JPH11305576A - 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に
より押圧して転写する画像転写部において、環境温度の
変化に応じて、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を設けている。そして、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、制御
回路において転写ローラに対する印加電圧を設定する
が、環境の条件が変化する都度、設定電圧を変更させる
ようにする。また、環境の条件に応じて、記録紙間で転
写ローラに印加する電圧を変更する。

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
トナー画像を記録紙に転写する転写ローラに関し、特
に、環境温度の検知情報にもとづいて、転写ローラに対
する電圧の印加の条件を変化させる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
に帯電させるローラ状、ブラシ状またはコロトロン（ス
コロトロン）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作を行わせ
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することにより流入
電流が増大し、感光体や転写ローラの劣化を促進すると
いう問題が生じる。

【０００５】また、複数枚の記録紙を連続して作成する
場合に、紙の間でも感光体には転写ローラが接したまま
で回転を継続するとともに、転写ローラには所定の値の
電圧が印加されたままである。したがって、用紙を介在
させずに感光体に転写ローラが接した状態では、感光体
に転写ローラの電圧が直接作用するために、感光体表面
に局部的な電位の変化が生じ、画質不良を発生させる原
因となることがある。そのような不都合は、特に、転写
ローラに対して必要以上の高圧電圧を印加した場合に発
生しやすいと考えられる。

【０００６】本発明は、前述したような画像転写ローラ
に対する電圧の印加の問題を解消することを目的とし、
特に、装置の温度環境の変化に対応させて最適な電圧を
印加可能にする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、感光体上のト
ナー画像を転写ローラで記録紙に転写する画像形成装置
に関する。本発明の請求項１の発明は、装置環境温度を
検出する温度検出手段と、記録紙間での転写ローラに対
する印加電圧を、温度検出手段で検出された温度にもと
づいて決定する転写電圧制御手段とを備えたことを特徴
とする。

【０００８】請求項２の発明は、画像の転写の動作の開
始後に、装置の温度の変化を検出する温度変化検出手段
と、前記温度変化検出手段の出力にもとづき、転写ロー
ラに対する印加電圧を調整する転写電圧制御手段とを備
えたことを特徴とする。請求項３の発明は、前記転写電
圧制御手段においては、あらかじめ制御装置に設定して
いるテーブルにもとづいて、前記転写ローラに対する印
加電圧を調整することを特徴とする。

【０００９】前述したように構成していることにより、
本発明の画像形成装置においては、大量枚数の記録紙を
作成している途中で、転写ローラに対する印加電圧を最
適な値に調整でき、記録紙の品質を一定に維持させるこ
とが可能となる。また、転写ローラや感光体に対して、
必要以上の流入電流が流れることがないので、これらの
各部材の劣化を抑制するとともに、紙間で感光体の表面
電位が大きく変化することがなく、画質を一定に保つこ
とができる。

【００１０】

【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。また、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２１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１
４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
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。

【００１１】前記転写ローラ２５に対しては、転写電圧
印加回路３１を介して所定の値の電圧が印加されるもの
であり、その印加電圧の値は、制御装置の制御回路３０
において設定される。前記制御回路３０に対しては、装
置内部の温度または湿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。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。

【００１２】一般的な転写ローラを用いた画像形成装置
において、環境温度と印加電圧との関係は、図２のグラ
フに示されるようなもので、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。また、
機内の湿度と最適な印加電圧とは、図３のグラフに示さ
れるような関係となっている。そこで、本発明において
は、前記図２および／または図３のグラフに示すような
温度（湿度）と印加電圧の関係を、メモリの制御テーブ
ルに設定しておき、センサ３５により機内の環境条件を
測定した際のデータと、そのデータにもとづいて最適な
電圧の印加を行わせるように設定する。

【００１３】前記制御回路３０により転写電圧印加回路
３１に向けて制御情報を伝達するに際しては、次の制御
方式のいずれかを用いることが可能である。 １ジョブ中の温度変化を測定して、転写印加電圧を変
更する。つまり、１ジョブで大量の記録紙を連続して作
成すると、定着装置の熱等の影響を受けて機内温度が上
昇し、その温度上昇により、図２のグラフに示したよう
に、最適印加電圧が大きく変化する。例えば、機内温度
が２０℃から４０℃に上昇したとすると、その測定時点
での温度に対して、最適な印加電圧が２．３ｋＶから
１．０ｋＶにと大幅に低下する。そこで、前記図１に示
した制御装置においては、１ジョブの中で、一定の枚数
の記録紙を作成した時点でセンサ３５からの情報を得
て、そのセンサからの信号に応じた最適制御温度の情報
を制御テーブル３４から引き出し、制御テーブルに設定
している印加電圧に変更する処理を行う。その後に、Ｎ
枚の記録紙を作成してから、同様にしてセンサの信号を
得て、制御回路から転写電圧印加回路に向けて出力する
印加電圧の情報を書き換えるような制御を行う。

【００１４】前記１ジョブ中の湿度の変化を測定し
て、転写印加電圧を変更することもできる。つまり、１
ジョブで大量の記録紙を連続して作成すると、定着装置
の熱等の影響を受けて機内温度が上昇するとともに、環
境の湿度が大きく変化する。前記湿度の情報を用いる場
合にも、図３のグラフに示したようなデータを制御テー
ブルに設定しておき、測定された湿度に対応する印加電
圧を設定させる。

【００１５】１ジョブ中の温度と湿度の変化を測定し
て、転写印加電圧を変更することもできる。この場合に
は、制御テーブルに対して前記図２、３のグラフのよう
なデータを設けておき、温度と湿度の各々の値に対して
適当とされるファクターを設定する。そして、前記温度
と湿度の測定値と、各々に対するファクターの加算値を
温度と湿度とを総合したデータとして用い、転写電圧印
加回路に対する印加電圧の設定を行うようにする。

【００１６】前述したような環境温度と（および／また
は湿度のデータ）を用いて記録紙作成の途中で制御デー
タの変更を行う場合には、最初に画像形成装置のスイッ
チをオンにした時に、センサによる測定データを得て、
転写ローラに対する初期の印加電圧を設定する。そし
て、その後の環境の変化をセンサにより随時検出し、そ
の作業途中での温度（または湿度、温度と湿度の両方）
の測定データを用いて、制御条件の変更を行うようにす
る。また、前記制御条件の変更の動作を行う場合には、
電圧降下検出回路３２から得られる感光体の条件の測定
値をも、制御回路での変更の情報として利用することが
できるので、単純に温度または湿度の条件に頼らずに、
電圧降下検出回路における測定値が装置の初期の設定値
と異なる場合にも、それぞれの測定データを総合した制
御条件を設定して、転写ローラに対する印加電圧の更新
を行うことができる。

【００１７】環境温度の変化に応じて、紙間の転写電
圧の変更を行う場合。１ジョブで多数枚の記録紙を連続
して作成する場合には、感光体からの画像転写部に連続
して送られる用紙の間でも、転写ローラには一定の値の
電圧が印加されたままである。しかし、環境条件が変化
した場合に、転写ローラに印加する電圧が最適な値と離
れてしまい、感光体表面の電位を大きく変動させる原因
となることがある。そこで、前記制御回路のメモリに対
して、温度−紙間印加電圧のテーブルをあらかじめ用意
しておき、ジョブ中に所定のタイミングでセンサからの
温度信号を得て、その環境温度の条件に最適な紙間印加
電圧の値を設定し、用紙の間の転写ローラが感光体に直
接接触するタイミングで、最適な紙間印加電圧を印加さ
せるように、制御回路から転写ローラに向けてその信号
を出力させるようにする。そして、このような制御を行
う場合にも、トナー画像を用紙に転写する際には、前記
最適な印加電圧の値を転写ローラに印加することは前述
の通りである。また、この実施例においても、センサに
より得るデータを温度または湿度、もしくは温度と湿度
のデータを総合して用いることが可能である。

【００１８】

【実施例】前述したような構成を有する画像形成装置
は、図４、５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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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０．６〜３．
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１８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。また、記録紙間では転写ローラ
２５には、温度が２０℃未満では＋１．６ｋＶ、２０℃
以上では＋４００Ｖの電圧が印加されている。

【００２７】前記図４、５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のように、転写ロー
ラの環境条件を正確に検知できる位置にセンサを配置す
ると良いとも考えられる。

【００２８】

【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、大量枚数の記録紙を作成している途中
で、転写ローラに対する印加電圧を最適な値に調整で
き、記録紙の品質を一定に維持させることが可能とな
る。また、本発明の電圧制御手段を用いることにより、
転写ローラや感光体に対して、必要以上の流入電流が流
れることがないので、これらの各部材の劣化を抑制する
とともに、紙間で感光体の表面電位が大きく変化するこ
とがなく、画質を一定に保つことができる。

【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】 湿度と印加電圧の関係を示すグラフである。

【図４】 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５】 図４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】 感光体上のトナー画像を転写ローラで記
   録紙に転写する画像形成装置において、 装置環境温度を検出する温度検出手段と、記録紙間での
   転写ローラに対する印加電圧を、温度検出手段で検出さ
   れた温度にもとづいて決定する転写電圧制御手段とを備
   えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 感光体上のトナー画像を転写ローラで記
   録紙に転写する画像形成装置において、 画像の転写の動作の開始後に、装置の温度の変化を検出
   する温度変化検出手段と、前記温度変化検出手段の出力
   にもとづき、転写ローラに対する印加電圧を調整する転
   写電圧制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記転写電圧制御手段においては、あら
   かじめ制御装置に設定しているテーブルにもとづいて、
   前記転写ローラに対する印加電圧を調整することを特徴
   とする請求項１または２に記載の画像形成装置。