JPH05289463A

JPH05289463A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05289463A
Application number: JP4118423A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 政宏伊藤; Akira Watanabe; 顕渡邊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】転写材の湿気が急変したときでも、転写材に対
するトナー像の転写を最適に行う。【構成】電荷トナーが現像器６Ｃから感光ドラム２に移
動すると現像電流が流れる。この現像電流を現像電流測
定回路１０２で測定するとともにパッチ検センサ１００
でトナー像の濃度を測定し、これらからトナートリボを
算出する。このトナートリボによって転写電流を決定す
る。一方、電極ローラ３５，３６によって転写材Ｐの抵
抗を検出する。上記の転写電流と、転写材Ｐの抵抗との
積によって、転写電位を算出し、これに電位センサ５０
が検出する感光ドラム２のトナー像の電位を加えて、転
写電界を算出する。そして、この転写電界が許容範囲内
になるようにコントローラ１０４によって、例えばポス
ト帯電器６０をはじめとする、帯電装置３、露光手段、
現像装置等の画像形成条件を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像剤で
あるトナーのトリボ量、転写材の抵抗値等に基づいて、
転写電界を制御する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やレーザビームプリンタ等
の画像形成装置において、安定した高画質を得るため
に、温度・湿度等の外部環境の変化に対応させて画像形
成条件を変更することが行われている。

【０００３】このような画像形成装置の一例として、図
１６に回転式の現像装置を備えた４色フルカラーの画像
形成装置の概略を図示する。

【０００４】このものは、装置本体１のほぼ中央に、感
光体としての感光ドラム２を備えている。

【０００５】感光ドラム２は、表面に感光層を有する円
柱状の部材であり、装置本体１によって矢印Ｒ１方向に
回転自在に支持されている。感光ドラム２の周囲には、
その回転方向に沿って順に、帯電装置３、露光手段５、
現像装置６、転写手段７、クリーニング装置９等が配設
されている。

【０００６】帯電装置３は、感光ドラム２を一様均一に
帯電する放電ワイヤ１０を有し、露光手段５は、色分解
された光像またはこれに相当する光像を照射して感光ド
ラム２上に静電潜像を形成するレーザ露光装置１１を有
する。

【０００７】静電潜像を現像する現像装置６は、装置本
体１によって回転自在に支持されたゴンドラ６ａに４色
分の現像器、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの各色の現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫを搭
載してなる。ゴンドラ６ａが回転することにより、各現
像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫが次々と感光ドラム２と
対向する位置に移動し、感光ドラム２上のそれぞれの色
に対応する静電潜像にトナー（現像剤）を付着させて可
視画像、つまり４色分のトナー像を形成するようになっ
ている。

【０００８】これらのトナー像は、転写手段７によって
転写材Ｐに次々と転写される。転写手段７は、円筒状の
転写ドラム１２と、この転写ドラム１２の内側の感光ド
ラム２に対向する位置に配置された転写放電器（転写装
置）１３とを備えている。転写ドラム１２は、図１７に
示すように、左右両端のシリンダ１２ａ，１２ｂと、こ
れらを連結する連結部材１２ｃ、そして、シリンダ１２
ａ，１２ｂの外周に沿って両者を円筒状に連続的に連結
するシート状の転写材担持部材１２ｄによって構成され
ている。したがって、転写ドラム１２の外周の大部分
は、この転写材担持部材１２ｄによって形成されること
になる。なお、連結部材１２ｃは、転写材Ｐの先端を全
幅にわたって把持するグリッパ１２ｅを有する。また、
転写材担持部材１２ｄとしては、例えば、ポリエチレン
テレフタレートやポリふっ化ビニリデン樹脂フィルム等
の材質の誘導体シートが好適である。

【０００９】転写ドラム１２の内側の転写放電器１３は
（図１６参照）、放電ワイヤ１５を有し、これに高圧を
印加することによって、感光ドラム２上のトナー像が転
写材Ｐに転写されるようになっている。

【００１０】転写放電器１３の隣には、これと同様の構
造の除電放電器１６が配置され、この内側の除電放電器
１６と対をなす除電放電器１７が感光ドラム２の外側に
配設されている。

【００１１】除電放電器１７の上方のクリーニング装置
９は、転写材Ｐに転写されずに感光ドラム２上に残った
いわゆる残留トナーを除去するためのクリーニングブレ
ード１９を有する。

【００１２】以上の画像形成部に対し、以下に、転写材
Ｐの搬送系について簡単に説明する。

【００１３】装置本体１の側面（図１６の右側）には、
転写材Ｐを収納する給紙カセット２０が、上下２段に装
着されている。各給紙カセット２０の一方端の上方に
は、転写材Ｐを給紙する給紙ローラ２１が配置され、こ
れらの下流には、第１のレジストローラ２２、さらに、
転写材Ｐを一旦停止させて所定のタイミングでこれを転
写ドラム１２に供給する第２のレジストローラ２３が配
設されている。

【００１４】一方、転写ドラム１２の下流側には、トナ
ー像転写後の転写材Ｐを感光ドラム２から分離する分離
爪２５、転写材Ｐを搬送する搬送ベルト２６、トナー像
を転写材Ｐに定着する定着器２７、そして、排紙ローラ
２９によって排出された転写材Ｐを積載する排紙トレイ
３０がこの順にほぼ直線的に配置されている。

【００１５】このような構成の画像形成装置によるフル
カラー画像の形成工程を簡単に説明すると、以下のよう
になる。

【００１６】感光ドラム２を帯電装置３によって均一に
帯電し、露光手段５にて画像情報に応じた光像を照射
し、感光ドラム２上に静電潜像を形成する。この静電潜
像は、現像装置６が供給するトナーによってトナー像と
して可視化される。なお、このトナーは、樹脂を基材と
して平均粒径８〜１０μｍの粒子であり、現像装置６に
よって電荷が付与されている。

【００１７】一方、転写材Ｐはレジストローラ２３によ
り画像と同期して転写ドラム１２へ送られ、グリッパ１
２ｅによりその先端部を把持され、そして、転写ドラム
１２にて図１６中矢印Ｒ２方向に搬送される。

【００１８】次いで、感光ドラム２と当接する領域にお
いて転写ドラム１２の転写材担持部材１２ｄ、すなわち
誘電体シートの背面から転写放電器１３によってトナー
と逆極性のコロナ放電を受けることにより感光ドラム２
上のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。

【００１９】転写材Ｐは、必要回数の転写工程（４色の
場合は４回）が行われた後、除電放電器１６，１７によ
り除電を受けうつつ分離爪２５の作用によって転写ドラ
ム１２から剥離され搬送ベルト２６により定着器２７に
搬送される。そして定着器２７にて熱による定着を受け
た後、排紙トレイ３０上に排出される。

【００２０】他方、感光ドラム２は、表面の残留トナー
がクリーニング装置９で清掃された後、再度画像形成プ
ロセスに供される。

【００２１】さらに、転写ドラム１２の誘電体シート表
面も同様にファーブラシなどからなるクリーニング装置
３１及びクリーニング補助手段３２の作用により清掃さ
れた後、再度、画像形成プロセスに供せられる。

【００２２】なお、上記従来例では、画像形成プロセス
に先立って、最適な画像を得るために、感光ドラム２近
傍に温湿度センサや感光ドラム２の表面電位を測定する
電位センサを配設し、各々の測定値に応じて、感光ドラ
ム２の表面電位や、露光手段５の像露光量、現像装置６
の現像バイアス、転写放電器１３の転写電流等を制御し
ている。このような制御が必要なのは、特に温度・湿度
により、感光ドラム２の電位特性、現像剤中のトナーの
帯電特性、転写材Ｐに対する転写特性が大きく影響され
るためであり、これらの制御については、例えば特開昭
５６−７７８号公報、同５７−２６８５８号公報、同５
７−３５８７１号公報、同５７−８４４６３号公報、特
公平２−５３７９０号公報、同２−５３７９１号公報等
により各々提案されている。

【００２３】また、他の従来技術として、転写材Ｐの電
気的な体積抵抗値（吸湿状態）を検知して、検知手段の
出力信号に基づき転写コロナの帯電量を制御することが
知られており、さらに特公昭５４−３４８３４号公報、
同６２−７８２号公報等による提案もなされている。

【００２４】

【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、普通の意味での湿度の変化に対する各画像形成
条件の制御はかなり達成されているが、次に述べるよう
に、短時間のうちの外部環境の変化によって転写材Ｐの
吸湿の多寡が急変する場合には、転写特性が一致せず画
像濃度が低下したり、不均一画像となったりして画像が
乱れ最適画像が得られないといった欠点があった。冬期など急に暖房が入って転写材Ｐが露結吸湿した場
合や、冷所に置かれていた転写材Ｐを暖かい室内で使用
し、吸湿した場合。夏期など急に冷房が入って室内が低湿になったのに転
写材Ｐが吸湿状態のままの時。高湿環境下における連続コピー時に、湿度の影響が大
きい給紙カセット上層の転写材Ｐとその影響がほとんど
ない給紙カセット下層の転写材Ｐとが順次使われた時。

【００２５】本発明者は上述の問題点の原因を検討の結
果、次のような事項を見出した。

【００２６】すなわち、感光ドラム表面電位、像露光
量、現像バイアス値等の制御係数は、湿度に対するテー
ブルにより一義的に決定できるが、転写条件に関して
は、転写ドラム１２の誘電体シート１２ｄの湿度特性及
び転写材Ｐの抵抗特性を考慮しなければ最適転写条件は
決められない。特に転写材Ｐが外部環境と一致した吸湿
状態でない場合や、外部環境にかかわらず異なった抵抗
値の転写材Ｐが使用される場合に対する考慮が必要であ
る。

【００２７】殊に転写材Ｐが紙である場合には、環境条
件、とりわけ湿度に対して非常に敏感であり、吸湿によ
り体積抵抗が急激に低下する。

【００２８】低湿から高湿環境において転写紙体積抵抗
は、例えば約１０¹⁴Ωcmから１０¹⁰Ωcm以下まで変化し
てしまい、転写条件が大きく変わってしまうために、転
写材Ｐに対する転写条件制御は最適画像を得る上で重要
である。図３に温度２０℃、湿度６０％RH（相対湿度）
での体積抵抗２×１０¹³Ωcmの転写材Ｐの各環境下での
転写電流と転写効率（画像濃度）との関係を示す。ま
た、転写材Ｐは、吸湿に要する時間は短いが、吸湿した
水分が乾燥する工程には長い時間を要する。なお、同図
中Ｌ／Ｌは低温低湿、Ｎ／Ｎは常温常湿、Ｈ／Ｈは高温
高湿環境を示す。以下の図についても同様である。

【００２９】さらに、上述のような画像形成装置に用い
られる転写材Ｐは一応各メーカ指定の紙を使用すること
が好ましいとされているが、実際には海外紙を含め使用
される紙は千差万別であり、同一温度・湿度下における
これらの紙の体積抵抗率を計測してみると、その値は一
定とはならない。したがって温湿度センサの出力値だけ
から転写材Ｐの吸湿状態、すなわち体積抵抗値を正確に
判断することは困難である。

【００３０】一方、上述従来技術のように、転写材Ｐの
体積抵抗値を検出する手段では体積抵抗値を温湿度に関
する環境（以下、単に「環境」という）にかかわらず検
知することは可能であるが、そのデータに基づいて上記
従来例のような画像形成装置の転写条件等の画像形成条
件を制御する場合、転写条件等が環境によって大きく影
響されることを考慮すると、この場合もやはり、最適画
像は得られない。

【００３１】図４は一定の体積抵抗を有する転写材Ｐを
用いて、各環境下において最大転写効率を与える転写電
流を実験的に求めたデータである。この図からわかるこ
とは、各環境で体積抵抗が一定であっても、最大転写効
率が得られる転写電流はそれぞれ異なるということであ
り、転写材Ｐの体積抵抗値を検出して、そのデータを基
に転写条件を制御したとしても、環境によっては転写電
界が強すぎたり、弱すぎたりして、画像濃度が変動した
り、不均一な画像となったり、トナーが飛び散ったりし
てしまう。また、同様にして転写ドラム１２の誘電体シ
ート１２ｄについても実験したが、同じく、温湿度検知
や、抵抗値検出のデータをもとに制御しても安定しなか
った。

【００３２】ここで、さらにトナートリボの影響につい
て検討した結果を図５に示す。これは、転写効率と転写
電流との関係を、各環境下でトリボを変化させて求めた
データである。これにより以下の２つのことがわかる。環境によらず最大転写効率を与える転写電流はトリボ
によって決定される。つまりトリボに基づいて転写電流
を制御すればよい。同一トリボ、同一転写電流でも、環境によって最大転
写効率の絶対値が異なる。

【００３３】では、さらに上述した項にあるように、
なぜ各環境における最大転写効率の絶対値に差が出てく
るかを、図６を用いて考察してみる。前述してきたこと
は、転写電流についてのみ考えてきたが、今度は転写電
界について着目する、一般に転写電界をＶ_T とすると、
感光ドラム２のトナー像の電位Ｖ_S （以下「ドラム電
位」という）と転写電界を受けて帯電した転写材Ｐ上の
電位Ｖ_P （以下「転写材電位」という）との差分と考え
ることができる。つまりＶ_T ＝Ｖ_P ＋Ｖ_S ……(1) となる。また、転写材電位Ｖ_P は、転写材Ｐの体積抵抗Ｒ_P と転
写電流Ｉ_TRの積としても表現できる。つまりＶ_P ＝Ｒ_P ×Ｉ_TR ……(2) となる。上述されたことを考慮して、同一トリボ、同一転写電流
にて環境が変化することを考えると、高温高湿Ｈ／Ｈの
場合は、一般には、転写材Ｐの体積抵抗Ｒ_P が低下する
ことにより転写材電位Ｖ_P が低下する。他方、ドラム電
位Ｖ_S も低目に制御されてしまい(1) 式からわかるよう
に転写電界Ｖ_T が小さくなり転写効率のピークが低下し
てしまう。また、逆に低温低湿Ｌ／Ｌの場合は、転写材
Ｐの体積抵抗Ｒ_P が上昇するため転写材電位Ｖ_P も上昇
し、かつ、ドラム電位Ｖ_S も高目に制御され、転写電界
Ｖ_T が大きくなりすぎて放電等の弊害により、十分な転
写効率のピークが得られないと考えられる。

【００３４】以上、述べてきた理由により、従来の温湿
度検知や、転写材Ｐの抵抗値検知による転写電流制御で
は、環境変化による最適転写条件の変動や転写効率のピ
ーク値の変化等、不安定な要素が存在して最適条件で安
定した画像形成ができないといった欠点を有していた。

【００３５】したがって、環境変動における最適転写条
件は、直接、温湿度の測定結果や、転写材Ｐの低積抵抗
Ｒ_P の測定からのみ行うべきでない。すなわち、最大転
写効率が得られる転写電流Ｉ_TRを、トリボを検知するこ
とにより求め、かつ、転写材Ｐの体積抵抗Ｒ_P の変化に
よる転写電界Ｖ_P の変化を相殺するようにドラム電位Ｖ
_S を制御することにより、最大転写効率のピーク値変化
をなくすようにする。

【００３６】本発明は、上述のようにして安定な最適画
像形成を行うようにした画像形成装置を提供することを
目的とするものである。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、感光体を帯電する帯電装置
と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段
と、前記感光体上の静電潜像に電荷トナーを付着させて
トナー像を形成する現像装置と、前記感光体上のトナー
像を転写材に転写する転写装置と、を備えた画像形成装
置において、前記現像装置から前記感光体に移動する現
像時の前記電荷トナーによって流れる現像電流を検出す
る電流検出手段と、前記感光体上のトナー像の濃度を検
出する濃度検出手段と、該濃度検出手段と前記電流検出
手段との出力を基に前記感光体上のトナー像のトナート
リボを算出するトリボ算出手段とを備え、さらに、該ト
リボ算出手段の算出結果に基づいて前記転写装置の転写
出力を決定する転写電流決定手段と、前記転写材の抵抗
を検出する抵抗検出手段と、前記感光体上のトナー像の
電位を検出する電位検出手段と、の出力に基づいて転写
電界を算出する電界算出手段と、前記転写電界が所定範
囲内に収まるように、画像形成条件を変更する制御装置
とを備える、ことを特徴とする。

【００３８】この場合、前記制御装置が変更する画像形
成条件を、前記トナー像転写後の前記感光体を除電する
除電装置における画像形成条件とし、または、前記帯電
装置、露光手段、現像装置の画像形成条件のうちの少な
くとも１つとしてもよい。

【００３９】

【作用】以上構成に基づき、現像装置から感光体に電荷
トナーが移動すると現像電流が流れる。この電流の大き
さを測定し積分することで感光体上のトナー像の全電荷
を知る。一方、感光体上のトナー像の濃度を検出するこ
とでトナーの重量を知る。これらトナー像の電荷と重量
とからトナーの重量比電荷いわゆるトナートリボを算出
し、この算出結果に基づいて、トナー像を感光体から転
写材に転写するときの転写電流を決定する。

【００４０】さらに、転写材の抵抗を測定し、これと上
記の転写電流との積から転写電位を求める。転写材の抵
抗は湿度と密接な関係にあり、湿度が高いと小さく、一
方湿度が低いと大きい。さらに、湿度とトナー像の転写
状況との間に緊密な関係があり、したがって、転写材の
抵抗を知ることで、転写材に対するトナー像の転写状況
を知ることができる。

【００４１】つづいて、転写電位と、前記感光体上のト
ナー像の電位との和から、トナー像を感光体から転写材
に転写するときの転写電界を決定することができる。こ
のようにして決定された転写電界には、湿度によって微
妙に変化するトナートリボ、及び転写材の抵抗、すなわ
ちトナー像の転写に大きく寄与する２つの要因が含まれ
ているから、反対に、制御装置によって画像形成条件を
変更して、この転写電界が所定値内に入るようにすれ
ば、トナー像の転写を最適に行うことができる。

【００４２】なお、制御装置が変更する画像形成条件と
しては、例えば、トナー像転写後の感光体を除電する除
電装置の画像形成条件があるが、そのほかにも、帯電装
置、露光手段、現像装置等の画像形成条件であってもよ
い。

【００４３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明に係る画像形成
装置を説明する。

【００４４】以下の実施例に示す画像形成装置は、先に
図１６に関連して説明した多色電子写真複写装置に具現
化されるものとし、本発明の要部のみを図示し、他の構
成部分は同一とされるので省略する。そして本発明に係
るトリボＱ_T 検知、測定、それによる転写電流制御及び
転写材の抵抗Ｒ_P の測定、それによる転写電界Ｖ_T の制
御等に関して詳細に述べる。〈第１実施例〉図１、図２は本発明に係る画像形成装置
の要部の概略構成を示すものであって、感光ドラム（感
光体）２の近傍には、画像形成順で上流側から１次帯電
器（帯電装置）３が１次帯電電源１０６へ接続されて配
設され、次に、露光手段５としてのレーザ露光装置１１
がレーザ駆動回路１０５に接続されて配設され、さらに
回転式の現像装置６が内部に各色ごとの現像器６Ｍ，６
Ｃ，６Ｙ，６ＢＫを装着して配設されている（以降の説
明や図において、回転式の現像装置６を現像器６Ｃにて
代用する）。現像器６Ｃは現像電流測定回路（電流検出
手段）１０２を介して、現像バイアス電源１０３に接続
されている。さらに、現像器６Ｃの下流にはポスト帯電
器（除電装置）６０がポスト帯電電源６１に接続されて
配設され、感光ドラム２上、あるいは、現像されたトナ
ー像上の電位を測定するための電位センサ（電位検出手
段）５０が、そして、現像されたトナー量を測定するた
めのドラム上の光反射式の濃度センサ（濃度検出手段、
以下「パッチ検センサ」という。）１００が配設され、
その出力信号がトナー量測定回路（トリボ算出手段）１
０１に送られ、トナー量が求められる。

【００４５】上記パッチ検センサ１００の下流側には、
転写ドラム１２が配設され、転写ドラム１２の表面に張
設されている誘電体シート１２ｄ内部の感光ドラム２と
接する転写位置には、従来技術の転写コロナ帯電器の代
わりに、誘電体シート１２ｄに接触するとともに転写電
源１０７に接続されている接触電極である導電性ブラシ
（転写装置）３３が配設されている。

【００４６】また、転写材Ｐを給紙カセット２０から転
写ドラム１２へ給紙するために第１のレジストローラ２
２と第２のレジストローラ２３とが配設され、第１、第
２のレジストローラ２２，２３の間でかつ第２のレジス
トローラ２３の近傍には、転写材Ｐの抵抗を検出するた
めの抵抗検知手段である電極ローラ３５，３６が配設さ
れており、電極ローラ３６は、転写材抵抗測定回路１０
８を介して電源１０９に接続されている。他方、電極ロ
ーラ３５は接地されている。また、各種センサ、すなわ
ち、現像電流測定回路１０２、トナー量測定回路１０１
及び転写材抵抗測定回路１０８の出力は、コントローラ
（制御装置）１０４へ入力され、それらの入力されたデ
ータに基づいて、ポスト帯電電源６１が制御・駆動され
る。

【００４７】上記構成において、本発明の特徴である画
像形成制御について説明する。まず、通常のプリントシ
ーケンスに入る前、例えば本体電源ＯＮ後の立ち上げ時
や、ある一定の稼動休止後や、連続稼動後などの休止時
間を利用して、感光ドラム２を回転させつつ、コントロ
ーラ１０４からの基準信号によって、１次帯電電源１０
６が駆動されて、１次帯電器３にて感光ドラム２が均一
に帯電され、つづいて、レーザ駆動回路１０５が駆動さ
れて、レーザ露光装置１１により、均一に帯電された感
光ドラム２に基準潜像が形成され、さらに、現像バイア
ス電源１０３が駆動されて、現像器６Ｃによって、上記
基準潜像に対して、感光ドラム２上にトナー像が現像さ
れる。このとき、現像器６Ｃには、現像バイアス電源１
０３より、現像電流測定回路１０２を介して、現像バイ
アス電圧が印加されて、そのとき、トナーが現像器６Ｃ
から感光ドラム２へ移動するため、現像電流Ｉ_Ｔが流
れ、これが、現像電流測定回路１０２によって測定さ
れ、その値がコントローラ１０４に入力される。その
後、感光ドラム２上の基準トナー像は、電位センサ５０
にて、感光ドラム２上での表面電位Ｖ_Ｓが求められ、
次に、パッチ検センサ１００により、感光ドラム２上の
基準トナー像の反射濃度Ｏ_ｔが求められ、その信号が
トナー量測定回路１０１に入力されて、トナー量Ｍが算
出されこれら表面電位Ｖ_Ｓ及びトナー量Ｍがコントロ
ーラ１０４へ入力される。ここで、本発明に係る現像電
流Ｉ_Ｔと反射濃度Ｏ_ｔによりトリボ算出及びそのト
リボ値による転写出力制御について図７、図８を用いて
説明する。

【００４８】まず、感光ドラム２上の基準潜像がトナー
現像されることにより、現像電流Ｉ_Ｔが流れる。この
Ｉ_Ｔを現像時間で積分したものが、現像されたトナー
の総電荷量Ｑ_Ｔとなる。

【００４９】Ｑ_Ｔ（ｃ）＝Ｉ_Ｔ（Ａ）／〔ｄ（ｍ）／Ｐ（ｍ／ｓｅｃ）〕…（１）（１）式でＩ_Ｔは現像電流、ｄは基準トナー像の感
光ドラム回転方向の長さ、Ｐは感光ドラム２の回転移動
速度である。現像電流測定手段とては、高圧用の電流計
を利用したものでよいが、抵抗器を直列に挿入した両端
の電圧降下により簡単に求めることが可能であり、この
処理が、現像電流測定回路１０２によって行われる。

【００５０】図７は、基準トナー像のトナー量を算出す
るために予め、トナー量測定回路１０１に記憶されてい
るパッチ検センサ出力対トナー量の関係を実験データを
もとに求めたテ−ブルである。このテーブルによりパッ
チ検センサ１００による基準トナー像上の反射濃度Ｏ_ｔ
からトナー量Ｍ（ｇｒ）を求めることができる。

【００５１】現像電流測定回路１０２にて求められたト
ナーの総電荷量Ｑ_Ｔと、トナー量測定回路１０１にて
求められたトナー量Ｍが、各々、コントローラ１０４へ
入力され、ここでＱ_Ｔ／Ｍが計算され、トリボが求め
られる。

【００５２】基準トナー像上のトナー反射濃度Ｏ_ｔを
測定するパッチ検センサ１００は、例えば発光ダイオー
ド、フォトダイオード及び多色の場合は、色補整フィル
タ等によって構成する。

【００５３】図８は、転写電源出力を制御するため予
め、コントローラ１０４に記憶されている最適転写電流
とトリボの関係を実験データをもとに求めたグラフであ
る。コントローラ１０４内部にて求められたトリボに応
じて、転写電源１０７の出力が決定される。

【００５４】以上のようにして、プリントシーケンスの
直前に、トナートリボを求め、その値から転写の出力が
決定される。

【００５５】次にプリントシーケンスが開始され、図
１、図２のように給紙カセット２０に載置されている転
写材Ｐは、給紙ローラ２１により、１枚だけ給紙され第
１のレジストローラ２２により、電極ローラ３５，３６
を通って第２のレジストローラ２３に送られ、転写材Ｐ
の先端が第２のレジストローラ２３に到達した時点で一
時的に停止した後に、感光ドラム２上の画像と同期して
転写ドラム１２へと送られグリップ１２ｅによりその先
端部が把持され、該転写ドラム１２にて図中矢印Ｒ２方
向に搬送される。次いで感光ドラム２と当接する領域に
おいて、誘電体シート１２ｄの背面から転写用導電性ブ
ラシ３３によって、コントローラ１０４からの信号に応
じた転写電源１０７からのトナーと逆極性の電界によ
り、誘電体シート１２ｄ、転写材Ｐのトナー層を介して
感光ドラム２へ転写充電電流Ｉ_ＴＲが付与されることに
より誘電体シート１２ｄが帯電すると同時に、転写材Ｐ
が吸着され、感光ドラム２上のトナー像が転写される。

【００５６】以上の工程中、転写材Ｐが第２のレジスト
ローラ２３で一時的に停止した際に、電極ローラ３５，
３６により転写材Ｐを挟持した状態で電極ローラ３５，
３６間に電圧を印加して転写材Ｐを通して流れる定常電
流が転写材抵抗測定回路１０８にて測定され、転写材Ｐ
の抵抗Ｒ_Ｐが求められて、コントローラ１０４へ入力
される。コントローラ１０４では、前述したように、ト
リボ値から画像形成時に必要な転写電流値Ｉ_ＴＲが求め
れており、この転写電流値Ｉ_ＴＲと転写材Ｐの抵抗値Ｒ
_Ｐの積から、転写時における転写材Ｐの転写電位Ｖ_Ｐ
＝Ｉ_ＴＲ×Ｒ_Ｐが求められる。

【００５７】次に、この求められた転写電位Ｖ_Ｐとト
リボ測定時に検出されたドラム上トナー層電位Ｖ_Ｓの
和、すなわち転写電界Ｖ_Ｔ＝Ｖ_Ｐ＋Ｖ_Ｓが算出さ
れる。Ｖ_Ｔが大きくなりすぎると画像の爆発状飛び散
りや、転写効率低下を招き、Ｖ_Ｔが小さくなりすぎる
と、転写不良による画像ウスやムラとなるので、このＶ
_Ｔが許容範囲内におさまるようにしなければならな
い。

【００５８】ここで図６、図９、図１０を用いて、転写
電界Ｖ_Ｔの制御について説明する。一般的に、転写時
における電位の関係をモデル的に示すと、図６のように
なっている。感光ドラム２はマイナス極性に帯電され
て、レーザ露光されて電位の低下したところにマイナス
極性のトナーが反転現像されて付着しており、Ｖ_Ｓは
総じてマイナス極性となっている。一方、転写材Ｐはプ
ラス極性のコロナを受けてプラスに帯電しており、この
間の電位差Ｖ_Ｔで転写が行われる。前述したように転
写材Ｐは、転写電流Ｉ_ＴＲと転写材Ｐの抵抗Ｒ_Ｐの積
となっており、かつ、転写電流Ｉ_ＴＲはトナートリボＱ
_Ｔ／Ｍで決まっている。このため、転写電位Ｖ_Ｐの
値は、転写電流Ｉ_ＴＲ、つまりトリボＱ_Ｔ／Ｍと、転
写材Ｐの抵抗Ｒ_Ｐで決定され、それらによって値が左
右される。一方。ドラム上トナー層電位Ｖ_Ｓもトリボ
Ｑ_Ｔ／Ｍや、潜像形成の状態によって変化していく。
このように、Ｖ_Ｔ＝Ｖ_Ｓ＋Ｖ_Ｐが変化する要因が
あるので、本発明においては、転写前にドラム上電位Ｖ
_Ｓと、トリボＱ_Ｔ／Ｍを制御することによってＶ_Ｔ
の変動を抑え込むことを特徴としており、このため、
現像後、転写前にポスト帯電器６０によってこの変動を
吸収しようとするものである。

【００５９】図９は、本実施例で用いたＶ_Ｔ制御の一
手段であるポスト帯電器６０の概略構成図と、同手段を
用いて、ポスト帯電器６０の出力とドラム電位Ｖ_Ｓと
トリボＱ_Ｔ／Ｍの関係を示したグラフである。図９か
らわかるように、ポスト帯電器６０は、電荷供給手段と
してのコロナワイヤ６０１にはＡＣ高圧が、そして、電
荷量制御手段としてのシールド６０２にはマイナス極性
のＤＣ高圧がポスト帯電電源６１により供給されおり、
ポスト帯電電源６１はコントローラ１０４の信号によっ
て制御される。コントローラ１０４には、図１０に示す
データが入力されており、前述したように算出されたＶ
_Ｔがコントローラ１０４内に入力されている許容範囲
外となった場合、図１０のデータに従ってポスト帯電電
源６１を制御することにより、総合的に転写電界Ｖ_Ｔ
が許容範囲内に入るようにする。

【００６０】以上、説明してきたように、プリントシー
ケンス直前にトリボ測定、転写電流決定を行い、プリン
トシーケンスと同時に、給紙ローラ２１で給紙された転
写材Ｐの抵抗値Ｒ_Ｐを測定し、それらの値から転写電
界Ｖ_Ｔを計算してその転写電界が許容範囲内に入るよ
うに、ポスト帯電器６０の出力を決定して画像形成を行
わせる。

【００６１】本実施例のような多色画像形成装置におい
ては、必要回数の転写工程が転写材Ｐに対して行われる
が第２色目以降、順次転写電流出力を増加させる方法が
有効であるが、その際には、前述算出した転写電源出力
量を基準に制御することが重要である。

【００６２】なお、図３〜図１０におけるデータは、感
光ドラム２としては、マイナス極性の有機光導電層を有
したＯＰＣドラムを用いて、これをプロセススピード１
６０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動している。またトナーとし
ては、マイナス極性に帯電する体積平均粒径が略８〜１
０μｍのポリエステルを主体とするトナーで、転写ドラ
ム１２の誘電体シート１２ｄとしては、１５０μｍ厚の
ポリフッ化ビニデリン（ＰＶｄＦ）シート、導電性ブラ
シ３３としては、直径が約２０〜３０μｍのレーヨン樹
脂繊維中にカーボンを混練分散した体積抵抗率が約１０
^５ Ωｃｍのもを使用して実験したデータであるが、使
用される材料が異なれば各種最適条件は異なるため、適
宜、実験により求めればよい。

【００６３】転写材抵抗Ｒ_Ｐ測定手段としての電極ロ
ーラ３５，３６の構成は、本実施例においては、図１１
の如く、３５ａ，３６ａは電極を兼ねる金属シャフトで
あり、電極ローラ３５，３６は導電部材からなり、使用
される転写材Ｐの幅より軸方向で短い構成となってい
る。導電部材は、金属又は導電性ゴム、導電性樹脂等が
使用できる。

【００６４】図１２は、本実施例に用いた接触電極であ
る導電性ブラシ３３の構成を示す図であり、ブラシ材質
としては前記の通りである。導電性ブラシ３３は、１２
５μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シー
ト等の誘電体弾性シートにより、誘電体シート１２ｄに
押圧接触されており、導電性繊維ブラシ３９の裏面に接
触する側には、転写領域上流側の電界を遮断するための
５０μ厚さのｍＰＥＴシート等の誘電体シートからなる
電界規制部材４０が配設されており、導電性繊維ブラシ
３９は転写電源１０７に接続されている。本構成の転写
電界形成手段は、コロナ放電器を使用した場合にシール
ドへ流れる電流のように転写に直接寄与しない電流はな
く、コントローラ１０４により制御された転写電源電流
が全て転写充電電流として寄与するため、本発明の意図
する制御をより正確に行うことができる。

【００６５】以上説明した構成による画像形成装置を用
いて、各種環境下において、各種転写材Ｐに対して画像
出しをしたところ、高画質で高安定な最適画像が得られ
た。〈第２実施例〉図１３は、本発明の他の実施例を示す。
本実施例は、前記第１実施例が具現化された転写ドラム
１２を備えた多色画像形成装置とは異なり、転写ベルト
４１を用いた画像形成装置である。

【００６６】本実施例によると、１次帯電器３によって
感光ドラム２は一様に帯電され、露光手段５の露光によ
って形成された潜像は、現像器６によりトナー像が形成
される。一方、転写ベルト４１によって転写材Ｐは、転
写部に搬送されてコロナ放電器１３によって感光ドラム
２上のトナー像は転写材Ｐへ転写され、転写材Ｐ上のト
ナーは、定着器２７によって定着されることにより、画
像形成が行われる。

【００６７】本実施例における、トリボ測定、ドラム上
トナー電位測定、転写出力電流制御、転写材Ｐ抵抗測
定、転写電界制御等の詳細な説明は、第１実施例と同様
なため省略するが、コロナ放電器１３で感光ドラム方向
の最適転写電流を正確に制御するには、総放電電流を検
知するとともにコロナ放電器１３のシールドを電気的に
絶縁し、シールドに流入する放電電流を検知する手段を
設け、総放電電流とシールド流入電流の差電流である感
光ドラム方向の転写電流を算出して制御する。

【００６８】本実施例においても基準信号による潜像を
現像した時の現像電流及びトナー反射濃度より、トリボ
を求める。また同時にトナー層電位を検知記憶する。そ
してトリボから最適な転写電流を求め、他方、転写材Ｐ
の抵抗値を検出する手段を設け、転写電流と転写材Ｐの
抵抗値より、転写材Ｐの帯電電位を求め、この転写材Ｐ
の帯電電位と、感光ドラム２上トナー層電位の値が、許
容範囲内に入るようにポスト帯電器６０の出力制御を行
う本実施例の画像形成装置を用いて画出ししたことろ、
あらゆる温湿度環境下、多様な転写材Ｐに対しても、前
述実施例同様、安定した最適画像が得られらた。〈第３実施例〉図１４は、本発明のさらに他の実施例を
示す。

【００６９】本実施例は、前記第１、第２実施例とは異
なりシートやベルトを介さず、また、転写電界付与手段
としては、コロナ放電器や導電性ブラシではなく転写ロ
ーラ３００を用いている。また、この画像形成装置は中
間トレイ２００を有し、両面や、多重複写を可能として
いる。

【００７０】本実施例によると、１次帯電器３によって
均一に帯電された感光ドラム２は、露光手段５によって
画像露光されることにより静電潜像が形成され、その潜
像が、現像器６にてトナー現像され、画像と同期して給
紙された転写材Ｐは、転写電源１０７に接続された転写
ローラ３００により転写電流を付与されて感光ドラム２
からトナーが転写材Ｐへ転写される。トナーが転写され
た転写材Ｐは、一度、定着器２７の作用により、トナー
が転写材Ｐへ定着された後、中間トレイ２００を介し
て、再び給紙ローラ及び転写材Ｐの体積対抗手段である
金属ローラ３５，３６を経て、裏面（もしくは多重面）
の画像形成がなされる。

【００７１】以上の工程中、前述の実施例同様に転写材
抵抗手段を転写材Ｐが通過するごとに、転写材抵抗検知
を行いポスト帯電出力にフィードバックすることによ
り、転写材Ｐがトナー転写されたり、定着作用を受け
て、その抵抗が変化しても、安定した画像が得られた。〈第４実施例〉転写電界Ｖ_Ｔを許容範囲に収めるため
に、第１実施例から第３実施例が、除電装置における画
像形成条件を変更するのに対し、この第４実施例におい
ては、１次帯電器３、露光手段５、現像装置６等の画像
形成条件を変更する例について説明する。

【００７２】今、説明のためにＶ_Ｔの許容範囲の上
限、下限をそれぞれＡ，Ｂとする。そして、以下の３通
りについて第１５図を参照して説明する。Ｂ＜Ｖ_Ｔ＜Ａの場合（すなわち、許容範囲内）は、
Ｖ_Ｔの結果にかかわらず、通常の電位制御シーケンス
により、１次帯電量、レーザ露光量、現像バイアス値
が、決定され、画像形成される。Ｖ_Ｔ＜Ｂの場合（すなわち、転写電界Ｖ_Ｔが小さ
すぎる）は、感光ドラム２上のトナー電位Ｖ_Ｓを大き
くするように制御する。具体的には、１次帯電電源１０
６の出力を大きくし、その帯電電位Ｖ_Ｄにおいて十分
な現像コントラスト電位Ｖ_ＣＯＮＴと、地かぶり防止電
位Ｖ_ＢＡＣＫがとれるように、レーザ駆動回路１０５、
現像バイアス電源１０３の出力をコントローラ１０４に
より制御する。Ａ＜Ｖ_Ｔの場合（すなわち、転写電界Ｖ_Ｔが大き
すぎる）は、と逆に、感光ドラム２上のトナー電位Ｖ
_Ｓを小さくするようにコントローラ１０４にて、１次
帯電電源１０６、レーザ駆動回路１０５、現像バイアス
電源１０７の出力を制御する。

【００７３】以上説明したように、プリントシーケンス
直前にトリボ測定、転写電流測定を行い、プリントシー
ケンスと同時に給紙ローラ２１で給紙された転写材Ｐを
測定し、画像形成に必要な１次帯電量、レーザ露光量、
現像バイアス値を決定して画像形成を行わせるものであ
る。

【００７４】なお、第４実施例においても、第２，第３
実施例にそれぞれ対応させて、転写ドラム１２を使用す
るに代えて転写ベルトを使用する、または、転写ドラム
や転写ベルトを使用しないようにしてもよいのはもちろ
んである。

【００７５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による
と、電荷トナーによって感光体上の静電潜像を現像する
ときの現像電流と、現像された感光体上のトナー濃度か
ら現像されたトナーのトリボを求め、また、その時のト
ナー像の電位求める。このトリボの値から最適転写電流
を決定する。他方、トナー像の転写対象となる転写材の
抵抗を求め、この抵抗と最適転写電流との積から転写電
位を予想し、転写電位とトナー像の電位の和が適宜な許
容範囲内に抑えられるよう、例えば除電装置、帯電装
置、露光手段等の画像形成条件を変更する。これによ
り、トナートリボや転写材の抵抗、環境変動や、多重、
両面モード時の転写出力変化などに、極めて速やかに反
応し、常に最適な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の概略を示す縦断面
図。

【図２】第１実施例の構成を示すブロック図。

【図３】転写電流と転写効率の関係を示すグラフ。

【図４】一定の体積抵抗率の転写材おける環境と最適転
写電流との関係示した図。

【図５】トナートリボをパラメータにして、各環境下で
の転写効率と最適転写電流との関係を示す図。

【図６】転写電界を考える上での各種電位のモデル図。

【図７】パッチ検センサの出力とトナー量の関係を実験
的に求めた図。

【図８】トリボと最適転写電流の関係を求めた図。

【図９】ポスト帯電器の構成を示す概略図。

【図１０】トナートリボ、シールドバイアス、トナー像
電位の関係を示す図。

【図１１】転写材Ｐの抵抗測定手段の構成を示す斜視説
明図。

【図１２】導電性ブラシの構成を示す断面図。

【図１３】転写装置の他の実施例を示す断面図。

【図１４】転写装置のされに別の実施例を示す断面図。

【図１５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は転写電界制
御の考え方を示すモデル電位図。

【図１６】従来例の概略を示す縦断面図。

【図１７】転写ドラムの構成を示す斜視説明図。

【符号の説明】

２感光体（感光ドラム）３帯電装置（１次帯電器）５露光手段６現像装置３３転写装置（導電性ブラシ）３５，３６抵抗検出手段（電極ローラ）５０電位検出手段（電位センサ）６０除電装置（ポスト帯電器）１００濃度検出手段（パッチ検センサ）１０１トリボ算出手段（トナー量測定回路）１０２電流検出手段（現像電流測定回路）１０４制御装置（コントローラ）１０７転写電流決定手段（転写電源）Ｐ転写材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を帯電する帯電装置と、前記感光
体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光
体上の静電潜像に電荷トナーを付着させてトナー像を形
成する現像装置と、前記感光体上のトナー像を転写材に
転写する転写装置と、を備えた画像形成装置において、前記現像装置から前記感光体に移動する現像時の前記電
荷トナーによって流れる現像電流を検出する電流検出手
段と、前記感光体上のトナー像の濃度を検出する濃度検出手段
と、該濃度検出手段と前記電流検出手段との出力を基に前記
感光体上のトナー像のトナートリボを算出するトリボ算
出手段とを備え、さらに、該トリボ算出手段の算出結果に基づいて前記転
写装置の転写出力を決定する転写電流決定手段と、前記転写材の抵抗を検出する抵抗検出手段と、前記感光体上のトナー像の電位を検出する電位検出手段
と、の出力に基づいて転写電界を算出する電界算出手段
と、前記転写電界が所定範囲内に収まるように、画像形成条
件を変更する制御装置とを備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記制御装置が変更する画像形成条件
が、前記トナー像転写後の前記感光体を除電する除電装
置における画像形成条件である、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】前記制御手段が変更する画像形成条件
が、前記帯電装置、露光手段、現像装置の画像形成条件
のうちの少なくとも１つである、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。