JP5500413B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

特許文献１は、転写材の抵抗、サイズや転写ローラの抵抗などの状態量を検知して記憶された状態量と転写ローラに印加される電圧などの制御量の関係から状態量の集合に属する度合からせ制御量の集合に属する度合を算出し、その最も可能性の高い制御量を推論して制御する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、出力可変の第１の直流電源と、この第１の直流電源の一方の出力端に、この出力端と同極性の出力端を接続した第２の直流電源とを備え、第１の直流電源の他方の出力端と、第２の直流電源の他方の出力端を当該電源装置の出力端とした電源装置であって、当該電源装置の出力に応じて、第１の直流電源と第２の直流電源とから１つの直流電源を選択して作動させる選択・作動手段を備えた電源装置を開示する。

特開平６−２０２４９９号公報 特開平６−３０９０４４号公報

本発明は、種々の記録媒体に対しても現像剤像を良好に転写させつつ、現像剤像の転写時に過電流が記録媒体に流れることを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、１つ以上の像保持体が保持する現像剤像を中間転写部材に一次転写する一次転写手段と、記録媒体の電気抵抗を検出して取得する電気抵抗取得手段と、転写部材と転写補助部材との間に前記中間転写部材及び記録媒体を挟んで通過させることにより、前記中間転写部材に一次転写された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、この二次転写手段が現像剤像を記録媒体に二次転写する場合に、前記転写部材と前記転写補助部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記二次転写手段が記録媒体に現像剤像を二次転写する二次転写位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、前記電気抵抗取得手段が取得した電気抵抗に基づいて、前記転写部材と前記転写補助部材との間に流れる電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を有する画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅を取得する記録媒体幅取得手段をさらに有し、前記電気抵抗取得手段は、前記記録媒体幅取得手段が取得した記録媒体の幅が予め定められた値以下であれば記録媒体の電気抵抗が予め定められた値以上であるとみなすことにより、記録媒体の電気抵抗を取得する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅を取得する記録媒体幅取得手段をさらに有し、前記制御手段は、前記電気抵抗取得手段が取得した電気抵抗及び前記記録媒体幅取得手段が取得した記録媒体の幅に基づいて、前記転写部材と前記転写補助部材との間に流れる電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記制御手段は、前記搬送手段が記録媒体を搬送する速度に応じてさらに電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、種々の記録媒体に対しても現像剤像を良好に転写させつつ、現像剤像の転写時に過電流が記録媒体に流れることを防止することができる。

請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、記録媒体の幅に基づいて電流の許容上限値を切り替えない場合に比較して、現像剤像を良好に転写させることができる。

請求項３に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、記録媒体の電気抵抗と記録媒体の幅に基づいて電流の許容上限値を切り替えない場合に比較して、現像剤像を良好に転写させることができる。

請求項４に係る本発明によれば、請求項１乃至３いずれかに係る本発明の効果に加えて、現像剤像を記録媒体に転写する速度に応じて現像剤像を良好に転写させつつ、現像剤像の転写時に過電流が記録媒体に流れることを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 二次転写ロール、二次転写バックアップロール及びその周辺の構成を示す模式図である。 画像形成装置が画像を形成する記録媒体の大きさ及び種類と必要な二次転写電流とのプロセススピード毎の関係、並びに制御部が切り替える二次転写電流の許容上限値を示すグラフである。 画像形成装置の制御部が二次転写電流の許容上限値を設定する処理を示すフローチャートである。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の背面側（図１において右側）に例えば１段の給紙ユニット１４が配置されている。

給紙ユニット１４は、サイズ及び仕様の種類などが異なる複数種の記録媒体を収容し、供給することができるようにされている。給紙ユニット１４には、記録媒体の搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅を検出する記録媒体幅検出部１５が設けられている。また、給紙ユニット１４の上部には、給紙ユニット１４から用紙などの記録媒体を取り出す取り出しロール１６が配置されている。取り出しロール１６は、図示しない駆動部によって駆動され、記録媒体を後述する搬送路１８に向けて供給するように回転する。

搬送路１８は、取り出しロール１６から排出口２０までの記録媒体通路であり、この搬送路１８は、画像形成装置本体１２の略中央にあって、給紙ユニット１４から排出口２０まで略水平に形成されている。この搬送路１８の定着装置２２の上流側に搬送部２４と、後述する二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６とが配置されている。二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６の上流側には、レジストロール２６が配置され、レジストロール２６の上流側に電気抵抗検出（取得）装置２８が配置されている。電気抵抗検出装置２８は、例えば接地された第１の搬送ロール３０と、この第１の搬送ロール３０とともに記録媒体を挟んで搬送する第２の搬送ロール３２と、この第２の搬送ロール３２に予め定められた電圧を印加して、第１の搬送ロール３０と第２の搬送ロール３２とが挟んで搬送する記録媒体の電気抵抗を検出する検出部３４とを有する。また、搬送路１８の排出口２０の近傍には排出ロール３６が配置されている。

したがって、記録媒体幅検出部１５によって幅を検出され、給紙ユニット１４から取り出しロール１６により取り出された記録媒体は、搬送路１８に導かれ、電気抵抗検出装置２８により電気抵抗が検出され、レジストロール２６により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間を通って現像剤像が転写され、搬送部２４により搬送されて現像剤像が定着装置２２により定着され、排出ロール３６により排出口２０から排出される。

画像形成装置本体１２には、例えば略中央上部に現像装置３８ａ〜３８ｄが配置されている。現像装置３８ａ〜３８ｄは、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色の現像剤により、後述する像保持体４０が保持する静電潜像を個別に可視化する。

現像装置３８ａ〜３８ｄには、例えば感光体からなる像保持体４０が画像形成装置１０の背面側から接触するように配置されている。像保持体４０の上方には、該像保持体４０を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置４２が設けられている。つまり像保持体４０には、現像バイアスがかけられている。また、像保持体４０には、該像保持体４０の回転方向の帯電装置４２よりも上流側に像保持体用クリーナ４４が当接している。像保持体用クリーナ４４は、例えば一次転写後に像保持体４０に残留する現像剤を掻き取る。

現像装置３８ａ〜３８ｄの上方には、帯電装置４２により帯電された像保持体４０に、レーザ光などの光線により静電潜像を書き込む光書込み装置４６が配置されている。また、像保持体４０の下方には、現像装置３８ａ〜３８ｄによって可視化された現像剤像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置４８が設けられている。

中間転写装置４８は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体５０、一次転写ロール５２、二次転写位置で後述する二次転写ロール６２に対向し、中間転写体５０を支持する二次転写バックアップロール（二次転写補助ロール）５６、テンションロール５８及び駆動ロール６０から構成される。中間転写体５０は、一次転写ロール５２によって現像剤像を一次転写される一次転写位置が設定されている。そして、中間転写体５０は、一次転写ロール５２によって像保持体４０上の現像剤像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写された現像剤像を二次転写ロール６２に向けて搬送する。

中間転写装置４８の二次転写バックアップロール５６には、搬送路１８を挟んで二次転写ロール６２が配置されている。つまり、二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間が二次転写位置となっており、二次転写ロール６２は、二次転写バックアップロール５６の補助により、中間転写体５０に一次転写された現像剤像を二次転写位置で記録媒体に二次転写する。ここで、二次転写ロール６２は、中間転写体５０が３回転する間、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの３色の現像剤像を搬送する間は中間転写体５０から離れており、黒の現像剤像が転写されると中間転写体５０に圧接するようにされている。

搬送路１８の二次転写位置の下流には、定着装置２２が配置されている。定着装置２２は、加熱ロールと加圧ロールとを有し、二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６により記録媒体に二次転写された現像剤像を記録媒体に定着させて搬送する。

また、画像形成装置１０の内部には、該画像形成装置１０を構成する各部に予め定められた電圧を印加する電源部６４と、該画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部６６とが設けられている。

次に、二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６について詳述する。
図２において、二次転写ロール６２、二次転写バックアップロール５６及びその周辺の構成が模式的に示されている。
図２に示すように、二次転写バックアップロール５６には電源部６４が接続され、二次転写ロール６２は接地されている。二次転写ロール６２は、電源部６４により予め定められた電圧が二次転写バックアップロール５６に印加されると、二次転写バックアップロール５６の補助を受けて、中間転写体５０に一次転写された現像剤を記録媒体に二次転写する。また、電源部６４が制御部６６の制御に応じて予め定められた電圧を二次転写バックアップロール５６に印加すると、二次転写バックアップロール５６と二次転写ロール６２との間に予め定められた二次転写電流が流れる。

中間転写体５０に一次転写された現像剤像を二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６が記録媒体に二次転写する場合には、二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間に中間転写体５０と記録媒体とが挟まれる。ここで、二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間には、給紙ユニット１４が供給する用紙などの記録媒体の幅に応じて、中間転写体５０のみが挟まれて搬送されて二次転写電流の一部が流れる非通紙領域と、中間転写体５０及び記録媒体が挟まれて搬送されて二次転写電流の一部が流れる通紙領域とが形成される。つまり、非通紙領域の電気抵抗が通紙領域の電気抵抗よりも小さくなるため、画像を形成される記録媒体のサイズ（搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅）が小さくなると、非通紙領域に流れる二次転写電流の割合が大きくなる。

画像形成装置１０が画像を形成する複数種の記録媒体の中で、最も電気抵抗が小さい記録媒体は、例えば予め定められた導電紙とする。したがって、制御部６６は、記録媒体を通して搬送経路上の導体（図示していない）とリークを発生させやすい記録媒体である導電紙に対し、過電流によって放電痕などを発生させることなく、二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６が中間転写体５０に転写された現像剤像を良好に転写させるように、電源部６４が二次転写バックアップロール５６に印加する電圧、及び二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間で流れる二次転写電流の許容上限値（リミット）を設定するよう制御する。さらに、制御部６６は、電気抵抗検出装置２８及び記録媒体幅検出部１５の少なくともいずれかの検出結果に応じて、予め定められた二次転写電流の許容上限値を他の許容上限値に切り替えることができるようにされている。
なお、電源部６４が印加する電圧によって二次転写ロール６２と二次転写バックアップロール５６との間に流れる二次転写電流を計測する場合には、例えば図２に示した電流検出位置Ａにおいて検出することとなる。

図３は、画像形成装置１０が画像を形成する記録媒体の大きさ及び種類と必要な二次転写電流とのプロセススピード毎の関係、並びに制御部６６が切り替える二次転写電流の許容上限値を示すグラフである。
なお、ここでは二次転写部の二次転写バックアップロール５６と二次転写ロール６２抵抗の設定は、画像形成装置１０のプロセススピードが例えば４００（ｍｍ／ｓｅｃ）を超えることがない条件の下でされている。

例えば、画像形成装置１０のプロセススピードが２００（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されている場合には、菊判サイズ（例えば菊全判）の用紙、Ａ３サイズの用紙、画像形成装置１０で使用可能な最小サイズ（最小幅）の導電紙及びハガキの順に必要な二次転写電流が大きくなるが、いずれの記録媒体に現像剤像を二次転写する場合にも、必要な二次転写電流は、導電紙に対してのリークによる放電痕を防ぐために予め設定された第１の許容上限値ｉ１（μＡ）以下である。なお、画像形成装置１０で使用可能な最小サイズ（最小幅）の導電紙は、ハガキよりもサイズ（搬送方向に直交する方向の幅）が大きいものとする。また、第１の許容上限値ｉ１（μＡ）は、導電紙に対し、過電流によって搬送経路上の導体（図示していない）との間でのリークによる放電痕などを発生させることなく、二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６が中間転写体５０に転写された現像剤像を良好に転写させることができる二次転写電流の上限値であり、例えば６００μＡである。

また、例えば画像形成装置１０のプロセススピードが４００（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されている場合には、菊判サイズ（例えば菊全判）の用紙、Ａ３サイズの用紙、画像形成装置１０で使用可能な最小サイズの導電紙及びハガキの順に必要な二次転写電流が大きくなり、ハガキを除く記録媒体に現像剤像を二次転写する場合に、必要な二次転写電流は、導電紙に対してのリークによる放電痕を防ぐため予め設定された第１の許容上限値ｉ１（μＡ）以下である。許容上限値ｉ２（μＡ）は、画像形成装置１０が画像を形成するハガキに対し、過電流によって転写ニップ中での放電による白点抜けを発生させることなく、二次転写ロール６２及び二次転写バックアップロール５６が中間転写体５０に転写された現像剤像を良好に転写させることができる二次転写電流の上限値であり、例えば９００μＡである。
そこで、制御部６６は、画像形成装置１０がハガキを除く記録媒体に画像を形成する場合には二次転写電流の許容上限値が第１の許容上限値ｉ１（μＡ）となるように電源部６４を制御し、画像形成装置１０がハガキに画像を形成する場合には二次転写電流の許容上限値が第２の許容上限値ｉ２（μＡ）となるように電源部６４を制御するようにされている。

図４は、画像形成装置１０の制御部６６が二次転写電流の許容上限値を設定する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、制御部６６は、記録媒体幅検出部１５を介して記録媒体の幅を検出（取得）する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部６６は、電気抵抗検出装置２８を介して記録媒体の電気抵抗を検出（取得）する。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部６６は、Ｓ１００の処理により取得した記録媒体の幅及びＳ１０２の処理により取得した記録媒体の電気抵抗の少なくともいずれかに応じて、記録媒体の電気抵抗が予め定められた値（許容上限値ｉ１以上であり許容上限値ｉ２未満の二次転写電流が流れても、放電痕などを発生させない電気抵抗値）以上であるか否かを判定し、予め定められた値以上でない場合にはＳ１０６の処理に進み、予め定められた値以上である場合にはＳ１０８の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部６６は、二次転写電流の許容上限値を第１の許容上限値ｉ１に設定する。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部６６は、二次転写電流の許容上限値を上げるように切り替える（第２の許容上限値ｉ２に設定する）

なお、Ｓ１０４の処理において、制御部６６は、記録媒体幅検出部１５が記録媒体の幅を最小サイズの導電紙よりも小さい幅であると検出した場合には、記録媒体の電気抵抗が予め定められた値以上であるとみなすように判定するようにされてもよい。
また、ステップ１００（Ｓ１００）において記録媒体幅検出部１５が記録媒体の幅を最小サイズの導電紙よりも大きいとみなされた時は、ステップ１０２（Ｓ１０２）の記録媒体の電気抵抗を検出（取得）を行わず、制御部６６は、二次転写電流の許容上限値を上げるように切り替える（第２の許容上限値ｉ２に設定する）こともできる。
また、制御部６６は、記録媒体の搬送速度（プロセススピード）に応じて、二次転写電流の許容上限値を切り替えるように電源部６４を制御するようにされてもよい。
また、上記実施形態においては、１つの像保持体に複数色の画像に対応する静電潜像を順次に書き込む画像形成装置を例に説明したが、これに限定されることなく、例えば複数の像保持体にそれぞれ異なる色の画像に対応する静電潜像を書込んで複数色の現像剤でそれぞれ現像し、中間転写体に現像剤像を重ねて転写する画像形成装置であってもよい。

１０ 画像形成装置
１４ 給紙ユニット
１５ 記録媒体幅検出部
２８ 電気抵抗検出装置
３０ 第１の搬送ロール
３２ 第２の搬送ロール
３４ 検出部
３８ａ〜３８ｄ 現像装置
４０ 像保持体
４２ 帯電装置
４６ 光書込み装置
５０ 中間転写体
５２ 一次転写ロール
５６ 二次転写バックアップロール
６２ 二次転写ロール
６４ 電源部
６６ 制御部

Claims (4)

1. １つ以上の像保持体が保持する現像剤像を中間転写部材に一次転写する一次転写手段と、
   記録媒体の電気抵抗を検出して取得する電気抵抗取得手段と、
   転写部材と転写補助部材との間に前記中間転写部材及び記録媒体を挟んで通過させることにより、前記中間転写部材に一次転写された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
   この二次転写手段が現像剤像を記録媒体に二次転写する場合に、前記転写部材と前記転写補助部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記二次転写手段が記録媒体に現像剤像を二次転写する二次転写位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記電気抵抗取得手段が取得した電気抵抗に基づいて、前記転写部材と前記転写補助部材との間に流れる電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅を取得する記録媒体幅取得手段をさらに有し、
   前記電気抵抗取得手段は、前記記録媒体幅取得手段が取得した記録媒体の幅が予め定められた値以下であれば記録媒体の電気抵抗が予め定められた値以上であるとみなすことにより、記録媒体の電気抵抗を取得する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 搬送方向に直交する方向の記録媒体の幅を取得する記録媒体幅取得手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記電気抵抗取得手段が取得した電気抵抗及び前記記録媒体幅取得手段が取得した記録媒体の幅に基づいて、前記転写部材と前記転写補助部材との間に流れる電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記搬送手段が記録媒体を搬送する速度に応じてさらに電流の許容上限値を切り替えるように前記電圧印加手段を制御する
   請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。

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