JPH05333722A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】静電複写機、同プリンタなどの静電プロセスを
利用する画像形成装置において、あらゆる環境下で全て
のサイズの転写材に対して良好な転写性を得ることがで
きるようにする。 【構成】所定の電流値により転写ローラに生じた電圧を
Ｖ１とし、２種類のある電圧をＶ２、Ｖ３（Ｖ２＜Ｖ
３）とした場合に、Ｖ２＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たした
時は比較制御回路３を電流検出手段１側に切換えて転写
ローラを定電流制御とし、Ｖ２＞Ｖ１もしくはＶ３＜Ｖ
１の条件を満たした時は比較制御回路３を電圧検出手段
２側に切換えて転写ローラを定電圧制御とするようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は静電複写機、同プリン
タなど、静電プロセスを利用する画像形成装置に関し、
特に感光体ドラムに対向する転写手段を利用する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体ドラムとこれに圧接す
る転写部材とを具え、これら両者の間に転写材を通過さ
せるとともに、転写材の通過時に転写部材にバイアス電
圧を印加して、感光体ドラム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提案されている。

【０００３】上記画像形成装置における画像形成のプロ
セスを詳述すると、まず紙面に垂直方向に軸線を有し、
回転する円筒状の感光体ドラムの表面が帯電ローラによ
り一様に帯電される。この後、像形成手段によって画像
変調されたレーザビーム、スリット露光などによって、
前記感光体ドラムの帯電面に画像情報が付与されて静電
潜像が形成される。次に、この潜像に現像機によってト
ナーが供給されて感光体ドラム表面にトナー像が形成さ
れる。そして、感光体ドラムの回転にともなってこのト
ナー像が、転写部材である転写ローラ（又は転写ベル
ト）と感光体ドラムが当接する転写部位に到達すると、
前記トナー像とタイミングを合わせて転写材もこの転写
部位に到達する。このとき、転写ローラに転写バイアス
電圧を印加して転写材裏面にトナーと反対極性の電荷を
付与すると、感光体ドラムのトナー像は転写材に転移さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような接触転写方
式をとる画像形成装置は、従来から広く用いられている
コロナ放電を使用するものに比べて種々の利点を持って
いる。しかし、その反面、転写ローラの抵抗値が環境に
よって大きく変化することが知られている。すなわち、
低温低湿環境下では転写ローラの抵抗値は常温、常質時
のそれよりも数桁上昇し、高温高湿環境下では転写ロー
ラの抵抗値は常温、常質時のそれよりも１〜２桁下が
る。

【０００５】上述した特性を持つ転写ローラを使った画
像形成装置では、転写電流が数μＡ（例えば０．５〜４
μＡ）の範囲（以下、転写電流範囲という）のときに良
好な転写画質が得られることが実験によって明らかにさ
れている。この電流が低すぎるとトナーを感光体から引
き寄せる力が弱く転写不良となる。また、上記電流範囲
を越えるとマイナス帯電している感光体に、転写時反対
極性の電荷が過剰に流れ感光体が逆帯電する。逆帯電し
た感光体は除電手段を用いても除電しきれず、均一なマ
イナス帯電が出来なくなり、画像にカブリなどの濃度ム
ラが発生してしまう。

【０００６】通常の転写材を使用する画像形成装置にお
いては、良好な転写画質を得るために転写電流を上記転
写電流範囲の所定値に設定した定電流制御を行うことが
多い。しかし、定電流制御には次のような問題が生じ
る。

【０００７】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あれば小サイズの転
写材も使用できるようになっている。転写材は感光体と
転写ローラの間を通紙するが、小サイズの転写材を使用
した場合は、感光体と転写ローラが直接当接する通紙部
分と紙の存在しない非通紙部分ができることになる。こ
のとき、通紙部分は転写材の分だけ非通紙部分よりイン
ピーダンスが高くなるため、電流は非通紙部分に流れて
通紙部分にはほとんど流れなくなり、転写不良が発生す
る。この傾向は特に高温高湿環境下で顕著に現れる。小
サイズの転写材で良好な転写性を得るには、実際に転写
材に流れる電流が転写電流範囲となるように設定電流値
を上げる必要がある。

【０００８】さらに、このような事態に対処するために
定電圧制御を行うと、次のような問題が生じる。

【０００９】通常、定電圧制御では設定電圧値を常温、
常湿環境を中心として決めている。しかし、このように
して決められた値で定電圧制御を行うと、低温低湿環境
下では転写電流がほとんどゼロとなるため転写不良とな
る。また、高温高湿環境下では感光体表面の電位を不均
一にしてしまい、カブリ等の転写不良を起こしてしま
う。

【００１０】すなわち、従来のこの種の装置において
は、定電流制御、定電圧制御のいずれの制御方式を用い
ても、全ての環境、全てのサイズの転写材に対して良好
な転写性を得ることは困難であった。

【００１１】この発明は、あらゆる環境下で全てのサイ
ズの転写材に対して良好な転写性を得ることができる画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係わる画像形成装置においては、感光体
ドラムと、この感光体ドラムの表面に像を形成するレー
ザ走査装置と、感光体ドラムに対向して設けられ、感光
体ドラムとの間の転写部位に転写材を圧接させて感光体
ドラム表面に形成された像を転写用紙に転写する転写ロ
ーラとを有する画像形成装置において、所定の電流値に
より前記転写ローラに生じた電圧をＶ１とし、２種類の
ある電圧をＶ２、Ｖ３（Ｖ２＜Ｖ３）とした場合に、Ｖ
２＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たした時は前記転写ローラを
定電流制御とし、Ｖ２＞Ｖ１もしくはＶ３＜Ｖ１の条件
を満たした時は前記転写ローラを定電圧制御としたこと
を特徴とする。

【００１３】

【作用】上記構成においては、所定の電流値により転写
ローラに生じた電圧が通常の電圧範囲内にあるときは転
写ローラは定電流制御となり、前記電圧範囲外であると
きは転写ローラは定電圧制御となる。これによれば、環
境の変化や小サイズの転写材により転写ローラの印加電
圧が良好な転写性が得られる範囲より低くなったとき又
は高くなったときには、それぞれ所定の電圧を維持され
るように定電圧制御により電圧値が補正されるため、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
常に安定した良好な転写性を得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明に係わる画像形成装置をレー
ザビームプリンタに適用した場合の一実施例を図面を参
照しながら説明する。

【００１５】図２は、画像形成装置の一実施例としての
レーザプリンタの概略構成を表したものである。この図
はレーザプリンタを側面から見たときの要部断面図であ
り、左側がレーザプリンタの前面になっている。

【００１６】このレーザプリンタ１１はレーザ走査装置
１２を具えている。レーザ走査装置１２には、画信号に
応じてレーザ光を変調して出力する図示しない半導体レ
ーザが配置されている。この半導体レーザから射出され
たレーザビームは一定速度で回転するポリゴンミラー
（回転多面鏡）１４に入射し、この回転に応じて偏向さ
れる。偏向されたレーザビームはｆθレンズ１５を通過
した後、ミラー１６、１７によって進行方向を変えら
れ、このレーザ走査装置１２から破線で示す方向へ出力
される。

【００１７】レーザ走査装置１２から出力されたレーザ
ビームの延長上には、定速で矢印の方向へ回転する感光
体ドラム１９が配置されている。レーザ走査装置１２か
ら出力されたレーザビームは、この感光体ドラム１９の
所定の露光位置２１を、その軸方向すなわち主走査方向
に繰り返し走査する。この露光位置２１よりもわずかに
手前には、感光体ドラム１９に対向してチャージローラ
２２が配置されており、感光体ドラム１９の表面を一様
に帯電させるようになっている。この帯電後の感光体ド
ラム１９にレーザビームが照射されることで、ドラム表
面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。この
静電潜像は、露光位置よりも下流側のドラム表面で現像
装置２４によって現像される。この現像装置２４内に
は、トナーを磁気的に穂立ちさせて静電潜像の現像を行
うための現像ロール２５やカートリッジ内のトナーを現
像ロール２５に供給するためのトナー供給機構２６等の
部品が配置されている。現像ロール２５には所定の現像
バイアスが印加されている。

【００１８】現像装置２４の現像によって形成されたト
ナー像は、感光体ドラム１９の回転によって転写ローラ
２８に対向する位置まで移動し、ここで記録紙（普通
紙）に静電的に転写されることになる。

【００１９】次に、記録用紙の搬送経路について簡単に
説明する。図示しない記録用紙は、このレーザプリンタ
１１の下部に着脱自在に配置された用紙給紙装置２９内
に前面から挿入されたカセットトレイ３１に積層される
ようになっている。カセットトレイ３１の最上層に配置
された記録用紙は、半月状の形状をした半月ロール３２
によってトレイ外に送り出される。

【００２０】記録用紙は破線で示した経路は、感光体ド
ラム１９の回転位置と同期をとって一定した速度でかつ
安定して搬送を開始される。次に破線の経路を経た記録
用紙は、所望のタイミングで感光体ドラム１９と転写ロ
ーラ２８の間を通過する。この通過の時点だけ、転写ロ
ーラ２８にバイアス電圧を印加して、これによって感光
体ドラム１９上のトナー像が静電的に転写ローラ２８方
向に吸引され、記録用紙上にトナー像の転写が行われ
る。転写の行われた記録用紙は、転写ローラ２８の下流
側に配置された図示しない除電針によってその背面から
除電され、ドラム表面から剥離される。

【００２１】剥離された記録用紙は、その緊張をとくた
めに所定の長さの搬送路上を搬送された後、ヒートロー
ル６とプレッシャロール８の対から成る定着装置７に運
ばれる。定着装置７では、記録用紙が所定幅でニップし
ているヒートロール６とプレッシャロール８の間を通過
する。このとき、記録用紙におけるトナー像の転写され
た側がヒートロール６側となり、プレッシャロール８は
記録用紙をヒートロール６に押し付けて効率的な熱伝達
を可能にする。ヒートロール６は高温の一定温度に制御
されている。この状態で、記録用紙上のトナー像は用紙
面に熱定着される。

【００２２】定着装置７の出口側には出口ロール３８が
用意されており、これにより記録用紙はレーザプリンタ
の上部へと排出される。記録用紙はこのような経路と経
るために記録面が下になって排出され、１ページずつ順
に印刷したものを排出された順序のままステープラで綴
じることができる。

【００２３】ところで、記録用紙に転写されなかったト
ナー像は、転写ローラ２８の更に下流側に配置されたク
リーニング装置４３によってドラム表面から除去され
る。クリーニング装置４３には、ドラム表面からトナー
を削りとるためのブレード等が配置されている。

【００２４】レーザ走査装置１２の後方には、図示せぬ
低圧電源回路と高圧電源回路からなる電源７２が配置さ
れ、各構成ブロックへ必要な電力を供給している。電源
７２の後方には制御装置７３が配置されており、レーザ
プリンタ全体の電気的制御を行うようになっている。電
源７２と制御装置７３の上方には画像情報処理装置７４
が配置され、ホストコンピュータ等から送られてきた画
像情報をレーザプリンタのレーザビーム変調信号に変換
して制御装置７３に送出するようになっている。 図１
は、上記高圧電源回路の機能的な構成を示すブロック図
である。この高圧電源回路１０は、転写ローラ２８に流
れる電流値を検出する電流検出手段１と、転写ローラ２
８で生じた電圧値を検出する電圧検出手段２と、図示せ
ぬ内部スイッチにより前記電流検出手段１又は電圧検出
手段２との接続を切換える比較切換回路３と、制御回路
４と、転写用高圧電源発生回路５とから構成されてい
る。

【００２５】制御回路４は、所定の電流値（ここでいう
所定の電流値とは、標準的な転写部材で環境を変えても
最も良好な画質を得られる転写電流値をいう）により前
記転写ローラ２８に生じた電圧をＶ１とし、２種類のあ
る電圧をＶ２、Ｖ３（Ｖ２＜Ｖ３）とした場合に、Ｖ２
＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たした時は前記比較切換回路３
のスイッチを電流検出手段１側に切換えて転写ローラ２
８を定電流制御とし、Ｖ２＞Ｖ１もしくはＶ３＜Ｖ１の
条件を満たした時は前記比較切換回路３のスイッチを電
圧検出手段２側に切換えて転写ローラ２８を定電圧制御
とする。制御回路４は前記比較切換回路３のスイッチ切
換えに伴って、定電流制御時の電流値及び定電圧制御時
の電圧値を決める制御を行っている。また、制御回路４
は転写用高圧電源発生回路５を駆動するための制御を行
っている。

【００２６】次に、転写ローラの電圧値により制御方式
を切換える場合の高圧電源回路１０の動作手順を図３の
フローチャートにより説明する。

【００２７】まず、制御装置７３からの転写オン信号
（高圧発生信号）を受信すると（ステップ１０１）、制
御回路４は所定の電流値により前記転写ローラ２８に生
じた電圧Ｖ１を検出する（ステップ１０２）。そして、
検出した電圧Ｖ１と、２種類の電圧Ｖ２、Ｖ３（Ｖ２＜
Ｖ３）を比較し、Ｖ２＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たすかど
うかを判断する（ステップ１０３）。ここで、この条件
を満たすときは比較切換回路３を電流検出手段１側に切
換え（ステップ１０４）、所定電流値による定電流制御
を行う（ステップ１０５）。また、ステップ１０３でＶ
２＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たさないときは、Ｖ２＞Ｖ１
の条件を満たすかどうかを判断する（ステップ１０
６）。ここで、この条件を満たすときは比較切換回路３
を電圧検出手段２側に切換え（ステップ１０７）、電圧
Ｖ２による定電圧制御を行う（ステップ１０８）。ま
た、ステップ１０６でＶ２＞Ｖ１の条件を満たさないと
きは、Ｖ３＜Ｖ１の条件を満たすかどうかを判断する
（ステップ１０９）。ここで、この条件を満たすときは
比較切換回路３を電圧検出手段２側に切換え（ステップ
１１０）、電圧Ｖ３による定電圧制御を行う（ステップ
１１１）。さらに、ステップ１０９でＶ３＜Ｖ１の条件
を満たさないときは所定のエラー処理を行う（ステップ
１１２）。

【００２８】この実施例では、プロセススピード２８ｍ
ｍ／ｓｅｃのとき、発泡ウレタン＋カーボンを原材料と
した直径１６．７ｍｍ（抵抗値５×１０⁷ 〜２×１０⁸
Ω、硬度４８°±５°）の転写ローラ２８を用い、転写
電流の基準となる電流値を１．５μＡとした。なお、プ
ロセススピード５６ｍｍ／ｓｅｃのときは２．３μＡと
なった。このような定電流値で画像形成を行ったとこ
ろ、転写不良が発生する場合があった。具体的には、電
圧値が３００Ｖ以下になると転写しなくなり、また１０
００Ｖを越えるとカブリ等の画質不良が起きやすくなっ
た。そこで、図４に示すように、３００Ｖまでは３００
Ｖの定電圧制御領域、３００Ｖを越え１０００Ｖまでを
１．５μＡの定電流制御領域、１０００Ｖを越えた場合
は１０００Ｖの定電圧制御領域として画像形成を行った
ところ、良好な転写性を得ることができた。

【００２９】なお、常温常湿環境下では１．５μＡの定
電流制御により良好な転写性を得ることができるが、高
温高湿環境下では転写ローラの変動、紙サイズの違いに
より１．５μＡの電流を流したときの電圧値Ｖ１が３０
０Ｖを越えないときがある。この場合は、３００Ｖの定
電圧制御を行うことによって良好な転写性を得ることが
できる。ただし、３００Ｖを越える場合は１．５μＡの
定電流制御とする。さらに、低温低湿環境下ではＯＨＰ
シートの様な厚紙を転写した場合、電圧値が１０００Ｖ
を越えてしまい、カブリやサイド汚れ等の画質不良を発
生することがある。この場合は、１０００Ｖの定電圧制
御を行うことによって良好な転写性を得ることができ
る。ただし、１０００Ｖを越えない場合は１．５μＡの
定電流制御とする。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
画像形成装置においては、所定の電流値により転写ロー
ラに生じた電圧が一定の範囲内にあるときは転写ローラ
を定電流制御とし、前記範囲外であるときは転写ローラ
を定電圧制御とするようにしたため、環境や転写材のサ
イズによる転写ローラの印加電圧の過不足が補正され、
全ての環境下で、かつ転写材のサイズの変動にかかわら
ず常に安定した良好な転写性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における高圧電源回路の機能的な構成を
示すブロック図。

【図２】画像形成装置の一実施例としてのレーザプリン
タの概略構成図。

【図３】転写ローラの電圧値により制御方式を切換える
場合の高圧電源回路の動作手順を示すフローチャート。

【図４】実施例の転写ローラにおける電圧−電流特性を
示す図。

【符号の説明】

１…電流検出手段、２…電圧検出手段、３…比較切換回
路、４…制御回路、５…転写用高圧電源発生回路、１０
…高圧電源回路、１２…レーザ走査装置、２８…転写ロ
ーラ、７２…電源、７３…制御装置、７４…画像情報処
理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラムと、この感光体ドラムに像を
   形成する像形成手段と、感光体ドラムに対向して設けら
   れ、感光体ドラムとの間の転写部位に転写材を圧接させ
   て像形成手段により形成された感光体ドラムの像を転写
   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、 所定の電流値により前記転写手段に生じた電圧をＶ１と
   し、２種類のある電圧をＶ２、Ｖ３（Ｖ２＜Ｖ３）とし
   た場合に、Ｖ２＜Ｖ１＜Ｖ３の条件を満たした時は前記
   転写手段を定電流制御とし、Ｖ２＞Ｖ１もしくはＶ３＜
   Ｖ１の条件を満たした時は前記転写手段を定電圧制御と
   したことを特徴とする画像形成装置。