JPH11305565A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体に形成したトナー画像を転写ローラを
用いて転写する装置において、環境条件の変化を随時検
知した条件に応じて、制御装置の制御テーブルから制御
条件を得て、画像転写のための印加電圧の条件を変更さ
せる。 【解決手段】 感光体２１に形成したトナー画像は、画
像転写部で転写ローラ２５から電圧を印加して用紙に転
写するが、前記転写ローラ２５には制御回路３０に接続
される転写電圧印加回路３１から所定の値の転写電圧を
印加する。また、前記制御テーブルでは、温度に対応さ
せて複数の印加電圧の条件を設定しておき、その温度の
境界領域では、制御条件が急激に変化しないような修正
を施しておき、センサ３５により検知した環境条件に応
じて、メモリ３３に設けた制御テーブル３４から最適な
条件を得て、設定電圧を変更させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体に形成した
トナー画像を用紙に転写するために転写ローラを用いる
画像形成装置に関し、特に、転写ローラに印加する電圧
の制御手段を設けた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の電子写真方式を用いた画像形成装
置においては、ベルト状またはドラム状の感光体を一様
に帯電させる帯電器、前記感光体の表面に光を照射して
静電潜像を形成するための露光装置、その静電潜像にト
ナーを付着させてトナー画像を形成させる現像器、およ
び、感光体に形成したトナー画像を用紙に転写する転写
器としての転写ローラを備えている。前記現像器におい
ては、トナー容器内部でトナーを攪拌しながら送り出す
攪拌器（アジテータ）と、感光体に対してトナーを供給
するための現像ローラを配置している。そして、前記現
像ローラでは、ブレードにより押圧することによって、
ローラの表面にトナーの薄層を形成させ、感光体に形成
した静電潜像に対して、トナーの供給の動作を良好に行
わせるように構成している。

【０００３】そして、前記感光体に形成した静電潜像に
対して、トナーを付着させることによりトナー画像が形
成され、そのトナー画像を用紙に転写させている。前
記、一般の画像形成装置においては、感光体から用紙に
トナー画像を転写するために、転写コロトロンのような
コロナ放電を行う手段を用いているが、前記コロナ放電
を行う装置ではオゾンの発生が憂慮されるために、転写
ローラを用いてオゾンが発生しない装置として構成する
ことが多くなっている。前記転写ローラとしては、金属
製のローラ軸に対して所定の厚さの導電性のゴムやプラ
スチックの層を設けたものが用いられており、前記導電
性のローラ軸に対して所定の値の電位を印加することに
より、コロトロンと同様なトナー画像の転写を行わせる
ように構成している。そして、前記転写ローラを用いる
ことによって、画像形成装置からはオゾンが発生しない
ことから、装置の排気の処理機構を簡素化できるととも
に、室内の環境に対する影響が生じることを防止できる
等の利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記転写ローラを用い
た画像転写手段においては、転写ローラに印加する電圧
が、感光体から記録紙に向けてトナー画像を転写する性
能に微妙に影響するために、記録紙を作成する動作の開
始時に、試験電圧をあらかじめ印加して、その電圧変化
の情報に応じて、転写電圧の設定を行っている。しか
し、大量の記録紙を連続して作成する場合には、その作
業の途中で装置内部の温度が上昇するので、その温度上
昇により最適な転写電圧がずれてしまい、記録紙の品質
を良好に維持できないという問題が発生する。そこで、
温度が上昇した場合に対応させて、最初の設定電圧を高
めにすると、必要以上に高い電圧が印加されることによ
り、感光体や転写ローラの劣化が早められるという問題
がある。

【０００５】一方、転写ローラに印加する転写電圧の値
を設定する際には、環境温度も制御条件に考慮されてい
るもので、ある温度範囲では、試験電圧印加時の検出電
流と転写電圧の関係を、制御装置のメモリテーブルに設
定している制御条件に応じて決定している。しかしなが
ら、前記テーブルに設定している温度領域の境界部で
は、転写電圧が一定しない場合があり、微妙な温度の変
化に対して、転写電圧が大きく変動するという問題があ
る。

【０００６】本発明は、前記転写ローラに対する電圧の
印加条件の問題を解消するもので、転写ローラに対する
印加電圧の値を、温度領域の境界付近での急激な電圧の
変化が生じないように調整する制御手段を設けた装置を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体と、前
記感光体に一様な帯電を行わせる手段と、感光体に静電
潜像を形成する手段と、現像手段、および転写手段とを
備えた画像形成装置に関する。本発明の請求項１の発明
は、前記転写手段に対して記録紙間で試験電圧を印加し
て、転写環境の検知を行う検知手段を設け、トナー画像
を記録紙に転写する際の印加電圧を、前記検知手段で検
知された値に応じて再設定する制御を行うことを特徴と
する。請求項２の発明は、所定の枚数の記録紙を作成し
た時に、転写手段に対して試験電圧を印加して転写電圧
を再設定することを特徴とする。請求項３の発明は、前
記画像形成装置に温度検出手段を備え、前記温度の検出
値と、試験電圧印加時の電流の検知値にもとづいて転写
電圧を設定するとともに、前記検出温度と転写電圧との
関係を設定するテーブルを制御装置のメモリに用意して
おき、前記テーブルにおける温度範囲の境界領域では、
転写電圧値を一致させる制御を行うことを特徴とする。

【０００８】前述したように構成したことにより、本発
明の画像形成装置においては、所定枚数毎に試験電圧を
印加して、転写電圧の制御を行うことにより、記録紙の
画質を一定に維持することができるとともに、転写ロー
ラと感光体に余分な電圧を印加することを防止でき、感
光体等にダメージを与えたりすることを防止できる。ま
た、転写電圧の設定に際して、制御テーブルの境界温度
領域での急激な電圧変化をなくして、温度の変化に対す
る制御電圧の変化をスムーズに移行させることができ、
記録紙の画質が変化することを防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明の装置の構成を説明する。図１に示す例は、画像形成
装置の画像形成部に配置する感光体と現像ローラ、およ
び転写ローラの関係を示しているもので、１つのユニッ
トとして装置本体に着脱可能に設けられる感光体ユニッ
トには、感光体２１に対してメモリ除去ブラシ２３と帯
電ローラ２２とを配置するとともに、画像転写部には転
写ローラ２５を配置している。前記感光体２１に対して
は、書込み装置２４と現像装置の現像ローラ１４とを配
置しており、前記帯電ローラ２２により一様な帯電を行
わせた後で、書込み装置から画像の光を照射して静電潜
像を形成し、前記静電潜像に対して現像ローラ１４から
トナーを供給して、トナー画像を形成する。前記感光体
に形成されたトナー画像は、画像転写部で感光体２１と
転写ローラ２５の間で用紙を挟むようにして搬送する際
に、転写ローラ２５に対して所定の値の電圧を印加し、
トナー画像を用紙に転写させるようにしている。

【００１０】前記転写ローラ２５に印加される転写電圧
は、転写電圧印加回路３１を行われるもので、その印加
電圧の値は、制御装置３０において設定される。前記制
御装置３０に対しては、装置内部の温度の情報を得るた
めの検知手段としてのセンサ３５と、転写ローラに印加
する電圧の変化を検知するための電圧降下検出回路３２
の情報との２つの情報を用いている。そして、前記電圧
降下検出回路３２からの情報にもとづいて、制御装置３
０においては、試験電圧印加時の転写ローラから感光体
に向けて流れる流入電流の値が測定される。また、前記
制御回路３０に入力するセンサ３５は、装置の任意の位
置に配置可能なもので、装置内部での平均的な温度の変
化を検知できる位置に配置される。さらに、前記制御回
路３０に対してメモリ３３を接続して設け、前記メモリ
に設けている制御テーブル３４に設定した制御データに
したがって、制御回路から転写電圧印加回路３１に向け
て出力する制御情報が設定される。

【００１１】前述したような制御手段を設けてなる画像
形成装置において、メモリ３３の制御テーブル３４には
図２のグラフに示すように、温度が２０℃以下の場合で
の検出電流と印加電圧との関係の曲線Ａと、温度が２０
℃以上での検出電流と印加電圧との関係の曲線Ｂとがそ
れぞれ設定されている。ところが、前記制御条件を設定
するＡ、Ｂの制御条件では、温度が２０℃での制御値が
大きく異なっているものであるから、温度センサで検知
された温度が２０℃を越えた点で、印加電圧の値が大き
く変動することになる。そこで、本実施例においては、
前記２つのグラフをまとめて、制御曲線Ｃに示すよう
に、温度の異なる制御条件の曲線Ａ、Ｂを所定の位置で
接続して構成する。そして、前記３つの曲線を接続する
制御曲線を制御テーブルを設定しておき、センサで検知
された温度のデータが、基本的な制御データとして設定
している２つのテーブルで、温度の境界領域に亘って変
化した場合に、その温度領域の変化部で大きく電圧が変
化しないような制御を行っている。

【００１２】前述したようにして、制御装置のメモリに
設ける制御条件を、曲線Ｃに示すように設定すること
は、前記図１に示すような装置に対して任意に設定する
ことが可能である。例えば、感光体に対して転写ローラ
を配置する装置において、その転写ローラや感光体の特
性に対応させて、検出電流と温度の変化に対応させて、
前記図２のＡ、Ｂのようなグラフが作られた際に、その
グラフの曲線の温度変化の境界領域で２つの曲線を接続
して、滑らかに変化する領域を形成する。そして、温度
変化に対する印加電圧の変化が急激に起こらないように
して、電圧が印加される対象の部材に対して、余分に高
い電圧を印加させたりすることがないようにする。

【００１３】前記図２に示されるような制御テーブルを
設定する装置において、転写電圧の制御を行う場合に
は、記録紙を作成するジョブの開始信号が制御装置に入
力された時に、転写電圧印加回路３１から所定の値の試
験電圧を印加する。そして、前記印加電圧に対して、電
圧降下検出回路３２で流入電流をモニタすることにより
負荷抵抗を測定するとともに、センサ３５の温度情報に
応じて、その値にもとづいて最適化された値の転写電圧
を設定する。前記最初に設定する転写電圧の値は、環境
温度（機内の温度）が低ければ高い値の印加電圧を設定
することが必要であり、温度が高ければ印加電圧を低く
設定できる。

【００１４】本発明の実施例では、前述したようにして
最初の印加電圧を設定した後で、例えば、２０枚の記録
紙を作成する都度、再度試験電圧を印加して負荷抵抗の
測定を行い、その測定値と温度の条件を加味して印加電
圧の変更を行うようにする。その際には、連続して送ら
れている用紙の間の短い時間では正確な測定値を得るこ
とが困難であるから、例えば、２〜３秒間の用紙送りの
停止時間を設定し、感光体と転写ローラの間に用紙がな
い状態で、試験電圧の印加作用を行う。そして、前記紙
間での試験電圧の測定を行った場合には、センサの検出
温度と流入電流の変化のデータとを用いて、メモリの制
御テーブルに設定している最適な制御値を制御装置が決
定し、その決定された印加電圧を転写電圧印加回路３１
を介して転写ローラ２５に印加する。次いで、１ジョブ
でさらに２０枚の記録紙を作成した時に、再び試験電圧
の印加作用を実施して、最適とされる印加電圧の設定を
繰り返して行うようにする。さらに、１つのジョブが終
了して、次の記録紙の作成のジョブを行う際には、最初
の転写電圧の設定と、ジョブ中での印加電圧の変更の動
作を行うことは前述の通りである。

【００１５】

【実施例】前述したような構成を有する画像形成装置
は、図３、４に示すように、クリーニング装置を設けず
に、画像の転写後に感光体に残留したトナーを回収し、
再び画像形成に使用するクリーナレス方式の画像形成装
置として構成される。この実施例に示す画像形成装置１
には、その本体の下部に給紙カセット２を装着して、給
紙を行うものとして構成している。前記給紙カセット２
には、用紙を載置するボトムプレート２ａと、用紙の分
離を行うための分離爪２ｂとを設けている。また、給紙
カセットからの給紙のためにピックアップローラ３を設
けており、前記ローラ３としては半月ローラを用いてい
る。前記給紙カセットから送り出した用紙を案内する用
紙搬送路には、搬送ローラ装置４、５を配置し、転写ロ
ーラ２５による画像転写部の下流部には定着装置２８を
設けて、排出ローラ装置２９を介してコピーを排出させ
る経路を構成する。そして、前記搬送ローラ装置５によ
り、感光体ドラム２１に形成されるトナー画像にタイミ
ングを合わせて用紙を送る際に、転写ローラ２５から電
圧を印加し、感光体ドラムに形成したトナー画像を用紙
に転写するように構成している。

【００１６】前記画像形成装置においては、給紙カセッ
ト２からの用紙搬送路の途中の部分に装置本体の側板７
を開閉可能に設けて、用紙搬送路での紙詰り等が生じた
際には、側板と一体に設けたガイド板を開いてジャム処
理を行う際等に使用する。また、前記側板７の上部分に
設けた開口を介して手差しトレイ６を設けており、その
給紙路に対応させて手差し給紙ローラ８を配置し、搬送
ローラ装置５に向けて用紙を送る別の給紙系統を構成し
ている。さらに、前記用紙搬送路には用紙の検知のため
のセンサＳ１、Ｓ２等を配置して、前記センサの検知情
報を用いて用紙搬送路内での用紙の搬送の制御を行うよ
うにしている。

【００１７】前記画像形成装置本体において、そのフレ
ームの上部に配置するプロセスユニットは、現像器ユニ
ット１０と感光体ユニット２０とを組み合わせて構成し
ている。前記プロセスユニットを構成する２つのユニッ
ト１０、２０は、装置本体の上部に設けた上蓋部材９を
支点９ａを介して開いた状態で、上側に向けて取出すこ
とができるように設けられている。また、前記上蓋部材
９には、感光体ドラムに対して画像の書き込みを行うた
めの画像書き込み装置２４を設けて、前記上蓋部材９を
閉じた状態で、感光体ドラム２１に対する画像書き込み
装置の書き込み位置に自動的に設定される。

【００１８】前記プロセスユニットに設ける現像器ユニ
ット１０は、１成分トナーを収容するトナー容器１１内
でトナーの攪拌を行う攪拌器１２と、感光体ドラムに対
応させて配置する現像ローラ１４、および、前記現像ロ
ーラ１４に対してトナーを帯電させながら供給する供給
ローラ１３と、現像ローラ１４の表面に付着させたトナ
ーを薄層として形成するブレード１５とを配置してい
る。前記供給ローラ１３と現像ローラ１４とは、圧接さ
れる状態で同一方向に駆動されることにより、２つのロ
ーラの間でトナーを摩擦により帯電させ、現像ローラの
表面にトナーを付着させる。そして、前記現像ローラ１
４の表面に付着されたトナーは、ブレード１５に押圧さ
れることにより一定の厚さの薄層として形成され、感光
体ドラム２１に対する現像位置に向けて露出される。

【００１９】前記現像器ユニットと組み合わせられる感
光体ユニット２０では、感光体ドラム２１と、前記感光
体ドラムに対して一様な帯電を行わせるための帯電ロー
ラ２２を設けており、前記感光体ドラム２１は本体フレ
ームのアースに接続されて接地されている。また、前記
感光体ユニット２０のフレームの下部にはメモリ除去部
材２３を設けて、感光体ドラムに残留するトナーを掻き
乱してそのトナーの付着力を弱める作用を行わせる。

【００２０】前述したように構成してなるプロセスユニ
ットにおいて、現像器ユニット１０に設ける供給ローラ
１３は、軸にスポンジ状の導電性を有する弾性体または
導電性の繊維を有する植毛体を所定の厚さで設けた弾性
体ローラとして構成する。そして、前記図１に示される
制御装置に接続する電圧印加用電源回路から、前記供給
ローラ１３の軸には、図示を省略した給電部材より−４
００〜−６００Ｖ、望ましくは−５００Ｖ前後の値のバ
イアス電圧が印加される。また、前記現像ローラ１４は
ステンレス等の金属製のローラ軸に、導電性のゴム（シ
リコンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲ）を所定の厚さで被
覆したもので構成されており、そのローラ表面を平滑な
ものとして構成する。前記現像ローラ１４に対しては−
２００〜−４００Ｖ、望ましくは−３００Ｖ前後の値の
バイアス電圧が印加され、前記現像ローラ１４に対して
配置するブレード１５は、現像ローラ１４の表面に形成
するトナーの薄層の厚さを均一に設定するためのもの
で、ウレタン樹脂シートまたはステンレス製の板部材か
らなるバネ性を有するものとして構成する。そして、前
記ブレード１５に対しては−３００Ｖ〜−５００Ｖの範
囲、望ましくは−４００Ｖ前後の値のバイアス電圧が印
加される。

【００２１】前記供給ローラ１３と現像ローラ１４との
軸芯間距離は、２つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向（矢印Ｘ方
向）に回転させることにより、両ローラの接触部では圧
接されながら反対方向に摺動される状態となる。そし
て、両ローラの摩擦作用と各々のローラに印加されてい
る電圧の差により両ローラ間でトナーが帯電されて、現
像ローラ１４の表面にトナーが付着される。さらに、前
記現像ローラ１４の表面に付着されたトナーをブレード
１５により均一な厚さに形成し、感光体ドラムに向けて
露出させ、感光体ドラムに形成された潜像にトナーを移
転させてトナー画像を形成する。

【００２２】前記現像器ユニット１０に組み合わせて配
置する感光体ユニット２０には、感光体ドラム２１と、
表面が植毛部材等により構成されるブラシローラのよう
な帯電ローラ２２とを設けている。そして、感光体ドラ
ム２１に対して画像書き込み装置２４を配置して画像の
書き込みを行うとともに、感光体ドラムに形成したトナ
ー画像を転写ローラ２５の放電により用紙に転写する。
また、前記画像書き込み装置２４はＬＥＤヘッドアレイ
より構成されるもので、画像情報出力装置からの情報に
もとづいて、ＬＥＤを発光させて感光体ドラムに光を照
射する。前記感光体ドラム２１の表面はアースされた光
導電体よりなるもので、帯電ローラ２２により−７５０
Ｖの帯電が行われ、画像書き込み装置２４より光が照射
された部位、すなわち画像情報の黒に対する部分の電位
が−８０Ｖ程度となり、光の照射部位と非照射部位（画
像情報の白に対応する部分）とで電位差が生じ、画像情
報に対応する静電潜像が形成される。

【００２３】前記感光体ドラムに形成される静電潜像に
対して、現像ローラ１４から負に帯電しているトナーが
接すると、トナーは感光体ドラム２１の表面の光照射部
位に吸引され、感光体ドラムの表面にはトナー画像が形
成される（反転現像）。前記トナー画像の転写位置で
は、用紙の裏面から転写ローラ２５により＋６００Ｖ〜
＋３．５ｋＶのバイアス電圧が印加されることによっ
て、用紙にトナー画像が転写される。前記トナー画像が
転写された用紙は、感光体ドラムの回転により定着器１
８に向けて送られる。また、前記トナー画像を用紙に転
写した後で、感光体ドラムの表面に残留するトナーは、
帯電ローラ２２により掻き乱されて感光体ドラムの表面
に分散されるとともに、感光体ドラムの表面の帯電と同
じ電位に帯電される。そして、感光体ドラムが現像ロー
ラ１４に接する位置で、両者の間の電位差により現像ロ
ーラ１４側に移転され、容器部から新たに供給されるト
ナーに混合されて再使用される。

【００２４】前記図３、４に示す画像形成装置において
は、センサを定着装置の熱の影響を受けない任意の位置
に配置することが可能であるが、前記転写ローラは定着
装置に近い位置に配置されているものであることから、
可能な限り転写ローラの温度変化を正確に検知できる位
置に設けることが必要である。そこで、例えば転写ロー
ラの近傍の仕切りフレームの下部等に配置すると、温度
情報を比較的正確に得ることが可能となる。また、より
正確な温度または湿度の情報を得ようとする場合には、
感光体を収容するハウジングの内部にセンサを配置する
と良いとも考えられる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の装置は、前述したように構成し
たことにより、記録紙の作成のジョブの開始時に、その
環境条件に対応する最適な印加電圧を設定して、ジョブ
の開始時の記録紙作成条件を設定することができる。そ
して、記録紙の作成の途中で所定枚数毎に試験電圧を印
加して、転写電圧の制御を行うことにより、記録紙の画
質を一定に維持することができるとともに、転写ローラ
と感光体に余分な電圧を印加することを防止でき、感光
体等にダメージを与えることを防止できる。また、転写
電圧の設定に際して、制御テーブルの境界温度領域での
急激な電圧変化をなくして、温度の変化に対する制御電
圧の変化をスムーズに移行させることができ、記録紙の
画質が変化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の説明図である。

【図２】 温度と印加電圧の関係を示すグラフである。

【図３】 本発明の制御装置を適用可能な画像形成装置
の構成を示す説明図である。

【図４】 図３の画像形成装置に配置するプロセス装置
の説明図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、 ２ 給紙カセット、 ３
ピックアップローラ、１０ 現像器ユニット、 １１
トナー容器、 １２ 攪拌器、１３ 供給ロー
ラ、 １４ 現像ローラ、 １５ ブレード、２０
感光体ユニット、 ２１ 感光体ドラム、 ２２
帯電ブラシ、２３ メモリ除去部材、 ２４
書き込み装置、 ２５ 転写ローラ、２８ 定着装
置、 ２９ 排出ローラ装置、 ３０ 制御回路、
３１ 転写電圧印加回路、 ３２ 電圧降下検出回
路、３３ メモリ、 ３４ 制御テーブル、 ３５
センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、前記感光体に一様な帯電を行
   わせる手段と、感光体に静電潜像を形成する手段と、現
   像手段、および転写手段とを備えた画像形成装置におい
   て、 前記転写手段に対して記録紙間で試験電圧を印加して、
   転写環境の検知を行う検知手段を設け、 トナー画像を記録紙に転写する際の印加電圧を、前記検
   知手段で検知された値に応じて再設定する制御を行うこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 所定の枚数の記録紙を作成した時に、転
   写手段に対して試験電圧を印加して転写電圧を再設定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 感光体と、前記感光体に一様な帯電を行
   わせる手段と、感光体に静電潜像を形成する手段と、現
   像手段、および転写手段とを備えた画像形成装置におい
   て、 前記画像形成装置に温度検出手段を備え、 前記温度の検出値と、試験電圧印加時の電流の検知値に
   もとづいて転写電圧を設定するとともに、前記検出温度
   と転写電圧との関係を設定するテーブルを制御装置のメ
   モリに用意しておき、前記テーブルにおける温度範囲の
   境界領域では、転写電圧値を一致させる制御を行うこと
   を特徴とする画像形成装置。