JP2012022035A

JP2012022035A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2012022035A
Application number: JP2010157768A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tomioka; 康弘冨岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】コストアップすることなく転写ベルトの負荷トルクの上昇を抑え、転写ベルトの使用可能時間を長くすること。
【解決手段】１次転写バイアス回路２０５により転写シート１３２に電圧を印加せずにメインモータ電流検知部２０３により検知したメインモータ２０１の消費電流（Ｓ５０３）と、１次転写バイアス回路２０５により転写シート１３２に電圧を印加してメインモータ電流検知部２０３により検知したメインモータ２０１の消費電流（Ｓ５０５）との差分（Ｓ５０６）に基づき、１次転写ベルト１３１の劣化度を判断し、劣化度に応じて１次転写バイアス回路２０５により転写シート１３２に印加する電圧を制御する（Ｓ５０７〜Ｓ５１５）ＣＰＵ２００を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、転写部で未定着画像を記録材に転写し、定着部で未定着画像を記録材に定着する電子写真方式の画像形成装置に関する。

図９は電子写真方式のカラー画像形成装置の一例であり、中間転写体を採用したタンデム方式の４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のカラー画像形成装置の転写装置における断面図である。転写手段としての転写部は、１次転写シート９１１、９１３、９１５、９１７に適当なバイアス電圧（以降、１次転写バイアス）を印加する。これとともに各色カートリッジ内の感光ドラム９１０、９１２、９１４、９１６の表面速度と１次転写ベルト９１８の表面速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を１次転写ベルト９１８上に転写する。これを１次転写という。１次転写バイアスを決定する方式としては、ＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）方式とよばれる方式がある。例えば、特許文献１記載のＡＴＶＣ方式では、記録材（紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム、エレクトロファックス紙、静電記録紙等）が転写領域に到達する前に転写部全体のインピーダンス検知を定電流制御で行う。そして、その検出結果に基づいて、記録材が転写部に突入し現像剤を転写する際の１次転写シートのバイアス電圧を定電圧制御する。

このような１次転写シート９１１、９１３、９１５、９１７を利用した転写方式は、装置の小型化や低コスト化には有利に働く一方、次のような課題がある。１次転写シート９１１、９１３、９１５、９１７は、長期間駆動することにより１次転写ベルト９１８との間で磨耗し、１次転写ベルト９１８の静電吸着力と負荷トルクが増大していく。そして、テンションローラ９２２が１次転写ベルト９１８から受ける力も増し、テンションローラ９２２のバネ力もそれに対応するため、バネ長が短くなる方向へとテンションローラ９２２の位置が移動する。１次転写ベルト９１８の長さは変わらないため、２次転写ローラ９２０に対向する位置にあるベルト駆動ローラ９１９と感光ドラム９１０との間で、１次転写ベルト９１８がたわみ、１次転写ユニット９００に湾曲部（ループ形状）９２５が形成される。このループ形状９２５の発生により、色ずれや、ループした１次転写ベルト９１８がメカ部材に接触することに起因した画像不良並びに１次転写ユニット９００のキズ印加及び破損が発生し、画像形成装置の製品寿命が低減するおそれがある。そこで例えば、ベルト駆動ローラ９１９と感光ドラム９１０の間で湾曲の度合い（以下、ループ量）を検知するセンサを設ける。そして、そのセンサにより所定以上のループ形状９２５のループ量を検知した場合は、ループ量を減らすように１次転写バイアスを制御する（例えば、特許文献２参照）。

特開平０２−１２３３８５号公報特開２００９−２１０９９４号公報

しかしながら従来例では、発生したループ形状９２５を解消することを目的としている。このため、１次転写シート９１１、９１３、９１５、９１７が１次転写ベルト９１８に吸着することで発生する１次転写ベルト９１８の負荷トルクの上昇を抑えることができず、１次転写ベルト９１８の使用可能時間を長くすることができないおそれがある。また、ループ量を検知するために、センサを必要とするためコストアップにつながるおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、コストアップすることなく転写ベルトの負荷トルクの上昇を抑え、転写ベルトの使用可能時間を長くすることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写ベルトと、前記転写ベルトを駆動するモータと、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する印加手段と、前記モータの消費電流を検知する検知手段と、を備える画像形成装置であって、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加せずに前記検知手段により検知した前記モータの消費電流と、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加して前記検知手段により検知した前記モータの消費電流との差分に基づき、前記転写ベルトの劣化度を判断し、前記劣化度に応じて前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。

（２）像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写ベルトと、前記転写ベルトを駆動するモータと、前記モータを制御信号により制御するモータ制御手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する印加手段と、を備える画像形成装置であって、前記モータ制御手段が出力する制御信号に基づき前記モータの出力を推定する推定手段と、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加せずに前記推定手段により推定した前記モータの出力と、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加して前記推定手段により推定した前記モータの出力との差分に基づき、前記転写ベルトの劣化度を判断し、前記劣化度に応じて前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、コストアップすることなく転写ベルトの負荷トルクの上昇を抑え、転写ベルトの使用可能時間を長くすることができる。

実施例１の画像形成装置の構成図と１次転写部の拡大図実施例１の１次転写ユニット駆動モータの制御ブロック構成図実施例１のメインモータの回路構成図実施例１の１次転写ユニット負荷、メインモータ電流の関係を示すグラフ実施例１の１次転写ユニットの状態に応じた制御処理を示すフローチャート実施例１の１次転写ユニット負荷の時間変化を従来例と比較するグラフ実施例２の１次転写ユニットの状態に応じた制御処理を示すフローチャート実施例２のメインモータの出力状態を説明するグラフ従来例の１次転写ユニットの概略図

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。

（１）画像形成装置
図１（ａ）に実施例１の画像形成装置の概略構成図、図１（ｂ）に１次転写部の拡大図を示す。本実施例のカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る。尚、各色個別の説明をする場合を除き、以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略する。画像形成部１００は、給紙部１２１、感光ドラム１２２、一次帯電手段としての注入帯電器１２３、トナー容器１２５、現像手段としての現像器１２６、１次転写体である１次転写ユニット１２７、２次転写ローラ１４１、定着装置１３０を備える。感光ドラム１２２、注入帯電器１２３、トナー容器１２５、現像器１２６は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各々ひとつの容器にまとめられており、オールインワンカートリッジ１０１となっている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色において、注入帯電器１２３により帯電された感光ドラム１２２上（像担持体上）に、画像処理部（不図示）が変換した露光時間に基づいてスキャナ部１２４から露光光を照射し、感光ドラム１２２上に静電潜像を形成する。この静電潜像を、トナー容器１２５からのトナーを使って、現像器１２６により感光ドラム１２２上に単色トナー像を形成し、これを１次転写ユニット１２７に４色重ね合わせることで多色トナー像を形成する。１次転写ユニット１２７に形成された多色トナー像を２次転写ローラ１４１とで挟み込み、加圧することで、給紙部１２１から給紙ローラ１４３により給紙された記録紙１１１へ多色トナー像を転写する。そして、記録紙１１１上の多色トナー像を定着装置１３０により定着し、記録紙１１１は排出トレイ（非図示）に排出される。１次転写ユニット１２７上に残ったトナーはクリーナ１２９によりクリーニングされ、クリーニングされた廃トナーはクリーナ容器（非図示）に蓄えられる。

（２）１次転写ユニット１２７
１次転写ユニット１２７は、１次転写ベルト１３１、１次転写シート１３２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色）（固定転写部材）、１次転写ユニット駆動ローラ１３６、テンションローラ１３５、従動ローラ１３３、１３４を備える。１次転写シート１３２には高圧バイアスが印加され、感光ドラム１２２上に形成された多色トナー画像を１次転写ベルト１３１上（転写ベルト上）に転写する。１次転写ユニット駆動ローラ１３６は、図示しないモータ等（後に詳細は説明する）により回転駆動され、１次転写ベルト１３１の搬送駆動を行う。テンションローラ１３５は弾性体により１次転写ベルト１３１に圧を与えている。従動ローラ１３３、１３４は、１次転写ベルト１３１の回動に伴い回転するローラである。

（３）１次転写ユニット駆動モータ電流検知
図２は１次転写ユニット駆動モータ（以下、メインモータと呼ぶ）の制御ブロック構成を示す図である。ＣＰＵ２００はメインモータ２０１の駆動とともに、図示しない画像形成装置全体の制御を行う。メインモータ２０１は１次転写ユニット駆動ローラ１３６を回転駆動し、ＤＣブラシレスモータからなる。メインモータ制御部２０２はメインモータ２０１の駆動制御を行い、メインモータ２０１からの回転状態信号であるＦＧＯＵＴ信号を受け、画像形成に適した回転数になるよう制御する。メインモータ電流検知部２０３はメインモータ２０１の消費電流を検知し、その出力はＣＰＵ２００内のＡ／Ｄ変換部２００ｂに入力される。１次転写バイアス値決定部２００ａは、Ａ／Ｄ変換部２００ｂから入力されたメインモータ電流検知部２０３の検知結果を受け、１次転写バイアス値を決定し、決定されたバイアス値になるよう１次転写バイアス回路２０５を制御する。

次に、図３を参照してメインモータ２０１の電流検知について具体的に説明する。図３は、メインモータ２０１の回路構成を示す図である。３相（ＬＵ、ＬＶ、ＬＷ）のＤＣブラシレスモータ３０１は、ロータマグネット直下のＦＧパターンよりＦＧ信号を出力する。ＦＧ信号は、モータドライバＩＣ３０８に入力され、モータドライバＩＣ３０８内部に設けられている不図示のＦＧアンプにより増幅・コンパレートされ、ＦＧＯＵＴ信号としてメインモータ制御部２０２に出力される。ホール素子３１０〜３１２は、ＤＣブラシレスモータ３０１の各相へのスイッチングタイミングを検出するためのものである。ハイサイド駆動ＦＥＴ３０２〜３０４は、そのドレイン端子がモータ駆動電源（ＶＭ）に接続され、ゲート端子がモータドライバＩＣ３０８に接続され、そのソース端子が各相に接続される。ローサイド駆動ＦＥＴ３０５〜３０７は、そのドレイン端子が各相に接続され、ゲート端子がモータドライバＩＣ３０８に接続され、そのソース端子がモータドライバＩＣ３０８と抵抗ＲＳ及びメインモータ電流検知部２０３に接続される。抵抗ＲＳは、ＤＣブラシレスモータ３０１に流れる電流を検出するための抵抗であり、モータドライバＩＣ３０８は、この抵抗ＲＳによりＩＶ変換された電圧を検出しモータ巻き線に流れる電流に制限をかけている。

モータドライバＩＣ３０８内のチャージポンプ回路３０９は、メインモータ制御部２０２からの出力信号であるＡＣＣ（加速）信号、ＤＥＣ（減速）信号によりトルク指定電圧コンデンサ３１３に電荷をチャージ又はディスチャージする回路部である。メインモータ２０１は、このトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧により出力が決定される。例えば、メインモータ２０１の印字時の回転数がＦＧ信号周期で１ｍｓｅｃ（ミリ秒）だったと仮定する。ある時刻において、得られたＦＧ信号間隔が０．９ｍｓｅｃだったとすると、このときにはメインモータ２０１は速く回りすぎていることになる。メインモータ２０１からＦＧＯＵＴ信号を入力されたメインモータ制御部２０２は、速度差分に相当する０．１ｍｓｅｃ分だけＤＥＣ信号をメインモータ２０１のチャージポンプ回路３０９に出力する。そして、ＤＥＣ信号を入力されたチャージポンプ回路３０９は、トルク指定電圧コンデンサ３１３の電荷をディスチャージする。こうすることで、メインモータ制御部２０２は、メインモータ２０１の出力を低下させ、回転数を下げるような制御を行う。メインモータ２０１が遅く回っているときにはこの逆で、メインモータ制御部２０２は、ＡＣＣ（加速）信号をチャージポンプ回路３０９に出力する。そして、ＡＣＣ信号を入力されたチャージポンプ回路３０９は、トルク指定電圧コンデンサ３１３に電荷をチャージしてメインモータ２０１の出力を上昇させ、回転数を上げる制御を行う。

メインモータ電流検知部２０３は、主に抵抗３２２とコンデンサ３２３及びオペアンプ３２１からなり、抵抗ＲＳに流れるメインモータ電流をＩＶ変換した電圧を平均化すると同時に増幅してＣＰＵ２００のＡ／Ｄ変換部２００ｂに出力する。ＣＰＵ２００は、Ａ／Ｄ変換部２００ｂでデジタル値に変換されたデータによりメインモータ電流を認識する。

１次転写ベルト１３１の速度は、画像形成のプロセススピード（画像形成速度）になるよう予め決められており、この速度になるようにメインモータ２０１の回転数が決まっている。そのため、１次転写ユニット１２７の負荷に応じてメインモータ２０１の駆動電流も変化する。図４（ａ）に示すように、１次転写ユニット１２７の負荷Ｆ（以降、１次転写ユニット負荷Ｆ）とメインモータ２０１の消費電流Ｉｍ（以降、メインモータ電流Ｉｍ）とは、ほぼ比例の関係にある。図４（ｂ）は、横軸を時間Ｔ、縦軸を１次転写ユニット負荷Ｆとし、１次転写バイアスオン（１次転写ＯＮ）時（実線）及びオフ（１次転写ＯＦＦ）時（破線）の関係を示す図である。１次転写バイアスオフ時では時間が経過するにつれ、１次転写シート１３２及び１次転写ベルト１３１の長期間使用による消耗により１次転写ユニット負荷Ｆはゆるやかに増加していく。また、１次転写バイアスオン時では時間が経過するにつれ、１次転写シート１３２の抵抗値が上昇することで１次転写バイアスも上昇し静電吸着力が上がることで、１次転写バイアスオフ時に比べて１次転写ユニット負荷Ｆのグラフの傾きが大きくなる。

図４（ｃ）は、横軸を時間Ｔ、縦軸をメインモータ電流Ｉｍとしたときの１次転写バイアスオン時（実線）及びオフ時（破線）の関係を示す図である。図４（ｃ）のメインモータ電流Ｉｍは図４（ｂ）に示す１次転写ユニット負荷Ｆと同じ特性になっている。尚、図４（ｃ）の詳細は図５のフローチャートと併せて説明する。

（４）１次転写ユニットの状態に応じた制御
図５は本実施例の１次転写ユニット１２７の状態に応じた制御の動作を説明するフローチャートである。ユーザによる電源投入やジャム処理（紙詰まり等の搬送不良の処理）、カートリッジ交換、プリント指示等がなされると、ステップ（以下、単にＳとする）５０１で、ＣＰＵ２００はＡＴＶＣ制御を実行する。Ｓ５０１でＣＰＵ２００は、ＡＴＶＣ制御を実行して１次転写バイアス値Ｖａを算出する。ＡＴＶＣ制御は従来の技術で説明しているためここでの説明は省略する。Ｓ５０２でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス回路２０５により一旦１次転写バイアスをオフにする。Ｓ５０３でメインモータ電流検知部２０３はメインモータ２０１の電流を検知する。メインモータ２０１の電流は、すでに説明したように、アナログ電圧としてＡ／Ｄ変換部２００ｂに入力されるが、Ｓ５０３で得られた電圧値をＶ１とする。Ｓ５０４でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス回路２０５により１次転写バイアスをオン状態にする。ＣＰＵ２００は、１次転写バイアス値としてＳ５０１で算出した電圧値Ｖａを出力する。Ｓ５０５でメインモータ電流検知部２０３は、再びメインモータ２０１の電流を検知する。Ｓ５０５で得られた電圧値についてはＶ２とする。Ｓ５０６でＣＰＵ２００は、Ｓ５０３とＳ５０５で得られた電圧値Ｖ１、Ｖ２の差分を差分値ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１として算出する。

Ｓ５０７でＣＰＵ２００は、得られた差分値ΔＶが閾値Ｖ５よりも小さいか否かを判断する。ここで、閾値Ｖ５について説明する。図４（ｃ）において、１次転写バイアスオン時のメインモータ電流値と１次転写バイアスオフ時のメインモータ電流値とは傾きが異なる。そのため、同一時間での両者の差分に関しては、時間が経過するほど大きくなる。時間Ｔ１は、１次転写ユニット１２７の負荷が増え、これ以降になると色ずれが発生する時間を示す。このときの１次転写バイアスオン時のメインモータ電流値と１次転写バイアスオフ時のメインモータ電流値との差分を差分値ΔＩ１としている。閾値Ｖ５は、この電流の差分値ΔＩ１を電圧変換した値であり、色ずれ発生時の差分値ΔＶの閾値である。

Ｓ５０７でＣＰＵ２００は、差分値ΔＶがＶ５よりも小さいと判断した場合には、１次転写ユニット１２７の負荷の上昇が色ずれを発生させるまでには至っていないと判断する。Ｓ５０８でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス値決定部２００ａにより１次転写バイアスＶ０をＡＴＶＣ制御で得られた電圧値Ｖａに設定し、本シーケンスを終了する。Ｓ５０７でＣＰＵ２００は、差分値ΔＶがＶ５以上であると判断した場合には、Ｓ５０９で差分値ΔＶが閾値Ｖ６よりも小さいか否かを判断する。ここで、閾値Ｖ６について説明する。図４（ｃ）において、時間Ｔ２は、１次転写ユニット１２７の負荷が増え１次転写ベルト１３１のループが大きくなり、これ以降になるとメカ部材等に接触し、画像不良を引き起こすおそれのある時間を示す。このときの１次転写バイアスオン時のメインモータ電流値と１次転写バイアスオフ時のメインモータ電流値との差分を差分値ΔＩ２としている。閾値Ｖ６は、この電流の差分値ΔＩ２を電圧変換した値であり、１次転写ベルト１３１に形成された湾曲部すなわちループが大きくなったときの差分値ΔＶの閾値である。差分値ΔＶが閾値Ｖ６よりも小さいときには、色ずれ発生のおそれがある。そのため、Ｓ５１０でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス値決定部２００ａにより１次転写バイアスＶ０を低減した値Ｖｂに設定する。電圧値Ｖｂは、時間Ｔ１に想定されるＡＴＶＣ制御時の電圧値Ｖａに対して低い値（Ｖｂ＜Ｖａ）として定められる。１次転写バイアスをＡＴＶＣ制御の演算結果よりも低く出力することで、１次転写静電吸着力及び１次転写負荷トルクが低減し、結果として１次転写ユニット負荷トルクが低減する。

Ｓ５０９でＣＰＵ２００は、差分値ΔＶが閾値Ｖ６以上であると判断した場合には、Ｓ５１１で差分値ΔＶが閾値Ｖ７よりも小さいか否かを判断する。ここで、閾値Ｖ７について説明する。図４（ｃ）において、時間Ｔ３は、１次転写ユニット１２７の負荷Ｆが増え、１次転写ベルト１３１のループが大きくなりメカ部材等に接触し、この状況が進み１次転写ベルト１３１のキズ印加及び破損を引き起こすおそれのある時間を示す。このときの１次転写バイアスオン時のメインモータ電流値と１次転写バイアスオフ時のメインモータ電流値との差分を差分値ΔＩ３としている。閾値Ｖ７は、この電流値の差分値ΔＩ３を電圧変換した値であり、１次転写ベルト１３１の交換を指示するときの差分値ΔＶの閾値である。差分値ΔＶが閾値Ｖ７よりも小さいときには、画像不良を引き起こすおそれがある。そのため、Ｓ５１１でＣＰＵ２００は、差分値ΔＶが閾値Ｖ７よりも小さいと判断すると、Ｓ５１２で１次転写ベルト１３１の劣化が進んだことをユーザに知らしめるべく、１次転写ユニット１２７の寿命を報知する。ここで報知手段としては、表示パネル上に行ってもよいし、ＬＥＤを点滅、あるいはホストコンピュータ上などに報知を行ってもよい。尚、Ｓ５１２で報知したタイミングで１次転写ユニット１２７の交換を指示してもよい。Ｓ５１５でＣＰＵ２００は、可能な限りは印字動作を継続できるように印字スピード（画像形成速度）を低減させ、１次転写バイアスＶ０をさらに低減した値Ｖｃに設定する。印字スピードを低減させることで、１次転写バイアス自体を下げることができ、１次転写バイアスＶ０を電圧値Ｖｃに低減させても画像への影響を許容範囲に留めることができる。また、電圧値Ｖｃは、電圧値Ｖｂよりも低い値（Ｖｃ＜Ｖｂ）として定められる。

Ｓ５１１でＣＰＵ２００は、差分値ΔＶが閾値Ｖ７以上であると判断した場合には、１次転写ベルト１３１のキズ印加及び破損が起きている又は起きる直前の状態であると判断し、Ｓ５１３で１次転写ユニット１２７の交換を指示する。ＣＰＵ２００による指示は、表示パネル上に行ってもよいし、ホストコンピュータ上に行ってもよい。Ｓ５１４でＣＰＵ２００は、動作継続を要求されているか否かを判断する。Ｓ５１４でＣＰＵ２００は、１次転写ユニット交換を行わずに、動作継続を選択された（継続要求された）場合には、Ｓ５１５に遷移し、１次転写ユニット交換が選択された（継続要求されなかった）場合には、本シーケンスを終了する。このように、差分値ΔＶと閾値Ｖ５〜Ｖ７とを比較することにより、１次転写ベルト１３１の劣化度合いを推定することができる。

図６は本実施例の長期間駆動に伴う１次転写ユニット１２７の負荷トルク変動を説明する図である。横軸を時間Ｔ、縦軸を１次転写ユニット負荷Ｆとする。破線は１次転写バイアスオフ時、細い実線は従来例の１次転写バイアスオン時、太い実線は本実施例の１次転写バイアスオン時を示す。１次転写バイアス値決定部２００ａは、メインモータ電流検知部２０３によるメインモータ電流検知結果に基づいて、１次転写バイアスをＡＴＶＣ制御の結果である電圧値Ｖａ及び低減用１次転写バイアスＶｂ、Ｖｃのいずれかに切り替える。その結果、１次転写ユニット１２７の負荷トルク上昇時間を遅らせることができ、１次転写ベルト１３１の使用可能時間を長くすることができる、すなわち１次転写ベルト１３１の寿命を長くすることができる。尚、１次転写ベルト１３１の使用可能時間は、新品の状態からの使用時間を表し、例えばＣＰＵ２００内の不図示のクロックをカウントしたり、印字総枚数をカウントしたりすることにより計測する。

本実施例では、１次転写バイアスとして低減用１次転写バイアスが選択された場合、従来技術で説明したＡＴＶＣ制御の結果と異なる転写バイアスを出力するため、環境条件等の種々の条件によっては１次転写に起因する程度の低い画像不良が発生する。一方、本発明が解決しようとする課題で説明した、中間転写体である１次転写ユニットのループ発生に起因する色ずれや画像不良は、ユーザの許容範囲を超える大きなものである。従って、本発明の実施に伴う画像不良の低減の効果は大きい。

以上のように、本実施例では、１次転写バイアスオン時とオフ時のメインモータ電流値の差分値により、１次転写ベルト１３１の劣化度合いを判断し、劣化度合いに応じて１次転写バイアスを低減させ、また印字速度を低下させる構成とする。このため、ループ量検知のためのセンサを必要としない。これにより、本実施例によれば、画像不良を精度よく低減し、１次転写ベルトの寿命を向上させることができる。すなわち、コストアップすることなく１次転写ベルトの負荷トルクの上昇を抑え、１次転写ベルトの使用可能時間を長くすることができる。

実施例１では、メインモータ電流検知部２０３によりメインモータ２０１の電流を検知することで１次転写ベルト１３１の劣化度合いを判断した。本実施例ではメインモータ２０１の制御信号を用いてメインモータ出力を推測することにより、１次転写ベルト１３１の劣化度合いを推定する。メインモータ２０１の制御信号は、ＡＣＣ信号、ＤＥＣ信号、ＦＧ信号などがあるが、本実施例では、チャージポンプ回路３０９のトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧を用いた制御について説明する。実施例１で説明した図３において、メインモータ電流検知部２０３へは抵抗ＲＳから出力していたが、本実施例の構成では、トルク指定電圧コンデンサ３１３からメインモータ電流検知部２０３へ出力する。その他については実施例１と同様であり、詳細な説明は省略する。

（５）１次転写ユニットの状態に応じた制御
図７のフローチャートを参照しつつ実施例１と異なる本実施例の制御について説明する。Ｓ６０１、Ｓ６０２は図５のＳ５０１、Ｓ５０２と同じであるため説明を省略する。Ｓ６０３でＣＰＵ２００は、メインモータ電流検知部２０３によりトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧Ｖｃｈのモニタを行う。トルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧はアナログ電圧としてＡ／Ｄ変換部２００ｂに入力されるが、Ｓ６０３で得られた電圧値をＶｃｈ１とする。Ｓ６０４でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス回路２０５により１次転写バイアスをオン状態にする。１次転写バイアス値としてはＶａを出力する。Ｓ６０５でＣＰＵ２００は、メインモータ電流検知部２０３によりトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧Ｖｃｈのモニタを行う。Ｓ６０５で得られた電圧値についてはＶｃｈ２とする。Ｓ６０６でＣＰＵ２００は、Ｓ６０３で得られた電圧値Ｖｃｈ１とＳ６０５で得られた電圧値Ｖｃｈ２の差分をΔＶｃｈ＝Ｖｃｈ２−Ｖｃｈ１として算出する。

ここでトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧Ｖｃｈについて説明する。電圧Ｖｃｈはトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧であるが、特性としては、図８のようになる。図８（ａ）は、一定回転数におけるメインモータ２０１にかかる負荷を横軸、縦軸を電圧Ｖｃｈとした図である。負荷が大きくなると電圧Ｖｃｈも大きくなる関係にある。つまり、電圧Ｖｃｈが大きくなればモータ出力も上がることを意味しており、電圧Ｖｃｈはモータ出力を推定できるパラメータとなっている。図８（ｂ）は横軸を時間Ｔ、縦軸を電圧Ｖｃｈとした図である。時間Ｔａにて１次転写バイアスをオンにしている。時間Ｔａ前では電圧Ｖｃｈは電圧値Ｖｃｈ１であり、時間Ｔａからは電圧Ｖｃｈは上昇する。１次転写バイアスをオンにしたことにより１次転写ユニット１２７の負荷が増えたため、電圧Ｖｃｈが電圧値Ｖｃｈ１ではモータ出力不足で回転数を維持できない。回転数が維持できなくなると、ＦＧ信号周期が遅くなり、メインモータ制御部２０２は、モータドライバＩＣ３０８から出力されたＦＧＯＵＴ信号によりメインモータ２０１の回転数が遅くなったことを検知する。そしてメインモータ制御部２０２は、それに応じてメインモータ２０１のチャージポンプ回路３０９にＡＣＣ信号を出力する。チャージポンプ回路３０９は、メインモータ制御部２０２から入力されたＡＣＣ信号に応じてトルク指定電圧コンデンサ３１３に電荷をチャージすることで電圧Ｖｃｈが上昇しメインモータ２０１の回転数が上がり出力が増す。メインモータ２０１の出力と負荷の釣り合いがとれるようになると（時間Ｔｂ）、電圧Ｖｃｈが安定する（モータ出力安定）（電圧値Ｖｃｈ２）。従って、本実施例では、差分ΔＶｃｈを１次転写バイアスオフ時とオン時のメインモータ出力差を表すパラメータとして捉えている。

Ｓ６０７でＣＰＵ２００は、得られた差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ３よりも小さいか否かを判定する。閾値Ｖｃｈ３は、実施例１における閾値Ｖ５同様、色ずれ発生時の１次転写バイアスオフ状態からオン状態にしたときのトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧差の閾値である。ＣＰＵ２００はΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ３よりも小さいと判断した場合には、１次転写ユニット１２７の負荷の上昇が色ずれを発生させるまでには至っていないと判断する。そしてＳ６０８でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス値決定部２００ａにより１次転写バイアスＶ０をＳ６０１のＡＴＶＣ制御で得られたＶａに決定（設定）し、本シーケンスを終了する。

Ｓ６０７でＣＰＵ２００は、差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ３以上であると判断した場合には、Ｓ６０９で差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ４よりも小さいか否かを判断する。閾値Ｖｃｈ４は、実施例１における閾値Ｖ６と同様である。すなわち、１次転写ユニット１２７の負荷が増え１次転写ベルト１３１のループが大きくなり、これ以降になるとメカ部材等に接触し、画像不良を引き起こすおそれのある場合の閾値である。閾値Ｖｃｈ４も、１次転写バイアスオフ状態からオン状態にしたときのトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧差の閾値である。Ｓ６０９でＣＰＵ２００は、差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ４よりも小さいと判断したときには、色ずれ発生のおそれがある。そのため、Ｓ６１０でＣＰＵ２００は、１次転写バイアス値決定部２００ａにより１次転写バイアスＶ０を低減した値Ｖａ×αに設定する。αは低減係数であり、１次転写静電吸着力を低減するため、１次転写静電吸着力をＡＴＶＣ制御時の１次転写静電吸着力よりも低減する０＜α＜１．０の範囲内で任意に設定可能である。本実施例では一例として、α＝０．８とし、低減用１次転写バイアスＶ０はＡＴＶＣ制御で得られたＶａの８０％の値とする。１次転写バイアスをＡＴＶＣ制御の演算結果よりも低く出力することで、１次転写静電吸着力及び１次転写負荷トルクが低減し、結果として１次転写ユニット負荷トルクが低減する。

Ｓ６０９でＣＰＵ２００は、差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ４以上であると判断した場合には、Ｓ６１１で差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ５よりも小さいか否かを判断する。ここで、閾値Ｖｃｈ５は、実施例１における閾値Ｖ７と同様である。すなわち、１次転写ユニット１２７の負荷が増え１次転写ベルト１３１のループが大きくなりメカ部材等に接触し、この状況が進み１次転写ベルト１３１のキズ印加及び破損を引き起こすおそれのある場合の閾値である。また、１次転写バイアスオフ状態からオン状態にしたときのトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧差の閾値でもある。差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ５よりも小さいときには、画像不良を引き起こすおそれがある。そのため、Ｓ６１２でＣＰＵ２００は、１次転写ベルト１３１の劣化が進んだことをユーザに知らしめるべく、１次転写ユニット１２７の寿命を報知する。報知手段としては、表示パネル上に行っても良いし、ＬＥＤを点滅、あるいはホストコンピュータ上などに行っても良い。尚、Ｓ６１２で報知したタイミングで１次転写ユニット１２７の交換を指示してもよい。Ｓ６１５でＣＰＵ２００は、印字スピードを低減させ、１次転写バイアス値決定部２００ａにより１次転写バイアスＶ０をさらに低減した値Ｖａ×βに設定する。ここでβは低減係数であり、１次転写静電吸着力を低減するため、１次転写静電吸着力をＡＴＶＣ制御時の１次転写静電吸着力よりも低減する０＜β＜αの範囲内で任意に設定可能である。印字スピードを低減させることで、１次転写バイアス自体を下げることができ、１次転写バイアスＶ０をＶａ×βに低減させても画像への影響を許容範囲に留めることができる。Ｓ６１１でＣＰＵ２００が、差分ΔＶｃｈが閾値Ｖｃｈ５以上であると判断した場合のＳ６１３、Ｓ６１４の処理は、図５のＳ５１３、Ｓ５１４の処理と同じであるため説明を省略する。

以上のように、１次転写バイアスオフ時とオン時のトルク指定電圧コンデンサ３１３の電圧差を求めることで、この間に生じた負荷変動によるメインモータ２０１に供給される電力量（出力）を推定する。これによりコストアップ無しに１次転写ベルト１３１の劣化度合いを判断することができる。そして、１次転写ベルト１３１の劣化度合いに応じて１次転写バイアスを低減させ、また画像形成速度を低下させることで、画像不良を低減し、１次転写ベルトの寿命を向上させることができる。すなわち、コストアップすることなく１次転写ベルトの負荷トルクの上昇を抑え、１次転写ベルトの使用可能時間を長くすることができる。

１３１１次転写ベルト
１３２１次転写シート
２００ＣＰＵ
２０１メインモータ
２０３メインモータ電流検知部
２０５１次転写バイアス回路

Claims

像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写ベルトと、前記転写ベルトを駆動するモータと、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する印加手段と、前記モータの消費電流を検知する検知手段と、を備える画像形成装置であって、
前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加せずに前記検知手段により検知した前記モータの消費電流と、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加して前記検知手段により検知した前記モータの消費電流との差分に基づき、前記転写ベルトの劣化度を判断し、前記劣化度に応じて前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写ベルトと、前記転写ベルトを駆動するモータと、前記モータを制御信号により制御するモータ制御手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する印加手段と、を備える画像形成装置であって、
前記モータ制御手段が出力する制御信号に基づき前記モータの出力を推定する推定手段と、
前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加せずに前記推定手段により推定した前記モータの出力と、前記印加手段により前記転写手段に電圧を印加して前記推定手段により推定した前記モータの出力との差分に基づき、前記転写ベルトの劣化度を判断し、前記劣化度に応じて前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記転写手段は、固定転写部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記転写ベルトの劣化度が色ずれを発生する度合いであると判断した場合には、前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を、前記色ずれが発生しない度合いであると判断した場合の電圧に比べて低減させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記転写ベルトの劣化度が画像不良を発生する度合いであると判断した場合には、前記印加手段により前記転写手段に印加する電圧を、前記色ずれが発生する度合いであると判断した場合の電圧に比べて低減させ、かつ画像形成速度を前記画像不良が発生しない度合いであると判断した場合の画像形成速度に比べて低減させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記転写ベルトの劣化度が前記転写ベルトの交換を指示する度合いであると判断した場合には、前記転写ベルトの交換を指示することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。