JP5896796B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＭＦＰ、ファクシミリ、またはこれらの複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成モードに応じて、中間転写ベルトを感光体ドラムに圧接する作用位置と離間する退避位置との間で一次転写ローラを移動させるように構成された画像形成装置がある。

特許文献１では、一次転写ローラに転写電流源から一定電流を流し、一次転写ローラ、中間転写ベルト、および感光体ドラムで構成される直列回路の両端電圧の測定を行いつつ、一次転写ローラを作用位置と退避位置との間で一往復させて得られた電圧測定値から、一次転写ローラの作用位置を判定することが記載されている。

このような判定手法を応用して、転写出力の異常（断線、ショートを含む。）の判定を行うことも可能である。この場合、画像形成動作に対応した作用位置に一次転写ローラを移動させ、転写に係る３つの作像部材（感光体ドラム、中間転写ベルトおよび一次転写ローラ）を実際の画像形成動作と同じように回転／周回駆動させる。そして、一次転写ローラに電流源から転写電流を流し、一次転写ローラ、中間転写ベルト、および感光体ドラムで構成される直列回路の両端電圧の測定を行う。

特開２００６−３５０２５９号公報

しかし、上記の判定手法では、オームの法則から測定される電圧は抵抗によって増減するので、本来の判定目的以外の原因で抵抗の振れ幅が大きい場合、誤判定してしまう虞がある。具体的には、次のような２つのケースである。

第１に、転写動作では、転写部材（この場合は、一次転写ローラ。）と対向電極（この場合は、感光体ドラム。）との間で電荷の授受が発生するが、対向電極または転写部材の故障（クリーニングブレードの反転で回転不可、モータトラブル等。）によって回転しない場合には、正確な電圧を検出することができず、転写出力の異常とは無関係なケースまでも異常として誤判定する虞があった。

第２に、接触回転しながら転写動作を行う構成（一次転写ローラ自身が回転する。）では、形成されるニップ部において微少空間放電が行われているため、通常よりは見かけの抵抗は低くなる。仮に、一次転写ローラまたは感光体ドラムの回転動作が行われていなければ、通常よりも高い抵抗を示し、結果的に検出電圧が高くなってしまう。このため、本来は転写出力の異常を検知すべきケースに正常として誤判定する虞があった。

このため、トラブル発生時に、適切なトラブル対処が出来ず、装置の再稼働に不便を来す問題がある。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トラブル発生時に、回転系の駆動異常と転写電流源の出力異常とを正確に判定することが出来る画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の画像形成装置は、感光体ドラム、中間転写ベルト、転写ローラ、転写電流源、電気特性検出部、転写出力状態判定部、回転系駆動機構、駆動状態検出部、および駆動状態判定部を備える。感光体ドラムは、トナー像を担持して回転駆動される。中間転写ベルトは無端状であり、感光体ドラムに当接し、周回駆動される。転写ローラは、中間転写ベルトを感光体ドラムに圧接させ、回転駆動されて転写電流が供給される。転写電流源は、転写ローラに転写電流を供給する。電気特性検出部は転写ローラの電気特性を計測する。転写出力状態判定部は、電気特性検出部によって計測された電気特性に基づいて前記転写電流源の出力状態の正常／異常を判定する。回転系駆動機構は、転写ローラ、中間転写ベルトおよび感光体ドラムから構成される回転系を駆動する。駆動状態検出部は、回転系の駆動状態を検出する。駆動状態判定部は、駆動状態検出部の検出結果に基づき、回転系の駆動状態の正常／異常を判定する。

この構成において、駆動状態判定部により回転系の駆動状態の正常／異常の判定を行った後、転写出力状態判定部による転写電流源の出力状態の正常／異常の判定を行う。具体的には、画像形成動作実行前に、回転系駆動機構および転写電流源を駆動し、駆動状態判定部により駆動異常が判定されない場合に、転写出力状態判定部による前記転写電流源の出力状態の正常／異常の判定を行う。

駆動状態判定部により駆動異常が判定された場合、または転写出力状態判定部により転写出力異常が判定された場合に、画像形成動作を中止する。そして、異常通知装置によって、駆動異常と転写出力異常とを区別して通知する。駆動異常が判定されず、かつ、転写出力異常も判定されない場合に、画像形成動作を実行する。

電気特性検出部が計測する電気特性としては、転写ローラと感光体ドラムとの間に一定電流を流した際の両者間の電圧値を挙げることが出来る。

回転系駆動機構と駆動状態検出機構の具体構成を挙げると次のようになる。回転系駆動機構は、第１駆動源および第２駆動源を備える。第１駆動源は、転写ローラおよび中間転写ベルトを同期して回転駆動させる。第２駆動源は、感光体ドラムを回転駆動させる。駆動状態検出部は、第１駆動源および第２駆動源に流れる電流値を検出するように構成される。

この発明によると、トラブル発生時に、回転系の駆動異常と転写電流源の出力異常とが区別されて認識できるので、トラブルへの対処が迅速、かつ適切に行える。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。 回転系および転写出力の制御系を概念的に示すブロック図である。 回転系の駆動異常と転写電流源の出力異常の判定手順を説明するフローチャートである。

以下に、この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１は本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のカラー複合機である。例えば、電子写真方式にて各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０を回る経路で周回するように設けられた中間転写ベルト２０とを備えている。また、各画像形成ユニット１０にそれぞれ対応して設けられた一次転写ローラ３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）と、中間転写ベルト２０上のトナー像を用紙Ｐ上に転写する二次転写装置４０と、画像形成装置１を統括制御する制御部５０とを備えている。さらに、用紙Ｐ上にトナー像を定着させる定着装置（不図示。）を備えている。

そして、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分のトナー像を、それぞれ一次転写ローラ３０の作用で中間転写ベルト２０上に順次転写（一次転写）し、この中間転写ベルト２０上に保持された重ね画像を二次転写装置４０で用紙Ｐ上に定着させるものである。なお、本実施の形態では、各色成分のトナー像の形成に際し、負極性に帯電するトナーが使用される。

各画像形成ユニット１０は、図中矢印方向に回転する感光体ドラム１１を各々備えている。それぞれの感光体ドラム１１の周囲には、回転方向に沿って、感光体ドラム１１を帯電させる帯電器、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器（不図示。）、感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレード（不図示。）、等の電子写真用デバイスが順次配設されている。一次転写ローラ３０は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と対峙する位置に配置されている。

各感光体ドラム１１の回転軸は、本発明の第２駆動源である、図１には示さない感光体ドラム駆動モータ６２に接続されており、感光体ドラム駆動モータ６２による回転軸の回転で、感光体ドラム１１は図中矢印で示すように回転駆動される。

各画像形成ユニット１０は、図中矢印で示す中間転写ベルト２０の移動方向上流側から、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｍ、シアンのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｃ、黒のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｋの順で並列に配置されている。

ここで、画像形成装置１は、画像形成モードとして、フルカラーモードと、モノクロモードとを切換可能となっている。フルカラーモード時は図１中実線で示すように、中間転写ベルト２０がすべての画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に接触する経路（フルカラーポジションＣＰ）を形成する。一方、モノクロモード時は図１中二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０が黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く他の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの感光体ドラム１１から離間した経路（モノクロポジションＫＰ）を形成する。そして、フルカラーモード時にはすべての画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって画像形成を行い、モノクロモード時には黒色の画像形成ユニット１０Ｋのみで画像形成を行う。

このフルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰの切り換えは、中間転写ベルト２０を図中白矢印で示すように回動することによって行う。このとき、黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く各色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに対応する一次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃが上下移動される。これらの一次転写ローラは図１には示さない１つの転写ローラ移動機構によって同期して上下駆動される。そして、これらのローラが下側の作用位置にある状態がフルカラーポジションであり、上側の退避位置にある状態がモノクロポジションＫＰとなる。

以下、各部の構成を詳細に説明する。

中間転写ベルト２０は、複数のローラに掛け渡されて無端状をなし、これらのローラによって規定された経路で周回可能に設けられている。各ローラとしては、図中右端に配置された駆動ローラ７１から、反時計回りに、従動ローラ７２，７３がある。また、中間転写ベルト２０に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト２０の蛇行を防止する機能を備えたテンションローラ７５がある。駆動ローラ７１は二次転写装置４０のバックアップローラとしての機能も兼ねる。駆動ローラ７１は本発明の第１駆動源である、図１に示さないベルト駆動モータ６１に接続されており、このベルト駆動モータ６１による駆動ローラ７１の回転で中間転写ベルト２０は周回駆動される。

このように複数のローラに掛け渡されて構成される中間転写ベルト２０は、これらのローラと共にベルトユニットを構成し、このベルトユニットは図１に示さないベルト変位機構により回動駆動されるように構成される。ベルトユニットは、駆動ローラ７１の回転軸と同軸となる位置でユニット全体を支持する回動軸を有する。ベルトユニットはベルト変位機構の駆動モータに接続されており、この駆動モータによる回動軸の回転で中間転写ベルト２０は実線で示す作用経路と二点鎖線で示す退避経路との間で回動駆動される。このようなベルト変位機構の詳細な構成は周知であるため説明を省略する。

各一次転写ローラ３０は、ベルト駆動モータ６１の駆動力をギアなどにより伝達されて、図中矢印で示すように、同期して回転駆動される。ただし、モノクロポジションＫＰでは、作用位置にある一次転写ローラ３０Ｋのみが回転駆動され、退避位置に移動するその他の一次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは駆動伝達系から切り離されて回転しないようになっている。

上記感光体ドラム駆動モータ６２および上記ベルト駆動モータ６１は、一次転写ローラ３０、中間転写ベルト２０および感光体ドラム１１から構成される回転系を駆動させる、本発明の回転系駆動機構６０（図３参照。）を構成している。

各一次転写ローラ３０は、転写ローラ移動機構によりそれぞれ感光体ドラム１１に対して接離する方向に移動可能に設けられると共に、スプリング３１によって感光体ドラム１１に接近する側に付勢されている。このような転写ローラ移動機構の詳細な構成は例えば、特許文献１にも記載されているように公知であるため説明を省略する。

なお、転写ローラ移動機構とベルト変位機構を別々の機構として説明したが、両機構の駆動モータを共通化し、例えば、ベルト変位機構の駆動モータの駆動力をギアなどに伝達して転写ローラ移動機構を動作させるようにしてもよい。

また、すべての一次転写ローラ３０には、バイアス電流を供給する一次転写電流供給装置８０が設けられている。

図２は、回転系および転写出力の制御系を概念的に示すブロック図である。一次転写電流供給装置８０は、一次転写ローラ３０に出力電流値を調整可能な転写電源としての一次転写電流源８１が接続されると共に、感光体ドラム１１が接地回路８２で接地されている。さらに、一次転写電流供給装置８０は、一次転写電流源８１から一次転写ローラ３０と、中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１１とを通して正極性のバイアス（一次転写電流）を流すことで、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写するための転写電界を形成する。

一次転写電流供給装置８０の一次転写電流源８１と電圧計８３とは、画像形成装置１（図１参照。）の全体を統括制御する制御部５０内に構成された転写制御部５２によって制御される。転写制御部５２は、一次転写電流源８１を制御して一次転写ローラ３０に一定電流を流し、そのときに電圧計８３によって得られた電圧計測結果に基づいて、画像形成時に一次転写ローラ３０に流す一次転写電流を決定するいわゆる抵抗検知を行う。そして、画像形成時にはその検知結果に基づいて、一次転写電流源８１から流す一次転写電流を定電流制御する。

さらに、各一次転写ローラ３０には電気特性検出手段としての電気特性検出部５３が設けられている。電気特性検出部５３は、制御部５０内に一体に構成され、転写出力状態判定部５１と転写制御部５２とに接続されている。

転写出力状態判定部５１は、電気特性検出部５３によって駆動され、一次転写電流源８１の出力状態の正常／異常を判定するように構成される。

ベルト駆動モータ６１および感光体ドラム駆動モータ６２は、回転系駆動機構６０を構成している。ベルト駆動モータ６１は、ベルト駆動制御部５４により駆動制御される。感光体ドラム駆動モータ６２は、感光体ドラム駆動制御部５５により駆動制御される。ベルト駆動制御部５４および感光体ドラム駆動制御部５５は、制御部５０内に一体に構成され、駆動状態検出手段としての駆動状態検出部５６に接続されている。

駆動状態検出部５６は、制御部５０内に一体に構成され、ベルト駆動制御部５４および感光体ドラム駆動制御部５５に接続されてこれらを駆動する。また、駆動状態検出部５６は、回転系駆動機構６０の駆動状態を検出するものである。例えば、回転系が正常に回転／周回している場合にベルト駆動モータ６１および感光体ドラム駆動モータ６２に流れる電流値が存在するので、その電流値に対して幾らかの変動幅を見込んで監視するものである。

駆動状態判定部５７は、制御部５０内に一体に構成され、転写制御部５２、駆動状態検出部５６、表示制御部５８に接続される。駆動状態判定部５７は、駆動状態検出部５６により検出された回転系の駆動状態に基づき正常／異常を判定するものである。例えば、ベルト駆動モータ６１および感光体ドラム駆動モータ６２に流れる電流が、正常時よりも異常に大きい場合、あるいは逆に著しく小さいとか、全く通電していないのは回転系の回転／周回に関して何らかの異常が発生している判定される。

表示制御部５８は、画像形成装置１が備える、本発明の異常通知装置の一例である表示装置１００に対して表示制御を行うものであり、本実施の形態では、駆動状態判定部５７および転写出力状態判定部５１により駆動されて、駆動異常や転写出力異常を表示するように構成されている。したがって、トラブル発生時は、表示装置１００に表示された内容を見ることにより駆動異常と転写出力異常とを区別して認識することが出来る。このため、トラブルへの対処が適切に行える。

図３は、回転系の駆動異常と転写電流源の出力異常の判定手順を説明するフローチャートであり、これに基づいてその工程を説明する。

まず、画像形成動作を実行するきっかけとして画像形成ジョブが発生する（ステップ１０１）。このとき、フルカラーモードもしくはモノクロモードがすでに選択され、それに応じて中間転写ベルト２０および一次転写ローラ３０がフルカラーポジションＣＰもしくはモノクロポジションＫＰに設定されているものとする。

次に、回転系駆動機構６０により中間転写ベルト２０、一次転写ローラ３０および感光体ドラム１１から構成される回転系が画像形成時と同様に回転／周回駆動される（ステップ１０２）。そして、ベルト駆動制御部５４および感光体ドラム駆動制御部５５からの情報（例えば、駆動モータに流れる電流値）に基づいて、駆動状態検出部５６により、回転系の駆動状態が検出され（ステップ１０３）、駆動状態判定部５７により回転系の駆動状態の正常／異常が判定される（ステップ１０４）。

駆動異常が判定されない場合は、駆動状態判定部５７により転写制御部５２が駆動され、一次転写電流供給装置８０によって一次転写ローラ３０に一定の電流が供給される（ステップ１０５）。そして、電圧計８３により、一次転写ローラ３０の電気特性である、一次転写ローラ３０と感光体ドラム１１との間の電圧値が計測され、該電圧値に基づいて電気特性検出部５３により一次転写電流源８１の出力状態として検出される（ステップ１０６）。

そして、転写出力状態判定部５１により、一次転写電流源８１の出力状態の正常／異常が判定される（ステップ１０７）。転写出力異常が判定されない場合は、画像形成動作が実行される（ステップ１０８）。

一方、ステップ１０４で回転系の駆動異常が判定された場合、および、ステップ１０７で一次転写電流源８１の出力異常が判定された場合は、それぞれの場合に応じて、表示制御部５８によって表示装置１００に、駆動異常（ステップ１０９）と転写出力異常（ステップ１１１）とが区別された形で異常通知の表示がされる。いずれの場合も、その後画像形成動作が中止され（ステップ１１０、１１２）、トラブル対処が行われるまで画像形成ジョブを受け付けないように制御される。

したがって、本発明によると、トラブル発生時に、回転系の駆動異常と転写電流源の出力異常とが区別されて認識できるので、トラブルへの対処が迅速、かつ適切に行える。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…画像形成装置
１０…画像形成ユニット
１１…感光体ドラム
２０…中間転写ベルト
３０…一次転写ローラ
４０…二次転写装置
５０…制御部
５１…転写出力状態判定部
５３…電気特性検出部
５６…駆動状態検出部
５７…駆動状態判定部
６０…回転系駆動機構
８１…一次転写電流源
８３…電圧計
１００…表示装置

Claims (7)

1. トナー像を担持し、回転駆動される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに当接し、周回駆動される無端状の中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトを前記感光体ドラムに圧接させ、回転駆動されて転写電流が供給される転写ローラと、
   前記転写ローラに前記転写電流を供給する転写電流源と、
   前記転写ローラの電気特性を計測する電気特性検出部と、
   前記電気特性検出部によって計測された電気特性に基づいて前記転写電流源の出力状態の正常／異常を判定する転写出力状態判定部と、
   前記転写ローラ、前記中間転写ベルトおよび前記感光体ドラムから構成される回転系を駆動する回転系駆動機構と、
   前記回転系の駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
   前記駆動状態検出部の検出結果に基づき、前記回転系の駆動状態の正常／異常を判定する駆動状態判定部と、
   を備え、
   前記駆動状態判定部により前記回転系の駆動状態の正常／異常の判定を行った後、前記回転系駆動機構により前記転写ローラ及び前記感光体ドラムを回転させながら前記転写出力状態判定部による前記転写電流源の出力状態の正常／異常の判定を行う画像形成装置。
2. 画像形成動作実行前に、前記回転系駆動機構および前記転写電流源を駆動し、前記駆動状態判定部により駆動異常が判定されない場合に、前記転写出力状態判定部による前記転写電流源の出力状態の正常／異常の判定を行う、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動状態判定部により駆動異常が判定された場合、または前記転写出力状態判定部により転写出力異常が判定された場合に、画像形成動作を中止する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動異常と前記転写出力異常とを区別して通知する異常通知装置をさらに備える、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動状態判定部により駆動異常が判定されず、かつ、前記転写出力状態判定部により転写出力異常が判定されない場合に、画像形成動作を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記電気特性検出部が計測する前記電気特性は、前記転写ローラと前記感光体ドラムとの間に一定電流を流した際の両者間の電圧値である、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記回転系駆動機構は、
   前記転写ローラおよび前記中間転写ベルトを同期して回転駆動させる第１駆動源と、
   前記感光体ドラムを回転駆動させる第２駆動源と、
   を備え、
   前記駆動状態検出部は、前記第１駆動源および前記第２駆動源に流れる電流値を検出するように構成される、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。

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