JPH07271215A - 画像形成装置の制御方法 - Google Patents

画像形成装置の制御方法

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JPH07271215A
JPH07271215A JP6079765A JP7976594A JPH07271215A JP H07271215 A JPH07271215 A JP H07271215A JP 6079765 A JP6079765 A JP 6079765A JP 7976594 A JP7976594 A JP 7976594A JP H07271215 A JPH07271215 A JP H07271215A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体1と転写手段2との対向部である転
写部位Nに転写材Pを導入し、転写手段2にバイアスを
印加して像担持体1表面に形成された像を転写材Pへ転
写する画像形成装置について、装置に通紙使用される転
写材Pの幅によらず、また全環境を通じて適正な画像が
得られるようにすること。 【構成】 上記の画像形成装置において、転写材Pの幅
を検知する手段を有し、少なくとも転写部位Nに像担持
体1面の非画像域が対応している時に転写手段2に生じ
た電圧または電流に比例した情報量をAとすると、転写
部位Nに像担持体1面の画像域が対応している時は前記
情報量Aに所定の係数Rを乗じたバイアスで前記転写手
段2を定電圧制御して像担持体1表面から転写材Pへの
像転写を行わせ、前記の転写材幅検知手段で検知される
転写材Pの幅によって前記係数Rを可変とすること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は転写式の画像形成装置の
制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】感光体・誘電体・磁性体等の像担持体に
電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセ
スなど適宜の作像プロセスを適用して目的の画像情報に
対応した可転写像(トナー像)を形成担持させ、そのト
ナー像を紙を主とするシート状の転写材に静電的に転写
させ、転写材面に転写したトナー像を永久固着像として
定着させる転写式の複写機・プリンタ等の画像形成装置
において、像担持体から転写材にトナー像を静電転写す
る手段として、導電性の弾性転写ローラ・転写ベルト等
の転写手段を像担持体に対向当接させ、その両者の対向
部である転写部位に像担持体上のトナー像の先端にタイ
ミングを合わせて転写材を挿通すると共に、転写手段に
転写バイアスを印加して像担持体両側のトナー像を転写
材面側へ静電的に転移(転写)させる接触式静電転写手
段がある。
【0003】図8にこの接触式静電転写手段の一例の概
略構成を示した。
【0004】1は像担持体であり、例えば回転ドラム型
電子写真感光体である。1bはAlなどの導電材製のド
ラム基体、1aはその外周面に形成した感光層である。
【0005】2は転写手段としての導電ゴムなどからな
る弾性転写ローラであり、像担持体に略並行に配列して
所定の押圧力で圧接させてある。4はこの転写ローラ2
に対する転写バイアス印加電源である。
【0006】像担持体1は矢示の時計方向に回転駆動さ
れ、像担持体1の周囲等に配設した不図示の作像プロセ
ス機器によってその周面に目的の画像情報に対応した可
転写像としてのトナー像が形成される。
【0007】一方、不図示の給紙部から転写材Pが搬送
路3を通して像担持体1と転写ローラ2との対向圧接ニ
ップ部である転写部位Nに対して、像担持体1上のトナ
ー像の先端部が転写部位Nに到達したとき転写材先端部
も丁度転写部位Nに到達する所定のタイミングで給送さ
れると共に、転写ローラ2に対して電源4から所定の転
写バイアスが印加され、その印加バイアスで形成される
電界の作用で像担持体1側のトナー層が給送転写材P面
側に順次に転写されていく。
【0008】このような転写手段は、像担持体に近接し
て転写帯電器を配設し、両者の間に転写材を通過させる
とともに、転写帯電器に転写バイアスを印加し、このと
き発生するコロナ放電によって転写を行なうような、非
接触式であるコロナ放電転写手段に比べて、転写材背面
に過剰の電荷を与えるおそれが少ないので、文字まわり
へのトナーの飛び散りがほとんどない。
【0009】さらに、転写部位Nにおいて、転写材Pが
像担持体1と転写ローラ2とによって強固に保持されな
がら進行するので、転写部位Nの前後に存在する転写材
搬送手段、定着部位などへの進入・排出時に受けるショ
ックによって転写ずれを生ずるおそれがすくなく、良質
の画像が得られる利点がある。
【0010】また、コロナワイヤ電極もないのでそれの
汚れによる障害もない、高圧放電に基づくオゾンの発生
や、窒化物の生成もなく、これらによる感光体や画質の
劣化なども少ないなど種々な利点がある。
【0011】しかし、その反面、転写手段としての転写
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。
【0012】即ち、低温低湿環境下(15°C、10
%、以下L/Lと記す)では、転写ローラ2の抵抗値は
常温常湿(23°C、64%、以下N/Nと記す)時の
それよりも数桁上昇することがある。反対に、高温高湿
(32.5°C、85%、以下H/Hと記す)環境下で
は、抵抗がN/Nに比して1〜2桁下がることがある。
【0013】このような環境の差異によるV−I特性の
変動を図9に示してある。このように使用環境によって
V−I特性が大きく変化するので、単純な「定電圧制
御」ではH/H,N/N,L/Lの全環境にわたって良
好な画像を得ることはできない。
【0014】即ち、N/N環境下において適切な転写が
行なわれるように定電圧制御すると、H/H環境下にお
いてはほぼ同様の転写特性を示すが、L/L環境下にお
いては転写電流が不足して転写不良を招来する。
【0015】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やH/H環境に
おいて電流が過剰に流れて転写後の画像がにじんだり、
さらには電荷が転写材を貫通して感光体表面のトナーを
逆極性に帯電させて転写不良を起こす。
【0016】このような事態に対処すべく、「定電流制
御」を行なっても以下のような問題が生ずる。
【0017】即ち一般に、この種の画像形成装置におい
ては、その装置に通紙使用可能な最大サイズ転写材以下
の範囲で小サイズ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、通紙時でも像担持体としての感光体の
長手方向で、感光体と転写ローラとが直接当接する、転
写材の存在しない非通紙部分があることになる。したが
ってこの非通紙部分の方が、転写材が存在する通紙部分
よりも電流が流れやすいために、転写ローラ2にかかる
電圧が降下し、通紙部分に流れる電流が不足し、転写不
良を生ずる。
【0018】これは要するに、この種の公知の装置にお
いては「定電圧制御」、「定電流制御」のいずれの方式
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持たせることは困難であ
るのが現状であった。
【0019】このような問題に対処する制御方式の1つ
としてATVC方式が提案され、実用されている(特願
昭63−276106号、Active Transfer Voltage Control
)。
【0020】これを図9を用いて簡単に説明する。まず
転写材Pが転写部位Nに達する前に転写手段2を電流I
1で「定電流制御」して、この時の電圧をホールドし、
転写部位Nに転写材Pが達した場合には前記ホールドし
た電圧で「定電圧制御」するというものである。
【0021】H/H環境下において転写ローラ2の抵抗
が小さくなっている場合には、Vaという比較的低い電
圧が転写時に印加され、逆にL/L環境下において転写
ローラ2の抵抗が大きくなっている場合には、Vcとい
う比較的高い電圧が印加されることにより、全環境でほ
ぼ所望の転写電流が得られるようにしたものである。
【0022】上記の制御をさらに高度なものにしたの
が、特開平 2−264278号公報で提案されている制御であ
る。これは転写材Pが転写部位Nに来る前の「定電流制
御」時に得られるホールド電圧にある係数Rをかけた電
圧で、転写材Pが転写部位Nに達した時に「定電圧制
御」しようとするものである。この係数Rを選択するこ
とにより、より適正な転写電流を得ようとするものであ
る。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような制
御方法でも以下のような問題点があった。
【0024】すなわち、前記したように、一般にこの種
の画像形成装置においては、その装置に使用可能な最大
サイズ転写材以下の範囲で小サイズ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、通紙時でも像担持体と
しての感光体の長手方向で感光体と転写ローラとが直接
当接する、転写材の存在しない非通紙部分があることに
なる。この非通紙部分の方が転写材が存在する通紙部分
よりも電流が流れやすく、本来通紙部に流れるべき電流
の一部が逃げてしまって転写不良を招くという問題が生
じる。
【0025】このことを図10をもとに詳しく説明す
る。図10は像担持体であるドラム型感光体1と転写ロ
ーラ2の間を転写材Pが通紙されている断面図である。
転写ローラ2は芯金2aと導電性ゴム部2bとから構成
される。また点a〜eの各部における電流Ia〜Ieの
経路を矢印で示す。さらに点a〜eの各部における転写
ローラ2から感光ドラム1までの等価回路を下段に示し
た。
【0026】感光体1の感光層の抵抗をRD 、転写材P
の抵抗をRP 、転写ローラ2の抵抗をRT とし、各部に
おける総合抵抗をRa〜Reとする。
【0027】転写材通紙部の端部付近(点bとd)にお
いては図示するように電流Ib,Idの経路が転写材P
を通らずに流れるようになる。この時、転写ローラゴム
部2bの抵抗RT ′は経路が長くなるためにRT ′>R
T となる。しかしながら、例えば点bと点cでの抵抗を
比べた場合、RT ′<(RP +RT )となった場合には
抵抗の低い経路を通るためにIb,Idは図示のように
なるのである。
【0028】ただし、転写材端部から内側へいくにつれ
て転写材を迂回して流れる電流に対する抵抗RT ′は増
加するため、転写材中央部においては、非通紙部に逃げ
る電流よりも転写材を通して流れる電流が支配的とな
る。従って、転写材の端部ほど転写不良が生じやすいこ
とがわかる。この現象は転写ローラ2の抵抗値が低いほ
ど生じやすい。
【0029】対策として転写ローラ2の抵抗を大きくす
れば改善され得るが、製造上、抵抗コントロールが困難
であったり、また必然的に電源の電圧値も上げる必要が
あり、電源の大型化やコストアップ、装置内の絶縁性能
向上が必要になるなどの弊害がある。
【0030】また、転写材がハガキ用紙のように厚紙で
あると抵抗も大きく、この現象も顕著となる。
【0031】そこで本発明は、この種の画像形成装置に
ついて、装置に通紙使用される転写材の幅によらず、ま
たH/H,N/N,L/Lの全環境を通じて適正な画像
が得られるようにしたものである。
【0032】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の手段構成
を特徴とする画像形成装置の制御方法である。
【0033】(1)像担持体と転写手段との対向部であ
る転写部位に転写材を導入し、転写手段にバイアスを印
加して像担持体表面に形成された像を転写材へ転写する
画像形成装置において、転写材の幅を検知する手段を有
し、少なくとも転写部位に像担持体面の非画像域が対応
している時に転写手段に生じた電圧または電流に比例し
た情報量をAとすると、転写部位に像担持体面の画像域
が対応している時は前記情報量Aに所定の係数Rを乗じ
たバイアスで前記転写手段を定電圧制御して像担持体表
面から転写材への像転写を行わせ、前記転写材の幅を検
知する手段で検知される転写材の幅によって前記係数R
を可変とすることを特徴とする画像形成装置の制御方
法。
【0034】(2)少なくとも前記転写部位に転写材が
存在しない時に転写手段を定電流制御し、転写部位に転
写材が存在して転写を行なう時には転写手段を定電圧制
御することを特徴とする(1)記載の画像形成装置の制
御方法。
【0035】(3)係数Rは前記情報量Aによって可変
であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の画像
形成装置の制御方法。
【0036】
【作用】上記のように転写手段の転写バイアスを制御す
ることで、環境、転写材のサイズによらず、状況に応じ
て転写電流値を最適値に制御することが可能であり、結
果として常に安定して良好な画像を得ることができる。
すなわち、転写材幅検知手段からの信号に応じて制御式
を選択し、転写材サイズが小さいほど転写時印加電圧を
高くする方向に制御してやれば良い。
【0037】また係数Rは前記情報量Aによって可変に
して、すなわち情報量Aの変化に応じて更正すること
で、より適切な転写電流値制御が可能となる。
【0038】
【実施例】
〈実施例1〉(図1〜図3) 図1は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は転写式の電子写真プロセス利用のレーザ
・プリンタであり、両面・多重画像形成機能を有するも
のである。
【0039】像担持体1(回転ドラム型電子写真感光
体)はその回転過程で一次帯電器32によって所定の極
性・電位に一様に帯電処理され、その帯電面に対してレ
ーザスキャナ(光像信号付与手段)33によって、目的
の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変
調されたレーザビームによる走査露光を受けることで像
担持体1面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。
【0040】次いで現像器34によってその潜像に帯電
トナーが供給されて潜像がトナー像として可視化され
る。本例装置では現像は、一次帯電の極性と同極性に帯
電したトナーによる反転現像である。
【0041】一方、給紙カセット17から給紙ローラ1
8によつて転写材Pが1枚宛繰り出され、シートパスa
→レジストローラ8→シートパスbの経路で像担持体1
と転写ローラ2との圧接ニップ部である転写部位Nに所
定のタイミングをもって給送され、かつ転写ローラ2に
対して電源4により所定の転写バイアスが印加されて像
担持体1面側のトナー像が給送転写材P面に転写されて
いく。
【0042】転写部位Nを通ってトナー像転写を受けた
転写材Pは像担持体1面から分離されてシートパスfを
通って定着器9へ導入され、熱と圧力による転写トナー
像定着を受ける。
【0043】転写材分離後の像担持体1面はクリーニン
グ器6で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受け、
またイレーサランプ7で除電処理を受けて繰り返して作
像に供される。
【0044】(a)片面プリントモードの場合 定着器9を出た転写材Pは、搬送ローラ対21→破線示
の第1姿勢に切換え保持された第1フラッパ23の上側
のシートパスd→排紙ローラ20へ向うシートパスe→
排紙ローラ20を通って、片面プリントとして排紙トレ
イ30上に画像面下向きで排出される。
【0045】(b)両面プリントモードの場合 定着器9を出た第1面プリント済みの転写材Pが、搬送
ローラ対21→実線示の第2切換え姿勢に保持された第
1フラッパ23の下面側のシートパスf→再給送シート
パスg・h→実線示の第1姿勢に切換え保持された第2
フラッパ24の下を通って再給紙部(中間トレイ)26
へ導入されて一旦貯留される。
【0046】所定の時期に至ると、再給紙ローラ22に
よって再給紙部26の第1面コピー済みの転写材Pが1
枚宛スイッチバック搬送され、シートパスi→搬送ロー
ラ対25→シートパスj→レジストローラ対8→シート
パスbの経路で反転されて転写部位Nに第2面側が像担
持体1面側となって再給送され、その第2面に対してト
ナー像転写がなされる。
【0047】以後は片面プリントモードの場合と同様
に、シートパスc→定着器9→搬送ローラ対21→シー
トパスd→シートパスe→排紙ローラ20の経路を通っ
て両面プリントとして排紙トレイ30上に排出される。
【0048】(c)多重プリントモードの場合 定着器9を出た第1回目プリント済みの転写材Pは、両
面プリントモードの場合と同様に、搬送ローラ対21→
シートパスf→同g→同hへ至り、次いで破線示の第2
姿勢に切換え保持された第2フラッパ24の左側のシー
トパスk→搬送ローラ対25へ至り、更に両面プリント
の場合と同様に、シートパスj→レジストローラ対8→
シートパスbの経路で転写部位Nに反転されずに再給送
され、第1回目プリント面に第2回目のトナー像の転写
がなされる。
【0049】以後は、片面プリントモードの場合と同様
の経路を通って多重プリントとして排紙トレイ30上に
排出される。
【0050】(d)制 御 このような画像形成装置において、本実施例では通紙使
用する転写材の幅によって、転写ローラ2に印加するバ
イアス電圧を以下に説明するように変化させる。
【0051】図2はこのバイアス電圧切り替え手段を示
すものである。画像形成装置を制御しているマイコンの
CPU27とI/Oポート28を結ぶバスライン29に
電源駆動回路36がD/Aコンバータ35を通じて接続
されている。プロセススピード、像担持体の抵抗、転写
ローラの材質・抵抗、転写部位Nのニップ幅などから決
定される最適な係数Rをメモリ37に入れておく。
【0052】転写材Pが転写部位Nに来るまでに転写ロ
ーラ2に印加するバイアスを「定電流制御」して、この
時の電圧VH をホールドし、図3に示すように、装置に
通紙使用可能な最大サイズの転写材への転写に際しては
L1の直線式のとおりに係数R1をかけた電圧VH ・R
1を転写材Pが転写部位Nに来た時に印加して「定電圧
制御」する。
【0053】そして小サイズ転写材への転写に際して
は、転写材幅検知手段からの信号に応じてL2,L3な
どの直線式を選択し、転写時印加電圧を大きくしてやれ
ば良い。この時、転写材の幅が小さいほど転写時印加電
圧を高く設定する。例えば、画像形成装置に通紙使用可
能な最大サイズをA3とすれば、A3の転写材に対して
はL1の直線式を、B4に対してはL2の直線式を、ま
たハガキに対してはL3の直線式を用いるようにする。
【0054】転写材の幅を検知する手段としては、給紙
カセット17からそのまま得ても良く、また手差しトレ
イと該手差しトレイ上に設けられた可動手差しガイドを
有する画像形成装置においては該可動手差しガイド位置
より情報を得るようにしても良い。
【0055】上記のように転写手段の転写バイアスを制
御することで、環境、転写材のサイズによらず、状況に
応じて転写電流値を最適値に制御することが可能であ
り、結果として常に安定して良好な画像を得ることがで
きる。
【0056】〈実施例2〉(図4) ホールド電圧VH から転写時印加電圧VT を計算するた
めの係数の間を図4に示すようにしてもよい。
【0057】すなわち、ホールド電圧が低いほど転写時
印加電圧の増加分が大きいものである。前記したよう
に、転写ローラの抵抗が低いほど転写電流の通紙部から
非通紙部への逃げが大きい。従って、これを補正するた
めの転写時印加電圧の増加分も、転写ローラの抵抗が低
いほど、すなわちホールド電圧VH が低いほど大きくす
ればより効果的である。
【0058】〈実施例3〉(図5) 本実施例は図5の関係式L1,L2,L3に示すよう
に、係数がホールド電圧VH に依存するものである。
【0059】すなわち、関係式が一直線ではない。温
度、湿度などの使用環境により必要転写電流値も異なる
などの原因のために、あらゆる環境で適正転写電流を得
ようとすると、環境が異なれば、すなわちホールド電圧
H が異なれば係数R1,R2,L3も環境によって変
える必要がある。
【0060】従ってより厳密には関係式L1,L2,L
3は曲線になるが、ここでは簡単のため2直線で構成さ
れるようにし、さらにL1,L2,L3が平行の関係が
あるように制御するものである。
【0061】〈実施例4〉(図6) 本実施例は図6に示すように、実施例3と同様に係数R
がホールド電圧VH に依存し、さらに関係式L1,L
2,L3が平行でないものである。
【0062】すなわち、転写材の幅によってどの幅の転
写材についても最適な転写電流が得られるように係数R
を設定、すなわち関係式L1,L2,L3を設定したも
のである。
【0063】本実施例の場合、2直線で近似させてある
ものの、転写材の幅によってそれぞれ独立に設定したた
め、より最適な転写電流制御が行なえ、結果として良好
な画像が得られる。
【0064】また、関係式を2直線で近似しているた
め、ホールド電圧VH から転写時印加電圧の変換は簡単
な計算で可能である。
【0065】〈実施例5〉(図7) 本実施例は図7に示すように、係数R1,R2,R3が
ホールド電圧VH に依存するものであり、さらに関係式
L1,L2,L3はそれぞれ独立に設定しており、かつ
連続的であるため、環境、転写材のサイズによらず常に
最適な転写電流制御が行なえ、結果的に常に良好な画像
が得られる。
【0066】変換方法としてはメモリに変換テーブルを
用意しておき、定電流時に得られたホールド電圧VH
入力されたら、それに対応するVT を出力させるように
すれば良い。
【0067】〈実施例6〉実施例1〜5においては、転
写部位Nに転写材が無い非画像部に転写手段である転写
ローラ2に一定電流が流れるように定電流制御行い、こ
の時生じる電圧すなわちホールド電圧VH を情報量Aと
して、これに所定の係数Rを乗じて転写時に印加すべき
電圧を決定する制御方法をとった。しかし、非画像部に
印加するバイアスは必ずしも「定電流制御」である必要
はない。非画像部で「定電圧制御」をして、この時流れ
る電流値を情報量として用い、転写時に印加すべき電圧
を決定する制御方法をとっても良い。
【0068】なお、以上は転写手段として転写ローラ2
を用いた例を述べてきたが、転写手段はこれに限定する
ものではなく、転写ベルトや、ブレード状・ブラシ状の
もの等にも応用可能である。
【0069】
【発明の効果】以上のように本発明の制御方法に依れ
ば、接触式静電転写手段を用いた画像形成装置につい
て、装置に通紙使用される転写材のサイズによらず、ま
たH/H,N/N,L/Lの全環境を通じて常に適正な
画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 画像形成装置の一例の概略構成図
【図2】 制御系のブロック図
【図3】 実施例1の制御要領を示す制御式グラフ
【図4】 実施例2の制御要領を示す制御式グラフ
【図5】 実施例3の制御要領を示す制御式グラフ
【図6】 実施例4の制御要領を示す制御式グラフ
【図7】 実施例5の制御要領を示す制御式グラフ
【図8】 接触式静電転写手段の一例の概略図
【図9】 転写手段の環境の差異によるV−I特性の変
動を示したグラフ
【図10】 転写部の通紙部と非通紙部の転写電流説明
図と、各部の等価回路図
【符号の説明】
1 像担持体(回転ドラム型電子写真感光体) 2 転写手段(転写ローラ) 3 転写バイアス印加電源 P 転写材 N 転写部位(像担持体と転写ローラとの圧接ニップ
部)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と転写手段との対向部である転
    写部位に転写材を導入し、転写手段にバイアスを印加し
    て像担持体表面に形成された像を転写材へ転写する画像
    形成装置において、 転写材の幅を検知する手段を有し、 少なくとも転写部位に像担持体面の非画像域が対応して
    いる時に転写手段に生じた電圧または電流に比例した情
    報量をAとすると、転写部位に像担持体面の画像域が対
    応している時は前記情報量Aに所定の係数Rを乗じたバ
    イアスで前記転写手段を定電圧制御して像担持体表面か
    ら転写材への像転写を行わせ、 前記の転写材幅検知手段で検知される転写材の幅によっ
    て前記係数Rを可変とすることを特徴とする画像形成装
    置の制御方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも前記転写部位に転写材が存在
    しない時に転写手段を定電流制御し、転写部位に転写材
    が存在して転写を行なう時には転写手段を定電圧制御す
    ることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置の制御
    方法。
  3. 【請求項3】 係数Rは前記情報量Aによって可変であ
    ることを特徴とする請求項1又は同2に記載の画像形成
    装置の制御方法。
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