(57)【要約】【課題】  転写バイアスを更新する制御では一度昇温してしまうと昇温した状態からの変動で補正することとなり正確に昇温前の本来の制御に戻すことが出来ない。そこで昇温量を検知してその結果に応じて制御することにより、転写ローラが昇温しても適正な制御して最適な画像を提供する。【解決手段】  環境から推測する印加バイアス値と、印加バイアス値の帰還電流値と、接触転写部材以外の温湿度検知手段から検知した昇温量に基づいて、バイアス印加手段で印加する印加バイアスの補正値を制御する。【選択図】図２
2010060603.tif 000002
【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、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成する接触転写部材と、その接触転写部材に転写バイアスを印加させるバイアス印加手段と、機内の接触転写部材以外の温度もしくは湿度を検知する検知手段と、を備えた画像形成装置において、
各機外環境条件で推測される接触転写部材に印加するバイアス電圧値と、印加したバイアス電圧値に対する帰還電流と、前記接触転写部材以外の温度もしくは湿度の検知手段から前多回転時に検知した温度の昇温量の結果に基づいて、転写出力を補正し制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記昇温量の判断基準は、定着器の検知温度が所定温度以下の場合、接触転写部材以外の温度の値、又は接触転写部材の温度の値とする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】
前記昇温量の判断基準の更新は定着器の検知温度が所定温度以下の場合、毎回行う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４】
前記バイアスを印加する接触転写部材の材質は温度により抵抗値が変動する材質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。
【請求項５】
前記バイアスを印加する接触転写部材は円筒形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。
【請求項６】
前記接触転写部材以外の温湿度を検知する検知手段は一体型環境センサ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン導電系の接触転写部材を使用し、ドラム上で形成されたトナーを記録材に転写させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置にあっては、その多くが、像担持体である感光ドラム上に保持されている顕画像（トナー像）を記録材上に転写させる転写装置を備えている。
【０００３】
従来の転写装置は、接触転写部材（以下、転写ローラとする）に最適な電圧を印加できるような制御が行われ、その1つとしてActive  transfer  voltage  control  制御（以下ATVC制御とする）がある。
【０００４】
ATVC制御は、画像形成装置の前回転中に転写ローラから感光ドラムに所定の電流が流れるよう電圧を印加し、その時の電圧値を保持することで転写ローラの抵抗を検知し、印字工程の転写時に転写電圧としてその抵抗値に応じた定電圧を転写ローラに印加している。
【０００５】
ATVC制御により、転写ローラ抵抗を正確に検出し、最適な印加電圧を決定するためには、転写ローラ１周分の抵抗値をモニタし、その平均値を得ると同時に、転写ローラ抵抗が電圧依存性を有するため、転写時に印加する電圧に近い値が発生するような定電流値の設定が必要とされている。
【０００６】
よって、ATVC制御等は画像形成プロセス上時間に余裕のある前回転中に行われるのが一般的である。
【０００７】
転写手段である転写ローラの抵抗値は、温度変化および湿度変化に伴って変化する。イオン性導電剤を含有させたタイプの転写ローラでは、温度の上昇に伴って転写ローラの抵抗値が低下するので、転写電流が大きくなってしまう。
【０００８】
従来の一般的な構成は、用紙などの転写材への印字直前に、転写ローラに対して電圧を印加して、その結果から転写ローラの抵抗値を推測して、この抵抗値に応じた転写バイアスを転写ローラに印加する。
【０００９】
この構成では、用紙などの記録材の1面目に印字した後、同じ転写材の2面目に印字する多量の自動両面印字を行うと、1度定着器を通過した記録材と接触する為、転写ローラの温度が上昇し、転写ローラの抵抗値は大きく低下する。
【００１０】
すなわち1面目に未定着のトナー像の定着が行われると、記録材の温度は大きく上昇する。2面目にドラム上のトナー像を転写するときには、温度が上昇した記録材と転写ローラが接触し転写が行われる。
【００１１】
したがって多量の自動両面印字が行われると、記録材の熱が転写ローラに転移し転写ローラの温度が上昇し、転写ローラの抵抗値は、印字直前の値から低下していくので、最適な転写条件で転写が行われなくなる。
【００１２】
つまり、従来の転写制御においては、転写ローラの抵抗値に基づいて転写電流の制御が行われても、急激な抵抗の変動があった場合には最適な転写が行われない問題があった。
【００１３】
そこで従来の技術において、特開2001-331045には転写ローラの抵抗のバイアス印加変化量と転写ローラの抵抗の時間変化量の少なくとも一つを検知してその検知値に応じて転写バイアスを可変する転写バイアス可変手段を備え、転写ローラの抵抗のバイアス印加変化量と前記転写ローラの抵抗の時間変化量の少なくとも一つを検知してその検知値に応じて前記転写バイアスを可変する転写バイアス可変手段を備えたことにより、転写ローラの材料の特性に応じて最適な転写電流制御（転写バイアス制御）を行うことができ、特にイオン電導系の材料で構成された転写ローラを使用する場合の転写バイアス制御をより正確にして環境での転写バイアス制御の安定化を図ることが可能であり、又、カーボン分散系の材料で構成された転写ローラを使用する場合の転写バイアス制御をより正確にして経時での転写バイアス制御の安定化を図ることができ、経時での転写ローラの抵抗の変化に対応する画像形成装置が記載されている。
【００１４】
又、特開2003-015440のように転写材の第１面に連続して印字した後、第２面に連続して印字する多量の両面印字をする場合、転写手段の抵抗値を推測し、この推測した抵抗値を印字条件に基づいて補正し、この補正後の抵抗値に応じて転写バイアスを更新する制御手段が、随時、最適な転写バイアスを転写ローラに印加することができ、このように制御手段が転写ローラの抵抗値の変動に応じて、印加する転写バイアスを更新することによって、転写不良を防止し良好な画質を維持することができる画像形成装置が記載されている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−３３１０４５
【特許文献２】特開２００３−０１５４４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の制御は転写ローラの抵抗を検知しその抵抗値から転写印加電圧を決定する方法である。イオン導電系の転写ローラは温度が高いほど抵抗が下がるという温度依存の特性を持っている。そのため自動両面を多量印字すると、一度定着器を通過した暖かい記録材と転写ローラが接触するため転写ローラが昇温し、抵抗が下がってしまう。
【００１７】
また、目標とする転写電流は低温低湿環境になる程、記録材の水分量が低下し記録材の抵抗が上昇するので高い転写電流を必要とする為、低温低湿環境は目標電流を高めにするなどの制御を行っている。
【００１８】
例えば低温低湿環境に本体を設置していた場合、目標電流を高めに設定している。
【００１９】
例えば、自動両面を多量印字した場合、熱い記録材の影響で転写ローラ温度は上昇し転写ローラ抵抗は低下する。
【００２０】
つまり、低温低湿環境に本体設置しているにも関わらず転写ローラは高温環境の状態となる。上記状態で次のJobがきた場合、転写制御は転写ローラの抵抗から環境判断しているので、低温低湿環境に本体が設置されているのにも関わらず高温環境と判断し、目標電流を下げるなど高温環境に合わせた制御をしてしまう。
【００２１】
しかし、実際通紙される記録材は記録材の水分量が少ない高抵抗の記録材が通紙されるので必要電流と出力電流が一致せず電流不足となり、高濃度部のトナーが飛散などの画像不良となる。
【００２２】
従来の技術で述べられている転写ローラの抵抗のバイアス印加変化量や転写ローラの抵抗の時間変化量、少なくとも一つを検知してその検知値に応じて転写バイアスを可変する方法や転写手段の抵抗値を推測し、この推測した抵抗値を印字条件に基づいて補正し、この補正後の抵抗値に応じて転写バイアスを更新する制御では一度昇温してしまうと昇温した状態からの変動で補正することとなり正確に昇温前の本来の制御に戻すことが出来ない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成する接触転写部材と、その接触転写部材に転写バイアスを印加させるバイアス印加手段と、機内の接触転写部材以外の温度もしくは湿度を検知する検知手段と、を備えた画像形成装置において、
各機外環境条件で推測される接触転写部材に印加するバイアス電圧値と、印加したバイアス電圧値に対する帰還電流と、前記接触転写部材以外の温度もしくは湿度の検知手段から前多回転時に検知した温度の昇温量の結果に基づいて、転写出力を補正し制御することを特徴とする画像形成装置。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記昇温量の判断基準は、定着器の検知温度が所定温度以下の場合、接触転写部材以外の温度の値、又は接触転写部材の温度の値とすることを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記昇温量の判断基準の更新は定着器の検知温度が所定温度以下の場合、毎回行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記バイアスを印加する接触転写部材の材質は温度により抵抗値が変動する材質であることを特徴とする。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記バイアスを印加する接触転写部材は円筒形であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記接触転写部材以外の温湿度を検知する検知手段は一体型環境センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明した通り本発明によれば、従来のようなバイアス印加変化量や印字条件に基づいて補正する方法では検知することができなかった昇温量を検知することにより、昇温量から転写制御を補正し、転写ローラが昇温しても常に適正な制御を行うことが出来ることで、転写不良といった問題を防止する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面にて詳細に説明する。
【実施例】
【００３１】
図1は本発明の画像形成装置の構成図である。画像形成の構成としてはまず帯電用高圧電源1から帯電ローラ2により像担持体としての感光ドラム3を所定の一定電位に帯電させ、露光手段4にて画像を形成する感光ドラム3上のポイントを露光させ所定の電位に低下させる。
【００３２】
そして現像容器5内のトナ−を現像スリーブ6上に一様に載せ、そのトナーを低下させた感光ドラム3上の電位と現像スリーブ6に印加する電位との差、つまり電界の作用を利用し帯電されているトナーを感光ドラム3上へ付着させる。
【００３３】
感光ドラム3に付着したトナーは記録材が給紙手段により給紙され、転写前ガイド7に沿って所定の転写領域に搬送され転写ローラ8により転写されたのち、記録材は定着ニップ入り口ガイド11に沿って搬送され定着器12によって定着され排紙される。
【００３４】
感光ドラム3上に付着し転写しきれなかったトナーはクリーニングブレード9により廃トナー収容スペース10内に掻き落され回収される。
【００３５】
図2、は転写ローラの構成を表した図である。転写ローラ8は例えばΦ6ｍｍの芯金13にΦ15ｍｍの搬送部材14を設ける。
【００３６】
搬送部材14の長手方向は記録材幅と同じにする。芯金13に駆動ギア15を接続させ駆動ギアでメインモ−タから駆動をもらい芯金13に設けた搬送部材14を回転させる。
【００３７】
また、搬送部材14の材質は温度により抵抗変動するイオン導電部材を使用する。イオン導電部材は温度が高い程抵抗が低下するという温度特性を持っている。
【００３８】
転写ローラ8の芯金13部に回転を阻害しないように押し付け部材16を取り付けその部分にバネ17を設けそのバネにより転写ローラ8に圧をかけ感光ドラム3と転写ローラ8を圧接させる。イオン導電部材へのバイアスの印加は転写ローラ8の芯金13に接点を設け高圧電源から行う。
【００３９】
転写制御は前回転中に転写ローラ8に定電圧バイアスを印加する。このときに検知した電流を元に、その環境に合った制御を用いてプリント転写バイアスVtを決定する。
【００４０】
制御はプロセススピードや装置構成などにより、適した値を設定する。これにより、適正な転写バイアスを印加することができ、安定した画像を維持することができる。
【００４１】
図5は15℃環境で自動両面100枚通紙した場合の転写ローラ8温度を示したものである。通紙前は環境と同じ15℃を示しているが通紙枚数が進むにつれ転写ローラ8温度が徐々に上昇していき100枚通紙後には約30度になっている。
【００４２】
転写ローラ8抵抗からその環境に合った制御をし、イオン導電系のように温度で抵抗が変動する特性の転写ローラ8を用いた場合では誤った制御を行ってしまう。
【００４３】
例えば、転写ローラ8が上記のように昇温した場合、次のような不具合が生じる。本来は低温で抵抗が高く所定の電圧を印加しても帰還電流は小さいので転写に必要な電流を得る為には大きい電圧が必要と判断する。
【００４４】
昇温により抵抗が徐々に下がった状態で所定電圧を印加した場合、本来小さいはずの帰還電流が大きくなり転写に必要な電流を得るには小さい電圧で足りると判断する。
【００４５】
その結果、通紙時の必要電流が確保できなくなり転写不良が発生してしまう。
【００４６】
そこで本発明では転写ローラ8が昇温し、抵抗が下がっても最適な制御を得ることができる最適画像形成装置の提供を目的としている。
【００４７】
本実施例を図3、図4、図6を用いて説明する。また、以下の説明は本体が低温低湿環境下に有ると仮定する。
【００４８】
初めに昇温していない場合を説明する。まず、前多回転時（電源On時もしくは扉開閉時）に定着器温度が50℃以下である場合、転写ローラ8以外で温度検知する手段（以後、環境センサとする）により検知した環境もしくは転写ローラ8の検知した環境を記録させこれを基準とする。（電源On時で基準が記録されていない場合は環境センサの値を基準とする）
【００４９】
次に前回転中（プリントJobが送られてからの初期動作）に環境センサにより低温低湿環境と判断する。
【００５０】
続いて所定電圧を0.5KV印加させ帰還電流が3.4μA以上であれば高温環境と判断、3.4μA未満であれば次に1.0KV印加する。
【００５１】
1.0KV印加させ帰還電流が2.2μA以上であれば中温環境と判断、2.2μA未満であれば低温環境と判断し次に1.5KV印加する。
【００５２】
1.5KV印加させ帰還電流が5.7μA未満で制御の補正が無ければ、昇温はしていないと判断し通常制御を行う。
【００５３】
次に、多量の自動両面印字直後の昇温した場合を説明する。多量の自動両面印字により機内昇温している（転写ローラ8は約30℃まで昇温していると仮定）ので、前多回転中（電源On時もしくは扉開閉時）では定着器12の検知温度が50℃以上である。
【００５４】
基準の更新は定着器12の検知温度が50℃以下のときに毎回行い、それ以外は前回の基準を保持する。（電源On時で基準が記録されていない場合は環境センサの値を基準とする）
【００５５】
今回の状態では定着器12の検知温度が50℃以上であるため基準は更新せず再度使用する。
【００５６】
前回転中（プリントJobが送られてからの初期動作）に環境センサは低温低湿環境と判断する。
【００５７】
基準環境は低温低湿環境と判断した状態で所定電圧を0.5KV印加すると、帰還電流が3.4μA以上（制御上の値は160未満）となり高温環境であると判断する為、基準環境と検知環境が異なる。
【００５８】
この結果転写ローラが昇温していると判断し、所定電圧0.5KVを印加し得られた帰還電流（4μAと仮定する）の制御上の値に70を補正（図4参照）する。
【００５９】
補正後は制御上の値が160以上になり3.4μA以下と判断し1.0KV印加する。続いて1.0KV印加し、帰還電流が2.2μA以上（制御上の値は190未満）である場合、昇温していると判断し所定電圧1.0KVを印加し得られた帰還電流（5μAと仮定する）の制御上の値に100を補正（図4参照）する。
【００６０】
補正後は制御上の値が190以上になり2.2μA以下と判断し1.5KV印加する。
続いて1.5KV印加し、帰還電流が5.7μA以上（制御上の値は100未満）である場合、所定電圧1.5KVを印加し得られた帰還電流（7μAと仮定する）に制御上の値に20を補正（図4参照）する。
【００６１】
基準環境と検知環境が同じになった所でこれまでの制御上の補正を算出する。この値を昇温量とし、昇温量から転写出力算出式の補正を決定し転写出力を決定する。
【００６２】
今回の場合、総補正量が190となる為転写出力算出補正値は60となり（図６参照）、補正し算出した転写出力を印加する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の画像形成装置の構成図
【図２】転写ローラの構成図
【図３】転写制御を示すフローチャート
【図４】各環境での制御簡略図
【図５】自動両面100枚通紙した場合の転写ローラ温度
【図６】補正量と昇温量の関係
【符号の説明】
【００６４】
1：帯電用高圧電源
2：帯電ロ−ラ
3：感光ドラム（像担持体）
4：露光手段
5：現像容器
6：現像スリーブ
7：転写前ガイド
8：転写ローラ（接触転写部材）
9：クリーニングブレード
10：廃トナー収容スペース
11：定着ニップ入り口ガイド
12：定着器 
13：芯金
14：搬送部材
15：駆動ギア
16：押し付け部材
17：バネ
【図１】
2010060603.tif 000003
【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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