JP2003057968A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温湿度環境が変化した場合でも最適転写バイ
アスを印加できるようにし、かつファーストプリントア
ウトタイムの短縮化を図れるようにする。 【解決手段】 画像形成動作直前以外の非画像形成時
に、転写高圧電源１１によって転写ローラ２を定電圧制
御するときの出力電圧を変化させて、このときの出力電
流を検知して、その検知結果に応じて転写動作時に転写
高圧電源１１から転写ローラ２に印加する転写バイアス
を予測し、予測した転写バイアスに対して、環境センサ
１５から入力される温湿度環境及びＤＣコントローラ１
０内のＲＡＭ１０ｂから入力される転写ローラ２の抵抗
変化情報に基づいて修正を行い、最適な転写バイアスを
決定することにより、飛び散りやプラスメモリの発生を
防止して良好な画像を得ることができ、かつファースト
プリントアウトタイムの短縮を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】像担持体としての感光ドラム表面に形成
したトナー像を紙等の転写材に転写する工程を含む周知
の電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラムとこれに
圧接する転写ローラ等の転写部材との間の当接部に形成
された転写部位に前記転写材を通過させ、このタイミン
グに合わせて前記転写部材に転写バイアスを印加し、こ
の印加転写バイアスによって形成される電界の作用で感
光ドラム表面のトナー像を転写材に転写させて出力画像
を得ることができる。 【０００３】上記転写部材として用いられる転写ローラ
は、通常ゴム、スポンジ等に導電性粒子を分散させてこ
の抵抗値を適宣に調整したものが用いられているが、製
造時のバラツキ、湿度耐久変動等の影響によって抵抗値
が大きく変化するため、常時安定した転写バイアスを印
加することが困難である。 【０００４】そこで、良好な転写性を常に得るためには
転写部位に通電する電荷量を制御してやるのが理想的で
あり、例えば転写ローラを定電流制御することが考えら
れる。しかしながら、転写部位において転写材の有る部
分と無い部分とで転写ローラの感光ドラムに対する負荷
インピーダンスが異なり、転写材の無い部分で負荷イン
ピーダンスが小さくなる。 【０００５】このため、使用される転写材のサイズの変
化により、転写部位において転写ローラが感光ドラム表
面に当接している幅が変わることで転写材の無い部に多
くの電流が集中的に流入する場合が生じ、転写材の有る
部分で転写不良をきたしてしまう。従って、転写部材と
しての転写ローラを定電圧制御する必要がある。 【０００６】このため、抵抗値の異なる転写ローラから
転写部位に常に同程度の電荷量を通電するため、以下に
述べる方式が既に提案されている。 【０００７】即ち、転写動作以前の非通紙時（転写部位
に転写材が存在しないとき）に、通紙時（転写動作時）
に転写ローラへ流す電流を推定した一定電流を転写ロー
ラに流し、転写時に必要とする転写電圧（発生電圧）を
ハード的に保持し、その後の通紙時に前記転写電圧、も
しくは前記転写電圧に係数倍、定数加算といった補正を
加えた電圧を印加するというバイアス制御方式（以下、
ＡＴＶＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖ
ｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）という）である。 【０００８】また、上記ＡＴＶＣに対して、転写ローラ
に印加する電圧をデジタル的に増減させる手段と、転写
ローラから感光ドラムに流入する電流を検出する手段
と、前記流入する電流が所望の値（ターゲット電流）に
達しているか否かを判断する手段とを用いて、転写ロー
ラから感光ドラムに流入する電流を一定値に収束させ、
前記のＡＴＶＣ方式の定電流回路と同等の制御を可能に
した、ＰＴＶＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｔｒａｎｓ
ｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）方式も提
案されている。 【０００９】このような転写バイアス制御としてのＡＴ
ＶＣやＰＴＶＣを用いることによって、接触転写部材
（転写ローラなど）を有するレーザプリンタ等の画像形
成装置で一定の効果を挙げている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、オン
デマンドプリントと称し、ホストコンピュータからプリ
ントコマンドが送られた後に最初の出力画像が得られる
までの時間（以下、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ
Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）という）の短縮が重要な課題とな
っている。これは、ユーザにとっては、画像形成装置の
性能を評価する指標の一つであり、製品カタログなどに
記載されている重要な設計パラメータでもある。 【００１１】一方、上記ＡＴＶＣやＰＴＶＣは、画像形
成動作開始の直前に実施することにより、もっとも効果
を発揮するものの実際に制御を実行するにあたり要する
時間は、プロセス速度や、感光ドラムなどの潜像担持体
の大きさにもよるが、おおよそ３秒程度の時間を要して
しまう。 【００１２】近年、ＦＰＯＴを低減させるために、定着
装置や制御系の工夫がなされており、各設計者らは創意
工夫を凝らしており、その結果、ＦＰＯＴが３０秒程度
の画像形成装置が提案されている中で、このＡＴＶＣや
ＰＴＶＣに要する時間は、けして無視できるものではな
く、むしろ、更なる改善が要する重要課題である。 【００１３】本発明の解決したい課題は、そのような状
況の中で発生した課題である。以下、課題について説明
する。 【００１４】ＦＰＯＴを低減するため、ＰＴＶＣの起動
タイミングは、電源投入時の感光ドラムの前多回転時、
その後は、画像形成動作終了時に行っている。これは、
画像形成動作開始の直前の前回転時毎にＰＴＶＣを実施
すると、ＦＰＯＴを長くしてしまうからである。 【００１５】通常の使用方法では、上記の起動タイミン
グで、画像に影響を与えるような問題点は発生すること
はなく、ＰＴＶＣとして十分な効果が得られることは確
認されているものの、あらゆる状況下で常に最良の効果
を得るには、不十分であることが分かった。例えば、朝
一番で画像形成装置が冷えた状態で電源を投入し、ＰＴ
ＶＣを実行した場合の転写バイアスの値が、実際に使う
ときに最適な値であるかどうかは保証できない。 【００１６】なぜなら、朝一番で画像形成装置が冷えた
状態と、実際に使うときの周囲の温湿度が同じであると
は言い切れないからである。むしろ、空調などの影響に
より変化している場合が多い。環境が異なってしまえ
ば、転写バイアスの最適値は変化してしまう。 【００１７】これは、接触転写部材としての転写ローラ
の抵抗が温湿度に大きく依存するからである。イオン導
電系の転写ローラは、イオン性キャリアにより電荷が輸
送される。このイオンの運動は、高分子の鎖の振動に依
存することから、温度依存性が大きく、また、イオンが
親水性であることから湿度依存性も大きい。 【００１８】従って、最適な転写バイアスは変化し、そ
の結果、良好な出力画像が得られないといった不具合を
生じてしまう。 【００１９】そこで本発明は、環境によらず最適な転写
バイアスを印加できるようにし、かつＦＰＯＴの短縮化
を図ることができる画像形成装置を提供することを目的
とする。 【００２０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、転写ニップ部を形成する接触転写部材と、
前記転写ニップ部に搬送される転写材の裏面側に接触す
る前記接触転写部材に定電圧制御された転写バイアスを
印加して前記トナー像を前記転写材の表面側に転写させ
る電圧印加手段と、を備えた画像形成装置において、前
記電圧印加手段の前記接触転写部材への転写バイアス印
加を制御する制御手段と、画像形成装置内又は周囲の温
湿度環境を検知する環境検知手段と、通紙耐久による前
記接触転写部材の抵抗変化情報を記憶している記憶手段
と、を有し、前記制御手段は、画像形成動作直前以外の
非画像形成時に、前記電圧印加手段によって前記接触転
写部材を定電圧制御するときの出力電圧を変化させて、
このときの出力電流を検知して、その検知結果に応じて
転写動作時に前記電圧印加手段から前記接触転写部材に
印加する転写バイアスを予測し、前記予測した転写バイ
アスに対して、前記環境検知手段から入力される温湿度
環境情報及び前記記憶手段から入力される前記接触転写
部材の抵抗変化情報に基づいて修正を行い、最適な転写
バイアスを決定することを特徴としている。 【００２１】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。 【００２２】〈実施の形態１〉図１は、本発明の実施の
形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写
真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置）を示す概
略構成図である。 【００２３】この画像形成装置は、矢印方向（時計方
向）に回転する像担持体としての感光ドラム１を備え、
その周囲に帯電ローラ３、現像装置４、転写ローラ２、
クリーニング装置５が設置されている。また、帯電ロー
ラ３と現像装置４間の上方には露光装置（レーザスキャ
ナユニット）６が設置されている。 【００２４】感光ドラム１は、例えばアルミニウム等か
らなる導電性のドラム基体の周面上に感光層（有機光導
体層）が形成されて構成されており、駆動装置（不図
示）によって矢印方向（時計方向）に所定のプロセスス
ピード（周速度）で回転駆動される。 【００２５】帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定
の押圧力で接触し、１次高圧電源８から印加される帯電
バイアスによって、感光ドラム１を負極性の所定電位に
帯電する。 【００２６】現像装置４は、回転自在な現像スリーブ４
ａを備えており、現像スリーブ４ａ上にネガトナー（不
図示）を担持して、現像位置にて感光ドラム１表面に形
成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として
反転現像（可視像化）する。現像スリーブ４ａには、現
像高圧電源９から現像バイアスが印加される。 【００２７】転写ローラ２は、感光ドラム１表面に所定
の押圧力で接触し、転写高圧電源１１から印加される前
記トナーとは逆極性の転写バイアスにより、感光ドラム
１と転写ローラ２間の転写ニップ部Ｎで感光ドラム１表
面のトナー像を転写材Ｐに転写する。転写高圧電源１１
は、感光ドラム１と転写ローラ２との間に一定電圧を印
加可能な定電圧電源である。 【００２８】本実施の形態で用いた転写ローラ２は、直
径８ｍｍのＳＵＳ芯金の表面にイオン導電系の導電性ス
ポンジローラを肉厚６ｍｍで形成して構成されており、
外径２０ｍｍとした。また、転写ローラ２の抵抗値は、
２．９４Ｎの荷重時において、転写ローラ２を接地した
回転可能な金属ローラに圧接させて５０ｍｍ／ｓｅｃの
周速で回転させ、その芯金に１．０ＫＶの電圧を印加し
て測定された電流の関係から抵抗値を測定したところ、
約１０^９Ωであった。 【００２９】露光装置６は、入力される画像情報の時系
列電気デジタル信号が画素信号に応じて変調されたレー
ザ光による走査露光Ｌにより、帯電ローラ２で帯電され
た感光ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成す
る。 【００３０】本画像形成装置は、装置内の温湿度を検知
する環境センサ１５を備えており、装置内の温度と湿度
を検知することが可能である。環境センサ１５で検知し
た温湿度情報は、制御手段としてのＤＣコントローラ１
０内のＣＰＵ１０ａに入力される。また、上記した転写
ローラ２の抵抗値は初期抵抗データとして、記憶手段と
してのＤＣコントローラ１０内のＲＡＭ１０ｂに記憶さ
れる。 【００３１】この記憶手段は不揮発性記憶手段であり、
信号情報を書き換え可能に記憶、保持するものならば特
に制限は受けないが、書き換え可能なＲＯＭ等の電気的
な記憶手段、磁気記憶媒体や磁気バブルメモリ、光磁気
メモリなどの磁気的記憶手段などを用いることができ
る。 【００３２】次に、上記した画像形成装置による画像形
成動作について説明する。 【００３３】画像形成時には、感光ドラム１は駆動装置
（不図示）により矢印方向に所定のプロセススピード
（例えば５０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動され、１次高圧
電源８から帯電バイアスが印加された帯電ローラ３によ
って負極性の所定電位に帯電される。本実施の形態で
は、感光ドラム１上の帯電ローラ３による１次帯電電位
は、暗電位（非露光部電位）ＶＤ＝−６００Ｖ、露光装
置６のレーザ光による露光電位（明電位）ＶＬ＝−１０
０Ｖである。 【００３４】そして、露光装置６から画像信号に対応し
たレーザ光による走査露光Ｌが感光ドラム１上に付与さ
れ、感光ドラム１上の電位は走査露光Ｌされた部分の電
位が低下して、静電潜像が形成される。そして、現像装
置４の現像高圧電源９から現像バイアスが印加された現
像スリーブ４ａによって感光ドラム１上の静電潜像にト
ナーを付着させてトナー像として反転現像（可視像化）
する。 【００３５】そして、所定のタイミングで用紙などの転
写材Ｐがレジストローラ（不図示）によって感光ドラム
１と転写ローラ２との間の転写ニップ部Ｎに転写前ガイ
ド７を介して搬送される。この際、転写ローラ２に転写
高圧電源１１から負極性に帯電しているトナーと逆極性
の転写バイアスが印加され、感光ドラム１から転写材Ｐ
上にトナー像が転写される（本実施の形態における転写
高圧電源１１から転写ローラ２への転写バイアスの印加
制御は後述する）。 【００３６】トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置
（不図示）へ搬送され、定着装置の定着ローラ（不図
示）と加圧ローラ（不図示）間の定着ニップで、未定着
トナー像が転写材Ｐ上に熱定着されて外部に排出され
る。 【００３７】また、トナー像転写後の感光ドラム１表面
は、その表面がクリーニング装置５のクリーニングブレ
ード５ａによって転写残トナーやその他の付着物が除去
されてクリーニングされ、次の画像形成に供される。 【００３８】次に、本実施の形態における転写バイアス
の印加制御について説明する。本実施の形態では、上記
したＰＴＶＣ方式による転写バイアス制御である。 【００３９】図１において、駆動装置（不図示）によっ
て感光ドラム１を駆動し、帯電ローラ３に１次高圧電源
８から１次帯電用バイアスを印加して、感光ドラム１表
面をＶＤ電位に一様に帯電する。そして、感光ドラム１
の帯電部が転写ニップ部Ｎに到達すると、Ｄ／Ａコンバ
ータ１２にＤＣコントローラ１０からの信号（ＨＶＴＩ
Ｎ）が入力され、デジタル的に電圧を増加する動作を始
める。 【００４０】Ｄ／Ａコンバータ１２から順次増加した一
定電圧が、転写高圧電源１１より出力されるのに応じて
転写ローラ２から感光ドラム１に対して流れた電流は、
電流検出回路１４を介してＡ／Ｄコンバータ１３に入力
され、０〜５Ｖの電圧に変換されてデジタル信号（ＨＶ
ＴＯＵＴ）となってＤＣコントロール１０内のＣＰＵ１
０ａに送られ、予め設定されている電流目標値と比較さ
れる。 【００４１】この電流目標値について説明しておく。電
流目標値は、以下の現象を防止するために決定される。 【００４２】感光ドラム１表面と転写ローラ２が直接触
れる場合、例えば、紙などの転写材Ｐが転写ニップ部Ｎ
へ進入する直前などの場合において、高い転写バイアス
（正極性）を印加すると、感光ドラム１表面に正電荷の
ダメージが残存し、次の画像形成時に画像にでてしまう
といった欠陥が生じる。この現象を以下、「プラスメモ
リ」という。 【００４３】また、転写バイアスが低い場合、特に両面
画像形成時の２面目画像において、紙などの転写材Ｐの
裏面への転写電荷付与の不足により、転写材Ｐ上の２面
目画像のトナー像が飛び散ってしまう現象が生じてしま
う。この現象を以下、「飛び散り」という。 【００４４】上記の本実施の形態の画像形成装置におい
て、プラスメモリや飛び散りを防止するために、上記の
電流目標値を検討した結果、３．５μＡに設定すること
により、これらの画像欠陥を防止できることが分かっ
た。従って、本実施の形態における電流目標値を３．５
μＡに設定した。なお、この電流目標値は、電圧変換の
値をソフト上で変更することにより任意の値に設定する
ことが可能である。 【００４５】そして、この電流目標値と、電流検出回路
１４で検出した検出電流をＡ／Ｄコンバータ１３により
変換した値とが一致したときにＰＴＶＣの制御を終了す
るようにしている。このとき、略３．５μＡの電流を流
すことが可能な転写電圧値と、環境センサ１５から得ら
れた環境情報（温湿度情報）も同時にＤＣコントローラ
１０内のＲＡＭ１０ｂに記憶する。 【００４６】以上のＰＴＶＣ制御は、電源投入時におけ
る前多回転時、及び画像形成動作の終了時に行われる。 【００４７】ところで、このようなＰＴＶＣを実施し、
一般ユーザが上記画像形成装置を使用する環境変化（温
度湿度変化）を想定して、画像形成動作を繰り返したと
ころ、周囲の環境変化にともなう転写ローラ２の抵抗変
化により、最適な転写バイアス変化し、画像不良をもた
らすという現象が発生してしまった。この現象につい
て、以下に説明する。 【００４８】ケース１として、日本の夏期における朝一
の環境を想定した。大部分のオフィスでは、夜間には空
調が切れている状況であり、温湿度が非常に高くなる。
そして、朝、社員の出勤時間に合わせて空調が入り、徐
々に温湿度が低下していく。 【００４９】そこで、ケース１の条件として、温度３０
℃、湿度８０％ＲＨの高温高湿環境に１２時間、上記の
画像形成装置を放置し、その後、電源投入して上記のＰ
ＴＶＣを実施し、１時間かけて温度２５℃、湿度６０％
ＲＨの常温常湿環境へ変化させ、その環境で４時間放置
した後に画像形成を行い、出力画像を調査した。 【００５０】一方、ケース２として、日本の冬期におけ
る状況を想定した。夜間、空調がきれて低温低湿環境に
なるのに対し、朝、社員の出勤とともに常温常湿環境へ
と変化していく。 【００５１】そこで、ケース２の条件として、温度１５
℃、湿度２０％ＲＨの低温低湿環境に１２時間、上記の
画像形成装置を放置し、その後、電源投入して上記のＰ
ＴＶＣを実施し、１時間かけて温度２５℃、６０％ＲＨ
の常温常湿環境へ変化させ、その環境で４時間放置した
後に画像形成を行い、出力画像を調査した。 【００５２】その結果、ケース１では飛び散りが発生
し、ケース２ではプラスメモリが発生して画像不良が生
じた。本発明者らは、この画像不良の発生理由について
以下のように考察した。 【００５３】先ず、転写ローラ２の抵抗と環境の関係に
ついて説明する。転写ローラ２の抵抗（ローラ抵抗）
は、空気中の水分量（以下、絶対水分量という）に依存
し、図２に示すような関係となることが、本発明者らの
実験により分かっている。図２から明らかなように、空
気中の水分量が増えると転写ローラ２の抵抗は低下し、
絶対水分量とローラ抵抗の関係は、次式で近似される。 【００５４】 Ｒ＝−０．０７１８Ｗ＋９．４２２５…（式１） ただし、Ｒ：ｌｏｇｒ、ｒ：転写ローラ２のローラ抵抗
値、Ｗ：絶対水分量（ｇ／ｍ^３） また、耐久後には、ｌｏｇｒで０．５桁上昇することも
実験的に求めた。 【００５５】ここでいう絶対水分量は、環境センサ１５
で検知される温度・湿度情報に基づいて、ＤＣコントロ
ーラ１０内のＣＰＵ（不図示）で算出され、温度２５
℃、湿度６０％ＲＨでは絶対水分量は約１０．５ｇ／ｍ
^３に相当し、温度１５℃、湿度２０％ＲＨでは絶対水分
量は約１ｇ／ｍ^３に相当し、温度３０℃、湿度８０％Ｒ
Ｈでは絶対水分量は約１８ｇ／ｍ^３に相当する。 【００５６】一方、転写ローラ２の抵抗に応じて最適な
バイアス（転写バイアス）があり、その関係は、図３に
示すような関係となることが、本発明者らの実験により
分かっている。転写ローラ２の抵抗（ローラ抵抗）と最
適転写バイアスの関係は、次式で近似される。 【００５７】 Ｖ＝０．８３６２Ｒ^２−１２．８４５Ｒ＋５０．１３６…（式２） ただし、Ｖ：最適転写バイアス（ＫＶ）、Ｒ：ｌｏｇ
ｒ、ｒ：転写ローラ２の抵抗（Ω） この最適転写バイアスは、前述したようなプラスメモリ
や飛び散りを防止することができる転写バイアスであ
る。 【００５８】従って、図３に示すような最適転写バイア
スを選択すれば、高いバイアスを選択してしまうことに
より発生するプラスメモリや、低いバイアスを選択して
しまうことにより発生する飛び散りなどの画像不良を防
止できる。 【００５９】上記のケース１では、電源投入時にＰＴＶ
Ｃを実施した場合は、環境は温度３０℃、湿度８０％Ｒ
Ｈであり、転写ローラ２のローラ抵抗は１Ｅ＋８Ω付近
にあり、１．０ＫＶ付近のバイアスを選択する。そし
て、環境が、温度２５℃、湿度６０％ＲＨへ変化して、
調湿が大部分完了すると、転写ローラ２のローラ抵抗は
１Ｅ＋９Ω付近へ上昇し、最適転写バイアスは２．３Ｋ
Ｖ付近の電圧が最適であるにも拘らず、１．０ＫＶのバ
イアスで転写するため、飛び散りが発生してしまった。 【００６０】また、上記のケース２では、電源投入時の
環境は、温度１５℃、湿度２０％ＲＨであり、転写ロー
ラ２のローラ抵抗は３Ｅ＋９Ω付近であり、３．５ＫＶ
付近のバイアスをＰＴＶＣで選択する。そして、環境が
温度２５℃、湿度６０％ＲＨへ変化すると、転写ローラ
２のローラ抵抗は１Ｅ＋９Ω付近へ低下し、最適電圧
は、２．３ＫＶ付近であるにも拘らず、ＰＴＶＣで得ら
れた３．５ＫＶのバイアスで転写するため、プラスメモ
リが発生してしまった。 【００６１】そこで、上記のケース１や２の場合でも飛
び散りやプラスメモリの発生を防止するための、本実施
の形態における最適転写バイアスの印加制御を、図４に
示すフローチャートを参照して説明する。 【００６２】先ず、電源投入後、上述したようなＰＴＶ
Ｃを実施し、ＰＴＶＣによる転写バイアスを予測する
（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１で予測した転
写バイアスデータＶ０と、環境センサ１５から入力され
るそのときの環境（温湿度）データＤ０を、ＤＣコント
ローラ１０内のＲＡＭ１０ｂに格納する（ステップＳ
２）。 【００６３】そして、画像形成開始信号（プリントリク
エスト信号）がＤＣコントローラ１０に入力されると
（ステップＳ３）、このときに環境センサ１５から入力
される環境データとステップＳ２のＰＴＶＣ実行時に記
憶していた環境データＤ０とを比較し、環境変動が発生
しているかどうかを判定する（ステップＳ４）。ステッ
プＳ４の判定で、両者の環境が変化していなければ、ス
テップＳ１のＰＴＶＣで選択した転写バイアスデータを
保持し、この転写バイアス（最適転写バイアス）で画像
形成動作（プリント動作）を開始していく（ステップＳ
７）。 【００６４】そして、ステップＳ４の判定で、両者の環
境が変化していて異なる場合は、以下のようにＤＣコン
トローラ１０は、環境センサ１５から入力される環境情
報、及びＲＡＭ１０ｂから入力される通紙耐久による転
写ローラ２の抵抗変化情報に基づいてバイアスの変更を
行い、最適転写バイアスを算出する（ステップＳ６）。 【００６５】この場合は環境情報が変化しているため、
画像形成開始信号（プリントリクエスト信号）が入力さ
れたときの環境情報から得られる絶対水分量Ｗを上記し
た式（１）に代入して、転写ローラ２のローラ抵抗Ｒを
予測する。 【００６６】また、転写ローラ２のローラ抵抗Ｒは、通
紙枚数の積算とともに比例増加し、最終的には寿命まで
に約０．５桁上昇することが実験的に求められているた
め、積算された通紙枚数（Ａ４横通紙枚数で換算、以
下、耐久情報という）Ｐ１に基づいて、以下の式で転写
ローラ２のローラ抵抗Ｒを補正する。 【００６７】そして、本実施の形態で使用した転写ロー
ラ２の耐久枚数による寿命を５０万枚とし、補正された
転写ローラ２のローラ抵抗をＲ１とすると、 Ｒ１＝Ｒ＋０．５×Ｐ１／５０００００…（式３） で表される。 【００６８】そして、上記の式（２）から転写ローラ２
の補正されたローラ抵抗Ｒ１の場合における最適転写バ
イアスＶ１は、次式で近似される。 【００６９】 Ｖ１＝０．８３６２Ｒ１^２−１２．８４５Ｒ１＋５０．１３６…（式４） ただし、Ｖ１：最適転写バイアス（ＫＶ）、Ｒ１：ｌｏ
ｇｒ、ｒ：転写ローラ２の抵抗（Ω） そして、式（４）で算出された最適転写バイアスＶ１に
変更して、この最適転写バイアスＶ１で画像形成動作
（プリント動作）を開始していく（ステップＳ７）。 【００７０】そして、上記のケース１及びケース２にお
いて、上記した本実施の形態における最適転写バイアス
の印加制御を行い、本発明の効果を評価した。その結
果、ケース１においては、対策投入前に発生していた転
写不足による飛び散り現象は発生せず、ケース２におい
ても対策投入前に発生していたプラスメモリによる画像
不良は発生せず、良好な画像が得られた。 【００７１】このように本実施の形態では、電源投入時
にのみＰＴＶＣを行い、電源投入時と画像形成開始信号
（プリントリクエストタイム信号）が入力されたときの
環境（温湿度）が変化していて、転写ローラ２の抵抗が
変化した場合でも、ＰＴＶＣで得られた転写バイアスを
修正して最適転写バイアスを決定することができるの
で、飛び散りやプラスメモリの発生を防止して良好な画
像を得ることができ、かつ電源投入時にのみＰＴＶＣを
行うだけなので、ＦＰＯＴ（ファーストプリントアウト
タイム）の短縮を図ることができる。 【００７２】〈実施の形態２〉上述したＡＴＶＣやＰＴ
ＶＣによって転写バイアスを制御する場合において、上
下限リミッタなどによって転写バイアスの選択範囲に制
限を設けて使用する方法がある。しかしながら、この方
法では、実施の形態１で述べたケース１やケース２の場
合のように、転写ローラの抵抗値変動が非常に大きく、
選択する最適転写バイアスの範囲が非常に広い場合にお
いては、常に良好な画像を得ることを可能とする観点か
らは有効な手段となりえなかった。 【００７３】そこで、本実施の形態では、例えば一瞬の
接点不良などによってＡＴＶＣやＰＴＶＣで得られた転
写バイアスの値が、本来得られる転写バイアスの値に対
して大きくずれた場合でも、最適転写バイアスを得るこ
とができるようにした。 【００７４】本実施の形態に係る画像形成装置も、図１
に示した実施の形態１の画像形成装置と同様の構成であ
り、本実施の形態では、画像形成装置の構成及び画像形
成動作の説明は省略する。以下、本実施の形態における
最適転写バイアスの印加制御を、図５、図６に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。なお、本実施の形態で
は、例えば一瞬の接点不良などによってＡＴＶＣで得ら
れた転写バイアスの値が、本来得られる転写バイアスの
値に対して非常に高いバイアス値を選択してしまうケー
スを想定した。 【００７５】先ず、電源投入後、上述したようなＰＴＶ
Ｃを実施し、ＰＴＶＣによる転写バイアスＶ０を得ると
ともに、環境センサ１５から入力されるそのときの環境
（温湿度）情報を、ＤＣコントローラ１０内のＲＡＭ１
０ｂに格納する（ステップＳ１０）。なお、上記のＰＴ
ＶＣでは、目標電流として３．５μＡ流したときに得ら
れた転写バイアスＶ０を採用した。 【００７６】そして、環境センサ１５から入力される環
境情報、及びＲＡＭ（不図示）から入力される通紙耐久
情報に基づいて転写ローラ２の抵抗値を予測して、この
予測抵抗値から最適転写バイアスＶ１を算出し、算出し
たこの最適転写バイアスＶ１（ＫＶ）とステップＳ１０
のＰＴＶＣで得られた転写バイアスＶ０（ＫＶ）とを比
較する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１のＶ１とＶ
０の比較において、Ｖ０が、 Ｖ１−α≦Ｖ０≦Ｖ１＋α の範囲内にあれば、ステップＳ１０のＰＴＶＣで得られ
たＶ０を選択し（ステップＳ１２）、範囲外であれば予
測値であるＶ１に置き換える（ステップＳ１３）。な
お、本実施の形態では、α（ＫＶ）は０．２という値を
用いた。そして、ステップＳ１２又はステップＳ１３で
得られたＶ１又はＶ０が、決定された転写バイアスの値
である（ステップＳ１４）。 【００７７】そして、画像形成開始信号（プリントリク
エスト信号）がＤＣコントローラ１０に入力されると
（ステップＳ１５）、このときに環境センサ１５から入
力される環境情報とステップＳ１０のＰＴＶＣ実行時に
記憶していた環境情報とを比較し、環境変動が発生して
いるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。ステップ
Ｓ１６の判定で、両者の環境が変化していなければ、ス
テップＳ１４で決定した転写バイアスデータを保持し
（ステップＳ１７）、この転写バイアスで画像形成動作
（プリント動作）を開始していく（ステップＳ１９）。 【００７８】そして、ステップＳ１６の判定で、両者の
環境が変化していて異なる場合は、ＤＣコントローラ１
０は環境センサ１５から入力される環境情報、及びＲＡ
Ｍ１０ｂから入力される通紙耐久による転写ローラ２の
抵抗変化情報に基づいてバイアスの変更を行い、最適転
写バイアスを予測する（ステップＳ１８）。ステップＳ
１８で予測される最適転写バイアスの算出は、実施の形
態１で述べた通りである。 【００７９】そして、一時的に発生させた接点不良によ
ってＡＴＶＣで得られた転写バイアスの値が、本来得ら
れる転写バイアスの値に対して非常に高いバイアス値を
選択した場合において、上記した本実施の形態における
最適転写バイアスの印加制御を行い、本実施の形態の効
果を評価した。その結果、対策投入前に発生していた飛
び散りやプラスメモリによる画像不良は発生せず、良好
な画像が得られた。 【００８０】このように本実施の形態では、実施の形態
１で得られる効果以外に、例えば一瞬の接点不良などに
よってＡＴＶＣで得られた転写バイアスの値が、本来得
られる転写バイアスの値に対して非常に高いバイアス値
を選択してしまうケースが発生した場合でも、最適転写
バイアスを決定することができるので、飛び散りやプラ
スメモリの発生を防止して良好な画像を得ることができ
る。 【００８１】なお、上述した各実施の形態では、１つの
感光ドラムで構成されるモノクロ用の画像形成装置の場
合であったが、複数の感光ドラムを有するカラー画像形
成装置や中間転写体を用いた画像形成装置などにおける
転写部位での転写バイアスの印加制御においても、同様
に本発明を適用することができる。 【００８２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成動作直前以外の非画像形成時に、電圧印加手段
によって接触転写部材を定電圧制御するときの出力電圧
を変化させて、このときの出力電流を検知して、その検
知結果に応じて転写動作時に電圧印加手段から接触転写
部材に印加する転写バイアスを予測し、予測した転写バ
イアスに対して、環境検知手段から入力される温湿度環
境情報及び記憶手段から入力される接触転写部材の抵抗
変化情報に基づいて修正を行い、最適な転写バイアスを
決定することにより、環境（温湿度）の変化により接触
転写部材の抵抗が変化した場合でも、画像形成動作直前
以外の非画像形成時に予測した転写バイアスを修正して
最適な転写バイアスを決定することができるので、飛び
散りやプラスメモリの発生を防止して良好な画像を得る
ことができ、かつ画像形成動作直前以外の非画像形成時
にのみ転写バイアスを予測するだけなので、ファースト
プリントアウトタイムの短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示
す概略構成図。 【図２】絶対水分量と転写ローラの抵抗との関係を示す
図。 【図３】転写ローラの抵抗と最適転写バイアスとの関係
を示す図。 【図４】本発明の実施の形態１における最適転写バイア
スの選択制御を示すフローチャート。 【図５】本発明の実施の形態２における最適転写バイア
スの選択制御を示すフローチャート。 【図６】本発明の実施の形態２における最適転写バイア
スの選択制御を示すフローチャート。 【符号の説明】 １ 感光ドラム（像担持体） ２ 転写ローラ（接触転写部材） ３ 帯電ローラ ４ 現像装置 ５ クリーニング装置 ６ 露光装置 ８ １次高圧電源 ９ 現像高圧電源 １０ ＤＣコントローラ １０ａ ＣＰＵ（制御手段） １０ｂ ＲＡＭ（記憶手段） １１ 転写高圧電源（電圧印加手段） １２ Ｄ／Ａコンバータ １３ Ａ／Ｄコンバータ １４ 電流検出回路 １５ 環境センサ（環境検知手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 健一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA11 DA14 DA45 DE07 DE09 EA03 EC06 EC08 EC10 ED24 EE08 EF01 EF15 2H200 FA01 FA18 GA23 GA34 GA44 GA56 GA59 GB12 GB25 HA03 HB12 HB22 HB48 JA02 JA26 JA28 JA29 JA30 JB10 MB06 NA02 PA05 PA06 PA10 PA19 PA24 PA29 PB02 PB05 PB08 PB27 PB28

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 トナー像が形成される像担持体と、前記
   像担持体に当接して転写ニップ部を形成する接触転写部
   材と、前記転写ニップ部に搬送される転写材の裏面側に
   接触する前記接触転写部材に定電圧制御された転写バイ
   アスを印加して前記トナー像を前記転写材の表面側に転
   写させる電圧印加手段と、を備えた画像形成装置におい
   て、 前記電圧印加手段の前記接触転写部材への転写バイアス
   印加を制御する制御手段と、 画像形成装置内又は周囲の温湿度環境を検知する環境検
   知手段と、 通紙耐久による前記接触転写部材の抵抗変化情報を記憶
   している記憶手段と、を有し、 前記制御手段は、画像形成動作直前以外の非画像形成時
   に、前記電圧印加手段によって前記接触転写部材を定電
   圧制御するときの出力電圧を変化させて、このときの出
   力電流を検知して、その検知結果に応じて転写動作時に
   前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加する転写
   バイアスを予測し、前記予測した転写バイアスに対し
   て、前記環境検知手段から入力される温湿度環境情報及
   び前記記憶手段から入力される前記接触転写部材の抵抗
   変化情報に基づいて修正を行い、最適な転写バイアスを
   決定する、 ことを特徴とする画像形成装置。