JP2001083758A

JP2001083758A - 画像形成装置

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Publication number: JP2001083758A
Application number: JP25541999A
Authority: JP
Inventors: Itsutaka Miyamoto; 厳恭宮本; Satoru Koyama; 悟小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP3943778B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で転写部材の像担持体への接触状
態を認識できるようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の感光体ドラム１全てに転写搬送ベ
ルト８を接触させるとともに、該ベルト８に複数の転写
部材５を接触させて多色画像を形成する第１モードと、
前記複数の感光体ドラム１のうち一つの感光体ドラムに
前記転写搬送ベルト８を接触させるとともに、他の感光
体ドラムに対しては前記ベルト８を離間させ、且つ前記
ベルト８に前記複数の転写部材５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５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、前記転写搬送ベルト８の前記感光体ドラム１への接
触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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、
例えば特開平09-288396号に記載されている。図13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。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13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。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。
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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】続いて画像形成モードについて説明する。
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。

【０００７】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。

【０００８】このような構成を取ったカラー画像形成装
置の一例が、例えば特開平09-146383号に記載されてい
る。図14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。

【０００９】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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】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。
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は免れな
い。

【００１１】尚、前述した例は転写搬送ベルトを用いた
場合であるが、それが中間転写ベルトでも、あるいはベ
ルトを有しない転写部材のみのものでも同様である。

【００１２】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、簡単な構成で転写部材の像担持体へ
の接触状態、すなわちカラー印字と黒印字それぞれの状
態を認識できるようにした画像形成装置を提供するもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、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
ベルト部材とを有する画像形成装置において、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、該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ことを特徴とする。

【００１４】上記構成にあっては、例えば単色の黒印字
の状態、すなわち黒以外の転写部材がベルト部材と共に
黒以外の像担持体から離間している状態においては、黒
以外の転写部材に電圧を印加しても対向電極となる像担
持体がいないので電流がほとんど流れない。一方、カラ
ー印字の状態、すなわち黒以外の転写部材もベルト部材
と共に像担持体に当接している状態においては、黒以外
の転写部材に電圧を印加した場合に、対向電極となる像
担持体があるので所定の電流が流れる。

【００１５】すなわち、この状態の差を利用してカラー
印字と黒印字それぞれの状態を画像形成装置が認識でき
るようになる。

【００１６】また上記目的を達成するための本発明に係
るもうの所定の代表的な構成は、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を有す
る画像形成装置において、前記複数の像担持体全てに前
記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
転写部材を接触させるとともに、他の像担持体に対して
は他の転写部材を離間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、前記転写部材の前
記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１７】この構成においても同様に、転写部材に電
圧を印加した際に流れる電流を検知することにより、カ
ラー印字と黒印字それぞれの状態を画像形成装置が認識
できるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の一実
施形態に係る画像形成装置について説明する。

【００１９】〔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。

【００２０】｛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。図１に示すカラー画像形成装置Ａは、水平方向に並
設された４個の像担持体としての感光体ドラム１（１
ａ，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ー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，４
ｄ）、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，５
ｃ，５ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写
後トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄ）等が配設されている。

【００２１】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（７
ａ，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。

【００２２】次に各部の構成について、順次説明する。
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、図中時計回りに回転駆動される。

【００２３】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。

【００２４】スキャナ部３は、図示しない短焦点結像レ
ンズを先端に装着したＬＥＤアレイよりなり、図示しな
い駆動回路によって画信号に応じてＬＥＤが点灯制御さ
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。

【００２５】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の右側）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る。感光体ドラム
１上の静電潜像の現像時には、対応する現像器のトナー
容器４ｅ内のトナーを送り機構によって塗布ローラ４ｆ
に送り込み、回転する現像ローラ４ｇの外周にトナーを
薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）す
る。この現像ローラ４ｇと、静電潜像が形成された感光
体ドラム１との間に現像バイアスを印加することによ
り、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。

【００２６】クリーニング装置６は、現像装置４によっ
て感光体ドラム１上に現像されたトナーが転写材Ｓに転
写された後、転写されないで感光体ドラム１表面に残っ
たいわゆる転写残トナーを除去するものである。

【００２７】前記４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ、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、更に転写搬
送ベルト８をクリーニングするクリーニングブレードの
対向ローラ11ａ及び適度なテンション（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11ｂによ
って支持されている。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。

【００２８】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。

【００２９】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、ADVANT
EST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。

【００３０】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の右側）から下流側（図１の左側）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。
そして、その転写材を加熱ローラ16ａ及び加圧ローラ16
ｂ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。

【００３１】｛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。図１に示すカラー画像
形成装置には、転写搬送ベルト８の上部に離間ローラ19
が２個配設されており、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。

【００３２】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、離間ロー
ラ19が転写搬送ベルト８及びイエロー、マゼンタ、シア
ンの転写部材５ａ、５ｂ、５ｃを感光体ドラム１ａ、１
ｂ、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。

【００３３】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。離間ローラ19は軸受部を有した
アーム20ａ，20ｂに回転自在に支持されており、そのア
ーム20ａ，20ｂはレバー21に連結されている。また、そ
のレバー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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】｛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。

【００３８】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。

【００３９】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）。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】転写電流検出回路に流れ込んだ転写電流Ｉ
33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。

【００４４】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Ｖ
iとなる。

【００４５】Ｖi＝Ｉtr×Ｒa ………（式１）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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】｛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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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５
ｃの抵抗Ｒ4ｃ、転写部材とベルト部材の接触抵抗Ｒ5
ｃ、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3
5ｃ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。

【００５４】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。

【００５５】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）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。

【００５６】一方、図８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Ｒ
7ｃ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。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。

【００５７】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Ｉ
39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込む電流もあるた
めに等しくはならない）。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】Ｉ33ｃ≫Ｉ38ｃ ………（式３）（Ｉ38ｃ＝０Ａ）｛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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】さらに、図９に示すように、コストダウン
のために、転写電流検出器40を１つに削減した構成にお
いても、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの転写
バイアスを利用することで、同様に転写搬送ベルト８の
当接解除を検出することは可能である。

【００６７】〔第２実施形態〕次に第２実施形態として
ベルト部材を中間転写体として用いた画像形成装置につ
いて説明する。図10は第２実施形態に係る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。尚、前述した第１実施形態と同一機能を有す
る部材については同一符号を付す。

【００６８】この画像形成装置は前述した第１実施形態
の画像形成装置と同様に、４個のドラム状像担持体であ
る感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が並設さ
れている。４個の感光体ドラム上に画像を形成するプロ
セスについては、第１実施形態の画像形成装置での説明
と同様なので省略し、ベルト部材としての中間転写ベル
ト41の部分より説明を行う。

【００６９】各感光体ドラム１に対向して、体積抵抗率
が10⁷〜10¹⁴Ωcmの無端の中間転写ベルト41が駆動ロー
ラ42、従動ローラ43，44によって張架され配設されてい
る。尚、前記体積抵抗率の測定はJISK6191に準拠し、温
度は23.6℃、相対湿度は60％で、印加電圧100Ｖで行っ
たものである。

【００７０】感光体ドラム１ａ上に形成されたトナー像
は、その回転により中間転写ベルト41と接触し、中間転
写ベルト41の裏面に配設された転写部材５ａに所定のバ
イアスを印加することにより、中間転写ベルト41上に一
次転写される。以下、これと同様の工程を残る３個の感
光体ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ及び転写部材５ｂ，５ｃ，
５ｄで繰り返し、一連の動作により中間転写ベルト41上
に４色のトナー像を形成する。

【００７１】そして、中間転写ベルト41に形成されたト
ナー像は二次転写部45に移動され、二次転写ローラ46に
よって、レジストローラ対47により所定のタイミングで
搬送される転写材上に一括して二次転写される。

【００７２】二次転写部45に転写材Ｓを搬送するプロセ
ス、転写材に転写ざれたトナー画像を定着するプロセス
については、第１実施形態の画像形成装置の場合と同様
であり、説明は省略する。

【００７３】このような中間転写ベルト41を用いた画像
形成装置においても、第１実施形態で示したような離間
ローラ19を配置し、カラー印字時と黒印字時に中間転写
ベルト41の感光体ドラム１への接触状態を２状態形成す
ることにより、黒印字時に、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
が可能となる。

【００７４】尚、中間転写ベルト41を感光体ベルト１よ
り離間させる構成、及び中間転写ベルト41が感光体ドラ
ム１に接触しているか離間しているかを判別する判別手
段の構成は第１実施形態と同様な構成を用いればよい。
ここで、第１実施形態と同様にイエロー、マゼンタ、シ
アンの少なくとも１つの転写部材５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、中間転写ベルト41
の状態を検知するようにした。この電流検知の具体的な
構成の一例は、前述した第１実施形態の画像形成装置の
場合と同様なので説明は省略する。

【００７５】尚、第１の実施形態及び第２実施形態共
に、転写部材については必ずしも転写ブレードに限ら
ず、転写ローラやコロナ転写極等でも良く、本発明の効
果を得ることができる。

【００７６】〔第３実施形態〕次に第３実施形態として
ベルト部材を用いない画像形成装置について説明する。
図11は第３実施形態に係る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。尚、
この実施形態でも前述した第１実施形態と同一機能を有
する部材については同一符号を付す。

【００７７】この画像形成装置は第１実施形態の画像形
成装置と同様に、４個のドラム状像担持体である感光体
ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が並設されてい
る。４個の感光体ドラム上に画像を形成するプロセスに
ついては、第１実施形態の画像形成装置での説明と同様
なので省略し、転写プロセスの部分より説明を行う。

【００７８】各感光体ドラム１に対向して、体積抵抗率
が10⁷〜10¹⁴Ωcmの転写部材としての転写ローラ48（48
ａ，48ｂ，48ｃ，48ｄ）が配設されている。前記体積抵
抗率の測定はJISK6191に準拠し、温度は23.6℃、相対湿
度は60％で、印加電圧100Ｖで行ったものである。

【００７９】また、各転写ローラ48の間には転写材Ｓの
搬送を補助するガイド部材49が配設されている。

【００８０】感光体ドラム１ａ上に形成されたトナー像
は、転写材の送られてくるタイミングに合わせて転写ロ
ーラ48ａに所定のバイアスを印加することにより、転写
材上に転写される。以下これと同様の工程を残る３個の
感光体ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ及び転写部材48ｂ，48
ｃ，48ｄで繰り返し、一連の動作により転写材上に４色
のトナー像を形成する。

【００８１】転写ローラ48に転写材Ｓを搬送するプロセ
ス、転写材に転写されたトナー画像を定着するプロセス
については、第１実施形態の画像形成装置の場合と同様
であるため、ここでは説明は省略する。

【００８２】このようなベルト部材を用いない転写ロー
ラ48のみのタイプの画像形成装置においても、転写ロー
ラ48の感光体ドラム１への接触状態を圧着と離間の２状
態形成することにより、黒印字時に、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
させることが可能となる。

【００８３】そして、前記転写ローラ48が感光体ドラム
１に接触しているか離間しているかを判別する判別手段
として第１実施形態と同様な構成を用いる。これによ
り、第１実施形態と同様にイエロー、マゼンタ、シアン
の少なくとも１つの転写ローラ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感光体ドラム１に対する
転写部材の状態を検知することができる。

【００８４】尚、転写部材については、必ずしも転写ロ
ーラに限らずコロナ転写極等でも良く、本発明の効果を
得ることができる。

【００８５】〔第４実施形態〕次に第４実施形態として
転写電流を定電流制御する系において、ベルトの離間状
態の判断をする例について説明する。

【００８６】図４の構成では、各負荷34に流れる転写電
流を常に一定に制御する定電流制御も実現可能である。

【００８７】例えば、シアンの画像形成部において、電
流検出器35ｃは、転写電流Ｉ33ｃ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／Ｏポ
ートへ出力する。ＣＰＵ31はこの電圧信号があらかじめ
決められた電圧値Ｖ1とほぼ等しくなるように制御す
る。

【００８８】電圧制御信号Ｓ32ｃは周波数一定の矩形波
の信号であり、そのオン時間を長くするほど転写バイア
ス回路30ａの出力電圧を高く出力させることができる。

【００８９】所定電圧Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが小さ
い場合には転写電流が少ないため、ＣＰＵ31は転写バイ
アス回路30ａの出力電圧を高めるように電圧制御信号Ｓ
32ｃのオン時間を長くして送信する。

【００９０】また電圧値Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが大
きい場合には転写電流が多いため、ＣＰＵ31は転写バイ
アス回路30ａの出力電圧を低くするようにオン時間の短
い電圧制御信号Ｓ32ａを送信する。以上の制御を繰り返
すことで転写電流を一定に制御することができる。

【００９１】なお、イエロー、マゼンタ、ブラックの画
像形成部も同様に制御できる。

【００９２】このような制御系においては、転写ベルト
と感光体ドラムが離間した状態となると、転写ベルトと
感光体ドラム間に電流がほとんど流れなくなるため、転
写電流Ｉ33ｃが正常動作時に比べて低くなる。このため
ＣＰＵ31は電圧制御信号Ｓ32ｃをオン時間を長くして出
力するものの、この時には最大の転写電圧を印加しても
所定の転写電流（所定電圧Ｖ1）を流すことができな
い。

【００９３】したがって、最大の転写電圧に対応したオ
ン時間の電圧制御信号Ｓ32ｃを出力しているにも関わら
ず、転写電流Ｉ33ｃが所定の電流に達しない場合には、
転写ベルトと感光体ドラムが離間していると判断するこ
とができる。

【００９４】なお、感光体ドラムが画像形成装置本体か
ら脱着可能な構成の場合には、感光体ドラムがない場合
と、転写ベルトと感光体ドラムの離間状態との判断が困
難なため、別途感光体ドラム脱着の検出が必要になる可
能性がある。

【００９５】また、図12に示すように構成することによ
り、転写電流と転写電圧の双方を検出してベルト離間の
状態を判断することも可能である。

【００９６】なお、図12は図４の構成において、各転写
バイアス30の出力電圧に比例した電圧信号Ｓ38を追加し
ている。このように、転写電流と転写電圧の双方を検出
することは、（ＣＰＵのＡ／Ｏポートが８層も必要とな
るため、）まれであるものの、機器の使用環境や転写紙
に応じて、定電圧制御（転写電圧を一定に制御）と定電
流制御（転写電流を一定に制御）とを切り換える場合等
では考えられる構成である。

【００９７】図12にあっては、例えばシアンの画像形成
部において、電流検出器35ｃは、転写電流Ｉ33ｃを、電
流の大きさに比例した電圧信号Ｓ37ｃに変換して、ＣＰ
Ｕ31のＡ/Ｏポートへ出力する。ＣＰＵ31はこの電圧信
号があらかじめ決められた電圧値Ｖ1とほぼ等しくなる
ように制御する。

【００９８】電圧制御信号Ｓ32ｃは周波数一定の矩形波
の信号であり、そのオン時間を長くするほど転写バイア
ス回路30ａの出力電圧を高く出力させることができる。

【００９９】所定電圧Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが小さ
い場合には転写電流が少ないため、ＣＰＵ31は転写バイ
アス回路30ａの出力電圧を高めるように電圧制御信号Ｓ
32ｃのオン時間を長くして送信する。

【０１００】また電圧値Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが大
きい場合には転写電流が多いため、ＣＰＵ31は転写バイ
アス回路30ａの出力電圧を低くするようにオン時間の短
い電圧制御信号Ｓ32ａを送信する。

【０１０１】以上の制御を繰り返すことで転写電流を一
定に制御することができる。なお、イエロー、マゼン
タ、ブラックの画像形成部も同様に制御できる。

【０１０２】このような制御系においては、転写ベルト
と感光体ドラムが離間した状態となると、転写ベルトと
感光体ドラム間に電流がほとんど流れなくなるため、転
写電流Ｉ33ｃが正常動作時に比べて低くなる。この時に
は最大の転写電圧を印加しても所定の転写電流（所定電
圧Ｖ1）を流すことができない。

【０１０３】このためＣＰＵ31は電圧制御信号Ｓ32ｃを
オン時間を最大として出力する。このとき、転写バイア
ス回路の出力可能な最大電圧値Ｖ3を、通常動作時の最
大値Ｖ2よりも大きく設定しておけば転写ベルトと感光
体ドラムの当接・離間状態を判断することができる。

【０１０４】すなわち、転写バイアス電圧検出信号Ｓ38
ｃにより検出した転写バイアスの出力値が、通常の画像
形成時にはありえない電圧Ｖ2以上となった時には、転
写ベルトと感光体ドラムが離間していると判断する。

【０１０５】なお、この場合も感光体ドラムが画像形成
装置本体から脱着可能な構成の場合には、感光体ドラム
がない場合と、転写ベルトと感光体ドラムの離間状態と
の判断が困難なため、別途感光体ドラム脱着の検出が必
要になる可能性がある。

【０１０６】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
複雑な機構を持たずして簡単な構成で、転写部材に流れ
る電流、あるいは電圧を検知することにより、転写部材
の像担持体への圧着・離間の状態を判断することが可能
となる。これにより、各機能部品を不必要に作動させな
いようにすることができ、装置寿命を延ばすことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【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】転写部材の圧着及び離間の２状態及びその状態
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】転写電流検出回路を１つにした転写バイアス配
線略図である。

【図１０】第２実施形態に係るカラー画像形成装置を示
す全体構成図である。

【図１１】第３実施形態に係るカラー画像形成装置を示
す全体構成図である。

【図１２】転写電流、電圧検出回路である。

【図１３】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１４】従来の転写部材の圧着及び離間の２状態を形
成する機構を示す図である。

【符号の説明】

Ｓ …転写材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 11ａ …対向ローラ 11ｂ …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 16ａ …加熱ローラ 16ｂ …加圧ローラ 17 …排出ローラ対 18 …排出部 19 …離間ローラ 20ａ，20ｂ …アーム 21 …レバー 22 …カム 23 …駆動ギア 24 …駆動モータ 25 …欠歯ギア 26 …ソレノイド 27 …カムギア 30ｃ …転写バイアス回路 31 …ＣＰＵ 34ｃ …負荷 35ｃ …転写電流検出器 36 …オペアンプ 40 …転写電流検出器 41 …中間転写ベルト 42 …駆動ローラ 43 …従動ローラ 43，44 …従動ローラ 45 …二次転写部 46 …二次転写ローラ 47 …レジストローラ対 48 …転写ローラ 49 …ガイド部材

Claims

【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を有
する画像形成装置において、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、該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ことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記ベルト部材は転写材を担持する転写
材担持体であり、前記第１モードのときは、前記複数の
像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に担持さ
れた転写材に順次重ねて転写を行うことを特徴とする請
求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記ベルト部材は中間転写体であり、前
記第１モードのときは前記複数の像担持体に形成したト
ナー像を前記ベルト部材に順次重ねて転写し、該ベルト
部材に転写されたトナー像を転写材に転写することを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】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を有する画像形成装置に
おいて、前記複数の像担持体全てに前記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転写
部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては他
の転写部材を離間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、前記転写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ことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項５】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を有
する画像形成装置において、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、該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発生する電圧値を
検出することにより、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ことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項６】前記ベルト部材は転写材を担持する転写
材担持体であり、前記第１モードのときは、前記複数の
像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に担持さ
れた転写材に順次重ねて転写を行うことを特徴とする請
求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記ベルト部材は中間転写体であり、前
記第１モードのときは前記複数の像担持体に形成したト
ナー像を前記ベルト部材に順次重ねて転写し、該ベルト
部材に転写されたトナー像を転写材に転写することを特
徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】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を有する画像形成装置に
おいて、前記複数の像担持体全てに前記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転写
部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては他
の転写部材を離間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発生する電圧値を
検出することにより、前記転写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ことを特徴とする
画像形成装置。