JP2000081792A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境が急激に変化しても、転写材上のトナー
画像が乱れることがなく、高品位の画像を得ることがで
きる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、感光体２０６
に近接配置され、周囲に巻き付けた転写材に感光体２０
６上のトナー画像を転写する転写ドラム２０２と、トナ
ー画像が転写された転写材を除電して転写ドラム２０２
から分離しやすくする分離チャージャ２０９と、上記感
光体２０６上の静電潜像の表面電位と上記静電潜像上に
形成されたトナー画像のトナー付着量とから現像器２０
８ａ等内のトナー帯電量を検出する第１の検出部４２
と、周囲の環境状態を検出する温湿度センサ２５０と、
上記第１の検出部４２及び温湿度センサ２５０によりそ
れぞれ検出された検出値に基づいて上記分離チャージャ
２０９の出力を制御する制御部４０と、を備えている。

Description

【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
等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等の画像形成装置の分野で
は、例えば特開平５−１３４５６１号公報に示されるよ
うにトナー帯電量を測定して転写条件を制御したり、あ
るいは、センサにより検出された周囲環境の湿度に基づ
き転写条件や転写部材からの転写材の分離条件を制御し
たりすることにより、画像の転写ぬけを防止する技術が
提案または実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の転写ぬけ防止技術を適用した画像形成装置で
は、急激な環境変化があった場合には現像器内のトナー
が新しい環境になじむまでにはある程度時間を要するた
め、変化後の環境に即座に対応して分離条件を設定し直
すと、分離後の転写材とその上のトナー粒子との間の静
電吸着力が著しく低下して、定着部において転写材上の
トナーが飛び散って画像が乱れるという問題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、環境が急激に変
化しても、転写材上のトナー画像が乱れることがなく、
高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、感光体に近接配置され、
周囲に巻き付けた転写材に感光体上のトナー画像を転写
する転写部材と、トナー画像が転写された転写材を除電
して転写部材から分離しやすくする分離チャージャと、
現像器内のトナー帯電量を検出する第１の検出部と、周
囲の環境状態を検出する第２の検出部と、上記第１及び
第２の検出部によりそれぞれ検出された検出値に基づい
て上記分離チャージャの出力を制御する制御部と、を備
えたものである。

【０００６】

【発明の作用及び効果】本発明の画像形成装置によれ
ば、第２の検出部により検出された周囲の環境状態だけ
でなく第１の検出部により検出されたトナー帯電量をも
考慮して分離チャージャの出力を制御するようにしてあ
る。したがって、画像形成装置が置かれている環境が急
激に変化したとしても、転写部材から分離した後の転写
材とその上のトナー粒子との間の静電吸着力が常に適当
な強度になるように分離チャージャの最適な出力値を選
択することができ、定着部におけるトナーの飛び散りの
ない高品位の画像を安定して得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形
態であるデジタルフルカラー複写機１００の全体構成を
示す。この複写機１００は、イメージスキャナ部３０で
原稿を読み取り、デジタル信号処理ユニット１０で信号
処理を行う。プリンタ部２０は、イメージスキャナ部３
０で読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙（転写
材）にフルカラーでプリント出力する。

【０００８】イメージスキャナ部３０において、原稿ガ
ラス３１上に置かれた原稿は、押圧板３９で押さえられ
るが、自動原稿送り装置（図示せず）が装着されている
ときにはこれが押圧板３９に取って代わる。原稿ガラス
３１上の原稿は、ランプ３２で照射され、ミラー３３
ａ，３３ｂ，３３ｃに導かれ、レンズ３４によりリニア
フルカラーセンサ（ＣＣＤ）３６上に像を結び、レッド
（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の各成分に変換
されたフルカラー情報として信号処理部１０に送られ
る。なお、スキャナモータ３７を駆動することにより、
第１スライダ３５は速度Ｖで、第２スライダ４０は速度
Ｖ／２で、リニアフルカラーセンサ３６の電気的走査方
向に対して垂直方向にそれぞれ機械的に動き、原稿全面
を走査する。また、シェーディング補正用の白色板３８
は、原稿ガラス３１の端に設けられている。

【０００９】信号処理部１０は読み取られた信号を電気
的に処理し、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各成分に分解してプリンタ
部２０に送る。イメージスキャナ部３０による１回の原
稿走査につき、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの各成分がプリンタ部
２０に１つずつ順次送られ、合計４回の原稿走査により
プリントアウトが完成する。

【００１０】信号処理部１０から送られてくるＣ，Ｍ，
Ｙ，Ｂｋの画像信号は、レーザダイオードドライブ（Ｐ
ＨＣ）部で画像信号レベルに応じて半導体レーザ２１４
を駆動変調する。レーザ光はポリゴンミラー２１５、ｆ
θレンズ２１６、折り返しミラー２１７ａ，２１７ｂを
介して感光体ドラム２０６上を走査する。これにより、
感光体ドラム２０６の表面にはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの各画
像信号に応じた静電潜像がそれぞれ形成される。

【００１１】感光体ドラム２０６の周囲には、帯電チャ
ージャ２０７、感光体ドラム２０６の表面に形成された
静電潜像の電位を測定する表面電位センサ２１２、現像
器によって感光体ドラム２０６上に形成されたトナー像
のトナー付着量を測定する光学センサ２１３等が設けら
れている。

【００１２】現像ユニットは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋにそれ
ぞれ対応する各現像器２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，
２０８ｄにより構成されており、現像器２０８ａ，２０
８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄが感光体ドラム２０６上に形
成された静電潜像を各色のトナーでそれぞれ現像する。

【００１３】転写ドラム（転写部材）２０２は感光体ド
ラム２０６に近接して配置され、その外周面は転写フィ
ルム２４１によって覆われている。給紙ユニット２０１
ａ，２０１ｂ，２０１ｃから給紙されてきた用紙は、タ
イミングローラ２０３により転写位置に搬送された後、
転写ドラム２０２の周囲に吸着チャージャ２０４により
巻き付けられ、転写ドラム２０２と共に回転する用紙に
転写チャージャ２０５により感光体ドラム２０６上に現
像されたトナー画像が転写される。このようにしてＣ，
Ｍ，Ｙ，Ｂｋの各色のトナー画像が用紙に転写された
後、用紙を除電することにより転写ドラム２０２から用
紙を分離しやすくする分離チャージャ２０９と押上部材
２２０の作用により用紙は転写ドラム２０２から分離さ
れる。それから、用紙は定着ローラ２１０ａ，２１０ｂ
のニップ部へと搬送され、そこを通過する際の熱と圧力
とによってトナーは用紙に定着される。そして、定着ロ
ーラ２１０ａ，２１０ｂを通過した用紙は排紙トレイ２
１１上に排紙される。

【００１４】複写機１００はまた、複写機１００が設置
されている周囲の環境状態、より具体的には温度及び湿
度を検出できる温湿度センサ（第２の検出部）２５０を
備えている。温湿度センサ２５０は、図２に示すよう
に、複写機１００に設けられた制御部であるＣＰＵ４０
に検出値を出力する。また、ＣＰＵ４０は、内部に第１
の検出部４２を備えており、上記表面電位センサ２１２
及び光学センサ２１３は上記第１の検出部４２にそれぞ
れ出力する。第１の検出部４２は、上記表面電位センサ
２１２及び光学センサ２１３からそれぞれ入力された感
光体ドラム２０６上の静電潜像の表面電位と静電潜像上
に形成されたトナー画像のトナー付着量とから現像器２
０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ内のトナー帯電
量を検出するようになっている。なお、第１の検出部４
２はＣＰＵ４０から分離した独立のものとして設けても
よい。また、現像器２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２
０８ｄの少なくとも一つにトナー帯電量を検出するため
のセンサを設け、このセンサによる検出値を上記第１検
出部４２に直接出力してトナー帯電量を検出するように
してもよい。一方、上記ＣＰＵ４０は第１の検出部４２
及び温湿度センサ２５０によりそれぞれ検出された検出
値に基づいて分離チャージャ２０９の出力を制御するよ
うに信号を出力する。また、上記ＣＰＵ４０は分離チャ
ージャ２０９の出力テーブルを格納したＲＯＭ４４に接
続され、分離チャージャ２０９の出力を決定するための
データを読み出すようになっている。

【００１５】次に、上記構成からなる複写機１００にお
いて、環境条件が急激に変化した場合の分離チャージャ
２０９の出力制御について説明する。分離チャージャ２
０９は、転写ドラム２０２から用紙を分離する際、用紙
上のトナー画像が飛び散らないように用紙を除電して転
写ドラム２０９表面の転写フィルム２４１との静電吸着
力を下げるために用いられる。図３（ａ）のグラフに示
すように、湿度が変化するとトナー帯電量も変化するた
め、トナー画像の飛び散りが発生しないように良好な分
離状態を維持するには、図３（ｂ）のグラフに示すよう
に分離チャージャ２０９の出力値を湿度に応じて変える
必要がある。

【００１６】図４に転写フィルム２４１から用紙Ｐを分
離する際のモデル図を示す。最適な分離が行われる条件
では、分離チャージャ２０９によって用紙Ｐが適度に除
電され、これにより転写フィルム２４１との静電吸着力
が下がり分離が容易になる。この場合には、分離の際の
剥離放電の発生が抑えられてトナー画像の飛び散りを防
止することができる。しかし、分離後もトナーＴの用紙
Ｐへの静電吸着力はできるだけ下げないことが望まし
い。すなわち、最適な分離条件とは、分離チャージャの
出力値を、転写フィルム２４１と用紙Ｐの吸着と、用紙
ＰとトナーＴの吸着とのバランスがとれた設定値にする
ことであり、この条件ではトナーの飛び散りが発生せ
ず、高品質の画像が得られる。

【００１７】しかしながら、急激な環境変化があった場
合、複写機が設置されている環境の湿度に即座に対応し
て分離チャージャ２０９の出力値を変化させると不具合
が生じる。上述したように、分離チャージャ２０９の出
力値を湿度によって変える目的はトナー帯電量の変化に
対応させるためであるが、環境湿度が急激に変化した場
合でもトナー帯電量は急激には変化せず、周囲の環境に
徐々になじんでいくので時間的な遅れが生じることにな
る。

【００１８】一例として、空調等により急に湿度が下が
った場合、環境湿度は下がっているが、用紙Ｐやトナー
Ｔの水分量はなお高く、トナーＴの帯電量が低い状態が
しばらく続くことになる。図５に、この状態におけるモ
デル図を示す。トナーＴの帯電量は低い状態であるの
に、分離チャージャ２０９は環境湿度に対応して高出力
に設定されるため、用紙Ｐの除電が過剰に行われて用紙
ＰとトナーＴの静電吸着力が低下し、定着ローラ２１０
ａ，２１０ｂの近傍に発生する空気の流れによってトナ
ーＴの飛び散りが生じてしまう。

【００１９】これに対し、本実施形態の複写機１００で
は、まず、温湿度センサ２５０により環境湿度を測定し
ておく。また、コピースタートボタンが押されると、感
光体ドラム２０６上に形成された静電潜像の電位を表面
電位センサ２１２で測定すると共に、現像器２０８ａ等
で現像された感光体ドラム２０６上のトナー画像の一定
範囲のトナー付着量を光学センサ２１３で測定する。表
面電位センサ２１２及び光学センサ２１３による各測定
値はＣＰＵ４０の第１の検出部４２にそれぞれ出力さ
れ、第１の検出部４２はこれらの値に基づきトナー帯電
量を検出する。

【００２０】上記ＲＯＭ４４には、図６に示すトナー帯
電量と分離チャージャ２０９出力のテーブル、及び図７
に示す絶対水分量と分離チャージャ２０９出力のテーブ
ルが格納されている。これら２つのテーブルを用いて、
上記ＣＰＵ４０は図８に示すフローにしたがって分離チ
ャージャ２０９の出力値Ｖを決定する。すなわち、上記
ＣＰＵ４０は、上記第１の検出部４２により検出された
トナー帯電量ｑに適した分離チャージャ２０９の仮出力
値Ｖｑを図６のテーブルより算出する。また、ＣＰＵ４
０は温湿度センサ２５０で測定された湿度から絶対水分
量ｈを算出し、この絶対水分量ｈに適した分離チャージ
ャ２０９の仮出力値Ｖｈを図７のテーブルより算出す
る。そして、ＣＰＵ４０は、これらの仮出力値Ｖｑ，Ｖ
ｈについて係数ｋ，ｐによりそれぞれ重みをつけて、分
離チャージャ２０９の最終的な出力値Ｖを式 Ｖ＝ｋ・
Ｖｑ＋ｐ・Ｖｈ…で算出して決定する。

【００２１】具体的な数値を例示して説明すると、図９
に示すように、時間ｔのときにコピースタートボタンが
押された場合、そのときのトナー帯電量ｑが２４μＣ／
ｇとすると、図６のテーブルからＶｑは４ｋＶが選択さ
れる。また、時間ｔにおける絶対水分量ｈが７であると
すると、図７のテーブルからＶｈは５ｋＶが選択され
る。ここで、上記係数ｋ，ｐがいずれも０．５とする
と、上記式から分離チャージャ２０９の実際の出力値
は４．５ｋＶとなる。

【００２２】このように、本実施形態の複写機１００に
よれば、温湿度センサ２５０により検出された周囲の環
境状態だけでなく第１の検出部４２により検出されたト
ナー帯電量をも考慮して分離チャージャ２０９の出力が
最適条件となるように制御している。したがって、複写
機が置かれている環境が急激に変化したとしても、転写
ドラム２０２から分離した後の用紙Ｐとその上のトナー
粒子Ｔとの間の静電吸着力が常に適当な強度になるよう
に分離チャージャ２０９の最適な出力値を選択すること
ができ、定着部２１０ａ，２１０ｂにおけるトナーの飛
び散りのない高品位の画像を安定して得ることができ
る。

【００２３】なお、本実施形態の複写機１００では、分
離チャージャの出力として電圧値を制御するようにした
が、これに代えて周波数を制御するようにしてもよい。
また、転写部材はドラム形状のものに限らず、他の形
状、例えばベルト形状のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 デジタルフルカラー複写機の全体構成図。

【図２】 複写機の制御部を示す図。

【図３】 （ａ）は湿度とトナー帯電量の関係、（ｂ）
は湿度と分離チャージャ出力の関係をそれぞれ示すグラ
フ。

【図４】 最適状態での分離モデル図。

【図５】 急激な湿度変化直後の分離モデル図。

【図６】 トナー帯電量と分離チャージャ出力の図表。

【図７】 絶対水分量と分離チャージャ出力の図表。

【図８】 制御部における分離チャージャ出力値決定の
流れを示すフローチャート。

【図９】 分離チャージャ出力値決定の一例を示す図。

【符号の説明】

４０…ＣＰＵ（制御部）、４２…第１の検出部、１００
…複写機（画像形成装置）、２０２…転写ドラム（転写
部材）、２０６…感光体、２０８ａ，２０８ｂ，２０８
ｃ，２０８ｄ…現像器、２０９…分離チャージャ、２５
０…温湿度センサ（第２の検出部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に近接配置され、周囲に巻き付け
   た転写材に感光体上のトナー画像を転写する転写部材
   と、 トナー画像が転写された転写材を除電して転写部材から
   分離しやすくする分離チャージャと、 現像器内のトナー帯電量を検出する第１の検出部と、 周囲の環境状態を検出する第２の検出部と、 上記第１及び第２の検出部によりそれぞれ検出された検
   出値に基づいて上記分離チャージャの出力を制御する制
   御部と、を備えた画像形成装置。