(57)【要約】【課題】高温高湿環境下に放置された場合に顕著に発生する「転写メモリ」を防止する。【解決手段】像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置、を備えた電子写真画像形成装置において、非転写時に転写手段から像担持体上に流れる電流値が所定電流値となるような転写電圧を求め、その転写電圧値の大きさに応じて、次回のトナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることが可能であり、その転写電圧値が所定とする電圧値以下であれば、次回のトナー像転写時の転写電圧印加タイミングを、その電圧値に応じて通常よりも遅らせることを特徴とする。【選択図】図１
2006119334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置、を備えた電子写真画像形成装置において、
非転写時に転写手段から像担持体上に流れる電流値が所定電流値となるような転写電圧を求め、その転写電圧値の大きさに応じて、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記求められた転写電圧値が、所定とする電圧値以下であれば、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを、求められた転写電圧値に応じて通常よりも遅らせることを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置を備え、温度若しくは湿度のうち少なくとも何れか一方を検知することが可能な環境検知手段を備えた電子写真画像形成装置において、
トナー像を記録材上に転写するために転写手段から像担持体に印加する転写電圧の印加タイミングを、前記環境検知手段の検知環境に応じて、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記環境検知手段での検知環境が、所定の温度以上若しくは所定の湿度以上であれば、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを通常よりも遅らせることを特徴とする請求項３記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置、を備えた電子写真画像形成装置において、
トナー像を記録材上に転写するために転写手段から像担持体に一定電圧を印加する定電圧転写制御において、非転写時に転写手段から像担持体上に流れる電流値が所定電流値よりも大きく流れる場合は、その転写電流値を記憶し、その電流値の大きさに応じて、次回のトナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶した転写電流値値が、所定とする電流値以上であれば、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを、記憶した電流値に応じて通常よりも遅らせることを特徴とする請求項５記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写するための転写電圧制御に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）等）、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像形成する電子写真画像形成装置においては、レーザー光等によって像担持体上に描かれた静電潜像、この静電潜像をトナー像として具現化する現像装置、現像されたトナー像を記録媒体である記録材上に転写する転写部材、記録材上に形成された未定着トナー像を永久画像として定着せしめる加熱定着装置、を備えたものが主流となっている。
【０００４】
転写工程は、金属製の芯金上に導電性の弾性層を形成した転写ローラに、トナー粒子の帯電極性とは逆極性の電圧を印加することで記録材を介して像担持体との間に転写電界を形成し、その電界の作用によって像担持体上に形成されたトナー像を静電気力によって記録材上に転写する工程である。
【０００５】
転写ローラに印加する電圧は、転写ローラの抵抗値や環境等に適した電圧として、画像形成実行毎に変更されるものである。この転写電圧制御をより具体的に説明する。転写ローラに印加する転写電圧Ｖｔは、非転写時に転写部材である転写ローラから像担持体である感光体に、所定の電流値が流れる転写電圧Ｖo から決定するものである。このような制御をＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control ）制御と呼んでいる。このａＴＶＣ制御の詳細に関しては特許文献１に記載されている。ＡＴＶＣ制御は、非転写時、且つ、トナー転写前のタイミングであるプリント前回転時に実行し、転写ローラの抵抗値の製造上の公差、環境変動、耐久変動等の抵抗値変更に応じて、常に転写ローラ抵抗値に適した転写電圧を印加し一定の所望とする電流を流すことで、常に安定した良好な画像を得ることを目的としている。
【０００６】
ＡＴＶＣ制御が開始されると、先ず、高圧電源より転写ローラに所定の電圧を印加してその時に流れる電流値を求め、その流れた電流値に応じて次の出力電圧を設定する。この制御を複数回繰り返して、転写ローラに所望の電流値が流れるように調整を行いＶo を決定する。このようにプリント前回転時にＶo を決定しておき、以後、プリント中で記録材が転写ニップに存在していないタイミングでは転写ローラにＶo を印加し、記録材が転写ニップに存在するタイミングではＶo を基に演算を施した転写電圧Ｖｔを転写ローラに印加することで感光体上のトナー像を記録材上に転写する、一連の転写制御を実行している。この概念を図３にタイミングチャートとして示した。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６１４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例では、ＡＴＶＣ制御から始まる転写制御において、次のような欠点があった。
【０００９】
ＮＢＲやエピクロルヒドリンゴムを主成分とするポリマー導電系の転写ローラやイオン導電剤により抵抗調整を行ったイオン導電系の転写ローラを用いた場合には、抵抗値の環境変動が大きい。一例を説明すると常温常湿環境下に放置した後の抵抗値が３×１０8 Ωのものを、低温低湿環境である１０℃／１５％環境下に長期放置した場合の抵抗値は２×１０9 Ωと約５倍以上の抵抗値変動が発生する。逆に高温高湿環境である３２℃／８５％環境下に長期放置した場合の抵抗値は１×１０7 Ωと約３０倍の抵抗値変動が生じる。
【００１０】
このような高温高湿環境下では「転写メモリ」と呼ばれる画像不良が発生することがある。「転写メモリ」の発生メカニズムを以下に説明する。
【００１１】
転写ニップに記録材が存在しないタイミング且つ転写電圧Vtが印加されるタイミングにおいて、転写ローラから感光体へ流れる転写電流によって感光体層中にトラップ電位を生じさせ、このトラップ電位が生じた部分の感光体電位が他の部分の感光体電位よりも低くなることで、その該当部分が他の部分より濃く現像される現象である。この「転写メモリ」発生のタイミングを図４に示す。
【００１２】
又、感光体電位と画像上の関係を図５に示した。高温高湿環境下において、感光体層中にトラップ電位が生じ易くなるのは、感光体表層は絶縁性材料から形成されているが、高温高湿環境下に曝されることで抵抗値が低下し、転写電流により生じる転写電荷が、より多く感光体層中に流れ込んでしまうためである。このような理由により、転写電流値が常に一定されるＡＴＶＣ制御であっても、環境中の水分の寄与により感光体層の抵抗値が低くなる高温高湿環境下において「転写メモリ」が顕著に発生することになる。
【００１３】
「転写メモリ」の発生を防止するには、転写バイアスＶｔを小さくすることが考えられる。しかし、転写バイアスVtを小さくすると、転写に必要な転写電流を流せなくなり、適正な画像転写が行えないことになる。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、感光体に発生する「転写メモリ」によって生じる画像不良を防止・低減することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置、を備えた電子写真画像形成装置において、非転写時に転写手段から像担持体上に流れる電流値が所定電流値となるような転写電圧を求め、その転写電圧値の大きさに応じて、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする。
【００１６】
又、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置を備え、温度若しくは湿度のうち少なくとも何れか一方を検知することが可能な環境検知手段を備えた電子写真画像形成装置において、トナー像を記録材上に転写するために転写手段から像担持体に印加する転写電圧の印加タイミングを、前記環境検知手段の検知環境に応じて、トナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段を有し、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱用回転体と加圧用回転体により互いに圧接して成る定着ニップ間を通過させ未定着トナー像を永久画像とならしめる加熱定着装置、を備えた電子写真画像形成装置において、トナー像を記録材上に転写するために転写手段から像担持体に一定電圧を印加する定電圧転写制御において、非転写時に転写手段から像担持体上に流れる電流値が所定電流値よりも大きく流れる場合は、その転写電流値を記憶し、その電流値の大きさに応じて、次回のトナー像転写時の転写電圧印加タイミングを任意に変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＡＴＶＣ制御で検知した転写電圧値Ｖo が所定電圧値以下である場合は、画像形成装置が高温高湿下にあるものと判断し、転写バイアス印加タイミングを通常よりも遅らせることで、感光体に発生する「転写メモリ」によって生じる画像不良を防止・低減することができる電子写真画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について図面に基づいて説明する。尚、詳細な説明は本発明に関連する箇所についてのみ記述する。
（電子写真画像形成装置の全体構成）
電子写真画像形成装置の全体構成概略について図２を参照して説明する。図２は電子写真画像形成装置（本実施の形態においてはレーザービームプリンタ（以下、画像形成装置と称す））の概略構成断面図である。
【００２１】
先ず、記録材Ｐの流れに沿って概略的な構成を説明する。画像形成装置は電子写真方式によって画像を形成するものであり、給紙搬送手段によって記録材Ｐを画像形成手段へ搬送してトナー像を転写し、その記録材Ｐを定着手段へ搬送してトナー像を永久画像となるよう定着した後、排出トレイへと排出するものである。具体的には、装置下部に記録材Ｐを積載収納するカセット１１１が装填されている。記録材給送部内のカセット１１１内に積載収納されている記録材Ｐが、反時計回り方向に回転する給紙ローラ１１２によって最上位のシートから順に繰り出され、搬送ローラ対１１３，１１４により画像形成部２に送られる。
【００２２】
画像形成部２近傍には、記録材の通過を検知するセンサレバー１１５、フォトインタラプタ１１６が設けられており、記録材Ｐの通過を検知する。この記録材Ｐの通過を検知した後、所定時間経過後にレーザースキャナー１２１によって、画像情報に応じたレーザー光が時計回り方向に回転している感光体１５１上に照射され、感光体１５１上には静電潜像が形成される。この静電潜像は、プロセスカートリッジＰ内の現像部にてトナー現像される。感光体１５１と転写ローラ１２４から成る転写ニップにて記録材Ｐ上に未定着トナー像として転写され、定着器３に送られる。定着器３を通過して定着処理が成された記録材Ｐは、排紙搬送ローラ対１３３により機外に搬送排出される。尚、図２の４は装置の電源部及び装置を制御する制御基板を有する電装部である（詳細は省略）。
【００２３】
次に、記録材Ｐの表裏両面印字時について説明する。
【００２４】
記録材Ｐの両面に記録を行う場合には、前記定着部３を通過して表面側に画像記録された記録材Ｐを排紙搬送ローラ対１３３の逆転駆動及び搬送ローラ１３１によりスイッチバックすることで搬送ローラ対１４１，１４２により再度画像形成部２に搬送して記録材Ｐ裏面側に画像記録を行った後に排出される。
【００２５】
プロセスカートリッジＰは、感光体１５１を時計周りに回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ１５２への電圧印加によって一様に帯電する。電圧印加は、装置本体側の電装部４より帯電接点１２５を介しプロセスカートリッジ側の帯電接点１５３、帯電ローラ１５２へと給電される。次いでレーザスキャナ１２１からの画像情報に応じたレーザー光を感光体１５１へ照射して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナーを現像することで可視化する。
【００２６】
更に説明すると、帯電ローラ１５２は、感光体１５１に接触して設けられており、感光体１５１に帯電を行う。この帯電ローラ１５２は、感光体１５１に従動回転する。又、現像手段は、感光体１５１の現像領域へトナーを供給して、感光体１５１に形成された静電潜像を可視化現像する。
【００２７】
上記現像手段は、トナー収納容器１５４内のトナーを攪拌部材１５５の回転によって現像室１５６に送り出す。そして、マグネットローラ（固定磁石）を内蔵した現像ローラ１５７を回転させるとともに、現像ブレード１５８によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１５７の表面に形成する。現像ローラ１５７に電圧印加し、そのトナーを潜像に応じて感光体１５１へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。電圧印加は、装置本体側の電装部４より現像接点１２６を介しプロセスカートリッジ側の現像接点１５８、現像ローラ１５７へと給電される。
【００２８】
現像ブレード１５８は、現像ローラ１５７の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。
【００２９】
転写ローラ１２４によってトナー像を記録材Ｐ上に転写した後の感光体１５１は、クリーニング手段によって感光体１５１上に残留したトナーを除去した後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手段は、感光体１５１に当接して設けられた弾性クリーニングブレード１５９によって感光体１５１上の残留トナーを掻き落として廃トナー容器１６０へと集められる。
【００３０】
プロセスカートリッジＰの表面には情報記憶媒体であるメモリタグ６が取り付けられており、装置本体側のコネクタ（不図示）に設けられている本体電気接点（不図示）と電気的接続を行い、通信を行っている。
【００３１】
ドラムシャッタ１６１は、プロセスカートリッジＰの非装着時にはドラム保護のために閉じた状態であり、装置本体に装着されると開いた状態となる。
（転写制御の説明）
次に、感光体１５１上に形成されたトナー像を記録材Ｐ上に転写する転写工程について説明する。
【００３２】
転写ローラ１２４は、図６に示すように、一般的にＳＵＳ、Ｆｅ等のφ４〜φ８ｍｍの金属製の芯金１２４（ｂ）上に、イオン導電性フィラー、カーボン、金属等によって所定範囲の抵抗に調整された半導電性のスポンジ弾性層１２４（ａ）を肉厚３〜５ｍｍ程度で形成したスポンジ弾性ローラを用いるのが一般的である。その製品硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ（５００ｇ荷重）硬度で２５°〜４０°であることが望ましい。２５°を下回ると、転写ローラと感光体の接触面積（以下、「転写ニップ」と称す）が増すため転写ローラから感光体への電気経路が広く形成されることになり、転写電流過多による感光体への電荷メモリの発生が懸念される。逆に、４０°を超える、転写ニップが減少するため電気経路が細くなり、転写電流不足によるトナー像の飛び散りが、特に低湿下において発生し易くなる。具体的にスポンジ弾性層には、導電性付与部材が加えられたＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等に、架橋剤・発泡剤・充填剤等の充填剤を適量添加したものが使われている。
【００３３】
転写ローラの抵抗値は常温常湿環境である２３℃／５０％環境下で直流２ｋＶ印加時に１．０×１０7 〜１×１０9 Ω程度の抵抗値であるのが広く一般的である。
【００３４】
又、転写ローラは感光ドラムと０．５Ｎ／ｃｍ2 〜２．０Ｎ／ｃｍ2 の範囲の押圧で接触することが記録材の安定した搬送性を達成することから望ましい。０．５Ｎ／ｃｍ2 を下回るとぶれ画像が発生し易く、２．０Ｎ／ｃｍ2 を上回ると転写ローラと感光ドラムが接する面圧が大きくなるためプロセスカートリッジの装抜性（着脱性）が悪化してしまうためである。
【００３５】
このような転写ローラを用いての転写制御は以下のような内容で制御されることになる。
【００３６】
即ち、転写制御のポイントは転写時に転写ローラから記録材Ｐを介して感光体に流れ込む転写電荷を、転写ローラの抵抗値・画像形成装置の置かれた環境・記録材Ｐの状態等の諸条件に対して最適なものとすることである。本目的を達成するための転写制御が特許第２６１４３０９号公報に提案されている。
【００３７】
本発明はＡＴＶＣ（Active
Transfer Voltage Control ）制御として提案がなされ、転写ローラ方式の画像形成装置では広く用いられる転写制御方式である。この方式は、転写時に転写ローラに印加する転写バイアス値の最適化を目的としており、画像形成直前の前回転中に転写ローラから感光ドラムに所望の一定電流（Ｉ0 と称す）を流し、その電流値を流すのに要したバイアス値（Ｖ0 と称す）から決定される転写バイアス値（Ｖｔと称す）を画像転写時に印加することで、上述した転写を左右する条件によらず、常に転写ローラから記録材Ｐを介して感光体に流れ込む転写電荷を転写に最適な値として印加するように制御するものである。
【００３８】
例えば、製造上の許容範囲内での抵抗値のばらつきや転写ローラの置かれた環境による抵抗値の変化等によって、転写ローラの抵抗値が高く変化した場合を考えると、抵抗値が高くなったことにより所望とするＬ0 を流すのに要するＶｔを大きく設定することで、常に所望とする一定の転写電流値をＩ0 として流せることが特徴である。実際には、記録材Ｐが転写ニップを通過するトナー転写時には記録材Ｐが存在することを考慮して、実際の転写バイアス値としての定電圧値Ｖｔは、以下の式（ＡＴＶＣ式）にて表される。
【００３９】
Ｖｔ＝Ａ・Ｖ0 ＋Ｂ  （Ａ，Ｂは定数）
このように接触転写方式では、転写ローラの抵抗値により記録材Ｐに印加すべき最適な転写バイアス値が変わる。又、転写ローラは半導電性ゴムから形成されるため個々の抵抗値のバラツキが大きく、転写ローラの置かれる雰囲気下の環境にもより抵抗値が変動してしまう。同様に記録材Ｐの抵抗値に代表される特性も激しく変化することになる。これらの特性を活かして、転写ローラの抵抗値から高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）と低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）を区別することが可能となると共に、環境変動に伴う抵抗値変化や耐久に伴う抵抗値変動によって転写性が変わらないようにすることができる。又、Ｖｔの算出は、記録材Ｐ先端にて転写爆発等の転写電流不良による現象を防ぐために、前回転によって求められたＶ０
により算出される。
（本発明の特徴）
次に、本発明の特徴である転写制御に関して関して図に則して説明する。
【００４０】
本発明で用いた画像形成装置は感光体周速が１２０ｍｍ／ｓｅｃであり、Ａ４サイズの記録材Ｐで毎分２２枚の画像処理ができるものである。
【００４１】
本発明で用いた転写ローラの２ｋＶ直流印加時の抵抗値は、２３℃／５０％の環境下で１×１０8 〜３×１０8 Ωであるが、高温高湿である３２℃／８５％環境下における抵抗値は０．５×１０8 Ω程度に低くなり、逆に低温低湿である１０℃／１０％環境下での抵抗値は１×１０9 Ω程度となる。
【００４２】
本発明で用いた画像形成装置にいては、転写実行時に転写ローラから記録材Ｐを介して感光体へ流す転写電流値を４．５μＡとする定電流制御を基本としている。
【００４３】
本画像形成装置におけるＡＴＶＣ制御を図７に示した。１枚目の画像形成時の記録材先端が転写ニップに到達するまでに、転写ローラから記録材に流れる転写電流Ｉo を測定し、平均して４．５μＡになるように転写電圧Ｖo を制御している。ＡＴＶＣ制御は、先ず５００Ｖで出力を開始する。出力開始から２５０ｍｓｅｃウェイトした後、２００ｍｓｅｃ間に流れる平均電流Ｉ0 を求め、次の出力電圧を決定する。この出力電圧から３０ｍｓｅｃウェイト後、２０ｍｓｅｃ間の平均電流を求め、次の出力電圧を設定する制御を１０回繰り返して調整を行う。このような合計１１回の調整が終了した後、収束したＡＴＶＣ出力電圧をＶ0 として決定する。
【００４４】
ＡＴＶＣ制御時の次回の出力電圧値Ｐn+1 （Ｖ）は、サンプリングされた電流の平均値Ｉn （μＡ）と、その時に設定されている出力電圧値Ｐn （Ｖ）から決定される。目標値に比べて電流が流れていない場合は、Ｐn+1 ＝Ｐn ＋１００＊（４．５−Ｉn ）、目標値より電流が流れている場合は、Ｐn+1 ＝Ｐn −１００＊（４．５−Ｉn ）により、次回の出力電圧値を決定している。ここで、Ｐ1 がＡＴＶＣ開始電圧であり、本ＡＴＶＣ制御を１１回行った後のＰ11の値がＶ0 としてホールドされる。このようにプリント前回転時にＶ0 を決定しておき、以後、図に示したように、プリント中で記録材が転写ニップに存在しないタイミングでは転写ローラにＶ0 を印加し、記録材Ｐが転写ニップに存在しているタイミングではＶ0 に演算を施したプリント電圧Ｖｔを転写ローラに印加する転写制御を行っている。Ｖ0 と転写電圧Ｖｔは、Ｖｔ＝αＶ0 ＋β（α，βは定数）で示される。先に示した図４のタイミングチャートに従って、Ｖ0 とＶｔは印加されることになる。
【００４５】
本発明で用いた画像形成装置を、上述した３環境に加えて他の環境下に放置した場合の転写ローラ抵抗値とＶ０
、「転写メモリ」の発生を表１に示す。表中の「転写メモリ」の確認は、各環境に長期放置した記録材を用いて、「転写メモリ」が現認し易い画像パターンとして１ｄ２ｓ，２ｄ３ｓの横線、孤立ｄｏｔで形成される孤立ｄｏｔパターンで確認した。又、発生レベル△は孤立ｄｏｔパターンでのみ認識が可能、×は３パターン全てにおいて認識されるものとしてある。
【００４６】
【表１】
2006119334.tif 000003
このように高温高湿環境になるに従って、「転写メモリ」が発生し易くなっていることが分かる。と同時に転写ローラの抵抗値も下がり、ＡＴＶＣ制御で求まるＶ0 も小さくなっていることが分かる。
【００４７】
本発明では、「転写メモリ」が発生しない２３℃／５０％環境下に充分長期放置した転写ローラから決定されるＶ0 の値として４５０Ｖを任意の値と設定し、ＡＴＶＣ制御で求まるＶ0 が４５０Ｖ以下である場合は、先の図４で示したＶ0 から転写電圧Ｖｔへの切替タイミングを遅らせることで、転写電荷が感光体に流れ込むのを防止するものである。Ｖ0 から転写電圧Ｖｔへ切替るタイミングはＶ0 が４５０Ｖ以下の場合で２段階に切り替える制御とした。図１に本発明のフローチャートを示す。
【００４８】
抵抗値の変動として環境によるものを説明したが、転写ローラの抵抗値変動には他の要因もある。先ず、製造上必要な抵抗値の公差上下限の抵抗値であるが、本実施の形態で用いた転写ローラでは２３℃／５０％環境下で１×１０８
Ωであり、この転写ローラを長期間２３℃／５０％の環境下に放置してもＡＴＶＣ制御で求まるＶ0 は４５０Ｖを下回ることはなく、「転写メモリ」の発生も確認されない。よって、転写ローラの製造上の公差下限値のものでも高温高湿環境下に長期間放置しないと本実施の形態には該当しない。又、転写ローラを使用することで転写ローラの抵抗値は変動するが、その変動は抵抗値を上昇させるものであり、こちらも長期間高温高湿環境下に放置しないと本実施の形態には該当しないことになる。
【００４９】
図１に示したように、Ｖ0 が４５０〜３００Ｖの範囲にある場合、３００Ｖ以下の場合、それぞれＶ0 からＶｔへの切替タイミングを遅らせることで、低抵抗化した感光体層中に必要以上の転写電荷が流れ込むことを防ぎ、「転写メモリ」の発生を防止するようにしたものである。勿論、言うまでもなく、トナー転写に必要な転写電界を形成できるタイミングである。切替タイミングを遅らせる時間は、Ｖ0 が４５０〜３００Ｖの時は８５ｍｓｅｃ、３００Ｖ以下の時は１２５ｍｓｅｃ遅らせる通常の状態で転写バイアスをＶ０
からＶｔへ切り替えるタイミングを遅らせてしまうと、次に説明するような不具合が発生するため、通常においてはタイミングを遅らせることは不可能である。
【００５０】
転写バイアスは記録材を介して感光体表面に静電付着しているトナー像を転写させるため、記録材の抵抗値に大きく左右されるものとなっている。記録材の抵抗値が高ければ感光体表面に静電付着しているトナー像を記録材表面に転写させる力が弱くなり、感光体上に形成されたトナー像を記録材上に忠実に転写することが難しくなり、電子写真では広く一般に知られる「転写爆発」が発生することになる。特にＶ0 からＶｔへの転写バイアスの切替タイミングを遅らせることで、記録材先端に発生する「先端爆発」が顕著になる。この対策として、記録材の抵抗値によらず転写爆発が発生しない転写電流として転写電流を大きく設定すると、上述したような高温高湿環境下では感光体に流れ込む転写電荷が多くなり過ぎ、より激しい「転写メモリ」を発生させることになってしまう。
【００５１】
以上、説明したような理由により、通常一般的なＶ0 からＶｔへの切り替えタイミングを設ける必要がある。本実施の形態で用いた画像形成装置では、記録材先端が転写ニップに到達する８３ｍｓｅｃ前にＶ0 からＶｔへの切替を行っている。本実施の形態で用いた画像形成装置の感光体周速は１２０ｍ／ｓｅｃであるから、記録材の搬送速度も略同速度である。８３ｍｓｅｃで記録材が移動する距離は１２０×０．０８３＝９．９６ｍｍであるから、記録材先端が転写ニップに到達する約１０ｍｍ前から転写バイアスはＶ0 からＶｔに切替わっている。これは、Ｖo より高い電圧のＶｔに昇圧させるため、電圧がＶｔを超えてしまうオーバーシュート現象が発生してしまい、極短時間でＶｔに収束できないからである。Ｖｔをオーバーシュートしてしまうと、オーバーシュートした電位による「転写メモリ」の発生に繋がるため、記録材が転写ニップに到達する直前までには転写電圧であるＶｔに収束させておく必要がある。
【００５２】
本発明ではＡＴＶＣ制御で決定されたＶ0 に応じて、Ｖｔへの切替タイミングを遅らせるように制御しているが、本制御に入るのはＶ0 が小さい場合であり、そのＶ０
から演算されるＶｔも小さいものである。そのため、本制御に入るＶ0 からＶｔへの昇温の範囲ではオーバーシュートが小さくなり、先に述べたオーバーシュートに起因する「転写メモリ」が発生することはない。
【００５３】
以上、説明してきたように、ＡＴＶＣ制御で検知したＶ0 の値から画像形成装置が置かれている環境を推測し、「転写メモリ」の発生し易い使用環境下であると判断した場合は、そのプリント実行時の転写制御において、検知したＶ0 に応じてＶ0 からＶｔへの切替るタイミングを遅らせることで、「転写メモリ」の発生を防止することが可能な画像形成装置とすることができる。
【００５４】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。尚、先に述べた実施の形態１と同様である箇所については説明を省略する。
【００５５】
先に述べた実施の形態１では、ＡＴＶＣ制御時に求めたＶ0 の値によって、画像形成装置の置かれる環境が高温高湿環境であるか否かを判断し、求められたＶ0 の値に応じて複数有するＶ0 からＶｔへの切り替えタイミングでVtに切り替えることで、感光体層中に流れ込む過大な転写電荷を防ぎ、「転写メモリ」を防止するものであった。
【００５６】
本実施の形態では、ＡＴＶＣ制御時に求めたＶ0 により環境を推測するのではなく、画像形成装置本体に設けた温湿度センサの検知環境に基づいて、高温高湿環境であることを認識し、「転写メモリ」を防止するために、Ｖ0 からＶｔへの切り替えタイミングを遅らせるものである。
【００５７】
環境検知センサによる環境検知は、画像形成実行直前の前回転中に行い、画像形成時のＶ0 からＶｔへの切替えも先の実施の形態１と同様にＶ0 の値に応じて少なくとも１つ以上のタイミングを有するものである。遅らせる時間についても先に説明した実施の形態１の考え方を踏襲して決定すれば良く、以下のような設定とした。
【００５８】
先の表を得る検討から得た結果として、検知環境が温度２８℃以下又は湿度６０％以下の場合は通常のタイミングでＶ0 からＶｔへ切り替る。検知環境が温度２８〜３１℃の範囲または湿度６０〜８０％の範囲にある場合はＶ0 からＶｔへの切替えタイミングを通常よりも８５ｍｓｅｃ遅らせるものとする。検知環境が温度３１℃以上又は湿度８０％以上の場合は通常の切替タイミングよりもＶｔへの切替えを１２５ｍｓｅｃ遅らせるものとした。本内容を図８にフロー図として示した。
【００５９】
先の実施の形態１は、環境に放置された転写ローラの抵抗値変動の大きさから、間接的に環境を推測し、制御の変更を実行するものであるが、本実施の形態では、画像形成装置本体に設けた環境検知センサにより直接的に、置かれた環境を知れる点が、先の２つの実施例に比較して有利である。加えて、環境を検知・認識する時間を長く取れることも、環境を誤りなく判断することに繋がり、有利である。
【００６０】
以上、説明してきたように、画像形成装置本体に設けた環境検知センサでの検知環境が高温高湿である場合は、ＡＴＶＣ制御で求めたＶ0 から転写電圧Ｖｔへの切替を通常よりも遅らせることで「転写メモリ」の発生を防止することが可能な画像形成装置とすることができる。
【００６１】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。尚、先に述べた実施の形態１，２と同様である箇所については説明を省略する。
【００６２】
転写部材に印加する転写電圧の制御方法としては、先の実施の形態１で説明したＡＴＶＣ制御の他に、常に一定の電圧を印加する定電圧転写制御法がある。この制御方式においては、転写部材に常に一定の電圧を印加するため、転写ローラの抵抗値変動に伴い、転写高圧電源から流れる電流値が変動することになる。
【００６３】
本実施の形態は、この電流値を検知することで、電流値が所定の値よりも大きく流れるのは転写ローラの抵抗値が低くなっている。即ち、高温高湿環境下にあるものと判断して、転写電圧であるＶｔを印加するタイミングを遅らせるように制御することで「転写メモリ」の発生を防止することを可能とする。
【００６４】
転写ローラの抵抗値変動をしるために印加する転写バイアスがＶｔであると、画像形成装置の置かれる環境にによっては、転写ローラの抵抗値変動に伴い「転写メモリ」の発生する懸念がある。そのため、転写ローラの環境変動を検知するために印加する転写電圧はＶｔよりも小さい値Ｖｍとした。このＶｔとＶｍの関係を事前に確認しておき、その関係から転写ローラの環境変動を検知し、画像形成装置の置かれた環境を推測し、Ｖｔの印加タイミングを検知した環境によって遅らせることで「転写メモリ」を防止するものである。
【００６５】
本実施の形態は先の実施の形態に比べて以下のようなことがメリットとして挙げられる。先ず、ＡＴＶＣ制御を行わないため、その時間が省略できる点である。近年、画像出力装置に求められるものとして、パーソナルコンピュータ等からプリント信号を出してから、画像形成装置から印字された記録材が出力されるまでの時間の短時間化が強く要求されている。そのため、先の実施の形態１で説明したような複数回のＡＴＶＣ制御に当てる時間がファーストプリントアウトタイムの短縮化にはネックとなる場合がある。本実施の形態では、定電圧値であるＶｔは固定値として決められているため、ＡＴＶＣ制御に当てる時間の短縮化が図れることでファーストプリントアウトタイムの短縮化も併せて達成できる画像形成装置とすることができる。
【００６６】
又、連続した画像形成動作を実施すると画像形成装置内の昇温により転写ローラの抵抗値が変わってしまう。昇温による転写ローラ温度の上昇に伴い、既に説明したように抵抗値は低くなる方向に変化する。そのため、本発明の課題として挙げた「転写メモリ」が連続プリントを実行すると発生することになる。これを防止するには連続したプリント中にＡＴＶＣ制御を実行して、変化した抵抗値に見合った転写バイアスＶｔを求めて印加すれば良い。
【００６７】
しかし、連続したプリント実行中であるため、記録材と記録材の搬送間隔（紙間と称す）においてＡＴＶＣ制御を実行するのは難しい。しかし、本実施の形態のように転写高圧電源から流れる電流を検知するだけであれば紙間でも可能であり、検知した電流値が所定の値よりも大きく変化した場合は、紙間の転写出力電圧値からＶｔへの切替タイミングを遅らせることで、連続したプリント実行時に発生する「転写メモリ」の発生を防止することも可能となる。
【００６８】
以上、説明してきたように、定電圧での転写制御においては、転写電源から流れる電流値を検知し、その値に応じて転写電圧Ｖｔへの切替タイミングを通常よりも遅らせることで「転写メモリ」の発生を防止することが可能な画像形成装置とすることができる。
【００６９】
＜他の実施の形態＞
前述した実施の形態では、電子写真画像形成装置としてレーザビームプリンタを例示したが、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録紙、ＯＨＰシート、布等の記録媒体に画像を形成する装置であり、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサ等の他の画像形成装置においても上述構成を適用し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１のフローチャート図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図４】本発明に係る不具合の発生するタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る不具合の説明図である。
【図６】本発明に係る転写ローラのモデル図である。
【図７】本発明に係る転写制御の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７１】
２    画像形成部
３，２２  定着器
４    電源部、電装部
５    給紙部
６    メモリタグ
７    プロセスカートリッジ
Ｐ    記録材
１１１，２１５  カセット
１１２，２１７，２１８  給紙ローラ
１１３，１１４  搬送ローラ対
１１５  センサレバー
１１６  フォトインタラプタ
１２１  レーザースキャナー
１２４，２０４  転写ローラ
１２４ａ  スポンジ弾性層
１２４ｂ  芯金
１２５，１５３  帯電接点
１２６，１５８  現像接点
１２９  軸受け
１３０  離間部材
１３３  排紙搬送ローラ対
１４１，１４２  搬送ローラ対
１５１，２０１  感光体
１５２  帯電ローラ
１５４  トナー収納容器
１５５  攪拌部材
１５７  現像ローラ
１５８  現像ブレード
１５９  クリーニングブレード
１６０  廃トナー容器
１６１  ドラムシャッター
【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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