JPH11338276A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写材案内部材への現像剤の付着や転写抜け
の発生を防いで高質画像を安定して得ることができる画
像形成装置を提供すること。 【構成】 感光体（像担持体）を一様に帯電させる一次
帯電器（帯電手段）１１と、帯電された感光体１０に画
像情報を書き込む画像信号（画像書き込み手段）１２
と、感光体１０に形成された静電潜像をトナー（現像
剤）によって可視像化する現像器（現像手段）１３と、
感光体１０に対向して転写材１８にトナー像を転写する
転写帯電器（転写手段）１６と、転写部位に転写材１８
を感光体１０表面の所定位置に当接するように案内する
ための転写入口ガイド（転写材案内部材）１４を有する
画像形成装置において、前記転写入口ガイド１４を導電
部材で構成するとともに、該転写入口ガイド１４にトナ
ーの帯電極性と同極性の電圧を印加する手段（転写入口
ガイドバイアス電源）２０を設け、少なくとも感光体１
０上にトナー像が形成されている間は前記転写入口ガイ
ド１４に電圧を印加し、この印加する電圧のバイアス値
を可変とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電転写プロセス
を利用する静電複写機、静電プリンタ等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体表面に形成された可転写トナー
像を紙等の転写材に転写する画像形成装置が従来から広
く実用に供されている。

【０００３】斯かる画像形成装置の従来例を図６に示
す。

【０００４】図６は従来の画像形成装置要部の断面図で
あり、該画像形成装置においては矢印Ｘ方向に回転する
像担持体である感光体１０の表面が一次帯電器１１によ
って一様に帯電され、該帯電面に例えば画像変調された
レーザビーム等の画像信号１２が付与されると当該部分
の電位が減衰して感光体１０の表面に静電潜像が形成さ
れる。

【０００５】上記静電潜像が感光体１０と現像器１３が
対向する現像部位に到達すると、該静電潜像は現像器１
３によって現像されてトナー像として顕像化される。

【０００６】そして、感光体１０の回転によって上記ト
ナー像が感光体１０と転写帯電器１６とが対向する転写
部位に到来すると、これにタイミングを合わせて転写材
１８が搬送ローラ１５によって搬送され、転写材案内部
材である転写入口ガイド１４によって搬送案内される転
写材１８が転写部位において感光体１０に密着するよう
方向付けられて供給され、これと共に転写帯電器１６に
よって形成される転写電界の作用によって感光体１０上
のトナー像が転写材１８上に転写される。

【０００７】その後、転写材１８は感光体１０から分離
されて不図示の定着部位に搬送され、感光体１０の表面
の残留トナーはクリーナ１７によって除去され、感光体
１０は次の画像形成工程に供される。尚、前記転写入口
ガイド１４は転写材１８の搬送性を考慮して滑り性の良
い材質及び形状が一般に用いられ、転写材１８の安定し
た搬送を実現している。

【０００８】又、近年は転写帯電器として転写ローラに
代表される接触転写帯電器も普及しており、この接触転
写帯電器はコロナ帯電器等に比して電源容量が小型化さ
れ、オゾンに代表される放電生成物の発生量が少ない等
のメリットを有している。

【０００９】更に、画像形成方式として例えば帯電した
感光体表面に画像情報のバックグラウンド部に対応して
露光し（バックグラウンド露光方式）、バックグラウン
ド部以外の部分に現像する正規現像方式や、逆に画像情
報部に対応して露光して（イメージ露光方式）被露光部
分に現像する反転現像方式があり、それぞれの特徴を活
かして用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、転写材１８
の搬送を担う転写入口ガイド１４には以下のような問題
が発生する場合がある。

【００１１】即ち、例えば転写入口ガイド１４が絶縁部
材によって構成された場合、該転写入口ガイド１４は感
光体１０の所定位置に転写材１８を確実に誘導する作用
を果たすよう期待されているものであるため、その先端
部は感光体１０の表面から１〜３ｍｍ程度の極く近接し
た位置にあるのが普通であり、又、転写入口ガイド１４
の電位は転写帯電器１６の比較的近傍に位置するため、
転写電流と同極性（つまり、トナーと逆極性）に帯電し
易い。このため、装置内に浮遊するトナーや特に転写直
前の位置にある感光体１０表面のトナー等が転写入口ガ
イド１４の感光体１０表面に近い先端部分に静電的に付
着してこの部分を汚染し、このトナーが転写材１８に付
着して画質の劣化を招くという問題があった。

【００１２】特に反転現像に代表されるトナーと同極性
の電位を保持する感光体１０表面にトナー像を形成する
方式では感光体１０表面へのトナーの付着力が比較的小
さいため、転写入口ガイド１４に静電的に吸着されてト
ナーが一層付着し易い。

【００１３】以上のような問題を解決するため、例えば
転写入口ガイド１４を導電部材で構成してバリスタを介
して接地する方法、又は転写電流とは逆極性（トナーと
同極性）のバイアス電圧を印加する方法が提案されてい
る。このような構成の場合、例えばバリスタを介して接
地する方法では、転写入口ガイド１４の電位を所定値以
下に抑えることができるため、トナーの付着を軽減する
効果がある。又、逆極性（トナーと同極性）のバイアス
電圧の印加は更に強制的にトナー付着を防止する電位に
維持するために一層高い効果が得られる。

【００１４】しかしながら、例えばバリスタを介して接
地する場合、転写手段近傍に転写入口ガイド１４がある
ため、転写電流と同極性（トナーと逆極性）の電位にな
り易く、トナー付着防止効果も限られる。

【００１５】又、転写電流とは逆極性（トナーと同極
性）のバイアス電圧を印加する場合、転写電流のリーク
を促す傾向となるため、吸湿して低抵抗化した転写材の
場合、転写電流が不足して転写抜けが顕著となって到底
実用に耐えない。特に転写ローラに代表される接触転写
帯電器の場合、転写電流不足や転写電圧の低下によって
例えば転写ローラの部分的抵抗ムラに起因する斑点状の
転写抜けが顕著となり、非常に目立つ。

【００１６】更に、現在の画像形成装置に用いられてい
る電子写真方式は以下に示す傾向を示す。

【００１７】即ち、使用される環境条件（例えば湿度が
高い場合）によっては、トナーの帯電量（以下、トリボ
と称する）が低くなる傾向があり、現像器からのトナー
飛散量が増大し、転写入口ガイド１４に付着するトナー
の量が増加する。

【００１８】又、転写材１８の条件、例えば転写材１８
の抵抗においては低抵抗の場合には転写電流が転写材１
８を介してリークし易くなるため、転写入口ガイド１４
を介して転写電流が流れ込み、転写抜けが発生し易い傾
向がある。

【００１９】そして、感光体１０上に形成される静電潜
像やトナー画像の画像形成条件、例えば画像濃度が高い
程、トナー画像が転写部位に到達する前にトナー画像を
形成するトナーの一部が転写入口ガイド１４に付着し易
い傾向がある。

【００２０】以上３項目の傾向を示したが、これらの傾
向以外にも様々な条件による傾向があり、そのために転
写入口ガイド１４へのトナーの付着や転写抜けを含む転
写不良等の不具合が発生し易い条件があり、又、使用す
る上でその条件が変化する。

【００２１】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、転写材案内部材への現像剤の
付着や転写抜けの発生を防いで高質画像を安定して得る
ことができる画像形成装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体を一様に帯電させ
る帯電手段と、帯電された像担持体に画像情報を書き込
む画像書き込み手段と、該画像書き込み手段によって形
成された静電潜像を現像剤によって可視像化する現像手
段と、可視像化された現像剤像を担持搬送する像担持体
に対向して転写材に現像剤像を転写する転写手段と、転
写部位に転写材を像担持体表面の所定位置に当接するよ
うに案内するための転写材案内部材を有する画像形成装
置において、前記転写材案内部材を導電部材で構成する
とともに、該転写材案内部材に現像剤の帯電極性と同極
性の電圧を印加する手段を設け、少なくとも前記像担持
体上に現像剤像が形成されている間は前記転写材案内部
材に電圧を印加し、この印加する電圧のバイアス値を可
変としたことを特徴とする。

【００２３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記バイアス値を環境情報、転写材情報及
び画像情報のうちの少なくとも何れか１つに対応して切
り替えることを特徴とする。

【００２４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記環境情報として温度、湿度及び気圧の
うちの少なくとも何れか１つを用いることを特徴とす
る。

【００２５】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記転写材情報として厚み、剛性、吸湿
度、材質、加工処理、サイズ及び抵抗値のうちの少なく
とも何れか１つを用いることを特徴とする。

【００２６】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記画像情報として濃度、画像処理、帯電
手段による帯電条件、現像手段による現像条件のうちの
少なくとも何れか１つを用いることを特徴とする。

【００２７】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記転写手段を接触転写手段としたことを
特徴とする。

【００２８】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記現像手段は反転現像によって顕画像を
形成するものであることを特徴とする。

【００２９】請求項８記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記バイアス値を定電圧制御すること特徴
とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３１】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る画像形成装置要部（転写部位と転写入口ガイ
ド周辺部）の断面図であり、該画像形成装置の感光体表
面に静電潜像を形成する手段、静電潜像を現像する手段
等は図６に示した従来の画像形成装置のそれらと同一で
あるため、これらについての説明は省略する。

【００３２】本実施の形態に係る画像形成装置において
は、感光体１０上のトナー像のトナーの極性はマイナス
であり、転写バイアス極性はプラスであり、現像方式に
は反転現像方式が用いられている。

【００３３】又、感光体１０の電位についてはトナー像
部（黒部）は−１５０Ｖ、非トナー像部（白部）は−７
２０Ｖ、現像器１３の現像部の電位は−５８０Ｖに設定
されている。

【００３４】転写入口ガイド１４は導電部材で構成され
ており、該転写入口ガイド１４と感光体１０との最近接
間距離は２．５ｍｍに設定されている。又、転写入口ガ
イド１４は不図示の固定部材によって固定され、両者の
相互位置関係は不変であって、転写材１８は転写入口ガ
イド１４の上下ガイド間を通過して所定位置へと案内さ
れる。尚、本実施の形態では、転写入口ガイド１４を構
成する導電部材としては厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ板金を
加工したものを用いた。

【００３５】又、図１において、２０は転写入口ガイド
バイアス電源、２１は転写入口ガイドバイアス電源２０
のバイアス値を切り替えるためのバイアス制御手段であ
る。尚、バイアスとしては定電流制御でも構わないが、
本実施の形態では、より安定した電位を維持するのに適
した定電圧制御を用い、転写入口ガイドバイアス電源２
０によって転写バイアスとは逆極性（つまり、トナー像
を形成するトナーと同極性）のマイナスのバイアスが印
加される。

【００３６】前記バイアス制御手段２１は湿度情報源２
２からの情報に対応して制御するバイアス値を切り替え
る。

【００３７】ここで、湿度情報とバイアス値との関係を
図２に示す。

【００３８】本実施の形態では、トナーのトリボが湿度
に影響を受けることに着目し、湿度とトリボとの関係を
予め求め、湿度が高いとバイアス値が低く、湿度が低い
とバイアス値が高いためにトリボが低いことから、湿度
が高い場合にはバイアス値をマイナスに大きく設定し、
湿度が低い場合にはバイアス値をマイナスに小さく設定
するようにした。

【００３９】以上のように制御することによって、高湿
時のトナー飛散が増大することによるトナー付着を防ぐ
ことができる。

【００４０】ところで、低湿時には正規のマイナスに帯
電するトナーのトリボは高く、転写入口ガイド１４への
トナー付着は発生しにくいが、逆に現像器１３内でのト
リボ付与工程で反転してしまう（つまり、プラスに帯電
してしまう）トナー（以下、反転トナーと称する）が生
成される量が増加するため、その反転トナーの付着も防
ぐことができる。

【００４１】従って、本実施の形態では転写入口ガイド
１４へのトナー付着量を大幅に減らすことができる。

【００４２】尚、本実施の形態では湿度情報として相対
湿度を用いたが、絶対湿度（絶対水分量）を用いても良
い。

【００４３】又、本実施の形態では画像形成開始時に湿
度検知を行ってその湿度情報を用いたが、これに限定さ
れず、複数の情報に基づいて例えば平均湿度に対応させ
てバイアス値を切り替えても良い。

【００４４】本実施の形態では、湿度情報に対応してバ
イアス値を切り替えたが、例えば温度によるトナー飛散
の傾向、気圧によるトリボ付与効果の傾向等に基づいて
トナー付着防止等を図るために温度情報や気圧情報に対
応させても良い。又、それ以外の情報に基づいても良
く、複数の情報に基づいても良い。

【００４５】本実施の形態では、画像形成中はバイアス
を印加し、それ以外は印加しない構成としたが、常時印
加しても良く、その場合には飛散したトナーが時を経て
堆積するのも防ぐことができる。

【００４６】本実施の形態では、安定した電位を得るた
めにバイアス制御を定電圧制御としたが、これに限定さ
れることはない。

【００４７】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００４８】図３に本実施の形態に係る画像形成装置要
部の断面図であり、本実施の形態に係る画像形成装置で
は転写帯電器として接触転写帯電方式を採用する転写ロ
ーラ１６を用いた。

【００４９】本実施の形態に係る画像形成装置の他の構
成は前記実施の形態１に係る画像形成装置のそれと同じ
であるため、それについての説明は省略する。

【００５０】本実施の形態では、バイアス制御手段２１
には転写材情報源２３からの情報に対応して制御するバ
イアス値を切り替える構成が採用しており、転写材情報
として転写材の体積抵抗が用いられている。

【００５１】図４は本実施の形態における転写材１８の
体積抵抗の情報とバイアス値との関係を示す図である。
一般に低抵抗の場合、転写電流が転写入口ガイド１４を
介して流れ込み易いため、本実施の形態では低抵抗の場
合はバイアス値を適宜小さくすることによって転写電流
の流れ込みを防ぎ、トナーの付着を防ぐようにした。特
に転写ローラ方式を採用した場合に顕著となり易い斑点
状の転写抜けの発生を防ぐことができる。

【００５２】尚、本実施の形態では体積抵抗の情報に基
づいてバイアス値を切り替える構成を採用したが、表面
抵抗の情報に基づいてバイアス値を切り替えるようにし
ても良い。

【００５３】又、本実施の形態では予め転写材１８の体
積抵抗の情報をユーザー入力としたが、体積抵抗を自動
検知し、その情報に基づいてバイアス値を切り替えても
良い。本実施の形態では転写材１８の抵抗値の情報を用
いたが、転写材１８の厚みの情報に基づいてバイアス値
を切り替えても良い。例えば一般に薄紙と厚紙を比べる
と、転写近傍への搬送中に転写入口ガイド１４の表面形
状に沿う（つまり、接触面積が大きくなる）のは薄紙で
あり、厚紙の接触面積は小さい。この場合は厚紙搬送時
はバイアス値を大きく、薄紙搬送時はバイアス値を小さ
くすることによって同様の効果を得ることができる。
又、同様に接触面積の大きな通紙幅（つまり、サイズの
大きい転写材）の場合はバイアス値を小さく、サイズの
小さい転写材の場合はバイアス値を大きくすることによ
っても同様の効果が得られる。更に、転写材１８の剛性
によっても転写入口ガイド１４の表面形状に沿う度合い
が異なり、剛性が大きい程接触面積が小さくためにバイ
アス値を大きく設定し、逆に剛性が小さい程接触面積が
大きくなるためにバイアス値を小さく設定すれば同様の
効果が得られる。

【００５４】又、例えば転写材の材質の情報、加工処理
の情報、表面処理の情報の例えば抵抗値に関係する情報
を入手することによって同様の効果が得られる。本実施
の形態では転写材の情報として体積抵抗値の情報を採用
したが、例えば転写材の厚みの情報等も考慮し、複数の
情報に基づいてバイアス値を切り替えても良く、又、実
施の形態１において用いた環境情報及び他の情報を含め
た複数の情報に基づいてバイアス値を切り替えても良
い。

【００５５】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３について説明する。

【００５６】本実施の形態では、バイアス制御手段２１
には画像情報源２３からの情報に対応して制御するバイ
アス値を切り替える構成が採用されている。即ち、画像
情報として感光体１０上に形成されるトナー画像の割合
（つまり、１画像当たりの平均濃度）を算出し、この濃
度情報に基づいてバイアス値を切り替える構成とした。

【００５７】本実施の形態に係る画像形成装置の他の構
成は前記実施の形態１に係る画像形成装置のそれと同じ
であるため、それについての説明は省略する。

【００５８】図５は本実施の形態における１画像当たり
の平均濃度の情報とバイアス値との関係を示す図であ
る。

【００５９】一般に濃度の高い部分（つまり、トナーの
量が多い部分）は転写入口ガイド１４に比較的トナーが
付着し易い。又、転写電流が少なくなるとトナー量が多
い部分は転写後の濃度もほぼ維持できるが、濃度が薄い
部分（トナーの量が少ない部分）は転写後の濃度が薄
く、不安定となって画像欠陥となり易い。

【００６０】本実施の形態では、トナー付着と転写によ
る画像欠陥の発生を防ぐため、転写電流を確保した上で
転写入口ガイド１４への転写電流を抑えるために濃度が
低い場合にはバイアス値を適宜小さく設定し、濃度が高
い場合にはバイアス値を適宜大きく設定するようにし
た。このように構成することによってトナー付着と転写
による画像欠陥の発生を防ぐことができた。

【００６１】尚、本実施の形態では１画像当たりの平均
濃度に基づいてバイアス値を切り替えたが、例えば濃度
の高い部分の面積比率、最高濃度を含むか否か等に基づ
いてバイアス値を切り替えても良く、又、例えば画像処
理の情報に基づいてバイアス値を切り替えるようにして
も良い。この場合、例えば文字強調モード、諧調性重視
モード等の画像処理が指定可能で、文字強調モードは濃
度の濃い部分と薄い部分を極端にしたものであり、当然
ながら濃度の濃い画像が含まれる。又、諧調性重視モー
ドは濃度の薄いものから比較的濃い部分まで諧調性良く
画像形成を行うものであり、濃度の濃い部分は少ない。
このことから文字強調モードはバイアス値を大きく、諧
調性重視モードは小さくすることによって同様の効果を
得ることができる。又、帯電手段による帯電の情報及び
現像手段の情報に基づいてバイアス値を切り替えても良
い。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電
された像担持体に画像情報を書き込む画像書き込み手段
と、該画像書き込み手段によって形成された静電潜像を
現像剤によって可視像化する現像手段と、可視像化され
た現像剤像を担持搬送する像担持体に対向して転写材に
現像剤像を転写する転写手段と、転写部位に転写材を像
担持体表面の所定位置に当接するように案内するための
転写材案内部材を有する画像形成装置において、前記転
写材案内部材を導電部材で構成するとともに、該転写材
案内部材に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加する
手段を設け、少なくとも前記像担持体上に現像剤像が形
成されている間は前記転写材案内部材に電圧を印加し、
この印加する電圧のバイアス値を可変としたため、転写
材案内部材への現像剤の付着や転写抜けの発生を防いで
高質画像を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置要部
の断面図である。

【図２】湿度とバイアス値との関係を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置要部
の断面図である。

【図４】転写材の体積抵抗とバイアス値との関係を示す
図である。

【図５】１画像当たりの平均濃度とバイアス値との関係
を示す図である。

【図６】従来の画像形成装置要部の断面図である。

【符号の説明】

１０ 感光体（像担持体） １１ 一次帯電器（帯電手段） １２ 画像信号（画像信号） １３ 現像器（現像手段） １４ 転写入口ガイド（転写材案内部材） １６ 転写帯電器（転写手段） １８ 転写材 ２０ 転写入口ガイドバイアス電源 ２１ バイアス制御手段 ２２ 湿度情報源 ２３ 転写材情報源（画像情報源）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を一様に帯電させる帯電手段
   と、帯電された像担持体に画像情報を書き込む画像書き
   込み手段と、該画像書き込み手段によって形成された静
   電潜像を現像剤によって可視像化する現像手段と、可視
   像化された現像剤像を担持搬送する像担持体に対向して
   転写材に現像剤像を転写する転写手段と、転写部位に転
   写材を像担持体表面の所定位置に当接するように案内す
   るための転写材案内部材を有する画像形成装置におい
   て、 前記転写材案内部材を導電部材で構成するとともに、該
   転写材案内部材に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印
   加する手段を設け、少なくとも前記像担持体上に現像剤
   像が形成されている間は前記転写材案内部材に電圧を印
   加し、この印加する電圧のバイアス値を可変としたこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記バイアス値を環境情報、転写材情報
   及び画像情報のうちの少なくとも何れか１つに対応して
   切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記環境情報として温度、湿度及び気圧
   のうちの少なくとも何れか１つを用いることを特徴とす
   る請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記転写材情報として厚み、剛性、吸湿
   度、材質、加工処理、サイズ及び抵抗値のうちの少なく
   とも何れか１つを用いることを特徴とする請求項２記載
   の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像情報として濃度、画像処理、帯
   電手段による帯電条件、現像手段による現像条件のうち
   の少なくとも何れか１つを用いることを特徴とする請求
   項２記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写手段は接触転写手段であること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記現像手段は反転現像によって顕画像
   を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 前記バイアス値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。