JPH1138771A

JPH1138771A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1138771A
Application number: JP19742397A
Authority: JP
Inventors: Taro Fukuhara; 太郎福原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体上のトナー像を転写手段により転写
材に転写した後に、除電部材のバイアスにより像担持体
から転写材を分離する際、画像がハーフトーンの場合
等、剥離放電により転写材上の画像が乱されるのを防止
すること。【解決手段】トナー像が形成される像担持体１と、像
担持体上のトナー像を転写材Ｐ上に電気的に転写する転
写手段５と、像担持体に静電吸着した転写材を除電する
ことで分離する除電部材８と、除電部材に転写バイアス
と極性が異なる除電バイアスを印加する電源１０を有す
る画像形成装置において、ハーフトーン画像を形成する
ときに、制御手段１３により除電バイアスを強く印加す
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、記録媒体上に画像
を形成する画像形成装置において、像担持体上のトナー
像を転写材上に電気的に転写する転写ローラを備え、像
担持体に静電吸着した該転写材を除電することで該像担
持体から分離する分離手段を有する画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真を応用した機器には、電子写真
複写機・ファックス・レーザービームプリンタ等があ
る。従来技術について、本発明に係る図１のレーザービ
ームプリンタの例を援用して説明する。

【０００３】同図において、像担持体である感光層と基
板からなる感光ドラム１は、矢印方向に回転しつつ電子
写真方式により以下に述べるように画像が形成される。

【０００４】一次帯電ローラ２により一様に帯電された
感光ドラム１は、画像信号に対応して変調されたレーザ
ービーム３により曝され、静電潜像が感光ドラム１上に
形成される。続いて、感光ドラム１は現像器４による現
像工程を経て潜像は顕像化されてトナー像とされ、転写
材Ｐ上にトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが電源
９により印加された転写手段である転写ローラ５によっ
て顕像即ちトナー像は転写される。

【０００５】この転写ローラ５は、芯金５ａと弾性部材
５ｂからなり、不図示のバネ等の加圧手段によって、ド
ラム１に付勢当接している。また、転写部へ、転写材を
感光ドラム上の画像とタイミングをとって安定的に供給
するとともに、転写時の転写材の搬送を安定化するため
に、転写部の前に、レジストローラ１２を設ける。

【０００６】ここでトナー像Ｔがドラム１上から転写さ
れた転写材Ｐは感光ドラム１と静電吸着しているが、こ
れを分離するのが除電針等の除電部材８である。除電針
８は接地するか、転写バイアスと逆極性のバイアスを電
源１０により印加し、感光ドラム１からの転写材Ｐの分
離を促進する。この時、除電針に印加するバイアスの強
度は、感光ドラム１からの転写材の分離性、除電針バイ
アスが画像に及ぼす影響、転写材の搬送性等を考慮し
て、決めている。

【０００７】ドラム１から分離した転写材Ｐは、ガイド
６により転写材Ｐの先端を定着装置７に導き、転写され
たトナー顕像は定着装置７により加熱・加圧されること
によって転写材Ｐ上に定着され、機外に排出されハード
コピーを得る。一方、感光ドラム１上に残留する転写さ
れなかった現像トナーがクリーニング装置１１で清掃さ
れ、感光ドラム１上は最初のステップである一次帯電工
程に送られ、繰り返し使用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、次に示す問題が発生する恐れがあった。

【０００９】記録媒体上に画像を形成する電子写真方式
の画像形成装置において、像担持体である感光ドラム上
のトナー像を転写材上に電気的に転写した後、感光ドラ
ムに静電吸着した該転写材を感光ドラムから分離する
際、剥離放電により、転写材上で未定着トナー画像を乱
す恐れがあり、また、この画像不良は、ハーフトーン画
像で特に目立つ恐れがあった。

【００１０】上記剥離放電は、感光ドラムから転写材が
分離する速度が大きいときに特に発生し易い。通常、転
写部での転写材の搬送スピードは、転写ローラ周速と感
光ドラム周速により決まる。そして、この転写部に転写
材を安定に供給すると同時に、転写時の転写材の搬送ス
ピードの安定化を図り、印字精度を確保するために、転
写部の前にレジストローラを設ける。

【００１１】ここで転写ローラの外径は、感光ドラムと
転写ローラのみで転写材の搬送の場合にも、印字精度が
確保できるように設計されているが、転写ローラの外径
が、設計値より大きくバラついた場合や、あるいは、転
写ローラの表面の摩擦係数が多数枚のプリントにより、
大きくなった場合などは、転写ローラによる搬送力は大
きくなり、これに伴ない転写材の搬送スピードも大きく
なる。しかし、転写材がレジストローラにより挟持搬送
されているときは、その効果により、転写材のスピード
は安定し、搬送スピードが速くなることはないが、転写
材が、レジストローラを脱けたとき該転写材は、転写ロ
ーラと感光ドラムのみで搬送されるため、そのスピード
が速くなることがある。これに伴ない、転写材の感光ド
ラムからの分離速度も速くなり、転写材と感光ドラム間
で剥離放電は発生し易くなる。このため、転写材上でレ
ジストローラからぬけた位置での画像不良を発生するこ
とがあった。

【００１２】また、転写ローラの中抵抗弾性層にイオン
導電系の材料を用いた場合は、低温・低湿環境下におい
て、転写ローラが高抵抗化し、転写ローラと感光ドラム
との間に、高電界が生じる。さらに、この時の転写材の
抵抗も高抵抗化し、転写材が帯電し易くなるといった条
件が重なると、転写材が感光ドラムから分離する際の剥
離放電は発生し易くなり、画像不良を発生することがあ
った。

【００１３】本願発明の目的は、上記のような問題を解
決し、プリント画像がハーフトーンである場合や、転写
材がレジストローラを脱して転写ローラとドラムのみで
高速で搬送される場合や、転写ローラが低温等により高
抵抗化し、大きな転写バイアスが印加される場合におい
て、除電手段に印加されるバイアスを強く印加するよう
制御し、転写材の感光ドラムからの分離の際の剥離放電
を低減し、画像不良を防止した画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本出願に係る第１の発明は、トナー像が形成される
像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的
に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着した転写材
を除電することで分離する除電部材と、除電部材に転写
バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を
有する画像形成装置において、ハーフトーン画像を形成
するときに該除電バイアスを強く印加する制御手段を有
することを特徴とする。

【００１５】本出願に係る第２の発明は、トナー像が形
成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上
に電気的に転写する転写手段と、転写手段による転写部
へ転写材を安定的に供給するレジストローラと、像担持
体に静電吸着した転写材を除電することで像担持体から
分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が
異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装
置において、転写材後端がレジストローラを脱した直後
に、該除電バイアスを強く印加する制御手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１６】本出願に係る第３の発明は、トナー像が形
成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上
に電気的に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着し
た転写材を除電することで分離する除電部材と、除電部
材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加す
る電源を有する画像形成装置において、転写ローラへ印
加する転写バイアスに応じて除電バイアスを変化する制
御手段を有することを特徴とする。

【００１７】本出願に係る第４の発明は、前記除電バイ
アスは、転写バイアスに応じて、段階的又は直線的に変
化することを特徴とする。

【００１８】本出願に係る第５の発明は、前記転写手段
は、ローラであることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明に係る画像形成装置
の１実施形態の特徴を最もよく表す図である。同図を参
照して、画像形成装置全体の構成及び記録媒体に画像を
形成する動作について、従来技術の説明と重複する部分
については簡単に説明する。

【００２０】同図において、１は像担持体である感光層
と基板からなる感光ドラムでありＯＰＣ（有機半導体）
を使用し、帯電手段２であるローラにより帯電される。
次に画像信号に対応して変調されたレーザービーム３に
より、静電潜像が感光ドラム１上に形成される。続い
て、現像部４において現像剤であるネガトナーを潜像に
供給することにより、感光ドラム１上の潜像は顕像化さ
れ、トナー像Ｔを形成する。

【００２１】転写部位に転写材Ｐが到来すると、転写手
段であるローラ５に、電源９により転写材Ｐ裏面からト
ナーの極性とは逆の正極性の転写バイアスが印加されて
前記トナー像Ｔは転写材に転写される。転写材Ｐにトナ
ー像Ｔを転写した後、転写材Ｐは感光ドラム１と静電吸
着しているが、これを分離するのが除電手段としての除
電針８である。除電針８は絶縁部材８ａにより挟持し、
電源１０により、感光ドラム１と同極性のバイアスを印
加し、感光ドラム１からの転写材Ｐの分離を促進する。
つぎに、感光ドラムから分離された転写材Ｐは、搬送ガ
イド６の上を通過して定着器７において定着ローラ７−
ａと加圧ローラ７−ｂの形成するニップ部を通過する
際、定着ローラによる加熱によって、トナー像が転写材
Ｐ上に永久固着像として定着される。一方、感光ドラム
に残留する転写されなかった現像トナーＴはクリーニン
グ装置１１で清掃される。

【００２２】本実施形態で転写ローラ５および、除電針
８にバイアスを印加する電源は、ＣＰＵ１３、Ｉ／Ｏポ
ート１４、メモリー１５、バスライン１６を有する制御
手段の制御を受ける。

【００２３】以下に本実施形態についてより詳細に説明
する。

【００２４】前記従来の技術に関し述べたように、通
常、除電針バイアスの強度は、感光ドラム１からの転写
材の分離性、除電針バイアスが画像に及ぼす影響、転写
材の搬送性等を考慮して、決めている。

【００２５】プロセススピード１０７ｍｍ／ｓｅｃのレ
ーザービームプリンタにおいて、長さ３０ｃｍ、外径φ
２０ｍｍ、抵抗１０⁷ Ω〜３・１０⁹ Ωの転写ローラ
と、外径φ３０ｍｍのＯＰＣ感光ドラムを使い、転写電
流に＋７μＡを通電する時、感光ドラムに静電吸着して
いる転写材を分離するのに最適な除電針バイアスは、−
１．５ｋＶであった。しかしこのバイアスでは、低温・
低湿環境下で、転写ローラが高抵抗化し、転写ローラと
感光ドラムとの間に、高電界が生じ、なおかつ転写材も
高抵抗化し、転写材が帯電し易くなるといった条件が重
なったとき、転写材が感光ドラムから分離すると剥離放
電が生じ、画像を乱す。

【００２６】そして、この画像不良は、ハーフトーン画
像で顕著になる。

【００２７】したがって、剥離放電による上記画像不良
の発生を防止するために、本実施形態では、ホストコン
ピュータや画像読取部からの画素情報をＣＰＵにより取
り込みメモリ内の記憶情報と比較し、その画素情報がハ
ーフトーン画像であると認識されたとき、除電針に印加
するバイアスを強くする。前記ハーフトーンの検知は、
画素情報以外の情報を利用してもよい。

【００２８】図２に本実施形態の除電針バイアスのシー
ケンス図を示す。先に述べたように、本実施形態で、適
用したレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）において、通
常のプリント時に適切な除電針バイアスは、−１．５ｋ
Ｖであるが、このバイアスでは、剥離放電を防止するレ
ベルまで十分に転写材を除電出来ず、剥離放電による画
像不良を発生することがあった。そこで本実施形態を適
用するＬＢＰにおいて、ハーフトーン画像プリント時
に、通常よりも強く除電針バイアスとして−３．０ｋＶ
を印加した。この結果、剥離放電による画像不良は効果
的に防止できた。したがって、ハーフトーン画像をプリ
ントする時に除電針に印加するバイアスを通常より強く
する上記構成で、剥離放電に起因する画像不良は、効果
的に防止できる。

【００２９】（第２の実施形態）図３に本実施形態で適
用する除電針バイアスのシーケンス図を示す。

【００３０】感光ドラムから、転写材を分離する際の剥
離放電による画像不良は、転写材が感光ドラムから分離
するスピードが、速くなるほど顕著に発生する。

【００３１】したがって、転写材を安定に搬送するため
のレジストローラを転写材が脱け（いわゆる脱レジ）、
転写ローラと感光ドラムのみで、搬送されるとき、転写
ローラの外径が大きい場合、あるいは、転写ローラ表面
が多数枚の通紙などにより、動摩擦係数が大きくなるな
ど、転写材を速く搬送する条件にあるとき、転写材がレ
ジストローラから抜けた画像後端部で、剥離放電による
画像不良が発生することがあった。

【００３２】したがって、本実施形態では、転写材がレ
ジストローラを抜けた位置での除電針バイアスを強く印
加することで、剥離放電による画像不良を防止する。

【００３３】ここで、実施形態１で例に挙げたプロセス
スピード１０７ｍｍ／ｓｅｃのＬＢＰに適用した場合、
レジストローラが、転写材を搬送する位置での除電針バ
イアスを−１．５ｋＶとし、転写材がレジストローラを
抜け、転写ローラとドラムのみで転写材を搬送する転写
材後端部に印加する除電針バイアスを−３．０ｋＶとす
る。上記構成で転写材の帯電量を小さくすることで、感
光ドラムから転写材が分離する際の剥離放電に起因する
画像不良は、効果的に防止できる。

【００３４】（第３の実施形態）転写材の感光ドラムか
らの分離時の剥離放電による画像不良は、転写ローラの
抵抗が高く、該転写ローラに印加する電圧が大きくなる
場合などに特に発生し易くなる。

【００３５】したがって、本実施形態では、転写ローラ
に印加する転写バイアスにより除電針に印加するバイア
スを変える。

【００３６】ここで、転写ローラは、製造条件、環境の
影響を受けて、その抵抗値にバラ付きを持つ。転写ロー
ラに印加するバイアスは、それぞれのローラについて、
適正な転写電流が得られるように決める必要がある。

【００３７】適正な転写バイアスを得る方法として、非
転写時（非通紙時）に感光ドラムを回転させ、感光ドラ
ム面上を一様に所定電位（暗電位）に帯電させ、転写ロ
ーラに所定の電流が流れるように電流を制御して、その
時発生する電圧をもとに、転写時（通紙時）における転
写ローラへの印加電圧を決定する転写電圧制御方法（Ａ
ＴＶＣ：ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａ
ｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）を用いている。これは、非転写
時に定電流制御（Ｉ₀ ）を行い、この時に生じた電圧
（Ｖ_t0）をもとに、転写時に転写ローラに印加する電圧
（Ｖ_t ）の値を決定する方法である。

【００３８】そして、たとえば、Ｖ_t ＝ａ×Ｖ_t0＋ｂ
（ａ，ｂは定数）なる算出式を用いて、それぞれの転写
ローラに対して、適正転写電流Ｉ０（ここで例に挙げて
いる構成の場合は、７μＡ）の得られる転写電圧Ｖ_t を
算出する。

【００３９】したがって、ＡＴＶＣで決定した転写ロー
ラバイアスにより、除電針に印加するバイアスも変え
る。

【００４０】ここで、実施形態１で例に挙げたプロセス
スピード１０７ｍｍ／ｓｅｃのＬＢＰに適用すれば、転
写バイアスが、０．５ｋＶのとき、除電針バイアスを−
１．５ｋＶ、そして転写バイアスが５ｋＶのとき、除電
針バイアスを−３．０ｋＶとして、図４に示すように、
この２点を結ぶ直線に従い、除電針に印加するバイアス
を制御する。つまり、除電針バイアスをＶｊ、転写バイ
アスをＶｔとすれば、上述の結果から得られる実験式
は、［Ｖｊ＝−１／３・Ｖｔ−４／３］となる。上式に
従い、転写バイアスにより、除電針バイアスを変える、
この時の除電針バイアスのシーケンス図を図５に示す。

【００４１】上記のように、転写バイアスにより、除電
針バイアスを変える構成で、転写材の感光ドラムからの
分離時に発生する剥離放電と、これに起因する画像不良
の発生を抑制出来る。

【００４２】上述した実施形態では、図４に従い、除電
針バイアスを変化させたが、たとえば、図６のように、
通常の除電針バイアスを−１．５ｋＶとして、転写ロー
ラに印加するバイアスが、４ｋＶを超えたときに除電バ
イアスを−３ｋＶとするように、段階的な除電針バイア
スの切り替えでもよい。この時のシーケンス図を図７に
示す。

【００４３】転写バイアスが、一定値以上のときに除電
針バイアスを切り替える上記構成でも転写ローラの高抵
抗化とこれに伴なう高バイアス化で発生し易くなる剥離
放電による画像不良の防止には、十分な効果が得られ
る。

【００４４】なお、上記の実施形態では、転写バイアス
の制御をＡＴＶＣによる定電圧制御としたが、転写電流
を一定にする定電流制御の場合でも転写バイアスをモニ
ターしそれに合わせて除電針バイアスを制御すること
で、同様の効果を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写材上にプリントする画像がハーフトーン画像の場
合、転写材がレジストローラをぬけ、転写ローラとドラ
ムのみで搬送が行われる場合、転写ローラが高抵抗化
し、大きな転写バイアスが印加される場合、転写材の感
光ドラムからの分離の際、制御手段により除電部材に印
加するバイアスを強くすることにより剥離放電を抑制す
ることで、この剥離放電に起因する画像不良を効果的に
防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態１の画像形成装置の概略
構成図を示す図。

【図２】本発明に係る実施形態１の転写シーケンス図。

【図３】本発明に係る実施形態２の転写シーケンス図。

【図４】本発明に係る実施形態３の除電針バイアスと転
写バイアスとの関係図。

【図５】本発明に係る実施形態３の転写シーケンス図。

【図６】本発明に係る実施形態３の除電針バイアスと転
写バイアスとの関係図。

【図７】本発明に係る実施形態３の転写シーケンス図。

【符号の説明】

１…感光ドラム５…転写ローラ８…除電針１２…レジストローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像が形成される像担持体と、像担
持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手
段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで
分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が
異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装
置において、ハーフトーン画像を形成するときに該除電
バイアスを強く印加する制御手段を有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】トナー像が形成される像担持体と、像担
持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手
段と、転写手段による転写部へ転写材を安定的に供給す
るレジストローラと、像担持体に静電吸着した転写材を
除電することで像担持体から分離する除電部材と、除電
部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加
する電源を有する画像形成装置において、転写材後端が
レジストローラを脱した直後に、該除電バイアスを強く
印加する制御手段を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】トナー像が形成される像担持体と、像担
持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手
段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで
分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が
異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装
置において、転写ローラへ印加する転写バイアスに応じ
て除電バイアスを変化する制御手段を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項４】前記除電バイアスは、転写バイアスに応
じて、段階的又は直線的に変化することを特徴とする請
求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記転写手段は、ローラであることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装
置。