JP2001194933A - 定着装置バイアス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子写真式イメーシ゛ンク゛装置においてトナーによる媒
体の汚れを低減すること。 【解決手段】電子写真式イメーシ゛ンク゛装置(10)において、定
着装置ハ゛イアス制御システムが定着機構(44)等の定着装置(44)
に供給されるハ゛イアスを制御することにより、媒体の抵抗
率の変動を補償する。媒体の抵抗率は、媒体の材料、周
囲温度と湿度、及び媒体(28)が両面イメーシ゛ンク゛操作の第1
の経路のような高温に以前さらされたかどうかの因子に
より決まる。媒体(28)の含水率の低下は媒体の抵抗率を
増加させる。この抵抗率の増加は媒体(28)の表面上に転
写されるトナー(24)を保持する静電力の大きさに影響を及
ぼす。この静電力の大きさの低下によりトナーが定着機構
(44)に付着し、定着機構(44)が汚染されてイメーシ゛欠陥を
生じる。定着装置ハ゛イアス制御システムがトナー(24)の電荷と反対
の極性を有するハ゛イアスを、定着機構(44)に供給し、その
汚染を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式イメー
ジング装置に関する。より詳細には本発明は、定着プロ
セスから生じる可能性のあるイメージ欠陥を低減するた
めの改善された方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真式プリンタ、電子写真式複写機、ファクシミリ装置等
のような電子写真式イメージング装置は、トナーのよう
な顔料粒子が現像される光導電体の表面上に静電潜像を
生成し、光導電体の表面上に形成されたイメージを媒体
に転写し、トナーを媒体に定着することにより、媒体上
にイメージを形成する。出力イメージの品質は定着操作
により影響を受ける。定着操作中に生じうる問題とし
て、「トナーオフセッティング（toner offsetting）」
が知られている。トナーオフセッティングは、トナーが
定着装置に付着し、所望の位置からオフセットされた位
置の媒体上に配置され、ダブルイメージを形成するとき
に生じる。定着プロセス中に生じうる別の問題は、媒体
から除去されたトナーが、電子写真式イメージング装置
内のアセンブリ上に蓄積するために生じるプリント欠陥
である。蓄積されたトナーはアセンブリから離れて、媒
体上に堆積することがあり、そのため明らかに視認可能
なプリント欠陥が生じる。これらのタイプの重大なプリ
ント欠陥を低減する装置、およびその装置を用いるため
の方法が必要とされる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】したがって、電子写真式
イメージ装置においてトナーからの汚染を低減するため
の方法は、媒体の抵抗率に関連するパラメータの値を決
定するステップを含む。さらにその方法は、そのパラメ
ータの値に基づいて、定着装置にバイアスを供給するス
テップを含む。

【０００４】トナーを媒体に定着するための定着装置を
含む電子写真式イメージング装置で用いるための定着装
置バイアス制御システムは、定着装置にバイアスを供給
するための電源を含む。さらに、定着装置バイアス制御
システムは、媒体の抵抗率に関連する第１のパラメータ
を決定するように構成されたコントローラを含む。コン
トローラは、第１のパラメータに基づいて、定着装置に
バイアスを供給するように電源を構成するための構造を
含む。

【０００５】トナーを用いて媒体上にイメージを形成す
るための電子写真式イメージング装置は、光導電体と、
光導電体上に静電潜像を形成するための光導電体露光装
置とを含む。さらに、電子写真式イメージング装置は、
光導電体上のトナーを現像するための現像装置と、光導
電体から媒体にトナーを転写するための転写装置とを含
む。さらに、電子写真式イメージング装置は、媒体にト
ナーを定着するための定着装置と、媒体の抵抗率に関連
するパラメータの値に基づいて、定着装置にバイアスを
供給するための定着装置バイアス制御システムとを含
む。

【０００６】

【発明の実施の形態】定着装置バイアス制御システムの
実施態様については、図面とともに以下の詳細な説明の
考察から、より完全な理解が得られるであろう。

【０００７】図１を参照すると、定着装置バイアス制御
システムの一実施態様を含む電子写真式イメージング装
置、すなわち電子写真式プリンタ１０の一実施態様の簡
略化した断面図が示されている。なお、開示される定着
装置バイアス制御システムの実施態様は白黒の電子写真
式プリンタ１０に関して説明されるが、電子写真式複写
機のような他のタイプのカラーあるいは白黒の電子写真
式イメージング装置、あるいはファクシミリ装置におい
ても同様に用いることができる。さらに、定着装置バイ
アス制御システムの実施態様は、両面イメージングの機
能を含む電子写真式プリンタ１０に関して説明される
が、定着装置バイアス制御システムは、片面イメージン
グしかできない電子写真式イメージング装置においても
有用に用いることができる。

【０００８】帯電ローラ１２のような帯電装置を用い
て、光導電体ドラム１４のような光導電体の表面を所定
の電圧に帯電させる。レーザスキャナ１６のような光導
電体露光装置は、レーザビームを放射するためのレーザ
ダイオード（図示せず）を含む。レーザビーム１８は、
光導電体ドラム１４の表面を選択的に放電するために、
光導電体ドラム１４の表面上を掃引されるに際に、パル
ス状にオンオフされる。光導電体ドラム１４は、矢印２
０によって示されるように、時計方向に回転する。光導
電体ドラム１４の表面電圧が選択的に放電された後、現
像ローラ２２のような現像装置を用いて、光導電体ドラ
ム１４の表面上に存在している静電潜像を現像する。ト
ナー２４は、トナーリザーバ２６に入れられており、ト
ナーリザーバ２６内の場所から現像ローラ２２に移動す
る。現像ローラ２２内に配置された磁石が、トナー２４
を現像ローラ２２の表面へ磁気的に引き付ける。現像ロ
ーラ２２が反時計方向に回転するにしたがって、放電さ
れた光導電体ドラム１４の表面上の領域と向かい合う現
像ローラ２２の表面上に位置するトナー２４は、光導電
体ドラム１４の表面と現像ローラ２２の表面との間の隙
間に移動し、静電潜像を現像することができる。

【０００９】プリント媒体２８のような媒体は、ピック
アップローラ３２により、媒体トレイ３０から電子写真
式プリンタ１０の媒体経路へ装填される。プリント媒体
２８はドライブローラ３４により媒体経路に沿って移動
する。光導電体ドラム１４の下側のプリント媒体２８の
先端が、プリント媒体２８の先端に対応する静電潜像を
有する光導電体ドラム１４の表面上の領域の回転に同期
して到達するように、プリント媒体２８はドライブロー
ラ３４を介して移動する。

【００１０】光導電体ドラム１４が時計方向に回転し続
けるとき、放電した領域にトナーが付着した光導電体ド
ラム１４の表面は、転写ローラ３６のような転写装置に
より帯電しているプリント媒体２８と接触し、トナー２
４の粒子は光導電体ドラム１４の表面からプリント媒体
２８の表面上へ引き付けられる。光導電体ドラム１４の
表面からプリント媒体２８の表面へのトナー２４の粒子
の転写は、完全に効率的に行われるわけではなく、それ
ゆえ、ある量のトナー粒子が光導電体ドラム１４の表面
上に残される。光導電体ドラム１４が回転し続ける場
合、その表面に付着したままのトナー粒子は、クリーニ
ング装置３８により除去され、トナー排出ホッパ４０に
堆積される。

【００１１】プリント媒体２８が、光導電体ドラム１４
を通過して用紙経路内を移動するとき、コンベヤ４２
が、プリント媒体２８を定着機構４４のような一実施態
様の定着装置に送り出す。定着機構４４は、基板上に配
置された抵抗性加熱素子を含む瞬間的定着機構（instan
t on fuser）あるいはハロゲン充填された電球加熱エレ
メントをシリンダ内に含むハロゲン電球式定着機構で構
成することができる。プリント媒体２８は、加圧ローラ
４６と定着機構４４との間を通過する。加圧ローラ４６
は、電子写真式プリンタ１０のギア列（図１には示され
ない）に結合される。加圧ローラ４６と定着機構４４と
の間を通過するプリント媒体２８は、加圧ローラ４６に
より定着機構４４に対して押し付けられる。加圧ローラ
４６が回転するとき、プリント媒体２８は定着機構４４
と加圧ローラ４６との間に引き込まれる。定着機構４４
によってプリント媒体２８に加えられた熱により、トナ
ー２４がプリント媒体２８の表面に定着される。定着操
作後、プリント媒体２８はドライブローラ４８の下側を
通過する。

【００１２】電子写真式プリンタ１０は、両面イメージ
ングの機能を含む。定着機構４４によってプリント媒体
２８の第１の面にイメージが定着された後、プリント媒
体２８の第２の面に定着されるべきイメージがない場合
には、方向性ゲート５０は第１の位置５２に保持され
る。第１の位置５２に位置する方向性ゲート５０を用い
て、プリント媒体２８は出力トレイ５４に向けられる。
しかしながら、定着機構４４によってプリント媒体２８
の第１の面にイメージが定着された後、プリント媒体２
８の第２の面に定着されるべきイメージがある場合に
は、方向性ゲート５０は第２の位置５６に保持される。
この場合には、ドライバローラ４８および５８が、プリ
ント媒体２８を傾斜路６０まで移動させる。プリント媒
体２８がドライバローラ４８および５８を通過した後、
プリント媒体２８は、ドライバローラ５８と６２との間
のニップ領域に返送され、矢印６４に対応する経路にし
たがって滑るように進む。プリント媒体２８が矢印６４
により示される経路上を移動する場合、以前にイメージ
が形成された面と反対側のプリント媒体２８の面が、光
導電体ドラム１４に面するように位置付けられる。こう
して両面イメージングの場合、プリント媒体２８は再び
電子写真式イメージングプロセスを通ることになる。

【００１３】イメージングの第１の経路の間に定着機構
４４と加圧ローラ４６との間を通過することにより、プ
リント媒体２８は、高温の溶融定着プロセス、典型的に
は１８０℃の範囲内の溶融定着プロセスにさらされる。
高温の定着にさらされることにより、プリント媒体２８
の水分が奪われる。プリント媒体２８から水分を奪うこ
とにより、その電気的特性が変化する。具体的には、プ
リント媒体２８の抵抗率が水分の除去とともに増加す
る。紙媒体の場合、含水率は典型的には、周囲温度およ
び湿度によって５重量％〜６重量％の範囲にある。定着
操作は典型的には、３重量％まで含水率を減少させる。
大まかな近似として、プリント媒体２８の抵抗率は、含
水率が１重量％減少する毎に、一桁増加する。したがっ
て、１０⁶Ω・ｃｍの代表的な抵抗率を有するプリント
媒体２８は、１０⁸Ω・ｃｍまで変化する可能性があ
る。プリント媒体２８の抵抗率の変化は、定着操作の結
果に著しい影響を及ぼす可能性がある。

【００１４】転写ローラ３６は、プリント媒体２８に接
触することにより、光導電体ドラム１４に面する側と反
対側のプリント媒体２８の面を帯電させる。この帯電操
作において、プリント媒体２８は、帯電回路の一部を形
成する。電源により、正の電荷がプリント媒体２８に供
給される。転写ローラ３６に帯電電流を供給する電源が
電圧源を含む場合を考えてみる。典型的には、電圧源を
用いる場合、帯電電圧は、約２ＫＶの大きさを有するＤ
Ｃ電圧である。プリント媒体２８の抵抗率が増加するこ
とにより、プリント媒体２８上を流れる帯電電流は低下
し、さらに光導電体ドラム１４に面するプリント媒体２
８の表面と光導電体ドラム１４の表面との間の電界が低
下する。この電界が低下すると、プリント媒体２８の表
面上の現像された静電潜像の転写の有効性も低下する。
さらに、プリント媒体２８上の電荷の大きさが低下する
ので、プリント媒体２８の表面の所定位置に転写されて
いるが、まだ定着されていないイメージを保持する静電
力が低下する。プリント媒体２８上に定着されていない
イメージを保持する静電力のこのような低下により、プ
リント媒体２８上にイメージを形成するトナーが結果と
して分離する可能性がある。

【００１５】コントローラ６６は、一実施態様のパワー
コントロール回路、すなわちパワーコントロール回路６
８に結合される。パワーコントロール回路は、定着装置
に供給される電力を制御し、それにより定着装置の動作
温度を制御する。パワーコントロール回路６８は、定着
機構４４に供給される平均電力を制御する。パワーコン
トロール回路６８は、定着機構４４に印加される、単位
時間当たりのライン電圧のサイクル数を調整し、定着機
構４４に供給される平均電力を制御する。またコントロ
ーラ６６は電源７０にも結合される。電源７０は、コン
トローラ６６から受信する信号に基づいて、定着機構４
４へ調整可能なバイアスを供給する。プリント媒体２８
の抵抗率特性に関連する単数または複数のパラメータに
基づいて定着機構４４に供給されるバイアスを制御する
ことにより、プリント媒体２８に定着されるイメージの
品質を改善することができる。これらのパラメータは、
転写ローラ３６に供給される１つ以上の電圧、転写ロー
ラ３６に供給される電流、あるいはプリント媒体２８が
１回または２回以上定着プロセスを通過したどうか、の
パラメータを含むことができる。また電源７０は、帯電
ローラ１２、現像ローラ２２および転写ローラ３６のよ
うなアセンブリにも電圧および電流を供給し、電子写真
式イメージングプロセスを実行する。またコントローラ
６６は、ドライブローラおよび方向性ゲート５２のよう
な、片面あるいは両面のイメージング操作を通してプリ
ント媒体２８を移動させるために必要な種々のアセンブ
リの動作を（図１に示されていないドライブモータおよ
びソレノイドの動作を介して）制御するために必要とさ
れる信号も供給する。

【００１６】図１に示される電子写真式イメージング装
置の実施態様、すなわち電子写真式プリンタ１０はフォ
ーマッタ７２を含む。フォーマッタ７２は、コンピュー
タ７４のアプリケーションプログラムとともに動作する
プリントドライバから、表示リスト、ベクトルグラフィ
クスあるいはラスタプリントデータのようなプリントデ
ータを受信する。フォーマッタ７２は、これらの種々の
タイプのプリントデータを、バイナリプリントデータの
ストリームに変換する。フォーマッタ７２は、そのバイ
ナリプリントデータのストリームを、コントローラ６６
に送出する。さらにフォーマッタ７２およびコントロー
ラ６６は、電子写真式プリンティングプロセスを制御す
るために必要なデータを交換する。このデータは、イメ
ージング操作を実行するのが片面か、両面かを指定する
情報を含む。種々のアセンブリを制御することに加え
て、コントローラ６６は、そのバイナリプリントデータ
のストリームを、レーザスキャナ１６に供給する。コン
トローラ６６によってレーザスキャナ１６に供給される
バイナリプリントデータのストリームは、レーザビーム
１８による光導電体ドラム１４の露光を制御して、光導
電体ドラム１４上に静電潜像を形成する。

【００１７】前述したように、媒体の抵抗率は、媒体の
含水率に関連する。種々の因子が、媒体の含水率に影響
を及ぼす。周囲温度、周囲湿度、および媒体が前に熱源
（両面イメージング操作の第１の経路中の定着装置等）
にさらされているかが、全て媒体の含水率に影響を及ぼ
す可能性がある。さらに、媒体に用いられる材料も直接
（材料の抵抗率のため）的に、あるいは周囲温度および
湿度条件下で、もしくは定着装置を通る第１の経路の後
に、媒体により保持される水分の量に影響を及ぼすこと
により、媒体の抵抗率に影響を及ぼす可能性がある。

【００１８】前述のように、プリント媒体２８の抵抗率
は、転写操作の有効性およびプリント媒体２８の表面上
に定着されていないイメージを保持する静電力に影響を
及ぼす。プリント媒体２８の表面上に定着されていない
トナーが、定着機構４４と加圧ローラ４６との間のニッ
プ領域へと移動する場合、静電力が、プリント媒体２８
の表面から定着機構４４に定着されていないトナーを引
き付ける可能性がある。このようにトナーが移動するこ
とにより、いくつかのタイプのイメージ欠陥が結果とし
て生じる。

【００１９】１つのタイプのイメージ欠陥では、定着さ
れていないトナーはプリント媒体２８の表面から剥離さ
れ、定着機構４４の表面に付着し、プリント媒体２８の
表面上の異なる位置に堆積する。定着機構４４の表面に
付着したトナーは、定着機構４４が連続して回転すると
き、プリント媒体２８上に再度堆積される可能性があ
る。このタイプのイメージ欠陥は、トナーが剥離された
領域のイメージの低濃度のコピーが、定着機構の周方向
に１回あるいは複数回、プリント媒体２８上に転写され
たように現れる。このタイプのイメージ欠陥は、トナー
オフセッティングとして知られている。

【００２０】別のタイプのイメージ欠陥では、定着され
ていないトナーはプリント媒体２８の表面から剥離さ
れ、定着機構４４の表面に付着し、加圧ローラ４６上に
蓄積する。一般的に、加圧ローラ４６は直接加熱される
ことはない。それゆえ加圧ローラ４６の表面温度は、定
着機構４４の表面温度より低い。この温度差のため、定
着機構４４の表面上で溶けたトナーが、加圧ローラ４６
と接触する際に凝固し、加圧ローラ４６に付着する。時
間が経つにつれて、相当な量のトナーが加圧ローラ４６
上に蓄積する可能性がある。十分な量のトナーが加圧ロ
ーラ４６上にたまると、トナーは分離する。一般的に、
トナーは加圧ローラ４６から分離して、定着機構４４と
加圧ローラ４６との間を通過するプリント媒体２８に付
着する。一般に、加圧ローラ４６から分離する前に蓄積
するトナーの量は、プリント媒体２８上にきわめて著し
いイメージ欠陥を形成するのに十分な量である。

【００２１】定着機構４４および加圧ローラ４６上に蓄
積されるトナーは、１ユニットのプリント媒体２８上に
完全に堆積するようなことはない。蓄積されたトナーに
より、多数のユニットのプリント媒体２８上にランダム
なパターンのイメージ欠陥が生じる可能性がより高い。
定着機構４４または加圧ローラ４６にこの程度の汚れが
生じるとき、イメージ欠陥を許容可能なレベルにまで低
減するには、定着アセンブリを取り替える必要がある。
定着機構４４および加圧ローラ４６に付着するトナーの
量を低減することにより、定着アセンブリの有効寿命が
延長され、プリント欠陥が生じる数は低減される。

【００２２】電子写真式プリンタ１０に含まれる定着装
置バイアス制御システムの実施態様は、定着機構４４に
転写され、最後には、加圧ローラ４６にも転写される、
プリント媒体２８上の定着されていないトナーを低減す
るように動作することにより、重大なイメージ欠陥を低
減し、定着機構４４および加圧ローラ４６の有効寿命を
延長する。これを達成するために、電源７０が、定着機
構４４への電圧のようなバイアスを供給する。定着機構
４４に供給されるバイアスは、定着機構４４と加圧ロー
ラ４６との間に電界を形成する。なお、電源７０により
定着機構４４に供給されるバイアスは、（ＤＣ電圧のよ
うな）実質的に時間変動のないバイアスか、あるいは
（矩形波あるいは正弦波電圧が重ね合わされたＤＣ電圧
のような）時間変動のあるバイアスを含むことができ
る。この明細書で用いられる用語「実質的に時間変動の
ない」は、バイアスが、電源７０の理想的ではない特
性、あるいは定着機構４４にバイアスを供給するために
用いられる電源７０の出力に加わる電気的な雑音によっ
ても、ある範囲内にとどまる大きさを有することを意味
する。

【００２３】選択されるバイアスの極性は、トナーが定
着機構４４の表面から反発され、プリント媒体２８上に
とどまるように、プリント媒体２８上の定着されていな
いトナーの電荷の極性と同じである。例えば、負に帯電
したトナーを用いる電子写真式イメージング装置では、
印加されるバイアスの極性は負となる。定着機構４４に
供給されるバイアスの大きさは、プリント媒体２８の抵
抗率に関連するプリント媒体２８の特性に依存する。プ
リント媒体２８の特性が、プリント媒体２８の表面に定
着されていないトナーが保持される力を低下するように
変化するとき、定着機構４４に供給されるバイアスの大
きさは、この変化を補償するように増加する。変化する
プリント媒体２８の特性は、直接的に、あるいは特性に
影響を及ぼすことが知られている条件をモニタすること
により決定することができる。

【００２４】定着装置バイアス制御システムの第１の実
施態様では、定着機構４４に供給されるバイアスは、コ
ンピュータ７４によりフォーマッタ７２に供給されるプ
リントジョブ関連情報に基づいて決定される。プリント
ジョブの開始中にコンピュータ７４によりフォーマッタ
７２に供給されるプリントデータには、そのプリントジ
ョブが両面印刷か、または片面印刷かを含むかどうかを
指定する情報が含まれる。プリント媒体２８が電子写真
式イメージングプロセスの第２の経路にかけられると、
その抵抗率が増加し（定着操作により水分が失われるた
め）、その結果、電子写真式イメージングプロセスの第
２の経路において、プリント媒体２８の表面上の定着さ
れていないトナーを保持する静電力の低下を招く。フォ
ーマッタ７２は、イメージングが両面モードで実行され
るか、片面モードで実行されるかを指定する情報を、コ
ントローラ６６に渡す。コンピュータ６６はこの情報を
用いて、定着機構４４に加えられるバイアスを設定す
る。定着機構４４に加えられるバイアスの大きさは、５
００Ｖ〜７５０Ｖの範囲にある。電子写真式イメージン
グプロセスの第１の経路の間には、−５００Ｖのバイア
スが印加される。電子写真式イメージングプロセスの第
２の経路の間には、トナーとプリント媒体２８との間で
吸引力が低下するのを補償するために、−７５０Ｖのバ
イアスが印加される。

【００２５】図２には、定着装置バイアス制御システム
の第１の実施態様を用いるための方法の上位レベルの流
れ図が示される。最初にステップ１００において、電子
写真式プリンタ１０は、プリント媒体２８のどのユニッ
トにおいて、両面イメージングが行われるかを指定する
コンピュータ７４からのデータを受信する。次に、ステ
ップ１０２において、コントローラ６６は、プリントジ
ョブのプリント媒体２８の第１の面においてイメージン
グするための準備として、電源７０を用いて定着機構４
４のバイアスを−５００Ｖに設定する。ステップ１０４
では、プリント媒体２８の第１の面において、イメージ
ングが行われる。プリント媒体２８の第１の面のイメー
ジングが終了した後、ステップ１０６において、コント
ローラ６６が、プリント媒体２８の第２の面においてイ
メージングが行われるべきか否かを決定する。第２の面
でイメージングが行われない場合には、次のプリント媒
体２８のユニットのために、制御がステップ１０４に戻
される。第２の面においてイメージングが行われるべき
である場合には、ステップ１０８において両面イメージ
ング操作を実行するために、コントローラが方向性ゲー
ト５０を第２の側５６に設定する。その後ステップ１１
０において、プリント媒体２８の第２の面におけるイメ
ージングの準備として、コントローラ６６は、電源７０
によって定着機構４４に供給されるバイアスを−７５０
Ｖに設定する。最後にステップ１１２において、プリン
ト媒体２８の第２の面においてイメージングが行われ
る。プリントジョブのプリント媒体２８の第１のユニッ
トにおいてイメージングおよび定着操作を完了した後、
プリント媒体２８の次のユニットをイメージングするた
めに、制御がステップ１０２に戻される。

【００２６】定着装置バイアス制御システムの第２の実
施態様では、定着機構４４に供給されるバイアスは、転
写ローラ３６に供給される電源７０の出力に基づいて決
定される。電源７０は、実質的に一定の電圧あるいは実
質的に一定の電流を転写ローラ３６に供給するように構
成することができる。電源７０が実質的に一定の電圧を
転写ローラ３６に供給するように構成される場合には、
コントローラ６６は、電源７０によって転写ローラ３６
に供給される電流をモニタするための構成を含む。この
場合には、転写操作中に電源７０によって供給される電
流は、プリント媒体２８の抵抗率を示す。プリント媒体
２８の含水率が低下するとき、その抵抗率が増加し、転
写操作中に電源７０によって供給される電流は減少す
る。コントローラ６６において動作するファームウエア
が、モニタされた電流値を用いて、電源７０によって定
着機構４４に供給されるバイアスを設定するために用い
られるデータを含むルックアップテーブルにアクセスす
る。代案として、コントローラ６６は、モニタされた電
流値に基づいて、定着機構４４に供給されるべきバイア
ス電圧の値を直接計算することもできる。

【００２７】ルックアップテーブルの値は、電源７０に
よって転写ローラ３６に供給される（プリント媒体２８
の抵抗率に対する変動の全範囲に渡る）最悪の場合の最
小電流が、定着機構４４に供給されるバイアス電圧の最
大の大きさに対応するように、実験的に決定される。同
様に、最悪の場合の最大電流は、定着機構４４に供給さ
れるバイアス電圧の最小の大きさに対応する。最悪の場
合の最大値と最小値との間の電流値に対するルックアッ
プテーブルのバイアス電圧値は、そのバイアス電圧の最
大の大きさと最小の大きさとの間を補間することにより
決定される。代案として、これらのルックアップテーブ
ルのバイアス電圧値は、最大値と最小値との間の抵抗率
を有する媒体に対して実験的に決定することもできる。

【００２８】電源７０が、転写ローラ３６に実質的に一
定の電流を供給するように構成される場合には、コント
ローラ６６は、電源７０によって転写ローラ３６に供給
される電圧をモニタするように構成される。この場合に
は、転写操作中に電源７０によって供給される電圧は、
プリント媒体２８の抵抗率を示す。プリント媒体２８の
含水率が低下するとき、その抵抗率が増加し、電源７０
によって供給される電圧は、転写ローラ３６に流れる電
流を一定に保持しようとするために、転写操作中に増加
する。精巧な電子写真式イメージング装置ほど、転写ロ
ーラ３６に供給するための電流源を用いて、媒体の抵抗
率の変動を補償するが、用いられる電流源の能力は一般
的には、媒体の抵抗率の変動の影響を十分に補償するこ
とを考慮していない。プリント媒体２８の抵抗率がより
高いレベルの場合、電源７０の出力電圧は、標準的な動
作中に供給される電流が実質的に一定の値に達する前
に、上限に達してしまう。コントローラ６６において動
作するファームウエアが、モニタされた電圧値を用い
て、電源７０によって定着機構４４に供給されるバイア
スを設定するために用いられるデータを含むルックアッ
プテーブルにアクセスする。代案として、コントローラ
６６は、モニタされた電圧値に基づいて、定着機構４４
に供給されるべきバイアス電圧の値を直接計算すること
もできる。

【００２９】ルックアップテーブルの値は、電源７０に
よって転写ローラ３６に供給される（プリント媒体２８
の抵抗率に対する変動の全範囲に渡る）最悪の場合の最
大電圧が、定着機構４４に供給されるバイアス電圧の最
大の大きさに対応するように、実験的に決定される。同
様に、最悪の場合の最小バイアス電圧は、定着機構４４
に供給されるバイアス電圧の最小の大きさに対応する。
最悪の場合の最大値と最小値との間の転写ローラ電圧の
値に対するルックアップテーブルのバイアス電圧値は、
そのバイアス電圧の最大の大きさと最小の大きさとの間
を補間することにより決定される。代案として、これら
のルックアップテーブルのバイアス電圧値は、最大値と
最小値との間の抵抗率を有する媒体に対して実験的に決
定することもできる。

【００３０】図３には、定着装置バイアス制御システム
の第２の実施態様における代替案のいずれかを用いるた
めの方法に関する上位レベルの流れ図が示される。最初
のステップ２００では、プリント媒体２８のユニットを
定着する前に、コントローラ６６は、電源７０により転
写ローラ３６に供給される電流あるいは電圧のいずれか
に関連する電源７０のパラメータの値を決定する。その
後ステップ２０２において、コントローラ６６は、溶融
定着が行われるプリント媒体２８のユニットの抵抗率を
補償するために、定着機構４４に供給されるべきバイア
スを決定する。コントローラ６６は、パラメータに対し
て決定された値に基づいてルックアップテーブルにアク
セスすることにより、あるいはパラメータに対して決定
された値に基づいて計算を行うことにより、その決定を
行う。次にステップ２０４では、コントローラは、定着
操作の前にステップ２０２から決定されたバイアスにし
たがって、電源７０によって定着機構４４に供給される
バイアスを設定する。最後にステップ２０６において、
プリント媒体２８上でイメージングが行われる。

【００３１】定着装置バイアス制御システムの第３の実
施態様は、第１の実施態様および第２の実施態様の特徴
を組み合わせたものである。定着装置バイアス制御シス
テムの第３の実施態様では、定着機構４４に供給される
バイアスは、プリント媒体２８が定着プロセスを通る第
２の経路を行なっているか否かを決定することに基づい
て、および転写ローラ３６に供給される電圧（電流源が
転写ローラ３６に供給される場合）あるいは電流（電圧
源が転写ローラ３６に供給される場合）のいずれかの値
に基づいて決定される。

【００３２】この明細書に開示される原理を用いて形成
されるイメージの品質は、コントローラ６６により電源
７０が定着機構４４に供給できるバイアスの大きさを制
限することにより改善される。閾値を超える大きさを有
するバイアスを定着機構４４に供給する際に、少なくと
も２つの問題が生じる可能性がある。一般的に、加圧ロ
ーラ４６は、電子写真式プリンタ１０のシャーシに電気
的に接続され、それゆえバイアスが定着機構４４に供給
されている間にグランドに保持される。したがって電界
が、定着機構４４と加圧ローラ４６との間に存在する。
このバイアスから生じる電界の空間的な変動は、含まれ
る誘電体（加圧ローラ４６、定着機構４４、プリント媒
体２８および空気が含まれる）、関連する幾何学的形
状、およびバイアスの大きさに依存する。加えられるバ
イアスの大きさが十分に大きい場合には、絶縁破壊が生
じる。絶縁破壊が生じる場合、電荷は、定着機構４４か
らプリント媒体２８、加圧ローラ４６あるいはその両方
に流れることができる。この電荷の流れにより、プリン
ト媒体２８上のトナー粒子の位置が破壊され、イメージ
品質が劣化したり、あるいはイメージ欠陥が生じる。さ
らにこの電荷の流れにより、プリント媒体２８上に電荷
が付与され、（媒体経路近傍の種々のアセンブリに静電
力により引き寄せられるため）プリント媒体２８が媒体
経路を通って移動するのが、より困難になる。

【００３３】絶縁破壊を生じるのに必要とされる大きさ
未満のバイアスの大きさでも、イメージ欠陥が生じるこ
とがある。定着機構４４および加圧ローラ４６の幾何学
的形状によって、定着機構４４と加圧ローラ４６との間
に電気力線のフリンジング（fringing）が存在する。フ
リンジングのため、電界によってプリント媒体２８の表
面上のトナーに作用する力は、プリント媒体２８の表面
に平行な成分を有する。この成分が十分に大きい場合に
は、プリント媒体２８の表面上のトナーが移動し、それ
によりイメージ品質の劣化が生じる。プリント媒体２８
の表面に平行な電界成分の大きさは、定着機構４４と加
圧ローラ４６との間のバイアスの大きさに関連する。電
界の平行な成分の大きさがイメージ劣化を生じるほど十
分に大きいバイアスは、実験的に、あるいはモデルが十
分に正確な場合には数学的に決定することができる。

【００３４】時間変動するバイアスを用いることによ
り、絶縁破壊を生じることなく、より大きなバイアスを
印加することができる場合もある。含まれる材料および
幾何学的形状によって、トナーによる汚れの低減は、絶
縁破壊の閾値よりわずかに低くく実質的に時間変動のな
いバイアスよりも大きい時間変動のあるバイアスを用い
ることにより、より効率的に達成することができる。さ
らに、時間変動のあるバイアスの周波数にしたがって、
時間変動のあるバイアスを用いることにより、トナーを
散乱させることなく、実質的に時間変動のないバイアス
に用いることができるバイアスの大きさに比べて、プリ
ント媒体２８上のトナーを散乱させることなく、大きな
バイアスを加えることもできる。一般的に、定着機構４
４および加圧ローラ４６は、ゴムのようなコンプライア
ンスのある材料を含むように構成することができる。定
着機構４４と加圧ローラ４６との間にかかる電界を制御
するために、ある大きさの導電性を有するコンプライア
ンスのある材料を用いることができる。定着機構４４お
よび加圧ローラ４６の外部層に導電性を有する材料を用
いることは、電界のフリンジングを低減する役割を果た
す場合もある。

【００３５】本発明のいくつかの実施態様が示され説明
されてきたが、本発明の思想または特許請求の範囲から
逸脱することなく、これらの実施態様に対して種々の修
正を行うことができることは当業者には明らかであろ
う。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子写真
式イメージング装置において、イメージ欠陥あるいはイ
メージ品質の低下を招く、トナーによる媒体の汚れを低
減する方法および装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】両面イメージング能力を有し、定着装置バイア
ス制御システムの実施態様を含む電子写真式プリンタの
概略図である。

【図２】定着装置バイアス制御システムの第１の実施態
様を用いるための方法に関する上位レベルの流れ図であ
る。

【図３】定着装置バイアス制御システムの第２の実施態
様を用いるための方法に関する上位レベルの流れ図であ
る。

【符号の説明】

10 電子写真式イメージング装置 14 光導電体 22 現像装置 24 トナー 28 媒体 36 転写装置 44 定着装置 66 コントローラ 70 電源 72 フォーマッタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真式イメージング装置（10）にお
   いてトナー（24）からの汚染を低減するための方法であ
   って、 媒体（28）の抵抗率に関連するパラメータの値を決定す
   るステップ（200）と、及び前記パラメータの値に基づ
   いて、定着装置（44）にバイアスを供給するステップ
   （204）とを含む、方法。
2. 【請求項２】 前記パラメータの値に基づいて、前記定
   着装置（44）に供給するための前記バイアスの値を決定
   するステップ（202）をさらに含み、そのバイアスの値
   を決定するステップ（202）が前記パラメータの値を決
   定した（200）後に発生する、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記パラメータの値を決定するステップ
   （200）が、電源により転写装置に供給される電圧の大
   きさを決定するステップを含む、請求項２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 前記バイアスの値を決定するステップ
   （202）が、前記電圧の大きさに基づいて前記バイアス
   の値を得るために、記憶された情報にアクセスするステ
   ップを含む、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記パラメータの値を決定するステップ
   （200）が、電源により転写装置に供給される電流の大
   きさを決定するステップを含み、及び前記バイアスの値
   を決定するステップ（202）が、前記電圧の大きさに基
   づいて前記バイアスの値を得るために、記憶された情報
   にアクセスするステップを含む、請求項２に記載の方
   法。
6. 【請求項６】 トナー（24）を媒体（28）に定着するた
   めの定着装置（44）を含む電子写真式イメージング装置
   （10）において使用するための定着装置バイアス制御シ
   ステムであって、 前記定着装置（44）にバイアスを供給するための電源
   （70）と、及び前記媒体（28）の抵抗率に関連する第１
   のパラメータを決定するように構成されるコントローラ
   （66）であって、そのコントローラ（66）が、前記第１
   のパラメータに基づいて前記定着装置（44）にバイアス
   を供給するように前記電源（70）を構成する、コントロ
   ーラ（66）とを含む、定着装置バイアス制御システム。
7. 【請求項７】 前記コントローラ（66）は、前記定着装
   置（44）からの熱に対して前記媒体（28）がさらされた
   か否かを示す前記コントローラ（66）によって受信され
   た情報を用いて前記第１のパラメータを決定するための
   構成を含み、 前記コントローラ（66）は、前記定着装置（44）からの
   熱に対して前記媒体（28）がさらされたか否かに基づい
   て、前記バイアスを設定するための構成を含み、及び前
   記定着装置（44）からの熱に対して前記媒体（28）がさ
   らされている場合に、前記コントローラ（66）が、前記
   バイアスを第１の値に設定するための構成を含み、前記
   定着装置（44）からの熱に対して前記媒体（28）がさら
   されていない場合に、前記コントローラ（66）が、前記
   バイアスを第２の値に設定するための構成を含む、請求
   項６に記載の定着装置バイアス制御システム。
8. 【請求項８】 前記電子写真式イメージング装置（10）
   が、光導電体（14）と、その光導電体（14）から前記媒
   体（28）にトナーを転写するための転写装置（36）とを
   含み、 前記第１のパラメータが、前記転写装置（36）に供給さ
   れる電流を含み、 前記コントローラ（66）が、前記電流に基づいて前記バ
   イアスを設定するための構成を含み、 前記バイアスが、実質的に時間変動のないバイアスを含
   む請求項６に記載の定着装置バイアス制御システム。
9. 【請求項９】 トナー（24）を用いて媒体（28）上にイ
   メージを形成するための電子写真式イメージング装置
   （10）であって、 光導電体（14）と、 前記光導電体（14）上に静電潜像を形成するための光導
   電体（14）露光装置と、 前記媒体（28）上に前記トナー（24）を現像するための
   現像装置（22）と、 前記光導電体（14）から前記媒体（28）に前記トナー
   （24）を転写するための転写装置（36）と、 前記媒体（28）に前記トナー（24）を定着するための定
   着装置（44）と、及び前記媒体（28）の抵抗率に関連す
   るパラメータの値に基づいて、前記定着装置（44）にバ
   イアスを供給するための定着装置（44）バイアス制御シ
   ステムとを含む電子写真式イメージング装置。
10. 【請求項１０】 前記定着装置バイアス制御システム
    が、前記定着装置（44）に前記バイアスを供給するため
    の電源（70）と、前記パラメータの値を決定するように
    構成され、かつ前記パラメータの値を用いて、前記電源
    （70）によって前記定着装置（44）に供給される前記バ
    イアスを設定するように構成されるコントローラ（66）
    とを含み、 前記パラメータが、前記転写装置（36）に供給される電
    流を含む、請求項９に記載の電子写真式イメージング装
    置（10）。