JP2707323B2

JP2707323B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2707323B2
Application number: JP1149734A
Authority: JP
Inventors: 竜典石山; 行弘大関; 順治荒矢; 康一廣島; 康志佐藤; 公生中畑
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH0315880A

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の目的（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、静電転写プ
ロセスを利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題）走行する像担持体と、これに圧接走行する、転写ロー
ラ、転写ベルトなど接触型の転写手段とを備え、これら
両者の圧接部として形成された転写部位に紙などの転写
材を通過させるとともに、該転写手段に転写バイアスを
印加して、予め像担持体表面に形成されているトナー像
を転写材に転写するように構成した画像形成装置がすで
に提案されている。

第７図はこのような画像形成装置の典型的な一例を模
式的に示す要部側面図であって、図示の装置の場合、紙
面に垂直方向に軸線を有する円筒状のOPC感光体１の表
面が電源４によって帯電ローラ３を介して一様に、たと
えば−600Vに帯電され、この帯電面に、画像変調された
レーザビームのような画像信号が投射されて、該投射部
分の電位が−100V程度に減衰して静電潜像が形成される
ものとする。

感光体１が回転して、該潜像が、現像器６が感光体１
に対向する現像部位に到達すると、該現像器６から負帯
電されたトナーが供給されて、前記潜像に付着し、反転
現像によってトナー像が形成される。

このトナー像がさらに走行して、感光体１と、転写手
段、図示の場合は転写ローラ２、とが圧接して形成され
る転写部位に到来すると、このときまでに搬送路７によ
って、前記トナー像とタイミングをあわせて転写材Ｐが
前記転写部位に搬送されて、転写部位においてトナー像
と転写材Ｐとが同期走行し、このとき電源４によって転
写ローラ２に正極性の転写バイアスが印加され、よって
形成される電界の作用によって、感光体１側のトナー像
は転写材に転移するものとする。

転写終了後、転写材は不図示の定着部位に至ってトナ
ー像は転写材に定着固定されて装置外に排出され、感光
体１は、残留トナー、残留電荷が除去されたのち、必要
に応じて再度帯電部位に至り、前記と同様の画像形成作
業を行なうことになる。

第８図は上記の装置の前回転時のタイミングチャート
を示すものであって、メインスイッチをオンすると、定
着器のヒータが点火してウォームアップが開始され、定
着器が予め設定された温度になると、メインモータが作
動して、同時に帯電ローラに交流バイアスが印加され、
転写ローラも、クリーニングのために転写時とは逆極性
のバイアスが印加され、その後定着器が作動温度になる
まで、前回転が実行されるものとする。

このような接触型の転写手段、たとえば上述のような
転写ローラを用いると、該ローラの抵抗値が環境温湿度
によって大きく変化するので、これに印加するバイアス
電圧とこれを流れる電流の関係（Ｖ−Ｉ特性）が、環境
によって大きく変化し、あらゆる環境下において常時安
定的に良好な転写を実行することが困難であるが判明し
ている。

このことを第９図によって略述する。

同図の実線はL/L（低温低湿）、点線はN/N（常温常
湿）、鎖線はH/H（高温高湿）環境下における特性曲線
で、また図示○は非通紙時、□は白地通紙時、■は黒地
通紙時における値を示すものとし、これから明らかなよ
うに、L/L環境下では、転写ローラの抵抗値はN/N環境下
より数桁上昇し、反対にH/H環境下では、N/Nに比して１
〜２桁さがる。

前記第７図に示すような装置の場合、実験によると、
良好な転写を行なうには、ベタ黒画像通紙時の転写電流
が0.5〜４μＡ必要であること、非通紙時の転写電流が
５μＡを越えると、OPC感光体に電位の転写メモリーが
残り、画像に地カブリを発生することが判明している。

このことから、上記のような装置においては、第９図
から判るように、H/Hでは約1000〜2250V、N/Nでは約150
0〜2500V、L/Lでは約3000〜3500Vが好適であるといえ
る。

さらに、前記第７図々示のような装置において、転写
バイアスを印加する手段として定電圧制御あるいは定電
流制御が行なわれていることは、よく知られているとお
りであるが、上記のような転写ローラの特性変動との関
連で以下のような不都合が発生する。

即ち、定電圧制御を行なった場合、N/N環境下におい
て良好な転写が行なわれるように、たとえば、2000Vで
定電圧制御を行なうと、H/H環境においてはほぼ同様の
転写性が得られるが、L/L環境では転写電流が0.1〜0.2
μＡとなって転写不良を招来する。

また、L/L環境下での転写性を向上させるように、転
写バイアスを設定すると、N/N、H/H環境においては、と
くに非通紙時の転写電流が大きすぎて転写メモリーを発
生する。特に、H/H環境では、増大する転写電流が転写
材を貫通して感光体上の負帯電トナーを逆極性に帯電さ
せて転写不良を惹起する。

以上のような欠点を回避すべく、定電流制御を行なう
ことよって、環境変動にかかわらず、常時ほぼ一定の電
荷を転写材に付与できるが、反面以下のような不都合を
生ずる。

即ち、この種の装置は、使用可能な最大サイズの転写
材以下の範囲で、より小サイズの転写材を使用できるよ
うになっているのが普通であるから、小サイズの転写材
を使用したときには、当然感光体と転写ローラとが直接
当接する部分が存在することになる。

したがって、前記第７図のような装置を使用して小サ
イズの転写材を使用した場合、たとえば、１μＡで定電
流制御を行なうと、上記の直接当接部分に流れる単位面
積当たりの電流値が、前回転時、後回転時、隣接転写材
の間などの非通紙部に１μＡ流したときの単位面積当た
りの電流値とほぼ等しくなるので、転写ローラにかかる
電圧が降下して通紙領域には殆ど電流が流れず、転写不
良となる。

たとえば、A4サイズの用紙通紙時に比して、封筒を通
紙した場合には、H/Hでは700V強、N/Nでは約1000V、L/L
では約1500V程度転写電圧が降下して転写材に流れる電
流は0.5μＡ以下となり、転写不良を生ずる。

小サイズ通紙時にも充分な転写性を得ようとすると、
たとえば、レターサイズの転写材との差のように、比較
的狭い非通紙部では、これに流入する電流密度が大きく
なって、感光体に転写メモリーによる地カブリが発生し
て、後続する転写材に裏汚れが生ずる。

以上略述したように、公知の装置においては、定電圧
制御、定電流制御いずれの方式をとっても、あらゆる環
境において、すべての転写材に安定して良好な転写を行
なうことは極めて困難であると云わざるを得ないのが現
状である。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたもので
あって、環境の如何にかかわらず、すべてのサイズの転
写材に対して良好な転写性が得られるような画像形成装
置を提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成（課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体と、
この像担持体とニップ部を形成し、前記ニップ部で前記
像担持体から転写材へ像を転写する転写部材とを有し、
前記ニップ部に転写材がないとき前記転写部材に対して
定電流制御が行われる期間をそなえ、転写材への像転写
時に前記定電流制御中に得られた電圧に基づいた電圧で
前記転写部材に対して定電圧制御を行う画像形成装置に
おいて、前記装置のメイン電源が作動してから前記装置
のウオームアップが終了するまでの期間は、前記定電流
制御が行われる期間を備えることを特徴とする画像形成
装置（１）、または、上記（１）のものにおいて、複数の転写材に連続して
画像を形成するとき、ある転写材が前記ニップ部を通過
してから次の転写材が前記ニップ部に到達するまでの
間、前記転写部材は、前記定電流制御中に得られた電圧
に基づいた電圧で定電圧制御されることを特徴とする画
像形成装置（２）、または、上記（１）または（２）のいずれかのものにおいて、
転写部材はローラ形状であることを特徴とする画像形成
装置である。

このように構成することによって、環境の如何にかか
わらず、また転写材のサイズに関係なく、常時安定的に
良好な転写性を確保することができる。

（実施例の説明）第１図は本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の
概略側面図であって、直径30mmで、紙面に垂直方向に延
びる、円筒状のOPC感光体１が図示矢印Ｘ方向にプロセ
ススピード24mm/secで走行し、これに圧接する帯電ロー
ラ３によって該感光体１の表面が一様に負帯電する。

ついで、この帯電面に画像変調されたレーザビーム５
が照射され、当該部分の電位が減衰して静電潜像が形成
されることになる。

感光体１が回転して、上記潜像が、現像器６と感光体
１とが対向する現像部位に到来すると、現像器から前記
潜像に負帯電トナーが供給されて、反転現像方式によっ
てトナー像が形成される。

感光体１の走行方向に見て現像器６の下流側には、半
導電性（比抵抗10³〜10¹³Ωcm）の転写ローラ２が、該
感光体１に圧接して転写部位を形成しており、前記潜像
は感光体１の回転にともなって該転写部位に到来するこ
とになる。

トナー像が前記転写部位に到来すると、これにタイミ
ングをあわせて搬送路７から転写材Ｐが転写部位に搬送
されて、感光体１に形成された前記トナー像と同期走行
する。

これとともに、転写ローラ２には正極性の転写バイア
スが印加されて、感光体１側のトナー像は転写材に転移
する。

図中符号８は、定電圧、定電流制御可能の電源で、前
記帯電ローラ３、転写ローラ２に対して、所定の時点で
定電圧、定電流制御を行なうものとする。

第２図に示す始動直後のタイミングチャートにみるよ
うに、メイン電源である本体スイッチをオンすると、直
ちに定着装置のヒータがオンして定着ローラを加温し始
める。

定着ローラが所定の温度になると、感光体１が回転し
始め、その回転は定着ローラが温調状態になるまで継続
する（前回転）。

感光体が回転する、即ちメインモータがオンするとと
もに、電源８によって、帯電ローラ３に交流バイアスが
印加され、転写ローラ２に対しては定電流制御が実行さ
れ、図示の装置の場合５μＡの電流を流すものとする。

したがって、このとき転写ローラ２によって感光体に
付与された電荷はすべて帯電ローラ３によって除電され
る。

定着装置が温調状態になったのちの待ち時間になると
（ウォームアップが終了してスタンバイ状態になる
と）、上記転写ローラの定電流制御は停止されるが、そ
のときの電圧を以後維持して、それ以後のプリント時に
は、この電圧で定電圧制御を行なうものとし、これを本
体スイッチをオフするまで継続する。

第３図は以上のような手段を適用した場合における、
N/N環境下で、Ａサイズの転写材を使用した場合の、転
写ローラ２のＶ−Ｉ特性を示すものである。

これによると、非通紙時に感光体電位がV_Dとなってい
る場合、５μＡの転写電流を流すための電圧は約2500V
であり、この場合におけるベタ黒画像通紙時の電流は、
ほぼ２μＡである。

即ち、N/N環境下で、前回転時に５μＡの定電流制御
を行ない、このときの電圧、2500Vで以後のプリント時
に定電圧制御を行なうことによって、これによって２μ
Ａの電流を得て良好な転写を確保できる。

同様の転写ローラを用い、H/H環境において、前回転
時の５μＡの定電流制御による電圧2250Vを得、以後通
紙時にこの電圧による定電圧制御を実行することによっ
て、ベタ黒通紙時で約2.4μＡの転写電流が得られ、さ
らに、L/L環境において、前回転非通紙時に５μＡで定
電流制御を行ない、このときの電圧を保持して、以後、
この電圧で定電圧制御を実行することによって、ベタ黒
通紙時に約1.1μＡの電流が得られ、いずれの場合にも
転写不良を生ずることがなく、良好な転写性が得られ
た。

以上のように、前回転時に定電流制御を行なうことに
よって、連続プリント時の転写材間の制御が容易にな
る。

また装置のウォームアップ終了前に定電流制御を行っ
ておくことによってプリント開始信号入力からプリント
開始までの時間や連続プリント時の転写材間の時間を短
くすることができる。

第４図ないし第６図は、前記第２図々示のチャートに
続く部分を略示するもので、第４図はプラス電圧で通
紙、非通紙時に一定の定電圧制御もしくは弱プラス電圧
を印加したもので、これによって動作シーケンスが容易
になる。

第５図は紙間電圧をゼロとしたもの、第６図は逆バイ
アスを印加したもので、これによって、紙跡メモリーの
発生を阻止でき、特に後者においては、転写ローラに付
着したネガトナーが感光体に戻る傾向となって該ローラ
のクリーニング、後続転写材の裏汚れの防止に有効であ
る。

本発明を高速の装置に適用した場合について云うと、
高速機では、連続プリントの場合の転写材間の時間が短
くなるが、比較的時間の長い前回転時の電圧を基準とし
た電圧で以後の定電圧制御を行うことによって、定電圧
制御時の電圧を安定させることができ、また本体スイッ
チをオフするまでこれを継続することによってより安定
した転写が可能となり、さらに、限られた時間内におけ
るシーケンスを容易ならしめることになる。

以上本発明を転写手段として、転写ローラを用い、イ
メージ露光、反転現像を行なう場合について説明した
が、本発明がこれに限定されるものではなく、転写ベル
トを使用したもの、バックグラウンド露光、正規現像の
場合にも適用できるものであることは容易に理解できる
ところであろう。

（３）発明の効果以上説明したように、本発明によるときは、像担持体
とこれとニップ部を形成する転写部材とを備えた画像形
成装置においてすべての環境下において、転写材のサイ
ズにかかわらず、常時安定して良好な転写を行なうこと
が可能であり、良質の画像を得るのに資するところが大
である。

また、画像形成開始信号入力から画像形成開始までの
時間や連続画像形成時の転写材間に対応する時間を短く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例たる画像形成装置の要部を示す
概略側面図、第２図は同上の作動を示すタイミングチャート、第３図は同上装置の、N/N環境におけるＶ−Ｉ特性を示
すグラフ、第４図、第５図および第６図は。第２図々示のタイミン
グチャートに引き続く部分の隣接転写材間における各種
制御手段を示すチャート、第７図は公知の装置の構成作動は説明するための要部の
概略側面図、第８図は同上の作動を示すタイミングチャート、第９図は同上装置による、各環境下におけるＶ−Ｉ特性
である。１……感光体、２……転写ローラ、３……帯電ローラ、
５……画像信号、６……現像器、８……定電圧、定電流
制御可能な電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣島康一東京都大田区下丸子３―30―２キヤノン株式会社内 (72)発明者佐藤康志東京都大田区下丸子３―30―２キヤノン株式会社内 (72)発明者中畑公生東京都大田区下丸子３―30―２キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平２−123385（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体とニップ部を形
成し、前記ニップ部で前記像担持体から転写材へ像を転
写する転写部材とを有し、前記ニップ部に転写材がない
とき前記転写部材に対して定電流制御が行われる期間を
そなえ、転写材への像転写時に前記定電流制御中に得ら
れた電圧に基づいた電圧で前記転写部材に対して定電圧
制御を行う画像形成装置において、前記装置のメイン電源が作動してから前記装置のウオー
ムアップが終了するまでの期間は、前記定電流制御が行
われる期間を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】複数の転写材に連続して画像を形成すると
き、ある転写材が前記ニップ部を通過してから次の転写
部材が前記ニップ部に到達するまでの間、前記転写部材
は、前記定電流制御中に得られた電圧に基づいた電圧で
定電圧制御されることを特徴とする「請求項１」記載の
画像形成装置。
【請求項３】前記転写部材はローラ形状であることを特
徴とする「請求項１」または「請求項２」記載の画像形
成装置。