(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材と、前記複数の像担持体と前記複数の転写部材の間に設けられたベルト部材とを有する画像形成装置において、
前記複数の像担持体全てに前記ベルト部材を接触させるとともに、該ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記ベルト部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては前記ベルト部材を離間させ、且つ前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて所定の画像を形成する第２モードと、を有し、前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルト部材は転写材を担持する転写材担持体であり、前記第１モードのときは、前記複数の像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に担持された転写材に順次重ねて転写を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルト部材は中間転写体であり、前記第１モードのときは前記複数の像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に順次重ねて転写し、該ベルト部材に転写されたトナー像を転写材に転写することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材とを有する画像形成装置において、
前記複数の像担持体全てに前記転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記転写部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては他の転写部材を離間させて所定の画像を形成する第２モードと、を有し、前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記転写部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材と、前記複数の像担持体と前記複数の転写部材の間に設けられたベルト部材とを有する画像形成装置において、
前記複数の像担持体全てに前記ベルト部材を接触させるとともに、該ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記ベルト部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては前記ベルト部材を離間させ、且つ前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて所定の画像を形成する第２モードと、を有し、前記転写部材に電流を流そうとしたときに発生する電圧値を検出することにより、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルト部材は転写材を担持する転写材担持体であり、前記第１モードのときは、前記複数の像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に担持された転写材に順次重ねて転写を行う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】
前記ベルト部材は中間転写体であり、前記第１モードのときは前記複数の像担持体に形成したトナー像を前記ベルト部材に順次重ねて転写し、該ベルト部材に転写されたトナー像を転写材に転写す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８】
複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材とを有する画像形成装置において、
前記複数の像担持体全てに前記転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記転写部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては他の転写部材を離間させて所定の画像を形成する第２モードと、を有し、前記転写部材に電流を流そうとしたときに発生する電圧値を検出することにより、前記転写部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いて複数色のトナー像を順次転写材に転写して画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式によるカラー画像形成装置の普及に伴い、カラー画像の記録品質に対する要求に加え、カラー出力の高速化に対する要求が高まっている。この要求に応えるために、画像形成方式にいくつかの提案がなされているが、その中でタンデム型とよばれる、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Bk（ブラック）トナーそれぞれの画像をドラム状の像担持体に形成し、転写材担持体としての転写搬送ベルトによって搬送される転写材に対し、それぞれの転写手段によって順次転写を行い、最後に定着するカラー画像形成方式がある。
【０００３】
従来のタンデム型カラー画像形成装置は、例えば特開平09-288396号に記載されている。図13はタンデム型カラー画像形成装置の例を側断面図で示したものである。このカラー画像形成装置は、本体装置の右側面下部に転写材カセット50を装着している。転写材カセット50にセットされた転写材は、給紙ローラ51によって一枚ずつ取り出され、搬送ローラ対52，53によって画像形成部に給送される。画像形成部には、転写材を搬送する転写搬送ベルト54が複数の回転ローラによって転写材搬送方向（図13の右から左方向）に扁平に張設され、その最上流部においては、転写搬送ベルト54上面にある吸着ローラ55にバイアスを印加することによって、転写材を転写搬送ベルト54に静電吸着させる。またこのベルト搬送面に対向して４個のドラム状の像担持体としての感光体ドラム56が直線状に配設されて画像形成部を構成している。各々の感光体ドラム56には、その周面近傍を順次取り囲んで、帯電器57、現像器58、転写搬送ベルト54の搬送面を挟んで転写部材59が配置されている。上記の各現像器58の筐体内には、転写材搬送方向上流側（図３の右方）からＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Bk（ブラック）トナーが夫々収容されている。また、帯電器57と現像器58間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介して露光手段60から感光体ドラム56の周面に露光照射が行われる。
【０００４】
このカラー画像形成装置は、転写搬送ベルト54が図の反時計回り方向に循環移動して転写材を搬送すると、各帯電器57がそれらに対応する感光体ドラム56の周面を所定の電荷で一様に帯電させ、露光手段60が上記帯電した感光体ドラム56の周面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、そして、現像器58が上記の静電潜像の低電位部にトナーを転移させてトナー像化（現像）する。
【０００５】
各感光体ドラム56の周面上に形成（現像）されたトナー像は、それらに対応する転写部材59で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸引されて転写材面に転写される。トナー像を転写された転写材は、圧着ローラと発熱ローラからなる定着部61でトナー像を紙面に熱定着され、排紙ローラ対62によって機外に排出される。
【０００６】
続いて画像形成モードについて説明する。画像形成装置から出力される画像は、カラー印字のものだけではなく、黒印字のものも多い。黒印字の場合には、その色以外の画像形成部は作動させる必要がなく、寿命等の観点からはむしろ作動を停止させた方が望ましい。
【０００７】
即ち、画像情報が黒のみの場合に、他の色の画像形成部を作動させると、その画像形成部における各機能部品である、像担時体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等が作動するので、各部の摩耗や現像剤の劣化等が進行する。このため、寿命等の観点からはむしろ作動を停止させた方が望ましい。
【０００８】
このような構成を取ったカラー画像形成装置の一例が、例えば特開平09-146383号に記載されている。図14に上記タンデム型カラー画像形成装置の主に転写部分の構成を示す。
【０００９】
このカラー画像形成装置は、転写搬送ベルト54に接触し、転写材搬送方向最下流側の画像形成部である黒画像形成部63の上流に設けた支持ローラ64を支点に、圧着解除カム65の回転動作により、黒以外の色の転写部を転写搬送ベルト54とともに一体的に回動退避させるようにしたことで、黒以外の画像形成部の作動を停止させることが可能となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようにカラー印字と黒印字を切り替えられるようにするために上記のような構成をとった場合、転写搬送ベルトの感光体ドラムへの接触状態を画像形成装置が認識している必要がある。その手段としては、圧着解除カム65を専用のステッピングモータ（不図示）で駆動して回転角を管理する方法がある。また、黒以外の転写部の一部にアクチュエータ66を設け、そのアクチュエータ66がフォトセンサ67を切るか否かで判断する方法等がとられる。しかし、これらは専用モータや、アクチュエータ、フォトセンサ、束線の追加等により、装置の複雑化やコストアップは免れない。
【００１１】
尚、前述した例は転写搬送ベルトを用いた場合であるが、それが中間転写ベルトでも、あるいはベルトを有しない転写部材のみのものでも同様である。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で転写部材の像担持体への接触状態、すなわちカラー印字と黒印字それぞれの状態を認識できるようにした画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材と、前記複数の像担持体と前記複数の転写部材の間に設けられたベルト部材とを有する画像形成装置において、前記複数の像担持体全てに前記ベルト部材を接触させるとともに、該ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記ベルト部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては前記ベルト部材を離間させ、且つ前記ベルト部材に前記複数の転写部材を接触させて所定の画像を形成する第２モードと、を有し、前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記ベルト部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする。
【００１４】
上記構成にあっては、例えば単色の黒印字の状態、すなわち黒以外の転写部材がベルト部材と共に黒以外の像担持体から離間している状態においては、黒以外の転写部材に電圧を印加しても対向電極となる像担持体がいないので電流がほとんど流れない。一方、カラー印字の状態、すなわち黒以外の転写部材もベルト部材と共に像担持体に当接している状態においては、黒以外の転写部材に電圧を印加した場合に、対向電極となる像担持体があるので所定の電流が流れる。
【００１５】
すなわち、この状態の差を利用してカラー印字と黒印字それぞれの状態を画像形成装置が認識できるようになる。
【００１６】
また上記目的を達成するための本発明に係る他の代表的な構成は、複数色のトナー像をそれぞれ担持する像担持体と、前記それぞれの像担持体に形成されたトナー像を転写するためにそれぞれの像担持体に対応した位置に設けられた複数の転写部材とを有する画像形成装置において、前記複数の像担持体全てに前記転写部材を接触させて多色画像を形成する第１モードと、前記複数の像担持体のうちの所定の像担持体に前記転写部材を接触させるとともに、他の像担持体に対しては他の転写部材を離間させて所定の画像を形成する第２モードとを有し、前記転写部材に電圧を印加したときに流れる電流値を検知することにより、前記転写部材の前記像担持体への接触状態を判別する判別手段を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成においても同様に、転写部材に電圧を印加した際に流れる電流を検知することにより、カラー印字と黒印字それぞれの状態を画像形成装置が認識できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係るカラー画像形成装置の一態様である４色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。
【００２０】
｛画像形成装置の全体構成｝
まず、図１を参照してカラー画像形成装置の全体構成について説明する。図１に示すカラー画像形成装置Ａは、水平方向に並設された４個の像担持体としての感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。この感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、図１の時計回りに方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナ部３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材に転写させる転写ブレードで構成した転写部材５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されている。
【００２１】
ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、トナーを除去するクリーニング装置６は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を形成し、カラー画像形成装置Ａに着脱可能なものとなっている。
【００２２】
次に各部の構成について、順次説明する。感光体ドラム１は、例えば直径30mmのアルミニウムシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図中時計回りに回転駆動される。
【００２３】
各帯電装置２は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに電源（不図示）によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００２４】
スキャナ部３は、図示しない短焦点結像レンズを先端に装着したＬＥＤアレイよりなり、図示しない駆動回路によって画信号に応じてＬＥＤが点灯制御され、これが帯電済みの感光体ドラム１の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。
【００２５】
現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）はそれぞれ転写材の搬送方向上流側（図１の右側）から順にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。感光体ドラム１上の静電潜像の現像時には、対応する現像器のトナー容器４ｅ内のトナーを送り機構によって塗布ローラ４ｆに送り込み、回転する現像ローラ４ｇの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像ローラ４ｇと、静電潜像が形成された感光体ドラム１との間に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像するものである。
【００２６】
クリーニング装置６は、現像装置４によって感光体ドラム１上に現像されたトナーが転写材Ｓに転写された後、転写されないで感光体ドラム１表面に残ったいわゆる転写残トナーを除去するものである。
【００２７】
前記４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、これに接するように循環移動する無端ベルト状のベルト部材である転写搬送ベルト８が配設されている。転写搬送ベルト８の上流側は第１支持部材としての従動ローラ９で支持され、下流側は第２支持部材としての駆動ローラ10によって支持され、更に転写搬送ベルト８をクリーニングするクリーニングブレードの対向ローラ11ａ及び適度なテンション（通常単位幅あたり10gf/mm程度）を付与するテンションローラ11ｂによって支持されている。そして転写搬送ベルト８の転写搬送方向上流側（図１の右側）には吸着ローラ12が当接している。この転写搬送ベルト８は転写材担持体となるものであり、転写材の搬送に際しては前記吸着ローラ12にバイアス電圧を印加することで、接地された従動ローラ９との間に電界を形成し、転写搬送ベルト８及び転写材の間に誘電分極を起こさせて両者に静電吸着力を生じさせることができるようになっている。
【００２８】
尚、本実施形態の他の実施形態として、転写搬送ベルト８を駆動ローラ10と従動ローラ９の２本のみ、あるいは１本追加して３本等で張架するようにしてもよい。
【００２９】
転写搬送ベルト８は1010〜1014Ωcmの体積固有抵抗率を持たせた厚さ100〜150μm程度の無端のフィルム状部材で構成されている。尚、前記体積抵抗率は、JIS法K6911に準拠した測定プローブを用い、ADVANTEST社製高抵抗計R8340にて、温度は23.5℃、相対湿度は60％で100Ｖを印加して得た値である。
【００３０】
上記画像形成装置によって画像形成するには、装置本体下部に装着したカセット13に収納した転写材Ｓを、給送ローラ14によって１枚ずつ分離給送するとともに、搬送ローラ対15により転写搬送ベルト８に吸着して上流側（図１の右側）から下流側（図１の左側）へ搬送し、その間にそれぞれの感光体ドラム１からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を順次重ね転写することで、転写材にカラー画像を形成する。そして、その転写材を加熱ローラ16ａ及び加圧ローラ16ｂのローラ対からなる定着装置16を通過させることで熱定着させ、排出ローラ対17で装置上部の排出部18へ排出するものである。
【００３１】
｛画像形成モード及び離間機構｝
続いて画像形成モードについて説明する。図１に示すカラー画像形成装置には、転写搬送ベルト８の上部に離間ローラ19が２個配設されており、記録に際しては複数色を重ね合わせて多色記録を行う多色モード（第１モード）と、単色のみで記録を行う単色モード（第２モード）を選択し得るようになっている。
【００３２】
図１の状態は多色モードによるカラー印字時の状態を示しているが、図２に単色モードによる黒印字時の状態を示す。この単色モードの場合は、離間ローラ19が転写搬送ベルト８及びイエロー、マゼンタ、シアンの転写部材５ａ、５ｂ、５ｃを感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃからそれぞれ離間させる。これにより黒印字時にはイエロー、マゼンタ、シアンの各感光体ドラム１及びその周辺の帯電装置、現像装置、スキャナ部等のプロセス手段を完全停止させることが可能になる。
【００３３】
次に図３を用いて転写搬送ベルト８の離間機構について説明する。離間ローラ19は軸受部を有したアーム20ａ，20ｂに回転自在に支持されており、そのアーム20ａ，20ｂはレバー21に連結されている。また、そのレバー21にはイエロー、マゼンタ、シアンの転写部材５ａ，５ｂ，５ｃが支持されており、これらがレバー21の動きに追従する構成となっている。レバー21の端部にはカム22が設けられており、このカム22の回転により、レバー21は図３(a)に示す圧着状態と図３(b)に示す離間状態の２状態に変更可能な構成となっている。
【００３４】
カム22の駆動源としては、図３(c)に示すように、駆動ローラ10を回転駆動するために設けた、駆動ローラ10と同軸上の大径の駆動ギア23に連結された駆動モータ24を共用し、その駆動モータ24からカム22の間に欠歯ギア25とソレノイド26及びカム22と同軸上に設けられたカムギア27を有したギアトレインを構成することにより、ソレノイド26のOn・Offによるカム22の半回転制御を実現している。
【００３５】
この方式においてソレノイド26のOn・Offにより、転写搬送ベルト８を感光体ドラム１に対して圧着と離間の２状態に変化させることは可能になるが、その２状態のどちらの状態であるかを画像形成装置本体が認識することはできない。
【００３６】
そこで本実施形態においては、圧着と離間の２状態が形成されるイエロー、マゼンタ、シアンの転写部５ｂ，５ｃ，５ｄのいずれか１個の転写部に電圧を印加した際に流れる電流を検知することにより、その圧着と離間の２状態の判別を行えるようにした。
【００３７】
｛転写電流の検出方法｝
次に転写電流によって前記状態を判別する判別手段について、図４〜図６を参照して説明する。
【００３８】
図４は転写バイアス配線略図で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部に対し、それぞれ転写バイアス回路、転写電流検出回路を設けた一例を示している。また、図５は転写電流検出回路を、図６は転写搬送ベルト当接時における図４のシアン、ブラックの転写部の略図をそれぞれ示している。
【００３９】
ここでは、シアンの画像形成部について、転写電流の検出手順について説明する（尚、図４〜図６において、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部に係るものであることを意味する）。
【００４０】
30ｃは転写バイアス回路であり、感光体ドラム１ｃ上に形成されたトナー像を、転写搬送ベルト８によって搬送される転写材上に転写するために、高圧電圧をブレード部材で構成した転写部材５ｃに供給する。
【００４１】
転写バイアスは、負極性に帯電するトナーを利用した画像形成装置の場合では、一般に正極性の高圧電圧が用いられている。また、その電圧値は、機器の使用環境や転写材の種類等に応じて、画像形成を制御するエンジンコントローラ（不図示）上のＣＰＵ31からの信号Ｓ32ｃにより制御可能な構成となっている。
【００４２】
転写搬送ベルト８が感光体ドラム１ｃに当接している場合、転写バイアスが印加されると、転写電流Ｉ33ｃの大半は、転写バイアス回路30ｃの負荷34ｃである転写部材５ｃ、転写搬送ベルト８、（転写材）、感光体ドラム１ｃ、ドラム軸の順に流れ、グランドを介して転写電流検出器35ｃに流れ込む。
【００４３】
転写電流検出回路に流れ込んだ転写電流Ｉ33は、図５に示す電流検出回路のオペアンプ36のグランドから出力端子、保護抵抗Ｒ1、抵抗Ｒ2と図中の矢印に示すように流れる。
【００４４】
オペアンプ36の＋端子は、インピーダンス整合用抵抗Ｒ3によりグランドに接続されており、オペアンプ36の＋端子と−端子はイマジナリーショートであるから、−端子もグランドと考えることができる。転写電流Ｉ33が流れると、このオペアンプの−端子の仮想グランドを基準に、Ｖiの電圧が生じる。この電圧Ｖiは、転写電流をＩtr、抵抗Ｒ2の値をＲaとすると、次式で現され、電流検出回路35ｃの出力信号Ｓ37ｃの値はこのＶiとなる。
【００４５】
Ｖi＝Ｉtr×Ｒa  ………（式１）
つまり、電流検出回路は、転写電流Ｉ33を、電流の大きさに比例した電圧信号Ｓ37ｃに変換して、ＣＰＵ31のＡ／Ｄポートへ出力する。
【００４６】
ＣＰＵ31は電圧信号Ｓ37ｃや環境情報や寿命情報等をもとに、信号Ｓ32ｃを介して、転写バイアス回路30ｃの出力電圧を補正し、感光体ドラム上に形成されたトナー像が、最適に転写材に転写されるよう制御する。
【００４７】
尚、イエロー、マゼンタ、ブラックの画像形成部も同様にして転写電流を検出できる。
【００４８】
｛転写搬送ベルトの圧着解除時の転写電流｝
次に図６及び図７を参照して転写搬送ベルト８の圧着解除時の転写電流について説明する。
【００４９】
図６は転写搬送ベルト８当接時におけるシアン、ブラックの転写部の模式説明図であり、図７は転写搬送ベルト８解除時におけるシアン、ブラックの転写部の模式説明図をそれぞれ示している。また、それぞれの（ｂ）図は転写部材近傍の詳細図である。
【００５０】
ここでは、シアンの画像形成部に着目し、転写搬送ベルト８の圧着解除時の転写電流について説明する。
【００５１】
前記のように、転写バイアスが印加されると、転写電流Ｉ33ｃの大半は、転写バイアス回路30ｃの負荷34ｃである転写部材５ｃ、転写搬送ベルト８、（転写材）、感光体ドラム１ｃ、ドラム軸の順に流れ、グランドを介して転写電流検出器35ｃに流れ込む。この電流経路について、以下詳細に説明する。
【００５２】
印字時には、転写搬送ベルト８と感光体ドラム１ｃが当接し、その間に転写材が搬送されることになる。しかしながら、この転写材の抵抗は転写材の種類や環境などによって変化し、転写電流の値を変動させるため、ここでは、転写材のない場合を想定する。
【００５３】
図７に示すように、転写搬送ベルト８と感光体ドラム１ｃが接触している場合は、シアンの転写バイアスのみが転写部材５ｃに印加されると、転写部材５ｃの抵抗Ｒ4ｃ、転写部材とベルト部材の接触抵抗Ｒ5ｃ、転写搬送ベルトの厚み方向の抵抗Ｒ6ｃ、転写搬送ベルト８と感光体ドラムの接触抵抗Ｒ7ｃ、感光体ドラムの半径方向の抵抗Ｒ8ｃ、ドラム軸、転写電流検出器35ｃの順に流れる。その電流の大きさは、印加電圧や環境等の条件で変化するものの、数10〜数100μＡの値である。
【００５４】
ここで、Ｒ9〜Ｒ11は転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗であり、次の関係が成り立っている。
【００５５】
転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗Ｒ9〜Ｒ11≫転写搬送ベルト８の厚み方向の抵抗Ｒ6ｃ＋転写搬送ベルト８と感光体ドラムの接触抵抗Ｒ7ｃ＋感光体ドラムの半径方向の抵抗Ｒ8ｃ  ………（式２）
したがって、転写電流Ｉ33ｃの大半は、転写搬送ベルト８の長さ方向へは流れずに、感光体ドラム１ｃ方向へ流れることになる。
【００５６】
一方、図８に示すように、転写搬送ベルト８と感光体ドラム１ｃが離間している場合は、シアンの転写バイアスのみが転写部材５ｃに印加されると、転写電流Ｉ38ｃは転写部材５ｃの抵抗Ｒ4ｃ、転写部材５ｃと転写搬送ベルト８の接触抵抗Ｒ5ｃへ流れる。しかしながら、転写搬送ベルト８と感光体ドラムの接触抵抗Ｒ7ｃは無限大であるため、転写電流Ｉ38ｃは、唯一、転写搬送ベルト８と当接しているブラックの感光体ドラム１ｄ方向へ向かって流れる。したがって、電流Ｉ38ｃは転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗Ｒ10、転写搬送ベルト８の厚み方向の抵抗Ｒ6ｄ、転写搬送ベルト８と感光体ドラムの接触抵抗Ｒ7ｄ、感光体ドラムの半径方向の抵抗Ｒ8ｄ、ドラム軸、グランド、転写電流検出器35ｃの順に流れるが、前記転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗Ｒ10が大きいために、実際にはほとんど流れない。
【００５７】
したがって、この場合、ブラックの感光体ドラム１ｄのドラム軸からグランドに流れる転写電流Ｉ39は、ほぼ転写電流Ｉ38ｃと等しくなる（厳密には、転写バイアス回路30内の内部抵抗等に流込む電流もあるために等しくはならない）。
【００５８】
ここで、転写搬送ベルト８が当接している場合と解除している場合とで、流れる転写電流の大きさを比較してみる。
【００５９】
転写搬送ベルト８解除時の転写バイアス回路30ｃの負荷は、転写搬送ベルト８当接時の負荷よりも、ほぼ転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗Ｒ10の分、大きくなっている。
【００６０】
また、前記（式２）の関係より、転写搬送ベルト８の長さ方向の抵抗Ｒ10は大きいので、転写搬送ベルト８当接時の転写電流Ｉ33ｃと転写搬送ベルト８解除時の転写電流Ｉ38ｃとの間には次の関係がある。
【００６１】
Ｉ33ｃ≫Ｉ38ｃ  ………（式３）
（Ｉ38ｃ＝０Ａ）
｛転写搬送ベルトの圧着解除時の検出方法｝
以上より、電流Ｉ33ｃと電流Ｉ38ｃの間に、しきい値電流Ｉaをあらかじめ設定しておけば、転写搬送ベルト８の当接と解除の検出が可能となる。
【００６２】
すなわち、図８のフローチャートに示すように、しきい値電流Ｉaに対応する電圧信号Ｓ37ｃの電圧値Ｖaを決めておき、この電圧値Ｖａよりも電圧信号Ｓ37ｃが大きければ「圧着」、小さければ「解除」と判断する。
【００６３】
以上のように、構成することにより、特別なセンサを設けず、したがってコストアップすることなく転写搬送ベルト８の圧着、解除状態を検出することが可能となる。
【００６４】
尚、本実施形態ではシアン画像形成部について説明をしたが、イエローやマゼンタの転写バイアスのいずれかを印加し、転写電流を検出することで、同様に転写搬送ベルト８の当接解除を検出できることはいうまでもない。
【００６５】
また、本実施形態では、カラー印字と黒印字を区別する方法について説明したが、画像形成装置の一実施形態には、イエローとマゼンタのみの２色モードや、マゼンタとシアンの２色モード、イエローとマゼンタとシアンのみの３色モード等、いろいろな組み合わせが考えられる。このようなパターンを持つ画像形成装置においても、各色毎に電流検知手段を設けることによって、どの色が当接状態にあって、どの色が解除状態にあるかを検知することも可能である。
【００６６】
さらに、図９に示すように、コストダウンのために、転写電流検出器40を１つに削減した構成においても、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの転写バイアスを利用することで、同様に転写搬送ベルト８の当接解除を検出することは可能である。
【００６７】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態としてベルト部材を中間転写体として用いた画像形成装置について説明する。図10は第２実施形態に係る４色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。尚、前述した第１実施形態と同一機能を有する部材については同一符号を付す。
【００６８】
この画像形成装置は前述した第１実施形態の画像形成装置と同様に、４個のドラム状像担持体である感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が並設されている。４個の感光体ドラム上に画像を形成するプロセスについては、第１実施形態の画像形成装置での説明と同様なので省略し、ベルト部材としての中間転写ベルト41の部分より説明を行う。
【００６９】
各感光体ドラム１に対向して、体積抵抗率が107〜1014Ωcmの無端の中間転写ベルト41が駆動ローラ42、従動ローラ43，44によって張架され配設されている。尚、前記体積抵抗率の測定はJISK6191に準拠し、温度は23.6℃、相対湿度は60％で、印加電圧100Ｖで行ったものである。
【００７０】
感光体ドラム１ａ上に形成されたトナー像は、その回転により中間転写ベルト41と接触し、中間転写ベルト41の裏面に配設された転写部材５ａに所定のバイアスを印加することにより、中間転写ベルト41上に一次転写される。以下、これと同様の工程を残る３個の感光体ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ及び転写部材５ｂ，５ｃ，５ｄで繰り返し、一連の動作により中間転写ベルト41上に４色のトナー像を形成する。
【００７１】
そして、中間転写ベルト41に形成されたトナー像は二次転写部45に移動され、二次転写ローラ46によって、レジストローラ対47により所定のタイミングで搬送される転写材上に一括して二次転写される。
【００７２】
二次転写部45に転写材Ｓを搬送するプロセス、転写材に転写ざれたトナー画像を定着するプロセスについては、第１実施形態の画像形成装置の場合と同様であり、説明は省略する。
【００７３】
このような中間転写ベルト41を用いた画像形成装置においても、第１実施形態で示したような離間ローラ19を配置し、カラー印字時と黒印字時に中間転写ベルト41の感光体ドラム１への接触状態を２状態形成することにより、黒印字時に、イエロー、マゼンタ、シアンの各感光体ドラム１及びその周辺の帯電装置、現像装置、スキャナ部等のプロセス手段を完全停止させることが可能となる。
【００７４】
尚、中間転写ベルト41を感光体ベルト１より離間させる構成、及び中間転写ベルト41が感光体ドラム１に接触しているか離間しているかを判別する判別手段の構成は第１実施形態と同様な構成を用いればよい。ここで、第１実施形態と同様にイエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも１つの転写部材５に電圧を印加した際に流れる電流を検知することにより、中間転写ベルト41の状態を検知するようにした。この電流検知の具体的な構成の一例は、前述した第１実施形態の画像形成装置の場合と同様なので説明は省略する。
【００７５】
尚、第１の実施形態及び第２実施形態共に、転写部材については必ずしも転写ブレードに限らず、転写ローラやコロナ転写極等でも良く、本発明の効果を得ることができる。
【００７６】
〔第３実施形態〕
次に第３実施形態としてベルト部材を用いない画像形成装置について説明する。図11は第３実施形態に係る４色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。尚、この実施形態でも前述した第１実施形態と同一機能を有する部材については同一符号を付す。
【００７７】
この画像形成装置は第１実施形態の画像形成装置と同様に、４個のドラム状像担持体である感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が並設されている。４個の感光体ドラム上に画像を形成するプロセスについては、第１実施形態の画像形成装置での説明と同様なので省略し、転写プロセスの部分より説明を行う。
【００７８】
各感光体ドラム１に対向して、体積抵抗率が107〜1014Ωcmの転写部材としての転写ローラ48（48ａ，48ｂ，48ｃ，48ｄ）が配設されている。前記体積抵抗率の測定はJISK6191に準拠し、温度は23.6℃、相対湿度は60％で、印加電圧100Ｖで行ったものである。
【００７９】
また、各転写ローラ48の間には転写材Ｓの搬送を補助するガイド部材49が配設されている。
【００８０】
感光体ドラム１ａ上に形成されたトナー像は、転写材の送られてくるタイミングに合わせて転写ローラ48ａに所定のバイアスを印加することにより、転写材上に転写される。以下これと同様の工程を残る３個の感光体ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ及び転写部材48ｂ，48ｃ，48ｄで繰り返し、一連の動作により転写材上に４色のトナー像を形成する。
【００８１】
転写ローラ48に転写材Ｓを搬送するプロセス、転写材に転写されたトナー画像を定着するプロセスについては、第１実施形態の画像形成装置の場合と同様であるため、ここでは説明は省略する。
【００８２】
このようなベルト部材を用いない転写ローラ48のみのタイプの画像形成装置においても、転写ローラ48の感光体ドラム１への接触状態を圧着と離間の２状態形成することにより、黒印字時に、イエロー、マゼンタ、シアンの各感光体ドラム１及びその周辺の帯電装置、現像装置、スキャナ部等のプロセス手段を完全停止させることが可能となる。
【００８３】
そして、前記転写ローラ48が感光体ドラム１に接触しているか離間しているかを判別する判別手段として第１実施形態と同様な構成を用いる。これにより、第１実施形態と同様にイエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも１つの転写ローラに電圧を印加した際に流れる電流を検知することにより感光体ドラム１に対する転写部材の状態を検知することができる。
【００８４】
尚、転写部材については、必ずしも転写ローラに限らずコロナ転写極等でも良く、本発明の効果を得ることができる。
【００８５】
〔第４実施形態〕
次に第４実施形態として転写電流を定電流制御する系において、ベルトの離間状態の判断をする例について説明する。
【００８６】
図４の構成では、各負荷34に流れる転写電流を常に一定に制御する定電流制御も実現可能である。
【００８７】
例えば、シアンの画像形成部において、電流検出器35ｃは、転写電流Ｉ33ｃを、電流の大きさに比例した電圧信号Ｓ37ｃに変換して、ＣＰＵ31のＡ／Ｏポートへ出力する。ＣＰＵ31はこの電圧信号があらかじめ決められた電圧値Ｖ1とほぼ等しくなるように制御する。
【００８８】
電圧制御信号Ｓ32ｃは周波数一定の矩形波の信号であり、そのオン時間を長くするほど転写バイアス回路30ａの出力電圧を高く出力させることができる。
【００８９】
所定電圧Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが小さい場合には転写電流が少ないため、ＣＰＵ31は転写バイアス回路30ａの出力電圧を高めるように電圧制御信号Ｓ32ｃのオン時間を長くして送信する。
【００９０】
また電圧値Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが大きい場合には転写電流が多いため、ＣＰＵ31は転写バイアス回路30ａの出力電圧を低くするようにオン時間の短い電圧制御信号Ｓ32ａを送信する。以上の制御を繰り返すことで転写電流を一定に制御することができる。
【００９１】
なお、イエロー、マゼンタ、ブラックの画像形成部も同様に制御できる。
【００９２】
このような制御系においては、転写ベルトと感光体ドラムが離間した状態となると、転写ベルトと感光体ドラム間に電流がほとんど流れなくなるため、転写電流Ｉ33ｃが正常動作時に比べて低くなる。このためＣＰＵ31は電圧制御信号Ｓ32ｃをオン時間を長くして出力するものの、この時には最大の転写電圧を印加しても所定の転写電流（所定電圧Ｖ1）を流すことができない。
【００９３】
したがって、最大の転写電圧に対応したオン時間の電圧制御信号Ｓ32ｃを出力しているにも関わらず、転写電流Ｉ33ｃが所定の電流に達しない場合には、転写ベルトと感光体ドラムが離間していると判断することができる。
【００９４】
なお、感光体ドラムが画像形成装置本体から脱着可能な構成の場合には、感光体ドラムがない場合と、転写ベルトと感光体ドラムの離間状態との判断が困難なため、別途感光体ドラム脱着の検出が必要になる可能性がある。
【００９５】
また、図12に示すように構成することにより、転写電流と転写電圧の双方を検出してベルト離間の状態を判断することも可能である。
【００９６】
なお、図12は図４の構成において、各転写バイアス30の出力電圧に比例した電圧信号Ｓ38を追加している。このように、転写電流と転写電圧の双方を検出することは、（ＣＰＵのＡ／Ｏポートが８層も必要となるため、）まれであるものの、機器の使用環境や転写紙に応じて、定電圧制御（転写電圧を一定に制御）と定電流制御（転写電流を一定に制御）とを切り換える場合等では考えられる構成である。
【００９７】
図12にあっては、例えばシアンの画像形成部において、電流検出器35ｃは、転写電流Ｉ33ｃを、電流の大きさに比例した電圧信号Ｓ37ｃに変換して、ＣＰＵ31のＡ/Ｏポートへ出力する。ＣＰＵ31はこの電圧信号があらかじめ決められた電圧値Ｖ1とほぼ等しくなるように制御する。
【００９８】
電圧制御信号Ｓ32ｃは周波数一定の矩形波の信号であり、そのオン時間を長くするほど転写バイアス回路30ａの出力電圧を高く出力させることができる。
【００９９】
所定電圧Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが小さい場合には転写電流が少ないため、ＣＰＵ31は転写バイアス回路30ａの出力電圧を高めるように電圧制御信号Ｓ32ｃのオン時間を長くして送信する。
【０１００】
また電圧値Ｖ1よりも電圧信号Ｓ37ｃが大きい場合には転写電流が多いため、ＣＰＵ31は転写バイアス回路30ａの出力電圧を低くするようにオン時間の短い電圧制御信号Ｓ32ａを送信する。
【０１０１】
以上の制御を繰り返すことで転写電流を一定に制御することができる。なお、イエロー、マゼンタ、ブラックの画像形成部も同様に制御できる。
【０１０２】
このような制御系においては、転写ベルトと感光体ドラムが離間した状態となると、転写ベルトと感光体ドラム間に電流がほとんど流れなくなるため、転写電流Ｉ33ｃが正常動作時に比べて低くなる。この時には最大の転写電圧を印加しても所定の転写電流（所定電圧Ｖ1）を流すことができない。
【０１０３】
このためＣＰＵ31は電圧制御信号Ｓ32ｃをオン時間を最大として出力する。このとき、転写バイアス回路の出力可能な最大電圧値Ｖ3を、通常動作時の最大値Ｖ2よりも大きく設定しておけば転写ベルトと感光体ドラムの当接・離間状態を判断することができる。
【０１０４】
すなわち、転写バイアス電圧検出信号Ｓ38ｃにより検出した転写バイアスの出力値が、通常の画像形成時にはありえない電圧Ｖ2以上となった時には、転写ベルトと感光体ドラムが離間していると判断する。
【０１０５】
なお、この場合も感光体ドラムが画像形成装置本体から脱着可能な構成の場合には、感光体ドラムがない場合と、転写ベルトと感光体ドラムの離間状態との判断が困難なため、別途感光体ドラム脱着の検出が必要になる可能性がある。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、複雑な機構を持たずして簡単な構成で、転写部材の像担持体またはベルトへの圧着・離間の状態を判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るカラー画像形成装置を示す、カラー印字の状態の全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係るカラー画像形成装置を示す、黒印字の状態の全体構成図である。
【図３】転写部材の圧着及び離間の２状態及びその状態を形成する機構を示す図である。
【図４】転写バイアス配線略図である。
【図５】転写電流検出回路である。
【図６】ベルト当接時のシアン、ブラック転写部の模式説明図である。
【図７】ベルト解除時のシアン、ブラック転写部の模式説明図である。
【図８】ベルトの当接離間検出のフローチャートである。
【図９】転写電流検出回路を１つにした転写バイアス配線略図である。
【図１０】第２実施形態に係るカラー画像形成装置を示す全体構成図である。
【図１１】第３実施形態に係るカラー画像形成装置を示す全体構成図である。
【図１２】転写電流、電圧検出回路である。
【図１３】従来のカラー画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図１４】従来の転写部材の圧着及び離間の２状態を形成する機構を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ    …転写材
１    …感光体ドラム
２    …帯電装置
３    …スキャナ部
４    …現像装置
５    …転写部材
６    …クリーニング装置
７    …プロセスカートリッジ
８    …転写搬送ベルト
９    …従動ローラ
10    …駆動ローラ
11ａ  …対向ローラ
11ｂ  …テンションローラ
12    …吸着ローラ
13    …カセット
14    …給送ローラ
15    …搬送ローラ対
16    …定着装置
16ａ  …加熱ローラ
16ｂ  …加圧ローラ
17    …排出ローラ対
18    …排出部
19    …離間ローラ
20ａ，20ｂ …アーム
21    …レバー
22    …カム
23    …駆動ギア
24    …駆動モータ
25    …欠歯ギア
26    …ソレノイド
27    …カムギア
30ｃ  …転写バイアス回路
31    …ＣＰＵ
34ｃ  …負荷
35ｃ  …転写電流検出器
36    …オペアンプ
40    …転写電流検出器
41    …中間転写ベルト
42    …駆動ローラ
43    …従動ローラ
43，44 …従動ローラ
45    …二次転写部
46    …二次転写ローラ
47    …レジストローラ対
48    …転写ローラ
49    …ガイド部材
【図１】
0003943778.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003943778.tif 000010
【図１０】
0003943778.tif 000011
【図１１】
0003943778.tif 000012
【図１２】
0003943778.tif 000013
【図１３】
0003943778.tif 000014
【図１４】
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