JP2011118015A

JP2011118015A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011118015A
Application number: JP2009273187A
Authority: JP
Inventors: Etsushi Kojima; 悦嗣小嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】周囲の電子回路や電源ラインに影響を及ぼす可能性が高い導通不良を確実に検出しつつ、緊急性の高い導通不良が検出される総回数を減らして稼働率を高められる画像形成装置を提供する。
【解決手段】検出された電圧のピーク電圧が第１の所定値以上（≧Ｖｃ１）であって、ピーク電圧の出現に二次転写ローラ３の周長に相当する周期性が無い場合であって、さらに、平均値が転写電源Ｄ２の出力経路に導通不良が発生していない状態での平均値よりも第２の所定値以上高い場合（＞Ｖｃ２）に、転写電源Ｄ２から二次転写部Ｔ２までの電流経路における導通不良と判断して画像形成を停止させる。しかし、検出された電圧のピーク電圧が第１の所定値以上（≧Ｖｃ１）であっても、ピーク電圧の出現に二次転写ローラ３の周長に相当する周期性が有る場合には二次転写部の導通不良と判断して画像形成を継続させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、転写部材を用いたトナー像の転写部に印加する高電圧を定電流制御する画像形成装置、詳しくは高電圧の電流経路における転写部以外での導通不良を正確に判別する制御に関する。

転写ローラ等の転写部材を用いて構成した転写部に高電圧を印加して、像担持体（感光体又は中間転写ベルト）のトナー像を記録材へ転写させる画像形成装置が広く用いられている。転写部材を用いた同様な構成で、感光体のトナー像を記録材搬送ベルトに担持された記録材へ転写させる画像形成装置も広く用いられている。

転写部へ印加する高電圧は、転写部に所定の電流が流れるように設定した電圧で定電圧制御されるのが一般的であるが、直接、その所定の電流で定電流制御されている場合もある。

転写電源から出力された定電流制御された電圧を転写部に印加している場合、転写部に一定の電流が流れるように電圧が刻々と変動する。このため、記録材の種類が変更されたり、転写部材の抵抗値が変化したりしても、転写部に一定の電流が流れてトナー像の最適な転写条件が維持される。

しかし、定電流制御の場合、定電圧制御に比較して高周波ノイズが発生し易いという問題がある。転写電源から転写部を経て接地電位に至るまでの電流経路のどこかで導通不良が発生して、転写電源の出力抵抗が無限大になると、電流を維持しようと出力電圧が最大出力まで瞬時に振り切れる。出力電圧の上昇によって導通不良部位で放電が発生して過剰電流が流れると、電流を適正値に戻そうと出力電圧が瞬時に下降して放電が停止する。このサイクルを繰り返すことで、定電圧制御の場合に比較して桁違いの高周波ノイズが発生する可能性がある。

特許文献１には、導通不良に起因して高電圧電源がノイズを発生すると、電子回路が誤動作する可能性が指摘されている。ここでは、転写ローラを用いて形成された転写部で感光ドラムから記録材へトナー像を転写している。転写電源が定電圧制御されているため、出力電流を検出して導通不良を判別しており、波ノイズが発生すると画像形成を緊急停止させている。転写電源の出力電流を常時監視しており、出力電流が所定の閾値を超えると、転写ローラへ印加する高電圧の漏電と判断し、画像形成を中断して点検を要請する警告表示を行う。

特開平１０−３０７５１５号公報

特許文献１の制御では、高電圧電源の出力の電流経路に導通不良が発生すると一律一様な制御が適用される。このため、導通不良が発生すると、画像形成が中断されてネットワークを通じてサービス依頼のメールが自動送信され、サービス終了まで画像形成装置が使用できなくなる事態が発生する可能性がある。

ここで、図２に示すように、転写部（Ｔ２）では記録材が頻繁に通過して軽微な導通不良が日常的に発生している。しかし、図３に示すように、転写部（Ｔ２）に直列に接続された転写部材（３）の抵抗（ＲＴ２）が高いため、転写部（Ｔ２）の導通不良で発生するノイズは深刻でなく、多くの場合は無視し得ることが判明した。しかし、転写部（Ｔ２）に印加する電圧が定電流制御されている場合、定電圧制御の場合に比較して出力電圧の変動幅が大きいため、出力電圧の変動幅で判断すると、このような軽微な導通不良でも拾ってしまう。このため、画像形成装置の緊急停止回数が増えて稼働率が不必要に低下してしまう可能性がある。

また、図２に示すように、画像形成装置の転写電源（Ｄ２）はユニット化されており、ユニットの着脱を容易にするため、ネジやコネクタを用いない単純な接点構造（２３）で出力電圧を取り出している場合がある。この場合、機体の振動、経時的な接点の腐蝕、着脱交換時の異物挟み込み等に起因して、導通不良が発生する場合がある。このように転写電源（Ｄ２）から転写部（Ｔ２）までの電流経路で導通不良が発生すると、図３に示すように、高周波電流が転写部（Ｔ２）をバイパスして流れるため、振幅の大きな高周波ノイズが発生する。転写部（Ｔ２）で日常的に発生する導通不良に比較して大きな電流が流れるため、発生する高周波ノイズが周囲の電子回路や電源ラインに影響を及ぼす可能性が高まる。

本発明は、周囲の電子回路や電源ラインに影響を及ぼす可能性が高い導通不良を確実に検出しつつ、緊急性の高い導通不良が検出される総回数を減らして稼働率を高められる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する転写部材と、定電流制御された電圧を前記転写部に印加する転写電源とを備えたものである。そして、前記転写電源から出力された電圧を検出する電圧検出回路と、前記転写電源の出力経路に導通不良が発生した際に、前記電圧検出回路の検出結果に基いて前記転写電源から前記転写部までの電流経路の導通不良と前記転写部の導通不良とを判別して、前記電流経路における導通不良に対しては画像形成を停止させ、前記転写部の導通不良に対しては画像形成を継続させる制御手段とを備える。

本発明の画像形成装置では、転写電源から転写部までの電流経路における導通不良と転写部の導通不良とを区別して、前者の緊急性の高い導通不良に対しては画像形成を停止させるが、後者の緊急性の低い導通不良に対しては画像形成を継続させる。

従って、周囲の電子回路や電源ラインに影響を及ぼす可能性が高い導通不良を確実に検出できるとともに、緊急性の高い導通不良が検出される総回数を減らして画像形成装置の稼働率を高められる。

画像形成装置の構成の説明図である。転写電源の接続状態の説明図である。二次転写部に電圧を印加する構成の説明図である。定電圧制御における正常時と導通不良時のＩＶ特性である。定電流制御における正常時と導通不良時のＩＶ特性である。正常動作時の電圧の検出結果の説明図である。記録材片の挟み込みによる導通不良時の電圧の検出結果の説明図である。ローラ変形による導通不良時の電圧の検出結果の説明図である。接触ピンの導通不良発生時の電圧の検出結果の説明図である。実施例１の制御のフローチャートである。記録材搬送ベルトを用いたフルカラー画像形成装置の構成の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、転写電源の接点部の導通不良に対しては画像形成が停止されるが転写部の導通不良に対しては停止されない限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、現像方式、帯電方式、静電像形成方式の区別無く、中間転写方式、記録材搬送方式、直接転写方式、タンデム型、１ドラム型、フルカラー／モノクロの区別無く実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は転写電源の接続状態の説明図である。図３は二次転写部に電圧を印加する構成の説明図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１１ｃ、１１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト５に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト５に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。記録材カセット１から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ２で１枚ずつに分離してレジストローラ４へ送り出される。レジストローラ４は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、積載トレイ１８へ排出される。ベルトクリーニング装置１８は、中間転写ベルト５にクリーニングブレード１８ａを摺擦させて、記録材Ｐへの転写を逃れて二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト５に残った転写残トナーを回収する。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、画像形成部Ｐａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１１ａの周囲に、帯電ローラ１２ａ、露光装置１３ａ、現像装置１４ａ、一次転写ローラ１５ａ、クリーニング装置１６ａを配置している。感光ドラム１１ａは、アルミニウムシリンダの外周面に帯電極性が負極性の感光層が形成され、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印方向に回転する。

帯電ローラ１２ａは、感光ドラム１１ａに当接して従動回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されることにより、感光ドラム１１ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。

露光装置１３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査する。レーザービームが照射された部分が明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）に電位低下し、照射されない部分は暗部電位ＶＤ（約−７００Ｖ）に維持されることにより、感光ドラム１１ａに画像の静電像が書き込まれる。レーザービームの強度および照射スポット径は、画像形成装置１００の解像度および所望の最大画像濃度に応じて適正に設定されている。

現像装置１４ａは、二成分現像剤を帯電させて現像スリーブ１４ｅに穂立ち状態で担持させ、二成分現像剤の穂先で感光ドラム１１ａを摺擦して、静電像（露光部）を反転現像する。

一次転写ローラ１５ａは、中間転写ベルト５の内側面を押圧して、感光ドラム１１ａと中間転写ベルト５との間に一次転写部Ｔａを形成する。一次転写ローラ１５ａは、中抵抗（体積抵抗率１×１０^４〜１０^１０Ωｃｍ）の抵抗値を有する弾性層を芯金に被覆して構成される。一次転写ローラ１５ａへ正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１１ａに担持されたトナー像が、一次転写部Ｔａを通過する中間転写ベルト５へ一次転写される。

クリーニング装置１６ａは、感光ドラム１１ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト５への転写を逃れて感光ドラム１１ａに残った転写残トナーを回収する。

＜中間転写ベルト、二次転写部＞
像担持体の一例である中間転写ベルト５は、テンションローラ８、駆動ローラ９、及び対向ローラ７に掛け渡して支持され、駆動ローラ９に駆動されて１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。

中間転写ベルト５の抵抗は、体積抵抗率で１×１０^６〜１０^１２Ωｃｍ程度が好ましい。中間転写ベルト５の材料としては、ウレタン系樹脂やフッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂、あるいはシリコンゴムやヒドリンゴム等の弾性材料、またはこれらにカーボンや導電粉体を分散させて抵抗調節を行ったものが好ましい。ここでは、ヒドリンゴムにカーボンを分散して体積抵抗率を１×１０^７Ωｃｍに調節した厚さ０．５ｍｍの基層上に、１×１０^１３Ωｃｍのフッ素系樹脂の厚さ２０μｍの表層を設けて、中間転写ベルト５を構成している。

中間転写ベルト５の張力は、材質にもよるが、伸び率が１％以内になるように設定して、ベルトの破断や永久歪みが発生しないようにするのが好ましい。ここでは、１５０Ｎ（ニュートン）の荷重がかかるように設定してある。

転写部材の一例である二次転写ローラ３は、対向ローラ７に内側面を支持された中間転写ベルト５に当接して二次転写部Ｔ２を形成するローラ部材である。二次転写ローラ３は、直径１２ｍｍの芯金（中心軸）の周囲に、中抵抗（体積抵抗率１０^４〜１０^１０Ωｃｍ）の抵抗値を有する６ｍｍ厚さのＥＰＤＭ発泡層を被覆して直径２４ｍｍに構成される。

対向ローラ７は、接地電位に接続されており、転写電源Ｄ２が直流電圧を二次転写ローラ３に印加することによって、中間転写ベルト５に担持されたトナー像が二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐへ二次転写される。

図２に示すように、電子写真方式の画像形成装置では、高速化、高画質、小型化に対する要求が年々高まっているため、転写電源Ｄ２から二次転写ローラ３への電流経路においても簡略化した構成が一般的である。

転写電源Ｄ２は、ばね付勢されたピン接点２３を通じて定電流制御された電圧を外部へ出力して、二次転写ローラ３に印加する一体に着脱交換可能な高電圧発生ユニットである。高電圧発生回路４３とピン接点２３と図３に示す電流検出回路４２と信号出力回路４４とが一体に着脱可能にユニット化されている。

ユニット箱２７から露出したピン接点２３は、画像形成装置１００の絶縁フレーム３５に設置されたＬ字型の中継板２８に接触している。中継板２８は、二次転写ローラ３の軸３２を受けた導電軸受け３０に、ダンパバネ２９を介して接続している。高電圧発生回路４３で発生した高電圧は、接点板２６、接点バネ２４、及びピン接点２３を介して中継板２８に印加される。中継板２８に印加された高電圧は、ダンパバネ２９、導電軸受け３０、及び軸３２を介して二次転写ローラ３に印加される。

図３に示すように、転写電源Ｄ２は、制御部５０が設定した電流値に定電流制御された電圧を二次転写ローラ３へ出力する。また、制御部５０が設定した電流値が流れるように電圧を出力させた状態で定電圧定電流制御を停止することにより、一定電圧（定電圧制御された電圧）を出力可能である。転写電源Ｄ２は、高電圧発生回路４３、電流検出回路４２、電圧検出回路４１、信号出力回路４４等をユニット化しており、図２のピン接点で分離して画像形成装置１００から一体に着脱交換可能である。

定電流制御回路４５は、電流検出回路４２で検出した電流値が制御部５０から設定された電流値に一致するように、高電圧発生回路４３の出力電圧を刻々変化させる。

定電流制御回路４５は、後述するように、出力される電流値に上限リミッターを設定可能である。上限リミッターによって電圧ピークの部分が定電圧制御に切り換って、急激な電圧上昇が抑制され、高周波ノイズの発生を防止することが可能となる。

定電流制御回路４５は、高電圧発生回路４３の出力電圧を、定電流制御と定電圧制御とに切り替える制御を行ってもよい。定電流制御で所定電流を流した状態の出力電圧でロックして一定に維持するように定電圧制御を行ってもよい。

＜定電流制御に伴うノイズ＞
図４は定電圧制御における正常時と導通不良時のＩＶ特性である。図５は定電流制御における正常時と導通不良時のＩＶ特性である。図４、図５中、（ａ）は正常時、（ｂ）は電流経路に導通不良が生じた時である。

電子写真方式を用いた画像形成装置は、高速・高画質・静粛性の点で優位性を有しており、近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置が広く普及している。電子写真方式を用いたカラー画像形成装置は、上述の多重転写方式・中間転写体方式のほかにも、さまざまな方式がある。感光体の表面にカラー像を重ねた後一括転写して画像形成を行う多重現像方式、或いは、複数の異なる色の画像形成部を有し、記録材搬送ベルトにより搬送された記録材にトナーを順次転写して積み重ねるインライン方式等がある。

電子写真方式の画像形成装置の多くは、像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写させる際に転写部材を用いる接触転写方式を採用している。そして、転写部材に印加する転写電圧は、定電圧制御の場合と定電流制御の場合とがある。

接触転写方式の中でも、近年は、転写部での記録材搬送性に優れたローラ転写方式が主流である。ローラ転写方式は、転写ローラを像担持体に約５〜２０Ｎの総圧で圧接させて像担持体と転写ローラとの問に転写部（ニップ）を形成する。転写部では、記録材を挟持搬送しつつ、転写電圧を印加して、像担持体上に担持されたトナー像を記録材へ転写する。

転写ローラは、通常は、ゴムに導電性粒子を分散させて体積抵抗を適宜に調整したものが使用されていて、この種の物質は、周知のように環境条件によって抵抗値が数桁にわたって変化する。このため、環境条件にかかわらず常時、安定した転写電圧を印加することが困難である。例えば、常温常湿（Ｎ／Ｎ：温度２３℃、湿度６０％）環境で好適に転写電圧を定電圧で設定すると、低温低湿（Ｌ／Ｌ：温度１５℃、湿度１０％）環境では、転写部材や記録材の抵抗値が大きくなっているために転写不良が発生する。

このような欠点を無くすために、ＡＴＶＣ制御方式（ＡｃｔｉｖｅｔｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）が提案されている。ＡＴＶＣ制御方式では、二次転写部Ｔ２に記録材Ｐが存在しない非画像形成時に定電流制御を行い、このときの電圧をホールドして、画像形成時にはこの電圧で定電圧制御を行う。

しかし、ＡＴＶＣ制御方式には以下に述べるような問題がある。ＡＴＶＣ制御方式は、転写前に中間転写ベルトに電流を流し、このとき発生した電圧から転写部材の抵抗を検知するため、記録材Ｐの抵抗値の変化は考慮されない。このため、記録材の抵抗値が変化した場合に対応できない。すなわち、転写電圧制御を記録材の抵抗値が高い乾燥紙に対して適切な電圧が印加されるよう設定しておくと、抵抗値の低い湿った紙では、過大な電流が流れて転写抜けが発生する。また、逆に、抵抗値の低い記録材を基準にすると、抵抗値の高い記録材において電荷不足による転写不良が発生する。

これに対して、定電流制御によれば、上述のような転写部材や記録材の抵抗値の変化による不都合が自動的に解消されて、常時、転写に必要な電流量を確保できる。このため、二次転写部Ｔ２に印加される転写電圧は、定電流制御されるのが好ましい。

しかし、転写電圧が定電流制御されている場合、転写電圧による電流の電流経路に導通不良が発生すると、電流を回復させるべく電圧がスパイク状に立ち上がり、高電圧リークが発生する可能性がある。

そして、転写電源の出力に高電圧リークが生じた場合、これに起因する電源ラインの高周波ノイズの影響でメインモータの回転、スキャナモータの回転、ファンモータの回転などが変動することがある。

図４の（ａ）に示すように、定電圧制御を用いた場合、正常時には、定電圧２ｋＶに呼応して、二次転写ローラ３、記録材Ｐ、対向ローラ７等の刻々の抵抗値を加算した抵抗値に応じて変化する電流が流れる。そして、図４の（ｂ）に示すように、定電圧制御の場合、導通不良が生じると、検出電流値が、ほぼ０Ｖに低下する。このため、特許文献１に示されるように、下限値の電流リミット値を用いた単純な比較だけで導通不良を検出できる。

図５の（ａ）に示すように、これに対して、定電流制御を用いた場合、正常時には、定電流２０μＡに呼応して、二次転写ローラ３、記録材Ｐ、対向ローラ７等の刻々の抵抗値を加算した抵抗値に応じた電圧が転写電源Ｄ２から出力される。しかし、図５の（ｂ）に示すように、定電流制御の場合、導通不良が発生しても、目標の電流値まで電圧値を上昇させる制御を行うため、検出される電流値は０とならない。このため、下限値の電流リミット値を用いた単純な比較を行う特許文献１の制御では、導通不良をうまく検出できない。

そこで、上限値の電圧リミット値を設けて、導通不良を検出することが提案されたが、導通不良の無い状態での抵抗値上昇による電圧と、導通不良による電圧上昇とを区別できないため、両者を切り分けることができない。一律な上限値のリミット電圧を適用して無理に判断すると、例えば、転写ローラの抵抗値の上昇を導通不良だと誤判断してしまう。

従って、導通不良の誤判断、誤検知等によって、転写電源自体は正常で、導通不良も発生していないにもかかわらず、制御部（５０）は、故障と診断して画像形成装置の緊急停止やサービスコールを実行することがあった。上限値のリミット電圧を上げることで導通不良の誤判断を回避できる可能性は高まるが、実際に導通不良が発生した際に導通不良を見逃す可能性高まり、必要な緊急停止が実行されないことがあった。緊急停止がされないため、制御部５０の周辺の機器が導通不良に伴うノイズの影響を受けて、画像形成時に一時的に画像劣化が生じて、記録材の無駄を発生させていた。

そのような場合、ユーザーやサービスマンが画像劣化の原因を解析しようとしても、その時点では導通不良が既に回復していることが多く、画像劣化の原因の特定が困難であった。このため、画像形成装置１００のユーザ操作性やサービス性の評価が低下する可能性があった。

以下の実施例では、転写電源Ｄ２の出力に異常が発生した場合に、状況を正確に特定して通報できるようにして、画像形成装置の故障の誤判断を回避してユーザ操作性やサービス性の低下を防止している。これにより、高圧リーク発生を正確に検出可能な画像形成装置を提供している。

＜実施例１＞
図６は正常動作時の電圧の検出結果の説明図である。図７は記録材片の挟み込みによる導通不良時の電圧の検出結果の説明図である。図８はローラ変形による導通不良時の電圧の検出結果の説明図である。図９はピン接点の導通不良発生時の電圧の検出結果の説明図である。図１０は実施例１の制御のフローチャートである。

図３に示すように、転写電源Ｄ２から二次転写ローラ３を経て接地電位に至る二次転写部Ｔ２の電流経路において、発生し得る導通不良は、以下に分類できる。
正常動作０：導通不良の発生していない状態（図６）。
導通不良１：電気接点が正常に接触しているにも拘わらず、記録材Ｐの破片などの異物挟み込みなどで二次転写部Ｔ２で導通不良となる場合（図７）。
導通不良２：二次転写ローラ３の変形や、異物の突き刺さりが発生した場合に、周方向の特定箇所で二次転写部Ｔ２に隙間が発生して導通不良となる場合（図８）。
導通不良３：ユニット箱２７の開閉動作における、ピン接点２３の曲がりや変形によって接点の導通不良で導通不良となる場合（図９）。

これらのうち、導通不良１、２は、ノイズ発生が軽微なため、画像形成装置１００の緊急停止を行う必要は無いが、導通不良３は、上述した高圧リークによる放射ノイズを発生させるため、画像形成の緊急停止や通報を行う必要がある。以下、各場合について図６〜図９を参照して説明する。実施例１では、二次転写部Ｔ２に印加される最適電流値は２０μＡである。

正常動作：図６に示すように、定電流２０μＡにて定電流制御を行っている場合、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入前には、印加電圧が１．５ｋＶであるのに対して、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入後は、印加電圧が２．０ｋＶへ上昇している。これは、二次転写部Ｔ２の抵抗値が、記録材Ｐの抵抗分、増加したためである。Ａ４サイズ横送りに対応して進入から２１００ｍｓｅｃが経過すると、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通化して、印加電圧は元の１．５ｋＶへ戻っている。

導通不良１：図７の（ａ）に示すように、二次転写部Ｔ２での記録材Ｐの挟み込みなどで、二次転写部Ｔ２が継続的に導通不良となる場合も、記録材Ｐの破片等を挟み込んだタイミングで電圧の検出値が上昇する。定電流２０μＡにて定電流制御を行っている場合、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に残っているため、記録材Ｐが二次転写Ｔ２へ突入する前の段階で既に印加電圧が２．０ｋＶに上昇している。更に、次の記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に突入後は、印加電圧が２．５ｋＶへ上昇している。これは、二次転写部Ｔ２に記録材Ｐの抵抗が追加されたため、電流経路における記録材Ｐの分圧による電圧分（５００Ｖ）が増加したことによる。このため、電圧レベルは高くても安定的に定電流制御が継続しており、画像欠陥やノイズ発生の問題は発生しにくい。上述した高圧リークによる放射ノイズを発生するような大きな電圧振れは発生していない。しかし、早期に二次転写部Ｔ２を点検して異物を取り除く必要がある。

導通不良２：図８に示すように、二次転写ローラ３の変形や、異物の突き刺さりが発生した場合に、周方向の特定箇所において、二次転写部Ｔ２に隙間が発生して二次転写部Ｔ２が導通不良となることがある。電圧の検出結果には、周期的に電圧の振れが大きくなる箇所Ａが観察される。箇所Ａの発生周期は、二次転写ローラ３の周長（７５ｍｍ）周期にあたる７５０ｍｓｅｃである。この場合、二次転写ローラ３の周方向の特定箇所に相当して、二次転写ローラ３の１回転ごとに二次転写部Ｔ２に隙間が生じており、二次転写ローラ３の変形や、異物の突き刺さりが原因と考えられる。これによって、二次転写ローラ３の回転周期において、隙間が通過する時間だけ二次転写部Ｔ２の抵抗値が高い状態となり、異常放電による急激な電圧の増減が観察される。これらの電圧の増減は、瞬間的な電圧の振れはあるものの、上述した高圧リークによる放射ノイズを発生するようなレベルではない。このため、通常動作に支障はなく、直ちに画像形成装置１００を停止させる必要性には乏しい。しかし、このような単発的な異常放電であっても、早めに点検、部品交換等が行われることが望ましい。

導通不良３：図２に示すユニット箱２７の開閉動作に伴って誤ってピン接点２３に曲がりや変形を引き起してしまい、ピン接点２３で導通不良による導通不良が発生する場合がある。この場合、導通不良は、不安定なものとなり易く、機体の振動等で偶発的に導通不良の発生と回復を繰り返す場合がある。そして、導通不良が発生すると、導通不良部の異常放電により、印加電圧が約４．０ｋＶへ上昇し、かつ、振幅の極端に大きな高周波を繰り返し発生させている。定電流制御であるために、目標の電流値（２０μＡ）まで、電流を高めようと電圧が高まり、導通不良部で放電に至ると一気に過剰電流が流れて電圧が引き下げられる。電圧が下がって放電が停止すると、再び目標の電流値まで電流を高めようと電圧が高まるサイクルが繰り返される。このような場合、上述した高圧リークによる連続的で高振幅のノイズが発生している。

すなわち、以上３パターンの導通不良１、２、３の中で、エラーを通報して画像形成装置１００を緊急停止させる必要性があるのは、導通不良３のみであることがわかった。

そこで、実施例１では、図３に示すように、転写電源Ｄ２から出力された電圧を検出する電圧検出回路４１を設けている。そして、信号出力回路４４が、電圧の検出結果に基いて、転写電源Ｄ２から二次転写部Ｔ２までの電流経路における導通不良と、二次転写部Ｔ２の導通不良とに対して異なった信号を制御部５０に出力する。

図３を参照して図１０に示すように、制御部５０は、転写電源Ｄ２から二次転写部Ｔ２までの電流経路における導通不良に対しては画像形成を停止させる（Ｓ２４）。しかし、二次転写部Ｔ２の導通不良に対しては画像形成を継続させる（Ｓ１１〜Ｓ１７）。

制御部５０は、検出された電圧のピーク電圧が第１の所定値以上（≧Ｖｃ１）であって、ピーク電圧の出現に二次転写ローラ３の周長に相当する周期性が有る場合に二次転写部Ｔ２の導通不良に対応する措置を実行する（Ｓ１１〜Ｓ１７）。また、定電流制御を定電圧制御に切り換える（Ｓ２２）。

制御部５０は、検出された電圧のピーク電圧が第１の所定値未満（＜Ｖｃ１）である場合に、二次転写部Ｔ２の導通不良に対応する措置を実行する（Ｓ１１〜Ｓ１７）。

積分回路４６は、電圧検出回路４１によって検出された電圧の平均値を画像形成ごとに保持する。制御部５０は、転写電源Ｄ２の出力経路に導通不良が発生した際の平均値が転写電源Ｄ２の出力経路に導通不良が発生していない状態での平均値よりも第２の所定値以上高い場合（＞Ｖｃ２）に記録材Ｐのジャム表示を行う（Ｓ１８）。

制御部５０は、平均値が転写電源Ｄ２の出力経路に導通不良が発生していない状態での平均値よりも第２の所定値以上高い場合（＞Ｖｃ２）に、緊急性の高い画像形成を停止する措置を実行する。

以上の制御を従来例と比較して具体的に説明する。
（１）従来例のエラー検出方法：通紙中に検出された最大電圧Ｖｍａｘが上限値４ｋＶを超えた場合、及び最小電圧値１００Ｖを割り込んだ場合に全部エラーとする。この場合のＶｍａｘとは、ローラ初期抵抗、耐久特性より、実験にて求められた値である。
（２）実施例１のエラー検出方法：検出した電圧を、以下の３種類の方法で評価して導通不良１、２、３を相互に識別し、導通不良３の場合のみエラーとする。
判断項目１：通紙中に検出されたピーク電圧Ｖｍａｘ
条件１：Ｖｍａｘ≧Ｖｃ１＝４．５ｋＶ、Ｖｃ１＝４．５ｋＶ

この場合のＶｃ１は、従来例と比較して、＋５００Ｖとした。これは、導通不良１の場合である、挟み込まれた記録材の分圧分５００Ｖを許容するためである。
判断項目２：通紙中に検出されたピーク電圧Ｖｍａｘの検出間隔ｔｍａｘ
条件２：７００ｍｓｅｃ＜ｔｍａｘ＜８００ｍｓｅｃ
判断項目３：前回（正常時）の印加電圧平均値Ｖｍ（ｎ−１）に対する今回の印加電圧平均値Ｖｍ（ｎ）の乖離幅ΔＶ
条件３：Ｖｍ（ｎ）−Ｖｍ（ｎ−１）＝ΔＶ＜３００Ｖ、Ｖｃ２＝３００Ｖ
この場合のＶｃ２は、通常使用時における、ローラの抵抗変動分を加味し、異常時のみを判別する閾値を実験で求めた値である。

＜導通不良１＞
（１）従来例のエラー検出方法では、Ｖｍａｘが閾値４ｋＶを超えるため、エラーとなる。
（２）図７の（ｂ）に示すように、実施例１のエラー検出方法では、以下のように評価されるのでエラーとはならない。
条件１：Ｖｍａｘが４．５ｋＶを超えないため、ＯＫ
条件２：ｔｍａｘがローラ周期ではないため、ＯＫ
条件３：ΔＶ＝５００Ｖとなり、ＮＧ

二次転写部Ｔ２に隙間が発生する導通不良２とは異なり、条件３のみがＮＧとなるため、記録材Ｐの破片等が二次転写部Ｔ２に挟み込んでいることが判別できる。この場合、操作パネル５１にＪＡＭ表示等によるユーザへの警告を表示させ、ユーザに記録材Ｐの破片の除去を促す。これにより、従来例のように、エラー表示によるサービスコールを防止でき、無駄な装置停止を予防できる。

＜導通不良２＞
（１）従来例のエラー検出方法では、Ｖｍａｘが閾値４ｋＶを超えるため、エラーとなる。
（２）図８の（ｂ）に示すように、実施例１のエラー検出方法では、以下のように評価されるのでエラーとはならない。
条件１：Ｖｍａｘが４．５ｋＶを超えるため、ＮＧ
条件２：ｔｍＡｘがローラ周期となり、ＮＧ
条件３：ΔＶ＝０Ｖとなり、ＯＫ

よって、条件１と条件２がＮＧとなる。ローラの変形や、異物の突き刺さりが発生した場合に、周方向のある箇所において、二次転写部Ｔ２に周期的に隙間が発生した場合の導通不良であることが判別可能である。この条件下においては、局所的な電圧の触れが発生するものの、機外への放射ノイズの発生や、画像への影響は観察されなかったため、二次転写制御を以下のように変更する。

転写電源Ｄ２は、定電流制御された電圧に上限を規定する上限リミッターを設定可能である。制御部５０は、ピーク電圧の出現に二次転写ローラ３の周長に相当する周期性が有るときには、定電流制御された電圧に上限リミッターを設定する。通紙中における定電流制御の際に積分回路４６が平均電圧Ｖａｖｅを算出しており、その平均電圧Ｖａｖｅを上限リミッターとして定電流制御を実行する。

図４の（ａ）に示すように、上限リミッターを設けることで、急激な電圧上昇を抑制し、ノイズの発生を防止することが可能となる。また、周期的に微小な電流ダウンが発生するが、画像に影響を及ぼすレベルではない。

＜導通不良３＞
（１）従来例のエラー検出方法では、Ｖｍａｘが閾値４ｋＶを超えるため、エラーとなる。
（２）図９の（ｂ）に示すように、実施例１のエラー検出方法でも、以下のように評価されるのでエラーとなる。
条件１：Ｖｍａｘが４．５ｋＶを超えるため、ＮＧ
条件２：ｔｍＡｘがローラ周期とはことなり、ＯＫ
条件３：ΔＶ＝３００Ｖ以上となり、ＮＧ

よって、条件１、３がＮＧとなった場合には、ピン接点２３から二次転写ローラ３までの電流経路にける接触不良の発生であることが判別可能となる。この場合、上記で説明したように、急激な電圧変動ならびに放電が連続的に発生しているため、エラーとして画像形成装置１００を緊急停止させる設定とした。

以上のように、従来例では、すべての導通不良のパターンにおいて、エラー検出してしまうため、無駄な画像形成装置１００の停止を招いてしまっていた。

これに対して、実施例１の制御では、不必要な画像形成装置１００の停止を防ぎ、ユーザに対して適切な処理を促すことが可能となった。すなわち、高圧の接触不良の発生を検知し、リーク発生を判断することで、必要な場合のみ画像形成装置１００を停止する。転写電源Ｄ２からの出力にリークなどの異常を生じた場合に、これに起因するノイズの影響で画像形成装置１００自体は正常であるにもかかわらず、故障が発生したと判断されてしまうことが阻止される。これにより、画像形成装置１００のユーザ操作性やサービス性を低下を防止でき、また、深刻なノイズを発生するリーク発生を確実に検出できる。

なお、本実施形態では、転写電圧調整動作（ＡＴＶＣ）を、タンデム方式でかつ中間転写方式のフルカラー画像形成装置に適用した例を説明した。ただし、除電用露光手段を有する画像形成装置に本転写電圧調整動作を適用すれば、モノクロ画像形成装置、カラー画像形成装置を問わず同様の効果を得ることができる。あるいはカラー画像形成装置の直接転写方式や中間転写方式、または１ドラム方式やタンデム方式を問わず、同様の効果を得ることができる。

＜実施例２＞
図１１は記録材搬送ベルトを用いたフルカラー画像形成装置の構成の説明図である。

図１１に示すように、記録材搬送ベルト５Ａは、テンションローラ８と駆動ローラ９に掛け渡して支持され、矢印Ｒ２方向に回転する。転写部材の一例である転写ローラ１５ａは、記録材搬送ベルト５Ａの内側面に当接して記録材搬送ベルト５Ａに担持された記録材に対するトナー像の転写部Ｔａを形成する。転写電源Ｄ２は、定電流制御された電圧を転写ローラ１５ａに印加する。制御部５０及び転写電源Ｄ２は、実施例１と同様に構成及び制御されて、転写電源Ｄ２から転写ローラ１５ａまでの電流経路における導通不良が発生された場合に画像形成装置１００Ａを緊急停止させる。しかし、転写電源Ｄ２の電流経路における導通不良であっても、転写ローラ１５ｄと記録材搬送ベルト５Ａとの間及び感光ドラム１ｄと記録材搬送ベルト５Ａとの間での導通不良の場合には画像形成をそのまま継続して、必要な警告表示のみを行う。これにより、画像形成装置１００のダウンタイムを減らして、生産性を高めることができる。

３転写部材（二次転写ローラ）、５像担持体（中間転写ベルト）
７対向ローラ、８テンションローラ、９駆動ローラ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ感光ドラム
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ帯電ローラ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ露光装置
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ現像装置
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ一次転写ローラ
２３ピン接点、２７ユニット箱２８中継板
４１電圧検出回路、４２電流検出回路、４３高電圧発生回路
４４、信号出力回路、４５定電流制御回路、４６積分回路
５０制御手段（制御部）、５１表示パネル
Ｄ２転写電源
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ画像形成部

Claims

像担持体と、前記像担持体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する転写部材と、定電流制御された電圧を前記転写部に印加する転写電源とを備えた画像形成装置において、
前記転写電源から出力された電圧を検出する電圧検出回路と、
前記転写電源の出力経路に導通不良が発生した際に、前記電圧検出回路の検出結果に基いて前記転写電源から前記転写部までの電流経路の導通不良と前記転写部の導通不良とを判別して、前記電流経路における導通不良に対しては画像形成を停止させ、前記転写部の導通不良に対しては画像形成を継続させることを特徴とする画像形成装置。
記録材搬送ベルトと、前記記録材搬送ベルトの内側面に当接して前記記録材搬送ベルトに担持された記録材に対するトナー像の転写部を形成する転写部材と、定電流制御された電圧を前記転写部材に印加する転写電源とを備えた画像形成装置において、
前記転写電源から出力された電圧を検出する電流検出回路と、
前記転写電源の出力経路に導通不良が発生した際に、前記電圧検出回路の検出結果に基いて前記転写電源から前記転写部までの電流経路の導通不良と前記転写部の導通不良とを判別して、前記電流経路における導通不良に対しては画像形成を停止させ、前記転写部の導通不良に対しては画像形成を継続させることを特徴とする画像形成装置。
前記転写部材は、回転するローラ部材であって、
前記制御手段は、前記電圧検出回路によって検出された電圧のピーク電圧が第１の所定値以上であって、前記ピーク電圧の出現に前記ローラ部材の周長に相当する周期性が有る場合に前記転写部の導通不良に対応する措置を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記転写電源は、定電流制御された電圧に上限を規定する上限リミッターを設定可能であって、
前記制御手段は、前記ピーク電圧の出現に前記ローラ部材の周長に相当する周期性が有るときには、前記定電流制御された電圧に前記上限リミッターを設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記電圧検出回路によって検出された電圧のピーク電圧が前記第１の所定値未満である場合に、前記転写部の導通不良に対応する措置を実行することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記電圧検出回路によって検出された電圧の平均値を画像形成ごとに保持し、前記転写電源の出力経路に導通不良が発生した際の前記平均値が前記転写電源の出力経路に導通不良が発生していない状態での前記平均値よりも第２の所定値以上高い場合に、記録材のジャム表示を行うことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記電圧検出回路によって検出された電圧の平均値を画像形成ごとに保持し、前記転写電源の出力経路に導通不良が発生した際の前記平均値が前記転写電源の出力経路に導通不良が発生していない状態での前記平均値よりも前記第２の所定値以上高い場合に、前記電流経路の導通不良に対応する措置を実行することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
定電流制御された電圧を発生する高電圧発生回路と、前記定電流制御された電圧を外部へ出力するばね付勢されたピン接点と、前記ピン接点を通じて出力される電流を検出する電流検出回路と、前記電流の検出結果に基いて、記録材に対するトナー像の転写部までの電流経路における導通不良と前記転写部の導通不良とに対して異なった信号を出力する信号出力回路とを有し、前記高電圧発生回路と前記ピン接点と前記電流検出回路と前記信号出力回路とが一体に着脱可能にユニット化されていることを特徴とする転写電源。