JP2008216396A

JP2008216396A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2008216396A
Application number: JP2007050762A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Aso; 裕阿蘇
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】転写紙の吸湿による異常画像を防止することができ、また電装部材の破損発生を回避することができ、良好な画像および安定した動作を得ること。
【解決手段】画像形成装置は、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第１接続経路と、第１接続経路よりも高抵抗であって、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第２接続経路と、第１および第２接続経路を択一的に切り替える切り替え手段と、切り替え手段を制御する接続制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置における転写リークによる異常画像防止ならびに静電気除去に関する。

特許文献１に、両面印刷が可能であり、転写紙上のトナー像を加熱・加圧して定着させる定着ユニットと、この定着ユニットの加熱部材側または加圧部材側の少なくとも一方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、バイアス印加設定値を切り換え可能とする制御手段を有する画像形成装置において、第１面印刷時にはＶ１、第２面印刷時にはＶ２の定着バイアス印加を行い、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜となるように設定することで、簡単な制御（転写紙の抵抗値に関する情報を得る手段を新規に設けたりすることなく）により、定着部にバイアスを印加することによって改善する定着部での異常放電によるチリ低減と、定着部にバイアス印加をしたことによって副作用として余裕度を下げてしまう調湿紙での定着部への電流の流入出を低減することで異常画像を低減する画像形成装置を提供することができる技術が開示されている。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置での異常画像の要因に、転写不良によるものがある。

そのひとつとして、転写紙の吸湿による転写電流のリークによって画像転写不良を起こすものがある。

これは転写紙表面の抵抗率低下が原因で転写紙表面を経路とし転写電流が流れるというものである。

但し、この場合、画像形成装置の構成として転写部と定着部の間隔が近く、転写紙最大長以内に配置されているものに限定される（図８参照）。

問題発生時の転写電流経路の詳細について説明する（図９参照）。
転写部の高電圧出力が転写紙表面に電流として定着部に流れる。
（本来であれば、転写に対向するドラムまたはベルトに出力されるが、抵抗率の低い転写紙表面を電流が流れるＡ参照）
流れた電流は定着部のローラおよび転写紙除電ブラシにより定着部フレーム（グラウンド）板金に流れる。Ｂ，Ｂ'参照。

定着部ユニットと本体フレームはグラウンド強化のため電気的に接続され導通状態にあり（ユニットアース接点）、転写部より流れ出た電流は定着部を通り本体フレームグラウンドに辿るという還流経路が形成される。

上記問題の解決方法として、定着部ユニットと本体フレームを非接続状態にすることで転写リーク電流は流れる経路を断たれ画像異常は解消する。

しかし、定着部では転写紙と定着部のローラその他部材との摩擦帯電が起き、電荷が蓄積される。

蓄積された電荷は定着部外に気中放電されるが、放電経路に電装部材が存在する場合（サーミスタ、センサ等）、破壊を招くという二次的な問題を生ずる。

そこで、二次的な問題、電荷放電（静電気）による電装部材の破損対策として、転写リーク電流を制限する電気部材を定着ユニットと本体フレームに挿入する方法が考えられる。

具体例として定着部ユニットと本体フレーム間に抵抗を挿入する。また、この抵抗は一般的にハイメグと呼ばれる高抵抗でメガオーム（MΩ）オーダーのものを使用し転写リーク電流を制限する。
特開２００５−２２７６０９号公報

しかしながら、ハイメグの抵抗値を高く設定しないと（非導通に近い状態）画像異常が解消しないケースもある。

その場合、ハイメグの抵抗値を高くしたことにより放電経路は貧弱なものになり、定着部に蓄積された電荷は電装部材へ放電し破損が発生する。

そこで、本発明では、上記のような問題を鑑み、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する経路を２本設け切替えスイッチによって経路を切り替えることで、転写紙の吸湿による異常画像を防止することができ、また一方では定着ユニットに蓄積した電荷を逃がすことで電装部材の破損発生を回避することができ、良好な画像および安定した動作を得ることを目的としている。

請求項１記載の発明は、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第１接続経路と、第１接続経路よりも高抵抗であって、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第２接続経路と、第１および第２接続経路を択一的に切り替える切り替え手段と、切り替え手段を制御する接続制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、被記録媒体の表面抵抗率を測定し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置内部の結露状態を検出し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置内部の湿度検出結果に基き、且つ、被記録媒体を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない場合、第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、請求項４記載の接続制御手段に所定枚数の被記録媒体のみ第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置の環境温湿度を検出し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、表面抵抗計を被記録媒体に当接させ、被記録媒体への画像形成前までに抵抗値を測定し、結果が所定以下の抵抗値と判断した時、第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置内部に装備された結露を検知する結露センサーを有し、結露センサーから出力される出力信号より結露状態と判断した時、第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置内部に装備された湿度検出する湿度センサーを有し、湿度センサーからの出力が所定以上の時、且つ、被記録媒体を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない場合、第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、請求項４記載の接続制御手段にカセットに格納されている被記録媒体の先頭より所定枚数に限り第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、画像形成装置の環境温湿度を検出する温湿度計を有し、電源断時および電源投入時の温湿度を計測および比較しその結果に一定以上の差異がある場合、第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、切り替え手段は、機械的接点を有することを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、切り替え手段は、被記録媒体の移動搬送に同期し制御することを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、切り替え手段は、第１接続経路の接続と開放を行い、制御回路非通電で接続、通電にて開放とすることを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、接続制御手段は、連続する被記録媒体の場合、被記録媒体に画像形成中のみ第２接続経路に切り替えるよう制御することを特徴とする。

本発明によれば、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する経路を２本設け切替えスイッチによって経路を切り替えることで、転写紙の吸湿による異常画像を防止することができ、また一方では定着ユニットに蓄積した電荷を逃がすことで電装部材の破損発生を回避することができ、良好な画像および安定した動作を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施形態における装置および部材レイアウト図および転写紙搬送パスについて図１を参照して説明する。

転写紙は転写紙カセットに格納し、給紙ローラより搬送される。搬送された転写紙は抵抗測定ローラＡ，Ｂを通過し転写前センサーでは転写紙先端および後端の検出することができる。

その後転写部に搬送され画像の形成が行われ、定着ユニットへ搬送される。定着ユニットでは転写紙への画像定着が行われ、用紙は排出センサーを通過し排出される。排出センサーは転写紙の先端および後端を検出する。

（請求項１）に該当する実施例を説明する。
定着ユニットは本体より着脱できる構成になっており、定着ユニットは本体の支持部材により保持される（＝定着ユニット支持部材）。

本体定着ユニット支持部材と本体フレームは独立した導電部材（板金）からなり非接続の状態にある。

また、定着ユニットを本体に装着した時、定着ユニットのアースグラウンドは本体定着ユニット支持部材と接触し電気的に接続された状態になる。

次に、定着ユニット支持部材と本体フレームとの関係を説明する。
定着ユニット支持部材と本体フレーム間には電気的に接続する経路を２本設け、１本は直接接続するバイパス経路（第１接続経路）とし、もう１本は、バイパス経路よりも高抵抗である専用部材を用い接続するハイメグ経路（第２接続経路）とする。

バイパス経路（第１接続経路）とハイメグ経路（第２接続経路）は経路切り替えスイッチにより切り替えられるものとする（図２参照）。

次に、（請求項２）、（請求項７）に該当する実施例を説明する。

搬送路上に設けた２対のローラ、抵抗測定ローラＡ（以下ローラＡ）、抵抗測定ローラＢ（以下ローラＢ）で転写紙の表面抵抗を測定する。また、転写紙の搬送機能もあわせもつ。

ローラＢに電圧をかけると電流が転写紙表面を通りローラＡに到達し、ローラＡとグラウンド間に設けた電流計にて電流を測定する。この電流値とローラＢにかけた電圧値より抵抗値がわかる（図３参照）。

吸湿度により転写紙の表面抵抗率が変化する特性を利用し、また閾値を設定することで吸湿紙と判断する。

測定するタイミングは転写紙が転写部に到達する前までに行う（図４参照）。

次に、（請求項３）、（請求項８）に該当する実施例を説明する。結露センサを機内に設置し出力信号を制御基板ＣＰＵに取り込む（図５参照）。

次に、（請求項４）、（請求項５）、（請求項９）、（請求項１０）に該当する実施例を説明する。湿度センサを機内に設置し出力信号を制御基板ＣＰＵに取り込む。カセットの抜差しをタイマで監視する（図５参照）。

次に、（請求項６）、（請求項１１）に該当する実施例を説明する。画像形成装置の周囲環境の温湿度を検出し、前回電源ＯＦＦ時と次回電源ＯＮ時の温湿度を比較することで、転写紙の吸湿状態がわかる。

温湿度計を機内又は機外に設置し、出力信号を制御基板ＣＰＵに取り込む。また電源ＯＦＦ／ＯＮ時にこのデータをメモリに記録する（図５参照）。

次に、（請求項１２）、（請求項１３）、（請求項１４）に該当する実施例を説明する（図６参照）。経路切り替えスイッチには、メカニカルリレーを使用する。

経路切り替えスイッチは定着ユニットと本体フレームを直接接続するラインにあり、メカニカルリレーのコイル非通電で接点接続、通電で接点開放（破線）となる。

次に、（請求項１５）に該当する実施例を説明する。吸湿した転写紙での連続出力の場合のタイミングチャートを図７に示す。

以下、各請求項の目的、効果を述べる。
（請求項１）〜（請求項１１）定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する経路を２本設け切り替えスイッチによって経路を切り替える。経路１は直接接続する経路、経路２はハイメグを挿入した経路とする。
定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する経路を２本設け切替えスイッチによって経路を切り替えることで、転写紙の吸湿による異常画像を防止することができ、また一方では定着ユニットに蓄積した電荷を逃がすことで電装部材の破損発生を回避することができ、良好な画像および安定した動作を得ることができる。経路の１つめは直接接続する経路、２つめはハイメグを挿入した経路とし、条件により転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切り替えるものとする。

（請求項２）、（請求項７）以下の条件により、転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切替りえるものとする。
転写紙が転写部に到達する前までに転写紙の表面抵抗値を測定し、その結果が所定以下
の抵抗値と判断した時。転写紙の表面抵抗値は、２対のローラ間に流れる電流を測定することにより知ることができる。転写紙の表面抵抗値を測定することができ転写紙の吸湿状態がわかる。

（請求項３）、（請求項８）以下の条件により、転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切替りえるものとする。
画像形成装置内部に結露を検知する結露センサーを設け、結露センサーから出力される出力信号によって結露状態と判断した時。画像形成装置内部の結露状態を検知することができ転写紙の吸湿状態がわかる。

（請求項４）、（請求項９）以下条件により、転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切替りえるものとする。
画像形成装置内部に湿度検出する湿度センサーを設け、湿度センサーからの出力が所定以上の時、且つ、転写紙を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない時。画像形成装置内部の湿度を検出し、且つ、転写紙カセットの抜差し頻度により、転写紙が吸湿状態であるかどうかわかる。

（請求項５）、（請求項１０）以下の条件により、転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切替りえるものとする。
上記、画像形成装置内部に湿度検出する湿度センサーを設け、湿度センサーからの出力が所定以上の時、且つ、転写紙を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない時の条件に加え、カセットに格納されている転写紙の先頭より所定枚数。画像形成装置内部の湿度を検出し、且つ、転写紙カセットの抜差し頻度により、転写紙が吸湿状態であるかどうかわかる。

（請求項６）、（請求項１１）以下の条件により、転写紙が吸湿状態にあると判断したときハイメグ経路に切替りえるものとする。
画像形成装置に周囲環境の温湿度を検出する温湿度計を設け、前回電源ＯＦＦ時と次回電源ＯＮ時の温湿度を計測また比較し、その結果に一定以上の差異があったとき。
画像形成装置の周囲環境の温湿度を検出し、前回電源ＯＦＦ時と次回電源ＯＮ時の温湿度を比較することで、転写紙の吸湿状態がわかる。

（請求項１２）経路切り替えスイッチは、機械的な有接点スイッチとし定着ユニット内の電荷を確実に除電できるものとする。（トランジスタやＦＥＴのような半導体スイッチではない）経路切り替えスイッチには、機械的な有接点スイッチを使用することで、定着ユニット内の電荷を確実に除電できる。

（請求項１３）また、経路切り替えスイッチの切り替え動作は、ＣＰＵ等により制御可能なもの（例メカニカルリレー）とし、転写紙の移動搬送タイミングにより切り替えるため転写紙の移動を検知するセンサーを搬送路上に設ける。経路切り替えスイッチにはＣＰＵ等により切り替え動作制御可能なもの（例メカニカルリレー）を使用、また転写紙の搬送路上に転写紙の移動を検知するセンサー設けることで、転写紙の移動搬送タイミングによって、経路切り替えを可能とする。

（請求項１４）経路切り替えスイッチは定着ユニットと本体フレームを直接接続するラインに設け、メカニカルリレーの場合、コイル非通電で接点接続、通電で接点開放となるように接続する。これは、吸湿した転写紙の比率は低いと推測されるため、コイル通電時間を短くし消費電力を抑制する効果がある。経路切り替えスイッチは定着ユニットと本体フレームを直接接続するラインに設け、メカニカルリレーのコイル非通電で接点接続、通電で接点開放となるように接続することで消費電力を抑制する効果がある（吸湿した転写紙の使用する頻度が低く、コイル通電時間を短くできることから）。

（請求項１５）連続出力の場合、転写している間のみ経路切り替えスイッチは開放され、ハイメグ経路接続となるよう制御する。これにより定着ユニット内部の電荷を最小限に抑える。
吸湿した転写紙での連続出力の場合においても、転写している間のみ経路切り替えスイッチを開放（非接続）し、ハイメグ経路接続となるよう制御することで、定着ユニット内部の電荷を最小限に抑えることができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。

本発明の実施形態の構成を説明する図である。本発明の実施形態の経路切り替えスイッチを示す図である。本発明の実施形態の電流測定を示す図である。本発明の実施形態の動作について説明する図である。本発明の実施例を説明する図である。本発明の実施例を説明する図である。本発明の実施例のタイミングチャートである。従来の構成を示す図である。従来の構成を示す図である。

Claims

定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第１接続経路と、
第１接続経路よりも高抵抗であって、定着ユニットと本体フレームを電気的に接続する第２接続経路と、
前記第１および第２接続経路を択一的に切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段を制御する接続制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記接続制御手段は、被記録媒体の表面抵抗率を測定し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置内部の結露状態を検出し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置内部の湿度検出結果に基き、且つ、被記録媒体を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない場合、第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、請求項４記載の接続制御手段に所定枚数の被記録媒体のみ第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置の環境温湿度を検出し、その結果に基いて第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、表面抵抗計を被記録媒体に当接させ、
被記録媒体への画像形成前までに抵抗値を測定し、結果が所定以下の抵抗値と判断した時、第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置内部に装備された結露を検知する結露センサーを有し、
結露センサーから出力される出力信号より結露状態と判断した時、第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置内部に装備された湿度検出する湿度センサーを有し、
湿度センサーからの出力が所定以上の時、且つ、被記録媒体を格納するカセットの抜差しが所定時間以上行われていない場合、第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、請求項４記載の接続制御手段にカセットに格納されている被記録媒体の先頭より所定枚数に限り第２接続経路に切り替えるよう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。
前記接続制御手段は、前記画像形成装置の環境温湿度を検出する温湿度計を有し、
電源断時および電源投入時の温湿度を計測および比較しその結果に一定以上の差異がある場合、第２接続経路に切り替えるよう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。
前記切り替え手段は、機械的接点を有することを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
前記切り替え手段は、被記録媒体の移動搬送に同期し制御することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記切り替え手段は、第１接続経路の接続と開放を行い、制御回路非通電で接続、通電にて開放とすることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記接続制御手段は、連続する被記録媒体の場合、被記録媒体に画像形成中のみ第２接続経路に切り替えるよう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。