JP4323775B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写方式の画像形成装置に関する。より詳しくは、電子写真感光体や静電記録誘電体等、或いはそれらの表面に形成された現像剤像が転写される中間転写体等、である像担持体上に形成担持された現像剤像(トナー像)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複写機・プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真装置、静電記録装置等の複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体表面に現像剤像(トナー像)を形成した後、このトナー像を転写材に転写するための転写装置を備えている。そして、このような転写装置としては、有害とされているオゾンの発生が非常に少ないことから接触転写方式のものが多く利用されており、なかでも転写部での転写材搬送性に優れたローラ転写方式のものが主流となっている。
【0003】
尚、このローラ転写方式は、弾性ゴム層を有する転写ローラを転写部材として用い、転写ローラを像担持体である感光ドラムに圧接して圧接ニップ部(転写ニップ部)を形成し、この転写ニップ部で転写材を搬送しつつ、転写ローラに印加された転写電圧の作用で感光ドラム上の可視画像(トナー像)を転写材上へ転写するように構成されたものである。
【0004】
ところで、このローラ転写方式の転写装置では転写ローラとして、一般的にSUS、Fe等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等により抵抗調整され、その抵抗を1×106〜1×1010[Ω]とした伝導性スポンジ弾性体層を有する硬度20〜40度(Asker−C)の弾性スポンジローラを用いたものが適用されている。
【0005】
ここで、転写ローラには、ゴム中にカーボン等の無機導電フィラーをさせて導電性を持たせた、いわゆる電子伝導性タイプのゴム材を使用した転写ローラと、界面活性剤のイオン導電材を分散させて導電性を持たせたゴムや、それ自身がイオン導電性を有するゴムを用いた、いわゆるイオン導電性タイプの転写ローラと、がある。
【0006】
近年の高画質化という市場の要求に対しては、イオン導電性タイプのゴム層を有する転写ローラの方が、電子伝導性タイプの転写ローラに比べて、弾性層内の抵抗均一性に優れており、又、転写ローラの周方向における抵抗斑も少なく、より高画質化に適している。
【0007】
ところで、転写ローラの抵抗は、雰囲気環境の温湿度に応じて変動しやすいことが知られており、転写ローラの抵抗変動が大きく、転写電圧を印加したときの印加電流値が所望の転写電流値より少なくなってしまった場合には、トナー像を転写材上に転写する際に、トナー像が転写材上で保持できなくなり、形成されるべきトナー像の周りにトナー粒子が飛散してしまう爆発飛び散り等の転写不良が発生する。
【0008】
又、逆に、転写電圧を印加したときの印加電流値が所望の転写電流値より多くなってしまった場合には、余白部等のトナー像が形成されていない個所に過剰な電流が流れ、その履歴がドラムに残ってしまい、そのために紙跡が現れたり、特に、小サイズ転写材を通紙した際、転写電流が転写材領域外の転写ローラ表面部分の感光ドラムとのニップ部にその過剰電流の大半が流れてしまうことによってドラムメモリー等の発生を招くおそれがある。
【0009】
そこで、こうした転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡等の発生を防止するため、従来は例えば、転写ローラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する転写電圧制御が採用されている。
【0010】
そして、このような転写電圧制御としては、例えば特許文献1に開示されているATVC制御(Active Transfer Voltage Control)や、特許文献2に開示されているPTVC(Programable Transfer Voltage Control)等がある。
【0011】
ここで、特にPTVC制御方式は、ハードウェア構成の回路にて構成されると共に、印加できる電圧値が数個しかないATVC制御方式に比べて、より精密な電圧制御を行うことができ、又、電圧制御のためのハードウェア構成を必要としないため、コスト的にも有利な電圧制御方式である。
【0012】
次に、このようなPTVC制御方式について簡単に説明する。
【0013】
この制御方式では、画像形成装置内の不図示の制御手段に、転写電圧を印加する電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流回路と、画像形成動作前の転写部材の抵抗を検知する抵抗検知手段と、が備えられる。それによって、まず、画像形成動作前の非通紙時に感光ドラム表面を帯電させた状態で、一定電流値を目標にPWM信号を段階的に上げて転写ローラに検知電圧を印加し、目標電流値に達成した電圧値をVt0としてホールドする。
【0014】
次に、このVt0値と、予めプリンタ本体に内蔵されている主記憶装置内にメモリしておいた転写出力テーブルとから、Vt0に適した画像形成時の転写電圧Vtを決定すると共に、画像形成時にはその転写電圧Vtに対応したPWM信号を出力して転写ローラに転写電圧Vtを印加するようにする。
【0015】
そして、このように一定電流値に対する各転写ローラの発生電圧値Vt0を参照して画像形成の際の転写電圧Vtを決定することで、転写ローラの抵抗値に応じて最適電圧を印加することができ、広い抵抗値範囲の転写ローラで良好な画像を得ることができる。
【0016】
つまり、このようなATVC、PTVCといった転写電圧制御方法は、転写ニップ内に転写材がない状態で一定電流値を転写ローラに通電し、そのときの発生電圧から転写時に印加する転写電圧を決定している。即ち、非通紙時に一定電流値を転写ローラに通電して転写の系全体の抵抗を検知することにより、転写ローラの抵抗値が変化したとしてもそれに応じた適正転写電圧を印加できるようにしている。
【0017】
しかしながら、定電圧制御方式では、転写ローラの抵抗値の変化には対応できるが、転写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を抱えている。
【0018】
これらの問題を同時に解決するために、従来は転写ローラ抵抗値をできるだけ高くして、転写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、高抵抗の転写材に適した転写電圧制御を行うことで対応してきた。
【0019】
しかし、こうした対応では転写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り、更に転写電圧値が高い為に、特に両面印字時のハーフトーン画像の劣化が生じやすかった。
【0020】
こうした転写電圧制御の欠点を解消するために、特許文献3、特許文献4には、転写ローラの抵抗値に加え、転写材の抵抗値に応じて適切な転写電圧値を決定する方法が記載されている。
【0021】
具体的には、転写材が転写ローラと感光ドラムとの間に形成される圧接ニップ部(転写ニップ部)に突入したときに、予め定められた転写ローラ電圧値である検知電圧を印加し、転写材に流れる電流量を検知して、その検知結果に応じて転写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。
【0022】
例えば特許文献3には、転写材先端部の非画像形成領域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電圧値を高くする方法が記載されている。つまり、転写材先端部の非画像形成領域が転写ニップ部を通過する所定時間において、検知電圧を印加し電流検出回路によりその時に流れる電流を検出することにより、その所定時間後電流検知結果より、抵抗検知手段にて転写電圧を決定する。
【0023】
又、特許文献4には転写ローラに一定電圧値を与え、その時に感光ドラムに流れる電流量を測定し、転写ローラ抵抗を算出する。次いで、転写材が感光ドラムと転写ローラとの間の転写ニップ部に挿入された時に流れる電流量を検出し、転写ローラ・転写材・感光ドラム間の総抵抗を算出し、その後の転写材へのトナー像を転写する為に必要な転写電圧値を算出することが記載されている。又、特許文献4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。
【0024】
【特許文献1】
特開平2−123385号公報
【特許文献2】
特開平6−138784号公報
【特許文献3】
特開平4−251276号公報
【特許文献4】
特開平7−168467号公報
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では以下に示すような欠点があり、転写ローラ抵抗値と転写材の抵抗値に応じて最適な転写電圧を決定することが難しかった。
【0026】
即ち、転写ローラから転写材に流れる電流量は転写材の抵抗値のみに依存するだけでなく、転写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。つまり、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有している。その為に、転写材抵抗を正確に検知するためには画像パターンのない非画像形成領域である白地部領域が転写ニップを通過する所定時間において検知電圧を印加した際の転写ローラから転写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。
【0027】
そこで、転写材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許文献3記載の転写電圧補正方法は有効に働くが、実際に転写材先端部の白地部が確実に存在する範囲は高々先端5mm領域内であるため、所定時間となる転写電流検知時間が極端に短く、転写高圧、検知回路の応答特性により転写材抵抗値の正確な測定は難しい。よって、正確な抵抗値が検知できないため、転写電流量が適当でないことによるトナーの飛散による転写不良や紙跡等の画像不良、ドラムメモリーが発生しがちである。そして、更に、近年の印刷速度アップに伴いプロセススピードが上がることによって、転写材抵抗値の正確な測定は困難になる。
【0028】
又、画像形成装置の世界的普及により、印字に使用される転写材の多種多様化に対して、定着性を向上させるために転写ローラの回転速度であるプロセススピードを複数段階に切り換え可能に制御する手段を有し、プロセススピードを変化させることで対応している。この場合、プロセススピードによって適正転写電流値が変化するため、プロセススピードに応じて転写電圧値を変える必要がある。
【0029】
従って、本発明の目的は、転写材の抵抗値に応じ適切な転写電圧値を求め、ドラムメモリーやトナー飛散、転写不良や紙跡等の発生による画像不良を回避し、更に、転写部材の抵抗値を高くせずに、どんなプロセススピードにおいても、常に良好な画像が得られ、転写電圧値を低くできる転写制御を実現した画像形成装置を提供することである。
【0030】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に現像剤像が形成される像担持体と、前記像担持体と圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部にて転写材に前記像担持体から現像剤像を転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流検知回路と、前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成動作前に前記電流検知回路が検出する電流値が目標電流値になるように前記電圧印加手段を制御し、前記電流検知回路が前記目標電流を検出した時に前記電圧印加手段が前記転写部材に印加する電圧を基準電圧とし、前記基準電圧に基づいて画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を決定する画像形成装置において、
前記圧接ニップ部に転写材が挿入されてから所定時間後の前記電流検知回路の電流検知結果である所定時間後電流検知結果から前記電圧印加手段が印加する前記基準電圧に基づいて決定された電圧を補正する補正手段と、複数のプロセススピードを切り換える手段を有し、前記補正手段は、前記プロセススピードが所定プロセススピードより遅い場合は、画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を補正し、前記プロセススピードが前記所定プロセススピードより速い場合は画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を補正しないことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0035】
参考例
図1は本発明を適用する画像形成装置の略断面図である。
【0036】
図1において、像担持体として、感光ドラム1が使用されており、OPC、アモルファスSi等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されており、駆動手段Aにより矢印の時計方向aに所定の周速度で回転駆動される。
【0037】
そして、回転する感光ドラム1の周囲に設置され、感光ドラム1表面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電手段2として、本例では帯電ローラを使用した接触帯電装置2を用いている。
【0038】
画像情報露光手段としては、本例では、レーザビームスキャナー3を用いている。このスキャナー3は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、F・θレンズ等を有しており、不図示のホスト装置から送られてきた画像情報に応じてON/OFF制御されたレーザビームLを出射して感光ドラム1の一様の帯電された表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【0039】
現像装置4は、感光ドラム1上の静電潜像を現像剤像(トナー像)として現像する。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像法が用いられ、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。
【0040】
転写手段としては、転写部材である、弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材としての転写ローラ5が設けられており、感光ドラム1に対して加圧接触させて圧接ニップ部(転写ニップ部)Nを形成し、駆動手段Bにより矢印の時計方向bに所定の周速度で回転駆動される。この転写ローラ5が本発明の特徴部分であり、その構成・作用等については後述する。
【0041】
回転感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写ニップ部Nに対して給紙部0から給紙された転写材Pに対して順次静電転写される。
【0042】
給紙部0から給紙された転写材Pは、プレフィードセンサー10で待機した後に、レジストローラ11、レジストセンサ12、転写前ガイド13を通過して転写ニップ部Nに給紙される。転写材Pは、レジストセンサ12によって感光ドラム1の表面に形成されるトナー像と同期取りされて、感光ドラム1と転写ローラ5とで形成される転写ニップ部Nに供給される。
【0043】
転写ニップ部Nにおいてトナー像の転写を受け、転写ニップ部Nを通過した転写材Pは、感光ドラム1の面から分離され、シートパス17を通って定着装置18へ搬送される。
【0044】
本例の定着装置18は加熱フィルムユニット18aと加圧ローラ18bの圧接ローラ対にて構成されるフィルム加熱方式の定着装置であり、トナー層を保持した転写材Pは加熱フィルムユニット18aと加圧ローラ18bの圧接部である定着ニップ部Tで狭持搬送されて過熱・加圧をうけることでトナー像が転写材P上に定着され永久画像となる。トナー像が定着された転写材Pは排紙ローラ19に従って、機外20に排出される。
【0045】
一方、転写材Pに対するトナー像転写後の感光ドラム1の表面は、クリーニング装置6により転写残留トナーの除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。本例のクリーニング装置6はブレードクリーニング装置であり、クリーニングブレード6aを備えている。
【0046】
図2は、転写ローラ5部分の一端側の拡大模型図である軸方向に交差する方向からの正面図、図3は転写ローラ5の途中部分省略の正面模型図である。転写ローラ5は鉄、SUS等の芯金5a上にEPDM、シリコーン、NBR、ウレタン等のソリッド状あるいは左記ゴムを発砲させたスポンジ状の弾性体5bを形成し、ローラ硬度は20〜70度(Asker C 1Kg荷重時)の範囲、抵抗値は、1×106〜1×1010[Ω]の範囲のものを使用する。
【0047】
そして、電圧印加手段である転写電圧印加電源21から導電性加圧バネ5d・軸受け部材5c・芯金5aを介して転写ローラ5に対して転写電圧が印加される。又、保護抵抗22が電源21に設けられ、抵抗値は100[MΩ]である。給紙部0から所定の制御タイミングで転写ニップ部Nに給紙された転写材Pは転写ニップ部Nで狭持搬送される間、転写電圧印加電源21よりローラ5に対して感光ドラム1上のトナー像と逆極性の所望の転写電圧が印加されて、転写ニップ部N内で転写材Pに電荷が付与されて感光ドラム1上のトナー像が転写材P側に順次静電転写される。
【0048】
ここで、この転写電圧を決定するために従来から用いられてきたPTVCによる定電圧制御方式には単なる定電流制御に対し、転写材Pに所望の電流を流すことが可能で、比較的安定した転写電圧を与えられることが可能であった。
【0049】
しかしながら、転写材Pの種類は多種多様で、その表面抵抗値は様々な値があり、厚みのある紙でも低抵抗であったり、薄手の転写材であっても高抵抗であったり、表面性や坪量だけではその転写材の物理的特性ははかり知ることができなく、定電圧制御方式を用いた場合、その転写材Pの抵抗値に応じて転写電流量が変化してしまい、時として転写電流不足のよる転写不良などの問題を生じてしまうことがある。従って、抵抗値検知手段により、転写材Pの抵抗値を含めた系全体に適正電流を通電させる適正電圧を検知する必要がある。
【0050】
特に使用する雰囲気環境によって、転写ローラ5の抵抗値が2桁以上変化するので、PTVC制御方式では、画像形成装置内の不図示の制御手段に、転写電圧を印加する電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流回路と、画像形成動作前の転写部材の抵抗を検知する抵抗検知手段と、が備えられ、まずプリント前の非通紙時に感光ドラム1表面を帯電させた状態で一定電流値を目標にPWM信号を段階的にあげて転写ローラ5に電圧を印加し、電流回路によって検出された目標電流値に達成した電圧値をVt0としてホールドする。次に、このVt0値と、予め画像形成装置本体に内蔵されている主記憶装置内にメモリしておいた転写出力テーブルと、から、抵抗値検知手段により、Vt0に適した印字時の転写電圧Vtを決定すると共に、画像形成時にはその転写電圧Vtに対応したPWM信号を出力して転写ローラ5に転写電圧Vtを印加するようにすることで、転写ローラ5の抵抗値変化に対応している。
【0051】
しかし、環境が変わるとか転写ローラ5抵抗値だけではなく、転写材Pの抵抗値も変化する。そうすると、環境によってはVt0から設定した転写電圧Vtでは転写電流が不足し、転写不良が発生する場合がある。
【0052】
ここで、転写ローラ5のプロセススピードを151[mm/sec]として、低温・低湿(14℃・20%の状態であり、以下、「L/L」と記す。)、常温・常湿(25℃・50%の状態であり、以下、「N/N」と記す。)、高温・高湿(32℃・80%の状態であり、以下「H/H」と記す。)の各環境でのVt0と適正な転写電圧値Vtを調べた。転写材Pにはレターサイズのもので坪量は75[g/m2]のものを用いた。その結果を表1に示す。
【0053】
【表1】
【0054】
N/NとH/HのVt0は共に1.2[kV]であり、それに対して転写材を転写ニップNに突入してから印加する転写電圧の適正値はそれぞれ、1.8[kV]、0.8[kV]となった。これは転写ローラ5の抵抗値が小さくなると、転写電流回路の中で転写ローラ抵抗値の影響が弱まることを示している。
【0055】
つまり、図3に示すように転写電流回路内で保護抵抗22として100[MΩ]程度の抵抗を用いているため、転写ローラ5の抵抗値が1〜2×107[Ω]程度かそれ以下まで小さくなると転写電流回路を流れる電流は、保護抵抗22の値でおおよそ決まってしまい、その結果N/NとH/HのVt0が共に1.2[kV]となった。しかし、表1に示すように、転写材Pは環境の変化によって抵抗値が大幅に変動するので、Vt0が同じ値でも、転写電圧値はH/HとN/Nで違う値となる。
【0056】
即ち、この場合PTVCによる定電圧制御法では、Vt0が1.2[kV]の時の適正な転写電圧値を1つに設定することが不可能となる。
【0057】
そこで、その対応策として、転写材Pが転写ローラ5と感光ドラム1との間に形成されるニップ部Nに突入したときに、所定時間において、転写材Pに流れる電流量を検知して、その所定時間後電流検知結果に応じて転写材Pへのトナー像転写中の転写ローラ5への印加電圧値を補正することとする。即ち、紙先端抵抗検知を実施する。
【0058】
具体的には、転写材Pがレターサイズ秤量75[g/m2]の場合、紙先端余白部(5mm)が転写ニップNに突入した時、Vt0=1.2[kV]において転写電流がN/Nでは、約5[μA]、H/Hでは約7[μA]となった。よって、紙先端電流値が7[μA]以上のときは転写電圧を0.8[kV]とする。
【0059】
一方、L/L環境で使用すると転写ローラ5の抵抗値はN/Nに比べて一桁以上高くなり、3×108[Ω]程度になる。転写ローラ5の抵抗値が高くなると、高バイアスを印加するので、紙先端検知電流が落ち着くまでに時間がかかってしまい、紙先端余白部を通過する所定時間内で検知を終えることができないと、紙先端抵抗検知を誤検知する恐れがある。そして、正確な抵抗値検知ができないため、転写電流が少ないことによって発生するトナー飛散等の転写不良や、転写電流が多いことによって発生するドラムメモリー等の不都合が生じる。
【0060】
又、L/L環境では保護抵抗に対して転写ローラの抵抗値が小さくないので、PTVC制御のみ行うことで、紙先端抵抗検知を行わなくとも適正な転写電圧値を1つに設定することが可能である。
【0061】
そこで、本例では、Vt0>1.2[kV]の時は、紙先端抵抗検知を行わず、予め本体に設定した転写電圧を印加し、Vt0≦1.2[kV]の時は、紙先端抵抗検知を行い、転写材に流れる電流量から使用環境がN/NなのかH/Hなのかを判断し、転写ローラへの印加電圧の補正を行う。
【0062】
このように、転写ローラの抵抗値が、ここでは1.2[kV]である所定の抵抗値より高いかどうかを判断して、環境によって、紙先端抵抗検知を行うかどうかを判断するのが本例の特徴である。それによって、紙先端抵抗検知に誤検知が多いL/L環境においては、紙先端抵抗検知を行わないようにし、的確な転写電圧を印加することが可能となる。
【0063】
尚、本例で用いたVt0の値や転写電圧値は、転写機能を構成する要素によって変わるものであって、これに限られたものではない。又、プリンタ本体に温湿度センサを設けて、H/HとN/Nの場合のみ紙先端検知を行うことも可能である。
【0064】
従来例では、H/H、N/NともにVt=1.8[kV]としたので、H/Hでは転写メモリ等の画像不良が発生したが、本例では、H/H、N/Nともに良好な画像が得られた。又、L/L環境における誤検知も防ぐことができ、転写ローラ5の抵抗値を上げることなく、よって、転写電圧を低く抑えて、常に的確な転写部材の抵抗値検知が実現でき、トナー飛散等の転写不良やドラムメモリー等を回避し、良好な画像形成ができる、という効果が得られた。
【0065】
従って、転写電圧を印加する電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流回路と、画像形成動作前の、ここでは転写ローラである転写部材の抵抗を検知する抵抗検知手段と、を有する、つまりPTVC制御によって転写電圧を決定する画像形成装置において、雰囲気環境によって、又は雰囲気環境によって変化する画像形成動作前の転写部材の抵抗値に応じて、圧接ニップ部に転写材が挿入されてから所定時間後の電流検知回路の電流検知結果である所定時間後電流検知結果から電圧印加手段の出力電圧を補正するか否かを決定することによって、つまり、本例のように、H/H環境のような転写部材の抵抗値が低くなるような環境では、所定時間後電流検知結果に応じて転写電圧の補正を行い、抵抗値の低い転写材には比較的低い転写電圧、抵抗値の高い転写材には高い転写電圧を発生することができ、L/L環境のような転写部材の抵抗値が高くなるような環境では、転写電圧の補正を行わないことによって、転写不良やドラムメモリ等の画像不良を回避でき、良好な画像形成を実行する画像形成装置が提供できる。
【0066】
尚、本例では、表面にトナー像が形成される像担持体として、感光ドラムを用い、感光ドラムから転写材への転写系において本例を実施したが、像担持体として、感光ドラムからトナー像が一次転写される中間転写体を用いて、中間転写体から転写材に該トナー像が転写される二次転写系においても、本例は適用できる。つまり、図1に示した構成に限定されず、現像剤像を転写材に転写する、他の構成の画像形成装置においても、本例は適用できる。
【0067】
実施例1
参考例では転写ローラ5のプロセススピードを151[mm/sec]として適正な転写電圧値を調べたが、プロセススピードが変わると転写ローラ5に印加すべき転写電圧値も変化する。
【0068】
本実施例では2種類以上のプロセススピードを切り替える手段を有する画像形成装置の例として、プロセススピードを201[mm/sec]及び、266[mm/sec]として、L/L、N/N、H/Hの各々の環境でのVt0と転写電圧値Vtの関係を調べた。転写材Pにはレターサイズで坪量は75[g/m2]のものを使用した。
【0069】
図4、5、6に各プロセススピードでのVt0と良好な画像が得られる転写電圧Vtの関係を示した。Vtが小さすぎると必要な転写電流が流れないので画像が周囲に飛び散るいわゆる爆発飛び散り転写が発生する。Vtが大きくなると転写電流が大きすぎ感光体に対してドラムメモリーが発生したり、ハーフトーン画像で突き抜け画像が発生する。
【0070】
プロセススピード151[mm/sec]の時の結果が図4であり、L/L、N/N、H/Hの環境下でそれぞれのVt0に対して、良好な画像が得られた転写電圧Vtの範囲を矢印と線で示している。
【0071】
ここで、N/N、H/HのVt0は共に1.2[kV]であり、この両者を同時に満足するような転写電圧Vtは存在しない。よって、参考例で示した紙先端抵抗検知を行う必要がある。
【0072】
一方、図5、図6はそれぞれプロセススピード201[mm/sec]、266[mm/sec]の時の結果である。
【0073】
図5、図6からわかるように各環境でのVt0に対して適当な転写電圧Vtが存在するので紙先端抵抗検知を行う必要がない。
【0074】
この結果は、抵抗値が4×107[Ω]程度の低めの転写ローラ5を使用し、プロセススピードの速い方の転写に有利な構成であるため、プロセススピードの遅い151[mm/sec]では、紙先端抵抗検知が必要になったのである。
【0075】
ところで、高速印刷と多種多様な転写材Pへの対応を同時に満足する方法として、2種類以上のプロセススピードを持ち、特殊な転写材Pを印刷する時はプロセススピードを下げて印刷することが考えられる。
【0076】
例えば、プロセススピード151[mm/sec]と201[mm/sec]の2速で制御する場合、プロセススピードが151[mm/sec]の時は、紙先端抵抗検知を行い転写ローラ5に印加する転写電圧値を決定し、プロセススピードが201[mm/sec]の時はPTVCによる定電圧制御法で転写電圧値の設定を行う。
【0077】
又、プロセススピードが速くなると紙先端の非画像形成領域を通過する所定時間である転写電流検知時間が極端に短く、転写高圧、検知回路の応答特性により転写材抵抗値の正確な測定は難しくなるため、低速のみ紙先端抵抗検知を実施することは有効である。例えば、紙先端余白部の5mmの領域内を検知するためには、プロセススピードが151[mm/sec]の時は転写材が転写ニップに突入してから、33.1[msec]後に電圧補正を行い、プロセススピードが201[mm/sec]の時は、24.8[msec]後に電圧補正を行わなければならない。つまり、電圧の補正を約10[msec]早くする必要があり、転写高圧特性を改善するためにコストが上がってしまう。
【0078】
このように、2種類以上のプロセススピードを切り替える手段を有し、それらを切り換えて画像形成を行う場合、全てのプロセススピードに適した転写ローラ抵抗値は存在しないので、プロセススピードに応じて、ここでは201[mm/sec]である所定のプロセススピードより遅いか速いかで、紙先端抵抗検知を実施するか否かを決定する方法は有効である。
【0079】
尚、本実施例において、各プロセススピードで必要な転写性(転写電流)を得るための転写ローラ抵抗値は、プロセススピード151[mm/sec]の時が6×107〜2×108[Ω]、201[mm/sec]の時が5×107〜9×107[Ω]、266[mm/sec]の時が4×107〜8×107[Ω]くらいの範囲が適している。
【0080】
ここでは、複数のプロセススピードを切り換える場合、高速のプロセススピードでも必要な転写電流を流すために、転写ローラ抵抗値を低い方に合わせることにより転写高圧の出力が極端に高くならず、コスト的に有利となる。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表面に現像剤像が形成される像担持体と、像担持体と圧接ニップ部を形成し、圧接ニップ部にて転写材に像担持体から現像剤像を転写させる転写部材と、転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流検知回路と、電圧印加手段を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、画像形成動作前に電流検知回路が検出する電流値が目標電流値になるよう電圧印加手段を制御し、電流検知回路が目標電流を検出した時に電圧印加手段が転写部材に印加する電圧を基準電圧とし、基準電圧に基づいて画像形成中に電圧印加手段が印加する電圧を決定する画像形成装置において、圧接ニップ部に転写材が挿入されてから所定時間後の電流検知回路の電流検知結果である所定時間後電流検知結果から電圧印加手段が印加する基準電圧に基づいて決定された電圧を補正する補正手段と、複数のプロセススピードを切り換える手段を有し、補正手段は、プロセススピードが所定プロセススピードより遅い場合は、画像形成中に電圧印加手段が印加する電圧を補正し、プロセススピードが所定プロセススピードより速い場合は画像形成中に電圧印加手段が印加する電圧を補正しない構成とされるので、高圧回路の応答性を必要以上に高めることなく、必要な場合のみ電圧補正を行うことで、プロセススピードに応じた適正な電圧を転写部材に印加することが可能となり、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可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】 本発明に係る転写部材の一例を示す軸方向に交差する方向からの正面図である。
【図3】 本発明に係る転写部材の一例を示す軸方向の正面図である。
【図4】 実施例1におけるプロセススピード151mm/sにおける最適転写電流を得る転写電圧領域を示すグラフである。
【図5】 実施例1におけるプロセススピード201mm/sにおける最適転写電流を得る転写電圧領域を示すグラフである。
【図6】 実施例1におけるプロセススピード266mm/sにおける最適転写電流を得る転写電圧領域を示すグラフである。
【符号の説明】
1 感光ドラム(像担持体)
5 転写ローラ(転写部材)
21 電源(電圧印加手段)
22 保護抵抗
N 転写ニップ部(圧接ニップ部)
P 転写材
Claims (1)
- 表面に現像剤像が形成される像担持体と、前記像担持体と圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部にて転写材に前記像担持体から現像剤像を転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段から出力される電流値を検出する電流検知回路と、前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成動作前に前記電流検知回路が検出する電流値が目標電流値になるように前記電圧印加手段を制御し、前記電流検知回路が前記目標電流を検出した時に前記電圧印加手段が前記転写部材に印加する電圧を基準電圧とし、前記基準電圧に基づいて画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を決定する画像形成装置において、
前記圧接ニップ部に転写材が挿入されてから所定時間後の前記電流検知回路の電流検知結果である所定時間後電流検知結果から前記電圧印加手段が印加する前記基準電圧に基づいて決定された電圧を補正する補正手段と、複数のプロセススピードを切り換える手段を有し、前記補正手段は、前記プロセススピードが所定プロセススピードより遅い場合は、画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を補正し、前記プロセススピードが前記所定プロセススピードより速い場合は画像形成中に前記電圧印加手段が印加する電圧を補正しないことを特徴とする画像形成装置。
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