JP4631557B2 - 画像形成装置とその転写部材の作用位置設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタや複写機などの画像形成装置に係り、特に、フルカラーモードと減色モードとを切り換え可能なフルカラーの画像形成装置に関する。

近時、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置として、カラー画像を高速且つ高画質に形成することのできるフルカラーのタンデム機が普及している。
タンデム機は、例えば、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニットが並列に配置され、これら画像形成ユニットの感光体ドラムに、中間転写体である中間転写ベルトが順次接触する経路で周回するように構成されている。そして、周回する中間転写ベルト上に、各画像形成ユニットによってイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を順次形成して一旦、多重に一次転写した後、この中間転写ベルトから転写紙上に一括して二次転写し、さらにこの転写紙上のトナー像を定着することによって、フルカラーの画像（ハードコピー）を形成する。

ところで、フルカラーの画像を形成可能な画像形成装置では、一般に、全ての色の画像形成ユニットを機能させるフルカラーモードと、一つの（通常黒の）画像形成ユニットのみを機能させる単色（モノクロ）モードとを選択し得るようになっている。さらに、最近では多数の画像形成ユニットのうちの特定の複数の画像形成ユニットのみを機能させる減色モードを備えるものも提案されている。
このようなカラーモードと、単色モードまたは減色モード（以下両者を含めて減色モードと称する）とを切り換え可能なタンデム機では、減色モードの画像形成時に機能させない画像形成ユニットの感光体ドラムに中間転写ベルトが接触し続けると、その感光体ドラム表面の感光体が磨耗したり、現像剤が消耗するといった不具合を生ずる虞がある。そこで、減色モード時には、機能させない画像形成ユニットの感光体ドラムから中間転写ベルトを離間させる構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照）

図８は、特許文献１に開示の画像形成装置の概念図を示す。この画像形成装置は、各色の画像形成ユニット１０′（１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′、１０Ｋ′）が並列に配設され、減色モード（この例は黒の単色モード）時に用いられる画像形成ユニット（黒色の画像形成ユニット１０Ｋ′）を一方の端に位置させている。そして、中間転写ベルト２０′はこれら画像形成ユニット１０′を廻る経路で配設されている。また、画像形成ユニット１０′の感光体ドラム１１′と中間転写ベルト２０′を挟んで対峙する位置にはそれぞれ転写ロール３０′が配置されている。さらに、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ′とシアンの画像形成ユニット１０Ｃ′との間の中間転写ベルト２０′の裏面側にはリトラクトロール７２′が配設されている。

中間転写ベルト２０′は、カラーモード時の経路（カラーポジションＣＰ）と、単色モード時の経路（モノクロポジションＫＰ）とに、その周回経路を変位させることができるようになっている。カラーポジションＣＰは、中間転写ベルト２０′が、図中実線で示すように全ての画像形成ユニット１０′の感光体ドラム１１′に接触する。一方、モノクロポジションＫＰは、中間転写ベルト２０′が、図中二点鎖線で示すように黒色を除く他の色の画像形成ユニット１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′の感光体ドラム１１′から離間する。カラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰとの変更は、リトラクトロール７２′の上下移動と、黒色の画像形成ユニット１０Ｋ′を除く他の色の画像形成ユニット１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′と対応する転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′の上下移動とによって行われる。

すなわち、リトラクトロール７２′は、カラーポジションＣＰ時には中間転写ベルト２０′の上側の経路を感光体ドラム１１′側に押し上げる作用位置とされ、モノクロポジションＫＰ時には下側に離間した退避位置とされる。また、転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′は、カラーポジションＣＰ時には中間転写ベルト２０′を感光体ドラム１１′に押圧する作用位置とされ、モノクロポジションＫＰ時には感光体ドラム１１′からの離間する退避位置（図中二点鎖線で示す）とされる。これらリトラクトロール７２′と転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′とは、図８には示さない移動機構によって同期して移動操作される。

特開２００３−３３７４５４号公報

ところで、上記従来構成のごとく、カラーモード時と減色モード時とで中間転写ベルトのポジションが切り換えられるカラータンデム機では、カラーモードと減色モードとを切り換える際には、その制御部がカラーポジションと減色ポジションとを把握し、リトラクトロールと転写ロールの移動機構を制御する。このため、センサや被検知部材等からなる検知機構を備え、制御部はこの検知機構によるカラーポジションと減色ポジションとの検知情報（以下ポジション制御情報と称する）に基づいて、転写ロールとリトラクトロールの移動機構を制御（オープンループ制御）するようになっている。

図９は、移動機構と検知機構の一例を示した図である。この例では、駆動源である切換モータ６１′と連係機構６３′とが、カム等の回転連動部材６２′を介して連繋されて、回転連動部材６２′の半回転でカラーポジションと減色ポジションとを切り換えるように構成されている。検知機構は、回転連動部材６２′に固定された被検知部材６６を、センサ６７で検知するようになっている。被検知部材６６は、カラーポジションと減色ポジションとで、それぞれセンサ６７による検知と非検知とが切り換る形状となっている。つまり、被検知部材６６は、カラーポジションから減色ポジションに至る間はセンサ６７によって検知され続け、減色ポジションからカラーポジションに至る間は検知されない形状である。例えば、回転連動部材６２′の半回転でカラーポジションと減色ポジションとが切り換るものでは、半円形となる。

このような検知機構によれば、移動機構によるポジション切換動作中にカラーポジションまたは減色ポジションに至った時点でそれぞれセンサ６７からの検知信号を切り換えることができる。制御部は、この信号変化をポジション制御情報として、ポジション変更の都度、ポジション制御情報を得て移動機構の駆動を停止させることが可能となる。
しかしながら、上記のような構成とする場合、ポジション制御情報を得るために、被検知部材やセンサ等からなる検知機構が必要となる。このため、構造が複雑化し、部品点数が増加すると共に入出力の配線等の組み立て工数も増加し、これがコストアップの要因となるという問題があった。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、複雑な検知機構を備えることなくポジション制御情報を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
また、他の目的は、そのポジション制御情報の基準とすることのできる転写部材の作用位置を簡易に設定することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に対して加圧する作用位置と離間する退避位置との間を移動可能に設けられ、転写電流が供給される転写部材と、転写部材を移動させる移動機構と、転写部材の電気特性を計測する電気特性検出装置と、電気特性検出装置によって計測された電気特性に基づいて移動機構を制御駆動する制御部と、を備えることを特徴とする。

ここで、電気特性検出装置は、例えば、転写部材の像担持体に対する接離移動に伴う電気特性の変化を計測する。移動機構は、例えば、回転駆動機構と、回転駆動機構の回転を転写部材の作用位置と退避位置との操作運動に変換する変換移動機構と、を備えており、制御部は回転駆動機構の回転制御によって転写部材の移動制御を行うように構成されている。

また、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に当接する作用経路と離間する退避経路との間を変位可能に設けられた被転写部材と、被転写部材を像担持体に圧接する作用位置と離間する退避位置との間で移動可能に設けられ転写電流が供給される転写部材と、転写部材を移動させる移動機構と、転写部材の電気特性を計測し電気特性に基づいて転写部材の位置情報を得る電気特性検出装置と、電気特性検出装置による転写部材の位置情報に基づいて移動機構を駆動する接離制御装置と、を備えていることを特徴とする。

さらに、本発明が適用される画像形成装置は、それぞれ異なる色のトナー像を担持する像担持体を備えた複数の画像形成ユニットと、画像形成ユニットの像担持体に当接する作用経路と離間する退避経路との間を変位可能に設けられた被転写部材と、画像形成ユニットの像担持体に圧接する作用位置と離間する退避位置との間を移動可能に設けられ転写電流が供給される転写部材と、転写部材を移動させる移動機構と、転写部材の電気特性を計測し、電気特性に基づいて転写部材の位置情報を得る電気特性検出装置と、電気特性検出装置による転写部材の位置情報に基づいて移動機構を制御する接離制御装置と、を備えていることを特徴とする。

ここで、この画像形成装置は、複数の画像形成ユニットの内、例えば黒色等特定の画像形成ユニットを除いて機能させる減色モードを有しており、接離制御装置は、減色モード時に特定の画像形成ユニットと対応する転写部材を退避位置に移動させるように構成される。電気特性検出装置は、例えば、転写部材を像担持体に対して接離移動させつつ計測した転写部材の電気特性計測値に基づいて、電気特性計測値が最大値または最小値の何れかを示す位置を転写部材の作用位置とする作用位置情報を形成し、移動機構は、作用位置情報に基づいて転写部材を制御駆動する。電気特性検出装置が計測する電気特性は、例えば、転写部材と像担持体との間に一定電流を流した際の両者間の電圧であって、電気特性検出装置は、電圧測定値が最小値を示す位置を転写部材の作用位置として作用位置情報を形成する。電気特性検出装置は、例えば、転写電流を設定するために転写部材と像担持体との間の抵抗情報を検知する抵抗検知回路を兼ねている。電気特性検出装置は、例えば、転写部材の電気特性の計測と、電気特性に基づく転写部材の作用位置情報の形成とを、電源投入時の初期設定の際に行う。

さらにまた、本発明における転写部材の作用位置設定方法は、像担持体に対して加圧する作用位置と離間する退避位置との間を移動可能に設けられ、転写電流が供給される転写部材の、作用位置を設定する方法であって、転写部材を像担持体に対して接離移動させて、転写部材が像担持体を最も加圧した位置を判定し、この位置を作用位置とすることを特徴とする。
ここで、転写部材が像担持体を最も加圧した位置の判定は、例えば、転写部材を像担持体に対して接離移動させつつ転写部材の電気特性を計測するステップと、計測された電気特性値が最大値又は最小値の何れかを示す転写部材の位置を転写部材が像担持体を最も加圧した位置として判定するステップと、によって行う。

このように、本発明によれば、複雑で組み立てに手間のかかる検知機構を備えることなく、カラーポジションと減色ポジションとを切り換えるためのポジション制御情報を得ることができ、検知機構のための部品や組み立てのコストを低減できる。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。図に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置である。例えば、電子写真方式にて各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)と、各画像形成ユニット１０を廻る経路で周回するように設けられた被転写部材としての中間転写ベルト２０とを備えている。また、各画像形成ユニット１０にそれぞれ対応して設けられた転写部材としての一次転写ロール３０(３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ)と、中間転写ベルト２０上のトナー像を用紙Ｐ上に転写する二次転写装置４０と、画像形成装置１を統括制御する制御部５０とを備えている。さらに、用紙Ｐ上にトナー像を定着される定着装置を備えている。

そして、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分のトナー像を、それぞれ一次転写ロール３０の作用で中間転写ベルト２０上に順次転写(一次転写)し、この中間転写ベルト２０上に保持された重ね画像を二次転写装置４０で用紙Ｐに一括転写(二次転写)する。その後、この二次転写された画像を定着装置で用紙Ｐ上に定着させるものである。なお、本実施の形態では、各色成分のトナー像の形成に際し、負極性に帯電するトナーが使用される。

各画像形成ユニット１０は、図中矢印方向に回転する像担持体としての感光体ドラム１１を各々備えている。それぞれの感光体ドラム１１の周囲には、回転方向に沿って、感光体ドラム１１を帯電させる帯電器、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール３０、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ、等の電子写真用デバイスが順次配設されている。なお、帯電器、レーザ露光器、現像装置、ドラムクリーナは図示していない。一次転写ロール３０は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と対峙する位置に配置されている。

各画像形成ユニット１０は、図中矢印で示す中間転写ベルト２０の移動方向上流側から、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｍ、シアンのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｃ、黒のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｋの順で並列に配置されている。

ここで、この画像形成装置１は、フルカラーモードと、減色モードとしてのモノクロモードとを切換可能となっている。フルカラーモード時は図１中実線で示すように、中間転写ベルト２０が全ての画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に接触する経路（フルカラーポジションＣＰ）を形成する。一方、モノクロモード時は図１中二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０が黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く他の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの感光体ドラム１１から離間した経路（モノクロポジションＫＰ）を形成する。そして、フルカラーモード時には全ての画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって画像形成を行い、モノクロモード時には黒色の画像形成ユニット１０Ｋのみで画像形成を行う。

このフルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰの切り換えは、詳しくは後述するが、リトラクトロール７２と、黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く各色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに対応する一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃとの、上下移動によって行われる。これらのロールは図１には示さない一つの移動機構６０（図２および図３に示す）によって同期して上下駆動される。そして、これらのロールが上側の作用位置にある状態がフルカラーポジションＣＰであり、下側の退避位置にある状態がモノクロポジションＫＰとなる。
このポジションの切り換えは、その都度ポジション制御情報を得るのではなく、制御部５０が電源投入時の初期設定の際に予め取得して保持するポジション制御情報に基づいて行われる。

なお、本実施の形態では、一次転写ロール３０の作用位置からフルカラーポジションＣＰを把握してそれをポジション制御情報としているが、以下の説明では、このフルカラーポジションＣＰのポジション制御情報をカラーポジション情報と称し、このカラーポジション情報を取得する動作をカラーポジション検知と称する。なお、モノクロポジションＫＰは、フルカラーポジションＣＰから移動機構６０（図２および図３参照）の駆動制御によって設定可能であり、モノクロポジション情報はカラーポジション情報から設定する。

以下、各部の構成を詳細に説明する。
中間転写ベルト２０は、樹脂・ゴム等に導電剤としてのカーボンブラックが含有されて適宜の体積抵抗率に設定されている。その形状は、例えば、０．１ｍｍの厚さで所定幅の円環状に形成され、複数のロールに掛け回されて、これらのロールによって規定された経路で周回可能に設けられている。各ロールとしては、図中右端に配置された駆動ロール７１から、反時計回りに、リトラクトロール７２、固定アイドルロール７３、従動ロール７４がある。また、中間転写ベルト２０に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト２０の蛇行を防止する機能を備えた第一テンションロール７５、二次転写装置４０のバックアップロール７６および第二テンションロール７７がある。駆動ロール７１は図示しない駆動モータに接続されており、この駆動モータによる駆動ロール７１の回転で中間転写ベルト２０は周回駆動される。

固定アイドルロール７３は、画像形成ユニット１０Ｃと画像形成ユニット１０Ｋの間の、中間転写ベルト２０の裏面側に位置している。そして、この固定アイドルロール７３は、従動ロール７４との間の中間転写ベルト２０の経路を、リトラクトロール７２の位置に係わらず（カラーまたはモノクロの何れのポジションでも）画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１に接触するように規定している。

リトラクトロール７２は、画像形成ユニット１０Ｍと画像形成ユニット１０Ｃの間の中間転写ベルト２０の裏面側に、上下方向に移動可能として設けられている。そして、その移動範囲の上側の位置（作用位置）では、図１中実線で示すように、中間転写ベルト２０を押し上げて、その経路を全ての画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に接触させるフルカラーポジションＣＰとする。また、移動範囲の下側の位置（退避位置）では、図１中に二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０の下側に離間する。このリトラクトロール７２の上下移動は、前述のごとく移動機構６０（図２および図３参照）によって一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃの上下移動と同期して行われる。これにより、リトラクトロール７２が下側の退避位置となる時には、一次転写ロール３０も下側の退避位置となり、中間転写ベルト２０の経路を画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの各感光体ドラム１１から離間したモノクロポジションＫＰとする。

各一次転写ロール３０は、例えばステンレス製の導電性心材の外周に、ゴム製の導電性発泡弾性体を被覆して形成されている。導電性発泡弾性体は、イオン伝導性を有する物質(例えばＮＢＲゴム)や電子伝導性を有する物質(例えばカーボンブラック)等が混入されて適宜抵抗値に設定されている。
これら一次転写ロール３０は、それぞれ感光体ドラム１１に対して接離する方向に移動可能に設けられると共に、スプリング３１によって感光体ドラム１１に接近する側に付勢されている。

図２は、一次転写ロール３０の支持構造と後述する移動機構６０とを概念的に示す図である。図示のごとく、一次転写ロール３０の軸端３０Ａには、軸受け３２が回転自在に設けられている。軸受け３２は断面形状Ｕ字状のホルダー３３に上下に摺動可能に嵌合しており、軸受け３２とホルダー３３の底面との間に押圧スプリング３１が介装されている。これら押圧スプリング３１およびホルダー３３は、一次転写ロール３０の左右両軸端に設けられている。これにより、一次転写ロール３０は、押圧スプリング３１の弾性復帰力で中間転写ベルト２０（図１参照）を感光体ドラム１１側に押圧し、その上面を感光体ドラム１１の感光体表面に所定の力で圧接させるように作用する。

また、黒色の画像形成ユニット１０Ｋ（図１参照）を除く各色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと対応する一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃは、前述のごとく、移動機構６０によって作用位置と退避位置との間を移動操作される。

図３は移動機構６０の概念構成を示す斜視図である。この図３と図２によって移動機構６０を説明する。
移動機構６０は、回転駆動機構としての切換モータ６１（図２には示さず）によって回転駆動される偏心部材としての偏心リンク６２で、中間操作部材としての切換操作ロッド６３と、操作アーム部材としての操作アーム６４とを介して一次転写ロール３０を移動操作するように構成されている。操作アーム６４は各一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ（図１参照）の左右両軸端にそれぞれ設けられている。偏心リンク６２と切換操作ロッド６３は左右に一対設けられ、切換モータ６１は一基設けられている。これら切換操作ロッド６３と操作アーム６４が、回転駆動機構としての切換モータ６１の回転を操作運動に変換する本実施の形態における変換移動機構を構成している。

操作アーム６４は、Ｌ字状に形成され、その一端が操作部６４Ａ、他端が***作部６４Ｂとなっており、その角部近傍で、画像形成装置１（図１参照）のフレームに固定された図示しないシャーシに軸６４Ｃによって枢着されている。操作部６４Ａは一次転写ロール３０の軸端３０Ａの上側に略水平に位置し、***作部６４Ｂはその下側の切換操作ロッド６３に向けて垂下している。

切換操作ロッド６３は、矩形断面の角軸で、画像形成ユニット１０の配列方向（図２および図３中左右方向）に移動可能に設けられている。その上面の各一次転写ロール３０の操作アーム６４と対応する位置には、それぞれ操作部６３Ａが突設されている。また、内側側面に後述する偏心リンク６２の操作ピン６２Ｂが嵌る操作溝６３Ｂが形成されている。なお、図１中に示すように各画像形成ユニット１０はその高さ方向の位置が異なっており、各一次転写ロール３０の位置にも高低差があるため、各一次転写ロール３０の操作アーム６４と対応する操作部６３Ａの高さはこの高低差に応じて設定されている。

偏心リンク６２は、偏心カム６２Ａの外側面に操作ピン６２Ｂが植設されると共に、内側面に操作ピン６２Ｂと所定量偏心してカムシャフト６５が結合されている。操作ピン６２Ｂは、切換操作ロッド６３の操作溝６３Ｂに嵌合している。これにより、偏心リンク６２の回転で、操作ピン６２Ｂが切換操作ロッド６３を図中左右に移動操作するようになっている。操作ピン６２Ｂはカムシャフト６５の一回転（偏心リンク６２の一回転）でその偏心量の二倍前後に移動する。この移動ストロークが一次転写ロール３０の作用位置と退避位置との移動ストロークに対応している。つまり、図２に示すように操作ピン６２Ｂがその移動範囲中で最も図中右側で一次転写ロール３０が作用位置となり、最も左側では退避位置となるように設定されている。

カムシャフト６５は、左右の偏心リンク６２を連結しており、その略中央にはウォームギア６５Ａが設けられている。このウォームギア６５Ａは、切換モータ６１の回転軸に固定されたウォームホイール６１Ａと噛合している。これにより、カムシャフト６５は切換モータ６１によって所定の減速比で回転駆動されるようになっている。切換モータ６１は図示しないシャーシに固定されているものである。

このように構成された移動機構６０は、切換モータ６１の回転によって、一次転写ロール３０を作用位置と退避位置の間で移動操作する。
すなわち、図２および図３に示すように、一次転写ロール３０が作用位置にある状態から、切換モータ６１によって偏心リンク６２が図中反時計回りに回転される。これにより、カムシャフト６５に対する操作ピン６２Ｂの偏心量分、切換操作ロッド６３が図中左側に移動操作され、切換操作ロッド６３の操作部６３Ａが***作部６４Ｂを移動操作して操作アーム６４を図中時計回りに揺動させる。この操作アーム６４の揺動によって、その操作部６４Ａが一次転写ロール３０を押圧スプリング３１の押圧力に抗して退避位置に押し下げる。この一次転写ロール３０の作用位置から退避位置への移動操作は、偏心リンク６２の半回転で行われる。この状態からさらに偏心リンク６２が半回転すると、一次転写ロール３０は作用位置に戻る。つまり、偏心リンク６２の一回転で、一次転写ロール３０を退避位置と作用位置の間で一往復させるようになっているものである。

切換モータ６１は、駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータであって、接離制御装置としての接離制御部５１によって制御される。つまり、一次転写ロール３０の位置制御は接離制御部５１によって行われる。この接離制御部５１は、画像形成装置１（図１参照）の全体を統括制御する制御部５０内に構成されている。

ここで、偏心リンク６２の偏心カム６２Ａの外周転動面は、カムシャフト６５の中心から偏心しており、この転動面とリトラクトロール７２とが図示しない機構で連係している。これにより、移動機構６０が、前述のごとく、リトラクトロール７２の移動操作も行い、偏心リンク６２の回転に伴う偏心カム６２Ａの転動面の変位で、リトラクトロール７２を作用位置と退避位置との間で昇降移動させるようになっている。

また、全ての一次転写ロール３０には、バイアス電流を供給する一次転写電流供給装置８０が設けられている。
図４は、この一次転写電流供給装置８０の概念構成図を示す。
一次転写電流供給装置８０は、一次転写ロール３０に出力電流値を調整可能な転写電源としての一次転写電流源８１が接続されると共に、感光体ドラム１１が接地回路８２で接地されている。さらに、一次転写電流供給装置８０は、一次転写電流源８１と感光体ドラム１１との間の電圧を計測する一次転写電圧計８３とを備えている。そして、一次転写電流源８１から一次転写ロール３０と、中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１１とを通して正極性の一次転写バイアス（一次転写電流）を流すことで、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写するための転写電界を形成する。

一次転写電流供給装置８０の一次転写電流源８１と一次転写電圧計８３とは、画像形成装置１（図１参照）の全体を統括制御する制御部５０内に構成された転写制御部５２によって制御される。転写制御部５２は、一次転写電流源８１を制御して一次転写ロール３０に一定電流を流し、その時に一次転写電圧計８３によって得られた電圧計測結果に基づいて、画像形成時に一次転写ロール３０に流す一次転写電流を決定するいわゆる抵抗検知を行う。そして、画像形成時にはその検知結果に基づいて、一次転写電流源８１から流す一次転写電流を定電流制御する。
この転写制御部５２は、制御部５０によって駆動され、抵抗検知を画像形成に先立つ電源投入時の初期設定（イニシャライズ）の際や定期的に、または温度等の条件が変化した際には不定期に行う。なお、抵抗検知時には、感光体ドラム１１は帯電器によって通常の画像形成時と同様に帯電され、また、現像装置には通常の画像形成時と同様に現像バイアスが印加されているものである。

さらに、モノクロモード時に機能しない画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと対応する一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ（移動機構６０によって作用位置と退避位置の間で移動操作される一次転写ロール３０）の内、何れか一つには、図３および図４中に二点鎖線で囲んだ部分に示すように、電気特性検出手段としての電気特性検出部５３が設けられている。
電気特性検出部５３は、制御部５０内に一体に構成され、接離制御部５１と転写制御部５２とに接続されている。そして、これらを駆動してカラーポジションを検知してカラーポジジョン情報を取得すると共に、そのカラーポジジョン情報を接離制御部５１に保持させる。

電気特性検出部５３によるカラーポジション検知は、転写制御部５２を駆動して一次転写ロール３０に一定電流を供給して電圧計測を行いつつ、接離制御部５１によって一次転写ロール３０が作用位置と退避位置の間で一往復するよう（偏心リンク６２が一回転するよう）に移動機構６０を駆動することで行う。そして、その間の電圧計測結果を読み込み、その電圧計測結果から一次転写ロール３０の作用位置を判定する。つまり、本実施の形態では、一次転写ロール３０を感光体ドラム１１に対して接離移動させた際に、転写制御部５２で計測した一定電流における電圧変化を電気特性としてカラーポジション検知を行うものである。

このカラーポジション検知は、一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に圧接・離間させる際に、計測電圧値が最小値を示した位置を、一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に最も押圧した作用位置と判断して行う。
図５は、カラーポジション検知の原理の説明図である。図中（ａ）〜（ｅ）は感光体ドラム１１に対する中間転写ベルト２０および一次転写ロール３０の位置関係を示す図である。また、グラフは、そのような位置関係時における電圧値を示し、横軸が移動機構６０の偏心リンク６２の回転角、縦軸が電圧値である。
一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に押圧してその表面に圧接させる際には、その押圧状態によって一次転写ロール３０と感光体ドラム１１の間の抵抗値が変化する。一定電流では一次転写ロール３０と感光体ドラム１１の間の電圧は抵抗値に比例するため、一次転写ロール３０と感光体ドラム１１の間に一定電流を流して電圧値を計測して比較することで、一次転写ロール３０の中間転写ベルト２０を介した感光体ドラム１１への押圧状態が解る。

図５中（ａ），（ｅ）に示すように、一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を押圧しておらず、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１１の表面から離間している状態では、電流は流れず抵抗は無限大である。この状態から一次転写ロール３０の移動によって中間転写ベルト２０が感光体ドラム１１の表面に接触する（ｂ）と、一次転写ロール３０と感光体ドラム１１の間に電流が流れるが、当初は抵抗が大きい。一次転写ロール３０の押圧が進むにつれて、その外周の導電性発泡弾性体が圧縮変形する（これにより内部の気泡がつぶれる）と共に、一次転写ロール３０の表面と中間転写ベルト２０を介した感光体ドラム１１の表面との接触面積が拡大し、これによって抵抗は徐々に低下する。一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に最も押圧した状態（ｃ：ニップ状態）では、導電性発泡弾性体の弾性変形量が最も大きく接触面積も最大となり、抵抗は最小となる。

このため、一定電流での電圧は、図中のグラフに示すように、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１１の表面から離間している状態（ａ）では電流に応じた最大値を示す。そして、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１１の表面に接触した（ｂ）後、一次転写ロール３０の押圧が進むにつれて徐々に低下し、ニップ状態（ｃ）では最小値となる。その後、押圧力の減少に伴って徐々に高くなって接触状態（ｄ）から離間状態（ｅ）となって最大値に戻る。
つまり、一次転写ロール３０が中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に最も押圧する作用位置（すなわちフルカラーポジションＣＰ）では電圧計測値が最小値となる。従って、逆に、電圧計測値の最小値を判定し、その時の移動機構６０の状態（切換モータ６１および偏心リンク６２の回転位置）を示す指標（本実施の形態では切換モータ６１を駆動するパルス数）を取得すれば、それをカラーポジション情報とすることができる。なお、グラフに示すように最小電圧を示すニップ範囲に幅がある場合には、その範囲の中央を採る。

図６は、電気特性検出部５３によるカラーポジション検知の制御フローチャートであり、これに基づいてその工程を説明する。
まず、接離制御部５１によるパルス制御によって切換モータ６１を駆動開始する（ステップ１０１）と共に、一次転写電流供給装置８０の転写制御部５２を駆動して一次転写ロール３０に電流を供給する（ステップ１０２）。
ついで、切換モータ６１を駆動する一定パルス毎に、転写制御部５２を介して、一次転写電圧計８３による電圧計測値を読み込んで、それを電気特性検出部５３のメモリに格納する（ステップ１０３）。
偏心リンク６２が一回転（一次転写ロール３０が作用位置と退避位置の間で一往復）した後、切換モータ６１を停止させ（ステップ１０４）、一次転写ロール３０への電流供給を停止する（ステップ１０５）。
そして、上記ステップ１０３の工程中に得られた電圧計測値のうち、最小値を示すパルス数を演算し（ステップ１０６）、このパルス数をカラーポジション情報として接離制御部５１に出力し、メモリに格納させる（ステップ１０７）。

カラーポジション情報が入力された接離制御部５１は、カラーポジション情報をメモリに格納する。そして、このカラーポジション情報に基づいて、移動機構６０の偏心リンク６２がさらに半回転する切換モータ６１のパルス数を演算し、これをモノクロポジション情報（一次転写ロール３０の退避位置情報）としてメモリに格納する。これにより、フルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰとを切り換える際には、これらのポジション情報に基づいて、移動機構６０の切換モータ６１を回転制御する。これにより、他に何らの検知情報を要することなく切換モータ６１のオープンループ制御でポジション切換を行うことができる。

なお、この実施の形態は、切換モータ６１をパルス駆動のステッピングモータとし、それを駆動するパルス数をカラーポジション情報とモノクロポジション情報としたものであるが、回転開始基準時からの作動時間をポジション情報とすることで、切換モータ６１を通常のモータによって構成することも可能である。

上記のごとき構成の電気特性検出部５３を備えた画像形成装置１は、制御部５０によって駆動制御され、電気特性検出部５３によるカラーポジション検知と、取得したカラーポジション情報の接離制御部５１への格納、および接離制御部５１によるモノクロポジション情報の形成を、電源投入時の初期設定（イニシャライズ）の際に行う。
図７は、電源投入時における初期設定のフローチャートを示す。
電源投入時の初期設定の際には、装置の電源投入（ステップ２０１）後、帯電器による感光体ドラムの帯電と、現像器のバイアス印加と、中間転写ベルトの回転とを開始する（ステップ２０２）。そして、カラーポジション検知とそれに基づく各ポジション情報の設定（ステップ２０３）を行う。その後、プロセスコントロール動作（ステップ２０４）、レジストコントロール動作（ステップ２０５）を行って、待機状態に入る（ステップ２０６）。
以後、電源が切られるまでは、この初期設定時に得たポジション情報が保持され、このポジション情報に基づいてポジション切換を行うものである。

プロセスコントロール動作は、最適な画像濃度を得るために、中間転写ベルト２０上に画像を形成し、その濃度を測定して、帯電器による感光体ドラム１１の帯電量、現像装置のバイアス電流、一次転写ロールのバイアス電流および現像装置内のトナー供給量等のフィードバック制御を行うものである。
また、レジストコントロール動作は、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)によって中間転写ベルト２０上に形成した各色の印字画像を測定して、
各画像形成ユニット１０のレーザ露光器による感光体ドラム１１への書き込みタイミングを制御してカラーレジストレーションを合わせるものである。
なお、電気特性検出部５３によってカラーポジション検知を行うタイミングは、これに限らず適宜変更可能である。

以上、詳述したように、本実施の形態によれば、一次転写電流源８１から一次転写ロール３０に一定電流を流し、一次転写電圧計８３によって電圧測定を行いつつ、一次転写ロール３０を作用位置と退避位置の間で一往復させる。そして、その際に得られた電圧測定値から一次転写ロール３０が作用位置にあるカラーポジション検知を行って、カラーポジション情報を得ることができる。また、このカラーポジション情報から接離制御部５１の構造と駆動条件からモノクロポジション情報を設定することができる。

このため、フルカラーモードとモノクロモードとを切り換えるモード切換時には、これらのカラーポジション情報とモノクロポジション情報に基づいて、接離制御部５１が切換モータ６１を回転制御するのみで他に何らの検知情報を要することなくポジション切換が可能となる。従って、移動機構６０に例えばセンサや被検知部材によってポジションを検知する機械的な検知機構を設ける必要が無く、センサへの電源や入出力の配線も不要となる。このため、構成部品数を削減できると共に組み立ての工数も削減でき、低コストに構成できるものである。

なお、本実施の形態は、フルカラーモードとモノクロモードとを切換可能であって、フルカラーモード時には全ての画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって画像形成を行い、モノクロモード時には黒色の画像形成ユニット１０Ｋのみで画像形成を行う画像形成装置に本願発明を適用したものである。しかし、本願発明はこのような画像形成装置に限るものではなく、特定のモード時に画像形成を行わない画像形成ユニットを備えるものであれば、例えば、黒色と特定色の二色で画像形成を行う特定色モードを有する画像形成装置に適用しても良いことは勿論である。さらに、一次転写ロールが感光体ドラムに対して接離するものであれば一つの画像形成ユニットのみを備える単色の画像形成装置であっても適用可能なものである。

また、中間転写ベルト２０にトナー像を重畳させる画像形成装置を例に挙げて説明したが、中間転写ベルト２０を単に搬送ベルトとして機能させ、この搬送ベルトに用紙Ｐを直接搬送させて、用紙Ｐ上にトナー像を順に重畳させていく方法を採用した画像形成装置にも適用することが可能である。

さらに、本実施の形態は、電気特性検出手段としての電気特性検出部５３が、一定電流時における一次転写ロール３０と感光体ドラム１１の間の電圧を計測して、一次転写ロール３０が感光体ドラム１１に最も接近した作用位置として判断する例である。しかし、電気特性は電圧に限るものではなく、一定電圧で変化する電流値を計測して判断するように構成することも可能である。この場合、電流が最大値を示すところが作用位置（フルカラーポジションＣＰ）となる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。 一次転写ロールの支持部構造を示す概念図である。 移動機構の概念構成を示す斜視図である。 一次転写ロールの制御系を概念的に示すブロック図である。 電圧変化からカラーポジション検知を行う説明図である。 電気特性検出部によるカラーポジション検知のフローチャートである。 画像形成装置の初期設定のフローチャートである。 従来例としてのポジション変更可能な画像形成装置の概念構成図である。 従来例としての検知機構の概念構成を示す斜視図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム（像担持体）、２０…中間転写ベルト（被転写部材）、３０(３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ)…一次転写ロール（転写部材）、５０…制御部、５１…接離制御部（接離制御装置）、５２…転写制御部、５３…電気特性検出部（電気特性検出装置）、６０…移動機構、６１…切換モータ（回転駆動機構）、６２…偏心リンク（偏心部材）、６３…切換操作ロッド（中間操作部材：変換移動機構）、６４…操作アーム（操作アーム部材：変換移動機構）、８０…一次転写電流供給装置、ＣＰ…カラーポジション、ＫＰ…モノクロポジション（単色ポジション）

Claims (11)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に当接する作用経路と離間する退避経路との間を変位可能に設けられた被転写部材と、
   前記被転写部材を前記像担持体に圧接する作用位置と離間する退避位置との間で移動可能に設けられ、転写電流が供給される転写部材と、
   前記転写部材を移動させる移動機構と、
   前記転写部材を前記作用位置と前記退避位置との間で移動させつつ、前記被転写部材を介した前記転写部材と前記像担持体との接触面積が変化することに応じて当該転写部材と当該像担持体との間の抵抗値が変化することに伴う当該転写部材と当該像担持体との間の電圧変化または当該転写部材と当該像担持体との間の電流変化を計測し、当該電圧変化または当該電流変化に基づいて当該転写部材が前記像担持体を最も加圧した位置として当該転写部材の作用位置情報を形成する電気特性検出装置と、
   前記電気特性検出装置による前記転写部材の前記作用位置情報に基づいて前記移動機構を駆動する接離制御装置と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電気特性検出装置は、前記転写部材を前記作用位置と前記退避位置との間で移動させつつ計測した当該転写部材の前記電圧変化に基づいて、計測した電圧値の最大値または最小値を示す当該転写部材の位置を当該転写部材が前記像担持体を最も加圧した位置として当該転写部材の前記作用位置情報を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電気特性検出装置は、前記転写部材を前記作用位置と前記退避位置との間で移動させつつ計測した当該転写部材の前記電流変化に基づいて、計測した電流値の最大値または最小値を示す当該転写部材の位置を当該転写部材が前記像担持体を最も加圧した位置として当該転写部材の前記作用位置情報を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記移動機構は、
   回転駆動機構と、
   当該回転駆動機構の回転を前記転写部材の作用位置と退避位置との操作運動に変換する変換移動機構と、を備えており、
   前記接離制御装置は、前記回転駆動機構の回転を制御して前記転写部材の移動制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. それぞれ異なる色のトナー像を担持する像担持体を備えた複数の画像形成ユニットをさらに備え、
   前記画像形成ユニットの内、特定の画像形成ユニットを除いて機能させる減色モードを有しており、
   前記接離制御装置は、前記減色モード時に前記特定の画像形成ユニットと対応する前記転写部材を退避位置に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記減色モード時に機能する前記特定の画像形成ユニットは、黒色のトナー像を担持する像担持体を備えた黒色画像形成ユニットであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記電気特性検出装置が計測する前記電圧変化は、前記転写部材と前記像担持体との間に一定電流を流した際の両者間の電圧であって、
   前記電気特性検出装置は、電圧測定値が最小値を示す位置を前記転写部材の作用位置として前記作用位置情報を形成することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記電気特性検出装置は、転写電流を設定するために前記転写部材と前記像担持体との間の抵抗情報を検知する抵抗検知回路を兼ねていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記電気特性検出装置は、前記転写部材の前記電圧変化の計測と、当該電圧変化に基づく前記転写部材の前記作用位置情報の形成とを、電源投入時の初期設定の際に行うように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 被転写部材を像担持体に圧接する作用位置と離間する退避位置との間を移動可能に設けられ、転写電流が供給される転写部材の当該作用位置を設定する方法であって、
    前記転写部材を前記像担持体に対して接離移動させて、前記被転写部材を介した前記転写部材と前記像担持体との接触面積が変化することに応じて当該転写部材と当該像担持体との間の抵抗値が変化することに伴う当該転写部材と当該像担持体との間の電圧変化または当該転写部材と当該像担持体との間の電流変化を計測し、当該電圧変化または当該電流変化に基づいて当該転写部材が当該像担持体を最も加圧した位置を判定し、この位置を当該転写部材の作用位置と設定することを特徴とする、画像形成装置における転写部材の作用位置設定方法。
11. 前記転写部材を前記像担持体に対して接離移動させつつ前記転写部材の電圧変化または電流変化を計測するステップと、
    前記計測された電圧値または電流値が最大値又は最小値の何れかを示す前記転写部材の位置を、当該転写部材が前記像担持体を最も加圧した位置として判定するステップと、
    を含む請求項１０に記載の画像形成装置における転写部材の作用位置設定方法。

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