JP3381586B2

JP3381586B2 - 転写装置

Info

Publication number: JP3381586B2
Application number: JP31253797A
Authority: JP
Inventors: 哲也安部
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JPH11143248A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形成画像の印画率
や転写材の電気抵抗に応じた適正な転写電流を供給して
画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
がある。この画像形成装置は、像担持体に光書込みによ
って潜像を形成し、この潜像をトナー像化して、そのト
ナー像を用紙に転写して定着させる。上記のトナー像を
用紙に転写する場合、環境変動等による系の負荷変動に
対しても十分な転写性を得ることができるように転写器
にはコロナ放電器を用いていたが、コロナ放電器は比較
的大きな電流を必要として経費が不経済であるばかりで
なく、処理速度を上げようとするとコロナ放電によるオ
ゾンの発生量が級数的に増加して作業環境を汚染する。
このオゾンを除去するためには処理装置が必要となって
装置の大型化とコストの増大を招くという問題を有して
いた。このため、近年では、コロナ放電に依らない転写
器を用いた小型の画像形成装置が種々実用化されつつあ
る。

【０００３】図７(a) は、そのような画像形成装置の例
について主要部のみを図示したものである。同図(a) に
示す画像形成装置は、感光体ドラム１を備え、その感光
体ドラム１の円周面に沿って初期化帯電ブラシ２、書込
みヘッド３、現像器４、転写ブラシ５、及びクリーナ６
を備えている。

【０００４】感光体ドラム１は、表面に光導電体を一様
に被着して成る。初期化帯電ブラシ２は、高圧電源２−
１によりマイナスの高電圧を感光体ドラム１に印加して
感光体ドラム１の周表面をマイナス高電位に一様に帯電
させる。書込みヘッド３は、レーザー光源又はＬＥＤ光
源を備えており、感光体ドラム１のマイナス高電位に帯
電した周表面を画像情報に応じて選択的に露光して感光
体ドラム１の表面に露光による低電位部を形成する。こ
れにより上記初期化による高電位部と露光による低電位
部とで構成される静電潜像が形成される。

【０００５】現像器４は、内部に非磁性のトナー７を収
容し、下部開口に現像ローラ８を支持している。現像ロ
ーラ８は、電源９から現像バイアスを印加され、トナー
７は、不図示の規制部材により摩擦による弱いマイナス
電位に帯電し、一定の層厚に規制されて現像ローラ８の
表面に付着する。このトナー７を現像ローラ８が回転し
ながら感光体ドラム１との対向部に搬送する。現像ロー
ラ８と感光体ドラム１との対向部では、上記静電潜像の
低電位部と現像ローラ８との間に形成される電位差によ
り静電潜像の低電位部が現像ロール８に対して相対的に
プラス極性の電位を形成し、これにより、マイナス極性
に帯電している非磁性トナー７が感光体ドラム１のプラ
ス極性の静電潜像低電位部に転移してトナー像を形成す
る。このトナー像は、感光体ドラム１の回転によって、
感光体ドラム１と転写ブラシ５との対向部に搬送され
る。

【０００６】転写ブラシ５は、導電性のブラシ状部材で
形成され、正極性の定電流電源１０に接続され、搬送ベ
ルト１１の上循環部に摺接し、この搬送ベルト１１を介
して感光体ドラム１と対向して転写部を形成している。
搬送ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３と
の間に張設・支持されて、図の矢印Ａで示す反時計回り
方向に循環移動する。

【０００７】上記の転写ブラシ５は、図外の給送装置か
ら給送され搬送ベルト１１によって転写部に搬送されて
来る用紙１４に、搬送ベルト１１を介してプラス電位の
転写バイアスを印加する。この電圧印加によりプラス電
位となった用紙１４に感光体ドラム１上の負極性のトナ
ー像が転写される。

【０００８】一般に、上記の転写ブラシ５と感光体ドラ
ム１との間において、搬送ベルト１１、用紙１４、トナ
ー７、及び感光体ドラム１は、通常の電圧ではほぼ非導
通となる固有の静電容量による抵抗値を有している。そ
して、転写ブラシ５から印加される電圧では放電により
部分的に電荷が導通する性質を有している。また、転写
ブラシ５に接続する電源１０としては、一般に安定した
画像を得るために転写部に安定した量の転写電荷を供給
すべく定電流源を用いていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像の
印刷形態は様々であって、例えば印画率の高い部分（ト
ナー転写量が多い部分）や反対に印画率の低い部分（ト
ナー転写量の少ない部分）などが位置不定あるいは周期
不定に発生する。あるいは、画像の形状が異なれば、例
えば文字の印刷であれば一般に印画率は低く、グラフィ
ックの印刷であれば印画率は高くなる。そして、これら
各々の画像のパターンにおいて、転写部において転写に
必要な電界を得るには夫々適性な電流の範囲がある。し
たがって、転写を定電流で行うのは必ずしも適切ではな
いことが判明した。

【００１０】そこで、従来は、各々の印画率の異なる場
合を同時に満足させる方法として、一つには、転写前に
感光体ドラム面に適宜量の光を当て、非画像部の電位を
低下させ、非画像部電位と画像部電位の差を少なくする
ようにする。二つには、転写ブラシの抵抗を、上記高印
画率画像と低印画率画像の電位差の変化を吸収する程度
に高くするといういずれかの方法が採られていた。

【００１１】ところが、上記の非画像部の電位を低下さ
せるために転写前の感光体ドラム面に適宜量の光を当て
る方法は、露光装置を新たに設けることになって製品価
格の上昇を招くばかりでなく、装置が大型化して近年の
ＯＡ機器の小型化の要望に対応できないという問題があ
った。また、転写ブラシの抵抗を高くする方法は、抵抗
を高くすることに比例して高圧の電源が更に必要となっ
て、やはり製品価格の上昇を招くと共に、高圧の電源に
対応するために材料を選択する設計の自由度が制約され
るという問題を有していた。

【００１２】そこで、図７(b) に示すように、定電流源
１０の出力ｉT 側と接地側に並列に抵抗素子１５を接続
し、転写画像の印画率が高低に変動するに応じて転写電
流ｉt が低高に変動するようにし、これによって、定電
流源１０から供給される余剰の電流ｉR を抵抗素子１５
を介して除去して、印字率が異なる場合も安定して良好
な転写性を得ようとするものが提案されている。

【００１３】ところが、近年、３００ｄｐｉ（ドット／
インチ）から６００ｄｐｉというように、画像（感光体
ドラム１上に形成される潜像）の高解像度化が進み、こ
れに伴って、これを忠実に現像（トナー像化）すべく画
像形成装置に用いられるトナー７の大きさ（粒子径）が
微小化してきたため、低解像度では良く適応して支障の
なかった上記の並列抵抗素子で余剰電流を逃がす方式の
場合でも転写電流ｉtが印字率に必ずしも適正に追従し
なくなり、種々の印字パターンに対して充分な転写性が
得られないという問題が発生した。

【００１４】図８(a) は、そのような定電流源による並
列抵抗素子で余剰電流を逃がす方式における不具合を示
す図表である。同図は図７(b) の定電流源１０の定電流
ｉTを１０μＡにした場合の例を示している。図８(a)
に示すように、下段に示す高印字率の場合で転写電流ｉ
t は６μＡとなって、画像形成の状態は良好であったが
（同図の評価「○」参照）、例えば低印字率になってト
ナーの帯電量が大幅に変化したような場合には、同図の
上段に示すように、転写電流ｉt は７μＡであり、転写
電界が不充分となり、トナーの転写が充分に行われず、
画像形成状態は満足できないものであった（同図の評価
「△」参照）。

【００１５】図８(b) は、上記の問題を解決すべく、定
電圧電源を用いて転写を行う方法により得られる転写性
の結果を示す図である。同図に示すように、定電圧電源
を用いると、像担持体に形成された画像の印字率の違い
によって転写器側からみた負荷が変わるので、その負荷
の変動に応じて転写電流が変化する。したがって、適宜
な電圧Ｖc （同図に示す例ではＶc ＝２．０ＫＶ）を設
定することで、異なる印字率に対する適正な転写電流、
すなわち、低印字率の画像に対しては１４μＡ及び高印
字率の画像に対しては６μＡ（いずれも評価が「○」）
の良好な転写性を発揮する転写電流を得ることができ
た。

【００１６】ところが、定電圧電源を用いた場合、常温
常湿では上記図８(b) の図表に示すように良好な転写性
が得られたが、低温低湿から高温高湿までの広い範囲の
環境に対しては良好な転写性が得られなかった。

【００１７】図９は、広い環境下における定電流外部抵
抗方式（並列抵抗素子で余剰電流を逃がす方式）と定電
圧方式の夫々の不具合を示す図表である。同図は左から
右へ、転写方式、印字率、及び環境を示している。転写
方式は１０μＡの定電流外部抵抗方式と２ＫＶの定電圧
方式を用い、印字率には印字率が５％程度の部分的なベ
タ印字と印字率１００％の全面ベタ印字の印字方法を用
い、そして、環境には温度１０°Ｃ湿度２０％、温度２
０°Ｃ湿度５０％、及び温度３０°Ｃ湿度８０％の３通
りの環境を設定している。そして、夫々の転写方式、印
字率、環境毎にこの試験の結果得られた転写電流値ｉt
と、画像形成状態の評価を良好「○」、不満「△」、不
適「×」で示している。尚、この実験では、転写材とし
て一般に電子写真装置に使用される上質紙を使用してい
る。

【００１８】同図に示すように、一方の１０μＡの定電
流外部抵抗方式では、５％の低印字率のとき、温度１０
°Ｃ湿度２０％の環境下では転写電流が低すぎて欠陥の
ある画像形成状態となって転写性は不適当であり評価が
「×」、温度２０°Ｃ湿度５０％の環境下でも転写電流
がやや不足であり不満の残る画像形成状態となって転写
性は良好とはいえず評価が「△」、そして、温度３０°
Ｃ湿度８０％の環境下において、やっと転写電流が適宜
であり良好な画像形成状態となって転写性は良く評価が
「○」であった。これに対して、１００％の高印字率の
ときは、上記いずれの環境下においても適正な転写電流
が得られて良好な画像形成状態となり評価はいずれの場
合も「○」であった。

【００１９】他方の２ＫＶの定電圧方式では、温度１０
°Ｃ湿度２０％の環境及び温度２０°Ｃ湿度５０％の環
境下においては、５％の低印字率及び１００％の高印字
率のいずれの場合も適切な転写電流が得られ、良好な画
像形成状態となって転写性は良く、評価が「○」であっ
たが、温度３０°Ｃ湿度８０％の環境下では、５％の低
印字率及び１００％の高印字率のいずれの場合も転写電
流が過剰になって画像形成状態が不良であって評価は
「×」であった。この温度３０°Ｃ湿度８０％の環境下
での転写性の不良は、転写材の抵抗（表面抵抗及び体積
抵抗）が環境により変化することに起因し、特に高温高
湿になると抵抗が下がるため負荷抵抗が低下して電流が
過剰に流れ、これにより像担持体上のトナーのマイナス
極性をプラス極性に反転させるため殆ど転写性が失われ
てしまうことにあると思われる。

【００２０】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
広い範囲の環境下で常に形成画像の印字率や転写材の抵
抗に応じた適正な転写電流を供給して良質の画像を形成
する画像形成装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明の画像形
成装置の構成を述べる。本発明の画像形成装置は、像担
持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形
成手段と、該トナー像形成手段によりトナー像を形成さ
れた上記像担持体に転写材を接触させるべく搬送する転
写材搬送手段と、該転写材搬送手段により搬送される上
記転写材を、上記像担持体に押圧して上記転写材に上記
トナー像を転写する接触型転写器と、該接触型転写器に
電力を供給する転写電力供給手段とを備えた画像形成装
置であって、上記接触型転写器から出力される電流を検
出する転写電流検出手段と、上記接触型転写器から出力
される電圧を検出する転写電圧検出手段と、上記転写電
流検出手段により検出された転写電流検出値が基準値よ
りも小さいときには上記接触型転写器から出力される電
圧を定電圧制御すべく上記転写電力供給手段を制御し、
上記転写電流検出値が上記基準値よりも大きいときには
上記接触型転写器から出力される電流を上記基準値にて
定電流制御すべく上記転写電力供給手段を制御する転写
電力制御手段とを備えて構成される。

【００２２】そして、例えば請求項２記載のように、上
記搬送される転写材の幅を判別する判別手段と、該判別
手段により判別された上記転写材の幅が小さいほど上記
基準値を大きくすべく変更する変更手段とを更に備えて
構成される。

【００２３】また、例えば請求項３記載のように、上記
転写材搬送手段は、外周面に転写材を吸着して循環移動
する１０¹¹〜１０¹³Ωｃｍの抵抗値を有する搬送ベルト
を備え、上記接触型転写器は、上記搬送ベルトの内側に配
設され、該搬送ベルトを介して上記像担持体に押圧する
ように構成される。

【００２４】また、例えば請求項３記載のように、上記
像担持体は、上記転写材搬送方向に沿って複数個並設さ
れ、上記トナー像形成手段は、上記複数の像担持体上に個
々に所定の色トナー像を形成すべく複数個設けられ、上
記接触型転写器及び上記転写電力制御手段は、各々上記
複数の像担持体に対応して複数個配設されるように構成
される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。尚、上記の構成における像担
持体は、以下の説明においては例えば感光体ドラム３２
等からなり、トナー像形成手段は例えば現像器３６、ト
ナー５４、現像ローラ３７等からなり、転写材は例えば
用紙２３等からなり、転写材搬送手段は例えば搬送ベル
ト２８、駆動ローラ２９、従動ローラ３１等からなり、
接触型転写器は例えば転写ブラシ３８、転写用電源部４
０等からなり、転写電力供給手段は例えば電圧発生回路
４０−１、電圧発生部駆動回路４０−２等からなり、転
写電流検出手段は例えば電流検出回路４０−３等からな
り、転写電圧検出手段は例えば電圧検出回路４０−４等
からなり、転写電力制御手段は例えばフィードバック回
路４０−５等からなり、判別手段は例えば用紙幅検出器
６１等からなり、そして変更手段は例えば比較演算回路
５９等からなる。

【００２６】図１は、一実施の形態における画像形成装
置の側断面図である。同図に示す画像形成装置２０は、
タンデム型のフルカラープリンタである。このフルカラ
ープリンタ２０は、本体装置の上部に上蓋２１を備え、
下部には前方（図の右側）から着脱自在な用紙カセット
２２を備えて、この用紙カセット２２に多枚数の用紙２
３を載置・収容している。また、前面に開閉給紙トレー
２４を備えている。

【００２７】本体装置の前方上面２５には不図示の電源
スイッチ、液晶表示装置、複数の入力キー等が配設さ
れ、それより後方は、ほぼ全面を覆って上記の上蓋２１
が配設されている。この上蓋２１は、後部が本体装置の
後部上面とともに上部排紙トレー２６を形成しており、
ヒンジ２７を支点にして上下に開閉する。

【００２８】本体装置の内部には、略中央に、前後に偏
平なループ状に形成された搬送ベルト２８が搬送面を水
平にして配置されている。搬送ベルト２８は、駆動ロー
ラ２９と従動ローラ３１間に張設され、駆動ローラ２９
に駆動され、図の反時計回り方向に循環移動する。この
搬送ベルト２８の上方に、４個の画像形成転写部が搬送
ベルト２８の用紙搬送方向（図の右から左方向）に沿っ
て多段式に並設されている。

【００２９】これらの画像形成転写部は（以下、最上流
の画像形成転写部のみに番号を付与して示す）、感光体
ドラム３２と、この感光体ドラム３２の周面を時計回り
方向に取り囲んで、クリーナ３３、初期化帯電ブラシ３
４、露光ヘッド３５、現像器３６、現像ローラ３７、転
写ブラシ３８等の諸装置が配設されている。

【００３０】上記の各感光体ドラム３２は、搬送ベルト
２８の上循環部（用紙搬送面）に夫々接して配置され、
転写ブラシ３８は、転写電源部４０に接続され、搬送ベ
ルト２８を介して感光体ドラム３２の下面に圧接してい
る。各現像器３６は、内部にマゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｂｋ）の非磁性
トナーを夫々収容し、下部開口部に上記の現像ローラ３
７を回転可能に支持している。

【００３１】搬送ベルト２８の用紙搬送方向上流側（図
の右方）には、待機ロール対３９及び用紙センサ４１が
配設され、その上流は横と下に分岐して、横方向には給
紙ローラ４２、捌き部材４３、及び前述の開閉給紙トレ
ー２４が配設されている。また、下方には２枚のガイド
板から成る給送路４４が形成され、その上流（下方）終
端に搬送ロール対４５が配設され、その下方に、前述し
た用紙カセット２２の給紙端が位置している。その給紙
カセット２２の給紙端の上方に、断面が半月形の給紙コ
ロ４６が配設されている。

【００３２】一方、搬送ベルト２８の用紙搬送方向下流
側には、ベルト端部に当接して用紙分離爪４７が配設さ
れ、その下流に定着部４８が配置される。定着部４８
は、断熱性の匡体内に発熱ローラと圧接ローラとからな
る熱定着ローラ対、発熱ローラに圧接する定着部分離
爪、ローラ清掃器、オイル塗布ローラ、温度センサ等か
ら構成されている。定着部４８の下流には排紙ロール対
４９が配設され、その下流に、上方から前方へ反転する
排紙路５１が形成され、排紙路５１の終端には排紙ロー
ル対５２によって上部排紙口５３が上部排紙トレー２６
の後部上方に形成される。

【００３３】図２(a) は、上記の画像形成転写部を詳細
に示す拡大図であり、同図(b) は、その転写電源部の構
成ブロック図である。尚、同図(a) に示す画像形成転写
部の各部の形状は、説明の便宜上、極めて模式的に示し
ているため、図１に示す画像形成転写部の各部の形状と
異なるが、図１と同一の構成部分には図１と同一の番号
を付与して示している。

【００３４】この図２(a) において、感光体ドラム３２
は、金属ローラの表面を一様に覆った例えば有機光導体
（ＯＰＣ）、あるいは、Ｓｅやａ−Ｓｉのような無機光
導電体で構成され、金属ローラ部は接地されている。初
期化帯電ブラシ３４は、高圧電源３４−１にによりマイ
ナスの高電圧を感光体ドラム３２に印加する。この印加
により感光体ドラム３２の周表面の感光層は、およそ
「−６５０Ｖ」のマイナス高電位に一様に帯電する。露
光ヘッド３５は、レーザーヘッド又はＬＥＤヘッドから
成り、感光体ドラム３２のマイナス高電位に帯電した周
表面を画像情報に応じて選択的に露光する。この露光に
より、およそ「−５０Ｖ」に減衰したマイナス低電位部
が形成され、その「−５０Ｖ」の低電位部と上記「−６
５０Ｖ」の高電位部とで静電潜像が形成される。

【００３５】非磁性のトナー（マゼンタ、シアン、イエ
ロー又はブラック）５４を収容している現像器３６は、
現像ローラ３７にトナーを供給する。現像ローラ３７
は、電源３７−１からおよそ「−２５０Ｖ」の現像バイ
アスを印加され、トナー５４は、不図示の規制部材によ
る摩擦によって弱いマイナス電位に帯電し、一定の層厚
に規制されて現像ローラ３７の表面に付着する。

【００３６】このトナー５４を現像ローラ３７が回転し
ながら感光体ドラム３２との対向部に搬送する。現像ロ
ーラ３７と感光体ドラム３２との対向部では、静電潜像
の「−５０Ｖ」の低電位部と現像ローラ３７との間に
「−２００Ｖ」の電位差が形成され、静電潜像の低電位
部は現像ローラ３７に対して相対的にプラス極性の電位
を形成する。この電位差による電界により、マイナス極
性に帯電している非磁性トナー５４が感光体ドラム３２
のプラス極性の静電潜像低電位部に転移してトナー像を
形成（反転現像）する。この現像されたトナー像は、感
光体ドラム３２の回転によって、感光体ドラム３２と転
写ブラシ３８とが搬送ベルト２８を介して対向する転写
部に回転搬送される。

【００３７】これらに先立って、図１の給紙コロ４６が
一回転して用紙カセット２２に収容されている最上部の
用紙２３の一枚を取り出し、搬送ロール対４５及び給送
路４４を介して待機ロール対３９へ給送する。又は、給
紙ローラ４２が捌き部材４３と共同して開閉給紙トレー
２４に載置された用紙の最上部の一枚を待機ロール対３
９へ給送する。用紙センサ４１は、給送されてくる用紙
の先端を検出する。

【００３８】待機ロール対３９は回転を一時停止して用
紙の進行を制止し搬送タイミングを待機する。用紙搬送
方向最上流の画像形成転写部の感光体ドラム３２周面上
のマゼンタのトナー像の先端が転写部に回転搬送されて
くるタイミングで、その転写部に用紙２３の印字開始位
置が一致するように、待機ロール対３９が回転を開始し
て用紙を搬送ベルト２８へ向けて給送する。

【００３９】搬送ベルト２８は、フッ素樹脂（テトラフ
ルオロエチレン共重合体：ＥＴＦＥ）にカーボンブラッ
クを添加して抵抗調整することにより、所定の初期通電
の後に体積固有抵抗が１０¹¹〜１０¹⁴Ω・cmとなるよう
形成された厚さおよそ１５０μｍのフィルム状部材で構
成されている。搬送ベルト２８は、従動ローラ３１とこ
れに搬送ベルト２８を介して圧接する通電ローラ５５と
で、上記待機ロール対３９から給送されてくる用紙２３
を挟持し、その用紙２３をベルト面に吸着して上記感光
体ドラム３２に接触させるべく搬送する。

【００４０】転写ブラシ３８は、導電性のレーヨン、ナ
イロン、又はアクリル等を繊維素材としてパイル状に織
った織物を、ブラシ状に形成して金属又はプラスチック
の基体に取り付けて構成される。転写ブラシ３８は、転
写電源部４０から供給される正極性の電荷を搬送ベルト
２８に印加する。この電荷は搬送ベルト２８の誘電効果
によって用紙２３に印加される。

【００４１】この電荷による電界により、感光体ドラム
３２に接触中の用紙２３に、感光体ドラム３２上の負極
性のトナー像（最上流の画像形成転写部ではマゼンタの
トナー像）が転写される。続いて、用紙搬送方向上流か
ら２番目の画像形成転写部がシアンのトナー像を転写
し、更に３番目の画像形成転写部がイエローのトナー像
を転写し、そして最下流の画像形成転写部がブラックの
トナー像を転写する。

【００４２】４色のトナー像を重ねて転写された用紙２
３は、用紙分離爪４７により搬送ベルト２８から分離さ
れて定着部４８に搬入される。定着部４８は、発熱ロー
ラと圧接ローラにより用紙を押圧挟持し、用紙に熱と圧
とを加えてトナー像を紙面に定着させながら後方へ排出
する。

【００４３】定着部４８から排出された用紙は、排紙ロ
ール対４９により挟持されて搬送を引き継がれ、案内レ
バー５６が図１のように下方に回動しているときは、排
紙路５１に沿って上方に案内され、終端で更に装置前方
に反転して、上部排紙口５３からトナー像を下向きにし
て上部排紙トレー２６上に排出される。あるいは、案内
レバー５６が上方に回動しているときは、トナー像を上
向きにして後部排紙口５７から機外に排出される。

【００４４】上記トナー像の転写において、通常、図８
(a),(b) 又は図９に示したように、高印字率の画像部で
は転写電流が小さく、低印字率の画像部では転写電流が
多く流れ、その変化する電流値は、広範囲の環境下では
必ずしも画像形成に対応するものでは無かったが、本実
施の形態においては、転写電源部４０は、広範囲の環境
下において如何なる場合でも印字率に応じた適切な転写
電流を転写ブラシ３８に供給する。

【００４５】すなわち、本実施の形態における転写電源
部４０は、図２(b) に示すように、電圧発生回路４０−
１、この電圧発生回路４０−１を駆動する電圧発生部駆
動回路４０−２、上記電圧発生回路４０−１から出力端
子４０−６を介して転写ブラシ３８に出力される電圧値
を検出する電圧検出回路４０−４、同じく電圧発生回路
４０−１から出力端子４０−６へ出力される電流値を検
出する電流検出回路４０−３、これら電流検出回路４０
−３及び電圧検出回路４０−４の検出結果を電圧発生部
起動回路４０−２にフィードバックするフィードバック
回路４０−５から成る。

【００４６】図３は、上記フイードバック回路４０−５
の制御動作の状態を示す図である。フイードバック回路
４０−５は、環境が低温低湿で、電流検出回路４０−３
によって検出された電流値が予め設定されている所定の
電流値以下であるときは、同図の横直線ａで示すよう
に、電圧発生回路４０−１に定電圧で電圧Ｖ0を発生さ
せるよう、電圧発生部駆動回路４０−２を制御する。一
方、環境が高温高湿で、転写負荷としての転写材の抵抗
が低下したときは、予め設定されている電流値を上限と
して定電流制御する。そして、同図の縦直線ｂで示すよ
うに、電圧発生回路４０−１にその時々に応じた電流ｉ
0を発生させるよう、電圧発生部駆動回路４０−２を制
御する。

【００４７】図４は、上記のように動作する定電圧・定
電流の転写電源部４０の広い範囲の環境に対する転写性
を、画像形成の状態を目視して調べた結果を示す図表で
ある。なお、同図は、左から右へ、転写方式、印字率、
及び環境を示している。転写方式は本実施の形態におけ
る転写電源部４０による定電圧・定電流方式であり、定
電圧の電圧Ｖ0 を２ＫＶとし定電流の電流ｉ0 を１４μ
Ａと設定している。

【００４８】転写材として一般に電子写真装置に使用さ
れる上質紙を使用し、印字率が５％程度の部分的なベタ
印字と印字率１００％の全面ベタ印字の夫々について画
像形成を行った。また、この場合の夫々について環境
を、温度１０°Ｃ湿度２０％、温度２０°Ｃ湿度５０
％、及び温度３０°Ｃ湿度８０％の３通りに設定して、
夫々の印字率、環境毎にこの試験の結果得られた転写電
流値ｉt と、画像形成状態の評価を記号で示している。
尚、上記の印字率と環境の設定は、図９に示した従来例
の機能を調査した場合の条件設定と同様の設定であり、
図４を図９と比較することにより、上記転写電源部４０
の定電圧・定電流方式の優れていることがより一層明確
になる。

【００４９】すなわち、図４に示すように、温度１０°
Ｃ湿度２０％の環境及び温度２０°Ｃ湿度５０％の環境
下では、１００％の印字率においては勿論適切な電流が
流れ、５％の低印字率においても、転写電流が減ずるこ
となく、転写に必要な電流が充分に印加された。また、
温度３０°Ｃ湿度８０％の環境下では、５％の印字率に
おいては勿論適正な電流が流れ、１００％の低印字率に
おいても、転写電流が過剰に流れることなく、転写に必
要な抑制された電流が印加された。このように、広い範
囲のいずれの環境下においても転写性は極めて良好であ
り、形成された画像は、同図の評価記号「○」で示すよ
うに、全て満足すべきものであった。

【００５０】尚、上記の例では搬送ベルト２８を半導電
性の樹脂フィルムとしているが、これに限ることなく、
搬送ベルトの材質は例えば半導電性のゴム性部材であっ
てもよい。また、接触型転写器として転写ブラシ３８を
用いているが、これに限ることなく、転写器の形状は例
えば半導電性の樹脂フィルムシート、スポンジ部材から
なる発泡体ローラ等であってもよい。

【００５１】ところで、用紙が例えば葉書のように幅の
狭いものであったりすると、電流が用紙の両端側に多く
流れるため転写性が低下する場合がある。図１０は、そ
のような転写部の最大転写幅に対して小サイズの用紙を
用いた場合に転写画像にしばしば発生する不具合を説明
する図である。同図は、例えば最大幅がＡ４判の用紙幅
２９７ｍｍに対応する画像形成装置で、葉書（幅１００
ｍｍ）に印字を行おうとした場合の転写部の状態を模式
的に示す正面図である。同図において、図７(a) に示し
た感光体ドラム１が、ドラムギア１−１を介して不図示
の駆動機構により駆動され、トナー像を担持して回転し
ている状態を示している。その下部に搬送ベルト１１が
当接し、感光体ドラム１の回転周面と同方向に循環移動
している。感光体ドラム１と搬送ベルト１１との当接部
では、搬送ベルト１１の下面に転写ブラシ５が摺接して
転写部を形成している。転写ブラシ５には転写バイアス
電源１０が接続されている。いま、搬送ベルト１１に搬
送されて葉書１６が転写部に到達している。

【００５２】搬送ベルト１１は、葉書１６を吸着してい
る中央部ｍでは葉書１６を介して感光体ドラム１に圧接
しているが、葉書１６を吸着せず余剰領域となっている
両側部ｎ、ｎ′では、直接感光体ドラム１に圧接してい
る。搬送ベルト１１及び転写ブラシ５の幅方向でみる
と、葉書１６のある中央部ｍと葉書１６のない両側部
ｎ、ｎ′とでは、転写ブラシ５と感光体ドラム１間の電
気的負荷が異なり、葉書１６のある中央部ｍの負荷が大
きい。このため、転写ブラシ５から搬送ベルト１１を介
して感光体ドラム１方向に印加される転写バイアス電流
は、負荷の小さな両側部ｎ、ｎ′で図の矢印Ｃ1 、Ｃ2
で示すように大きく流れ、その分だけ中央部ｍでは図の
矢印Ｄで示すように少なくなってしまう。

【００５３】このように流れる電流が少ないと、感光体
ドラム１との間に必要とされる電界が用紙（葉書１６）
に形成されなくなり、トナー像の転写が不充分になる。
特に転写用電源が定電流型の電源であると、転写ブラシ
５に供給される電流値が一定であるから、上記の不具合
は更に顕著に現れる。

【００５４】また、転写用電源が定電圧型の電源である
場合には、状態としては上記同様に用紙の有無によって
流れる電流に差が生じるが、定電圧型は印加した電圧を
維持するから用紙のあるところ（図１０の中央部ｍ）に
も電流が流れ、したがって、上記の不具合の現れかたは
やや弱くなる。しかしながら、この場合は用紙の厚さの
影響を受け易くなって、用紙の種類に対応した電圧制御
の問題が発生する。

【００５５】図５は、他の実施の形態における転写電源
部の構成を示し、上記のように最大転写幅に対して小サ
イズの用紙を用いた場合に転写画像にしばしば発生する
不具合を解消する転写電源部の構成を示している。同図
に示す転写電源部４０′は、図２(b) に示した転写電源
部４０に新たに比較演算回路５９を設けた構成となって
いる。この比較演算回路５９の入力側には用紙カセット
２２に載置・収容されている用紙のサイズ及び縦方向又
は横方向の給紙姿勢を検出する用紙幅検出装置６１の出
力が入力され、比較演算回路５９の出力は電流検出回路
４０−３に入力される。比較演算回路５９は、用紙幅検
出装置６１から入力される用紙幅に対応して、予め実験
により確かめられて用紙サイズ（搬送方向の幅）毎に設
定されている制限電流値を出力する。電流検出回路４０
−３は、その制限電流値を定電流制御を行う基準値ｉ0
（図３の縦直線ｂ参照）として、電圧発生回路４０−１
から出力される電流値を監視する。これによって、トナ
ー像を転写される用紙幅に応じて定電流制御の基準値ｉ
0 が適切に変更され、常に最適の転写電流が用紙に印加
されるようになる。

【００５６】このように、本実施の形態においては、用
紙の状態や環境に対応して最適な転写を行う転写電源部
４０（又は４０′）を、上述したように画像形成転写部
毎に独立に配設しているので、感光体ドラム３２を複数
個並設して多重転写を行なわせる図１のフルカラープリ
ンタ２０のように転写電流が用紙の表面を流れて隣接し
た画像形成転写部に逃げるような構成の画像形成装置に
おいても、そのような転写電流の状態に対応して各画像
形成転写部毎に最適な転写を行うことができるようにな
る。

【００５７】ところで、前述したように本実施の形態に
おいて用いられる搬送ベルト２８は初期の表面抵抗１×
１０¹⁴Ω／□のものが例えば転写器等による所定の初期
通電の後に体積固有抵抗が１０¹¹〜１０¹⁴Ω・cmの範囲
で一定となるよう形成されている。ところが、この初期
通電において、転写器が、図１１(a) に示すように、ブ
ラシであると、このようなブラシ状の転写器は、微視的
に見ると印加する電流にむらが発生している。このよう
な印加電流の微視的なむらは、搬送ベルト２８の体積固
有抵抗が１０¹¹〜１０¹⁴Ω・cmの範囲で一定に安定した
後では支障はないが、体積固有抵抗が安定する前では、
印加する電流のむらによって、図１１(b) に示すよう
に、搬送ベルト２８に設定される体積固有抵抗にむらが
発生する。搬送ベルト２８の抵抗にむらがあると、これ
を図１のように直接転写（中間転写の場合も同様であ
る）に使用すると、転写されるトナー像にむらが発生し
て画質を低下させる。

【００５８】勿論、初期通電の時間を長くすれば、この
設定される体積固有抵抗のむらは解消されるが、初期通
電の時間を長くとるのは工場で行う場合は組み立て調整
時間が長くなって作業能率の低下を招き、ユーザ側で行
うようにすれば使用初期時の待ち時間が長くなって不満
が発生する。

【００５９】図６(a),(b) は、上記の問題を解決するた
めに、搬送ベルト２８の表面抵抗を短期に安定化させる
装置を示す図である。同図(a) に示す抵抗安定化装置
は、通電ローラ５５の図１及び図２(a) では図示を省略
した高圧電源６２に電圧検出機能を付与し、他方、その
通電ローラ５５と最上流の感光体ドラム３２との間に、
搬送ベルト２８の表面に摺接するシート状の接地電極６
３を設ける。

【００６０】搬送ベルト２８は、押し出し延伸による無
端状の周長７６０ｍｍ、幅３１０ｍｍ、厚さ１５０μｍ
のベルトであり、初期表面抵抗が１×１０¹⁴／□のもの
が用いられている。通電ローラ５５は、例えばウレタ
ン、ＮＢＲまたはシリコン等のゴム性部材で軸方向に１
０⁶〜１０⁹Ωの均一な抵抗を持つ導電体であればよい
が、図６(a) の例では、５００Ｖの電圧印加時において
軸とローラ表面間の抵抗が１×１０⁷Ωの導電性のＥＰ
ＤＭ（エチレンプロピレンラバー）製ローラで形成され
ている。接地電極６３にはバネ性を有するリン青銅板、
ステンレス板、又は抵抗の均一な導電性ゴム板等であれ
ばよいが、図６(a) の例では、厚さ０．１ｍｍのリン青
銅板が用いられ、通電ローラ５５からおよそ１０ｍｍ離
れた位置に配置される。また、従動ローラ３１は金属製
のローラであり接地されている。

【００６１】高圧電源６２は高圧の定電流電源であり、
電圧発生回路６２−１、電流検出回路６２−２、比較制
御回路６２−３、出力電圧検出回路６２−４、及び比較
回路６２−５を備えている。図６(a) の例では定電流値
は２０μＡに設定され、限界電圧（制限電圧）は２．０
ＫＶに設定されている。

【００６２】この例では、搬送ベルト２８への初期通電
は、転写ブラシ３８と感光体ドラム３２によって行うの
ではなく、上記の通電ローラ５５、従動ローラ３１及び
接地電極６３を用い高圧電源６２の制御のもとに、搬送
ベルト２８を２０ｍｍ／秒の循環移動速度で移動させて
行う。

【００６３】先ず、高圧電源６２は、電圧発生回路６２
−１で電圧を発生して電流を出力し、ベルト２８に通電
して、帰還電流を電流検出回路６２−２で検出すると共
に、比較制御回路６２−３により、その検出電流を予め
設定されている値と比較制御して、出力電流を一定に維
持している。上記の電流は、通電ローラ５５から搬送ベ
ルト２８の体積方向（厚さ方向）に位置する従動ローラ
３１と、通電ローラ５５から搬送ベルト２８の表面方向
に位置する接地電極６３とに流れて高圧電源６２に帰還
する。

【００６４】高圧電源６２の出力電圧検出回路６２−４
は、高圧電源６２から出力される電圧を監視（検出）し
ており、比較回路６２−５は、その検出された出力電圧
と予め設定されている電圧値とを比較して、出力電圧が
予め設定されている電圧以下になると、比較制御回路６
２−３を作動させ、電圧発生回路６２−１からの出力電
圧を遮断する。

【００６５】実測では、通電後１２０秒で高圧電源６２
の出力が切れ、搬送ベルト２８の抵抗が安定したことを
示した。そして、この搬送ベルト２８の抵抗を測定する
と、ほぼ均一に５×１０¹²Ω／□であった。また、この
搬送ベルト２８によって図１の画像形成装置２０で形成
した画像を確認すると、むらのない良好な画像が得られ
た。

【００６６】このように、搬送ベルト２８の初期の抵抗
が高いときと、通電により抵抗が低下して一定のところ
で安定した状態のときとで、高圧定電流電源６２の出力
電圧が異なることを利用して搬送ベルト２８の厚さ方向
ばかりでなく表面方向にも初期化電流を印加して、早期
に、しかも平均した安定抵抗を得ることができるように
なった。

【００６７】尚、上記の抵抗安定化装置では、搬送ベル
ト２８への高圧電源６２からの出力電流の印加を、通電
ローラ５５、従動ローラ３１及び接地電極６３を用いて
行っているが、これに限ることなく、例えば図６(b) に
示すように、搬送ベルト２８上の適宜の位置に通電シー
ト６４を摺接させて配置し、所定の距離だけ離れた下流
側で同じく搬送ベルト２８に摺接する上述した接地電極
６３を配置し、通電シート６４に対向し搬送ベルト２８
を挟む位置に接地電極ローラ６５を配置するようにして
もよい。尚、通電シート６４は接地電極６３と同様の部
材からなり、また、接地電極ローラ６５は搬送ベルト２
８の上循環部を下面から支持する支持ローラであっても
よい。

【００６８】また、抵抗安定化装置は、図１の画像形成
装置２０内に配設するのではなく、工場における組み立
て工程の搬送ベルト組み付けの前段の工程として、独立
のベルト調整装置として構成してもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、転写電流の電源を定電流又は定電圧に偏ることな
く一つの電源で定電流と定電圧を出力できるようにし、
印加する出力電流を用紙の種類毎に予め経験的に得られ
ている電流値と比較しながら監視して定電流又は定電圧
の最適なほうへ出力を切換えるので、像担持体の印字率
の大小、使用環境の条件に左右されることなく常に良好
な転写性を得ることができ、したがって、常に安定した
良質の画像を形成する画像形成装置を提供することが可
能となる。

【００７０】また、転写電源を画像形成転写部毎に独立
に配設するので、像担持体を複数個並設して多重転写を
行なわせるカラー画像形成装置のように転写電流が転写
材の表面を流れて隣接した画像形成転写部に逃げるよう
な構成の画像形成装置においても各画像形成転写部毎に
適正な転写を行うことができ、したがって、常に安定し
た良質の画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態における画像形成装置の側断面図
である。

【図２】(a) は一実施の形態における画像形成装置の画
像形成転写部を詳細に示す拡大図、(b) はその転写電源
部の構成ブロック図である。

【図３】一実施の形態における転写電源部のフィードバ
ック回路の制御動作の状態を示す図である。

【図４】一実施の形態における転写電源部の定電圧・定
電流方式による広い範囲の環境に対する良好な転写性を
示す図表である

【図５】他の実施の形態における転写電源部の構成を示
す図である。

【図６】(a),(b) は搬送ベルトの表面抵抗を短期に安定
化させる装置を２例示す図である。

【図７】(a) は従来の画像形成装置の例について主要部
のみを示す図、(b) は定電流外部抵抗方式により印画率
の高低に応じて転写電流を低高に変動させて安定した転
写性を得ようとした従来の改良型を示す図である。

【図８】(a) は従来の定電流外部抵抗方式における不具
合を示す図表、(b) は従来の定電圧電源を用いる方法に
より定電流外部抵抗方式における不具合を解消した例を
示す図である。

【図９】広範囲の環境下においては定電流外部抵抗方式
も定電圧方式も共に不具合が発生することを示す図表で
ある。

【図１０】転写部の最大転写幅に対して小サイズの用紙
を用いた場合に転写画像にしばしば発生する不具合を説
明する図でる。

【図１１】(a) はブラシ状転写器の構成を示す図、(b)
はブラシ状転写器で短期に初期通電したときの搬送ベル
トに設定される体積固有抵抗に発生するむらを示す図で
ある。

【符号の説明】

１感光体ドラム２初期化帯電ブラシ２−１高圧電源３書込みヘッド４現像器５転写ブラシ６クリーナ７非磁性トナー８現像ローラ９電源１０定電流源１１搬送ベルト１２駆動ローラ１３従動ローラ１４用紙１５抵抗１６葉書２０画像形成装置（フルカラープリンタ、本体装置）２１上蓋２２用紙カセット２３用紙２４開閉給紙トレー２５前方上面２６上部排紙トレー２７ヒンジ２８搬送ベルト２９駆動ローラ３１従動ローラ３２感光体ドラム３３クリーナ３４初期化帯電ブラシ３４−１高圧電源３５露光ヘッド３６現像器３７現像ローラ３８転写ブラシ３９待機ロール対４０一実施の形態の転写電源部４０′ 他の実施の形態の転写電源部４０−１電圧発生回路４０−２電圧発生部駆動回路４０−３電流検出回路４０−４電圧検出回路４０−５フィードバック回路４０−６出力端子４１用紙センサ４２給紙ローラ４３捌き部材４４給送路４５搬送ロール対４６給紙コロ４７用紙分離爪４８定着部４９排紙ロール対５１排紙路５２排紙ロール対５３上部排紙口５４トナー５５通電ローラ５６案内レバー５７後部排紙口５９比較演算回路６１用紙幅検出器６２高圧定電流電源６２−１電圧発生回路６２−２電流検出回路６２−３比較制御回路６２−４出力電圧検出回路６２−５比較回路６３接地電極６４通電シート６５接地電極ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体上にトナー像を
形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段によ
りトナー像を形成された前記像担持体に転写材を接触さ
せるべく搬送する転写材搬送手段と、該転写材搬送手段
により搬送される前記転写材を、前記像担持体に押圧し
て前記転写材に前記トナー像を転写する接触型転写器
と、該接触型転写器に電力を供給する転写電力供給手段
と、を備えた画像形成装置であって、前記接触型転写器から出力される電流を検出する転写電
流検出手段と、前記接触型転写器から出力される電圧を検出する転写電
圧検出手段と、前記転写電流検出手段により検出された転写電流検出値
が基準値よりも小さいときには前記接触型転写器から出
力される電圧を定電圧制御すべく前記転写電力供給手段
を制御し、前記転写電流検出値が前記基準値よりも大き
いときには前記接触型転写器から出力される電流を前記
基準値にて定電流制御すべく前記転写電力供給手段を制
御する転写電力制御手段とを備えることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記搬送される転写材の幅を判別する判
別手段と、該判別手段により判別された前記転写材の幅
が小さいほど前記基準値を大きくすべく変更する変更手
段と、を更に備え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】前記転写材搬送手段は、外周面に転写材
を吸着して循環移動する１０¹¹〜１０¹³Ωｃｍの抵抗値
を有する搬送ベルトを備え、前記接触型転写器は、前記搬
送ベルトの内側に配設され、該搬送ベルトを介して前記
像担持体に押圧することを特徴とする請求項１又は２記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体は、前記転写材搬送方向に
沿って複数個並設され、前記トナー像形成手段は、前記複
数の像担持体上に個々に所定の色トナー像を形成すべく
複数個設けられ、前記接触型転写器及び前記転写電力制
御手段は、各々前記複数の像担持体に対応して複数個配
設されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の画
像形成装置。