米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> キヤノン株式会社

発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−17508(P2007−17508A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−196152(P2005−196152)
出願日 平成17年7月5日(2005.7.5)
代理人 【識別番号】100066061
【弁理士】
【氏名又は名称】丹羽 宏之
発明者 酒向 俊明
要約 課題
転写電流量を転写搬送ベルトの当接離間状態を検知する手段として使用する画像形成装置では、残留転写材が存在する場合に正しく検知できない一方で、転写搬送ベルトの当接離間状態が不明である場合には、残留転写材を正しく検知することができないという問題があった。

解決手段
残留転写材の検出動作を行う場合に、転写搬送ベルトの当接離間状態が不明な状態であっても、転写搬送ベルトの状態を変更するための動作を実行することにより、残留転写材を正しく検出し、画像形成装置外へ排出することが可能となる。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材と、前記複数の像担持体と前記複数の転写部材の間に設けられたベルト部材と、前記複数の像担持体とベルト部材を離間させるベルト部材離間機構を有し、
前記ベルト部材離間機構は、
前記複数の像担持体全てに前記ベルト部材を接触させるとともに、前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて多色画像を形成する第1モードと、
前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記ベルト部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては前記ベルト部材を離間させ、且つ前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて所定の画像を形成する第2モードとを有し、
前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有する画像形成装置において、
画像形成装置内に残留した転写材を検出する残留紙検出手段を有し、
前記残留紙検出手段において、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を一方のモードから他方のモードへ遷移させる動作を行う当接状態変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
画像形成装置内に残留した転写材を排出する自動排紙手段を有し、
前記自動排紙手段において、前記当接状態変更手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記当接状態変更手段と、
転写材を搬送して転写材の搬送状態を判定する転写材搬送状態判定手段とを有し、
前記転写材搬送状態判定手段を実行した後に前記当接状態変更手段を実行し、さらに前記転写材搬送状態判定手段を再度実行し、2回の転写材搬送状態判定手段による判定結果が異なる場合に、前記ベルト部材離間機構が正常であると判定する自己診断手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真方式を用いて複数色のトナー像を順次転写材に転写して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真方式によるカラー画像形成装置の普及に伴い、カラー画像の記録品質に対する要求に加え、カラー出力の高速化に対する要求が高まっている。この要求に応えるために、画像形成方式にいくつかの提案がなされているが、その中でタンデム型とよばれる、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)トナーそれぞれの画像をドラム状の像担持体に形成し、転写材担持体としての転写搬送ベルトによって搬送される転写材に対し、それぞれの転写手段によって順次転写を行い、最後に定着するカラー画像形成方式がある。
【0003】
従来のタンデム型カラー画像形成装置は、例えば特許文献1に記載されている。図12はタンデム型カラー画像形成装置の例を側断面図で示したものである。
【0004】
このカラー画像形成装置は、本体装置の右側面下部に転写材カセット50を装着している。転写材カセット50にセットされた転写材は、給紙ローラ51によって一枚ずつ取り出され、搬送ローラ対52,53によって画像形成部に給送される。画像形成部には、転写材を搬送する転写搬送ベルト54が複数の回転ローラによって転写材搬送方向(図12の右から左方向)に扁平に張設され、その最上流部においては、転写搬送ベルト54上面にある吸着ローラ55にバイアスを印加することによって、転写材を転写搬送ベルト54に静電吸着させる。
【0005】
またこのベルト搬送面に対向して4個のドラム状の像担持体としての感光体ドラム56が直線状に配設されて画像形成部を構成している。各々の感光体ドラム56には、その周面近傍を順次取り囲んで、帯電器57、現像器58、転写搬送ベルト54の搬送面を挟んで転写部材59が配置されている。上記の各現像器58の筐体内には、転写材搬送方向上流側(図3の右方)からY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)トナーが夫々収容されている。
【0006】
また、帯電器57と現像器58間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介して露光手段60から感光体ドラム56の周面に露光照射が行われる。
【0007】
このカラー画像形成装置は、転写搬送ベルト54が図の反時計回り方向に循環移動して転写材を搬送すると、各帯電器57がそれらに対応する感光体ドラム56の周面を所定の電荷で一様に帯電させ、露光手段60が上記帯電した感光体ドラム56の周面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、そして、現像器58が上記の静電潜像の低電位部にトナーを転移させてトナー像化(現像)する。
【0008】
各感光体ドラム56の周面上に形成(現像)されたトナー像は、それらに対応する転写部材59で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸引されて転写材面に転写される。トナー像を転写された転写材は、圧着ローラと発熱ローラからなる定着部61でトナー像を紙面に熱定着され、排紙ローラ対62によって機外に排出される。
【0009】
また、近年はカラー画像形成装置の設置面積や操作性に対する要求の高まりを受け、例えば特許文献2に記載されるように、転写材をほぼ垂直に近い方向に搬送しながら転写を行う構成とした、縦型のタンデム型カラー画像形成装置も提案されている。
【0010】
続いて画像形成モードについて説明する。
【0011】
画像形成装置から出力される画像は、カラー印字のものだけではなく、黒印字のものも多い。黒印字の場合には、その色以外の画像形成部は作動させる必要がなく、寿命等の観点からはむしろ作動を停止させた方が望ましい。
【0012】
即ち、画像情報が黒のみの場合に、他の色の画像形成部を作動させると、その画像形成部における各機能部品である、像担時体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等が作動するので、各部の摩耗や現像剤の劣化等が進行する。このため、寿命等の観点からはむしろ作動を停止させた方が望ましい。
【0013】
このような構成を取ったカラー画像形成装置の一例が、例えば特許文献3に記載されている。図13に上記タンデム型カラー画像形成装置の主に転写部分の構成を示す。
【0014】
このカラー画像形成装置は、転写搬送ベルト54に接触し、転写材搬送方向最下流側の画像形成部である黒画像形成部63の上流に設けた支持ローラ64を支点に、圧着解除カム65の回転動作により、黒以外の色の転写部を転写搬送ベルト54とともに一体的に回動退避させる転写当接離間機構を備えるようにしたことで、黒以外の画像形成部の作動を停止させることが可能となっている。
【0015】
このようにカラー印字と黒印字を切り替えられるようにするために上記のような構成をとった場合、転写搬送ベルトの感光体ドラムへの接触状態を画像形成装置が認識している必要がある。
【0016】
その手段としては、圧着解除カム65を専用のステッピングモータ(不図示)で駆動して回転角を管理する方法がある。また、黒以外の転写部の一部にアクチュエータ66を設け、そのアクチュエータ66がフォトセンサ67を切るか否かで判断する方法等がとられる。しかし、これらは専用モータや、アクチュエータ、フォトセンサ、束線の追加等により、装置の複雑化やコストアップの恐れがある。
【0017】
これらのコストアップを避ける手段として、例えば、特許文献4や特許文献5では、感光ドラムと転写部材の間に流れる転写電流を検出することにより、転写当接離間機構の状態を認識する方法が開示されている。
【0018】
転写電流を検出する手段は、画像形成の際に転写部材へ印加する電圧を決定する際に必要な手段であるため、カラー画像形成装置においてはこれを備えた構成がほとんどである。したがって、転写当接離間機構の状態を認識するための特別な手段を追加することなく、転写当接離間機構の状態を認識することが可能である。
【0019】
転写電流の検出により転写当接離間機構の状態を検出する方法では、感光体ドラムと転写搬送ベルトの間に転写材が存在する場合には、転写材の種類や湿度などの環境により転写電流が異なるため、転写当接離間機構の状態を正確に判別することができない。したがって、転写当接離間機構の状態を判別する場合には、画像形成装置内に転写材が存在しないことが条件となる。
【0020】
したがって、転写当接離間機構の状態を判別するためには画像形成装置内に転写材が残留していないことを確認する必要がある。また、画像形成装置内に転写材が残留している場合には、転写材を排出しなければならない。
【0021】
一方、縦型のタンデム型カラー画像形成装置では、感光体ドラムと転写搬送ベルトが接触していない状態において、転写材の種類、幅、長さ、また湿度などの環境によっては転写材を搬送できない場合がある。
【0022】
黒印字の画像形成動作中に紙詰まりが発生した場合や、使用者がカバーをあけた場合など、転写材を搬送できない位置に残留してしまう可能性がある。
【0023】
このような場合、次の動作を再開するためには画像形成装置内に転写材が残留していることを検出し、排出した上で転写当接離間機構の状態を認識する必要がある。
【特許文献1】特開平09−288396号公報
【特許文献2】特開2001−147600号公報
【特許文献3】特開平09−146383号公報
【特許文献4】特開2001−83758号公報
【特許文献5】特開2001−117380号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0024】
しかしながら、転写材の停止した位置と、転写材の種類、幅、長さ、また湿度などの環境によっては転写材を搬送することができないために、使用者が画像形成装置内の転写材を処理しなかった場合に、画像形成装置内に残留した転写材を検出できない可能性がある。
【0025】
その場合、感光体ドラムと転写搬送ベルトの間に転写材が存在する状態で転写当接離間機構の状態認識を行うことになり、転写当接離間機構の状態を誤認識したり転写当接離間機構が異常であると誤検知してしまう可能性がある。
【0026】
また、転写当接離間機構自体に異常がない場合でも、転写電流検知手段に故障がある場合には、転写当接離間機構の異常であると誤検知してしまう可能性がある。
【0027】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で装置内に残留した転写材を確実に検出および排出を行い、また、異常が発生した場合に異常箇所を適切に判断できるようにした画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0028】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な画像形成装置の構成は、複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材と、前記複数の像担持体と前記複数の転写部材の間に設けられたベルト部材と、前記複数の像担持体とベルト部材を離間させるベルト部材離間機構を有し、前記ベルト部材離間機構は、前記複数の像担持体全てに前記ベルト部材を接触させるとともに、前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて多色画像を形成する第1モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記ベルト部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては前記ベルト部材を離間させ、且つ前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて所定の画像を形成する第2モードとを有し、前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有する画像形成装置において、画像形成装置内に残留した転写材を検出する残留紙検出手段を有し、前記残留紙検出手段において、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を一方のモードから他方のモードへ遷移させる動作を行う当接状態変更手段を有することを特徴とする。
【0029】
また、画像形成装置内に残留した転写材を排出する自動排紙手段を有し、前記自動排紙手段において、前記当接状態変更手段を有することを特徴とする。
【0030】
また、前記当接状態変更手段と、転写材を搬送して転写材の搬送状態を判定する転写材搬送状態判定手段とを有し、前記転写材搬送状態判定手段を実行した後に前記当接状態変更手段を実行し、さらに前記転写材搬送状態判定手段を再度実行し、2回の転写材搬送状態判定手段による判定結果が異なる場合に、前記ベルト部材離間機構が正常であると判定する自己診断手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0031】
上記のように画像形成装置を構成することにより、複雑な機構を持たずして簡単な構成で、転写搬送ベルトの圧着解除状態の検出と、画像形成装置内の残留転写材の検出および自動排出が可能となる。
【0032】
これにより、各機能部品を不必要に作動させないようにして装置寿命を延ばすことが可能であるとともに、画像形成装置の操作性を向上させることが可能となる。
【0033】
また、転写搬送ベルトの圧着解除機構に不具合が生じた場合に、不具合箇所の特定を行うことが可能となるため、画像形成装置の診断および修理を的確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【0035】
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態に係るカラー画像形成装置の一態様である4色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。
【0036】
{画像形成装置の全体構成}
まず、図1を参照してカラー画像形成装置の全体構成について説明する。
【0037】
図1に示すカラー画像形成装置Aは、垂直方向に並設された4個の像担持体としての感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)を備えている。この感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、図1の反時計回りに方向に回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電装置2(2a,2b,2c,2d)、画像情報に基づいてレーザビームを照射し感光体ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナ部3(3a,3b,3c,3d)、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置4(4a,4b,4c,4d)、感光体ドラム1上のトナー像を転写材に転写させる転写ブレードで構成した転写部材5(5a,5b,5c,5d)等が配設されている。
【0038】
ここで、感光体ドラム1と帯電装置2、現像装置4、トナーを除去するクリーニング装置6は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)を形成し、カラー画像形成装置Aに着脱可能なものとなっている。
【0039】
次に各部の構成について、順次説明する。
【0040】
感光体ドラム1は、例えば直径30mmのアルミニウムシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、図中反時計回りに回転駆動される。
【0041】
各帯電装置2は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光体ドラム1表面に当接させるとともに、このローラに電源(不図示)によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるものである。
【0042】
スキャナ部3は、図示しないレーザスキャナユニットより構成され、図示しない駆動回路によりレーザビームが点灯および走査制御され、これが帯電済みの感光体ドラム1の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。
【0043】
現像装置4(4a,4b,4c,4d)はそれぞれ転写材の搬送方向上流側(図1の下側)から順にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成され、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像するものである。
【0044】
前記4個の感光体ドラム1a、1b、1c、1dに対向し、これに接するように循環移動する無端ベルト状のベルト部材である転写搬送ベルト8が配設されている。転写搬送ベルト8の上流側は第1支持部材としての従動ローラ9で支持され、下流側は第2支持部材としての駆動ローラ10によって支持され、適度なテンション(通常単位幅あたり10gf/mm程度)を付与するテンションローラ11によって支持されている。
【0045】
そして転写搬送ベルト8の転写搬送方向上流側(図1の右側)には吸着ローラ12が当接している。この転写搬送ベルト8は転写材担持体となるものであり、転写材の搬送に際しては前記吸着ローラ12にバイアス電圧を印加することで、接地された従動ローラ9との間に電界を形成し、転写搬送ベルト8及び転写材の間に誘電分極を起こさせて両者に静電吸着力を生じさせることができるようになっている。
【0046】
尚、本実施形態の他の実施形態として、転写搬送ベルト8を駆動ローラ10と従動ローラ9の2本のみ、あるいは1本追加して3本等で張架するようにしてもよい。
【0047】
転写搬送ベルト8は1010〜1014Ωcmの体積固有抵抗率を持たせた厚さ100〜150μm程度の無端のフィルム状部材で構成されている。尚、前記体積抵抗率は、JIS法K6911に準拠した測定プローブを用い、ADVANTEST社製高抵抗計R8340にて、温度は23.5℃、相対湿度は60%で100Vを印加して得た値である。
【0048】
上記画像形成装置によって画像形成するには、装置本体下部に装着したカセット13に収納した転写材Sを、給送ローラ14によって1枚ずつ分離給送するとともに、搬送ローラ対15により転写搬送ベルト8に吸着して上流側(図1の下側)から下流側(図1の上側)へ搬送し、その間にそれぞれの感光体ドラム1からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を順次重ね転写することで、転写材にカラー画像を形成する。
【0049】
そして、その転写材を加熱ローラ16a及び加圧ローラ16bのローラ対からなる定着装置16を通過させることで熱定着させ、排出ローラ対17で装置上部の排出部18へ排出するものである。
【0050】
{画像形成モード及び離間機構}
続いて画像形成モードについて説明する。
【0051】
図1に示すカラー画像形成装置には、転写搬送ベルト8の図中右側に配設された転写部材5a、5b、5cが揺動可能に支持されており、記録に際しては複数色を重ね合わせて多色記録を行う多色モード(第1モード)と、単色のみで記録を行う単色モード(第2モード)を選択し得るようになっている。
【0052】
図1の状態は多色モードによるカラー印字時の状態を示しているが、図2に単色モードによる黒印字時の状態を示す。この単色モードの場合は、イエロー、マゼンタ、シアンの転写部材5a、5b、5cが図中右側へ移動することにより転写搬送ベルト8に対する押圧を減じ、転写搬送ベルト8を感光体ドラム1a、1b、1cからそれぞれ離間させる。これにより黒印字時にはイエロー、マゼンタ、シアンの各感光体ドラム1及びその周辺の帯電装置、現像装置、スキャナ部等のプロセス手段を完全停止させることが可能になる。
【0053】
次に図3を用いて転写搬送ベルト8の離間機構について説明する。
【0054】
レバー21にはイエロー、マゼンタ、シアンの転写部材5a,5b,5cが支持されており、これらがレバー21の動きに追従する構成となっている。レバー21の端部にはカム22が設けられており、このカム22の回転により、レバー21は図3(a)に示す圧着状態と図3(b)に示す離間状態の2状態に変更可能な構成となっている。
【0055】
カム22の駆動源としては、図3(c)に示すように、駆動ローラ10を回転駆動するために設けた、駆動ローラ10と同軸上の大径の駆動ギア23に連結された駆動モータ24を共用し、その駆動モータ24からカム22の間に欠歯ギア25とソレノイド26及びカム22と同軸上に設けられたカムギア27を有したギアトレインを構成することにより、ソレノイド26のOn・Offによるカム22の半回転制御を実現している。
【0056】
この方式においてソレノイド26のOn・Offにより、転写搬送ベルト8を感光体ドラム1に対して圧着と離間の2状態に変化させることは可能になるが、その2状態のどちらの状態であるかを画像形成装置本体が認識することはできない。
【0057】
そこで本実施形態においては、圧着と離間の2状態が形成されるイエロー、マゼンタ、シアンの転写部5b,5c,5dのいずれか1個の転写部に電圧を印加した際に流れる電流を検知することにより、その圧着と離間の2状態の判別を行えるようにした。
【0058】
{転写電流の検出方法}
次に転写電流によって前記状態を判別する判別手段について、図4〜図6を参照して説明する。
【0059】
図4は転写バイアス配線略図で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部に対し、それぞれ転写バイアス回路、転写電流検出回路を設けた一例を示している。また、図5は転写電流検出回路を、図6は転写搬送ベルト当接時における図4のシアン、ブラックの転写部の略図をそれぞれ示している。
【0060】
ここでは、シアンの画像形成部について、転写電流の検出手順について説明する(尚、図4〜図6において、符号a、b、c、dはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部に係るものであることを意味する)。
【0061】
30cは転写バイアス回路であり、感光体ドラム1c上に形成されたトナー像を、転写搬送ベルト8によって搬送される転写材上に転写するために、高圧電圧をブレード部材で構成した転写部材5cに供給する。
【0062】
転写バイアスは、負極性に帯電するトナーを利用した画像形成装置の場合では、一般に正極性の高圧電圧が用いられている。また、その電圧値は、機器の使用環境や転写材の種類等に応じて、画像形成を制御するエンジンコントローラ(不図示)上のCPU31からの信号S32cにより制御可能な構成となっている。
【0063】
転写搬送ベルト8が感光体ドラム1cに当接している場合、転写バイアスが印加されると、転写電流I33cの大半は、転写バイアス回路30cの負荷34cである転写部材5c、転写搬送ベルト8、(転写材)、感光体ドラム1c、ドラム軸の順に流れ、グランドを介して転写電流検出器35cに流れ込む。
【0064】
転写電流検出回路に流れ込んだ転写電流I33は、図5に示す電流検出回路のオペアンプ36のグランドから出力端子、保護抵抗R1、抵抗R2と図中の矢印に示すように流れる。
【0065】
オペアンプ36の+端子は、インピーダンス整合用抵抗R3によりグランドに接続されており、オペアンプ36の+端子と−端子はイマジナリーショートであるから、−端子もグランドと考えることができる。転写電流I33が流れると、このオペアンプの−端子の仮想グランドを基準に、Viの電圧が生じる。この電圧Viは、転写電流をItr、抵抗R2の値をRaとすると、次式で現され、電流検出回路35cの出力信号S37cの値はこのViとなる。
【0066】
Vi=Itr×Ra………(式1)
【0067】
つまり、電流検出回路は、転写電流I33を、電流の大きさに比例した電圧信号S37cに変換して、CPU31のA/Dポートへ出力する。
【0068】
CPU31は電圧信号S37cや環境情報や寿命情報等をもとに、信号S32cを介して、転写バイアス回路30cの出力電圧を補正し、感光体ドラム上に形成されたトナー像が、最適に転写材に転写されるよう制御する。
【0069】
尚、イエロー、マゼンタ、ブラックの画像形成部も同様にして転写電流を検出できる。
【0070】
{転写搬送ベルトの圧着解除時の転写電流}
次に図6及び図7を参照して転写搬送ベルト8の圧着解除時の転写電流について説明する。
【0071】
図6は転写搬送ベルト8当接時におけるシアン、ブラックの転写部の模式説明図であり、図7は転写搬送ベルト8解除時におけるシアン、ブラックの転写部の模式説明図をそれぞれ示している。また、それぞれの(b)図は転写部材近傍の詳細図である。
【0072】
ここでは、シアンの画像形成部に着目し、転写搬送ベルト8の圧着解除時の転写電流について説明する。
【0073】
前記のように、転写バイアスが印加されると、転写電流I33cの大半は、転写バイアス回路30cの負荷34cである転写部材5c、転写搬送ベルト8、(転写材)、感光体ドラム1c、ドラム軸の順に流れ、グランドを介して転写電流検出器35cに流れ込む。この電流経路について、以下詳細に説明する。
【0074】
印字時には、転写搬送ベルト8と感光体ドラム1cが当接し、その間に転写材が搬送されることになる。しかしながら、この転写材の抵抗は転写材の種類や環境などによって変化し、転写電流の値を変動させるため、ここでは、転写材のない場合を想定する。
【0075】
図6に示すように、転写搬送ベルト8と感光体ドラム1cが接触している場合は、シアンの転写バイアスのみが転写部材5cに印加されると、転写部材5cの抵抗R4c、転写部材とベルト部材の接触抵抗R5c、転写搬送ベルトの厚み方向の抵抗R6c、転写搬送ベルト8と感光体ドラムの接触抵抗R7c、感光体ドラムの半径方向の抵抗R8c、ドラム軸、転写電流検出器35cの順に流れる。その電流の大きさは、印加電圧や環境等の条件で変化するものの、数10〜数100μAの値である。
【0076】
ここで、R9〜R11は転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗であり、次の関係が成り立っている。
【0077】
転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗R9〜R11≫転写搬送ベルト8の厚み方向の抵抗R6c+転写搬送ベルト8と感光体ドラムの接触抵抗R7c+感光体ドラムの半径方向の抵抗R8c………(式2)
【0078】
したがって、転写電流I33cの大半は、転写搬送ベルト8の長さ方向へは流れずに、感光体ドラム1c方向へ流れることになる。
【0079】
一方、図7に示すように、転写搬送ベルト8と感光体ドラム1cが離間している場合は、シアンの転写バイアスのみが転写部材5cに印加されると、転写電流I38cは転写部材5cの抵抗R4c、転写部材5cと転写搬送ベルト8の接触抵抗R5cへ流れる。しかしながら、転写搬送ベルト8と感光体ドラムの接触抵抗R7cは無限大であるため、転写電流I38cは、唯一、転写搬送ベルト8と当接しているブラックの感光体ドラム1d方向へ向かって流れる。
【0080】
したがって、電流I38cは転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗R10、転写搬送ベルト8の厚み方向の抵抗R6d、転写搬送ベルト8と感光体ドラムの接触抵抗R7d、感光体ドラムの半径方向の抵抗R8d、ドラム軸、グランド、転写電流検出器35cの順に流れるが、前記転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗R10が大きいために、実際にはほとんど流れない。
【0081】
したがって、この場合、ブラックの感光体ドラム1dのドラム軸からグランドに流れる転写電流I39は、ほぼ転写電流I38cと等しくなる(厳密には、転写バイアス回路30内の内部抵抗等に流れ込む電流もあるために等しくはならない)。
【0082】
ここで、転写搬送ベルト8が当接している場合と解除している場合とで、流れる転写電流の大きさを比較してみる。
【0083】
転写搬送ベルト8解除時の転写バイアス回路30cの負荷は、転写搬送ベルト8当接時の負荷よりも、ほぼ転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗R10の分、大きくなっている。
【0084】
また、前記(式2)の関係より、転写搬送ベルト8の長さ方向の抵抗R10は大きいので、転写搬送ベルト8当接時の転写電流I33cと転写搬送ベルト8解除時の転写電流I38cとの間には次の関係がある。
【0085】
I33c≫I38c………(式3)
(I38c=0A)
【0086】
{転写搬送ベルトの圧着解除時の検出方法}
以上より、電流I33cと電流I38cの間に、しきい値電流Iaをあらかじめ設定しておけば、転写搬送ベルト8の当接と解除の検出が可能となる。
【0087】
すなわち、図8のフローチャートに示すように、しきい値電流Iaに対応する電圧信号S37cの電圧値Vaを決めておき、この電圧値Vaよりも電圧信号S37cが大きければ「圧着」、小さければ「解除」と判断する。
【0088】
以上のように、構成することにより、特別なセンサを設けず、したがってコストアップすることなく転写搬送ベルト8の圧着、解除状態を検出することが可能となる。
【0089】
尚、本実施形態ではシアン画像形成部について説明をしたが、イエローやマゼンタの転写バイアスのいずれかを印加し、転写電流を検出することで、同様に転写搬送ベルト8の当接解除を検出できることはいうまでもない。
【0090】
また、本実施形態では、カラー印字と黒印字を区別する方法について説明したが、画像形成装置の一実施形態には、イエローとマゼンタのみの2色モードや、マゼンタとシアンの2色モード、イエローとマゼンタとシアンのみの3色モード等、いろいろな組み合わせが考えられる。このようなパターンを持つ画像形成装置においても、各色毎に電流検知手段を設けることによって、どの色が当接状態にあって、どの色が解除状態にあるかを検知することも可能である。
【0091】
{機内残留紙の検出方法}
画像形成装置の電源を投入された場合や、カバーの開閉が行われた後には、画像形成装置内に転写材が残留していないことを確認する必要がある。また、その後の画像形成動作を行うためには、転写搬送ベルトの当接状態を検知する必要もある。
【0092】
上記説明したように、本実施形態の画像形成装置において、転写搬送ベルトの当接状態を検知する際には、印加した転写バイアス電圧と転写電流の関係から判断している。
【0093】
感光体ドラムと転写搬送ベルトの間に転写材が存在した場合、転写材の存在する位置、転写材の種類、大きさ、転写材の湿度などのさまざまな要因が関係するために、正しく判定することが難しい。
【0094】
したがって、転写搬送ベルトの当接状態を検知する際には、転写材が画像形成装置内に残留していないことが前提となるため、残留紙検知動作を行った後に転写搬送ベルトの当接状態の検知を行う必要がある。
【0095】
以下に本実施形態の画像形成装置における残留紙検出動作について図9のフローチャートを用いて説明する。
【0096】
電源を投入された場合またはカバーの開閉をされた場合、最初に用紙搬送路中の各センサを確認する。
【0097】
定着排紙センサ20にて転写材を検出した場合(s101)は、機内残留ジャムであると判断し(s102)、動作を停止する(s118)。
【0098】
レジストセンサにて転写材を検出した場合(s103)には、自動排出可能な残留紙であると判断し、自動排紙動作を行う(s104)。
【0099】
いずれのセンサでも転写材を検出しなかった場合には、不図示のモータを駆動する(s105)ことにより、給紙ローラ、搬送ローラ、転写搬送ベルト、感光体ドラム、定着ローラ、加圧ローラ、排紙ローラの各ローラを回転駆動する。
【0100】
転写材が給紙ローラ位置から定着排紙センサ20まで移動するのに十分な時間T1経過するまで待つ(s106)。
【0101】
時間T1経過するまでの間に、定着排紙センサ20で転写材を検出した場合(s107)は、機内残留ジャムであると判断し(s102)、動作を停止する(s118)。
【0102】
レジストセンサにて転写材を検出した場合(s109)には、自動排出可能な残留紙であると判断し、自動排紙動作を行う(s104)。
【0103】
時間T1経過するまでの間に、いずれのセンサでも転写材を検出しなかった場合、ソレノイド26をオンする(s111)。
【0104】
欠け歯ギア25が回転開始するのに十分な時間T2経過後(s112)、ソレノイド26をオフする(s113)。
【0105】
ソレノイド26をオン、オフすることにより、転写搬送ベルトの圧着、解除状態が、一方から他方へ遷移する。
【0106】
転写材が吸着ローラ位置から定着排紙センサ20まで移動するのに十分な時間T3経過するまで待つ(s114)。
【0107】
時間T3経過するまでの間に、定着排紙センサ20で転写材を検出した場合(s115)は、機内残留ジャムであると判断し(s102)、動作を停止する(s118)。
【0108】
レジストセンサにて転写材を検出した場合(s116)には、自動排出可能な残留紙であると判断し、自動排紙動作を行う(s104)。
【0109】
時間T3経過するまでの間に、いずれのセンサでも転写材を検出しなかった場合、画像形成装置内に残留する転写材はないと判断し、前述した方法により、転写搬送ベルトの圧着、解除状態のいずれであるかを検出した(s117)のち、動作を停止する(s118)。
【0110】
{機内残留紙の自動排出方法}
前述の機内残留紙の検出において、画像形成装置内に自動排出可能な残留紙を検出した場合の自動排出方法について図10のフローチャートを用いて説明を行う。
【0111】
給紙ローラ、搬送ローラ、転写搬送ベルト、感光体ドラム、定着ローラ、加圧ローラ、排紙ローラの各ローラが回転駆動されていない場合には、これらの各ローラを駆動する不図示のモータを起動する(s120)。
【0112】
レジストローラ位置から定着排紙センサ20まで転写材を搬送するのに十分な時間T3経過するまでに定着排紙センサ20にて転写材を検出しなかった場合、ソレノイド26をオンする(s121)。
【0113】
欠け歯ギア25が回転開始するのに十分な時間T2経過後、ソレノイド26をオフする(s122)。
【0114】
ソレノイド26をオン、オフすることにより、転写搬送ベルトの圧着、解除状態が、一方から他方へ遷移する。
【0115】
レジストローラ位置から定着排紙センサ20まで転写材を搬送するのに十分な時間T3経過するまでに定着排紙センサ20にて転写材を検出しなかった場合、レジストセンサ位置に残留した転写材が正常に搬送できなかった機内残留ジャムであると判断し(s123)、動作を停止する。
【0116】
時間T3経過までに定着排紙センサ20で転写材を検出していた場合には、さらに画像形成装置において使用可能な転写材の最大長さの2倍の長さの転写材が定着排紙センサ20を通過するの時十分な時間T4経過するまで待つ(s124)。
【0117】
時間T4経過後に、レジストセンサまたは定着排紙センサ20で転写材を検出した場合(s125)には、自動排出が正常に行われなかったとして、機内残留ジャムであると判断し(s123)、動作を停止する。
【0118】
〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態では、第1実施形態の画像形成装置と概略同じであるため、第1実施形態の画像形成装置と異なる部分についてのみ説明を行う。
【0119】
本実施形態では、転写搬送ベルトの圧着解除状態を判定するにあたり、転写電流が所定の範囲である場合には、圧着解除状態が正常に検出できなかったとして、転写搬送ベルトの圧着解除機構の異常であると判定し、動作を停止する。
【0120】
前記所定の範囲は、転写搬送ベルトが正常な圧着または解除状態にある場合に、転写電流値としてありえない範囲とする。
【0121】
転写搬送ベルトの圧着解除機構の異常であるとして画像形成装置が動作停止した場合、ユーザまたはサービスマンは不図示の操作パネルを操作するなどして、画像形成装置の自己診断機能を実行する。
【0122】
以下に自己診断機能について図11を用いて説明を行う。
【0123】
自己診断機能を実行すると、カセットに所定のサイズの転写材を積載することを指示するメッセージを操作パネルなどに表示する(s201)。
【0124】
使用者が指示されたサイズの転写材をカセットに積載すると(s202)、画像形成装置は不図示のモータを駆動することにより、給紙ローラ、搬送ローラ、転写搬送ベルト、感光体ドラム、定着ローラ、加圧ローラ、排紙ローラの各ローラを回転駆動する(s203)とともに、カセットから転写材を1枚給送する(s204)。
【0125】
レジストセンサ19で転写材を検出して(s205)から、定着排紙センサ20まで転写材を搬送するのに十分な時間T3経過するまでに定着排紙センサ20で転写材を検出しなかった場合、ソレノイド26のオン、オフを行う(s206、s207)。
【0126】
再度時間T3経過するまでに定着排紙センサ20で転写材を検出しなかった場合(s208)、転写搬送ベルトの圧着解除機構の異常であると判定(s209)し、動作停止するとともに、不図示の操作パネルに圧着解除機構の異常である旨表示を行う。
【0127】
時間T3経過するまでに定着排紙センサ20で転写材を検出した場合(s211)、転写電流検知機構の異常であると判定し(s212)、動作停止するとともに、不図示の操作パネルに転写電流検知機構の異常である旨表示を行う。
【0128】
一方、レジセンサ19で転写材を検出(s205)してから時間T3経過するまでの間に定着排紙センサ20で転写材を検出した場合、ソレノイド26のオン、オフを行うとともに、カセットから転写材をもう1枚給送する(s217)。
【0129】
レジセンサ19で転写材を検出(s218)してから時間T3経過するまでの間に定着排紙センサ20で転写材を検出した場合、転写搬送ベルトの圧着解除機構の異常であると判定し(s219)、動作停止するとともに不図示の操作パネルに圧着解除機構の異常である旨表示を行う。
【0130】
時間T3経過するまでのあいだに定着排紙センサ20で転写材を検出しなかった場合、転写電流検知機構の異常であると判定し(s221)、動作停止するとともに、不図示の操作パネルに転写電流検知機構の異常である旨表示を行う。
【0131】
以上説明したように、転写ベルトの圧着解除状態検知が正常に検出できなかった場合に、圧着解除機構そのものの異常であるのか、転写電流検知機構の異常であるのかを区別することができる。
【0132】
その結果、ユーザまたはサービスマンは、故障の状態を的確に把握することができるため、修理や部品の注文などを迅速かつ正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0133】
【図1】第1実施形態に係るカラー画像形成装置を示す、カラー印字の状態の全体構成図である。
【図2】第1実施形態に係るカラー画像形成装置を示す、黒印字の状態の全体構成図である。
【図3】転写部材の圧着および離間の2状態およびその状態を形成する機構を示す図である。
【図4】転写バイアス配線略図である。
【図5】転写電流検出回路を示す図である。
【図6】ベルト当接時のシアン、ブラック転写部の模式説明図である。
【図7】ベルト解除時のシアン、ブラック転写部の模式説明図である。
【図8】ベルトの当接離間検出のフローチャートである。
【図9】機内残留紙検知のフローチャートである。
【図10】自動排出のフローチャートである。
【図11】自己診断のフローチャートである。
【図12】従来のカラー画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図13】従来の転写部材の圧着および離間の2状態を形成する機構を示す図である。
【符号の説明】
【0134】
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 スキャナ部
4 現像装置
5 転写部材
6 クリーニング装置
7 プロセスカートリッジ
8 転写搬送ベルト
9 従動ローラ
10 駆動ローラ
11 テンションローラ
12 吸着ローラ
13 カセット
14 給送ローラ
15 搬送ローラ対
16 定着装置
17 排出ローラ対
18 排出部
19 レジストセンサ
20 定着排紙センサ
A カラー画像形成装置
S 転写材




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013