JP2002304067A

JP2002304067A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002304067A
Application number: JP2001109110A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Goto; 正弘後藤; Hiroko Tanaka; 裕子田中; Akito Kanamori; 昭人金森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】【課題】記録材の抵抗値や画像パターンによらず、最適
な画像転写を行う。【解決手段】感光ドラムと転写ローラとの間に転写ニッ
プ部に、記録材の先端余白部が位置しているときに高圧
電源回路に流れる電流（記録材の抵抗値）に応じて、転
写バイアスをＶＴ０からＶＴ１に補正する。一般に、先
端余白部が転写ニップ部に位置する時間は短くて（Ｔ３
〜Ｔ４）、記録材の抵抗値を精度よく検知できないの
で、好適な補正ができない。そこで、この補正後、さら
に転写電流をモニターし、記録材のトナー量に応じて転
写バイアスを補正する。これにより、その後は最適な定
電圧制御を行うことができる。なお、記録材のトナー量
は、レーザビームスキャナの露光時間や、現像時の現像
電流に基づいて求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体や
静電記録誘導体等の像担持体上に形成されたトナー像を
記録材に転写するための転写部材を備えたプリンタ、複
写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置において
は、像担持体上のトナー像を静電的に転写する手段とし
て、コロナ放電を用いたコロナ転写装置、導電性の弾性
ローラにトナーと逆極性の電圧を印加して記録材上に静
電的に転写するローラ転写装置、ベルト状の回転体に記
録材を静電的に吸着するとともにこの回転体からの静電
気力によりトナー像を記録材に転写するベルト転写装置
等が広く用いられている。中でもローラ転写装置はオゾ
ンの発生が少ないこと、転写用の弾性ローラ（以下「転
写ローラ」という。）が記録材の搬送用のローラを兼ね
ることなどから画像形成装置の低コスト化に適してお
り、近年、広く採用されている。

【０００３】この転写ローラに印加する転写バイアスの
制御方式としては、定電圧制御方式と定電流制御方式と
が知られている。

【０００４】後者の定電流制御方式の場合は、転写ロー
ラ、記録材の抵抗値によらず、一定電流量を記録材に供
給することが可能であり、記録材の通紙幅が一定とした
場合、記録材の抵抗値に応じて自動的に転写バイアス値
が変動するため、記録材の抵抗値への追従性は定電圧制
御方式よりも良好となる。

【０００５】しかしその画像形成装置で使用する最大通
紙幅よりも通紙幅の狭い小サイズの記録材が通紙された
場合、転写ニップ部においてその長手方向（通紙幅方
向）についての通紙幅の外側に、感光ドラムと転写ロー
ラとが直接的に接触する非通紙部ができる。このとき、
この非通紙部に集中的に電流が流れて記録材への電流供
給が不足し、転写不良が発生するという問題があった。

【０００６】また画像形成装置の高速化に伴い、文字画
像で発生する文字周りの爆発状の飛び散り（以下「爆発
飛び散り」という。）を防止するために必要とされる転
写電流量（多い方が望ましい）と、ハーフトーン画像の
ように記録材上にトナーが多く乗っている場合の突き抜
け現象や感光ドラムに対するドラムメモリーを防止する
ための転写電流量（少ない方が好ましい）とが一致せ
ず、文字画像の爆発飛び散りを防止するための転写電流
量で定電流制御を行った場合、ハーフトーン画像で突き
抜け画像が発生してしまい両者の問題点を満足させる適
正領域が存在しないという問題も顕在化してきた。

【０００７】このような画像パターンの違いによる適正
な転写電流量の差を吸収するためには、上述の定電流制
御方式よりも定電圧制御方式の方が好ましい。印字比率
の低い文字パターン等では記録材、トナー像、感光ドラ
ムで形成される合成インピーダンスが、ハーフトーン画
像のように印字比率が高い場合に比べて低くなるため、
自動的に文字画像ではハーフトーン画像に対し多くの転
写電流が記録材に供給され、両者の画質バランスを維持
しやすくなるという利点がある。このため、多くの画像
形成装置では、記録材のサイズによらず適正電流を流す
ために定電圧制御方式を採用している。

【０００８】定電圧制御方式では、製造条件や環境によ
って変化する転写ローラの抵抗値に対して適正な電流を
流すために、画像形成工程に先立ち、転写ローラから像
担持体である感光ドラムへ流れる電流量を一定値に制御
しそのときに必要とされる転写ローラのバイアス電圧値
に基づき、その後の記録材の転写時の転写バイアス電圧
値を決定する方法が知られている。この結果、広い範囲
の抵抗値の転写ローラで良好な画像を得ることができ
る。

【０００９】しかしながら定電圧制御方式では記録材の
抵抗値が異なった場合に適正な制御を行うことが難しい
という問題がある。この問題を同時に解決するために従
来は転写ローラの抵抗値をできるだけ高くして、記録材
の抵抗値が低くとも過剰な転写電流が流れないように
し、高抵抗の記録材に適した転写バイアス電圧制御を行
うことで対応してきた。しかしながらこのような対応で
は、転写バイアス電圧値が高くなる傾向があり、転写高
圧回路のコストが高くなるという欠点がある。さらに転
写バイアス電圧値が高いために、特に両面印字時（画像
形成時）のハーフトーン画質に劣化が生じやすかった。

【００１０】定電圧制御方式の欠点を解消するために、
特開平４−２５１２７６号公報、特開平７−１６８４６
７号公報には、転写ローラの抵抗値に加え、記録材の抵
抗値に応じて最適な転写バイアス電圧値を決定する方法
が記載されている。

【００１１】具体的には記録材が転写ローラと感光ドラ
ムとの間に形成されるニップ部に突入したときに、あら
かじめ定められた転写ローラバイアス電圧値を発生した
ときに記録材に流れる電流量をモニターし、そのモニタ
ー結果に応じて記録材へのトナー像転写中の転写ローラ
への印加電圧値を補正することを特徴としている。例え
ば、前者の特開平４−２５１２７６号公報には、記録材
の先端３０ｍｍにおいて検出した平均電流量が少ないと
きには、所定の電流値が流れるように転写バイアス電圧
値を高くする方法が記載されている。一方、後者の特開
平７−１６８４６７号公報には、転写ローラに一定バイ
アス電圧値を与え、そのときに感光ドラムに流れる電流
量を測定し転写ローラ抵抗値を算出する。次いで記録材
が感光ドラムと転写ローラとの間に挿入されたときに流
れる電流量を検出し、転写ローラと記録材と感光ドラム
との間の総抵抗を算出し、その後の記録材へのトナー像
を転写するために必要な転写バイアス電圧値を算出する
ことが記載されている。また本公報には転写高圧出力回
路の応答性を考慮した補正式の提案もなされている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例では以下に示すような欠点があり、転写ローラの
抵抗値と記録材の抵抗値とに応じて最適な転写電圧を決
定することが難しかった。

【００１３】転写ローラから記録材に流れる電流量は記
録材の抵抗値のみに依存するわけではなく、前述のよう
に記録材に印字されるトナー像のパターンによっても大
きく変化する。トナー像の印字比率が高いほど転写電流
量は減少する傾向を示す。このため、記録材の抵抗を正
確に知るためには画像パターンのない白地部領域で転写
ローラから記録材に流れる電流量を検知するのが最も正
確な検知方法となる。そこで記録材の先端部の白地部に
流れる転写電流値から転写電圧値を補正する特開平４−
２５１２７６号公報に記載の転写バイアス電圧補正方法
は有効に働くが、実際に記録材の先端部の白地部が確実
に存在する範囲は多くて先端５ｍｍの領域内であるた
め、転写電流の検知時間が極端に短く、転写高圧、検知
回路の応答特性等により記録材の抵抗値の正確な測定は
困難であった。

【００１４】本発明は、上述の従来技術の欠点を除去
し、記録材の抵抗値に応じて最適な転写バイアス電圧値
を求め、画像パターンによらず常に良好な画像が得ら
れ、比較的低抵抗の転写ローラの使用を可能とし、転写
高圧出力値を低く抑えることのできる転写制御を可能と
する画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、表面にトナー像が形成さ
れる像担持体と、前記像担持体に当接されて前記像担持
体との間に転写ニップ部を形成する転写部材と、前記転
写部材に電圧を印加することにより、前記像担持体上の
トナー像を前記転写ニップ部に挿通される記録材に転写
する電圧印加手段と、を備えた画像形成装置において、
前記電圧印加手段から出力される電流を検知する電流検
知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前
記電圧印加手段が前記転写部材に印加する電圧を制御す
る制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記転写ニッ
プ部に前記記録材の白地部があるときの、前記電流検知
手段の電流検知結果に応じて前記電圧印加手段の出力電
圧を補正し、補正後さらに前記電圧印加手段から出力さ
れる電流を検知し、電流検知結果に応じて前記電圧印加
手段の出力電圧を補正する、ことを特徴とする。

【００１６】請求項２に係る本発明は、表面にトナー像
が形成される像担持体と、前記像担持体に当接されて前
記像担持体との間に転写ニップ部を形成する転写部材
と、前記転写部材に電圧を印加することにより、前記像
担持体上のトナー像を前記転写ニップ部に挿通される記
録材に転写する電圧印加手段と、を備えた画像形成装置
において、前記電圧印加手段から出力される電流を検知
する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基
づいて、前記電圧印加手段が前記転写部材に印加する電
圧を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前
記転写ニップ部に前記記録材の白地部があるときの、前
記電流検知手段の電流検知結果に応じて前記電圧印加手
段の出力電圧を補正し、補正後さらに記録材の画像情報
に応じて前記電圧印加手段の出力電圧を補正する、こと
を特徴とする。

【００１７】請求項３に係る本発明は、請求項１又は２
に記載の画像形成装置において、前記画像情報が、記録
材に対する画像比率である、ことを特徴とする。

【００１８】請求項４に係る本発明は、請求項３に記載
の画像形成装置において、帯電後の前記像担持体を露光
して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にト
ナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、
を備え、前記露光手段の露光時間に基づいて前記画像比
率を求める、ことを特徴とする。

【００１９】請求項５に係る本発明は、請求項３に記載
の画像形成装置において、帯電後の前記像担持体を露光
して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にト
ナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、
を備え、現像時に前記現像手段から前記像担持体にトナ
ーが転移することに起因する電流に基づいて前記画像比
率を求める、ことを特徴とする。

【００２０】請求項６に係る本発明は、請求項１ないし
５のいずれか記載の画像形成装置において、前記白地部
が、前記記録材における搬送方向先端側の白地部であ
る、ことを特徴とする。

【００２１】〔作用〕本発明によると、例えば、記録材
の先端側の白地部が転写ニップ部に位置するのが短時間
であるために記録材の抵抗値を十分に検知することがで
きず、したがって記録材の抵抗値に応じた電圧印加手段
の出力電圧の補正が十分に行えない場合であっても、こ
の補正後に、さらに記録材のサイズや画像情報に応じて
出力電圧を補正するので、その後は最適な定電圧制御を
行うことができる。したがって、記録材の抵抗値や画像
パターンによらず、最適な画像転写を行うことができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置はレ
ーザビームプリンタであり、パソコン等の外部情報処理
機器から送られてきたコード情報又はビットマップイメ
ージ情報を、コントローラ８によりラスターイメージデ
ータに変換した後、エンジン部で画像形成動作を行う。
同図はその概略構成を示す縦断面図である。

【００２４】同図に示すレーザビームプリンタ（以下
「画像形成装置」という。）は、像担持体としてドラム
型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１
を備えている。感光ドラム１は、ＯＰＣ（有機光半導
体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等の感光材料
を、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ状のドラム
基体の外周面に設けたものである。感光ドラム１は矢印
Ｒ１方向に回転駆動され、まずはじめにその表面は帯電
手段としての帯電ローラ２によって所定の電位・極性に
一様に帯電される。次に、露光手段であるレーザビーム
スキャナ３を画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御してレ
ーザ光Ｌによって走査露光がなされ、感光ドラム１上に
静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段であ
る現像器４によってトナーが付着されてトナー像として
現像（可視化）される。このときの現像方法としては、
ジャンピング現像法、２成分現像法などが用いられ、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。

【００２５】可視化されたトナー像は、転写手段である
転写ローラ（転写部材）５により、所定のタイミングで
給紙ローラ１０によって給紙され、さらに搬送された記
録材Ｐ上に感光ドラム１上から転写される。記録材Ｐの
先端位置は搬送路中に設けられたトップセンサ９により
検出され、トップセンサ９の位置と転写ニップ部Ｎの位
置との間の距離と、記録材Ｐの搬送速度とから記録材Ｐ
の先端が転写ニップ部Ｎに到達したか否かを判断（算
出）する。その後、表面にトナー像を担持した記録材Ｐ
は、定着手段としての定着器６へ搬送され、定着ローラ
６ａと加圧ローラ６ｂとの間の定着ニップ部において加
熱・加圧されて表面にトナー像が永久画像として定着さ
れる。一方、トナー像転写後に感光ドラム１上に残った
トナー（転写残トナー）は、クリーニング手段としての
クリーナ７によって感光ドラム１表面から除去される。
転写残トナーが除去された感光ドラム１は、次の画像形
成に供される。

【００２６】上述構成の画像形成装置において、図２に
示すように、転写ローラ５は、芯金５１の外周面を円筒
状の弾性体５２で覆って構成されている。上述の芯金５
１は、例えば、鉄、ＳＵＳ等によって形成することがで
き、また弾性体５２は、ＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢ
Ｒ、ウレタン等のソリッド状又はこれらを発泡させたス
ポンジ状のものとして形成することができる。弾性体５
２は、その表面の硬度が２０〜７０度（ＡｓｋｅｒＣ
１ｋｇ荷重時）、その抵抗値が１０⁶〜１０⁹Ωの範
囲のものを使用する。

【００２７】転写ローラ５は加圧ばね５３によって感光
ドラム１に圧接されている。また、転写ローラ５の駆動
は、感光ドラム１側に設けたギヤから駆動力が伝達され
る駆動ギヤ（不図示）によって行われる。このとき転写
ローラ５には電圧印加手段である高圧電源回路（転写バ
イアス印加電源）５４により所定のバイアス電圧値が印
加される。このとき転写ローラ５から感光ドラム１又は
記録材Ｐに流れる電流値は、高圧電源回路５４内を流れ
る転写電流を電圧に変換し、Ａ／Ｄコンバータ５６を介
してＣＰＵ（制御手段）５５にフィードバックされる。
ＣＰＵ５５は内蔵する電流検知回路（電流検知手段）５
５ａによって電流値を検知し、検知した電流値に応じて
転写バイアス電圧を制御するために８ビット（０〜２５
５レベル）のＰＷＭ信号を発生させ、このＰＷＭ信号は
ローパスフィルタ５７を介して電圧値に変換され、高圧
電源回路５４を駆動することで所定の転写バイアス電圧
値を得ることができる。

【００２８】図３を参照して、本制御の詳細を説明す
る。

【００２９】図１に示すコントローラ８からエンジン制
御部１１にプリント命令が送られると（プリント信号送
出）、エンジン制御部１１では給紙ローラ１０により記
録材Ｐの給紙を開始する（給紙Ｏｎ）と同時に、定着器
６の加熱立ち上げ動作、画像形成工程前の感光ドラム１
の準備回転（以下「前回転」という。）を開始する。前
回転中は帯電をＯｎにして帯電ローラ２により感光ドラ
ム１の表面電位を暗部電位（以下「ＶＤ」という。）に
保つよう帯電ローラ２に所定のバイアス電圧を印加す
る。転写ローラ５には感光ドラムのＶＤ部に対して所定
の電流が流れるようＣＰＵ５５からのＰＷＭ制御値を徐
々に増加させていき、目標電流値に到達した段階でＰＷ
Ｍ制御値を微調整することで転写バイアス電圧値を制御
しながら、感光ドラム１に対し一定電流値が流れるよう
に制御する。この制御期間中のＣＰＵ５５のＰＷＭ値の
平均値をＰＷＭ０（このＰＷＭ０値に対応する転写バイ
アス電圧値をＶＴ０とする。）ホールドし、印字動作中
（画像形成動作中）の転写バイアス値を出力するための
ＰＷＭ１値（実験から得られた制御式により演算される
値。通常はＰＷＭ１＝αＰＷＭ０＋βの関係式で表現さ
れ、α、βは常数とされる。なおこのＰＷＭ１値に対応
する転写バイアス電圧値をＶＴ１とする）を決定する。
ＰＷＭ値と転写バイアス電圧値ＶＴとの間には、図４の
グラフに示すように線形の関係があり、ＰＷＭ値を決定
することにより転写バイアス電圧値ＶＴが決定される。

【００３０】次に記録材Ｐの先端部での転写バイアス電
圧値ＶＴの補正方法について説明する。

【００３１】まず、記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに
到達するタイミングでは、転写バイアス電圧値ＶＴは、
上述の転写バイアス制御によって決定されたＰＷＭ１値
に基づく出力、つまりＶＴ１となる。なお、記録材Ｐの
先端が転写ニップ部Ｎに到達するタイミングは、次のよ
うに決める。トップセンサ９が記録材Ｐの先端を検知す
る時間をＴ１、記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに到達
する時間をＴ３とし、さらにトップセンサ９から転写ニ
ップ部Ｎまでの距離をＬ、記録材Ｐの搬送速度をｘとす
ると、Ｔ３は次の式、Ｔ３＝Ｔ１＋（Ｌ／ｘ）によって算出することができ、Ｌ及びｘはあらかじめ決
定されているので、Ｔ１が決まれば、Ｔ３が決定される
ことになる。

【００３２】転写バイアス電圧値をＶＴ１としたとき
に、記録材Ｐに流れる転写電流Ｉｔの電流変化を示した
のが図５のグラフである（ただし、同図は、本実施の形
態に係る転写バイアス電圧値補正は加えていない）。こ
のグラフによると抵抗値が比較的低い記録材Ｐａでは転
写電流量の低下は少なく（実線ａ）、抵抗値の高い記録
材Ｐｂ、Ｐｃでは転写電流量が大きく減少することがわ
かる（実線ｂ、破線ｃ）。さらに転写電流量が安定する
まで所定時間必要なことが分かる。なお、後述のよう
に、記録材Ｐｂは、記録材Ｐｃよりも厚さが厚い。

【００３３】本実施の形態では比較的抵抗値の低い記録
材Ｐに適合するような転写バイアス値としてＰＷＭ１値
を設定している。このため比較的抵抗値の低い記録材Ｐ
（温度２３℃、湿度６０％の環境下で表面抵抗値が１０
⁸Ω以下）に対してはこの記録材Ｐが転写ニップ部Ｎに
突入したときの転写電流値の変化は少ないが、抵抗値の
高い記録材Ｐ（上述と同じ条件下で表面抵抗値が１０¹⁰
Ω以上）が転写ニップ部Ｎに突入したときの転写電流量
の変化は大きく、さらに転写電流量が安定するまでの時
間がかかることがわかる。

【００３４】これは、高圧電源回路５４の時定数と、転
写ローラ５、記録材Ｐ、感光ドラム１の総合抵抗、及び
静電容量で決定される時定数と、によって決まる。例え
ば図５中の実線ｂ（記録材Ｐｂ）と破線ｃ（記録材Ｐ
ｃ）では転写電流量の立ち下がりの傾きは異なるが、安
定領域になったときのＰＷＭ１値に相当する転写バイア
ス電圧値ＶＴでの転写電流量Ｉｔはほぼ同一である。こ
れは記録材Ｐｂ、Ｐｃの体積抵抗値の差はほとんど無い
が、記録材Ｐｂ（実線ｂ）は表面抵抗値は低いが厚みが
１５０μｍと厚い記録材Ｐであるのに対して、記録材Ｐ
ｃ（破線ｃ）は表面抵抗値は高いが厚みが８０μｍと薄
い記録材Ｐである。このように、厚みが異なるために表
面抵抗値の差と、静電容量の差に基づき転写電流量の立
ち下がりの傾きが異なる。したがって、転写電流値が安
定するまでは正確な記録材Ｐの抵抗値の算出は難しいこ
とがわかる。

【００３５】図５のグラフでは、転写ローラ５としてＮ
ＢＲゴムを主成分としたイオン導電性のローラを用い、
その抵抗値が８×１０⁷Ω、画像形成速度が１５０ｍｍ
／ｓｅｃ、転写バイアス電圧値が上述の制御の結果から
９００Ｖであるときの画像形成装置での測定結果を示し
ている。この例では、記録材Ｐの先端部で転写電流値が
安定するまで約６０ｍｓｅｃ必要である。この結果、記
録材Ｐの先端部で記録材Ｐの抵抗値をモニターするため
には記録材Ｐの先端部に９ｍｍの領域が必要なことがわ
かる。

【００３６】しかしながら先端部の１０ｍｍ近くまで白
地部（先端余白部）が続くことは稀であり、通常は先端
から５ｍｍ程度が白地部と仮定してその白地部で記録材
Ｐの抵抗値を検知する必要がある。

【００３７】そこで本実施の形態では、記録材Ｐの先端
部の白地部を５ｍｍ以内と仮定し、３０ｍｓｅｃ後（Ｔ
４）の転写電流値を検知し、その値に応じて転写電流値
が少なければ転写電圧を高めに補正する制御を行い、さ
らにその後、所定時間（Ｔ５〜Ｔ６）は転写電流量を検
知し続け、このとき感光ドラム１上に形成されたトナー
像のトナー量を予測し、トナー量に応じた目標転写電流
値を設定し、その値に対し実際に流れる転写電流量が少
ないときは転写電圧補正量が小と判断し、転写電圧をさ
らに高めに補正する。一方、トナー像のトナー量に応じ
た目標転写電流値に対し実際に流れる転写電流量が多い
ときは転写電圧補正量が大と判断し、転写電圧を低めに
補正する。記録材Ｐの先端部での転写電圧値の補正は、
記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに突入してから３０ｍ
ｓｅｃ後（Ｔ４）の転写電流値Ｉｔに応じて以下のよう
に転写バイアス電圧値Ｖｔを変化させる。

【００３８】Ｉｔ＜７．２μＡのときＶｔ＝Ｖｔ１＋３００Ｖ７．２μＡ≦Ｉｔ＜８μＡのときＶｔ＝Ｖｔ１＋１５０Ｖ８μＡ≦ＩｔのときＶｔ＝Ｖｔ１

【００３９】さらに転写高圧の立ち上がり特性を考慮し
て十分に補正値に収束する時間である転写電圧補正後３
０ｍｓｅｃ（Ｔ５：記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに
突入してからは６０ｍｓｅｃ後）〜２３０ｍｓｅｃ（Ｔ
６）の間、さらに転写電流値を検知し続ける。このとき
感光ドラム１上にはトナー像が形成されている可能性が
高く、本実施の形態では転写電流値検知を行う領域での
印字領域内におけるレーザビームスキャナ（露光手段）
３の画像露光時間（レーザ発光時間）をモニターし、レ
ーザ発光時間に応じて下記のような目標転写電流量を設
定する。すなわちＴ２に開始される露光において、転写
バイアスのＴ５〜Ｔ６に対応する時間内に、レーザ発光
時間をカウントし、そのカウント値に応じて、目標転写
電流量を設定するのである。

【００４０】レーザ発光時間目標転写電流値５０〜１００％６μＡ３０〜５０％６．５μＡ１０〜３０％７．０μＡ５〜１０％７．５μＡ５％未満８．０μＡ

【００４１】ここでレーザ発光時間が１００％というの
は印字領域内でレーザが全点灯を行ってべた黒画像を印
字している状態を指す。また目標転写電流値は第１回目
の転写電圧補正後３０ｍｓｅｃ〜２３０ｍｓｅｃの間に
流れる転写電流量の平均値と比較される。このとき転写
電流量の平均値が目標転写電流値に対し大きければ前述
のＰＷＭ値を５レベル（転写電圧に換算して約８０Ｖ）
低下させ、逆に小さい場合には５レベル増加させる補正
方法を採用する。その後は補正値を定電圧で維持したま
ま１頁分の転写動作を終了する。

【００４２】このような制御方法を採用することで、記
録材Ｐの先端部での記録材Ｐの抵抗値に応じた転写電圧
値補正が不十分であっても、その後、さらなる補正が加
えられ、この補正が画像情報に基づき目標転写電流量を
異ならせることで、従来の問題であった画像パターンに
よって最適転写電流量が異なるという問題を回避するこ
とができる。

【００４３】具体的には画像比率（印字比率）が高い、
つまりレーザ発光時間が長いと予想される場合は、記録
材Ｐに流れる転写電流が少なくなるために目標転写電流
値を小さくしている。またこのとき転写電圧の補正量を
微少量としておくことで、再補正のための転写電流検知
時間を短くすることが可能で、この結果、定電圧制御を
行う期間を長くし、画像パターンの影響による検知ノイ
ズを最小限に抑えることが可能となる。さらに転写電圧
補正後は定電圧制御を行うため、その後は画像パターン
による画像への影響を受けにくい制御となり、記録材Ｐ
の抵抗値によらず、文字画像の爆発飛び散り、ハーフト
ーン画像の突き抜け等を効果的に防止することが可能と
なる。

【００４４】なお、本実施の形態では転写ローラ２の抵
抗値が特定の場合の制御補正方法について説明したが、
転写ローラ２の抵抗値によっては補正アルゴリズム（転
写電流閾値、転写バイアス電圧増加量）を変える必要が
あり、前回転中の転写ローラ２の抵抗モニターのための
制御中にホールドしたＰＷＭ０値に応じて補正アルゴリ
ズムを変化させることが望ましい。また記録材Ｐのサイ
ズによっても補正のための各常数を変更する必要がある
のは言うまでもない。

【００４５】〈実施の形態２〉図６に、実施の形態２を
示す。同図は、感光ドラム１の周辺を模式的に示す縦断
面図である。

【００４６】本実施の形態では、感光ドラム１上の静電
潜像を現像するための現像器４が接触帯電方式を採用し
ている。詳しくは、現像器４は、弾性を有する現像ロー
ラ４１を有し、この現像ローラ４１を感光ドラム１表面
に当接させている。また、現像剤としては、１成分非磁
性トナーを使用している。現像ローラ４１は、１０⁵〜
１０⁸Ω程度の中抵抗に形成されている。この現像ロー
ラ４１には、高圧電源回路（現像バイアス印加電源）４
２によって、感光ドラム１のＶＤ（明部電位）とＶＬ
（暗部電位）との間の値を有するＤＣバイアス電圧が印
加される。このとき高圧電源回路４２から感光ドラム１
に流れる電流量をＡ／Ｄコンバータ４３を介してＣＰＵ
５５にフィードバックする。転写ローラ５としては、前
述の実施の形態１と同様にＮＢＲゴムを主成分としたイ
オン導電性のローラであって、その抵抗値が８×１０⁷
Ωのものを用いた。また画像形成条件、転写ローラ５へ
のバイアス電圧印加方法については、前述の実施の形態
１と同様のため説明は省略する。

【００４７】本実施の形態では、記録材Ｐのトナー量を
検出するために、現像ローラ４１上のトナーが感光ドラ
ム１へ転移する際に発生する現像電流をモニターし、そ
の現像電流量から感光ドラム１上のトナー量を検出する
ことを特徴としている。以下、本実施の形態の詳細を図
７のタイミングチャートを用いて説明する。なお、実施
の形態１の図３に示すタイミングチャートと同じ部分に
ついては同じ符号を付してその説明は省略する。

【００４８】プリント命令が、画像形成装置のコントロ
ーラ８（図１参照）からエンジン制御部１１に送られる
と、エンジン制御部１１では記録材Ｐの給紙を開始する
と同時に、定着器６の加熱立ち上げ動作、画像形成工程
前の感光ドラム１の準備回転（前回転）を開始する。前
回転中は帯電ローラ２によって感光ドラム１の電位を暗
部電位（ＶＤ）に保つように帯電ローラ２に所定のバイ
アス電圧を印加する。転写ローラ５には感光ドラムのＶ
Ｄ部に対して所定の電流が流れるようにＣＰＵ５５によ
るＰＷＭ制御値を徐々に増加させていき、目標電流値に
到達した段階でＰＷＭ制御値を微調整することで、転写
バイアス電圧値を制御しながら感光ドラム１に対して一
定電流値が流れるように制御する。この制御の詳細は、
前述の実施の形態１と同様であるので、説明を省略す
る。

【００４９】次に印字動作について説明する。コントロ
ーラ８によりラスタデータに変換された画像情報（ビデ
オ信号）に基づいて、エンジン制御部１１を介してレー
ザビームスキャナ３を制御し、図６に示すように、レー
ザ光ＬのＯｎ／Ｏｆｆを画像信号に応じて行って感光ド
ラム１上に静電潜像を形成する。次いでこの静電潜像
に、現像器４の現像ローラ４１によってトナーを付着さ
せてトナー像として現像する。このとき現像ローラ４１
から感光ドラム１に転移されるトナーは電荷を有してい
るので、この転移に伴って現像電流Ｉｄが発生する。現
像電流Ｉｄは、暗電流Ｉｄ０として常に感光ドラム１に
微小量流れているが、本実施の形態では所定期間内の現
像電流Ｉｄと暗電流Ｉｄ０との差（Ｉｄ−Ｉｄ０）をモ
ニターし、その値に応じて感光ドラム１上のトナー像の
トナー量を推測する。

【００５０】次に本実施の形態における、記録材Ｐの先
端部での転写バイアス電圧値の補正方法について説明す
る。前述の実施の形態１と同様、記録材Ｐの先端が転写
ニップ部Ｎに到達するタイミング（Ｔ３）で転写バイア
ス値Ｖｔ１を発生させ、その後、所定時間後に記録材Ｐ
に流れる転写電流量Ｉｔを検知する。ここでＶｔ１は前
回転中の転写バイアス電圧値の制御中にホールドされた
ＰＷＭ０値に対し所定の制御式に基づいて演算されたＰ
ＷＭ１値に対応して、高圧電源回路（転写バイアス印加
電源）５４を駆動するときに発生する転写バイアス電圧
値である。

【００５１】本実施の形態では記録材Ｐの先端が転写ニ
ップ部Ｎに突入してから３０ｍｓｅｃ後（Ｔ４）の転写
電流値Ｉｔに応じて以下のように転写バイアス電圧値Ｖ
ｔを変化させる。

【００５２】Ｉｔ＜７．２μＡのときＶｔ＝Ｖｔ１＋３００Ｖ７．２μＡ≦Ｉｔ＜８μＡのときＶｔ＝Ｖｔ１＋１５０Ｖ８μＡ≦ＩｔのときＶｔ＝Ｖｔ１

【００５３】さらに転写高圧の立ち上がり特性を考慮し
て十分に補正値に収束する時間である転写電圧補正後３
０ｍｓｅｃ後（Ｔ５：記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎ
に突入してからは６０ｍｓｅｃ後）〜２３０ｍｓｅｃ
（Ｔ６）の間、さらに転写電流値を検知し続ける。この
とき感光ドラム１上にはトナー像が印字されている可能
性が高く、本実施の形態では、転写電流値検知を行う領
域における印字領域内での現像電流量（Ｉｄ−Ｉｄ０）
をモニターし、現像電流量に応じて下記のような目標転
写電流量を設定する。なお、現像電流値は負極性だが本
実施例中では絶対値で表記している。

【００５４】現像電流量目標電流値６μＡ以上６μＡ５〜６μＡ６．５μＡ４〜５μＡ７．０μＡ３〜４μＡ７．５μＡ３μＡ未満８．０μＡ

【００５５】ここで、現像電流量は実験的に求めた値で
あり、べた黒時に１１μＡの現像電流が流れている。ま
た目標電流値は第１回目の転写電圧補正後３０ｍｓｅｃ
〜２３０ｍｓｅｃの間に流れる転写電流量の平均値と比
較される。このとき転写電流量の平均値が目標電流値に
対し大きければ前述のＰＷＭ値を５レベル（転写電圧に
換算して約８０Ｖ）低下させ、逆に小さい場合には５レ
ベル増加させる補正方法を採用する。その後は補正値を
定電圧で維持したまま１頁分の転写動作を終了する。

【００５６】このような制御方法を採用することで記録
材Ｐの先端部での記録材Ｐの抵抗値に応じた転写電圧値
補正が不十分であっても、その後、さらなる補正が加え
られ、この補正が画像情報に基づき目標転写電流量を異
ならせ、特に現像器４から感光ドラム１に移動するトナ
ー量を直接モニターすることにより、従来の問題であっ
た、画像パターンによって最適転写電流量が異なるとい
う問題を回避することが可能となる。さらに転写電圧補
正後は定電圧制御を行うため、その後は画像パターンに
よる画像への影響を受けにくい制御となり、記録材Ｐの
抵抗値によらず、文字画像の爆発飛び散り、ハーフトー
ン画像の突き抜け等を効果的に防止することが可能とな
る。

【００５７】なお、本実施の形態では転写ローラ５の抵
抗値が特定の場合の制御補正方法について記したが、転
写ローラ５の抵抗値によっては補正アルゴリズム（転写
電流閾値、転写バイアス電圧増加量）を変える必要があ
り、前回転中の転写ローラ５の抵抗モニターのための制
御中にホールドしたＰＷＭ０値に応じて補正アルゴリズ
ムを変化させることが望ましい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
例えば、転写ニップ部に挿通された記録材の先端側の白
地部がその転写ニップ部に位置する時間が短いために、
記録材の抵抗値を十分に検知することができず、したが
って記録材の抵抗値に応じた電圧印加手段の出力電圧の
補正が十分に行えない場合であっても、この補正後に、
さらに記録材のサイズや画像情報に応じて出力電圧を補
正するので、その後は最適な定電圧制御を行うことがで
きる。したがって、記録材の抵抗値や画像パターンによ
らず、最適な画像転写を行うことができる。

【００５９】具体的には、記録材の抵抗値に応じて画像
印字領域では最適な転写バイアスによる定電圧制御が可
能となり、抵抗値の低い記録材には比較的低い転写バイ
アス電圧、抵抗値の高い記録材には高い転写バイアス電
圧を発生することができ、文字画像での飛び散りやハー
フトーン画像での突き抜け、ドラムメモリー等の現象を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦
断面図である。

【図２】実施の形態１における、転写時の電圧制御を説
明する図である。

【図３】実施の形態１を説明するタイミングチャートで
ある。

【図４】制御手段によるＰＷＭ値と転写バイアス電圧値
との関係を示す図である。

【図５】記録材の抵抗値や厚さが異なる場合の、転写電
流の変化を示す図である。

【図６】実施の形態２における、転写時の電圧制御を説
明する図である。

【図７】実施の形態２を説明するタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２帯電手段（帯電ローラ）３露光手段（レーザビームスキャナ）４現像手段（現像器）５転写手段（転写部材、転写ローラ）５４電圧印加手段（高圧電源回路）５５制御手段（ＣＰＵ）５５ａ電流検知手段Ｎ転写ニップ部Ｐ記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金森昭人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA04 DA07 DE05 DE07 DE09 EA02 EA03 EA05 EA18 EC06 EC09 EC19 ED06 ED09 ED24 EE01 EE06 EE10 EF10 2H076 CA15 DA01 DA11 2H200 FA18 GA10 GA23 GA44 GA56 HA02 HB12 HB48 JA02 JA28 JA29 JA30 NA01 NA13 PA05 PA06 PA18 PA20 PA21 PB05 PB12 PB36 PB39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー像が形成される像担持体
と、前記像担持体に当接されて前記像担持体との間に転
写ニップ部を形成する転写部材と、前記転写部材に電圧
を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を前
記転写ニップ部に挿通される記録材に転写する電圧印加
手段と、を備えた画像形成装置において、前記電圧印加手段から出力される電流を検知する電流検
知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前記電圧印加
手段が前記転写部材に印加する電圧を制御する制御手段
と、を備え、前記制御手段は、前記転写ニップ部に前記記録材の白地
部があるときの、前記電流検知手段の電流検知結果に応
じて前記電圧印加手段の出力電圧を補正し、補正後さら
に前記電圧印加手段から出力される電流を検知し、電流
検知結果に応じて前記電圧印加手段の出力電圧を補正す
る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】表面にトナー像が形成される像担持体
と、前記像担持体に当接されて前記像担持体との間に転
写ニップ部を形成する転写部材と、前記転写部材に電圧
を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を前
記転写ニップ部に挿通される記録材に転写する電圧印加
手段と、を備えた画像形成装置において、前記電圧印加手段から出力される電流を検知する電流検
知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前記電圧印加
手段が前記転写部材に印加する電圧を制御する制御手段
と、を備え、前記制御手段は、前記転写ニップ部に前記記録材の白地
部があるときの、前記電流検知手段の電流検知結果に応
じて前記電圧印加手段の出力電圧を補正し、補正後さら
に記録材の画像情報に応じて前記電圧印加手段の出力電
圧を補正する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記画像情報が、記録材に対する画像比
率である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】帯電後の前記像担持体を露光して静電潜
像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着
させてトナー像として現像する現像手段と、を備え、前記露光手段の露光時間に基づいて前記画像比率を求め
る、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】帯電後の前記像担持体を露光して静電潜
像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着
させてトナー像として現像する現像手段と、を備え、現像時に前記現像手段から前記像担持体にトナーが転移
することに起因する電流に基づいて前記画像比率を求め
る、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記白地部が、前記記録材における搬送
方向先端側の白地部である、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の画
像形成装置。