JPH06161307A

JPH06161307A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06161307A
Application number: JP4309868A
Authority: JP
Inventors: Shino Sakai; 志野境; Omimasa Utaka; 臣将宇鷹; Akihiko Ishii; 明彦石井; Michio Shimura; 美千男志村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】転写ローラに転写電圧を印加して、クーロン力
によってトナー像搬送体から記録媒体にトナー像を転写
するようにした画像形成装置に関し、記録媒体の静電容
量や電気抵抗値が変化したり記録媒体の幅が変わって
も、トナー像の良好な転写を行うことができる画像形成
装置を提供することを目的とする。【構成】トナー像をトナー像搬送体７から記録媒体１０
０に転写させるために転写ローラ２１に転写電圧を印加
するための転写用電源２２と、記録媒体１００の静電容
量を検出するための媒体静電容量検出手段１５，２４
と、媒体静電容量検出手段１５，２４からの検出信号に
応答して転写用電源２２から転写ローラ２１に印加され
る転写電圧を制御するための転写電圧制御手段２５とを
設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、転写ローラに転写電
圧を印加して、クーロン力によってトナー像搬送体から
記録媒体にトナー像を転写するようにした画像形成装置
に関する。

【０００２】転写部において良好な転写が行われないと
記録品位が低下する。特に、複数色を重ねて記録を行う
フルカラー画像などの場合には、一番表面にある色だけ
が薄くなるので色の再現性を劣化させることになる。

【０００３】

【従来の技術】図１０は、トナー像搬送体８１上のトナ
ー層８２を、転写ローラ８３により、記録媒体１００へ
転写する状態を表したモデル図である。

【０００４】トナー像をトナー像搬送体８１から記録媒
体１００へクーロン力によって転写するためには、５〜
１０μｍである転写空隙ギャップ間の電界を２３〜５０
ＭＶ／ｍの範囲にしなければならないことが、すでに公
知となっている。

【０００５】図１１は転写部の電気的な等価回路であ
り、トナー像搬送体８１の静電容量Ｃ１と、トナー像搬
送体８１上のトナー層８２の静電容量Ｃ２と、転写空隙
部（空気層）の静電容量Ｃ３と、記録媒体１００の静電
容量Ｃ４とが直列に接続されたものとして考えることが
できる。

【０００６】転写電圧は、トナー像搬送体８１やトナー
層８２等の各部分の容量比によって分割される。したが
って、空隙ギャップの電界が前述の適正範囲になるのに
必要な電圧が空気層の容量Ｃ３の両端に加わるように転
写電圧を設定する必要がある。

【０００７】さらにカラー画像の場合には、トナー層８
２が一層の部分もあれば、二層あるいは三層になってい
る部分等もある。したがって、部分によって静電容量が
異なるので、どの部分においても良好な転写を行うよう
にするためには、適正な転写電圧の幅は非常に狭い。

【０００８】例えば、８０％以上のトナーが転写される
（転写効率８０％以上）ためには、転写電圧は１８００
Ｖ〜２１００Ｖとなり、そのマージンは３００Ｖ程度し
かない。

【０００９】そこで従来は、そのような狭いマージンの
範囲に入るべく設定された所定の転写電圧を転写ローラ
に印加していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし記録媒体として
は、一般に用いられる上質紙だけでなく、厚紙、はが
き、或いはオーバーヘッドプロジェクタ用の透明紙等さ
まざまなものが用いられ、各々によって静電容量Ｃ４が
相違する。また、温度や湿度等の環境が変われば、記録
媒体の静電容量Ｃ４が変化する。

【００１１】そのように記録媒体の静電容量が変化した
とき、良好な転写を行うためには転写電圧も変える必要
があるが、従来は前述のように予め設定された一定の転
写電圧が転写ローラに印加されていたので、記録媒体の
静電容量がばらつけば良好な転写が行われず、記録媒体
に転写されるトナー像の画質が劣化する場合があった。

【００１２】また、記録媒体の電気抵抗値が変化した場
合にも、抵抗値が小さいと、記録媒体裏面にたまる電荷
が少なくなって転写効率が下がり、抵抗値が大きいと、
転写電圧が高すぎてトナー像搬送体から記録媒体に圧接
前に空中で放電現象が発生して、画質が劣化してしま
う。

【００１３】また、記録媒体の幅が狭い場合には、記録
媒体の幅より外側部分ではトナー像搬送体と転写ローラ
との間が空気層になるので、記録媒体のある部分よりも
ない部分の方が静電容量が大きくなり、電荷が記録媒体
のない部分に集中して記録媒体上の電荷が不足し、十分
な転写効率を得ることができなくなって、画質が劣化し
てしまう。

【００１４】そこで本発明は、記録媒体の静電容量や電
気抵抗値が変化したり記録媒体の幅が変わっても、トナ
ー像の良好な転写を行うことができる画像形成装置を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、実施例を説明するための
図１に示されるように、トナー像が表面に形成されたト
ナー像搬送体７と、上記トナー像搬送体７との間に記録
媒体１００を圧接して上記トナー像を上記トナー像搬送
体７の表面から上記記録媒体１００の表面に転写させる
ための転写ローラ２１と、上記トナー像を上記トナー像
搬送体７から上記記録媒体１００に転写させるために上
記転写ローラ２１に転写電圧を印加するための転写用電
源２２と、上記記録媒体１００の静電容量を検出するた
めの媒体静電容量検出手段１５，２４と、上記媒体静電
容量検出手段１５，２４からの検出信号に応答して、上
記転写用電源２２から上記転写ローラ２１に印加される
転写電圧を制御するための転写電圧制御手段２５とを設
けたことを特徴とする。

【００１６】なお、上記記録媒体１００の静電容量に代
えて、電気抵抗値を検出するための媒体抵抗値検出手段
１５，１２４を設け、或いは記録媒体１００の幅を検出
するための媒体幅検出手段１５，２２４を設けて、それ
らの検出信号に応答して転写電圧を制御するようにして
もよい。

【００１７】

【作用】媒体静電容量検出手段２４によって記録媒体１
００の静電容量が検出され、その検出信号に応答して転
写ローラ２１に印加される転写電圧が制御される。

【００１８】また、媒体抵抗値検出手段１２４又は媒体
幅検出手段２２４を設けた場合には、記録媒体１００の
電気抵抗値又は幅が検出されて、その検出信号に応答し
て転写ローラ２１に印加される転写電圧が制御される。

【００１９】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１と図
２は、本発明を電子写真方式のフルカラープリンタに適
用した実施例の構成と動作を示している。

【００２０】ここでは、まず帯電器２により感光体ドラ
ム１上を均一に帯電する。次に、露光器３により感光体
ドラム１上に静電潜像を形成し、現像器４にてこの潜像
部に各色トナーを付着させ現像する。

【００２１】現像器４は、黄色（Ｙ）トナーを用いた現
像ユニット４ａと、マゼンタ（Ｍ）トナーを用いた現像
ユニット４ｂと、シアン（Ｃ）トナーを用いた現像ユニ
ット４ｃと、黒色（Ｂ）トナーを用いた現像ユニット４
ｄとを有し、感光体ドラム１が一回転する毎に順次１色
づつ現像される。

【００２２】現像されたトナー画像は、中間転写体ドラ
ム７との接点において中間転写体ドラム７の表面に一次
転写される。転写されなかった感光体ドラム１上のトナ
ーはクリーニング部６で除去されて、再び元のプロセス
位置を回る。

【００２３】プリンタ装置の側部には、用紙カセット１
１が着脱自在に備えられている。用紙カセット１１の上
部にはピックアップローラ１２が備えられ、用紙カセッ
ト１１内の記録用紙１００が、上部から１枚繰り出され
て用紙送りローラ１３へ導かれる。

【００２４】また、用紙カセット１１の上部には、記録
用紙１００がその先の待機ローラ１５の中央部に必ず接
触するように、セットする位置を指定した手差しトレイ
１４が設けられており、はがきなどの厚紙や規定サイズ
以外の記録媒体をセットして、用紙送りローラ１３によ
って、給紙することができるようになっている。

【００２５】用紙送りローラ１３で搬送された記録用紙
１００は、待機ローラ１５にぶつかり、そのぶつかった
先端が待機ローラ１５でさらに少量送られ、待機ローラ
１５に完全に挟まれた状態でいったん停止したのち、二
次転写を行うためのタイミングをとって二次転写ローラ
２１部へ送り出される。これは、記録用紙１００を瞬間
的に送り出して、用紙先端を中間転写体ドラム７上の画
像先端に一致させるための動作である。

【００２６】このとき、用紙カセット１１や手差しトレ
イ１４の記録媒体位置指定により、どのようなサイズの
記録媒体でも、必ず待機ローラ１５の中央部に接触する
ように搬送される。

【００２７】なお、この待機ローラ１５は、図２に示さ
れるように、プリントスタートと同時に回転を始め、記
録用紙１００が接触してその先端が待機ローラ１５から
離れた時点で図示されていないクラッチを切って回転を
止める。

【００２８】そして、記録用紙１００の静電容量検知を
行った後、中間転写体ドラム７上にすべてのトナー像が
感光体ドラム１から一次転写された後に再び、クラッチ
を継いで待機ローラ１５を回転させ、記録用紙１００を
搬送する。

【００２９】このように、記録用紙１００の静電容量を
検出するのに待機ローラ１５を利用すると、待機中に時
間を充分にとって静電容量の検出を行うことができ、ま
た、既存の部品を多く利用することができるので部品点
数が増えないメリットがある。

【００３０】二次転写ローラ２１は、中間転写体ドラム
７の表面に形成されているトナー画像を記録用紙１００
の表面に転写させるために、中間転写体ドラム７との間
に記録用紙１００を圧接するように配置されて、二次転
写電圧印加電源２２から電圧が印加されている。

【００３１】そして、トナー画像の転写を受けた記録用
紙１００は熱定着器１８へ搬送されてトナー画像が定着
され、それからスタッカ１９に排出される。１７は、中
間転写体ドラム７の表面に残ったトナーを除去するため
のクリーナである。

【００３２】待機ローラ１５は、図３に示されるよう
に、平行に配置された例えばステンレス鋼製の一対の金
属軸１５ａに、４対の絶縁性のゴムローラ１５ｂが各々
あい対向して圧接するように配置され、中央部には一対
の金属ローラ１５ｃがあい対向して取り付けられてい
る。したがって、待機ローラ１５に挟まれる記録用紙１
００の表裏両面が、必ずその一対の金属ローラ１５ｃに
接触する。

【００３３】一対の金属軸１５ａには、記録用紙１００
の静電容量を検出するための静電容量検出回路２４が接
続されている。静電容量検出回路２４には、一対の金属
軸１５ａに例えば周波数ｆが１０キロヘルツの交流電圧
を印加するための交流電源２４ａが設けられており、そ
のとき流れる電流値Ａが電流計２４ｂによって検出さ
れ、電圧値Ｖ、電流値Ａ及び周波数ｆの各々の値を示す
信号が制御部２５に送られる。

【００３４】制御部２５においては、入力した信号がア
ナログデジタル変換器２５ａでデジタル化されて中央演
算装置２５ｂに入力され、そこで記録用紙１００の静電
容量Ｃが、Ｃ＝Ｉ／（２πｆＶ）〔Ｆ〕として算出される。

【００３５】そして、例えば図４に示されるような関係
で、静電容量Ｃの値に対応して二次転写電圧が設定さ
れ、その二次転写電圧設定信号が、デジタルアナログ変
換器２５ｃでアナログ化されて、二次転写電圧印加電源
２２の駆動回路に出力される。

【００３６】その結果、二次転写電圧印加電源２２から
二次転写ローラ２１に対して、図４に示されるような関
係で、記録用紙１００の静電容量Ｃに対応する好ましい
二次転写電圧が印加される。

【００３７】それによって、記録用紙１００としてどの
ような種類及び厚さの記録媒体が用いられても、また周
囲の環境が変化しても、それらの影響を受けず、中間転
写体ドラム７から記録用紙１００にトナー像の良好な転
写を行うことができる。

【００３８】図５は本発明の第２の実施例を示してお
り、媒体静電容量検出回路２４に代えて、記録用紙１０
０の電気抵抗値を検出するための媒体抵抗値検出回路１
２４を設けたものである。その他の構成については、制
御部２５における制御内容以外、図１に示された第１の
実施例の構成と同じである。

【００３９】この媒体抵抗値検出回路１２４は、待機ロ
ーラ１５の金属ローラ１５ｃに対して定電流を与える直
流電源１２４ａと一対の金属ローラ１５ｃ間の電圧値を
検出する電圧計１２４ｂを有する。

【００４０】そして、制御部２５において、電流値と検
出電圧値から記録用紙１００の電気抵抗値が算出され、
例えば図６に示されるような関係で電気抵抗値に対応し
て二次転写電圧が設定され、その二次転写電圧設定信号
が、二次転写電圧印加電源２２の駆動回路に出力され、
その好ましい二次転写電圧が二次転写ローラ２１に印加
される。

【００４１】図７は本発明の第３の実施例の待機ローラ
１５部分を示しており、一対の金属軸１５ａに、例えば
１０⁸ないし１０¹⁰Ωの中抵抗体からなる５対のローラ
１５ｄが取り付けられている。

【００４２】その他の構成については、制御部２５にお
ける制御内容以外、図５に示された第２の実施例の構成
と同じである。ただし、第２の実施例における媒体抵抗
値検出回路１２４と同じ構成の回路が媒体幅検出回路２
２４として動作する。

【００４３】この実施例によれば、記録用紙１００の幅
が変わると、図５に示される媒体抵抗値検出回路１２４
に代わる媒体幅検出回路２２４によって検出される抵抗
値が変化し、それによって記録用紙１００の幅が検出さ
れる。

【００４４】そして、記録用紙１００の幅に対応して、
例えば図８に示されるような関係で、記録用紙１００の
幅に対応した好ましい二次転写電圧が二次転写ローラ２
１に印加される。

【００４５】図９は本発明の第４の実施例を示してお
り、二次転写ローラ２１を、Ａ５横（Ａ４縦）、Ｂ５横
（Ｂ４縦）及びＡ４横（Ａ３縦）の３段階の幅に電気的
に分離して形成したものである。記録用紙１００の幅を
検出する待機ローラ１５の部分は第３の実施例と同じで
ある。

【００４６】二次転写ローラ２１は、金属に絶縁加工を
施した芯金２１ａに、ローラ部の端からＡ４横、Ｂ４横
の幅の位置に、転写像に影響を及ぼさない厚さ１００μ
ｍ以下の絶縁板２１ｂを設け、芯金２１ａの周りに、ロ
ーラ部の端から端までがＡ３横の幅になるように、ゴム
またはスポンジをライニングして所定の太さまで研磨し
たものである。

【００４７】そして、この転写ローラ２１の下部に接触
するように、絶縁板２１ｂの位置に対応した長さに区切
った導電ブラシ２１ｃを設け、これに転写電流を流すこ
とによって、中間転写体ドラム７のトナー像を記録用紙
１００に転写する。

【００４８】このとき、待機ローラ１５側で検出された
用紙幅に対応して、二次転写電圧印加電源２２内の第１
と第２のスイッチＳ１，Ｓ２をスイッチ駆動回路２２ａ
で開閉し、かつ単位面積あたりの転写電流値がいつも同
じになるように転写電流値切替回路２２ｂで電源電流値
を切り換えた後、第３のスイッチＳ３を閉じる。

【００４９】このようにして、二次転写が用紙幅に対応
する幅の部分だけ定電流で行われ、記録媒体の種類とサ
イズに応じた良好な転写が行われる。なお、本発明はカ
ラープリンタに限らず、モノクロのプリンタに適用して
もよく、プリンタ以外のトナーを用いた各種画像形成装
置に広く適用することもできる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、記録媒
体の静電容量、電気抵抗又は幅などが変わっても、それ
に対応して転写電圧が変えられるので、常にトナー像の
良好な転写を行うことができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】第１の実施例のタイムチャート図である。

【図３】第１の実施例の部分斜視図である。

【図４】第１の実施例の動作特性線図である。

【図５】第２の実施例の構成図である。

【図６】第２の実施例の動作特性線図である。

【図７】第３の実施例の部分斜視図である。

【図８】第３の実施例の動作特性図である。

【図９】第４の実施例の部分構成図である。

【図１０】転写原理説明図である。

【図１１】転写原理説明図である。

【符号の説明】

７中間転写体ドラム（トナー像搬送体）１５待機ローラ２１二次転写ローラ２２二次転写電圧印加電源（転写用電源）２４媒体静電容量検出回路２５制御部１００記録用紙（記録媒体）１２４媒体抵抗値検出回路２２４媒体幅検出回路

フロントページの続き (72)発明者志村美千男神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像が表面に形成されたトナー像搬送
体（７）と、上記トナー像搬送体（７）との間に記録媒体（１００）
を圧接して上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）の
表面から上記記録媒体（１００）の表面に転写させるた
めの転写ローラ（２１）と、上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）から上記記録
媒体（１００）に転写させるために上記転写ローラ（２
１）に転写電圧を印加するための転写用電源（２２）
と、上記記録媒体（１００）の静電容量を検出するための媒
体静電容量検出手段（１５，２４）と、上記媒体静電容量検出手段（１５，２４）からの検出信
号に応答して、上記転写用電源（２２）から上記転写ロ
ーラ（２１）に印加される転写電圧を制御するための転
写電圧制御手段（２５）とを設けたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】トナー像が表面に形成されたトナー像搬送
体（７）と、上記トナー像搬送体（７）との間に記録媒体（１００）
を圧接して上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）の
表面から上記記録媒体（１００）の表面に転写させるた
めの転写ローラ（２１）と、上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）から上記記録
媒体（１００）に転写させるために上記転写ローラ（２
１）に転写電圧を印加するための転写用電源（２２）
と、上記記録媒体（１００）の電気抵抗値を検出するための
媒体抵抗値検出手段（１５，１２４）と、上記媒体抵抗値検出手段（１５，１２４）からの検出信
号に応答して、上記転写用電源（２２）から上記転写ロ
ーラ（２１）に印加される転写電圧を制御するための転
写電圧制御手段（２５）とを設けたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項３】トナー像が表面に形成されたトナー像搬送
体（７）と、上記トナー像搬送体（７）との間に記録媒体（１００）
を圧接して上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）の
表面から上記記録媒体（１００）の表面に転写させるた
めの転写ローラ（２１）と、上記トナー像を上記トナー像搬送体（７）から上記記録
媒体（１００）に転写させるために上記転写ローラ（２
１）に転写電圧を印加するための転写用電源（２２）
と、上記記録媒体（１００）の幅を検出するための媒体幅検
出手段（１５，２２４）と、上記媒体幅検出手段（１５，２２４）からの検出信号に
応答して、上記転写用電源（２２）から上記転写ローラ
（２１）に印加される電圧を制御するための転写電圧制
御手段（２５）とを設けたことを特徴とする画像形成装
置。