JP2021086023A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.一実施の形態
1.1 画像形成装置の構成
1.2 画像形成装置の動作
(A)基本動作
(B)電流検出の実行判断処理
(C)電流検出および転写電圧の調整
(D)閾値データの決定方法
1.3 画像形成装置の作用
1.4 効果
2.変形例
[1.1 画像形成装置1の構成]
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置1の一構成例を表す構成図である。画像形成装置1は、例えば電子写真方式を用いたプリンタであり、トナーなどの現像剤を用いて画像形成動作を行うことにより、紙などの記録媒体PMに白黒画像やカラー画像を形成するように構成される。この際、画像形成装置1は、転写ローラ44(後述)に転写電圧を印加し転写電流を流すことにより、記録媒体PMにトナー像を転写する。すなわち、転写電流の電流値のばらつきは形成されるトナー像の品質に影響を及ぼす。転写電流の電流値は、転写電圧の電圧値と転写ローラ44に流れる電流の経路における合成抵抗(以下、転写ローラ44の抵抗)の抵抗値とに基づいて決定されるが、この抵抗値は、転写ローラ44の温度に応じて変化する。転写電流の電流値の変動を抑制するためには、転写ローラ44の温度に応じて転写電圧が調整されることが望ましい。このため、画像形成装置1は、転写ローラ44に流れる電流を検出する電流検出の実行判断処理を行い、この判断結果に基づいて、電流検出および転写電圧の調整を行うようになっている。なお、本明細書では、記録媒体PMが搬送される搬送経路上における任意の位置から見て用紙収容カセット10(後述)に近い位置、または用紙収容カセット10へ向かう方向を上流という。さらに、搬送経路上における任意の位置から見て、記録媒体PMが排出されて積載されるスタッカ4(後述)に近い位置、もしくはスタッカ4へ向かう方向を下流という。
4つの画像形成ユニット20(画像形成ユニット20K,20Y,20M,20C)は、制御部72(後述)からの指示に基づいて、トナーを用いてトナー像を形成する機構である。4つの画像形成ユニット20は、それぞれ感光ドラム21と、除電部22と、帯電ローラ23と、現像ローラ24と、現像ブレード25と、供給ローラ26とを有している。感光ドラム21は、表面(表層部分)に静電潜像を担持するように構成される。感光ドラム21は、ドラムモータ85(後述)から伝達された動力により回転する。感光ドラム21は、帯電ローラ23により帯電し、対応するLEDヘッド30により露光される。具体的には、画像形成ユニット20Kの感光ドラム21は、LEDヘッド30Kにより露光され、画像形成ユニット20Yの感光ドラム21は、LEDヘッド30Yにより露光され、画像形成ユニット20Mの感光ドラム21は、LEDヘッド30Mにより露光され、画像形成ユニット20Cの感光ドラム21は、LEDヘッド30Cにより露光される。これにより、感光ドラム21の表面には、静電潜像が形成される。そして、現像ローラ24によりトナーが供給されることにより、感光ドラム21には、静電潜像に応じたトナー像が形成(現像)されるようになっている。除電部22は、感光ドラム21の表面に光を照射することにより感光ドラム21の表面を除電するように構成される。帯電ローラ23は、感光ドラム21の表面(表層部分)を帯電させるように構成される。帯電ローラ23は、感光ドラム21の表面(周面)に接するように配置されるとともに、所定の押し付け量により感光ドラム21に押し付けられるように配置されている。帯電ローラ23は、感光ドラム21の回転に応じて回転する。帯電ローラ23には、帯電電圧生成部81(後述)により所定の帯電電圧が印加されるようになっている。現像ローラ24は、帯電したトナーを表面に担持するように構成される。現像ローラ24は、感光ドラム21の表面(周面)に接するように配置されるとともに、所定の押し付け量により感光ドラム21に押し付けられるように配置されている。現像ローラ24は、ドラムモータ85(後述)から伝達された動力により回転する。現像ローラ24には、現像電圧生成部82(後述)により所定の現像電圧が印加されるようになっている。現像ブレード25は、現像ローラ24の表面に担持されたトナーを掻き取る部材である。現像ブレード25は、現像ローラ24の表面に担持されたトナーの厚さを調整するようになっている。供給ローラ26は、対応するトナーカートリッジ27内に収容されたトナーを、現像ローラ24に対して供給するように構成される。供給ローラ26は、現像ローラ24の表面(周面)に接するように配置されるとともに、所定の押し付け量により現像ローラ24に押し付けられるように配置されている。供給ローラ26は、ドラムモータ85(後述)から伝達された動力により回転する。これにより、供給ローラ26の表面と現像ローラ24の表面との間には摩擦が生じ、トナーが、いわゆる摩擦帯電により帯電する。供給ローラ26には、供給電圧生成部83(後述)により所定の供給電圧が印加されるようになっている。
転写機構40は、4つの画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cにより形成されたトナー像を、記録媒体PMの被転写面上に転写するとともに、記録媒体PMを定着機構50に向けて搬送するように構成される。転写機構40は、転写ベルト41と、駆動ローラ42と、従動ローラ43と、4つの転写ローラ44(転写ローラ44K,44Y,44M,44C)とを有している。転写ベルト41は、例えば継ぎ目なく形成された高抵抗の半導電性プラスチックフィルムを含んで構成された環状のベルトである。転写ベルト41は、画像形成ユニット20により形成されたトナー像を担持可能である。転写ベルト41は、駆動ローラ42および従動ローラ43により張設されている。転写ベルト41は、搬送された記録媒体PMを静電吸着しつつ記録媒体PMを搬送するようになっている。駆動ローラ42は、ベルトモータ88(後述)から伝達された動力により記録媒体PMを定着機構50に向けて搬送するように回転する回転部材であり、転写ベルト41を循環回転させるようになっている。すなわち、転写ベルト41は、駆動ローラ42により駆動可能である。従動ローラ43は、駆動ローラ42とともに転写ベルト41を張架しつつ転写ベルト41に付与される張力を調整する部材である。従動ローラ43は、駆動ローラ42と同方向へ回転するようになっている。4つの転写ローラ44は、対応する画像形成ユニット20の感光ドラム21の表面に形成されたトナー像を、記録媒体PMの被転写面上に転写する部材である。転写ローラ44Kは、転写ベルト41を介して画像形成ユニット20Kの感光ドラム21に対して対向配置されており、転写ローラ44Yは、転写ベルト41を介して画像形成ユニット20Yの感光ドラム21に対向配置されており、転写ローラ44Mは、転写ベルト41を介して画像形成ユニット20Mの感光ドラム21に対向配置されており、転写ローラ44Cは、転写ベルト41を介して画像形成ユニット20Cの感光ドラム21に対向配置されている。すなわち、4つの転写ローラ44は、転写ベルト41の内周面側に設けられている。4つの転写ローラ44のそれぞれには、転写電圧生成部80(後述)により演算部77(後述)により決定された転写電圧が印加される。これにより、画像形成装置1では、画像形成ユニット20により形成されたトナー像が、記録媒体PMの被転写面上に転写されるようになっている。
定着機構50は、転写機構40から搬送された記録媒体PM上に転写されたトナー像に対し熱と圧力とを付与することにより、そのトナー像を記録媒体PM上に定着させる機構である。定着機構50は、ヒートローラ51と、ヒータ52と、サーミスタ53と、加圧ローラ54とを有している。ヒートローラ51は、記録媒体PM上のトナーに対して熱を付与するように構成される。ヒートローラ51は、ヒータモータ89(後述)から伝達された動力により回転するようになっている。ヒータ52は、機構制御部75(後述)からの指示に基づいて、ヒートローラ51を加熱するように構成され、例えば、ハロゲンヒータやセラミックヒータなどを用いて構成される。サーミスタ53は、ヒートローラ51の表面温度を検出するように構成される。加圧ローラ54は、ヒートローラ51との間に圧接部が形成されるように配置され、記録媒体PM上のトナーに対して圧力を付与するように構成される。定着機構50により搬送された記録媒体PMは、記録媒体PMを搬送する経路であるガイド3に沿って、スタッカ4に排出される。ここで、スタッカ4は、トナー像が定着された記録媒体PMを積載する部位である。
図2は、画像形成装置1の制御系の一例を表すブロック図である。画像形成装置1は、記憶部70と、通信部71と、制御部72と、転写電圧生成部80と、帯電電圧生成部81と、現像電圧生成部82と、供給電圧生成部83と、4つの電流測定部84と、4つのドラムモータ85と、ホッピングモータ86と、レジストモータ87と、ベルトモータ88と、ヒータモータ89とを有している。
[1.2 画像形成装置1の動作]
(A.基本動作)
この画像形成装置1では、以下のようにして、記録媒体PMに対してトナー像が転写される。
以下に、画像形成装置1における電流検出の実行判断処理について詳細に説明する。この例では、まず、画像形成装置1に電源が投入されることにより、画像形成装置1が初期化処理を行う。初期化処理では、機構制御部75は、コマンド処理部73からの指示に基づいて、高圧制御部79、4つのドラムモータ85、およびベルトモータ88を制御することにより、4つの画像形成ユニット20および転写機構40の動作を制御する。すなわち、画像形成ユニット20の各ローラおよび転写ローラ44が回転するとともに、転写ベルト41が1回転以上駆動することにより、所定の時間が経過すると転写ベルト41と4つの転写ローラ44において熱平衡が保たれる。そして、機構制御部75は、電流検出および転写電圧の調整を行うように制御する。この際、機構制御部75は、サーミスタ62により検出された温度の測定値Tを転写ローラ44の温度の基準値TRとして記憶部70に保存する。そして、画像形成装置1は電流検出の実行判断処理を開始する。
図5は、電流検出および転写電圧の調整の一動作例を表す。ステップS106,S110,S113において電流検出部78が電流検出を行うことを決定する場合、画像形成装置1は、電流検出および転写電圧の調整を行う。以下にこの動作について、詳細に説明する。
閾値データTDにおける“ΔTth1”、“t1”、“t2”は、例えば実験により予め決定される。以下に、“ΔTth1”、“t1”、“t2”の決定方法について詳細に説明する。
図6は、転写ベルト41および転写ローラ44の温度変化を表す説明図である。この例では、転写ベルト41の温度は、サーミスタ62により検出された温度の測定値Tであり、転写ローラ44の温度は、“ΔTth1”を決定するために転写ローラ44に設けられた温度センサの測定値である。図6において横軸が時間を表し縦軸が温度を表す。タイミングtm0は、転写ベルト41が停止するタイミングである。すなわち、この例では、タイミングtm0以前においてサーミスタ62により検出された温度の測定値Tは、転写ベルト41の温度を示すとともに4つの転写ローラ44の温度と略同一の温度を示す。また、タイミングtm0より後においてサーミスタ62により検出された温度の測定値Tは、転写ベルト41の温度を示し、4つの転写ローラ44の温度と乖離し、転写ベルト41の温度は、転写ローラ44の温度よりも低くなる。転写ローラ44の温度の基準値TRは、例えば、タイミングtm0における温度であり、“TR1”℃である。タイミングtm1は、基準値TRと転写ローラ44の温度との差が“Tth1”になるタイミングとして決定される。“ΔTth1”は、タイミングtm1における転写ローラ44の温度と転写ベルト41の温度との差として決定される。タイミングtm0より後において、時間が経過すると転写ローラ44の温度と転写ベルト41の温度との差が徐々に大きくなる。さらに時間が経過すると転写ローラ44の温度と転写ベルト41の温度との差は徐々に小さくなり、転写ローラ44の温度および転写ベルト41の温度のいずれも環境温度に近づく。タイミングtm2は、タイミングtm1より後において、転写ローラ44の温度と転写ベルト41の温度との差が所定の温度差以下になるタイミングとして決定される。この場合、閾値データTDにおいて、“t1”はタイミングtm0からタイミングtm1までの時間であり、“t2”はタイミングtm1からタイミングtm2までの時間である。すなわち、転写ベルト41の停止以後の経過時間tが“t1”分以上であり、かつ、経過時間tが“t2”分未満である期間において、閾値Tthは“Tth1+ΔTth1”であり、“Tth1”よりも大きい。
図7は、転写ベルト41および転写ローラ44の温度変化を表す説明図である。この例では、タイミングtm0より後の時間においてサーミスタ62により検出された温度の測定値Tは、転写ベルト41の温度を示し、4つの転写ローラ44の温度と乖離し、転写ベルト41の温度は、転写ローラ44の温度よりも高くなる。この例では、転写ローラ44の温度の基準値TRは、例えば、タイミングtm0における温度であり、“TR1”℃である。タイミングtm1は、基準値TRと転写ローラ44の温度との差が“Tth1”になるタイミングとして決定される。“ΔTth1”は、タイミングtm1における転写ベルト41の温度と転写ローラ44の温度との差として決定される。タイミングtm0より後において、時間が経過すると転写ベルト41の温度と転写ローラ44の温度との差が徐々に大きくなる。さらに時間が経過すると転写ベルト41の温度と転写ローラ44の温度との差は徐々に小さくなり、転写ローラ44の温度および転写ベルト41の温度のいずれも環境温度に近づく。タイミングtm2は、タイミングtm1より後において、転写ベルト41の温度と転写ローラ44の温度との差が所定の温度差以下になるタイミングとして決定される。この場合、閾値データTDにおいて転写ベルト41の停止以後の経過時間tが“t1”分以上であり、かつ、経過時間tが“t2”分未満である期間において、閾値Tthは“Tth1−ΔTth1”であり、“Tth1”よりも小さい。
次に、比較例と対比して、本実施の形態の作用を説明する。本比較例に係る画像形成装置1Rは、時間によらず同一の大きさである閾値Tthに基づいて電流検出の実行判断処理を行うように構成される。
以上のように本実施の形態の画像形成装置1では、演算部77は、サーミスタ62により検出された転写ベルト41の駆動量が1回転未満であるときの測定値Tと前回の電流検出および転写電圧の調整を行ったときの基準値TRとの差と閾値Tthとを比較することにより、電流検出を行うかどうかを判定するようにした。転写ベルト41の停止以後の経過時間tが“t1”分以上であり、かつ、経過時間tが“t2”分未満である期間において、閾値Tthが“Tth1+ΔTth1”℃であるようにした。経過時間tが“t1”未満である期間および“t2”分以上である期間を含む期間において、閾値Tthが“Tth1”℃であるようにした。これにより、例えば、経過時間tが“t1”分以上であり、かつ、経過時間tが“t2”分未満である期間において、測定値Tと基準値TRの差が“Tth1”よりも大きくても“Tth1+ΔTth1”以下である場合には電流検出の実行を防ぐことができる。この結果、例えば画像形成動作において、転写ベルト41を再駆動する場合、電流検出および転写電圧の調整を省くことができるので、画像形成動作の所要時間を短縮できる。このため、ユーザの利便性を向上することができる。また、電流検出および転写電圧の調整を省くことができるので、電力の消費を抑えることができる。
[変形例1]
上記実施の形態では、画像形成ユニット20が形成したトナー像を、記録媒体PMに直接転写するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、画像形成ユニット20が形成したトナー像を、一旦中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体PMに転写してもよい。
上記実施の形態では、ステップS102において、通信部71が上位装置から印刷データを受信する場合にステップS103以降の電流検出の実行判断処理を行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、通信部71による印刷データの受信する場合に限らずステップS103以降の電流検出の実行判断処理を行うようにしてもよい。この場合、サーミスタ62の測定値Tと基準値TRとの差の絶対値が閾値Tthより大きい場合に都度転写電圧の調整が行われる。このため、通信部71が印刷データを受信することにより画像形成動作を行う際に、転写電圧の調整を省略することができるので、ユーザの利便性を向上することができる。
上記実施の形態では、ステップS109において、演算部77が測定値Tと基準値TRとの差の絶対値が“Tth1+ΔTth1”より大きいかどうかを判定するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、“ΔTth1”を測定値Tに加算することにより補正された測定補正値と基準値TRとの差の絶対値が“Tth1より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。すなわち、本変形例に係る演算部は、例えば、転写ベルト41の停止以後の経過時間tが“t1”分以上であり、かつ、経過時間tが“t2”分未満である期間において、補正された測定補正値と基準値TRとの差と閾値Tthとを比較することにより、電流検出を行うかどうかを判定するようにしてもよい。
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
Claims (9)
- 駆動部材により駆動可能な環状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの内周面側に設けられ、転写電圧が印加される転写体と、
前記転写ベルトに対向し、前記転写ベルトの駆動量が1回転以上であるときの前記転写ベルトの表面温度である第1の温度を検出し、前記転写ベルトの駆動量が1回転未満であるときの前記転写ベルトの表面温度である第2の温度を検出する温度センサと、
前記転写体に流れる電流を検出する電流検出を行うかどうかを判断するときに、前記第2の温度と前回の前記電流検出を行ったときの前記第1の温度との差分と所定値とを比較することにより、前記電流検出を行うかどうかを判断する制御部と
を備え、
前記所定値は、前記転写ベルトの駆動停止後の第1の期間において第1の閾値であり、前記転写ベルトの駆動停止後であり、かつ、前記第1の期間より前である期間および前記第1の期間より後である期間を含む第2の期間において第2の閾値である
画像形成装置。 - 前記第1の期間において前記第2の温度が前記転写体の温度よりも小さい場合には、前記第1の閾値は前記第2の閾値よりも大きく、
前記第1の期間において前記第2の温度が前記転写体の温度よりも大きい場合には、前記第1の閾値は前記第2の閾値よりも小さい
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2の期間の前記第1の期間より後である期間において前記転写体の温度と前記第2の温度との差が所定の値以下である
請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記第1の閾値は、前回の前記電流検出を行ったときの前記第1の温度と、前記転写体の温度と前回の前記電流検出を行ったときの前記第1の温度との温度差が前記第2の閾値であるタイミングにおける前記第2の温度との温度差である
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記電流検出により検出された電流に基づいて前記転写体に印加される転写電圧を決定する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の温度は、前記制御部が前記転写電圧を決定するときに前記温度センサにより検出された温度である
請求項5に記載の画像形成装置。 - 印刷ジョブを受け付ける通信部をさらに備え、
前記制御部は、前記通信部が前記印刷ジョブを受け付けるとき、前記電流検出を行うかどうかを判断する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記転写体は転写ローラである
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 駆動部材により駆動可能な環状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの内周面側に設けられ、転写電圧が印加される転写体と、
前記転写ベルトに対向し、前記転写ベルトの駆動量が1回転以上であるときの前記転写ベルトの表面温度である第1の温度を検出し、前記転写ベルトの駆動量が1回転未満であるときの前記転写ベルトの表面温度である第2の温度を検出する温度センサと、
前記転写体の電流検出を行うかどうかを判断するときに、前記転写ベルトの駆動停止後の第1の期間において前記第2の温度を補正した補正温度と所定値とを比較することにより、前記電流検出を行うかどうかを判断し、前記転写ベルトの駆動停止後であり、かつ、前記第1の期間より前である期間および前記第1の期間より後である期間を含む第2の期間において前記第2の温度と前記所定値とを比較することにより、前記電流検出を行うかどうかを判断する制御部と
を備えた画像形成装置。
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JP2019215418A Active JP7342658B2 (ja) | 2019-11-28 | 2019-11-28 | 画像形成装置 |
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