(57)【要約】【課題】  温度や湿度によって異なる印加電圧条件も加味して気圧とリークの関係を検知し、設置された環境により適した制御を可能とすることで、標高の高い高地での減圧リークによる異常画像を自動的に防ぐようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】  温湿度により抵抗値が変化する転写ローラ５と、設置されている場所における温度、または湿度を計測する温湿度センサ１８と、温度、または湿度と転写ローラ５に印加する電圧との関係を記憶するメモリー１９と、温湿度センサ１８からの温度若しくは湿度の情報を基に、メモリー１９に記憶されている転写ローラ５に印加する第１の電圧の値を把握するとともに、転写ローラ５に印加された第２の電圧の値を把握、比較した結果、第２の電圧値が第１の電圧値未満である場合には、第１の電圧値より低い電圧を転写ローラ５に印加するよう指示するＣＰＵ２０とを備える。【選択図】図３
2015143784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段から前記転写手段に対して印加された電圧、或いは、電流を検知する転写高圧検知手段と、
前記電圧印加手段が所定電圧を前記転写手段に印加した際に、予め求められた第１の電圧値と前記転写高圧検知手段が検知する第２の電圧値とを比較した結果に基づいて前記転写手段に印加する電圧を決定する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
温度、または湿度を計測する環境センサを備え、前記制御部は前記環境センサからの温度若しくは湿度の情報を基づいて、前記所定電圧または前記第１の電圧値を変更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】
前記制御部が前記第２の電圧値が前記第１の電圧値未満であると判断した場合、前記所定電圧より低い電圧を前記転写手段に印加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。
【請求項４】
前記制御部による前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との比較は、画像形成動作が開始される前に行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記転写手段に対して複数回、定電流を印加し、前記転写高圧検知手段において検知された電圧値を平均化することで前記第２の電圧値とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項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、気圧を検知し、検知された気圧に対応して最適な制御を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来画像形成装置は、温湿度センサを配置するなどし、当該センサの出力に応じて画像形成条件を制御することで温度や湿度の環境条件が変化したとしても十分な画像が得られるよう構成されている。
【０００３】
しかし、この構成はあくまでも通常の大気圧において画像形成装置を使用する場合であり、例えば、大気圧が低い高地での使用時には画像が損なわれるおそれがあった。即ち、大気圧が低い場所においては、高電圧を転写手段に印加したときに転写手段と分離除電手段との間（以下、「ギャップ」と表わす）にリークが発生して転写機能と分離機能が影響を受け、画像品質が低下するというものである。
【０００４】
なお、リーク発生電圧と大気圧の関係は、パッシェンの法則として知られており、放電開始電圧Ｖと気圧ｐ［Ｔｏｒｒ］及びギャップＬ［ｍｍ］の関係は、次の（１）式で近似される。
【０００５】
Ｖ＝（Ａ・ｐＬ）／（１＋ln（ｐＬ））  ・・・（１）
ここで、Ａは気体定数であり、空気の場合は３６５である。この法則からも、ギャップＬを一定にしたとき、放電開始電圧Ｖは気圧ｐの低下に伴って低下し、リークが発生しやすくなることがわかる。
【０００６】
この様な場合従来は、画像形成装置に気圧検知センサを追加し、この出力に応じて制御装置が画像形成条件を適宜変更している（例えば、特許文献１）。
【０００７】
さらに、上記とは異なり画像形成装置に気圧センサを追加することなく大気圧変化を検知する手段として、画像形成装置の各高圧印加手段となる高圧基板に、高圧印加した際に生じるリーク電流を検出するリーク検出回路を追加する方法も挙げられる。この場合、気圧が低い状態で発生するリークを検知し、画像形成条件を適宜変更している（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−０８８４３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４８９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では画像形成装置に気圧センサの追加が必要である。また、たとえ気圧が低くとも温湿度の条件から通常の高電圧を印加してもリーク発生電圧には達しない場合もあるが、このように印加電圧を下げる必要がない場合においても印加電圧を下げてしまい、画像弊害が発生する可能性があった。
【００１０】
さらに、上記特許文献２に示す発明では、高圧電源基板内にリークを検知するリーク検出回路を追加し高圧基板内でリークを検知している。但し、実際にリークの発生が懸念される画像形成要素（例えば転写と分離除電針）の間では、電極先端形状や電極間距離などの諸条件が異なる。そのため、この場合に画像形成要素間のリークを正確に検知しきれない場合も出てくる。
【００１１】
すなわち、例えば、転写と分離除電針との間において、分離除電針は先端形状が針状であり、また転写ローラがスポンジローラであれば多孔質セルと表面研磨により表面は滑らかでは無い。そのため、電極先端が針形状の分離除電針先端では等電位線が曲げられ集中電界が生じるため、特許文献２のリーク検出回路において検知可能なリークとはリーク発生条件が異なる。したがって、特許文献１や特許文献２に示されるリーク検出回路を用いたリーク検知では、実際の画像形成要素間で発生するリークを正確に検知しきれない場合も生ずる。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、温度や湿度によって異なる印加電圧条件も加味して気圧とリークの関係を検知し、設置された環境により適した制御を可能とすることで、標高の高い高地での減圧リークによる異常画像を自動的に防ぐようにした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】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に対して電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段から前記転写手段に対して印加された電圧、或いは、電流を検知する転写高圧検知手段と、前記電圧印加手段が所定電圧を前記転写手段に印加した際に、予め求められた第１の電圧値と前記転写高圧検知手段が検知する第２の電圧値とを比較した結果に基づいて前記転写手段に印加する電圧を決定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にあっては、設置された環境により適した制御を可能とすることで、減圧リーク等による異常画像を防ぐようにした画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に関わる画像形成装置の概略を示す断面図である。
【図２】１．０気圧時及び０．８気圧時の各温度とＶｏの関係を示したグラフ である。
【図３】第１実施形態に関わる画像形成装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態を実施した場合としない場合、及び、従来例との効果を示した表である。
【図５】第２実施形態に関わる画像形成装置の概略を示す断面図である。
【図６】１．０気圧時及び０．８気圧時の各相対湿度とＶｏの関係を示したグラフ である。
【図７】１．０気圧時及び０．８気圧時の各絶対湿度とＶｏの関係を示したグラフ である。
【図８】第２実施形態に関わる画像形成装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態を実施した場合としない場合、及び、従来例との効果を示した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
＜画像形成装置＞
図１に、画像形成装置Ｓの概略を示し、シートの流れに沿って説明する。シートカセット１７内には記録媒体である、シート１６が納められているが、このシート１６を給送ローラ１５の回転によって給送し、搬送ローラ対８に搬送する。搬送ローラ対８を通過したシート１６は、さらにレジストローラ対１０に搬送される。レジストローラ対１０は、像担持体としてＯＰＣやａ−Ｓｉ等の光導電層を有する像担持体である感光ドラム１上に形成されたトナー像に合わせて回転し、シート１６を転写ローラ５と感光ドラム１のニップに供給する。
【００１８】
感光ドラム１上へのトナー像の形成は、まず感光ドラム１表面が帯電装置２により均一に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面に、露光装置３により露光が行われ、潜像が形成される。この潜像に、現像装置４からトナーを付着させトナー像として現像される。感光ドラム１上のトナー像は転写ローラ５によりシート１６上に転写される。一方、シート１６上に転写しきれないで感光ドラム１上に残ったトナーはクリーナ７によって除去される。
【００１９】
トナー像が転写されたシート１６は、分離除電針６、感光ドラム１の曲率の作用により感光ドラム１から分離され、シート１６表面に１面目の未定着トナー像を担持した状態で、定着装置１４となる定着加圧ローラ１１と定着フィルム１２に搬送される。この定着装置１４においてトナー像が定着される。その後、排出ローラ１３によりシート１６は画像形成装置の外へ排出される。
【００２０】
次に、シート１６へのトナーの転写について、さらに詳細に説明する。感光ドラム１上に現像されたトナー像は感光ドラム１の回転駆動によって転写ローラ５部に回転移動する。このタイミングに合わせてシートカセット１７に収納されているシート１６が給送ローラ１５や搬送ローラ対８によって搬送され、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。
【００２１】
そして、転写ニップ部にシート１６が搬送されるタイミングで高圧電源部の転写高圧回路２１から転写ローラ５に現像剤と反対極性の所定の直流電圧が印加される。但し、本実施形態においてはトナーがマイナス極性なので、その逆極性に当たるプラスの直流電圧（＋１〜５ＫＶ）を転写ローラ５に印加している。これによって感光ドラム１に付着したトナー像がシート１６に順次静電的に転写される
転写ローラ５に対して転写高圧回路２１から電圧が印加されるに当たっては、ＣＰＵ２０が温湿度センサ１８及び、メモリー１９から得た情報を基に、転写高圧回路２１へと電圧印加の指示を出す。制御部であるＣＰＵ２０は、上述したように、転写ローラ５への電圧印加の指示を出すが、その他、画像形成装置Ｓの各部を制御する。
【００２２】
なお、本実施形態においては感光ドラム１と接触する接触転写ローラ方式を用いているが、他にもＩＴＢからなる転写ベルトにトナー像を転写させた後にシート１６へ転写させる中間転写ベルト方式でも構わない。
【００２３】
＜転写ローラ＞
次に、本実施形態での転写手段である転写ローラ５について説明する。本実施形態における転写ローラ５は金属ローラ軸上にＮＢＲゴム（アクリルニトリルブタジエンゴム）とヒドリンゴムの混合ゴムを発泡させたスポンジゴムを配設したイオン導電性ゴムローラである。
【００２４】
詳しくは、本実施形態においては感光ドラム１と接触する接触転写ローラ方式を用いているが、転写ローラ５としては、単層構造の転写ローラが用いられている。この転写ローラでは、金属軸体とこの金属軸体の外周に形成される導電性発泡体層から主に構成される。
【００２５】
上記金属軸体としては、特に限定するものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。また、金属材料としては、鉄、アルミニウム等特に限定するものではない。
【００２６】
導電性発泡体層としては、アスカーＣ（スポンジ硬度計）２０〜３５°／５００ｇ荷重の硬度の範囲に設定されることが好ましい。また電気抵抗値としては、１０６〜１０８Ωに形成することが好ましく、特に好ましくは１０７〜１０８Ωである。そして、マトリックス成分としてエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）， アクリル−ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等があげられ、イオン導電剤としヒドリンゴムと混合させる。
【００２７】
これに抵抗調整剤としての電子導電系導電剤、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤を配合した形成材料によって形成される。
【００２８】
上記電子導電系導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体、酸化スズと酸化アンチモンの固溶体、酸化インジウムと酸化スズの固溶体等の金属酸化物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２９】
また、上記発泡剤としては、ジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジット（ＯＢＳＨ）等が挙げられ、単独もしくは２種以上併せて用いられる。
【００３０】
温湿度センサ１８は、画像形成装置Ｓが設置されている周囲の温湿度を計測するセンサである。温湿度センサ１８は、画像形成装置Ｓのいずれの場所に設けられていても良い。また、どのようにして画像形成装置Ｓが設置されている周囲の環境を計測するか、その方法についてはいずれの方法を採用しても良い。
【００３１】
温湿度センサ１８において計測された温湿度に関する情報は、ＣＰＵ２０へと送信される。ＣＰＵ２０では、上述したように、当該受信した情報を基に、例えば、転写高圧回路２１へ指示を出し、転写ローラ５へ電圧の印加を行う。
【００３２】
メモリー１９は、１．０気圧時の各相対湿度、若しくは、絶対温度と１気圧時に定電流５μＡを転写ローラ５に印加する際の電圧Ｖｏ１について記憶している。図２では、１．０気圧時において転写ローラ５に５μＡの定電流を印加した際の電圧Ｖｏ１と温度の関係を示している。
【００３３】
図２の横軸には温度（℃）が示され、縦軸には５μＡを転写ローラ５へ印加した際の電圧Ｖｏが示されている。図２に示されているように、温度が高くなるに従って印加電圧は下がり、一方、温度が低くなるに従って、印加電圧は上昇する。
【００３４】
すなわち転写ローラ５は、温度が低いと抵抗値が上昇する。その為、上述したように、転写ローラ５の抵抗検知電流Ｉｏ＝５μＡの定電流を印加した際の電圧Ｖｏ１も温度が低いと上昇する。特に１０℃以下になると１．０気圧時にＶｏ１は３０００Ｖ以上になる（図２において、縦の破線で示す位置）。但し、この位置までは、１．０気圧であっても０．８気圧であっても大きな変わりはない。
【００３５】
一方、０．８気圧以下では１０℃以下になると気圧が低下する、すなわち減圧によりリークが発生しインピーダンスが下がる事で、Ｖｏ値は１．０気圧時より低下する。図２においても、０．８気圧時のＶｏの値は、１０℃以下で１０℃の時のＶｏ値よりも小さな値となっている。この特性から１．０気圧時における各温度とＶｏ１の関係を図１で示すメモリー１９に記憶しておき、画像形成装置Ｓが減圧された環境下に設置された際のＶｏ値と比較すれば、リークが発生しているか検知可能である。
【００３６】
＜転写電圧制御＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置Ｓにおける制御の流れを、適宜画像形成装置Ｓの各構成要素における働きも交えて以下説明する。
【００３７】
本実施形態に係る画像形成装置Ｓは、温度や湿度の環境条件の変化に対して十分な画像が得られるよう環境センサである温湿度センサ１８を設置しつつ転写ローラ５の抵抗変化に応じて最適な転写電圧を制御するＡＴＶＣ制御を行う構成である。
【００３８】
但し、この構成のままでは１．０気圧での使用では画像が損なわれることは無いが大気圧が低い高地では、画像が損なわれる可能性がある。すなわち、大気圧が低い高地では、気圧が低いことに起因してリーク（以下、適宜このような状態で発生するリークを「減圧リーク」と表わす）が発生するからである。そこで、以下のように画像形成装置Ｓを制御することによって、減圧リークが発生しても画像が損なわれることにないようにする。
【００３９】
図３は、第１実施形態に関わる画像形成装置Ｓの制御手順を示すフローチャートである。まずコピースタートボタンがユーザによって押されたら、その旨の信号を受信する。ここでは、当該信号は、温湿度センサ１８に送られ温湿度センサ１８において受信することを前提としている。但し、例えば、ＣＰＵ２０において受信しても良い。この場合は、当該信号を受信したＣＰＵ２０から温湿度センサ１８にコピースタートボタンが押されたことを検知する信号を受信した旨、信号が送信されることになる。
【００４０】
コピースタートボタンが押されたことが検知されたら、温湿度センサ１８において温度が検知される（Ｓ１）。検知される温度は、画像形成装置Ｓが設置されている環境における温度である。検知された温度の情報は、温湿度センサ１８からＣＰＵ２０へ送信される。
【００４１】
温度情報を受信したＣＰＵ２０は、メモリー１９において、温湿度センサ１８において検知された温度における、１．０気圧時の電圧Ｖｏ１の値（以下、適宜当該１．０気圧時の電圧Ｖｏ１の値を、「第１の電圧値」と表わす）を検索する（Ｓ２）。メモリー１９内には、上述したように、１．０気圧時の温度と、１気圧時に定電流５μＡを転写ローラ５に印加した際の電圧Ｖｏ１との関係が、例えば、テーブルに記憶されている。ＣＰＵ２０は、入手した温度の情報を基に、該当する電圧Ｖｏ１の値を検索する。これでＣＰＵ２０は、画像形成装置Ｓが設置されている環境下における温度に関する情報と当該温度時における電圧Ｖｏ１の値を入手したことになる。
【００４２】
ＣＰＵ２０はさらに、画像形成動作が開始される前に感光ドラム１や転写ローラ５を駆動回転させる前回転を行う。その際、定電流５μＡを１０ｍｓｅｃごとに転写ローラ５に印加するよう、転写高圧回路２１へ指示する（Ｓ３）。このように前回転の際に定電流を転写ローラ５に印加するのは、転写ローラ５の抵抗値を検出し、転写高圧検知回路２２において電圧値を検知するためである。
【００４３】
具体的には、定電流を印加することで把握できる電圧を、例えば、４８回サンプリングする。これらサンプリングされた個々の電圧Ｖｏの値を基に、平均化の処理を行って電圧Ｖｏの値（以下、適宜当該サンプリングから算出された電圧Ｖｏの値を、「第２の電圧値」と表わす）とする。なお、ここで第２の電圧値を把握するべく、複数回定電流を印加することは必要であるが、具体的にサンプリングする回数や間隔、どのような処理を行って電圧Ｖｏの値を算出するかは、任意に設定することができる。
【００４４】
ＣＰＵ２０では、このように転写高圧検知回路２２において算出された電圧Ｖｏの値（第２の電圧値）とメモリー１９から入手している電圧Ｖｏ１の値（第１の電圧値）とを比較する（Ｓ４）。すなわち、Ｖｏ≧Ｖｏ１、すなわち、サンプリングによって得られた第２の電圧値の方が、メモリー１９内に記憶されている第１の電圧値よりも大きいか否かが判断される（Ｓ５）。その結果、Ｖｏ≧Ｖｏ１に該当しない場合には（Ｓ５のＮｏ）、さらに、Ｖｏ＜Ｖｏ１に該当するか否かが判断される（Ｓ６）。
【００４５】
Ｖｏ＜Ｖｏ１に該当する場合は、すなわち、サンプリングによって得られた第２の電圧値の方が、メモリー１９内に記憶されている第１の電圧値未満である場合である。ＣＰＵ２０は、画像形成装置Ｓが置かれている温度において、転写ローラ５において減圧リークによる異常なインピーダンス低下が発生していると判断する（Ｓ７）。
【００４６】
そこで、シート１６が転写部に到達した際に転写ローラ５に印加する転写プリント電圧として、気圧が低い高地においてもリーク発生電圧以下に抑える減圧モードプリント電圧Ｖｔを選択し、当該電圧Ｖｔに変更して画像形成動作を行う（Ｓ８）。画像形成動作に入ると、シート１６が転写部に到達した際に、転写高圧回路２１から選択された減圧モードプリント電圧Ｖｔが印加され、シート１６に印字される（Ｓ９）。当該減圧モードプリント電圧Ｖｔは、通常の１．０気圧時の電圧よりも低い電圧となる。
【００４７】
ＣＰＵ２０における判断において、Ｖｏ≧Ｖｏ１と判断された場合は、シート１６が転写部に到達した際に転写ローラ５に印加する転写プリント電圧Ｖｔは、通常の１．０気圧時のプリント電圧Ｖｔ１が選択される（Ｓ１０）。そして、転写高圧回路２１から当該選択されたプリント電圧Ｖｔが印加されシート１６に印字される（Ｓ９）。以上の動作によって全ての画像形成動作が終了する。
【００４８】
次に図４に示す表を用いて上述した画像形成装置Ｓの制御によって得られる効果について説明する。図４は、第１実施形態を実施した場合としない場合、及び、従来例との効果を示した表である。
【００４９】
図４に示す表では、横軸に画像形成装置Ｓが設置されている環境下における気圧、及び温度が示されている。併せて、当該気圧と温度において「減圧リーク」が発生したか否かについても示されている。一方、縦軸においては、第１実施形態において説明した制御を行わない場合、及び当該制御を行った場合、さらに従来例１から従来例３までの３つの例を挙げている。
【００５０】
図２でも示したように、転写ローラ５は温度が低いと抵抗値が上昇し、検知された抵抗値から算出される電圧Ｖｏ（第２の電圧値）や転写プリント電圧Ｖｔも温度が低いと電圧値が上昇する。その為、図４に示したように気圧が低い条件であっても温度が低くないと減圧リーク発生電圧に達しないのでリークによる異常画像や画像形成装置の損傷は起きない。従って、本実施形態を行わない場合は、０．８気圧かつ１０℃以下の条件で減圧リークによる異常画像や装置損傷が発生する。
【００５１】
一方、従来例１の気圧センサの検知結果からリークを回避する方法では、気圧のみを制御切り替えのトリガーとしている為、気圧が低くても温度が高くリークが発生しない条件で、リーク回避制御として電圧を下げ不要な画質低下を招いていた。
【００５２】
さらに、従来例２に示すように、高圧基板にリーク検出回路を追加しリークを検知する場合では、実際にリーク発生が懸念される画像形成要素間（転写と分離除電針との間（ギャップ））は、電極先端形状や電極間距離などが異なる。そのため、減圧リークを正確に検知しきれない可能性がある。従って、従来例２の場合、リークが発生しない条件でもリーク回避制御が行われてしまうことで画質の低下が起きてしまったり、反対にリーク発生条件下でもリーク回避制御が行われないで異常画像や画像形成装置の損傷を招いたりする恐れがあった。
【００５３】
従来例３は、サービスマンによる減圧モード手動設定する場合では、画像形成装置Ｓが標高の高い地域に設置される際や、減圧リークによる異常画像が発生した場合に手動でリーク回避制御（減圧モード）に設定する場合である。この場合、高地で気圧が低い地域でも気温の変化によりリークが発生しない条件に変化しても、サービスマンによる手動設定によってリーク回避制御（減圧モード）に設定された状態が維持されるため、不要な画質低下を招いていた。従って、この様な条件ではサービスマンが気温変化に対応しリーク回避制御（減圧モード）の設定や解除を繰り返さないと、不要な画質低下を防げなかった。
【００５４】
図４の表の一番下に示すように、本第１実施形態を行った場合は、基本的に気圧が低く気温変化もある地域で、サービスマンによるリーク回避制御（減圧モード）の設定や解除の繰り返しを行うことなく、不要な画質低下を防げられる。また、減圧リークが発生した際に画像異常につながる画像形成要素間（転写と分離除電針との間など）そのものでリークが発生しているか検知する事で、気温変化に対応し正確な検知が可能である為、不要な画質低下を防げる事ができる。
【００５５】
なお、第１実施形態を行った場合であって、気温が１０℃の場合、画質が低下するが、これは、リークが発生することを回避するために、転写ローラ５に対して印加する電圧を下げることに基づくものである。従って、画像形成装置Ｓが設置されている場所の気温が１０℃よりも低下すると、通常の画像よりもその画質が低下する可能性がある。
【００５６】
以上、温度や湿度によって異なる印加電圧条件も加味して気圧とリークの関係を検知し、設置された環境により適した制御を可能とすることで、標高の高い高地での減圧リークによる異常画像を自動的に防ぐようにした画像形成装置を提供することができる。
【００５７】
すなわち、リークが発生した際に画像異常につながる画像形成要素間（例えば、ギャップ）においてリークが発生しているか否かを検知することとしているので、正確な検知が可能である。リークの発生の有無を正確に検知することで、画像形成装置も自身の設置環境が通常の１．０気圧なのか、或いは、減圧下であるのかを正確に判定することができ、それぞれの気圧の下で適切な電圧の印加を行うことが可能となる。このことが以上画像の発生を回避することにつながる。
【００５８】
さらに、温度や湿度により印加電圧の異なるギャップにおけるリークの発生を検知するため、気圧とリークの関係だけでなく、気圧及び温度或いは湿度とリークの関係を検知することが可能である。つまり、減圧下の環境にあっても温度や湿度が高く転写装置への印加電圧が低いことからリークが発生しない場合にも適切に対応することが可能である。
【００５９】
〔第２実施形態〕
次に本発明における第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、上述の第１実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００６０】
上述した第１実施形態においては、転写ローラ５はＮＢＲゴム（アクリルニトリルブタジエンゴム）とヒドリンゴムの混合ゴムを発泡させスポンジゴムを配設したイオン導電性ゴムローラであり、当該転写ローラ５は温度による抵抗変化が大きい。
【００６１】
一方、第２実施形態における転写ローラ５ａは金属ローラ軸上のＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）にカーボンブラックを分散させ発砲しスポンジゴムとした電子導電性ゴムローラである。この第２実施形態での転写ローラ５ａは、湿度による抵抗変化が大きい。
【００６２】
そこで、第２実施形態では、湿度の変化に自動的に対応する場合について説明する。
【００６３】
図５は、第２実施形態に関わる画像形成装置Ｓ１の概略を示す断面図である。画像形成装置Ｓ１の構成は、上述した第１実施形態における画像形成装置Ｓと転写ローラ５ａ（以下、当該転写ローラ５ａを「電子導電性転写ローラ５ａ」と表わす）を除き同一である。
【００６４】
図６は、１．０気圧時及び０．８気圧時の各相対湿度とＶｏの関係を示したグラフ である。また図７は、１．０気圧時及び０．８気圧時の各絶対湿度とＶｏの関係を示したグラフである。
【００６５】
図６、或いは、図７横軸には、相対湿度（％）、或いは、絶対湿度（ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．）が示され、縦軸には５μＡを電子導電性転写ローラ５ａへ印加した際の電圧Ｖｏが示されている。図６、或いは、図７に示されているように、相対湿度、或いは、絶対湿度（以下、これらをまとめて「湿度」と表わす）が高くなるに従って印加電圧は下がり、一方、湿度が低くなるに従って、印加電圧は上昇する。
【００６６】
すなわち電子導電性転写ローラ５ａは、湿度が低いと抵抗値が上昇する。その為、上述したように、電子導電性転写ローラ５ａの抵抗検知電流Ｉｏ＝５μＡの定電流を印加した際の電圧Ｖｏ１も湿度が低いと上昇する。特に相対湿度が１５％、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．になると１．０気圧時にＶｏ１は３０００Ｖ以上になる（図６、或いは、図７において、縦の破線で示す位置）。但し、この位置までは、１．０気圧であっても０．８気圧であっても大きな変わりはない。
【００６７】
一方、０．８気圧以下では相対湿度が１５％以下、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．以下になると減圧によりリークが発生しインピーダンスが下がる事で、Ｖｏ値は１．０気圧時より低下する。図６、或いは、図７においても、０．８気圧時のＶｏの値は、相対湿度が１５％以下、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．以下で相対湿度が１５％、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．の時のＶｏ値よりも小さな値となっている。
【００６８】
この特性から１．０気圧時における各温度とＶｏ１の関係を図５で示すメモリー１９に記憶しておき、画像形成装置Ｓ１が減圧された環境下に設置された際のＶｏ値と比較すれば、リークが発生しているか検知可能である。
【００６９】
次に、本実施形態に係る画像形成装置Ｓにおける制御の流れを、適宜画像形成装置Ｓ１の各構成要素における働きも交えて以下説明する。
【００７０】
本実施形態に係る画像形成装置Ｓ１は、温度や湿度の環境条件の変化に対して十分な画像が得られるよう温湿度センサ１８を設置しつつ電子導電性転写ローラ５ａの抵抗変化に応じて最適な転写電圧を制御するＡＴＶＣ制御を行う構成である。
【００７１】
但し、この構成のままでは１気圧での使用では画像が損なわれることは無いが大気圧が低い高地では、気圧が低いことに起因して減圧リークが発生することにより画像が損なわれる可能性がある。そこで、以下のように画像形成装置Ｓ１を制御することによって、減圧リークが発生しても画像が損なわれることにないようにする。
【００７２】
図８は、第２実施形態に関わる画像形成装置Ｓ１の制御手順を示すフローチャートである。まずコピースタートボタンがユーザによって押されたら、その旨の信号を受信する。ここでは、当該信号は、温湿度センサ１８に送られ温湿度センサ１８において受信することを前提としている。但し、例えば、ＣＰＵ２０において受信しても良い。この場合は、当該信号を受信したＣＰＵ２０から温湿度センサ１８にコピースタートボタンが押されたことを検知する信号を受信した旨、信号が送信されることになる。
【００７３】
コピースタートボタンが押されたことが検知されたら、温湿度センサ１８において湿度が検知される（Ｓ２１）。検知される湿度は、画像形成装置Ｓ１が設置されている環境における湿度である。検知された湿度の情報は、温湿度センサ１８からＣＰＵ２０へ送信される。
【００７４】
湿度情報を受信したＣＰＵ２０は、メモリー１９において、温湿度センサ１８において検知された湿度における、１．０気圧時の電圧Ｖｏ１の値（以下、適宜当該１．０気圧時の電圧Ｖｏ１の値を、「第１の電圧値」と表わす）を検索する（Ｓ２２）。メモリー１９内には、上述したように、１．０気圧時の湿度と、１気圧時に定電流５μＡを転写ローラ５に印加した際の電圧Ｖｏ１との関係が、例えば、テーブルに記憶されている。ＣＰＵ２０は、入手した湿度の情報を基に、該当する電圧Ｖｏ１の値を検索する。これでＣＰＵ２０は、画像形成装置Ｓ１が設置されている環境下における湿度に関する情報と当該湿度時における電圧Ｖｏ１の値を入手したことになる。
【００７５】
ＣＰＵ２０はさらに、画像形成動作の前に感光ドラム１や電子導電性転写ローラ５ａを駆動回転させる前回転を行う。その際、定電流５μＡを１０ｍｓｅｃごとに電子導電性転写ローラ５ａに印加するよう、転写高圧回路２１へ指示する（Ｓ２３）。このように前回転の際に定電流を電子導電性転写ローラ５ａに印加するのは、電子導電性転写ローラ５ａの抵抗値を検出し、転写高圧検知回路２２において電圧値を検知するためである。
【００７６】
具体的には、定電流を印加することで把握できる電圧を、例えば、４８回サンプリングする。これらサンプリングされた個々の電圧Ｖｏの値（以下、適宜当該サンプリングから算出された電圧Ｖｏの値を、「第２の電圧値」と表わす）を基に、その平均値をもって電圧Ｖｏの値とする。なお、ここでサンプリングする回数や間隔、どのような処理を行って電圧Ｖｏの値を算出するかは、任意に設定することができる。
【００７７】
ＣＰＵ２０では、このように転写高圧検知回路２２において算出された電圧Ｖｏの値（第２の電圧値）とメモリー１９から入手している電圧Ｖｏ１の値（第１の電圧値）とを比較する（Ｓ２４）。すなわち、Ｖｏ≧Ｖｏ１、すなわち、サンプリングによって得られた第２の電流値の方が、メモリー１９内に記憶されている第１の電圧値よりも大きいか否かが判断される（Ｓ２５）。その結果、Ｖｏ≧Ｖｏ１に該当しない場合には（Ｓ２５のＮｏ）、さらに、Ｖｏ＜Ｖｏ１に該当するか否かが判断される（Ｓ２６）。
【００７８】
Ｖｏ＜Ｖｏ１に該当する場合は、すなわち、サンプリングによって得られた第２の電圧値の方が、メモリー１９内に記憶されている第１の電圧値未満である場合である。ＣＰＵ２０は、画像形成装置Ｓ１が置かれている温度において、電子導電性転写ローラ５ａにおいて減圧リークによる異常なインピーダンス低下が発生していると判断する（Ｓ２７）。
【００７９】
そこで、シート１６が転写部に到達した際に電子導電性転写ローラ５ａに印加する転写プリント電圧Ｖｔとして、気圧が低い高地においてもリーク発生電圧以下に抑える減圧モードプリント電圧Ｖｔを選択し、当該電圧Ｖｔをもって画像形成動作を行う（Ｓ２８）。画像形成動作に入ると、シート１６が転写部に到達した際に、転写高圧回路２１から選択された減圧モードプリント電圧Ｖｔが印加され、シート１６に印字される（Ｓ２９）。
【００８０】
ＣＰＵ２０における判断において、Ｖｏ≧Ｖｏ１と判断された場合は、シート１６が転写部に到達した際に電子導電性転写ローラ５ａに印加する転写プリント電圧Ｖｔは、通常の１気圧時のプリント電圧Ｖｔ１が選択される（Ｓ３０）。そして、転写高圧回路２１から当該選択されたプリント電圧Ｖｔが印加されシート１６に印字される（Ｓ２９）。以上の動作によって全ての画像形成動作が終了する。
【００８１】
次に図９に示す表を用いて上述した画像形成装置Ｓ１の制御によって得られる効果について説明する。図９は、第２実施形態を実施した場合としない場合、及び、従来例との効果を示した表である。
【００８２】
図９に示す表では、横軸に画像形成装置Ｓ１が設置されている環境下における気圧、及び湿度が示されている。併せて、当該気圧と湿度において「減圧リーク」が発生したか否かについても示されている。一方、縦軸においては、第２実施形態において説明した制御を行わない場合、及び当該制御を行った場合、さらに従来例１から従来例３までの３つの例を挙げている。
【００８３】
図６、或いは、図７でも示したように、電子導電性転写ローラ５ａは湿度が低いと抵抗値が上昇し、検知された抵抗値から算出される電圧Ｖｏや転写プリント電圧Ｖｔも湿度が低いと電圧値が上昇する。その為、図９に示したように気圧が低い条件であっても湿度が低くないと減圧リーク発生電圧に達しないのでリークによる異常画像や画像形成装置の損傷は起きない。従って、本実施形態を行わない場合は、０．８気圧かつ１０℃以下の条件で減圧リークによる異常画像や装置損傷が発生する。
【００８４】
一方、従来例１の気圧センサの検知結果からリークを回避する方法では、気圧のみを制御切り替えのトリガーとしている為、気圧が低くても湿度が高くリークが発生しない条件で、リーク回避制御として電圧を下げ不要な画質低下を招いていた。
【００８５】
さらに、従来例２に示すように、高圧基板にリーク検出回路を追加しリークを検知する場合では、実際にリーク発生が懸念される画像形成要素間（転写と分離除電針との間）は、電極先端形状や電極間距離などが異なる。そのため、減圧リークを正確に検知しきれない可能性がある。従って、従来例２の場合、リークが発生しない条件でもリーク回避制御が行われてしまうことで画質の低下が起きてしまったり、反対にリーク発生条件下でもリーク回避制御が行われないで異常画像や画像形成装置の損傷を招いたりする恐れがあった。
【００８６】
従来例３は、サービスマンによる減圧モード手動設定する場合では、画像形成装置Ｓ１が標高の高い地域に設置される際や、減圧リークによる異常画像が発生した場合に手動でリーク回避制御（減圧モード）に設定する場合である。この場合、高地で気圧が低い地域でも気温の変化によりリークが発生しない条件に変化しても、サービスマンによる手動設定によってリーク回避制御（減圧モード）に設定された状態が維持されるため、不要な画質低下を招いていた。従って、この様な条件ではサービスマンが湿度変化に対応しリーク回避制御（減圧モード）の設定や解除を繰り返さないと、不要な画質低下を防げなかった。
【００８７】
図９の表の一番下に示すように、本第２実施形態を行った場合は、基本的に気圧が低く湿度変化もある地域で、サービスマンによるリーク回避制御（減圧モード）の設定や解除の繰り返しを行うことなく、不要な画質低下を防げられる。また、減圧リークが発生した際に画像異常につながる画像形成要素間（転写と分離除電針との間など）そのものでリークが発生しているか検知する事で、湿度変化に対応し正確な検知が可能である為、不要な画質低下を防げる事ができる。
【００８８】
なお、第２実施形態を行った場合であって、相対湿度が１５％、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．の場合、画質が低下する。これは、リークが発生することを回避するために、電子導電性転写ローラ５ａに対して印加する電圧を下げることに基づくものである。従って、画像形成装置Ｓ１が設置されている場所の相対湿度が１５％、或いは、絶対湿度が４ｋｇ／ｋｇ  Ｄ．Ａ．よりも低下すると、通常の画像よりもその画質が低下する可能性がある。
【００８９】
以上、温度や湿度によって異なる印加電圧条件も加味して気圧とリークの関係を検知し、設置された環境により適した制御を可能とすることで、標高の高い高地での減圧リークによる異常画像を自動的に防ぐようにした画像形成装置を提供することができる。
【００９０】
すなわち、リークが発生した際に画像異常につながる画像形成要素間（例えば、ギャップ）においてリークが発生しているか否かを検知することとしているので、正確な検知が可能である。リークの発生の有無を正確に検知することで、画像形成装置も自身の設置環境が通常の１．０気圧なのか、或いは、減圧下であるのかを正確に判定することができ、それぞれの気圧の下で適切な電圧の印加を行うことが可能となる。このことが以上画像の発生を回避することにつながる。
【００９１】
さらに、温度や湿度により印加電圧の異なるギャップにおけるリークの発生を検知するため、気圧とリークの関係だけでなく、気圧及び温度或いは湿度とリークの関係を検知することが可能である。つまり、減圧下の環境にあっても温度や湿度が高く転写装置への印加電圧が低いことからリークが発生しない場合にも適切に対応することが可能である。
【００９２】
なお、上述した各実施形態では、転写ローラにおいて温度と５μＡ定電流時の電圧Ｖｏ（第２の電圧値）の関係からリークの有無を検知している。但し、温度と定電圧時の電流値との関係からリークの有無を検知する制御も可能である。
【００９３】
すなわち、転写ローラに対して定電圧を印加した場合に、転写ローラにおいて検知される電流値とメモリーに記憶されている温度と電流値との関係を示す情報から、減圧モードプリント電圧Ｖｔを印加するか否かの判断を行うこともできる。なお、以下、転写ローラにおいて検知される電流値を便宜上「第２の電流値」と表わす。また、以下、メモリーに記憶されている電流値を便宜上「第１の電流値」と表わす。
【００９４】
この場合、メモリーには、上述したように温度と電流値との関係が予め記憶されている。また、減圧モードプリント電圧Ｖｔを印加するとの判断は、第１の電流値と第２の電流値との比較において第２の電流値が第１の電流値以上である場合になされることになる。
【符号の説明】
【００９５】
１    感光ドラム
２    帯電装置（帯電ローラ）
３    露光装置（レーザースキャナ）
４    現像装置
５    転写ローラ
５ａ  電子導電性転写ローラ
６    分離除電針
７    クリーナ
８    搬送ローラ対
９    レジセンサ
１０  レジストローラ対
１１  定着加圧ローラ
１２  定着フィルム
１３  排出ローラ
１４  定着装置
１５  給送ローラ
１６  シート
１７  シートカセット
１８  温湿度センサ
１９  メモリー
２０  ＣＰＵ
２１  転写高圧回路
２２  転写高圧検知回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図４】
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【図９】
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