JP2017156387A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部材をクリーニングするとともに、転写部材に印加される電圧値を精度良く決定する。【解決手段】制御手段Ｃは、クリーニング動作実行時に、電流検出手段１３によって検出された転写部材２に流れる電流の情報から、転写部材２に付着する現像剤の付着量に対応する情報を導出し、導出された付着量に対応する情報から、転写電圧の決定に影響しないと判断される場合には、転写電圧を決定し、転写電圧の決定に影響すると判断される場合には、クリーニング動作実行時間を延長して前記クリーニング動作を繰り返す延長シーケンスを実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、現像剤を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真式を用いた画像形成装置では、転写ローラに電圧が印加されることで、感光ドラム上のトナー像が用紙に転写される。このような画像形成装置には、転写ローラに付着したトナーをクリーニングする手段が設けられていることがある。転写ローラをクリーニングする場合、プリント動作をする直前に、感光ドラムと転写ローラを駆動させるメインモータを稼働し、感光ドラムを帯電する帯電ローラに電圧を印加する。

それにより、感光ドラムと転写ローラが回転するとともに、感光ドラムの表面が帯電する。そして、転写ローラに付着したトナーと同極性の電圧（−）を転写ローラに印加することで、転写ローラから感光ドラムにトナーを逆転写させる。その後、感光ドラムに逆転写されたトナーがクリーニングブレードによって回収されることにより、転写ローラのクリーニングが終了する。

その後、転写ローラに印加される電圧（−）をオフにし、転写ローラに逆極性の電圧（＋）を印加する。そして、転写ローラの負荷を検知するため、および、トナー像を用紙に転写する際に転写ローラに印加される電圧値を決定するために、いわゆるＦＢシーケンス（フィードバックシーケンス）を開始する。このＦＢシーケンスとしては、例えば、特許文献１に開示されるいわゆるＰＴＶＣ制御が知られている。

具体的には、特許文献１に開示される技術では、転写ローラに印加される電圧を段階的に増加させ、転写ローラから感光ドラムに流れる電流値が所定の値に達したときの電流値に基づき、転写ローラに印加する電圧値を決定している。ＰＴＶＣ制御が終了した後、転写ローラに印加される電圧（＋）は、転写ローラに印加される電圧が所定の値に維持されるように制御される。そして、感光ドラムと転写ローラとのニップ部に用紙が搬送される段階で、ＰＴＶＣ制御で決定された電圧が転写ローラに印加される。これにより、トナー像が用紙に適切に転写される。

しかし、従来では、プリント動作を実行する直前に、転写ローラのクリーニングとＦＢシーケンスを別のタイミングで順次行っていた。そのため、画像形成装置が印刷ジョブを受信してから１枚目の用紙に印刷するまでの時間（ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ））が長くなるという問題点があった。そこで、特許文献２に開示される
技術では、プリント動作を実行する直前に、転写ローラのクリーニングを実行しながら、同時に、転写ローラをクリーニングするために転写ローラに印加される電圧(−)を用いてＦＢシーケンスを実行している。

しかしながら、特許文献２に開示される技術では、転写ローラのクリーニングとＦＢシーケンスとを同時に行うことでＦＰＯＴを短縮できるが、転写ローラのクリーニングを実行しながら転写ローラの負荷を検知することになる。そのため、例えば、直前のプリント動作でジャムが発生した場合や、感光ドラムの滑り性を確保するため等の目的で感光ドラムにトナーをパージした場合などに、転写ローラが極端に汚れていることがある。そして、転写ローラの汚れが十分に除去されていない状態でＦＢシーケンスが実行されてしまうことがある。

その結果、転写ローラの負荷を正しく検出できなくなってしまうおそれがある。転写時に転写ローラに印加される電圧は転写ローラの負荷から算出されるが、転写ローラの負荷を正しく検出できないことで、算出された電圧値が適正値から外れてしまうことがある。それにより、用紙に印刷された画像に画像不良が生じるおそれがある。

特開平５−００６１１２号公報 特開２００３−０１５４３９号公報

本発明の目的は、転写ローラなどの転写部材をクリーニングするとともに、転写部材に印加される電圧値を精度良く決定することである。

上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
現像剤像が担持される像担持体と、
前記像担持体とニップ部を形成し、前記像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写部材に電圧を印加した際に前記転写部材に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧印加手段によって、現像剤と同極性のクリーニング電圧を前記転写部材に印加するクリーニング動作を所定時間実行すると共に、前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流の情報から転写電圧を決定するシーケンスを実行する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記クリーニング動作実行時に、前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流の情報から、前記転写部材に付着する現像剤の付着量に対応する情報を導出し、導出された付着量に対応する情報から、前記転写電圧の決定に影響しないと判断される場合には、前記転写電圧を決定し、前記転写電圧の決定に影響すると判断される場合には、前記クリーニング動作実行時間を延長して前記クリーニング動作を繰り返す延長シーケンスを実行することを特徴とする。

本発明は、転写ローラなどの転写部材をクリーニングするとともに、転写部材に印加される電圧値を精度良く決定することができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面模式図 実施例１に係るＦＢシーケンスを示すタイミングテーブル 実施例１におけるＦＢシーケンスを示すフローチャート 実施例１において転写ローラが汚れていない場合の電流波形を示す図 実施例１において転写ローラが汚れている場合の電流波形を示す図 転写ローラに印加する電圧値と検出された電流値との関係を示す図 実施例２において転写ローラが汚れている場合の電流波形を示す図 実施例２におけるＦＢシーケンスを示すフローチャート 実施例１に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図

以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。

（実施例１）
以下、本実施例に係る画像形成装置Ａについて図面を用いて説明する。図１は、実施例１に係る画像形成装置Ａの概略構成を示す断面模式図である。本実施例では、画像形成装置Ａはレーザビームプリンタとなっている。画像形成装置Ａには、図１の矢印方向に回転移動（プロセススピード ３７７ｍｍ／ｓｅｃ）する像担持体としての感光ドラム１が設けられている。そして、感光ドラム１に設けられた有機光導電層の表面が、１次高圧電源９に接続された帯電ローラ３によって一様に負極性に帯電される。

次に、画像情報に応じて画像変調されたレーザ光Ｌがレーザビームスキャナ５から感光ドラム１の表面に照射され、レーザ光Ｌが照射された部分の電位が減衰する。これにより、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。さらに、現像高圧電源１０から現像器６に電圧が印加されることで、感光ドラム１と現像器６とが対向する部分において、現像器６から静電潜像に現像剤としてのネガトナー４が供給される。この反転現像によって静電潜像がトナー像（現像剤像）として現像される。

感光ドラム１の回転方向において、静電潜像が現像される現像位置よりも下流側では、転写部材である転写ローラ２と感光ドラム１とが転写位置において圧接している。感光ドラム１が回転することでトナー像が転写位置に搬送される。また、トナー像が転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、記録媒体としての転写材Ｐが搬送路７から転写位置に供給される。そして、電圧印加部である転写高圧電源１１によって転写ローラ２に正の転写電圧が印加されることで、感光ドラム１上（像担持体上）のトナー像は転写材Ｐに転写される。

この転写時には、転写材Ｐの裏側に転写ローラ２が接触している。そして、転写材Ｐの裏側に、転写ローラ２から、トナー像の電荷とは逆極性の電荷が付与される。その後、トナー像が転写された転写材Ｐは、感光ドラム１から離れて、不図示の定着装置に搬送される。転写材Ｐ上のトナー像は定着装置によって転写材Ｐに定着する。一方、感光ドラム１の表面に残った残留トナーはクリーナ８によって除去される。そして、感光ドラム１は、次の画像形成を行うために帯電ローラ３によって帯電される。

なお、画像形成装置Ａには、搬送路７において、感光ドラム１および転写ローラ２よりも上流側に、転写材Ｐが搬送されてきたことを検知するトップセンサＳが配置されている。詳しく後述するが、転写材ＰがトップセンサＳに接触してトップ信号がＯＮになると、転写位置に転写材Ｐが搬送されるタイミングに合わせて、感光ドラム１上に静電潜像が形成され始める。ここで、本実施例では、転写ローラ２は、ＮＢＲとヒドリンからなるスポンジで形成されている。外径が５ｍｍのＳＵＳ芯金の上に、肉厚が４．５ｍｍのスポンジ層が形成されている。これにより、転写ローラ２の外径は１４ｍｍとなっている。転写ローラ２の抵抗値は、４００ｇ重の荷重で転写ローラ２を接地させ、転写ローラ２を１１８ｍｍ/ｓｅｃの周速で回転させるとともに、芯金に２．０ＫＶの電圧を印加した場合に約
５.０×１０^７Ωという値となった。このときの抵抗値は、転写ローラ２に流れた電流か
ら導出している。

帯電ローラ３によって帯電された感光ドラム１上の１次帯電電位は、暗電位Ｖ_Ｄ＝−６００Ｖであり、レーザ光によって露光された部分の電位（露光電位）Ｖ_Ｌ＝−１００Ｖである。また、転写高圧電源１１は、可変定電圧電源１２と電流検出手段としての電流計１
３とコントローラ１４を有する。後述するが、いわゆる前回転時に転写ローラ２に−１.
６ｋＶの転写電圧（−）を印加し、このとき転写ローラ２に流れた電流値を電流計１３で測る。そして、計測した電流値に対応する電圧を図６に示すテーブルから求めて、このときの電圧を転写電圧Ｖｔにし、１枚目の転写材Ｐに対して画像形成を実行する。このときの転写電圧Ｖｔを求めるシーケンスをＦＢシーケンスと呼ぶこととする。なお、図６に示すテーブルは記憶部Ｍ（図９を参照）に記憶されている。

ここで、図９は、実施例１に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。転写高圧電源１１の動作を制御する制御部であるコントローラ１４が、転写ローラ２に印加される電圧を制御する方法について具体的に説明する。図９において、制御部Ｃと感光ドラム１と現像高圧電源１０と１次高圧電源９と転写高圧電源１１とレーザビームスキャナ５と転写ローラ２とトップセンサＳと帯電ローラ３と記憶部ＭはバスＢを介して互いに接続されている。制御部Ｃは、ＣＰＵなどの演算部（不図示）とメモリなどの記憶部とを有している。そして、メモリに記憶されたコンピュータプログラムを演算部が実行することで、制御部Ｃは、画像形成装置内の機器の動作を制御する。

次に、図２に示すタイムチャートと、図３に示すフローチャートとを参照して、本実施例に係るプリント動作について説明する。図２は、実施例１に係るＦＢシーケンスを示すタイミングテーブルである。図３は、実施例１におけるＦＢシーケンスを示すフローチャートである。まず、プリント動作を実行する場合、図２に示すＴ１において、制御部Ｃが不図示のメインモータを制御することで前回転動作においてメインモータが駆動される。そして、制御部Ｃが１次高圧電源９を制御することで、１次高圧電源９から帯電ローラ３に１次帯電用電圧が印加される。

これにより、感光ドラム１の表面が一様に帯電される。同時に、制御部Ｃが転写高圧電源１１（図１に示す）を制御することで、転写高圧電源１１から転写ローラ２に転写電圧（−）（クリーニング電圧）が印加される。これにより、転写ローラ２の外周面に付着したトナーが感光ドラム１の外周面に回収される。つまり、転写ローラ２の外周面がクリーニングされる。なお、感光ドラム１と転写ローラ２との電位差によって、転写ローラ２に付着したトナーは感光ドラム１に逆転写される。これにより、転写ローラ２がクリーニングされる。

次に、時間Ｔ１が経過すると、感光ドラム１における帯電された部分が転写位置に到達する。そして、時間Ｔ２において、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写ローラ２に転写電圧（−）が印加され、転写ローラ２のクリーニングが所定時間実行される。それと同時に、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写電圧を決定するためのＦＢシーケンスを開始する。このＦＢシーケンスでは、転写ローラ２に転写電圧（−）が印加されているときの電流値を電流計１３で検出する。転写ローラ２が２周する時間、転写ローラ２のクリーニングと電流値の検出とが実行され、時間Ｔ２が経過すると、以下に示す方法で転写ローラ２の汚れが検知される。

図４は、実施例１において転写ローラ２が汚れていない場合の電流波形を示す図である。図５は、実施例１において転写ローラ２が汚れている場合の電流波形を示す図である。ここで、図４を参照して、転写ローラ２の汚れを検知する方法について説明する。図４は時間Ｔ２において、転写ローラ２に流れる電流を電流計１３で検出したときの電流波形である。電流波形は、転写ローラ２の回転周期に対応して規則的に変化している。これは、転写ローラ２の周方向に生じる抵抗ムラの影響を受けて、転写ローラ２に流れる電流値が変化していることを示す。また、図５に示すように、転写ローラ２の表面にトナー４が不均一に付着して、転写ローラ２の周方向でトナー４の付着量に差異が生じると、転写ローラ２の周方向において極端な抵抗ムラが生じる。これにより、転写ローラ２に流れる電流
の波形の振幅が、不規則になり、かつ、局所的に大きくなる。

本実施例では、時間Ｔ２において転写ローラ２に流れる電流値の振れが、電流値の平均値に対して±１０％以上となっていた場合に、転写ローラ２が汚れていると判断される。なお、この電流値の振れは、時間Ｔ２において検出された電流値の最大値または最小値とする。ここで、時間Ｔ２における電流値の平均値をＸとすると、電流値の平均値の±１０％値は、Ｘ×１．１（１１０％）またはＸ×０．９（９０％）となる。このときに、時間Ｔ２における電流値の最大値または最小値が、平均値Ｘ×１．１以上（１１０％以上）、または、平均値Ｘ×０．９以下（９０％以下）となった場合に転写ローラ２が汚れていると判定される。

具体的には、記憶部Ｍには、電流値の平均値Ｘと、電流値の平均値の±１０％の範囲Ｙと、電流値の最大値と最小値との差Ｚと、転写ローラ２の汚れ具合の対応関係が記憶されている。対応関係とは、例えば、電流値の平均値Ｘと、電流値の平均値の±１０％の範囲Ｙと、電流値の最大値と最小値との差Ｚと、転写ローラ２の汚れ具合の対応関係が示されたテーブルである。

そして、制御部Ｃは、この対応関係と、電流値の平均値Ｘと、電流値の平均値の±１０％の範囲Ｙと、電流値の最大値と最小値との差Ｚに基づいて、転写ローラ２の汚れを検知する。なお、転写ローラ２に流れる電流値が変動する要因としては、転写ローラ２の汚れ以外に、転写ローラ２の回転による振動で感光ドラム１と転写ローラ２との接触具合が変化することや、転写ローラ２の抵抗ムラなども考えられる。しかし、両者を考慮しても、転写ローラ２に流れる電流値の振れ幅は±１０％未満に収まる。

上述した方法で転写ローラ２が汚れていないと判断された場合、制御部Ｃは、時間Ｔ２における電流値の平均値をコントローラ１４に記憶させる。そして、その後、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写ローラ２に印加される転写電圧をＯＦＦにする。また、制御部Ｃが不図示の搬送手段を制御することで用紙搬送路に転写材Ｐが搬送される。そして、トップセンサＳに転写材Ｐが接触してトップ信号がＯＮになると、トップ信号がＯＮになってから時間Ｔ３後に、制御部Ｃが１次高圧電源９やレーザビームスキャナ５などを制御することで、感光ドラム１に静電潜像が形成される。また、制御部Ｃが現像高圧電源１０を制御することで、時間Ｔ４後に、現像器６が静電潜像を現像し始める。また、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、時間Ｔ５後に転写ローラ２に転写電圧(＋)が印加される。

図６は、転写ローラ２に印加される電圧値と検出された電流値との関係を示す図である。トップセンサＳのトップ信号がＯＮとなってから時間Ｔ６（Ｔ６＞Ｔ５）時間後には、制御部Ｃは、コントローラ１４に記憶された電流値から、図６に示すテーブルに基づいて、転写ローラ２に印加される転写電圧を決定する。例えば、検出された電流値の平均値が−２０μＡであったとすると、図６に示すように、転写ローラ２に印加される転写電圧は１．０ｋＶとなる。その後、トップ信号がＯＮとなってからＴ７（Ｔ７＞Ｔ６）時間後となるタイミングで、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、ＦＢシーケンスで決定した転写電圧Ｖｔが転写ローラ２に印加される。その後、プリント処理が継続して実行される。

一方、転写ローラ２が汚れていると判断された場合には、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写ローラ２に転写電圧（−）を印加し、転写ローラ２のクリーニング動作実行時間とＦＢシーケンス実行時間とを延長する。この延長シーケンスは、クリーニング動作実行時において実行される。そして、延長後は、基本的に、転写ローラ２が汚れていないと判断されるまで、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写ロー
ラ２が１周回転する時間Ｅ１が経過する度に、転写ローラ２の汚れを繰り返し検知する。

この延長動作を繰り返して転写ローラ２が汚れていないと判断された場合には、制御部Ｃがコントローラ１４を制御することで、最新の時間Ｅ１において検出された電流値（検出電流の値）の平均値がコントローラ１４に記憶される。そして、制御部Ｃは、最新の時間Ｅ１において検出された電流値を用いて、転写ローラ２に印加される転写電圧を決定する。最新の時間Ｅ１における電流値を用いることで、転写ローラ２の汚れが十分に除去されてから、転写ローラ２に印加される転写電圧を検出したことになる。その後、制御部Ｃが転写高圧電源１１を制御することで、転写ローラ２に印加された転写電圧はＯＦＦとなり、用紙搬送路に転写材Ｐが搬送される。そして、トップセンサＳに転写材Ｐが接触してトップ信号がＯＮになると、上述したようにプリント処理が実行される。

なお、所望のＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）とするために、転
写ローラ２のクリーニングとＦＢシーケンスとを延長している場合でも、転写材Ｐは、プリント開始を起点として所定のタイミングで用紙搬送路に搬送される。そして、転写材Ｐが搬送されるタイミングに間に合うように、延長動作が実行されていたとしても、最終的には、トップセンサＳのトップ信号がＯＮになる直前で、転写ローラ２のクリーニングとＦＢシーケンスの延長は強制的に終了される。具体的には、制御部Ｃが転写高圧電源１１や感光ドラム１などを制御することで、転写ローラ２のクリーニングとＦＢシーケンスの延長が終了する。その場合は、最新の時間Ｅ１において検出された電流値の平均値がコントローラ１４に記憶される。そして、最新の時間Ｅ１において検出された電流値の平均値を用いて転写電圧が検出される。その後、転写ローラ２に印加された転写電圧はＯＦＦとなり、用紙搬送路に転写材Ｐが搬送され、トップセンサＳのトップ信号がＯＮとなると、上述したようにプリント処理が実行される。

なお、本実施例において、転写ローラ２の汚れの検知やＦＢシーケンスは、いわゆるＡＴＶＣ方式やＰＴＶＣ方式などの定電流制御において検出される電圧値を用いてもよい。また、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値（本実施例では、電流値の平均値の±１０％の範囲）は、転写ローラ２の抵抗値に応じて変化させてもよい。この場合、転写ローラ２の抵抗値が低いほど、転写ローラ２にトナーが付着することによる転写ローラ２の抵抗値の変化が大きくなる。

このため、転写ローラ２の抵抗値が低いほど、転写ローラ２汚れを検知するための閾値を高めに設定することが好ましい。また、転写ローラ２のクリーニングを重視する場合には、転写ローラ２に印加される転写電圧（−）の絶対値を通常よりも高めに設定してもよい。または、転写ローラ２の汚れの検知を強制終了させず、転写ローラ２が汚れていないと判断されてからプリント処理を実行するように設定してもよい。

また、転写ローラ２が汚れていないと検知された後も、転写電圧をＯＦＦせずに、トップセンサＳのトップ信号がＯＮになるまで、転写ローラ２のクリーニングに必要な転写電圧（−）を転写ローラ２に印加し続けてもよい。ただし、転写ローラ２に電圧を印加することによる転写ローラ２の劣化を考慮すると、本実施例のように、転写ローラ２が汚れていないと検知された後に直ちに転写電圧をＯＦＦにすることが好ましい。

また、直前のプリント動作でジャムが発生したことや、感光ドラム１表面の摩擦力を低下させる目的で感光ドラム１にトナーをパージしたことなどを検知して、転写ローラ２のクリーニングを重視するように設定してもよい。また、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎ
ｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を重視する場合には、転写ローラ２の汚れの検知とＦＢシーケンスとが終了した後、直ちに、トップセンサＳのトップ信号をＯＮにして、画像形成動作と転写材Ｐの搬送を開始してもよい。なお、本実施例では、画像形成装置Ａはモノクロ画像を
形成する構成となっているが、必ずしもこれに限られることはない。例えば、画像形成装置Ａは、中間転写ベルトを用いてカラー画像を形成する構成であってもよい。

以上のように、本実施例では、転写ローラ２にトナーが付着していることが判定された場合に転写ローラ２をクリーニングするクリーニング動作と、転写電圧を決定する電圧決定動作とを同時に実行している。そして、転写ローラ２にトナーが付着していることが検知された場合に、クリーニング動作と電圧決定動作とを所定時間延長している。これにより、短時間で、転写ローラ２をクリーニングするとともに、転写ローラ２に印加される電圧値を精度良く決定することができる。

また、本実施例では、制御部Ｃは、クリーニング動作と電圧決定動作とが開始してから所定時間が経過したときに、クリーニング動作と電圧決定動作が終了するように転写高圧電源１１を制御している。これにより、クリーニング動作と電圧決定動作とが実行される時間を短縮することができる。
また、本実施例において、制御部Ｃは、転写ローラ２にトナーが付着していないと検知されるまで、クリーニング動作と電圧決定動作を延長するようにしてもよい。これにより、転写ローラ２にトナーが付着していることを精度良く検知することができる。

このように、本実施例では、プリント開始時に、転写ローラにマイナスの電圧を印加して、クリーニングを行い、その電圧印加時に、プリント時の転写電圧を決定するＦＢシーケンスを同時に実行することで、ＦＰＯＴを短縮することができる。
また、本実施例では、転写ローラ２のクリーニングとＦＢシーケンスとを実行中に、転写ローラ２に流れる電流の振れ幅に応じて、転写ローラ２がトナーで汚れているかを判断している。これにより、転写ローラ２の汚れが十分に除去されてから転写ローラ２に印加される転写電圧を検出するので、適切な転写電圧を転写ローラ２に印加することができる。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と異なり、多量の汚れが転写ローラ２に均一に付着している場合についても検知することができる。そのように転写ローラ２の汚れを検知し、転写ローラ２の汚れ具合に応じて、転写ローラ２のクリーニングとＦＢシーケンスとを延長する。ここで、実施例２において、実施例１と同様の機能を有する部分についての説明は同一の符号を付すことで省略する。

図７は、実施例２において転写ローラ２が汚れている場合の電流波形を示す図である。具体的には、図７は、転写ローラ２の周方向に多量の汚れが均一に付着している場合において、時間Ｔ２の間に転写ローラ２に流れる電流の波形を示した図である。図７に示すように、電流波形は、転写ローラ２の回転周期に対応して増減している。転写ローラ２には多量のトナーが付着しているが、転写ローラ２の周方向にトナーが均一に付着しているため、転写ローラ２の周方向における抵抗値のムラは少ない。この場合、電流波形の振幅は、汚れていない転写ローラ２に流れる電流波形（図４を参照）とほとんど同じである。そのため、実施例１で説明した方法の場合、転写ローラ２に流れる電流の振れ幅から転写ローラ２の汚れを検知することは困難である。

一方、多量のトナーが転写ローラ２に均一に付着している場合、トナーが付着していない転写ローラ２に比べて、トナーの影響により転写ローラ２のインピーダンスが増加する。そのため、抵抗が同じである転写ローラ２を使用しているにも関わらず、転写ローラ２に流れる電流値が小さくなる。例えば、図７のように、抵抗値が約５.０×１０^７Ωであ
る転写ローラ２の全周にトナーを均一に付着させた場合、転写ローラ２の抵抗値は約２．０倍の１．０×１０^８Ωまで上昇した。

なお、実験的に感光ドラム１上にベタ黒画像を印字して、紙がない状態で感光ドラム１から転写ローラ２にトナーを直接転写させることで、転写ローラ２に均一にトナーを付着させている。本実施例では、転写ローラ２にトナーが付着した場合に転写ローラ２の抵抗が上昇することに着目した。今回の印刷ジョブにおいて導き出された電流値（平均値）が、前回の印刷ジョブおけるＦＢシーケンスで決定された転写電圧に対応する電流値に比べてΔ５０％以上（閾値以上）減少した場合に、制御部Ｃは、転写ローラ２が汚れていると判断する。

具体的には、本実施例では、記憶部Ｍには、前回の画像形成動作における転写電圧と、今回の画像形成動作における転写電圧と、転写ローラ２の汚れの対応関係が記憶されている。対応関係は例えばテーブルである。そして、制御部Ｃは、前回の画像形成動作における転写電圧と、今回の画像形成動作における転写電圧と、上述した対応関係とに基づいて転写ローラ２の汚れを検知する。ここで、図８は、実施例２におけるＦＢシーケンスを示すフローチャートである。本実施例に係るシーケンスは実施例１と同じであり、転写ローラ２の汚れを検知する方法のみが実施例１と異なる。

なお、前回の印刷ジョブで電流値を決定してから、今回の印刷ジョブで再び電流値を検知するまでの間に、トナーが付着する以外の理由で転写ローラ２の抵抗値が上昇する場合もある。したがって、転写ローラ２にトナーが付着している状態のみを検知するために、トナー以外の外的要因を考慮して、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値を補正してもよい。例えば、前回の印刷ジョブで転写材Ｐを大量にプリントすると、転写ローラ２の抵抗が通電劣化によって上昇する。したがって、通紙枚数が多くなるほど、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値を高くなるように設定してもよい。

この場合、画像形成装置Ａには、画像が形成された転写材Ｐの枚数を取得する通紙枚数取得部が設けられることになる。例えば、トップセンサＳによって転写材Ｐが通過したことが検知され、記憶部Ｍに記憶されたプログラムを制御部Ｃが実行することで、転写材ＰがトップセンサＳを通過した回数を記憶部Ｍに記憶させることができる。この場合、トップセンサＳと制御部Ｃと記憶部Ｍが通紙枚数取得部となる。そして、記憶部Ｍには、今回の印刷ジョブで導き出された電流値と、前回の印刷ジョブのＦＢシーケンスで決定された転写電圧との比と、通紙枚数と、転写ローラ２の汚れとの対応関係が記憶されている。制御部Ｃは、通紙枚数と対応関係とに基づいて、今回の印刷ジョブで導き出された電流値と、前回の印刷ジョブのＦＢシーケンスで決定された転写電圧との比と、転写ローラ２の汚れとの関係を変更する。

また、前回の印刷ジョブと今回の印刷ジョブとにおいて動作環境が大きく変わった場合においても転写ローラ２の抵抗値が変化することがあるため、動作環境に応じて、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値を補正するように設定してもよい。また、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値を、転写ローラ２の抵抗値に応じて変化させてもよい。上述したように、転写ローラ２の抵抗値が低いほどトナー付着によって転写ローラ２の抵抗値が大きく変化するため、転写ローラ２の抵抗値が低いほど、転写ローラ２の汚れを検知するための閾値を高めに設定することが好ましい。

以上のように、本実施例では、実施例１と同様に、短時間で、転写ローラ２をクリーニングするとともに、転写ローラ２に印加する電圧を精度良く決定することができる。
また、本実施例では、制御部Ｃは、前回の画像形成動作における転写電圧と、今回の画像形成動作における転写電圧とに基づいて、転写ローラ２にトナーが付着していることを検知する。これにより、転写ローラ２の全周に均一にトナーが付着した場合においても、転写ローラ２の汚れを検知することができる。

１…感光ドラム、２…転写ローラ、４…トナー、１１…転写高圧電源、
１３…電流計、Ａ…画像形成装置、Ｃ…制御部、Ｐ…転写材

Claims (13)

1. 現像剤像が担持される像担持体と、
   前記像担持体とニップ部を形成し、前記像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する転写部材と、
   前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記転写部材に電圧を印加した際に前記転写部材に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧印加手段によって、現像剤と同極性のクリーニング電圧を前記転写部材に印加するクリーニング動作を所定時間実行すると共に、前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流の情報から転写電圧を決定するシーケンスを実行する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記制御手段は、
   前記クリーニング動作実行時に、前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流の情報から、前記転写部材に付着する現像剤の付着量に対応する情報を導出し、
   導出された付着量に対応する情報の値が閾値を超えないで、前記転写電圧の決定に影響しないと判断される場合には、前記転写電圧を決定し、
   導出された付着量に対応する情報の値が閾値を超えて、前記転写電圧の決定に影響すると判断される場合には、前記クリーニング動作実行時間を延長して前記クリーニング動作を繰り返す延長シーケンスを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、現像剤の付着量が前記転写電圧の決定に影響しないと判断されるまで、前記クリーニング動作の延長シーケンスを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、現像剤の付着量が多いほど、前記クリーニング動作の実行時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記クリーニング動作が開始してから所定時間が経過したときに、前記クリーニング動作と前記転写電圧とを決定するシーケンスが終了するように、前記電圧印加部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、画像形成動作を実行するジョブを画像形成装置が受信してから、記録媒体に画像が形成されるまでの間に、前記クリーニング動作と前記転写電圧を決定するシーケンスを実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記延長シーケンスでは、前記クリーニング動作実行時間を延長するとともに、前記転写電圧を決定するシーケンスを実行する時間を延長することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 現像剤の付着量に対応する情報は、前記クリーニング動作実行時の検出電流の振幅であり、前記制御手段は、振幅が大きいほど、前記クリーニング動作の実行時間を長くす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。
8. 前記制御手段は、前記検出電流の最大値が、前記平均値の１１０％以上である場合、または、前記検出電流の最小値が平均値の９０％以下である場合に、前記転写部材に付着する現像剤が前記転写電圧の決定に影響があると判定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記転写部材と前記像担持体との電位差によって、前記転写部材から前記像担持体に現像剤を逆転写させることで前記転写部材がクリーニングされるように、前記転写部材に印加させる電圧を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前回の画像形成動作の前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流と、今回の画像形成動作の前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流との差に基づいて、前記転写部材に付着する現像剤が前記転写電圧の決定に影響があると判定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 今回の画像形成動作の前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流が、前回の画像形成動作の前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流から減少した量が閾値以上である場合に、前記転写部材に付着する現像剤が前記転写電圧の決定に影響があると判定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記閾値は、前回の画像形成動作の前記クリーニング動作実行時に前記電流検出手段によって検出された前記転写部材に流れる電流の５０％であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 画像が形成された記録媒体の数を取得する通紙枚数取得部を有し、
    前記制御手段は、画像が形成された記録媒体の数に基づいて前記閾値を決定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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