JP2001209261A

JP2001209261A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001209261A
Application number: JP2000016479A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sasai; 隆博笹井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-08-03
Also published as: US20010009616A1; US6381425B2; EP1120693A2; EP1120693A3

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体からトナー画像を用紙に転写する転写
ローラに対する印加電圧を環境条件に応じて変更する際
に、フィードバック（ＦＢ）シーケンスにより変更され
る電圧が一定値となった後では、シーケンスを行わない
ようにする。【解決手段】画像形成装置の感光体ドラムに形成した
トナー画像を用紙に転写させるための転写ローラに対し
て、制御装置から所定の値の電圧を印加することによっ
て用紙に転写するが、一定枚数の用紙への記録の情報に
もとづいて、ＦＢシーケンスを実行して、その後の印加
電圧を設定する。その際に、印加する電圧に対する検出
電流値が一定の値αとなった時点を飽和状態と判断し、
この飽和状態が検知された後では、ＦＢシーケンスを行
わずに、連続して記録紙の作成動作を行わせて、ジョブ
の時間を短縮できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の感
光体に形成したトナー画像を、用紙に転写するための転
写ローラに対する電圧の印加手段に関し、特に、転写ロ
ーラに試験電圧を印加して転写バイアス（転写電圧）を
設定する際の動作を制御する手段を設けた装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、用紙
に対してトナー画像を転写する部分で、画像形成部の感
光体ドラムに対して、画像書込み装置により画像の書込
みを行って静電潜像を形成し、現像器からトナーを供給
して前記静電潜像をトナー画像として可視像化し、前記
トナー画像を用紙に転写し、トナー画像を担持する用紙
を定着装置を通して定着しコピーを作成するようにして
いる。前記感光体からの画像転写部には、コロトロンの
ような放電部材を用いる場合の他に、転写ローラのよう
な接触転写部材が用いられており、前記転写ローラのよ
うな接触転写部材では、コロトロンの場合のようにコロ
ナ放電を行わないので、オゾンが発生することがなく、
画像形成装置の排気系にオゾン処理手段を設ける必要が
ないという利点がある。

【０００３】前記転写ローラに印加する転写バイアスと
しての電圧は、機内や環境の温度に大きく影響されるも
ので、低温環境では大きな値の電圧（３，５ｋＶ以下）
を印加するが、機内の温度が高くなるにしたがって、前
記印加電圧は低くされ、０．５〜２ｋＶの値に設定され
る。前記転写電圧を制御するために、例えば、画像形成
装置の初期設定（イニシャライズ）の際に試験電圧を印
加してバイアス値を設定し、その後に、所定の枚数の用
紙に記録したことが検知された際にも、随時試験電圧を
印加する動作（フィードバック（ＦＢ）シーケンス）を
行って、転写バイアス値としての転写電圧の変更を行う
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般の画像
形成装置においては、原稿を１枚ずつ交換しながら記録
紙を断続的に行う場合は別として、多数枚の原稿を１度
にセットして、多数部の用紙への記録を行う場合が多く
ある。また、多くの画像形成装置では、最大の複写枚数
が９９枚に設定できるものであり、その範囲内で連続し
て用紙への記録を行うことができるようにされている。
前述したような多数枚の用紙に連続して記録する際に、
１つのジョブを実行している途中でも、定着装置から伝
達される熱等により機内の温度が上昇する。

【０００５】そして、一連のジョブ実行中に、前記ＦＢ
シーケンスを行う都度、検出される電流値は増加するの
で、転写ローラに印加すべき電圧は次第に小さな値とな
るという傾向がある。したがって、前記ＦＢシーケンス
で検知された情報にもとづいて、改めて設定して印加す
る電圧がある電圧値で飽和してしまう状態となり、その
後にＦＢシーケンスを実行してから再設定される電圧
は、そのシーケンスが実行される直前に設定された電圧
と同じ値となり、ＦＢシーケンスを行う意味がなくな
る。さらに、前記ＦＢシーケンスを一連のジョブの間に
繰り返して行うことにより、そのシーケンスに要する時
間だけジョブの終了時間が遅くなるという問題もある。

【０００６】本発明は、前述したような転写ローラに対
するＦＢシーケンスの問題を解消するもので、ＦＢシー
ケンスにより検知される電流が飽和したことが検知され
た際に、その後のシーケンス作業を行わずに記録紙作成
のジョブを中断させないようにすることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、転写ローラを
備え、試験電圧を印加して転写バイアスを決定するシー
ケンスをジョブ中に行う画像形成装置に関する。本発明
の請求項１の発明は、試験電圧を印加したときの検出電
流が飽和したときは、少なくともそのジョブ内では、そ
れ以降上記シーケンスは行わないことを特徴とする。請
求項２の発明は、前記試験電圧を印加した際に検出され
た電流が所定の値以上となったとき、飽和したと判断す
ることを特徴とする。請求項３の発明は、前記試験電圧
を印加したときに得られる検出電流の値と、そのときの
温度にもとづいて転写バイアスを決定することを特徴と
する。

【０００８】前述したように構成したことにより、ＦＢ
シーケンスを行った際の検出電流が飽和したと判断され
た時点から、無駄なシーケンスを行わないので、ジョブ
を完了する時間を短くすることができる。また、前記Ｆ
Ｂシーケンスに際しては、検出された電流値と機内の温
度との２つの条件にしたがって、前記転写バイアスの設
定を行うことにより、前記検出電流の飽和状態に対応す
る一定の値のバイアスの設定を維持することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明の装置の構成を説明する。図１に示す例は、画像形成
装置に設ける感光体ドラム２２と現像器１０との組み合
わせ部材の構成を示しているもので、前記感光体ドラム
２２は感光体ユニット２０に配置され、前記感光体ドラ
ム２２の現像部には、現像器１０の現像ローラ１４が対
応して配置される。前記感光体ユニット２０に組み合わ
せて配置する現像器１０においては、トナー収容部１１
に収容されているトナーを、アジテータ１２により攪拌
しながら供給ローラ１３に向けて送り出し、前記供給ロ
ーラ１３とこすられるように、ともに矢印Ｘ方向に回転
する現像ローラ１４との間で、トナーに帯電を付与しな
がら、現像ローラ１４の表面に薄層として付着される。
そして、前記現像ローラ１４の表面に付着されたトナー
は、ブレード部材１５により一定の厚さを有する薄層と
して形成され、感光体ドラム２２に対応する位置に露出
されて矢印Ｘ′方向に回転する感光体ドラム２２と接触
する部分で静電潜像に付着される。

【００１０】前記現像器１０と組み合わせて配置される
感光体ユニット２０は、フレーム２１に配置されて図示
を省略する駆動機構により定速回転する感光体としての
感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２に形成したトナ
ー画像を用紙に転写するための転写ローラ２６を配置し
ている。また、前記感光体ドラム２２の周囲には、その
感光体ドラム２２の回転方向にしたがって、前記転写ロ
ーラ２６とメモリ除去部材２３、帯電ローラ２４および
書込み装置２５が配置される。そして、前記帯電ローラ
２４により一様な帯電が行われた感光体ドラム２２の表
面に、書込み装置２５から光を照射して静電潜像を形成
し、その静電潜像に向けて現像ローラ１４からトナーを
供給してトナー画像を形成し、画像転写部を通る用紙に
対して、その背面から転写ローラ２６により所定の電位
の転写電圧を印加して、トナー画像を転写させるように
する。

【００１１】前記画像転写部でトナー画像を用紙に転写
した後で、感光体ドラム２２の表面に残留するトナー
（トナーメモリ）に対しては、ブラシもしくはスポンジ
で構成されたローラ状のメモリ除去部材２３を当接させ
ることにより、掻き乱すようにして付着力を弱める作用
を付与する。その後の段階で、ブラシ状の回転される帯
電部材２４によって、さらに掻き乱す作用を付与すると
ともに、感光体ドラム表面に一様な帯電を行わせ、次の
画像の書込みに対処させるようにする。本実施例に示す
装置においては、用紙にトナー画像を転写した後に感光
体ドラム表面に残留するトナー等の付着物は、クリーニ
ング装置により除去せずに、メモリ除去部材２３と帯電
部材２４により付着力を弱めた状態で、現像ローラ１４
により現像器１０に回収させ、新たに供給されるトナー
と混合して再使用する方式の装置として構成され、いわ
ゆるクリーナレス方式の装置として構成される。

【００１２】前記転写ローラ２６において、感光体ドラ
ム２２に形成したトナー画像を用紙に転写するための印
加電圧（転写バイアス値）は、図２のグラフに示すよう
に、縦軸の印加電圧（ｋＶ）と検出電流値（μＡ）の関
係に示すような条件にもとづいて制御される。例えば、
図２のグラフにおいて、温度が２０℃未満の条件では符
号Ｂで示すような曲線にしたがって印加電圧が制御され
るものであり、温度が２０℃以上の条件では、符号Ｃで
示されるような曲線にしたがって印加電圧が制御され
る。前記２０℃をまたぐ温度変化があった場合に、その
前後で急激に印加電圧が変動するのを防止するため、両
曲線Ｂ、Ｃのオーバーラップする部分は、それぞれ曲線
Ｂａ、Ｃａに変更して印加電圧を制御するようにしてい
る。前記曲線Ｂａ、Ｃａは本来図２上では重なるもので
あるが、説明の都合上分離して示している。

【００１３】前記転写ローラ２６に印加する電圧の条件
に加えて、画像形成装置における用紙への記録に際して
は、連続して送られる用紙の間に少しの隙間が設定され
る。そして、その送られる用紙の隙間では感光体ドラム
２２に対して転写ローラ２６が直接接触するので、感光
体ドラム２２に付着しているトナーが前記転写ローラ２
６に移転して汚れが発生する。また、用紙に付着してい
る紙粉やその他の機内に浮遊している粉塵等が転写ロー
ラ２６に付着し、その付着物が他の用紙の裏面を汚した
り、または、用紙の裏面から印加する電圧にムラを生じ
させて、感光体ドラムから用紙に向けてのトナー画像の
転写が均一に行われない等の不都合が発生する。そこ
で、前記画像形成装置においては、用紙への記録の動作
の開始時または、記録する用紙が一定の枚数となる都
度、転写ローラのクリーニングのシーケンスを設定し
て、転写ローラ２６に付着しているトナーや紙粉等を、
感光体ドラム２２に向けて移転させるような動作を行わ
せるようにしている。

【００１４】前記転写ローラに対する電圧の印加の制御
は、図３のタイムチャートに示されるようにして行われ
る。前記タイムチャートは画像形成装置のメインスイッ
チをオンにし、装置の各機構に対するイニシャライズを
行う動作に対応させて、転写ローラに対する試験電圧の
印加を行い、所定の時間Ｔ３に亘って、クリーニングに
要する電圧（−）と、転写電圧（＋）の間での試験電圧
の印加を行う、そして、得られた検出電流の値にしたが
って、転写ローラに対して初期に印加する電圧値を設定
し、時間Ｔ４の間で段階的に印加電圧を増加させてか
ら、画像形成機構と用紙搬送装置との動作を開始し、指
定された枚数の用紙への記録作業として、感光体ドラム
から用紙に向けてトナー画像を転写させる動作を行う。
前記用紙への記録は、画像形成装置のコントロールパネ
ルに設定された枚数にしたがって行うものであるが、前
記画像形成装置の制御装置には、一定の枚数毎にフィー
ドバック（ＦＢ）シーケンスを行うようなプログラムが
設定される。

【００１５】前記ＦＢシーケンスが行われるタイミング
は、一定の枚数の用紙への記録毎に行われるものである
が、前記タイムチャートにおいては、そのＦＢシーケン
スの動作間隔をＴａで示している。前記一連の記録作業
中には、画像形成装置の用紙搬送路内を連続して搬送さ
れる用紙と用紙との間の隙間で、転写電圧からプレ転写
電圧にまで転写ローラに印加する電圧を低下させるが、
用紙が転写ローラに接している状態では、転写ローラに
は常時転写電圧（＋）が印加される。そして、前記所定
の枚数の用紙を連続して搬送する時間Ｔａが経過する
と、用紙の搬送と感光体ドラムに対するトナー画像の形
成の動作を中断して、転写ローラに対するＦＢシーケン
スが行われる。

【００１６】前記ＦＢシーケンスが実行される時間Ｔ１
と、転写ローラに対してクリーニング電圧から転写電圧
にまで段階的に印加電圧を上昇させる時間Ｔ２では、用
紙への記録の動作が中断されることになる。また、前記
ＦＢシーケンスを実施させるタイミングは、画像形成装
置のメインの制御装置での動作プログラムにあらかじめ
設定しているもので、一定の枚数の用紙に記録される都
度（時間Ｔａ）実施されて、その試験電圧を印加した際
に得られる検出電流値により、次の印加電圧が設定さ
れ、１つのＦＢシーケンスの都度、その後の転写ローラ
に対する印加電圧が変更される。

【００１７】前記ＦＢシーケンスを実施することによ
り、転写ローラに対する印加電圧の変更は、前記図２の
制御ファクターの曲線Ｂ、Ｃにしたがって行うことがで
きる。また、前記図３に示す例において、横軸に時間を
縦軸に印加電圧を示している。そして、クリーニングの
際に印加する電圧（−）は−９００Ｖに設定するが、転
写電圧（＋）の値は前記図２の検出電流の条件にしたが
って設定される。前記図３に示すように、ＦＢシーケン
スを実施する際は、一度転写ローラに対して−９００Ｖ
の電圧を印加してから、所定の時間（＋）の印加電圧
（転写電圧）を継続して印加し、その後に印加電圧０か
ら転写電圧（＋）まで、段階的な電圧の上昇ステップを
踏む。そして、その後に所定の枚数の用紙への記録の動
作を行い、連続して記録される用紙の枚数が所定の値
（時間Ｔａで示す枚数）となると、再びＦＢシーケンス
が実行されて、次に転写ローラに印加する電圧値が設定
される。したがって、前記図３に示す例では、用紙への
記録枚数が増大するにしたがって検出電流値が変化する
ので、転写ローラに印加する転写電圧は次第に小さい値
で良いことになる。

【００１８】ところで、１つの機種の画像形成装置にお
いて、ＦＢシーケンスを行う際の転写印加電圧と検出電
流の関係は、図４のグラフに示すような値が得られた。
この図４に示す例において、１ジョブで大量枚数の用紙
へ記録する場合には、機内の温度が上昇するとともに、
感光体ドラムの周囲の環境条件が変化し、前記図２のグ
ラフでの曲線Ｂ、Ｂａ（Ｃａ）、Ｃに示したように、検
出電流に対する印加電圧は次第に減少する。前記大量に
用紙へ記録するジョブ中で、記録紙の一定枚数毎のＦＢ
シーケンスを実行して、転写ローラでの検出電流値を測
定すると、環境条件の変化に対応して検出される電流値
は次第に減少する。

【００１９】そして、前記検出電流値と、図４のグラフ
で想定している印加電圧の値にもとづいて、前記ＦＢシ
ーケンス後の印加電圧を設定すると、αの値が得られる
領域からは、例えば、＋５００Ｖの印加電圧を設定する
ことで、感光体ドラムから用紙にトナー画像を転写する
動作を良好に行い得るものとなる。前記転写印加電圧α
の数値が得られる状態を、本実施例では飽和した状態と
呼ぶもので、その後にＦＢシーケンスを実行しても、印
加電圧は変化させ得ない状態の下限転写電圧印加領域と
なる。つまり、前記下限転写電圧印加領域となった状態
では、以後のＦＢシーケンスを行うことは必要がなくな
るので、例えば、検出電流値が２５μＡとなった時点か
らは、ＦＢシーケンスの実行を省略して、連続した記録
の動作を継続させるようにする。

【００２０】前記図３、４に示すように、転写ローラに
対して試験電圧を印加し、検出電流値にしたがって、次
からの転写電流値を設定するために、図１に示すよう
に、転写ローラ２６に対して転写電圧制御装置３０を配
置し、前記転写ローラ２６の軸に対し設定された値の電
圧を印加するように構成することができる。前記転写電
圧制御装置３０は、制御回路３１により制御されて転写
ローラに電圧を印加する電圧印加回路３２と、前記制御
回路３１に対して図２のような検出電流値と印加電圧の
条件、および図４の条件設定するメモリ３３と、検知電
流値にもとづいた制御条件の変更の設定を行うための制
御テーブルメモリ３４とを接続している。前記制御回路
３１には、ＦＢシーケンスで試験電圧を印加したとき
に、転写ローラから得られる検出電流値を検知する電流
値検出回路３６を配置し、前記検出回路３６からの情報
にもとづいて、ＦＢシーケンス後の転写ローラに対する
印加転写電圧の設定を行うようにする。また、画像形成
装置の機内の温度を測定するセンサ３５を、装置の所定
の位置に配置して、前記センサ３５により検知した温度
の情報を制御回路３１に入力して、機内の温度にしたが
って転写電圧の条件を随時変更することもできるように
している。

【００２１】前記転写電圧制御装置３０においては、画
像形成装置のメイン制御装置に設定した条件にしたがっ
て、一定の枚数の用紙に記録したことが検知された時点
で、ＦＢシーケンスを作動させる。そして、前記ＦＢシ
ーケンスに際しては、用紙の送りを停止し、感光体ドラ
ム２２に対する他の電圧印加機構、例えば、帯電ローラ
２４や現像ローラ１４に対する電圧の印加の動作を停止
した状態で、−９００Ｖの電圧を転写ローラに印加して
から、試験電圧（＋）を印加し、その際の検出電流値を
得るようにする。また、前記試験電圧を転写ローラに印
加した後では、いったん電圧を０に戻し、検出電流値に
もとづいて再び設定した印加電圧にまで上昇させる間
に、段階的に電圧を上昇させる動作を行って、感光体ド
ラム等に対するショックを緩和させる。

【００２２】前記転写ローラ２６に対する印加電圧の変
化を行う制御手段は、例えば、図５に示すような画像形
成装置に組み合わせた装置に対して適用することができ
る。前記図５に示す画像形成装置１は、画像読取装置と
組み合わせて電子写真複写機として構成する場合、パソ
コンのインターフェースと組み合わせてプリンタとして
構成する場合、または、画像読取装置とファクシミリ送
受信機構とを組み合わせたファクシミリ装置もしくは複
数の機能を組み合わせた複合機として構成することがで
きる。

【００２３】前記図５に示す画像形成装置１において
は、給紙トレイ２の給紙部に配置する給紙ローラ３によ
り用紙を１枚ずつ送り出し、用紙搬送路５内を搬送ロー
ラ装置４、６により搬送して、感光体ドラム２２と転写
ローラ２６の間を用紙が通る際に、感光体ドラム２２に
形成したトナー画像を転写する。そして、トナー画像が
転写された用紙は、定着装置７の熱ローラ７ａと加圧ロ
ーラ７ｂの間を通って定着されて、排出ローラ装置８に
より排出トレイに排出される。なお、前記画像形成装置
１において、書込み部材２５に供給される書込み情報
は、画像形成装置１と組み合わせて設けられる画像読取
装置（図示を省略）からの画像情報、または、ファクシ
ミリ受信したデジタル信号が用いられ、前記書込み部材
２５のＬＥＤ素子を点状に発光させて、感光体に画像情
報の書込みを行うようにする。

【００２４】

【発明の効果】本発明の装置は、前述したように構成し
たことにより、ＦＢシーケンスを行った際の検出電流が
飽和したと判断された時点から、無駄なシーケンスを行
わないので、ジョブを完了する時間を短くすることがで
きる。また、前記ＦＢシーケンスに際しては、検出され
た電流値等の条件にしたがって、前記転写バイアスの設
定を行うことにより、前記検出電流の飽和状態に対応す
る一定の値のバイアスの設定を維持することができる。
そして、大量の用紙に記録する際の作業時間を短縮でき
るようにすることで、ユーザーの待ち時間を短縮するこ
とができる。さらに、画像形成装置の各構成部材の作動
時間を短縮でき、プロセスユニットの寿命を延長するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像器と組合わせる感光体ユニットの構成を
示す説明図である。

【図２】転写ローラに対する印加電圧の温度特性を示
すグラフである。

【図３】転写ローラに対するＦＢシーケンスでの印加
電圧を変化させる状態を示すタイムチャートである。

【図４】転写ローラに対する印加電圧と検出電流の関
係を示すグラフである。

【図５】前記感光体ユニットが用いられる画像形成装
置の説明図である。

【符号の説明】

１画像形成装置、２給紙トレイ、３給
紙ローラ、４・６搬送ローラ装置、５用紙搬
送路、７定着装置、８排出ローラ装置、１
０現像器、１１トナー収容部、１２アジ
テータ、１３供給ローラ、１４現像ロー
ラ、１５ブレード部材、２０感光体ユニッ
ト、２１フレーム、２２感光体ドラム、２
３メモリ除去部材、２４帯電部材、２５
書込み部材、２６転写ローラ、３０転写電
圧制御装置、３１制御回路、３２電圧印加回
路、３３メモリ、３４制御テーブルメモリ、
３５センサ、３６電流検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写ローラを備え、試験電圧を印加して
転写バイアスを決定するシーケンスをジョブ中に行う画
像形成装置において、試験電圧を印加したときの検出電流が飽和したときは、
少なくともそのジョブ内では、それ以降上記シーケンス
は行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の画像形成装置にお
いて、前記試験電圧を印加した際に検出された電流が所
定の値以上となったとき、飽和したと判断することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記請求項１または２に記載の画像形成
装置において、前記試験電圧を印加したときに得られる
検出電流の値と、そのときの温度にもとづいて転写バイ
アスを決定することを特徴とする画像形成装置。