JPH02123385A

JPH02123385A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02123385A
Application number: JP63276106A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ozeki; 大関　行弘; Koichi Hiroshima; 康一廣島; Junji Araya; 荒矢　順治; Koji Sato; 佐藤　康志; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Kimio Nakahata; 中畑　公生
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1990-05-10
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2704277B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１、発明の名称（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、とくに接触転写手段を利
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）像担持体と、これに圧接する転写部材とをそなえ、これ
ら両者の間を転写材を通過させるとともに、このとき転
写部材にバイアス電圧を印加して、像担持体側のトナー
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９図はこのような画像形成装置の典型的な例を示す概
略側面図である。

紙面に垂直方向に軸線を有し、図示矢印Ｘ方向に回転す
る円筒状の感光体ｌの表面が、電源４によって、帯電ロ
ーラ３を介して一様に帯電されたのち、画像情報書込手
段７によって、画像変調されたレーザビーム、スリット
露光などのよって該帯電面に画像情報が付与されて静電
潜像が形成される。

ついでこの潜像に現像器９によってトナーが供給されて
トナー像が形成される。

感光体ｌの回転にともなってこのトナー像が、転写部材
たる転写ローラ２が感光体ｌに当接するニップ部たる転
写部位に到達すると、該トナー像とタイミングを合せて
転写材Ｐもこの転写部位に到来し、このとき該転写ロー
ラ２に転写バイアスを印加して転写材裏面にトナーと反
対極性の電荷を付与し、感光体１のトナー像を転写材に
転移させるものとする。

図示の装置においては、感光体としてＯＰＣ感光体を使
用してプロセススピードを２３　ａｍ／　ｓｅｃとし、
帯電手段としては感光体１に圧接従動してこれを負帯電
させる帯電ローラ３を、転写手段としてはこれも感光体
１に圧接従動し、転写材裏面に正電荷を付与する低体積
抵抗の転写ローラ２を用いた。

画像露光はイメージ露光で、現像器９によってネガトナ
ーによって反転現像を行なった。

第１Ｏ図は上記装置のシーケンスを示すものである。

このような接触転写方式をとる画像形成装置は、従来か
らひろく実用されているコロナ放電器を使用するものに
比して、高圧電源を必要とじないのでコスト的に有利で
ある、電極たるワイアもないのでそれの汚れによる障害
もない、高圧放電に基ずくオゾンの発生や、窒化物の生
成もなく。

これらによる感光体、画質の劣化なども少ないなど種々
な利点があれが、反面、転写ローラ２が環境によって、
これに印加する電圧と、これを流れる電流との関係（Ｖ
−Ｉ特性という）が大きく変化することが知られている
。

即ち、低温低湿環境下（以下Ｌ／Ｌという）では、転写
ローラの抵抗値は常温常湿（以下Ｎ／Ｎという）時のそ
れよりも数桁上昇する。反対に、高温高湿（以下Ｈ／Ｈ
という）環境下では、抵抗がＮ／Ｎに比して１〜２桁下
がる。

このような環境の差異によるＶ−Ｉ特性の変動を第１１
図に示しである。

同図における実線は、Ｌ／Ｌ、Ｎ／Ｎ、Ｈ／Ｈ各状態に
おける、前回転時、後回転時、紙間なと非通紙時で、帯
電ローラ３の印加電圧が交直流両成分ともオンとなって
いるときの転写ローラ２におけるＶ−Ｉ特性を、また、
破線は、前記と同様の状態における。Ａ４サイズの転写
材が前述の転写部位を通過する通紙時の転写ローラ２に
おけるＶ−Ｉ特性をそれぞれ示している。

このような公知装置の場合、実験によると、良好な転写
が行なわれるには、通紙時の転写電流が０．５〜４ルＡ
必要であること、これが５ルＡをこえると、ＯＰＧ感光
体に正電位の転写メモリーが残り、画像に地力ブリが発
生することが判明している。

このことから、公知装置における適正な転写バイアスは
、Ｈ／Ｈでは約３００〜５００Ｖ、Ｎ／Ｎでは約４００
〜７５０ｖ、さら＋：Ｌ／Ｌでは約１２５０〜２０００
Ｖ−ｉｃ’あルコトが判る。

このような装置によって定電圧制御を行なうと、以下の
ような問題が生ずる。

即ち、Ｎ／Ｎ環境下において適切な転写が行なわれるよ
うに、たとえば転写ローラを５００Ｖで定電圧制御する
と、Ｈ／Ｈにおいてはほぼ同様の転写特性を示すが、Ｌ
／Ｌにおいては転写電流がゼロとなり転写不良を招来す
る。

また、Ｌ／Ｌ環境下における転写性を向上させるように
電圧を設定すると、Ｎ／Ｎ、Ｈ／Ｈ環境において非通紙
時にＯＰＣ感光体に正の転写メモリーが発生して、出力
画像に地力ブリを生ずる。

とくにＨ／Ｈ時においては、通紙時にも転写電流が増大
するために電荷が転写材を貫通して、感光体表面のネガ
トナーを逆極性に帯電させて転写不良を起こす。

このような事態に対処すべく、定電流制御を行なうと、
以下のような問題が生ずる。

一般に、この種の装置においては、使用可能の最大サイ
ズ転写材以下の範囲で小型の転写材をも使用できるよう
になっているのが普通であり、このため、小サイズの転
写材を使用したときには、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。そして前述の公知
装置に場合１、Ａで定電流制御したとすると、上記の直
接当接する非通紙部に流入する単位面積当り電流値が前
、後回転時、紙間などの非通紙時にＩｇＡ流した場合の
単位面積当り電流値と等しくなるので、転写ローラにか
かる電圧が降下し、通紙領域にはほとんど電流が流れな
くなって転写不良を発生する。

上記の場合、Ａ４サイズの通紙時に比して、封筒を通紙
した場合には、Ｈ／Ｈでは２００Ｖ強、Ｎ／Ｎ−ｃは２
００Ｖ弱、Ｌ　／　Ｌ−ｃは約４００Ｖ程度、転写電圧
が降下し、転写電流はほぼゼロとなって転写不良を発生
する。

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紙とＡ４サイズ紙との差のような比
較的狭い非通紙部分では、これに流入する電流密度が大
きくなって、感光体表面に転写メモリーによる地力ブリ
が発生して、次のレターサイズ紙に裏汚れが生ずる。

これを要するに、ひの種の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によっても、すべての
環境において、すべてのサイズの転写材に対して良好な
転写性をもたせることは困難であるのが現状であった。

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、上記のような欠点を解消し、すべてのサイズの転
写材に対して、あらゆる環境下において安定して良好な
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、これに接触する転
写手段とをそなえ、これら両者のニップ部たる転写部位
に転写材を通過させるとともに、前記転写手段に対して
定電流および定電圧制御を行なう画像形成措置において
、前記転写部位が非画像域の場合には、転写手段を定電
流制御してこのときの電圧をホールドし、転写部位が画
像域の場合には前記ホールドした電圧で転写手段を定電
圧制御することを特徴とするものである。

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、あらゆるサイズの転写材に対して常時良好な転写
を遂行することが可能となる。

（実施例の説明）第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の構成
を示す概略側面図であって、矢印Ｘ方向に、プロセスス
ピード２３　ｍａ／　ｓｅｃで回転する直径３０ｅｍの
ＯＰＣ感光体１の表面が、帯電ローラ３によって一様に
負帯電されたのち、該帯電面に、たとえば画像偏重され
たレーザビームが投射されてその部分の電位を減衰させ
て静ＴＬ潜像が形成される。

感光体１の回転にともなって該潜像が現像器６に対向す
る位置に来ると、前記潜像に負帯電したトナーが供給さ
れ、反転現像方式によってトナー像が形成される。

感光体１の走行方向にみて現像器の下流側において、該
感光体に圧接する導電性転写ローラ２が圧接配置してあ
り、両者の圧接ニップ部が、下記のように、転写部位を
形成している。

トナー像が該転写部位に到来すると、これとタイミング
を合せて搬送路７から転写材Ｐが転写部位に供給され、
これとともに転写ローラに印加される転写バイアスによ
って、感光体表面のトナー像は転写材に転移する。

上記帯電ローラ３．転写ローラ２に対しては。

本発明による定電圧制御、定電流制御（ＡＴＶＣ、Ａｃ
ｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ　という）可能な電源４によって、夫々所定の
時点で所定の電圧を印加するようになっているものとす
る。

コンピュータなどの外部装置からＣＰＵ８がプリント信
号をうけると、ＣＰＵ８は感光体ｌを駆動するモータド
ライブ回路（不図示）にメインモータの駆動オン信号を
送り、同時に電源４に一次高圧オン信号をおくって帯電
ローラ３にｍ主バイアスを印加して感光体１表面を、た
とえば、暗電位Ｖｄ−７００Ｖに帯電させるものとする
。

ついでＣＰＵが不図示の画像情報書込手段を駆動させて
静電潜像を形成する。

つぎに、ＣＰＵ８が電源４に転写オン信号をおくり、こ
れによって、電源４によって後述するような、定電圧、
定電流制御が実行されるものとする。

電源４は、転写オン信号をうけめど、転写ローラ２を定
電流制御する０図示の装置においては５ｇＡの電流を流
すものとする。

つぎに該電源４は転写ローラ２に生じた電圧をホールド
し、ついで、定電流制御を停止してさきにホールドした
転写ローラの電圧でこれに対して定電圧制御（ＡＴＶＣ
制御という）を行なう。

これを第３図に示す、Ｎ／Ｎ環境下における転写ローラ
２のＶ−Ｉ特性によって説明すると、非通紙時に感光体
が電位Ｖｄとなっているときに、転写電流５ＬＡを流す
に必要な電圧は約７５０Ｖとなっており、この電圧のと
き１通紙時の転写電流は約２．２５ルＡである。

即ち、上記のように転写ローラの電圧、電流を制御する
ことによって、Ｎ／Ｎ環境下において、通紙時には転写
ローラは７５０Ｖに定電圧制御され、このとき２．２５
ｇＡのが流れて良好な転写が行なわれることが判る。

連続通紙の場合には、第２図のタイミングチャートから
も判るように、紙間においては定電流制御、通紙時には
定電圧制御となることは容易に理解できるところであろ
う。

つぎに前記の装置に以上のような制御方式を適用したと
きの、種々な環境下における作用を第４図によって説明
する。

Ｎ／Ｎ環境下において。

非通紙時には、電源４が転写ローラ２に対して５ｇＡの
定電流制御を行なう、これによって転写ローラには５０
０ｖの電圧が発生するので、これをホールドして、つぎ
の通紙時に５００ｖ定電圧制御を行なう。

これによって、Ａ４サイズの転写材通紙の場合には、１
．５４Ａの転写電流が得られ、この値は良好な転写が遂
行されるに充分な量である。

また、小サイズ通紙の場合にも、転写ローラ２の通紙部
分には５００Ｖの電圧が維持されているから、該部分に
も１．５ｇＡの転写電流が得られて、良好な転写が可能
であることが判る。

また、非通紙時には前述のように、５ｇＡの電流しか流
れないので、感光体表面に転写メモリーが残って地力ブ
リを生ずるようなことはない。

さらに、大サイズ紙と小サイズ紙との差の非通紙領域に
おいても、通紙時には定電圧制御となっているので、電
流密度は、この場合、５ＩＬＡ相当程度をこえることは
ないから、感光体に転写メモリーが残ることはない。

これらのことは以下に述べるＮ／Ｎ、Ｌ／Ｌ環境下の場
合も同様である。

Ｎ／Ｎ環境下において。

前記と同様、非通紙時には転写ローラ２には５ｐＡの定
電流制御を行なうも・のとする。

このとき、転写ローラ２には７５０ｖの電圧がかかるこ
とになり、この電圧をホールドして、引続く通紙時には
７５０ｖ定電圧制御を行なうものとする。

これによって、Ａ４サイズ紙を通紙したときには、２．
２５ｐＡの転写電流が得られ、この値は良好な転写を遂
行するのに充分な値である。

Ｌ／Ｌ環境下において。

非通紙時、前記各場合と同様の定電流制御を行なうと、
転写ローラ２に２Ｋｖの電圧が生ずるので１通紙時に２
Ｋｖ定電圧制御を行なう。

このとき、転写ローラ２には２ルＡの転写電流が流れる
から、良好な転写性が得られる。

以上説明したように、非通紙時には定電流制御を、通紙
時には定電圧制御を行なうことによって、項境、転写材
サイズにかかわらず、常時良好な転写性が得られ、転写
メモリーによる地力ブリを生ずることなく、良質の画像
を得ることができる。

第５図は本発明によるＡＴＶＣ制御の他の実施態様を示
すものである。

この場合には、１枚出力のときにはその都度ＡＴＶＣ制
御を行なうが、連続通紙のときには、３枚出力ごとにＡ
ＴＶＣ制御を実行している。

このように構成しても、前記の場合と同様にすべての環
境下において、良質の画像を得られることを確認した。

なお、この場合、ＡＴＶＣ制御を３枚出力ごとに限定す
るものでないことは勿論である。

第６図は本発明によるＡＴＶＣ制御を、レーザビームプ
リンタ、ＬＥＤプリンタ、ＬＣＳプリンタなどのプリン
タおよび、これらを利用したデジタルコピアなどに適用
した場合の実施態様を示すものである。

このものにおいては、ＣＰＵ８にプリント信号が入力さ
れてから一定時間（同図の符号Ｘ）内に再びプリント信
号が入ると、前のプリント信号時に行なったＡＴＶＣ制
御によってホールドした電圧を維持しつづけ、この電圧
で、あとから入力されたプリントに対する画像出力に対
しても定電圧制御を行なうものとし、このようにプリン
ト信号が入力されているときには、新して信号に対して
はＡＴＶＣｆｌｊｌｍを行なわず、ひとつめの信号によ
る定電圧制御を継続する。

時間Ｘ内に、つぎのプリント信号が入力されなかったと
きには、つぎの信号入力時にＡＴＶＣ制御を実行する。

このようにしても、前述の各場合と同様の効果があり、
このものは、とく１つの作業中にＶ−Ｉ特性に変化がな
い場合に有利で、前回転時にのみＡＴＶＣ制御を行なえ
ばよい。

第７図は本発明によるＡＴＶＣ制御を複写機に適用した
場合の実施態様を示すものである。

この場合には、コピーボタンを押圧し、装置が前回転を
行なっているときにＡＴＶＣ制御を行ない、その後のコ
ピー動作中は定電圧制御を行なうものとする。同図は、
３枚コピーをとったときの制御態様を示している。

以上の説明では、転写手段として転写ローラを使用した
場合について説述したが、接触転写手段としての転写ベ
ルトを用いた場合、さらにまた、イメージ露光、反転現
像方式に限定されるものではなく、バックグラウンド露
光、正規現像の場合にも同様の作用が得られることは勿
論である。

第８図は本発明によるＡＴＶＣ制御を１画像中の画像の
存在しない非画像領域と画像領域とに分け、前者の場合
には定電流制御を行ない、そのときの電圧をホールドし
て、これによって画像領域を定電圧制御する場合を考え
たものである。

同図について説明すると、同図は前述のような構成の画
像形成装置におけるある環境下での転写ローラ２のＶ−
Ｉ特性を示すものである。

拳は非通紙部、口は通紙部の非画像領域、■は通紙部画
像領域のそれぞれｖ−■特性である。

このグラフからも明らかなように、通紙部においても、
画像領域と非画像領域とでは感光体の表面電位の差異の
ために特性に違いがでてくる。

このため、通紙部における非画像領域においてもＡＴＶ
Ｃ制御を行なうことによって、前述のような、転写材の
存否を基準とする、通紙部と非通紙部とに上記の制御を
実行するのと同様の作用を得ることができる、第８図の場合、通紙部の非画像領域において３＝ＡでＡ
ＴＶＣ制御を行なうことによって、非通紙部で５ｇＡで
制御した場合と同様の作用を得ることができた。

以上の場合、非通紙部、非画像領域で定電流制御を行な
っているが、たとえば、前回転、紙間などの非通紙部に
おいて、感光体にクリーニング性向上、現像性向上等の
ために露光現像を行なってトナーを付着させる場合など
には、このトナー像上でＡＴＶＣ制御を行なうことも有
効である。

（３）発明の詳細な説明したように１本発明によるときは、像担持体とこ
れに接触する転写手段とをそなえた画像形成装置におい
て、すべての環境下で、かつ転写材のサイズの変動にか
かわらず、常時安定して良好な転写性が得られるので、
良質の画像を得るのに顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の構成
を示す概略側面図、第２図は同上の作動を示すシーケンス、第３図は同上常
温常湿時（Ｎ／Ｎ）におけるＶ−■特性を示すグラフ、第４図は同上低温低湿（Ｌ／Ｌ）、常温常湿、高温高温
（Ｈ／Ｈ）におけるＶ−Ｉ特性を示すグラフ、第５図ないし第７図はそれぞれ他の制御態様を示すシー
ケンス第８図はある環境における画像領域と非画像領域とにお
けるＶ−Ｉ特性の差異を示すグラフ、第９図は公知の画
像形成装置の構成を略示する側面図、第１０図は同上の動作シーケンス、第１１図は同上における低温低湿、常温常湿、高温高湿
時のＶ−Ｉ特性を示すグラフである。１争拳・感光体、２争・・転写ローラ、３・・・帯電ロ
ーラ、４・・壷高圧電源、５・・・画像情報書込手段、
６・・・現像器、８・・・ｃｐｕ　。図面の節潜参トＯ吻吃：！− 環楯皆四奴第３図第４図（’／’ＩＯＶン転写電旦工疹くキロ町者伎１１女口壕く ξＯ点稟省１巨４目女第８図０Ｖ第９図珈１くＦＯ冒第１１図手糸売ネ甫正書（方式）％式％１、事件の表示特願昭６３−２７６１０６号２゜発明の名称住所名称キャノン株式会社４゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）像担持体と、これに接触する転写手段とをそなえ
、これら両者のニップ部たる転写部位に転写材を通過さ
せるとともに、前記転写手段に対して定電流および定電
圧制御を行なう画像形成措置において、前記転写部位が非画像域の場合には、転写手段を定電流
制御してこのときの電圧をホールドし、転写部位が画像
域の場合には前記ホールドした電圧で転写手段を定電圧
制御することを特徴とする画像形成装置。
（２）定電流制御を、転写部位に転写材が存在するとき
に、定電圧制御をそれ以外のときに行なう特許請求の範
囲第１項記載の画像形成装置。
（３）画像出力する以前の前回転時に転写手段の定電流
制御を行なってこのときの電圧をホールドし、以後所定
数の画像域に達するまで、定電圧制御を行なう特許請求
の範囲第１項記載の画像形成装置。
（４）画像出力する以前の前回転時に転写手段を定電流
制御してその電圧をホールドし、以後、出力画像数が所
定数に達するのをカウントするまでその電圧で定電圧定
制御を行ない、所定カウントに達したら上記の工程をく
り返し行なう特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
。
（５）転写手段が転写ローラである特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれか記載の画像形成装置。
（６）転写手段が転写ベルトである特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれか記載の画像形成装置。