JPH11223968A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の特性変化による転写不良を解消す
る。 【解決手段】 ドラムサイクル計数部３３で軽数された
感光体１の使用時間に応じて転写電流の基準値を変化
（増大）させる。バイアス制御部２８は、モニタ電流と
設定された基準値とが一致するように転写バイアスを制
御する。また、所定電流を供給したときの出力電圧を検
出することによりシステム抵抗の変化すなわち湿度変化
を検知し、環境対応値を発生させてドラムサイクルに基
づく基準値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関するものであり、特に、感光体上のトナ
ー像を被転写体上に転写する際の転写不良を解消するの
に好適な画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンタ等の画
像形成装置における画像転写方法として、感光体ドラム
等の像担持体（以下、「感光体」で代表する）上に形成
されたトナー像をベルト状の搬送体で搬送される記録媒
体に直接転写する方式と、感光体上に形成されたトナー
像をドラム状あるいは無端フィルム状のベルト部材から
なる中間転写体上に一旦１次転写した後、この１次転写
されたトナー像を改めて記録媒体上へ２次転写して画像
を得る方式とが知られている。

【０００３】図７は感光体上に形成された画像を記録媒
体（以下、「記録紙」で代表する）に直接転写する方式
をとる画像形成装置の要部構造を示す模式図であり、図
８は感光体上の帯電電位を示す図である。両図におい
て、感光体１００の表面は帯電器１１０によって電位Ｖ
B （例えば−６５０ボルト）で一様に帯電される。この
感光体１００上に、画像信号に基づいて露光装置１２０
でレーザ光が露光される。その結果、電位ＶP （例えば
−２００ボルト）の潜像が形成される。

【０００４】前記潜像は現像バイアスＶD （例えば−５
００ボルト）が印加された現像装置１３０によって現像
され、トナー像Ｔとして可視化される。トナー像Ｔは転
写部において転写バイアスＶT （例えば６００ボルト）
が印加された転写器（転写コロトロン）１４０によって
記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐ
は定着器１５０を通過して外部の排出トレイ（図示せ
ず）へ出力される。

【０００５】転写が終了した感光体１００表面には未転
写のトナーが残るので、この残留トナーはクリーナ装置
１６０によって除去される。さらに、転写バイアスＶT
によって上昇した感光体１００の表面電位は「０」には
至らないので、除電器つまりイレーサ１７０で一様に０
ボルト付近まで除電して、次の画像形成のための帯電器
１１０による帯電に備える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成装置にお
いて、転写ロール１４０による転写バイアスＶT は、転
写ロール１４０、記録紙Ｐ、および感光体１００を流れ
る電流を、良好な転写性能が得られる所定電流に維持す
るように制御されている。例えば図９のように、転写不
良が生じない範囲Ｈの中で最適の電流値を目標電流値と
して設定している。この目標電流値は感光体１００の交
換寿命（ライフ）まで変化させていない。

【０００７】一方、次の理由により前記良好な範囲Ｈは
変化する。まず、感光体１００は種々の要因によってそ
の表面状態は粗くなってくる。例えば、感光体１００の
表面は前記クリーナ装置１６０のトナー掻取り部材（ブ
レード）によるトナー除去動作や、現像装置１３０の現
像ロールとの接触による現像剤のキャリア成分によって
摩滅させられる。感光体１００の表面状態が粗くなる
と、トナー像が剥離しにくくなるため転写性能が低下
し、モトル（斑点状の画像抜け）が生じることがある。
したがって、これを防止するため前記良好な電流範囲Ｈ
の下限は経時により上がってくる。

【０００８】また、上述の表面摩滅により感光体１００
の膜厚が減少する。その結果、システム抵抗、つまり転
写器、記録紙、感光体の合成抵抗が小さくなる。したが
って、このシステム抵抗を流れる電流（転写電流）を定
電流制御している制御のもとでは転写バイアスが低下
し、過電圧による画像の放電抜けなどの画質不良は発生
しにくくなる。このように、経時によって感光体１００
の膜厚が低減すると、前記良好な範囲Ｈの上限も上昇す
る。

【０００９】図９の点線で示したように前記範囲Ｈの上
限および下限が上昇して該範囲ＨがＨ´に拡大すると、
範囲の上限の上昇はむしろ好ましいが、下限の上昇によ
り、時期ｔにおいて、目標電流値が、良好な範囲の下限
を下回ってくる。その結果、目標電流値に従って電流制
御を行っていると、時期ｔを経過したところからモトル
が発生しやすくなるという問題点がある。

【００１０】本発明は、上記の問題点を解消し、長期間
の使用によっても転写不良が発生しないようにすること
ができ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】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、像担持体としての感光体
上に形成された潜像を現像するための現像手段と、現像
された前記感光体上のトナー像を被転写体に転写する転
写手段と、前記転写手段に転写バイアスを印加する転写
バイアス発生手段と、前記転写バイアスを印加すること
によって被転写体を介して転写手段および感光体に流れ
る電流を基準値に収束するように制御するバイアス制御
手段と、前記感光体による画像形成数に応じて前記基準
値を予定割合で増大させる基準値設定手段とを具備した
点に特徴がある。

【００１２】この特徴によれば、前記割合を画像形成数
に応じて変化する転写性能良好範囲に対応するように転
写電流の基準値を変動させていくことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図２は本発明の一実施形態に係る画像形
成装置の一例であるフルカラープリンタの要部構成図で
ある。同図において、感光体１は図示しないモータで矢
印Ｂの方向に回転できるように設けられている。感光体
１の周囲には、帯電器としての帯電ロール（ＢＣＲ）
８、露光装置（ＲＯＳ）５、現像装置ユニット１０、１
次転写器としての１次転写ロール２、クリーナ装置１１
が配置されている。前記現像ユニット１０はフルカラー
現像のための４台の現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，
１０Ｋからなる。現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１
０Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれイエロ（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー
で現像するための現像器を各色毎に有している。各現像
器は交換可能なトナーカートリッジと、現像バイアスを
与えるための現像ロールと、現像ロールへトナーを供給
するトナー供給装置および搬送装置とを有している（い
ずれも図示しない）。各色のトナーを現像する際には、
図示しないモータによって現像装置ユニット１０を前記
方向Ｂとは反対方向つまり矢印Ａ方向に９０°ずつ回転
させ、当該色の現像ロールが感光体１に当接するように
位置合わせされる。

【００１４】感光体１上に現像された各色のトナー像
は、１次転写ロール２によって中間転写ベルト（以下、
単に「ベルト」という）３に順次転写されて、４色のト
ナー像が重ね合わされる。ベルト３はロール１２，１
３，１４，１５に張架されている。これらのうち、ロー
ル１２は図示しない駆動源に結合されてベルト３を駆動
する駆動ロールとして機能し、ロール１３はベルト３の
張力を調節するテンションロールとして機能し、ロール
１４は２次転写器つまり２次転写ロール４のバックアッ
プロールとして機能する。ベルト３を挟んでロール１５
と対向する位置にはベルトクリーナ１６が設けられてい
て、ベルト３上の残留トナーがクリーナブレードで掻き
落とされる。

【００１５】記録紙カセット１７，１８から引き出しロ
ール１９，２０で搬送路に引き出された記録紙はロール
対２１，２２，２３によってニップ部、つまり２次転写
ロール４とベルト３との当接部（または２次転写部）に
給送される。２次転写タイミングまでは２次転写ロール
４のバックアップロール１４側への付勢は解除されて下
方に退避している。ベルト３上に形成されているトナー
像を、最後の色のトナー像が形成されるまでに乱さない
ためである。２次転写タイミングでは、２次転写ロール
４はベルト３に当接（ニップ）され、ベルト３上に形成
されたトナー像はこのニップ部で記録紙上に転写され、
定着器２４で熱定着されてトレイ２５またはトレイ２６
（本体上面）に排出される。

【００１６】ベルト３には反射型光センサ６が対向して
配置されていて、ベルト３上に設けられたアルミ箔等の
反射部（図示せず）からの反射光を検出する。反射光の
検出信号はＲＯＳ５による画像形成タイミングやトナー
像の転写タイミングを制御する基準信号として利用され
る。なお、１次転写ロール２は芯金と、該芯金に半導電
性材料を被覆した層とからなり、被覆層はさらに下地
層、中間層、およびコート層から構成することができ
る。

【００１７】上記構成による画像形成装置では、次のよ
うにして画像が形成される。まず、ＢＣＲ８に電圧を印
加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイ
ナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１上の画像
部分が予定の露光部電位になるようにＲＯＳ５で露光を
行い静電潜像が形成される。すなわち、図示しない制御
装置から供給されるビデオデータに基づき、ＲＯＳ５を
オン・オフすることによって画像に対応した潜像が形成
される。

【００１８】現像装置１０Ｙ等の現像ロールには各色毎
に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記
潜像は該現像ロールの位置を通過時にトナーで現像さ
れ、トナー像として可視化される。トナー像は１次転写
ロール２でベルト３に転写され、さらに２次転写ロール
４で記録紙に転写される。フルカラープリント時はベル
ト３上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転
写される。感光体１上に残留したトナーはクリーナ装置
１１で除去されて回収され、最後に、感光体１は図示し
ない除電装置で一様に０ボルト付近まで除電されて、次
の画像形成サイクルに備える。

【００１９】次に、前記１次転写ロール２による転写バ
イアス印加装置について説明する。図１は転写バイアス
供給装置の要部機能構成を示すブロック図である。同図
において、転写バイアス発生装置２７は１次転写ロール
２に転写バイアスを印加する電源装置である。転写バイ
アス発生装置２７による印加電圧によって１次転写ロー
ル２、ベルト３、および感光体１には電流Ｉが流れる。
転写バイアス発生装置２７の出力は、バイアス制御部２
８によって電流Ｉの値が基準値Ｉref に収束するように
制御される。

【００２０】すなわち、電流モニタ部２９は検知した電
流Ｉをバイアス制御部２８に入力する。バイアス制御部
２８には基準値設定部３０から基準値（基準電流値）Ｉ
refが入力され、前記電流モニタ部２９で検知された電
流値Ｉが前記基準値Ｉref と比較される。基準値Ｉref
は良好な転写が行える範囲から予め選択して基準値設定
部３０に設定しておく。バイアス制御部２８は前記電流
値Ｉが基準値Ｉref に収束するように、転写バイアスの
増減指示信号Ｃｉを出力する。この増減信号Ｃｉによ
り、電流Ｉは基準値Ｉref に維持される。

【００２１】ところで、上述のように、経時による感光
体１の特性変化に起因する転写良好範囲Ｂの変化があ
る。そこで、本実施形態では、感光体１による画像形成
数（ドラムサイクル）に応じて、基準値Ｉref を補正し
ていく、具体的には増大させていくようにした。また、
その補正量（加算値）を環境に応じて設定できるように
した。すなわち１次転写ロール２や感光体１の抵抗値は
湿度依存性があるため、環境に応じて前記加算値を選択
できるようにすることが望ましい。

【００２２】具体的には、環境測定用バイアス制御部３
１を設け、この環境測定用バイアス制御部３１におい
て、予め設定した環境測定用の電流値Ｉchk と前記電流
Ｉとを比較し、環境測定時には該電流Ｉを電流値Ｉchk
に収束するように、転写バイアスの増減信号Ｃｉchk を
出力する。この増減信号Ｃｉchk により、電流Ｉは電流
値Ｉchk に維持され、そのときの電圧値Ｖchk が電圧モ
ニタ部３４で検知され、その値は環境対応値発生部３２
に読み込まれる。環境対応値発生部３２は検出された環
境に対応した情報として、電圧値Ｖchk に対応して予め
設定されている環境別の複数の１次転写電流設定値Ｉev
およびその加算電流値Ｉs からそれぞれ１つを選択して
基準値設定部３０に出力する。

【００２３】また、ドラムサイクル計数部３３は感光体
１の回転回数つまり画像形成数（ドラムサイクル）を計
数しており、その計数値つまり総ドラムサイクルＤc を
基準値設定部３０に出力する。なお、後述のドラムサイ
クル基準値Ｄcrも環境対応値発生部３２から出力され
る。基準値設定部３０は、ドラムサイクルＤc 、および
１次転写電流設定値Ｉev、およびドラムサイクル基準値
Ｄcrに基づいて基準値Ｉref を補正し、その補正後の基
準値Ｉref をバイアス制御部２８に出力する。

【００２４】次に、上記転写バイアス印加装置の機能に
基づいて１次転写電流制御動作を説明する。図３は１次
転写電流制御のフローチャートである。この１次転写電
流制御は各トナー色毎に行われ、かつ画像形成のための
準備処理（プロコンサイクル）後に行う。ステップＳ１
では１次転写ロール２、ベルト３、および感光体１に環
境測定用電流Ｉchk （例えば１０μＡ）を流すため、電
流モニタ部２９で電流Ｉをモニタし、その結果により転
写バイアス発生装置２７に増減信号Ｃｉchk を出力す
る。そして、電流Ｉと環境測定用電流Ｉchk との偏差が
「０」のときの転写バイアス発生装置２７の出力電圧Ｖ
chk を電圧モニタ部３４でモニタする。

【００２５】ステップＳ２では、出力電圧値Ｖchk に応
じて１次転写電流設定値Ｉevを決定する。すなわち、環
境対応値発生部３２から、出力電圧値Ｖchk に応じて予
め設定されている値を発生させる。図４に、出力電圧値
Ｖchk に応じて予め設定されている１次転写電流設定値
Ｉevの一例を示す。同図に示すように、出力電圧値Ｖch
k の範囲は２段階に分けられ、各段階毎に１次転写電流
設定値Ｉevが設定されている。なお、低出力電圧範囲
は、システム抵抗毎に低抵抗領域、高抵抗領域に対応す
る。低抵抗領域では１次転写電流Ｉevは９．０μＡ、高
抵抗領域では１次転写電流Ｉevは８．０μＡにそれぞれ
設定されている。

【００２６】ステップＳ３では、出力電圧値Ｖchk に応
じて１次転写電流Ｉevの加算電流値Ｉs とドラムサイク
ル基準値Ｄcrを決定する。すなわち、環境対応値発生部
３２から、出力電圧値Ｖchk に応じて予め設定されてい
る基準値Ｄcrを出力させる。図５に示すように、出力電
圧値Ｖchk に応じて加算電流値Ｉs とドラムサイクル基
準値Ｄcrが２段階に予め設定されている。１次転写電流
設定値と同様、出力電圧値Ｖchk の範囲は２段階に分け
られ、各段階毎に１次転写電流Ｉevが設定されている。
ここでは、ドラムサイクルＤcrを基準に加算電流値Ｉs
が前記１次転写電流設定値に加算されるので、ドラムサ
イクルＤcrおよび加算電流値Ｉs によって基準値Ｉref
の増加の割合が決定されることになる。

【００２７】ステップＳ４では、前記１次電流設定値Ｉ
ev、加算電流値Ｉs 、ドラムサイクル基準値Ｄcr、およ
びドラムサイクルＤc に基づき、次式を使用して基準値
Ｉref を算出する。Ｉref ＝Ｉev＋((Ｄc ÷Ｄcr) の整
数部分) ×Ｉs …（式１）。なお、基準値Ｉref は、予
定の最大値、例えば１２．０μＡを超えないように制限
を設けるのが良い。

【００２８】図６は、感光体のライフサイクルに応じて
１次転写の基準電流Ｉref をどの程度変化させたかを示
す図である。同図に示すように、予め実験により知り得
た画像良好範囲の変化に基づき、ライフまでの感光体１
の使用においても１次転写電流が転写良好範囲に収まる
ように基準電流値Ｉref を決定した。なお、この基準電
流Ｉref は上述のように湿度等のん環境変化によって変
動する感光体１等の抵抗変化の補正も含んでいる。

【００２９】本実施形態では、ドラムサイクルと環境変
化との双方を考慮した基準値Ｉrefの設定を説明した
が、ドラムサイクルおよび環境変化のうち、少なくとも
ドラムサイクルを考慮して基準値Ｉref を決定しても一
定の効果は得られる。

【００３０】また、１次転写器として転写ロールを使用
した場合を示したが、本発明はこれに限らず、転写コロ
トロンを使用した場合にも同様に適用することができ
る。さらに、中間転写体を使用した画像形成装置に限ら
ず、感光体から直接記録媒体にトナー画像を転写するよ
うに構成した画像形成装置にも本発明は適用できるし、
白黒画像形成用またはカラー画像形成用のいずれである
かも問わない。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、前記増加割合を画像形成数に応じて変化する
転写性能良好範囲に対応するように転写電流の基準値を
変動させていくことができる。その結果、転写電流は基
準値に収束するように制御され、転写性能良好範囲で画
像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る転写バイアス供給
装置の要部機能構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構
成を示す模式図である。

【図３】 １次転写電流制御のフローチャートである。

【図４】 出力電圧と１次電流設定値との関係を示すテ
ーブルの一例を示す図である。

【図５】 出力電圧と環境対応情報との関係を示すテー
ブルの一例を示す図である。

【図６】 転写電流の基準値と転写良好範囲との関係を
示す図である。

【図７】 従来の画像形成装置の構成を示す模式図であ
る。

【図８】 感光体上の帯電電位の一例を示す模式図であ
る。

【図９】 従来記述に係る転写電流の基準値と転写良好
範囲との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…感光体、 ２…１次転写ロール、 ３…中間転写ベ
ルト、 ４…２次転写ロール、５…露光装置、 ８…帯
電ロール、 ２７…転写バイアス発生装置、３０…基準
値設定部、 ３２…環境対応値発生部、 ３３…ドラム
サイクル計数部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴岡 亮一 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体としての感光体と、 前記感光体上に形成された潜像を現像するための現像手
   段と、 前記現像手段で現像された前記感光体上のトナー像を被
   転写体に転写する転写手段と、 前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス発
   生手段と、 前記転写バイアスを印加することによって被転写体を介
   して転写手段および感光体に流れる電流を基準値に収束
   するように制御するバイアス制御手段と、 前記感光体による画像形成数に応じて前記基準値を予定
   割合で増大させる基準値設定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】 前記被転写体が、前記感光体に隣接して
   配置された中間転写体であり、 前記転写手段によって中間転写体上に転写されたトナー
   像を、さらに第２の被転写体に転写する第２の転写手段
   を具備した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】 前記感光体上のトナー像を被転写体に転
   写する転写手段が、半導電性材料を基体とする転写ロー
   ルであることを特徴とする請求項１または２記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記感光体上のトナー像を被転写体に転
   写する転写手段が、コロトロン転写器であることを特徴
   とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記感光体、前記被転写体写体および前
   記転写手段の抵抗に影響を与える環境を検出する環境測
   定手段と、 前記環境測定手段によって検出された環境に応じた前記
   基準値およびその補正値を発生する環境パラメータ発生
   手段とを具備したことを特徴とする請求項〜４のいずれ
   かに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記環境測定手段が、前記転写バイアス
   発生手段によって前記感光体、前記被転写体写体および
   前記転写手段に環境測定用の基準電流を供給する手段
   と、そのときの該転写バイアス発生手段の出力電圧を検
   出する手段とからなり、 前記基準値補正手段が、出力電圧に基づいて前記基準値
   の増大量を補正する補正情報を発生するように構成され
   ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
   の画像形成装置。