(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、感光体表面にトナー像を形成し、転写体を感光体に当接し、転写体と感光体を相互に逆方向に回転させつつ、転写体と感光体間に記録用紙を導き入れ、感光体から記録媒体へとトナー像を転写させる画像形成装置において、
感光体の周速よりも転写体の周速を僅かに高くして、感光体に対する転写体の周速比を調節する制御手段と、
画像形成装置の使用環境の温度及び湿度を検出する使用環境検出手段とを備え、
前記制御手段は、感光体の周速よりも転写体の周速が僅かに高くなる周速比を維持しながらも、前記使用環境検出手段によって検出された温度及び湿度が低くなる程、感光体に対する転写体の周速比を大きく調節することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、画像形成装置で設定された画像のプロセススピードが維持されている状態で記録媒体に転写されたトナー像が最良の画像品質となるような周速比を設定しており、この周速比が感光体の周速よりも転写体の周速が僅かに高くなる周速比であり、この周速比が温度及び湿度に応じて調節され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】
記録用紙を供給する複数の給紙手段を備え、
前記制御手段は、各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかに応じて、感光体に対する転写体の周速比を調節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４】
転写体は、転写ローラ及び転写ベルトのいずれかを含む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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式や静電記録方式による画像形成装置においては、感光体ドラムを均一に帯電してから、感光体ドラムをレーザビームにより走査して、感光体ドラム表面に静電潜像を形成し、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム表面にトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙に転写して定着させている。
【０００３】
この様な画像形成装置では、画像の高解像度化が進んでおり、６００ｄｐｉ（ドット数／インチ）や１２００ｄｐｉの解像度が実現されている。また、解像度の切換えも可能であり、例えば６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉを適宜に切換えることができる。
【０００４】
ところが、解像度を切換えながらも、画像のプロセススピード（副走査方向の記録速度）を一定に保持するには、感光体ドラムの主走査速度を変更する必要があり、このためにはレーザビームスキャナーユニットのポリゴンミラーの回転速度を変更せねばならない。例えば、解像度を６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに切換えるときには、ポリゴンミラーの回転速度を２倍にせねばならない。しかしながら、ポリゴンミラーの回転速度を既に十分に高めており、更に回転速度を高めることは、技術的に困難であり、かつコストの上昇を避けられない。
【０００５】
このため、解像度を切換えたときには、画像のプロセススピードを変更し、感光体ドラムの走査速度等を一定に保持している。例えば、解像度を６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに切換えたときには、画像のプロセススピードを１／２に低下させて、感光体ドラムの走査速度等を一定に保持している。
【０００６】
一方、画像形成装置では、トナー、感光体ドラム、記録用紙、転写ローラ等を帯電させて、トナーを吸着している。具体的には、感光体ドラム表面の静電潜像をトナーとは逆極性に帯電して、トナーを静電潜像に付着させる。また、記録用紙を転写ローラによってトナーとは逆極性に帯電して、トナー像を感光体ドラムから記録用紙へと転写させる。
【０００７】
また、トナー像を感光体ドラムから記録用紙へと確実に転写するために、転写ローラの外周速度を感光体ドラムの外周速度よりも僅かに高くして、つまり感光体ドラムに対する転写ローラの周速比を僅かに大きくして、記録用紙を感光体ドラムに擦り付けている。一般的には、感光体ドラムに対する転写ローラの周速比を１０２％程度に設定することが多い。仮に、転写ローラの外周速度を感光体ドラムの外周速度と同一に設定し、周速比を１００％に設定したならば、トナー像の一部が記録用紙に転写されないという現象が発生し易く、文字の中抜け等が生じる。
【０００８】
例えば、特開平６−２５８９６６号公報には、記録用紙の厚みに応じて、感光体ドラムに対する転写ローラの周速比を変更し、これにより如何なる厚みの記録用紙に対しても、トナー像の転写を良好に行うという技術が開示されている。
【０００９】
また、特開平８−１６０７８３号公報には、トナーの単位重量当たりの帯電量に応じて、感光体ドラムに対する転写ローラの周速比を変更し、これによりトナー像の転写を常に良好に行うという技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明の発明者等は、画像のプロセススピード、使用環境条件、搬送中の記録用紙に作用する負荷によっても、感光体ドラムに対する転写ローラの最適な周速比が変化するということを解明した。しかしながら、従来は、記録用紙の厚みやトナーの帯電量のみに応じて、感光体ドラムに対する転写ローラの周速比を設定していたので、最適な周速比を必ずしも設定してはいなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、画像のプロセススピード、使用環境条件、搬送中の記録用紙に作用する負荷に応じて、感光体ドラムに対する転写ローラの最適な周速比を設定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、感光体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、感光体表面にトナー像を形成し、転写体を感光体に当接し、転写体と感光体を相互に逆方向に回転させつつ、転写体と感光体間に記録用紙を導き入れ、感光体から記録媒体へとトナー像を転写させる画像形成装置において、感光体の周速よりも転写体の周速を僅かに高くして、感光体に対する転写体の周速比を調節する制御手段と、画像形成装置の使用環境の温度及び湿度を検出する使用環境検出手段とを備え、前記制御手段は、感光体の周速よりも転写体の周速が僅かに高くなる周速比を維持しながらも、前記使用環境検出手段によって検出された温度及び湿度が低くなる程、感光体に対する転写体の周速比を大きく調節している。
【００１３】
この様な構成の本発明によれば、選択されたプロセススピードに応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。このため、如何なるプロセススピードが選択されても、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【００１４】
また、本発明においては、制御手段は、選択されたプロセススピードが低くなる程、像担持体に対する転写体の周速比を大きくしている。
【００１５】
これにより、画像品質を良好に保持することができる。
【００１６】
次に、本発明は、転写体を像担持体に当接し、転写体と像担持体を相互に逆方向に回転させつつ、転写体と像担持体間に記録用紙を導き入れ、像担持体から記録媒体へとトナー像を転写させる画像形成装置において、使用環境条件に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節する制御手段を備えている。
【００１７】
この様な構成の本発明によれば、使用環境条件に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。このため、如何なる使用環境条件においても、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【００１８】
また、本発明においては、使用環境条件は、温度及び湿度であって、制御手段は、温度及び湿度が低くなる程、像担持体に対する転写体の周速比を大きくしている。
【００１９】
これにより、画像品質を良好に保持することができる。
【００２０】
次に、本発明は、転写体を像担持体に当接し、転写体と像担持体を相互に逆方向に回転させつつ、転写体と像担持体間に記録用紙を導き入れ、像担持体から記録媒体へとトナー像を転写させる画像形成装置において、記録用紙を供給する複数の給紙手段と、各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかに応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節する制御手段を備えている。
【００２１】
あるいは、本発明は、転写体を像担持体に当接し、転写体と像担持体を相互に逆方向に回転させつつ、転写体と像担持体間に記録用紙を導き入れ、像担持体から記録媒体へとトナー像を転写させる画像形成装置において、搬送中の記録用紙に作用する負荷に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節する制御手段を備えている。
【００２２】
この様な構成の本発明によれば、各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかに応じて、あるいは搬送中の記録用紙に作用する負荷に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかということと、搬送中の記録用紙に作用する負荷が如何なる程度であるかということとは、同義である。いずれにしろ、常に、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【００２３】
また、本発明においては、転写体は、転写ローラ及び転写ベルトのいずれかを含んでいる。
【００２４】
すなわち、転写体は、転写ローラ及び転写ベルトのいずれであっても構わない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面図である。図１において、原稿台１は、透明なガラス等からなり、この上に原稿Ｓが載置される。原稿台１の下方には、スキャナー部２が配置されている。スキャナー部２は、原稿台１上の原稿Ｓに光を照射する光源３と、原稿Ｓからの反射光を点線で示す様な経路で導く各反射鏡４，５，６と、この反射光を集光して、原稿Ｓを光電変換素子（以下ＣＣＤと称す）８上に結像させるレンズ７と、原稿Ｓを読み取るＣＣＤ８とを備えている。
【００２７】
ＣＣＤ８は、原稿Ｓを読み取ると、原稿Ｓを示す画像データをレーザスキャンニングユニット（以下ＬＳＵと称す）１６に出力する。ＬＳＵ１６は、画像データに応じてレーザ光を変調し、このレーザ光を感光体ドラム２２の表面に照射する。感光体ドラム２２は、一方向に回転しており、その表面を帯電装置１８により帯電されてから、レーザ光を照射されて、その表面に静電潜像を形成する。現像装置２３は、感光体ドラム２２表面の静電潜像をトナーにより現像し、トナー像を形成する。転写ローラ１９は、搬送されて来た記録用紙Ｐに、感光体ドラム２２表面のトナー像を転写する。クリーニング装置１７は、感光体ドラム２２表面の残留トナーを除去する。
【００２８】
一方、給紙カセット２５には、多数の記録用紙Ｐが収納されている。最も上側の記録用紙Ｐは、給紙カセット２５先端の呼び込みローラ２１によって引き出され、給紙ローラと摩擦板（または給紙ローラと逆転ローラ）からなるサバキ部２６を介して、感光体ドラム２２側へと搬送される。記録用紙Ｐの先端は、レジスト前検知スイッチ１２によって検知され、各ＰＳローラ２０の直前で一旦停止される。そして、記録用紙Ｐは、感光体ドラム２２からのトナー像の転写タイミングに合わせて、各ＰＳローラ２０により感光体ドラム２２と転写ローラ１９間へと搬送される。
【００２９】
記録用紙Ｐは、トナー像を転写されると、ヒータ１５を内蔵する定着ローラ１３と定着ローラ１４間を通過して、加熱及び加圧される。これにより、記録用紙Ｐ上のトナー像が定着される。更に、記録用紙Ｐは、定着紙検知スイッチ１１、及び排紙検知スイッチ１０の部位を通過し、各排紙ローラ９間を通過して、排紙トレイ２４へと排出される。
【００３０】
図２は、感光体ドラム２２及び転写ローラ１９の回転制御系を示すブロック図である。図２において、中央処理装置（以下ＣＰＵと称す）３１は、この画像形成装置を統括的に制御するものであり、外部ホストコンピュータ３２との間でデータ通信を行ったり、表示操作部３３からの指示や温度センサー３４及び湿度センサー３５の検出出力等に応答して、各種の処理を選択的に行う。
【００３１】
また、ＣＰＵ３１は、回転制御部３６を通じて感光体ドラム２２の回転駆動モータ３７及び転写ローラ１９の回転駆動モータ３８を制御する。ここでは、転写ローラ１９の外周速度が感光体ドラム２２の外周速度よりも僅かに高くなる様に、つまり感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比が僅かに大きくなる様に、各回転駆動モータ３７，３８の回転速度が調節される。これにより、記録用紙Ｐが感光体ドラム２２と転写ローラ１９間を通過するに際し、記録用紙Ｐが感光体ドラム２２に擦り付けられ、トナー像が感光体ドラム２２から記録用紙Ｐへと良好に転写される。
【００３２】
また、ＣＰＵ３１は、画像のプロセススピード、使用環境条件（温度及び湿度）、及び搬送中の記録用紙Ｐに作用する負荷に応じて、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の最適な周速比を設定している。
【００３３】
例えば、画像形成装置では、表示操作部３３の入力操作により、解像度を６００ｄｐｉ及び１２００ｄｐｉのいずれかに切換え設定し、この設定された解像度の画像を形成する。そして、解像度が６００ｄｐｉのときには、画像のプロセススピードＰＳを設定し、解像度が１２００ｄｐｉのときには、画像のプロセススピードＰＳ／２を設定する。解像度１２００ｄｐｉのときのプロセススピードＰＳ／２は、解像度６００ｄｐｉのときのプロセススピードＰＳの半分である。ＣＰＵ３１は、解像度６００ｄｐｉが設定されると、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を１０１％に設定し、また解像度１２００ｄｐｉが設定されると、該周速比を１０３％に設定する。従って、図３の図表に示す様に、画像のプロセススピードが高いときに、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を１０１％に設定し、画像のプロセススピードが低いときに、該周速比を１０３％に設定する。
【００３４】
図４は、画像のプロセススピードが高いときの周速比に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ａ1 と、画像のプロセススピードが低いときの周速比に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ａ2 を示すグラフである。このグラフから明らかな様に、特性曲線Ａ1 及び特性曲線Ａ2 のいずれにも、最良の画像品質となる周速比のピークがあり、最良の画像品質を得るためには、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１０１％に設定し、また画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０３％に設定する必要ある。
【００３５】
画像のプロセススピードが高ければ、記録用紙Ｐの搬送速度が高く、このときに感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を小さくしなければ、感光体ドラム２２に対する記録用紙Ｐの擦り付けが過剰となり、画像品質が劣化する。従って、画像のプロセススピードが高いときには、最良の画像品質となる該周速比が小さくなる。
【００３６】
これに対して図３の図表に示す様に、従来は、画像のプロセススピードの変化にかかわらず、周速比を例えば一定の１０２％に設定していたので、図４のグラフからも明らかな様に、最良の画像品質を得ることができなかった。
【００３７】
また、ＣＰＵ３１は、温度センサー３４及び湿度センサー３５の検出出力を入力し、これらの検出出力によって示される温度及び湿度に応じて、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を調節する。例えば、図５の図表に示す様に、低温低湿の場合は、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１０１．２％に設定し、画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０３．２％に設定する。また、常温常湿の場合は、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１０１％に設定し、画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０３％に設定する。更に、高温高湿の場合は、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１００．８％に設定し、画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０２．８％に設定する。
【００３８】
トナーは、高温高湿になる程、その付着性が良好になる。このため、高温高湿のときには、最良の画像品質となる周速比が小さくなる。逆に、低温低湿のときには、最良の画像品質となる周速比が大きくなる。
【００３９】
図６は、本実施形態での使用環境条件に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ｂ1 と、従来での使用環境条件に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ｂ2 とを示すグラフである。本実施形態の特性曲線Ｂ1 によれば、使用環境条件の変化にかかわらず、画像品質が良好に保持されている。また、従来の特性曲線Ｂ2 によれば、使用環境条件の変化により、画像品質が変化しており、低温低湿のときに画像品質が著しく劣化している。
【００４０】
また、画像形成装置では、表示操作部３３の入力操作により、給紙カセット２５からの給紙及び手差しトレイ（図示せず）からの給紙のいずれかが指示され、給紙カセット２５からの給紙が指示されると、給紙カセット２５から記録用紙Ｐを供給し、手差しトレイからの給紙が指示されると、手差しトレイから記録用紙Ｐを供給する。ＣＰＵ３１は、給紙カセット２５からの給紙及び手差しトレイからの給紙のいずれが行われたかに応じて、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を調節する。例えば、図７の図表に示す様に、給紙カセット２５からの給紙の場合は、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１０１％に設定し、画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０３％に設定する。また、手差しトレイからの給紙の場合は、画像のプロセススピードが高いときの周速比を１００．８％に設定し、画像のプロセススピードが低いときの周速比を１０２．８％に設定する。
【００４１】
手差しトレイからの給紙の場合は、搬送中の記録用紙Ｐに作用する負荷が小さく、このときに感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の周速比を小さくしなければ、感光体ドラム２２に対する記録用紙Ｐの擦り付けが過剰となり、画像品質が劣化する。従って、手差しトレイからの給紙の場合は、最良の画像品質となる該周速比が小さくなる。
【００４２】
図８は、本実施形態での給紙方法に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ｃ1 と、従来での給紙方法に対する画像品質の変化を表す特性曲線Ｃ2 とを示すグラフである。本実施形態の特性曲線Ｃ1 によれば、給紙方法にかかわらず、画像品質が良好に保持されている。また、従来の特性曲線Ｃ2 によれば、給紙方法により、画像品質が変化しており、給紙カセット２５からの給紙のときに画像品質が著しく劣化している。
【００４３】
この様に本実施形態の画像形成装置では、画像のプロセススピード、使用環境条件（温度及び湿度）、及び搬送中の記録用紙Ｐに作用する負荷に応じて、感光体ドラム２２に対する転写ローラ１９の最適な周速比を設定しているので、感光体ドラム２２から記録用紙Ｐへとトナー画像が常に良好に転写され、画像品質を良好に保持することができる。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、給紙カセット２５及び手差しトレイのいずれから給紙が行われたかに応じて、周速比を調節する代わりに、搬送中の記録用紙Ｐに作用している負荷を直接測定し、この負荷に応じて、周速比を調節しても構わない。これは、給紙カセット２５及び手差しトレイのいずれから給紙が行われたかということと、搬送中の記録用紙Ｐに作用する負荷が如何なる程度であるかということとが同義のためである。また、転写ローラの代わりに、転写ベルトを採用しても、本発明を適用することにより、同様の作用効果を達成することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、選択されたプロセススピードに応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。このため、如何なるプロセススピードが選択されても、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、使用環境条件に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。このため、如何なる使用環境条件においても、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【００４７】
更に、本発明によれば、各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかに応じて、あるいは搬送中の記録用紙に作用する負荷に応じて、像担持体に対する転写体の周速比を調節している。各給紙手段のいずれが記録用紙を供給するかということと、搬送中の記録用紙に作用する負荷が如何なる程度であるかということとは、同義である。いずれにしろ、常に、適宜な転写体の周速比を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の装置における感光体ドラム及び転写ローラの回転制御系を示すブロック図である。
【図３】図１の装置における感光体ドラムに対する転写ローラの周速比及び従来の周速比を示す図表である。
【図４】図１の装置における感光体ドラムに対する転写ローラの周速比と画像品質の関係を示すグラフである。
【図５】図１の装置における感光体ドラムに対する転写ローラの周速比と使用環境条件の関係を示す図表である。
【図６】使用環境条件に対する画像品質の変化を示すグラフである。
【図７】図１の装置における感光体ドラムに対する転写ローラの周速比と給紙方法の関係を示す図表である。
【図８】給紙方法に対する画像品質の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  原稿台
２  スキャナー部
３  光源
４，５，６  反射鏡
７  レンズ
８  ＣＣＤ
９  排紙ローラ
１３，１４  定着ローラ
１６  ＬＳＵ
１７  クリーニング装置
１８  帯電装置
１９  転写ローラ
２０  ＰＳローラ
２２  感光体ドラム
２３  現像装置
２５  給紙カセット
３１  中央処理装置（ＣＰＵ）
３２  外部ホストコンピュータ
３３  表示操作部
３４  温度センサー
３５  湿度センサー
３６  回転制御部
３７，３８  回転駆動モータ
【図１】
0004104843.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004104843.tif 000004
【図４】
0004104843.tif 000005
【図５】
0004104843.tif 000006
【図６】
0004104843.tif 000007
【図７】
0004104843.tif 000008
【図８】
0004104843.tif 000009