JP3192440B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置、静電記
録装置等の複写機、プリンタのような画像形成装置に関
するもので、特に像担持体の像を転写材に転写するため
に転写材の裏側に接触する転写部材を備えた画像形成装
置に好適に具現化し得うるものである。

【０００２】

【従来の技術】像担持体としての感光体ドラム表面に形
成した可転写像を紙等の転写材に転写する工程を含む周
知の画像形成装置において、感光体ドラムとこれに圧接
する転写ローラ等の転写部材とで当接形成された転写部
位に前記転写材を通過させ、これとともに該転写部材に
転写バイアスを印加し、よって形成される電界の作用で
像担持体側のトナー像を転写材に転移させるように構成
したものが既に知られている。

【０００３】上記転写部材として使用される転写ローラ
等は通常ゴム、スポンジ等に導電性粒子を分散させてこ
の抵抗値を適宣に調整したものが使用されているが、製
造時のバラツキ、湿度耐久変動等の影響によって抵抗値
が１桁以上も変化するため、常時安定した転写バイアス
を印加することが困難である。

【０００４】良好な転写性を常に得るためには紙裏に与
える電荷量を制御してやるのが理想的であり、例えば転
写ローラを定電流制御することが考えられる。しかし、
装置に使用される転写材のサイズの変化により転写ロー
ラが感光体面に当接している幅が変わることで、転写材
の有無部で転写ローラの感光体ドラムに対する負荷イン
ピーダンスが異なり、特に転写材無部では負荷インピー
ダンスが小さくなり、多くの電流が集中的に流入し、転
写材の有る部分では転写不良をきたしてしまう。

【０００５】従って、転写部材としての転写ローラを定
電圧制御する必要がある。

【０００６】本発明者らは上記問題点を鑑みて、抵抗値
の異なる転写ローラから転写材裏面に常に同程度の電荷
を付与するために以下に述べる方式を既に提案した。

【０００７】すなわち、転写動作以前に通紙時に転写ロ
ーラへ流す電流を推定した一定電流を転写ローラに流
し、転写時に必要とする電圧（発生電圧）を保持し、転
写時に印加するというバイアス制御方式（以下ＡＴＶＣ
方式と呼ぶ。）である。

【０００８】ハードウェアで構成されたＡＴＶＣ方式の
簡単な制御回路のブロック図を図１０に示す。

【０００９】図１０において、感光体ドラム１に転写ロ
ーラ２が当接しており、転写ローラ２の芯金に転写高圧
電源１１よりバイアスが印加されるようになっている。

【００１０】転写ローラは非通紙時（ＳＷ Ａ：ＯＮ、
ＳＷ Ｂ：ＯＦＦ）、一定電流を感光体ドラムに対して
流す様に電流電圧変換回路とコンパレータの機能を合わ
せ持つ回路１４で制御される。上記回路１４のコンパレ
ータの部分で一定電流となるまで電流を増加し、それと
同時にゲイン用抵抗Ｒｇを介してメモリ用コンデンサＣ
ｍに電圧変換された電圧Ｖ_Oが記憶される。ゲイン用抵
抗Ｒｇの役割は、検出された電圧Ｖ_Oを転写に適正なバ
イアスに補正するためのもので、本回路においては、検
出電圧Ｖ_Oを係数α（≧１）倍している。

【００１１】通紙時になるとＤＣコントローラ４がＳＷ
ＡをＯＦＦ、ＳＷ ＢをＯＮ状態にして、メモリ用コ
ンデンサＣｍに記憶されている転写用電圧αＶ_Oを出力
し、ＡＭＰ１５を介して転写高圧電源１１が駆動され
て、転写ローラに転写バイアスが印加される。

【００１２】本方式、ＡＴＶＣ方式を利用することによ
って、接触転写部材を有するレーザープリンタ等で一定
の効果を挙げている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ａ
ＴＶＣ方式は高圧回路に定電流回路が必要なのでコスト
的に高くなり、また定電流動作時の出力電圧を記憶する
手段としてコンデンサを用いたハードウェアに頼ってい
るため、リークによるコンデンサ電位の変動や、ゲイン
抵抗の公差、温度特性等の変動が転写時の出力電圧に影
響を及ぼす怖れもある。

【００１４】また、ＡＴＶＣ方式は、ハードウェアで構
成されているので、回路設計をした時点で定数、例えば
定電流値や発生電圧を適正転写電圧に補正するための係
数が定まってしまい、単純なバイアス制御しか実現でき
ない等といった不利な点がある。

【００１５】

【発明の目的】本発明は、上記の問題点に鑑み成された
ものであり、その目的は転写部材に印加する電圧制御の
回路構成を簡単にし、安定した精度の高い電圧制御を行
なえる画像形成装置を提供することである。

【００１６】

【発明の構成】上記目的を達成する本発明は、像担持体
と、前記像担持体とニップ部を形成し、前記像担持体か
ら転写材へ像を転写する転写部材と、前記転写部材を定
電圧制御する制御手段と、前記転写部材を流れる電流を
検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、
装置の電源を投入してからの立ち上げ時に前記転写部材
に印加する電圧を変化させて前記検知手段が所定電流を
検知したときの前記転写部材に印加される電圧を記憶
し、画像形成前にこの記憶した電圧から転写部材に印加
する電圧を変化させて前記検知手段が所定電流を検知し
たときの前記転写部材に印加される電圧を求め、この画
像形成前に求めた電圧で像転写時に前記転写部材を定電
圧制御することを特徴とするものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の画像形成装置の実施例を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１に画像形成装置であるレーザビームプ
リンタの要部側面図を示す。

【００１９】図１の紙面に垂直方向に軸線を有し、図示
矢印方向に回転移動（プロセススピード５０ｍｍ／ｓｅ
ｃ）する像担持体としての感光体ドラム１があり、その
有機光導電層表面を、１次帯電用高圧電源９に接続され
た１次帯電ローラ３によって一様に負帯電する。

【００２０】次いで該帯電面にレーザビームスキャナ５
により画像情報に応じて画像変調されたレーザ光Ｌ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、更にこの潜像が感光体ドラム１と現像器６が対向す
る現像部位に至ると現像高圧電源１０より電圧が印加さ
れ現像器６から潜像部分にネガトナーが供給され、反転
現像によってトナー像が形成される。

【００２１】感光体ドラム１の回転方向にみて、現像部
位の下流側には、感光体ドラム１と転写部材である転写
ローラ２とが圧接して転写部位を形成しており、感光体
ドラム１の回転につれて前記トナー像が転写部位に到来
すると、これにタイミングを合わせて搬送路７から紙か
らなる転写材Ｐが該転写部位に供給され、同時に電圧印
加手段である転写高圧用電源１１によって転写ローラ２
に正の転写バイアスが印加されて、感光体ドラム１側の
トナー像は転写材Ｐに転写される。この転写時には転写
材Ｐの裏側に転写ローラ２が回転接触して転写材Ｐの裏
側には前記トナー像の電荷とは逆極性の電荷が付与され
る。なお、転写ローラ２と感光体ドラム１との間に転写
材Ｐの厚さよりも小さい間隙を設けることも可能であ
る。

【００２２】その後トナー像を担持する転写材Ｐは感光
体ドラム１から分離されて不図示の定着部位に搬送され
て定着され、一方感光体ドラム１表面に一部残った残留
トナーは、クリーナ８によって除去され、感光体は次の
画像形成行程に入り得る状態になる。

【００２３】また本実施例で使用の転写ローラ２は導電
性フィラーとして酸化亜鉛を分散したＥＰＤＭ（エチレ
ンプロピレンジエンの３元共重合体）スポンジ転写ロー
ラを用いた。その外径は８ｍｍのＳＵＳ芯金の上に肉厚
６ｍｍで形成し、外径２０ｍｍとした。その抵抗値は３
００ｇ重の荷重のもと接地に対して、転写ローラ２、５
０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１．０ＫＶの
電圧印加のもと測定された電流の関係から抵抗値を測定
したところ約５×１０⁸〜５×１０⁹Ωという値となっ
た。

【００２４】感光体ドラム１上の帯電ローラ３による１
次帯電電位は暗電位Ｖ_D＝−６００Ｖ、レーザ光による
露光電位Ｖ_L＝−１００Ｖである。

【００２５】以下に転写電圧の制御について詳細に述べ
る。

【００２６】従来のＡＴＶＣ方式は転写動作以前の非通
紙時（転写部位に転写材が存在しないとき）感光体ドラ
ム上電位がＶ_D＝−６００Ｖの部分に転写ローラ２に接
続された定電流回路を用いて感光体ドラム１に一定電流
を流すようにしている。このとき転写ローラ２の抵抗に
対応して発生する電圧をハード的に保持し、その後転写
部位に転写材が存在するとき、すなわち通紙時に上記電
圧、もしくは、上記電圧に係数倍、定数加算等といった
補正を加えて印加する様にしていた。

【００２７】しかしながら、本実施例では、転写ローラ
に印加する電圧をデジタル的に増減させる手段と、転写
ローラから感光体ドラムに流入する電流を検出する手段
と、前記流入する電流が所望の値に達しているか否かを
判断する手段とを用いて、転写ローラから感光体ドラム
に流入する電流を一定値に収束させ、前記ＡＴＶＣ方式
の定電流回路と同等の制御を可能としている。本方式を
以後ＰＴＶＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｆ
ｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式と称す
る。

【００２８】ＰＴＶＣ方式の定電流制御について以下に
詳述する。

【００２９】ＰＴＶＣ方式の定電流制御はＡＴＶＣ方式
同様に非通紙時、感光体ドラム１表面がＶ_D電位（−６
００Ｖ）に帯電された状態のときにその表面が転写部位
にあるとき行う。Ｖ_D電位部で行う理由は、感光体表面
の感光層（負帯電極性有機光導体層）に転写ローラ２に
より正規の帯電（本実施例では負帯電）とは逆極性の強
い正の帯電がなされた場合、感光層表面に逆極性のメモ
リ（プラスメモリと言う）を形成して、感光層表面にダ
メージを与える怖れがある。感光体上の電位が露光電位
Ｖ_L（−１００Ｖ）の様に低い状態程、ダメージを受け
易いからである。

【００３０】従ってＰＴＶＣ方式は感光体ドラム１にお
いて１次帯電が施された部分に転写ローラが接した時点
から始める。

【００３１】図１において、不図示の駆動装置によって
感光体ドラム１が駆動され、帯電ローラ３に１次高圧電
源９から１次帯電用バイアスが印加され、感光体表面を
Ｖ_D電位に一様に帯電を開始する。感光体ドラム１の帯
電部が転写部位に到達するや否やＤ／Ａコンバータ１２
にＤＣコントローラ４からの信号が入力されデジタル的
に電圧を増加する動作を始める。

【００３２】図４はＤ／Ａコンバータ１２の出力電圧と
転写高圧電源１１の出力電圧との関係を示したもので、
ＤＣコントローラ４よりＤ／Ａコンバータ１２に００〜
ＦＦまでデジタル信号が入力されると、０〜５Ｖのアナ
ログ電圧に変換され、更に転写高圧電源１１の出力電圧
の０〜５ＫＶが出力される様になる。なお、転写高圧電
源１１は、感光体ドラム１と転写ローラ２との間に一定
電圧を印加可能な定電圧電源である。

【００３３】図５は先述の電圧を増加する動作を示した
もので横軸に時間ｔ［ｍｓｅｃ］、縦軸にはＤ／Ａコン
バータの出力電圧［Ｖ］をとっている。

【００３４】図５においては１ｌｓｂ：転写最大出力電
圧［Ｖ］／２５６［ｂｉｔ］＝５０００／２５６≒２０
Ｖの電圧を５ｍｓｅｃの間転写ローラに印加し、順次ｓ
ｔｅｐ ｕｐしている。時間を５ｍｓｅｃとしている理
由としては以下の事が挙げられる。即ち、本実施例で使
用している転写ローラ２の発泡ＥＰＤＭローラには静電
容量があるため短時間のパルス電圧を印加すると、感光
体ドラム１表面には微分された形で印加されてしまう。
その結果、過渡電流が流れて正常な動作が行われない。
また、高圧出力回路には立ち上り応答遅れ等といった現
象もあるために、ある一定時間電圧を印加し続ける必要
がある。しかし長い時間印加し続けるとステップアップ
に多くの時間を費やしてしまう。双方の条件をほぼ満た
す時間が２〜１０ｍｓｅｃであったので本実施例では５
ｍｓｅｃを選択した。

【００３５】図６に転写ローラ２の抵抗値に依る転写ロ
ーラ印加電圧と感光体Ｖ_D部に流入する電流量の関係を
示す。

【００３６】図６は、先述の転写ローラ抵抗測定法によ
って測定された製造上多少抵抗ばらつきをもつことによ
り２×１０⁸〜４×１０⁹Ωの抵抗を有する各々の転写ロ
ーラ２の感光体ドラム１上電位（−６００Ｖ）に対する
電圧、電流特性であり、特に転写材として転写条件の厳
しい１５℃、１０％ＲＨの低温低湿環境下での放置紙で
プリントしたときのものである。転写ローラの電圧、電
流特性が曲線となっているのは、転写ローラの材質の抵
抗特性が電圧依存性を有しているためである。また、同
じ転写ローラでも印加電圧が高ければ先述のプラスメモ
リがプリント画像に影響を及ぼす。現象としては、強い
逆極性のプラス電荷が感光体表面に付与されるため、そ
の部分が次段の１次帯電行程を経ても、電位がＶ_D電位
まで回復しきらず、部分的に現像電位よりも低い部分が
生じて、その部分にトナー像が現像されて、次プリント
時の画像にカブリとして現われる。

【００３７】図６中の各々の転写ローラでプラスメモリ
の発生した境界電圧をプロットしたラインをプラスメモ
リラインとしてそのメモリ領域を図中上方に示した。逆
に転写ローラに印加する電圧が弱いと、転写材裏面にト
ナーを強く保持するだけの電荷を付与することができな
くなるので、感光体と転写材が分離する際にトナーが転
写材のうち文字部等の画像部から背景部である非画像部
へ飛び散って転写不良を引き起こす。この転写不良の領
域を図中下方に示している。

【００３８】従って、先述の環境下で良好なプリント画
像を得るには両ラインを避けた領域で転写バイアス制御
を行う必要がある。

【００３９】図６中央に転写バイアスを設定するために
転写部材である転写ローラに一定電流を流すための定電
流制御ラインを示す。本実施例ではこれを３．５μＡに
設定している。前述したＰＴＶＣ方式を用いて、この
３．５μＡ定電流制御をこの様にして行うか以下に述べ
る。

【００４０】図６に示した様にデジタル的に転写電源１
１に印加する電圧を増加して、３．５μＡに電流を収束
させる必要がある。しかしながらここで問題は、転写ロ
ーラの抵抗値によって収束する迄の時間が異なり、特に
高い抵抗を有する転写ローラにおいては収束にかなりの
時間を必要とする。

【００４１】上記問題の解決方法として、１ｌｓｂで上
昇する電圧を大きくする方法がある。先述においては１
ｌｓｂで２０Ｖしか増加させなかった。ここで、例えば
１ｌｓｂで１００Ｖ、２００Ｖと大きくすると著しく速
く所望の値に収束する様になる。しかし、この様に１ｌ
ｓｂ当りの電圧値を大きくすると抵抗の高い転写ローラ
は救うことが可能となるが、比較的低い抵抗の転写ロー
ラでは、検出される電流値のオーバーシュートが激しく
なり、収束迄に時間がかかるという弊害を生じる。

【００４２】従って、使用する転写ローラの抵抗範囲の
中でオーバーシュートが小さく、収束時間が最も短くな
るように１ｌｓｂ当りの電圧を設定する必要がある。

【００４３】本発明者らの実験の結果、６０Ｖ／１ｌｓ
ｂを５ｍｓｅｃ印加することが、最も収束時間が短くな
ることがわかった。

【００４４】図６に示した転写ローラにおいて最も抵抗
の低い２×１０⁸Ωの転写ローラにおいて３．５μＡに
収束する必要だった時間は約３００ｍｓｅｃ、同様に最
も高い４×１０⁹Ωの転写ローラにおいては約１０００
ｍｓｅｃの時間が必要とされた。

【００４５】一方、転写ローラを製造するとき転写ロー
ラの導電性フィラーは周方向で分散にばらつきが出てし
まう。従って、個々の転写ローラはその抵抗が周方向で
ばらつきをもつことになる。従って、本実施例によれば
転写動作前に転写ローラに対して定電流制御を行ない、
このとき少なくとも転写ローラが１回転する間転写ロー
ラの転写部位の抵抗に対応する発生電圧をサンプリング
して平均化している。

【００４６】従って、ＰＴＶＣによる転写部材に対する
定電流制御は（定電流値への収束時間）＋（転写ローラ
１周サンプリング時間）の時間だけ行う必要がある。

【００４７】ＡＴＶＣ方式においては、ハードウェアの
定電流回路を用いていたために、プリント動作中の感光
体表面の電位の調整、清浄化を目的とした前準備回転と
言われる時間内に、充分電圧は収束し、サンプリングも
可能であった。

【００４８】ＰＴＶＣ方式をこの様な前回転中だけで実
施するとなると、転写バイアス設定のために多くの時間
が割かれ、ファースト・プリントタイムが著しく長くな
ってしまうという不具合を生じる。

【００４９】従って、本実施例ではＰＴＶＣの有利な点
を十二分に引き出すために実施されるものであって、電
源投入直後のプリント動作に入る前の前多回転と呼ばれ
る、レーザプリンタ立ち上げ（ウォームアップ）時に実
施される感光体表面の清浄化、表面電位の均一化、及び
定着加圧ローラの加熱等を目的とした一連の感光体ドラ
ム駆動時に、第１のＰＴＶＣを実施し、プリント動作中
の前準備回転時に第２のＰＴＶＣを実施するのが好まし
い。より具体的には第１のＰＴＶＣ（以下ＰＴＶＣ１）
は前多回転中で所望の定電流値に収束する迄、第２のＰ
ＴＶＣ（以下ＰＴＶＣ２）は前回転中で転写ローラの抵
抗の周方向ムラを補正するために転写ローラ１周分、上
記の収束した定電流値でサンプリングする時間だけ実施
する様にしたものである。

【００５０】ここで前多回転について述べると、前多回
転は電源投入後まず定着装置が加熱されウォームアップ
終了より前に開始されウォームアップ終了とほぼ同時に
終わる。これは定着ローラ表面が、サーモスイッチ、サ
ーミスタ及び分離爪等に固着したトナーによって傷付け
られるのを防ぐためである。

【００５１】図２に転写バイアス制御のシーケンス、図
３にそのときのＤＣコントローラ４内に組み込まれてい
るＣＰＵが行う制御のアルゴリズムを示す。ＰＴＶＣ１
は前多回転開始後、１次帯電が施された感光体表面が転
写部位に到達したとき行われる。ＣＰＵからの信号ＨＶ
ＴＩＮがＤ／Ａコンバータ１２に入力され、６０Ｖ／ｌ
ｓｂ５ｍｓｅｃの電圧が転写高圧電源１１より転写ロー
ラに入力される。図３中のａの値は、１ｓｔｅｐで上昇
する電圧をｌｓｂの値で表現するためのもので、本装置
は２０Ｖ／ｌｓｂであるので、１ｓｔｅｐ６０Ｖ／ｌｓ
ｂで上昇させるのでａの値はａ＝３となる。

【００５２】Ｄ／Ａコンバータ１２から順次増加した一
定電圧が、転写高圧電源１１より出力されるのに応じて
転写ローラから感光体ドラムに対して流れた電流は、電
流検出回路１４を介してＡ／Ｄコンバータ１３に入力さ
れ、０〜５Ｖの電圧に変換されてＨＶＴＯＵＴというデ
ジタル信号となってＤＣコントロール内のＣＰＵに送ら
れ、目標値Ｋと比較される。この目標値Ｋは、先の予め
設定した３．５μＡという電流値をＡ／Ｄコンバータ１
３により電流、電圧変換した値である。なお、この電
流、電圧変換の値をソフト上で任意の値に設定すること
も可能である。

【００５３】Ｄ／Ａコンバータの出力はＡ／Ｄコンバー
タの入力より早いために図３のＰＴＶＣ１のアルゴリズ
ムの中で、検出電流をＡ／Ｄコンバータにより変換した
値が目標値Ｋと一致した（検知電流が３．５μＡとなっ
た）後は、Ｄ／Ａコンバータの出力による電源１１の出
力電圧はさらにｓｔｅｐ ｕｐしており転写出力電圧は
オーバーシュートした状態にいると考えられる。そして
ＨＶＴＩＮの値を増減し３度、目標値Ｋと検出電流をＡ
／Ｄコンバータにより変換した値とが一致したときにＰ
ＴＶＣ１の制御を終了するようにしている。このとき同
時にＣＰＵ上に、ほぼ３．５μＡの電流を流すことが可
能な転写定電圧を出力するデジタル信号ＨＶＴＩＮの値
をＨＶＴＴとして記憶して前多回転を終了する。

【００５４】次いで、転写材に画像を形成する一連のプ
リント動作が始まり、即ち前回転が開始すると、ＰＴＶ
Ｃ２がスタートする。ＰＴＶＣ２ではＰＴＶＣ１で記憶
されたＨＶＴＴという信号が、ＣＰＵから出され、今度
は一気に転写出力電圧を上昇させる。このときの転写出
力電圧によるによって電流検知回路１４で検知された電
流をＡ／Ｄ変換したＨＶＴＯＵＴは目標値Ｋの値に非常
に近いために、ＰＴＶＣ１と同様にＨＶＴＩＮの増減に
より素速く、Ｋの値に収束し、そしてＨＶＴＩＮを微妙
に制御して、収束した状態を維持する。以後転写ローラ
を少なくとも１周の間前記動作が繰返され、Ｋの値と一
致したＨＶＴＩＮの値をサンプリングし、１周が終了し
たときに、ＣＰＵ上で平均化されることで転写バイアス
信号ＨＶＴＯが記憶されて、プリント中の通紙時に電源
１１により転写ローラに印加する様にする。

【００５５】この様にして得られた転写出力電圧は図６
に示してある様に既に最適化されているので、図６中に
示す各々の転写ローラにおいて、プラスメモリ転写不良
等という画像上の問題を生じることなく、良好な転写画
像が得られる。また、次にプリント動作を行なう時のＰ
ＴＶＣ２の時には上記転写バイアス信号で保持しておき
初期値としてＨＶＴＩＮ＝ＨＶＴＯとすると、収束が速
く、間欠プリントでムラの無い画像が得られる。ＰＴＶ
Ｃ方式は先にも述べたが、ＡＴＶＣ方式に対してソフト
の変更だけで、定電流値の設定や転写時の転写電圧の補
正が可能であり、更にハードウェアに頼る部分が大幅に
減少するので、制御の精度が高くなる、コスト面で安く
なるといった大きなメリットがある。

【００５６】また、制御時間が、長いという弱点も、本
実施例の様にプリント動作前である前多回転中のＰＴＶ
Ｃ１プリント動作中である前回転中のＰＴＶＣ２といっ
た２つのモードに分けることによって、何の問題もな
く、充分に先述のＰＴＶＣ方式のメリットを引き出すこ
とが可能となる。

【００５７】なお、ＰＴＶＣ２は製造上転写ローラの周
方向の抵抗のばらつきがなければ行なわなくても良い
が、ＰＴＶＣ１は、プリント動作の時間を短くするため
にプリント動作前である前多回転中に行なうのが必要で
ある。

【００５８】本発明の画像形成装置の転写制御の２つめ
の実施例は、電源投入直後にプリント動作を開始しない
場合について有効となる。現在、コンピュータの周辺機
器として使用されるレーザプリンタ等は、電源投入後、
終日オン状態を維持し電源を落とさずに翌日に持ち込
す、といった様な使用のされ方も珍しくない。

【００５９】この様な使用をされた場合、第１の実施例
の様にプリント前の前多回転でＰＴＶＣ１を実施し、プ
リント中の前回転でＰＴＶＣ２を実施するとなると、周
囲環境の変動、例えば夏季のエアコン、冬季の暖房器具
等による温湿度の変化が転写ローラの抵抗値に微妙な変
化を引き起し、ＰＴＶＣ２の制御が大きくはずれてしま
う可能性がある。

【００６０】本実施例では上記問題を回避するべくＰＴ
ＶＣ１終了後、一定時間内にプリント動作（ＰＴＶＣ
２）が実施されなかった場合に、再度ＰＴＶＣ１の制御
を実施するというものである。使用した装置は先の第１
の実施例で用いたものと殆ど同様なものであるので、こ
こでの説明は省略する。唯一、異なる点はＤＣコントロ
ーラ４に組込まれているＣＰＵがタイマー機能を有して
いることである。

【００６１】図７に実施例の特徴をよく表す転写バイア
ス制御のシーケンスを示す。

【００６２】本実施例において、前多回転で実施するＰ
ＴＶＣ１の内容については第１の実施例と同様である
が、ＰＴＶＣ１終了と同時にＣＰＵ内のタイマーが動作
始める。そして、予め設定した時間Ｔが経過しても、プ
リント動作即ち前回転中のＰＴＶＣ２が始まらないと自
動的にＰＴＶＣ用感光体ドラム駆動が始まり、再びＰＴ
ＶＣ１が実施される。

【００６３】上述の予め設定した時間Ｔは、任意に設定
できるが、短時間に設定しても効果はあるが、無駄な感
光体ドラム回転が多くなるのと、１次帯電とは逆極性の
電圧が転写材を介さず転写ローラから感光体ドラムへ直
接与えられるので、感光体ドラムのいたみが激しくな
る。従って適当な時間間隔をおいて実施することが望ま
しい。装置を設置するオフィス環境が朝から夕方迄に変
化する状況を考えると２〜４時間の間に１回行えば充分
であることがわかった。従って本実施例においてはＴ＝
２ｈｏｕｒに設定した。

【００６４】上記タイマー機能はＰＴＶＣ１、２に関わ
りなくＰＴＶＣの始まりでリセットされ、終了と同時に
スタートする様に設定されているものとする。

【００６５】図７においてはＰＴＶＣ用感光体ドラム駆
動時に実施されたＰＴＶＣ１の後にプリント動作が開始
している。このとき、第１の実施例に記載するものと同
様のＰＴＶＣ２が実施される。このときＰＴＶＣ２によ
って求められたＨＶＴＯはＣＰＵ上に記憶され、その後
時間Ｔが経過する迄の間に実施されるプリント動作、即
ちＰＴＶＣ２においては図３に示すアルゴリズムの中で
ＨＶＴＩＮ＝ＨＶＴＯに設定することによって、制御が
大きくはずれることを防止するようにしている。

【００６６】本発明の様にＰＴＶＣ１とＰＴＶＣ２との
間に時間の開きがあったとしてもタイマー機能が働いて
ＰＴＶＣ１が再び実施される様になるので、装置使用環
境が大きく変化しても、転写出力制御が大きくはずれる
ことはなく、常に良好な転写性を得ることが可能となっ
た。

【００６７】図８、図９は本発明の画像形成装置の転写
制御の第３の実施例を示すブロック図及びシーケンス図
である。

【００６８】まず図８に示したブロック図において制御
内容を詳述する。図中１６は転写出力電圧を制御するＣ
ＰＵで、ＯＵＴ端子より、所望の転写出力電圧に対応し
たパルス幅をもつＰＷＭ信号を出力する。実際にはパル
ス幅に対応した転写出力テーブル（不図示）をＣＰＵ１
６内にメモリしておく。このＰＷＭ信号はＬｏｗ Ｐａ
ｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ１７により、ＤＣ化され、アンプ１
５により増幅されて転写出力電圧Ｖ_Tとなる。このとき
流れた電流Ｉ_Tに対応した信号がＣＰＵ１６ＩＮ端子に
入力されＣＰＵ１６内で検知するという流れになってい
る。

【００６９】定電圧制御をしたい場合には、予めＣＰＵ
１６内に設定されたＰＷＭ転写出力対応テーブルから判
断し、所望の電圧値に対応したパルス幅のＰＷＭ信号を
出力する。また、転写部材である転写ローラ２から感光
体ドラム１に流れる電流を定電流制御したい場合には、
ＣＰＵ９からのＰＷＭ信号のパルス幅を徐々に上げてい
き、ＣＰＵ ＩＮ端子に入ってくる信号が所望の電流値
（定電流値）に対応した値になるまで続けられ、その
後、電流値変化に伴って電圧（パルス幅）を追従させて
定電流制御を行う。

【００７０】以上のようにＰＴＶＣ制御の利点は、定電
流出力回路が削除できるため、コストが安く済む。ま
た、ＣＰＵ１６内の設定（ＣＰＵ内にプログラム可能）
により自由な電流値で、定電流制御することが可能とな
る。しかしながら、実際にはＰＴＶＣ制御系を用いる
と、前述したように従来の定電流出力回路を有する転写
高圧を使用したＡＴＶＣ制御系に比べて定電流制御時の
バイアス立ち上り時間が長くなってしまう。従ってプリ
ント信号入力後の前回転時にＰ．Ｔ．Ｖ．Ｃ制御を行な
った場合ＡＴＶＣ制御を行なった場合よりもＦｉｒｓｔ
Ｐｒｉｎｔ Ｔｉｍｅに遅れを生じてしまう。本実施
例では前記問題を解決するために以上の様な制御シーケ
ンスにＰＴＶＣ制御を設定した。

【００７１】図９を発照して順に説明すると、まず、本
体メインスイッチでメインモータ、定着器ヒータ、帯電
ＡＣバイアス、転写逆バイアス

【００７２】

【外１】 （−２ＫＶ）がオンされる。このときの転写逆バイアス

【００７３】

【外２】 は、転写ローラに付着したネガ極性のトナーをドラムへ
付着させ、転写ローラをクリーニングする目的を持つ、
約１秒後（転写ローラ１周分クリーニング後）に、ＰＴ
ＶＣ１制御を開始するが、定電流値までの立ち上り時間
を短縮するために、前記実施例と同様に所定のバイアス
立ち上げ制御を行ない、その後プラスの定電流制御もし
くは転写部材の抵抗値を検知する制御に移行する。これ
は転写ローラの少なくとも１周分所定の電流値で定電流
制御し（転写ローラ抵抗むらのため）、その時に発生し
た電圧を平均してＶ_O′としホールドしている。また、
この定電流制御中には、帯電ローラはＡＣ／ＤＣともに
オン、現像バイアスはＤＣオンとなっている。

【００７４】以上の一連のシーケンスを終えたら、転写
ローラ電位は、プリント信号が入力されて感光体が回転
を始めるまでアースとなる。

【００７５】次にプリント信号がプリンタに入力される
と、先程と同様にメインモータ駆動と同時に帯電ローラ
ＡＣと転写逆バイアスがオンされ、約１秒後にＰ．Ｔ．
Ｖ．Ｃ．２制御を開始する。ただし、ここでのＰ．Ｔ．
Ｖ．Ｃ．制御においては、まず先程ホールドした電圧値
Ｖ_O′で定電圧制御を行なった後に定電流制御をし、先
程と同様にＶ_Oを算出する。このときＶ_O′はＶ_Oに変更
され、以降定電流制御を行ないＶ_Oを更新するまでホー
ルドしておく。Ｖ_OをホールドしたらＶ_O電圧で制御し
（Ｖ_Oはドラムにメモリを残さない電圧値）、転写部位
に転写材が到達したらＶ_O電圧より算出した転写適正電
圧Ｖ_Tを印加する。

【００７６】以上のように制御したことで、プリント信
号入力後の前回転時間が長くならないので、ファースト
プリントタイムも遅れないで済むようになる。

【００７７】更に、前多回転中のＰ．Ｔ．Ｖ．Ｃ．制御
前に逆バイアスをかけたことで感光体を帯電する補助的
役目と、転写ローラの汚れのクリーニング効果により
Ｐ．Ｔ．Ｖ．Ｃ．制御中の転写ローラ抵抗（転写電流）
検知の精度が格段に良くなるうえに、転写ローラのクリ
ーニングをしているため通紙時の裏汚れを全く生じな
い。このため非常に高品位な画像を出力することが可能
となった。

【００７８】以上説明したように、接触転写部材を定電
圧制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段による定
電圧制御時の出力電流値を検出する出力電流検出手段
と、前記出力電流が所望の値に達しているか否かを判断
して所望の値に達していると判断したときの定電圧出力
値と上記出力電流検知手段からの入力演算結果より、上
記接触転写部材への出力電圧を決定する手段を有し、電
源投入後、プリント動作迄の間少くとも２回、上記転写
出力制御を実施し、更に第２の転写出力制御が、第１の
転写出力制御によって得られた出力値に基づいて実施す
ることによって、従来、ハード的に行なわれた転写出力
制御をソフトを介して行えるようにしたため、ハードウ
ェアの公差、温特等の不安定要素を考慮しなくても済
み、精度の高い制御と低コスト化が実現されるようにな
る。また、ソフトウェアの変更が容易であるため、従来
回路設計の時点で決定されてしまっていた転写出力制御
における定数（定電流値、電圧補正係数等）を自由に設
定できるというメリットがある。

【００７９】更に、転写出力制御を２回以上実施し、例
えば前多回転と前回転で各々実施することによって、デ
ジタル電圧制御を利用した定電流制御の弱点である制御
時間が長いという点を十分補うことができるので、上記
有利な点をあますことなく引き出す事ができるので、常
に良好なプリント画像が得られるようになった。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば転写
部材に印加する電圧制御の回路構成を簡単にし、安定し
た精度の高い電圧制御を行なえる画像形成装置を提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例であるレー
ザ、プリンタの概略断面図である。

【図２】本発明の転写出力制御の一例を示すシーケンス
である。

【図３】本発明の転写出力制御の一例を示すアルゴリズ
ムである。

【図４】Ｄ／Ａコンバータ出力と転写高圧出力との関係
を示すグラフである。

【図５】転写ローラに印加する電圧を制御するＤ／Ａコ
ンバータの出力を示すグラフである。

【図６】転写ローラの電流・電圧特性を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の転写出力制御の第２の実施例のシーケ
ンスである。

【図８】Ｄ／Ａコンバータの代わりにＰＷＭ信号、ＬＰ
Ｆを使用した転写高圧出力回路の概略ブロック図であ
る。

【図９】本発明の転写出力制御の第３の実施例のシーケ
ンスである。

【図１０】従来のハードウェアを用いた転写出力制御回
路のブロック図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 転写ローラ ４ ＤＣコントローラ １１ 転写高圧電源 １２ Ｄ／Ａコンバータ １３ Ａ／Ｄコンバータ １４ 電流検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹澤 洋司 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 (72)発明者 竹内 誠 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 (56)参考文献 特開 平２−212872（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−279271（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−85575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、前記像担持体とニップ部を
   形成し、前記像担持体から転写材へ像を転写する転写部
   材と、前記転写部材を定電圧制御する制御手段と、前記
   転写部材を流れる電流を検知する検知手段と、を有する
   画像形成装置において、 装置の電源を投入してからの立ち上げ時に前記転写部材
   に印加する電圧を変化させて前記検知手段が所定電流を
   検知したときの前記転写部材に印加される電圧を記憶
   し、画像形成前にこの記憶した電圧から転写部材に印加
   する電圧を変化させて前記検知手段が所定電流を検知し
   たときの前記転写部材に印加される電圧を求め、この画
   像形成前に求めた電圧で像転写時に前記転写部材を定電
   圧制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記所定電流は、前記転写部材の抵抗変
   化にかかわらず一定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】 前記転写部材は、ローラ形状であること
   を特徴とする請求項１もしくは２に記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 画像形成前に求める電圧は、前記転写部
   材に流れる電流が前記所定電流を維持する間、前記転写
   部材の少なくとも１回転中前記転写部材に印加される複
   数の電圧に基づいて決定されることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 立ち上げ時に所定電流になる電圧を求め
   る前に前記転写部材をクリーニングすることを特徴とす
   る請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。