(57)【要約】【課題】用紙検知センサを使用しなくても、画像の転写が行われる用紙のニップ位置で用紙搬送の異常を検知できるようにする。【解決手段】トナー像を担持する中間転写ベルト１と、中間転写ベルト１との間で用紙をニップし、該ニップ位置で中間転写ベルト１上のトナー像を用紙に転写する二次転写ロール３０と、中間転写ベルト１上のトナー像を用紙に転写するために高圧電源３５で二次転写ロール３０に転写電圧を印加した際に、二次転写ロール３０に流れる電流を検知する電流検知部３７と、電流検知部３７によって検知された電流値と二次転写ロール３０に印加された転写電圧とを用いて転写時の電気抵抗を算出する演算部３８と、演算部３８で算出された転写時の電気抵抗と予め設定された閾値抵抗とを比較し、この比較結果に基づいて、ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判定する比較判定部３９とを備えた構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間で用紙をニップするとともに、当該ニップ位置で前記像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写部材と、
前記像担持体上のトナー像を用紙に転写するために前記転写部材に転写電圧を印加した際に、前記転写部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて、前記ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判断する判断手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記電流検知手段によって検知された電流値と前記転写部材に印加された転写電圧とを用いて転写時の電気抵抗を算出するとともに、当該電気抵抗が予め設定された閾値抵抗以上であるか否かによって前記ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判断する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、感光体や中間転写体などの像担持体に担持されたトナー像を転写部材によって用紙に転写している。転写部材は、像担持体との間で用紙をニップ（挟持）しつつ当該ニップ位置で用紙にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、像担持体上のトナー像を用紙に転写させるものである。これに対して、被転写材となる用紙は、所定のトレイから給紙機構によって送り出された後、用紙搬送路上に設けられた複数の搬送ロールによって像担持体と転写部材との間に送り込まれる。その際、像担持体と転写部材とのニップ位置（以下、「像転写位置」とも記す）に対しては、像担持体に担持されたトナー像がニップ位置に到達するタイミングに合わせて当該ニップ位置に用紙を送り込む必要がある。
【０００３】
ただし、用紙の搬送途中で何らかの異常が発生した場合は、像担持体に担持されたトナー像が像転写位置に到達したにもかかわらず、像転写位置に用紙が送り込まれないことがある。そうした場合、像担持体上のトナー像に転写部材が直に押し付けられるため、像担持体上でトナー像を形成しているトナーが転写部材の表面に付着し、このトナーがその後搬送された用紙の裏面に付着して“用紙の裏面汚れ”を招くことになる。
【０００４】
そこで従来の画像形成装置においては、用紙搬送路上で用紙の通過（先端通過、後端通過）を検知する用紙検知センサ（例えば、フォトセンサ等）を用いて、像転写位置に用紙が適切なタイミングで送り込まれたかどうかを判断している。そして、像転写位置に用紙が適切なタイミングで送り込まれなかったと判断した場合は、その後の画像形成に先立って転写部材をクリーニングしてトナーを除去することにより、用紙の裏面汚れを未然に防止している。このように用紙検知センサを用いて用紙の裏面汚れを防止する技術としては下記特許文献１に記載されたものが公知となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６２９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで従来の画像形成装置では、像転写位置にトナー像が到達したときに、それに合わせて用紙が適切に送り込まれたかどうかを、像転写位置よりも用紙搬送方向の上流側又は下流側に配置された複数の用紙検知センサを用いて判断している。しかしながら、用紙搬送路が長い画像形成装置になると、用紙のジャム検知を目的としたセンサを含めて用紙検知センサの個数は装置１台あたり相当数に及ぶ。そして、各々のセンサの単価や取付費用がそのまま装置コストに上乗せされる。そのため、装置のコストダウンを図るには、用紙検知センサの個数を極力減らすことが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、この像担持体との間で用紙をニップするとともに、当該ニップ位置で像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写部材と、像担持体上のトナー像を用紙に転写するために転写部材に転写電圧を印加した際に、転写部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、この電流検知手段によって検知された電流値に基づいて、ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判断する判断手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置においては、像担持体上のトナー像を用紙に転写するために転写部材に転写電圧を印加すると、この転写電圧印加期間内で転写部材に流れる電流が電流検知手段によって検知されるとともに、その検知された電流値に基づいて、ニップ位置での用紙搬送の異常有無が判断手段によって判断される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置によれば、用紙検知センサを使用しなくても、ニップ位置での用紙搬送の異常を検知することができる。そのため、用紙検知センサの個数を減らして装置のコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用される画像形成装置の構成を示す概略図である。図において、無端状の中間転写ベルト（中間転写体）１は、バックアップロール２、ベルト支持ロール３及びテンションロール４により図中矢印方向に回転（走行）可能に張架されている。ベルト支持ロール３とテンションロール４との間には、中間転写ベルト１の回転方向に沿って４つの感光体ドラム５，６，７，８が配設されている。
【００１２】
感光体ドラム５は、これに対向する一次転写ロール９との間で中間転写ベルト１をニップし、このニップ位置でイエローのトナー像を中間転写ベルト１に一次転写するものである。同様に、感光体ドラム６は、これに対向する一次転写ロール１０との間で中間転写ベルト１をニップし、このニップ位置でマゼンタのトナー像を中間転写ベルト１に一次転写するもので、感光体ドラム７は、これに対向する一次転写ロール１１との間で中間転写ベルト１をニップし、このニップ位置でシアンのトナー像を中間転写ベルト１に一次転写するもので、感光体ドラム８は、これに対向する一次転写ロール１２との間で中間転写ベルト１をニップし、このニップ位置でブラックのトナー像を中間転写ベルト１に一次転写するものである。
【００１３】
画像形成装置本体の底部には引き出し式の給紙トレイ１３が組み込まれている。給紙トレイ１３は、被転写材となる複数枚の用紙を収容するものである。給紙トレイ１３の給紙側には、呼び出しロール１４と送り出しロール１５が設けられている。呼び出しロール１４は、給紙トレイ１３に収容された用紙を最上位から順に呼び出すもので、送り出しロール１５は、呼び出しロール１４によって呼び出された用紙を用紙搬送路に向けて一枚ずつ送り出すものである。
【００１４】
用紙搬送路には、複数の用紙搬送ロール１６，１７，１８，１９，２０と複数の用紙検知センサ（例えば、フォトセンサ等）２１，２２，２３，２４，２５，２６が配設されている。また、排出トレイ部２７に通じる用紙搬送路の終端部には第１の排出ロール２８が設けられ、排出トレイ部２７と反対側に向かう用紙搬送路の終端部には第２の排出ロール２９が設けられている。さらに用紙搬送路上には二次転写ロール３０が設けられている。二次転写ロール３０は、中間転写ベルト１を介してバックアップロール２と対向する状態に配置されている。二次転写ロール３０よりも用紙搬送方向の下流側には、加熱ロールを有する定着器３１が設けられている。定着器３１は、用紙に転写されたトナー像を加熱ロールによる加熱作用と加圧作用によって用紙に定着させるものである。
【００１５】
一方、画像形成装置本体の側壁部には開閉式（可倒式）の手差しトレイ３２が取り付けられている。手差しトレイ３２の取付基部には、手差し給紙のための呼び出しロール３３と送り出しロール３４が設けられている。呼び出しロール３３は、手差しトレイ３２に載置された用紙を最上位から順に呼び出すもので、送り出しロール３４は、呼び出しロール３３によって呼び出された用紙を搬送ロール（レジストロール）１７に通じる用紙搬送路に向けて送り出すものである。
【００１６】
上記構成からなる画像形成装置においては、給紙トレイ１３に収容された用紙が、呼び出しロール１４及び送り出しロール１５により用紙搬送路へと給紙される。こうして給紙された用紙は、搬送ロール１６により用紙搬送路に沿って搬送されるとともに、その搬送ロール１６よりも搬送方向下流側に配置された搬送ロール（レジストロール）１７により中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間（像転写位置）に送り込まれる。
【００１７】
これに対して、中間転写ベルト１は、像転写位置への用紙の送り込みに先立って回転駆動される。この回転中の中間転写ベルト１に対して、カラー画像形成モードでは、各々の感光体ドラム５，６，７，８とこれに対向する一次転写ロール９，１０，１１，１２により、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が順に重ねて転写される。また、白黒画像形成モードでは、感光体ドラム８とこれに対向する一次転写ロール１２により、ブラックのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。こうして中間転写ベルト１に転写（一次転写）されたカラー又は白黒のトナー像は、バックアップロール２に巻き付けられた中間転写ベルト１とこれに対向する二次転写ロール３０とのニップ位置（像転写位置）へと移送される。その際、トナー像が像転写位置に到達するタイミングに合わせて用紙が搬送ロール１７により像転写位置に送り込まれ、そこを通過するときに中間転写ベルト１上のトナー像が用紙に転写（二次転写）される。
【００１８】
その後、像転写位置を通過した用紙は定着器３１に送られ、そこでトナー像の定着処理が施された後、搬送ロール１８を通して第１の排出ロール２８へと送られる。そして、用紙の片面に画像を形成する片面モードでは、画像形成面（トナー像が形成された面）を下向きにした状態（フェースダウン状態）で第１の排出ロール２８により排出トレイ部２７に用紙が排出される。これに対して、フェイスアップ排出モードでは、定着器３１を通過した用紙が排出ロール１８を通して第２の排出ロール２９に送られ、この第２の排出ロール２９により画像形成面を上向きにした状態（フェースアップ状態）で装置外部に排出される。
【００１９】
また、用紙の両面に画像を形成する両面モードでは、第１の排出ロール２８により所定量だけ用紙を排出トレイ部２７側に引き込んだ状態で第１の排出ロール２８の回転方向を反転させることにより、用紙が搬送ロール１９，２０へと送り込まれる。そして、各々の搬送ロール１９，２０を通して用紙を再び搬送ロール１７へと送り込むことにより、用紙の裏面にトナー像が形成（転写、定着）される。また、手差し給紙モードでは、手差しトレイ３２にセットされた用紙を呼び出しロール３３及び送り出しロール３４により搬送ロール１７へと送り込むことにより、用紙にトナー像が形成される。
【００２０】
図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。図において、高圧電源(High Voltage Power Supply)３５は、二次転写ロール３０に転写用又はクリーニング用の電圧を印加するものである。転写用の電圧（以下、「転写電圧」と記す）は、像担持体である中間転写ベルト１に担持されたトナー像を、中間転写ベルト１と二次転写ロール３０とのニップ位置で用紙に転写する際に印加される電圧である。クリーニング用の電圧（以下、「クリーニング電圧」と記す）は、二次転写ロール３０の表面を図示しないクリーニング部材（クリーニングブラシ、クリーニングパッド等）でクリーニング処理するときのクリーニング効果を高めるために印加される電圧である。
【００２１】
転写電圧は、中間転写ベルト１から二次転写ロール３０へとトナーを引き寄せるために印加される電圧（二次転写電圧）となるのに対し、クリーニング電圧は、二次転写ロール３０からトナーを引き離すために印加される電圧となる。したがって、転写電圧とクリーニング電圧は互いに逆極性の電圧となる。例えば、転写電圧がマイナス極性の電圧であるとすると、クリーニング電圧はプラス極性の電圧となる。ちなみに、二次転写ロール３０のクリーニングを行うクリーニング部材は、二次転写ロール３０に対して接離可能に設けられ、画像形成動作時を含めた通常時は二次転写ロール３０から離間した状態に保持され、クリーニング処理の実行時に二次転写ロール３０に当接されるものである。また、二次転写ロール３０に対向するバックアップロール２は、電気的にグランド電位に接地（アース）されている。
【００２２】
電源制御部３６は、高圧電源３５の駆動状態を制御するものである。この電源制御部３６では、高圧電源３５によって二次転写ロール３０に印加される電圧を設定するとともに、その設定電圧に基づいて高圧電源３５を駆動制御する。
【００２３】
電流検知部３７は、中間転写ベルト１に担持されたトナー像を用紙に転写するために高圧電源３５によって二次転写ロール３０に転写電圧を印加した際に、二次転写ロール３０に流れる電流を検知するものである。
【００２４】
演算部３８は、電流検知部３７によって検知された電流値と二次転写ロール３０に印加された転写電圧とを用いて転写時の電気抵抗を算出するものである。二次転写ロール３０に印加される転写電圧は電源制御部３６で設定されることから、この設定電圧が電源制御部３６から演算部３８に通知され、転写時の電気抵抗の算出に用いられる。
【００２５】
比較判定部３９は、演算部３８で算出された転写時の電気抵抗と予め設定された閾値抵抗との大小関係を比較するとともに、その比較結果に基づいて、上記ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判定（判断）するものである。ここで記述する、ニップ位置での用紙搬送の異常とは、搬送中の用紙の先端（搬送方向下流側の用紙端）が所定の到達許容期間内にニップ位置に到達しなかった場合や、用紙の後端（搬送方向上流側の用紙端）が所定の通過許容期間内にニップ位置を通過しなかった場合をいう。
【００２６】
エラー通知部４０は、比較判定部３９で用紙搬送の異常有りと判定した場合に、図示しない画像形成制御部に対して、ニップ位置で用紙搬送の異常が発生した旨を示すエラーを通知するものである。エラー通知部４０からエラーの通知を受けると、画像形成制御部では、所定のジャムクリアシーケンスにしたがって画像形成装置全体の動作を一旦停止（強制終了）させる。例えば、エラー通知を受けた時点で、像転写位置（ニップ位置）よりも搬送方向下流側に存在する用紙については、そのまま用紙搬送を継続して全ての用紙を第１の排出ロール２８又は第２の排出ロール２９を通して装置外部に排出し、像転写位置よりも搬送方向上流側に存在する用紙については、直ちに用紙搬送を停止してジャム紙の除去が適切に行われるまで待機させる。また、ジャム紙の除去後に画像形成を再開する場合は、それに先立って二次転写ロール３０のクリーニング処理を実行させる。
【００２７】
電圧補正部４１は、比較判定部３９で用紙搬送の異常無しの判定した場合に、閾値抵抗との大小比較のために演算部３８で算出された転写時の電気抵抗に基づいて、転写電圧を補正するものである。この電圧補正部４１で補正された転写電圧の値は電源制御部３６に通知される。そして、電源制御部３６では、電圧補正部４１から通知される補正電圧の値に応じて転写電圧の設定を行う。
【００２８】
図３は本発明の実施形態に係る画像形成装置で行われる処理動作の手順を示すフローチャートである。まず、画像形成の開始を指示する基準信号が画像形成制御部によって出力されると、図示しないベルト駆動モータの駆動により中間転写ベルト１が回転を開始するとともに、このベルト回転開始時点から中間転写ベルト１の回転速度が安定するまでの所要時間を見込んだ一定の時間後に、電源制御部３６が高圧電源３５をオンして二次転写ロール３０にクリーニング電圧を印加する（ステップＳ１）。
【００２９】
次に、二次転写ロール３０にクリーニング電圧を印加してからの経過時間をタイマー等で計測しつつ、その経過時間が予め設定された所定時間Ｔ１に達したか否かを繰り返し確認する（ステップＳ２）。そして、クリーニング電圧を印加してからの経過時間が所定時間Ｔ１に達したら、その時点で電源制御部３６は高圧電源３５による二次転写ロール３０への印加電圧をクリーニング電圧から転写電圧に切り替える（ステップＳ３）。所定時間Ｔ１は、１枚目の用紙に画像形成を行う場合と２枚目以降の用紙に画像形成を行う場合で異なる値に設定されるものである。
【００３０】
次いで、二次転写ロール３０に転写電圧を印加してからの経過時間をタイマー等で計測しつつ、その経過時間が予め設定された所定時間Ｔ２（但し、Ｔ１≠Ｔ２）に達したか否かを繰り返し確認する（ステップＳ４）。そして、転写電圧を印加してからの経過時間が所定時間Ｔ２に達したら、そこを始点に転写電圧の印加を終了するまでの期間を転写実行期間とし、この転写実行期間内の所定のタイミングで二次転写ロール３０に流れる電流を電流検知部３７で検知する（ステップＳ５）。
【００３１】
ここで、高圧電源３５によって二次転写ロール３０に印加される電圧の変化を図４に示す。所定時間Ｔ２は、高圧電源３５による二次転写ロール３０への印加電圧をクリーニング電圧から転写電圧に切り替えたときに、実際に二次転写ロール３０に印加される転写電圧が所定の電圧レベルに達して安定するまでの所要時間を見込んで適宜設定されるものである。また、転写実行期間は、中間転写ベルト１から用紙にトナー像の転写が行われる期間である。この転写実行期間では、正常に搬送中の用紙が中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間にニップされた状態となる。したがって、転写実行期間は、用紙搬送方向の用紙長に依存したものとなる。また、電流検知部３７は、転写実行期間内で二次転写ロール３０に流れる電流を所定の時間刻みで複数回にわたってモニタリングする。
【００３２】
その後、電流検知期間が終了すると、それまで電流検知部３７で検知（モニタリング）された電流値を演算部３８で平均化し、これによって平均電流値を算出する（ステップＳ６）。その際、演算部３８では、電流検知の信頼性を高めるために、電流検知部３７で検知された複数の電流値のうち、例えば、最大値から大きい順に所定数（例えば、３つ）の電流値と最小値から小さい順に上記所定数の電流値を除いた他の電流値を有効電流値とし、この有効電流値の総和を当該有効電流値の個数で除算することにより、平均電流値を算出する。これにより、上記電流検知期間内で電流検知部３７がＮ回にわたって電流値を検知したとすると、演算部３８での平均化処理に用いられる有効電流値の個数は“Ｎ−所定数×２”となる。
【００３３】
次いで、演算部３８では、先に算出した平均電流値と電源制御部３６から通知された転写電圧（ステップＳ３で二次転写ロール３０に印加される転写電圧）とを用いて転写時の電気抵抗を算出する（ステップＳ７）。例えば、平均電流値がＩ、転写電圧がＶ、転写時の電気抵抗をＲとすると、Ｒ＝Ｖ／Ｉの計算式で転写時の電気抵抗を求める。ここで、転写時の電気抵抗は、中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間（ニップ位置）に用紙が存在する場合と存在しない場合で異なる抵抗値を示す。具体的には、中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間に用紙が存在する方が存在しない場合よりも転写時の電気抵抗の値（実効値）が小さくなる。このことは、二次転写ロール３０に転写電圧（一定電圧）を印加したときに、ニップ位置に用紙が存在する場合と存在しない場合で、二次転写ロール３０に流れる電流の値が変わることを意味する。
【００３４】
続いて、比較判定部３９では、演算部３８で算出された転写時の電気抵抗と予め設定された閾値抵抗との大小関係を比較する（ステップＳ８）。そして、転写時の電気抵抗が閾値抵抗以上であった場合は、中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間に適切なタイミングで用紙が送り込まれなかった、つまり両者のニップ位置で用紙搬送に異常が有ったと判定し、この判定結果をエラー通知部４０に出力する。これにより、エラー通知部４０では、画像形成制御部に対してエラー通知を行う（ステップＳ９）。エラー通知部４０でエラー通知が行われた場合は、画像形成制御部によって画像形成動作が強制終了される。
【００３５】
一方、転写時の電気抵抗が閾値抵抗よりも小さかった場合は、中間転写ベルト１と二次転写ロール３０との間に適切なタイミングで用紙が送り込まれた、つまり両者のニップ位置で用紙搬送に異常が無かったと判定し、この判定結果を電圧補正部４１に出力する。これにより、電圧補正部４１では、次回の画像形成に備えて転写電圧の補正処理を行う（ステップＳ１０）。
【００３６】
転写電圧の補正処理は、先のステップＳで演算部３８により算出された転写時の電気抵抗の値を用いて行われる。例えば、演算部３８で算出した転写時の電気抵抗に対して、その時々の環境温度等に応じて設定された環境パラメータを適宜加算、減算、乗算、除算等することにより、転写電圧の値を補正する。また、補正処理で補正した転写電圧の補正値が予め設定された電圧可変範囲の上限値を超える場合は、当該上限値を転写電圧の補正値として採用する。次いで、画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。そして、画像形成が終了していないと判断した場合（次に画像形成すべき用紙が存在する場合）は上記ステップＳ１に戻り、画像形成が終了したと判断した場合（次に画像形成すべき用紙が存在しない場合）はその時点で一連の処理を抜ける。
【００３７】
このように本実施形態に係る画像形成装置においては、中間転写ベルト１上のトナー像を用紙に転写するために高圧電源３５で二次転写ロール３０に転写電圧を印加した際に、二次転写ロール３０に流れる電流を電流検知部３７で検知するとともに、その検知された電流値を用いて転写時の電気抵抗を演算部３８で算出し、この電気抵抗が閾値抵抗以上であるか否かによってニップ位置での用紙搬送の異常有無を判断するものとなっている。そのため、従来のように用紙検知センサを使用しなくても、ニップ位置での用紙搬送の異常（ジャム等）を検知することが可能となる。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、電流検知部３７によって検知された電流値を用いて転写時の電気抵抗を算出し、この電気抵抗と閾値抵抗とを比較することで、ニップ位置での用紙搬送の異常有無を判断するものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、電源制御部３６で設定可能な転写電圧の範囲内（電圧可変範囲内）で、各々の転写電圧ごとに、ニップ位置に用紙が存在するか否かの判断基準となる閾値電流を設定したデータテーブルを予め用意しておき、このデータテーブルを用いて、検知電流値から直接的に用紙搬送の異常有無を判断することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置で行われる処理動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】高圧電源による印加電圧の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１…中間転写ベルト（像担持体）、３０…二次転写ロール（転写部材）、３５…高圧電源（電圧印加手段）、３７…電流検知部、３８…演算部、３９…比較判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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