(57)【要約】【課題】電極ローラの抵抗が通電上昇して、電圧が上昇した時に、告知電圧に達すれば告知することによって電極ローラの交換を促し、それ以上抵抗が上昇すると発生する不具合を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】少なくとも芯金と、イオン導電性を有する１層以上の抵抗層からなり、転写電界を形成する電極ローラを備えた画像形成装置において、前記転写電界を形成するための高圧電源を定電流に制御する電源制御部と、前記高圧電源からの出力電圧を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段により検出した検出電圧が所定の限界値を超えると、前記限界値を超過した旨を表示装置に告知する【選択図】図２
2008026832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも芯金と、イオン導電性を有する１層以上の抵抗層からなり、転写電界を形成する電極ローラを備えた画像形成装置において、前記転写電界を形成するための高圧電源を定電流に制御する電源制御部と、前記高圧電源からの出力電圧を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段により検出した検出電圧が所定の限界値を超えると、前記限界値を超過した旨を表示装置に告知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも芯金と、イオン導電性を有する１層以上の抵抗層からなり、転写電界を形成する電極ローラを備えた画像形成装置において、前記転写電界を形成するための高圧電源を定電流に制御する電源制御部と、前記高圧電源からの出力電圧を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段で検出した前記検出電圧が所定の限界値を超えると、画像形成を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記電極ローラの抵抗は、平板測定において７．５ｌｏｇΩ乃至９ｌｏｇΩであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記抵抗層の体積抵抗は、８ｌｏｇΩｃｍ乃至１０ｌｏｇΩｃｍであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電極ローラは１次バイアスローラであり、該１次バイアスローラは中間転写ベルトを介して像担持体と対向して設けられ、前記高圧電源から前記芯金に高電圧を印加することによって前記像担持体上のトナー像を前記中間転写ベルトに１次転写する電界を形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出電圧の前記限界値が４ｋＶ乃至７ｋＶであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電極ローラは斥力バイアスローラであり、該斥力バイアスローラは前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラと対向して設けられ、前記２次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を転写紙が通過する際に、高圧電源から前記芯金に高電圧を印加することによって前記中間転写ベルトのトナー像を前記転写紙に２次転写することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検出電圧の前記限界値が６ｋＶ乃至１０ｋＶであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電極ローラは前記２次転写ローラであり、該２次転写ローラは前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラと対向する前記斥力バイアスローラを設け、前記２次転写ローラと前記中間転写ベルト間を転写紙が通過する際に、前記高圧電源から前記芯金に高電圧を印加することによって前記中間転写ベルトのトナー像を前記転写紙に２次転写することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記検出電圧の前記限界値が６ｋＶ乃至１０ｋＶであることを特徴とする請求項９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、プリンタなどのカラー電子写真装置を含む画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタなどのカラー電子写真装置を含む画像形成装置において良好な画像を得るためには、転写ローラとして使用する電極ローラの抵抗を使用環境温湿度と使用量に応じて一定の高さに維持することが必要である。
使用環境温湿度と使用量に応じて抵抗が上昇して所定の或る値以上になると、異常画像が生じるなどの不具合が生じる。このため、従来から、これに対する対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、２次転写ロールとバックアップロールの間の電圧と電流を検出して演算した結果で電圧値を決定する技術が開示されており、この技術では、電流又は電圧が所定の範囲を超えた時に、画像形成を停止し、告知機に告知するようにしている。
【特許文献１】特開平０９−８０９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、電圧と電流を検出して演算した結果で電圧値を決定しており、この演算は複雑である。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、電極ローラの抵抗が通電上昇して、電圧が上昇した時に、告知電圧に達すれば告知することによって電極ローラの交換を促し、それ以上抵抗が上昇すると発生する不具合を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも芯金と、イオン導電性を有する１層以上の抵抗層からなり、転写電界を形成する電極ローラを備えた画像形成装置において、前記転写電界を形成するための高圧電源は定電流に制御されており、前記高圧電源からの出力電圧を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段で検出した検出電圧が所定の限界値を超えると、前記限界値を超過した旨を表示装置に告知する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、少なくとも芯金と、イオン導電性を有する１層以上の抵抗層からなり、転写電界を形成する電極ローラを備えた画像形成装置において、前記転写電界を形成するための高圧電源を定電流に制御する電源制御部と、前記高圧電源からの出力電圧を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段で検出した前記検出電圧が所定の限界値を超えると、画像形成を停止させる画像形成装置を特徴とする。
【０００５】
また、請求項３に記載の発明は、前記電極ローラの抵抗は、平板測定において７．５ｌｏｇΩ乃至９ｌｏｇΩである請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記抵抗層の体積抵抗は、８ｌｏｇΩｃｍ乃至１０ｌｏｇΩｃｍである請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記電極ローラは１次バイアスローラであり、該１次バイアスローラは中間転写ベルトを介して像担持体と対向して設けられ、前記高圧電源から前記芯金に高電圧を印加することによって前記像担持体上のトナー像を前記中間転写ベルトに１次転写する電界を形成する請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
【０００６】
また、請求項６に記載の発明は、前記検出電圧の前記限界値が４ｋＶ乃至７ｋＶである請求項５記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記電極ローラは斥力バイアスローラであり、該斥力バイアスローラは前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラと対向して設けられ、前記２次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を転写紙が通過する時に、高圧電源から前記斥力バイアスローラの芯金に高電圧を印加することによって前記中間転写ベルトのトナー像を前記転写紙に２次転写する請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記検出電圧の前記限界値が６ｋＶ乃至１０ｋＶである請求項７記載の画像形成装置を特徴とする。
【０００７】
また、請求項９に記載の発明は、前記電極ローラは前記２次転写ローラであり、該２次転写ローラは前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラと対向する斥力バイアスローラを設け、前記２次転写ローラと前記中間転写ベルト間を転写紙が通過する時に、前記高圧電源から前記斥力バイアスローラの芯金に高電圧を印加することによって前記中間転写ベルトのトナー像を前記転写紙に２次転写する請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記検出電圧の前記限界値が６ｋＶから１０ｋＶである請求項９記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、イオン導電性の抵抗層を有する電極ローラへ定電流を印加することで転写電界を形成している画像形成装置で電極ローラの抵抗が通電上昇して、電圧が上昇した時に、告知電圧に達すれば告知することによって電極ローラの交換を促し、それ以上抵抗が上昇すると発生する不具合を防止できる。あるいは、告知によっても電極ローラが交換されないで、さらに抵抗の通電上昇により電圧が上昇し、異常が発生する電圧に達すれば、画像形成装置の画像形成の動作を停止させることで、不具合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用するカラー複写機の全体構成を示す概略図である。以下、カラー複写機である画像形成装置の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて、カラー複写機Ａの主要部である画像形成部と転写部の構成と動作について説明を行う。
感光体１、帯電装置、露光装置、現像装置、除電装置、及びクリーニング装置を含む作像ユニット８の下には、中間転写ベルト４を挟んで１次転写ローラ２が配置されている。
【００１０】
次に画像形成方法、及び１次転写方法について説明する。感光体１は帯電装置により、帯電させられる。その後、スキャナからの画像データに基づいて、露光装置から、レーザビームを照射することによって、帯電している感光体１上に静電潜像を生成する。
その後、現像装置で帯電したトナーにより感光体１上に現像を行う。感光体１上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ２に、定電流、又は定電圧により制御された電流又は電圧による転写電界を印加することによって、中間転写ベルト４上に転写される。
中間転写ベルト４上にトナー像を転写した後、感光体１は、感光体１上に残っている残留電荷を除電装置によって取り除き、クリーニング装置によって感光体１上に残っているトナーを除去し、帯電装置に戻るプロセスを繰り返す。
【００１１】
図１の実施の形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各４色に対し、それぞれ作像ユニット８を配置し、感光体１で形成されたトナー像を中間転写ベルト４上に１次転写する。
中間転写ベルト４上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト４を保持する２次転写対向ローラ５と２次転写ローラ１０で形成される２次転写部においてレジストローラ６によって図示しない給紙装置から搬送された転写材Ｓに転写される。
上述した２次転写部では、２次転写対向ローラ５に電流を印加し、その転写電流が、２次転写ローラ１０に流れ込むことにより、中間転写ベルト４上のトナー像を転写材Ｓに転写することができる。転写後の転写材Ｓは搬送装置１１を介して定着装置７に搬送され、ここで熱及び圧力によって定着されて排出される。
【００１２】
図２は斥力バイアスローラに実施した本発明の要部を説明する概略図である。図２において、転写電界を形成する斥力バイアスローラである電極ローラ１５は少なくとも芯金１５ａとイオン導電性を有する１層以上の抵抗層１５ｂからなっている。
転写電界を形成するための高圧電源１６は図示しない電源制御部によって、定電流制御されており、この高圧電源１６からの出力電圧を検出する検出回路（検出手段）１７を備えている。ここで検出された出力電圧は画像形成装置の制御回路（図示せず）にフィードバックされている。
高圧電源１６からの出力電圧を検出する検出手段である検出回路１７による検出電圧が所定の限界値を超えると、表示装置１８に所定の限界値を超えたことを告知するように構成している。又は、検出電圧が或る限界値を超えた場合に、画像形成装置の画像形成動作を、緊急（異常）停止するように構成されている。
【００１３】
図２には、斥力バイアスローラである電極ローラ１５に加えて、さらに、このまわりに回転移動する中間転写ベルト４、２次転写ローラ１０、転写紙Ｓ、分離除電針１９が示されている。
図２の構成について図１を参照して説明すれば、電極ローラ１５は、中間転写ベルト４の感光体１とは反対の面に、すなわち中間転写ベルト４を介して、この感光体１に対向して設けられ、高圧電源１６から芯金１５ａに高電圧を印加することで感光体１上のトナー像を中間転写ベルト４に１次転写する電界を形成する、１次バイアスローラ２であると説明することができる。
【００１４】
また、図２の構成について図１を参照して説明すれば、中間転写ベルト４の１次転写されたトナー像とは反対の面に、すなわち中間転写ベルト４を介して、２次転写ローラ１０と対応して斥力バイアスローラである２次転写対向ローラ５が設けられ、２次転写ローラ１０と中間転写ベルト４の間を転写紙（記録媒体）が通過する時に、図２で説明すれば、高圧電源１６から２次転写対向ローラである斥力バイアスローラ１５の芯金１５ａに高電圧を印加することによって中間転写ベルト４のトナー像を転写紙Ｓに２次転写する画像形成装置では、２次転写対向ローラ５が電極ローラ１５である。
さらに、図示しないが、概略を図１を参照して説明すると、中間転写ベルト４の１次転写されたトナー像とは反対の面に、すなわち中間転写ベルト４を介して、２次転写ローラ１０と対応して斥力バイアスローラである２次転写対向ローラ５が設けられ、２次転写ローラ１０と中間転写ベルト４の間を転写紙が通過する時に、高圧電源１６から斥力バイアスローラ５の芯金に高電圧を印加することによって中間転写ベルト４のトナー像を転写紙Ｓに２次転写する画像形成装置では、２次転写ローラ１０が電極ローラ１５である。
【００１５】
図３は本発明の画像形成装置の制御動作の流れを説明するフローチャートである。図３では、単純化して１枚作像＝転写電源オン１回のみを示しているが、複数回はこれを繰り返す。
先ず、転写電源がオンされると（Ｓ１）、電圧測定をして（Ｓ２）、緊急停止電圧と比較して（Ｓ３）、緊急停止電圧以下でないならば、緊急停止動作に入る（Ｓ４）。緊急停止電圧以下であるならば、告知電圧と比較して、告知電圧以下かどうかを判断する（Ｓ５）。
告知電圧以下でないならば、作像動作を停止して異常停止したことを告知する（Ｓ６）。告知電圧以下でないことを告知してから、電源オフ信号が来ているかどうかの確認に入る。
ステップ（Ｓ５）で告知電圧以下ならば何もしないで、電源オフ信号が来ているかどうかの確認に入る（Ｓ７）。電源オフ信号が有れば電源オフする。電源オフ信号が無ければ、再び、ステップ（Ｓ２）の電圧測定に戻る。
【００１６】
図４は平板測定である抵抗測定を説明する概略斜視図である。ローラ１５を平面度の良い金属板２０の上に置き、高圧電源１６よりローラ芯金１５ａに高電圧を印加する。平板（金属板２０）２０に流れる電流を電流計２１によって測定し、芯金電圧Ｖと平板に流れる電流ＩからＲ＝Ｖ／Ｉによって抵抗を計算する。
次に、電極ローラ１５（例えば、図２）の抵抗層１５ｂについて説明する。この抵抗層１５ｂの材質をＮＢＲやＥＣＯまたは両者の共重合体などよりなるイオン導電性材質として、上述の平板測定において、抵抗が７ｌｏｇΩ〜９ｌｏｇΩ、体積抵抗が８ｌｏｇΩｃｍ〜１０ｌｏｇΩｃｍとすると次の利点がある。
【００１７】
材質的に電極ローラ表面あるいは内部の全面にわたり抵抗が均一なことにより、抵抗ムラによる電流密度より転写率ムラに起因する濃度ムラ画像が無く、また、カーボン分散系などの電子導電材質で見られる導電剤の微少構造の影響により電極ローラ１５に微少な抵抗ムラが生じてその低抵抗部分からの放電によると思われるトナーの転写抜けによる画像抜けがない。
抵抗が平板測定にて７ｌｏｇΩ以上、体積抵抗で８ｌｏｇΩｃｍ以上とすることにより、電極ローラ１５が１次バイアスローラであれば、感光体の潜像の有無による電位の差により部分的に転写電流が異なり、１次転写率が部分的あるいは全面的に不足することが無く、安定した画像を得ることができる。
【００１８】
また、電極ローラ１５が斥力バイアスローラや２次転写ローラであれば、一般紙、コート紙、ＯＨＰシートなど転写紙（記録媒体）の材質固有や環境湿度の影響による抵抗の大小、厚みの大小あるいは転写紙サイズの大小により、転写紙のある部分と転写紙がなく中間転写ベルトと２次転写ローラが直接接触する部分との抵抗差を緩和できて、安定した転写電荷密度を転写紙に与えることができて、転写率が安定する。
しかし、ＮＢＲやＥＣＯ又は両者の共重合体などよりなるイオン導電材質の特徴として、電極ローラ１５に流れる電流に応じて抵抗値が上昇する。また、電極ローラ１５の温湿度により抵抗値の変化が大きく、低温ほど、また低湿ほど抵抗が上がる。そこで、装置の使用環境温湿度と使用量に応じて電極ローラ１５の抵抗が上昇する。
【００１９】
定電流制御なので電極ローラ１５の抵抗が上昇するに従い電圧も上昇するが、芯金電圧上昇により、１次転写ローラでは芯金電圧４ｋＶ〜７ｋＶ、斥力ローラや２次転写ローラでは７ｋＶ〜１０ｋＶで発生し始め、以下の欠点や異常画像が生じる。
この時のローラ抵抗を抵抗が変化しないように同一環境で測定すると、上述の平板測定において、抵抗が、９〜９．５ｌｏｇΩ、体積抵抗で１０〜１０．５ｌｏｇΩｃｍに上昇している。
電極ローラ抵抗層が発泡体の場合には、抵抗層の抵抗より発泡部分の気中放電による空気の抵抗の方が低くなるのが原因と思われるが、放電跡によると思われる転写抜けが発生して、白斑点画像となる。
【００２０】
また、電極ローラ抵抗層がムクの場合にはゴム材質であってもゴム硬度４５度から６０度が多く、ゴム弾性としては硬い。転写紙や中間転写ベルトなど電荷を伝える相手と電極ローラ１５の双方の表面精度が良い場合は双方が密着するので生じない。
しかし、双方の何れかに凹部があると追従して密着できないで微少なエアギャップが生じ易い。そこで芯金電圧が高いと、エアギャップでの放電が生じ易くなると思われるが、こちらも、放電跡によると思われる転写抜けが発生して、白斑点画像となる。
芯金電圧が高いと、芯金１５ａからこの芯金１５ａの周囲の部材への気中放電や沿面放電が生じ易くなるので、確保すべき芯金１５ａから芯金１５ａの周囲の部材への空間距離と沿面距離の長さが長くなり、装置の大型化、コスト高に跳ね返る。
まとめると、良好な画像を得るためには電極ローラ１５の抵抗は常温（２３℃±３℃、５０±１０％Ｒ．Ｈ．）での平板測定にて７．５ｌｏｇΩ以上、体積抵抗で８．５ｌｏｇΩｃｍ以上の高さが必要であるが、使用環境温湿度と使用量に応じて抵抗が上昇して平板測定にて９〜９．５ｌｏｇΩ、体積抵抗で１０〜１１ｌｏｇΩｃｍになると別の不具合が生じる。
【００２１】
本発明では、電極ローラ１５（例えば、図２）の抵抗層１５ｂに関する上述した不都合を解消するために、常温（２３℃±３℃，５０±１０％Ｒ．Ｈ．）時、初期的には、電極ローラ１５の抵抗は平板測定にて７．５〜９ｌｏｇΩ、体積抵抗で８．５〜１０ｌｏｇΩｃｍとし、使用環境温湿度と使用量に対しては、高圧電源１６からの出力電圧を検出する検出装置または検出回路１７による検出電圧が危険値に近い場合には、表示装置１８にこれを告知して、電極ローラ１５の交換を促す。さらに、危険電圧に達すると、画像形成装置又は画像形成を異常停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用するカラー複写機の全体構成を示す概略図。
【図２】斥力ローラに実施した本発明の要部を説明する概略図。
【図３】本発明の画像形成装置の制御動作の流れを説明するフローチャート。
【図４】平板測定である抵抗測定を説明する概略斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  画像形成装置、Ｓ  転写紙、１  像担持体、２  １次バイアスローラ（１次転写ローラ）、４  中間転写ベルト、５  ２次転写対向ローラ、１０  ２次転写ローラ、１５  電極ローラ、１５ａ  電極ローラの芯金、１５ｂ  電極ローラの抵抗層、１６  高圧電源、１７  検出手段（検出装置又は検出回路）、１８  表示装置
【図１】
2008026832.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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