JPH0772689A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0772689A
JPH0772689A JP5217656A JP21765693A JPH0772689A JP H0772689 A JPH0772689 A JP H0772689A JP 5217656 A JP5217656 A JP 5217656A JP 21765693 A JP21765693 A JP 21765693A JP H0772689 A JPH0772689 A JP H0772689A
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paper
transfer
humidity
time
transfer paper
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JP5217656A
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Kiyoharu Nakagama
清張 中釜
Sanji Nemoto
三次 根本
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】給紙系の構造及び制御を複雑化することなく、
転写紙の積載順序に起因する含水率のタイムラグに影響
されず、転写紙の吸湿状態および放湿状態のいずれにお
いても含水率に応じた高圧電源を制御する。 【構成】CPU80は、動作クロックをインクリメントす
る計時カウンタを内蔵し、湿度センサHS1〜HS3からの出
力信号を256階調でデコードした湿度データを書き込む
湿度メモリと、給紙センサPS1〜PS2から給紙信号をイン
クリメントする積載位置手段と、転写紙P1n,P2n,P
3nが吸湿状態にある際の補正データを書き込んだ吸湿テ
ーブルTBL1と転写紙P1n,P2n,P3nが放湿状態にある
際の補正データを書き込んだ放湿テーブルと、転写紙P
1n,P2n,P3nの積載順序に対応づけた含水率を換算す
る補正データをシフト可能に書き込む紙状況ビンと、熱
経時特性による放熱経時特性テーブルを内蔵してあるR
OMに書き込んである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は静電写真方法を採用す
る画像形成装置の給紙系に関連する静電写真プロセスに
用いる高圧電源の制御方法に関し、特に転写紙の含水率
に応じた高圧電源の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静電写真法を採用する画像形成装置は、
像形成体上に静電的に担持したトナー像に転写材を重
ね、転写材の裏から電荷を放電することにより、転写材
上にトナー像を転写する転写プロセスを実行する。斯か
る転写プロセスにおいて、転写紙の含水率が7%以上に
なると像形成体にトナー像が残存する転写抜け現象や転
写紙上をトナーが流れるトナー流れ現象を生じる傾向に
ある。この現象が発生する理由として転写紙の表面抵抗
の変動及びトナー自体の抵抗変動に起因すると考えられ
る。
【0003】斯かる課題を解決するために、転写紙の表
面抵抗と転写紙の含水率との相関関係を利用して転写紙
の含水率を検出し、当該含水率のランクに応じて放電電
流を制御する技術を開示してある(特開昭53-57042号公
報)。かかる技術は転写域付近に搬送ローラ対を設け、
当該搬送ローラ対を転写紙が通過する際に所定電圧を印
加することにより、転写紙を導通する電流から含水率を
測定するものである。又、転写装置と給紙カセットとの
間にローラ対の間に転写紙を介して形成される2つの閉
回路を設け、一方の閉回路で転写紙の表面抵抗を検知
し、他方の閉回路で転写紙の体積抵抗を検知し、この測
定結果に基づいて転写装置からの放電電流を制御する技
術を開示してある(特開昭55-28081号公報)。
【0004】なお、転写紙の表面抵抗と転写紙の含水率
との関係は、転写紙の表面加工の方法によって変動する
ものであるから転写紙の表面加工の方法、つまり転写紙
の種類に関する情報も重要になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述した転写紙の抵抗
値を検出する構成(特開昭53-57042号公報、特開昭55-2
8081号公報等)によれば、画像形成装置を設置した環境
温湿度に影響されることなく、ある程度まで良好に転写
プロセスを実行できるが、給紙カセットから転写装置に
至る給紙系の装置構成は複雑となり、給紙タイミングと
電圧印加のタイミングとを同期するための制御が複雑に
なる。又、転写紙上に残存する電荷により転写不良・分
離不良の原因になる場合があった。
【0006】本願発明者は、給紙系に関連する静電写真
プロセスに用いる高圧電源の制御方法を検討している。
ここで言う高圧電源の制御方法とは転写装置の外に除電
装置を含めて考えている。
【0007】そこで、本発明者は高温高湿の環境条件下
における転写紙の含水率の時間経過による推移、高温高
湿及び低温低湿の環境下における飽和含水率である転写
紙を標準的温度湿度の環境下に放置して転写紙の含水率
の推移を考察してみた。
【0008】図6は高温高湿の環境条件下における転写
紙の含水率の時間経過による推移を示すグラフである。
【0009】本発明者の実験は、包装紙から100枚の転
写紙束を抜き出して給紙カセットに装填し、当該給紙カ
セットを画像形成装置に装填した放置した。画像形成装
置は高温高湿の環境下に設置したものである。そして、
給紙カセット中の転写紙の含水率の時間経過による推移
を測定したものである。転写紙の含水率は包装紙に包ま
れた状態で約6%に保たれている。
【0010】グラフにおいて、縦軸は含水率(%)を示
しており、横軸は給紙カセットを画像形成装置に装填し
てからの時間である。グラフから湿度と転写紙の含水率
との間には転写紙の積載順序によってタイムラグがある
ことが分かる。従って、同一種類の転写紙であっても画
像形成装置を設置した湿度を測定してもそれだけから適
正なプロセス条件を設定できないという課題がある。
【0011】図7は高温高湿及び低温低湿の環境下にお
ける飽和含水率である転写紙を標準的温度湿度の環境下
に放置して転写紙の含水率の推移を示すグラフである。
【0012】本発明者のもう一つの実験は、転写紙を高
温高湿下及び低温低湿下に放置して各温湿度下における
飽和含水率の状態にした後、それぞれを常温常湿の環境
下に放置したものである。これにより、高湿高温下の飽
和含水率を示す転写紙は水分を雰囲気中に放出する放湿
状態にあり、一方、低湿低温下の飽和含水率を示す転写
紙は水分を吸収する吸湿状態にある。これらの状態下に
ある転写紙の含水率の時間経過による推移を測定したも
のである。
【0013】グラフにおいて、縦軸は含水率(%)を示
しており、横軸は給紙カセットを画像形成装置に装填し
てからの時間(分)である。グラフからそれぞれの転写
紙は一定の含水率に収束する。しかしながら、前述した
吸湿状態にある転写紙と放湿状態にある転写紙とでは収
束する含水率は異なることが判明した。従って、同一の
包装紙に梱包してある転写紙であっても吸湿状態にある
転写紙と放湿状態にある転写紙とでは適正なプロセス条
件を一律に設定できないという課題がある。
【0014】一方、給紙系の構成及び制御を複雑にしな
いために湿度から転写紙の含水率を推定するためには包
装紙から取り出されてからの転写紙の放置時間を計測す
る必要がある。画像形成装置の電源をオフしている間に
ついてはCPUのクロックをカウントすることにより計
時できる。一方、転写紙の含水率は、画像形成装置の電
源をオフしている間であっても湿度の影響下にあり、こ
の間における計時も必要となる。しかしながら、プリン
タや小型複写機にあってはコスト的理由から電源オフ時
間を計時する内部タイマを備えがたい事情にある。この
ような事情にもかかわらず、プリンタや小型複写機は電
源をオン・オフする頻度の高いものである。かかる事情
からプリンタや小型複写機への適用に際してはコスト的
理由も含めて装置の電源オフ間における計時の問題を解
決する必要がある。
【0015】本願発明の第1の目的は、上記に鑑み、給
紙系の構造及び制御を複雑化することなく、転写紙の含
水率に応じた高圧電源の制御方法を採用する画像形成装
置を提供することにある。
【0016】本願発明の第2の目的は、プリンタや小型
複写機に好適な転写紙の含水率に応じた高圧電源の制御
方法を採用する画像形成装置を提供することにある。
【0017】本願発明の第3の目的は、転写紙の積載順
序に起因する含水率のタイムラグに影響されない高圧電
源の制御方法を採用する画像形成装置を提供することに
ある。
【0018】本願発明の第4の目的は、上記に鑑み、転
写紙の吸湿状態および放湿状態のいずれにおいても適正
なプロセス条件を得られる高圧電源の制御方法を採用す
る画像形成装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本願発明の第1の目的を
達成するものであり、湿度センサからの出力信号に基づ
いて給紙系と関連するプロセス条件を調整する画像形成
装置であって、定着ローラ表面の温度と当該定着ローラ
の放熱経時特性から電源遮断期間を推定するオフ時間推
定手段と給紙カセットを装填してからの時間を計時する
計時手段と前記給紙カセットを装填してからの合計時間
及び湿度から転写紙の含水率に換算する含水率換算手段
とを制御回路に備え、当該制御回路により高圧電源から
の出力を制御することを特徴とする。
【0020】本願発明の第2の目的を達成するものであ
り、上述した制御回路のほかに電源遮断時点における湿
度データと定着ローラ表面の温度データ及び前記給紙カ
セットを装填してから合計時間を書き込む記憶手段を備
えたことを特徴とする。
【0021】本願発明の第3の目的を達成するものであ
り、前述した手段のほかに前記給紙カセットに装填して
ある転写紙の電源投入時点における積載順序を検知する
積載順序検知手段と、転写紙の積載順序に起因する湿度
と含水率とのタイムラグを補正するタイムラグ補正手段
とを前記制御回路に備えることを特徴とする。
【0022】本願発明の第4の目的を達成するものであ
り、前述した手段のほかに電源投入時点における湿度デ
ータと電源遮断時点における湿度データとから前記転写
紙は吸湿状態と放湿状態の何れであるかを検知する紙状
態検知手段と、転写紙が吸湿状態にあるときの含水率換
算手段と転写紙が放湿状態にあるときの含水率換算手段
とを前記制御回路に備えることを特徴とする。
【0023】
【作用】本願発明に採用するオフ時間計測法に用いる放
熱経時特性について説明する。
【0024】図5は本実施例の画像形成装置の定着ロー
ラにおける放熱経時特性を示すグラフである。
【0025】定着ローラ表面温度の放熱経時特性は、環
境温度に拘わらず機内温度を一定であると仮定し、経時
温度=T、初期温度=190℃、比例定数=K、機内温度
=25℃、時定数=η、オフ時間=τ、未知定数=C と
すると、近似的に、 T(τ)=Kexp(−τ/η)+C (1) と表すことができる。
【0026】ここで、 T(0)=K+C =190℃ T(∞)=C =25℃ であるから、 K=T(0)−T(∞) =190−25 =165 となる。即ち、 T(η)=165exp(−τ/η)+25 (1)′ となる。次に、 τ/η=1 即ち、図5に示す放熱経時特性において、 exp(−τ/η)=0.368 T(τ)=86(℃) の時、 τ=10 としてよい。
【0027】ここで、外気温の影響を考慮すれば、前記
式(1)′は、 T=165exp(−τ/10)+25+α (2) となる。但し、αは該昇温部周辺の空気流や装置本体と
外気の温度差などの影響を示す補正値であり、例えば、 α=(TR−25)(1−exp(−τ/20)) TR:室温 と近似することができる。
【0028】そこで、通常の温度範囲として想定され
る。
【0029】TR=10、20、30℃ なる各室温についてのT(10)、T(20)を計算する
と、各時間推定誤差△Tは、 △T(10)≦±1分 △T(20)≦±2分 となる。
【0030】このため、昇温部の温度からオフ時間を推
定した時の誤差は、最大でも±10%程度と十分小さく、
実用上問題のない精度で時間計測を行えることになる。
【0031】
【実施例】図1は本願発明における画像形成装置の一実
施例の概略構成を示す斜視図である。
【0032】図において、像形成体10は矢示方向に回転
する(−)帯電の塗布型OPCから成るドラム状の感光
体であり(以下、これを感光ドラムと略称する)、感光
ドラム10は、導電基材とその表面を覆う感光層とからな
り、膜厚15〜30μm、誘電率2.0〜5.0であって導電基材
は接地されている。
【0033】感光ドラム10の周縁部には帯電器51、書込
装置からの像光Lの入射する露光部(図示せず)、現像
器30、転写器52、分離器53、クリーニング装置(図示せ
ず)からなるプロセス手段を設け、給紙カセット41〜4
3、第1給紙ローラ21〜23、給紙ガイド24〜26,28,29、
第2給紙ローラ27、前述した転写器52、分離器53、定着
装置60等からなる給紙手段を備えている。本実施例の特
徴的構成は給紙系について各部材を詳細に説明する。
【0034】給紙カセット41〜43は図示するようにその
側壁に湿度センサHS1〜HS3を設けてある。湿度センサHS
1〜HS3は後で詳述する。
【0035】給紙ガイド24,25,26は第1給紙ローラ21,2
2,23から所定距離に給紙センサPS1〜PS3を設け、これら
により転写紙P1n,P2n,P3nの通過を検知して積載順
序を検知するようにしてある。係る積載順序検知方法に
ついては後述べる。
【0036】第2給紙ローラ27は、周知の如く感光ドラ
ム10上に担持したトナー像と転写紙P1n,P2n,P3n
の位置合わせを行うものである。
【0037】転写器52は、周知のように感光ドラム10上
に静電的に担持したトナー像に転写紙P1n,P2n,P3n
を重ね、転写紙の裏側から電荷を放電することにより、
転写紙Pn上にトナーを転写するものであり、均一帯電
を行うためには高圧電源70に接続した放電ワイヤと当該
放電ワイヤから放電状態を制御する制御電極ワイヤを複
数本備えるスコロトロン放電器であることが好ましい
が、これに限定されるものでなく、コロトロン帯電器或
いは帯電ローラ等の転写紙P1n,P2n,P3n上にトナー
像を静電的に転写するものであればよい。
【0038】分離器53は、周知の如く感光ドラム10に静
電的に吸着した転写紙P1n,P2n,P3nから除電するこ
とにより、転写紙P1n,P2n,P3nを分離するものであ
り、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器、帯電ロー
ラ等を用いる。
【0039】定着装置60は、周知の如く熱若しくは熱及
び圧力をトナー像を担持した転写紙P1n,P2n,P3n
加えることにより、トナー像を転写紙P1n,P2n,P3n
上に永久に固定するための装置であり、上ローラ61は電
熱ヒータ(図示せず)を内包した加熱ローラであり、下
ローラ62はアルミニウム等の金属製円筒表面にゴム等の
弾性層を形成して上ローラ61に押圧する押圧ローラとか
らなるものであり、上ローラ61表面には温度センサTSを
設けてある。温度センサTS及び高圧電源70は後で詳述す
る。
【0040】現像器30内には二成分現像剤(以下、単に
現像剤と略称する)を装填してあり、現像剤は撹拌スク
リュウによって撹拌されたのち、マグネットローラ32の
外側にあって回転する現像スリーブ31外周に付着して現
像剤の磁気ブラシを形成し、現像スリーブ31には所定の
バイアス電圧が印加されて、感光ドラム10に対向した現
像領域において反転現像が行われる。
【0041】帯電器51は周知のスコロトロン放電器等に
より潜像形成プロセスに先立ち感光ドラム10を所定電圧
に均一帯電して階調再現性等を調整することによりカブ
リ防止等を行うものである。
【0042】クリーニング装置(図示せず)は、ブレー
ド等を感光ドラム10の表面に接触させることにより、感
光ドラム10の表面に付着したトナー及び粉塵を掻き落と
して次回の画像形成プロセスに待機する。
【0043】次に本実施例の画像形成装置における高圧
電源70の制御回路の構成を図2及び図1を参照しながら
説明する。
【0044】図2は本実施例における画像形成装置の高
圧電源制御回路を示すブロック図である。
【0045】本実施例における高圧電源制御回路は、C
PU80、不揮発RAM81、湿度センサHS1〜HS3、給紙セン
サPS1〜PS3、温度センンサTS及び高圧電源70とからなる
ものである。
【0046】CPU80は、制御回路に相当するものであ
り、前帯電プロセス、像露光プロセス、現像プロセス、
転写・分離プロセス、定着プロセスから排紙までの静電
写真プロセス全体を制御する画像形成プログラムを実行
するものであり、後で詳述する転写・分離プロセスにお
ける制御動作で必要なデータ構造等について説明する。
【0047】CPU80は、動作クロックをインクリメン
トする計時カウンタTKM,TK1〜TK3(いずれも図示せず)
とジャムカウンタTKJ1(図示せず)を内蔵し、湿度セン
サHS1〜HS3からの出力信号を256階調でデコードした湿
度データを書き込む湿度メモリHSM1〜HSM3(図示せず)
と、給紙センサPS1〜PS2から給紙信号をインクリメント
する積載位置検出手段PSM(図示せず)と、転写紙
1n,P2n,P3nが吸湿状態にある際の補正データを書
き込んだ吸湿テーブルTBL1と転写紙P1n,P2n,P3n
放湿状態にある際の補正データを書き込んだ放湿テーブ
ルTBL2と、転写紙P1n,P2n,P3nの積載順序に対応づ
けた含水率を換算する補正データをシフト可能に書き込
む紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSBcnとを内蔵してあるR
OMに設けてあり、更に上述した熱経時特性による放熱
経時特性テーブルTBL3を内蔵してあるROMに書き込ん
である。
【0048】計時カウンタTKM,TK1〜TK3は、いずれもC
PU80の動作クロックをインクリメントすることにより
電源オン時からの時間を計時するものであり、計時カウ
ンタTKMは電源オフによりリセットされ、計時カウンタT
K1〜TK3はそれぞれ給紙カセット41〜43を取り外すこと
によりリセットされ、計時カウンタTK1〜TK3は給紙カセ
ット41〜43の装填により動作を開始する。計時カウンタ
TK1〜TK3は計時手段に相当する。計時カウンタTK1は給
紙カセット41に対応付けられ、計時カウンタTK2は給紙
カセット42に対応付けられ、計時カウンタTK3は給紙カ
セット43に対応付けてある。計時カウンタTKM,TK1〜TK3
の動作説明(図4におけるS11,S12)の詳細は後述す
る。
【0049】湿度メモリHSM1〜HSM3は湿度センサHS1〜H
S3からの出力をリアルタイムで書き込むものであり、こ
こでは電源オフ時点における湿度の値が重要であり、本
実施例では外付けの不揮発性RAM81に書き込むようにし
てある。その詳細は後述する動作説明(図4におけるS
15)において詳述する。
【0050】積載順序検知手段PSM1〜PSM3は給紙カセッ
ト41〜43に装填した転写紙P1n,P2n,P3nの積載順序
を検知するために給紙センサPS1〜PS3を用い、電源オン
時点における最上層からの給紙枚数をカウントするのに
用いる。
【0051】含水率換算手段及びタイムラグ補正手段に
相当する吸湿テーブルTBL1と放湿テーブルTBL2を表1と
表2を用いて説明する。
【0052】上述したように転写紙を高温高湿下及び低
温低湿下に放置して各温湿度下における飽和含水率の状
態にした後、それぞれを常温常湿の環境下に放置すれ
ば、高湿高温下の飽和含水率を示す転写紙は水分を雰囲
気中に放出する放湿状態にあり、一方、低湿低温下の飽
和含水率を示す転写紙は水分を吸収する吸湿状態にあ
る。
【0053】本実施例における紙状態検知手段は、CP
U80上で起動するプログラム(図3に示すS6)により
実現されており、本発明者の実験から湿度74%を境に吸
湿状態或いは放湿状態として扱うことにする。従って、
本実施例においては湿度74%以上から湿度74%以下に変
動した場合に転写紙P1n,P2n,P3nを放湿状態として
扱い表2に示す放湿テーブルにより転写電流を補正する
ことにする。又、湿度74%以下から湿度74%以上に変動
すれば、転写紙P1n,P2n,P3nを吸湿状態として表1
に示す吸湿テーブルにより転写電流を補正することにな
る。なお、転写紙P1n,P2n,P3nの種類が異なれば吸
湿状態と放湿状態を定める湿度が変動することは言うま
でもない。
【0054】
【表1】
【0055】表1において時間は転写紙P1n,P2n,P
3n束から包装紙を開封して給紙カセットに装填した直後
からの経過時間を示してある。積載順序は転写紙P1n
2n,P3n束を開封して給紙カセットに装填した際にお
ける積載順である。この情報はタイムラグ補正手段を構
成するものであり、積載順序によって湿度と転写紙の含
水率との間のタイムラグに更にタイムラグを生じるから
必要になる。テーブル内の値は常温常湿下における転写
電流値−180(μA)から補正値(μA)である。
【0056】
【表2】
【0057】表2において時間及び積載順序は表1の説
明と同様である。テーブル内の値も常温常湿下における
転写電流値−180(μA)から補正値(μA)である。
【0058】紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSBcnは、それ
ぞれ最上層からの積載順序に対応してPSB1〜PSB21まで
の21個の記憶領域を設けてあり、転写紙P1n,P2n,P
3nが放湿状態にあるのか吸湿状態にあるのかで異なる補
正テーブルからの補正値を書き込み、転写紙P1n
2n,P3nを1枚だけ給送する毎に補正データを降順方
向にシフトする。これにより、補正値は前述したように
湿度と転写紙P1n,P2n,P3nの含水率の変動とのタイ
ムラグを補正するものであり、かつ積載順序によるタイ
ムラグ分をも含んでいるから各転写紙P1n,P2n,P3n
の積載順序に起因する湿度と含水率とのタイムラグを確
実に補正することになる。ここでいう降順方向とはPSB
21からPSB1への方向である。なお、転写紙P1n,P2n
3nがジャムしたときにはシフトしない場合もある。
【0059】
【表3】
【0060】表3において時間は転写紙P1n,P2n,P
3n束から包装紙を開封して給紙カセット41,42,43に装填
した直後からの経過時間を示しており、PSBn(n=1〜
21)は紙状況ビンであることは先述してある。表内の値
は補正値(μA)であり、紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSB
cnの記憶領域に当然コードとして書き込まれている。表
3では紙状況ビンはPSBnで代表して表示してある。
【0061】放熱経時特性テーブルTBL3は、オフ時間推
定手段に相当するものであり、放置時間τと温度と一対
一に対応付けしたものであり、上述した放熱経時特性と
放置時間との関係を示す式から算出したものを表4及び
表5に放熱経時特性テーブル1,2として示してある。
表4及び表5には放置時間80分間でしか表示していない
が、上ローラ61がに常温になるまでの時間は3時間であ
るから、3時間まで算出可能である。算出可能な放置時
間τは上ローラ61の熱容量によるものであるから、上ロ
ーラ61の熱容量を大きなものにすれば更に長時間にわた
って算出可能である。このテーブルTBL3によりオフ時間
τを換算することになる。
【0062】なお、本実施例においては放熱経時特性テ
ーブルTBL3を備えたがこれに限定されるものでなく、計
算プログラムをコーディングしても同様の結果が得られ
ることは言うまでもない。
【0063】
【表4】
【0064】
【表5】
【0065】湿度センサHS1〜HS3は、例えば湿度に応じ
た最大1.0Vを出力するものであり、ノイズを除去する
コンデンサC及び入力抵抗Rを介してCPU80の駆動電
圧5Vに近づけるべく約4.9倍に増幅する増幅回路AMPに
接続してある。湿度センサHS1〜HS3は前述したように給
紙カセット41〜43の側壁に設けることにより、給紙カセ
ット41〜43付近の湿度を検出することになる。ここでは
各給紙カセット41〜43に設けてあるが、画像形成装置を
設置してある環境下の湿度を検出すればよいのだから、
複数個の湿度センサを設ける必要はなく、又回路基板上
に設けてもよいことは言うまでもない。
【0066】不揮発RAM81は、記憶手段に相当し、電源
オフした際にも保持したいデータを書き込むものであ
り、電源投入時に行われるイニシャライズ処理において
読み出し動作する。本実施例においては電源オフ時点の
計時カウンタTK1〜TK3のカウント値及び湿度センサHS1
〜HS3からの湿度データが書き込まれる。
【0067】給紙センサPS1〜PS3は、例えば投光部と受
光部を備えることにより転写紙P1n,P2n,P3nの後端
を検出するものであり、ここでは主に積載順序を認識す
るために用いるが、ジャム検出用の給紙センサと兼用し
てもよいことは無論である。
【0068】温度センサTSは、例えば図2に示すサーミ
スタ等から構成され、電熱ヒータを内包する上ローラ61
の表面温度を最大約5Vの出力電圧として検出するもの
であり、これにより上述した放熱経時特性からオフ時間
を計時するために用いるものであるが、温度センサTSは
定着温度を所定値に制御するために用いるものを流用し
てもよいし、独立に設けてもよい。
【0069】排紙センサPS4は定着装置60から排出した
転写紙P1n,P2n,P3nの後端を検知するものである。
【0070】高圧電源70は、トランジスタ70Trのベー
ス電流を制御してトランスTから二次電圧を制御するこ
とにより、転写器52、分離器53及び帯電器51の放電ワイ
ヤに約800Vを印加するものであり、トランジスタ70Tr
のベース電流はCPU80によって出力制御する。係る高
圧電源70の制御方法は後で詳述する。ここでは転写器52
の印加電圧に着目して説明するが、これに限定されるも
のでなく、分離器53の印加電圧を制御するようにしても
よい。
【0071】以下に本実施例における電源制御回路の制
御動作を図3及び図4に基づいて説明する。
【0072】図3は高圧電源制御回路における動作の一
部を示すフローチャートであり、図4は高圧電源制御回
路における動作の他の一部を示すフローチャートであ
る。
【0073】オペレータが画像形成装置の電源を投入す
れば、これによりCPU80は内蔵してあるROM(図示
せず)から画像形成プロセスプログラムをインストール
し、各種データ例えば湿度データ、温度データ、経過時
間データT1,T2,T3等を読み込む等してイニシャラ
イズ処理をする(S1)。これにより、計時カウンタTK
M,TK1〜TK3は動作クロックをインクリメントする(S
2)。その後に、メイルーチンは高圧電源制御プログラ
ムを起動することになる。
【0074】高圧電源制御プログラムはオフ時間算出ル
ーチンと紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSBcn決定ルーチン
とから構成されている。
【0075】高圧電源制御プログラムにおいて、CPU
80は温度センサTSからの出力電圧を読み込んで256階調
でデコードして温度データを得る(S3)。CPU80は
温度データのLSBに基づいて放熱経時テーブルTBL3から
電源オフ時から今回の電源投入時点までのオフ時間τを
得ることができる(S4)。このようにして、バックア
ップ電源を備えたタイマを備えなくてもオフ時間τを推
定できるようになった。従って、プリンタや小形複写機
に適用すれば、電源オフ間の計時を行えることになる。
このステップ3からステップ4までがメイン電源をオフ
しているオフ時間τを得るルーチンである。
【0076】CPU80は湿度センサHS1〜HS3からの出力
電圧を読み込んで256階調にA/D変換によりデコード
した湿度データをそれぞれの湿度メモリHSM1〜HSM3に書
き込む(S5)。CPU80は不揮発RAM81から3つの湿
度データを読み込み、上述したように転写紙P1n
2n,P3nが吸湿状態にあるのか放湿状態にあるのかを
判断する。なお、後述するように不揮発RAM81から読
み込まれる湿度データは前回の電源オフ時点に後処理で
書き込まれたものであり、前湿度データと言うふうに略
称することもある。転写紙P1n,P2n,P3nの状態判断
は具体的には前湿度データ及び湿度データから転写紙P
1n,P2n,P3nの状態を判断する。つまり、湿度74%以
上から湿度74%以下に変動した場合に転写紙Pnを放湿
状態と判断する。又、湿度74%以下から湿度74%以上に
変動すれば、転写紙P1n,P2n,P3nを吸湿状態と判断
することになる。(S6)。このステップ6が紙状態検
知手段に相当する。このようにして、本実施例において
はオフ時間の吸湿状態・放湿状態を考慮した含水率の推
定が行える。なお、本実施例において紙状態検知手段は
ソフトウェアで実現してあるが、これに限定されるもの
でなく、ハードウエアによっても実現できることが言う
までもない。
【0077】従って、転写紙P1n,P2n,P3nが吸湿状
態であると判断されたならば、CPU80は、表1に示す
吸湿テーブルを参照して(S7)紙状況ビンPSBan,PSB
bn,PSBcnの内容を書き込むことになる(S9)。一
方、転写紙P1n,P2n,P3nが放湿状態であると判断さ
れたならば、CPU80は、表2に示す放湿テーブルを参
照して(S8)紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSBcnの内容
を書き込むことになる(S9)。ステップ5からステッ
プ9までが紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSBcn決定ルーチ
ンである。
【0078】給紙カセット41〜43は説明の便宜上、略同
時に画像形成装置に装填されたとする。
【0079】前述のオフ時間算出ルーチン(S3,S
4)でオフ時間τが2分と算出され、後述する後処理で
不揮発RAM81に書き込まれた経過時間データT1,T2
3を加算した時間が5分であったとする。又、補正値
決定ルーチンにより吸湿状態と判断されて表1に示す吸
湿テーブルTBL1によって紙状況ビンPSBan,PSBbn,PSB
cnの内容が決定されて表3に示すように書き込まれたと
してステップ10を説明する。
【0080】操作パネル90(図2参照)より転写紙サイ
ズ、コピー枚数、倍率を指定し、続いてコピー開始指令
をCPU80に送出すると、CPU80の制御により、感光
ドラム10は矢示方向(図1参照)に回転を始める。CP
U80は高圧電源70から所定の出力電圧を帯電器51に印加
し、これにより帯電器51は放電を開始して感光ドラム10
の画像形成領域を一様に帯電する。感光ドラム10上に
は、書込装置からの例えばレーザビームLを照射して画
像形成領域に静電潜像を形成される。現像器30内には二
成分現像剤(以下、単に現像剤と略称する)を装填して
あり、現像剤は撹拌スクリュウ(図示せず)によって撹
拌されたのち、マグネットローラ32の外側にあって回転
する現像スリーブ31外周に付着して現像剤の磁気ブラシ
を形成し、現像スリーブ31には所定のバイアス電圧が印
加されて、感光ドラム10に対向した現像領域において反
転現像が行われる。ここまでが周知の前帯電・像露光・
現像プロセスである。
【0081】CPU80は前述した転写紙サイズ及び倍率
指定から給紙カセット41に装填してある転写紙P1nを選
択する。これにより、紙状況ビンPSBanを用いてステッ
プ10を実行することになる。CPU80は第1給紙ローラ
を駆動して給紙カセット41から最上層にある転写紙P11
を繰り出す。転写紙P11は給紙センサPS1を通過して第
2給紙ローラ27に到達する。これによりジャムタイマTK
J1は動作クロックをインクリメントする。次いで転写紙
11は、感光ドラム10上の前記トナー像と同期して作動
する第2給紙ローラ27によって感光ドラム10上に送出さ
れる。CPU80は紙状況ビンPSBa1の内容“10”に従っ
てトランジスタ70Trのベース電流を制御することによ
り、高圧電源70の出力電圧を降圧する。これによって、
転写器52は標準の転写電流値180(μA)より10(μA)だけ
少ない電荷を放電する。感光ドラム10上のトナー像が転
写紙P11上に転写され、分離器53の作用により感光ドラ
ム10上から分離される。トナー像を転写された転写紙P
11は定着装置60へ送られ、熱定着ローラ及び圧着ローラ
によって挟持され、溶融定着されたのち装置外へ排出さ
れる。この際、転写紙P11は排紙センサPS4を通過す
る。これによりCPU80はジャムタイマTKJ1をリセット
して次ぎの給紙センサPS1からの出力に待機する。又、
CPU80は紙状況ビンPSBanを1シフトして表3におけ
るに示した内容に変更することになる。前述してある
が、仮に転写紙P11がジャムしたならば紙状況ビンPSB
anのシフト動作を行わない。一方、CPU80はブレード
等を備えたクリーニング装置を駆動することにより感光
ドラム10の表面に残存するトナーを掻き落して次回の複
写に待機する。以上が転写電流の制御動作である。
【0082】ここで、転写紙の補給動作と計時手段に相
当する計時カウンタTK1〜TK3のカウント動作との関係を
説明する。
【0083】操作パネル90に設けた液晶ディスプレイに
給紙カセット41は空であるとメッセージを表示してある
とすると、オペレータは給紙カセット41を装置から取り
外して転写紙を補給することになる。本実施例において
給紙カセット41を取り外すと、CPU80はこれを感知し
て計時カウンタTK1を“0”にリセットしてカウント動
作を停止する。転写紙の包装を解いて給紙カセット41に
補給した後に給紙カセット41を装置に装填すれば、CP
U80はこれを感知して計時カウンタTK1をインクリメン
トさせる。このようにしてCPU80は転写紙の開封時点
からの時間を計測し始めるようにしてある。前述した補
給動作のなされない給紙カセット42、43に対応付けられ
た計時カウンタTK2,TK3はインクリメントし続けてい
る。(S11,S12)。ここでは給紙カセット41の補給
動作のみを説明したが他の給紙カセット42,43について
も同様の動作がなされる。
【0084】最後に高圧電源制御プログラムにおける後
処理について説明する。
【0085】CPU80は電源スイッチのオフ動作を感知
したならば、全ての計時カウンタTKM,TK1〜TK3のイン
クリメント動作を停止する。そして、CPU80は計時タ
イマTK1〜TK3のインクリメント値を不揮発RAM81上の所
定の記憶領域に書き込む(S14)。続いて、CPU80は
湿度メモリHSM1〜HSM3の湿度データを不揮発RAM81上の
所定の記憶領域に書き込む(S15)。CPU80は温度セ
ンサTSからの出力電圧を256階調でデコードした温度デ
ータを不揮発RAM81上の所定の記憶領域に書き込む(S1
6)。メインルーチンに戻って制御動作を停止すること
になる。
【0086】上述したようにして本実施例の高圧電源70
の制御方法によれば、湿度を測定するだけで、転写紙P
1nを包装紙から開封してからの時間を算出して転写紙P
1nの含水率を推定することができる。この推定された含
水率と転写紙P1nの表面抵抗の相関関係に従って転写電
流を調整することにより、トナー流れや転写抜け現象を
起こさないようにすることができるので、転写紙性能及
び給紙性能を向上することができる。上述したように給
紙系に新たな構成を付加しないので、転写不良・分離不
良の原因もない。
【0087】又、本実施例の高圧電源70の制御方法によ
れば、転写紙P1n,P2n,P3nの積載順に起因する湿度
と含水率との間のタイムラグを考慮して転写電流を制御
するようにしてあるので、転写紙毎のプロセス条件を改
善することができる。
【0088】更に本実施例に説明した高圧電源70の制御
方法は、電源オフ時間に用いるタイマを必要としないの
で、コスト的理由からオフ時間τを備えがたく、かつ、
電源のオンオフを頻繁に行うプリンタや小形複写機に好
適である。
【0089】
【発明の効果】本願発明によれば湿度センサからの出力
信号に基づいて給紙系と関連するプロセス条件を調整す
る画像形成装置において、定着ローラ表面の温度と当該
定着ローラの放熱経時特性から電源遮断期間を推定する
オフ時間推定手段と給紙カセットを装填してからの時間
を計時する計時手段と前記給紙カセットを装填してから
の合計時間及び湿度から転写紙の含水率に換算する含水
率換算手段とを制御回路に備え、当該制御回路により高
圧電源からの出力を制御することにより、給紙系の構造
及び制御を複雑化することなく、転写紙の含水率に応じ
た高圧電源の制御方法をすることができた。
【0090】本発明によれば、電源遮断時点における湿
度データと定着ローラ表面の温度データ及び前記給紙カ
セットを装填してからの合計時間を書き込む記憶手段を
備えることにより、電源オフ時間を計時する内部タイマ
を備えがたいプリンタや小型複写機にも適用できる。
【0091】本願発明によれば、画像形成装置は前述し
た手段のほかに前記給紙カセットに装填してある転写紙
の電源投入時点における積載順序を検知する積載順序検
知手段と、転写紙の積載順序に起因する湿度と含水率と
のタイムラグを補正するタイムラグ補正手段とを制御回
路に備えることにより、転写紙の積載順に起因する湿度
と含水率との間のタイムラグを考慮して転写電流を制御
するようにしてあるので、転写紙毎のプロセス条件を改
善することができた。
【0092】本願発明によれば画像形成装置は、前述し
た手段のほかに電源投入時点における湿度データと電源
遮断時点における湿度データとから前記転写紙は吸湿状
態と放湿状態の何れであるかを検知する紙状態検知手段
と、転写紙が吸湿状態にあるときの含水率換算手段と転
写紙が放湿状態にあるときの含水率換算手段とを制御回
路に備えることにより、転写紙の吸湿状態および放湿状
態のいずれにおいても適正なプロセス条件を得ることが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明における画像形成装置の一実施例の概
略構成を示す斜視図である。
【図2】本実施例における画像形成装置の高圧電源制御
回路を示すブロック図である。
【図3】高圧電源制御回路における動作の一部を示すフ
ローチャートである。
【図4】高圧電源制御回路における動作の他の一部を示
すフローチャートである。
【図5】本実施例の画像形成措置の定着装置における放
熱経時特性を示すグラフである。
【図6】 転写紙の含水率と湿度とのタイムラグを示す
グラフである。
【図7】 高温高湿及び低温低湿の環境下における飽和
含水率である転写紙を標準的温度湿度の環境下に放置し
て転写紙の含水率の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
10 像形成体 41〜43 給紙カセット 61 上ローラ 62 下ローラ 70 高圧電源 80 CPU 81 不揮発メモリ HS1〜HS3 湿度センサ HSM1〜HSM3 湿度メモリ TKM 計時カウンタ TK1〜TK3 計時カウンタ TBL1 吸湿テーブル TBL2 放湿テーブル TBL3 放熱経時特性テーブル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湿度センサからの出力信号に基づいて給
    紙系と関連するプロセス条件を調整する画像形成装置に
    おいて、定着ローラ表面の温度と当該定着ローラの放熱
    経時特性から電源遮断期間を推定するオフ時間推定手段
    と給紙カセットを装填してからの時間を計時する計時手
    段と前記給紙カセット装填してから合計時間及び湿度か
    ら転写紙の含水率に換算する含水率換算手段とを備える
    制御回路と、当該制御回路により高圧電源からの出力を
    制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 電源遮断時点における湿度データと定着
    ローラ表面の温度データ及び前記給紙カセットを装填し
    てから合計時間を書き込む記憶手段を備えることを特徴
    とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記給紙カセットに装填してある転写紙
    の電源投入時点における積載順序を検知する積載順序検
    知手段と、転写紙の積載順序に起因する湿度と含水率と
    のタイムラグを補正するタイムラグ補正手段とを前記制
    御回路に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の
    いずれかの画像形成装置。
  4. 【請求項4】 電源投入時点における湿度データと電源
    遮断時点における湿度データとから前記転写紙は吸湿状
    態と放湿状態の何れであるかを検知する紙状態検知手段
    と、転写紙が吸湿状態にあるときの含水率換算手段と転
    写紙が放湿状態にあるときの含水率換算手段とを前記制
    御回路に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の
    いずれかの画像形成装置。
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