JP2000221810A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転写回転体を用いた接触転写方式の画像形成装
置について、転写制御を常に適切にして常に良好な転写
画像を得ること。 【解決手段】表面にトナー像ｔが形成される像担持体１
と、像担持体に接触配置されて転写ニップ部Ｎを形成す
る転写回転体５と、転写回転体に転写バイアスを印加す
る転写バイアス印加手段２１とを備え、転写ニップ部に
て被記録材Ｐを狭持搬送しつつ転写回転体に転写バイア
ス印加手段によって転写バイアスを印加することにより
像担持体表面のトナー像を前記被記録材表面に転写する
画像形成装置に於いて、転写バイアス印加手段の制御方
式として定電流制御方式と定電圧制御方式を持ち、転写
バイアス印加手段の定電流制御方式と定電圧制御方式の
切り替えは転写回転体の抵抗値に応じて行なわれること
を特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写方式の画像形
成装置、すなわち電子写真感光体・静電記録誘電体・中
間転写体等の像担持体の表面に適宜の作像プロセス手段
でトナー像（荷電粉体像）を形成担持させ、そのトナー
像を転写手段で被記録材（転写材）に転写して画像形成
物を出力する画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、像担持体に接触配置されて
転写ニップ部を形成する転写回転体と、該転写回転体に
転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段とを備
え、転写ニップ部にて被記録材を狭持搬送しつつ転写回
転体に転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印
加することにより像担持体表面のトナー像を被記録材表
面に転写する接触転写方式の画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば転写式電子写真プロセス利
用の複写機・レーザービームプリンタなどの転写方式画
像形成装置の多くは、像担持体側から被記録材へトナー
像を転写させる転写手段として、オゾンの発生が非常に
少ない接触転写方式を採用しており、なかでも転写部で
の被記録材搬送性に優れたローラ転写方式が主流となっ
ている。

【０００４】ローラ転写方式は、転写回転体として弾性
ゴム層を有する転写ローラを用い、これを像担持体とし
ての感光ドラムに圧接させて転写ニップ部を形成させ、
この転写ニップ部で被記録材を挟持搬送しつつ、転写ロ
ーラに印加された転写バイアスの作用で感光ドラム上の
トナー像を被記録材上へ転写するものである。

【０００５】転写ローラは一般的に、ＳＵＳ、Ｆｅ等の
芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等により抵抗
調整しその抵抗を１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰［Ω］とした
導電性スポンジ弾性体層を形成した、硬度２０〜４０度
（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の弾性スポンジローラが用いられて
いる。

【０００６】また近年は、様々な被記録材に印字する市
場の要求が高まるに従い、より搬送性に優れた導電性ソ
リッドゴム転写ローラを用いた画像形成装置も開発され
ている。

【０００７】導電性ソリッドゴム転写ローラは、その弾
性層が高い復元力を有するソリッド状ゴムであるため、
従来のスポンジタイプの転写ローラに比較して転写ニッ
プ部での被記録材保持力が高く、給紙のバックテンショ
ンや、葉書や厚紙などの被記録材が被記録材搬送路にこ
すれて生じる搬送抵抗などに対しても影響を受けにく
く、より安定した被記録材搬送が行えるというメリット
がある。

【０００８】特に、感光ドラムに対して転写ローラを速
回し駆動し、被記録材を感光ドラムよりも速送りするこ
とで感光ドラム上からトナーを掻き取る効果を持たせて
中抜けを防止する、いわゆる転写速回し系の画像形成装
置において、スポンジタイプの転写ローラに比べて印字
比率の変化による被記録材搬送速度の変化が少ないとい
う特徴がある。

【０００９】また前述の転写ローラには、ゴム中にカー
ボンなどの無機導電フィラーを分散させて導電性を持た
せた、いわゆる「電子導電性タイプ」のゴム材を使用し
た転写ローラと、界面活性剤等のイオン導電材を分散さ
せて導電性を持たせたゴムを使用したり、それ自身が導
電性を有するゴムを用いた、いわゆる「イオン導電性タ
イプ」の転写ローラがある。

【００１０】近年の高画質化対応への市場の要求に対し
ては、イオン導電性のゴム層を有する転写ローラの方が
弾性層内の抵抗均一性に優れており、転写ローラの周方
向における抵抗斑がスポンジタイプの転写ローラに対し
少なく、より高画質化に適した転写ローラである。

【００１１】また、転写ローラの抵抗は雰囲気環境の温
湿度に応じて変動しやすいことが知られており、転写ロ
ーラの抵抗変動が大きい場合で、所望の転写電流値より
印加電流が少なくなってしまった場合には、感光ドラム
上に形成されたトナー像が記録材上に転写される際、ト
ナー像が紙上（被記録材上）で保持できなくなり、形成
されるべきトナー像の周りにトナー粒子が飛散して起こ
る爆発飛び散りなどの転写不良や、また、所望の転写電
流値より印加電流が多くなってしまった場合には、余白
部などのトナー像が形成されていない箇所に過度に電流
が流れてその履歴がドラム一周期後も残ってしまうこと
によって現れる紙跡や、小サイズ被記録材を通紙したと
きに特に起こる、転写電流が被記録材の覆われていない
転写ローラと感光ドラム間にその過度電流の大半が流れ
てしまうことによって生じるドラムゴーストなどの発生
を招くおそれがある。

【００１２】そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する
転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ロー
ラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラ
に印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制
御」が採用されている。例えば、特開平２−１２３３８
５号公報に開示されている「ＡＴＶＣ制御」(ActiveTra
nsfer Voltage Control) や、特開平６−１３８７８４
号公報に開示されている「ＰＴＶＣ制御」(Programable
Transfer Voltage Control)がある。

【００１３】ＡＴＶＣ制御やＰＴＶＣ制御は転写時に転
写ローラに印加する転写バイアスを最適化するための手
段であり、転写不良・跡などの発生を防止するようにし
たもので、上述の転写バイアスは画像形成装置の前回転
行程中に転写ローラから像担持体上に所望の定電流バイ
アスを印加し、その時の電圧値から転写ローラのローラ
抵抗を検知し、転写時に転写バイアスとしてその抵抗値
に対して所定の制御式に応じた定電圧バイアスを転写ロ
ーラに印加する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例で示すような印加転写電圧制御方式を用い、転写バ
イアスの最適化を行い、それに従って所望の転写バアイ
スとなるような定電圧バイアス制御を行うだけでは、転
写ローラが置かれた雰囲気環境の条件や、また、被記録
材の幅や厚みなどの諸条件で適正転写電流の範囲は狭め
られ、また、逆に定電流制御のような、一定電流を流す
定電流バイアス制御を行った場合、転写ローラや被記録
材の抵抗値の比率に応じて、被記録材の狭持されていな
い箇所へ多くの電流値が通電してしまい、また、これに
よって被記録材へと与えられるべき電流値は不足してし
まい、結果として転写不良などの問題を生じてしまう。

【００１５】そこで本発明は転写回転体を用いた接触転
写方式の画像形成装置について、転写制御を常に適切に
させて常に良好な転写画像を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００１７】（１）表面にトナー像が形成される像担持
体と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形
成する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを
印加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニッ
プ部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前
記転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加す
ることにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録
材表面に転写する画像形成装置に於いて、前記転写バイ
アス印加手段の制御方式として定電流制御方式と定電圧
制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手段の定電流制
御方式と定電圧制御方式の切り替えは前記転写回転体の
抵抗値に応じて行なわれることを特徴とする画像形成装
置。

【００１８】（２）前記転写回転体がソリッドタイプの
ローラであり、ローラ硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計にお
いて１ｋｇの荷重をかけた場合５０度以上の硬度であ
り、ローラ抵抗値が２ｋＶ印加時に１×１０⁶ （Ω）か
ら１×１０¹⁰（Ω）までとする、イオン導電性を有する
ローラであることを特徴とする（１）に記載の画像形成
装置。

【００１９】（３）前記転写バイアス印加手段の定電流
制御方式と定電圧制御方式の切り替えは、両面プリント
において、１面目通紙時および２面目通紙時のそれぞれ
で行われることを特徴とする（１）または（２）に記載
の画像形成装置。

【００２０】（４）表面にトナー像が形成される像担持
体と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形
成する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを
印加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニッ
プ部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前
記転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加す
ることにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録
材表面に転写する画像形成装置に於いて、前記転写バイ
アス印加手段の制御方式として定電流制御方式と定電圧
制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手段の定電流制
御方式と定電圧制御方式の切り替えは被記録材の給紙箇
所によって行なわれることを特徴とする画像形成装置。

【００２１】（５）表面にトナー像が形成される像担持
体と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形
成する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを
印加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニッ
プ部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前
記転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加す
ることにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録
材表面に転写する画像形成装置に於いて、前記転写バイ
アス印加手段の制御方式として定電流制御方式と定電圧
制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手段の定電流制
御方式と定電圧制御方式の切り替えは、被記録材の紙サ
イズ等の種類によって行なわれることを特徴とする画像
形成装置。

【００２２】（６）前記転写回転体がソリッドタイプの
ローラであり、ローラ硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計にお
いて１ｋｇの荷重をかけた場合５０度以上の硬度であ
り、ローラ抵抗値が２ｋＶ印加時に１×１０⁶ （Ω）か
ら１×１０¹⁰（Ω）までとする、イオン導電性を有する
ローラであることを特徴とする（４）または（５）に記
載の画像形成装置。

【００２３】（７）前記転写バイアス印加手段の定電流
制御方式と定電圧制御方式の切り替えは、両面プリント
において、１面目通紙時および２面目通紙時のそれぞれ
で行われることを特徴とする（４）または（５）に記載
の画像形成装置。

【００２４】〈作 用〉即ち、本発明では、転写回転体
を用いた接触転写方式の画像形成装置について、画像形
成前段階に行われるＰＴＶＣ制御やＡＴＶＣ制御によっ
て得られた情報を基に、転写バイアスの最適化を行うこ
とに加え、前記情報を基に、転写時バイアス制御を定電
流制御と定電圧制御のどちらか一方の制御方法を切り替
えて転写を行うことを特徴とし、また、同様に画像形成
装置から送られてくる被記録材に対する情報や、自動両
面制御時の１面目や２面目についての転写時バイアス制
御を定電流制御と定電圧制御に切り替える方式をとるこ
とで、転写制御を常に適切にさせて常に良好な転写画像
を得ることが可能になる。

【００２５】また転写回転体がイオン導電系ソリッドロ
ーラのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が１ｋｇ印加の時５０度以上
の系において、ＰＴＶＣ制御やＡＴＶＣ制御によって得
られた一定電流値に対する転写ローラ抵抗値に応じた電
圧値Ｖｔ０や、両面通紙時、紙種、給紙方法によって転
写電流制御方法を定電流制御と定電圧制御のそれぞれに
切り替えることによって、イオン導電系ソリッドローラ
における、紙種、環境、転写ローラの状態による、転写
不良やドラムゴースト等の発生を防止して、常に良好な
転写画像を得ることが可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図５） （１）画像形成装置例 図１は画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタである。

【００２７】１は像担持体としての感光ドラムであり、
ＯＰＣ、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウム
やニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成され
ており、駆動手段Ａにより矢示の時計方向ａに所定の周
速度で回転駆動される。

【００２８】２は回転する感光ドラム１の周囲を所定の
極性・電位に一様に帯電処理する帯電手段であり、本例
では帯電ローラを使用した接触帯電装置を用いている。

【００２９】３は画像情報露光手段であり、本例ではレ
ーザービームスキャナーを用いている。このスキャナー
３は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ
等を有してなり、不図示のホスト装置から送られてきた
画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービー
ムＬを出射して感光ドラム１の一様に帯電された表面を
走査露光し、静電潜像を形成する。３ａはスキャナー３
の出射レーザービームＬを感光ドラム１の露光部位に偏
向するミラーである。

【００３０】４は現像装置であり、感光ドラム１上の静
電潜像をトナー像として現像する。現像方法としては、
ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメ
ージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが
多い。

【００３１】５は弾性層を有する回転体形状の接触帯電
部材としての転写ローラであり、感光ドラム１に対して
加圧接触させて転写ニップ部Ｎを形成させてあり、駆動
手段Ｂにより矢示の時計方向ｂに所定の周速度で回転駆
動される。この転写ローラ５の構成・作用等については
後述する。

【００３２】回転感光ドラム１上に形成されたトナー像
は、転写ニップ部（転写部位）Ｎにおいて、該転写ニッ
プ部Ｎに対して、カセット給紙部１４・１５または手差
し給紙部７・８・９から給紙された被記録材Ｐ（転写
材）に対して順次静電転写される。

【００３３】給紙部から給紙された被記録材Ｐは、プレ
フィードセンサ１０で待機した後に、レジストローラ１
１、レジストセンサ１２、転写前ガイド１３を通って転
写ニップ部Ｎ（画像形成部）に給紙される。被記録材Ｐ
は、レジストセンサ１２によって感光ドラム１の表面に
形成されたトナー像と同期取りされて、感光ドラム１と
転写ローラ５とで形成される転写ニップ部Ｎに供給され
る。

【００３４】転写ニップ部Ｎにおいてトナー像の転写を
受け、転写ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは、感光ド
ラム１の面から分離され、シートパス１７を通って定着
装置１８へ搬送される。

【００３５】本例の定着装置１８は、加熱フィルムユニ
ット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接からなるフィルム
加熱方式の定着装置であり、トナー像を保持した被記録
材Ｐは加熱フィルムユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂ
の圧接部である定着ニップ部Ｔで狭持搬送されて加熱・
加圧を受けることでトナー像が被記録材Ｐ上に定着され
永久画像となる。トナー像が定着された被記録材Ｐは排
紙ローラ１９により機外の排紙トレイ２０に排出され
る。

【００３６】一方、被記録材Ｐに対するトナー像転写後
の感光ドラム１の表面は、クリーニング装置６により転
写残留トナーの除去を受けて清掃されて繰り返して作像
に供される。本例のクリーニング装置６はブレードクリ
ーニング装置であり、６ａはそのクリーニングブレード
である。

【００３７】図２は上記プリンタの動作行程図である。

【００３８】ａ．前多回転行程 プリンタの始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）
である。メイン電源スイッチのＯＮにより、プリンタの
メインモーター（不図示）を駆動させて感光ドラム１を
回転起動させ、所要のプロセス機器の始動動作を実行さ
せる。

【００３９】所定のプリンタ始動動作期間終了後は、メ
インモーターの駆動が一旦停止されて感光ドラム１の回
転駆動が停止され、プリンタは印字スタート信号が入力
されるまでスタンバイ（待機）状態に入る。

【００４０】ｂ．前回転行程 スタンバイ状態にあるプリンタにおいて、印字スタート
信号の入力により、メインモーターを再駆動させて感光
ドラム１を再回転駆動させ、しばらくの間プリンタに所
定の印字前動作を実行させる期間である。

【００４１】ｃ．印字（印刷）行程 所定の前回転行程が終了すると、引き続いて回転感光ド
ラム１に対するトナー像形成プロセス、被記録材Ｐへの
トナー像転写プロセスが実行され、トナー像の転写を受
けた被記録材Ｐが定着装置１８に搬送されて、１枚目の
印字行程が行なわれる。

【００４２】連続印字（連続印刷）モードの場合は、上
記印字行程が繰り返えされて所定枚数ｎ分の印字行程サ
イクルが順次に実行される。

【００４３】ｄ．紙間行程 連続印字モードにおいて、一の被記録材Ｐの後端が転写
ニップ部Ｎを通過した後、次の被記録材Ｐの先端が転写
ニップ部Ｎに到達するまでの間の、転写ニップ部Ｎにお
ける被記録材Ｐの非通紙状態期間である。

【００４４】ｅ．後回転行程 最後であるｎ枚目の印字行程が終了した後もしばらくの
間メインモーターの駆動を継続させて感光ドラム１を回
転駆動させ、プリンタの所定の後動作を実行させる行程
である。

【００４５】所定の後回転行程が終了すると、メインモ
ーターの駆動が停止され、感光ドラム１の回転駆動が停
止され、プリンタは次の印字スタート信号が入力するま
で再びスタンバイ状態に保持される。

【００４６】上記において、前多回転行程中あるいは前
多回転行程直後に印字スタート信号が入力した場合には
スタンバイ行程なしに引き続いて前回転行程を経て印字
行程が実行される。また１枚だけの印字の場合は、その
印字行程の終了後、プリンタは後回転行程を経てスタン
バイ状態になる。

【００４７】（２）転写ローラ２ 図３の（ａ）は転写ローラ部分の一端側の拡大側面模型
図、（ｂ）は転写ローラの途中部分省略の正面模型図で
ある。

【００４８】転写ローラ５は、鉄、ＳＵＳ等の芯金５ａ
上にＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のソリ
ッド状の中抵抗弾性層５ｂを形成したソリッドゴムロー
ラで、このソリッドゴムローラタイプとしての転写ロー
ラでは大抵の場合、ローラ硬度として４０〜７０度（Ａ
ｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重時）の範囲、抵抗値１×１０
⁶ 〜１×１０¹⁰Ω（２ｋＶ印加時：下記の転写ローラ抵
抗値測定法による）の範囲のものを使用する。転写ロー
ラ５の弾性体層５ｂは、一次加硫後に２次加硫し、その
後表面を研磨して外径形状を所望の寸法とし、更に表面
を加熱処理したものを用いる。

【００４９】転写ローラ抵抗値測定法；転写ローラ５の
抵抗値測定方法について図４に基づいて説明する。図４
に示すように、アルミシリンダー１００へ総圧１ｋｇ
（片側５００ｇ）で転写ローラ５を当接させて回転さ
せ、任意の電圧（例えば＋２．ＯｋＶ）を直流高圧電源
装置１０１より転写ローラ５の芯金５ａに印加したとき
に抵抗１０２の両端に発生する電圧値の最大値と最小値
を電圧計１０３で読みとる。読みとった電圧値から回路
中に流れる電流値の平均値を求め、転写ローラ５の抵抗
値として算出する（測定環境はＮ／Ｎ・２０℃）。

【００５０】本例で使用した転写ローラ５は、φ６［ｍ
ｍ］のＦｅの芯金５ａ上に、１×１０⁸ ［Ω］、ＮＢＲ
系のイオン導電性ソリッドゴムからなる弾性層（中抵抗
弾性層）５ｂを形成し、ローラ硬度６０°（Ａｓｋｅｒ
−Ｃ／１ｋｇ荷重時）、中央部外径をφ１６［ｍｍ］、
ゴム部長手寸法を２１８ｍｍとしたソリッド（充填肉
質）の導電性・弾性ローラである。

【００５１】図３の（ｂ）において、５ｅは転写ローラ
５の芯金５ａの一端部に固着させたギアであり、このギ
アに不図示のドライブギアを噛み合わせてあり、ドライ
ブギアの回転力がギア５ｅに伝達されて転写ローラ５が
矢示の反時計方向ｂに所定の周速度で回転駆動される。

【００５２】感光ドラム１の外周速はプロセススピード
に対して９９％で駆動されており、感光ドラム・転写ロ
ーラの外径と両部材を駆動するギアのギア比から求めら
れる転写ローラの計算上の外周速は、プロセススピード
に対して１０２％とした。

【００５３】このように、転写ローラ５を感光ドラム１
に対して速回しし、被記録材Ｐを感光ドラム１の外周速
に対してスピード差を付けて搬送することで、感光ドラ
ム１上のトナー像ｔを掻き取る効果を持たせ、中抜けを
防止している。

【００５４】２１は転写バイアス印加電源であり、この
電源２１から導電性の加圧バネ５ｄ・軸受け部材５ｃ・
芯金５ａを介して転写ローラ５に対して転写バイアスが
印加される。給紙部から所定の制御タイミングで転写ニ
ップ部Ｎに給紙された被記録材Ｐは転写ニップ部Ｎで狭
持搬送される間、転写バイアス印加電源２１より転写ロ
ーラ５に対して感光ドラム１上のトナー像ｔと逆極性の
所望の電圧が印加されて、転写ニップ部Ｎ内で被記録材
Ｐに電荷が付与されて感光ドラム１上のトナー像ｔが被
記録材Ｐ側に順次に静電転写される。

【００５５】（３）転写制御 従来から行われている転写時制御は電圧固定の定電圧制
御であり、この定電圧制御は、従来例にも示してあるよ
うに、転写直前の前回転時にＡＴＶＣ制御もしくはＰＴ
ＶＣ制御によって、一定電流値に対する転写ローラ抵抗
値に応じた電圧値Ｖｔ０が得られ、これを基に、転写適
正バイアス値としてＶｔが求められ、転写ニップ部に印
加される。

【００５６】この従来から用いられてきたＰＴＶＣまた
はＡＴＶＣによる定電圧制御方式には、単なる定電流制
御に対し、被記録材Ｐに対し所望の電流を通電すること
が可能で、比較的安定した転写バイアスを与えられるこ
とが可能であった。

【００５７】しかし、その反面、被記録材Ｐによっては
適正電流の範囲が狭く、さらに紙上抵抗が不均一になり
やすい雰囲気の環境下においては所定電圧を印加しても
時としてその適正電流範囲から逸脱してしまい、転写不
良や紙跡などの問題を起こしてしまうことがある。

【００５８】また、環境による抵抗値変動や耐久による
抵抗値変動によって転写ローラ自身の抵抗値が低下して
しまった場合、ＰＴＶＣ制御検知不能領域になってしま
い、制御不能となってしまう可能性がある。

【００５９】もう一つの制御方法である定電流制御を行
った場合、転写行程に必要な所望の転写電流値はピンポ
イントで印加する事が可能で、転写電流の適正範囲の少
ない条件下や環境要因や耐久による転写ローラの抵抗値
変動などによる、転写電流値の変更をしなくて済み、良
好な転写後画像を得るために必要な転写電流を印加する
ことが可能である。

【００６０】しかし、小サイズ通紙時などに感光ドラム
１と転写ローラ５が直接接した部分によって形成される
非通紙部ニップの抵抗値が、通紙時における被記録材を
狭持した箇所の抵抗値よりも著しく下回った場合、被記
録材上には所望の転写電流が行き届かず、結果として転
写不良や、または、非通紙部に流れる電流値が必要以上
の値になってしまったときにはドラムゴーストなどの問
題が生じてしまう。

【００６１】そこで、本実施例のプリンタでは転写制御
方式を定電圧制御と定電流制御の二つを併せ持ち、その
制御方法の切り替えを、そのときの転写ローラの状態を
表す前回転時に行うＰＴＶＣ制御時のＶｔ０の値によっ
て切り替えることを特徴とする。この制御は不図示の制
御回路によってなされる。

【００６２】以下その方法について説明する。本説明で
は転写バイアス印加方式を定電流制御の形態を採用して
説明する。

【００６３】このとき用いた転写ローラ５の構成は、周
方向に対して抵抗ムラが少なくローラ全域にわたり均一
な抵抗値であることが可能であることから、定電流制御
に有利な本実施例で説明しているソリッドタイプのイオ
ン導電系ローラを用い、この転写ローラの諸特性は２５
℃・３０％の環境下で２ｋＶ印加したときの抵抗値が１
×１０⁸ Ω、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計での転写ローラ硬度
は６０度とする。また、本実施例で用いた転写ローラ５
をプロセススピードとして９４ｍｍ／ｓｅｃで回転させ
る。

【００６４】さらに、本実施例で用いる被記録材Ｐの坪
量は、Ａ４サイズ、Ｂ５サイズともに８０ｇ／ｍｍ² で
あり、封筒については海外紙であるｃｏｍｌＯ−５８４
を用いて評価検討を行った。

【００６５】まず、良好な画像を得るのに必要な所定の
電流値が正確に印加可能な定電流制御を基本的な制御と
し、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）、常温常湿環境（Ｎ／
Ｎ）、低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）の３環境にてその画像評
価を行った。

【００６６】今回用いた１×１０⁸ Ωの転写ローラ５に
おいて、Ａ４サイズの被記録材で良好な画像を得るため
の適正電流範囲は４μＡから６μＡということが解り、
定電流制御値としてその間のＩ＝５μＡを採用して行
う。

【００６７】その結果は表１に示すようになり、低温低
湿環境下で、紙幅の狭いＢ５用紙などを通紙した場合、
転写時電流値不足からくる爆発などのトナー像の粒子が
飛散してしまうことによって生じる転写不良が確認され
た。

【００６８】そこで、電流不足による転写不良が発生し
た低温低湿環境下では、非通紙部ニップに電流値の大半
が流れてしまう定電流制御に対し、定電圧制御に切り替
えることとする。また、このときの定電圧制御において
適正な転写バイアスを得るために、通紙前にＰＴＶＣ制
御を行いＶｔ０を検知し、それに対して良好な画像が形
成可能な電圧値Ｖｔを決めてみると、表２のようになっ
た。

【００６９】さらに、定電流制御と定電圧制御の切り替
えタイミングを知るために、転写ローラの抵抗値は環境
依存性を持ち、またＰＴＶＣ制御にて得られるＶｔ０の
値がその転写ローラの環境依存性に比例した値を持つこ
とより、ＰＴＶＣ制御でのＶｔ０の値を参照する。ま
た、このときのＰＴＶＣ検知電流は５μＡとする。そこ
で、定電流制御時に転写不良が出始めるタイミングのＶ
ｔ０を決めると、本検討で用いた１×１０⁸ （Ω）の転
写ローラではＶｔ０＝１．０（ｋＶ）となり、このＶｔ
０の値以上になると低温低湿環境に相当するため転写不
良のレベルが許容できなくなり、定電流制御から定電圧
制御へと切り替える。このときのフローチャートは図５
のような形となる。

【００７０】さらに、このＶｔ０＞１．０（ｋＶ）にお
ける定電圧制御を行うための印加電圧は、定電圧印加時
の通紙時通電電流値が定電流制御時ど同じような５μＡ
となるように設定すると、表２のようになるＶｔを定電
圧バイアスとして印加する。この制御は被記録材や環境
などの条件は共通のものとして、異なる抵抗値を示す複
数の転写ローラにおける、被記録材の狭持されていない
状態での電圧値と、被記録材が狭持されているときの電
圧値によって導き出されるＶ一Ｉ曲線から求められる。

【００７１】そしてこの制御を用いて、転写制御を行い
画像評価をしてみると、表３に示すように先ほどの定電
流制御において生じた低温低湿環境下での転写不良は発
生せず、一定して安定した画像を得ることが可能となっ
た。

【００７２】又、上記実験方法と同様の内容にて、転写
ローラ硬度について同様の実験を行った。上記実験で用
いた転写ローラ硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計にて１ｋｇ
印加時に６０°の硬度を示していたが、この硬度を５°
おきに振って同様の実験を行った。その結果、硬度が５
０°以下になってしまうと、ドラムゴーストや転写不良
のレベルがさらに悪くなってしまう結果となった。これ
は、転写ローラ硬度が低いことから、非通紙部に形成さ
れるニップ幅が硬度の高いものに比べ広く、低温低湿環
境下での転写電流がより多く非通紙部ニップへと流れて
しまい、通紙部への電流が供給しきれなくなっているこ
とに依ると思われる。

【００７３】以上のことから転写バイアス印加方式を定
電流制御と定電圧制御の２制御を持たせることによっ
て、転写ローラの環境要因による抵抗値変動や、記録材
の環境要因による抵抗値変動による画像不良を解消する
ことが可能となる。

【００７４】また、切り替えタイミングを示すＶｔ０の
値はこれに限ったものではなく、さらに、同様に定電圧
制御式もこれに限られるものではなく、転写ローラの諸
特性によりその値は変わるものであることを付け加えて
おく。

【００７５】

【表１】

【００７６】〈実施例２〉（図６・図７） 本実施例では自動両面印字機能を有する画像形成装置に
おける転写電流制御方法について説明する。

【００７７】図６は自動両面印字機能を有する画像形成
装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は
転写式電子写真プロセス利用の、自動両面印字機能を有
するレーザービームプリンタであり、前述実施例１のプ
リンタ（図１）と共通する構成機器・部材・部分には同
じ符号を付して再度の説明を省略する。

【００７８】（１）片面印字モード 片面印字モードが選択されている場合は、カセット給紙
部１４・１５から１枚分離給紙された被記録材Ｐはレジ
ストローラ１１、紙パス１７ａの経路を通って転写ニッ
プ部（転写部位）Ｎに給送されて１面目に対するトナー
像転写がなされる。

【００７９】転写ニップ部Ｎで１面目に対するトナー像
転写を受けた被記録材Ｐは紙パス１７ｂ→定着装置１８
→第一フラッパ２２の上面側カイド面→紙パス１７ｃ→
排紙ローラ１９の経路を搬送され、片面印字済みの被記
録材が排紙トレイ２０に排出される。

【００８０】（２）両面印字モード 両面印字モードが選択されている場合は、定着装置１８
を出た１面目印字済み（片面印字済み）の被記録材が姿
勢切り替えされた第一フラッパ２２の下面側カイド面で
両面装置側の紙パス１７ｄに進路変更される。

【００８１】さらに第二フラッパ２３により紙パス１７
ｅに進路案内され、正転駆動されているスイッチバック
ローラ対１７ｆで紙パス１７ｇに送り込まれ、被記録材
の後端部がスイッチバックローラ対１７ｆを通過する前
に、スイッチバックローラ対１７ｆが逆転駆動に転じら
れ、また第二フラップ２３の姿勢が切り替えられて、紙
パス１７ｇ内の被記録材が引き出し搬送され、紙パス１
７ｈから紙パス１７ｉへ表裏反転されて導入される。

【００８２】そして、紙パス１７ｋ→レジストローラ１
１→紙パス１７ａの経路で転写ニップ部Ｎに２面目を表
で再投入され、２面目に対するトナー像転写がなされ
る。

【００８３】転写ニップ部Ｎで２面目に対するトナー像
転写を受けた被記録材Ｐは、以後は片面印字モード時と
同様に、紙パス１７ｂ→定着装置１８→第一フラッパ２
２の上面側カイド面→紙パス１７ｃ→排紙ローラ１９の
経路を搬送され、両面印字済みの被記録材が排紙トレイ
２０に排出される。

【００８４】（３）両面印字モード時の転写制御 本実施例では定電流制御にて両面印字モードを行ってみ
た。また、このとき用いる被記録材として、非通紙部の
比較的広く薄紙でもあるＢ５サイズで坪量８０ｇ／ｍｍ
² の被記録材を用いる。

【００８５】その結果は表４に示すように２面目での転
写不良が３環境下で発生してしまった。

【００８６】これは、１面目通紙時に定着が終了した被
記録材は吸湿していた定着前に比べ、高温にて定着させ
られたため、被記録材上に吸収されていた水分等が蒸発
し、結果として紙上抵抗値がかなり大きくなってしま
い、転写電流が流れにくくなってしまったのである。

【００８７】そこで、本実施例である、自動両面印字モ
ードが指定された場合、２面目は被記録材が高抵抗の状
態であるときでも確実に転写電流を転写ニップ部Ｎに印
加できる定電圧制御を行うこととする。

【００８８】そして、２面目の定電圧制御を転写ローラ
のＶ一Ｉ曲線（例えばＶ−Ｉ曲線は図７のような形をし
ている）から求めると、表５のようになりＶｔ０に対す
るＶｔの値が決められた。

【００８９】この定電圧制御値も実施例１と同様に２面
目の被記録材通紙時に５μＡ流れるような定電圧制御式
である。

【００９０】そこで、自動両面印字モードが選択された
場合の２面目定電圧制御式を用いて、画像評価を行うこ
ととする。その結果、自動両面２面目の被記録材が高抵
抗状態にあり転写電流が流れにくい状態下でも、定電圧
制御に切り替えることで、転写ニップ部に転写電流を印
加することが可能となり、転写不良を解消することが可
能である。

【００９１】以上のことから、自動両面印字モードが選
択された場合、Ｖｔ０の値に関わらず、転写制御方式を
定電流制御から切り替え、２面目用の定電圧制御を行う
ことによって、紙の抵抗が特に高くなった２面目転写時
において良好な転写像を得ることが可能となる。

【００９２】また、本実施例２で用いた定電圧制御式な
どの制御式はこれに限ったものではなく転写ローラの材
質などの諸条件にて変わるものであることを付け加えて
おく。

【００９３】また本実施例のプリンタは自動多重印字機
能もあり、このモードが選択された場合は、定着装置１
８を出た１回目印字済みの被記録材が姿勢切り替えされ
た第一フラッパ２２の下面側カイド面で両面装置側の紙
パス１７ｄに進路変更される。

【００９４】さらに第二フラッパ２３により紙パス１７
ｊに進路案内され、紙パス１７ｉへ表裏反転されずに導
入される。そして、紙パス１７ｋ→レジストローラ１１
→紙パス１７ａの経路で転写ニップ部Ｎに１回目印字済
み面を表で再投入され、１回目印字済み面に対する２回
目のトナー像転写がなされる。

【００９５】転写ニップ部Ｎで２回目のトナー像転写を
受けた被記録材Ｐは、以後は片面印字モード時と同様
に、紙パス１７ｂ→定着装置１８→第一フラッパ２２の
上面側カイド面→紙パス１７ｃ→排紙ローラ１９の経路
を搬送され、多重印字済みの被記録材が排紙トレイ２０
に排出される。

【００９６】この自動多重印字モードが選択された場合
も上述した自動両面印字モードが選択された場合と同様
に、Ｖｔ０の値に関わらず、転写制御方式を定電流制御
から切り替え、２回目印字用の定電圧制御を行うことに
よって、紙の抵抗が特に高くなった２回目転写時におい
て良好な転写像を得ることが可能となる。

【００９７】

【表２】

【００９８】〈実施例３〉（図８） 本実施例では、前記実施例１および前記実施例２におけ
る転写電流制御の定電流制御と定電圧制御の切り替え
を、被記録材の種類や、その給紙方法によって行なうこ
とを特徴とする。

【００９９】前記実施例１および前記実施例２におい
て、転写ローラの環境要因による抵抗値変動から検出さ
れるＶｔ０の値の違いによって転写制御方法を定電流制
御と定電圧制御に切り替え、また、両面印字時または多
重印字時においても、同様に定電流制御と定電圧制御を
切り替えて、良好な転写像を得ることが可能となった。

【０１００】ここで、被記録材の種類による定電流制御
および定電圧制御の適正電流値を各環境において測定し
てみる。まず、定電流値を付与し飛び散り等の転写不良
や、紙跡が出ない転写電流値を求めると、その結果が表
６のようになる。

【０１０１】

【表３】

【０１０２】すなわち、紙幅サイズの大きなＡ４系被記
録材に関しては定電流制御でも特に問題なく環境に依ら
ず一定電流値で転写できることが解る。

【０１０３】しかし、紙幅サイズの小さなＢ５系被記録
材やＡ５系被記録材では、低温低湿環境下では、定電流
制御を行った場合、系全体に対して必要な適正電流値が
他の紙種や他の環境に比べると異常に大きな値を示して
しまい、転写ニップ部以外の非通紙部に余分に電流が流
れてしまい定電流制御に向いていないことが解る。

【０１０４】また、封筒などの紙幅サイズが小さく厚み
のある被記録材については全ての環境において適正電流
値の範囲が広く、また、必要電流値も各環境で安定して
いることから、定電流制御が可能であると考えられる。

【０１０５】そこで、本実施例では、Ａ４系の紙幅の広
い被記録材では余白に流れる電流値を考えなくても良い
ので、定電流制御とし、Ｂ５系以下の紙幅の狭い紙につ
いては定電圧制御とすることが望ましい。

【０１０６】また、高温高湿環境下では評価に用いたＡ
４サイズの被記録材、Ｂ５サイズの被記録材、封筒サイ
ズの被記録材のどの被記録材もともに適正電流値が近
く、紙種に依らない電流値で転写が可能であるのですべ
ての紙種について定電流制御を行うこととする。

【０１０７】しかし、紙種を検知する方法としては、ユ
ーザー指定および給紙箇所によって検知するしかない。

【０１０８】まず、小サイズ記録材から大サイズ被記録
材までを網羅可能な手差し給紙では、様々な被記録材が
通紙されることを考え、被記録材の幅に依らず転写電流
を転写ニップ部に供給可能な定電圧制御とする。

【０１０９】さらに、Ａ５サイズ系からＡ４サイズまで
を給紙可能なカセット給紙に関しては、被記録材のサイ
ズ情報が明確であることから、その情報に従って定電流
制御と定電圧制御に切り替えて転写制御を行う。

【０１１０】また、オプションフィーダーである封筒フ
ィーダーについては封筒のみ給紙可能なので、一律定電
流制御を行う。

【０１１１】また、前記実施例２で示したように自動両
面印字時または自動多重印字時を考え、自動両面２面目
または自動多重２回目は定電圧制御とする。

【０１１２】また、手差し両面印字または手差し多重印
字などのような条件の２面目または２回目はカセットか
ら給紙されるよりは手差し給紙されやすいので、手差し
給紙からの定電圧制御として転写制御を行う。

【０１１３】結果として図８のような制御方法、およ
び、転写制御切り替えの仕様となり、この仕様に基づい
て通紙評価を行ってみた。その結果、温湿度条件を振っ
た３環境や紙種・１面目・２面目（または１回目・２回
目）のそれぞれの画像は良好で、従来例で発生していた
転写不良や紙跡などの問題は発生しなかった。

【０１１４】以上より、図８のような転写制御方法を用
いることによって、紙種、通紙方法による転写電流起因
の諸問題は解消することが可能となった。

【０１１５】〈その他〉 １）像担持体は電子写真感光体に限られず、静電記録誘
電体、磁気記録磁性体、中間転写誘電体等であってもよ
く、またそれらに対するトナー像の形成原理・プロセス
も任意である。

【０１１６】２）転写回転体はローラ体の外、回動ベル
ト体等にすることもできる。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
転写回転体を用いた接触転写方式の画像形成装置につい
て、転写制御を常に適切にさせて、紙種、環境、転写回
転体の状態による、転写不良やドラムゴースト等の発生
を防止して、常に良好な転写画像を得ることが可能にな
り、所期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における画像形成装置例の概略構成
模型図

【図２】 装置の動作行程図

【図３】 （ａ）は転写ローラ部分の一端側の拡大側面
模型図、（ｂ）は転写ローラの途中部分省略の正面模型
図

【図４】 転写ローラの抵抗値測定方法の説明図

【図５】 転写制御のフローチャート図

【図６】 実施例２における画像形成装置例の概略構成
模型図

【図７】 転写ローラのＶ−Ｉ特性の概略図

【図８】 実施例３における転写制御のフローチャート
図

【符号の説明】

１・・感光ドラム（像担持体） ５・・転写ローラ（転写回転体） Ｎ・・転写ニップ部 Ｐ・・被記録材（転写材） ２１・・転写バイアス印加電源（転写バイアス印加手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA04 DC04 DC10 DC19 EA03 EC02 EC07 ED16 ED24 EE01 EF01 FA13 FB11 2H028 BA03 BA06 BB04 2H032 AA05 BA12 BA16 CA02 CA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にトナー像が形成される像担持体
   と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形成
   する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを印
   加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニップ
   部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前記
   転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加する
   ことにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録材
   表面に転写する画像形成装置に於いて、 前記転写バイアス印加手段の制御方式として定電流制御
   方式と定電圧制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手
   段の定電流制御方式と定電圧制御方式の切り替えは前記
   転写回転体の抵抗値に応じて行なわれることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写回転体がソリッドタイプのロー
   ラであり、ローラ硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計において
   １ｋｇの荷重をかけた場合５０度以上の硬度であり、ロ
   ーラ抵抗値が２ｋＶ印加時に１×１０⁶ （Ω）から１×
   １０¹⁰（Ω）までとする、イオン導電性を有するローラ
   であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記転写バイアス印加手段の定電流制御
   方式と定電圧制御方式の切り替えは、両面プリントにお
   いて、１面目通紙時および２面目通紙時のそれぞれで行
   われることを特徴とする請求項１または２に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 表面にトナー像が形成される像担持体
   と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形成
   する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを印
   加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニップ
   部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前記
   転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加する
   ことにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録材
   表面に転写する画像形成装置に於いて、 前記転写バイアス印加手段の制御方式として定電流制御
   方式と定電圧制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手
   段の定電流制御方式と定電圧制御方式の切り替えは被記
   録材の給紙箇所によって行なわれることを特徴とする画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 表面にトナー像が形成される像担持体
   と、前記像担持体に接触配置されて転写ニップ部を形成
   する転写回転体と、前記転写回転体に転写バイアスを印
   加する転写バイアス印加手段とを備え、前記転写ニップ
   部にて被記録材を狭持搬送しつつ前記転写回転体に前記
   転写バイアス印加手段によって転写バイアスを印加する
   ことにより前記像担持体表面のトナー像を前記被記録材
   表面に転写する画像形成装置に於いて、 前記転写バイアス印加手段の制御方式として定電流制御
   方式と定電圧制御方式を持ち、前記転写バイアス印加手
   段の定電流制御方式と定電圧制御方式の切り替えは、被
   記録材の紙サイズ等の種類によって行なわれることを特
   徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写回転体がソリッドタイプのロー
   ラであり、ローラ硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計において
   １ｋｇの荷重をかけた場合５０度以上の硬度であり、ロ
   ーラ抵抗値が２ｋＶ印加時に１×１０⁶ （Ω）から１×
   １０¹⁰（Ω）までとする、イオン導電性を有するローラ
   であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像
   形成装置。
7. 【請求項７】 前記転写バイアス印加手段の定電流制御
   方式と定電圧制御方式の切り替えは、両面プリントにお
   いて、１面目通紙時および２面目通紙時のそれぞれで行
   われることを特徴とする請求項４または５に記載の画像
   形成装置。