(57)【要約】【課題】どのような環境下でも高品位な画像を提供できる画像形成装置の提供【解決手段】画像情報に応じた現像剤像を担持する像担持部と、前記像担持部に担持された前記現像剤像を記録材へ転写すべく前記像担持部と接する転写部材と、前記転写部材に前記現像剤像を記録材に静電的に転写させる転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、非画像領域時のタイミングにおいて、前記転写部材に予め設定された定電流値になるように転写電圧印加手段が定電流制御になるように制御され、この時の定電流に対応する印加電圧値を基に記録材の画像領域への印加転写電圧を決定する印加転写電圧決定制御と、雰囲気環境を検知する環境検知手段と、を有する画像形成装置において、前記印加転写電圧決定制御で定電流値に対応する印加電圧値と、前記環境検知手段により環境を検知することで、両者の検知結果に応じて印加転写ハ゛イアスを決定する。【選択図】図１
2015072318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じた現像剤像を担持する像担持部と、
前記像担持部に担持された前記現像剤像を記録材へ転写すべく前記像担持部と接する転写部材と、
前記転写部材に前記現像剤像を記録材に静電的に転写させる転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
非画像領域時のタイミングにおいて、前記転写部材に予め設定された定電流値になるように転写電圧印加手段が定電流制御になるように制御され、この時の定電流に対応する印加電圧値を基に記録材の画像領域への印加転写電圧を決定する印加転写電圧決定制御と、
雰囲気環境を検知する環境検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記印加転写電圧決定制御で定電流値に対応する印加電圧値と、
前記環境検知手段により環境を検知することで、
両者の検知結果に応じて印加転写ハ゛イアスを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は加熱部材と、
前記加熱部材の温度を検知する加熱部材温度検知手段と、
前記加熱部材の温度を前記加熱体温度検知手段で検知しつつ、加熱部材を所定の温度まで定電力で立ち上げ、その後温調する定着温度制御手段と、
前記加熱部材とニップ部を形成する加圧部材を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の
画像を加熱する加熱定着装置を有し、
前記環境検知手段は、前記加熱部材の温度を検知する加熱部材温度検知手段が検知する立ち上がり温度の変化量から雰囲気環境を検知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】
前記画像形成装置は前記可撓性部材を加熱する加熱体と、
前記加熱体の温度を検知する加熱体温度検知手段と、
前記加熱体の温度を前記加熱体温度検知手段で検知しつつ、加熱体を所定の定着温度で温調する定着温度制御手段と、
前記可撓性部材を移動可能に支持する支持部材と、
前記可撓性部材を挟んで前記支持部材とニップ部を形成する加圧回転体を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する加熱定着装置を有し、
前記環境検知手段は、前記加熱部材の温度を検知する加熱部材温度検知手段が検知する立ち上がり温度の変化量から雰囲気環境を検知することを特徴とする請求項１または請求項２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、例えば複写機やＬＢＰ（レーザビームプリンタ）などとされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式・静電記録方式等の画像形成プロセスを利用した画像形成装置（画像記録装置）では、像担持体としての感光ドラム等の上に静電潜像を形成し、潜像を現像剤を用いて現像してトナー像として可視化し、このトナー像を用紙などの記録材上に転写し、その後、トナー像が転写された記録材を、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより、トナー像を記録材に永久画像として加熱定着している。
【０００３】
図１８はこのような画像形成装置の典型的な一例を示す要部の概略側面図である。紙面に垂直方向に延在配置され、矢印方向に回転する感光体100１（以下感光ドラムと呼ぶ）の表面が、高圧電源に接続された帯電ローラ1002によって一様に帯電され、レーザースキャナー1003により帯電面に画像信号によって変調されたレーザービームLが付与されて静電潜像が形成される。この潜像に現像装置1004からトナーが供給されてトナー像となって転写ニップ部Ntに到来する。
【０００４】
転写ニップ部Ntは感光ドラム1001とこれに当接する導電性転写ローラ1005とのニップ部からなり、感光ドラム1001上のトナー像部分がこの転写ニップ部Ntに到来するタイミングと合わせて、記録材Pが供給されて前記ニップ部を通過する。この時、転写ローラ1005には高圧電源1006によって転写バイアスが印加され、感光ドラム1001側のトナー像は記録材Pに転移する。その後、トナー像を担持した記録材Pは転写ニップ部NTを離れて定着装置1009に搬送される。
【０００５】
転写ローラは、抵抗値が１×１０＾６〜１×１０＾１０（Ω）程度の値に調整され、導電性の芯金の外周面に弾性層を設け、この弾性層に導電性を持たせたものが近年提案されている。
【０００６】
一般に転写ローラの抵抗値は雰囲気環境の温湿度に応じて変動しやすいことが知られている。転写ローラの抵抗値変動が生じるとそれに伴い紙上のトナーの電気的な保持力が少ないことにより発生する「転写ホ゛ソ」や、転写電圧が強すぎて感光ドラムが転写と同極性に帯電してしまい、その結果トナーがドラムに再転写してしまう「強抜け」と呼ばれる現象が発生することが懸念されている。そこで、転写ローラの抵抗値変動に起因する転写ホ゛ソや強抜けなどの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採用されている。このような印加転写電圧制御手段として、特開平２−１２３３８５号公報に開示されたＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）がある。
【０００７】
ＡＴＶＣ制御は、トナー像を記録材へ転写する際に転写ローラに印加する電圧を最適化し、強抜け、転写ホ゛ソの発生を防止するよう制御するものである。ＡＴＶＣ制御では、画像形成装置の前多回転工程中に転写ローラから感光ドラムに所望の定電流を印加し、その時の電圧値を保持することで転写ローラの抵抗値を測定し、トナー像を記録材へ転写する際にその抵抗値に応じた転写電流を転写ローラに印加することで、記録材へトナーの良好な転写を行うことができるのである。
【０００８】
次に定着装置1009について図１５を用いて説明する。近年、スタンバイ時に電力を供給せず、消費電力を極力抑えた定着方法を用いたフィルム加熱方式の定着装置が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。この定着装置1009は図１９より、定着体としてヒータ（加熱体）1022、このヒータと摺動する耐熱性フィルム（定着フィルム）1023、ヒータ1022を支持し、定着フィルム1023をガイドするヒータホルダ1021を有し、加圧体としてこのフィルム1023を介してヒータ1022と圧接して定着ニップ部NFを形成する弾性体部1026と芯金部1025で構成された加圧部材（加圧ローラ）1024を有し、定着ニップ部NFのフィルム1023と加圧部材1024の間で未定着画像が形成された記録材を挟持搬送して未定着画像をフィルム1023を介して付与されるヒーター1022からの熱と定着ニップ部NFの加圧力によって記録材上にトナーTを永久画像として定着させる装置である。このようなフィルム加熱方式の定着装置は、ヒータとして低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力・ウエイトタイム短縮化（クイックスタート）が可能である。
【０００９】
また、この種のフィルム定着加熱方式の定着装置においては、定着フィルムの駆動方式としてフィルムの搬送に専用の搬送用のローラと従動ローラを用いてテンションを加えながら加圧部材として加圧ローラとの間で定着フィルムを搬送する方式と、円筒型定着フィルムを、加圧部材としての加圧ローラを回転駆動させることで加圧ローラの搬送力で駆動させるテンションレス方式がある。前者は定着フィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は装置構成を簡略化して低コストの装置が実現できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報（5頁  図2）
【特許文献２】特開平  ２−１５７８７８号公報（10頁  図1）
【特許文献３】特開平  ４−  ４４０７５号公報（15頁  図1）
【特許文献４】特開平  ４−２０４９８０号公報（11頁  図1）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで近年、画像形成装置が世界各地で使用されるようになり、様々な環境で使用された場合でも変わらない画像品質が求められている。そのため環境を検知し、環境に合った制御を行いどのような環境でも変わらぬ画像品質を保つ必要がある。画像品質を保つためには記録材への現像剤の転写も環境によらず同じレベルを維持する必要がある。
【００１２】
しかしながら現在のATVC制御では、転写部材の抵抗値を検知する精度は高いものの、もともと持っている転写部材の抵抗値のばらつきと抵抗値の環境変動の両方の要素が含まれるため、例えば「高温高湿環境（以下H/H環境とする）／高抵抗転写ローラ」、「常温常湿環境（以下N/N環境とする）／低抵抗転写ローラ」の場合同じ抵抗値を検知してしまうことがあり、環境が違っても同じ転写ハ゛イアスを印加してしまうことがある。H/H環境に放置されている紙とN/N環境に放置されている紙では含水量が変わり紙の抵抗値として同じではないためその環境に置いてある紙に対して、適切な転写ハ゛イアスを印加することができなくなるため「転写ホ゛ソ」や「強抜け」などの問題が発生してしまう。
【００１３】
そこで本発明の目的は、どのような環境においても画像形成装置本体の使用環境を検知でき、特に使用環境に放置されている記録材に応じた転写制御を行うことで高品質な画像が得られる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明に係る発明は、
画像情報に応じた現像剤像を担持する像担持部と、
前記像担持部に担持された前記現像剤像を記録材へ転写すべく前記像担持部と接する転写部材と、
前記転写部材に前記現像剤像を記録材に静電的に転写させる転写ハ゛イアスを印加する転写ハ゛イアス印加手段と、
非画像領域時のタイミンク゛において、前記転写部材に予め設定された定電流値になるように転写電圧印加手段が定電流制御になるように制御され、この時の定電流に対応する印加電圧値を基に記録材の画像領域への印加転写電圧を決定する印加転写電圧決定制御と、
雰囲気環境を検知する環境検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記印加転写電圧決定制御で定電流値に対応する印加電圧値と、
前記環境検知手段により環境を検知することで、
両者の検知結果に応じて印加転写ハ゛イアスを決定することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたようにATVC制御で定電流値に対応する印加電圧値を検知した後に、環境検知手段により雰囲気環境を検知することにより、ATVC制御だけでは誤差を生んでいた環境検知が誤差なく正確にできるようになるため、実使用環境に応じた転写制御を行うことが可能となり、画像形成装置がどのような環境に存在しても良好な画像を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】発明の実施形態にかかわる画像形成装置の概略構成図
【図２】転写ローラの抵抗値測定方法を表した図
【図３】転写ローラR2のV-I特性を表した図
【図４】転写ローラR2、R1、R3のV-I特性を表した図
【図５】転写ローラR2の温度と抵抗値の関係
【図６】転写ローラR2のH/H、L/LでのV-I特性の図
【図７】発明の実施形態にかかわる定着器、記録材P、転写ローラ、転写電源の電気経路をあらわす等価回路図
【図８】発明の実施形態にかかわる画像形成装置の定着器概略断面図
【図９】発明の実施形態にかかわる画像形成装置の定着器概略長手図
【図１０】発明の実施形態の実施例２にかかわる加熱体サーミスタの立ち上げ温度変化を表した図
【図１１】発明の実施形態にかかわるV0と印加転写電流の関係を表した図
【図１２】発明の実施形態の実施例１にかかわるV0と印加転写定電流の関係を表した図
【図１３】発明の実施形態の実施例１にかかわるV0と印加転写定電流の関係を表した図
【図１４】発明の実施形態の比較例１の結果を表した図
【図１５】発明の実施例１の3環境で画像を出力したときの結果を表した図
【図１６】発明の実施形態のサーミスタ検知温度の立ち上がりの図
【図１７】発明の実施形態のサーミスタ検知温度の立ち上がりの図
【図１８】発明の実施例２の結果を表した図
【図１９】画像形成装置の概略構成図
【図２０】定着装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。前述したように、従来の画像形成装置においては、転写のATVC制御で転写ローラの抵抗値を検知し、転写ローラの抵抗値に応じて印加転写電流を決めていたが、実際は転写ローラの抵抗値はばらつき、印加転写電流に誤差が生じていたため、周辺環境に合った適正な転写制御を行うことはできなかった。
【００１８】
本発明の特徴は、転写ATVC制御を行った後で、環境検知手段で周辺環境を検知し、転写ローラの抵抗と環境にあった転写制御を誤差なく行うことである。
【００１９】
＜画像形成装置本体構成＞
図１は本発明の一実施例の画像形成装置としてのレーザービームプリンタの要部である。図１の画像形成装置１０００において、１０１は像担持体として有機感光ドラム、１０２は帯電部材としての帯電ローラ、１０３はレーザー露光装置、１０４は現像スリーブ及び現像ブレードならびに１成分磁性トナー等からなる現像装置、１０５はクリーニングブレード、１０６は転写ローラ、１０７は定着装置である。有機感光ドラム１０１は帯電ローラ１０２によって一様に負の電荷に帯電し、レーザー露光装置１０３からのレーザービームによって有機感光ドラム１０１に静電潜像が形成される。次に、現像装置１０４の中で帯電したトナーTが有機感光ドラム１０１上の静電潜像に付着し可視像となり、転写ローラ１０６上で転写材Pに転写され、定着装置１０７で定着される。クリーニングブレード１０５は有機感光ドラム１０１上に残ったトナーを除去する。以上の各ユニットの働きにより、画像が形成される。
【００２０】
＜転写部構成＞
接触転写部材としての転写ローラ106は、感光ドラム101表面に所定の押圧力で接触し、転写高圧電源１１から印加される転写電圧により、感光ドラム101と転写ローラ106間の転写ニップ部Ｎｔrに転写ハ゛イアスが印加され感光ドラム101表面のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００２１】
本実施例においては記録材Pに現像剤を転写するときには、制御方法として定電流制御を行っている。これは転写ハ゛イアスとして定電圧制御もあるが、定電圧制御の場合、ある記録材Pに合わせて電圧を設定する関係で、設定した記録材とは種類の違う記録材の場合や使用される環境によっては電流が流れすぎて強抜けが激しくなってしまうことがある。よって本実施例においては定電流制御を採用している。強抜けは現像剤の種類や画像形成装置の構成によっては強抜けの発生レヘ゛ルは変わるため、この現象にマーシ゛ンがある画像形成装置では当然定電圧制御を行っても良い。
【００２２】
本実施の形態で用いた転写ローラ106は、芯金の表面に導電性のゴム材からなる弾性層を形成して構成されており、転写ローラ106の抵抗値は１０＾６〜１０＾１０Ωに抵抗調整されている。
【００２３】
転写ローラの抵抗値測定方法は、図２のように20℃/50％R.H.環境において1KΩの抵抗に直列に接続したアルミ製ト゛ラムに転写ローラを当接回転させながら、2ｋVの電圧を印加する。Rは1に対し十分大きいので抵抗値Rは下記（A）式で求められる。
【００２４】
R＝2/V-1≒2/V・・・（A）
本実施例においては上記測定方法にて1×10＾8〜6×10＾8の範囲としている。本実施例においての転写ローラは外径φ14ｍｍ、芯金径φ6ｍｍ、ゴム厚みｔ＝4ｍｍ、ゴム材としてはイオン導電性を有するNBRゴムを用いている。
【００２５】
＜転写ATVC制御＞
転写ローラ106は単体でも環境でも抵抗値が変わり、その都度前記説明した強抜けや転写ホ゛ソなどが発生する電圧が変わるが、その場合ATVC制御を行い前記の転写ボソなどが発生しない最適な転写電流を印加することによって使いこなすことが可能となる。
【００２６】
ATVC制御は非通紙中に転写ローラ106に一定の電流値を印加し、その時の電圧を検知することによって転写ローラの抵抗値がわかり、その抵抗に応じた記録材Pへの印加転写電流を決めるものである。
【００２７】
図３は転写ローラに印加される電圧と電流の関係（V-I）を表した概念図である。図３は20℃/50％R.H（以下N/N環境とする）でR2の転写ローラで測定したものである。転写ローラR2の抵抗値ｒ2の転写ローラに同じ電流値I0を流そうとした場合、電圧の値は図３のようにV0(2)になる。
【００２８】
V0は電圧、電流がわかっているため転写ローラの抵抗値と同じ意味をなす。つまり転写ローラの抵抗値がわかったことになる。転写ローラの抵抗値と同じ意味をなすV0がわかった段階でこのV0に合った適正転写電流Itを印加することで転写制御を行っていた。これはひとつのV0の値に対してひとつの適正なItを決めていたのである。
【００２９】
一方、転写ローラの抵抗値には当然製造時やコ゛ムの微妙な成分配合の違いによるハ゛ラツキがある。図４は転写ローラR1、R2、R3の抵抗値ｒ1、ｒ2、ｒ3の違いによるN/N環境でのV-Iを表した図である。抵抗値の関係はｒ1＜ｒ2＜ｒ3である。これより抵抗値が高いR3ではV0（3）も大きくなり、抵抗値が低いR1ではV0（1）も小さくなる。
【００３０】
次に転写ローラが環境によりどのように抵抗値が変わるかの概念図を図５に示す。図５は同じ湿度で温度だけ振った場合にR2の転写ローラの抵抗値の変化を表している。この図より抵抗値は温度が上がれば小さくなり、温度が下がれば大きくなる傾向がある。つまり転写ローラの抵抗値は温度によって変化する。なお本実施例の転写ローラはイオンなので温度依存性が大であるため、温度で説明を行ったが電子では湿度の影響が大きくなる。
【００３１】
更にR2の転写ローラが10℃10％環境（以下L/L環境とする）と30℃90％環境（以下H/H環境とする）での転写ローラに印加される電圧と電流の関係（V-I）がどのようになるかを図６の概念図で表す。比較としてR2の転写ローラのN/NでのV-Iの関係も表わす。V0(2H)、V0（2）、V0（2L）はV0(2H)＜V0（2）＜V0（2L）の関係がある。図６よりR2はH/H環境にあればV0(2)はV0(2H)と小さい方向、つまり抵抗値が小さい方向に検知されH/H矢印方向にシフトし、L/L環境にあればV0(2)はV0（2L）と大きい方向、つまり抵抗値が大きい方向に検知されL/L矢印方向シフトする。これは先ほども説明したように環境が変わると転写ローラの抵抗値も変化することを表しているが、例えばR2がR3と重なるような環境にある場合、V0としては同じ値を検知してしまうため、R3でのN/N環境とR2のH/H環境で同じV0を検知してしまうことになり、違う環境で同じ転写電流を印加することになってしまうのである。
【００３２】
現状Itを決定しているのはN/Nで決まった抵抗値の転写ローラを基準として決定している。そのためR3、R1が製造上のハ゛ラツキを考慮した抵抗値の上下限品であった場合、上下限品でItが変わってしまうため、転写ローラの抵抗値の違いにより同じ環境でも違うItを印加する、もしくは違う環境で同じItを印加してしまう可能性がある。
【００３３】
ところで現像剤を転写する記録材Pは例えばH/H、N/N、L/Lで放置された紙は当然環境の湿度が違っているため吸水量が環境によって変わり、雰囲気環境中の絶対水分量が多い紙ほど抵抗値が小さくなる。そのため絶対水分量の多いH/HとH/Hより絶対水分量が少ないN/NでN/Nに適正なItが印加された場合、H/Hでは紙の抵抗はN/Nよりも小さく、転写電流が不足するため転写ホ゛ソが発生してしまう可能性がある。また絶対水分量の少ないL/LとN/NでN/Nに適正なItが印加された場合、L/Lでは紙の抵抗はN/Nよりも大きく、転写電流が過剰になり強抜けが発生する可能性がある。
【００３４】
記録材Pの抵抗は湿度の影響を受けやすく、印加転写電流の大小により転写性能が変わるためこのような現象が発生してしまうのである。
【００３５】
一方転写ローラの抵抗は前述のR1、R2、R3の3本について述べると、ｒ1＜ｒ2＜ｒ3であるため抵抗大のｒ3はH/Hでの影響を受けにくく、逆にｒ1は受けやすい。L/Lについても影響の受け方に差が出る。よって3本の転写ローラでは最適電流値が異なる。
【００３６】
よって本発明はｒ1、ｒ2、ｒ3の同一環境下での転写ローラ抵抗値を求めて、環境も考慮して最適な転写制御を行うものである。
【００３７】
本実施例のＡＴＶＣの制御方法は、転写電流の印加制御を行う際、図７に示すように、非画像形成時（露光装置103から感光ドラム101に画像露光して画像情報を書き込むまでの時間、もしくは紙間等）において、制御装置（ＣＰＵ）１０からＤ／Ａコンバータ１２を介して転写高圧電源１１に出力される転写出力値（デジタル値０〜２５５）によって転写ローラ106に電圧が印加される。この時に流れる電流を電流検知手段１４で検知し、検知した電流値をＡ／Ｄコンバータ１３を介して制御装置１０にフィードバックし、転写ローラ106に流れる電流値を判断して一定の電流値Ｉ０（２〜４μＡ）で定電流制御を行う。本実施例ではI0＝3μAとする。
【００３８】
そして、この定電流制御時に転写ローラ106に生じた電圧Ｖ０を検出することで実質的に転写ローラ106の抵抗値を検知し、その抵抗値と後述する雰囲気環境のテ゛ータに応じてその後記録材Pに現像剤を転写するときの紙中の定電流制御である印加転写電流Itをこの電圧Ｖ０を基に適正な範囲で印加する。
【００３９】
＜定着器構成＞
図８は、本実施例のテンションレスフィルム加熱方式の加熱定着装置の概略構成断面図である。301は樹脂製のヒータホルダであり、後述する定着フィルム302の内面ガイド部材となる。
【００４０】
302はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体303を含むステー301を外接させてある。304はヒータ303の温度を検知するサーミスタである。このエンドレスの耐熱性フィルム302の内周長と加熱体303を含むステー301の外周長はフィルム302の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従ってフィルム302は加熱体303を含むステー301に対して周長が余裕をもってルーズに外接している。
【００４１】
図９は定着器の長手概略図である。定着フランジ２０１、２０４は定着フィルム２の端部内周面を支持部位２０２、２０５で支持し、端部規制部材２０３、２０６で長手方向への動きを規制している。
【００４２】
定着フィルム302の内周面側には、摺動性を向上させるためにグリスが存在する。本実施の形態においてグリスは発熱抵抗体上に均一に500mg塗布されている。303は加熱体としてのヒータである。ヒータ303はアルミナ等でできた基盤の略中央部にそって、発熱体として例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗工形成し、定着フィルム３０２との摺動面に保護層として絶縁性のガラスやフッ素樹脂等をコートしている。本実施例では厚さ約50μmのガラスコート層を設けた。この加熱体の定着フィルムと反対面側に加熱体用サーミスタ304を設けこのサーミスタの検知温度により加熱体303の温度を制御する。
【００４３】
加圧ローラ306は駆動装置に連結された外径１３ｍｍのアルミ製の芯金上に耐熱性弾性層として、長さ２４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのシリコ−ン発泡体が被覆されており、加熱体303との間でフィルムを挟んで定着ニップ部を形成し、フィルムを駆動する回転体であり、駆動装置に鉄、ステンレス、アルミ等の芯金で連結されている。該加圧ローラ306は駆動装置の駆動モータからの駆動力を伝達して回転するようにされている。
【００４４】
被加熱体としての記録材Ｐは加圧ローラ306とヒータ303との間でフィルムを挟んで形成された定着ニップ部Nを搬送通過することにより、トナー像Ｔを加熱、加圧して記録材Ｐ上に定着させるようになっている。
【００４５】
フィルム302は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム302の膜厚は、総厚１００μｍ以下程度とし、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳからなるベース層、ベース層の外周表面に、接着層としてのフ゜ライマ-層、その外周表面上にＰＴＦＥ、ＰＦＡを主成分とする離型層から形成されている。フィルム302自体の熱伝導率を上げるためには窒化ホウ素、窒化アルミ、カーボン系繊維などのフィラーを配合する。熱伝導フィラーはベース層、プライマー層、或いはトップ層いずれの層若しくは全ての層に配合することが可能である。本発明の実施の形態におけるフィルムは外径がφ18mm、ベース層にポリイミドを用いており厚さは60μｍ、熱伝導率向上を考慮しフィラーにはカーボン系繊維を分散させている。プライマー層はフッ素樹脂とカーボンからなる6μｍ、トップ層はPFAとPTFEからなる15μｍ、総膜厚81μｍの3層構成となる。
【００４６】
＜本発明の実施の形態の転写制御＞
次に本実施の形態で特徴的な転写制御について説明する。本実施の形態の転写制御は、転写ATVC制御を行い転写ローラの抵抗値を測定した後に、転写ATVC制御だけではわからない周辺環境の情報を得るために、環境検知手段により周辺環境を検知し、転写制御にフィート゛ハ゛ックすることである。
【００４７】
ここで転写ATVC制御に関しては前述したとおりであるため説明は省略する。転写ATVC制御が終了した後に環境センサーにより周辺環境を検知することで記録材への印加転写電圧を決定する。
【００４８】
＜実施例１＞
前記転写制御を用いて、環境、転写ローラを変えたところでの画像比較を行った。比較例1として、画像形成装置は変えずに、今までと同じATVC制御だけで転写制御にフィードバックを行った場合とする。
【００４９】
（検討条件）
●画像形成装置本体：
HP  Laserjet  P1006  をフ゜ロセススヒ゜ート゛160mm/sとし25ppmに変更した本体
●環境：
L/L（低温低湿）環境  10℃/10％R.H.（絶対水分量  0.941ｇ/ｍ＾3）
N/N（常温常湿）環境  20℃/50％R.H.（絶対水分量  8.655ｇ/ｍ＾3）
H/H（高温高湿）環境  30℃/90％R.H.（絶対水分量  24.304ｇ/ｍ＾3）  の3環境を使用
●通紙紙：
キヤノンマーケティングジャパン製  CS680  
各環境に3日間環境に放置した紙と検討直前に開封する開直紙を使用
●通紙方法：
写真画像と文字画像を交互に合計100枚まで連続通紙
●転写ローラ抵抗値規格：
N/N環境で1×10＾8〜6×10＾8Ω
●使用ローラの抵抗値：
N/N環境で抵抗値測定した場合1×10＾8Ωの抵抗値下限品、3×10＾8Ωの抵抗値中心品、6×10＾8Ωの抵抗値上限品となる抵抗3水準の転写ローラで確認。
【００５０】
●実施例1の周辺環境検知方法：
環境検知センサーにより環境を検知する。温度と湿度の測定が可能なものを設置している。
【００５１】
環境検知センサーは画像形成装置本体前方外装の内側に設置されている。
【００５２】
●比較例１のATVC制御により決定したV0と印加転写電流との関係：
図１０に示す。I0＝3μAとしてそのときのV0と印加転写電圧の関係である。N/Nで中心抵抗値の転写ローラを用いて制御を決定している。抵抗値3水準の転写ローラの3環境でのV0検知結果を図１１に示す。
【００５３】
●実施例１のATVC制御と環境検知により決定したV0と印加転写電圧の関係：
図１２より転写ローラ抵抗値上、中、下限での絶対水分量と最適転写電流値Itrとの関係を示す。
【００５４】
これは抵抗値中心品において、環境検知センサにより求めた環境絶対水分量とその水分量に応じて最適な転写定電流値を求め、そこから転写ローラの抵抗値に応じて最適定電流値を補正したものである。
【００５５】
本実施例では3水準の抵抗値ごとに最適電流値を決定している。環境の絶対水分量と最適電流値の関係を表したグラフは図１３である。抵抗値3水準の転写ローラの3環境でのV0検知結果は比較例１と同じであり、図１１のようになる。
【００５６】
（検討結果）
図１４に比較例１の、図１５に実施例１の3環境で画像を出力したときの結果を示す。まず図１４の比較例１について説明する。比較例１の抵抗値中心転写ローラに関しては３環境いずれも問題無く画像が出力された。しかしながら、抵抗値上限転写ローラではN/N環境の放置紙、L/L環境の開直紙、放置紙で転写ホ゛ソが発生し、抵抗値下限転写ローラではL/L環境の開直紙、放置紙、N/N環境の開直紙で強抜けが発生した。
【００５７】
まず抵抗値上限転写ローラで発生している転写ホ゛ソについて説明する。転写ホ゛ソとは転写ハ゛イアスが低い場合に感光ト゛ラムからトナーを引き剥がすことができない部分が発生し、べた画像などで画像ムラになる現象のことである。
【００５８】
図１１よりH/H環境の場合ATVCで検知されるV0が600Vと検知され、印加転写電流ItはItの式より求められる4.69μAとなる。この電流値の場合H/H環境では弱いため特にH/H環境放置紙などの水分が多い抵抗値が低い紙の場合転写電圧が低くなり、レヘ゛ルの低い転写ホ゛ソが発生してしまう。また開直紙でも放置紙よりは転写電圧は大きくなるものの軽微な転写ホ゛ソが発生するのである。H/H環境では本来4.91μA＜Itでないと転写電流が弱すぎて転写ホ゛ソが発生してしまうのであるが、抵抗値上限転写ローラではATVCでV0を600Vと検知し、結果的に本来ならばN/N環境で印加する転写電流をH/H環境で印加してしまうのである。
【００５９】
N/N環境の場合ATVCで検知されるV0が1200Vと検知され、印加転写電流ItはItの式より求められる3.38μAとなる。N/N環境の場合、放置紙、開直紙に限らずIt＝4.0μAであれば転写電流は適正であり転写ホ゛ソが発生しないことは実験的に確認している。It＝3.38μAの場合開直紙の場合水分を吸収していないため抵抗値が高く印加転写電圧がN/N環境で適正な値より大きくなり転写ホ゛ソの発生はないが、放置紙の場合、紙の水分量が開直紙より多く抵抗値としては低いため、転写電圧が若干低くなり軽微な転写ホ゛ソが発生してしまうのである。
【００６０】
次に抵抗値下限転写ローラで発生している強抜けについて説明する。図１１よりL/L環境の場合ATVCで検知されるV0が1000Vと検知され、印加転写電流ItはItの式より求められる3.82μAとなる。この電流値の場合L/L環境では強すぎるため特にL/L環境放置紙などの水分が少ない抵抗値が高い紙の場合転写電圧が高すぎてレヘ゛ルの低い強抜けが発生してしまう。また開直紙でも放置紙よりは転写電圧小さくなるものの軽微な強抜けが発生するのである。L/L環境では本来It≦2.29μAでないと転写電流が強すぎて強抜けが発生してしまうのであるが、抵抗値下限転写ローラではATVCでV0を1000Vと検知し、結果的に本来ならばN/N環境で印加する転写電流をL/L環境で印加してしまうのである。
【００６１】
N/N環境の場合ATVCで検知されるV0が400Vと検知され、印加転写電流ItはItの式より求められる5.13μAとなる。N/N環境の場合、放置紙、開直紙に限らずIt＝4.0μAであれば転写電流は適正であり強抜けが発生しないことは実験的に確認している。It＝5.13μAの場合放置紙の場合N/N環境で水分を吸収しているため抵抗値が低く印加転写電圧がN/N環境で適正な値より大きくなっても強抜けの発生はないが、開直紙の場合、紙の水分量が放置紙より少なく抵抗値としては高いため、転写電圧が高くなり軽微な強抜けが発生してしまうのである。N/N環境では本来It＝4.0μAでないと強抜けが発生してしまうのであるが、抵抗値下限転写ローラではATVCでV0を400Vと検知し、結果的に本来ならばH/H環境で印加する転写電流をN/N環境で印加してしまうのである。
【００６２】
つまりV0の値からだけでは、転写ローラの抵抗値はうまく特定できないため、特に上下限の抵抗値の転写ローラが投入された場合、N/Nの中心抵抗値で決定した転写電流制御に合わず画像不良が発生してしまうのである。
【００６３】
次に図１５の実施例１について説明する。実施例１については、３環境、３水準の転写ローラいずれの場合も画像の問題の発生は無く高品位な画像が得られた。
【００６４】
これはATVCでV0を検知し、転写ローラである程度環境を予測し、その後環境センサーで環境を詳細に検知することで、ATVCで検知しきれなかった転写ローラが持つ抵抗値のハ゛ラツキ、更には紙の抵抗値のハ゛ラツキで発生する誤差分を修正し、周辺環境にあった転写制御をおこなうことができるため比較例１で発生したような強抜けや転写ホ゛ソなどの画像不良が発生しなかったのである。
【００６５】
比較例１で抵抗値上限品でH/H環境放置紙、開直紙、N/N環境放置紙で発生した転写ホ゛ソが実施例１で発生しなかったのは、抵抗値上限品の場合ATVCではH/H環境でも、抵抗値が高い分N/N環境と誤検知され、本来N/Nで印加される転写電流をH/Hで印加してしまっていたが、図８よりATVC後の環境センサーによる環境検知によりH/Hと判断し、H/Hに合った転写電流を印加することができるようになったのである。
【００６６】
N/N放置紙で発生していた転写ホ゛ソに関しても、N/Nで固定したより適正な電流値を印加することで転写ホ゛ソの発生は無くなるのである。また抵抗値下限品で発生したL/L環境放置紙、開直紙、N/N開直紙で発生した強抜けが実施例１で発生しなかったのは、抵抗値下限品の場合ATVCではL/L環境の場合、抵抗値が低い分N/N環境と誤検知され、本来N/Nで印加される転写電流をL/Lで印加してしまっていたが、図８よりATVCあとの環境センサーによる環境検知によりL/Lと判断し、L/Lに合った転写電流を印加することができるようになったのである。
【００６７】
N/N開直紙で発生していた強抜けに関しても、N/Nで固定したより適正な電流値を印加することで強抜けの発生は無くなるのである。つまり転写ATVCの後に転写ローラの抵抗値、周辺環境に合った転写制御を行うことが可能となり、どのような環境においても高品位な画像を提供することが可能となるのである。
【００６８】
尚本実施例においてV0の値や、Itの値を載せたが構成や制御方法により当然変わる値であるためこれに限定されない。またその他の数値に関してもこれに限定されない。
【００６９】
＜実施例２＞
次に実施例２で特徴的な転写制御について説明する。実施例２では環境センサを使わずに定着で使用されているサーミスタで検知する温度で制御する構成である。温度をより正確に高レスホ゜ンスで求めることにより検知精度をアッフ゜させ、環境の検知精度をアッフ゜させるものである。
【００７０】
本実施の形態の転写制御は、転写ATVC制御を行い転写ローラの抵抗値を測定した後に、転写ATVC制御だけではわからない周辺環境の情報を得るために、環境センサーの代わりに、定着器の加熱体に備わるサーミスタが検知する温度の変化量を検知することで周辺環境を検知し、転写制御にフィードバックすることである。
【００７１】
ここで転写ATVC制御に関しては前述したとおりであるため説明は省略する。転写ATVC制御が終了した後に加熱体用サーミスタの温度の一定時間での立ち上がり変化量から周辺環境を予測するのであるが、加熱体用サーミスタの立ち上がり変化量と周辺環境の予測はあらかじめ設定されたものとする。加熱体用サーミスタの温度の立ち上がりで周辺環境が予測できるのは、本実施例の定着器は一定電力で加熱体の温度を立ち上げるため、周辺環境によって目標温度に到達する時間が変わるため、立ち上がり変化量を見ることで周辺環境を予測することが可能となるためである。なおイオン導電系の転写ローラは、抵抗シフトが主に温度起因で生じるので「温度情報」を正確に知ることができるのは特に都合が良い。
【００７２】
図１６はサーミスタ立ち上がり量と周辺環境の関係を表したものである。図１６よりサーミスタの変化量と周辺環境の関係は実験結果より下記のように設定する。
【００７３】
サーミスタ立ち上がり変化量            判断する環境                  
α：TH-TL/ta              →  A℃以上  の環境と判断
β：TH-TL/tb              →  B℃以上A℃未満の環境と判断
γ：TH-TL/tc              →  B℃未満の環境と判断
ta＜tb＜tc    ta＜t1、t1≦tb≦t2、t2＜tc      
A＞B        
ｔ1、ｔ2、A、B、は定数
前記の周辺環境を検知した段階でATVCでは検知できなかった詳細な周辺環境を検知し、記録材への転写制御を決定するものである。前記転写制御を用いて、環境変えたところで比較例１と画像比較を行った。
【００７４】
（検討条件）
●画像形成装置本体：
HP  Laserjet  P1006  をフ゜ロセススヒ゜ート゛160mm/sとし25ppmに変更した本体
●環境：
L/L（低温低湿）環境  10℃/10％R.H.（絶対水分量  0.941ｇ/ｍ＾3）
N/N（常温常湿）環境  20℃/50％R.H.（絶対水分量  8.655ｇ/ｍ＾3）
H/H（高温高湿）環境  30℃/90％R.H.（絶対水分量  24.304ｇ/ｍ＾3）  の3環境を使用
●通紙紙：
キヤノンマーケティングジャパン製  CS680  
各環境に3日間環境に放置した紙と検討直前に開封する開直紙を使用
●通紙方法：
写真画像と文字画像を交互に合計100枚まで連続通紙
●ATVC制御により決定したV0と印加転写定電流との関係：
図１０に示す。
【００７５】
●実施例２の周辺環境検知方法：
図１７に示す。
【００７６】
加熱体用サーミスタの温度の一定時間での立ち上がり変化量から周辺環境を予測する。
【００７７】
立ち上がり変化量はサーミスタ検知温度が60℃から150℃に立ち上がるまでの一定時間の変化量である。
【００７８】
下記がサーミスタ立ち上がり変化量とそれに対応する周辺温度である。サーミスタの立ち上がり変化量と周辺温度の関係は温度を振った環境で実験的に求めたものであり、その結果から下記のような関係としている。
【００７９】
サーミスタ立ち上がり変化量            判断する環境                  
α1：36以上                →  25℃以上  の環境と判断
β1：30以上36未満          →  20℃以上25℃未満の環境と判断
γ1：30未満                →  20℃未満の環境と判断
上記のように温度を検知した場合、下記のように絶対水分量を検知するようにしている。
【００８０】
25℃以上              →    14.989g/m＾3以上
20℃以上25℃未満      →    3.462以上14.989g/m＾3未満 
20℃未満              →    3.462g/m＾3以下
●転写ローラ抵抗値規格：
N/N環境で1×10＾8〜6×10＾8Ω
●使用ローラの抵抗値：
N/N環境で抵抗値測定した場合1×10＾8Ωの抵抗値下限品、3×10＾8Ωの抵抗値中心品、6×10＾8Ωの抵抗値上限品となる抵抗3水準の転写ローラで確認。
●比較例１のATVC制御により決定したV0と印加転写電流との関係：
図１０に示す。I0＝3μAとしてそのときのV0と印加転写電圧の関係である。N/Nで中心抵抗値の転写ローラを用いて制御を決定している。抵抗値3水準の転写ローラの3環境でのV0検知結果を図１１に示す。
【００８１】
（検討結果）
実施例２の結果を図１８に示す。実施例２は実施例１と同様３環境、３水準の転写ローラいずれの場合も画像の問題の発生は無く高品位な画像が得られた。これは環境センサの代わりである加熱体用のサーミスタの温度立ち上がり変化量で精度の高い周辺温度を検知できるためそれに伴い、絶対水分量の精度の高い予測が可能となる。
【００８２】
最終的に、転写ローラの抵抗値、環境の水分量による最適な転写電流を印加することができるため比較例１で発生したような画像不良が発生しないのである。
【００８３】
つまり転写ローラの抵抗値を正確に把握でき、周辺環境の水分量を正確に把握することで転写ローラの抵抗値、環境に合った適正な転写制御を行うことが可能となり、どのような環境においても高品位な画像を提供することが可能となるのである。
【００８４】
尚本実施例において加熱体用サーミスタの温度立ち上がり変化量を環境センサーの代わりにしたが、他の構成や制御でも当然考えられるため、この方法には限定されない。
【００８５】
またサーミスタの立ち上がり変化量の数値を決めたが、当然これは構成や制御により変わる可能性は十分にあるのでこの数値に限定されない。
【符号の説明】
【００８６】
5  クリーニング容器    7  転写入口ガイド  10  制御装置    11  転写高圧電源
101  感光ドラム    102  帯電ローラ    103  レーザスキャナ    104  現像装置
105  クリーニングブレード    106  転写ローラ    107  定着装置  
301  ヒータホルダ    302  定着フィルム    303  ヒータ    304  ヒータ用サーミスタ
306  加圧ローラ                
1000  レーザビームプリンタ    
1001  感光ドラム    1002  帯電ローラ  1003  レーザースキャナー    1004  現像装置
1005  転写ローラ    1009  定着装置    1021  ヒータホルダ  1022  ヒータ    
1023  定着フィルム  1024  加圧部材    2001  アルミドラム    
【図３】
2015072318.tif 000003
【図４】
2015072318.tif 000004
【図５】
2015072318.tif 000005
【図６】
2015072318.tif 000006
【図１０】
2015072318.tif 000007
【図１１】
2015072318.tif 000008
【図１２】
2015072318.tif 000009
【図１３】
2015072318.tif 000010
【図１４】
2015072318.tif 000011
【図１５】
2015072318.tif 000012
【図１６】
2015072318.tif 000013
【図１７】
2015072318.tif 000014
【図１８】
2015072318.tif 000015
【図１】
2015072318.tif 000016
【図２】
2015072318.tif 000017
【図７】
2015072318.tif 000018
【図８】
2015072318.tif 000019
【図９】
2015072318.tif 000020
【図１９】
2015072318.tif 000021
【図２０】
2015072318.tif 000022