JPH1097147A

JPH1097147A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1097147A
Application number: JP25025496A
Authority: JP
Inventors: Maki Sudo; 真樹須藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JP3605961B2

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙後端領域における用紙とトナー像との静
電的結着力の低下を補正し均一化することで安定した画
像品質性能を得る。【解決手段】感光体ドラム表面から用紙へトナー像を
転写しているときに、用紙の先端が予め接地された定着
ロールに接触するに至ると（ステップ２１２で肯定され
ると）、用紙上の転写電荷（用紙とトナー像とを吸着し
ている電荷）が定着ロールを介して逃げ易い状態となる
が、当該時点から転写バイアス電圧を増加させるよう制
御を切り替える（ステップ２１４）ので、トナー像と用
紙との吸着力を均一安定化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に係
り、特に、接触転写方式によって記録媒体にトナー像を
転写し、該トナー像を記録媒体に定着させることによ
り、画像を形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式を用いた画像形成装
置は高速で高品位な画像を出力することが出来、電子写
真複写機やプリンタ等の各種装置に広く使用されてい
る。このような画像形成装置において、感光体ドラムや
感光体ベルト等の像担持体の表面に帯電を行う装置とし
て接触帯電装置が、像担持体上に形成されたトナー像を
用紙に転写する装置として接触転写装置が、それぞれ利
用されている。

【０００３】このうち接触帯電装置には、像担持体の表
面に圧接する帯電バイアスロール等の帯電部材が設けら
れており、この帯電部材に所定の帯電バイアス電圧を印
加することで像担持体表面の帯電を行う。一方の接触転
写装置にも、像担持体の表面に圧接する転写バイアスロ
ール等の転写部材が設けられており、この転写部材に所
定の転写バイアス電圧を印加することで像担持体表面に
吸着しているトナー像を用紙に転写する。

【０００４】今日の主流となっている反転現像方式を行
う画像形成装置においては帯電部材と転写部材とで印加
するバイアス電圧の極性が異なることが知られている。
反転現像方式では、像担持体と同じ極性（一般的には像
担持体が負帯電なのでトナーも負極性）に帯電するトナ
ーを用いる為、像担持体を負極性に帯電させるように帯
電部材には負極性の帯電バイアス電圧を印加する。従っ
て転写部材では像担持体表面上の負帯電トナーを用紙上
に引き寄せるために像担持体表面とは逆極性（一般的に
は正極性）の転写バイアス電圧を印加することになる。

【０００５】但し、上記のような反転現像方式を行う場
合、以下のような問題がある。第１に、接触帯電装置に
おいては、帯電領域が非常に狭いことから帯電領域を像
担持体表面が通過する時間が極端に短く、このため帯電
能力が非常に低いという欠点を持っている。接触転写装
置により逆極性の印加を受けた像担持体表面は逆極性の
転写電荷の流入により帯電電位が低下してしまい、接触
帯電装置による再帯電工程を経ても本来目的とする帯電
電位まで帯電できない場合が発生する。このような場合
には像担持体の表面電位が現像バイアス電圧付近まで下
がってしまうので、現像装置によりかぶり状に顕像化し
てしまう現象（転写メモリーかぶり）が発生してしま
う。

【０００６】特に、像担持体表面が転写部材に直接接触
する用紙外領域では、転写部材に印加された転写バイア
ス電圧による帯電電位とは逆極性の帯電を受けやすく、
上述の転写メモリーかぶりが発生しやすい。また、特に
両面印字可能な画像形成装置においては第一面の画像形
成工程時の熱定着工程によって用紙に含まれた水分が蒸
発してしまい、用紙の抵抗が著しく上昇する。このた
め、第二面転写工程では第一面の転写時よりも高い転写
バイアス電圧値を転写部材に印加する必要があり、前述
した用紙外領域の転写メモリーかぶりばかりでなく、用
紙内の領域についても用紙を通して転写電荷が像担持体
表面に流れ込み、転写メモリーかぶりまでは発生しない
ものの、網点等のハーフトーン画像などで網点が大きめ
に現像され、見かけ上の網点濃度が濃くなる現象が発生
しやすくなる。

【０００７】第２に、帯電能力が十分でない接触帯電装
置を使用する場合の問題として、用紙が像担持体から剥
離される際に発生する剥離放電現像が挙げられる。用紙
は接触転写装置により像担持体の帯電とは逆極性の帯電
をしており、用紙後端が像担持体から剥離される時にこ
の用紙上の帯電電荷が像担持体表面に放電され像担持体
表面に逆極性の帯電が生じるため、転写メモリーかぶり
と同様に剥離放電部の履歴が像担持体の一周後に現像さ
れ黒線状の汚れが生じる現象（剥離メモリー）が起こる
という問題がある。

【０００８】上記のような不具合を解消する解消方法と
して、画像形成工程開始時点や転写工程開始時点に、転
写部材にモニタ用の電圧を印加して像担持体へ流出する
電流量を検知することで電圧−電流特性情報を得、接触
帯電装置の帯電能力を越えないよう転写バイアス電圧を
選択制御する方法や、転写部材の下流近傍部に配置した
除電部材によって転写部材と像担持体とのニップ領域を
出た直後の用紙裏面及び像担持体表面の用紙外領域に、
像担持体表面の帯電極性と同一極性の電圧を印加するこ
とで用紙除電及び像担持体の逆帯電の軽減を行う方法等
が提案されている。

【０００９】また、転写部材に所定の転写バイアス電圧
を印加したときの流出電流量を検知し、検知した流出電
流量が所望の値に達しているか否かを判断して、その判
断結果を転写バイアス電圧の設定にフィードバックする
技術が特開平４−２５８９８０号公報に記載されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、同一の転写バイアス電圧で転写を行っても、
用紙の後端領域を転写する時には、該用紙の先端部が予
め接地された定着ロールに接触するに至り、定着ロール
を通して転写電荷が逃げ易くなる。即ち、用紙において
所定位置よりも後端側の領域と先端側の領域とでは転写
中の接地条件が変動し、後端側の領域では転写電荷が減
少することでトナー像と用紙との静電的結着力が弱くな
ってしまう、という問題がある。

【００１１】また、用紙の最後端部が転写ロールのニッ
プ部を離れた後、用紙後端領域が下にたわむことで、除
電部材との距離が短くなり、該用紙後端領域に対する除
電作用が強くなるので、該用紙後端領域における帯電電
位が低下し、上記トナー像と用紙との静電的結着力はさ
らに弱くなってしまう。

【００１２】さらに、用紙後端領域が像担持体から剥が
れる時に生じる剥離放電を防止する目的で、除電部材に
よる用紙除電作用を強化するため、上記トナー像と用紙
との静電的結着力はますます弱くなってしまう。

【００１３】以上のように用紙の後端領域でトナー像と
用紙との静電的結着力が弱くなることにより、以下のよ
うな不具合が発生するおそれがある。

【００１４】（１）用紙の後端領域では転写後の用紙上
トナーが転写ニップ通過後に画像の周りに飛び散る現象
（フリンジ汚れ）が発生する。

【００１５】（２）定着器へ搬送するガイド部材の継ぎ
目で発生する軽度の衝撃でトナー像が乱れる現象や、用
紙帯電電荷のガイド部材への流入による局所的な電位変
化によるトナー像の乱れ（エクスプロージョン）が発生
する。

【００１６】（３）定着ローラ表面が摩擦帯電し、容易
に用紙上のトナーが定着ローラに静電的に転移してしま
い、定着ローラ周期で用紙の画像面に前周で定着したト
ナー像が転移する定着ゴーストが発生する現象（静電オ
フセット）が発生する。

【００１７】（４）特に高温高湿環境においては用紙の
抵抗が著しく低くなってしまうために、用紙および像担
持体の除電を行うときに除電手段に除電バイアスを印加
すると、用紙を通して転写バイアスが除電装置に流れ込
んでしまい、転写に必要な電流が得られずに良好な転写
が得られず像のぬけが生じる現象（高温高湿時転写不
良）が発生する。

【００１８】本発明は、上記の問題点を解消するために
成されたものであり、用紙後端領域における用紙とトナ
ー像との静電的結着力の低下を補正し均一化することで
安定した画像品質性能を発揮できる画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の画像形成装置は、形成すべき画像に
対応した静電潜像を像担持体上に形成する潜像形成手段
と、前記静電潜像に対応してトナーを前記像担持体上に
吸着させることで、該像担持体上にトナー像を形成する
現像手段と、記録媒体を前記像担持体との間で挟持搬送
し、該挟持搬送状態で電圧が印加されることにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写する転写手段と、前記
転写手段に対し前記記録媒体の搬送方向下流側に接地さ
れた状態で配置され、記録媒体上のトナー像を該記録媒
体上に定着させる定着手段と、前記記録媒体における所
定位置よりも後端側の領域に前記トナー像を転写する場
合に、前記転写手段に印加する電圧（転写バイアス電
圧）を増加させる転写電圧制御手段と、を有することを
特徴とする。

【００２０】また、請求項２記載の画像形成装置では、
請求項１記載の画像形成装置において、前記所定位置
は、前記記録媒体の先端が前記定着手段に接触するに至
ったときの該記録媒体における被転写位置であることを
特徴とする。

【００２１】また、請求項３記載の画像形成装置では、
請求項１記載の画像形成装置において、前記転写手段に
対し前記記録媒体の搬送方向下流近傍部であり且つ記録
媒体の搬送経路に対し下方に配置され、前記転写バイア
ス電圧とは逆極性の電圧が印加されることで記録媒体の
除電を行う除電手段と、前記除電手段に所定の電圧を印
加する電圧印加手段と、をさらに有し、前記所定位置
が、少なくとも前記記録媒体の最後端部から、前記転写
手段による転写位置と前記除電手段との距離以上先端側
に離れた位置に設定されていることを特徴とする。

【００２２】また、請求項４記載の画像形成装置では、
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、
前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送方向下流近傍部
に配置され、前記転写バイアス電圧とは逆極性の電圧が
印加されることで記録媒体の除電を行う除電手段と、前
記記録媒体が前記像担持体から剥離する直前に、前記除
電手段に印加する電圧（除電バイアス電圧）を増加させ
る除電電圧制御手段と、をさらに有し、前記転写電圧制
御手段は、除電バイアス電圧の増加に応じて前記転写バ
イアス電圧を増加させることを特徴とする。

【００２３】また、請求項５記載の画像形成装置では、
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、
前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送方向下流近傍部
に配置され、前記転写バイアス電圧とは逆極性の電圧が
印加されることで記録媒体の除電を行う除電手段と、前
記転写バイアス電圧とは逆極性の２つ以上の異なる電圧
を前記除電手段に印加可能な除電電圧印加手段と、をさ
らに有し、前記転写電圧制御手段は、前記除電手段に印
加する電圧（除電バイアス電圧）に応じて異なった上限
値まで転写バイアス電圧を増加させることを特徴とす
る。

【００２４】また、請求項６記載の画像形成装置では、
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装
置において、前記転写電圧制御手段は、環境条件に応じ
て設定された転写バイアス電圧の増加率及び上限値の少
なくとも一方の条件に基づいて転写バイアス電圧を増加
させることを特徴とする。

【００２５】また、請求項７記載の画像形成装置では、
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装
置において、前記定着手段によって一方の面にトナー像
が定着された記録媒体を、もう一方の面が前記像担持体
に対向するように反転させて前記転写手段による転写位
置に搬送する両面印字用搬送手段をさらに有し、前記転
写電圧制御手段は、前記もう一方の面にトナー像を転写
する場合のみ、転写バイアス電圧を増加させることを特
徴とする。

【００２６】また、請求項８記載の画像形成装置では、
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の画像形成装
置において、前記転写電圧制御手段は、前記記録媒体の
搬送距離に対する所定の上限値以内の電圧増加率で転写
バイアス電圧を増加させることを特徴とする。

【００２７】上記請求項１記載の画像形成装置では、ま
ず形成すべき画像に対応した静電潜像を潜像形成手段に
よって像担持体上に形成し、現像手段によって静電潜像
に対応してトナーを像担持体上に吸着させることでトナ
ー像を像担持体上に形成する。一方、上記画像形成装置
には転写手段が設けられており、該転写手段によって記
録媒体を像担持体との間で挟持搬送する。この挟持搬送
状態で転写手段に電圧が印加されることにより、像担持
体上に形成されたトナー像が記録媒体に転写される。

【００２８】また、上記画像形成装置には、定着手段が
転写手段に対し記録媒体の搬送方向下流側に接地された
状態で配置されている。即ち、転写手段によってトナー
像が転写された記録媒体は所定の搬送方向に搬送され、
定着手段に至る。この定着手段は、記録媒体上の未定着
のトナー像を該記録媒体上に定着させる。

【００２９】ところで、定着手段は接地されているの
で、記録媒体が定着手段に接触するに至ると、記録媒体
上の転写電荷（記録媒体とトナー像とを吸着している電
荷）が定着手段を介して逃げ易い状態となるが、本請求
項１記載の画像形成装置では、転写電圧制御手段によっ
て、記録媒体における所定位置よりも後端側の領域に対
して転写を行うときに、転写バイアス電圧を増加させ
る。これにより、記録媒体上の転写電荷が逃げ易い状態
になっても記録媒体とトナー像との吸着力の低下を防止
することができる。

【００３０】即ち、転写バイアス電圧を増加させて転写
工程を行うことで、記録媒体の全面についてトナーを結
着させている帯電を均一化させているので、トナー像と
記録媒体との吸着力を均一安定化させることができる。
これにより、前述したフリンジ汚れ、エクスプロージョ
ン、静電オフセット及び高温高湿時転写不良を防止する
ことができ、安定した画像品質性能を発揮することがで
きる。

【００３１】なお、転写バイアス電圧の増加を開始する
上記所定位置は、請求項２記載の発明のように、記録媒
体の先端が定着手段に接触するに至ったときの該記録媒
体における被転写位置に設定することができる。このよ
うに設定すれば、記録媒体上の転写電荷が定着手段を介
して逃げ易い状態になった当初から、記録媒体とトナー
像との吸着力の低下を防止し、記録媒体の全面で吸着力
を均一安定化させることができる。

【００３２】次に、請求項３記載の画像形成装置には、
記録媒体の除電を行うための除電手段が転写手段に対し
記録媒体の搬送方向下流近傍部であり且つ記録媒体の搬
送経路に対し下方に配置されている。電圧印加手段によ
って、この除電手段に、転写バイアス電圧とは逆極性の
電圧を印加することによって、記録媒体の除電や後述す
る記録媒体が像担持体から剥離される際の剥離放電の緩
和を行う。

【００３３】このような画像形成装置で、記録媒体の最
後端部が転写手段から離れたとき、最後端部付近は自由
端となるので、該最後端部付近は自重で下方へたわむこ
とになる。このとき、除電手段は、転写手段の転写位置
と除電手段との距離だけ、記録媒体の最後端部から先端
側に離れた位置（図１３において転写位置Ｊ１と除電手
段４１との距離Ｌだけ、記録媒体３５の最後端部から先
端側に離れた矢印Ａで示す位置、ここでは位置Ａとす
る）と対向しており、記録媒体の位置Ａと除電手段とが
接近するので、除電手段による除電作用（転写バイアス
電圧とは逆極性の電圧の印加作用）がそれまでよりも強
く働く。

【００３４】このため、位置Ａよりも後端側の領域では
位置Ａよりも先端側の領域よりも転写電荷が減少し転写
性が低下するおそれがあるが、請求項３記載の画像形成
装置では、転写バイアス電圧の増加を開始する位置を、
少なくとも上記位置Ａよりも先端側に設定している。従
って、少なくとも記録媒体における位置Ａよりも後端側
の領域については、転写時に転写手段に印加される転写
バイアス電圧が増加しているので、上記のように除電作
用が強く働いても、転写電荷が減少し記録媒体とトナー
像との吸着力が低下することを防止することができる。

【００３５】次に、請求項４記載の画像形成装置には、
記録媒体の除電を行うための除電手段が転写手段に対し
記録媒体の搬送方向下流近傍部に配置されている。この
除電手段に、転写バイアス電圧とは逆極性の電圧を印加
することによって、記録媒体の除電を行う。さらに、除
電電圧制御手段によって、記録媒体が像担持体から剥離
する直前に除電バイアス電圧を増加させることにより、
記録媒体が像担持体から剥離するときに発生する剥離放
電を緩和する。

【００３６】上記のように除電バイアス電圧を増加させ
ると、転写電荷が減少し記録媒体とトナー像との吸着力
が低下するおそれがあるが、本請求項４記載の画像形成
装置では、転写電圧制御手段が除電バイアス電圧の増加
に応じて転写バイアス電圧を増加させる。これにより、
除電バイアス電圧が増加しても、その増加に応じて転写
バイアス電圧も増加するので、記録媒体とトナー像との
吸着力が低下することを防止することができる。

【００３７】次に、請求項５記載の画像形成装置には、
記録媒体の除電を行うための除電手段が転写手段に対し
記録媒体の搬送方向下流近傍部に配置されている。この
除電手段に、転写バイアス電圧とは逆極性の電圧を印加
することによって、記録媒体の除電を行う。しかも、除
電手段への印加電圧（除電バイアス電圧）は、除電電圧
印加手段によって２つ以上の異なる電圧に切り替えるこ
とが可能である。

【００３８】本請求項５記載の画像形成装置では、除電
バイアス電圧が別の電圧値に切り替えられても、転写電
圧制御手段が該除電バイアス電圧に応じて異なった上限
値まで転写バイアス電圧を増加させる。従って、例え
ば、除電バイアス電圧が今までよりも高い電圧値に切り
替えられても、該高い電圧値に応じた高い上限値まで転
写バイアス電圧を増加させるので、記録媒体とトナー像
との吸着力が低下することを防止することができる。

【００３９】なお、図５の温度や湿度等の環境条件別の
転写バイアス電圧−転写電流特性より明らかなように、
転写手段において最適な転写電流（図５の例では２．０
μＡ〜４．０μＡ）を得るための転写バイアス電圧は、
高温高湿環境（図５のＨ／Ｈ環境）、通常の温湿度環境
（図５のＮ／Ｎ環境）、低温低湿環境（図５のＬ／Ｌ環
境）のそれぞれで異なる。そこで、転写バイアス電圧を
増加させる制御も環境条件に応じて行うことが望まし
い。具体的には、請求項６記載の発明のように、転写電
圧制御手段は、環境条件に応じて設定された転写バイア
ス電圧の増加率及び上限値の少なくとも一方の条件に基
づいて転写バイアス電圧を増加させることが望ましい。

【００４０】次に、請求項７記載の画像形成装置では、
両面印字用搬送手段によって、一方の面（以下、第一面
と称する）にトナー像が定着された記録媒体を、もう一
方の面（以下、第二面と称する）が像担持体に対向する
ように反転させて転写位置に搬送することができる。こ
れにより、記録媒体の第二面にトナー像を転写し、以後
定着手段でトナー像を定着させて該記録媒体の第二面に
画像を形成することができる。即ち、両面印字を行うこ
とができる。

【００４１】前述したように両面印字において記録媒体
の第一面に画像を形成し終えたときの該記録媒体の含水
率は、第一面の処理開始前よりも低下しており、該記録
媒体の抵抗値は高くなっている。従って、第二面への転
写時の転写バイアス電圧は第一面への転写時の転写バイ
アス電圧よりも高く設定する必要が生じる。

【００４２】即ち、第二面への転写時は、第一面への転
写時に比べて、高く設定された転写バイアス電圧を必要
とするため、前述した定着手段からの転写電荷の漏れ、
記録媒体と除電手段との接近による過度な除電等によっ
て、てきめんに記録媒体とトナー像との吸着力低下につ
ながってしまう。

【００４３】よって、両面印字を行う場合には、もちろ
ん、第二面への転写時のみならず、第一面への転写時に
も転写バイアス電圧を増加させる制御を行うことが最も
好ましいが、請求項７記載の発明のように、もう一方の
面（第二面）にトナー像を転写するときのみ、転写電圧
制御手段によって転写バイアス電圧を増加させる制御を
行っても良く、形成される画像の画質を良好に保つため
に非常に有効である。

【００４４】ところで、転写電圧制御手段は、請求項８
記載の発明のように、記録媒体の搬送距離に対する所定
の上限値以内の電圧増加率で転写バイアス電圧を増加さ
せることが望ましい。一例として、温度２０℃、湿度５
０％ＲＨ程度の通常の温湿度環境で、転写バイアス電圧
を＋１２００ボルト（以下、単位のボルトをＶと略記す
る）とした場合に実験結果から得られた転写電流特性グ
ラフ（図８）より、記録媒体の搬送方向１mm当たり５％
以内の転写バイアス電圧増加率で転写バイアス電圧を増
加させることが望ましい。

【００４５】このように転写バイアス電圧の増加率を規
制することにより、転写バイアス電圧が急激に上昇して
転写電流の一部が像担持体表面へ流入したり、転写バイ
アス電圧を増加させる制御を開始する前後の位置で像担
持体の表面電位に差が生じ次の画像形成時に画像濃度が
変化することを防止することができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】

［第１実施形態］以下、本発明に係る第１実施形態を詳
細に説明する。

【００４７】［画像形成装置の全体構成］図１には、本
発明の画像形成装置の一例としてのレーザビームプリン
タ１１の概略構成を示す。この図１に示すように、レー
ザビームプリンタ１１には、後述する像担持体としての
感光体ドラム１９にレーザビームを照射するためのレー
ザ走査装置１３が設けられており、このレーザ走査装置
１３には図示しない半導体レーザが設置されている。半
導体レーザは、このレーザビームプリンタ１１に直接接
続された図示しない情報処理装置やＬＡＮ（ローカルエ
リアネットワーク）等のネットワークを介して接続され
た情報処理装置等から送られてくるプリントデータに基
づいて変調されたレーザビームを出力する。出力された
レーザビームは、所定方向に回転するポリゴンミラー１
５で偏向され、ｆθレンズ１６に入射する。このｆθレ
ンズ１６から出射するレーザビームは、第一のミラー１
７及び第二のミラー１８で順次反射されて、後述する感
光体ドラム１９の表面（以下、ドラム表面と称する）の
露光位置２２に照射される。なお、レーザビームの光路
は点線２１で示している。

【００４８】筒状の感光体ドラム１９は図示しないメイ
ンモータによって矢印Ｐで示す所定の回転方向に一定角
速度で回転し、レーザビームは上記回転するポリゴンミ
ラー１５で偏向されているため、ドラム表面を感光体ド
ラム１９の軸方向（主走査方向）に繰り返し走査する。
このレーザビームは、上記ｆθレンズ１６の作用によ
り、ドラム表面を等速度で走査することになる。矢印Ｐ
のドラム回転方向に沿って露光位置２２のわずか上流側
には、帯電ロール２３がドラム表面に転接しており、ド
ラム表面を一様に帯電させるようになっている。本実施
形態の感光体ドラム１９は、有機感光体を使用してお
り、静電潜像を形成するためにはマイナスに帯電させる
べき特性を有するので、帯電ロール２３には交流電圧に
マイナスの直流バイアス電圧を重畳させたマイナスの電
圧を印加している。

【００４９】一様にマイナス帯電が行われたドラム表面
は、露光位置２２でプリントデータに対応した静電潜像
が形成される。この静電潜像は、矢印Ｐのドラム回転方
向に沿って露光位置２２の下流側に配置されたカートリ
ッジ形式の現像装置２５によって現像される。

【００５０】現像装置２５内には現像ロール２６及びト
ナー供給機構２７が配置されている。トナー供給機構２
７は、現像位置２５内のトナーを順次現像ロール２６に
供給するための機構であり、現像ロール２６はトナーを
磁気的に穂立ちさせて該トナーをドラム表面の静電潜像
形成領域に近接または接触させて、静電潜像に対応した
トナー像を形成するためのロールである。現像装置２５
には、交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳さ
せたマイナスの現像バイアス電圧が印加されている。

【００５１】本実施形態では、マイナス帯電したドラム
表面に静電潜像を形成しており、該静電潜像の形成領域
の電位は０ボルトに近くなっている。一方、現像装置２
５にはマイナスの現像バイアス電圧が印加されているの
で、現像装置２５のマイナスに荷電したトナーとドラム
表面との電位差は、静電潜像の未形成領域では小さいの
に対し、静電潜像の形成領域では大きくなる。このた
め、静電潜像の形成領域のみトナーが吸着することにな
る。

【００５２】現像装置２５によってドラム表面に形成さ
れたトナー像は、感光体ドラム１９の回転によって転写
バイアスロール２９がドラム表面と転接している位置ま
で移動する。ここでレジストロール３１を介して送られ
てきた用紙３５に対してトナー像の転写が行われること
になる。なお、図１では用紙３５の搬送路を点線３２で
示している。

【００５３】なお、レーザビームプリンタ１１には、レ
ーザビームプリンタ１１内の各装置に電力を供給する電
力供給部１０２と、図７に示すようにＣＰＵ１０１Ａを
含んで構成されレーザビームプリンタ１１内の各装置の
動作を制御する制御装置１０１と、が設けられている。

【００５４】次に、レーザビームプリンタ１１の用紙搬
送経路について説明する。装置本体１２の底部にはカセ
ットトレイ３３が着脱自在に配置されている。カセット
トレイ３３には、所定のサイズに裁断された用紙３５が
積層されている。積層された用紙３５は、半月ロール３
６の間欠的な回転によって一枚ずつ図１において右方向
に送り出される。半月ロール３６の他にリタードロール
等の他のロールあるいは用紙３５を吸着して送りだす機
構を用いてもよい。

【００５５】カセットトレイ３３から送りだされた用紙
３５は搬送ロール３８、３９を順に経てレジストロール
３１まで搬送され、ここで一旦停止された後、感光体ド
ラム１９の回転と同期をとって図１において左方向に搬
送される。用紙３５が感光体ドラム１９と転写バイアス
ロール２９との間を通過する時点だけ転写バイアスロー
ル２９に所定のプラスの直流バイアス電圧が印加され
る。これによって感光体ドラム１９上のマイナスに帯電
したトナー粒子からなるトナー像が転写バイアスロール
２９に静電的に吸引され、用紙３５にトナー像が転写さ
れる。

【００５６】トナー像が転写された用紙３５は、転写バ
イアスロール２９の出口側に隣接して配置された除電針
４１によって背後から（上記でトナー像が転写された側
と反対側から）除電される。除電された用紙３５はドラ
ム表面から剥離され、搬送路３２に沿って図１において
左方向に進行し、定着装置４０を構成するヒートロール
４２とプレッシャロール４３との転接位置に進行する。
ヒートロール４２は一定した高温に保たれており、プレ
ッシャロール４３は用紙３５をヒートロール４２に押し
付けて、両者のニップしている領域で効率的な熱伝達が
行われてトナー像が用紙３５上に定着される。定着後の
用紙３５は、搬送ロール４７を経た後、切替片４４が図
１において左上方を向いた状態で搬送路３２を上向きに
搬送される。そして、搬送ロール４５及び排出ロール４
６を順に経て装置本体１２の上部に設けられた排出トレ
イ４８に排出される。これが用紙３５の片面にのみ印字
を行う際の搬送経路である。

【００５７】用紙３５の両面に印字を行う場合、第一面
に対してトナー像が転写され定着が行われた用紙３５
は、搬送路３２を切替片４４から一度上向きに搬送され
る。そして、搬送ロール４５を経て用紙３５の後端が切
替片４４から脱した位置で搬送が一旦停止される。この
状態で切替片４４が輪郭４４Ａで示す位置に切り替わ
り、搬送ロール４５が逆方向に回転して用紙３５を今度
は下方に向けて搬送する。この結果、用紙３５は一点鎖
線で示す搬送路５１を進行して搬送ロール５２、５３、
５４を順に通過して第一面への転写時に使用した搬送ロ
ール３８に至る。このとき第一面が上向きになってい
る。

【００５８】用紙３５は再び搬送路３２に沿って搬送さ
れて感光体ドラム１９と転写バイアスロール２９との間
を通過する。このとき、用紙３５の第二面にトナー像が
転写されることになる。この後は、先に説明した片面に
のみ印字を行う場合と同様に搬送が行われ、二度目の定
着が行われた用紙３５は排出トレイ４８に排出されるこ
とになる。

【００５９】一方、転写バイアスロール２９によるトナ
ー像の転写後も感光体ドラム１９の表面に残存している
トナーは転写バイアスロール２９と帯電ロール２３との
間に配置されたクリーニング装置５６によってドラム表
面から掻き取られるようにして除去される。このように
して表面が清掃された感光体ドラム１９は再び帯電ロー
ル２３によって一様に帯電され、次の画像形成プロセス
に備えることになる。

【００６０】［要部の構成］次に、図２を用いて本発明
の主要構成を成す転写バイアスローラ２９、除電針４
１、搬送ガイド７１、７２、及び定着装置４０について
詳細な説明を行う。

【００６１】図２に示すように、転写バイアスロール２
９に対して用紙搬送方向下流側には、本発明の除電手段
としての除電針４１が設置されている。用紙３５は転写
バイアスロール２９によってプラスの電荷が与えられた
後、除電針４１によってそのプラス帯電が低減するよう
に制限される。これは用紙３５の種類により転写バイア
スロール２９による帯電電位が大きく異なるからであ
る。すなわち、用紙３５として高帯電化しやすいＯＨＰ
用の高抵抗樹脂フィルムや高抵抗化した厚紙を使用する
と、その表面が＋５ｋＶ以上に帯電する場合がある。こ
のような高帯電時に用紙３５が定着装置用ケース８１等
の導電性部材に接触又は接近すると、帯電電荷が漏れて
用紙３５上の未定着トナー像が乱れたり、用紙３５が転
写バイアスロール２９下流に配置された第一の搬送ガイ
ド７１或いは第二の搬送ガイド７２から浮き上がって、
ヒートロール４２とプレッシャロール４３との転接部
（定着ニップＪ２）に用紙３５の先端が搬送されずにジ
ャムを引き起こしてしまう可能性がある。一方、用紙３
５の帯電電位が低いと用紙３５と未定着トナーの吸着力
が低くなるので定着ニップＪ２においてヒートロール４
２の表面に未定着トナーが静電的に引きつけられ転移し
てしまい、次回転で用紙３５表面に未定着トナーを定着
させてしまう静電オフセット現象が発生してしまう。そ
こで除電針４１には、一定の除電バイアス電圧を印加し
て用紙３５の種類に依らずにその帯電電位を＋２ｋＶ程
度に保つように構成されている。

【００６２】一方、ヒートロール４２はダイオード８５
を介して接地されている。よって、用紙３５が定着ニッ
プＪ２に搬送され用紙３５の先端がヒートロール４２に
接触するに至ると、用紙３５の帯電電荷が漏れやすくな
る。即ち、用紙３５の先端がヒートロール４２に接触し
た時点を境に、転写中の用紙３５の接地条件が変動し、
帯電電荷が漏れやすい状態に変化する。

【００６３】そこで、本第１実施形態では、搬送されて
きた用紙３５の先端がヒートロール４２に接触した時点
から転写バイアス電圧を増加させるよう制御装置１０１
（図１参照）によって制御する例を示す。

【００６４】但し、転写工程中に転写バイアス電圧を急
激に変化させると、影響を及ぼしたくない転写領域にお
いて急激な電界変化を引き起こし、感光帯ドラム１９か
ら用紙３５へ一度転移させたとトナーを再度感光体ドラ
ム１９へ戻してしまうリトランスファーなる不具合現象
が発生したり、感光体ドラム１９上の画像トナーの転写
効率が急激に変化し、画像濃度に差が生じてしまう不具
合が発生してしまう。そこで、本第１実施形態では、転
写バイアス電圧の増加率を用紙送り１ｍｍ当り５％以内
にするよう制御する。

【００６５】なお、図２に示すように、用紙３５の先端
が定着ニップＪ２に搬送されたことを検出するために、
一対の発光素子と受光素子で構成された透過型光学セン
サ１０５が定着ニップＪ２に対し用紙搬送方向の上流側
近傍部に設置されており、この透過型光学センサ１０５
による検出信号は制御装置１０１（図１参照）に送出さ
れる。同様に、感光体ドラム１９と転写バイアスロール
２９との転接部（転写ニップＪ１）に対し上流近傍部に
は、用紙３５の先端が転写ニップＪ１に接近したことを
検出するための透過型光学センサ１０３が設置され、転
写ニップＪ１に対し下流近傍部には、用紙３５の後端が
転写ニップＪ１を通過したことを検出するための透過型
光学センサ１０４が設置されている。

【００６６】［転写バイアスロールの構成及び転写バイ
アス電圧について］本実施形態で感光体ドラム１９に転
接する転写バイアスロール２９のロール部分は、ウレタ
ン、ＥＰＤＭ（ポリイソピレン・ブレンドエストラ
マ）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、シリコーンゴム等の
ゴム材あるいはこれらの材料の発泡スポンジから構成さ
れている。このロール部分の硬度はＪＩＳ規格としてア
スカー（ＡＳＫＥＲ）Ｃの５００グラム（以下、ｇと略
記する）荷重で４０度近辺のものが使用されている。こ
の硬度が、用紙３５の搬送性能を安定させるばかりでな
く、トナー像の転写時における文字の中ぬけ現象を防止
したり、感光体ドラム１９の削れを防止するために有効
である。転写バイアスロール２９の体積抵抗値は、次に
説明する測定法で１０⁷〜１０¹⁰程度に設定されてい
る。

【００６７】転写バイアスロールの体積抵抗値を測定す
る方法としては、図３に示すように、測定の対象となる
転写バイアスロール２９を導電体としての板金６１の上
に載置して、その回転軸６２に前記したように５００ｇ
荷重の力をそれぞれ下向きにかける。この状態で回転軸
６２の一端に１０００Ｖの直流電圧を印加する。そして
このときに板金６１に出力される電流を電流計６４によ
って測定し、電圧と測定電流から転写バイアスロール２
９の体積抵抗値を算出する。

【００６８】用紙３５が高抵抗の場合にも低抵抗の場合
にも良好な転写性を得るためには、転写バイアスロール
２９の抵抗値として１０⁷〜１０¹⁰程度の抵抗値が好ま
しいとされている。また、転写バイアスロール２９の抵
抗値が上記範囲内にある場合、転写バイアスロール２９
に印加する電圧（以下、転写バイアス電圧と称する）は
４００Ｖ〜５ｋＶ程度の範囲が最適とされている。な
お、高抵抗の用紙とは、例えばＯＨＰ（オーバーヘッド
プロジェクター）用の高抵抗の樹脂フィルムや、低温低
湿環境の下で放置されている用紙や、両面印刷を行う際
の第一面トナー像転写後に熱定着を行って含水率が低下
して高抵抗化した用紙等が該当する。

【００６９】なお、感光体ドラム１９上に形成されたト
ナー像を用紙３５へ転写する際の転写バイアスロール２
９から用紙３５への電荷の移動は、転写バイアスロール
２９のニップしている領域で行われる場合は少なく、用
紙３５がニップ近傍の両側にわずかに離間している領域
で移動するのがほとんどである。すなわち、パッシェン
（Ｐａｓｃｈｅｎ）則に従って、空気の絶縁破壊による
放電によって電荷が移動することが主体となっている。

【００７０】［環境に応じた転写バイアス電圧の設定に
ついて］前述したように転写バイアスロール２９の体積
抵抗や転写バイアス電圧に最適な範囲が存在するのは、
画像形成装置の使用環境により図４に示すように転写バ
イアスロールの体積抵抗値が変化を生じてしまう為であ
る。なお、図４で略記したＬ／Ｌ環境とは低温低湿環境
のことで１０℃／１５％ＲＨ程度の温湿度環境を、Ｎ／
Ｎ環境とは通常環境のことで２０℃／５０％ＲＨ程度の
温湿度環境を、Ｈ／Ｈ環境とは高温高湿環境のことで２
８℃／８５％ＲＨ程度の温湿度環境を、それぞれ示して
おり、以下これら各々に対してＬ／Ｌ環境、Ｎ／Ｎ環
境、Ｈ／Ｈ環境の呼称を用いる。

【００７１】上述した環境変化によって用紙３５もその
含水率の変化により抵抗が変化する為、転写バイアスロ
ール２９の体積抵抗も用紙３５と同等な変化を生じるよ
うに転写バイアスロールに含まれる導電物質を調整して
いる。このようにすることで各環境での転写バイアスロ
ール２９と用紙３５の相対的な抵抗差を略一定に保ち、
前述した用紙外領域への転写バイアス電流の過電流流出
を抑制している。図５には、各環境下において同一の画
像形成装置を用いて印字を行った場合について、数種類
の印加転写バイアス電圧とその時に流出した転写電流、
及び用紙上の画像不具合の有無を確認した結果を示す。
この図５から明らかなように、環境によって転写バイア
スロール２９及び用紙３５の体積抵抗は変化するので同
一の転写バイアス電圧値を印加しても環境毎に流出する
転写電流は異なってしまうことがわかる。また、転写性
能は転写用電荷量即ち転写電流に依存しており、最適な
電流範囲が存在することもわかる。前述のように、過剰
の電流が感光体に流入すると転写メモリーが発生し、電
流が不足すると転写不良が生じる。但しこの電流量は画
像形成装置の用紙送りスピードによって用紙単位面積当
りに流入する電荷量も異なってしまうので用紙送りスピ
ードによって図示した最適転写領域は異なることとな
る。図５では画像形成装置本体の用紙送りスピードを６
０ｍｍ／秒としたときの結果である。

【００７２】図６には、種々の用紙坪量の用紙に通常環
境（Ｎ／Ｎ）で転写バイアス電圧＋１２００Ｖを印加し
て画像形成を行った時に転写バイアスロール２９より流
出した転写電流及び用紙上の画像不具合の有無を確認し
た結果を示す。この図６より明らかなように同一の転写
バイアス電圧では全ての用紙坪量に対しては安定した転
写性能は得られないことが解かる。本発明においては、
ウレタンゴムにカーボン等の導電性粒子を配合し、Ｎ／
Ｎ環境での体積抵抗が１×１０Ｅ８ｃｍΩ程度に調整し
た転写バイアスロールを使用し、用紙送りスピードは６
０ｍｍ／秒とした。

【００７３】図５、６より明らかなようにあらゆる環境
下において、良好な転写性能を得るためには用紙送りス
ピードに応じて適切な転写電荷量即ち転写電流量が存在
する。このため従来の転写バイアス印加用電源には転写
中に定電流量を補償する定電流回路が用いられてきた。
しかし定電流回路を使用した場合の不具合として高温高
湿（Ｈ／Ｈ）環境において用紙抵抗が低下し転写後の用
紙搬送ガイドや定着器等の接触或いはニップ部材のアー
スを通して転写電流が流出してしまい、転写ニップ領域
の微小ギャップにおいて絶縁破壊による放電が起こらず
転写不良を発生する。また、ＯＨＰ用紙等の高抵抗の記
録媒体を使用した時には転写電流が流れにくくなること
から転写バイアス電圧が著しく上昇してしまい、結果と
して用紙外領域の感光体ドラム感光層へ非常に大きなダ
メージを与えてしまうことがあった。このような定電流
回路使用時の不具合を解消するために転写バイアスロー
ルを使用する画像形成装置の転写バイアス用電源は転写
電流のモニタ回路を備え、モニタ回路からの情報によっ
て必要な転写電荷量を供給可能な電圧値を決定し、転写
中には定電圧の転写バイアス電圧を印加する電流補償型
の定電圧回路が用いられるようになってきている。この
ように構成することで前述したＨ／Ｈ環境下での転写印
加電圧低下による転写不良の発生やＯＨＰ用紙印字時の
必要以上に高い転写バイアス電圧の印加を防止すること
が可能となる。

【００７４】［転写バイアス電圧印加回路及び除電バイ
アス電圧印加回路の構成］図７には、転写バイアス電圧
印加回路１８０及び除電バイアス電圧印加回路１６０の
構成図を示す。この図７に示すように、転写バイアス電
圧印加回路１８０には駆動電流制御回路１８４及び出力
電圧制御回路１８６が設けられており、これらは転写電
圧出力オンオフ回路１８２によって動作が制御される。
この転写電圧出力オンオフ回路１８２は制御装置１０１
のＣＰＵ１０１Ａからの制御信号によって動作が制御さ
れる。転写バイアス電圧は、転写バイアス電圧印加回路
１８０において変圧器１８８により変圧された後、転写
電圧出力端子１９０から出力される。

【００７５】また、転写バイアス電圧印加回路１８０に
は、転写バイアスロール２９から感光体ドラム１９へ出
力された転写電流を検知する出力電流検知回路１９２が
設けられている。この出力電流検知回路１９２で検知さ
れた転写電流の情報はＣＰＵ１０１Ａへ通知され、ＣＰ
Ｕ１０１Ａによって適正な転写バイアス電圧が設定され
上記駆動電流制御回路１８４及び出力電圧制御回路１８
６の制御にフィードバックされる。

【００７６】一方、除電バイアス電圧印加回路１６０も
同様に、駆動電流制御回路１６４及び出力電圧制御回路
１６６が設けられており、これらは除電電圧出力オンオ
フ回路１６２によって動作が制御される。この除電電圧
出力オンオフ回路１６２は制御装置１０１のＣＰＵ１０
１Ａからの制御信号によって動作が制御される。除電バ
イアス電圧は、除電バイアス電圧印加回路１６０におい
て変圧器１６８により変圧された後、除電電圧出力端子
１７０から出力される。

【００７７】［第１実施形態の作用］以下、本第１実施
形態の作用を説明する。以下では、用紙３５が感光体ド
ラム１９から剥離した後、除電針４１と用紙３５とが接
近すること及び剥離放電防止のために除電針４１による
除電作用を強化することに起因した用紙３５の後端部で
の帯電電位低下は微小であるとした上で、用紙３５の先
端が定着装置４０に接触することで転写中の用紙接地条
件が変化することに起因した用紙後端部での帯電電位低
下を防止する例を示す。

【００７８】外部の情報処理装置からプリント処理要求
を制御装置１０１が受け取ると、ＣＰＵ１０１Ａによっ
て図９の制御ルーチンが実行開始される。図９のステッ
プ２０２では転写バイアス電圧の設定処理のサブルーチ
ン（図１０参照）を以下のように実行する。図１０のス
テップ２５２では、感光体ドラム１９を駆動するメイン
ドライブの駆動オン信号を送り感光体ドラム１９を回転
させる。次のステップ２５４では電源１０２から帯電ロ
ーラー２３に高圧印加オン信号を送りドラム表面を帯電
電位Ｖ_H（−４００Ｖ）に均一帯電させる。

【００７９】そして、均一帯電された感光体ドラム１９
表面が転写ニップＪ１に達した後、ステップ２５６で転
写バイアスロール２９に＋１０００Ｖのモニタ電圧を印
加し、次のステップ２５８では転写バイアスロール２９
から流れる電流値（以下、流出電流値Ｉ(t) と称する）
を検知する。

【００８０】次のステップ２６０では流出電流値Ｉ(t)
が４マイクロアンペア（以下、μＡと略記する）以上で
あるか否かを判定し、流出電流値Ｉ(t) が４μＡ以上で
ある場合はステップ２６４へ進み、Ｈ／Ｈ環境であると
判断した上で、次のステップ２６６でＨ／Ｈ環境用転写
バイアス電圧＋４００Ｖを転写バイアス電圧として設定
する。

【００８１】一方、ステップ２６０で流出電流値Ｉ(t)
が４μＡ未満である場合はステップ２６２へ進み、流出
電流値Ｉ(t) が２μＡ以下であるか否かを判定する。流
出電流値Ｉ(t) が２μＡ以下である場合はステップ２６
８へ進み、Ｌ／Ｌ環境であると判断した上で、次のステ
ップ２７０でＬ／Ｌ環境用転写バイアス電圧＋２４００
Ｖを転写バイアス電圧として設定する。

【００８２】一方、ステップ２６２で否定判定された場
合は、流出電流値Ｉ(t) が２μＡより大きく４μＡ未満
であると判断することができるので、ステップ２７２へ
進み、Ｎ／Ｎ環境であると判断した上で、次のステップ
２７４でＮ／Ｎ環境用転写バイアス電圧＋１２００Ｖを
転写バイアス電圧として設定する。

【００８３】以上のように、流出電流値Ｉ(t) の大きさ
に基づいて環境を判断し、判断した環境に応じて適切な
転写バイアス電圧を設定して図９のメインルーチンへリ
ターンする。

【００８４】一方、前述の環境モニタ工程終了後、均一
帯電された感光体ドラム１９表面がレーザーの書き込み
位置２２に達した後、ＣＰＵ１０１から画像情報による
図示していない半導体レーザーの駆動信号が送られ、感
光体ドラム１９上に潜像が形成される。次いでこの感光
体ドラム１９上の潜像部分は現像ロール２６によってト
ナーによる可視像への現像される。このトナー像が転写
バイアスローラ２９と感光体ドラム１９との転接部へ搬
送されるのに同期するように記録用紙搬送路３２に沿っ
て記録用紙が搬送される。

【００８５】図９の次のステップ２０４では用紙先端が
転写ニップＪ１の手前に到達したか否かを透過型光学セ
ンサ１０３からの検出信号に基づいて判定する。用紙３
５の先端が転写ニップＪ１の手前に到達すると、ステッ
プ２０６へ進み、転写バイアス電圧の印加を開始する。

【００８６】次のステップ２１２では、用紙３５の先端
が定着ニップＪ２に到達したか否かを透過型光学センサ
１０５からの検出信号に基づいて判定する。用紙３５の
先端が定着ニップＪ２に到達すると、ステップ２１４へ
進み、電圧上昇制御を開始する。具体的には、それまで
の用紙領域に印加していた＋１２００Ｖから、用紙搬送
距離１ｍｍ当たり＋６０Ｖの増加率で転写バイアス電圧
値を上昇させる。＋６０Ｖ／ｍｍの増加率は＋１２００
Ｖに対し５％として設定されている。なお、用紙送りス
ピードが６０ｍｍ／秒であることから＋３．６ｋＶ／秒
の増加率で転写バイアス電圧が上昇することになる。

【００８７】次のステップ２１６では流出電流値Ｉ(t)
が最適転写電流値の上限値（図５における４．０μＡ）
に到達したか否かを監視し、流出電流値Ｉ(t) が最適転
写電流値の上限値に到達すると、ステップ２１８へ進
み、電圧上昇制御を止め、流出電流値Ｉ(t) が最適転写
電流値の上限値であるときの転写バイアス電圧（上限転
写バイアス電圧）の印加を維持するよう切り替える。そ
して、次のステップ２２０で、透過型光学センサ１０４
からの検出信号により用紙３５最後端が転写ニップＪ１
を通過したと判定するまで、上限転写バイアス電圧の印
加を継続する。

【００８８】以上の第１実施形態によれば、用紙３５の
先端がヒートロール４２に接触した時点を境に用紙３５
の帯電電荷が漏れやすい状態に変化しても、当該時点か
ら転写バイアス電圧を増加させるよう制御するので、用
紙３５の帯電電位を用紙先端から後端まで均一安定化す
ることができる。これにより、前述したフリンジ汚れ、
エクスプロージョン、静電オフセット及び高温高湿時転
写不良を防止することができ、安定した画像品質性能を
発揮することができる。

【００８９】［第２実施形態］以下、本発明に係る第２
実施形態を説明する。この第２実施形態は請求項３、
４、５に記載の発明に対応し、用紙３５が感光体ドラム
１９から剥離した後、除電針４１と用紙３５とが接近す
ること及び剥離放電防止のために除電針４１による除電
作用を強化することに起因した用紙３５の後端部での帯
電電位低下に対処するべく、用紙３５の後端部で転写バ
イアス電圧を増加制御する例を示す。また、両面印字に
おいて第一面と第二面とで異なる除電バイアス電圧に対
応して異なった上限値まで転写バイアス電圧を増加させ
る例を示す。

【００９０】本第２実施形態におけるレーザビームプリ
ンタ１１には、図１３に示すように、転写ニップＪ１か
ら距離Ｌだけ用紙搬送方向上流側に透過型光学センサ１
０６が設置されている。制御装置１０１は、この透過型
光学センサ１０６によって用紙３５の後端が転写ニップ
Ｊ１から距離Ｌだけ上流側の位置を通過したことを検出
することにより、用紙３５における後端から転写ニップ
Ｊ１と除電針４１との距離Ｌだけ離れた位置（矢印Ａ
部）が転写ニップＪ１に到達したことを検出し、該検出
時点から転写バイアス電圧を増加させるよう制御する。

【００９１】また、制御装置１０１は、用紙３５の後端
が感光体ドラム１９から剥離したことを透過型光学セン
サ１０４によって検出し、該検出時点で剥離放電防止の
ために除電針４１への除電バイアス電圧値を高い電圧値
に切り替える。本第２実施形態では、除電バイアス電圧
値が高い電圧値に切り替えられることで用紙３５の後端
付近のみ帯電電位が低下することを防止するべく、用紙
３５の後端付近の転写時には前記帯電電位の低下を補え
る程度の転写バイアス電圧が印加されるように、転写バ
イアス電圧の増加制御に係る電圧増加率又は上限値を設
定している。即ち、除電バイアス電圧値の切り替えに伴
って、転写バイアス電圧を高い電圧値に切り替えても良
いが、転写バイアス電圧の急激な変化による転写電流の
感光体ドラム１９への流入等の不具合を回避している。

【００９２】以下、本第２実施形態の作用を、図１１、
１２を用いて説明する。なお、図１１、１２に示す制御
ルーチンでは、前述した図９、１０の制御ルーチンと同
じ処理にはステップ番号の末尾に「Ａ」を付している。

【００９３】外部の情報処理装置からプリント処理要求
を制御装置１０１が受け取ると、ＣＰＵ１０１によって
図１１の制御ルーチンが実行開始される。図１１のステ
ップ２０３では各種バイアス電圧の設定処理のサブルー
チン（図１２参照）を以下のように実行する。図１２の
ステップ２５２Ａ〜２５８Ａでは、第１実施形態での図
１０のステップ２５２〜２５８と同様に、感光体ドラム
１９を回転させドラム表面を帯電電位Ｖ_H（−４００
Ｖ）に均一帯電させた状態で、転写バイアスロール２９
に＋１０００Ｖのモニタ電圧を印加し、転写バイアスロ
ール２９からの流出電流値Ｉ(t) を検知する。

【００９４】次のステップ２６０Ａ、２６２Ａでの流出
電流値Ｉ(t) の判定によって、流出電流値Ｉ(t) が４μ
Ａ以上の場合、流出電流値Ｉ(t) が２μＡ以下の場合、
及び流出電流値Ｉ(t) が２μＡより大きく４μＡ未満で
ある場合の計３通りに分類される。

【００９５】ここで、流出電流値Ｉ(t) が２μＡより大
きく４μＡ未満である場合（ステップ２６０Ａ、２６２
Ａで否定判定された場合）は、ステップ２７２Ａへ進
み、Ｎ／Ｎ環境であると判断し、次のステップ２７３で
は例えば次のようにしてＮ／Ｎ環境用転写バイアス電圧
Ｖt1、Ｖt2を設定する。

【００９６】例えば、Ｎ／Ｎ環境下においては、転写バ
イアスロール２９への＋１０００Ｖのモニタ電圧印加に
より得られる転写電流値は図５のグラフより２．５μＡ
であり、ＣＰＵ１０１は印加電圧値（Ｖｍ＝＋１０００
Ｖ）と流出電流値（Ｉｍ＝２．５μＡ）をあらかじめプ
ログラムされた計算式に代入し転写工程時に印加するバ
イアス電圧値を決定する。本発明においては図５から転
写中に約３．０μＡの転写電流を得るため、比例式（Ｖ
＝１０００×３／２．５＝１２００Ｖ）から得られた結
果によりレーザビームプリンタ１１の動作環境を常温常
湿環境と判断、転写工程時の第一面およびその第二面へ
転写バイアスロール２９へ印加する転写印加電圧値Ｖt1
＝＋１２００Ｖ、Ｖt2＝＋１８００Ｖを決定する。ここ
で第二面転写時の転写バイアス電圧値は用紙３５が第一
面の定着工程を経て高抵抗化していることを考慮して第
一面転写バイアス電圧値の１．５倍としている。

【００９７】図１２において次のステップ２７５では、
上記ステップ２７３で得られた結果に基づいて、第一面
転写時に用紙３５が除電針４１の位置へ達してから用紙
後端が転写ニップＪ１を抜けるまでの間、用紙３５の除
電に用いる除電針４１への印加バイアス電圧値Ｖd1＝−
１００Ｖ、及び用紙後端が転写ニップＪ１を通過直後に
感光体ドラム１９の転写材外部領域の履歴除去用に除電
針４１へ印加するバイアス電圧値Ｖd2＝−３０００Ｖと
第二面転写工程時に同様の理由で除電針４１へ印加する
第二面用紙除電用バイアス電圧値Ｖd3＝−１０００Ｖ、
第二面転写時の転写材外部領域除電用バイアス電圧値Ｖ
d4＝−３０００Ｖを設定する。

【００９８】以上、Ｎ／Ｎ環境用の各種バイアス電圧の
設定例を示したが、ステップ２６０Ａ、２６２Ａでの判
定により、流出電流値Ｉ(t) が４μＡ以上の場合や流出
電流値Ｉ(t) が２μＡ以下の場合も、上記と同様にステ
ップ２６５、２６９において転写印加電圧値Ｖt1、Ｖt2
を設定し、ステップ２６７、２７１において除電用バイ
アス電圧値Ｖd1、Ｖd3、及び履歴除去用バイアス電圧値
Ｖd2、Ｖd4を設定する。

【００９９】以上のように、流出電流値Ｉ(t) の大きさ
に基づいて環境を判断し、判断した環境に応じて適切な
転写バイアス電圧を設定して図１１のメインルーチンへ
リターンする。

【０１００】一方、前述の環境モニタ工程終了後、均一
帯電された感光体ドラム１９表面がレーザーの書き込み
位置２２に達した後、ＣＰＵ１０１から画像情報による
図示していない半導体レーザーの駆動信号が送られ、感
光体ドラム１９上に潜像が形成される。次いでこの感光
体ドラム１９上の潜像部分は現像ロール２６によってト
ナーによる可視像への現像される。このトナー像が転写
バイアスローラ２９と感光体ドラム１９との転接部へ搬
送されるのに同期するように記録用紙搬送路３２に沿っ
て記録用紙が搬送される。

【０１０１】図１１のメインルーチンでは、用紙先端が
転写ニップＪ１の手前に到達した時点で転写バイアス電
圧の印加を開始し（ステップ２０６Ａ）、次のステップ
２０８で用紙先端が除電位置に到達したか否かを透過型
光学センサ１０４からの検出信号に基づいて判定する。
用紙先端が除電位置に到達すると、ステップ２１０で除
電針４１への除電用バイアス電圧値Ｖd1の印加を開始す
る。

【０１０２】次のステップ２１３では、転写ニップＪ１
と除電針４１との距離Ｌだけ後端から離れた位置が転写
ニップＪ１に到達したか否かを透過型光学センサ１０６
からの検出信号に基づいて判定する。距離Ｌだけ後端か
ら離れた位置が転写ニップＪ１に到達すると、ステップ
２１４Ａへ進み、電圧上昇制御を開始する。

【０１０３】例えば、本実施形態の画像形成装置１１で
は上記距離Ｌが２０ｍｍであるため、用紙３５の後端か
ら２０ｍｍ先端側の位置が転写ニップＪ１に突入するタ
イミングで転写バイアス電圧Ｖt1（＋１２００Ｖ）の増
加制御を１ｍｍ送り当り４％即ち、＋４８Ｖ／ｍｍの増
加率で増加させる。但し、初期の転写バイアス電圧Ｖt1
の１．３倍（＋１５６０Ｖ）を上限とする。

【０１０４】そして、次のステップ２１６Ａで流出電流
値Ｉ(t) が最適転写電流値の上限値（図５における４．
０μＡ）に到達したか否かを監視し、流出電流値Ｉ(t)
が最適転写電流値の上限値に到達すると、電圧上昇制御
を止め、流出電流値Ｉ(t) が最適転写電流値の上限値で
あるときの転写バイアス電圧（上限転写バイアス電圧）
の印加を維持するよう切り替え（ステップ２１８Ａ）、
以後、該上限転写バイアス電圧値のまま用紙３５の最後
端が転写バイアスロール２９のニップを通過するまで
（ステップ２２０Ａで肯定判定されるまで）印加するよ
うに制御する。

【０１０５】用紙３５の最後端が転写バイアスロール２
９のニップを通過すると、ステップ２２２へ進み、除電
用バイアス電圧値Ｖd1を履歴除去用バイアス電圧値Ｖd2
（−３０００Ｖ）に切り替えられて近傍を通過する感光
体１９表面のプラス帯電履歴除去を行う。

【０１０６】以上のようにして用紙３５の第一面に対す
る転写を終了する。その後トナー像を担持する記録用紙
は感光体ドラム１９から分離されて定着装置４０の部位
に搬送、定着される。一方、感光体ドラム１９表面に転
写されずに残った残留トナーはクリーニング装置によっ
て除去され感光体ドラム１９表面は次の画像形成工程に
入り得る状態になる。

【０１０７】第一面の画像形成を終えた後、ステップ２
２６へ進み、転写バイアス電圧をＶt1からＶt2へ、除電
用バイアス電圧値をＶd1からＶd3へ、履歴除去用バイア
ス電圧値をＶd2からＶd4へ、それぞれ切り替える。一
方、用紙搬送手段により用紙３５は第二面の画像形成工
程に入るべく再度、記録用紙搬送経路５１を通り、搬送
経路３２に沿って搬送され前述と透過型光学センサによ
り記録用紙の先端／後端位置を検知して第二面の画像転
写工程に移行する。図１１においてステップ２０４Ａへ
戻り、用紙３５の第二面に対して上記ステップ２０４Ａ
〜２２２の処理を順に実行する。

【０１０８】このときにもあらかじめ決められた第二面
用の転写バイアス電圧Ｖt2＝＋１８００Ｖ、用紙除電用
バイアス電圧Ｖd3＝−１０００Ｖ、感光体ドラム１９の
用紙外領域のプラス帯電履歴除去用バイアス電圧値Ｖd4
＝−３０００Ｖが、第一面転写工程時と同じタイミング
で印加され、第二面の用紙３５へのトナー像の転写、用
紙後端部転写バイアス電圧の上昇、用紙３５の除電、及
び感光体ドラム１９表面の履歴除去を行う。この場合の
用紙後端部転写バイアス電圧の増加分は、それ以前の転
写バイアス電圧Ｖt2が＋１８００Ｖであるため第一面と
同様に増加率４％として＋７２Ｖ／ｍｍで増加制御す
る。但し、初期の転写バイアス電圧Ｖt2の１．３倍（＋
２３４０Ｖ）を上限とする。

【０１０９】この転写バイアス電圧の増加率／上限電圧
は、温度湿度環境によってまた第一面、第二面の転写時
等の条件によって異なり、用紙帯電の差が生じにくいＨ
／Ｈ環境では増加量が２％程度で１．１倍の電圧まで上
昇させるものであり、逆に用紙が高帯電化しやすいＬ／
Ｌ環境の第二面印字においては１ｍｍ当りの増加率を５
％として上限電圧を１．４倍まで上昇させる。

【０１１０】このような条件別の制御は、前述の転写バ
イアスロール２９へモニタ電圧を印加して電流を検知す
るモニタ工程で得られるモニタ値に応じてＣＰＵ１０１
において、あらかじめプログラムされている計算式で演
算され、Ｖt1、Ｖt2、Ｖd1、Ｖd2、Ｖd3、Ｖd4及び用紙
後端部の増加率等の各々の印加バイアス電圧値を決定
し、ＣＰＵ１０１にプログラムされている前述したタイ
ミングで印加することにより画像形成を行うものであ
る。

【０１１１】したがってレーザビームプリンタ１１の動
作環境によりＶt1、Ｖt2、Ｖd1、Ｖd2、Ｖd3、Ｖd4の各
々の印加バイアス電圧値は異なり、常に最適値へと変更
されるものである。なお、用紙３５が転写ニップＪ１に
あり、用紙３５への転写工程中の転写バイアス電圧値と
転写電流値を検知して得られる用紙３５を含む転写実効
電流値をモニタして、ＣＰＵ１０１で再度計算すること
により、転写ニップＪ１から除電針４１に到達した用紙
３５の除電用バイアス電圧値と後端部増加率、上限転写
バイアス電圧を用紙３５の種類別に変化させることも可
能である。

【０１１２】そして、用紙３５の両面に対する転写が完
了すると、図１１ではステップ２２４で肯定判定され、
処理を終了する。

【０１１３】以上説明した第２実施形態では、転写ニッ
プＪ１と除電針４１との距離Ｌだけ後端から離れた位置
が転写ニップＪ１に到達した時点から用紙の搬送距離に
応じて徐々に転写バイアス電圧を増加させるので、用紙
３５の後端付近で除電針４１による除電作用が強くなる
ことに起因した用紙３５の後端付近での帯電電位の低下
並びに用紙３５とトナー像との吸着力の低下を防止する
ことができる。即ち、用紙３５の帯電電位を用紙先端か
ら後端まで均一にすることができ、搬送時のリークによ
る画像乱れや静電オフセット等が無くなり、形成される
画像の画質を良好に保つことができる。

【０１１４】これに伴い、定着装置４０にクリーニング
用の部材や静電オフセット防止の為の回路等を設ける必
要が無くなり、電源追加も不要であるので、装置構成を
簡素化し装置の小型化、コストダウンを図ることができ
る。

【０１１５】また、用紙３５の帯電電位が均一安定化さ
れることにより、転写／除電後の用紙３５が搬送ガイド
７１、７２に吸着した安定な姿勢で定着装置４０へ搬送
されるので、ジャムの発生を防止することができる。

【０１１６】なお、上記第２実施形態では両面印字にお
ける第一面への転写時、第二面への転写時の両方で転写
バイアス電圧を増加させる制御を行う例を示したが、第
二面への転写時にのみ転写バイアス電圧を増加させる制
御を行っても良い。即ち、第二面への転写時は、第一面
への転写時に比べて、用紙の抵抗値が高く、より高い転
写バイアス電圧を必要とするため、用紙と除電針との接
近による過度な除電作用等でてきめんに用紙とトナー像
との吸着力低下につながる。このような第二面への転写
時に転写バイアス電圧を増加させる制御を行うと非常に
有効である。

【０１１７】また、転写ニップＪ１と除電針４１との距
離Ｌだけ後端から離れた位置が転写ニップＪ１に到達し
た時点から転写バイアス電圧を増加させたが、当該時点
よりも前の時点から転写バイアス電圧を増加開始しても
良い。

【０１１８】また、用紙３５への転写工程中の転写バイ
アス電圧値と転写電流値を検知して用紙３５の抵抗値を
ＣＰＵ１０１で計算して用紙３５の種類を判別し、該用
紙３５の種類別に除電用バイアス電圧値や転写バイアス
電圧の増加率、上限値を変化させても良い。

【０１１９】また、転写バイアスロール２９の電圧／電
流情報から転写バイアス電圧及び除電バイアス電圧制御
を変更したが、例えば用紙搬送ロールを転写バイアスロ
ール２９と同様な導電性部材で構成し、用紙搬送中に用
紙搬送ロールに電圧を印加し、その出力電流をモニタす
ることで使用環境や使用用紙の条件を判別し、該条件に
応じて同様に制御しても良い。

【０１２０】また、図６に示した用紙坪量に適した転写
バイアス電圧を印加可能とするために、用紙先端が転写
ニップＪ１に突入した時点に転写電流のモニタを行い、
用紙坪量の情報を得て該用紙坪量に応じて転写バイアス
電圧を調整しても良い。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録媒体の全面についてトナーを結着させている帯電を均
一化させているので、トナー像と記録媒体との吸着力を
均一安定化させることができる。これにより、前述した
フリンジ汚れ、エクスプロージョン、静電オフセット及
び高温高湿時転写不良を防止することができ、安定した
画像品質性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図２】第１実施形態における画像形成装置の要部の構
成図である。

【図３】転写バイアスロールの体積抵抗値の測定に係る
構成を示す図である。

【図４】転写バイアスロールの体積抵抗値の環境に応じ
た変化を示すグラフである。

【図５】転写バイアスロールの環境別転写電流特性を示
すグラフである。

【図６】転写バイアスロールの用紙量別転写電流特性
を示すグラフである。

【図７】転写電圧印加回路及び除電針バイアス電圧印加
回路の回路構成図である。

【図８】転写バイアスロールにおける転写バイアス電圧
増加率−増加転写電流の特性を示すグラフである。

【図９】第１実施形態におけるメインルーチンを示す流
れ図である。

【図１０】転写バイアス電圧の設定処理のサブルーチン
を示す流れ図である。

【図１１】第２実施形態におけるメインルーチンを示す
流れ図である。

【図１２】各種バイアス電圧の設定処理のサブルーチン
を示す流れ図である。

【図１３】第２実施形態における画像形成装置の要部の
構成図である。

【符号の説明】

１１レーザビームプリンタ（画像形成装置）１３半導体レーザ走査装置１９感光体ドラム（像担持体）２３帯電ロール２５現像装置（現像手段）２９転写バイアスロール３５用紙（記録媒体）４０定着装置（定着手段）４１除電針（除電手段）１０１制御装置Ｊ１転写ニップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】形成すべき画像に対応した静電潜像を像
担持体上に形成する潜像形成手段と、前記静電潜像に対応してトナーを前記像担持体上に吸着
させることで、該像担持体上にトナー像を形成する現像
手段と、記録媒体を前記像担持体との間で挟持搬送し、該挟持搬
送状態で電圧が印加されることにより、前記トナー像を
前記記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送方向下流側に接
地された状態で配置され、記録媒体上のトナー像を該記
録媒体上に定着させる定着手段と、前記記録媒体における所定位置よりも後端側の領域に前
記トナー像を転写する場合に、前記転写手段に印加する
電圧（転写バイアス電圧）を増加させる転写電圧制御手
段と、を有する画像形成装置。
【請求項２】前記所定位置は、前記記録媒体の先端が
前記定着手段に接触するに至ったときの該記録媒体にお
ける被転写位置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】前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送
方向下流近傍部であり且つ記録媒体の搬送経路に対し下
方に配置され、前記転写バイアス電圧とは逆極性の電圧
が印加されることで記録媒体の除電を行う除電手段と、前記除電手段に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、をさらに有し、前記所定位置が、少なくとも前記記録媒体の最後端部か
ら、前記転写手段による転写位置と前記除電手段との距
離以上先端側に離れた位置に設定されていることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送
方向下流近傍部に配置され、前記転写バイアス電圧とは
逆極性の電圧が印加されることで記録媒体の除電を行う
除電手段と、前記記録媒体が前記像担持体から剥離する直前に、前記
除電手段に印加する電圧（除電バイアス電圧）を増加さ
せる除電電圧制御手段と、をさらに有し、前記転写電圧制御手段は、除電バイアス電圧の増加に応
じて前記転写バイアス電圧を増加させることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記転写手段に対し前記記録媒体の搬送
方向下流近傍部に配置され、前記転写バイアス電圧とは
逆極性の電圧が印加されることで記録媒体の除電を行う
除電手段と、前記転写バイアス電圧とは逆極性の２つ以上の異なる電
圧を前記除電手段に印加可能な除電電圧印加手段と、をさらに有し、前記転写電圧制御手段は、前記除電手段に印加する電圧
（除電バイアス電圧）に応じて異なった上限値まで転写
バイアス電圧を増加させることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記転写電圧制御手段は、環境条件に応
じて設定された転写バイアス電圧の増加率及び上限値の
少なくとも一方の条件に基づいて転写バイアス電圧を増
加させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れ
か一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記定着手段によって一方の面にトナー
像が定着された記録媒体を、もう一方の面が前記像担持
体に対向するように反転させて前記転写手段による転写
位置に搬送する両面印字用搬送手段をさらに有し、前記転写電圧制御手段は、前記もう一方の面にトナー像
を転写する場合のみ、転写バイアス電圧を増加させるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記
載の画像形成装置。
【請求項８】前記転写電圧制御手段は、前記記録媒体
の搬送距離に対する所定の上限値以内の電圧増加率で転
写バイアス電圧を増加させることを特徴とする請求項１
乃至請求項７の何れか一項に記載の画像形成装置。