JP3912846B2

JP3912846B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3912846B2
Application number: JP11093997A
Authority: JP
Inventors: 稔吉田; 雅司高橋
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2017-04-28
Also published as: JPH10301404A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を中間転写媒体を介して或いは直接、被転写媒体に転写することにより画像を出力する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フルカラー画像を形成する画像形成装置では、並設した複数の感光体ドラムに各色のトナー像を形成し、搬送ベルトにて搬送される被転写媒体上に各色のトナー像を順次重ね合わせて転写し、転写したトナー像を溶融して定着させることにより、被転写媒体上にカラー画像を出力する。或いは、単一の感光体ドラムを用いて、各色のトナー像を複数回形成し、各回毎に被転写媒体にトナー像を転写することにより、カラー画像を出力する。
【０００３】
例えば、４つの感光体ドラムにそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成し、記録用紙を搬送ベルトに静電的に吸着させて搬送し、転写ローラあるいは転写ブラシにより転写電界を形成し、トナー像を順次重ね合わせて記録用紙上に転写し、カラー画像を出力する。また、カラー画像形成装置に限らず、記録用紙の感光体ドラムからの安定した剥離を達成するために、高速印字装置におけるベルト転写方式が広く用いられている。
【０００４】
また、一方では、記録用紙の搬送経路をできるだけ短くして装置のサイズを小さくしたり、通紙安定性を向上させるため、トナー像を中間転写媒体に一旦転写して、中間転写媒体から記録用紙に転写させる中間転写方式が知られている。この方式では、各色のトナー像が中間転写媒体上に重ね合わせて一旦転写され、重ね合わされたトナー像が一括して記録用紙上に転写されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの転写方式において、搬送ベルトや中間転写媒体は、感光体ドラムや記録用紙との間の擦れによるメカニカルな破損、或いは転写動作時の感光体ドラムや転写手段との間の放電による電気的な破損（ブレークダウン）などにより寿命となる。近年、オゾン発生の低減のため、転写手段としては接触式の転写手段（転写ローラ、転写ブラシ、転写ブレード、転写シートなど）が用いられるようになっており、更に、装置の小型化、簡略化を実現するために、搬送ベルトや中間転写媒体として除電装置を必要としない、１０⁸ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程度の固有抵抗を有する材料が用いられることが多くなっている。このように、転写手段を接触させ、半導電材料を用いた搬送ベルト、中間転写媒体を組み合わせた場合、特に、電気的なブレークダウンにより、搬送ベルト、中間転写媒体の寿命を縮める結果となる。また、搬送ベルト、中間転写媒体のブレークダウンは、そのまま使用していると感光体ドラムをも痛めることになり、画像欠陥を発生させることになる。
【０００６】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、搬送ベルトや中間転写媒体の破損を早期に発見でき、装置の故障や画質の劣化を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の画像形成装置は、複数の像担持体上に各色の現像剤像をそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、被転写媒体を保持し、保持した被転写媒体を上記複数の像担持体上に形成された複数の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して供給する保持手段と、上記保持手段にて上記複数の転写位置へ供給された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された複数の現像剤像を転写する複数の転写手段と、これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して上記保持手段を通して流れる電流値から上記保持手段の破損を検知する検知手段と、を備えている。
【０００９】
また、この発明の画像形成装置は、画像信号に応じた各色の現像剤像を複数の像担持体上にそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、被転写媒体を保持するとともに、上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像と対向する複数の転写位置へ上記被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像を転写する複数の転写手段と、これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して上記搬送ベルトに当該転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの破損を検知する検知手段と、を備えている。
【００１１】
また、この発明の画像形成装置は、複数の像担持体上に画像信号に応じた各色の静電潜像を形成し、これら各色の静電潜像に帯電した各色の現像剤を供給し、上記複数の像担持体上に各色の現像剤像を形成する複数の画像形成手段と、被転写媒体を保持するとともに、上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、上記複数の転写位置近傍で上記搬送ベルトに接触した状態で配置された複数の転写部材を有し、これら複数の転写部材に異なる転写バイアス電圧を印加することにより、上記複数の像担持体との間に所定の電界を形成し、上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像を転写する複数の転写手段と、これら複数の転写手段のうち上記転写バイアス電圧が最も高い転写手段によって対応する転写部材に上記最も高い転写バイアス電圧を印加したとき、当該転写部材を通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの破損を検知する検知手段と、を備えている。
【００１６】
また、この発明の画像形成装置は、画像信号に応じた各色の現像剤像を各色の像担持体上に形成する複数の画像形成手段と、被転写媒体を保持するとともに、上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記被転写媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置へ搬送された被転写媒体上に上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して、上記搬送ベルトが少なくとも一周する間、上記搬送ベルトに上記最も高い転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの全周にわたって破損を検知する検知手段と、を備えている。
【００１８】
さらに、この発明の画像形成装置は、画像信号に応じた各色の現像剤像を各色の像担持体上にそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、被転写媒体を所定位置で保持するとともに、上記各色の像担持体上にそれぞれ形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記所定位置で保持した被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して、上記搬送ベルト上の所定位置のみに上記最も高い転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルト上の上記所定位置の破損を検知する検知手段と、を備えている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置として、例えば４連方式のフルカラー複写機の構成を概略的に示すものである。このフルカラー複写機は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色の可視像をそれぞれ形成するための電子写真方式の４組の画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋ（画像形成手段）を備えている。これらの画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋは、略水平方向に互いに離間して並設されている。
【００２１】
各画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋの下方には、各画像形成部を介して被転写媒体としての記録用紙Ｐを搬送するための搬送機構２０が延設されている。搬送機構２０は、横方向に離間して配置された駆動ローラ２２および従動ローラ２４、および各ローラ２２、２４に巻回されて張設され所定方向に無端走行される搬送ベルト２１（保持手段）を有している。従動ローラ４は、図示しないバネ等により駆動ローラ２２から離れる方向（図中矢印ａ方向）に付勢されており、両者の間に巻回された搬送ベルト２１には１Ｋｇ〜６Ｋｇのテンションが与えられている。そして、各画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋの後述する感光体ドラムが搬送ベルト２１にそれぞれ転接されて配置されるようになっている。
【００２２】
搬送機構２０の図中右側端部には、搬送ベルト２１を介して従動ローラ２４の上方に転接した吸着ローラ２５（吸着手段）が設けられている。吸着ローラ２５には、吸着バイアス電源２５ａが接続され、接地された従動ローラ２４との間に所定の吸着バイアス電圧が与えられるようになっている。また、従動ローラ２４には、吸着ローラ２５から従動ローラ２４へ流れ込む電流レベルを検知するためのセンサ２６（検知手段）が取付けられている。
【００２３】
また、搬送機構２０の図中左側端部には、搬送ベルト２１を介して駆動ローラ２２に転接されたベルトクリーナ２７が設けられている。ベルトクリーナ２７は、搬送ベルト２１上に不所望に残留した残留トナーを清掃する。
【００２４】
上述した各画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋは、略同一の構成を有しているため、ここでは記録用紙Ｐの搬送方向上流側に配設されたマゼンタ用の画像形成部１０Ｍについて代表して説明する。
【００２５】
すなわち、画像形成部１０Ｍはその略中央位置に像担持体としての感光体ドラム１Ｍを備え、この感光体ドラム１Ｍの周囲には、感光体ドラム１Ｍの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置２Ｍ、帯電された表面を露光して静電潜像を形成する露光装置３Ｍ、静電潜像にトナー（現像剤）を供給して静電潜像を現像する現像装置４Ｍ、現像したトナー像（現像剤像）を図示しない給紙機構を介して給紙される記録用紙Ｐに転写する転写ローラ６Ｍ（転写手段）、および転写されずに感光体ドラム１Ｍの表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ７Ｍが順に配設されている。また、感光体ドラム１Ｍは、図示しないドラム駆動モータにより所定の周速度で回転駆動されるようになっている。
【００２６】
以下、マゼンタ用の画像形成部１０Ｍにおける動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電装置２Ｍを介して感光体ドラム１Ｍの表面が−４００Ｖ〜−７００Ｖ程度の電位に帯電される。感光体ドラム１Ｍの表面は、有機系光導電体によって形成されている。この光導電体は、通常は高抵抗であるが、光が照射されると、光照射部の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体ドラム１Ｍの表面に、図示しない制御部から送られてくるマゼンタ用の画像データに従って、露光装置３Ｍを介して露光光を出力する。露光光は、感光体ドラム１Ｍの表面に照射され、それにより、マゼンタ印字パターンの静電潜像が感光体ドラム１Ｍの表面に形成される。
【００２７】
静電潜像とは、帯電によって感光体ドラム１Ｍの表面に形成される像であり、露光装置３Ｍからの光照射によって、光導電体の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体ドラム１Ｍの表面の帯電した電荷が流れ、一方、露光装置３Ｍからの光照射がなされなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
【００２８】
このようにして帯電された感光体ドラム１Ｍ上の露光位置に、露光装置３Ｍを介して出力される露光光が結像されて形成された静電潜像は、感光体ドラム１Ｍの回転に従って所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体ドラム１Ｍ上の静電潜像は、現像装置４Ｍによって可視像としてトナー像化される。
【００２９】
現像装置４Ｍは、図示しない現像器駆動モータにより所定の周速度で回転駆動される現像スリーブ（図示せず）を有している。現像スリーブは、感光体ドラム１Ｍに転接された状態で配置され、その周速度は、現像器駆動モータの回転数を制御することにより所望の周速度に調整できるようになっている。
【００３０】
現像装置４Ｍ内には、マゼンタ染料を含み樹脂にて形成されるマゼンタトナーが収容されている。マゼンタトナーは、現像装置４Ｍの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体ドラム１Ｍ上に帯電した帯電荷と同極性の電荷を有している。感光体ドラム１Ｍの表面が現像装置４Ｍの現像スリーブを通過していくことにより、感光体ドラム１Ｍ表面上の除電された潜像部にのみマゼンタトナーが静電的に付着し、潜像がマゼンタトナーによって現像される。マゼンタのトナー像が形成された感光体ドラム１Ｍは、引続き所定の周速度で回転され、トナー像が転写位置へ回転される。
【００３１】
一方、図示しない供給機構を介して給紙される記録用紙Ｐは、搬送ベルト２１と吸着ローラ２５との間を通って転写位置へ搬送される。このとき、吸着バイアス電源２５ａを介して吸着ローラ２５に＋５００Ｖ〜２０００Ｖ程度の吸着バイアス電圧が印加され、吸着ローラ２５と従動ローラ２６との間に所定の電界が形成される。この電界により、記録用紙Ｐが搬送ベルト２１に吸着され、搬送ベルト２１の走行に従って吸着された記録用紙Ｐが各画像形成部に対応した複数の転写位置を通して搬送される。
【００３２】
感光体ドラム１Ｍ上のトナー像が転写位置へ回転されるとともに記録用紙Ｐが転写位置へ搬送されると、転写ローラ６Ｍに所定の転写バイアス電圧が印加され、記録用紙Ｐ上にトナー像が転写される。転写バイアスは、トナーの極性（−）と逆極性の（＋）極性であり、ここでは＋５００〜＋２０００Ｖ程度に設定される。
【００３３】
また、シアン画像形成部１０Ｃ以降の転写ローラ６Ｃ、６Ｙ、６Ｋによる転写バイアスは、後段に行くにつれて高くなるように設定されている。これは、各画像形成部の転写位置を記録用紙Ｐが通過する際に、記録用紙Ｐ上のトナーが感光体ドラムとの間の放電により、（−）極性のチャージを受け、このチャージが記録用紙Ｐ上のトナーに蓄積することにより、転写電界を徐々に弱めるためである。本実施の形態では、常温常湿環境において、シアン以降の転写バイアスをそれぞれ、＋９００Ｖ、＋１０００Ｖ、＋１０８０Ｖ、＋１２００Ｖに設定した。尚、これらの転写バイアスの適正値は、記録用紙Ｐの種類や環境条件により適宜変更される。
【００３４】
以上のように、記録用紙Ｐ上にトナー像が転写された後、感光体ドラム１Ｍは、そのまま所定の周速度にて回転駆動され、クリーナ７Ｍによって残留トナーや紙粉が除去（クリーニング）される。その後、必要に応じて再び帯電装置２Ｍからの一連のプロセスに入る。
【００３５】
転写位置において記録用紙Ｐと接した感光体ドラム１Ｍ上のマゼンタトナー像は、転写ローラ６Ｍによって、感光体ドラム１Ｍから離脱して記録用紙Ｐ上に転写され、この結果、マゼンタ印字信号に基づく印字パターンのマゼンタトナー像が記録用紙Ｐ上に形成される。
【００３６】
転写ローラ６Ｍは、搬送ベルト２１の内側に設けられ、搬送ベルト２１を介して感光体ドラム１Ｍに転接しており、感光体ドラム１Ｍに静電的に付着しているマゼンタトナーの電位と逆極性を有する電界を搬送ベルト２１の裏側から記録用紙Ｐに供給する。この電界は、搬送ベルト２１および記録用紙Ｐを通して感光体ドラム１Ｍ上のマゼンタトナー像に作用し、その結果、感光体ドラム１Ｍから記録用紙Ｐへトナー像が転写される。
【００３７】
こうして、マゼンタ画像形成部１０Ｍにてマゼンタトナー像の転写された記録用紙Ｐは、搬送ベルト２１により、シアン画像形成部１０Ｃ、イエロー画像形成部１０Ｙ、さらにブラック画像形成部１０Ｋを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて転写される。
【００３８】
なお、シアン画像形成部１０Ｃ、イエロー画像形成部１０Ｙ、ブラック画像形成部１０Ｋは、上述したマゼンタ画像形成部１０Ｍと略同様に構成されており、同一の部分にはマゼンタ（Ｍ）の代わりに、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）を付した同一参照符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
マゼンダ転写位置、シアン転写位置、イエロー転写位置、ブラック転写位置を順次通過して、全てのトナー像が転写された記録用紙Ｐは、図示しない定着装置へと送り込まれ、電荷力によって記録用紙Ｐ上に載っているだけのトナー像を加熱することにより、色重ねしたトナー像を溶融して、記録用紙Ｐへ永久定着する。カラー画像の定着が完了した記録用紙Ｐは、図示しない排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
【００４０】
ここで、上述した搬送ベルト２１について更に詳しく説明する。
搬送ベルト２１は、ウレタンゴム、ＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン三量体）、シリコンゴムなどのゴム材料や、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリイミドなどの樹脂材料により形成される。上記のようなフルカラー複写機では、搬送ベルト２１が伸縮されると色ずれを生じるため、搬送ベルト２１は樹脂材料によって形成されることが好ましい。
【００４１】
また、搬送ベルト２１の体積抵抗値が１０¹³Ω・ｃｍを越えると、連続印字を行った際に搬送ベルト２１に電荷が蓄積し、その電荷が転写性能を損なうため、搬送ベルト除電機が必要となる。除電機としては一般的に、ＡＣバイアスを印加したＡＣコロナ除電機が用いられるが、この種の除電機を用いると、大量のオゾンが発生し、かつ大容量のＡＣ電源が必要となる。このため、除電機の使用を避けるため、１０¹³Ω・ｃｍ以下の抵抗値を有する搬送ベルト２１を用い、搬送ベルト２１への電荷の蓄積を防ぐような工夫が必要となる。
【００４２】
図２には、搬送ベルト２１を除電しないで、連続１００枚印字を行った際の、１００枚目の記録用紙に対するトナー像の転写効率（ＹＭＣ３色重ね）と、そのときの搬送ベルト２１の抵抗値と、の関係を示した。これによると、搬送ベルト２１を除電しない場合、搬送ベルト２１の抵抗値が１０¹³Ω・ｃｍを越えると、転写効率が急激に低下されていることがわかる。また、搬送ベルトの抵抗値が低すぎても、ベタ画像とハーフトーン画像の転写効率を両立させる適正転写領域が狭くなってしまう。
【００４３】
図３には、マゼンタ画像形成部において、転写バイアスを変化させてベタ画像とハーフトーン画像（印字率３０％）を印字した場合の転写効率を示している。これによると、１０⁸ Ω・ｃｍ以下の抵抗値では、ベタ画像とハーフトーン画像の転写効率がともに８０％以上となる適正転写領域が得られないことがわかる。
【００４４】
以上の理由から、本実施の形態においては、ポリイミド材料にカーボンを分散して体積抵抗値を５＊１０⁵ Ω・ｃｍとしたポリイミドベルトを搬送ベルト２１に使用した。
【００４５】
また、搬送ベルト２１の厚みが増すと、搬送ベルト２１のフレキシビリティーが失われ、搬送ベルト２１をスリップしないでスムーズに回すことが難しくなる。一方、搬送ベルト２１の厚さが薄すぎると、感光体ドラム１や駆動ローラ２２、従動ローラ２４との擦れにより破損しやすく、寿命が短くなってしまう。従って、ゴムベルトの場合は２５０μｍ〜１ｍｍ程度、樹脂ベルトの場合は７５μｍ〜２００μｍ程度が適当な厚みである。尚、本実施の形態では、搬送ベルト２１の厚みを１２０μｍに設定した。
【００４６】
次に、上述した転写ローラ６について更に詳しく説明する。
本実施の形態に用いた転写ローラ６は、抵抗値、ゴム硬度等、一般的に転写ローラとして用いられているものを使用することができる。例えば、ゴム硬度が２５度〜６０度（ＡＳＫＡ−Ｃ）の発泡材、あるいは３０度〜５０度（ＪＩＳ−Ａ）のソリッドゴムを用いることができる。ゴムの材質としてはウレタン、ＥＰＤＭゴム、シリコンなどを用いることができる。ゴム硬度を低くすると、安定した転写ニップを形成するには適しているが、永久歪みによるローラの変形が問題になる。また、ゴム硬度を高くしすぎると、安定した転写ニップが形成されず、搬送ベルトと感光体ドラムとの密着性が不十分となり、良好な転写ができなくなる。また、転写ローラ６のゴム材の電気抵抗が低すぎると、搬送ベルト２１との間で放電を起こし、転写ローラ６あるいは搬送ベルト２１がブレークダウンにより破損してしまう。このため、ゴムの電気抵抗は、１０⁴ Ω・ｃｍ以上あることが望ましい。更に、ゴム材の電気抵抗が高すぎると、転写電流が流れる際にゴム材部分で電圧降下が発生し、実効的な転写バイアスが低下するため良好な転写性能が得られない。よって、ゴム材の体積抵抗値が１０⁴ 〜１０⁷ Ω・ｃｍであることが必要となる。このため、本実施の形態では、１０⁶ Ω・ｃｍの体積抵抗を有する、硬度３２度（ＡＳＫＡ−Ｃ）の発泡ＥＰＤＭゴムを転写ローラ６のゴム材に用いた（φ８ｍｍのシャフトの周りにφ１４ｍｍのローラを設けた）。
【００４７】
また、上述した吸着ローラ２５においても、転写ローラ６に要求される特性と略同じ特性が要求される。このため、本実施の形態では、３＊１０⁶ Ω・ｃｍの抵抗を有する、硬度３５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴム（ソリッド）ローラを吸着ローラ２５に採用した。また、吸着ローラ２５に与えられるバイアス電圧は、転写極性と同極性の（＋）極性を有しており、バイアス値は環境に応じて、＋５００Ｖ〜＋２０００Ｖの範囲で変化させている。
【００４８】
ところで、搬送ベルト２１は、繰り返し使用により劣化されることが知られている。一般に、ゴムベルトでは、メカニカルな疲労、感光体ドラムとの擦れ、通電劣化などの影響により、２万枚〜１０万枚程度の寿命とされている。また、樹脂ベルトでは、材質によって異なるが、メカニカルな疲労、感光体ドラムとの擦れ、通電劣化などの影響により、４万枚〜２０万枚程度の寿命とされている。
【００４９】
従って、従来では、複写機側でプリント枚数をカウントし、プリント枚数が所定枚数を超えた時点で搬送ベルトユニットを交換するようにしていた。しかしながら、設定寿命に到達する前に、搬送ベルト２１が極度に劣化されることもある。特に、カーボンを分散して導電性を付与した搬送ベルト２１や接触式の転写ローラ６（或いは、転写ブラシ）などを使用した複写機では、カーボンの凝集などによりごく一部だけ電気抵抗が低くなり局所的な劣化が発生することがある。このように、搬送ベルト２１や転写ローラ６が局所的に劣化されると、劣化された部位で電界が集中し、火花放電が発生する。この火花放電は、その局所的な劣化箇所をさらに悪化させる上、その火花放電が感光体層を破損したり、高圧電源に瞬間的に高電流を流したりし、高圧電源を破損することもある。つまり、搬送ベルトあるいは転写ローラが局所的に劣化した場合、すぐさまその劣化を検知し、その被害が感光体ドラムなどの周りのパーツに悪影響を与える前に搬送ユニットを交換する必要がある。
【００５０】
このため、本実施の形態においては、吸着バイアス電源２５ａを介して吸着ローラ２５に所定のバイアス電圧を印加したときに、従動ローラ２４に流れ込む電流レベルをセンサ２６によって検出し、この電流レベルの変化から搬送ベルト２１の破損を早期に検知している。
【００５１】
即ち、本実施の形態においては、吸着ローラ２５と搬送ベルト２１との間に記録用紙Ｐを挟持している状態で、吸着ローラ２５に吸着バイアス電源２５ａを介してバイアス電圧を印加し、記録用紙Ｐと従動ローラ２４との間でパッシェン放電を発生させ、記録用紙Ｐにバイアス電圧と同極性（ここでは転写電荷と同極性のプラス）の電荷を付与することにより、記録用紙Ｐを搬送ベルト２１に吸着している。
【００５２】
記録用紙Ｐを搬送ベルト２１に吸着させた状態では、記録用紙Ｐを介してバイアス電圧を印加するので、搬送ベルト２１に僅かな破損が生じていても、従動ローラ２４に流れ込む電流レベルに変化は見られず、搬送ベルト２１の破損を検出することはできない。従って、本実施の形態では、記録用紙Ｐを挟持していない状態で吸着ローラ２５にバイアス電圧を印加し、従動ローラ２４へ流れ込む電流レベルを検知している。これにより、搬送ベルト２１の僅かな破損も見逃さずに検知することができる。
【００５３】
図４には、搬送ベルト２１に記録用紙Ｐを吸着させていない状態で搬送ベルト２１の破損を検知した場合に、センサ２６を介して検出された電流レベルの変化を示してある。尚、図５には、比較のため、搬送ベルト２１に記録用紙Ｐを吸着させた状態で搬送ベルト２１の破損を検知した場合におけるセンサ２６の出力を示した。
【００５４】
図４および図５から明らかなように、記録用紙Ｐを搬送ベルト２１に吸着させたままでは、感光体ドラムのブレークダウンが発生する程度の重大なベルト破損状況にならないと、センサ２６の出力からベルト２１の破損を検知することはできないことがわかる。しかし、記録用紙Ｐを吸着させていない状況（非吸着時）では、感光体ドラムにブレークダウンが発生しない程度のベルト破損状態であっても、ベルト２１の破損をセンサ２６の出力から検出することができることがわかる。
【００５５】
尚、ベルト破損を検知する際に吸着ローラ２５に印加するバイアス電圧は、使用する搬送ベルト２１の抵抗値に応じて多少変化されるが、概ね絶対値で６００Ｖ以上が必要である。つまり、あまり低いバイアス電圧では、搬送ベルト２１の小さな破損を検知できないため、比較的大きな電圧が印加される。
【００５６】
図６には、感光体ドラムにブレークダウンが発生しない程度のベルト破損状況下で、破損検知時に印加するバイアス電圧を変化させたときの検知電流波形を示してある。これによると、５００Ｖ以下の印加バイアスでは、流れる電流自体が微小なこともあり、ベルト破損時特有のスパイク状の電流波形が見られない。一方、６００Ｖ以上のバイアスを印加すれば、僅かな破損であっても破損部が通過した際のスパイク状の電流ピークが検出される。その反面、あまり大きなバイアスを印加すると、検出時にベルトが破損する恐れがある。
【００５７】
図７には、吸着ローラ２５に印加するバイアス電圧をパラメータとして、吸着ローラ２５への通電時間と検出電流値との関係を示してある。これによると、吸着ローラ２５に印加するバイアス電圧が２５００Ｖを越えると、数時間の通電で検出電流が跳ね上がりを見せ、搬送ベルト２１が破損してしまったことがわかる。よって、破損検出時のバイアス値は２５００Ｖ以下であることが望ましい。尚、本実施の形態では、環境に応じて＋５００Ｖ〜＋２０００Ｖのバイアス電圧を吸着ローラ２５に印加し、ベルトの破損検出時にのみ、環境によらず１２００Ｖのバイアス電圧を印加している。
【００５８】
以上のように、上述した第１の実施の形態に係る画像形成装置においては、記録用紙Ｐを搬送ベルト２１に静電的に吸着させるための吸着ローラ２５を介して所定の吸着バイアス電圧を印加し、そのとき従動ローラ２６へ流れ込む電流レベルをセンサ２６により検出し、搬送ベルト２１のブレークダウンによる破損を検知している。従って、搬送ベルト２１に破損を生じている場合、僅かな破損であっても早期に発見でき、重大な破損を生じる前にユニット交換のタイミングを判断することができる。これにより、搬送ベルト２１の破損に起因した周辺機器の破損を防止でき、装置の故障や画質の低下を防止できる。
【００５９】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機について説明する。尚、基本的な構成は上記第１の実施の形態と同じであるので、第１の実施の形態と同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６０】
図８に示すように、本実施の形態のカラー複写機は、各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋに転接された状態で無端走行される中間転写媒体としての中間転写ベルト３１を有している。つまり、中間転写ベルト３１は、上述した第１の実施の形態において搬送ベルト２１が配設された位置に置き換えられるように配設されている。
【００６１】
中間転写ベルト３１としては、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリエステルなどの樹脂ベルト（厚さ７５μｍ〜２００μｍ）、或いはウレタン、シリコン、ＥＰＤＭなどのゴムベルト（厚さ２５０μｍ〜１ｍｍ）が使用される。また、中間転写ベルト３１の抵抗値は、１０⁷ 〜１０¹²Ω・ｃｍ程度に設定されることが望ましい。尚、本実施の形態では、体積抵抗値１０⁹ Ω・ｃｍ、厚さ１２５μｍのポリイミドベルトを使用した。
【００６２】
また、中間転写ベルト３１の図中左側端部には、図示しない供給機構によって供給される記録用紙Ｐ上に中間転写ベルト３１上に保持されたトナー像を転写させるための転写ローラ３２（２次転写手段）が、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ２２に転接された状態で配設されている。つまり、記録用紙Ｐは、駆動ローラ２２に巻回された中間転写ベルトの部位と転写ローラ３２との間で挟持されつつ搬送される。転写ローラ３２には、転写バイアスを印加するための転写バイアス電源３２ａが接続されている。
【００６３】
更に、中間転写ベルト３１の図中右側端部には、中間転写ベルト３１をクリーニングするためのベルトクリーナ３４が配設されている。ベルトクリーナ３４は、従動ローラ２４に巻回された中間転写ベルト３１の部位に接触した状態で配設されたクリーニングブラシ３４ａを有している。クリーニングブラシ３４ａには、クリーニングブラシ３４ａに所定のバイアス電圧を印加するためのクリーニングバイアス電源３６が接続されている。
【００６４】
クリーニングブラシ３４ａは、ブラシクリーナとして一般に用いられているものを利用できる。ブラシ３４ａは、材質としてアクリル、ナイロン、レーヨンなどが用いられ、繊維の太さは２〜１０デニール、繊維の抵抗値は１０⁴ 〜１０⁹ Ω・ｃｍに設定されている。クリーニングバイアスは、通常印字の際、あるいはプリント開始前、終了後動作時にはトナーと逆極性の（＋）バイアスが印加されている。バイアス値としては、ブラシ抵抗、ベルト抵抗にもよるが＋４００〜＋１２００Ｖ程度に設定される。
【００６５】
しかし、ジャムが発生した後の、ジャム復帰動作時には、通常時のバイアスより高いバイアスを印加するようにしている。つまり、ジャム発生時には中間転写ベルト３１上に大量のトナーが付着したままの状態でジャム処理がなされるため、ジャム復帰動作時には中間転写ベルト３１上に残留した多量のトナーをクリーニングする必要があり、より高いバイアスを印加する必要がある。そこで、本実施の形態においては、ジャム復帰動作時には、ブラシ抵抗やベルト抵抗に応じて、＋８００Ｖ〜＋２０００Ｖのバイアスをクリーニングブラシ３４ａに与えている。
【００６６】
上記のような複写機において、画像を形成する場合、まず、各画像形成部において感光体ドラム上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト３１上に重ねられて転写される。中間転写ベルト３１上に転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト３１の走行に従って転写ローラ３２が配設された転写位置（２次転写位置）へ搬送される。この転写位置において、中間転写ベルト３１と転写ローラ３２との間で記録用紙Ｐを挟持搬送した状態で、転写バイアス電源３２ａを介して転写ローラ３２にトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加される。これにより、記録用紙Ｐ上にカラートナー像が転写され、記録用紙Ｐ上にカラー画像が出力される。記録用紙Ｐ上に形成されたカラー画像は、図示されていない定着器により用紙上に定着された後複写機から排出される。
【００６７】
一方、中間転写ベルト３１の破損を検出する場合、クリーニングバイアス電源３６を介してクリーニングブラシ３４ａに所定のバイアス電圧が印加される。クリーニングブラシ３４ａに印加されるバイアス電圧は、上述した第１の実施の形態と同様に、低すぎると微小な破損を検知できず、高すぎるとベルトが破損してしまう。つまり、破損検知バイアスには適正な値があり、＋６００Ｖ〜＋２５００Ｖに設定することが望ましい。
【００６８】
尚、本実施の形態では、通常クリーニング時のバイアスを＋５５０Ｖ、ジャム復帰動作時のバイアスを＋１０００Ｖ、ベルト破損検知バイアスを＋１０００Ｖに設定している。図９には、本実施の形態の複写機におけるベルトの破損の程度に応じた破損検知電流の波形を示してある。これによると、本実施の形態においては、感光体ドラムにブレークダウンを発生させない程度の僅かなベルト破損（ベルト破損小）であっても、破損個所を確実に検知できていることがわかる。
【００６９】
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。尚、吸着ローラ２５を有していない以外の構成は上記第１の実施の形態と略同じであるので、第１の実施の形態と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。また、以降に説明する各実施の形態では、各実施の形態における特徴的な部分についてのみ詳細に説明し、各画像形成部におけるような一連の画像形成動作のように一般的なことについての説明は省略する。
【００７０】
図１０に示すように、本実施の形態のカラー複写機は、搬送ベルト２１の破損を検知するためのセンサとして、ブラック画像形成部１０Ｋの転写ローラ６Ｋに接続されたセンサ４２を有している。センサ４２は、転写ローラ６Ｋにバイアス電圧が印加された場合に転写ローラ６Ｋを流れる転写電流の電流レベルを検知することにより、搬送ベルト２１の破損を検知するようになっている。
【００７１】
また、本実施の形態においては、第１の実施の形態の搬送ベルト２１および転写ローラ６Ｍ〜６Ｋとは違う材質の搬送ベルトおよび転写ローラを用いた。つまり、搬送ベルトには、１０¹²Ω・ｃｍの体積抵抗を有する、厚さ１００μｍのカーボン分散ポリイミドベルトを用い、転写ローラには、硬度（ＡＳＫＡ−Ｃ）３５度、体積抵抗１０⁶ Ω・ｃｍの発泡ウレタンゴムローラを用いた。
【００７２】
ところで、各転写ローラ６Ｍ〜６Ｋに印加する転写バイアス電圧は、第１の実施の形態において説明したように、転写の順に従って徐々に高くなるように設定されている。つまり、第１ステーションとしてのマゼンタ画像形成部１０Ｍから第４ステーションとしてのブラック画像形成部１０Ｋに向って各転写ローラ６Ｍ〜６Ｋに印加する転写バイアス電圧は徐々に高くなるように設定されている。各ステーションの転写バイアスには、それぞれ適切な値があり、この適切なバイアス電圧も環境によって変化されることが知られている。図１１には、各環境（低温／低湿；Ｌ／Ｌ、中温／中湿；Ｎ／Ｎ、高温／高湿；Ｈ／Ｈ）における、普通紙およびＯＨＰシートのそれぞれに対する転写バイアス電圧の適正値を示してある。
【００７３】
これによると、第４ステーションの転写ローラ６Ｋに印加する転写バイアス電圧が常に最も高く設定されている。また、搬送ベルト２１の破損検知は、電流値が高い程感度が良くなることは前に述べた。従って、本実施の形態では、第４転写ステーションの転写ローラ６Ｋにセンサ４２を設け、ここで搬送ベルト２１の破損検知を行っている。
【００７４】
図１２には、Ｎ／Ｎ環境下（およびＨ／Ｈ環境下）で搬送ベルト２１に破損がない正常状態で検出された転写電流の波形を示してある。これによると、搬送ベルト２１に破損がない状態であっても、転写ローラ６を流れる電流は、感光体ドラムの電位や感光体ドラムからのトナー転移量などの影響によって、かなりの幅を持った値をとることがわかる。例えば、Ｎ／Ｎ環境における検出電流の最小値は２μＡ、最大値は６μＡとなっている。
【００７５】
従って、このような条件の基で、検出した電流値から搬送ベルト２１の破損を判断するには、例えば、１０μＡ以上の電流が流れた場合にベルトの破損を判断することになる。しかし、グラフに併記したＨ／Ｈ環境での検出レベルを見ると、搬送ベルト２１が破損していない正常状態であっても転写電流レベルが１０μＡを越えることがある。このような場合には、破損の判断の基準を１０μＡに置いたのでは、破損のない正常なベルトであっても環境の変化によって破損を判定してしまうことがある。
【００７６】
よって、本実施の形態においては、複写機の周囲の温度および湿度を検知するための環境センサーを配置し、検出した環境（温度／湿度）に応じてベルト破損の判定基準を切り替えるようにした。尚、本実施の形態では、Ｌ／Ｌ環境、Ｎ／Ｎ環境では判定の基準となる電流値を１０μＡに設定し、Ｈ／Ｈ環境では１５μＡに設定した。
【００７７】
以上のように、トナー像の転写動作の一環として搬送ベルト２１の破損を検知する例について説明したが、非動作時にベルト破損を検知することもできる。例えば、複写機が作像動作に入る前の印字開始前動作時、あるいは作像動作が終了した後の印字終了後動作時に、記録用紙Ｐを感光体ドラムと搬送ベルト２１との間に挟持しない状態で、転写ローラ６Ｋに転写バイアスを印加し、その際に転写ローラ６Ｋを流れる電流の波形から搬送ベルト２１の破損を検知することもできる。
【００７８】
この場合においても、上述した各実施の形態と同様に微小なベルト破損を検知でき、且つベルト破損を発生させることのない適切な転写バイアスが存在する。本実施の形態では、上述した各実施の形態とは異なり、破損検知の際には搬送ベルト２１と感光体素管との間に感光体層があるため、適切な転写バイアスは上記各実施の形態と比較して高電圧側にシフトする。
【００７９】
図１３には、ベルトに破損があることを条件として、転写バイアスを変化させたときの電流値の波形を示してある。また、図１４には、各転写バイアスにおける転写バイアスの通電時間に対する電流値の変化を示してある。図１３および図１４から考察すると、適切な転写バイアスは、＋７５０Ｖ〜＋２７００Ｖの範囲であることがわかる。
【００８０】
次に、この発明の第４の実施の形態について、図１５を参照して説明する。尚、ここでは、中間転写ベルト４１を用いた単色の複写機において、中間転写ベルト４１から記録用紙Ｐにトナー像を転写させるための２次転写ローラ４４に印加される転写バイアスによる電流波形から中間転写ベルト４１の破損を検知する例について説明する。
【００８１】
尚、本実施の形態においては、１０⁹ Ω・ｃｍの体積抵抗を有し、６００μｍの厚さを有するウレタンゴムベルトを中間転写ベルト４１として採用し、ゴム硬度（ＡＳＫＡ−Ｃ）４０度、体積抵抗１０⁶ Ω・ｃｍのＥＰＤＭスポンジローラを中間転写ベルト４１内に配設された１次転写ローラ４２として採用し、ゴム硬度４０度（ＪＩＳ−Ａ）、体積抵抗１０⁵ Ω・ｃｍのソリッドウレタンゴムローラを２次転写ローラ４４として採用した。
【００８２】
中間転写ベルト４１の破損を検知する方法としては、図１６に示すように１次転写ローラ４２にセンサ４３を接続して１次転写電流を検出する方法も考えられるが、１次転写ローラ４２が感光体ドラム４０に転接されていることから、破損検知のための通電が感光体ドラム４０へダメージを与えることが考えられる。このため、本実施の形態においては、２次転写ローラ４４を介して流れる電流レベルをセンサ４５によって検知し、この電流レベルに基づいて中間転写ベルト４１の破損検知を行っている。
【００８３】
また、転写動作中の転写バイアス電流は、用紙抵抗や印字率により大きく変動するため、非転写時に２次転写ローラ４４に転写バイアスを印加し、このときの電流レベルを検出してベルトの破損を検知している。尚、この場合においても、微小なベルト破損を検出できかつベルト破損を発生させることのない適切な転写バイアスがあり、＋８００Ｖ〜＋２０００Ｖとされている。また、２次転写バイアスは環境によりその適正値が変化するため、本実施の形態においては、環境センサにより読みとった環境データに基づいて、＋７００Ｖ〜＋１４００Ｖの範囲で変化させている。なお、ベルト破損検知時の転写バイアスは、環境によらず１２００Ｖに設定されている。
【００８４】
図１７には、中間転写ベルト４１の破損の程度をパラメータとし、２次転写ローラ４４を流れる転写電流の波形を示してある。これによると、本実施の形態においても、感光体ドラム４０に影響を与えない程度の微小な破損であっても、破損が確実に検知できることがわかる。
【００８５】
ここで、ベルト破損検知のシーケンスについて説明する。
上述した第３の実施の形態のように転写ローラを流れる電流からベルトの破損を検知するような場合、記録用紙Ｐを吸着したベルトの部位のみしか破損の検知が行われないことになる。このため、長い時間、破損検知がなされないベルトの部位が存在する。そこで、ベルト上の所定の位置のみに記録用紙を吸着させたり画像を形成したりするように画像形成のタイミングを制御することを考えた。
【００８６】
これは、ベルトの厚みムラによりベルト表面速度に変動が生じ、ベルト１周周期で発生する色ズレを防止するためにも、第３の実施の形態のカラー画像装置において、ベルト上の定置に用紙を吸着したり、画像を形成することは有用である。つまり、このような、色ズレはあらかじめ発生を見込んでベルトモータの速度をコントロールすることにより補正することができるからである。ベルトの位置を検出する方法としては、ベルトのホームポジションマークをホームポジションセンサで読み取り、ベルト駆動モータのエンコーダのパルスをカウントすることによりベルトの回転位置を判断している。図１８に示すように、ベルト上Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置にのみ用紙を吸着あるいは画像を形成するようにすれば、その他のベルトの部位は、転写バイアスや、吸着バイアスによる通電劣化が発生しない。よって、図中Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の部分のみ破損検知をすれば問題がない。確かに、通電劣化以外にベルトはメカニカルなダメージを受けて破損することもあるが、メカニカルなダメージはベルトのすべての部分に均等にかかるものであり、通電劣化によるダメージが余分にかかるＰ１，Ｐ２，Ｐ３の破損が、他の部分と比較して速く発生すると考えられる。よって、転写時の電流からベルト破損を検知する場合ベルトの定置に用紙を吸着したり、画像を形成するように印字制御を行えばよいことになる。
【００８７】
また、図１９に示すように、ベルト破損検知のための破損検知手段５０を別途設けた装置においても、ベルトのロングライフ化をはかるために、用紙が吸着される部分のみにバイアスを印加し吸着検知を行うことも考えられる。先に述べたとおり、ベルトの破損はＰ１〜Ｐ３のほうが他の部分より速くおきるため、不要な破損検知もＰ１〜Ｐ３の部分に対してのみ行い、その他の部分に無用な転写検知バイアスを印加しない方が望ましい。
【００８８】
上述した第４の実施の形態では、単色の複写機について説明したが、図２０のようにカラー複写機に第４の実施の形態を適用することができることはいうまでもない。このように、中間転写ベルト６１を用いたカラー複写機において、転写時の電流を検知してベルト破損を検知する場合においても、ベルト上の定位置に画像を転写することにより、ベルト上の特定位置にのみ転写による通電劣化を集中させることができる。つまり、転写通電時の電流波形を検知することにより、画像形成する部分の破損検知のみを行えば良い。
【００８９】
このように、搬送ベルト上の所定位置に用紙を吸着させるよう制御した複写機、または中間転写ベルト上の所定位置にのみ画像を形成するよう制御した複写機において、その用紙を吸着するベルト部分あるいは画像を形成するベルト部分のみの破損検知を行うことにより、効率的にベルト破損を検知し、かつ不要な部分に検知バイアスを印加することがないため、この部分の搬送ベルトあるいは中間転写ベルトを破損することを防止でき、装置のロングライフ化をはかることができる。
【００９０】
次に、上記第１および第２の実施の形態のような複写機において、搬送ベルト上の定位置に用紙を吸着させたり、中間転写ベルトの定位置に画像を形成したりしない場合のベルト破損検知について説明する。特にカラープリンタなどでは、ＰＰＣほど高画質を要求されないため、または低価格化を図るため、ベルト回転位置検知などの制御をしないことが多い。このような場合、ベルト上のすべての部分に通電劣化が発生する可能性があるため、ベルト全周についてベルト破損検知を行う必要がある。また、ベルト上の定置に用紙を吸着し、或いは中間転写ベルトの定置に画像を形成する場合でも、ブラシクリーナなどにバイアスを印加するような場合にはベルト上のすべての部分に通電劣化が発生する可能性があるため、ベルト全周についてベルト破損検知を行う必要がある。さらには、ベルト上の定置に用紙吸着や、中間搬送ベルトの定置に画像形成を行う場合でも、ベルトクリーナとしてクリーニングブレードを用い、所定の位置のみが通電劣化を受ける装置においても、より高精度にベルト破損検知を行いたい場合には全周検知をすることが有効である。
【００９１】
まず、上述した第１の実施の形態の画像形成装置におけるベルト破損検知について説明する。吸着ローラ２５と搬送ベルト２１との間に記録用紙Ｐを挟持して搬送ベルト２１に記録用紙Ｐを吸着させた状態で電流を検出すると、記録用紙Ｐの抵抗、記録用紙Ｐが接地され（例えば用紙ガイドなどに接触され）ているか否かなどにより電流値は大きく変動する。このため、記録用紙Ｐが吸着ローラ２５に無い状態で電流波形が検出される。
【００９２】
印字動作中にベルト２１の破損検知をすると、記録用紙Ｐが保持された部位のベルトの破損検知はできない。また、ベルトの破損が初期の場合には、感光体ブレークダウンなどの重大な障害を発生させないので、頻繁に破損検知をする必要はない。特に、第１の実施の形態の装置を比較的安価な低速処理機に使用する場合には、電源投入時にベルト２１が一周するまで吸着ローラ２５にバイアスを印加し、定着器のウォームアップや２成分現像器の現像の攪拌を行っている最中に電流値を検出する。このような装置を、比較的ヘビーデューティな印字装置に使用する場合には、一日に数百枚以上の印字が行われるため、電源投入時に破損が無くても、印字が進むにつれて破損が発生することも考えられる。よって、このような装置では、ファーストプリント時の印字前動作中あるいはプリント終了後に破損検知を行う。また、ジャム発生時にはベルトに思わぬ負荷がかかったり、記録用紙が無い状態でベルトに転写バイアスがかかったりしてベルト破損が発生する危険性が高いため、ジャム復帰動作時にも破損検知を行う。
【００９３】
第２の実施の形態の装置では、クリーニングブラシ３４ａへ流入される電流を検出してベルト破損を検知する。この場合、ベルト上に大量のトナーがあり、ブラシで多くのトナーを吸着させる際には、トナーが付着したことによる電流値変化とベルトブレークダウンによる電流値変化の見分けがつかない。そこで、ジャム復帰動作時にベルト上に付着したトナーをクリーニングしたり、中間搬送ベルトに印字した補正用のレジストレーションパターンをクリーニングするようなシーケンス中にベルト破損検知をすることはできない。また、ベルト破損は初期の微小な破損状態では、感光体グレークダウンなどの重大な障害を発生させる訳ではないので、さほど頻繁に検知を行う必要はない。
【００９４】
そこで、第２の実施の形態のような装置を、比較的安型の低速機に使用する場合には、電源投入時にベルト１周分クリーニングブラシ３４ａにバイアスを印加し、定着器のウォームアップや２成分現像器の現像の攪拌を行っている最中に電流値の検知を行う。このような装置を、比較的ヘビーデューティな印字装置に使用する場合は、一日に数百枚以上の印字が行われるため、電源投入時に破損が無くても、印字を行うにつれて問題が発生することも考えられる。よって、このような装置では、ファーストプリント時の印字前動作中あるいはプリント終了後に破損検知を行う。また、ジャム発生時にはベルトに思わぬ負荷がかかったり、用紙を介さずに転写バイアスがかかったりしてベルト破損が発生する危険性が高いため、ジャム復帰動作時にも破損検知を行う。
【００９５】
また、第３および第４の実施の形態の装置では、転写動作をしていないときに接触式の転写部材へ流れる電流を検出し、ベルト破損を検知している。この場合にも、同様に、電源投入時にベルト１周分転写部材にバイアスを印加し、定着器のウォームアップや２成分現像器の現像の攪拌を行っている最中にベルト破損検知を行ったり、ファーストプリント時の印字前動作中あるいはプリント終了後に破損検知を行ったり、ジャム復帰動作時にも破損検知を行う。
【００９６】
次に、検出した電流の波形からベルトの破損を検知する方法について説明する。ベルトに破損がある部位で検出される電流波形は、図２１に示すように、スパイク状の大電流部分を有する波形となる。
【００９７】
図２１の状態Ａ（初期の状態）では、スパイク状の大電流部分が一個所に見られ、状態Ｂで感光体ブレークダウンが発生する。感光体のブレークダウンは、ベルトの破損部分が通過する度に発生し、感光体ブレークダウンによる感光体ピンホール数が増加していく。そして、状態Ｃでは、このようなピンホール部がベルトの破損していない部位を通過するときにもスパイク状電流が検知され始める。
【００９８】
このスパイク状の電流により、ついにはベルトが破損され破損個所が増大していく。このようにして、１つのベルト破損部が複数の感光体ブレークダウン（ピンホール）を発生させ、その複数の感光体ブレークダウンがベルトに新たな破損を発生させていく。
【００９９】
図２１の状態Ａから状態Ｃへは、短くて１００〜２００枚の印字、長くても数千枚の印字で発展される。よって、状態Ａになった時には、即座にベルトを交換する必要がある。さらには、状態Ａになる以前に、そろそろ悪くなり始めていることが検知できればなお良い。
【０１００】
図２２には、第１の実施の形態の装置で、印字枚数ごとの検知電流を示してある。ここでベルトの破損検知電流は、印字前動作にベルト１周分計測した物である。
【０１０１】
これによると、図２１の状態Ａには約１０万枚印字したときに達しており、１１万枚印字した場合には、完全に感光体のブレークダウンが発生し、ベルト破損が大幅に進んでいる。しかし、注目すべきは８万枚、９万枚以下での電流波形である。このときは、まだスパイク状の電流ピークは明確には確認できない。しかし、僅かながら検知電流波形のリップルが大きくなっており、破損の前触れが電流波形に現れている。
【０１０２】
図２３には、ベルト１周分の電流値の分散と印字ライフとの関係を示した。ベルト周速１２０ｍｍ／ｓｅｃに対してサンプリングピッチΔｔは５ｍｓｅｃであり、約０．６ｍｍごとの１２００個の電流データ１ｎが（ベルト１周７２０ｍｍ）サンプリングされている。この図から明らかなように、電流値の分散は８万枚から大きくなっており、以降急激に増大していることがわかる。
【０１０３】
状態Ａにまでなったベルトに関しては、検知電流の最大値、あるいは電流波形の微分値からスパイク状の立ち上がりを検出し、ベルトが破損したことを判断することは十分可能である。尚、微分値の計算式を以下に示す。
【０１０４】
微分値＝（１ｎ−１ｎ^-1）／Δｔ
図２４および図２５には、ライフ枚数と検知電流の最大値および検知電流微分値の最大値を示してある。
【０１０５】
図中にＸ，Ｙで示すように、電流値と電流微分値のスレッシュホールドをそれぞれ決めておき、両方を越えた場合にベルト破損と判定することができる。例えば、最大電流値３０μＡ、最大微分値５μＡをスレッシュホールドとすれば、約１０万枚の印字でベルトの破損が判断されることになる。
【０１０６】
このようにしてベルトの破損が検知された場合には、複写機の側から、ユーザーに対して転写ユニット交換の指示が出される。また、ＰＰＣの場合には、ＰＰＣのディスプレイを介してサービスマンコールが表示される。この場合、サービスマンが来てエラーコードを確認すれば、すぐさま転写ユニットが必要であることがわかる。しかし、このようなシステムでは、実際には状態Ａでは印字が行えるので、ユーザーがそのまま使用し続けると、状態Ｂ、状態Ｃへと移行し、大きな画像欠陥を生じ、部品交換が必要となってしまう。そこで、ＰＰＣやプリンタがＬＡＮ、専用回線、あるいはインターネットを介して保守会社、あるいはＯＡショップに接続して有れば、マシン側が直接、あるいはパソコンを通じて保守会社、あるいはＯＡショップに、ベルト交換の要求を出すようにしても良い。
【０１０７】
しかし、このようなサービスシステムを用いたとしても、即座にベルトユニットを交換できる訳ではなく、タイムラグが発生する。そこで、先に述べた電流値の分散を判断材料に使用し、所定以上の分散値を示したら、警告信号をユーザーに対して発しつつ、ＬＡＮ、専用回線、あるいはインターネットを介して保守会社、あるいはＯＡショップに要求を出すようにし、必要なパーツを保守会社、あるいはＯＡショップがあらかじめ準備しておけば良い。これにより、装置から転写ユニット交換要求が出た際、早急に対応ができ、状態Ｂや状態Ｃに移行することを防止できる。
【０１０８】
図２３において分散が１を越えたら注意が破損注意状態と判断すれば、９万枚付近で警告をユーザーあるいは保守会社に出すことになる。このように、電流値の最大値あるいは微分値を用いてベルト破損の検知判断をするだけでなく、電流値の分散などの処理データにより、さらに早急にベルト破損の検出を高精度に行うことができる。
【０１０９】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した各実施の形態においては、図２６に概略的に示すように、ベルト７１を挟持した一方の部材７２にバイアスを印加し、他方の部材７４を接地したような状況で、接地した部材７４側にセンサ７６を設けて電流を検知する例について説明したが、図２７に示すように、バイアスを印加した側の部材７２を流れる電流を検出してベルトの破損を検知することもできる。また、上述した各実施の形態では、複数の画像形成部を有する装置と単一の画像形成部を持つ装置についてランダムに説明したが、本発明は、画像形成部の個数、即ちカーラー／モノクロに関係なく適用される。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、搬送ベルトや中間転写媒体の破損を早期に発見でき、装置の故障や画質の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図２】図１の画像形成装置に組込まれた搬送ベルトの抵抗値と、ベルトを除電しないで１００枚連続印字したときの１００枚目の記録用紙に対するトナーの転写効率と、の関係を示したグラフ。
【図３】図１の画像形成装置に組込まれた画像形成部にてベタ画像とハーフトーン画像を形成したときの転写バイアスと転写効率との関係をベルトの抵抗値毎に示したグラフ。
【図４】図１の画像形成装置の搬送ベルトに記録用紙を吸着させていない状態でベルトの破損検知を行ったときに検出された電流値の波形を示すグラフ。
【図５】図１の画像形成装置の搬送ベルトに記録用紙を吸着させた状態でベルトの破損検知を行ったときに検出された電流値の波形を示すグラフ。
【図６】搬送ベルトに僅かな破損がある状況下で破損を検出したときの吸着バイアス毎の検出電流の波形を示すグラフ。
【図７】吸着バイアスをパラメータとしたときの吸着バイアスの通電時間と検出電流との関係を示すグラフ。
【図８】この発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図９】図８の画像形成装置におけるベルトの破損状況に応じた破損検知電流の波形を示すグラフ。
【図１０】この発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図１１】環境が変化したときの普通紙／ＯＨＰシートのそれぞれにおける各画像形成部における転写バイアスの適正値を示すグラフ。
【図１２】搬送ベルトに破損がない状況下での破損検出電流の波形を示すグラフ。
【図１３】ベルトに破損があるときの各転写バイアスに対する検出電流の波形を示すグラフ。
【図１４】各転写バイアスにおける通電時間に対する破損検出電流の変化を示すグラフ。
【図１５】この発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図１６】図１５の装置の好ましくない変形例を示す図。
【図１７】中間転写ベルトの破損の程度をパラメータとしたときの転写電流の波形を示すグラフ。
【図１８】ベルト上の定位置に記録用紙を吸着させたときの破損検知動作を説明するための図。
【図１９】独立したベルト破損検知手段を有する他の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図２０】図１５に示した第４の実施の形態をカラー複写機に適用した例を示す図。
【図２１】ベルトに破損を生じてから各状態での検知電流の波形を示すグラフ。
【図２２】図１の画像形成装置における印字枚数毎の電流波形を示すグラフ。
【図２３】ベルト１周分の電流値の分散と印字ライフとの関係を示したグラフ。
【図２４】印字枚数と最大検知電流との関係を示すグラフ。
【図２５】印字枚数と検知電流微分値との関係を示すグラフ。
【図２６】接地側の部材を流れる電流を検知する場合の装置構成を示す概略図。
【図２７】バイアス側の部材を流れる電流を検知する場合の装置構成を示す概略図。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、
２…帯電装置、
３…露光装置、
４…現像装置、
６…転写ローラ、
７…クリーナ、
１０…画像形成部、
２０…搬送機構、
２１…搬送ベルト、
２２…駆動ローラ、
２４…従動ローラ、
２５…吸着ローラ、
２６…センサ、
２７…ベルトクリーナ、
３１…中間転写ベルト、
３２…転写ローラ、
３４…ベルトクリーナ、
３４ａ…クリーニングブラシ、
３６…クリーニングバイアス電源、
４０…感光体ドラム、
４１…中間転写ベルト、
４２…１次転写ローラ、
４４…２次転写ローラ、
５０…破損検知手段、
６１…中間転写ベルト、
７１…ベルト、
７２…バイアス側部材、
７４…接地側部材、
７６…センサ、
Ｍ…マゼンタ、
Ｃ…シアン、
Ｙ…イエロー、
Ｋ…ブラック、
Ｐ…記録用紙。

Claims

複数の像担持体上に各色の現像剤像をそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、
被転写媒体を保持し、保持した被転写媒体を上記複数の像担持体上に形成された複数の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して供給する保持手段と、
上記保持手段にて上記複数の転写位置へ供給された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された複数の現像剤像を転写する複数の転写手段と、
これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して上記保持手段を通して流れる電流値から上記保持手段の破損を検知する検知手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
画像信号に応じた各色の現像剤像を複数の像担持体上にそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、
被転写媒体を保持するとともに、上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像と対向する複数の転写位置へ上記被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、
上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像を転写する複数の転写手段と、
これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して上記搬送ベルトに当該転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの破損を検知する検知手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
複数の像担持体上に画像信号に応じた各色の静電潜像を形成し、これら各色の静電潜像に帯電した各色の現像剤を供給し、上記複数の像担持体上に各色の現像剤像を形成する複数の画像形成手段と、
被転写媒体を保持するとともに、上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、
上記複数の転写位置近傍で上記搬送ベルトに接触した状態で配置された複数の転写部材を有し、これら複数の転写部材に異なる転写バイアス電圧を印加することにより、上記複数の像担持体との間に所定の電界を形成し、上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記複数の像担持体上に形成された各色の現像剤像を転写する複数の転写手段と、
これら複数の転写手段のうち上記転写バイアス電圧が最も高い転写手段によって対応する転写部材に上記最も高い転写バイアス電圧を印加したとき、当該転写部材を通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの破損を検知する検知手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
画像信号に応じた各色の現像剤像を各色の像担持体上に形成する複数の画像形成手段と、
被転写媒体を保持するとともに、上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記被転写媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、
上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置へ搬送された被転写媒体上に上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、
これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して、上記搬送ベルトが少なくとも一周する間、上記搬送ベルトに上記最も高い転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルトの全周にわたって破損を検知する検知手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
画像信号に応じた各色の現像剤像を各色の像担持体上にそれぞれ形成する複数の画像形成手段と、
被転写媒体を所定位置で保持するとともに、上記各色の像担持体上にそれぞれ形成された各色の現像剤像とそれぞれ対向する複数の転写位置を通して上記所定位置で保持した被転写媒体を搬送する搬送ベルトと、
上記搬送ベルトにて上記複数の転写位置を通して搬送された被転写媒体上に上記各色の像担持体上に形成された各色の現像剤像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、
これら複数の転写手段のうち転写バイアス電圧が最も高い転写手段を介して、上記搬送ベルト上の所定位置のみに上記最も高い転写バイアス電圧を与え、このとき上記搬送ベルトを通って流れる電流を検出し、検出した電流値から上記搬送ベルト上の上記所定位置の破損を検知する検知手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置の周囲の温度および湿度を検知する環境センサーをさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
上記環境センサーにて検出した温度および湿度に応じて上記破損の判定基準を切り替えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。