(57)【要約】【課題】  温湿度環境においても安定したトナー像の一次転写を実現し、良好な画像出力を実現するとともに、ユーザにとって不要な待ち時間を短縮する。【解決手段】  転写部材の特性が不安定であることが予想される環境に限定して転写関連自動調整シーケンスをリトライする【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が表面に形成される像担持体と、
前記前記像担持体上の可視トナー像を中間転写体に一次転写させる一次転写手段と、
前記中間転写体の可視トナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写手段と、
前記一次転写手段又は前記二次転写手段に所望する出力電流情報に従って電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段の出力電圧を測定する電圧測定手段と、
電源投入時に所定の初期回転動作を行う初期回転動作実行手段とを有し、
前記初期回転動作実行手段は、前記電圧印加手段を用いて複数の目標電流を出力し、前記電圧測定手段で各々の目標電流に対する出力電圧値を測定し、測定結果が、複数の目標電流値に対して出力電圧値が線形特性でない場合に、前記電圧印加手段と前記電圧測定手段を所定回再実行することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の画像形成装置のうち、中間転写体を備え、感光ドラム上に作像した現像結果を中間転写体に一次転写し、さらに中間転写体から用紙等の最終転写材へ二次転写する複写機やプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタ装置などの画像形成装置は、潜像部、現像部、転写部、定着部などの各ユニットによって構成されている。近年、電子写真式の画像形成装置はカラー化が進んでいるが、旧来から行われている現像部によって現像された各色カラーのトナー像を順番に用紙に転写する方式では、色ズレや転写の安定性などに不安要素があった。このため、昨今の電子写真式カラー複写機やプリンタにおいては、現像部によって現像された可視トナー像を直接用紙に転写するのではなく、フィルム状素材によって構成された中間転写体に一次転写し、各色のトナー像を重ね、全色のトナー像を重ね終わってから用紙に二次転写する方式が採り入れられている。よって、転写部には、一次転写部と二次転写部とが存在する。
【０００３】
一次転写部には、中間転写体と感光ドラムを密着回転させるために、中間転写体を支持する一次転写ローラが設けられている。一次転写を良好に行うには、この一次転写ローラによって中間転写体と感光ドラムを密着回転させるだけではなく、中間転写体と感光ドラムの間にバイアス電圧を印加しなければ、トナー像を充分に転写することが出来ない。このため、電子写真式複写機では、所定の一次転写バイアスを印加して一次転写を行っている。しかし、最適なバイアス電圧は一定ではなく、転写が行われる環境条件、特に温度や湿度に依存するものであるため、印加されるバイアスを適切に制御する必要がある。特開平２０００−１４７８４９では、高圧印加手段が出力する電流電圧間の特性を予め測定し、測定した特性情報に従って高圧印加手段を制御している。また、特開平１１−３４４８７８では、最後に画像形成を行ってから所定の時間が経過した場合、様々な環境条件の変動が予想されるため、中間転写体を空回転させるなどの他対策を取っている。
【０００４】
しかしながら従来の手法によれば、中間転写体や一次転写ローラの保管状態や物質特性によって、その抵抗値が温度や湿度に応じて安定しない場合、電源投入後のウォームアップから電流電圧特性の測定を行っても正しい結果が取得できないことがあり、一次転写のバイアス設定が適切に行われず転写不良となってしまい、良好な画像出力が得られない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、様々な温湿度環境においても安定したトナー像の一次転写を実現し、良好な画像出力を実現するとともに、ユーザにとって不要な待ち時間を短縮し、容易な制御によって実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、静電潜像が表面に形成される像担持体と、前記前記像担持体上の可視トナー像を中間転写体に一次転写させる一次転写手段と、前記中間転写体の可視トナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写手段と、前記一次転写手段又は前記二次転写手段に所望する出力電流情報に従って電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段の出力電圧を測定する電圧測定手段と、電源投入時に所定の初期回転動作を行う初期回転動作実行手段とを有し、
前記初期回転動作実行手段は、前記電圧印加手段を用いて複数の目標電流を出力し、前記電圧測定手段で各々の目標電流に対する出力電圧値を測定し、測定結果が、複数の目標電流値に対して出力電圧値が線形特性でない場合に、前記電圧印加手段と前記電圧測定手段を所定回再実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源投入時に温度や湿度が変動している環境においても、感光ドラムから中間転写体に対して安定した可視トナー像の転写を実現し、さらに転写部材の特性が不安定であることが予想される環境に限定して転写関連自動調整シーケンスをリトライすることでユーザの待ち時間を軽減し、快適な作業環境を実現することを可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態として、図１に示すような構成の電子写真式の複写機に、本発明を摘要した場合の装置の制御について説明する。
【０００９】
１０１は原稿読取装置であり、ＣＣＤ等の撮像素子と色分解フィルタを有し、不図示のモータにより撮像素子を往復走査させることで、原稿読取装置１０１上に設置された原稿の全面の画像を色分解された電気信号に変換する。原稿読取装置１０１により電気信号に変換された画像は、非図示のマイクロコントローラにて必要な画像処理を施された後、プリンタ部に送出される。
【００１０】
１０２〜１０５はトナーユニットであり、１０２はＢｋ（ブラック）、１０３はＣ（シアン）、１０４はＭ（マゼンタ）、１０５はＹ（イエロー）、のようにそれぞれ異なる色のトナーが装填されている。１０６〜１０９は現像器であり、それぞれ１０６はＢｋ、１０７はＣ（シアン）、１０８はＭ（マゼンタ）、１０９はＹ（イエロー）の現像器である。トナーユニット１０２〜１０５はそれぞれスクリューなどにより現像器１０６〜１０９にトナーを供給する仕組みになっている。
【００１１】
１１０はロータリであり、Ｂｋを除くカラートナーユニット１０３〜１０５および現像器１０７〜１０９が装着されている。Ｂｋ（ブラック）の現像器はロータリーとは別の位置に存在する。１１１は感光体であり、現像器１０６〜１０９によって、この表面上にトナー像が形成される。ロータリ１１０は、回転することで現像器１０７〜１０９を順番に感光体１１１方向に密着させることができる。このため、各色トナーユニットは同時に感光体上に画像を形成することが出来ない。よって、本複写機は感光体１１１を介して、１１４に示す中間転写体上に用紙1枚以上のトナー像を形成し終わってから用紙へと転写する。
【００１２】
１１２は帯電器であり、感光体１１１表面を帯電させるものである。１１３は露光制御部であり、電気信号を光信号に変換し、さらに画像信号に従って変調を行い、感光体１１１に照射する。この照射によって感光体上に静電潜像が生成され、現像器によって静電潜像に応じたトナー像が現像される。１１４は中間転写体であり、感光体上に現像されたトナー像は用紙に転写される前に、まずこの中間転写体１１４に一次転写される。感光体１１１の対向方向には、中間転写体１１４に安定してトナー像を転写する為に、一次転写ローラ１１５ａ、また一次転写時に高圧を印加するための一次高圧電源１１５ｂが存在する。一次転写における高圧印加方法についての詳細は後述する。感光体１１１から中間転写体１１４に転写されなかった残留トナーは、クリーナ１１６によって除去される。中間転写体１１４上のトナー像は二次転写ローラ１１７まで搬送され、用紙に転写される。
【００１３】
二次転写ローラ１１７は二次転写ローラ脱着モータ１１８によって駆動され、搬送する用紙を中間転写体１１４に接合させたり、離間させたりするものである。さらに二次転写ローラ１１７に適切なタイミングで用紙を搬送する為に、レジストローラ１１９を設けている。レジストローラ１１９は、直前まで搬送されてきた用紙を一時停止し、作像タイミングに合わせて用紙搬送を進め、用紙上の適切な位置にトナー像を転写させるためのものである。なお、用紙上に転写しきれずに中間転写体１１４上に残った残留トナーは中間転写体クリーナ１２０によって回収される。
【００１４】
本複写機の画像形成に用いられる用紙１２１は、用紙カセット１２２に保管されており、給紙ローラ１２３によって取り出され、給紙される。また、手差しトレイ１２４によって任意のサイズの用紙を給紙することも可能である。給紙された用紙１２１はレジストローラ１１９にて、中間転写体１１４上にトナー像が形成され終わるまで一時停止される。中間転写体１１４上にトナー像が形成し終わると、レジストローラ１１９によって二次転写ローラ１１７に搬送される。この時、二次転写ローラ１１７は二次転写ローラ脱着モータ１１８によって中間転写体１１４と接触回転状態となっており、中間転写体１１４からトナー像を二次転写ローラ１１７上の用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着ローラ１２５および加圧ローラ１２６に搬送されて加熱定着されることにより、トナー像による定着画像が用紙上に形成される。
【００１５】
図２は、本実施例の複写機を制御するマイクロプロセッサおよび接続装置の構成図である。２０１は主制御を行うためのＣＰＵである。２０２は不揮発性メモリによって構成されたＲＯＭであり、ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２に記憶されたソフトウェアに従って動作を行う。２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ２０１は必要に応じてＲＡＭ２０３に対して情報の読み込み・書き出しを行う。２０４はバックアップＲＡＭであり、本複写機の制御・操作を行う上で計測・設定された情報を、本複写機の電源を切断しても記録しておくことを可能であり、図示されないバックアップバッテリによって電源供給されている。
【００１６】
２０５はＣＰＵ２０１の入出力ポートであり、ＣＰＵ２０１に接続される機器を介するものである。２０６は操作部上のＬＣＤパネルであり、各コピーモードや設定手順などを表示する。ＬＣＤパネル２０６は、タッチパネル式ＬＣＤパネルのＬＣＤ部も含むものである。２０７はキーであり、本複写機の操作を行うためのものである。２０８はセンサであり、フォトダイオードやタクトスイッチなどによって構成され、本複写機内の各種状態をモニタリングするものである。２０９はモータドライバであり、本複写内のステッピングモータおよび直流モータを駆動するためのものである。２１０は、ヒータドライバであり、通電制御装置に含まれ、定着ヒータ１０４に対して交流電流もしくは直流電流の通電制御を行う。２１１は、Ｄ／Ａ変換器であり、装置内に存在するアナログ電圧信号制御装置に対してアナログ電圧信号を出力する。２１２はＡ／Ｄ変換器であり、装置内に存在するアナログ電圧信号出力装置の出力したアナログ信号を入力し、アナログ信号をディジタル値に変換して、ＣＰＵ２０１が参照できる手段を提供するものである。
【００１７】
次に、本実施例の複写機における前述のトナー像の一次転写制御について説明する。現像器によって感光ドラム１１１上に形成された可視トナー像を中間転写体１１４に転写するためには、一次転写ローラ１１５ａを用いて感光ドラム１１１と中間転写体１１４を接触回転させる必要があるが、このとき常に一定な電流が流れるようバイアス電圧を印加する必要がある。最適なバイアス電圧は、各色トナー固有の物質特性によって異なるだけでなく、中間転写体１１４周辺の温度や湿度、および中間転写体１１４自体の経時変化によって、さまざまに変化する。そのため、従来の複写機から、事前の調整動作時に所定の電流値に対応するバイアス電圧を中間転写体１１４へ印加し、実際の電圧を測定することで、中間転写体１１４に所望の電流が流れるよう制御している。しかし実際は一次転写ローラ１１５ａの物質特性から中間転写体１１４周辺の温度や湿度によって一次転写ローラ自体の抵抗値が変動してしまう場合があり、この状態で電流電圧特性測定を行った場合、転写バイアスが適正に設定されない場合がある。
【００１８】
このため本実施例の複写機は、電源投入時に図３に示される初期環境条件判断シーケンスを実行する。該シーケンスではまず、Ｓ301で電源投入後、Ｓ302でタスク管理機能を初期し、Ｓ303で機内の温度測定を行う。機内の温度判断には温度検知素子として定着器に具備されたサーミスタ１２９を利用している。サーミスタ１２９の出力はＡ／Ｄ変換器２１２によってディジタル信号に変換され、ＣＰＵ２０１に入力される。Ｓ304のＹで、ＣＰＵ２０１は機内温度が所定の温度、たとえば８０℃未満であると判断すると、Ｓ305で低温立ち上げフラグをＯＮにする。低温立ち上げフラグはＯＮのとき、本複写機が電源切断後に長時間放置されたものと判断し、後述する初期回転シーケンスを実行する。続いて、Ｓ306で図示されない室温検知サーミスタによる機外温度測定をする。次に、Ｓ307で湿度センサによって湿度測定を行う。この湿度測定結果と機外温度測定結果から、Ｓ308で所定の計算式もしくは変換テーブルにより絶対水分量を計算する。Ｓ309のＹで、絶対水分量が一定以上、たとえば２０．０ｇ以上の場合、Ｓ310で多湿環境フラグをＯＮとする。多湿環境フラグは、空気中の絶対水分量の高さに応じて最適な転写条件などが変化するため、これに対応した制御を行うよう判別するためのフラグである。
【００１９】
本複写機は、所定の温度へのウォームアップが完了後、初期回転シーケンスを実行する。初期回転シーケンスには、感光ドラム１１１から中間転写体１１４へ一次転写を行う際の一次転写電流電圧特性を測定する動作シーケンスを含んでいる。ただし、低温立ち上げフラグがＯＮでない場合は、電源ＯＦＦ状態での放置時間が短く、前回使用時との環境差異がほとんど無いと判断できるため、初期回転シーケンスは実行しない。
【００２０】
初期回転シーケンスの中の、一次転写電流電圧特性の測定シーケンスを図４に示す。Ｓ401で初期回転シーケンスを開始すると、Ｓ402でリトライカウンタをゼロにセットする。Ｓ403〜Ｓ407の一次転写電流電圧特性の測定シーケンスは、一次転写ローラ１１５ａに付随する一次高圧電源１１５ｂを制御し、所定の複数の電流を出力し、その電圧を測定するものである。本実施例では、第１電流値２０μＡ、第２電流値４０μＡ、第３電流値６０μＡの３つの定電流を高圧電源１１５ｂから順番に出力し、各々の電流値に応じた３つの電圧値を順番に測定する。これにより、任意の電流値を出力するのに必要な電圧値を計算することが出来るようになる。
【００２１】
該高圧電源１１５ｂから出力される電流に対する測定電圧は、通常は図５に示されるように線形な特性となる。この線形特性は一次転写ローラの抵抗値に影響を受けるものである。よって、一次転写ローラ１１５ａの抵抗値が不安定で変動しやすい場合、電流電圧特性もこれに応じて変動することとなる。もし該測定時に一次転写ローラ１１５ａにこのような抵抗値変動が起こった場合、得られる電流電圧特性測定結果も正しいものではなくなってしまう。この場合の電流電圧特性の一例を図６に示す。一次転写ローラ１１５ａの抵抗値変動は、絶対水分量の多い環境において低温で放置された後、急激に昇温してすぐに通電をした時などに起こる可能性がある。
【００２２】
一次転写ローラ１１５ａの抵抗特性が適切かどうかの判断には、抵抗値が予め部材の特性から既定された値の範囲に収まっているかどうかと、印加電流と測定電圧の間に線形性が保てているかどうかから判断している。これは、一次転写ローラの抵抗値が一定であった場合、図５に示したように、常に測定電圧値は印加電流にほぼ比例した値を示すからである。もし、図６に示したように、複数の目標電流値を低いほうから順番に印加し、各々の電流値における測定電圧を順番に比較した場合に、通常は傾きが負となっていた場合、印加電流を上げたのに測定電圧が下がったことになるので、一次転写ローラの抵抗値は不安定であると判断することが出来る。
【００２３】
たとえば、図５に示されるように、出力電流Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３であるときＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３が成り立つ場合、一次転写ローラの抵抗値は安定していると判断し、電流電圧特性測定シーケンスを終了し、初期回転シーケンスを次へ進める。しかし、図６に示されるように、出力電流Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３であるときに、Ｖ１＜Ｖ２、Ｖ２＞Ｖ３である場合、一次転写ローラの抵抗値は不安定であると判断する。
【００２４】
前記一次転写の電流電圧特性を正確に行うためには、一次転写ローラ１１５ａの抵抗特性を安定させることが必要である。一次転写ローラ１１５ａの抵抗特性を安定化させるには、一次転写ローラ１１５ａに一定時間通電を行うことが好ましいが、これを行った場合、本複写機の立ち上げ時間が長くなってしまい、ユーザの待ち時間が長くなってしまう。
【００２５】
そこで、もしＳ408からＳ417の判断法により、Ｓ409のＮで、一次転写ローラの抵抗値が安定していないと判断した場合、Ｓ410のＹで、続けて低温立ち上げフラグと多湿環境フラグの両方ＯＮである場合のみ、該電流電圧特性測定を再実行する。Ｓ411、Ｓ412で制御を行うマイクロプロセッサは再実行回数をカウントし、Ｓ412の再実行回数が１０回程度までとする。それでも抵抗値が安定しない場合は、Ｓ415で測定電圧値を予め定められたデフォルト値と置き換えることにより、甚大な問題が生じるのを防いでいる。本実施例では実行制限回数を１０回までとしたが、所定回数を超えた場合はエラーとし、動作を停止すると共に操作部にサービスマンを呼ぶよう表示することで、一次転写ローラが著しく損耗して特性を保てない場合は速やかに交換処置を促すようにしても良い。
【００２６】
また、一次転写ローラの抵抗値が安定していないと判断したが、低温立ち上げフラグと多湿環境フラグの両方ＯＮでなかった場合は、Ｓ411で１回だけ電流電圧特性測定を再実行するようにし、外来ノイズなどによる読み取りミスの影響を最小限に留めるようにしている。このような場合は稀であり、保険的な制御であるので、低温立ち上げフラグと多湿環境フラグの両方ＯＮでなかった場合は、電流電圧特性測定の再実行は無しとしても良い。
【００２７】
さらに、本発明の応用として、感光ドラム１１１を温めるための感光ドラムヒータとの連動が考えられる。感光ドラムヒータが備えられている複写機においては、主電源スイッチがオン状態になっていなくても、電源コンセントが刺さっていれば感光ドラムヒータを個別にオン／オフすることが出来るスイッチを有しているものがある。このような複写機の場合、主電源スイッチが切断されたまま長時間放置されていても、一次転写ローラ１１５ａの温度は、室温よりは高く保たれたままである。よって、一次転写ローラ１１５ａの温度はそれほど低下しないため、その抵抗特性が不安定になりにくい。
【００２８】
このことから、主電源投入後、感光ドラムヒータのスイッチがオンとなっていた場合は、前記一次転写電流電圧特性測定の再実行回数を１回程度に制限したり、もしくは再実行は行わないようにして、立ち上げ時におけるユーザの待ち時間を極力少なくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の制御構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置において、電源投入時に行う環境条件判断を行う手順を示した図である。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置において、ウォームアップ完了後の初期回転動作時に行われる、一次転写電流電圧特性の測定手順を示した図である。
【図５】本発明の実施形態の画像形成装置において、一次転写電流電圧特性の測定結果が正常な場合の、出力電流対サンプリング電圧の関係の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の画像形成装置において、一次転写電流電圧特性の測定結果が正常でない場合の、出力電流対サンプリング電圧の関係の概略を示す図である。
【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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