(57)【要約】【課題】転写手段の状態を適切に判定する画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置１は、トナー像が形成される感光ドラム２１と、感光ドラム２１との間に転写ニップＮ１を形成し、転写バイアスが印加された際に感光ドラム２１に形成されたトナー像を転写ニップＮ１においてシートＰに転写させる転写ローラ２５と、転写ローラ２５に転写バイアスが印加される転写ニップＮ１の領域内と領域外との転写電流量の比較結果に基づいて転写ローラ２５の状態を判定する判定部３２０と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成し、転写バイアスが印加された際に前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写ニップにおいて被転写体に転写させる転写手段と、
前記転写手段に前記転写バイアスが印加される前記転写ニップの領域内と領域外との転写電流量の比較結果に基づいて前記転写手段の状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記比較結果に基づいて前記転写手段の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記像担持体の駆動停止時に前記転写手段に対して前記転写バイアスを印加させて前記像担持体を帯電させた後に、前記像担持体を駆動させて前記領域内と前記領域外との前記転写電流量を比較する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記領域内と前記領域外との前記転写電流量に応じた前記比較結果としての放電比率に基づいて前記転写手段の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段の被転写体の搬送方向の下流側に設けられ、前記像担持体を除電すると共に前記像担持体から流れる電流を前記転写電流量として検知する除電手段を有し、
前記判定手段は、
前記除電手段の検知結果を用いて前記領域内と前記領域外との前記転写電流量を比較する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面電位を前記転写電流量として検知する検知手段を有し、
前記判定手段は、
前記検知手段の検知結果を用いて前記領域内と前記領域外との前記転写電流量を比較する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
初期設置時又は被転写体の画像形成枚数が所定数以上の場合に、前記比較結果に基づいて前記転写手段の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記判定手段は、
前記像担持体が所定の回転速度以下で回転している際に、前記転写手段の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成し、転写バイアスが印加された際に前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写ニップにおいて被転写体に転写させる転写手段と、
前記転写手段に前記転写バイアスが印加された際の前記像担持体における前記転写ニップの領域内と領域外との転写電流量の比較結果に基づいて、前記転写手段の転写条件を変更する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記領域内の前記転写電流量に対する前記領域外の前記転写電流量の比率が所定の値以上となった場合に、前記比率が所定の値未満のときよりも前記転写バイアスの値を小さくする、
ことを特徴とする請求項９に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、電子写真記録方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置では、予め一様に帯電している感光ドラムに対して、入力された画像情報に応じてレーザ光を照射することにより感光ドラムに静電潜像が形成される。また、画像形成装置では、現像装置から供給されるトナーにより静電潜像を現像することにより感光ドラムにトナー像を形成する。更に、画像形成装置では、感光ドラムに転写手段が当接して形成される転写ニップにおいて、トナー像を記録媒体に転写すると共に、記録材に転写されたトナー像を加熱定着して記録媒体に画像を形成する。
【０００３】
かかる画像形成装置では、装置の使用耐久が進んで導電性発泡ゴムにより形成された転写ローラがつぶれることにより、転写ローラのセル径が小さくなる。かかる転写ローラのセル径が小さい場合には、所望の転写バイアスを印加した際に、転写ニップの領域外において異常放電を生じる。
【０００４】
このような異常放電を生じた際には、トナー像が乱れ、又は記録媒体におけるトナーの静電的保持力が弱まることにより、定着前に記録媒体からトナーが飛散し、装置内を汚染する。特に、異常放電が強い場合に、転写手段で帯電された記録材としてのシートのプラス電位が低下し、又はトナーの極性が反転してシートと同極性になることにより、記録媒体におけるトナーの静電的保持力が弱くなってトナーが飛散する。
【０００５】
特許文献１は、感光ドラムにベタ黒静電潜像電位を形成し、トナー像を現像させた部分に対してＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）を行う画像形成装置を開示している。ＡＴＶＣでは、感光ドラムの非画像部に対して転写手段を予め設定された値で定電圧制御し、このとき転写ローラに流れる電流の変動から転写ローラの抵抗変動を検知して、画像形成時に抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応した定電圧制御を行う。これにより特許文献１の画像形成装置では、トナー層を考慮した合成抵抗を検知してＡＴＶＣの精度を向上させることができる。
【０００６】
特許文献２は、転写搬送ベルトからシートが剥離する際の分離点近傍に剥離放電電流計測手段を設け、剥離放電電流計測手段により計測した剥離放電電流量に応じて現像手段を制御する画像形成装置を開示している。これにより特許文献２の画像形成装置では、剥離放電電流量の計測結果に基づいて現像手段の印字濃度を下げる補正を行うことによりトナー量を減らすことができ、安定した高品質な画像を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０９８４７４号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２においては、転写手段の機能が劣化する前においては安定した画像を得ることはできるものの、転写手段の機能が劣化した状態であるか否かを判定することができないという課題を有する。
【０００９】
本発明の目的は、転写手段の状態を適切に判定することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体との間に転写ニップを形成し、転写バイアスが印加された際に前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写ニップにおいて被転写体に転写させる転写手段と、前記転写手段に前記転写バイアスが印加される前記転写ニップの領域内と領域外との転写電流量の比較結果に基づいて前記転写手段の状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転写手段の状態を適切に判定することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る転写ニップの拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る機能劣化判定処理のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る感光ドラムの転写電流量の分布図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るシートの電位と帯電ローラのセル径との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る転写ローラの発泡セルのセル径とシートの電位と放電比率との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の効果を従来との比較で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の構成について、図１から図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００１５】
画像形成装置１は、装置本体１００と、画像読取装置２００と、を有している。
【００１６】
装置本体１００は、画像読取装置２００から入力した画像データに基づいてシートＰに画像を形成すると共に定着させてシートＰを排出する。具体的には、装置本体１００は、シート給送部１０と、画像形成部２０と、定着部３０と、シート排出部４０と、シート再給送部５０と、ＣＰＵ３００と、転写高圧回路３１１と、転写電流量分布検知部３２１と、操作パネル３３１と、を有している。
【００１７】
シート給送部１０は、シートＰを画像形成部２０へ給送する。具体的には、シート給送部１０は、給送カセット１１と、ピックアップローラ１２と、分離ローラ対１３と、給送ローラ対１４と、レジストローラ対１５と、を有している。また、シート給送部１０は、手差シートトレイ１６と、供給ローラ１７と、分離パッド１８と、供給ローラ対１９と、シート検知センサＳ１と、レジ前センサＳ２と、を有している。
【００１８】
給送カセット１１は、シートＰが収納されている。
【００１９】
ピックアップローラ１２は、給送カセット１１に収納されているシートＰを分離ローラ対１３に給送する。
【００２０】
分離ローラ対１３は、正転ローラと反転ローラとから構成されている。分離ローラ対１３は、重送されているシートＰを１枚に分離して、給送パスＰＳ１を介して給送ローラ対１４に搬送する。
【００２１】
給送ローラ対１４は、分離ローラ対１３から給送パスＰＳ１を介して搬送されてくるシートＰをレジストローラ対１５に搬送する。
【００２２】
レジストローラ対１５は、回転を停止している際に、給送ローラ対１４又は再給送ローラ対５３から搬送されてくるシートＰの先端がレジストローラ対１５のニップに倣うことで、シートＰの斜行を矯正する。レジストローラ対１５は、所定のタイミングで回転し、感光ドラム２１に形成されたトナー像が転写ニップＮ１に搬送されるタイミングに合わせて、斜行を矯正したシートＰを転写ニップＮ１に向けて搬送する。
【００２３】
手差シートトレイ１６は、シートＰを積載可能になっている。
【００２４】
供給ローラ１７及び分離パッド１８は、手差シートトレイ１６に積載されているシートＰを１枚に分離して供給ローラ対１９に供給する。
【００２５】
供給ローラ対１９は、供給ローラ１７及び分離パッド１８により供給されるシートＰを給送ローラ対１４に供給する。
【００２６】
シート検知センサＳ１は、給送カセット１１にシートＰが収納されているか否かを検知する。
【００２７】
レジ前センサＳ２は、シートＰの先端がレジストローラ対１５のニップに到達するタイミングを検知する。
【００２８】
画像形成部２０は、シート給送部１０から給送されるシートＰに画像を形成して定着部３０に向けて搬送する。具体的には、画像形成部２０は、感光ドラム２１と、帯電ローラ２２と、レーザユニット２３と、現像ローラ２４と、転写ローラ２５と、を有している。画像形成部２０は、転写ローラ２５と感光ドラム２１とが接触する接触転写ローラ方式を用いている。
【００２９】
像担持体としての感光ドラム２１は、表面が帯電ローラ２２によって均一に帯電される。感光ドラム２１には、レーザユニット２３からレーザ光が照射されることにより、表面に静電潜像が形成されると共に、現像ローラ２４から供給されるトナーにより静電潜像が現像されることにより、表面にトナー像が形成される。感光ドラム２１は、回転することにより、静電潜像を現像ローラ２４に向けて搬送すると共に、トナー像を転写ニップＮ１に向けて搬送する。
【００３０】
帯電ローラ２２は、感光ドラム２１の表面を均一に帯電させる。
【００３１】
レーザユニット２３は、画像読取装置２００から入力した画像情報に対応したレーザ光を感光ドラム２１に照射し、帯電している感光ドラム２１の電荷を除去して、画像読取装置２００から入力した画像情報に対応した静電潜像を感光ドラム２１に形成する。なお、レーザユニット２３は、外部から送信された画像情報に対応したレーザ光を感光ドラム２１に照射して、感光ドラム２１に静電潜像を形成してもよい。
【００３２】
現像ローラ２４は、感光ドラム２１に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、感光ドラム２１にトナー像を形成する。
【００３３】
転写ローラ２５は、単層構造であり、図３に示すように、金属軸体２５ａと、金属軸体２５ａの外周に形成される導電性発泡体層２５ｂと、から主に構成されている。金属軸体２５ａは、ここでは金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等を例示する。金属軸体２５ａの材料は、ここでは鉄又はアルミニウム等を例示する。
【００３４】
導電性発泡体層２５ｂは、アスカーＣ（スポンジ硬度計）２０〜３５°／５００ｇ荷重の硬度の範囲に設定されることが好ましい。また、導電性発泡体層２５ｂの電気抵抗値は、１０4〜１０8Ωであることが好ましく、特に好ましくは１０5〜１０7Ωである。
【００３５】
導電性発泡体層２５ｂは、イオン導電剤のマトリクス成分として、ここではエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）又は アクリル−ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を例示する。
【００３６】
導電性発泡体層２５ｂは、抵抗調整剤を混合していてもよい。抵抗調整剤は、ここでは電子導電系導電剤、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、加硫剤及び加硫促進剤のうち、２種類以上を配合したものを例示する。
【００３７】
電子導電系導電剤は、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛と酸化アルミニウムとの固溶体、酸化スズと酸化アンチモンとの固溶体、酸化インジウムと酸化スズとの固溶体等の金属酸化物等のうち、単一のもの又は２種類以上配合したものを例示する。
【００３８】
発泡剤は、ここではジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）又は４，４−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジット（ＯＢＳＨ）等のうち、単一のもの又は２種類以上配合したものを例示する。
【００３９】
転写ローラ２５は、感光ドラム２１に接触して転写ニップＮ１を形成している。転写ローラ２５は、転写ニップＮ１において、感光ドラム２１との間でレジストローラ対１５から搬送されてくる被転写体としてのシートＰを挟持搬送し、感光ドラム２１に形成されたトナー像をシートＰに転写させる。転写ローラ２５は、トナー像を転写させたシートＰを定着部３０に向けて搬送する。
【００４０】
定着部３０は、画像形成部２０から搬送されてくるシートＰに転写されたトナー像をシートＰに定着させ、トナー像を定着させたシートＰをシート排出部４０に向けて搬送する。具体的には、定着部３０は、定着ローラ３１と、加圧ローラ３２と、定着センサＳ３と、を有している。
【００４１】
定着ローラ３１は、内部に配置されたハロゲンランプ等の熱源により所定の定着温度に加熱されるアルミローラ等で構成されている。
【００４２】
加圧ローラ３２は、定着ローラ３１に接触していると共に定着ローラ３１を所定の圧力で加圧して定着ニップ部Ｎ２を形成している。加圧ローラ３２は、定着ニップ部Ｎ２において、転写ニップＮ１から搬送されてくるトナー像が形成されたシートＰを、定着ローラ３１との間で挟持搬送して加熱加圧することにより、シートＰにトナー像を定着させる。加圧ローラ３２は、トナー像を定着させたシートＰを排出ローラ対４１に向けて搬送する。
【００４３】
定着センサＳ３は、シートＰの先端が定着ニップ部Ｎ２を抜けたことを検知する。
【００４４】
なお、定着部３０は、セラミックヒータ等の熱源を、端部レスフィルムを介して加圧ローラ３２が加圧することで定着ニップ部Ｎ２を形成し、定着ニップ部Ｎ２にてシートＰを挟持搬送しながら加熱加圧するオンデマンド定着方式を用いてもよい。
【００４５】
シート排出部４０は、定着部３０から搬送されてくるシートＰを排出する。具体的には、シート排出部４０は、排出ローラ対４１と、排出トレイ４２と、を有している。
【００４６】
排出ローラ対４１は、定着部３０から搬送されてくるシートＰを排出トレイ４２に排出する。排出ローラ対４１は、シートＰの両面に画像を形成する場合に、シートＰの先端が定着センサＳ３を抜けた後であってシートＰの後端が排出ローラ対４１を抜ける前に一旦停止する。排出ローラ対４１は、停止した後に逆回転することにより、シートＰを反転させて再給送ローラ対５１に向けて搬送する。
【００４７】
排出トレイ４２は、排出ローラ対４１から排出されるシートＰを積載する。
【００４８】
シート再給送部５０は、表面にトナー像が形成されたシートＰの裏面にトナー像を形成させるために、シート排出部４０から搬送されてくるシートＰを画像形成部２０に向けて搬送する。具体的には、シート再給送部５０は、再給送ローラ対５１と、再給送ローラ対５２と、再給送ローラ対５３と、を有している。
【００４９】
再給送ローラ対５１は、排出ローラ対４１から搬送されてくるシートＰを、再給送パスＰＳ２を介して再給送ローラ対５２に向けて搬送する。
【００５０】
再給送ローラ対５２は、再給送ローラ対５１から搬送されてくるシートＰを、再給送パスＰＳ２を介して再給送ローラ対５３に向けて搬送する。
【００５１】
再給送ローラ対５３は、再給送ローラ対５２から搬送されてくるシートＰをレジストローラ対１５に向けて搬送する。
【００５２】
画像読取装置２００は、装置本体１００の上部に設けられている。画像読取装置２００は、原稿の画像を読み取って、読み取った画像情報を装置本体１００のレーザユニット２３に出力する。
【００５３】
制御手段としてのＣＰＵ３００は、転写高圧回路３１１を制御して転写ローラ２５にバイアスを印加すると共に、転写電流量分布検知部３２１の検知結果に基づいて転写ローラ２５の状態を判定する。ＣＰＵ３００は、転写ローラ２５の状態の判定結果に基づいて、転写高圧回路３１１を制御することにより転写ローラ２５に印加する転写バイアスを調整して転写条件を変更する。具体的には、ＣＰＵ３００は、高圧制御部３１０と、判定部３２０と、操作パネル制御部３３０と、メモリ３４０と、を備えている。
【００５４】
高圧制御部３１０は、転写ニップＮ１にシートＰが搬送されるタイミングで、判定部３２０から入力する判定結果に基づいて、転写ローラ２５に対してトナーと反対極性の所定の直流電圧を印加するように転写高圧回路３１１を制御する。高圧制御部３１０から転写ローラ２５に印加される直流電圧の極性は、ここではマイナス極性のトナーと反対極性のプラス極性を例示する。プラス極性の直流電圧は、ここでは＋１〜５ＫＶを例示する。
【００５５】
高圧制御部３１０は、転写ローラ２５の機能が劣化した状態である判定結果が判定部３２０から入力した場合に、転写高圧回路３１１を制御して転写ローラ２５に印加する転写バイアスを調整して転写条件を変更する。具体的には、高圧制御部３１０は、シートＰの電位がトナー飛散レベルの悪化する電位以下とならないように転写条件を変更する。トナー飛散レベルの悪化する電位は、ここでは−１０００Ｖを例示する。
【００５６】
判定手段としての判定部３２０は、転写電流量分布検知部３２１から入力する転写電流量分布の検知結果に基づいて、転写ニップＮ１の領域内と領域外との転写電流量に応じた比較結果としての放電比率を算出する。判定部３２０は、放電比率の算出値とメモリ３４０に記憶している閾値とを比較して転写ローラ２５の状態を判定する。
【００５７】
特に判定部３２０は、転写ローラ２５の状態として転写ローラ２５の劣化状態を判定する。この場合に、判定部３２０は、放電比率の算出値が閾値よりも大きい場合に、転写ローラ２５の機能が劣化した状態であると判定する。なお、判定部３２０は、転写ローラ２５が寿命であるか否かの寿命到達状態等の転写ローラ２５の劣化状態以外の状態を判定してもよい。
【００５８】
判定部３２０は、転写ローラ２５の状態の判定結果を高圧制御部３１０及び操作パネル制御部３３０に出力する。
【００５９】
メモリ３４０は、放電比率の算出値と比較するための閾値を予め記憶している。
【００６０】
操作パネル制御部３３０は、転写ローラ２５の状態が所定の状態である判定結果が判定部３２０から入力した際に、操作パネル３３１を制御して所定のメッセージを操作パネル３３１に表示させる。操作パネル制御部３３０は、転写ローラ２５の機能が劣化した状態である判定結果が判定部３２０から入力した場合には、操作パネル３３１を制御して、転写ローラ２５の交換を促すメッセージを操作パネル３３１に表示させる。
【００６１】
転写高圧回路３１１は、高圧制御部３１０の制御により、転写ローラ２５にバイアスを印加する。
【００６２】
転写電流量分布検知部３２１は、感光ドラム２１と転写ローラ２５との間に流れる転写電流量を検知すると共に、転写電流量の検知結果に基づいて転写電流量分布を検知し、転写電流量分布の検知結果を判定部３２０に出力する。転写電流量分布検知部３２１は、転写ローラ２５のシートＰの搬送方向下流に設けられた除電手段としての分離除電針、又は感光ドラム２１の回転方向の下流側に設けられた検知手段としての表面電位測定センサを含んでいる。転写電流量分布検知部３２１は、分離除電針を含む場合には感光ドラム２１から分離除電針に流れ込む電流、又は表面電位測定センサを含む場合には表面電位測定センサでの測定電位を、転写電流量として検知する。
【００６３】
操作パネル３３１は、操作パネル制御部３３０の制御により、転写ローラ２５の交換を促すメッセージを表示する。
【００６４】
なお、画像形成装置１は、ＩＴＢ（Intermediate Transfer Belt）からなる転写ベルトにトナー像を転写させた後にシートＰへ転写させる中間転写ベルト方式を用いてもよい。
【００６５】
＜静電的なトナー飛散メカニズム＞
本発明の実施の形態に係る静電的なトナー飛散メカニズムについて、図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００６６】
図３において、図３（ａ）は転写ローラ２５の機能劣化前の状態を示しており、図３（ｂ）は転写ローラ２５の機能劣化後の状態を示している。
【００６７】
図３に示すように、転写ローラ２５の導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径は、図３（ｂ）に示す転写ローラ２５の機能劣化後の状態において、図３（ａ）に示す転写ローラ２５の機能劣化前の状態に比べて小さくなる。
【００６８】
図３（ａ）に示すように、導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径Ｒ１が所定値である場合に、感光ドラム２１からシートＰに転写されたマイナス極性のトナー９０は、転写ローラ２５で帯電されたシートＰのプラス極性により静電的に保持されている。
【００６９】
一方、導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径Ｒ２が所定値より小さい場合（Ｒ１＞Ｒ２の場合）には、セル径がＲ１である場合に比べて、感光ドラム２１と転写ローラ２５との間の空気層が少なくなる。これより、図３（ｂ）に示すように、導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径がＲ２の場合には、パッシェン則に基づく放電開始電圧に至らず、転写ニップＮ１の領域内での放電Ｑ２が減少する。この際、転写ローラ２５から感光ドラム２１への電荷移動が転写ニップＮ１の領域外で支配的となって、転写ローラ２５とシートＰとの間の異常放電Ｑ１が増加し、シートＰが強くプラス帯電してしまう。
【００７０】
そして、強くプラス帯電したシートＰは、マイナス電位の感光ドラム２１の表面に静電的に貼り付きやすくなる。その結果、シートＰが感光ドラム２１から離れる際に強い剥離放電を生じて異常放電となり、シートＰにマイナス電荷が移動してシートＰのプラス電位が低下し、又はシートＰに転写されたマイナス極性のトナー９０が極性反転する。
【００７１】
上記のシートＰのプラス電位が低下することにより、又はトナー９０の極性反転により、シートＰに転写されたトナー９０の静電的保持力が低下し、搬送過程におけるシートＰのバタつき等によりトナー９０が飛散する。トナー９０が飛散することで画像形成装置１の内部汚染を生じる。
【００７２】
＜機能劣化判定処理＞
本発明の実施の形態に係る機能劣化判定処理について、図４から図８を参照しながら、詳細に説明する。
【００７３】
図４に示す機能劣化判定処理は、転写ローラ２５の状態として転写ローラ２５の劣化状態を判定する場合を例に説明する。機能劣化判定処理は、既定の条件が発生した際に開始される。既定の条件は、画像形成装置１の初期設置時、又はシートＰの画像形成枚数が所定数以上になったときである。
【００７４】
まず、ＣＰＵ３００の高圧制御部３１０は、感光ドラム２１の駆動停止時において、転写高圧回路３１１から転写ローラ２５に対して所定の転写電圧を印加させる（Ｓ１）。所定の転写電圧は、ここでは１０００Ｖを例示する。なお、この際、感光ドラム２１は、低速回転していてもよい。この際の低速回転は、５ｍｍ／ｓｅｃ以下の回転速度が好ましい。
【００７５】
次に、高圧制御部３１０は、所定の転写電圧を所定時間印加した後に、転写高圧回路３１１から転写ローラ２５に対する転写電圧の印加を停止し（Ｓ２）、感光ドラム２１をプラス極性に帯電させる。所定時間は、ここでは１秒を例示する。
【００７６】
次に、ＣＰＵ３００は、図示しない駆動回路を駆動させて感光ドラム２１を所定の回転速度以下で低速回転させて（Ｓ３）、感光ドラム２１の表面のプラス帯電した領域を感光ドラム２１の回転方向下流側に設けられた転写電流量分布検知部３２１に移動させる。低速回転は、５ｍｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。低速回転は、ここでは３０ｍｍ／ｓｅｃ以下を例示する。
【００７７】
次に、転写電流量分布検知部３２１は、感光ドラム２１の転写電流量を検知し、転写電流量の検知結果に基づいて転写電流量分布を検知する（Ｓ４）。
【００７８】
転写電流量は、図５に示すように、山形の転写電流量分布を示す。図５において、縦軸は転写電流量分布検知部３２１の検知結果である電流又は電圧を表し、横軸は時間を表している。
【００７９】
図５より、導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径が大きいときは転写ニップＮ１の領域内と領域外との最大放電量の絶対値の差が小さく、転写電流量分布の幅が狭い。これは、発泡セル２５ｃのセル径が大きいことによって、パッシェン則に基づく放電開始電圧が低下して、転写ニップＮ１の領域内の放電が増えるためである。ここで、発泡セル２５ｃのセル径が大きいほど、感光ドラム２１と転写ローラ２５との間の空気層が多くなる。
【００８０】
一方、導電性発泡体層２５ｂの発泡セル２５ｃのセル径が小さいときは転写ニップＮ１の領域内と領域外との最大放電量の絶対値の差が大きく、転写電流量分布の幅が広い。これは、発泡セル２５ｃのセル径が小さいことによって、パッシェン則に基づく放電開始電圧が上昇して、転写ニップＮ１の領域内の放電が起こり難くなり、転写ニップＮ１の領域外の放電が大きくなるためである。ここで、発泡セル２５ｃのセル径が小さいほど、感光ドラム２１と転写ローラ２５との間の空気層が少なくなる。
【００８１】
次に、ＣＰＵ３００の判定部３２０は、転写電流量分布検知部３２１の検知結果を用いて（１）式より、転写ニップＮ１の領域内と領域外との転写電流量の比較結果として転写ニップＮ１の領域内と領域外との放電比率Ａを求める。
【００８２】
具体的には、転写ニップＮ１の領域内と領域外の放電比率は、各領域の電流値又は電圧値と時間との積分で求める。転写電流量分布検知部３２１のサンプリング周期を５［ｍｓｅｃ］とした図５の場合には、転写ニップＮ１の領域内の転写電流量積分値は２３５．７［ｋＶ・ｓｅｃ]、転写ニップＮ１の領域外の転写電流量積分値は８４８．３［ｋＶ・ｓｅｃ] と算出される。その結果、（１）式より放電比率A＝３．５と計算される。
【００８３】
放電比率A＝転写ニップＮ１の領域外の転写電流量／転写ニップＮ１の領域内の転写電流量                                              （１）
【００８４】
次に、判定部３２０は、求めた放電比率Ａとメモリ３４０に予め記憶している閾値とを比較して、放電比率Ａが閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ５）。
【００８５】
判定部３２０は、放電比率Aが閾値未満の場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、転写ニップＮ１の領域外の放電が小さいと判定し、機能劣化判定処理を終了する。
【００８６】
一方、判定部３２０は、放電比率Aが閾値以上の場合（Ｓ５：Ｎｏ）、転写ニップＮ１の領域外の放電が大きいと判定し、転写ローラ２５の機能が劣化したと判定する。そして、ＣＰＵ３００の操作パネル制御部３３０は、転写ローラ２５の交換を促すメッセージを操作パネル３３１に表示させ（Ｓ６）、機能劣化判定処理を終了する。
【００８７】
また、ＣＰＵ３００は、転写ローラ２５の機能が劣化したと判定した場合に、機能劣化判定処理の終了後に、シートＰの電位がトナー飛散レベルの悪化する−１０００Ｖ以下とならないように転写条件を変更する。具体的には、ＣＰＵ３００は、転写ニップＮ１の領域内の転写電流量に対する転写ニップＮ１の領域外の転写電流量の比率が所定の値以上となった場合に、前記比率が所定の値未満のときよりも転写バイアスの値を小さくする。
【００８８】
図６は、転写ローラ２５の発泡セル２５ｃのセル径とシートＰの電位との関係を示しており、横軸がセル径［μm］であり、縦軸がシートＰの電位［V］である。
【００８９】
図６に示すように、転写ローラ２５の発泡セル２５ｃのセル径が小さいほど、転写ニップＮ１の領域外の異常放電が強くなるため、シートＰのマイナス帯電が強くなる。例えば、発泡セル２５ｃのセル径が１００μmの際のシートＰの電位は−３３６０Vになる。一方、転写ローラ２５の発泡セル２５ｃのセル径が大きいほど、シートＰのマイナス帯電が弱まる。例えば、発泡セル２５ｃのセル径が４５０μmの際のシートＰの電位は＋１２０Vになる。
【００９０】
発泡セル２５ｃのセル径とシートＰの電位とトナー飛散レベルとの相関関係を確認した結果、発泡セル２５ｃのセル径が３００μm以下、及びシートＰの電位が−１０００V以下の場合に、トナー飛散レベルが悪化して装置内部を汚染することが判明した。
【００９１】
図７は、転写ローラ２５の発泡セル２５ｃのセル径［μm］と、転写後のシートＰの電位［V］と、放電比率A［%］と、の実測データにおける関係を示している。図７より、転写後のシートＰの電位は、発泡セル２５ｃのセル径が３００μmの場合に、トナー飛散が悪化する閾値である−１０００Vになる。この際の放電比率Aは、４．５となる。
【００９２】
従って、判定部３２０は、放電比率Ａが４．５未満の場合（発泡セル２５ｃのセル径が３００μｍより大きい場合）には、トナーの飛散を生じず、転写ローラ２５の機能は劣化していないと判定する。また、判定部３２０は、放電比率Ａが４．５以上の場合（発泡セル２５ｃのセル径が３００μｍ以下の場合）には、トナーが飛散して画像形成装置１の内部を汚染するリスクがあるため、転写ローラ２５の機能が劣化したと判定する。
【００９３】
図８より、特許文献１では、転写ニップの領域外の異常放電を検知できないため、転写ローラの耐久変動に伴うトナー飛散の抑制効果は得られない。また、特許文献２では、剥離放電の計測結果に基づいてトナー印字濃度を調整して画像補正をすることによりトナー飛散を抑制できるが、転写ローラの耐久が２００K枚を越えるとトナー飛散の抑制効果が薄れ、次第に機内汚染が発生する。これに対して、本実施の形態では、転写ローラ２５の耐久が４００Ｋ枚以上であっても、トナーの飛散を抑制することができる。
【００９４】
このように、本実施の形態では、転写ローラ２５に転写バイアスが印加される転写ニップＮ１の領域内と領域外との転写電流量の比較結果に基づいて転写ローラ２５の状態を判定する。これにより、転写ローラ２５の状態を適切に判定することができる画像形成装置１を提供することが可能となる。
【００９５】
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【００９６】
具体的には、上記実施の形態において、転写ニップＮ１の領域内と領域外との放電量の積分値の比率を用いて放電比率を求めているが、転写ニップＮ１の領域内と領域外との最大放電量の比率を用いて放電比率を求めてもよい。
【００９７】
また、上記実施の形態において、放電比率を用いて転写ローラ２５の機能劣化を判定したが、転写ニップＮ１の領域内と領域外との帯電量の差又は放電量の差を用いて転写ローラ２５の機能劣化を判定してもよい。この場合には、転写ニップＮ１の領域外の帯電量若しくは放電量から、転写ニップＮ１の領域内の帯電量若しくは放電量を減算した減算値が閾値以上の場合に、転写ローラ２５の機能劣化と判定する。
【００９８】
また、上記実施の形態において、感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写し、さらに中間転写ベルトからシートにトナー像を転写する構成の画像形成装置にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  画像形成装置
１０  シート給送部
１１  給送カセット
１２  ピックアップローラ
１３  分離ローラ対
１４  給送ローラ対
１５  レジストローラ対
１６  手差シートトレイ
１７  供給ローラ
１８  分離パッド
１９  供給ローラ対
２０  画像形成部
２１  感光ドラム
２２  帯電ローラ
２３  レーザユニット
２４  現像ローラ
２５  転写ローラ
３０  定着部
３１  定着ローラ
３２  加圧ローラ
４０  シート排出部
４１  排出ローラ対
４２  排出トレイ
５０  シート再給送部
５１  再給送ローラ対
５２  再給送ローラ対
５３  再給送ローラ対
１００  装置本体
２００  画像読取装置
３１０  高圧制御部
３１１  転写高圧回路
３２０  判定部
３２１  転写電流量分布検知部
３３０  操作パネル制御部
３３１  操作パネル
３４０  メモリ
Ｎ１  転写ニップ
Ｎ２  定着ニップ部
【図１】
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【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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