JP5495950B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを採用した画像形成装置は、潜像を現像剤であるトナーによって顕像化し、プリント用紙等の記録材に転写して定着させることにより画像を形成する。このような画像形成装置において、特にカラー画像を形成するために、複数色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を中間転写ベルトに一次転写して重畳し、しかる後に記録材に一括して二次転写する構成が一般に知られている。そして、記録材にカラー画像が転写された後、中間転写ベルト上に残留する残留トナーは、クリーニング帯電ローラ等のクリーニング手段により廃トナーとして回収される。

画像形成装置の二次転写又はクリーニング機構について、例えば特許文献１では、１つのカムとその伝達手段によって、二次転写ローラやクリーニング帯電ローラ部を中間転写ベルトへ当接・離間する方式が提案されている。また、二次転写部材と中間転写ベルトとの当接・離間状態を判別する方法として、例えば特許文献２では、転写部材を当接・離間する時に転写部材へ電圧を印加し、転写部材に流れる電流値を検知することで当接・離間状態を判別する方式が提案されている。

特開２００２−９９１５４号公報 特開２００４−１１８０１９号公報

しかし、上記方式では、中間転写ベルト上の非画像領域に二次転写ローラやクリーニング帯電ローラを当接する場合に、中間転写ベルトへの当接に要する時間ばらつきを加味する必要があった。さらに、二次転写ローラやクリーニング帯電ローラに印加する電圧を、所定の電圧値に到達させる一定の時間がかかるため、製品毎の当接時間のばらつきを加味し、中間転写ベルトに確実に当接した後に電圧を大きくする（電圧を立ち上げる）必要があった。そのため、当接に要する時間や電圧立ち上げ時間のばらつきが大きい場合、二次転写ローラやクリーニング帯電ローラの当接が中間転写ベルトの周方向の非画像領域に収まるように、非画像領域の長さは上記ばらつきが最大である場合を想定して設定する必要があった。その結果、中間転写ベルトの周長自体を大きくしなければならず、画像形成装置の本体サイズアップやコストアップにつながる課題があった。

本発明はこのような状況のもとでなされたもので、中間転写体の周長を短くし、コスト削減と画像形成装置の本体サイズ縮小を目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明では次のとおりに構成する。

（１）中間転写体に当接離間可能な接触手段と、前記接触手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により電圧が印加された前記接触手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記接触手段を前記中間転写体に当接又は離間するように制御する制御手段と、を備え、像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材上に転写することにより画像形成を行う画像形成装置であって、前記制御手段は、前記画像形成を行う前に、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記接触手段を前記中間転写体に当接させた際に前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記接触手段が前記中間転写体に当接するのに要した当接時間を算出し、前記当接時間に基づいて、前記画像形成の際に前記接触手段を前記中間転写体に当接させるタイミングを制御する画像形成装置。

（２）中間転写体に当接離間可能な接触手段と、前記接触手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により電圧が印加された前記接触手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記接触手段を前記中間転写体に当接又は離間するように制御する制御手段と、を備え、像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材上に転写することにより画像形成を行う画像形成装置であって、前記制御手段は、前記画像形成を行う前に、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記接触手段を前記中間転写体に当接させた際に前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記接触手段が前記中間転写体に当接するのに要した当接時間を算出し、前記当接時間に基づいて、前記画像形成の際に前記電圧印加手段が前記接触手段に電圧を印加するタイミングを制御する画像形成装置。

本発明によれば、二次転写ローラやクリーニング帯電ローラの当接を中間転写ベルトの周方向の非画像領域に確実に収めることが可能になり、その結果、中間転写ベルトを短くすることができ、画像形成装置の本体サイズの縮小やコストの削減ができる。

画像形成装置の全体構成を示す断面図、及び二次転写ローラの接離機構と連結したカム部材の説明図 画像形成装置の電圧電源の回路構成、電流検出回路を示す図 実施例１の中間転写ベルトと二次転写ローラの当接状態を示す図 実施例１の二次転写ローラを中間転写ベルトに当接した際の検出電圧の変化を示す図 実施例１の二次転写ローラの当接時間測定、及び当接動作制御を示すフローチャート 実施例２の電圧電源の回路構成図、及び二次転写ローラとＩＣＬローラを中間転写ベルトへ当接した際の検出電圧の変化を示す図 実施例２の二次転写ローラ、ＩＣＬローラの当接時間測定、及び当接動作制御を示すフローチャート

［画像形成装置の構成及び二次転写ローラ、クリーニング帯電ローラの当接離間機構］
まず、図１（ａ）を参照して画像形成装置の概略構成と一連の画像形成動作について説明する。図１（ａ）は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）の画像形成部を各々備えたカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

記録材への画像形成時、画像形成装置は、給紙ローラ３を回転させてカセット１内の記録材２を１枚給紙し、レジストローラ８へ搬送して、回転可能な中間転写体としての無端状の搬送ベルトである中間転写ベルト９上に画像が形成されるまで待機する。画像形成するために、静電潜像を形成する像担持体である感光ドラム１５は帯電ローラ１７により表面を均一に帯電され、画像信号に応じてレーザ露光を行い感光ドラム１５上に静電潜像を形成するレーザスキャナ３０により、イエロー画像の静電潜像が形成される。イエロー現像器２０Ｙは、容器内のトナーを送出する機構により塗布ローラ２０ＹＲにトナーを送り込む。そして、矢印Ａの方向に回転する塗布ローラ２０ＹＲ、及び現像ローラ２０ＹＳの外周に圧接された現像ブレード２０ＹＢにより、矢印Ｂの方向に回転する現像ローラ２０ＹＳの外周にトナーが薄層塗布され、トナーへの電荷が付与（摩擦帯電）される。静電潜像が形成された感光ドラム１５と対向した現像ローラ２０ＹＳに現像電圧を印加することにより、感光ドラム１５上に形成された静電潜像がトナーにより現像される。感光ドラム１５上に形成されたトナー像に逆極性の電圧を一次転写パッド４０に印加して、感光ドラム１５のトナー像を中間転写ベルト９上に一次転写する。

イエローのトナー像が中間転写ベルト９へ一次転写されると、現像ロータリ２３が回転し、次に画像形成を行うマゼンタ現像器２０Ｍが回転移動し、感光ドラム１５に画像形成を行うための現像位置に停止する。感光ドラム１５を帯電し、露光して形成された静電潜像に、イエローと同様にしてマゼンタのトナー像が形成され、中間転写ベルト９に一次転写される。次に、シアン現像器２０Ｃ、ブラック現像器２０Ｂｋによりシアン、ブラックの静電潜像形成、現像、中間転写ベルト９への一次転写が行われ、中間転写ベルト９上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーが多重転写されたカラー画像が形成される。マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、ブラック現像器２０Ｂｋの構成は、イエロー現像器２０Ｙと同じであるため、説明を省略する。中間転写ベルト９にカラー画像が形成された後、画像形成装置はレジストローラ８で待機させておいた記録材２を二次転写部へ搬送する。

二次転写部は、中間転写ベルト９に当接離間可能な二次転写ローラ１０（接触手段に相当）と、不図示のモータとギア等からなる駆動装置に接続され、中間転写ベルト９を回転駆動する駆動ローラ５（以下、「二次転写対向ローラ５」という）からなる。図１（ｂ）は、二次転写ローラ１０の当接・離間機構と連結したカム部材７７である。二次転写ローラ１０は、カム部材７７を回転させることによって、図１（ａ）に図示した実線の状態（離間状態）と破線の状態（当接状態）のように、中間転写ベルト９に対して当接・離間が可能である。二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９に当接させるには、後述するＣＰＵ８５が送出する当接命令信号によって電磁ソレノイド７１をオンすることにより、電磁ソレノイド７１のクラッチが外れる（矢印Ｖ１方向）。これにより、二次転写ローラ１０の当接・離間機構と連結されているカム部材７７が動き出し（矢印Ｖ３方向）、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接する。そして、再度、電磁ソレノイド７１をオンすることにより、カム部材７７が矢印Ｖ２方向に動き出し、二次転写ローラ１０は中間転写ベルト９から離間する。また、中間転写ベルト９上に各色のトナー像を多重転写している間は、中間転写ベルト９上に形成されたトナー像を乱さぬよう、二次転写ローラ１０は図１（ａ）の実線で示す位置にあり、中間転写ベルト９から離間している。

中間転写ベルト９上に各色のトナー像を転写し終わった後、記録材２に画像を二次転写するタイミングに合わせて、二次転写ローラ１０は図１（ａ）の破線で示す位置に移動する、即ち、二次転写ローラ１０は中間転写ベルト９に当接する。二次転写ローラ１０及び二次転写対向ローラ５により、記録材２は中間転写ベルト９に当接されると共に、二次転写ローラ１０にトナーと逆極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト９上のカラー画像は記録材２に転写される。中間転写ベルト９への当接時、中間転写ベルト９上のトナー画像領域を乱さないために当接に要する時間ばらつきを十分に考慮し、二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９上の非画像領域に当接する必要がある。さらに、二次転写ローラ１０に二次転写時と同様の過大な電圧を印加した状態で中間転写ベルト９に当接すると、二次転写ローラ１０から中間転写ベルト９に電流が多量に流れ込むおそれがある。そのため、二次転写ローラ１０への電圧立ち上げは、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接した後に行う必要がある。

中間転写ベルト９から記録材２にカラー画像が転写された後、クリーニングブラシ５０及びクリーニング帯電ローラ３９（接触手段に相当）が中間転写ベルト９に当接する。クリーニングブラシ５０（以下、「ＩＣＬブラシ５０」という）は、中間転写ベルト９上に残留する残留トナーを均一に散らす。クリーニング帯電ローラ３９（以下、「ＩＣＬローラ３９」という）は、ＩＣＬブラシ５０によって散らされた残留トナーを現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に帯電する。ＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９は、図１（ａ）に図示した実線の状態（離間状態）と破線の状態（当接状態）のように、中間転写ベルト９に対して当接・離間する。また、二次転写ローラ１０と同様に、ＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９も、当接に要する時間や電圧立ち上げ時間のばらつきを十分に考慮し、中間転写ベルト９上の非画像領域に当接させる必要がある。残留トナーの帯電が終了すると、ＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９は中間転写ベルト９から離間される。なお、連続して画像形成を行う場合は、ＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に当接し、残留トナーを帯電している間に、次のイエロー画像が感光ドラム１５上に形成される。形成された画像は中間転写ベルト９上に一次転写され、中間転写ベルト９上に転写されたイエロー画像がＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９との当接位置を通過する時には、ＩＣＬブラシ５０、ＩＣＬローラ３９は中間転写ベルト９から離間している。

ＩＣＬローラ３９により帯電された残留トナーは、感光ドラム１５と中間転写ベルト９が当接する一次転写部にて感光ドラム１５に静電的に転写され、クリーナブレード１６によってクリーニング容器１４に回収される。また、この残留トナーと次の画像の１色目であるイエロートナーを一次転写ニップ部にて交差させ、残留トナーを感光ドラム１５に転写することと、イエロートナー像を感光ドラム１５から中間転写ベルト９へ一次転写することとが同時に行われる。

記録材２は、中間転写ベルト９から剥離された後、定着部２５へ搬送され、加圧ローラ２７と定着ローラ２６間の定着ニップ部Ｎで定着される。そして、記録材２は、排紙ローラ３６を介して本体上部の排紙トレイ３７上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作が終了する。

［電圧電源、電流検出回路の構成について］
図２（ａ）は、画像形成装置の電圧電源の回路構成を示した図である。帯電ローラ１７には帯電電圧電源８０ｅ、現像ロータリ２３中の各色の現像器内に配置された現像ローラ２０Ｓ及び現像ブレード２０Ｂには現像・ブレード電圧電源８０ｆ、一次転写部材４０には一次転写電圧電源８０ａが設けられている。さらに、二次転写ローラ１０には二次転写電圧電源８０ｂ、ＩＣＬブラシ５０にはＩＣＬブラシ電圧電源８０ｃ、ＩＣＬローラ３９にはＩＣＬローラ電圧電源８０ｄを設け、各部の電圧を供給する。また、必要に応じて、電圧電源毎に独立して電流検出回路を設け、画像形成装置は、その電流検出結果から電圧電源に対して定電流制御あるいは定電圧制御を行う。図２（ａ）では、一次転写電圧電源８０ａ、二次転写電圧電源８０ｂ、ＩＣＬブラシ電圧電源８０ｃ、ＩＣＬローラ電圧電源８０ｄの４つの電圧電源に、電流検出回路８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄをそれぞれ設けている。例えば、図２（ａ）に示すように、二次転写電流８２ｂは、二次転写電圧電源８０ｂから二次転写ローラ１０→中間転写ベルト９→二次転写対向ローラ５→グラウンド（以下、「ＧＮＤ」という）の順の経路で流れる。したがって、二次転写電圧電源８０ｂとＧＮＤとの間に設けられた電流検出回路８１ｂは、二次転写電流８２ｂの電流量を検出することができる。電流検出回路８１ｂは、検出した二次転写電流８２ｂの電流量をそれに応じた電圧信号に変換した後、ＣＰＵ８５のＡ／Ｄポートへ送信する。ＣＰＵ８５は電流検出回路８１ｂからの電圧信号や画像形成装置の環境情報、中間転写ベルト等の寿命情報等を基に、二次転写電圧電源８０ｂの出力電圧等を制御するワンチップマイクロコンピュータであり、内部に記憶装置であるＲＡＭ８６、ＲＯＭ８７を有する。ＲＯＭ８７には、画像形成装置の画像形成動作を制御するプログラムや各種データが格納されている。ＲＡＭ８６は、画像形成装置の画像形成動作を制御するのに必要なデータの演算や一時的な記憶等に使用される。また、ＣＰＵ８５は、時間測定等に使用するタイマーを有する。

図２（ｂ）は電流検出回路８１ｂの回路構成を示す図であり、他の電流検出回路８１ａ、８１ｃ、８１ｄも同様の回路構成である。図２（ｂ）に示すように、二次転写ローラ１０、中間転写ベルト９、二次転写対向ローラ５の合成抵抗Ｒ１１１に二次転写電圧電源８０ｂから電圧印加することにより流れる電流Ｉｒは、抵抗Ｒ１１２を通過し、電源に戻る。この時、電流検出回路８１ｂは、電流Ｉｒの電流量によって変化する抵抗Ｒ１１２間の電位差と電源電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ１１３、Ｒ１１４の分圧によって生成される基準電圧Ｖｋとの和である検出電圧Ｖｒを、電圧信号としてＣＰＵ８５に通知する。ＣＰＵ８５は、電流検出回路８１ｂから受信した電圧信号から電流Ｉｒの電流値を検知することにより、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト９との当接・離間状態の検出を行う。なお、図２（ｂ）の回路では、正電圧の電流検出のみを行う。

本実施例では、前述した電圧電源の回路構成（図２（ａ））、電流検出回路（図２（ｂ））を用いる。なお、画像形成装置において、前述した構成と同一部分については、同一記号を付し、説明は省略する。

図３は、本実施例での二次転写ローラ１０と中間転写ベルト９との当接状態を示す図である。二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接し、中間転写ベルト９上のカラー画像を記録材２に転写する場合、図３に示すように、二次転写ローラ１０は非画像領域９２に当接する必要がある。非画像領域９２は、画像領域後端９０と画像領域先端９１との間にあり、カラー画像がまったく一次転写されていない領域である。中間転写ベルト９の周長を、本画像形成装置に適用可能な最大のサイズの記録材の長さよりも長くすることで、非画像領域９２は形成可能である。
そして、二次転写ローラ１０が画像領域後端直後に常に当接できれば、中間転写ベルト９の周長を最小限まで短くすることが可能となる。

図４は、二次転写ローラ１０に二次転写電圧Ｖ０を印加した状態で、二次転写ローラ１０を離間状態から中間転写ベルト９へ当接させた時の検出電圧Ｖｒの変化を示した図である。図４において、横軸は時間、縦軸は電流検出回路８１ｂにおいて検出され、ＣＰＵ８５に通知された電圧値である検出電圧Ｖｒを示す。二次転写電圧Ｖ０は、通常転写時の印加電圧より低い電圧値である。図４を用いて、本実施例での二次転写ローラ１０の当接に要する時間（以下、「当接時間」ともいう）の算出方法について説明する。

［二次転写ローラの当接時間の算出方法について］
前述したように、二次転写ローラ１０が離間状態である場合は、検出電圧Ｖｒは図２（ｂ）の電源電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ１１３、Ｒ１１４の分圧によって生成される基準電圧Ｖｋである。二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９に当接させると、二次転写ローラ１０→中間転写ベルト９→二次転写対向ローラ５→ＧＮＤを通じて電流が流れ、検出電圧Ｖｒは基準電圧Ｖｋと抵抗Ｒ１１２間の電位差との和である電圧Ｖｃ１へ変化する。検出電圧Ｖｒは電圧Ｖｋから電圧Ｖｃ１へ到達するまでに、閾値電圧ＶＬ１と交差する。ＣＰＵ８５が二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９に当接させる命令信号（以下、「当接命令信号」という）を送出してから、検出電圧Ｖｒが閾値電圧ＶＬ１と交差するまでの時間をＴａとする。図４において、当接命令信号は時間０において送出される。閾値電圧ＶＬ１は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接した時に電流検出回路８１ｂにおいて検出される電圧値を指し、ＣＰＵ８５が当接状態を判断する基準電圧値として予めＲＯＭ８７に格納されている。また、ＣＰＵ８５の当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接した時に検出される電圧Ｖｃ１までの時間をＴｂとする。ところで、当接に要する時間のうち、前述したカム部材７７による二次転写ローラ１０の当接メカニズムに起因する時間ばらつきは、時間ＴａとＴｂの時間差Ｔｚに比べ十分に大きいので、Ｔｂ≒Ｔａと見なすことができる。以上より、当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接するまでの時間を求めることによって、メカニズム起因による時間ばらつきも含めた二次転写ローラ１０の当接時間を算出することができる。また、時間ＴａとＴｂの時間差は非常に小さいものの、予め測定しておいた所定のばらつき時間差Ｔｚを時間Ｔａに加算し、当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が当接するのに要する時間とすることにより、算出精度をさらに向上できる。

［二次転写ローラの当接時間の測定手順、当接動作の制御手順について］
図５は、本実施例の二次転写ローラ１０の当接時間の測定手順、及び当接動作制御手順を示すフローチャートである。本手順は、メモリであるＲＯＭ８７に格納されたプログラムに基づいて、ＣＰＵ８５により実行される。図５のフローチャートのスタート時において、二次転写ローラ１０は中間転写ベルト９から離間した状態である。ＣＰＵ８５は、二次転写電圧電源８０ｂに、二次転写電圧Ｖ０の印加を指示する（ステップ１（以下、Ｓ１のように記す））。ＣＰＵ８５は当接時間を測定するために、二次転写ローラ１０の当接命令信号送出と共に、ＣＰＵ８５内に有するタイマーをスタートさせる（Ｓ２）。ＣＰＵ８５は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９へ確実に当接したことを検出するために、電流検出回路８１ｂから通知される検出電圧Ｖｒの電圧値がＶｃ１に到達したかどうか監視する。検出電圧ＶｒがＶｃ１に到達したことを検出すると、ＣＰＵ８５はタイマーによる時間測定を停止し、その時のタイマー値を当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接するまでの時間Ｔｂとする（Ｓ３）。ＣＰＵ８５は、Ｓ３において検出した当接時間ＴｂをメモリであるＲＡＭ８６に格納する（Ｓ４）。ＣＰＵ８５は、二次転写電圧電源８０ｂに二次転写電圧Ｖ０のオフを指示し（Ｓ５）、二次転写ローラ１０を離間する（Ｓ６）。

プリント開始命令に従い（Ｓ７）、ＣＰＵ８５は帯電、現像、一次転写までの画像形成を開始する（Ｓ８）。ＣＰＵ８５は、当接命令信号送出タイミングを算出するために、３色目の一次転写の開始を検出すると、タイマーをスタートさせ、４色目の一次転写の開始を監視する（Ｓ９）。ＣＰＵ８５は、４色目の一次転写開始を検出すると（Ｓ９）、ＲＯＭ８７に格納された中間転写ベルト９の速度情報、ＲＡＭ８６に格納された二次転写ローラ１０の当接時間Ｔｂを読み出す。そして、ＣＰＵ８５は、中間転写ベルト９上の３色目後端が通過直後、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接するように、中間転写ベルト９の速度情報、二次転写ローラ１０の当接時間Ｔｂより当接命令信号を送出するタイミングを算出する。そして、ＣＰＵ８５は、３色目の一次転写開始から当接命令信号を送出するタイミングに到達したかどうかをタイマーにて確認し、送出タイミングに到達すると、当接命令信号を送出する。さらに、電圧をオンするタイミング到達を監視するために、ＣＰＵ８５は、タイマーを初期設定し、再度、時間測定をスタートさせる（Ｓ１０）。ＣＰＵ８５は、タイマーにより当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が当接に要する時間Ｔｂが経過したことを検出すると、二次転写電圧をオンする（Ｓ１１）。中間転写ベルト上の画像は二次転写され（Ｓ１２）、ＣＰＵ８５は、二次転写終了後、二次転写電圧電源８０ｂに、二次転写電圧のオフを指示し（Ｓ１３）、二次転写ローラ１０を離間する（Ｓ１４）。ＣＰＵ８５は、印刷すべき記録材２がある場合には、再度Ｓ８〜Ｓ１４までの画像形成を繰り返す（Ｓ１５）。なお、Ｓ１〜Ｓ６については、プリント開始命令を実行するたびに実施するのではなく、例えば、画像形成装置の電源オン時や環境温度、環境湿度等の環境条件が変化した時に実施することでもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置毎に発生する二次転写ローラ１０の当接時間ばらつきによる中間転写ベルトの周長への影響をなくし、ベルト周長を最小限まで短くすることが可能となる。その結果、コスト削減と本体サイズ縮小を実現することができる。さらに、二次転写ローラ１０の当接時間を知ることにより、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接直後に二次転写電圧の立ち上げを行うことが可能となる。これにより、二次転写電圧立ち上げの時間ロスや、電圧ノイズによる他システムへの影響を防止することができる。また、本実施例では、一例として二次転写ローラ１０での手順について説明したが、二次転写ローラ１０に限定するものではない。例えば、ＩＣＬブラシ５０やＩＣＬローラ３９に関しても、電流検出回路８１ｃ、８１ｄを備えており、図５のフローチャートに示した手順をＩＣＬブラシ５０やＩＣＬローラ３９に対応させることにより、同様の効果が得られる。

実施例１では、電圧電源毎に独立した電流検出回路が設けられた画像形成装置について説明した。本実施例では、実施例１の電圧電源、電流検出回路を共通化した画像形成装置での実施例について説明する。

［電圧電源、電流検出回路の構成について］
図６（ａ）は、本実施例の電圧電源の回路構成を示す図である。本実施例では、二次転写ローラ１０とＩＣＬローラ３９に共通の電圧電源８０ｇ、電流検出回路８１ｇを設けている点が実施例１と異なるが、それ以外の回路構成は図２（ａ）と同様である。また、電流検出回路８１ｇの回路構成も図２（ｂ）と同様である。

図６（ｂ）は、共通電圧Ｖ０を印加した状態で、二次転写ローラ１０を離間状態から中間転写ベルト９へ当接させ、続いてＩＣＬローラ３９を当接させたときの検出電圧Ｖｒの変化を示した図である。図６（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は電流検出回路８１ｇにおいて検出され、ＣＰＵ８５に通知された電圧値である検出電圧Ｖｒを示す。印加する共通電圧Ｖ０は、ノイズによる他システムへの影響を軽減するため、通常転写時の印加電圧より低い電圧値である。図６（ｂ）を用いて、本実施例の二次転写ローラ１０とＩＣＬローラ３９の当接時間の算出方法について説明する。

［二次転写ローラ、ＩＣＬローラの当接時間の算出方法について］
実施例１で述べたように、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９と離間状態である場合の検出電圧Ｖｒは、図２（ｂ）の電源電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ１１３、Ｒ１１４の分圧によって生成される基準電圧Ｖｋである。二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に当接すると、二次転写ローラ１０→中間転写ベルト９→二次転写対向ローラ５→ＧＮＤを通じて電流が流れ、検出電圧Ｖｒは基準電圧Ｖｋと抵抗Ｒ１１２間の電位差との和である電圧Ｖｃ１へ変化する。さらに、ＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に当接すると、ＩＣＬローラ３９→中間転写ベルト９→二次転写対向ローラ５→ＧＮＤを通じて電流が流れ、検出電圧Ｖｒは基準電圧Ｖｋと抵抗Ｒ１１２間の電位差との和である電圧Ｖｃ２へ変化する。

検出電圧Ｖｒは、電圧Ｖｋから電圧Ｖｃ１へ到達するまでに閾値電圧ＶＬ１と交差する。ＣＰＵ８５が二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９に当接させる命令信号（以下、「転写Ｒ当接命令信号」という）を送出してから、検出電圧Ｖｒが閾値電圧ＶＬ１と交差するまでの時間をＴａとする。図６（ｂ）において、転写Ｒ当接命令信号は時間０において送出される。さらに、検出電圧Ｖｒが電圧Ｖｃ１から電圧Ｖｃ２へ到達するまでに、閾値電圧ＶＬ２と交差する。ＣＰＵ８５がＩＣＬローラ３９を中間転写ベルト９に当接させる命令信号（以下、「ＩＣＬＲ当接命令信号」という）を送出してから、検出電圧Ｖｒが閾値電圧ＶＬ２と交差するまでの時間をＴｃとする。図６（ｂ）において、ＩＣＬＲ当接命令信号は検出電圧Ｖｒが電圧Ｖｃ１に到達した後に送出される。閾値電圧ＶＬ２は、ＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に当接した時に電流検出回路８１ｇにおいて検出される電圧値を指し、ＣＰＵ８５が当接状態を判断する基準電圧値として予めＲＯＭ８７に格納されている。また、転写Ｒ当接命令信号から二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接するまでの時間をＴｂ、ＩＣＬＲ当接命令信号からＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に確実に当接するまでの時間をＴｄとする。ところで、実施例１で説明したとおり、時間Ｔｂ≒Ｔａと見なすことができる。ＩＣＬローラ３９も二次転写ローラ１０と同様の当接メカニズムを有しており、当接メカニズムに起因する時間ばらつきは、時間ＴｃとＴｄの時間差に比べ十分に大きいため、Ｔｄ≒Ｔｃと見なすことができる。以上より、転写Ｒ当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が当接するまでの時間とＩＣＬＲ当接命令信号送出からＩＣＬローラ３９が当接するまでの時間を求めることによって、メカニズム起因による時間ばらつきも含めた当接時間を算出することができる。また、実施例１と同様に、二次転写ローラ１０の当接時間ＴａとＴｂの時間差、ＩＣＬローラの当接時間ＴｃとＴｄの時間差をそれぞれ予め加味した上で、二次転写ローラ１０、ＩＣＬローラ３９の当接タイミングを決定すれば、算出精度をさらに向上できる。

［二次転写ローラ、ＩＣＬローラの当接時間測定手順、当接動作制御手順について］
図７は、本実施例の二次転写ローラ１０、ＩＣＬローラ３９の当接時間の測定手順、及び当接動作制御手順を示すフローチャートである。本手順は、ＲＯＭ８７に格納されたプログラムに基づいて、ＣＰＵ８５により実行される。図７のフローチャートのスタート時において、二次転写ローラ１０、ＩＣＬローラ３９は中間転写ベルト９から離間した状態である。ＣＰＵ８５は、共通電圧電源８０ｇに、共通電圧Ｖ０の印加を指示する（Ｓ２０）。ＣＰＵ８５は当接時間を測定するために、二次転写ローラ１０の転写Ｒ当接命令信号送出と共に、ＣＰＵ８５内に有するタイマーをスタートさせる（Ｓ２１）。ＣＰＵ８５は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９へ確実に当接したことを検出するために、電流検出回路８１ｇから通知される検出電圧の電圧値がＶｃ１に到達したかどうか監視する。検出電圧がＶｃ１に到達したことを検出すると、ＣＰＵ８５はタイマーを停止し、その時のタイマー値を転写Ｒ当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接するまでの時間Ｔｂとする（Ｓ２２）。ＣＰＵ８５はＳ２２において検出した当接時間ＴｂをＲＡＭ８６に格納する（Ｓ２３）。続いて、ＣＰＵ８５は、タイマーを初期設定し、当接時間を測定するために、ＩＣＬローラ３９のＩＣＬＲ当接命令信号送出と共に、再度タイマーをスタートさせる（Ｓ２４）。ＣＰＵ８５は、ＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９へ確実に当接したことを検出するために、電流検出回路８１ｇから通知される検出電圧の電圧値がＶｃ２に到達したかどうか監視する。検出電圧がＶｃ２に到達したことを検出すると、ＣＰＵ８５はタイマーを停止し、その時のタイマー値をＩＣＬＲ当接命令信号送出からＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に確実に当接するまでの時間Ｔｄとする（Ｓ２５）。ＣＰＵ８５は、Ｓ２５において検出した当接時間ＴｄをＲＡＭ８６に格納する（Ｓ２６）。ＣＰＵ８５は、共通電圧電源８０ｇに共通電圧Ｖ０のオフを指示し（Ｓ２７）、二次転写ローラ１０、ＩＣＬローラ３９を離間する（Ｓ２８）。

プリント開始命令に従い（Ｓ２９）、ＣＰＵ８５は帯電、現像、一次転写までの画像形成を開始する（Ｓ３０）。ＣＰＵ８５は、当接命令送出タイミングを算出するために、３色目の一次転写の開始を検出すると、タイマーをスタートさせ、４色目の一次転写の開始を監視する（Ｓ３１）。ＣＰＵ８５は、４色目の一次転写開始を検出すると（Ｓ３１）、ＲＯＭ８７に格納された中間転写ベルト９の速度情報、ＲＡＭ８６に格納された二次転写ローラ１０の当接時間Ｔｂ、ＩＣＬローラ３９の当接時間Ｔｄを読み出す。そして、ＣＰＵ８５は、中間転写ベルト９上の３色目後端がＩＣＬローラ３９との当接位置を通過した直後に、二次転写ローラ１０及びＩＣＬローラ３９が同時に中間転写ベルト９に当接するタイミングを算出する。ＣＰＵ８５は、そのタイミングを、中間転写ベルト９の速度情報、二次転写ローラ１０の当接時間Ｔｂ、ＩＣＬローラ３９の当接時間Ｔｄに基づいて算出する。そして、ＣＰＵ８５は、算出結果から３色目の一次転写開始から転写Ｒ当接命令信号を送出するタイミングに到達したかどうかをタイマーにて確認し、送出タイミングに到達すると、転写Ｒ当接命令信号を送出する（Ｓ３２）。同様に、ＣＰＵ８５は、３色目の一次転写開始からＩＣＬＲ当接命令信号を送出するタイミングに到達したかどうかをタイマーにて確認し、送出タイミングに到達すると、ＩＣＬＲ当接命令信号を送出する。また、共通電圧をオンするタイミング到達を監視するために、ＣＰＵ８５は、タイマーを初期設定し、再度、タイマーをスタートさせる（Ｓ３３）。ＣＰＵ８５は、タイマーによりＩＣＬＲ当接命令送出からＩＣＬローラ３９が当接に要する時間Ｔｄが経過したことを検出すると、共通電圧をオンする（Ｓ３４）。中間転写ベルト上の画像は二次転写され、中間転写ベルト９上の残留トナーはＩＣＬローラ３９により逆極性に帯電され、廃トナーとして回収される（Ｓ３５）。ＣＰＵ８５は、二次転写終了後、共通電圧電源８０ｇに、共通電圧のオフを指示し（Ｓ３６）、二次転写ローラ１０、ＩＣＬローラ３９を離間する（Ｓ３７）。ＣＰＵ８５は、印刷すべき記録材がある場合には、再度Ｓ３０〜Ｓ３７までの画像形成を繰り返す（Ｓ３８）。

なお、本実施例では、電圧電源が共通であること、当接前に電圧を印加すると他のシステムに影響が及ぶことを考慮し、中間転写ベルト上の非画像領域は、少なくともＩＣＬローラ３９と二次転写ローラ１０との当接位置間の長さがあるものとする。前述したように、中間転写ベルトの非画像領域とは、画像領域後端から画像領域先端までの領域を指す。また、図７において、ＣＰＵ８５は、転写Ｒ当接命令信号送出後に、ＩＣＬＲ当接命令信号を送出しているが、当接時間ＴｂよりもＴｄのほうが短ければ、当接命令信号送出の順番は逆になる。なお、Ｓ２０〜Ｓ２８については、プリント開始命令を実行するたびに処理を実施するのではなく、例えば、画像形成装置の電源オン時や環境温度、環境湿度等の環境条件が変化した時に実施することでもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置毎に発生する二次転写ローラ１０及びＩＣＬローラ３９の当接時間ばらつきによる中間転写ベルトの周長への影響をなくし、ベルト周長を最小限まで短くすることが可能となる。その結果、コスト削減と本体サイズ縮小を実現することができる。さらに、ＩＣＬローラ３９の当接時間を知ることにより、ＩＣＬローラ３９が中間転写ベルト９に当接直後に、ＩＣＬローラ電圧と二次転写電圧の立ち上げが同時にできるので、立ち上げ時間ロスやノイズによる他システムへの影響を防止できる。また、ＩＣＬローラ３９が当接する前に二次転写ローラ１０に共通電圧を印加しても、ＩＣＬローラ３９からのノイズによる他のシステムへの影響がなければ、さらに中間転写ベルト９上の非画像領域の長さを短くでき、その結果、ベルト周長も短くなる。

本実施例では、二次転写ローラ１０とＩＣＬローラ３９の電圧電源を共通化した例について説明したが、ＩＣＬブラシ５０とＩＣＬローラ３９の組み合わせや、二次転写ローラ１０とＩＣＬブラシ５０の組み合わせについても同様の効果を得ることができる。

本実施例では、二次転写ローラ１０を例にして、電圧の立ち上がり時間が長い画像形成装置での実施例について説明する。なお、本実施例では、電圧電源の回路構成は図２（ａ）に、電流検出回路は図２（ｂ）に、当接時間の測定手順や当接動作手順については図５に、それぞれ基づく。

まず初めに、実施例１と同様に、図５のＳ１〜Ｓ６の処理を実行することにより、ＣＰＵ８５は、二次転写ローラ１０の中間転写ベルト９への当接時間を算出する。システムの時定数等から算出した電圧立ち上げに必要な最短時間は、二次転写電圧の立ち上がり時間として、予めＲＯＭ８７に格納されている。実施例１では、ＣＰＵ８５は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接後、電圧の立ち上げを行った。本実施例では、電圧の立ち上がり時間が長いため、ＣＰＵ８５は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９に確実に当接する前に、二次転写電圧を立ち上げる。但し、二次転写ローラ１０は、二次転写電圧の立ち上がり途中の低電圧状態時、即ち通常転写で使用するよりも低い電圧値の状態で、中間転写ベルト９と当接を行う。これは、電圧のノイズによる他システムへの影響を防止するためである。そして、二次転写電圧の立ち上がりの最短時間をＴ１、当接命令信号送出から二次転写ローラ１０が当接するまでの時間をＴ２とすると、当接命令信号送出から（Ｔ２―Ｔ１）＜Ｔ３＜（Ｔ２＋Ｔ１）を満足するタイミングＴ３で二次転写電圧を立ち上げる。

以上より、立ち上がり途中の低電圧状態のままで、二次転写ローラ１０を中間転写ベルト９へ当接できるため、二次転写電圧の立ち上がりが遅い画像形成装置においても、電圧によるノイズを軽減し、中間転写ベルト９の周長を短くすることができる。そして、その結果、コスト削減と画像形成装置の本体サイズ縮小を実現することができる。また、本実施例では、二次転写ローラ１０での実施例を説明したが、ＩＣＬブラシ５０やＩＣＬローラ３９に関しても同様の効果を得ることができる。

９ 中間転写ベルト
１０ 二次転写ローラ
３９ ＩＣＬローラ
８０ 電圧電源
８１ 電流検出回路
８５ ＣＰＵ

Claims (6)

1. 中間転写体に当接離間可能な接触手段と、前記接触手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により電圧が印加された前記接触手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記接触手段を前記中間転写体に当接又は離間するように制御する制御手段と、を備え、像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材上に転写することにより画像形成を行う画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記画像形成を行う前に、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記接触手段を前記中間転写体に当接させた際に前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記接触手段が前記中間転写体に当接するのに要した当接時間を算出し、前記当接時間に基づいて、前記画像形成の際に前記接触手段を前記中間転写体に当接させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 中間転写体に当接離間可能な接触手段と、前記接触手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により電圧が印加された前記接触手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記接触手段を前記中間転写体に当接又は離間するように制御する制御手段と、を備え、像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録材上に転写することにより画像形成を行う画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記画像形成を行う前に、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記接触手段を前記中間転写体に当接させた際に前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記接触手段が前記中間転写体に当接するのに要した当接時間を算出し、前記当接時間に基づいて、前記画像形成の際に前記電圧印加手段が前記接触手段に電圧を印加するタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記接触手段は、二次転写手段であ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。
4. 前記接触手段は、クリーニング手段であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記当接時間を算出するために前記電圧印加手段が前記接触手段に印加する電圧は、前記画像形成の際に前記電圧印加手段が前記接触手段に印加する電圧よりも小さい電圧であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記当接時間を格納する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記記憶手段に格納された前記当接時間に基づいて、前記タイミングを制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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