JP3660192B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕像化された画像を記録紙やＯＨＰ用シートなどの転写材に転写・定着させる複写機、印字装置及びＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳細には、転写材の種類や大きさに応じて適切な電流を供給して転写材に転写を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、従来から像担持体である感光体ドラムに担持されたトナーなどの現像剤で顕像化された画像を、記録用紙などの転写材に転写する転写手段としてコロナチャージャが使用されている。このコロナチャージャでコロナ放電を行って転写材に転写を行う際には、副産物としてオゾン（Ｏ₃ ）が発生する。このオゾンは、独特の臭気があり、高濃度になると人の呼吸器をおかす。そのため、オゾンが発生しない画像形成装置が求められていた。
【０００３】
そこで、トナー像を転写材へ転写する際にオゾンが発生しない構成として、転写ローラを使用する構成の画像形成装置が開発され、その使用数量は増加しつつある。この転写ローラは、感光体ドラムに当接または近接して配置され、転写材を感光体ドラムに押圧して、感光体ドラムに担持されたトナー像を転写させるものである。また、転写ローラには、所定の電流を通電するための転写電源が接続され、この電流によって、より確実にトナー像を転写材に転写することができる。
【０００４】
図７（Ａ）に転写ローラ１７６を使用する画像形成装置の従来の転写部における一構成例を示す。従来の転写部は、転写ローラ１７６に定電流源である転写電源８７の一端が直結され、転写電源８７の他端は接地されている。また、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間において、図７（Ｂ）に示した等価回路図のように、トナー像の転写に関与する電流ｉ１が抵抗成分ｒ１を流れ、転写材５を介して漏洩する電流ｉ２が抵抗成分ｒ２を流れる。なお、漏洩電流ｉ２は、一般的に転写材５を介して、定着・剥離領域後方に配置されている除電針、給紙ローラ及びレジストローラへの漏洩、高温高湿下では、転写材５の搬送路表面やペーパガイド表面の水分をつたって漏洩する電流である。
【０００５】
このように、転写ローラ１７６を使用する構成では、普通紙にトナー像を転写する際に、転写電源８７から通電する出力電流が記録用紙を介して他の部材、例えば定着手段やレジスト手段に漏洩するという不具合が発生する。転写電流の漏洩電流を補うために、大きな容量の転写電源が必要となっている。
【０００６】
一方、厚紙やＯＨＰ用シート等の高抵抗シートにトナー像を転写する際には、定着手段やレジスト手段等への電流漏れはほとんど発生しないため、普通紙の場合に比べて、電流が大きすぎたり印加電圧が高すぎることになる。そのため、トナーの飛散や逆転写などの画像劣化が発生することがある。
【０００７】
また、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との微少空隙では放電が発生し、これによって画像劣化が容易に生じるだけでなく、感光体ドラム１７８にピンホールが発生したり、既存のピンホールの悪化（拡大）などが発生し、感光体ドラム１７８のライフ低下の要因となっていた。このため、厚紙やＯＨＰ用シートを転写材５として使用する場合には、転写電圧を可変制御する構成を設ける必要があった。
【０００８】
例えば、転写材５として普通紙を使用した場合、転写時の回路電流とその時の印加電位から計算した抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２との合成抵抗値は、およそ２００ＭΩである。また、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用した場合、抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２との合成抵抗値は、およそ５００ＭΩである。そのため、ＯＨＰ用シート使用時は、普通紙使用時に対して転写電源８７の出力電圧は２．５倍となる。さらに、ＯＨＰ用シートの抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２とを比較すると、常温常湿環境下では通常、抵抗成分ｒ１＜抵抗成分ｒ２である。よって、印加電圧は、ほとんど転写領域に付与される。そのため、ＯＨＰ用シート使用時には、過電流による上記のような不具合が発生する。
【０００９】
したがって、転写材５として普通紙を使用した際に、良好に転写が行われたとしても、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用すると、抵抗成分ｒ２が非常に大きくなって電流は抵抗成分ｒ１に集中して過電流となり、トナーの飛散や逆転写などの画像劣化が容易に発生する。
【００１０】
また、高温高湿環境下では転写材５として使用した普通紙が吸湿して、その抵抗値が低下すると、転写電流の漏れが容易に発生するようになる。この場合、例えば図７において抵抗成分ｒ１が１００ＭΩであるのに対して、抵抗成分ｒ２は極端に低下して５０ＭΩ程度になる。すると、電流はｒ２に集中して流れるようになる。そのため、抵抗成分ｒ１に流れる電流が低下して、転写に寄与する電流が不足するので所望の転写が行えず、転写不良が発生する。
【００１１】
これらの問題に対して、定着手段やレジスト手段などの部位に、高レベルの絶縁処理を施すと電流漏れは発生せず、上記のような不具合は回避される。しかし、定着オフセットや、絶縁手段による摩擦によって画像が乱されるなどの別の不具合が発生していた。
【００１２】
また、特開平９−１７９４１３号公報には、転写領域のインピーダンスと並列に高抵抗を配置して転写電流が漏洩した場合でも、必要な転写電流を低下させないような制御がなされている画像形成装置についての技術が開示されている。この構成では、上記の不具合に対して、例えば高温高湿時には吸湿によって抵抗が極端に低下した紙により転写ローラとグランドとの間の抵抗が低下して転写電流の漏洩があっても、転写部に並列に配置した高抵抗の効果によって、電源から供給される電流が転写部に集中して転写電流が不足することが無く、画像劣化が防止されている。
【００１３】
また、特開平９−１３８５９５号公報には、転写ベルト装置であって、感光体ドラムとの間にベルトを挟む位置において、ベルトに接触してこのベルトに電化を渡す転写バイアスローラと、ベルト転写バイアスローラとの接触位置と定電圧電源との間に介挿された制御抵抗と、転写バイアスローラからベルトを介して感光体ドラムに到る電流路に並列な抵抗回路がベルトの面に沿って形成されるようにベルトに接触された設置ローラと、を有する転写装置に関する技術が開示されている。
【００１４】
この構成においては、環境変動により、シート状部材に電気抵抗が変動すると、端子部材からシート状部材を介して感光体ドラムに到る電流路に並列な抵抗回路の電気抵抗も同等に変動して、端子部材からシート状部材を介して感光体ドラムに到る電流路に流れる電流値が略一定に保たれる。そのため、温度や湿度などの変動に係わらずシート状部材や用紙に所望の量の電荷を供給でき、転写不良や地肌カブリなどの不具合を防止することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−１７９４１３号公報に開示された画像形成装置、及び特開平９−１３８５９５号公報に開示された転写装置においては、通常の記録用紙を使用する場合では、ある程度の印字性能を呈する。しかしながら、例えば高温高湿時に幅の狭い紙が使用された場合では、良好な転写に必要な転写電流が転写部に供給されず画像劣化を招来している。つまり、高温高湿環境下で、例えばハガキ等の幅の狭いシートを使用した時には、トナー像を転写する際に、感光体と転写ローラとの間には両者が直接接触する部分が多く生じる。そのために、当該部分に転写電流が集中し、転写部には電流が流れず、十分な転写が得られないという問題がある。
【００１６】
また、転写部での微妙な電流値が転写の画像に影響する場合には、使用する転写材の特性によって適当な転写電流値が異なるために、異種の転写材が使用された場合に良好な画像が得られないという問題がある。
【００１７】
この問題に対して、特開平９−１７９４１３号公報には、除電回路において抵抗素子に並列に、スイッチを介して調整用の他の抵抗素子を接続する構成が開示されている。しかしながら、調整用の抵抗は固定抵抗であるため、抵抗値が固定される。そのため、周囲の環境や転写材の材質や大きさに応じて、抵抗値を微妙に変えることができない。
【００１８】
本発明は上記の問題点を鑑みて成されたものであり、その目的は、像担持体及び転写手段へのダメージを抑え、転写材や周囲の環境に応じて、像担持体と転写手段との間に適切な電流を供給して良好な転写を行い、長期間に亘って良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００２０】
(1) 顕像化された画像を担持する像担持体と、該像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、の間に、定電流電源手段から電位差を与えて画像形成を行う画像形成装置において、
上記定電流電源手段に対して上記転写手段とともに並列に配置された、抵抗手段と上記転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段とを直列に接続して成る電流調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、顕像化された画像を担持する像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、像担持体と、の間に、電位差を与えて画像形成を行うための定電流電源手段に対して転写手段とともに並列に配置された電流調整手段を備えており、電流調整手段は、抵抗手段と、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段と、から成る。したがって、画像形成装置において、定電流電源手段に並列に接続した抵抗と第２の電源手段とからなる電流調整手段を有しているので、転写手段と像担持体との間の電気的な負荷の増減に応じて転写手段に供給する電流を増減できる。例えば、高温高湿環境下のように、使用する転写材の抵抗が極端に低下し、転写部に十分な電流が供給できなくなっても、第２の電源によって必要な電流が供給されて転写不良が回避できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の電源が不要でコストダウンが可能となる。
【００２２】
(2) 前記第２の電源手段は、定電圧電源手段であることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段は定電圧電源手段である。したがって、例えば、低温低湿環境下のように転写材の抵抗が非常に高い時には転写に影響を与えず、高温高湿環境下のように必要な場合にのみ必要な電流を供給することができる。
【００２４】
(3) 前記第２の電源手段は、出力を可変可能であることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、第２の電源手段の出力は可変可能である。したがって、第２の電源手段の出力値を可変制御できるので、使用する転写材の特性や使用環境に応じて最適の転写条件を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成ついて、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。画像形成装置１は、コンピュータの出力装置として使用可能であり、この他にワードプロセッサやＦＡＸの印字部、ディジタル複写機の印字部として、使用可能である。画像形成装置１は、画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３に転写材である転写材５を供給する給紙装置１０とを、含む構成である。
【００２７】
画像形成部３は、アルミ素管に感光層を配置した像担持体である感光体ドラム１７８と、感光体ドラム１７８の周囲に、感光体ドラム１７８の表面に均一な電荷を付与する帯電手段である帯電ローラ１７９、帯電ローラ１７９に電位を供給する帯電電源８６、帯電された感光体ドラム１７８の表面に画像データに応じてレーザ光を照射する露光手段であるレーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと称する。）１８０を備える。また、露光によって形成された電荷パターンである静電潜像に対して現像剤であるトナー２１を供給して顕像化された画像であるトナー像を形成する現像手段１８３、転写部において転写材５を感光体ドラム１７８に圧接して感光体ドラム１７８に形成されたトナー像を普通紙などの転写材５に転写する転写手段である転写ローラ１７６、感光体ドラム１７８の表面に残留したトナーを回収するクリーニング装置１８５、感光体ドラム１７８のトナー像転写後の残留電荷を除去する除電ランプ１７７を備える。
【００２８】
現像手段１８３は、内部にトナー２１と、このトナー２１を所定の特性（例えば負極性）にした後、これを回転させるスリーブ（現像ローラ）２２と、を少なくとも有している。
【００２９】
転写ローラ１７６には転写電源８８が接続される。転写電源８８は、トナー像の転写時に、例えば２０μＡの電流を出力する定電流源８７と、７００Ｖの電圧を出力する定電圧電源手段である定電圧源１５２と、を含む構成である。
【００３０】
給紙装置１０は、転写材５を収容するカセット４、このカセット４から転写材５を送り出すピックアップローラ６、供給された転写材５をガイドする給紙ガイド７、給紙された転写材５を所定の速度で搬送する一対のレジストローラ１２５を備える。また、給紙装置１０は、転写材５が供給されたことを検出する図外の給紙センサ、及び転写材５に形成されたトナー像を加熱及び加圧することにより転写材５に定着させる定着部１１を備えている。
【００３１】
定着部１１は、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５、及び温度制御回路８０から成る。加熱ローラ１２は、例えば厚さ２ｍｍのアルミニウム管から成る。ヒータ１３は、例えばハロゲンランプから成り、加熱ローラ１２に内蔵されている。加圧ローラ１４は、例えばシリコーン樹脂から成る。そして、互いに対向して設けられた加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４には、紙を挟んで加圧できるように、それぞれの軸の両端に図外のスプリングなどによって、例えば２ｋｇの荷重が加えられている。温度センサ１５は、加熱ローラ１２の表面温度を測定する。温度制御回路８０は、画像形成装置１の主制御部によって制御されており、温度センサ１５の測定結果に基づいてヒータ１３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御し、加熱ローラ１２表面の温度を例えば１５０℃に保持する。
【００３２】
また、定着部１１は、紙が排出されたことを検出する図外の排紙センサを備えている。なお、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４等の材質は、特に限定されるものではない。また、加熱ローラ１２の表面温度は、特に限定されるものではない。
【００３３】
給紙装置１０に設けられたピックアップローラ６などの各ローラ及び感光体ドラム１７８は、図外の駆動装置によって回転駆動される。また、各ローラ及び感光体ドラム１７８の回転駆動は、図外のプロセスコントロールユニットによって所定のタイミングで適宜制御される。
【００３４】
画像形成装置１の用紙の出紙側には、転写材５を装置外に排出する一対の排紙ローラ１７５と、排紙された転写材５を保持する排紙トレイ８とが、設けられている。
【００３５】
帯電ローラ１７９は、例えばウレタンを母材とするソリッドゴムから成り、１ｅ５Ω・ｃｍの抵抗値を示す。帯電電源８６によって帯電ローラ１７９は、接地されている感光体ドラム１７８に対して、感光体ドラム１７８の表面電位が−６００Ｖとなるように電圧が印加される。さらに、転写ローラ１７６は同じくウレタンを母材とするＪＩＳ−Ａ３０°の発泡ゴム層から成る。
【００３６】
除電ランプ１７７は領数のＬＥＤから成り、感光体ドラム１７８の表面に光を照射して感光体ドラム１７８の表面に残留した電荷を中和して除電するために使用するものである。
【００３７】
次に、図１に示した画像形成装置１の画像形成動作について説明する。図外のホストコンピュータからの印字コマンドを受信すると、画像形成装置１は印字動作を開始する。即ち、先ずピックアップローラ６によってカセット４から転写材５が１枚取り出され、レジストローラ１２５の位置まで送られる。レジストローラ１２５は、所定の速度で感光体ドラム１７８と転写ローラ１７６との対向領域（転写部）に転写材５を送り出す。
【００３８】
この動作に同期して、帯電ローラ１７９には帯電電源８６から例えば約−１２００Ｖの電位が供給されて、感光体ドラム１７８の表面に一様に約−６００Ｖの表面電位を呈するように電荷が供給される。感光体ドラム１７８が回転して、この帯電領域がＬＳＵ１８０の対向領域に到達すると、ＬＳＵ１８０は所望の画像データに対応したレーザ光を感光体ドラム１７８の帯電領域に照射する。レーザ光が照射された感光体ドラム１７８の表面には、静電荷による電荷像（以下、静電潜像と称する。）１８２が形成される。この静電潜像１８２が感光体ドラム１７８の回転によって、現像手段１８３の対向領域に移動する。
【００３９】
静電潜像１８２は、現像手段１８３によってトナー２１が供給されて、トナー像１８２ａ（不図示）となる。トナー像１８２ａは、さらに感光体ドラム１７８の回転に伴って移動し、転写ローラ１７６の対向領域に到達する。そして、同じくこの対向領域に搬送された転写材５に接触し、感光体ドラム１７８上に形成されたトナー像１８２ａは転写材５に転写される。この後、転写材５は定着部１１に移動して定着されながら、排紙ローラ１７５の位置まで送られ、さらに排紙ローラ１７５によって排紙トレイ８に排紙される。
【００４０】
また、感光体ドラム１７８と転写ローラ１７６の対向領域を通過した静電潜像１８２は、クリーニング装置１８５によって、その表面に残留したトナーを除去される。そして、静電潜像１８２は除電ランプ１７７の対向領域に到達し、除電ランプ１７７によって感光体ドラム１７８と除電ランプ１７７の対向領域の全面に除電光が照射され、不要となった静電潜像１８２の電荷が中和される。
【００４１】
図１に示した画像形成装置１では静電潜像１８２を形成するための露光手段としてレーザを用いたＬＳＵ１８０を使用しているが、これに限定するものではない。例えば、レーザの代わりに複数のＬＥＤを用いたＬＥＤヘッドを使用してもよい。さらに、露光手段は、例えばコンピュータから送られた画像信号やデジタル複写機の画像処理部から送られた画像信号を照射して、感光体ドラム１７８を露光する手段であってもよい。また、この他に例えば原稿台に載置した原稿に照射した光の反射光を感光体ドラムに露光するアナログ方式の画像形成装置の露光装置であってもよい。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置における転写電位の印加方法について説明する。図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写部の構成を模式的に示す図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【００４３】
図２（Ａ）に示したように、転写手段である転写ローラ１７６には、転写電源８８ａの一端が接続され、他端は接地されている。転写電源８８ａは、電源手段である定電流源８７を備えている。また、抵抗手段である１００ＭΩの固定抵抗ｒ３１と、第２の電源手段である７００Ｖの電圧を印加する定電圧源１５２と、が直列に接続されて電流調整手段を構成し、定電流源８７の両端に並列に接続されている。
【００４４】
転写ローラ１７６によって転写材５にトナー像を転写する際には、前記のように、トナー像の転写に関与する電流ｉ１が抵抗成分ｒ１を流れる。また、転写材５を介して、定着・剥離領域後方に配置されている除電針、給紙ローラやレジストローラ、高温高湿下では、転写材５の搬送路表面やペーパガイド表面の水分をつたって漏洩する電流ｉ２が抵抗成分ｒ２を流れる。さらに、固定抵抗ｒ３１には電流ｉ３１が流れる。加えて、抵抗成分ｒ１及び抵抗成分ｒ２は、定電流源８７と、直列に接続された固定抵抗ｒ３１及び定電圧源１５２と、に対して、それぞれ並列に接続した状態となる。
【００４５】
通常、抵抗成分ｒ１及びｒ２の抵抗値が大きい場合は、定電圧源を流れる電流は、転写には影響しない。一方、高温高湿環境下では、転写部の抵抗成分ｒ１、及び漏れ電流に対する抵抗成分ｒ２の差がさらに大きくなるために、転写のための抵抗成分ｒ１への電流不足が顕著となる。
【００４６】
しかし、本発明では上記のように定電圧源１５２を備えているため、電流が定電圧源１５２によって抵抗成分ｒ１及び抵抗成分ｒ２に供給されるので、転写部に十分に電流を供給でき、転写に関与する電流ｉ１の供給量は低下しない。
【００４７】
また、転写材５としてＯＨＰ用シートを使用した場合、従来の構成では抵抗成分ｒ１及びｒ２が極端に上昇し、定電流源８７は非常に高い電圧を発生することとなるが、図２においては、定電圧源から抵抗成分ｒ１及びｒ２に電流は供給されず、また、固定抵抗ｒ３１に所定の電流ｉ３１が流れる。そのため、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間における電流ｉ１が極端に上昇することがなく、転写領域に印加される電圧は上昇せず、トナー飛散や逆転写による画像劣化が発生しない。さらに、転写部での放電が回避されるので、良好なトナー像の転写が行われる。
【００４８】
このように、従来は転写領域における負荷が大きくなると、それに伴って印加電圧も増大するが、本発明においては、固定抵抗ｒ３１及び定電圧源１５２によって電流が増減されるようになっている。そのため、不必要な高電圧が印加されず良好な転写が達成でき、逆に電流値が低下し過ぎることがなく良好な転写が維持できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の定電流源が不要であるので、コストダウンが可能となる。
【００４９】
図２に示した実施形態では、定電圧源１５２を使用しているが定電流源でも同様の効果を実現できる。しかし、上記のように定電流源では、例えば低温低湿環境で転写部の抵抗値が上昇した場合では、所望の特性が得られないので望ましく無い。一方、低温低湿環境で転写部の抵抗値が上昇した場合、定電圧源では転写部の電流が低下し、第２の電源手段である定電圧源による電流による影響が転写に及ばなくなる。そのため、図２のように定電圧源を使用する構成がより望ましい。
【００５０】
なお、図２の構成において、例えばＯＨＰ用シートが使用した場合は、使用するＯＨＰ用シートの種類によって、転写電圧や電流の良好条件は容易に変動し、特に低温低湿時には、より厳密な条件設定が必要となる。このような状態では種々のＯＨＰ用シートのすべてに良好な転写を行う条件設定は困難である。
【００５１】
そこで、本発明においては、定電圧源１５２の出力値を適宜微調整可能とし、良好な画像が得られるようにするのが望ましい。これによって、転写部に供給される転写電流を調整して種々の転写材が使用された場合でも、良好な画像形成が達成できる。また、図２に示した実施形態では固定抵抗ｒ３１を定電圧源１５２に直列に接続したが、これを可変抵抗とすることも可能である。
【００５２】
図３（Ａ）は、可変抵抗を備えた転写部の構成を模式的に示す図である。図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【００５３】
図３（Ａ）に示したように、転写手段である転写ローラ１７６には、転写電源８８ｂの一端が接続され、他端は接地されている。転写電源８８ｂは、電源手段である定電流源８７を備えている。また、抵抗手段である１００〜３００ＭΩの可変抵抗ｒ３２と、第２の電源手段である７００Ｖの電圧を印加する定電圧源１５２とが、直列に接続されて電流調整手段を構成し、定電流源８７の両端に並列に接続されている。
【００５４】
図３に示した構成では、画像形成装置１のユーザは可変抵抗ｒ３２の抵抗値を可変して、電流ｉ３２を調整することが可能である。これにより、抵抗成分ｒ１に流れる電流値が微調整でき、画質の微調整も可能となる。
【００５５】
さらに、高温高湿環境下では、転写材５が吸湿してその抵抗値が低下すると、転写電流の漏れが容易に発生するようになる。しかし、漏れ電流が発生して抵抗成分ｒ２が極端に低下して電流ｉ２が増加し、抵抗成分ｒ１に供給される電流が減少する傾向を示すものの、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を、抵抗成分ｒ１と抵抗成分ｒ２の合成抵抗より非常に大きくなるように設定されている。また、本発明では上記のように定電圧源１５２を配置しているために、定電圧源１５２によって電流が供給されて電流が補償される。これにより、抵抗成分ｒ１に流れる電流が不足する事態を免れ、転写に寄与する電流が十分流れ、所望の転写が行えるので、良好な画像形成が可能となる。
【００５６】
以上のように、画像形成装置における従来の転写部の電気的特性は、転写材５として通常の紙が使用された場合と、厚紙やＯＨＰ用シートが使用され、みかけの抵抗値が２倍になった場合と、を比較すると、付与される電圧も２倍となる。一方、図３のような構成では、ユーザが可変抵抗ｒ３２の抵抗値を適切に設定して、定電圧源１５２から電流を供給させることによって、転写領域のトータルの抵抗値が２倍になっても、印加される電圧が２倍以下となるようにコントロールすることができる。
【００５７】
このように、従来は転写領域における負荷が大きくなると、それに伴って印加電圧も増大するが、本発明においては可変抵抗ｒ３２によって必要以上の電流値が転写領域に流れないような構成となっている。そのため、不必要な高電圧が印加されず良好な転写が達成でき、逆に電流値が低下し過ぎることがなく良好な転写が維持できる。
【００５８】
上記の実施形態は、紙幅の狭い転写材５を使用した場合においても効果的である。即ち、紙幅の狭い転写材５の場合は、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の接触部分に電流が集中するために、従来の構成では転写材５の部分に所望の電流が流れず、転写不良が発生しやすい。これについて、図４を用いて説明する。
【００５９】
図４（Ａ）は、紙幅の狭い転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した構成の等価回路図である。図４（Ａ）に示すように、例えば転写部の主走査方向における長さの半分程度の紙幅を有する転写材５を使用した場合、転写材５が転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８とが挟持されずに、直接両者が接触する領域Ｓ１は、主走査方向の半分程度の長さに亘って生じる。この領域Ｓ１は、転写材５が介在しない為に転写材５が挟持される領域よりも、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間の抵抗が低くなり、この領域Ｓ１に電流が集中する。
【００６０】
上記のような状態となるため、図３（Ｂ）に示した等価回路図において、転写部のトナー像の転写に関与する電流ｉ１が流れる抵抗成分ｒ１は、転写材５における抵抗成分ｒ１１と、領域Ｓ１における抵抗成分ｒ１２と、に分けて、図４（Ｂ）に示した等価回路図のように表示することができる。領域Ｓ１における抵抗成分ｒ１２の抵抗値は前記のように非常に低く、電流が集中して流れる。
【００６１】
そのため、従来の構成では抵抗成分ｒ１１に十分な電流が供給されない。よって、転写部には、より大きな電流を供給する必要があった。しかし、電源として定電流源８７を使用しているために、所定の値以上の電流を供給することができない。そのため、転写材５には電流が十分に供給さず、良好な転写が得られなかった。
【００６２】
これに対して図４のような構成では、転写材５の幅が狭くなると、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の間の抵抗成分ｒ１２の抵抗値が小さくなるが、制御部１９１によって可変抵抗ｒ３２の抵抗値を適切に設定して定電圧源１５２から電流が供給される。そして、結果的に電流ｉ１１が大きくなり、必要な転写電流が不足する事態が回避される。
【００６３】
また、本発明は転写材５の一部がベタ画像の場合にも良好な転写が可能となる。この様子を図５に基づいて説明する。図５は、ベタ画像２１ａを有する転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。なお、回路図は、図４（Ｂ）と同様であるため省略する。
【００６４】
図５に示したようにトナー像の一部分（図５では左半分）がベタ画像領域２１ａで、他の部分がトナー２１が存在しない領域Ｓ２である場合がある。この場合、転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８との間において、領域Ｓ２が存在すると転写材５と感光体ドラム１７８の接触部分に電流が集中する。そのために、図７に示した従来の構成では、ベタ画像領域２１ａを転写するのに必要な電流が供給されず、転写不良が発生しやすい。また、ベタ画像領域２１ａでない部分、即ちトナー２１の無い部分であって転写材５と感光体ドラム１７８が直接接触する領域Ｓ２が、非常に広い範囲で形成されると、領域Ｓ２にはトナーが介在しない為にトナーが存在するベタ画像領域よりも抵抗が低くなり、この領域Ｓ２に電流が集中する。
【００６５】
そのため、従来の構成では転写ローラ１７６と感光体ドラム１７８の間の抵抗は小さくなるが、電源としては定電流源８７を使用しているために、所定の値以上の電流を通電できず、ベタ画像領域２１ａには電流が十分に供給されないので、良好な転写が得られない。
【００６６】
これに対して図５の構成では、一部にベタ画像領域２１ａが存在し、この状態は図４に示した紙幅の狭い場合と同様になる。そのため、供給された電流は領域Ｓ２に集中するが、可変抵抗ｒ３２を調整して、定電圧源１５２からベタ画像領域２１ａに供給する電流値を増加させて、ベタ画像領域２１ａで必要な転写電流が不足する事態が回避され、良好な転写が達成できる。
【００６７】
さらに、高温高湿環境化で、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のラベル紙や値札などの小サイズかつ高抵抗の転写材（以下、特殊用紙と称する。）を使用する場合には、例えば図４における領域Ｓ１への電流集中が顕著となる。そのため、トナー像転写のための転写材５への電流が不足し、画像劣化や転写不良が発生する。しかし、本発明では画像領域における転写電流が不足する場合に、定電圧源１５２から電流を供給することができる。例えば、高温高湿環境化で特殊用紙を使用する場合には、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を小さくして転写部への電流の供給を増加させて、転写材５に流れる電流値を増加させることが可能である。逆に、低温低湿環境での印字では、可変抵抗ｒ３２の抵抗値を大きくして、転写部に過電流が付与されないように調整が可能となる。
【００６８】
図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概観斜視図である。可変抵抗の可変制御手段及び第２の電源の可変制御手段は、例えば図６に示すように装置に入力手段としての操作パネル１９０を、カセット４の入り口１６の上方に配置して、これを利用して制御することも可能である。制御手段としては、例えばボリュームが好適である。また、この他に、画像形成装置１に接続した他の機器、例えばホストコンピュータ（不図示）によって調整可能な構成として適宜調整するのが望ましい。
【００６９】
上記実施形態においては、単色（黒色）の画像形成装置１を図示したが、これに限定するものではなく、例えば、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックのトナーを使用するカラーの画像形成装置に対しても本発明は適用できる。
【００７０】
この時、使用するトナーの特性によって、良好な転写に必要な転写電流は異なる。そのため、各色のトナーの特性によって供給する電流は異なる値にするのがよい。また、可変抵抗ｒ３２、定電圧源の電圧値及び調整可能な電圧幅などを各トナーの特性によって適宜決定するのがよい。
【００７１】
さらに、転写の際に同等の電流特性を呈するトナーに対しては、可変抵抗及び電源を兼用することによって、使用する部品点数の削減をすることができる。
【００７２】
なお、上記の実施形態では、使用する転写手段は転写ローラについて例をあげているが、例えばブラシ、ブレード及びベルト等の種々の転写手段に対して本発明を施すことが可能であり良好な転写を達成できる。
【００７３】
特に、転写ローラ、ブラシ及びベルトなどの接触転写手段に対しては、供給する電流に対して転写材５を介して定着手段等に漏洩する電流が大きな割合となるため、上記の不具合はより顕著に発生する。しかし、本発明を使用することによって上記不具合が回避可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７５】
(1) 顕像化された画像を担持する像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、像担持体と、の間に、電位差を与えて画像形成を行うための定電流電源手段に対して転写手段とともに並列に配置された電流調整手段を備えており、電流調整手段は、抵抗手段と、転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段と、から成るので、画像形成装置において、定電流電源手段に並列に接続した抵抗と第２の電源手段とからなる電流調整手段を有しているので、転写手段と像担持体との間の電気的な負荷の増減に応じて転写手段に供給する電流を増減でき、例えば、高温高湿環境下のように、使用する転写材の抵抗が極端に低下し、転写部に十分な電流が供給できなくなっても、第２の電源によって必要な電流が供給されて転写不良が回避できる。また、必要な電流値を出力できる大容量の電源が不要でコストダウンをすることができる。
【００７６】
(2) 転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段を定電圧電源手段とすることによって、例えば、低温低湿環境下のように転写材の抵抗が非常に高い時には転写に影響を与えず、高温高湿環境下のように必要な場合にのみ必要な電流を供給することができる。
【００７７】
(3) 第２の電源手段の出力は可変可能であるため、第２の電源手段の出力値を可変制御できるので、使用する転写材の特性や使用環境に応じて最適の転写条件を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。
【図２】（Ａ）は転写部の構成を模式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図３】（Ａ）は、可変抵抗を備えた転写部の構成を模式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図４】（Ａ）は紙幅の狭い転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図、（Ｂ）は、（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【図５】ベタ画像２１ａを有する転写材５を使用した場合の転写部の断面を摸式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概観斜視図である。
【図７】（Ａ）は転写ローラを使用する画像形成装置の従来の転写装置を摸式的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示した構成の等価回路図である。
【符号の説明】
５−転写材
８８−転写電源
８７−定電流源
１５２−定電圧源
１７６−転写ローラ
１７８−感光体ドラム
ｉ１、ｉ２、ｉ３１、ｉ３２−電流
ｒ１、ｒ２−抵抗成分
ｒ３１−抵抗（固定抵抗）

Claims (3)

1. 顕像化された画像を担持する像担持体と、該像担持体に接触する記録媒体に画像を転写する転写手段と、の間に、定電流電源手段から電位差を与えて画像形成を行う画像形成装置において、
   上記定電流電源手段に対して上記転写手段とともに並列に配置された、抵抗手段と上記転写手段に供給される電流量を増減することが可能な第２の電源手段とを直列に接続して成る電流調整手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の電源手段は、定電圧電源手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の電源手段は、出力を可変可能であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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