(57)【要約】【課題】  画像形成装置において、転写ローラのＶ−Ｉ特性から使用環境を検知する場合に、定着器から転写ローラへの昇温による誤検知を防止し、低コストで環境を検知する。【解決手段】  転写ローラの環境に応じて印加電圧に対する電流値の関係（以下、「Ｖ−Ｉ特性」という）と、前記Ｖ−Ｉ特性から環境を検出する環境検知手段と、前記環境検知手段から検知した環境条件によって前記帯電手段と、前記現像手段の出力を可変する出力可変手段からなり、前記環境検知の更新を前記加熱装置の温度によって可変制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を有する像担持体を帯電させる帯電手段と、光を照射して像担持体に潜像を形成する潜像手段と、前記像担持体の潜像パターンに現像剤を現像する現像手段と、前記像担持体の現像剤像を記録材裏面から現像剤の保持する電荷と逆極性の電圧を転写ローラに印加することで記録材に現像剤を転写する転写手段と、記録材に転写された現像材を定着させる定着手段と、前記定着手段として用いる加熱装置の温度を検知する温度センサとを有し、
前記転写ローラの環境に応じて印加電圧に対する電流値の関係（以下、「Ｖ−Ｉ特性」という）と、前記Ｖ−Ｉ特性から環境を検出する環境検知手段と、前記環境検知手段から検知した環境条件によって前記帯電手段と、前記現像手段の出力を可変する出力可変手段からなる画像形成装置において、
前記環境検知の更新を前記加熱装置の温度によって可変制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱装置の温度による可変制御は、前記温度センサの温度と予め設定されている温度閾値を比較し、前期サーミスタ温度が低い場合には前記環境検知の更新を実施し、高い場合には前記環境検知の更新を行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知した環境情報を格納する不揮発性メモリを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記不揮発性メモリを画像形成装置コントローラ部に備えていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記不揮発性メモリを前記像担持体を含むカートリッジ部に備えられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式などの画像形成装置に関わり、その中でも、画像信号に変換処理を行い、像担持体の表面に形成されたトナー像を紙などの転写材へ転写する転写手段として転写ローラを有し、特に導電性材料からなる転写ローラを用いた画像形成装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、像担持体、現像剤、転写材等は、画像形成装置のおかれている場所の周囲環境条件に影響を受け、更に、像担持体感度、現像剤の帯電負荷量、転写材の抵抗値が変化すること等により画像に影響が出ることが認識されている。このため、温度センサといった環境条件検知装置などを画像形成装置本体に持ち、前記装置により検知した条件により電子写真プロセスを変化させていた。また、画像形成装置本体に各種条件を入力するスイッチを備え、前期スイッチを操作入力することで電子写真画像形成プロセスを変化させるものがある。
【０００３】
まず、像担持体上を帯電処理手段により帯電処理がなされる。帯電処理後は変換画像濃度信号に応じた像露光が為され、像担持体上に静電潜像が形成される。その潜像を現像装置により現像剤を用いることで顕画化している。
【０００４】
更に、像担持体とこれに圧接する転写ローラとを備え、これら両者の間に転写材を通過させると共に、このとき前記転写ローラに電圧を印加して、像担持体側のトナー像を転写材に転写するように構成した画像形成装置も提案されている。このような接触転写方式をとる画像形成装置は、従来からひろく実用されているコロナ放電器を使用するものに対して、高圧電源を必要としないのでコスト的にも有利である。コロナワイヤ電極もないのでそれの汚れによる障害もない。高圧放電に基づくオゾンの発生や、窒化物の生成もなく、これらによる像担持体、画質の劣化なども少ないなど色々な利点がある。その反面、前記転写ローラが環境によってＶ−Ｉ特性が大きく変化することが知られている。そこで、本出願人より先に出願された特許文献１に示す前記転写ローラに対して定電圧制御、定電流制御（ＡＴＶＣ：Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われている。これは、像担持体と、この像担持体との間にニップ部を形成し、このニップ部で前記像担持体上の像を転写材に転写する前記転写ローラからなり、前記ニップ部に転写材がない時に前記転写ローラに定電流制御を行い、転写材への像転写を行う時に前記定電流制御中に前記転写ローラに生じた電圧値Ｖ１に応じた電圧値Ｖ２（ただしＶ２＞Ｖ１）で前記転写ローラを定電圧制御するものである。これにより、環境によって前記転写ローラのＶ−Ｉ特性が変化しても、常時安定して良好な転写性が得られるので、良好な画像を得る事が出来る。
【０００５】
前記転写ローラの構成としては、金属などの剛性材料からなる芯金の上にウレタン、ＥＰＤＭなどにカーボン等の導電性材料を分散させて体積抵抗を１０８〜１０１０Ωｃｍ程度に調整した弾性体が形成されている。この前記転写ローラの抵抗は環境依存性が大きく、低温低湿度環境において前記転写ローラは乾燥した状態になり、抵抗値は常温常湿環境よりも数桁上がる。前記転写ローラへのバイアス電源を定電流制御している場合、常に数ｕＡの定電流を流すため、前記低温低湿度環境下では前記転写ローラの電圧値は３ｋＶ以上となる。逆に高温高湿度環境下では、前記転写ローラは吸湿した状態となるため、その抵抗値は前記常温常湿環境の時よりも数桁下がる。そのため、前記転写ローラの電圧値は１ｋＶ以下になる。
【０００６】
この特性を利用して、前記環境条件検知装置の替りに、前記転写ローラの電圧値の閾値を２ｋＶとし、前記転写ローラの電圧値が２ｋＶよりも大きいか、小さいかによって環境を検知し、高圧出力（画像プロセス条件）を変化させ最適な画像形成を行っている。
【特許文献１】特開平０３−２３３５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像形成装置の内部昇温により前記転写ローラ部の環境と、実際に判断したい環境（プリンタ設置環境）が異なってしまう。そのため、プリント終了後すぐにプリントを開始すると、プリンタ設置環境を精度良く検出することが出来ず、最適な高圧出力を行うことが困難となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光層を有する像担持体を帯電させる帯電手段と、光を照射して像担持体に潜像を形成する潜像手段と、前記像担持体の潜像パターンに現像剤を現像する現像手段と、前記像担持体の現像剤像を記録材裏面から現像剤の保持する電荷と逆極性の電圧を転写ローラに印加することで記録材に現像剤を転写する転写手段と、記録材に転写された現像材を定着させる定着手段と、前記定着手段として用いる加熱装置の温度を検知する温度センサとを有し、前記転写ローラの環境に応じて印加電圧に対する電流値の関係（以下、「Ｖ−Ｉ特性」という）と、前記Ｖ−Ｉ特性から環境を検出する環境検知手段と、前記環境検知手段から検知した環境条件によって前記帯電手段と、前記現像手段の出力を可変する出力可変手段からなる画像形成装置において、前記環境検知の更新を前記加熱装置の温度によって可変制御することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の本発明は、前記加熱装置の温度による可変制御は、前記温度センサの温度と予め設定されている温度閾値を比較し、前期サーミスタ温度が高い場合には前記環境検知の更新を実施し、低い場合には前記環境検知の更新を行わないことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３の本発明は、前記検知した環境情報を格納する不揮発性メモリを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４の本発明は、前記不揮発性メモリを画像形成装置コントローラ部に備えていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項５の本発明は、前記不揮発性メモリを前記像担持体を含むカートリッジ部に備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、感光層を有する像担持体を帯電させる帯電手段と、光を照射して像担持体に潜像を形成する潜像手段と、前記像担持体の潜像パターンに現像剤を現像する現像手段と、前記像担持体の現像剤像を記録材裏面から現像剤の保持する電荷と逆極性の電圧を転写ローラに印加することで記録材に現像剤を転写する転写手段と、記録材に転写された現像材を定着させる定着手段と、前記定着手段として用いる加熱装置の温度を検知する温度センサとを有し、前記転写ローラの環境に応じて印加電圧に対する電流値の関係（以下、「Ｖ−Ｉ特性」という）と、前記Ｖ−Ｉ特性から環境を検出する環境検知手段と、前記環境検知手段から検知した環境条件によって前記帯電手段と、前記現像手段の出力を可変する出力可変手段からなる画像形成装置において、前記環境検知の更新を前記加熱装置の温度によって可変制御することで使用環境の誤検知を防止し、画質を向上する効果がある。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、前記加熱装置の温度による可変制御は、前記温度センサの温度と予め設定されている温度閾値を比較し、前期サーミスタ温度が高い場合には前記環境検知の更新を実施し、低い場合には前記環境検知の更新を行わないことで使用環境の誤検知を防止する効果がある。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、前記検知した環境情報を格納する不揮発性メモリを備えていることで使用環境の誤検知を防止する効果がある。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、前記不揮発性メモリを画像形成装置コントローラ部に備えていることで低コストでメモリを備えられる効果がある。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、前記不揮発性メモリを前記像担持体を含むカートリッジ部に備えられていることで低コストでメモリを備えられる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
本実施例では、画像形成装置のうちレーザービームプリンタを例にとって説明する。プリンタは図１のごとき機構をしている。図１より、１０１は像担持体である感光体ドラム、１０３は光源としての半導体レーザ、１０５はスキャナモータ１０４にて回転する回転多面鏡、１０６は半導体レーザ１０３から発射され、感光体ドラム１０１上を走査するレーザビームである。１２２は、感光体ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電ローラ１０２、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器１０７を構成している交換可能のカートリッジである。１０８は現像器１０７にて現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、１０９は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するための定着器である。１１６は記録用紙をセットする手差しトレイ、１１０は１回転することにより前記手差しトレイ１１６から記録用紙を給紙し、搬送路に送り出す記録用紙給紙ローラである。１１４は給紙された記録用紙に対し、感光体ドラム１０１への画像書き込み（記録／印字）と記録用紙搬送の同期を取るとともに、給紙された記録用紙の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサ、１１１は定着後の記録用紙を排紙トレイ１１７へ排出するための排紙ローラ、１１５は定着後の用紙の有無を検出するための排紙センサである。１１２はＣＰＵ１１３を備え、上記のような構成部を制御するエンジンコントローラである。１１８は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータを、プリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、レーザビームプリンタの内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。
【００２０】
次に、上記エンジンコントローラ１１２とプリンタコントローラ１１８を含むレーザビームプリンタ全体の回路構成のブロック図を図２に示す。図２において、２０１はプリンタ本体、１１８は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するためのプリンタコントローラである。１１２はレーザビームプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ１１８の指示にしたがってプリント動作を制御するとともに、プリンタコントローラ１１８へプリンタ内部情報を報知するためのエンジンコントローラ（エンジン制御部）である。２０３は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をエンジンコントローラ１１２の指示にしたがっておこなう高圧制御部である。２０４はスキャナモータ１０４の駆動／停止、半導体レーザ１０３の点灯をエンジンコントローラ１１２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０６は定着温度検知サーミスタ１２１からの温度情報に応じて、定着ヒータ１２０への通電の駆動／停止を、エンジンコントローラ１１２の指示にしたがって行う定着器制御部である。２０５は、トップセンサ１１４、排紙センサ１１５の紙有無状態とをエンジンコントローラ１１２へ報知するセンサ入力部、２０２はエンジンコントローラ１１２の指示にしたがい、記録用紙搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行う用紙搬送制御部で、給紙ローラ１１０、定着器１０９のローラ、排紙ローラ１１１の駆動／停止の制御をつかさどるものである。
【００２１】
本実施例のレーザビームプリンタは図１のごとき構成をしているため、定着器１０９と転写ローラ１０８が近接する構成となっている。そのため、転写ローラ１０８は定着器１０９の熱を受け昇温するため、転写ローラ１０８のＶ−Ｉ特性から環境検知を行う場合に、本来検知したい使用環境に対して転写ローラの環境温度が高いと誤検知することとなる。
【００２２】
図３に転写ローラ１０８を２．５ｕＡで定電流制御した時の環境に応じたＶ−Ｉ特性について示す。図３より、転写ローラ１０８を定電流制御した時の印加電圧が、高温高湿環境から低温低湿環境に変わることで３０００Ｖ〜５００Ｖの間で変化する。この特性を利用し、転写ローラ１０８への印加電圧から使用環境を検知する。
【００２３】
図４に本実施例の定着器１０９温度と転写ローラ１０８温度について示す。プリント終了後、定着器１０９温度、転写ローラ１０８温度共に３０〜４０分かけてレーザビームプリンタ設置温度まで低下する。そのため、転写ローラ１０８のＶ−Ｉ特性から環境検知を正常に行うためには、３０〜４０分待つ必要がある。そこで、本実施例では環境検知情報をＣＰＵ１１３に記憶し、定着器温度に応じて環境条件を更新する。
【００２４】
図５に本実施例のフローチャートについて示す。プリントスタート（Ａ１０４）すると、最初に定着器１０９温度が設定されている温度閾値より低いかの検知を行う。この温度閾値は、図４の定着器１０９温度と転写ローラ１０８温度の関係から４０℃に設定を行っている。定着器１０９の温度が４０℃以下になると、転写ローラ１０８の温度がレーザビームプリンタ使用環境まで冷め、転写ローラ１０８のＶ−Ｉ特性から正確な環境検知が行える温度となる。定着器１０９の温度が４０℃以下の場合には、ＣＰＵ１１３に保存されている前プリント時の環境条件をクリアする。そして、転写ＡＴＶＣ制御（Ａ１０７）を行い使用環境条件の検知（Ａ１０８）をする。使用環境検知終了後、検知した環境情報をＣＰＵ１１３に保存（Ａ１０９）し、環境に応じた帯電、現像出力を設定（Ａ１１０、Ａ１１１）しプリントを開始する。定着器１０９温度が４０℃以上の場合には、転写ローラ１０８が昇温しているためＣＰＵ１１３の環境条件（前回プリント時の環境条件）で帯電、現像出力を設定（Ａ１１３）しプリントを開始する。
【００２５】
上記本実施例１では、転写ローラ１０８が使用環境温度に冷める定着器１０９の温度閾値を４０℃に設定している。この温度閾値は、定着器１０９と転写ローラ１０８の構成、材料等により決定されるものである。
【実施例２】
【００２６】
前記実施例１では、環境情報をＣＰＵに保存し転写ローラ昇温時の誤検知を防止していた。しかし、電源をＯＦＦ−ＯＮするとＣＰＵの情報は消えてしまうため、プリント終了後すぐに電源ＯＦＦ−ＯＮしプリントを行うと、転写ローラ昇温により環境を誤検知してしまうことがある。そこで、本実施例では不揮発性メモリを備え、環境情報を不揮発性メモリに格納しておくことを特徴とする。
【００２７】
本実施例の説明で前記実施例１と重複する箇所については、省略する。
【００２８】
図６、図７は本実施例の構成を示したものである。図６、図７より、環境情報を格納する不揮発性メモリ１１９をプリンタコントローラ１１８内に備えている。
【００２９】
図８に本実施例のフローチャートについて示す。プリントスタート（Ｂ１０４）すると、最初に定着器１０９温度が設定されている温度閾値より低いかの検知を行う。この温度閾値は、図４の定着器１０９温度と転写ローラ１０８温度の関係から４０℃に設定を行っている。定着器１０９の温度が４０℃以下になると、転写ローラ１０８の温度がレーザビームプリンタ使用環境まで冷め、転写ローラ１０８のＶ−Ｉ特性から正確な環境検知が行える温度となる。定着器１０９温度が４０℃以上の場合には、転写ローラ１０８が昇温しているため不揮発メモリ１１９と通信（Ｂ１１２）を行い、前回プリント時の環境条件に帯電、現像出力を設定（Ｂ１１３）しプリントを開始する。定着器１０９温度が４０℃より低い場合には、転写ローラ１０８が使用環境温度まで冷めているので、不揮発性メモリ１１９と通信を行い格納されている環境情報をクリア（Ｂ１０６）する。そして、転写ＡＴＶＣ制御（Ｂ１０７）を行い使用環境条件の検知（Ｂ１０８）をする。使用環境検知終了後、検知した環境情報を不揮発性メモリ１１９に保存（Ｂ１０９）し、環境に応じた帯電、現像出力を設定（Ｂ１１０、Ｂ１１１）しプリントを開始する。
【００３０】
上記実施例２では、不揮発性メモリをプリンタコントローラに設置されている。しかし不揮発性メモリの設置される構成は、カートリッジ、エンジンコントローラ上又はエンジンコントローラのＣＰＵと一体化されたもの等、本実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一の実施例に係る、装置本体の概略断面図
【図２】本発明の第一の実施例に係る、装置本体のブロック図
【図３】本発明の第一、二の実施例に係る、転写ローラＶ−Ｉ特性グラフ図
【図４】本発明の第一、二の実施例に係る、定着器と転写ローラ温度グラフ図
【図５】本発明の第一の実施例に係る、動作時のフローチャート図
【図６】本発明の第二の実施例に係る、装置本体の概略断面図
【図７】本発明の第二の実施例に係る、装置本体のブロック図
【図８】本発明の第二の実施例に係る、動作時のフローチャート図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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