JP5340060B2

JP5340060B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5340060B2
Application number: JP2009159900A
Authority: JP
Inventors: 武関谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: US8260180B2; US20110002717A1; JP2011013625A

Description

本発明は、トナー像を担持する像担持体と中間転写体とが接離可能な画像形成装置に関する。

従来、複数の感光体と中間転写ベルトとを有する画像形成装置において、モノクロ印刷時には使用されないカラー用感光体（イエロー、マゼンタ、シアン用感光体）と中間転写ベルトとを離間するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１記載の発明では、カラー用感光体と中間転写ベルトとを離間するための離間機構と離間モータが設けられている。モノクロ印刷時にカラー用感光体から中間転写ベルトを離間することで、中間転写ベルト及びカラー用感光体の磨耗や損傷を低減でき、画像形成装置の寿命を延ばすことができる。

特開２００５−１５６７７６号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明においては、中間転写ベルトの離間動作において、離間モータからの駆動力を伝達するためのギアの引っ掛かり等により離間モータへの突発的な負荷が発生した場合、離間動作不良が起こる場合がある。また、経年劣化等により離間モータへの負荷が増大した場合にも、離間動作不良が起こる場合がある。

この場合、カラー用感光体と中間転写ベルトとを離間することができず、モノクロ印刷時においても常に当接した状態となり、必要以上に中間転写ベルト及び感光体に磨耗や損傷が発生し、画像形成装置の寿命が短くなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、離間モータへの突発的な負荷や、経年劣化等によって負荷が増大した場合においても、中間転写ベルトの離間動作不良の発生を低減し、長寿命化を実現できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に当接することで、前記複数の像担持体のそれぞれに担持されたトナー像が転写される中間転写体と、前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体とを離間又は当接させるための駆動手段と、前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体とを離間させる離間動作を第１の速度で開始させ、前記離間動作の開始から所定時間以内に離間しない場合は、前記離間動作を再度前記第１の速度で開始させ、それでも前記離間動作の開始から前記所定時間以内に離間しない場合は、前記離間動作を前記第１の速度より遅い第２の速度に変更して行わせるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、離間モータへの突発的な負荷や、経年劣化等によって負荷が増大した場合においても、中間転写ベルトの離間動作不良の発生を低減し、長寿命化を実現できる。また、離間モータへの突発的な負荷が原因であった場合に、離間動作不良を解消するまでの時間を短くすることができる。

本実施形態における画像形成装置の断面図である。画像形成装置の内部構成を示すブロック図である。画像形成部及び一次転写部の状態を示す図である。中間転写ベルトの離間動作についてのシーケンス図である。中間転写ベルトの離間動作についてのフローチャートである。

図１は、本実施形態における画像形成装置１の断面図である。

画像形成装置１は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ＢＫとを備えている。

画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫは、各々、像担持体としての複数の感光ドラム２ａ〜２ｄと、一次帯電器３ａ〜３ｄと、現像装置４ａ〜４ｄと、転写ローラ５ａ〜５ｄと、ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄとを備える。

また、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫの下方にレーザ露光装置７を備え、感光ドラム２ａ〜２ｄと転写ローラ５ａ〜５ｄとの間に中間転写体としての無端状の中間転写ベルト８を備える。

一次帯電器３ａ〜３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各々感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

現像装置４ａ〜４ｄは、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成される静電潜像に、各々の色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。転写ローラ５ａ〜５ｄは、それぞれ一次転写部３２ａ〜３２ｄにおいて中間転写ベルト８を介してそれぞれ感光ドラム２ａ〜２ｄに当接している。ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄは、一次転写後に感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレード等をそれぞれ有する。

露光装置７は、レーザ発光素子７ａ、ポリゴンレンズ７ｂ、反射ミラー７ｃ等を有する。露光装置７は、外部装置から入力される画像データに対応したレーザ光を一次帯電器３ａ〜３ｄにより帯電された感光ドラム２ａ〜２ｄに各々照射する。これにより、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に画像データに応じた各色の静電潜像が形成される。

画像形成装置１は、更に、二次転写対向ローラ１０と、テンションローラ１１と、二次転写ローラ１２とを備える。二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接する。テンションローラ１１は、一次転写部３２ａ〜３２ｄを挟んで二次転写対向ローラ１０と対向する位置に配置され、中間転写ベルト８に張力を付与する。

画像形成装置１は、更に、給紙カセット１７、手差し給紙トレイ２０、搬送パス１８、レジストローラ１９、定着装置１６、排紙ローラ２１、排紙トレイ２２、両面パス４３、両面ローラ４０，４１、及びフラッパ４４を備える。

給紙カセット１７と、手差し給紙トレイ２０は、転写材（用紙）Ｐを搬送パス１８に給紙する。レジストローラ１９は、転写材Ｐを搬送パス１８内において搬送する。定着装置１６は、定着ローラ１６ａと、加圧ローラ１６ｂとを有し、これらは定着ニップ部３１において互いに当接している。

転写材Ｐは定着ニップ部３１を通り、排紙ローラ２１は、転写材Ｐを画像形成装置１の上面に備えられた排紙トレイ２２に排紙する。両面印刷を行うときは、転写材Ｐの後端が反転センサ４２に到達した後、フラッパ４４の位置を両面パス４３側へ切り替え、排紙ローラ２１を逆回転させることにより、転写材Ｐを両面パス４３に送る。両面ローラ４０，４１は、転写材Ｐを両面パス４３内において搬送し、再びレジストローラ１９へ向けてさらに搬送する。裏面の画像形成動作が行われた後、転写材Ｐは定着ニップ部を通り、排紙ローラ２１にて排紙トレイ２２に排紙される。

図２は、画像形成装置１の内部構成を示すブロック図である。

制御手段としてのＣＰＵ１７１は、画像形成装置１の制御を行う。ＲＯＭ１７４は、ＣＰＵ１７１が実行する制御プログラムを格納している。ＲＡＭ１７５は、ＣＰＵ１７１が処理を行うためのワークエリアである。

入出力ポート１７３には、後述するカラーモード検出センサ４５、モノクロモード検出センサ４６、及び駆動手段としての離間モータ４７等の各種モータ・センサが接続される。ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７４に格納された制御プログラムに従って、入出力ポート１７３を介して信号の入出力の制御を行い、画像形成動作を行う。

操作部１７２は、画像形成装置１に関する情報を表示する表示部、及びキー入力部を有している。操作者は、キー入力部を用いて動作モードや表示の切り替えをＣＰＵ１７１に指示する。ＣＰＵ１７１は、画像形成装置１の状態や、キー入力による動作モードの設定を表示部に表示する。ユーザは、操作部１７２を用いて、カラーモード／モノクロモード、片面モード／両面モード等の画像形成モードを選択できる。

画像形成処理部２００は、画像メモリ部３００から転送されたライン画像データに対応するレーザ光を露光装置７に発光させるための処理を行う。

以下、画像形成装置１における、一次転写部３２ａ〜３２ｃにおける離間動作について図３を用いて説明する。

図３（ａ）は、カラーモードでの画像形成時における、画像形成部及び一次転写部の状態を示す図である。

転写ローラ５ａ〜５ｄは、各々の一次転写部３２ａ〜３２ｄにおいて中間転写ベルト８を介して各々の感光ドラム２ａ〜２ｄに当接し、押圧した状態となっている。

カラーモード検出センサ４５は、感光ドラム２ａ〜２ｃが中間転写ベルト８に対し当接状態にある場合にオンとなり、検出信号をＣＰＵ１７１へ送出する。一次転写部３２ａ〜３２ｄに高電圧バイアスが印加されることで、感光ドラム２ａ〜２ｄ上のトナー画像が中間転写ベルトに転写される。

図３（ｂ）は、ブラック単色のモノクロモードでの画像形成時における、画像形成部及び一次転写部の状態を示す図である。

離間モータ４７から伝達される駆動力により、テンションローラ１１及び、使用しない色（イエロー、マゼンタ、シアン）の転写ローラ５ａ〜５ｃは、図中Ａの向きに移動する。そして、一次転写部３２ａ〜３２ｃにおいて、中間転写ベルト８が感光ドラム２ａ〜２ｃから離間し、感光ドラム２ｄのみが中間転写ベルト８に当接した状態となる。

モノクロモード検出センサ４６は、中間転写ベルト８と感光ドラム２ａ〜２ｃとが離間状態にある場合にオンとなり、検出信号をＣＰＵ１７１へ送出する。離間状態にすることで、モノクロモード時に、感光ドラム２ａ〜２ｃ及び中間転写ベルト８が摺擦によって削れることを防止し、装置としての寿命を延ばすことが可能となる。

また、離間状態においては、感光ドラム２ａ〜２ｃの回転を停止することが可能となり、現像装置４ａ〜４ｃ内の現像剤を攪拌する必要がなくなる。現像剤は攪拌されるほど劣化してしまうため、離間状態において現像剤の攪拌を行わないことで、現像剤の品質低下を抑制することができる。

また、図３（ｂ）のモノクロモードから図３（ａ）のカラーモードの状態へと変更するには、離間モータ４７を駆動することによって、テンションローラ１１及び、転写ローラ５ａ〜５ｃを図中Ｂの向きに移動させる。

そして、転写ローラ５ａ〜５ｃは、各々の一次転写部３２ａ〜３２ｃにおいて中間転写ベルト８を介して各々の感光ドラム２ａ〜２ｃに当接し、押圧した状態となる。カラーモード検出センサ４５は、一次転写部３２ａ〜３２ｃが当接状態にあることを検出する。その結果、カラーモードでの画像形成動作が可能となる。

図４は、中間転写ベルト８の離間動作についてのシーケンス図である。

図の上から順に、離間モータ４７の回転速度、カラーモード検出センサ４５の出力信号、モノクロモード検出センサ４６の出力信号を表している。カラーモードにおいては、カラーモード検出センサ４５がオンを検出し、モノクロモード検出センサ４６がオフを検出した状態である。

通常の離間動作では図４（ａ）に示されるように、離間モータ４７を駆動し始めてから所定時間以内にモノクロモード検出センサ４６がオンとなったことに応じて離間モータ４７を停止する。

経年劣化等によってテンションローラ１１及び転写ローラ５ａ〜５ｃを揺動するための負荷が増大した場合、図４（ｂ）に示すようなシーケンス動作が行われる。離間モータ４７を駆動してから所定時間以内にモノクロモード検出センサ４６がオンとならなかった場合、一旦離間モータ４７を停止する。

その後、再度離間モータ４７を駆動するが、離間モータ４７の回転速度は１度目の駆動の時よりも遅くする。回転速度を遅くすることで、モータの出力トルクが増大するため、離間動作が可能となる割合が上昇し、画像形成装置１が使用不能となることを防止できる。

また、突発的な負荷増大の状態が発生した可能性も考慮し、図４（ｃ）に示すように、離間モータ４７の２回目の駆動も１回目と同じ速度で駆動してもよい。それでも所定時間以内にモノクロモード検出センサ４６がオンとならなかった場合は、図４（ｄ）に示すように３回目の離間モータ４７の回転速度を、１回目及び２回目の離間モータ４７の回転速度より遅くするようにしてもよい。

また、モノクロモードからカラーモードの状態へと変更する場合においても、上記と同様のシーケンスで動作するが、カラーモード検出センサ４５とモノクロモード検出センサ４６の状態が逆となる。

図５は、中間転写ベルト８の離間動作についてのフローチャートである。

このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１７４に記憶されており、ＣＰＵ１７１により読み出されることにより実行される。

図３（ａ）のカラーモードの状態において、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７を速度Ｖ１（第１の速度）で駆動する（Ｓ５０１）。次に、ＣＰＵ１７１は、モノクロモード検出センサ４６がオンしたかどうかを判断する（Ｓ５０２）。すなわち、ここでは、ＣＰＵ１７１はモノクロモード検出センサ４６の検出結果に基づいて、中間転写ベルト８が感光ドラム２ａ〜２ｃから離間したかどうかを判別している。

モノクロモード検出センサ４６がオンした場合は、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７の駆動を停止する（Ｓ５０３）。このとき、図３（ｂ）のモノクロモードの状態に移ったことから、ＣＰＵ１７１はこの制御フローを終了する。

ステップＳ５０２において、モノクロモード検出センサ４６がオンしていない場合は、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７の駆動を開始してから所定時間Ｔ１が経過したかどうかを判断する（Ｓ５０４）。所定時間Ｔ１が経過していない場合は、ステップＳ５０２に戻る。

ステップＳ５０４において、所定時間Ｔ１が経過してもモノクロモード検出センサ４６がオンしなかった場合、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７を一旦停止させる（Ｓ５０５）。その後、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７の動作速度を速度Ｖ２（第２の速度）に変更して、離間モータ４７の駆動を再度開始する（Ｓ５０６）。速度Ｖ２は、速度Ｖ１よりも遅い速度とする。本実施形態では、速度Ｖ２を速度Ｖ１の半分の速度とした。

その後、ＣＰＵ１７１は、モノクロモード検出センサ４６がオンしたかどうかを判断する（Ｓ５０７）。モノクロモード検出センサ４６がオンした場合は、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７の駆動を停止する（Ｓ５０８）。このとき、図３（ｂ）のモノクロモードの状態に移ったことから、ＣＰＵ１７１はこの制御フローを終了する。

ステップＳ５０７において、モノクロモード検出センサ４６がオンしていない場合は、ＣＰＵ１７１は、所定時間Ｔ２（第２の所定時間）が経過したかどうかを判断する（Ｓ５０９）。ここで、所定時間Ｔ２は所定時間Ｔ１よりも長い時間とする。本実施形態では、所定時間Ｔ２は所定時間Ｔ１の２倍の時間とした。ステップＳ５０９において、所定時間Ｔ２が経過していない場合は、ステップＳ５０７に戻る。

ステップＳ５０９において、所定時間Ｔ２が経過してもモノクロモード検出センサ４６がオンしなかった場合、ＣＰＵ１７１は、離間モータ４７を停止させる（Ｓ５１０）。そして、ＣＰＵ１７１は、操作部１７２に設けられた表示部にエラーが発生した旨の表示を行い（Ｓ５１１）、この制御フローを終了する。

ここで、エラーが発生した場合、画像形成動作を禁止するか、画像形成動作を許可するかをユーザに選択させる画面を操作部１７２に設けられた表示部に表示するようにしてもよい。画像形成動作を許可する場合は、中間転写ベルト８と感光ドラム２ａ〜２ｄを当接させて、モノクロモードが実行されることになる。このように構成すれば、画像形成装置１の長寿命化を重視するユーザや、ダウンタイムの発生を防止したいユーザのそれぞれのニーズに応えることができる。

図５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）の動作に対応したフローチャートであるが、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の動作においても、速度Ｖ１でのモータ駆動が１回増えるのみで、それ以外は図５と同様のフローとなる。

また、図５ではカラーモードからモノクロモードへ変更する際の離間動作に関して説明したが、モノクロモードからカラーモードへ変更する際の当接動作においても同様である。具体的には、図５においてモノクロモード検出センサ４６をカラーモード検出センサ４５に置き換えれば、同様のシーケンスで動作する。

更には、この場合においても、突発的な負荷増大の状態が発生していた可能性も考慮し、図４（ｃ）に示すように、２回目のモータ駆動も１回目と同じ速度で駆動してもよい。この場合、それでも所定時間以内にカラーモード検出センサ４５がオンとならなかった場合は、図４（ｄ）に示すように３回目のモータ駆動速度を遅くするようにする。

以上で説明したように、本実施形態によれば、ステップＳ５０６における速度Ｖ１を、ステップＳ５０１における速度Ｖ２よりも遅くしたので、２回目の離間モータ４７の駆動時にはモータの出力トルクを増大させることができる。このように離間モータ４７を制御することで、１回目の離間モータ４７の駆動時は離間動作が不可能であっても、２回目の駆動時に離間動作が可能となる割合が上昇し、画像形成装置１が使用不能となることを防止できる。

１画像形成装置
２感光ドラム
８中間転写ベルト
４５カラーモード検出センサ
４６モノクロモード検出センサ
４７離間モータ
１７１ＣＰＵ
１７２操作部

Claims

トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記複数の像担持体に当接することで、前記複数の像担持体のそれぞれに担持されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体とを離間又は当接させるための駆動手段と、
前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体とを離間させる離間動作を第１の速度で開始させ、前記離間動作の開始から所定時間以内に離間しない場合は、前記離間動作を再度前記第１の速度で開始させ、それでも前記離間動作の開始から前記所定時間以内に離間しない場合は、前記離間動作を前記第１の速度より遅い第２の速度に変更して行わせるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記複数の像担持体の全てを前記中間転写体に当接させる当接動作を第１の速度で開始させ、前記当接動作の開始から所定時間以内に当接しない場合は、前記当接動作を再度前記第１の速度で開始させ、それでも前記当接動作の開始から前記所定時間以内に当接しない場合は、前記当接動作を前記第１の速度より遅い第２の速度に変更して行わせるよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記画像形成装置に関する情報を表示するための表示手段を更に有し、
前記制御手段は、前記駆動手段に対し前記離間動作を前記第２の速度に変更して行わせた後、前記所定時間よりも長い第２の所定時間以内に離間しない場合は、前記表示手段にエラーが発生した旨を表示させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記エラーが発生した場合、画像形成動作を禁止するか、画像形成動作を行うかをユーザに選択させる画面を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体との離間状態を検出する検出手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記複数の像担持体のうちの少なくとも１つと前記中間転写体とが離間したかどうかを判別することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、モノクロモードの場合は、画像形成動作で使用する前記像担持体と前記中間転写体とを当接させるとともに、画像形成動作で使用しない前記像担持体と前記中間転写体とを離間させ、カラーモードの場合は、前記複数の像担持体の全てを前記中間転写体に当接させるよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。