JP2007298561A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次転写ローラの像担持体への圧接状態及び離間状態を簡単な構造で確実に検出可能とした画像形成装置を得る。
【解決手段】２次転写ローラ１６を中間転写ベルト１１に対して接離させるソレノイド１７などの接離機構、２次転写ローラ１６にバイアス電圧を印加する高圧電源、２次転写ローラ１６の電圧値を検出する検出手段を備えたカラープリンタ。２次転写ローラ１６へ微弱な電流を供給し、そのときの電圧値が圧接状態でも離間状態でもないことを示している場合、結露状態での接離判定用の電流に切り換えて２次転写ローラ１６に供給し、該ローラ１６の接離状態を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置、特に、電子写真法によって記録媒体上にトナー像を形成するようにした複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、電子写真法によるカラー画像形成装置においては、感光体上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナー画像を中間転写体上に１次転写して合成し、この合成トナー像を記録媒体上に２次転写している。この２次転写のための２次転写ローラは中間転写体に対して圧接／離間可能に配置され、圧接状態にあるか離間状態にあるかは接触型のセンサによって検出していた。

一方、コスト的には前記接触型のセンサを省略することが好ましく、その場合には、２次転写ローラにバイアス電圧を印加するための電源から微弱な電流を２次転写ローラに供給し、圧接状態時と離間状態時との電圧差に基づいて圧接／離間を検出することが考えられる。

しかしながら、２次転写ローラに微弱な電流を加えたときの電圧差で圧接状態と離間状態とを検出する方法では、画像形成装置内に結露が発生した場合、２次転写ローラに供給した電流が結露によって漏電してしまい、圧接状態と離間状態での電圧差をほとんど検出できず、圧接状態か離間状態かを判定することができない。

なお、画像形成装置内での結露を検出する方法としては、例えば、特許文献１，２に記載がある。特許文献１では、電気抵抗の温度依存性が高い中間転写ベルトの電圧又は電流に基づいて結露状態を判断している。また、特許文献２では、帯電ローラに印加しているバイアス値が減少するか、又は、ＳＯＳ信号（垂直同期信号）がエラーになるかで、結露状態を判断している。
特開平９−３１１５６０号公報 特開平９−３２５５３８号公報

そこで、本発明の目的は、２次転写ローラの像担持体への圧接状態及び離間状態を簡単な構造で確実に検出可能とした画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記目的を達成するとともに、結露状態をも判別でき、結露状態であっても２次転写ローラの像担持体への圧接状態及び離間状態を検出可能とした画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明は、電子写真法によって記録媒体上にトナー像を形成する画像形成装置において、
像担持体上に１次転写されたトナー像を記録媒体上に２次転写するための２次転写ローラと、
前記２次転写ローラを前記像担持体に対して圧接状態から離間状態へ及び離間状態から圧接状態へ移動させるための接離手段と、
前記２次転写ローラにバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧印加手段と、
前記２次転写ローラに印加される電圧値を検出する検出手段と、
前記バイアス電圧印加手段によって前記２次転写ローラに微弱な電流を供給し、該微弱電流供給時の２次転写ローラの電圧値に基づいて２次転写ローラが圧接状態にあるか離間状態にあるかを判定し、かつ、微弱電流供給時の電圧値が圧接状態と予測される場合と離間状態と予測される場合のいずれの所定値でもない場合は、バイアス電圧印加手段から２次転写ローラに供給する電流値を変更する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置においては、既設のバイアス電圧印加手段によって２次転写ローラに微弱な電流を供給して２次転写ローラの圧接・離間状態を判定する。従って、圧接・離間検出用の接触型のセンサが不要である。そして、圧接・離間の判定が不可の場合はバイアス電圧印加手段から２次転写ローラへ供給する電流値を変更するようにしているので、結露状態においても確実に圧接・離間状態を判定することが可能になる。

そして、前記制御手段は、バイアス電圧印加手段から２次転写ローラに供給する電流値を変更したとき、２次転写ローラの電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異があれば結露状態であると判定し、かつ、電圧値が大きい場合を離間状態と判定する。このように、結露状態にあるとき、２次転写ローラを離間状態にすることが好ましい。また、結露状態にあるとき、画像形成装置内のヒータを点灯するとともにファンを駆動することが好ましく、これにて結露状態を速やかに解消することができる。

また、前記制御手段は、バイアス電圧印加手段から２次転写ローラに供給する電流値を変更したとき、２次転写ローラの電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異がなければ、２次転写ローラの接離手段が不良であると判定する。このように、接離手段が不良であるとき、その旨をユーザに警告することが好ましい。

また、前記制御手段は、バイアス電圧印加手段から２次転写ローラに供給する電流値を変更するに際して、より高い電流値に変更する。このような電流値の変更は、一定の電流値ずつ所定回数上昇させることが好ましい。電流値の余計な上昇を防止できるからである。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真方式によるカラープリンタ１０を示す。このカラープリンタ１０は、いわゆるタンデム式で４色の画像を合成するように構成したもので、感光体ドラム２１、帯電装置２２、画像露光装置２３、現像装置２４、残留トナーや残留電荷のクリーニング装置２５などを含むＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）の画像を形成する作像カートリッジ２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが中間転写ベルト１１の直下に並置されている。

画像データは図示しない画像読取り装置（スキャナ）あるいはコンピュータなどからＣＰＵを中心に構成されているコントローラ４０の画像メモリに送信される。コントローラ４０は前記各種作像装置を駆動し、送信された画像データに基づいて各感光体ドラム２１上に静電潜像を形成し、該潜像を現像することでトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２及び支持ローラ１３に無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１２を設置した部分の中間転写ベルト１１に対向する部分（２次転写部１５）に２次転写ローラ１６が接離可能に配置されている。

カラープリンタ１０の下段には、積載されている用紙（記録媒体）を１枚ずつ給紙する自動給紙部３０が設置されている。２次転写部１５の直上にはトナーの定着装置５０が設置されている。定着装置５０は、ヒータ５１を内蔵した加熱ローラ５２と圧接ローラ５３とで構成されている。また、プリンタ１０内にはファン５５，５６が設置されており、以下に説明するようにプリンタ１０内に結露が発生したときは、ヒータ５１を点灯させるとともにファン５５，５６を駆動し、結露を速やかに解消させる。

各感光体ドラム２１上に形成されたトナー画像は矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１上に１次転写ローラ２６から付与される電界にて順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ自動給紙部３０から上方に給紙され、搬送ローラから２次転写部１５に搬送され、転写ローラ１６から付与される電界にて中間転写ベルト１１から合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着装置５０に搬送されてトナーの加熱定着が施され、排紙ローラ３８からトレイ３９上に排出される。

また、両面プリントが可能なように通紙経路３５が設置されており、片面にプリントされた用紙は排紙ローラ３８でスイッチバックされ、通紙経路３５に配置された搬送ローラ３６，３７、さらに、搬送ローラ３１にて再度２次転写部１５に搬送され、他面にトナー画像が２次転写される。

前記２次転写ローラ１６は、中間転写ベルト１１に対して圧接及び離間（離間状態は図１中点線で示す）可能であり、定着装置５０の加熱ローラ５２を回転駆動するモータ５４に連結され、かつ、中間転写ベルト１１に圧接しているときにソレノイド１７を所定時間オンすることで中間転写ベルト１１から離間し、離間状態にあるときにソレノイド１７を所定時間オンすることで圧接状態に移行する。図２に示すように、ソレノイド１７は制御ユニット４１を介してコントローラ４０に接続され、コントローラ４０は定着モータ５４を制御するとともに制御ユニット４１を介してソレノイド１７をオン／オフ制御する。

また、図２に示すように、２次転写ローラ１６は電圧検出部４２を介して高圧電源４３に接続され、高圧電源４３はコントローラ４０によって制御され、電圧検出部４２の検出信号はコントローラ４０に入力される。コントローラ４０はプリンタ１０を全体的に制御するものであるが、本発明との関連では、以下の制御を行う。

（制御の基本）
即ち、プリンタ１０の電源を投入したときやメンテナンスのために図示しないカバーを開閉したとき、２次転写ローラ１６が圧接状態にあるか離間状態にあるか不明である。そこで、高圧電源４３から２次転写ローラ１６に微弱な電流を供給し、電圧検出部４２で検出された電圧値に基づいて２次転写ローラ１６が圧接状態にあるか離間状態にあるかを判定する。

そして、微弱電流供給時の電圧値が圧接状態と予測される場合と離間状態と予測される場合のいずれの所定値でもない場合は、高圧電源４３から２次転写ローラ１６に供給する電流値を上昇させる。２次転写ローラ１６に供給する電流値を上昇させたとき、２次転写ローラ１６の電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異があれば結露状態であると判定し、かつ、電圧値が大きい場合を離間状態と判定する。２次転写ローラ１６に供給する電流値を上昇させたとき、２次転写ローラ１６の電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異がなければ、２次転写ローラ１６を接離させる接離機構（ソレノイド１７及び／又はモータ５４）が不良であると判定し、その旨を図示しない表示パネルに表示したり、音声でユーザに警告する。

具体的には、高圧電源４３の出力を微弱な定電流Ｉ１（１０μＡ）に設定し、まず、２次転写ローラ１６が圧接状態か離間状態のいずれかにあると予想される状態で、一定時間電圧検出部４２で電圧Ｖ１を検出する。次に、ソレノイド１７を所定時間オンさせて２次転写ローラ１６を前記とは逆の状態に設定し、一定時間電圧検出部４２で電圧Ｖ２を検出する。検出した電圧Ｖ１が、２次転写ローラ１６の接離状態を判断するための基準値Ｃ１（４ｋＶ）に対して、Ｖ１≧Ｃ１でＶ２＜Ｃ１であれば、電圧Ｖ１（４．５ｋＶ）に検出されたときが離間状態、電圧Ｖ２（３ｋＶ）に検出されたときが圧接状態であると判定する。また、Ｖ１＜Ｃ１でＶ２≧Ｃ１であれば、電圧Ｖ１（３ｋＶ）に検出されたときが圧接状態、電圧Ｖ２（４．５ｋＶ）に検出されたときが離間状態であると判定する。このように、２次転写ローラ１６の接離状態を判定した後、２次転写ローラ１６を離間状態に設定し、プリント処理に対して待機させる。

（制御例１、図３参照）
ここで、制御例１について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１で検出電圧Ｖ１，Ｖ２を基準値Ｃ１と比較する。前述のごとく、Ｖ１≧Ｃ１でＶ２＜Ｃ１であったり、Ｖ１＜Ｃ１でＶ２≧Ｃ１であれば（ステップＳ１でＮＯ）、２次転写ローラ１６の接離状態は明確であり、直ちにこの制御を終了する。

一方、Ｖ１＜Ｃ１かつＶ２＜Ｃ１であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、電圧Ｖ１，Ｖ２の差がほとんどないため、２次転写ローラ１６の接離状態を判定できない。この場合は、高圧電源４３の出力を定電流Ｉ２（１００μＡ）に切り換える（ステップＳ２）。そして、２次転写ローラ１６が圧接状態か離間状態のいずれかにあると予想される状態で電圧Ｖ３を検出するとともに、ソレノイド１７を所定時間オンさせて２次転写ローラ１６をこれとは逆の状態に設定し、電圧Ｖ４を検出する。検出した電圧Ｖ３，Ｖ４を比較し（ステップＳ３）、Ｖ４がＶ３に対して大差で大きければ、又は、Ｖ３がＶ４に対して大差で大きければ（ステップＳ３でＹＥＳ）、電圧値の大きい場合を離間状態と判定する（ステップＳ４）。

例えば、Ｖ３が２ｋＶでＶ４が２．１ｋＶであれば、電圧Ｖ３（２ｋＶ）に検出されたときを圧接状態、電圧Ｖ４（２．１ｋＶ）に検出されたときを離間状態であると判定する。また、Ｖ３が２．１ｋＶでＶ４が２ｋＶであれば、電圧Ｖ３（２．１ｋＶ）に検出されたときを離間状態、電圧Ｖ４（２ｋＶ）に検出されたときを圧接状態であると判定する。

そして、コントローラ４０はプリンタ１０内が結露状態にあると判定し（ステップＳ５）、結露を解消するために、ヒータ５１に通電するとともにファン５５，５６を全速で駆動する（ステップＳ６）。最後に、２次転写ローラ１６を離間状態に設定し（ステップＳ７）、プリント処理に対して待機させる。

一方、検出電圧Ｖ３，Ｖ４に差がなければ（ステップＳ３でＮＯ）、いずれの電圧値であっても２次転写ローラ１６が圧接状態にあるのか離間状態にあるのかを判定することはできず、接離機構が不良であると判定する（ステップＳ８）。そして、接離機構が不良であることを図示しない表示パネルに表示する（ステップＳ９）。

（制御例２、図４参照）
次に、制御例２について、図４のフローチャートを参照して説明する。この制御例２は前記制御例１と基本的には同様であり、異なっている点は、定電流Ｉ２を切り換える方法である。即ち、定電流Ｉ１（１０μＡ）を初期値とし、電流Ｉ３（１０μＡ）を所定回数上昇させる（ステップＳ２’，Ｓ３ａ）。なお、他の処理は図３に同じステップ番号を付した処理と同様であり、重複する説明は省略する。

本制御例２では、電流値を１０μＡずつ所定回数上昇させて電圧Ｖ３，Ｖ４を検出するようにしたため、電流値の余計な上昇を防止することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、プリンタにおける画像形成部分や用紙搬送機構などの構成は任意である。また、前記実施例で示した具体的な電流値や電圧値は一例であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタを示す概略構成図である。 前記カラープリンタの制御部の概略を示すブロック図である。 制御例１を示すフローチャート図である。 制御例２を示すフローチャート図である。

符号の説明

１０…プリンタ
１１…中間転写ベルト
１６…２次転写ローラ
１７…ソレノイド（接離手段）
４０…コントローラ
４２…電圧検出部
４３…高圧電源
５１…ヒータ
５５，５６…ファン

Claims (8)

1. 電子写真法によって記録媒体上にトナー像を形成する画像形成装置において、
   像担持体上に１次転写されたトナー像を記録媒体上に２次転写するための２次転写ローラと、
   前記２次転写ローラを前記像担持体に対して圧接状態から離間状態へ及び離間状態から圧接状態へ移動させるための接離手段と、
   前記２次転写ローラにバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧印加手段と、
   前記２次転写ローラに印加される電圧値を検出する検出手段と、
   前記バイアス電圧印加手段によって前記２次転写ローラに微弱な電流を供給し、該微弱電流供給時の２次転写ローラの電圧値に基づいて２次転写ローラが圧接状態にあるか離間状態にあるかを判定し、かつ、微弱電流供給時の電圧値が圧接状態と予測される場合と離間状態と予測される場合のいずれの所定値でもない場合は、バイアス電圧印加手段から２次転写ローラに供給する電流値を変更する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記バイアス電圧印加手段から前記２次転写ローラに供給する電流値を変更したとき、２次転写ローラの電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異があれば結露状態であると判定し、かつ、電圧値が大きい場合を離間状態と判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、結露状態であると判定したとき、前記２次転写ローラを離間状態にすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、結露状態であると判定したとき、画像形成装置内のヒータを点灯するとともにファンを駆動することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記バイアス電圧印加手段から前記２次転写ローラに供給する電流値を変更したとき、２次転写ローラの電圧値が圧接状態時と離間状態時とで差異がなければ、前記接離手段が不良であると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記接離手段が不良であると判定したとき、その旨をユーザに警告することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記バイアス電圧印加手段から前記２次転写ローラに供給する電流値をより高い電流値に変更することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、一定の電流値ずつ所定回数上昇させることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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