JP2002207372A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転写器の有無、待避／接触切り替え動作異常の
検出が可能なカラー画像形成装置を提供する。 【解決手段】環境条件を検出する環境検出手段と転写器
に流入する電流を検出する電流検出手段と転写電圧設定
手段と、を備えてなる画像形成装置において、前記環境
検出手段により決定した電圧を転写手段に加えると同時
に前記電流検出手段で検出した電流値にもとづき前記転
写器の有無、または／及び、装着状態を検出する転写器
状態検出手段を設ける。 【効果】転写器の取り付け不良や、転写器の待避／接触
切り替え動作異常の検出が可能なカラー画像形成装置を
提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
等の電子写真プリンタや、電子写真複写機等の電子写真
装置に係り、特に中間転写体から記録媒体へカラー画像
を転写する転写器の装着状態の異常、待避動作の異常を
検出する転写器検出手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像形成装置では、消耗品や交換
部品を脱着可能なユニットとして構成することによっ
て、ユーザーの使いやすさを重視する傾向にある。この
様なプロセス部品をユニット化した構成においては、そ
れらのユニットを確実に装着させることが必要であり、
様々な方法が提案されている。その中に、ユニットが装
着されているかを検出し、装着が不完全である場合に異
常を放置する方法がある。例えば、特開平１１−２３７
８１４号公報に記載のように、感光体と、感光体上のト
ナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、転写手段に
電圧を印加する電源手段と、転写手段に流入する電流を
検出する検出手段と、検出手段で検出された電流にもと
づき電源手段の電圧を制御する電圧制御手段とを備え、
検出手段で検出された電流にもとづき、感光体の有無を
判定する判定手段を設けたものや、感光体と、前記感光
体を帯電しかつ露光して前記感光体上に静電潜像を形成
し、前記静電潜像を現像し前記感光体上にトナー像を形
成し、前記感光体と一部で接触し前記トナー像を１色毎
に第一次転写して移行する中間転写体と、前記中間転写
体上で複数色のトナー像を重ねあわせてカラー画像を形
成する制御手段と、前記カラー画像を形成中には待避し
て、前記中間転写体に非接触状態になり、カラー画像形
成後に、記録媒体を介して前記中転写体に圧着する接触
／待避切り替え機構を有し、形成された前記カラー画像
を記録媒体に第二次転写する転写器と、前記中間転写体
から記録媒体に前記カラー画像を転写する時に、前記転
写器に転写電圧を印加し、その転写電圧を任意に可変で
きる電源手段と、転写器に流入する電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段で検出した電流値にもと
づき転写電圧を決定する転写電圧設定手段と、を備えて
なるカラー画像形成装置において、前記電流検出手段で
検出した電流値にもとづき前記転写器の有無、または／
及び、装着状態、または／及び、前記転写器の前記中間
転写体に対する接触／待避動作を検出する転写器状態検
出手段を設けたものがある。

【０００３】上記のユニット検出方法は、転写手段など
の元々電圧を印加するプロセス部品において、電圧を印
加した際の流れる電流を検出し、その大小でユニットの
装着状態を判断するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で利用さ
れる、転写ローラ等の部品は、トナーの転写を良好に行
うために表面に半導電性の材料、例えば半導電性のゴム
材などを用いて作られる。これらの半導電性部材は、一
般に環境条件の変化によってその電気抵抗値が大きく変
化する場合がある。例えば、転写ローラに用いる半導電
性のゴム材には、低温・低湿時と高温・高湿時で抵抗値
が１桁から２桁変化するものがある。

【０００５】この様な環境条件によって電気抵抗値が大
きく変化するような部材を用いて先の従来技術のような
ユニットの装着検知を行うと、装置の置かれた環境条件
によって、誤動作する可能性が高くなる。例えば、低温
低湿環境ではそれらの部材の抵抗値が大きくなるため、
ユニットの検出電流が極めて小さくなり、ユニット未装
着と判断されかねない。このような誤検知は、ユーザー
がユニットを適切に装着しても装置が動作しないことに
なるため、ユーザーが使用できないという大きな問題を
引き起こしてしまう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために考案されたものであり、トナー像を保持する
トナー像担持体と、前記トナー像担持体上のトナー画像
を記録媒体を前記トナー像担持体に圧着させて転写する
転写手段と、前記転写手段に印加する電圧を任意の値に
設定可能な高圧電源と、前記転写手段に流れる電流を検
出する電流検出手段と、周囲の温度・湿度を検出する環
境条件検出手段を有する画像形成装置において、前記環
境検出手段の出力情報に基づき、前記高圧電源の出力値
を決定するとともに、決定された前記高圧電源の出力値
を前記転写手段に印加した時の前記電流検出手段で検出
した電流値に基づき転写手段もしくはトナー像担持体の
装着状態を検知する装着検知手段を設けたものである。

【０００７】さらに、上記画像形成装置において、前記
転写手段を前記トナー像担持体に接触待避させる離接機
構を有するとともに、前記電流検出手段で検出した電流
値に基づき転写手段の接触待避状態を検知する接触待避
検知手段を設けるものである。

【０００８】加えて、上記画像形成装置において、前記
電流検出手段が、前記転写手段を前記トナー像担持体に
接触させた時の第１の電流値と、前記転写手段を前記ト
ナー像担持体から待避させた時の第２の電流値を検出す
る機構としたものである。

【０００９】また、上記画像形成装置において、前記転
写手段並びに前記トナー像担持体の装着状態、もしくは
前記転写手段の接触待避状態を第１の電流値と第２の電
流値を参照することによって検知する検知機構を設けた
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１によ
り説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例のカラー画像形成
装置の構成を示すブロック図である。

【００１２】図１のカラー画像形成装置は、感光体１を
帯電しかつ露光して感光体１に静電潜像を形成し、静電
潜像を現像して感光体１上にトナー像を形成し、感光体
１と一部で接触しトナー像を１色ごとに転写して移行す
る中間転写体２と、感光体１の一部を介して中間転写体
２に駆動力を与える感光体１を駆動する駆動手段３と、
中間転写体２上で複数のトナー像を重ねあわせてカラー
画像形成する一連の動作を制御する制御手段１５と、中
間転写体２から記録媒体にカラー画像を転写するときの
転写電圧を任意に可変できる電源手段４と、前記カラー
画像を形成中には待避して、前記中間転写体に非接触状
態になり、カラー画像形成後に、記録媒体を介して前記
中転写体に圧着する接触／待避切り替え機構を有し、形
成された前記カラー画像を記録媒体に第二次転写する転
写器７と、電源手段４から転写器へ流入する電流を検出
する電流検出手段５と、転写電圧を可変制御する転写電
圧制御手段６と、本実施例の画像形成装置がおかれてい
る周囲の温度を検出する環境検出手段２２と、電流検出
手段５で検出した電流値にもとづき転写器７の有無、ま
たは／及び、装着状態、または／及び、転写器７の中間
転写体２に対する接触／待避動作を検出する転写器状態
検出手段８を備えている。一般にプリンタや、複写機な
どのカラー画像形成装置では、転写器，中間転写体，感
光体など各ユニットごとに耐久寿命が異なるため、それ
ぞれのユニット単位で脱着可能に構成している。そこ
で、転写器状態検出手段８により、転写器７を交換した
際などに、正しく装着されていることを検出出来ること
が望ましい。

【００１３】ここではまず、一例として４色重ねでカラ
ー画像を形成するときのカラー画像形成プロセス動作を
説明する。

【００１４】感光体１は矢印ａの方向に一定の速度で回
動されながら、帯電器１０により一様に帯電され、各色
画像信号に従って露光装置９から発出されるレーザ光に
より露光され、各色に対応する静電潜像が順次形成され
る。まず、感光体１の１回転目に現像装置１４に対応す
る色の静電潜像が感光体１上に形成され、現像装置１４
でトナー像を現像する。この感光体１上のトナー像は、
感光体１と接触しながら従動する中間転写体２表面に転
写されて、中間転写体２表面上に現像装置１４の色のト
ナー像を形成する。順次、感光体１の２回転目に現像装
置１３に対応する色の静電潜像が形成され、現像装置１
４でトナー像を現像し中間転写体２表面に転写され、同
様に感光体１の３回転目に現像装置１３，４回転目に現
像装置１４と現像，転写される。各現像装置１１から１
４で現像するトナーの色は任意で良いが、本実施例で
は、現像装置１１は黒(Ｋ）、現像装置１２は黄色
(Ｙ）、現像装置１３はマゼンタ（Ｍ），現像装置１４
はシアン（Ｃ）とした。また、現像の順番も任意で良
い。以上のプロセスで中間転写体２上にカラー画像が形
成されるが、この間は、転写器７は中間転写体２上のカ
ラー形成画像を乱さないようにするために、中間転写体
２に接触しない待避状態にある。

【００１５】用紙カセット１５に蓄積された図示しない
用紙は、給紙ローラ１６によって用紙カセット１５から
ピックアップ、搬送されて、転写器７に送られる。この
時、転写器７は機械的な押し圧力で中間転写体２に接触
押し当てられ、電源手段４で第二転写電圧をかけること
により、中間転写体２上のカラートナー像を記録媒体で
ある用紙に転写する。

【００１６】カラートナー像が転写された用紙は、中間
転写体２から剥離され、定着器１７に送られ、定着器１
７を通る間にカラートナー像が用紙表面上に熱定着さ
れ、機外に排出される。

【００１７】以上のカラー画像形成において、中間転写
体２から記録媒体へ画像を転写するときに、転写器７へ
印加する電圧を一定にすると、装置が設置されている環
境の、温度や湿度に依存して、カラー画像の印刷濃度が
変化してしまうため、第二次転写電圧の補正を行う。電
源手段４の出力電圧を一定にした状態で、カラー画像プ
ロセスの始めに、転写器７を中間転写体２に押し当て、
電流検出手段５で、その時に流れる電流値を検出する。
この時の電流値は、装置周辺の環境条件によって変化す
るので、この電流値によって第二次転写電圧を補正し、
印刷濃度が一定になるように補正する。転写電圧設定手
段６に電流値に応じる電圧値のテーブルをあらかじめ持
っておき、電流値に応じた電圧になるよう、転写電圧設
定手段６で電源手段４の出力電圧を制御する。

【００１８】尚、以上図１中の、転写電圧制御手段６，
転写器状態検出手段８，制御手段１５は、ワンチップの
マイクロプロセッサー（ＣＰＵ）で構成することも可能
である。

【００１９】次に、転写器状態検出手段８で転写器の有
無、または／及び、装着状態、または／及び、前記転写
器の前記中間転写体に対する接触／待避動作を検出する
動作を、図２を併用して説明する。図２は本発明の一実
施例の検出手段流れ図である。カラー画像形成のプロセ
スを開始すると、図２のＳ０で装置のおかれている周囲
の環境条件（温度）を検出し、最適な電圧値Ｖ１を決定
する。次に、図２のＳ１で電源手段４をオンしてＳ０で
決定した電圧Ｖ１を、中間転写体２から待避状態で非接
触状態の転写器７に印加する。電流検出手段５で検出し
たこの時の電流値Ｉ１を転写器状態検出手段７に記憶
し、電源手段４の出力をオフにする。次に図２のＳ２に
進み、図示せぬ転写器待避／接触切り替え手段を動作さ
せ、転写器７を中間転写体２に押し当てる。次に、図２
のＳ３で電源手段４を再びオンしてＳ０で決定した電圧
Ｖ１を中間転写体２へ接触状態の転写器７に印加する。
電流検出手段５で検出したこの時の電流値Ｉ２を転写器
状態検出手段７に記憶し、電源手段４の出力をオフにす
る。次に、図２のＳ４で転写器状態検出手段８は前記電
流値Ｉ２とＩ１の差を計算する。この時の計算結果があ
る所定の値Ｉｒｅｆ以上の場合は、転写器７は正常に装
着されており、また、中間転写体２への接触／待避の動
作切り替えも正常であると判定し、その結果を制御手段
１５に伝え、通常のカラー画像形成プロセスへ移行し、
先に説明したカラー画像形成プロセスを開始してカラー
画像を記録媒体へ印刷する。

【００２０】Ｓ３で計算結果がある所定の値Ｉｒｅｆ未
満の場合は、転写器７が未装着状態であるか、または、
誤装着されているか、または接触／待避の動作切り替え
動作に異常があるものとして、転写器状態検出手段８は
転写器異常の情報を出力する。これを受けた制御手段１
５は、図示せぬ表示部に転写器異常を表示したり、図示
せぬホストコンピュータへ転写器異常の情報を伝達した
りする。これによりオペレータは、転写器の異常を知る
ことができる。

【００２１】転写器の異常検出は、カラー画像形成装置
に電源が投入されたとき等に実施しても良い。この場合
の電源投入時の検出手段流れ図を図３に示す。電源投入
後、図３のＳ０で装置のおかれている周囲の環境条件
（温度）を検出し、最適な電圧値Ｖ１を決定する。次に
Ｓ１で電源手段４をオンして所定の電圧Ｖ１を中間転写
体２から待避状態で非接触状態の転写器７に印加する。
電流検出手段５で検出したこの時の電流値Ｉ１を転写器
状態検出手段７に記憶し、電源手段４の出力をオフにす
る。次に図３のＳ２に進み、図示せぬ転写器待避／接触
切り替え手段を動作させ、転写器７を中間転写体２に押
し当てる。次に、図３のＳ３で電源手段４を再びオンし
て所定の電圧Ｖ１を中間転写体２へ接触状態の転写器７
に印加する。電流検出手段５で検出したこの時の電流値
Ｉ２を転写器状態検出手段７に記憶し、電源手段４の出
力をオフにする。次に、図３のＳ４で転写器状態検出手
段８は前記電流値Ｉ２とＩ１の差を計算する。この時の
計算結果がある所定の値Iref以上の場合は、転写器７は
正常に装着されており、また、中間転写体２への接触／
待避の動作切り替えも正常であると判定し、その結果を
制御手段１５に伝え、図示せぬその他の異常の検出もな
ければ、装置の準備動作プロセスＳ８へ移行し、準備動
作が終了すると待機状態Ｓ９へ移行する。

【００２２】Ｓ４で計算結果がある所定の値Ｉｒｅｆ未
満の場合は、転写器７が未装着状態であるか、または、
誤装着されているか、または接触／待避の動作切り替え
動作に異常があるものとして、転写器状態検出手段８は
転写器異常の情報を出力する。これを受けた制御手段１
５は、図示せぬ表示部に転写器異常を表示したり、図示
せぬホストコンピュータへ転写器異常の情報を伝達した
りする。これによりオペレータは、転写器の異常を知る
ことができる。

【００２３】図２、及び、図３のＳ４において、判定に
電流値の差を使用すること及び環境条件を検出して電源
手段４の出力電圧Ｖ１を決定する理由を、図４を用いて
説明する。図４は環境条件による転写器の電流特性図で
ある。横軸は環境条件で、縦軸はある所定の電圧Ｖａを
転写器に印加したときの転写器に流入する電流値であ
る。２０は転写器が中間転写体に接触していないときに
流入する電流Ｉ１で、２１は転写器７が中間転写体２に
接触しているときの電流値Ｉ２である。

【００２４】理論的には、転写器７が中間転写体２と接
触していないときは電流値は０であるが、電源手段４が
高電圧を出力する電源であることから、電流検出手段５
で微少ながら電流は流れるものである。

【００２５】Ｉ１，Ｉ２ともに環境の変化で電流値が変
化する。それぞれの環境下においては、Ｉ１＜Ｉ２とな
っているが、特に高温高湿のＩ１と低温低湿のＩ２では
（高温高湿のＩ１）＞（低温低湿のＩ２）の関係になっ
てしまう場合がある。この時は絶対値で判定するために
所定のＩｔｈを設定しＩｔｈより大きいか、小さいかの
判定では、転写器７か、待避状態か、中間転写体２に接
触しているかの判定ができなくなってしまう。

【００２６】それに対して、図２及び図３のＳ４でＩ１
とＩ２の差分で判定する方法は、転写器７の接触／待避
の切り替え動作が正しく行われているか、異常が発生し
ているかを検出することが出来る。ここでの判定値Ｉｒ
ｅｆは Ｉｒｅｆ＜（低温低湿のＩ２）−（低温低湿のＩ１） を満足する値で、誤差範囲を考慮し出来るだけ大きい値
にすることが望ましい。

【００２７】しかしながら、課題で述べたように、転写
器７や中間転写体２は半導電性の材質で構成しているた
め、環境条件の変化で電気抵抗が数桁変化する。このた
め、上記のように電流Ｉ１とＩ２の差分をとってＩｒｅ
ｆで判定しても、低温・低湿環境では検出の確度が不十
分となる場合がある。

【００２８】低温低湿環境のように転写器７に電流が流
れにくくなる条件下で、さらに検知精度を増すために
は、電源手段４が出力する電圧Ｖ１を高くすることが有
効である。図４中、２３，２４は、それぞれ電圧Ｖａよ
り高い電圧Ｖｂを転写器７に印加した時の転写器が中間
転写体に接触していないときに流入する電流Ｉ１，転写
器７が中間転写体２に接触しているときの電流値Ｉ２を
示す。このように転写器７に加える電圧を高くすること
によって、電流Ｉ１，Ｉ２、特に電流Ｉ１が大きくなる
ため、転写器７の状態を確度よく検知することができ
る。しかしながら、電圧Ｖ１を単純に高くすると、今度
は逆に電流が元々多く流れる高温・高湿環境で、過大な
電流が流れることになる。電圧過多の状態は、中間転写
体２の絶縁破壊，電源の故障等、様々な弊害を発生させ
る要因となるため、高温高湿環境では電圧Ｖ１をあまり
高くすることはできない。そこで、本実施例では、予め
環境検出手段２２を用いて装置のおかれた環境条件を検
出し、その出力に応じて電圧Ｖ１を決定している。図５
は、環境条件と電源手段４が転写器７に加える電圧Ｖ１
を決定する元になる環境条件（温度）と電圧Ｖ１の関係
について示したものである。元々、電流Ｉ１，Ｉ２の環
境変動は、温度・湿度の両方の影響を受けるため、温度
・湿度の両方を検出するのが望ましいが、本実施例の画
像形成装置では、転写器７の材質などで温度変化が大き
く影響するため、温度を検出するだけで十分である。本
実施例では１８℃を閾値として、１８℃より温度が高い
場合は、電圧Ｖ１として電圧Ｖａを設定し、１８℃以下
の時は電圧Ｖ１として電圧Ｖｂを設定する。このように
周囲の環境を検出して電圧Ｖ１を決定することで、電流
Ｉ１，Ｉ２の差を確保することが可能であり、転写器７
の装着，動作の異常を確実に検出することができる。

【００２９】以上、実施例を用いて転写手段の装着状
態，動作状態を精度よく検出する手段について述べた
が、本実施例と同様の手段で、中間転写体の装着状態を
検出可能であることは明白である。

【００３０】また、転写手段を接触待避させる必要のな
い画像形成装置、例えば、感光体上のトナー画像を記録
媒体に直接転写するモノクロの画像形成装置において、
転写手段を流れる電流によって感光体または転写手段の
装着状態を検知する場合でも、環境条件によって転写手
段に加える電圧を制御することで、より確実性の高い検
知が行える。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トナー像を保持するトナー像担持体と、前記トナー像担
持体上のトナー画像を記録媒体を前記トナー像担持体に
圧着させて転写する転写手段を有する画像形成装置にお
いて、保守点検時の交換作業時に発生が予想される転写
器の取り付け不良や、転写器の待避／接触切り替え動作
異常の検出が可能なカラー画像形成装置を提供できる。

【００３２】また、装置の置かれている環境条件が変化
した場合にも、転写器の装着有無や動作異常の検出余裕
度を確保できるので、環境条件の変化に起因する誤検出
を防止し、異常検出精度が高いカラー画像形成装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカラー画像形成装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の検出手段流れ図である。

【図３】電源投入時の検出手段流れ図である。

【図４】環境条件による転写器の電流特性図である。

【図５】環境条件と電圧Ｖ１の関係を示す図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…中間転写体、３…駆動手段、４…電源
手段、５…電流検出手段、６…転写電圧設定手段、７…
転写器、８…転写器状態検出手段、９…露光装置、１０
…帯電器、１１…現像装置（Ｋ）、１２…現像装置
（Ｙ）、１３…現像装置（Ｍ）、１４…現像装置
（Ｃ）、１５…用紙カセット、１６…給紙ローラー、１
７…定着器、２０…転写器が中間転写体に接触していな
いときの電流Ｉ１（電圧Ｖａ）、２１…転写器が中間転
写体に接触しているときの電流値Ｉ２（電圧Ｖａ）、２
２…環境条件検出手段、２３…転写器が中間転写体に接
触していないときの電流Ｉ１（電圧Ｖｂ）、２４…転写
器が中間転写体に接触しているときの電流値Ｉ２（電圧
Ｖｂ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 雅弘 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 成田 敏 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 斉藤 雅彦 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA11 DA14 EA03 ED24 HA10 HB16 2H032 AA05 BA23 CA02 CA11 CA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を保持するトナー像担持体と、前
   記トナー像担持体上のトナー画像を記録媒体を前記トナ
   ー像担持体に圧着させて転写する転写手段と、前記転写
   手段に印加する電圧を任意の値に設定可能な高圧電源
   と、前記転写手段に流れる電流を検出する電流検出手段
   と、周囲の温度・湿度を検出する環境条件検出手段を有
   する画像形成装置において、前記環境検出手段の出力情
   報に基づき、前記高圧電源の出力値を決定するととも
   に、決定された前記高圧電源の出力値を前記転写手段に
   印加した時の前記電流検出手段で検出した電流値に基づ
   き転写手段もしくはトナー像担持体の装着状態を検知す
   る装着検知手段を有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成装置において、前記転
   写手段を前記トナー像担持体に接触待避させる離接機構
   を有するとともに、前記電流検出手段で検出した電流値
   に基づき転写手段の接触待避状態を検知する接触待避検
   知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２の画像形成装置において、前記電
   流検出手段が、前記転写手段を前記トナー像担持体に接
   触させた時の第１の電流値と、前記転写手段を前記トナ
   ー像担持体から待避させた時の第２の電流値を検出する
   機構であることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項３の画像形成装置において、前記転
   写手段並びに前記トナー像担持体の装着状態、もしくは
   前記転写手段の接触待避状態を第１の電流値と第２の電
   流値を参照することによって検知する検知機構を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。