JP4756747B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式等を利用したカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラーの画像形成装置において、画像品質が高く、画像形成速度が速い装置として、タンデム型の画像形成装置が知られている。
【0003】
図6にその一例を示す。同図に示す画像形成装置は、転写ベルト(転写材担持体)14の矢印R14で示す移動方向に沿って、その上流側から順に4個の画像形成ステーション、すなわちイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のトナー像を形成する画像形成ステーションSY、SM、SC、SBkが配設されている。
【0004】
各画像形成ステーションSY、SM、SC、SBkは、像担持体としてドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkを備えている。各感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Bkによって一様に帯電された後、露光により静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置8Y、8M、8C、8Bkによってトナーを付着して現像され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像として可視化される。各現像装置8Y、8M、8C、8Bkは、現像スリーブ5Y、5M、5C、5Bk、塗布ローラ6Y、6M、6C、6Bk、および規制ブレード7Y、7M、7C、7Bkを有している。
【0005】
上述の各感光ドラム1Y〜1Bk上のトナー像は、給搬送装置30によって供給される転写材Pに転写される。給搬送装置30は、転写材Pを収納する給紙カセット15と、そのカセット15内から転写材Pを給紙する給紙ローラ16と、給紙された転写材Pを搬送する搬送ローラ17等とを備えてなる。給搬送装置30から搬送された転写材Pは、吸着バイアスを印加された吸着ローラ20によって転写ベルト14の表面に静電吸着される。
【0006】
転写ベルト14は、4本のローラ13a、13b、13c、13dに掛け渡されており、矢印R14方向に回転して、表面に担持した転写材PをステーションSY〜SBkに順次搬送する。上述の各感光ドラム1Y、1M、1C、1Bk上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、転写バイアス印加電源18Y、18M、18C、18Bkから画像形成用の転写バイアスを印加された転写ローラ4Y、4M、4C、4Bkにより、転写ベルト14上の転写材P上に順次重ねて転写される。トナー像を転写後の転写材Pは、転写ベルト14から分離して定着装置23に搬送され、ここで加熱および加圧されて表面にトナー像が定着される。
【0007】
一方、トナー像の転写後に感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面に残ったトナーは、ドラムクリーニング装置10Y、10M、10C、10Bkによって除去され、また転写材Pの分離後に転写ベルト14上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置29によって除去される。
【0008】
なお、搬送される転写材Pに対して画像形成タイミングや画像形成用の転写バイアスの印加タイミングを合わせるには、搬送ローラ17と吸着ローラ20との間に配置されたレジストセンサ19を転写材Pが切った時点を起点とし、ここから所定時間ごとに各色の画像形成や転写を行う方法が採られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レジストセンサ19を切った転写材Pは必ずしも常に同じタイミングで吸着ローラ20に到達するとは限らない。すなわち、吸着ローラ20に到達するまでに余分なループを作ってから到達したり、腰のある紙では所定の経路をショートカットして吸着ローラ20に到達することがある。また画像形成装置の個体差によっても、転写材が吸着ローラへ搬送されるスピードが異なっていることがある。いずれの場合も、転写材に対し各装置毎に画像の形成される位置が異なってしまう。
【0010】
一般に、転写材が感光ドラム1と転写ベルト14とが当接した転写ニップ部(転写ポイント)にあるときに印加される画像形成用の転写バイアス以外に、転写ポイントに転写材が無いとき(紙間)には紙間用の転写バイアス(紙間バイアス)が印加されることがある。この紙間バイアスはしばしば感光ドラム1に付着してくる正規の極性とは反対極性のトナー(反転トナー)が転写ベルトに転写されてベルトが汚れるのを防ぐために印加されるもので、転写材が無い分、画像形成用の転写バイアスよりも低いバイアスが用いられる。このようにして紙間のときには紙間バイアスを印加し、転写材が転写ポイントに到達すると画像形成用の転写バイアスに切り替えている。
【0011】
ところが、転写材Pが転写ポイントに到達するのが所定の時間よりも遅れると、画像形成用の高い転写バイアスが転写ベルト14を介して直接感光ドラム1に印加されてしまうことになるので、感光ドラムにメモリを作って画像に現れたり、最悪の場合には感光ドラムにダメージを与えてしまうこともある。
【0012】
また、転写材Pが所定の時間よりも遅れて各転写ポイントに到達すると、画像は本来描かれるべき位置よりも上(転写材の搬送方向先端寄り)になってしまい、所定の時間よりも早く各転写ポイントに到達すると、画像は本来描かれるべき位置よりも下(転写材の搬送方向後端寄り)になってしまう。
【0013】
そこで、レジストセンサ19の他に、吸着ローラ20と第1色目のイエローのステーションSYの転写ポイントとの間にレジストセンサのようなセンサを追加し、転写材Pの位置をより正確に検知する方法が考えられる。しかし、これはコストアップを招いてしまい好ましくない。また仮に転写材センサを使うとしても、転写ベルトに傷を与えずに検知するためには非接触の光学式センサを用いることになり、トランスペアレンシーのような透過性の転写材を検知することが困難になる。
【0014】
従って、本発明の目的は、以上のような状況に鑑み、新たなセンサを追加することなく正確に転写材の位置を検出し、転写材に対して常に適正な位置で画像形成を行うことを可能とした画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の一態様によれば、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を露光する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を担持搬送する転写材担持体と、前記転写材担持体に吸着位置で転写材を静電吸着する、吸着バイアスが印加される吸着部材と、前記吸着部材に向って搬送される転写材の転写材搬送方向における先端の位置を検知する転写材検出手段と、前記転写材担持体上の転写材に転写位置で前記像担持体上のトナー像を転写する、転写バイアスが印加される転写手段と、転写材が前記吸着位置に到達する際の、前記吸着バイアスによる電流または電圧を検知するバイアス検知手段と、前記バイアス検知手段が検知する電流または電圧の変化のタイミングに基づいて、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加開始タイミングもしくは前記露光手段の露光開始タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記像担持体が前記像担持体上の露光位置から転写位置に至るまで移動する時間が、前記転写材担持体上の転写材の先端が前記吸着位置から転写位置まで移動する時間よりも短い画像形成装置において、
前記制御手段は、前記バイアス検知手段が前記電流または電圧の変化のタイミングを検知できない場合は、前記転写材検出手段が転写材の先端を検知したタイミングから所定時間後に、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加を開始する、もしくは、前記露光手段による露光を開始することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0016】
本発明の他の態様によれば、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を露光する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を担持搬送する転写材担持体と、前記転写材担持体に吸着位置で転写材を静電吸着する、吸着バイアスが印加される吸着部材と、前記吸着部材に向って搬送される転写材の転写材搬送方向における先端の位置を検知する転写材検出手段と、前記転写材担持体上の転写材に転写位置で前記像担持体上のトナー像を転写する、転写バイアスが印加される転写手段と、転写材が前記吸着位置に到達する際の、前記吸着バイアスによる電流または電圧を検知するバイアス検知手段と、前記バイアス検知手段が検知する電流または電圧の変化のタイミングに基づいて、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加開始タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記像担持体が前記像担持体上の露光位置から転写位置に至るまで移動する時間が、前記転写材担持体上の転写材の先端が前記吸着位置から転写位置まで移動する時間よりも長い画像形成装置において、
前記制御手段は、前記バイアス検知手段が前記電流または電圧の変化のタイミングを検知できない場合は、前記転写材検出手段が転写材の先端を検知したタイミングから所定時間後に、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加を開始することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0017】
また、前記吸着位置への転写材先端の到達を検出するまでの前記吸着バイアスの値を、前記吸着位置への転写材先端の到達を検出した後の前記吸着バイアスの値と異ならせる。前記吸着位置への転写材先端の到達を検出するまでの前記吸着バイアスの値を、画像形成装置本体内の環境の温湿度、転写材の種類およびプロセススピードのうちの少なくとも1つの条件に応じて変更する。前記吸着バイアスを印加する電源が定電圧電源であり、前記バイアス検知手段が電流検出手段である。前記吸着バイアスを印加する電源が定電流電源であり、前記バイアス検知手段が電圧検出手段である。前記像担持体を複数有し、前記複数の像担持体上の複数色の像を前記転写材担持体上の転写材に重ねて転写する。
【0018】
また、前記転写材検出手段によって先端の位置を検出された転写材は、屈曲してから前記吸着位置に搬送される。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0022】
実施例1
本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す縦断面図を図1に掲げる。図1に示す画像形成装置は、転写材担持体としての転写ベルト14の走行方向に沿って4個の画像形成ステーションを設けた4色フルカラーの画像形成装置、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
【0023】
図1において、4個の画像形成ステーションは、転写ベルト14の矢印R14で示す移動方向に沿って上流側から順に、イエロー(Y)の画像形成ステーションSY、マゼンタ(M)の画像形成ステーションSM、シアン(C)の画像形成ステーションSC、ブラック(Bk)の画像形成ステーションSBkが配設されている。
【0024】
イエローの画像形成ステーションSYは、像担持体として感光ドラム(ドラム状電子写真感光体)1Yを備え、感光ドラム1Yの周囲には、その矢印R1の回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ(帯電装置)2Y、露光装置11Y、現像装置8Y、転写ローラ(転写部材)4Y、クリーニング装置10Yが配設されている。
【0025】
感光ドラム1Yには、例えば、アルミニウム製の円筒状のドラムの表面に、感光層としてOPC(有機光半導体)を設けたものを使用することができる。帯電ローラ2Yは、感光ドラム1Yの表面に接触配置され、図示しない帯電バイアス印加電源によって帯電バイアスが印加され、これにより、感光ドラム1Yの表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するものである。露光装置11Yは、画像情報に応じて発振されるレーザ光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットまたはLEDアレイによって構成されており、画像信号に基づいて変調された走査ビーム12Yにより、帯電後の感光ドラム1Yの表面を露光走査し、露光部分の電荷を除去して静電潜像を形成する。
【0026】
現像装置8Yは、現像スリーブ5Yと、塗布ローラ6Yと、規制ブレード7Yとを有し、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)3Yを収容している。現像装置8Yは、塗布ローラ6Yによって現像スリーブ5Yの表面に非磁性トナー3Yを塗布し、その塗布したトナーを規制ブレード7Yによって層厚規制し、層厚規制されたトナーを現像スリーブ5Yの回転によって感光ドラム1Yに対向する現像位置まで搬送する。そして、現像スリーブ5Yに現像バイアスを印加することで、現像スリーブ5Y上のトナーを感光ドラム1Y表面の静電潜像に付着させて現像し、静電潜像をイエローのトナー像として可視化する。
【0027】
転写ローラ4Yは、感光ドラム1Y上に形成されたトナー像を、転写ベルト14上の転写材Pに静電的に転写するためのもので、例えば金属の芯金を、体積抵抗率105〜108Ωcm程度に抵抗調整したEPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、ウレタンゴム、NBR(ニトリルブタジエンゴム)等の弾性体で覆った構成とすることができる。転写ローラ4Yは、転写ベルト14の内側に配設されて、転写ベルト14を感光ドラム1Y表面に圧着し、これにより感光ドラム1Yと転写ベルト14との間に、転写ポイント(転写ニップ部)N−Yが構成されている。転写ローラ4Yには転写バイアス印加電源、本実施例では、定電圧電源である転写バイアス印加電源18Yが接続されている。
【0028】
クリーニング装置10Yは、転写材Pに転写されずに感光ドラム1Yの表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレード9Yを有している。
【0029】
以上のイエローの画像形成ステーションSYにおいて、現像装置8Yは現像ユニットに構成され、またクリーニング装置10Yは、感光ドラム1Yおよび帯電ローラ2Yとともにドラムユニットに構成されている。そしてこれら現像ユニットおよびドラムユニットによって、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを構成している。
【0030】
他の色のマゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションSM、SC、SBkも、イエローの画像形成ステーションSYと同様の構成であるので説明を省略し、ステーションSM、SC、SBkにおいて、ステーションSYと同じ構成の部材等については同じ番号を付し、その番号の後にYに代えてM、C、Bkをそれぞれ添えて示すこととする。
【0031】
転写ベルト14は、4本のローラ13a、13b、13c、13dに掛け渡されており、矢印R14方向に所定のスピード(プロセススピード)で回転駆動され、これにより、表面に担持した転写材Pを画像形成ステーションSY〜SBkに順次搬送する。転写ベルト14には、その表面の不要なトナーを除去する転写ベルトクリーニング装置29が接触配置されている。
【0032】
転写ベルト14としては厚さ50〜300μm、体積抵抗率109〜1016Ωcm程度のPVdF(ポリフッ化ビニリデン)、ポリアミド、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ0.5〜2mm、体積抵抗率109〜1016Ωcm程度のクロロプレーンゴム、EPDM、NBR、ウレタンゴム等のゴム材料が用いられる。また、必要に応じて、これらの材料にカーボン、ZnO、SnO2、TiO2等の導電性充填材を分散させて、体積抵抗率を107〜1011Ωcm程度に調整することもある。
【0033】
転写材Pは給搬送装置30によって搬送される。給搬送装置30は、紙等の転写材Pを収納する給紙カセット15と、給紙カセット15から転写材Pを給紙する給紙ローラ16と、給紙された転写材を搬送する搬送ローラ17と、転写材Pの先端を検知するレジストセンサ19等とを備えてなる。
【0034】
レジストセンサ19はフラグとフォトインタラプタとからなり、転写材Pがフラグを押してフォトインタラプタを遮ると、転写材Pの先端が到達したという信号が制御装置(制御手段)24に取り込まれるようになっている。制御装置24は、CPU25、RAM(読み書き可能なメモリ)26 、ROM(読み出し専用のメモリ)27を有しており、また制御装置24には表示パネル28が接続されている。ROM27には、画像形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書き込まれている。表示パネル28は画像形成装置の状態等を表示するものである。
【0035】
吸着ローラ20は、給搬送装置30から搬送されてきた転写材Pを転写ベルト14表面に静電吸着させるためのもので、例えば金属の芯金を、体積抵抗率105〜108Ωcm程度に調整したEPDM、ウレタンゴム、NBR等の導電弾性体で覆い、その上に中層として厚さ200〜600μm程度のウレタン等の層を設け、さらにその上に250μm程度の表層を設けて構成されている。表層にはスチレン等を用いる。
【0036】
吸着ローラ20の両端の芯金部を0.04〜0.5N程度の線厚でバネ加圧することにより、吸着ローラ20を転写ベルト14を介してローラ13aに圧着させ、転写ベルト14の移動に対して従動回転させる。これにより、吸着ローラ20とローラ13aとの間には吸着ポイント(吸着ニップ部)N−Aが構成されている。
【0037】
本実施例では、吸着ローラ20には定電圧電源である吸着バイアス印加電源21が接続されており、また吸着バイアス印加電源21には吸着電流測定回路(検出手段)22が接続されている。吸着ローラ20には、吸着バイアス印加電源21から吸着バイアスとして定電圧バイアスが印加され、そのとき流れる電流は吸着電流測定回路22によって計測され、その計測値は制御装置24に取り込まれる。
【0038】
また、転写ベルト14の最下流側に配設されたローラ13dのさらに下流側には、転写材Pの表面に転写されたトナー像を定着する定着装置23が配設されている。
【0039】
上述の構成の画像形成装置において、画像形成動作がスタートすると、感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkおよび転写ベルト14等が所定のプロセススピードで、それぞれ矢印R1方向、矢印R14方向等に回転を始める。感光ドラム1Yは帯電ローラ2Yによって所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。さらに、転写ローラ4Yには転写バイアス印加電源18Yによって紙間バイアスが印加される。
【0040】
一方、給紙カセット15に収納されている転写材Pは、給紙ローラ16によって給紙され、搬送ローラ17によって搬送され、レジストセンサ19によって先端の位置を検出された転写材Pは、図1に示すように、屈曲してから吸着ローラ20に搬送される。そして転写材Pは、吸着ローラ20とローラ13aとの間の電圧印加によって転写ベルト14表面に静電吸着される。
【0041】
このとき、感光ドラム1Yの表面には、転写材Pの搬送に同期して露光装置11Yからの走査ビーム12Yによって画像情報に従った静電潜像が形成される。感光ドラム1Yがさらに回転すると、この静電潜像は現像装置8Yによってトナーを付着して現像され、イエローのトナー像として可視化される。感光ドラム1Y上のトナー像は、転写ベルト14に吸着して搬送されてきた転写材Pに、転写バイアス印加電源18Yによって転写ローラ4Yに印加された画像形成用の転写バイアスにより転写される。
【0042】
マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションSM、SC、SBkにおいても、イエローの画像形成ステーションSYと同様に、それぞれの感光ドラム1M、1C、1Bk上にそれぞれの色のトナー像が形成される。そして転写材Pが転写ベルト14によって搬送されていくのに同期して、感光ドラム1M、1C、1Bk上のトナー像が転写材P上に重ねて転写され、転写材P上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色を重ねたトナー像が形成される。トナー像を転写後の転写材Pは、転写ベルト14から分離された後、定着装置23によって加熱および加圧され、表面にトナー像が溶融固着される。
【0043】
一方、トナー像転写後の感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、転写材Pに転写されずに表面に残留したトナーがそれぞれのクリーニング装置10Y、10M、10C、10Bkによって除去された後、つぎの画像形成に供される。また転写ベルト14は、表面に残った不要なトナーが転写ベルトクリーニング装置29によって除去され、つぎの転写材Pの搬送に供される。
【0044】
以上のような構成において、搬送中の転写材Pに同期して、感光ドラム1(1M〜1Bk)上にトナー像を形成するタイミングと、転写ローラ4(4Y〜4Bk)に画像形成用の転写バイアスを印加するタイミングを制御する原理を説明する。
【0045】
図2は、転写材Pの給紙が開始され、転写材Pがレジストセンサ19を切った時点R-onを起点とした吸着電流の変化を示したものである。転写材Pがレジストセンサ19を切った時点R-onから吸着ローラ20には定電圧の吸着バイアスが印加されるため、図2に示すように吸着電流i0が流れる。そして、転写材Pが搬送されて吸着ポイントN−Aに到達すると、吸着バイアスは定電圧制御されているために吸着電流が減少してi1になる。したがって、吸着電流iの変化をモニタしていれば転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達したことがわかる。
【0046】
本実施例では、電流がi0から変化を始める時間をt0、i1に安定する時間をt1とし、その中間の時間tp=(t0+t1)/2を転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達した時間として用いる。ただし、t0やt1を用いても構わない。
【0047】
図3は、転写材Pの給紙開始からイエローの画像が形成されて、イエロートナー像が転写材Pに転写されるまでのタイミングチャートを示したものである。図3において、P-onは給紙開始の時間、R-onは転写材がレジストセンサに到達した時間、tpは上述の転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達した時間、T1はイエローの感光ドラム1Y上の画像形成開始の時間、tr1は画像形成用の転写バイアス印加開始の時間を示している。
【0048】
つぎに図3を用いて実際の動作を説明する。転写材の給紙が開始されてマージンを見込んだ所定時間内T0にレジストセンサ19が転写材の先端を検知しなければ、転写材Pは搬送されていないことになる。そこで、CPU25は、給紙が開始されると、まずレジストセンサからの信号をモニタし、所定の時間T0になっても変化がない場合はジャムが発生したと判断して、画像形成装置の動作を停止するとともに、表示パネル28を使ってユーザにジャム発生を知らせる。
【0049】
一方、所定時間T0内にレジストセンサ19からの信号があった場合には、つぎに吸着バイアス印加電源21から吸着バイアスを印加し、吸着電流測定回路22が測定する吸着電流のモニタを行う。そして転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達した時間tpを求める。つぎにCPU25はtpから所定時間tY後に感光ドラム1Y上の画像形成をスタートさせ、tpから所定時間trY後にイエロー用の画像形成用転写バイアスを印加させる。他の色についてもtPを基準に所定時間後にそれぞれ感光ドラム上の画像形成と画像形成用の転写バイアスの印加を行う。
【0050】
転写ベルト14は所定のプロセススピードで移動するように制御されているので、吸着ローラ20によって転写材Pが転写ベルト14表面に吸着されれば、以後は所定のスピードで各転写ポイントを移動する。したがって、転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達した時間を起点とすれば、転写ベルト14に吸着された以後の安定した転写材の動きをもとに、転写材が各転写ポイントに至るタイミングを予測できる。
【0051】
従って、本実施例によれば、各感光ドラム1に対する画像の形成開始位置(書き出し位置)を制御し、あるいは転写ローラ4に対する画像形成用の転写バイアスの印加開始タイミングを制御することで、常に転写材P上の所定の位置での画像形成用の転写バイアス印加および画像形成が可能になる。もちろん、画像形成装置に設定された紙サイズ情報あるいは、給紙カセット15からの紙サイズ情報、レジストセンサ19から信号があった時間等から画像形成用の転写バイアス印加の終了タイミングを制御することも可能である。
【0052】
以上において、抵抗が非常に低い特殊な転写材が給紙された場合には、吸着電流の変化が非常に小さく転写材が吸着ポイントN−Aに到達したことが検知できないことが予想される。そのような場合にも対処して、転写材上に画像が形成できるようにするためには、検出手段22の吸着電流の計測に制限を設けておき、レジストセンサ19から転写材の先端が到達したという信号が入ってから所定の時間(レジストセンサ19から吸着ポイントN−Aまで移動するのにかかると予想される時間+数%程度のマージン)になっても電流に変化が無い場合には、転写材の抵抗が非常に低いと判断し、その所定の時間の時点をtpとし、このtpを基準として感光ドラム1Y、1M、1C、1Bk上の画像形成および画像形成用の転写バイアスの印加開始もしくは終了を行うようにすればよい。
【0053】
なお、本実施例のように、感光ドラム上での画像形成のタイミングを制御して、常に転写材上の所定の位置に画像を形成する場合には、吸着ポイントN−Aから第1色目の転写ポイントN−Yまで転写材が移動する時間よりも、第1色目の感光ドラム上の露光位置(画像形成開始位置)から転写ポイントN−Yまで感光ドラムが移動する時間が短くなければならない。
【0054】
また吸着バイアスの印加タイミングは、上記以外の、転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達するまでの任意のタイミングで構わないし、吸着電圧は転写材Pの先端を検知するためのものと、転写材Pを転写ベルト14に吸着させるためのものとで異なる電圧値を用いてもよい。その場合は、tpが決定したら直ちに吸着用の電圧値に変更するのが好ましい。
【0055】
吸着電流測定回路(検出手段)22は、吸着電流を制御するために吸着バイアス印加電源21に予め取り付けられていることがあるので、その場合には、コストアップを招くことなく、本実施例が実行可能になる。吸着電流測定回路22を吸着バイアス印加電源21に新たに追加する場合でも、測定回路22は比較的簡単に回路構成できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。
【0056】
以上のように、本実施例によれば、吸着バイアスを印加したときに流れる電流値の変化をモニタすることにより、吸着位置へ転写材Pが到達したことを検出できるので、吸着位置と転写位置との間に新たに転写材の検出センサを設置することなく転写材の位置を知って、感光ドラム上での画像形成および画像形成用の転写バイアスの印加タイミングを正確に制御でき、常に転写材Pの所定の場所に正確に画像を形成することができる。また転写材Pとして、トランスペアレンシー等の透明な転写材をはじめ、普通紙とは性状の異なる種々の転写材に対して適用することができる。
【0057】
実施例2
図4は、本発明の画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す縦断面図である。
【0058】
実施例1では、定電圧電源の吸着バイアス印加電源21を使用し、検出手段として吸着電流測定回路22を使用したが、本実施例では、定電流電源の吸着バイアス印加電源31を使用し、吸着電圧測定回路32を使用した点が異なる。本実施例のその他の構成は実施例1と基本的に同様であり、図4において図1の部材と同じ部材は同じ符号を付してその説明を省略する。
【0059】
本実施例は、吸着バイアスとして定電流バイアスを印加することが大きな特徴である。このとき定電流電源である吸着バイアス印加電源31によって発生する電圧は、吸着電圧測定回路32によって計測され、計測値はCPU25に取り込まれる。
【0060】
定電流バイアスを印加した場合には、転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達すると電圧が増大することになり、このことから実施例1と同様に、転写材Pが吸着ポイントN−Aに到達したことを検出することができる。
【0061】
吸着電圧測定回路(検出手段)32は、吸着電圧を制御するために吸着バイアス印加電源31に予め取り付けられていることがあるので、その場合には、コストアップを招くことなく本実施例を実行可能である。吸着電圧測定回路32を吸着バイアス印加電源31に新たに追加する場合でも、比較的簡単に回路構成できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。
【0062】
さらに、実施例1のような定電圧電源と吸着電流測定回路を用い、吸着電流測定回路によって測定される吸着電流値が常に所定の値になるように常時帰還をかけて定電圧電源を制御することで、擬似的に定電流バイアスを実現する方法でも構わない。この場合は、定電圧電源の設定値の変化、あるいは吸着電流測定回路によって測定される吸着電流値の変化をモニタすることで転写材Pの到達を検知することができる。
【0063】
本実施例では、吸着バイアス電圧値の変化をモニタすることにより転写材Pの到達を検出できるので、感光ドラム上での画像形成および画像形成用転写バイアスの印加タイミングを正確に制御でき、常に転写材Pの所定の場所に正確に画像を形成することが可能になる。
【0064】
実施例3
本実施例は、図1に示した実施例1において、第1色目の感光ドラム1Y上の露光位置から転写ポイントN−Yまで感光ドラム1Yが移動する時間が、吸着ポイントN−Aから第1色目の転写ポイントN−Yまで転写材が移動する時間よりも長くなっている点が異なる。
【0065】
本実施例のその他の構成は、実施例1と基本的に同様であるので、画像形成装置の図面およびその各部の説明は省略する。
【0066】
本実施例のような構成では、吸着ポイントN−Aで転写材Pの到達を検知したときには、すでに感光ドラム1Y上の画像形成は始まっている。したがって、この場合は画像形成タイミングは制御できないので、画像形成用転写バイアスの印加タイミングのみを制御することになる。
【0067】
通常、転写材上の画像の位置が数mmずれても画質自体に影響は出ない。しかし、転写材が転写ポイントに到達するよりも1mmでも早い時点で画像形成用の転写バイアスが印加されてしまうと、その部分は感光ドラム上にメモリを作ってしまい画像上に濃いスジとなって現れ、画像品位を大いに低下させてしまう。
【0068】
したがって、本実施例のように、転写材の移動に合わせて画像形成用の転写バイアスの印加タイミングを制御するだけでも非常に効果がある。
【0069】
実施例4
図5に、本発明の画像形成装置のさらに他の実施例の概略構成を示す。
【0070】
本実施例と上述の実施例1、2または3とが異なる点は、本実施例では、画像形成装置本体内に環境センサ33を配置して、装置本体内部の環境を検知できるようにした点である。本実施例のその他の構成は実施例1と同様で、図5において図1に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
【0071】
本実施例における環境センサ33は温湿度センサであり、これによって画像形成装置内の環境の温湿度を検知することができる。転写材は、画像形成装置内の温度や湿度によって含水分量が変動し、それにともなって抵抗値が変動することがあるので、転写材を検知するための最適な吸着バイアス値設定もそれにともなって変化する。したがって、低温低湿度、常温常湿度または高温高湿度といった環境区分(場合によってはさらに細分化してもよい)に対する最適な吸着バイアス設定値をあらかじめ用意しておき、環境センサ33によって測定されたデータをもとに環境を判断して、吸着バイアス設定値を設定すれば、より正確な転写材の吸着ポイントN−Aへの到達を検知することが可能になる。
【0072】
本実施例では、環境センサ33として温湿度センサを用いたが、温度センサや湿度センサを用いることもできる。さらにプロセススピードを変更して、画像描き込みの解像度を上げる場合や定着性を向上させる場合、あるいは使用する転写材の厚さや種類等によって吸着条件を最適な値に変更する場合等においても、転写材検知のための吸着バイアスを変更すれば、より正確な検出ができるようになって好ましい。
【0073】
実施例5
本実施例は、図1に示した構成において、吸着電流iの変化から転写材Pの後端が吸着ポイントN−Aを通過した時間を求めることを特徴とする。
【0074】
転写材Pに定電圧の吸着バイアスを印加した場合、転写材Pの後端が吸着ローラ20を抜けると吸着電流は増加する。したがって、吸着電流iの変化をモニタしていれば転写材Pの後端が吸着ポイントN−Aを通過した時間がわかるので、転写材Pが各転写ポイントを通過するタイミングを予測できる。
【0075】
したがって、本実施例によれば、各感光ドラム1に対する画像の形成終了位置を制御し、あるいは転写ローラ4に対する画像形成用の転写バイアスの印加終了タイミングを制御することで、常に転写材P上の所定の位置での画像形成用の転写バイアス印加および画像形成が可能になる。これにより、転写材Pが転写ポイントを通過した瞬間に画像形成用の転写バイアスが感光ドラムに直接印加されたり転写ベルト14上にトナー像が転写されてしまうのを防ぐことができる。
【0076】
本実施例では吸着バイアスは定電圧であったが、もちろん定電流でも電圧変化をモニタすることで同様に転写材Pの後端の通過を検知することができる。
【0077】
以上、本発明の画像形成装置を実施例1〜5により説明したが、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を損なわない範囲で種々に変更可能である。たとえば転写装置は転写ローラ4M、4C、4Y、4Bkに代えて、転写ブレードや転写ブラシ等の他のものを用いてもよく、また4色の色の画像形成順、従って転写ベルト14の回転方向(矢印R14方向)に沿っての各画像形成ステーションの配設順も任意とすることができる。また転写バイアス印加電源は、定電圧電源ではなく定電流電源でもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、タンデム型のカラー画像形成装置において、吸着ローラを用いて転写材の吸着ポイントへの到達を検出するので、新たなセンサを追加することなく転写材の位置を正確に検出して、常に転写材に対し適正な位置で画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】図1の画像形成装置において転写材が吸着ポイントに到達する前後の吸着電流の変化を示すグラフである。
【図3】図1の画像形成装置における1色目の画像形成を示すタイミングチャートである。
【図4】本発明の画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す縦断面図である。
【図5】本発明の画像形成装置のさらに他の実施例の概略構成を示す縦断面図である。
【図6】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1Y〜1Bk 感光ドラム
2Y〜2Bk 帯電ローラ
4Y〜4Bk 転写ローラ
14 搬送ベルト
18Y〜18Bk 転写バイアス印加電源
19 レジストセンサ
20 吸着ローラ
21、31 吸着バイアス印加電源
22 吸着電流測定回路(検出手段)
24 制御装置
25 CPU
32 吸着電圧測定回路(検出手段)
33 環境センサ
Claims (8)
- 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を露光する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を担持搬送する転写材担持体と、前記転写材担持体に吸着位置で転写材を静電吸着する、吸着バイアスが印加される吸着部材と、前記吸着部材に向って搬送される転写材の転写材搬送方向における先端の位置を検知する転写材検出手段と、前記転写材担持体上の転写材に転写位置で前記像担持体上のトナー像を転写する、転写バイアスが印加される転写手段と、転写材が前記吸着位置に到達する際の、前記吸着バイアスによる電流または電圧を検知するバイアス検知手段と、前記バイアス検知手段が検知する電流または電圧の変化のタイミングに基づいて、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加開始タイミングもしくは前記露光手段の露光開始タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記像担持体が前記像担持体上の露光位置から転写位置に至るまで移動する時間が、前記転写材担持体上の転写材の先端が前記吸着位置から転写位置まで移動する時間よりも短い画像形成装置において、
前記制御手段は、前記バイアス検知手段が前記電流または電圧の変化のタイミングを検知できない場合は、前記転写材検出手段が転写材の先端を検知したタイミングから所定時間後に、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加を開始する、もしくは、前記露光手段による露光を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を露光する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、転写材を担持搬送する転写材担持体と、前記転写材担持体に吸着位置で転写材を静電吸着する、吸着バイアスが印加される吸着部材と、前記吸着部材に向って搬送される転写材の転写材搬送方向における先端の位置を検知する転写材検出手段と、前記転写材担持体上の転写材に転写位置で前記像担持体上のトナー像を転写する、転写バイアスが印加される転写手段と、転写材が前記吸着位置に到達する際の、前記吸着バイアスによる電流または電圧を検知するバイアス検知手段と、前記バイアス検知手段が検知する電流または電圧の変化のタイミングに基づいて、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加開始タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記像担持体が前記像担持体上の露光位置から転写位置に至るまで移動する時間が、前記転写材担持体上の転写材の先端が前記吸着位置から転写位置まで移動する時間よりも長い画像形成装置において、
前記制御手段は、前記バイアス検知手段が前記電流または電圧の変化のタイミングを検知できない場合は、前記転写材検出手段が転写材の先端を検知したタイミングから所定時間後に、前記転写手段に対する画像形成用の転写バイアスの印加を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 前記吸着位置への転写材先端の到達を検出するまでの前記吸着バイアスの値を、前記吸着位置への転写材先端の到達を検出した後の前記吸着バイアスの値と異ならせ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。
- 前記吸着位置への転写材先端の到達を検出するまでの前記吸着バイアスの値を、画像形成装置本体内の環境の温湿度、転写材の種類およびプロセススピードのうちの少なくとも1つの条件に応じて変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記吸着バイアスを印加する電源が定電圧電源であり、前記バイアス検知手段が電流検出手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記吸着バイアスを印加する電源が定電流電源であり、前記バイアス検知手段が電圧検出手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体を複数有し、前記複数の像担持体上の複数色の像を前記転写材担持体上の転写材に重ねて転写することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記転写材検出手段によって先端の位置を検出された転写材は、屈曲してから前記吸着位置に搬送されることを特徴とする請求項請1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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