JPH04128857A

JPH04128857A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH04128857A
Application number: JP2252349A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hara; 好伸原; Shizuo Yuge; 弓削　静雄; Kazuyoshi Hara; 和義原
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-04-30

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】産業上の利用分野本発明は、画像形成装置、詳しくはトナー画像転写型の
電子写真方式による画像形成装置に関する。

従遂ヱＪ支術従来、トナー画像転写型の電子写真複写機にあっては、
感光体上に形成されたトナー画像を転写材の裏面から転
写チャージャにてトナーの帯電極性とは逆極性の電荷を
付与することにより転写材に転写するか、トナー画像を
感光体から一旦中間転写ベルト又はドラムに転写した後
転写材に転写（フルカラー複写機の場合）していた。

ところで、トナー画像の転写材上への転写に際しては、
転写効率が１００％であることが好ましいが、現実には
複写機の設置環境条件（湿度等）や転写材の材質、厚さ
等により、転写効率が低下し、それを転写チャージャの
出力を調整することで補償しようとすると、転写チャー
ジャの出力が大きく、かつ、ランダムに変動する。特に
、中間転写ベルトを使用した複写機においては、該ベル
トは環境依存性が比較的大きいために前記問題点は顕著
に現れる。

従来では、転写効率を良好に維持するため、転写材の厚
さを検出したり（特開昭５８−１７４６８号公報）、転
写紙の時定数を検出したり（特開昭５８−６０７５６号
公報）、空気中の湿度を検出したり（特公昭６０−４４
６６２号公報）して転写チャージャの出力値を制御する
ことが提案されていた。

しかしながら、転写効率は環境条件や転写材の特性に応
じて転写チャージャの出力値を変更するだけでは必ずし
も良好にコントロールできるものではない。本発明者等
の実験結果によれば、転写材上に付与される単位面積当
りの電荷量が適正な値であれば、転写チャージャの出力
（印加電圧）に拘わらず、良好な転写特性を示すことが
明らかとなった。

発明の目的、構成及び作用そこで、本発明の目的は、環境条件の変化や転写材の特
性の相違にも拘わらず良好な転写効率を有し、高画質の
転写画像を得ることのできる画像形成装置を提供するこ
とにある。

以上の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置
は、転写手段に印加する電圧値を変更可能な高圧電源と
、前記転写手段から転写材へ付与される電荷量を測定す
る手段と、前記測定手段による測定値に基づいて転写材
に付与される電荷量が所定の基準値になるように前記高
圧ＩＥ源を制御する手段とを備えたことを特徴とする。

転写材に付与される電荷量の基準値とは、特定の画像形
成装置において予め実験的に求められる転写材上の単位
面積当りの電荷量である。従って、実際上の画像形成装
置において転写材へ付与される電荷量を測定し、この測
定値を転写手段の高圧電源へフィードバックすることに
より、適正な量の電荷が転写材に付与されることとなり
、良好な転写効率、高画質の転写画像が得られる。

また、転写材に付与される電荷量は、転写手段から直接
トナー像担持体へ流れる電流を測定すると共に、転写手
段から転写材を介してトナー像担持体へ流れる電流を測
定し、これらの測定値を比較、演算することにより、間
接的に検出可能である。実際上、画像形成装置に適用す
るには、これらの測定手段を用いることが好ましい。

大器り以下、本発明に係る画像形成装置の実施例につき、添付
図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例であるフルカラー複写機を示
し、矢印ａ方向に回転駆動可能な感光体ドラム１の周囲
には、帯電チャージャ２、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ，４
Ｂ　、中間転写ベルト５、残留トナーのクリーニング装
置７、残留電荷の除電ランプ８が配置きれている。図示
しない原稿台ガラス上に載置された原稿からの光像は図
示しない光学系により矢印す方向から感光体ドラム１上
に照射される。

現像器４Ｙにはイエロートナー、現像器４Ｍにはマゼン
タトナー、現像器４Ｃにはシアントナー、現像器４Ｂに
はブラックトナーを含む現像剤が収容きれ、それぞれ選
択的に駆動される。

中間転写ベルト５は、ローラ１０．１１．１２．１３．
１４に無端状に張り渡され、駆動ローラ１１の回転に基
づいて矢印Ｃ方向に前記感光体ドラム１と同速で回転す
る。この中間転写ベルト５は、体積抵抗がｌＸ１０１０
〜１×１０１３Ωｃｍ程度のポリウレタンゴム又ハＥ　
Ｐ　Ｄ　Ｍ　（エチレンとプロピレンとジエン成分を三
元重合したターポリマー）を厚さ６００μｍ程度のベル
ト状とし、表面に体積抵抗ｌＸ１０９〜１×１０１２Ω
ｃｍ程度のフッ素系水性塗料を厚さ１０〜３０μｍ程度
塗布し、平滑性及びトナー離型性を持たせたものが使用
されている。

ローラ１０は以下に説明する２次転写のための対向電極
として機能するものである。中間転写ベルト５の内部に
は１次転写チャージャ６が感光体ドラム１と対向する位
置に設置きれている。また、中間転写ベルト５の周囲に
は、２次転写チャージャ２５、ＡＣ分離チャージャ２６
が電極ローラ１０に対向して設置され、残留トナーのク
リーニング装置１５がバックアップローラ１３に対向し
て設置されている。

一方、転写紙Ｓは複写機に着脱可能な自動給紙カセット
２０に収容きれており、給紙ローラ２１の矢印ｄ方向へ
の回転により、給紙ローラ２１に圧接する捌き板２２の
作用で１枚ずつ捌かれて２次転写部へ給紙される。また
、給紙部には収容されている転写紙Ｓのサイズを検出す
るためのセンサ（この詳細は周知である）が設置されて
いる。転写紙搬送通路は種々のガイド板、タイミングロ
ーラ対２３、搬送ベルト２７、定着装置２８にて構成さ
れている。

以上の構成において、モノカラーコピーモード時には、
感光体ドラム１の表面に帯電チャージャ２にて均一に負
極性の電荷が付与され、図示しない光学系からの原稿像
の照射すによって、静１潜像が形成される。この静電潜
像は、現像器４Ｙ、４Ｍ。

４Ｃ，４Ｂのうち予め選択された一つにより正極性に帯
電されたトナーで現像され、トナー像は１次転写チャー
ジャ６から放出される負極性の電荷によって形成される
電界により中間転写ベルト５上に１次転写される。その
後トナー像は２次転写チャージ−１−２５から放出され
る負極性の電荷によって形成される電界により転写紙Ｓ
上に２次転写される。

２次転写後の転写紙ＳはＡＣ分離チャージャ２６によっ
て形成されるＡＣ＄Ｅ界で除電され、中間転写ベルト５
から剥離され、定着装置２８でトナーの加熱定着が施さ
れた後、図示しないトレイへ排出される。

一方、フルカラーコピーモード時にあっては、原稿画像
は光学系によってイエロー画像、マゼンタ画像、シアン
画像、ブラック画像に色分解され、それぞれの画像が感
光体ドラム１の表面に静電潜像として形成され、対応す
るカラートナーを有する現像器４Ｙ、　４Ｍ、　４Ｃ，
４Ｂにて現像され、順次中間転写ベルト５上に１次転写
されて画像が重ねられていく。この間、転写紙Ｓは給紙
されず、２次転写チャージャ２５及び分離チャージャ２
６もオフされたままである。また、クリーニング装置１
５もトナーの掻き取り作用を停止する。４種類のトナー
像が中間転写ベルト５上に重ねられると、転写紙Ｓが給
紙され、２次転写チャージャ２５及び分離チャージャ２
６がオンきれ、フルカラートナー像が転写紙Ｓ上に２次
転写される。

ところで、本実施例においては、トナー像の転写効率を
良好に維持するため、２次転写チャージャ２５によって
転写紙の裏面に付与される電荷量を、環境条件の変化や
転写紙の紙厚、サイズに拘わりなく常時所定の基準値に
なるように２次転写チャージャ２５の出力を制御する。

即ち、以上の複写機を用いて複写実験を行なったところ
、２次転写チャージャ２５によって付与される転写紙の
電荷量Ｃが０．０４μＣ／ａｍ２であれば良好な転写特
性を示すことが判明した。この電荷量Ｃが基準値よりも
小さければ転写効率が低下し、大きければ放電が発生し
て一部のトナーが不均一な帯電量の変動を起こし、転写
効率が低下すると共に画質が劣化する。但し、基準値と
しての０．０４μＣ／ｃｍ２は使用するトナーや複写機
のシステム速度等により異なる。

前記単位面積当りの電荷量Ｃは２次転写部を通過した転
写紙上で直接測定することも可能であるが、２次転写部
において中間転写ベルト５のみを介して電極ロー７−１
０に流れる電流と、転写紙及び中間転写ベルト５を介し
て電極ローラ１０に流れる電流とを測定することにより
検出することができる。但し、転写紙には種々のサイズ
のものが使用されるため、以下の０式を用いて演算する
。

ｉｌ：転写紙に流れる単位長さ当りの電流ｖ、ニジステ
ム速度賀：転写紙の幅賢。：２次転写チャージャの長さ１１：中間転写ベルトのみを介したときの電流Ｉ：＝転
写紙と転写ベルトを介したときの電流ここで演算された
電荷量Ｃを前述の最適電荷量（本実施例では０，０４μ
Ｃ／ｃｍ２）に略等しくなるように転写チャージャ５の
高圧電源３０を制御すれば、常に良好な転写特性を維持
できる。このような制御を行なうためｍｉＩ、、１．の
測定が必要となる。

具体的には、第１図に示すように、電極ローラ１０とア
ースとの間にコンデンサ３２、抵抗３３を挿入し、その
出力を増幅回路３４へ入力し、制御部３１で電流り、Ｌ
を比較、演算する。前記０式から明らかなように、電荷
量Ｃは転写紙に流れる単位長さ当りの電流ｉ、と相関関
係にあり、以下の０式に書き変えることができる。

最適電荷量（０，０４μＣ／ａｍ２）に対応する単位長
さ当りの電流の基準値ｉ、も予め実験により求めておく
ことができる。従って、複写動作時に測定された電流Ｉ
、、Ｌを用いてｉ、を演算し、予め定められている基準
値１０と略等しくなるように高圧を源３０を制御する。

電流■８は、プリントスイッチのオン時に、感光体ドラ
ム１及び中間転写ベルト５を予備回転させることにより
、測定する。この予備回転時に所定電圧を２次転写チャ
ージャ２５に印加し、中間転写ベルト５を介して電極ロ
ーラ１０へ流れる電流工、を測定し、制御部３１へ記憶
する。また、給紙部に設置されている図示しない転写紙
サイズ検出センサからの転写紙Ｓの幅Ｗに関する情報を
制御部３１へ記憶する。

予備回転が終了し、実際の複写動作が開始されると、２
次転写時にまず所定電圧を２次転写チャージャ２５に印
加し、転写紙及び中間転写ベルト５を介して電極ローラ
１０へ流れるｔａ、Ｉ　ｔを測定し、前記０式を用いて
転写紙に流れる単位長き当りの電流ｉ、を演算する。そ
して、リアルタイムで電流１１が予め定められた基準値
１０に略等しくなるように高圧ｔｆｉ３０の出力電圧を
調整する。

ところで、電流Ｉ、、Ｌの間には、ある程度の相関関係
があるため、電流Ｉ、の測定時に、を流■１が予め定め
られた基準値Ｉ０と略等しくなるように高圧電源３０の
出力電圧を調整すれば、電流ｉ、の制御をより迅速に行
なうことができる。

また、以上の説明では２次転写電流の調整について述べ
たが、１次転写チャージャ６により形成される電界によ
って転写ベルト５へ流れる１次転写ｔｆｆｃ１．と前記
２次転写電流Ｉ、との間には相関関係がある。従って、
電流１□とそのとき２次転写チャージャ２５へ印加され
ている電圧とを比較すれば、最適な１次転写を流Ｉ４の
値は直接測定しなくても類推可能である。そこで、本実
施例では、予備回転時における２次転写電流１．の測定
結果に基づいて１次転写チャージャ６の出力をも制御す
ることとした。

次に、具体的な制御手順について第２図ないし第６図の
フローチャートを参照して説明する。

第２図は複写動作を行なうためのメインルーテンを示す
。プリントスイッチがオンされると、ステップＳ１で各
種フラグ等変数の初期設定を行ない、ステップＳ２で内
部タイマをスタートさせる。給紙カセット２０へ収容さ
れている転写紙の幅ＷはステップＳ１にて検出きれ、メ
モリされる。

以下、ステップ５３〜Ｓ８の各サブルーチンを順次コー
ルして必要な処理を行ない、ステップＳ９で内部タイマ
の終了が確認されるとステップＳ２へ戻る。

ステップＳ３のサブルーチンでは予備回転時に２次転写
軍流１１を測定してその調整、併せて１次転写チャージ
ャ用を源の調整を行なう。ステップＳ４のサブルーチン
では現像器４Ｙ、　４Ｍ、　４Ｃ，４Ｂを用いた顕像化
を処理する。ステップＳ５のサブルーチンではトナー像
を感光体ドラム１から中間転写ベルト５へ転写する１次
転写を行なう。ステップＳ６のサブルーチンでは転写紙
を給紙、搬送すると共に、２次転写電流Ｉ、を測定して
その調整を行なう。ステップＳ７のサブルーチンではト
ナー像を中間転写ベルト５から転写紙へ転写する２次転
写を処理する。

ステップＳ８のサブルーチンでは原稿画像の露光、紙詰
まり等その他の処理を行なう。

第３図はステップＳ３で実行されるサブルーチンを示す
。ここでの処理は感光体ドラム１及び中間転写ベルト５
の予備回転時に行なわれる。

まず、ステップ５３０１でフラグ１が「１」か否かを判
定する。フラグ１は「１」にセットされているときこの
サブルーチンでの処理が完了したことを表示する。従っ
て、フラグ１がｒｌ、にセットされていれば直ちにメイ
ンルーチンへ戻り、「Ｏ」にリセットされていればステ
ップ５３０２で２次転写チャージャ２５をオンし、高圧
電源３０から所定の電圧を印加する。続いて、ステップ
５３０３で中間転写ベルト５を介して電極ローラ１０に
流れる電流１１を測定し、ステップ５３０４で測定され
た電流１１とここで基準となる予め定められた値工。と
を比較する。電流工１と工。が等しくなければステップ
５３１３で高圧電源３０を制御して電流工、が基準値Ｉ
０と等しくなるように調整する。その後、ステップ５３
０４で１次転写チャージャ６の出力電圧を電流工、に準
じて調整し、ステップ５３０６でフラグ１をｒｌ」にセ
ットする。

第４図はステップＳ４で実行されるサブルーチンを示す
。ここでは、三原色と黒色に分解されてそれぞれ感光体
ドラム１上に形成された静電潜像を現像器４Ｙ、　４Ｍ
、　４Ｃ，４Ｂによって選択的に現像する。

まず、ステップ５４０１でフラグ２が「１」か否かを判
定する。フラグ２は１１ヨにセットされているときこの
サブルーチンでの処理が完了したことを表示する。従っ
て、フラグ２が１１」にセットされていれば直ちにメイ
ンルーチンへ戻り、′０」にリセットされていればステ
ップ５４０２でカウンタをチエツクし、その値に基づい
て以下の顕像化処理を行なう。

カウント値が“Ｏ”のときは、ステップ５４０３で現像
器４Ｙを用いて第１顕像化処理を行ない、ステップ５４
０４でこの処理の終了が確認されると、ステップ５４０
５でカウンタを′１”にセットする。

カラントイ直が′１”のときは、ステップ５４１３で現
像器４Ｍを用いて第２顕像化処理を行ない、ステップ５
４１４でこの処理の終了が確認されると、ステップ５４
１５でカウンタを′２”にセットする。

カラントイ直が“２″のときは、ステップ５４２３で現
像器４Ｃを用いて第３顕像化処理を行ない、ステップ５
４２４でこの処理の終了が確認されると、ステップ５４
２５でカウンタを３”にセットする。

カウント値が３”のときは、ステップ５４３３で現像器
４Ｂを用いて第４顕像化処理を行ない、ステップ５４２
４でこの処理の終了が確認されると、ステップ５４３５
でカウンタを′０”にリセットし、ステップ５４３６で
フラグ２をｒｌ」にセットする。

なお、以上の処理はフルカラーコピーモードで実行され
る。モノカラーコピーモード実行時にあっては、カウン
タの値をオペレータにて予め選択された現像器に対応す
る値に設定し、その現像器での顕像化処理が終了すれば
、カウンタを“０”にリセットすると共に、フラグ２を
′″１”にセットすればよい。

第５図はステップＳ５で実行されるサブルーチンを示す
。

ここでは、ステップ５５０１で転写開始タイミングであ
ると判定されると、ステップ５５０２で１−次転写チャ
ージャ６をオンし、感光体ドラム１上に形成されたトナ
ー像を中間転写ベルト５上に１次転写する。

第６図はステップＳ６で実行されるサブルーチンを示す
。ここでは、２次転写電流１．を調整しつつトナー像を
中間転写ベルト５上から転写紙Ｓへ２次転写する。

まず、ステップ５６０１で給紙開始タイミングであると
判定されると、ステップ５６０２で給紙ローラ２１、タ
イミングローラ対２３の回転制御等の給紙処理を実行す
る。続いて、ステップ５６０３で転写紙Ｓが２次転写部
に到達したか否かを判定し、到達すればステップ５６０
４で２次転写チャージャ２５をオンし、高圧電源３０か
ら前記ステップ５３０３．５３０４．５３１３で調整さ
れた電流Ｉ、に相当す咎電圧を印加する。続いて、ステ
ップ５６０５で転写紙Ｓ１中間転写ベルト５を介して電
極ローラ１０に流れるＮ、流工、を測定し、ステップ５
６０６で転写紙Ｓに流れる単位面積当りの電流ｉ、を前
記０式に基づいて計算する。

次に、ステップ５６０７で＄４ｉ、と予め定められた基
準値ｉ、とを比較し、両者が等しくなければステップ５
６１５で高圧ｔＲ３０を制御して前記ステップ５６０５
．５６０６．５６０７を繰り返し、電流ｉ、が基準値１
０と等しくなるように調整する。電流ｉ、が基準値ｉ６
と等しくなるとこのサブルーチンを終了する。

以上の処理を実行することによって、転写紙Ｓに流れる
電流ｉ、を正確に制御し、一定の電荷を転写紙に付与す
ることができ、環境条件や転写紙の材質、厚きに影響さ
れることなく、良好な転写効率及び高画質の転写画像が
得られる。また、電流工、の測定結果から類推して１次
転写チャージャ６の出力制御をも行なうことが可能とな
る。

なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定す
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更可能で
ある。

特に、前記実施例では転写紙への２次転写の処理と平行
して２次転写電ｉ１１を制御するようにしたが、試し刷
りモードを別途設定し、１枚だけ２次転写電流工２の制
御のために転写紙を給紙して前記ステップ５３．５６の
処理を実行し、その後は２次転写チャージャ２５の出力
を固定してコピーモードを実行するようにしてもよい。

また、転写材としては普通紙のみならず、ＯＨＰシート
等の特殊紙であってもよい。

さらに、本発明は中間転写ベルトからの２次転写に際し
て適用されるのみならず、感光体から転写材へトナー像
を転写する際にも適用できる。

さらに、画像の露光方式は可視光線によるアナログ方式
でなく、レーザビームによるデジタル方式を採用しても
よい。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明によれば、転写手
段から転写材へ付与される電荷量を所定の基準値になる
ように転写手段の高圧電源を制御するようにしたため、
装置の環境条件や転写材の特性に影響されることなく、
常時良好な転写効率を維持でき、かつ、高画質の転写画
像を得ることができる。

しかも、前記電荷量の測定に代えて、電流工、。

Ｔ２を測定してそれらを比較演算し、転写材に流れる電
流ｉ、が基準値ｉ、に等しくなるように高圧電源を制御
すれば、比較的簡単な装置で転写効率を良好に維持し、
高画質の転写画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図はその制御手順のメインルーチンを示
すフローチャート図、第３図は予備回転時に転写電流を
測定するサブルーチンを示すフローチャート図、第４図
は潜像を現像するサブルーチンを示すフローチャート図
、第５図は１次転写を処理するサブルーチンを示すフロ
ーチャート図、第６図は転写紙を搬送しつつ転写を流を
測定、制御するサブルーチンを示すフローチャート図で
ある。１・・・感光体ドラム、４Ｙ、　４Ｍ、　４Ｃ，４Ｂ・
・・現像器、５・・・中間転写ベルト、６・・・１次転
写チャージャ、１０・・・電極ローラ、２５・・・２次
転写チャージャ、３０・・・高圧電源、３１・・・制御
部、３２．３３．３４・・・転写を流測定回路部品、Ｓ
・・・転写紙。第５図第６図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、トナー像担持体の表面に静電的に担持されたトナー
像を、転写材の裏面から転写手段にて電荷を付与するこ
とにより、転写材に転写する画像形成装置において、前記転写手段に印加する電圧値を変更可能な高圧電源と
、前記転写手段から転写材へ付与される電荷量を測定する
手段と、前記測定手段による測定値に基づいて転写材に付与され
る電荷量が所定の基準値になるように前記高圧電源を制
御する手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。２、トナー像担持体の表面に静電的に担持されたトナー
像を、転写材の裏面から転写手段にて電荷を付与するこ
とにより、転写材に転写する画像形成装置において、前記転写手段に印加する電圧値を変更可能な高圧電源と
、前記転写手段から直接トナー像担持体へ流れる電流を測
定する第１の測定手段と、前記転写手段から転写材を介してトナー像担持体へ流れ
る電流を測定する第２の測定手段と、前記第１、第２の
測定手段による測定値を比較、演算し、転写材に流れる
電流が所定の基準値になるように前記高圧電源を制御す
る手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。