して一様にＶ。ニー６００Ｖに帯電されたの
ち、画像情報書き込み手段５によって画像変調されたレ
ーザ・−ビームスリット露光などによって感光体ｌの帯
電面に画像情報が付与されて感光体ｌの露光された部分
がｖＬ＝〜１ｏｏｖに減衰して静電潜像が形成される。

ついでこの潜像に現像器６によってトナーが供給されて
トナー像が形成される。感光体１の回転に伴ってこのト
ナー像が、転写部材たる径１６．６ｍｍの転写ローラ２
が感光体１に当接するニップ部たる転写部位に到達する
と、該トナー像とタイミングを合せて転写材Ｐもこの転
写部位に到来し、このとき該転写ローラ２に転写バイア
スを印加して、転写材裏面にトナーと反対極性の電荷を
付与し、感光体ｌのトナー像を転写材に転移させるもの
とする。

図示の装置においては感光体としてＯＰＣ感光体を使用
して帯電手段としては感光体１に圧接従動して、これを
負帯電させる帯電ローラ３を、転写手段としてはこれも
感光体ｌに圧接従動し、転写材裏面に正電荷を付与する
半導電性の転写ローラ２を用いた。

画像露光はイメージ露光で、現像器６にＶ　Ｄｉｖ　”
−３７０Ｖを印加した場合ネガトナーにより反転現像が
行なわれる。

〔発明が解決しようとしている課題〕

上記のような接触転写方式をとる画像形成装置は、従来
から広く実用されているコロナ放電器を使用するものに
比べて、高圧電源を必要としないのでコスト的に有利で
ある。また電極たるワイヤもないので、それの汚れによ
る障害もなく、高圧放電に基づくオゾンの発生や、窒素
酸化物の生成もなく、これらによる感光体、画質の劣化
なども少ないなど種々の利点があるが、反面、転写ロー
ラ２が環境変化（温度、湿度の変化）によって、これに
印加する電圧とこれを流れる電流との関係（Ｖ−１特性
という）が大きく変化することが知られている。−例を
第８図に示す。

第８図に示した例から明らかな様に例えば低温・低湿（
１５°Ｃ，１０％）環境下（以下Ｌ／Ｌという）では、
転写ローラの抵抗値は常温常温（２３°ｃ、６４％以下
Ｎ／Ｎという）時のそれよりも数桁上昇する（Ｖ−Ｉ特
性の傾きが大きくなることより明らがである）。反対に
、高温高湿（３２，５°ｃ、８５％以下Ｈ／Ｈという）
環境下では、転写ローラの抵抗値がＮ／Ｎに比べて１〜
２桁下がる（ｖ−ｒ特性の傾きが小さくなることより明
らかである）。

第７図に示したような公知装置の場合、実験によると良
好な転写が行なわれるには、ベタ黒画像通紙時の転写電
流が最低でも０．５〜０．６μＡは必要であること。ま
た、非運紙時の転写電流が５μＡを越えると、○ＰＣ感
光体に正電位の転写メモリーが残り、画像上に地力ブリ
が発生することが判明している。

このことから、公知装置における適正な転写バイアスは
第８図から明らかな様にＨ／Ｈ環境においては約１００
０Ｖ〜約２２５０ＶＳＮ／Ｎ環境では約１５００Ｖ〜約
２５００Ｖ、さらにＬ／Ｌ環境では約３０００Ｖ〜約３
５００Ｖであることが判る。これを第７図に示した従来
例において、定電圧制御すると、以下の様な問題が生ず
る。

即ち、Ｎ／Ｎ環境下において適切な転写が行なわれるよ
うに、例えば、転写ローラを２０００Ｖで定電圧制御す
ると、Ｈ／Ｈ環境においてはほぼ同様の転写特性を示す
が、Ｌ／Ｌ環境においては転写電流が０．１〜０．２μ
Ａとなり転写不良を招来する。

また、Ｌ／Ｌ環境下における転写性を向上させるように
電圧を設定すると、Ｎ／Ｎ、Ｈ／Ｈ環境において非通紙
に○ＰＣ感光体に正の転写メモリーが発生して、出力画
像に地力ブリを生ずる。特にＨ／Ｈか環境においては、
通紙時にも転写電流が増大するために、電荷が転写材を
貫通し、感光体表面のネガトナーを逆極性に帯電させて
転写不良を起こす。

このような事態に対処すべく定電流制御を行なうと、以
下のような問題が生ずる。

一般に、この種の装置においては、使用可能の最大サイ
ズ転写材以下の範囲で小型の転写材をも使用できるよう
になっているのが普通であり、このため、小サイズの転
写材を使用したときには、感光体と転写ローラとが直接
当接する部分が存在することになる。そして、前述の公
知装置の場合、１μＡで定電流制御したとすると、小サ
イズ転写材使用の場合、上記の直接当接する非通紙部に
流入する単位面積当り電流値とほぼ等しくなるので、転
写ローラにかかる電圧が降下し、通紙域にはほとんど電
流が流れなくなって転写不良を発生する。

上記の場合、Ａ４サイズの通紙時に比して封筒を通紙し
た場合には、Ｈ／　Ｈ環境では７００Ｖ強、Ｎ／Ｎ環境
では約１０００Ｖ、Ｌ／Ｌ環境では約１５００Ｖ程度、
転写電圧が降下し転写材に流れる電流は０．５μＡ以下
となって転写不良を発生する。

小サイズ通紙時にも充分な転写性を得ようとすると、例
えばレターサイズ紙との差のような比較的狭い非運紙部
分ではこれに流入する電流密度が大きくなって、感光体
表面に転写メモリーによる地力ブリが発生して、次のレ
ターサイズ紙に裏汚れが生ずる。

これは要するに、この種の公知の装置においては、定電
圧制御、定電流制御いずれの方式によっても、すべての
環境において、すべてのサイズの転写材に対して良好な
転写性をもたせることは困難であるのが現状であった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであ
って、上記のような欠点を解消し、すべてのサイズの転
写材に対して、あらゆる環境下において安定して良好な
転写性が得られるような画像形成装置を提供することを
目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明によれば、像担持体
と、像担持体に像を形成する像形成手段と、像担持体と
対向しており、像形成手段により形成された像を、像担
持体との間の転写部位に転写材を接触通過させて転写材
に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
転写部位に転写材が存在しないときに少なくとも転写手
段を定電流制御して、このときに生じる電圧値をホール
ド又は記憶し、転写部位に転写材が存在するときには、
前記電圧値を係数倍した電圧値で転写手段を定電圧制御
する制御手段を有し、上記係数は上記定電流制御時の電
圧値に応じて異なることを特徴とするものである。

または、上記目的を達成するために本発明によれば像担
持体と、像担持体に像を形成する像形成手段と、像担持
体と対向しており、像形成手段により形成された像を、
像担持体との間の転写部位に転写材を接触通過させて転
写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置におい
て、転写部位に転写材が存在しないときに少なくとも転
写手段を定電圧制御し、このときに生じる電圧値をホー
ルド又は記憶し、転写部位に転写材が存在するときには
、前記電圧値を係数倍した電圧値で転写手段を定電圧制
御する制御手段を有し、上記係数は上記定電圧制御時に
転写手段に流れる電流値に応じて異ならせることを特徴
とするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の画像形成装置の構成例を示す概略側面
図である。まず、プロセススピード２４ｍｍ／ｓで、矢
印Ｘ方向に回転する直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体１の表
面が、帯電ローラ３によって、−様に負帯電されたのち
該帯電面にレーザスキャナ５などの画像情報書き込み手
段により画像変調されたレーザビームが投射されてその
部分の電位を減衰させて、静電潜像が形成される。この
静電潜像の電位減衰部分は現像器の負極性トナーで現像
される。

感光体１の走行方向にみて、現像器の下流側において、
該感光体に圧接する半導電性（例えば１０’〜１０１０
Ω）転写ローラ２が圧接配置してあり、両者の圧接ニッ
プ部が転写部位を形成している。ここで転写ローラ２は
感光体１に圧接していなくても良く、転写ローラと感光
体１との間隙が転写材の厚さより小さく、この間隙を転
写材が通過するときだけ転写ローラ２が転写材Ｐを転写
部位で圧接するようにしても良い。負のトナー像が該転
写部位に到達すると、これとタイミングを合せて搬送路
７から転写材Ｐ（転写紙）が転写部位に供給され、これ
とともに転写ローラに印加される正のバイアスによって
、感光体表面のトナー像は転写材に転移する。

上記帯電ローラ３．転写ローラ２に対しては、定電圧・
定電流制御可能な電源８によって、各々所定の時点で所
定の電流・電圧を印加するようになっているものとする
。この電源８はＣＰＵの信号により後述するように制御
される。

この装置において、定着器ウオームアツプ時の前多回転
・プリント前の前回転および連続通紙時の紙間などの非
通紙時、即ち転写部位に転写材が存在しないときにおい
て、該電源８は転写ローラ２を定電流制御し、そこに生
じた電圧値をホールドもしくは記憶し、ついで定電流制
御を停止して、通紙時、即ち転写部位に転写材が存在す
るとき先に記憶した転写ローラの電圧値を係数倍した電
圧値を転写ローラ２に印加し、定電圧制御をする。この
とき係数は、環境条件により異ならせるようにする。

第２図に環境条件が異なった場合、転写ローラへ印加す
る印加電圧とローラへ流れる電流との関係（転写Ｖ−１
特性）を示す。Ｎ／Ｎ環境下における転写ローラ２（従
来例と同じローラである。）で説明すると、転写部位で
非通紙時（転写材が存在しないとき）に感光体がＶ。（
＝−６００Ｖ）となっているときに、転写ローラ２に流
す電流を定電流制御して２μＡとするとそのときのロー
ラ２への印加電圧は約１５００Ｖとなっており、この電
圧のとき通紙時のベタ黒転写電流は約０．５μＡである
。しかし、安定したベタ黒画像を出力するには約１μＡ
の転写電流が必要であるため、ホールドもしくは記憶し
た電圧的１５００Ｖ　−１−１，２倍して１８００ｖの
電圧を転写ローラに印加して、ベタ黒転写電流をｌμＡ
とする。即ち、このように転写ローラの電圧・電流を制
御することによって、Ｎ／Ｎ環境において、通紙時には
転写ローラは約１８００Ｖに定電圧制御され、このとき
、約１μＡのベタ黒転写電流が流れて良好な転写が行な
われることがわかる。

これはＡ４サイズの転写材通紙の場合であるが、小サイ
ズ紙の場合でも定電圧制御を行っているので、同様な結
果となる。

以上のことをＨ／Ｈ，Ｌ／Ｌ環境においてみてみると、
次のようになる 前記Ｎ／Ｎ環境下での測定を行なったのと同じ転写ロー
ラを使用した場合、Ｎ／Ｎ環境においては、非通紙時に
転写ローラへ流す電流を２μＡで定電流制御すると、そ
の時のローラへの印加電圧は約１２５０Ｖであり、この
電圧をホールドし、１．１倍した電圧で約１３７５Ｖで
定電圧制御すると、ベタ黒通紙時約１μＡの電流が流れ
ることになる。

Ｌ／Ｌにおいては、非通紙時転写ローラへ流す電流を２
μＡで定電流制御すると、制御時の印加電圧は約２３０
０Ｖであり、この電圧を１．３倍した電圧で定電圧制御
すると、約３０００Ｖでベタ黒通紙時ｌμＡの電流が流
れる。

このように、転写部位に転写材が存在しないとき転写ロ
ーラに流す電流を定電流制御し、その時の転写ローラへ
の動作電圧をみることで、環境に応じた転写特性を知る
。ついで転写部位に転写材が存在するとき、即ち転写時
に環境にあった適性転写バイアスを印加するために上記
動作電圧値をホールド記憶した後、環境に応じてその電
圧値を係数倍（例えば、前例のようにＨ／Ｈで１．１倍
。

Ｎ／Ｈで１．２倍、Ｌ／Ｌで１．３倍）することによっ
て、転写時の転写電流は、転写不良を起こさないのに十
分なだけの電流が流れる。これは、転写ローラの環境特
性を補うのに有効である。

なお、上記のように転写ローラに流す電流を定電流制御
するのは転写部位に転写材が存在しない時間の少なくと
も一部であれば良い。

上記実施例１では、通紙時の定電圧制御の電圧値は非通
紙時定電流制御時のホールド・記憶電圧値に環境により
異なる係数をかけたものであるが、この係数は転写ロー
ラの抵抗値によっても変化するため、前述のようにＨ／
Ｈ時の係数が１．１倍。

Ｎ／Ｎ時の係数が１．２倍、Ｌ／Ｌ時の係数が１．３倍
とは限定されない。第３図は前述の転写ローラの抵抗値
よりも低い抵抗値の転写ローラを用いた場合のＶ−Ｉ特
性である。この場合、前述の実施例に沿って適性係数値
をみるとＨ／Ｈにおいて１．Ｑ５゜Ｎ／Ｎにおいて１，
１．　　Ｌ／Ｌにおいて１．２である。

このように転写ローラの抵抗値によって適正な係数値は
異なってくる。

また、上記実施例で転写部位に転写材が存在するとき環
境に対して適正な電圧を転写ローラに印加するために何
らかの方法で環境条件を検知し上述したようなホールド
・記憶電圧の係数を決定しなければならない。その検知
方法としては、前述したように電圧検知がある。第１図
における電源８により、転写部位に転写材が存在しない
時転写ローラを定電流制御して電源８がホールド・記憶
した電圧を検知し、可変抵抗器等を用いて、検知電圧に
対して１対１対応に係数値を決定してい（。この係数値
決定は、あらかじめ用意された第４図のようにホールド
・記憶電圧と係数との関係を示すグラフの特性をもとに
行なわれる。転写ローラの抵抗値の環境による変化は主
として湿度に対する影響であるので、あらゆる湿度環境
において、ホールド・記憶電圧にもとづいた係数が決定
されるため適切な転写電圧が得られる。

このように第４図において転写部位に転写材がない時、
即ち非通紙定電流制御時のホールド・記憶電圧と係数値
は１対１対応であったが、他に有効である方法としてホ
ールド・記憶電圧をある大きさごとに区分し、その区分
内の電圧が全て同一の係数倍を行なうというものがある
。例えば、第５図において示すと、２μＡ定電流制御時
のホールド・記憶電圧が約３０００Ｖで、そのときのベ
タ黒時転写電流は、約１μＡである。したがって、例え
ばホールド・記憶電圧検知装置によりホールド・記憶電
圧がある一定の電圧（第５図の場合３０００Ｖ）以上で
係数１、それ未満の電圧で係数α（第５図の場合係数は
ｌより大きくなる。）という具合に、記憶電圧の大きさ
を３０００Ｖ以上と３０００Ｖ未満の場合に区分し、前
者区分では係数１後者は係数αとするものである。

これまでの実施例においては全て転写部位に転写材がな
いときの電圧検知による係数値決定をしているが、転写
部位に転写材がないときの電流検知に基づいた係数決定
も可能である。即ち、転写部位に転写材がない時転写ロ
ーラを定電流制御するかわりに定電圧制御するものであ
る。

例えば、第６図において転写部位に転写材がないときに
１５００Ｖで転写ローラを定電圧制御したとする。する
と、転写ローラにはＨ／Ｈでは２．８μＡ。

Ｎ／Ｎでは１．８μＡ、Ｌ／Ｌでは０．８μＡの電流が
流れる。そこで、その電流を検知し、その電流の大きさ
により１５００Ｖを係数倍するそれぞれの係数値を決定
する。第６図においてみれば、係数はＨ／Ｈテ０．９　
（１３５０Ｖ）、Ｎ／Ｎ　テ１．２　（１８００Ｖ）、
Ｌ／Ｌで２．０　（３０００Ｖ）　であり、それぞれ係
数倍した電圧で転写部位に転写材がある通紙時に転写ロ
ーラを定電圧制御すれば、ベタ黒時転写電流は、約Ｉμ
Ａ流れることになる。また、第５図に示したのと同様に
検知した電流による区分係数倍も実施できる。

以上の実施例において第２図、第３図に示すように転写
ローラ印加電圧とローラに流れる電流との関係は湿度、
温度が大きくなるにつれてその傾きは太き（なる。従っ
て、転写部位に転写材が存在しない時検知した電圧又は
電流が大きいほど上記係数を大きくするのが良い。

上記説明では転写手段として転写ローラを使用した場合
について述べたが、転写手段としての転写ベルトを用い
ることももちろん可能である。更にまた感光体のトナー
像を形成する部分を露光するいわゆるイメージ露光、反
転現像方式に限定されるものではなく、感光体のトナー
像を形成しない背景部分を露光するいわゆるバックグラ
ウンド露光・正規現像の場合にも同様の作用が得られる
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるときは、像担持体と
これに対向する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、全ての環境下で、かつ転写材のサイズの変動に、か
かわらず、常時安定して良好な転写性が得られるので、
良質の画像を得るのに顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の実施例を示す断面図、 第２図、第３図、第５図、第６図は本発明の画像形成装
置に適用可能な転写ローラのＶ−Ｉ特性を示すグラフ、 第４図は転写ローラへ印加する電圧と係数の関係を示す
グラフ、 第７図は従来の画像形成装置を説明する断面図、第８図
は従来の画像形成装置の転写ローラのＶ−Ｉ特性を示す
グラフである。 １・・・像担持体 ２・・・転写ローラ ３・・・帯電ローラ ４・・・高圧電源 ５・・・光学スキャナ ６・・・現像器 ７・・・転写入口ガイド ８・・・定電流・定電圧源 Ｐ・・・転写材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体と、像担持体に像を形成する像形成手段
   と、 像担持体と対向しており、像形成手段により形成された
   像を、像担持体との間の転写部位に転写材を接触通過さ
   せて転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置
   において、転写部位に転写材が存在しないときに少なく
   とも転写手段を定電流制御し、このときに生じる電圧値
   をホールド又は記憶し、転写部位に転写材が存在すると
   きには、前記電圧値を係数倍した電圧値で転写手段を定
   電圧制御する制御手段を有し、上記係数は上記定電流制
   御時の電圧値に応じて異ならせることを特徴とする画像
   形成装置。
2. （２）像担持体と、像担持体に像を形成する像形成手段
   と、像担持体と対向しており、像形成手段により形成さ
   れた像を、像担持体との間の転写部位に転写材を接触通
   過させて転写材に転写する転写手段とを有する画像形成
   装置において、転写部位に転写材が存在しないときに少
   なくとも転写手段を定電圧制御し、このときに生じる電
   圧値をホールド又は記憶し、転写部位に転写材が存在す
   るときには、前記電圧値を係数倍した電圧値で転写手段
   を定電圧制御する制御手段を有し、上記係数は上記定電
   圧制御時に転写手段に流れる電流値に応じて異ならせる
   ことを特徴とする画像形成装置。