JP2020042186A - 画像形成装置、および、画像形成装置のブリーダ抵抗制御方法 - Google Patents

画像形成装置、および、画像形成装置のブリーダ抵抗制御方法 Download PDF

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玲美 石川
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Abstract

【課題】画像形成装置が2次転写ニップ部の圧力を弱めて負荷抵抗が増大した際の出力電圧の上昇を抑える。【解決手段】画像形成装置Xは、中間転写ベルト18と、中間転写ベルト18に対向する2次転写ローラ17と、2次転写ニップ部4へ用紙Pを送り込む用紙搬送部20と、2次転写ニップ部4の用紙Pに転写電流を流すことで中間転写ベルト18上の画像を転写する高圧電源部73と、2次転写ニップ部4と並列接続されたブリーダ抵抗と、用紙搬送部20が用紙Pを2次転写ニップ部4に送り込む際に2次転写ニップ部4の圧力を変化させると共に、2次転写ニップ部4の圧力を弱めることに応じて、ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせる全体駆動制御部72とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置、および、画像形成装置のブリーダ抵抗制御方法に関する。
従来より、プリンタ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、用紙等の記録媒体に画像を転写した後、転写した画像を定着させるという一連のプロセスを通じて記録媒体に画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置である。画像形成装置は、複数の感光体が一本の中間転写ベルトに対面して配列されており、中間転写ベルトは複数のローラに掛け渡されて回転動作する。中間転写ベルトの内周面には、2次転写ローラと対向配置される2次転写対向ローラや、中間転写ベルトを内方から支持する従動ローラなどが圧接されている。
以下、2次転写ローラと、これに対向配置される2次転写対向ローラとが、転写電流を流しつつ中間転写ベルトを圧してトナー画像を用紙に転写する領域のことを、2次転写ニップ部と記載する。この2次転写ニップ部は、中間転写ベルトと2次転写ローラに挟まれて形成される領域である。
特開2002−244405号公報
2次転写ニップ部に記録媒体が突入する際の衝撃により、スジ状の画像劣化が発生することがある。この画像劣化の回避手段として、2次転写ニップ部の中間転写ベルトと2次転写ロータとを圧離させることが有効である。具体的にいうと、記録媒体が突入するまでは2次転写ニップ部の圧力を下げておき、記録媒体が突入すると、記録媒体の余白領域のうちに2次転写ニップ部の圧力を通常圧に変化させる制御である。ここでいう記録媒体の余白とは、機内汚れ防止などの理由から記録媒体の4辺の印刷を行わない領域のことである。
しかし、記録媒体の狭い余白領域で2次転写ニップ部の圧力を急激に変化させることで抵抗値も急変し、記録媒体の先端における転写電流が不安定となり、画像欠陥が発生するおそれがある。また、2次転写ニップ部の圧力を下げて抵抗値が上がることで、定電流出力部が高電圧となるため、記録媒体が2次転写ニップ部に侵入する際、記録媒体の先端部に放電して画像欠陥が発生するおそれがある。転写電流の不安定化と記録媒体の先端部への放電のどちらも、印刷画像の高画質化に対する阻害要因となる。
特許文献1に記載の発明は、「直流高圧は、抵抗R17と抵抗R18で降圧されて、上記制御回路に帰還電圧FB(V)として入力されている。制御回路は、帰還電圧FBと目標値の差から、PWM信号DCを制御して、所定の出力電圧になるように制御する。」と段落0024に記載されているように、フィードバック制御により電圧を制御するものである。
しかし、制御回路やそのフィードバックには、ノイズを除去するローパスフィルターが必要であり、所定の時定数が存在する。出力電圧の立ち上がり時間は、実際には12〜15mSECは必要であり、安定性、信頼性を重視するとこれ以上の短縮は困難である。また、このフィードバック制御による出力電圧の制御は、環境依存部材と2次転写ニップ部の圧力とのマトリックスから、バラツキ制御が複雑化するという問題を有している。
本発明は、画像形成装置が2次転写ニップ部の圧力を弱めて負荷抵抗が増大した際の出力電圧の上昇を抑えることを課題とする。
すなわち、本発明の上記課題は、下記の構成により解決される。
(1) 転写ベルトと、前記転写ベルトに対向する転写ローラと、前記転写ベルトと前記転写ローラに挟まれて形成される転写ニップへ記録媒体を送り込む搬送手段と、前記転写ニップに挟まれた前記記録媒体に転写電流を流すことで前記転写ベルト上の画像を転写する転写手段と、前記転写ニップと並列接続されたブリーダ抵抗と、前記転写ニップの圧力を変化させると共に、前記転写ニップの圧力を弱めることに応じて、前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせる制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
(2) 前記ブリーダ抵抗は、複数の抵抗と、当該複数の抵抗の一部をバイパスさせるスイッチ手段、を備えることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3) 前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップに送り込む際に、前記制御手段は前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせる、ことを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(4) 前記制御手段は、前記転写ニップに前記記録媒体が突入する前に、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせる、ことを特徴とする(2)に記載の画像形成装置。
(5) 前記制御手段は、前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップから離脱させる際に前記転写ニップの圧力を弱めると共に、前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップから離脱させた後に、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせる、ことを特徴とする(2)に記載の画像形成装置。
(6) 前記制御手段は更に、前記転写ニップに前記記録媒体が存在している場合には、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせない、ことを特徴とする(4)または(5)に記載の画像形成装置。
(7) 転写ベルトと、前記転写ベルトに対向する転写ローラと、前記転写ベルトと前記転写ローラに挟まれて形成される転写ニップへ記録媒体を送り込む搬送手段と、前記転写ニップに挟まれた前記記録媒体に転写電流を流すことで前記転写ベルト上の画像を転写する転写手段と、前記転写ニップと並列接続されたブリーダ抵抗と、を備える画像形成装置が実行するブリーダ抵抗制御方法であって、前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップに送り込む際に前記転写ニップの圧力を変化させるステップと、前記転写ニップの圧力を弱めることに応じて、前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせるステップと、を実行することを特徴とする画像形成装置のブリーダ抵抗制御方法。
本発明によれば、画像形成装置が2次転写ニップ部の圧力を弱めて負荷抵抗が増大した際の出力電圧の上昇を抑えることが可能となる。
本実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図である。 画像形成に係る各部位を説明するブロック図である。 2次転写ニップ部の待避状態を説明する図である。 2次転写ニップ部のページ毎のリセット動作を説明する図である。 2次転写ニップ部のカム突き当て動作を説明する図である。 2次転写ニップ部の微圧状態を説明する図である。 高圧電源部の回路図である。 2次転写ニップ部の圧力と抵抗との関係を示すグラフである。 2次転写ニップ部のニップ圧、REGCONT、TOP_PS、ブリーダ抵抗値変更指令信号のタイムチャートである。 カムの制御とブリーダ抵抗値変更指令制御を示すフローチャートである。
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
本発明は、画像形成装置の2次転写ニップ部の高速な圧離に伴う電圧上昇を防止するものである。これにより、2次転写ニップ部の電圧上昇によるショックノイズや電流リークによる画像不良を防ぐことができる。
そのため、本発明では、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間し、且つ中間転写ベルトに触れている微圧状態において、ブリーダ抵抗の一部をスイッチ手段でバイパスしている。これにより制御遅れなしに、2次転写ニップ部に印加される電圧を下げることができる。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置Xを模式的に示す構成図である。図2は、本実施形態に係る画像形成装置Xの制御系を含む主要部を示す図である。図1および図2に示す画像形成装置Xは、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、フルカラーの画像を形成する、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置である。
図1および図2に示すように、画像形成装置Xは、原稿読取装置SC、イエロー(Y)・マゼンタ(M)・シアン(C)・ブラック(K)の各画像を形成する画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと、用紙搬送部20、定着装置5、制御部7を主体に構成されている。
原稿読取装置SCは、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、A/D変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして制御部7に入力される。なお、制御部7に入力される画像データは、原稿読取装置SCで読み取ったものに限られない。制御部7に入力される画像データは、例えば、画像形成装置Xに接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置Xから受信したものや、USB(Universal Serial Bus)メモリといった可搬性の記録媒体に格納されたものであってもよい。
イエロー(Y)の画像を形成する画像形成ユニット1Yは、感光体ドラム14Yおよびその周辺に配置された帯電部10Y、光書込部11Y、現像装置12Yおよびドラムクリーナ13Yで構成されている。同様に、画像形成ユニット1M,1C,1Kは、感光体ドラム14M,14C,14Kおよびその周辺に配置された帯電部10M,10C,10K、光書込部11M,11C,11K、現像装置12M,12C,12Kおよびドラムクリーナ13M,13C,13Kで構成されている。なお、図2では、説明の便宜上、感光体ドラム14Yと画像形成ユニット1Yとを別々に図示しているが、感光体ドラム14Yは画像形成ユニット1Yの一構成要素である。
感光体ドラム14Y,14M,14C,14Kは、帯電部10Y,10M,10C,10Kによりその表面が一様に帯電させられる。光書込部11Y,11M,11C,11Kによる走査露光により、感光体ドラム14Y,14M,14C,14Kには潜像が形成される。さらに、現像装置12Y,12M,12C、12Kは、トナーで現像することによって感光体ドラム14Y,14M,14C,14K上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラム14Y,14M,14C,14K上には、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのいずれかに対応する所定色の画像(トナー画像)が形成される。
感光体ドラム14Y,14M,14C,14K上に形成された画像は、図2に示す1次転写ローラ19Y,19M,19C,19Kにより、中間転写ベルト18上の所定位置へと逐次転写される。中間転写ベルト18は、無端状のベルトであり、2次転写対向ローラ16、ベルト従動ローラ15を含む複数のローラに掛け渡されている。これらのローラは、用紙搬送方向と交差(略直交)する用紙幅方向に沿って配置されており、ローラ軸方向と用紙幅方向とが互いに対応している。
2次転写対向ローラ16は、中間転写ベルト18の内周面と圧接されており、中間転写ベルト18を介して後述する2次転写ローラ17に対向配置されている。2次転写ニップ部4は、2次転写対向ローラ16に圧接した中間転写ベルト18と、2次転写ローラ17に挟まれて形成される。
ベルト従動ローラ15は、中間転写ベルト18の内周面と圧接されて中間転写ベルト18を内方から支持するローラである。このベルト従動ローラ15は、中間転写ベルト18の回転方向において、黒に対応する1次転写ローラ19Kよりも上流に位置付けられている。
中間転写ベルト18上に転写された各色よりなる画像は、用紙搬送部20により所定のタイミングで搬送される用紙P(記録媒体)に対して、2次転写ローラ17によって転写される。この2次転写ローラ17は、ローラ状の回転部材であり、中間転写ベルト18の外周面に圧接されて、中間転写ベルト18に転写された画像を用紙Pに転写する。
用紙搬送部20は、搬送経路に従って枚葉の用紙Pを搬送する。用紙Pは給紙トレイ21a〜21cのいずれかに収容されている。給紙トレイ21aに収容された用紙Pは、給紙部22aにより取り込まれ、搬送経路へと送り出される。給紙トレイ21b,21cに収容された用紙Pも同様に給紙部22b,22cにより取り込まれ、搬送経路へと送り出される。
この搬送経路において、2次転写ニップ部4よりも上流側には、用紙Pを搬送する複数の用紙搬送部20(搬送手段)が設けられている。個々の用紙搬送部20は、互いに圧接された一対のローラによって構成されており、駆動手段である電動モータ(図示せず)を通じて少なくとも一方のローラが回転駆動する。そして、用紙搬送部20は、用紙Pを挟持して回転することにより、用紙Pを搬送する。つまり、用紙搬送部20は、2次転写ニップ部4へ用紙P(記録媒体)を送り込む搬送手段として機能する。
なお、搬送手段は、一対のローラで構成する以外にも、ベルト同士の組み合わせや、ベルトおよびローラの組み合わせといったように、一対の回転部材からなる構成を広く採用することができる。
2次転写ニップ部4よりも上流側には、用紙Pを検知するセンサ23が設置されている。センサ23は、用紙Pの先端部を検知するとREGCONTエッジを出力し、用紙Pの終端部を検知するとTOP_PSエッジを出力する。
定着装置5は、画像が転写された用紙Pに対して、画像を定着させる定着処理を施す装置である。定着装置5は、互いに圧接して配置されることによりニップ(定着ニップ)を形成する一対の定着部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段とを備えている。一対の定着部材としては、例えば定着ローラ51,52を用いることができる。個々の定着ローラ51,52は、回転可能に構成されており、駆動手段である駆動モータ(図示せず)を通じて、少なくとも一方のローラ(例えば定着ローラ52)が回転駆動する。加熱手段としては、ハロゲンランプなどのヒータ53を用いることができる。定着装置5は、用紙Pを搬送するとともに、一対の定着ローラ51,52による圧力定着、ヒータ53による熱定着を行うことで、画像を用紙Pに定着させる。
定着装置5により定着処理が施された用紙Pは、排紙ローラ32により、筐体の外部側面に取り付けられた排紙トレイ6に排出される。また、用紙Pの裏面にも画像形成を行う場合、表面に対する画像形成を終えた用紙Pは、切換ゲート30により、下方にある反転ローラ31へと搬送される。反転ローラ31は、搬送された用紙Pの後端を挟持した後、逆送することによって用紙Pを反転させて、再給紙搬送経路に送り出す。この再給紙搬送経路へと送り出された用紙Pは、再給紙用の複数の搬送手段によって搬送され、転写位置へと用紙Pを回帰させる。
制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、I/Oインターフェースを備えるマイクロコンピュータによって構成される。制御部7は、図2に示すように、画像データ制御部71と、全体駆動制御部72と、高圧電源部73とを含んで構成される。
全体駆動制御部72は、画像形成装置Xを統合的に制御する機能を担っている。画像データ制御部71は、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kなどを制御することにより、用紙Pに画像を形成する。
高圧電源部73(電源)は、2次転写対向ローラ16と2次転写ローラ17とに所定の高電圧を印加し、よって2次転写ニップ部4に転写電流を流す。これにより、中間転写ベルト18上に転写された各色よりなる画像は、用紙Pに転写される。高圧電源部73は、中間転写ベルト18上に転写された各色よりなる画像を用紙Pに転写する転写手段として機能する。
全体駆動制御部72は、高圧電源部73のブリーダ抵抗をバイパスするか否かを制御する。高圧電源部73の詳細は、後記する図4で説明する。
弾性体172と押圧部171は、2次転写ローラ17を図の右上方向に付勢して、2次転写ニップ部4に圧力を発生させる。カム173は、不図示のステッピングモータによって回転し、その回転位置に応じて押圧部171の支点176の反対側である力点177を図2の上方向に押圧し、よって2次転写ニップ部4の圧力を調整する。全体駆動制御部72は、HP(ホームポジション)センサ174とENC(エンコーダ)リセットセンサ175によってカム173の回転位置を検知し、不図示のステッピングモータによりカム173を回転させて、2次転写ニップ部4の圧力を調整する。
2次転写ニップ部4の高速圧離は、紙間においてニップ圧を解除し、用紙Pの先端突入と同時にニップ圧を急激に高める機構である。以下、図3Aから図3Dにより、2次転写ニップ部4とカム173の各状態を説明している。以下の説明にて、図1や図2を適宜引用する。なお、図3Aから図3Dでは、中間転写ベルト18の図示を省略している。
図3Aは、待避状態を説明する図である。
カム173の待避状態とは、カム173が力点177に接触していない状態である。このとき、HPセンサ174は、カム173を検知している。弾性体172と押圧部171は、2次転写ローラ17を図の右上方向に付勢して、2次転写ニップ部4に所定の圧力を発生させる。このときの圧力は、後記する図6に示すHP(ホームポジション)圧である。用紙Pが2次転写ニップ部4を通過していない場合、カム173は待機状態となる。
図3Bは、ページ毎のリセット動作を説明する図である。
全体駆動制御部72(図2参照)は、カム173を反時計回り方向に回転させる際に、カウントの積算誤差をリセットするため、ページごとにリセット動作を行う。すなわち全体駆動制御部72は、カム173を反時計回り方向に回転させつつ、回転に伴うパルスをカウントして積算し、ENCリセットセンサ175が検知すると、カウントの積算値をリセットする。
図3Cは、カム173の突き当て動作を説明する図である。
全体駆動制御部72は、カウントの積算値が第1所定値になるまでカム173を反時計回り方向に回転させる。つまり、全体駆動制御部72は、カム173を圧着位置(突き当て位置)に移動させることで、微圧位置までの移動バラツキをキャンセルする。このとき2次転写ニップ部4に発生する圧力は、後記する図6に示す通常圧である。
図3Dは、2次転写ニップ部4の微圧状態を説明する図である。
全体駆動制御部72は、カウントの積算値が第2所定値になるまでカム173を反時計回り方向に回転させる。これにより、2次転写ニップ部4の微圧状態を作り出すことができ、ショックノイズを軽減させることができる。このとき2次転写ニップ部4に発生する圧力は、後記する図6に示す微圧である。
図4は、高圧電源部73の回路図である。
高圧電源部73は、高圧出力回路731と、異常高圧検出回路732と、低圧側電圧検出回路733と、1次巻線と2次巻線と3次巻線を備えるフライバックトランスTと、二次側回路から構成される。高圧電源部73は、2次転写ニップ部4にかかる負荷が変動して、この2次転写ニップ部4に安定した電流を供給するため、出力段にブリーダ抵抗である抵抗R10〜R22を備える。ブリーダ抵抗とは、負荷抵抗が上昇して電流が流れなくなった際に、出力電圧が上昇して停止に至るのを防止するため、或る程度の電流を流し続ける抵抗素子のことである。ここでブリーダ抵抗は、耐圧のために複数の抵抗R10〜R22を含んで構成されている。以下、各回路について説明する。
二次側回路は、フライバックトランスTの2次巻線に接続される。この2次巻線の一端は、順方向接続されたダイオードD1を介して高圧側ノードhに接続される。2次巻線の他端は、コンデンサC1を介して高圧側ノードhに接続されると共に、コンデンサC2および順方向接続されたダイオードD2を介して、2次巻線の一端に接続される。コンデンサC2とダイオードD2は、低圧側ノードcに接続される。低圧側ノードcは、抵抗R3〜R5とコンデンサC3〜C5とで構成されるラダー回路を介してグランドに接続される。
高圧側ノードhは、抵抗R1および逆方向に接続されたツェナーダイオードZD1,ZD2を介して高圧側ノードiに接続され、抵抗R2を介して低圧側ノードcと接続される。高圧側ノードiは、2次転写対向ローラ16に接続されると共に、コンデンサC6,C7、およびラダー抵抗回路の並列接続を介して低圧側ノードcと接続される。低圧側ノードcは、2次転写ローラ17に接続される。これにより、高圧側ノードiから低圧側ノードcに向けて転写電流が流れる。
低圧側ノードcの電圧は、抵抗R3〜R5により分圧される。ノードbは、抵抗R4と抵抗R5の接続ノードである。ノードbの電圧Vbは、低圧側ノードcの電圧に対してR5/(R3+R4+R5)を乗算した値となり、低圧側電圧検出回路733に印加される。
高圧安定化回路734は、所定パルス幅のスイッチング制御信号を高圧出力回路731に出力する。高圧出力回路731は、入力したスイッチング制御信号のパルス幅に応じたオン時間でスイッチング素子のスイッチング動作を行い、それに対応したフライバックパルスを、フライバックトランスTの1次巻線に出力する。
異常高圧検出回路732は、フライバックトランスTの3次巻線に接続されて、高圧側ノードhにおける電圧Vhを検知すると共に、この電圧Vhが異常に上昇したことを検知する。これにより、高圧側ノードhにおける電圧Vhを安定化すると共に、電圧Vhが異常に上昇したときの安全性を確保することができる。異常高圧検出回路732の出力は、高圧安定化回路734に出力される。
低圧側電圧検出回路733には、低圧側ノードcが分圧されたノードbにおける電圧Vbが印加されて、低圧側ノードcの電圧を検知する。これにより、低圧側ノードcの電圧に異常が発生したときの安全性を確保することができる。低圧側電圧検出回路733の出力は、高圧安定化回路734に出力される。
高圧安定化回路734は、所定パルス幅のスイッチング制御信号を高圧出力回路731に出力して、パルス幅に応じた電圧を高圧側ノードhに出力させる。高圧安定化回路734は更に、異常高圧検出回路732の出力や低圧側電圧検出回路733の出力に応じて、スイッチング制御信号のパルス幅を狭めて、高圧側ノードhの電圧Vbを低下させる。
高圧側ノードiと低圧側ノードcとを接続する抵抗とダイオードのラダー抵抗回路は、以下のように構成される。
抵抗R10は、高圧側ノードiとトランジスタQ1のベースとの間に接続される。このトランジスタQ1のコレクタは高圧側ノードiに接続され、エミッタはトランジスタQ2のコレクタに接続される。
抵抗R11は、トランジスタQ1のベースとトランジスタQ2のベースとの間に接続される。このトランジスタQ2のコレクタはトランジスタQ1のエミッタに接続され、トランジスタQ2のエミッタはトランジスタQ3のコレクタに接続される。
以下同様に、抵抗R12〜R20とトランジスタQ3〜Q11がラダー接続される。更に、抵抗R21は、トランジスタQ11のベースとトランジスタQ12のベースとの間に接続される。このトランジスタQ12のコレクタは、トランジスタQ11のエミッタに接続される。トランジスタQ12のエミッタは、抵抗R22を介して低圧側ノードcに接続される。抵抗R10〜R21は直列回路であるから、各抵抗R10〜R21に流れる電流は同一である。
トランジスタQ12のベースは、逆方向に接続されたツェナーダイオードZD6と、コンデンサC8の並列接続を介して、低圧側ノードcに接続される。トランジスタQ12のベースは更に、順方向接続されたツェナーダイオードZD5,ZD4,ZD3を介して、トランジスタQ11のベースに接続される。
これら抵抗R10〜R21は、2次転写対向ローラ16と2次転写ローラ17で構成される転写部と並列に接続されて、高圧側ノードiから低圧側ノードcに所定の電流を流し続けるためのブリーダ抵抗である。
コンデンサC6,C7は、高圧側ノードiと低圧側ノードcとの間に接続され、更にコンデンサC6とコンデンサC7の接続ノードは、トランジスタQ6のベースに接続される。これにより、コンデンサC6,C7は、高圧側ノードiの急激な電圧変動を防いでいる。
抵抗R17,R18の接続ノードは更に、スイッチSW1に接続されている。このスイッチSW1は、抵抗R10〜R21のブリーダ抵抗のうちの一部の抵抗R18〜R21をバイパスさせて抵抗値を小さくするスイッチ手段であり、全体駆動制御部72によって制御される。
図5は、2次転写ニップ部4の圧力と抵抗との関係を示すグラフである。
グラフの横軸は、2次転写ニップ部4の圧力を示している。グラフの縦軸は、2次転写ニップ部4の抵抗値を示している。このグラフが示すように、2次転写ニップ部4の圧力が低下すると、2次転写ニップ部4の抵抗値が上昇する。2次転写ニップ部4の抵抗値の上昇に伴い、2次転写ニップ部4に流れる電流が減少し、かつ2次転写ニップ部4の両端電圧が上昇する。
図6は、2次転写ニップ部4のニップ圧、REGCONT、TOP_PS、ブリーダ抵抗値変更指令信号のタイムチャートである。
第1のグラフは、2次転写ニップ部4のニップ圧と時間との関係を示すものであり、カム173(図3Aから図3D参照)の回転位置に対応している。第1のグラフの上側には、用紙Pが2次転写ニップ部4を通過するタイミングが示されている。なお、画像領域Qは、文字や図形等が主に印字される領域を示しており、画像領域Q以外の用紙Pの領域は、余白領域を示している。
第2のグラフは、用紙Pの突入を検知するセンサ信号(REGCONT)と時間との関係を示すものである。第3のグラフは、用紙Pの離脱を検知するセンサ信号(TOP_PS)と時間との関係を示すものである。
第4のグラフは、ブリーダ抵抗値の変更指令信号と時間との関係を示すものである。
時刻t0よりも前は、図3Aに示した待機状態であり、ニップ圧はHP(ホームポジション)圧である。
時刻t0は、例えば印刷開始時刻であり、カム173が反時計回り方向に回転し始めると、ニップ圧は減少し始める。
時刻t1において、カム173が突き当て状態(図3C参照)となり、ニップ圧が通常圧になると、その状態を維持する。
時刻t2において、REGCONT信号のパルスが発生する。このREGCONT信号は、2次転写ニップ部4よりも上流のセンサ23が用紙Pの先端部を検知したことを示している。
時刻t2から時間W0が経過した時刻t3において、カム173が反時計回り方向に回転してニップ圧が減少し始めると共に、ブリーダ抵抗値の変更指令信号が出力される。これにより、ブリーダ抵抗値の一部がバイパスされるので、ニップ圧の減少に伴う2次転写ニップ部4の印加電圧の上昇を打ち消すことができる。
時刻t4において、カム173を駆動するステッピングモータのカウント積算値が所定値に達すると、ニップ圧は微圧となる。このときのカム173の状態は、微圧状態(図3D参照)である。これ以降、カム173は停止して、ニップ圧は微圧を維持する。
時刻t5は、時刻t2から時間W1が経過したタイミングである。この時刻t5において、ブリーダ抵抗値の変更指令信号が出力されなくなり、その直後に2次転写ニップ部4に用紙Pが突入する。つまり2次転写ニップ部4に用紙Pが突入する前の時刻t2から時刻t5までに亘って、ブリーダ抵抗値の変更指令信号が出力される。この時刻t5において、カム173が時計回り方向の回転を開始し、ニップ圧は増加し始める。
時刻t6において、カム173が突き当て状態(図3C参照)となるので、ニップ圧は通常圧となる。その後もニップ圧は増加を続け、その後に減少に転じて再び通常圧となる。ここで、用紙Pの画像領域Qが2次転写ニップ部4に突入するのは時刻t6以降であり、このときのニップ圧は通常圧以上である。よって、ニップ圧の変化が画像領域Qに影響を与えることを防ぐことができる。
時刻t7において、TOP_PS信号のパルスが発生する。このTOP_PS信号は、2次転写ニップ部4よりも上流のセンサ23が、用紙Pの終端部を検知したことを示している。
時刻t7から時間W2が経過した時刻t8において、カム173が反時計回り方向に回転してニップ圧は減少し始める。用紙Pの画像領域Qが2次転写ニップ部4から離脱するのは、時刻t8以前である。よって、ニップ圧の変化が画像領域Qに影響を与えることを防ぐことができる。つまり、全体駆動制御部72は、用紙搬送部20が用紙Pを2次転写ニップ部4から離脱させる際に、2次転写ニップ部4の圧力を弱めている。
時刻t9は、時刻t7から時間W3が経過したタイミングであり、その直前に用紙Pの終端が2次転写ニップ部4から離脱する。この時刻t9において、カム173が微圧状態(図3D参照)となり、ニップ圧が微圧になると、その状態を維持する。更に時刻t9において、ブリーダ抵抗値の変更指令信号が出力され始める。つまり、全体駆動制御部72は、用紙搬送部20が用紙Pを2次転写ニップ部4から離脱させた後に、抵抗R18〜R21をスイッチSW1でバイパスさせる、これにより、ブリーダ抵抗の一部がバイパスされて、ニップ圧の減少に伴う電圧の上昇を打ち消すことができるので、用紙Pの終端部への放電による画像欠陥を防ぐことができる。
時刻t9から所定時間が経過した時刻t10において、カム173が時計回り方向に回転し、ニップ圧は再び増加し始める。このニップ圧は、時刻t11において通常圧となり、次の用紙Pの印刷に備える。
図6で示すように、2次転写ニップ部4に用紙Pが存在している場合には、ブリーダ抵抗値の変更指令信号は出力されない。これにより、用紙P上に形成される画像への影響を防ぐことができる。
図7は、カム173の制御とブリーダ抵抗の値の変更指令制御を示すフローチャートである。
最初、全体駆動制御部72(図2参照)は、カム173を待避状態(図3A参照)から突き当て状態(図3C参照)に遷移させ、その位置を記憶する(S10)。これにより、2次転写ニップ部4のニップ圧は、HP圧から通常圧に変化する。
全体駆動制御部72は、REGCONTエッジを検知したか否かを判定する(S11)。REGCONTエッジは、センサ23が用紙Pの先端部を検知したことを示す信号である。ステップS11において、全体駆動制御部72は、REGCONTエッジを検知しなかったならば(No)、ステップS11の処理を繰り返す。全体駆動制御部72は、REGCONTエッジを検知したならば(Yes)、ステップS12の処理に進む。
次に全体駆動制御部72は、REGCONTエッジから時間W0が経過すると、ブリーダ抵抗値を小さくし(S12)、更にカム173を突き当て状態(図3C参照)から微圧状態(図3D参照)に遷移させる(S13)。これによりニップ圧は、通常圧から微圧に変化する。ブリーダ抵抗値を小さくすることにより、2次転写ニップ部4のニップ圧の減少に伴う2次転写ニップ部4の印加電圧の上昇を抑制することができる。
次に全体駆動制御部72は、REGCONTエッジから時間W1が経過すると、ブリーダ抵抗値を通常値に戻し(S14)、更にカム173を微圧状態(図3D参照)から突き当て状態(図3C参照)に遷移させる(S15)。これによりニップ圧は、微圧から通常圧に変化する。
ステップS16において、全体駆動制御部72は、TOP_PS抜けエッジを検知したか否かを判定する。TOP_PS抜けエッジは、センサ23が用紙Pの終端部を検知したことを示す信号である。全体駆動制御部72は、TOP_PS抜けエッジを検知しなかったならば(No)、ステップS16の処理を繰り返し、TOP_PS抜けエッジを検知したならば(Yes)、ステップS17の処理に進む。
全体駆動制御部72は、TOP_PS抜けエッジから時間W2が経過すると、カム173を突き当て状態(図3C参照)から微圧状態(図3D参照)に遷移させる(S17)。これによりニップ圧は、通常圧から微圧に変化する。
次に全体駆動制御部72は、TOP_PS抜けエッジから時間W3が経過すると、所定時間だけブリーダ抵抗の値を小さくする(S18)。ブリーダ抵抗の値を小さくすることにより、2次転写ニップ部4のニップ圧の減少に伴う2次転写ニップ部4の印加電圧の上昇を抑制することができる。
全体駆動制御部72は、カム173を微圧状態(図3D参照)から突き当て状態(図3C参照)に遷移させる(S19)。これによりニップ圧は、微圧から通常圧に変化する。
本実施形態では、紙間における負荷抵抗の増大時に、ブリーダ抵抗をバイパスさせて小さくして通常より大きな電流を流し、2次転写ニップ部4の印加電圧の上昇を抑えている。本実施形態では、電流指令値や電圧指令値に何ら変更を加えていないため、制御的な遅延が生じない。また、ブリーダ抵抗値の変更は、複数で構成されている抵抗の一部をスイッチ手段でショートさせる簡単な構成によって実現可能である。
全体駆動制御部72は、用紙搬送部20の様々なセンサ情報から、用紙Pの状態を把握可能である。そのため、全体駆動制御部72は、用紙Pが2次転写ニップ部4に突入する直前の所定期間と、用紙Pが2次転写ニップ部4を離脱した直後の所定期間に、スイッチSW1(図4参照)をONしてブリーダ抵抗に流す電流値を増大させる。これにより、全体駆動制御部72は、転写電流が不安定になることや放電による画像欠陥を防止している。また、全体駆動制御部72は、2次転写ニップ部4に用紙Pが存在しない場合に、スイッチSW1をONしてブリーダ抵抗に流す電流値を増大させる。これにより、用紙Pに転写しているときに転写電流が切り替わることを防ぎ、印刷画質の劣化を防いでいる。
(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。
(a) カム173の制御方法は、突き当てに限定されず、通常圧位置や微圧位置をセンサで検知してもよい。
(b) ブリーダ抵抗の値を減少させる方法は、ブリーダ抵抗をバイパスするスイッチに限定されない。
(c) ブリーダ抵抗の値を減少させるタイミング信号は、REGCONTエッジやTOP_PSエッジに限定されない。用紙Pの突入や離脱に応じたタイミング信号であれば、任意のものを用いてもよい。
X 画像形成装置
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット
10Y,10M,10C,10K 帯電部
11Y,11M,11C,11K 光書込部
12Y,12M,12C,12K 現像装置
13Y,13M,13C,13K ドラムクリーナ
14Y,14M,14C,14K 感光体ドラム
15 ベルト従動ローラ
16 2次転写対向ローラ
17 2次転写ローラ (転写ローラ)
171 押圧部
172 弾性体
173 カム
174 HPセンサ
175 ENCリセットセンサ
176 支点
177 力点
18 中間転写ベルト (転写ベルト)
19Y,19M,19C,19K 1次転写ローラ
20 用紙搬送部 (搬送手段)
21a〜21c 給紙トレイ
22a〜22c 給紙部
23 センサ
30 切換ゲート
31 反転ローラ
32 排紙ローラ
4 2次転写ニップ部 (転写ニップ)
5 定着装置
51 定着ローラ
52 定着ローラ
53 ヒータ
6 排紙トレイ
7 制御部
71 画像データ制御部
72 全体駆動制御部 (制御手段)
73 高圧電源部 (転写手段)
731 高圧出力回路
732 異常高圧検出回路
733 低圧側電圧検出回路
734 高圧安定化回路
h 高圧側ノード
Vh 電圧
c 低圧側ノード
i 高圧側ノード
b ノード
Vb 電圧
P 用紙 (記録媒体)
SC 原稿読取装置
T フライバックトランス
D1,D2 ダイオード
C1〜C8 コンデンサ
ZD1〜ZD6 ツェナーダイオード
R1〜R5 抵抗
R10〜R22 抵抗 (ブリーダ抵抗)
Q1〜Q12 トランジスタ
SW1 スイッチ (スイッチ手段)

Claims (7)

  1. 転写ベルトと、
    前記転写ベルトに対向する転写ローラと、
    前記転写ベルトと前記転写ローラに挟まれて形成される転写ニップへ記録媒体を送り込む搬送手段と、
    前記転写ニップに挟まれた前記記録媒体に転写電流を流すことで前記転写ベルト上の画像を転写する転写手段と、
    前記転写ニップと並列接続されたブリーダ抵抗と、
    前記転写ニップの圧力を変化させると共に、前記転写ニップの圧力を弱めることに応じて、前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせる制御手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記ブリーダ抵抗は、複数の抵抗と、当該複数の抵抗の一部をバイパスさせるスイッチ手段、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップに送り込む際に、前記制御手段は前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御手段は、前記転写ニップに前記記録媒体が突入する前に前記転写ニップの圧力を弱めると共に、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせる、
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップから離脱させる際に前記転写ニップの圧力を弱めると共に、前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップから離脱させた後に、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせる、
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は更に、前記転写ニップに前記記録媒体が存在している場合には、前記複数の抵抗の一部を前記スイッチ手段でバイパスさせない、
    ことを特徴とする請求項4または5に記載の画像形成装置。
  7. 転写ベルトと、
    前記転写ベルトに対向する転写ローラと、
    前記転写ベルトと前記転写ローラに挟まれて形成される転写ニップへ記録媒体を送り込む搬送手段と、
    前記転写ニップに挟まれた前記記録媒体に転写電流を流すことで前記転写ベルト上の画像を転写する転写手段と、
    前記転写ニップと並列接続されたブリーダ抵抗と、を備える画像形成装置が実行するブリーダ抵抗制御方法であって、
    前記搬送手段が前記記録媒体を前記転写ニップに送り込む際に前記転写ニップの圧力を変化させるステップと、
    前記転写ニップの圧力を弱めることに応じて、前記ブリーダ抵抗の抵抗値を小さくさせるステップと、
    を実行することを特徴とする画像形成装置のブリーダ抵抗制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10293474A (ja) * 1997-04-17 1998-11-04 Casio Electron Mfg Co Ltd 転写装置
JP2011145552A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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