JPH09325625A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセススピードが可変した場合でも、それ
ぞれのプロセススピードに最適の転写バイアスを得るよ
うにする。 【解決手段】 定電流回路８ｂ，８ｃによりそれぞれの
プロセススピードに応じて非画像形成時の定電流時の電
圧を検知する。そして、検知した電圧に基づいて抵抗検
知手段１０により、転写ローラ５の抵抗を測定する。こ
れにより転写ローラ５の抵抗に最適な転写バイアスを画
像形成時に電源８ａを介して転写ローラ５に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式などの画像形成装置に係り、特に接触型の転
写部材を有する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真を応用した画像形成装置には、
例えば電子写真複写機、ファックス、レーザビームプリ
ンタなどがある。図５は、その一例として、レーザビー
ムプリンタの要部プロセス機器を配置した状態を示す概
略構成図である。

【０００３】同図において、像担持体である回転ドラム
型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０
１は、感光層と基板とを備え、図示矢印Ｒ１０１方向に
回転しつつ画像形成するものである。すなわち、感光ド
ラム１０１の周囲には、その回転方向に沿って順に、表
面を一様に帯電する一次帯電ローラ１０２と、一次帯電
後に感光ドラム１０１に形成された静電潜像を可視画像
化する現像器１０４と、感光ドラム１０１上の可視画像
（トナー画像）Ｔを記録材としての転写紙Ｐ上に転写さ
せる転写部材としての転写ローラ１０５と、転写紙Ｐに
転写されなかったトナーを除去するクリーニング器１１
１とを備え、表面が一様に帯電された感光ドラム１０１
は、画像信号に対応して変調されたレーザビーム１０３
の照射を受けて静電潜像が形成される。

【０００４】そして、前記転写ローラ１０５にはトナー
の帯電極性と逆極性のバイアスを印加するバイアス電源
１０８が接続されている。また、転写紙Ｐの搬送方向の
転写ローラ１０５より下流側には、感光ドラム１０１に
静電吸着されている、トナー画像Ｔの転写された転写紙
Ｐを分離する除電針１０９が配設されている。この除電
針１０９は、絶縁部材１１０により挟持され、かつ接地
されている。感光ドラム１０１から分離された転写紙Ｐ
は、ガイド（不図示）によって導かれ、定着装置１０７
に搬送される。定着装置１０７は、転写紙Ｐ上に転写さ
れたトナー画像を加熱、加圧して定着するもので、定着
装置１０７によってトナーが定着された後に、転写紙Ｐ
が装置本体外に排出され、ハードコピーを得る。一方、
感光ドラム１０１は、表面上に残留する転写されなかっ
たトナーをクリーニング器１１１によって除去するよう
に清掃した後、最初のステップである一次帯電工程に搬
送され、繰り返し画像形成に使用される。

【０００５】ところで、近年、レーザビームプリンタの
高解像度化が進み、９００dpi や１２００dpi という高
解像度モードを持つレーザビームプリンタが製作される
ようになってきている。ところが解像度を例えば６００
dpi から１２００dpi に高めると、スキャナユニット内
のポリゴンミラーの回転数を２倍にしなければならず、
Ａ４サイズの転写紙Ｐを１２枚／分（プロセススピード
約７０mm／sec ）出力させるレーザビームプリンタでは
ポリゴンミラーが３００００rpm 以上の回転数が必要と
なるので、例えば耐久に対する技術的な問題点やコスト
的な問題点が生じてくる。

【０００６】そのため、例えば解像度が６００dpi 、Ａ
４サイズの転写紙Ｐのスループットが１２枚／分（プロ
セススピード約７０mm／sec ）のモードに設定されてい
れば、解像度が１２００dpi のモードの時はプロセスス
ピードを半分に切り替えて、解像度が１２００dpi 、Ａ
４サイズの転写紙Ｐのスループットが６枚／分（プロセ
ススピード約３５mm／sec ）で動作させるようにしたも
のが製作されている。このような解像度とプロセススピ
ードとが切り替えられる方式の画像形成装置であれば、
ポリゴンミラーの回転数を解像度によらず一定とさせる
ことができるため、スキャナユニットの技術的、コスト
的な問題は生じない。

【０００７】また、例えば感光ドラム１０１に形成され
たトナー画像Ｔを接触転写方式の転写ローラ１０５を用
いて転写紙Ｐに転写させる場合に、転写バイアスによっ
て転写紙Ｐに対して一定の電荷を与えている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来例
では解像度の切り替え時にプロセススピードを変化させ
ているので、所定のプロセススピードで転写バイアスを
合わせた後に、プロセススピードを遅くすると、転写電
流が過多となり、トナー画像Ｔが乱れてしまう。すなわ
ち、一定電荷を転写紙に対して与えるために、プロセス
スピードに対応して転写バイアスを弱める必要がある。
つまり、プロセススピードが半分になれば、転写電流も
半分にする必要がある。

【０００９】ところが、転写バイアスが単なる定電圧制
御であれば、プロセススピードの切り替え時に転写バイ
アスの電圧を切り替えるだけでよいが、実際は転写ロー
ラ１０５の製造時や環境変動などにより抵抗値がばらつ
くために、特開平２−１２３３８５号公報に示すような
ＡＴＶＣ制御と称される転写バイアス制御を行ってい
る。このＡＴＶＣ制御は、非画像形成時において、製造
時や環境変動による転写ローラ１０５の抵抗のばらつき
を定電流時の電圧、若しくは定電圧時の電流を測定し、
それぞれの転写ローラの抵抗に最適な電圧で画像形成時
に定電圧制御するものである。

【００１０】したがって、従来は、所定のプロセススピ
ードに対してＡＴＶＣ制御を行っており、ＡＴＶＣ制御
によって測定した定電流時の電圧または定電圧時の電流
を単純にプロセススピードが可変した場合にも使用する
と、転写ローラ１０５の抵抗が電圧に対して非線形の抵
抗特性を持つ場合には、それぞれのプロセススピードで
の転写バイアスの最適値からずれてしまい、画像が乱れ
てしまうという問題が発生した。

【００１１】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、プロセススピードが可変した場
合でも、それぞれのプロセススピードに最適の転写バイ
アスを得るようにした画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、請求項１記載の発明に係る画像形成装置
は、像担持体に形成したトナー画像を転写部材によって
記録材に転写するに際して、複数のプロセススピードが
選択可能なものであって、画像形成時に前記転写部材に
転写バイアスを印加するバイアス電源部と、該バイアス
電源部から前記転写部材に印加される転写バイアスを、
それぞれのプロセススピードに応じて非画像形成時に前
記転写部材の抵抗を検知して制御する抵抗検知手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、前記抵抗検
知手段は、定電流時の電圧を非画像形成時に検知して前
記転写部材の抵抗を測定し、該転写部材の抵抗に最適な
電圧で画像形成時に定電圧制御する。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、前記抵抗検
知手段は、定電圧時の電流を非画像形成時に検知して前
記転写部材の抵抗を測定し、該転写部材の抵抗に最適な
電圧で画像形成時に定電圧制御する。

【００１５】請求項４記載の発明は、前記抵抗検知手段
による前記転写部材の抵抗測定に用いる定電流時の電圧
値を、前記複数のプロセススピードに対応したそれぞれ
の定電流回路によって検知した。

【００１６】請求項５記載の発明は、前記抵抗検知手段
による前記転写部材の抵抗測定に用いる低電流時の電圧
値を、前記複数のプロセススピードに対応して電流検知
回路によって検知した。

【００１７】請求項６記載の発明は、前記抵抗検知手段
による前記転写部材の抵抗測定に用いる定電圧時の電流
値を、前記複数のプロセススピードに対応して定電圧回
路によって検知した。

【００１８】請求項７記載の発明は、前記転写部材の抵
抗検知を、画像形成時のプロセススピードに対応した定
電流時の電圧の値で行う。

【００１９】請求項８記載の発明は、前記転写部材の抵
抗検知を、画像形成時のプロセススピードに対応した定
電圧時の電流の値で行う。

【００２０】請求項９記載の発明は、前記転写部材の抵
抗検知を、最も早いプロセススピードの時に複数のプロ
セススピードに対応した定電流時の電圧の値で行う。

【００２１】請求項１０記載の発明は、前記転写部材の
抵抗検知を、最も早いプロセススピードの時に複数のプ
ロセススピードに対応した定電圧時の電流の値で行う。

【００２２】［作用］以上の構成に基づいて、それぞれ
のプロセススピードに応じて非画像形成時の定電流時の
電圧または定電圧時の電流を検知する。そして、検知し
た電圧または電流に基づいて抵抗検知手段により、転写
部材の抵抗を測定する。これにより前記転写部材の抵抗
に最適な転写バイアスを画像形成時にバイアス電源部か
ら転写部材に印加する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、
本実施の形態においては、レーザビームプリンタを例に
説明する。同図において、感光ドラム１は、感光層と基
板とを備え、図示矢印Ｒ１方向に回転しつつ画像形成す
るものである。すなわち、感光ドラム１の周囲には、そ
の回転方向に沿って順に、表面を一様に帯電する帯電部
材としての一次帯電ローラ２と、一次帯電後に画像信号
に対応して変調されるレーザビーム３によって感光ドラ
ム１を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を可視
画像化する現像器４と、可視画像化された感光ドラム１
上のトナー画像Ｔを転写紙Ｐ上に転写させる転写ローラ
５と、転写紙Ｐに転写されなかったトナーを除去するク
リーニング器１１とを備えたものである。

【００２４】そして、前記転写ローラ５には抵抗検知手
段１０を介してトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを
印加するバイアス電源部８が接続されている。このバイ
アス電源部８は、電源８ａに、２μＡの低速側定電流回
路８ｂと４μＡの高速側定電流回路８ｃとを備えてい
る。感光ドラム１より分離された転写紙Ｐは、ガイド６
によって導かれ、定着器７に搬送される。定着器７は、
転写紙Ｐ上に転写されたトナー画像を加熱、加圧して定
着するもので、定着器７によってトナーが転写紙Ｐに定
着された後に、転写紙Ｐが装置本体外に排出され、ハー
ドコピーを得る。一方、感光ドラム１は、表面上に残留
する転写されなかったトナーをクリーニング器１１によ
って除去するように清掃した後、最初のステップである
一次帯電工程に搬送され、繰り返し画像形成に使用され
る。

【００２５】上記感光ドラム１は、直径３０mmのＯＰＣ
感光ドラムを使用し、帯電ローラ２により一様に、−７
００Ｖに帯電される。次に、画像信号により変調された
レーザビーム３を照射して感光ドラム１上に静電潜像を
形成する。感光ドラム１には、表面の静電潜像に現像器
４からネガトナーを供給することにより、トナー画像Ｔ
が形成される。

【００２６】所定のタイミングで転写ローラ５に転写紙
Ｐが到達するとともに、バイアス電源部８より転写ロー
ラ５を介して転写紙Ｐに正極性の転写バイアスが印加さ
れることにより、感光ドラム１のトナー画像が転写紙Ｐ
に転写される。その後、転写紙Ｐはガイド６を通過して
定着器７に搬送され、この定着器７おいてトナー画像Ｔ
を転写紙Ｐに定着させる。

【００２７】このような構成の本実施の形態のレーザビ
ームプリンタは、解像度が６００dpi の低解像度モード
（高速モード）ではスループットを１２枚／分、プロセ
ススピードを７０mm／sec とし、解像度が１２００dpi
の高解像度モード（低速モード）ではスループットを６
枚／分、プロセススピードを３５mm／sec とした切り替
えタイプで、スキャナユニットのポリゴンミラーの回転
数は約１５０００rpmのほぼ一定である。

【００２８】上記転写ローラ５に印加される転写バイア
スはＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control ）制
御方式を用いて印加される。これは非画像形成時におい
て、定電流時の電圧または定電圧時の電流を検知するこ
とにより、製造時や環境変動による転写ローラ５の抵抗
のばらつきを測定し、それぞれの転写ローラ５の抵抗に
最適な電圧で画像形成時に定電圧制御するものである
が、ここでは非画像形成時に定電流制御し、そのときの
電圧値をもとに画像形成時に印加する電圧値を決定する
方式について説明する。

【００２９】図２に現在よく使われ、環境変動などによ
って抵抗にばらつきのある導電材料としての金属酸化物
やカーボンを用いたＥＰＤＭ製の転写ローラ５の電圧−
電流特性を示す。良好なトナー画像を得るためには、転
写ローラ５から転写紙Ｐに対して一定の電荷量を与える
必要がある。この電荷量は、転写紙Ｐの搬送方向、感光
ドラム１の特性、トナー画像Ｔの帯電量などの基本構成
により決定されるが、本実施の形態のようにプロセスス
ピードを高速モードと低速モードとに切り替えられる画
像形成装置では、プロセススピードを切り替える毎に単
位時間あたりの電流を変化させれば、その電荷量は同じ
になる。

【００３０】すなわち、プロセススピードが２倍になっ
た場合には、転写紙Ｐの抵抗などの影響を受けるが、ほ
ぼ電流を２倍にすれば、電荷量を一定にできるはずであ
る。しかし、転写ローラ５は、図２に示すように電圧の
変化に対して非線形の抵抗特性を有するため、プロセス
スピードが低速であるか、高速であるかいずれか一方に
おいて、必要な電流で転写ローラ５の抵抗を測定した場
合、他方はそこから推測した値で制御しなければならな
いが、抵抗特性が非線形で、しかも電圧が高くなった時
の電流の変化量が大きいので、その分ずれが大きくなっ
てしまう。

【００３１】そのため、本実施の形態では、バイアス電
源部８に備えられ、非画像形成時に低速側の適正電流で
ある２μＡの電流を流す低速側定電流回路８ｂと、高速
側の適正電流である４μＡの電流を流す高速側定電流回
路８ｃとにより転写ローラ５の抵抗値の検知を行う。こ
のときの転写ローラ５の抵抗値の検知は、両方のプロセ
ススピードでそれぞれ行ってもよい。しかし、高速のプ
ロセススピードでも低速のプロセススピードでも抵抗値
に大きな差がないため、どちらか一方で行ってもよい。
ただし、転写ローラ５の転写紙Ｐへの正極性の帯電が、
帯電ローラ２の負極性の帯電能力を上回らなければ問題
ないが、帯電ローラ２の負極性の帯電能力が落ちる低
温、低湿環境下での安全性、また高速のプロセススピー
ドと低速のプロセススピードとの差が大きくなった場合
やファーストプリントタイムなどを考えると、高速のプ
ロセススピードで転写ローラ５の抵抗値の検知を行った
方がよい。

【００３２】上述した抵抗検知方法を、実際の画像形成
時について説明すると、ホストコンピュータからレーザ
ビームプリンタに画像信号が送られたとき、画像信号の
解像度が１２００dpi であるか、６００dpi であるかを
判別し、１２００dpi の低速モードと判断したときは、
転写紙Ｐが転写ニップ部に到達する前に転写ローラ５の
約１周分、低速側定電流回路８ｂによって２μＡの定電
流制御を行う。そのときの平均電圧Ｖosをメモリ（不図
示）に記憶しておき、転写時にメモリの平均電圧Ｖosか
ら算出される電圧Ｖts＝Ｖos＋５００Ｖを転写ローラ５
に印加する。逆に６００dpi の高速モードと判断したと
きには、低速モードのときと同様に転写紙Ｐが転写ニッ
プ部に到達する前に転写ローラ５の約１周分、高速側定
電流回路８ｃによって４μＡの定電流制御を行い、平均
電圧Ｖofをメモリに記憶しておき、転写時にメモリの平
均電圧Ｖofから算出される電圧Ｖtf＝Ｖof＋５００Ｖを
転写ローラ５に印加する。このときの５００Ｖは転写紙
Ｐの抵抗分などであり、それぞれの適正な電流を流すた
めの補正値である。

【００３３】また、実際は１２００dpi の低速モードと
６００dpi の高速モードとのデータが混在されてきた
り、６００dpi の高速モードの画像作成中に１２００dp
i の低速モードのデータが送られてくることがあるが、
そのためにはそれぞれのモードの間で転写ローラ５の抵
抗値を検知する必要がでてくる。しかし、その都度、抵
抗検知の測定を行うと時間がかかってしまうので、最初
に高速のプロセススピードで高速モードと、低速モード
との両方の抵抗検知を行っておけば、このような不都合
に対応することができる。図３にそのタイミングチャー
トを示す。このタイミングチャートにおいてプリント開
始からプロセススピードの切り替えの時点までは高速モ
ードのプロセススピードによって作動し、この間に転写
ローラ５のクリーニングを行うための負極性のバイアス
Ｖｎを印加した後、高速モード用の平均電圧Ｖofと低速
モード用の平均電圧Ｖosとの両方のバイアスによりそれ
ぞれ転写ローラ５の１回転分、転写ローラ５の抵抗検知
を行う。そして、プロセススピードの切り替え時点にお
いて送られてきたデータにより、高速モードの時はその
ままのプロセススピードにより、高速モード用の平均電
圧Ｖofにより検知した抵抗値に基づいた高速用転写バイ
アスＶtfを転写ローラ５に印加し、これにより感光ドラ
ム１のトナー画像の転写を行い、低速モードの時はプロ
セススピードを落とし、低速モード用の平均電圧Ｖosに
より検知した抵抗値に基づいた低速用転写バイアスＶts
を転写ローラ５に印加し、これにより感光ドラム１のト
ナー画像の転写を行う。

【００３４】上述したように解像度、プロセススピード
を切り替えるとき、転写ローラ５の抵抗変化に応じた転
写バイアスを印加するために、それぞれのプロセススピ
ードに対応した実際の転写に最適な電流値で転写ローラ
５の抵抗値測定を行うことにより、精度のよい転写バイ
アスを印加することができ、良好なトナー画像を得るこ
とができる。

【００３５】また、本実施の形態では、転写部材として
転写ローラを用いた例について説明したが、転写部材と
しては転写ローラに限定されるものでなく、その他のブ
レード、ブラシといった接触転写部材であっても、同様
の効果を奏する。 〈第２の実施の形態〉次に、図４に基づいて第２の実施
の形態について説明する。

【００３６】本実施の形態では上記第１の実施の形態と
ほぼ同様のレーザビームプリンタを用いているが、転写
ローラ５への転写バイアスを供給するバイアス電源部９
と、転写ローラ５の抵抗検知手段１０とを備えている。
本実施の形態でのバイアス電源部９は電源９ａと電流検
知回路９ｂとを備え、転写ローラ５の抵抗を検知する際
に、一定の電流値を規定し、電圧を変動させながらその
電流値になるように制御し、そのときの電圧をメモリし
ておく。その後の制御は上記実施の形態とほぼ同様であ
る。

【００３７】本実施の形態を用いることにより上述の実
施の形態と同様の効果が得られ、そのうえプロセススピ
ードに応じた複数の定電流回路を必要とせず、複数の電
流値に対してソフトにより、疑似的な定電流制御が行え
る。つまり本実施の形態を用いることにより、プロセス
スピードが、３段階、４段階と増えた場合でもハード的
にコストアップすることなく対応することができる。

【００３８】なお、上述の実施の形態では、プロセスス
ピードが高速モードと低速モードとの２段階に切り替わ
る場合について説明したが、プロセススピードが、３段
階、４段階と増えた場合でも、転写部材の抵抗を検知す
ることにより同様にプロセススピードに対応して転写バ
イアスを制御することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したきたように、本発明によれ
ば、プロセススピードに応じて非画像形成時に定電流時
の電圧または定電圧時の電流を検知し、抵抗検知手段に
よって転写部材の抵抗を測定するようにしたので、それ
ぞれのプロセススピードに応じた前記転写部材の抵抗に
最適な転写バイアスで画像形成時に定電圧制御すること
ができ、転写バイアスの過多や不足によって画像不良が
発生することを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の転写ローラの電圧
−電流特性を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の転写バイアス制御
のタイミングチャートである。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図５】従来の画像形成装置の１例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ５ 転写部材（転写ローラ） ８ バイアス電源部 ８ａ 低速側定電流回路 ８ｂ 高速側定電流回路 ９ バイアス電源部 ９ａ 電源 ９ｂ 電流検知回路 １０ 抵抗検知手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に形成したトナー画像を転写部
   材によって記録材に転写するに際して、複数のプロセス
   スピードが選択可能な画像形成装置において、 画像形成時に前記転写部材に転写バイアスを印加するバ
   イアス電源部と、 該バイアス電源部から前記転写部材に印加される転写バ
   イアスを、それぞれのプロセススピードに応じて非画像
   形成時に前記転写部材の抵抗を検知して制御する抵抗検
   知手段とを備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗検知手段は、定電流時の電圧を
   非画像形成時に検知して前記転写部材の抵抗を測定し、
   該転写部材の抵抗に最適な電圧で画像形成時に定電圧制
   御する、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記抵抗検知手段は、定電圧時の電流を
   非画像形成時に検知して前記転写部材の抵抗を測定し、
   該転写部材の抵抗に最適な電圧で画像形成時に定電圧制
   御する、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗検知手段による前記転写部材の
   抵抗測定に用いる定電流時の電圧値を、前記複数のプロ
   セススピードに対応したそれぞれの定電流回路によって
   検知した、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記抵抗検知手段による前記転写部材の
   抵抗測定に用いる低電流時の電圧値を、前記複数のプロ
   セススピードに対応して電流検知回路によって検知し
   た、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記抵抗検知手段による前記転写部材の
   抵抗測定に用いる定電圧時の電流値を、前記複数のプロ
   セススピードに対応して定電圧回路によって検知した、 ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記転写部材の抵抗検知を、画像形成時
   のプロセススピードに対応した定電流時の電圧の値で行
   う、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記転写部材の抵抗検知を、画像形成時
   のプロセススピードに対応した定電圧時の電流の値で行
   う、 ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記転写部材の抵抗検知を、最も早いプ
   ロセススピードの時に複数のプロセススピードに対応し
   た定電流時の電圧の値で行う、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記転写部材の抵抗検知を、最も早い
    プロセススピードの時に複数のプロセススピードに対応
    した定電圧時の電流の値で行う、 ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。