JPH08115000A

JPH08115000A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08115000A
Application number: JP24931994A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Akaike; 彰俊赤池; Toshihiko Mihashi; 利彦三橋; Makoto Kanai; 真金井; Kenji Suzuki; 健二鈴木; Shinichi Naito; 晋一内藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】あらゆる環境条件下で、安定した転写性能を発
揮できる画像形成装置を提供する。【構成】帯電部によって帯電された像担持体の電荷が接
触部材を経由して流れる際の電流値を測定することによ
って、接触部材の抵抗値を直接検知し、その抵抗値に基
づいて、バイアス印加手段が接触部材に印加するバイア
スを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を利用した
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を利用した画像形成
装置の分野において、像担持体を帯電し、その上に潜像
を形成し、その潜像を現像してトナー像とした後、像担
持体とそれに接触する転写ローラ又は転写ベルト等の接
触部材との間に転写材を挟持するよう構成した接触式の
転写装置によって、像担持体上のトナー像を転写材に転
写する画像形成装置が広く知られている。

【０００３】しかし、この画像形成装置には、温度、湿
度等の環境条件の変化によって転写装置の性能が大きく
変動し、安定な転写性能が得られないという問題があ
り、これを解決するため、転写用のバイアス電流を利用
して、転写装置を制御するという提案がなされている。
特開平２−１２３３８５号公報にはその１例が示されて
おり、転写手段に対して定電流及び定電圧双方の制御を
行うことのできる画像形成装置において、画像領域が転
写部位に到達していない場合は、転写手段を定電流制御
してこの時の電圧をホールドし、画像領域が転写部位に
到達した場合には、先にホールドした電圧で転写手段を
定電圧制御する方式が提案されている。

【０００４】しかし、この方式は、転写手段を定電流制
御して像担持体に電流を流し、その時に転写手段に印加
した電圧を検知することにより、転写手段の抵抗値の変
化を間接的に検知するものであるため、環境条件によっ
ては十分な検知精度が得られないという欠点がある。す
なわち、転写手段の抵抗値が像担持体の抵抗値に比べて
大きい低温低湿環境の場合は良いが、転写手段の抵抗値
が像担持体の抵抗値に比べて小さい高温高湿環境の場合
は、転写手段の抵抗値が大きく変化しても検知電圧の変
化が小さく、転写手段の抵抗値の変化を正確に検知でき
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑み、どのような環境条件下においても、安定した転
写性能を発揮することのできる画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体を帯電す
る帯電部と、前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成
部と、該潜像形成部によって形成された潜像を現像して
前記像担持体上にトナー像を形成する現像部と、前記像
担持体に接触する接触部材及び該接触部材にバイアスを
印加するバイアス印加手段を備え前記像担持体と該接触
部材との間に所定の転写材を挟持して該転写材に前記像
担持体に形成されたトナー像を転写する転写部とを備え
た画像形成装置において、前記転写部が、前記帯電部に
より帯電された前記像担持体の電荷が前記接触部材を経
由して流れる際の電流値を測定する電流測定手段を備
え、前記バイアス印加手段が、前記電流測定手段により
測定された電流値に基づいて前記接触部材に印加するバ
イアスを制御するものであることを特徴とする。

【０００７】なお、本発明において、接触部材とは、接
触式の転写装置における転写ローラ又は転写ベルト等の
部材をいう。

【０００８】

【作用】本発明は、上記のように構成したことにより、
帯電部により帯電された像担持体の電荷が転写部の接触
部材を経由して流れる際の電流値を測定することによっ
て、接触部材の抵抗値を直接検知することができる。そ
して、この直接検知された接触部材の抵抗値に基づい
て、バイアス印加手段が転写時における接触部材への転
写バイアスを制御するので、使用時の環境条件に適合し
た転写バイアスが接触部材に印加される。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の画像形成装置の実施例を説
明するための、レーザ・ビーム・プリンタの要部の断面
図である。図１において、レーザ・ビーム・プリンタ１
１には、画像情報処理装置７４、制御装置７３及び電源
７２から成る制御部７０が配備されている。外部からレ
ーザ・ビーム・プリンタに画像情報が送られてくると、
画像情報処理装置７４がデータの処理を行ない、制御装
置７３に印字開始の命令を出す。制御装置７３は、レー
ザ走査装置１２の中のポリゴン・ミラー１４並びに図示
しないメイン・モータを回転させ、ポリゴン・ミラー１
４が定常回転状態となった時点で、半月ローラ３２を動
作させて用紙搬送を開始する。

【００１０】一方、レーザ走査装置１２には、ポリゴン
・ミラー１４の他に、画像信号に応じてレーザ光を変調
して出力する図示しない半導体レーザ、ｆθレンズ１
５、ミラー１６、１７等が配備されている。半導体レー
ザから射出されたレーザ・ビームは、ポリゴン・ミラー
１４に入射し、ミラーの回転に応じてビームの方向が偏
向され、偏向されたレーザ・ビームはｆθレンズ１５を
通過した後、ミラー１６、１７によって像担持体１９の
露光位置２１に向けて照射される。

【００１１】レーザ走査装置１２に隣接して、定速で回
転する像担持体１９、現像装置２４及び帯電ローラ２２
等から成る帯電部・潜像形成部ユニット６９が配備され
ている。像担持体１９に対向して配備された帯電ローラ
２２は、像担持体１９の表面を一様に帯電する。帯電後
の像担持体１９の露光位置２１にレーザ・ビームが照射
されると、像担持体１９上に、画像情報に対応した静電
潜像が形成される。この静電潜像は、露光位置２１より
も下流側に位置する現像装置２４によって現像される。
この現像装置２４内には、トナーを磁気的に穂立ちさせ
て静電潜像の現像を行うための現像ローラ２５や、図示
しないトナーカートリッジ内のトナーを、現像ローラ２
５に供給するためのトナー供給装置２６等が配備されて
いる。現像ローラ２５には、所定の現像バイアスが印加
される。現像装置２４によって現像されたトナー像は、
像担持体１９の回転によって、転写部２７に向かって移
動する。

【００１２】一方、レーザ・ビーム・プリンタ１１の下
部に着脱自在に配置されたカセット・トレイ３１には転
写材が収納されており、その転写材が、半月上の形状を
したローラ３２によって、１枚ずつトレイから送り出さ
れる。なお、転写材を送り出す手段としては、半月ロー
ラ３２の代わりに、リタード・ローラ等の他の手段を用
いてもよい。転写材は、像担持体１９の回転と同期して
送り出され、所定のタイミングで、像担持体１９と接触
部材、すなわち、転写ローラ２８との間の転写部位に到
達する。

【００１３】ところで、転写材の搬送を開始してから、
転写位置に達するまでには、ある程度の時間を要する。
その間に、制御装置７３は電源７２に指令を出して、像
担持体１９を所定の電位に帯電させる。この時、電源７
２は、像担持体１９から転写ローラ２８に流入する電流
値をモニタし、その情報を制御装置７３に送る。制御装
置７３の内部には、転写ローラ２８に転写用のバイアス
を印加するバイアス印加手段が備えられている。このバ
イアス印加手段は、上記の情報を基に、転写材が転写ロ
ーラ２８の位置に来た時に、電源７２に指令を出して、
転写バイアスを定電圧制御する。このようにして、像担
持体１９上のトナー像が静電的に転写ローラ２８の方向
に吸引され、転写材上にトナー像が転写される。

【００１４】転写の終わった転写材は、転写部２７の下
流側に配置された、図示しない除電針によって除電され
た後、転写部２７から離れ、所定の長さの搬送路上を搬
送されて、定着装置７に運ばれる。定着装置７では、所
定幅でニップしているヒート・ローラ６とプレッシャ・
ローラ８の間を転写材が通過し、転写材上のトナー像が
高温のヒート・ローラ６により加熱定着される。プレッ
シャ・ローラ８は定着を効果的にするため転写材をヒー
ト・ローラ６側に押圧する。

【００１５】一方、転写材に転写されずに像担持体１９
上に残留したトナーは、転写ローラ２８の下流側に配置
されたクリーニング装置４３によって、像担持体表面か
ら除去される。一般に、転写ローラの材料としては、Ｅ
ＰＤＭ、シリコン、ウレタンなどのゴム材料中に導電性
粒子を分散させて、体積抵抗を１０⁶ 〜１０¹⁰Ω程度の
中抵抗値に調整したものが使用されているが、この材料
は、環境条件によって、抵抗値が数桁のレベルで変動す
ることが広く知られている。像担持体も、環境条件によ
って、抵抗値が変化するが、変化の程度は転写ローラに
比べて小さい。

【００１６】図２は、転写ローラ及び像担持体の環境条
件による抵抗値変化を示すグラフである。なお、図２の
縦軸（抵抗値）は対数表示である。また、以下の説明に
おいて、高温高湿環境（以下Ｈ／Ｈという）とは、温度
２８℃、湿度８５％、常温常湿環境（以下Ｎ／Ｎとい
う）とは、温度２２℃、湿度５５％、低温低湿環境（以
下Ｌ／Ｌという）とは、温度１０℃、湿度１５％を意味
する。

【００１７】図２に示すとおり、転写ローラの環境条件
による抵抗値変化は大きいが、像担持体の抵抗値変化
は、転写ローラに比べて小さい。次に、前述の従来法の
方式、すなわち、転写手段を定電流制御し、その時の電
圧から転写ローラの抵抗値を求め、転写バイアスを定電
圧制御する方式について、等価回路モデルを用いて考察
する。

【００１８】図５（ａ）は、比較例として、従来方式の
抵抗値検知手段を模式的に示す図であり、図５（ｂ）
は、その等価回路モデルである。像担持体１９、転写ロ
ーラ２８が直列に接続され、これにバイアス印加手段２
８Ｂがバイアス電圧を印加し、電流測定手段２８Ａがこ
の回路に流れる電流を検知する。図５において、転写ロ
ーラ２８の抵抗値をＲBTR 、像担持体１９の静電容量を
ＣD 、印加される転写電圧をＶ、回路に流れる電流値を
Ｉとすると、ＲBTR ＋（１／ＣD ）＝Ｖ／Ｉなる関係式が成り立つ。この関係式を用いて、検知した
電流値から像担持体の抵抗値と転写ローラ２８の抵抗値
の和を求めることができる。

【００１９】図６，７，８は、上記の等価回路モデルに
基づいて測定した、比較例における、電圧−電流特性図
である。像担持体１９に交流電圧に直流電圧を重畳した
帯電バイアスを印加した状態で、転写ローラ２８に転写
バイアスを印加して電圧、電流を実測した。転写ローラ
としては、１０⁶ 〜１０¹⁰Ω程度の抵抗値を持つものが
一般に用いられるが、安定した抵抗値を持つ転写ローラ
を製造することが難しく、Ｎ／Ｎ環境でも約１桁程度の
ばらつきは避けられない。そこで、製造上のばらつきを
考慮し、温度２２℃、湿度５５％、印加電圧１０００Ｖ
の標準条件で、Ｒ＝７．０（１０^7.0 Ω）、７．５（１
０^7.5 Ω）、８．０（１０^8.0 Ω）の３種類の転写ロー
ラを用意した。図６には、Ｒ＝７．０（１０^7.0 Ω）の
転写ローラ、図７には、Ｒ＝７．５（１０^7.5 Ω）の転
写ローラ、図８には、Ｒ＝８．０（１０^8.0 Ω）の転写
ローラについての電圧−電流特性曲線を示した。

【００２０】図６，７，８に示すように、Ｌ／Ｌ環境で
は、３種類の転写ローラの電圧−電流特性の間には明確
な差が認められるが、Ｈ／Ｈ環境では、３種類の転写ロ
ーラ間の差は小さい。図５に示すように、従来法の構成
では、像担持体の抵抗値と転写ローラの抵抗値の和を求
めることとなるため、転写ローラの抵抗値が像担持体の
抵抗値より大きいＬ／Ｌ環境では、転写ローラの抵抗値
の変化を検知することができるが、転写ローラの抵抗値
が像担持体の抵抗値より小さいＨ／Ｈ環境では、転写ロ
ーラの抵抗値が大きく変化しても回路全体の抵抗値の変
化量は少ない。すなわち、従来法では、転写ローラの抵
抗値の、環境条件による変化を正確に検知することがで
きない。

【００２１】一方、本発明においては、帯電部により帯
電された像担持体の電荷が転写ローラを経由して流れる
際の電流値を測定することによって、転写ローラの抵抗
値を直接知ることができるため、像担持体の抵抗値の影
響を受けることがない。図３（ａ）は、本発明の実施例
における、転写ローラの抵抗値検知手段を模式的に示す
図であり、図３（ｂ）は、その等価回路モデルである。

【００２２】図３において、電流測定手段２８Ａによっ
て検知される電流値をＩ、像担持体１９の電位をＶ、転
写ローラ２８の抵抗値をＲBTR とすると、ＲBTR ＝ＶD ／Ｉなる関係式が成り立つ。すなわち、本実施例では、像担
持体１９の電位を電源とみなして、転写ローラ２８の抵
抗値を検知するよう構成するため、像担持体１９の抵抗
値とは無関係に、転写ローラ２８の抵抗値を直接検知す
ることができる。

【００２３】図４は、本実施例における、転写ローラの
抵抗値の環境条件による変化を示すグラフである。図４
には、前記の３種類の転写ローラについて、プロセスス
ピードを９１．４ｍｍ／ｓｅｃ、帯電電位を５００Ｖで
実験した結果を示す。図４に示すとおり、比較例（図
５）では正確に検知できなかったＨ／Ｈ環境における転
写ローラの抵抗値の差異についても、本実施例では正確
に検知できることができる。

【００２４】従って、本実施例によれば、正確に検知さ
れた接触部材の抵抗値に基づいて、バイアス印加手段
が、接触部材に印加するバイアスを制御することがで
き、あらゆる環境条件下において、安定した転写性能を
得ることができる。なお、上記実施例においては、転写
時のバイアスが、定電圧制御される例を示したが、本実
施例によれば、どのような環境条件下でも、接触部材の
抵抗値を正確に検知することができるため、定電圧制
御、定電流制御いずれの制御も可能である。

【００２５】また、本実施例による、接触部材の抵抗値
検知のタイミングについては、画像形成装置の電源投入
時に行ってもよく、全ての画像形成時に行ってもよい
が、また、一定の時間間隔毎に若しくは一定の画像出力
数毎に行ってもよい。一定の画像出力数毎に行う例につ
いて説明すると、電源投入後、前回転時に、像担持体を
帯電させて、像担持体から転写手段に流入する電流を検
知し、以後、画像出力数が所定の数に達するまでの間、
画像領域が転写部位に到達した時に、検知した電流から
求めた抵抗値に応じたバイアス電圧で転写手段を定電圧
制御し、所定の画像出力数に達する毎に電流を検知し、
以後、上記サイクルを繰り返せばよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帯電部により帯電された像担持体の電荷が接触部材を経
由して流れる際の電流値を測定することによって、従
来、正確に検知することが難しかった高温高湿下におい
ても、接触部材の抵抗値を正確に検知することができ
る。このため、どのような環境条件下においても、安定
した転写性能を発揮することのできる画像形成装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施例を説明するため
の、レーザ・ビーム・プリンタの要部の断面図である。

【図２】転写ローラと像担持体の環境条件による抵抗値
変化を示すグラフである。

【図３】本発明の実施例における、転写ローラの抵抗値
検知手段の模式図とその等価回路モデルである。

【図４】本発明における、転写ローラの抵抗値の環境条
件による変化を示すグラフである。

【図５】比較例として、従来方式の転写ローラの抵抗値
検知手段の模式図とその等価回路モデルである。

【図６】比較例における、抵抗値が、Ｒ＝７．０（１０
^7.0 Ω）の転写ローラの電圧−電流特性を示すグラフで
ある。

【図７】比較例における、抵抗値が、Ｒ＝７．５（１０
^7.5 Ω）の転写ローラの電圧−電流特性を示すグラフで
ある。

【図８】比較例における、抵抗値が、Ｒ＝８．０（１０
^8.0 Ω）の転写ローラの電圧−電流特性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】６ヒート・ローラ７定着装置８プレッシャ・ローラ１１レーザ・ビーム・プリンタ１２レーザ走査装置１４ポリゴン・ミラー１５ｆθレンズ１６，１７ミラー１９像担持体２１露光位置２２帯電ローラ２４現像装置２５現像ローラ２６トナー供給装置２７転写部２８転写ローラ２８Ａ電流測定手段２８Ｂバイアス印加手段３１カセット・トレイ３２半月ローラ４３クリーニング装置６９帯電部・潜像形成部ユニット７０制御部７２電源７３制御装置７４画像情報処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木健二神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者内藤晋一神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体を帯電する帯電
部と、前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、
該潜像形成部によって形成された潜像を現像して前記像
担持体上にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体
に接触する接触部材及び該接触部材にバイアスを印加す
るバイアス印加手段を備え前記像担持体と該接触部材と
の間に所定の転写材を挟持して該転写材に前記像担持体
に形成されたトナー像を転写する転写部とを備えた画像
形成装置において、前記転写部が、前記帯電部により帯電された前記像担持
体の電荷が前記接触部材を経由して流れる際の電流値を
測定する電流測定手段を備え、前記バイアス印加手段が、前記電流測定手段により測定
された電流値に基づいて前記接触部材に印加するバイア
スを制御するものであることを特徴とする画像形成装
置。