JPH11258931A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写ローラの周方向の抵抗ムラを小さくし
て、非通紙時に転写ローラの１周以下の短時間で、転写
ローラへの定電流バイアスの印加および発生電圧の検知
を誤差をなく行い、適正な転写バイアスを決定して、良
好な転写による高品質な画像を得ることである。 【解決手段】 転写ローラは、転写バイアスが印加され
る芯金上に、極性ポリマー等の材料で弾性層を形成して
なる。通紙前の前回転で転写ローラに定電流バイアスを
印加し、そのときの発生電圧ＶT01 を検知し、ＶT1＝Ｖ
T01 ×ａ＋ｂ（ただし、ａ＝１．０、ｂ＝１．１ｋＶ）
の式で１枚目の転写電圧ＶT1を算出する。画像形成装置
の作像準備が完了したら、転写ニップ部に紙を通過さ
せ、転写ローラに定電圧でＶT1を印加して１枚目の転写
を行う。１枚目の転写終了後の紙間で、定電流バイアス
を印加し、発生電圧ＶT02 を検知し、２枚目で印加する
転写電圧ＶT2を算出する。これを繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やレーザプ
リンタ等の画像形成装置に関し、特にその転写の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置を図１０に示す。本
画像形成装置は、プロセススピード１００ｍｍ／秒のＡ
４横送りで１分間に２４枚の画像形成が可能で、Ａ３対
応の自動両面画像形成が可能なレーザプリンタである。

【０００３】図１０に従って本画像形成装置における作
像行程を説明すると、まず、装置のほぼ中央に設置され
た感光ドラム１の表面を一次帯電器２９により均一に帯
電し、露光装置２８により像露光を行って、感光ドラム
１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像
器３０により現像してトナー像として可視化される。

【０００４】感光ドラム１での作像に同期して紙カセッ
ト３６から紙１９が給紙ローラ２５により取り出され、
搬送ガイド３４、搬送ローラ３３、搬送ガイド３２を経
てレジストローラ対３１に搬送される。レジストローラ
対３１は、感光ドラム１上の画像と同期して回転し、紙
１９を転写ガイド１４を経て感光ドラム１と転写ローラ
４で形成される転写ニップへと搬送する。感光ドラム１
上に形成され多トナー像は、転写ニップで紙１９上に転
写される。

【０００５】転写が終了した紙１９は、小径ドラムによ
る曲率分離と除電針８による静電分離の作用で、感光ド
ラム１から分離される。除電針８は、図１１に示すよう
に、絶縁部材９により支持され、バイアス電源５１によ
り転写バイアスの極性と逆の極性の電圧が印加されてい
る。感光ドラム１から分離された紙１９は、搬送ガイド
１０を経て定着器１３へ搬送され、そこで転写されたま
まの未定着トナー像が定着されて、固定画像とされる。

【０００６】定着を終了した紙１９は、フラッパ３７に
より搬送ガイド３９に搬送され、搬送ローラ４０により
一旦、搬送ガイド４１方向に搬送された後、搬送ローラ
４０の逆回転により、紙１９が搬送ガイド４２の方向へ
搬送される。この行程で紙１９の表裏が反転される。

【０００７】表裏が反転した紙１９は、搬送ローラ４
３、搬送ガイド４４を経て再び転写行程に付される。２
回目の転写、定着行程が終了した紙１９は、フラッパ３
７により上方に搬送され、搬送ガイド３８、排紙ローラ
４５を経て排紙トレイ４６に搬出される。

【０００８】図１０において符号４７は装置の外装で、
外装４７は装置全体を覆い、感光ドラム１の遮光と装置
構成部品の保護、操作者の保護をなすとともに、機内冷
却用の風路を形成している。また符号１００は機内の空
気を排出するためのファンである。符号１２は転写後の
感光ドラム１の表面を清掃するクリーニング器である。

【０００９】転写ローラ４について詳述する。図１１は
転写部の構成を示す詳細図である。同図において感光ド
ラム１はＲ１の方向に、転写ローラ４はＲ４の方向にそ
れぞれ１００ｍｍ／秒の周速で回転駆動されている。感
光ドラム１の外径は３０ｍｍ、転写ローラ４の外径は２
０ｍｍである。

【００１０】転写ローラ４は、外径８ｍｍの芯金２と、
その上に設けられた厚さ６ｍｍの弾性層３から構成され
ている。弾性層３は、ＥＰＤＭスポンジ等の発泡ゴムか
らなり、これにカーボンや金属酸化物などの導電粒子や
絶縁オイルを配合して、抵抗を１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍ程
度に調整し、弾性層３を電子導電性としている。

【００１１】感光ドラム１からの紙１９へのトナー像の
転写は、転写ローラ４の芯金２に転写バイアス電源５０
によりトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加する
ことにより行う。

【００１２】転写ローラ４に印加するバイアス（転写バ
イアス）はつぎのように決定する。まず、紙１９を通紙
しない前工程（前回転）で、芯金２に転写に必要な電流
値ＩT0を印加し、このとき発生した電圧ＶT0を読み取
る。上記の構成の転写ローラ４であれば、電流値ＩT0は
８μＡが適当である。電圧の読み取り時間は、転写ロー
ラ４の抵抗ムラを考慮すると、転写ローラの１周分また
は１周の整数倍分とするのが一般的である。転写ローラ
４の外径が２０ｍｍであれば、読み取り時間は６３０ｍ
Ｓである。読み取った値は、積算平均して代表値として
のＶT0を決定する。

【００１３】この読み取った電圧ＶT0を基に演算と判断
を行い、転写電圧（転写バイアス）を決定するが、基本
的に以下の演算式で算出する。

【００１４】転写電圧Ｖt ＝ａ×ＶT0＋ｂ （ただし、
ａは定数、ｂは定電圧である）ＶT0の値によりａまたは
ｂの値を変更することがあるが、ここでは最も一般的な
値としてａ＝１、ｂ＝１．１ｋＶとする。このような演
算式により求めた転写電圧であれば、通紙中に転写に必
要な電流ＩT0として８μＡを確保することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弾性層
３に発泡ＥＰＤＭ等の電子導電系材料を使用した転写ロ
ーラ４は、ローラの表面積が大きく、表面への紙の繊
維、添量の付着量が多い。これらの物質は吸水性である
ため、転写ローラ４の表面に付着すると、転写ローラ４
の抵抗を低下させる問題があった。

【００１６】また撓みなどの応力により弾性層３の組織
中の導電粒子の鎖が切れて、端部の抵抗が上昇し、その
部分で電流不足による転写不良が発生する問題があっ
た。

【００１７】さらに導電粒子の分散不良や取り扱い時の
押圧履歴により部分的に抵抗値のばらつきが生じ、その
抵抗の高い部分で転写不良が発生することがあった。

【００１８】これを防止する方法として、転写電圧を高
めに設定することも行われていたが、転写ニップまでの
転写電界が必要以上に大きくなり、トナーが画像よりも
広い範囲に広がって転写する「飛び散り」の画像不良を
発生することがあった。

【００１９】この解決策として、近年、抵抗が均一で押
圧による抵抗値の変化がない導電性ポリマーを弾性層に
使用した転写ローラの開発が進んでいるが、この転写ロ
ーラはつぎのような問題があった。

【００２０】ポリマーの導電性を活用した転写ローラの
場合、耐久性に優れるが、導電性付与の特性上、抵抗値
が温度に大きく依存する。図１２は、転写ローラの抵抗
値の温度依存性を示す図である。電子導電性の発泡ＥＰ
ＤＭを用いた転写ローラは、抵抗値の温度による影響が
少ないのに対し、ポリマー導電性のＮＢＲ系材料あるい
はウレタン系材料を用いた転写ローラは、温度による抵
抗値の変化が大きい。

【００２１】図１２によれば、温度が１℃上昇すると、
ウレタン系の転写ローラの抵抗値は約０．９５倍、ＮＢ
Ｒ系の転写ローラの抵抗値は約０．９３倍になる。

【００２２】図１２の画像形成装置により、７５ｇ／ｍ
² のレターサイズの紙を用い、１６℃の環境で自動両面
で連続的にプリント（画像形成）した場合の、転写ロー
ラ（ＮＢＲ系）の温度変化を図１３に示す。図に示され
るように、転写ローラの温度は５００枚のプリントで１
８℃上昇する。この昇温により転写ローラの抵抗値は、
プリント開始時の０．２７倍と非常に小さな値となる。

【００２３】ところで、連続プリントの場合、転写バイ
アスの検知は前回転時にしか行わない。このため連続プ
リントを行うと、転写ローラの抵抗値は大きく下がって
しまうが、転写電圧は一定なので電流過剰となり、感光
ドラムの非画像部の電位が影響を受け、「紙跡」と呼ば
れる地カブリ画像が発生してしまうことがあった。転写
電圧は、製造時の公差等を考慮して設定しているので、
多くの場合、この現象は、抵抗値が０．４倍程度になる
プリント枚数２００枚以上の時点で発生する。

【００２４】この画像不良を防止する方法として、プリ
ントする紙と紙の間で転写電圧の検知を行えばよいが、
紙間は一般的に５０ｍｍ程度の長さしかなく、転写ロー
ラの１周分の長さよりも短くなる場合があったり、仮に
長さとしては間に合ったとしても高圧電源の立ち上が
り、立ち下がりを考慮すると、紙間での検知は行えな
い。

【００２５】以上は両面プリントでの不具合として説明
したが、片面プリントでも、装置内温度が上昇する場合
は同様な問題が発生する。

【００２６】図１４に従来の転写バイアス制御でのプリ
ント枚数と転写電圧および転写電流（通紙時および非通
紙時）との関係を示す。

【００２７】両面の連続プリントを行うと、最初、通紙
時の転写電流は８μＡの適正値であり、また、非通紙時
の転写電流（非通紙の状態で転写ローラに転写電圧を印
加したときの電流）は、画像不良が発生する２０μＡよ
りも小さい１０μＡなので、小サイズ紙を通紙した場合
に、地カブリによる転写ローラ汚れが発生して裏汚れと
なったり、小サイズ紙と大サイズ紙を連続して通紙して
も、小サイズ紙の非通紙域で地カブリが発生するといっ
た問題はない。しかし、画像形成枚数が２００枚になる
と転写ローラの抵抗値が下がるので、転写電流が増大
し、非通紙時の転写電流は画像不良が発生する２０μＡ
以上となる。

【００２８】非通紙時に、この転写電圧が印加されるこ
とはないが、転写時の感光ドラムの非通紙域の電位が不
適正になるので（小サイズ紙を通紙した場合の非通紙領
域で転写ローラと感光ドラムが接触している部分の感光
ドラムのマイナス電位が、転写ローラのプラスバイアス
の影響を受けて絶対値で小さくなる）、サイズの異なる
紙を連続通紙する場合に、小サイズ紙の後の大サイズ紙
で画像不良を発生したり、同一サイズの紙を連続通紙す
る場合には、転写ローラにカブリトナーが付着して、つ
ぎの通紙時に紙の裏汚れとなったり、また感光ドラムの
非通紙域のメモリーを生じて、ハーフトーン画像での濃
度ムラを生じるようになってしまう。

【００２９】本発明の目的は、転写ローラの周方向の抵
抗ムラを小さくすることにより、非通紙時に転写ローラ
の１周以下の短時間で、転写ローラに定電流バイアスを
印加し、発生した電圧を誤差をなく検知することを可能
とし、これにより容易に適正な転写バイアスを決定し
て、良好な転写により地カブリ等のない高品質な画像を
得ることができる画像形成装置を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体と対向した転写部で転写材を介して像担持
体に接触して、像担持体上に形成されたトナー像を転写
材に転写する、転写バイアスが印加された転写ローラを
有し、転写材が転写部に到達する前の非通紙時に転写ロ
ーラに定電流バイアスを印加し、そのとき発生する電圧
を検知して、これを基に前記転写バイアスを決定する画
像形成装置において、前記転写ローラは、転写バイアス
が印加される芯金と、その上の極性ポリマーもしくはイ
オン性電解質を含む材料で形成された弾性層とを含んで
構成され、そして連続した転写材に転写を行う連続画像
形成時の場合、前記定電流バイアスの印加による発生電
圧の検知を、転写材と転写材の間の非転写時に、各非転
写時で１回もしくは数回の態様で行うことを特徴とする
画像形成装置である。

【００３１】本発明によれば、前記連続画像形成時の定
電流バイアスの印加による発生電圧の検知の複数回分の
検知電圧について平均値を求め、これを前記転写バイア
スの決定に用いるようにすることができる。あるいは、
前記連続画像形成時の定電流バイアスの印加による発生
電圧の検知の複数回分の検知電圧について変化を求め、
これをつぎに印加すべき転写バイアスを推測する手法に
より、前記転写バイアスの決定に用いるようにすること
ができる。前記転写バイアスの推測の手法が、前記複数
回分の検知電圧の変化量の１次式もしくは指数関数によ
る近似とすることができる。好ましくは、前記極性ポリ
マーが、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロ
ルヒドリンゴム、ウレタンゴムおよびクロロプレンゴム
からなる群から選択される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即
して詳細に説明する。

【００３３】実施例１ 図１は、本発明の画像形成装置の一実施例における転写
部を示す概略構成図である。本発明の画像形成装置は、
転写ローラ５４の構成およびその転写バイアス決定法に
大きな特徴がある。本画像形成装置のその他の機械的構
成はず１５に示した従来の画像形成装置と基本的に同じ
なので、装置の図面およびその説明は省略する。

【００３４】図１に示されるように、転写ローラ５４
は、鉄もしくはステンレスの芯金５２上に導電性の弾性
層５３を積層して構成されている。

【００３５】本発明によれば、転写ローラ５４の周方向
の電気抵抗のムラを小さくするために、弾性層５３を、
極性ゴムのＮＢＲ、ヒドリンゴム、クロロプレンゴムも
しくはウレタンゴム等の材料を用いて形成した。これら
の材料は、単体で使用してもよいが、極性ゴムを数種あ
るいは無極性ゴムのＥＰＤＭ等とブレンドして使用する
こともできる。また極性ゴムとイオン性電解質の無添加
剤、あるいは無極性ゴムとイオン性電解質の添加剤を組
み合わせてもよい。本実施例では、弾性層５３にＮＢＲ
を主成分とする材料を使用した。

【００３６】転写ローラ５４の作成法としては、芯金５
２上に未加硫のゴムを巻き、加熱加硫して、芯金５２上
に弾性層５３を形成する方法、ゴムを環状に押し出した
後、加熱加硫して弾性層５３とし、これに芯金５２を圧
入する方法などが使用できる。

【００３７】本実施例では、転写ローラ５４の外径を２
０ｍｍとした。感光ドラム１の外径は３０ｍｍである。
感光ドラム１および転写ドラム５４の周速は、ともに１
００ｍｍ／秒、紙の搬送速度も１００ｍｍ／秒である。

【００３８】以上のように作成した転写ローラ５４の抵
抗測定法を図２に示す。図２に示すように、転写ローラ
５４の両端から突出した芯金５２の各々に４００ｇｆ、
合計８００ｇｆの荷重をかけて、転写ローラ５４を金属
シリンダ６３に長手方向で当接させ、その状態で金属シ
リンダ６３を回転して転写ローラ５４を従動回転させ
る。転写ローラ５４の芯金５２と金属シリンダ６３に接
続した測定用電源６４で、＋２ｋＶのバイアスをこれら
の間に印加し、そのとき流れる電流を電源６４の電流計
６５で測定し、電流と電圧の関係から転写ローラ５４の
抵抗を算出する。

【００３９】転写ローラの抵抗値は、図３に示すよう
に、一般に、転写ローラの周方向でリップル（変動）が
あるが、本実施例では、転写ローラ５４の弾性層５３を
上記材料で形成したので、抵抗値の最大値（ｍａｘ）と
最小値（ｍｉｎ）の比で１．０〜１．３というように、
周方向の抵抗値ムラを小さくすることができる。最大値
と最小値の中心値（算術平均値）が平均抵抗値であり、
定着ローラの抵抗値は特に断らない限り平均抵抗値であ
るが、周方向の抵抗ムラを小さくし、かつ平均抵抗値を
８×１０⁷ 〜４×１０⁸ Ω（２３℃、６０％ＲＨ）とす
ることにより、良好な転写が行うことができる。

【００４０】転写ローラの抵抗値が４×１０⁸ Ωよりも
大きい場合、温度１５℃以下、湿度１５％以下の低温低
湿の環境では、印加電圧を６ｋＶ以上にする必要があ
り、沿面距離や空間距離を大きく取らねばならず、装置
構成上の困難が生じる。なお、印加電圧を大きくできれ
ば、２３℃、６０％環境での抵抗値の上限を６×１０⁸
Ω以上とすることも可能である。

【００４１】転写ローラの抵抗値が８×１０⁷ Ωより小
さい場合、抵抗値が低くなりすぎ、このため通紙部分で
紙に十分な電荷を与えるだけの電圧を転写ローラに印加
すると、通紙部に比べてインピーダンスが小さい非通紙
部に過大な電流が流れ、感光ドラムの電位に影響が及ん
で、地カブリ等の画像不良を発生するので、適当ではな
い。

【００４２】つぎに、転写ローラ５４にバイアスを印加
する転写電源系およびその制御系を説明する。図１に示
すように、転写電源系は、定電流電源５５と出力値を変
更可能な定電圧電源５７とを有し、これらは切り換えス
イッチ７８を介して転写ローラ５４の芯金５２に接続さ
れている。定電流電源５５には、定電流バイアス印加時
に電圧をモニターする電圧計５６が接続されている。

【００４３】画像形成装置の動作を制御するＣＰＵ５
９、Ｉ／Ｏポート６０およびメモリー６２がバスライン
６１で接続され、これらにより、定電流電源５３、電圧
計５６、定電圧電源５７およびスイッチ５８を制御する
制御系が構成されている。

【００４４】つぎに、転写ローラ５４に印加するバイア
ス（転写バイアス）のシーケンスを説明する。図４は、
本実施例における転写バイアス制御のシーケンスを示す
タイミングチャートである。

【００４５】転写バイアス制御は、まず、通紙前の前回
転で転写ローラ５４に定電流電源５３により８μＡの定
電流バイアスを印加し、そのときの電圧を電圧計５６で
モニターする（図４の区間Ａ１）。モニターした電圧を
ＶT01 とする。画像形成装置の図示しない帯電器、現像
器等の作像準備が終了するまで、モニターした電圧ＶT0
1 で画像形成装置の感光ドラム、転写ローラ、帯電器、
現像器等のプロセス機器を回転駆動したまま待機する
（区間Ｂ）。

【００４６】準備作業が完了したら、転写ニップ部に紙
を通過させるとともに、スイッチ５８により定電圧電源
５７を選択して、転写バイアスをプリント用の定電圧バ
イアスに切り換え、これを印加する（区間Ｃ１）。区間
Ｃ１での転写電圧をＶT1とすると、ＶT1は、 ＶT1＝ＶT01 ×ａ＋ｂ （ただし、ａ＝１．０、ｂ＝
１．１ｋＶ） の式で算出する。

【００４７】これにより、適正な転写バイアスを印加す
ることができると同時に、図４に示すように、通紙時、
非通紙時の電流を一定にすることができるので、感光ド
ラムに対する電荷付与が一定となり、ドラム電位の変化
により濃度差が生じやすいハーフトーン画像において
も、安定した画質を維持することができる。なお、上記
式の定数ａ、ｂの値は装置構成等により適宜値を変更し
て設定する。

【００４８】１枚目の転写終了後の紙間では、定電流バ
イアスを印加する（区間Ａ２）。定電流バイアスは、転
写ローラ１周分の時間だけ印加することはできないが、
本発明では、転写ローラ５４の周方向の抵抗ムラが１．
３倍以下と小さくしてあるので、瞬間のモニター電圧
（これをＶT02 とする）を代表値としても全く問題な
い。

【００４９】ここでモニターした電圧ＶT02 からつぎの
２枚目の紙に対する転写電圧ＶT2を算出する。算出式は
１枚目と同じである。ＶT02 の値は、紙の温度、周囲の
温度に変化がなく、転写ローラ５４の温度変化がなけれ
ば、転写ローラの抵抗も変化しないので、１枚目のＶT0
1 と同じになる。

【００５０】しかし、通紙や機内昇温により、転写ロー
ラの温度が上がった場合には、ＶT02 はＶT01 よりも小
さくなり、逆に転写ローラの温度が下がった場合には、
ＶT01 よりも大きくなる。

【００５１】ここでは、昇温してＶT02 が下がった場合
について説明する。ＶT02 が小さくなると、２枚目（区
間Ｃ２）で印加する転写電圧ＶT2も小さくなる。３枚目
以降も同様の行程で転写電圧を決定する。

【００５２】以上のように、本実施例では、極性ゴムや
イオン性の電解質を材料として弾性層５３を形成するこ
とにより、抵抗値の周ムラを少なくした転写ローラ５４
を使用し、これに、上述のようなシーケンスで転写バイ
アスを印加ので、両面の連続通紙のように転写ローラの
温度が上昇して抵抗値が低下する場合でも、転写電流の
増大を抑制することができる。従って、両面で多量のプ
リントを行った場合の紙跡や砂地といった地カブリの画
像不良を防止することができる。

【００５３】図５は、本実施例でのプリント枚数と転写
電圧および転写電流（通紙時および非通紙時）との関係
を示す。図５に示されるように、本実施例の構成によれ
ば、両面連続プリントによりプリント枚数が増大して転
写ローラが昇温しても、それに応じて転写電圧を自動的
に小さくして、これにより通紙時の電流を一定に保つこ
とができている。従って、画像の一様性を確保すること
ができる。

【００５４】また非通紙の状態で転写時と同じ電圧を転
写ローラに印加したときの非通紙時電流も、カブリが発
生する２０μＡ以下に抑えることができるので、サイズ
違いの通紙の場合、小サイズ紙通紙後の非通紙領域に相
当する範囲での大サイズ紙の地カブリや、非通紙領域の
転写ローラ汚れによる紙の裏汚れ、さらには感光ドラム
の転写メモリーによる画像不良を防止することができ
る。

【００５５】実施例２ 本実施例では、通紙により転写ローラ５４の周方向に温
度ムラによる抵抗ムラが発生する場合について説明す
る。

【００５６】本実施例は、定着温度を高くする必要のあ
る高速の画像形成装置や、紙上での温度ムラの発生しや
すい、厚さ１．５ｍｍ以下の薄肉タイプの定着ローラを
有する画像形成装置や、近年、省エネルギー、クイック
スタートで注目されている紙をフィルムを介して板状の
ヒーターで加熱する定着装置を有する画像形成装置のよ
うに、紙の搬送方向にわたって温度ムラを生じてしまう
場合に対処するのに有効である。

【００５７】本実施例における転写部の装置構成自体は
実施例１の図１と同じなので、図面は省略する。

【００５８】図６に、本実施例における転写バイアス制
御のシーケンスのタイミングチャートを示す。

【００５９】通紙前の前回転では、最初に印加する転写
バイアスを決定する。手順は、まず、定電流のバイアス
を図６の区間Ｄ１で転写ローラ１周分印加し、そのとき
の電圧を測定し、積算平均してＶT0を決定する。

【００６０】つぎに区間Ｂで転写電圧をＶT01 の定電圧
として、作像準備が整うまで待機する。ついでプリント
時、区間Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３では、ＶT01 の値を基に算出
した転写バイアス（これをＶT1とする）を印加する。

【００６１】プリントともに転写ローラが昇温し、抵抗
が低くなっていくので、電流値は徐々に大きくなってい
く傾向を示す。紙間Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ4 では定電流のバイ
アスを印加する。このときの電圧を読み取る。

【００６２】読みとりは紙間全域で行ってもよいが、こ
こでは１つの紙間で２点測定する場合について説明す
る。すなわち、紙間Ｄ２ではＶT02 とＶT03 を、紙間Ｄ
3 ではＶT04 とＶT05 を、紙間Ｄ4 ではＶT06 とＶT07
を測定する。測定値を全て平均し、次回のプリント時の
転写電圧の基準とする。この基準電圧値に演算を行って
算出したのが転写電圧ＶT2である。

【００６３】４枚目から６枚目までは、この転写電圧Ｖ
T2で転写を行い、この間の紙間で７枚目から９枚目まで
の転写電圧の基準となる紙間電圧を測定する。

【００６４】以下、同様の動作を繰り返すことにより、
転写ローラ５４に抵抗の周ムラが生じた場合について
も、常に適正な転写電圧を印加することができるように
なる。

【００６５】本実施例２では、３枚ごとに転写電圧を見
直したが、見直し枚数は転写ローラの製品個々の昇温程
度に合わせて行えばよく、実用上、多い場合は１００枚
程度で見直しを行えば十分である。また紙間での電圧測
定も２回に限らず、３回以上行ってもよい。

【００６６】実施例３ 本実施例は、画像形成装置に複数の給紙口があり、両面
プリント、片面プリントを混在して行う場合に有効な構
成について述べる。

【００６７】両面プリントと片面プリントを混在して連
続で行う場合、転写ローラ５４の温度変化の傾向が一定
でなくなる。つまり、温度上昇するだけでなく、温度低
下する場合も生じる。たとえば多数枚の両面プリントに
連続して、多数枚の片面プリントを行うのが例である。

【００６８】本実施例では、紙間ごとに定電流バイアス
を印加し、そのときの電圧値からつぎに印加すべき電圧
値を予測する。本実施例におけるシーケンスのタイミン
グチャートを図７に示す。

【００６９】通紙前の前回転では、最初に印加する転写
バイアスを決定する。手順は、まず、定電流のバイアス
を図７の区間Ｄ１で転写ローラ１周分印加し、そのとき
の電圧を測定し、積算平均してＶT01 を決定する。

【００７０】つぎに区間Ｂで転写電圧をＶT01 の定電圧
として、作像準備が整うまで待機する。ついでプリント
時、１枚目の区間Ｅ1 でＶT01 の値を基に算出した転写
バイアスを印加する。紙間Ｄ2 では、定電流のバイアス
を印加し、発生電圧を測定する。Ｄ２での測定電圧をＶ
T02 とする。

【００７１】転写バイアス制御の最初の検知電圧であ
り、１枚目の基準電圧でもあるＶT01と、１枚目、２枚
目間の紙間で測定した発生電圧ＶT02 の値から、２枚目
の基準電圧を推測する。ここでは、ｎ番目の転写電圧の
推測基準電圧をＶTsn と表記する。たとえば２枚目のプ
リントの転写電圧はＶTs2 である。

【００７２】ＶTsn の推測法の一例を示せば、以下のよ
うである。たとえば単純に変化量だけを上乗せする方式
として、つぎの式（１）のような方法がある。

【００７３】 ＶTsn ＝ＶT0n −（ＶT0n-1 −ＶT0n ） ・・・（１） （ただし、ＶT0n はプリントｎ枚目の前の紙間電圧であ
る）プリント電圧は、この推測した基準電圧ＶTsn を基
に式（２）のように算出する。

【００７４】 Ｖin＝ａ×ＶTsn ＋ｂ ・・・（２） （ただし、Ｖinはｎ枚目の転写電圧、ａは定数、ｂは電
圧値である）

【００７５】以上のようにすることにより、転写ローラ
５４の温度が上下に変動しやすい場合にも、適正な転写
電圧を印加することができるようになる。

【００７６】基準電圧ＶTsn の推測方法は、ここに示し
たものに限るものではない。たとえば、３以上の複数の
紙間の検出電圧から傾きを求めて決定し、推測してもよ
いし、指数関数等で近似を行って推測してもよい。また
紙間での電圧検知の方法は、アナログ的な積分、平均で
行ってもよいし、本実施例のように、紙間で複数個の点
で検出してもよい。

【００７７】さらに本実施例では、転写バイアスを一定
の値として印加する方法を示したが、図８に示すよう
に、プリント中も転写バイアスを変動させてもよい。プ
リント中に転写バイアスを一定とした場合には、図６の
ように、プリント中の電流変動が発生するが、図８のよ
うに、プリント中も転写バイアスを調整することによ
り、転写電流値を一定にすることができ、紙１枚内にお
いて均一な画像を得やすくなるという効果がある。

【００７８】以上の実施例１〜３では、図１に示したよ
うに、定電流バイアス印加時の電圧値を測定して制御を
行ったが、図９に示すように、定電圧バイアス印加時
に、特に紙間バイアス印加時の電流値を読み取って、実
施例１〜３のような制御を行ってもよい。

【００７９】図９は、定電圧バイアス印加時に電流値を
測定する装置例である。電源５５、５７の切り換えスイ
ッチ５８と転写ローラ５４の芯金５２とを接続する結線
中に電流計６６を介挿した点が、図１と異なる。その他
の部材は図１と同様なので説明を省略する。

【００８０】出力値を変更可能な定電圧電源５７により
転写バイアス算出の基準電圧となる紙間バイアス印加時
に、電流計６６により電流を測定し、その変化量から電
流が紙間ごとに多くなっていくのであれば、電圧を小さ
く、電流が小さくなっていくのであれば、電圧を大きく
するように制御すればよい。その制御方法は実施例１〜
３と同様に行うことができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
（１）転写ローラの弾性層を極性ポリマーあるいはイオ
ン性電解質を含む材料で形成して、転写ローラの周方向
の抵抗ムラを小さくしたので、転写ローラ１周以下の短
時間での電圧検知でも、転写ローラに定電流バイアスを
印加して発生した電圧を誤差をなくして検知することが
でき、容易に適正な転写バイアスを決定することができ
る。しかも紙間で電圧検知を行うので、転写ローラの昇
温による抵抗変動があっても、転写電流の変動を抑制す
ることができる。従って、良好な転写を行って地カブリ
等のない高品質な画像を得ることができる。

【００８２】（２）また連続画像形成時、連続した転写
材と転写材の間の各紙間（非転写時）で１回もしくは数
回の態様で、定電流バイアスの印加および発生電圧の検
知を行い、複数回分の検知電圧について平均値を求め、
これを前記転写バイアスの決定に用いるようにした場合
には、両面画像形成を行うと温度差ができやすいフィル
ム加熱タイプの定着器や、薄肉ローラの定着器を有する
画像形成装置に対しても対処でき、良好な転写を行って
高品質の画像を得ることができる。

【００８３】（３）定電流バイアスの印加による発生電
圧の検知の複数回分の検知電圧について変化を求め、こ
れをつぎに印加すべき転写バイアスを推測する手法を採
用した場合には、転写材の給紙口を複数有し、連続画像
形成を片面、両面を混在して行う画像形成装置に対して
も対処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例における転写
部を示す概略構成図である。

【図２】図１の転写部に設置された転写ローラの抵抗測
定法を示す説明図である。

【図３】転写ローラの周方向の抵抗値ムラを示す説明図
である。

【図４】図１の実施例における転写バイアス制御のシー
ケンスを示すタイミングチャートである。

【図５】図１の実施例におけるプリント枚数と転写電圧
および転写電流との関係を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例における転写バイアス制御
のシーケンスを示すタイミングチャートである。

【図７】本発明のさらに他の実施例における転写バイア
ス制御のシーケンスを示すタイミングチャートである。

【図８】図７の実施例における転写バイアス制御の別の
シーケンスを示すタイミングチャートである。

【図９】本発明における転写部の他の例を示す概略構成
図である。

【図１０】従来の画像形成装置を示す概略図である。

【図１１】図１０の画像形成装置における転写部を示す
概略図である。

【図１２】図１１の転写部に設置された転写ローラの種
類別の温度と抵抗値の関係を示す説明図である。

【図１３】図１０の画像形成装置におけるプリント枚数
と転写ローラの温度との関係を示す説明図である。

【図１４】図１０の画像形成装置におけるプリント枚数
と転写電圧および転写電流との間系を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム １９ 紙 ５２ 芯金 ５３ 弾性層 ５４ 転写ローラ ５５ 定電流電源 ５６ 定電圧電源 ５８ スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と対向した転写部で転写材を介
   して像担持体に接触して、像担持体上に形成されたトナ
   ー像を転写材に転写する、転写バイアスが印加された転
   写ローラを有し、転写材が転写部に到達する前の非通紙
   時に転写ローラに定電流バイアスを印加し、そのとき発
   生する電圧を検知して、これを基に前記転写バイアスを
   決定する画像形成装置において、前記転写ローラは、転
   写バイアスが印加される芯金と、その上の極性ポリマー
   もしくはイオン性電解質を含む材料で形成された弾性層
   とを含んで構成され、そして連続した転写材に転写を行
   う連続画像形成時の場合、前記定電流バイアスの印加に
   よる発生電圧の検知を、転写材と転写材の間の非転写時
   に、各非転写時で１回もしくは数回の態様で行うことを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記連続画像形成時の定電流バイアスの
   印加による発生電圧の検知の複数回分の検知電圧につい
   て平均値を求め、これを前記転写バイアスの決定に用い
   る請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記連続画像形成時の定電流バイアスの
   印加による発生電圧の検知の複数回分の検知電圧につい
   て変化を求め、これをつぎに印加すべき転写バイアスを
   推測する手法により、前記転写バイアスの決定に用いる
   請求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記転写バイアスの推測の手法が、前記
   複数回分の検知電圧の変化量の１次式もしくは指数関数
   による近似である請求項１〜３のいずれかの項に記載の
   画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記極性ポリマーが、ニトリルブタジエ
   ンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、ウレタン
   ゴムおよびクロロプレンゴムからなる群から選択される
   請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。