JP6115279B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写後の感光体上に付着した現像剤を回収するクリーニング部材を備えた画像形成装置に関する。

従来より、特許文献１などに開示されているように、感光体と、感光体の表面を帯電する帯電装置と、感光体に静電潜像を形成する露光装置と、感光体にトナー像を形成する現像装置と、感光体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置とを備えた画像形成装置が知られている。特許文献１の画像形成装置は、感光体に付着している転写残りトナーなどを回収するクリーニング部材として導電性ブラシローラを備え、画像形成動作中に導電性ブラシローラの表面電位を一定にして感光体から転写残りトナーを回収するように構成されている。

特開平８−９５４５３号公報

ところで、画像形成装置においては、転写装置の転写ローラに印加される転写バイアスを、感光体と転写ローラとの間に流れる電流の値（転写電流値）が目標電流値となるように定電流制御する構成が知られている。そして、画質を良好に保つため、目標電流値は、装置内の湿度や記録紙のサイズなどによって変更されている。また、帯電装置に印加される帯電バイアスは、感光体の表面電位を必要な電位に保つため、装置内の温度などによって変更されている。転写電流値や帯電バイアスが変更されると、転写後の感光体の表面電位が変わるため、特許文献１のような構成では、感光体と、表面電位が一定のクリーニング部材との電位差が変わってしまい、クリーニング性能を確保することが難しいという問題がある。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、クリーニング部材のクリーニング性能を確保することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、感光体と、帯電バイアスの印加により感光体の表面を帯電するように構成された帯電装置と、帯電後の感光体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成するように構成された露光装置と、感光体上の静電潜像に現像剤を供給して感光体上に現像剤像を形成するように構成された現像装置と、転写バイアスの印加により感光体との間を搬送される記録シートに感光体上の現像剤像を転写するように構成された転写部材と、感光体に対向して配置され、クリーニングバイアスの印加により転写後の感光体上に付着した現像剤を回収するように構成されたクリーニング部材と、帯電バイアス、転写バイアスおよびクリーニングバイアスを制御するように構成された制御装置と、を備える。
制御装置は、感光体と転写部材との間に流れる電流の値である転写電流値が目標電流値となるように転写バイアスを制御し、転写電流値と帯電直後の感光体の表面電位である帯電電位とに基づいて感光体とクリーニング部材の対向位置での感光体の表面電位であるクリーニング位置電位を算出し、算出したクリーニング位置電位に基づいてクリーニングバイアスを制御する。

このような構成によれば、算出したクリーニング位置電位に基づいてクリーニングバイアスを制御するので、感光体とクリーニング部材の対向位置での感光体とクリーニング部材との電位差を確保することが可能となる。これにより、クリーニング部材のクリーニング性能を確保することができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、感光体とクリーニング部材の対向位置での感光体とクリーニング部材との電位差が所定の範囲に収まるようにクリーニングバイアスを制御する構成とすることができる。

これによれば、感光体とクリーニング部材の対向位置での感光体とクリーニング部材との電位差をより確実に確保できるので、クリーニング部材のクリーニング性能を安定させることができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、記録シートの幅方向の寸法が小さいときには、記録シートの幅方向の寸法が大きいときよりも目標電流値を大きな値に変更して転写バイアスを制御する構成とすることができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、装置内の湿度が低いときには、装置内の湿度が高いときよりも目標電流値を大きな値に変更して転写バイアスを制御する構成とすることができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、装置内の温度が低いときには、装置内の温度が高いときよりも帯電バイアスの絶対値を大きくする構成とすることができる。

前記した画像形成装置は、第２の感光体と、第２の感光体の表面を帯電するように構成された第２の帯電装置と、帯電後の第２の感光体上に形成された静電潜像に前記現像装置とは異なる色の現像剤を供給して第２の感光体上に現像剤像を形成するように構成された第２の現像装置と、第２の感光体との間を搬送される記録シートに第２の感光体上の現像剤像を転写するように構成された第２の転写部材と、を備え、制御装置は、前記感光体と第２の感光体に現像剤像を形成して記録シートに転写する第１のモードと、第２の感光体のみに現像剤像を形成して記録シートに転写する第２のモードとを実行可能であり、第２のモードを実行するときには、第１のモードを実行するときよりも帯電バイアスの絶対値を小さくする構成とすることができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、クリーニングバイアスを制御するときには、クリーニング位置電位を算出するための帯電電位および転写電流値のうちの少なくとも一方を感光体の電気特性に基づいて補正する構成とすることができる。

これによれば、クリーニングバイアスを精度よく制御可能となるので、クリーニング部材のクリーニング性能を向上させることができる。

前記した画像形成装置において、制御装置は、クリーニングバイアスを制御するときには、クリーニング位置電位を算出するための帯電電位を感光体の劣化度合いに基づいて補正する構成とすることができる。

これによれば、クリーニングバイアスを精度よく制御可能となるので、クリーニング部材のクリーニング性能を向上させることができる。

本発明によれば、クリーニング部材のクリーニング性能を確保することができる。

実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。 カラープリンタの特徴部分に関連する構成を示す図である。 帯電バイアスを制御するマップの例である。 目標電流値を設定するマップの例である。 目標電流値を設定するマップの例である。 実施形態に係るカラープリンタの効果を説明する図（ａ）と、比較例を示す図（ｂ）である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、最初に、実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１の概略構成と動作の概略について説明し、その後、本発明の特徴部分に係るカラープリンタ１の詳細な構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、カラープリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の左側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の右側を「後」とし、図１の紙面手前側を「右」、紙面奥側を「左」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

＜カラープリンタの概略構成＞
図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０内に、給紙部２０と、画像形成部３０と、回収部９０とを主に備えている。本体筐体１０の上側には、後側を回動中心として前側が上下に開閉可能に構成されたアッパーカバー１２が設けられている。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、記録シートの一例としての用紙Ｓを収容する給紙トレイ２１と、給紙機構２２とを主に備えている。給紙トレイ２１内の用紙Ｓは、給紙機構２２によって１枚ずつ分離されて画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は、４つの露光装置４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写装置７０と、定着装置８０とを主に備えて構成されている。

露光装置４０は、感光体ドラム５１の上方に対向して配置され、図示しない複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が左右方向に配列された露光ヘッドを備えている。この露光装置４０は、露光ヘッドのＬＥＤが画像データに基づいて明滅することで、帯電後の感光体ドラム５１の表面を露光して感光体ドラム５１上に静電潜像を形成するように構成されている。また、露光装置４０は、保持部１４を介してアッパーカバー１２に保持されており、アッパーカバー１２を開くことで感光体ドラム５１から離間するように構成されている。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙トレイ２１との間で、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーが入った５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃの符号で示すものがこの順に前から後に向けて並んで配置されており、アッパーカバー１２が開かれた状態においてそれぞれが本体筐体１０に対し着脱可能に装着されている。各プロセスカートリッジ５０は、それぞれ、感光体ドラム５１と、帯電装置５２と、現像装置５３と、クリーニング部材の一例としてのクリーニングローラ５７とを主に備えている。

感光体ドラム５１は、導電性を有する円筒状のドラム本体の外周面に感光層が形成されるとともに、ドラム本体に導通する軸が接地された部材であり、図１の矢印で示す方向に回転駆動するように構成されている。

帯電装置５２は、符号を省略して示すコロナワイヤやグリッド電極などを備えたスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム５１の後斜め上方に対向して配置されている。この帯電装置５２は、帯電バイアスの印加により感光体ドラム５１の表面を一様に正帯電するように構成されている。

現像装置５３は、符号を省略して示す現像ローラや供給ローラ、層厚規制ブレード、現像剤の一例としての正帯電性のトナーを収容するトナー収容部などを備え、感光体ドラム５１の前斜め上方に対向して配置されている。この現像装置５３は、感光体ドラム５１上の静電潜像にトナーを供給して感光体ドラム５１上にトナー像（現像剤像）を形成するように構成されている。

クリーニングローラ５７は、金属製の回転軸を導電性の発泡弾性体からなるローラ体で被覆した部材であり、感光体ドラム５１の後方に対向して配置されている。このクリーニングローラ５７は、後述する印刷動作中にクリーニングバイアスの印加により転写後の感光体ドラム５１上に付着したトナーを回収するとともに、後述する回収動作中にクリーニングバイアスとは逆極性のバイアスの印加により回収した（一時的に保持した）トナーを感光体ドラム５１上に移動させるように構成されている。

転写装置７０は、給紙部２０とプロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、４つの転写ローラ７４とを主に備えている。搬送ベルト７３は、駆動ローラ７１と従動ローラ７２との間に張設され、外周面の上側に各感光体ドラム５１が対向して配置されている。転写ローラ７４は、搬送ベルト７３を介して感光体ドラム５１の下方に対向して配置され、転写バイアスの印加により感光体ドラム５１との間を搬送される用紙Ｓに感光体ドラム５１上のトナー像を転写するように構成されている。

定着装置８０は、プロセスカートリッジ５０および転写装置７０の後方に設けられ、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。

回収部９０は、搬送ベルト７３の下方に設けられ、第１回収ローラ９１と、第２回収ローラ９２と、掻き取りブレード９３と、トナー貯留部９４と、第１回収ローラ９１との間で搬送ベルト７３を挟持するバックアップローラ９５とを主に備えている。この回収部９０は、搬送ベルト７３上に付着したトナーなどをトナー貯留部９４に回収するように構成されている。

＜カラープリンタの動作の概略＞
次に、カラープリンタ１で実行される動作の概略について説明する。
図示しないパーソナルコンピュータなどの外部装置から、画像形成の指示や画像データなどを含む印刷ジョブが入力されると、カラープリンタ１は、用紙Ｓに画像を形成する印刷動作を実行する。具体的に、印刷動作では、回転駆動する感光体ドラム５１の表面が、帯電バイアスが印加された帯電装置５２により正帯電された後、露光装置４０によって露光されることで、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム５１上に形成された静電潜像に現像装置５３からトナーが供給されることで、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。

また、ここまでの適宜なタイミングにおいて、給紙機構２２は、給紙トレイ２１に収容された用紙Ｓを画像形成部３０に供給する。そして、給紙部２０から供給された用紙Ｓが、感光体ドラム５１と、搬送ベルト７３を介して転写バイアスが印加された転写ローラ７４との間を搬送されることで、感光体ドラム５１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

その後、トナー像が転写された用紙Ｓが、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を搬送されることでトナー像が熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ１５および排出ローラ１６によって本体筐体１０内から外部に排出され、排紙トレイ１３上に載置される。また、転写後の感光体ドラム５１の表面に残ったトナーは、クリーニングバイアスが印加されたクリーニングローラ５７によりクリーニングローラ５７上に回収される。

印刷動作が終了した後、カラープリンタ１は、クリーニングローラ５７や感光体ドラム５１、搬送ベルト７３に付着したトナーを回収部９０に回収する回収動作を実行する。具体的に、回収動作では、クリーニングローラ５７に付着したトナーを感光体ドラム５１上に移動させ、さらに、感光体ドラム５１に付着したトナーを搬送ベルト７３上に移動させつつ、回収部９０により搬送ベルト７３に付着したトナーを回収する。カラープリンタ１は、この回収動作を所定時間実行した後、終了して次に印刷ジョブの入力に備える待機状態となる。

なお、回収動作は、印刷動作（入力された印刷ジョブの処理）が終了する度に毎回実行するようにしてもよいし、所定のタイミング、例えば、電源が入れられたときやアッパーカバー１２が閉じられたとき、印刷枚数が所定枚数になったとき、用紙Ｓに形成した画像のドットの数が所定数になったときなどに実行するようにしてもよい。

＜カラープリンタの詳細構成＞
次に、本発明の特徴部分に係るカラープリンタ１の詳細な構成について説明する。
カラープリンタ１は、図２に示すように、露光装置４０や感光体ドラム５１、帯電装置５２、現像装置５３（現像ローラのみ図示）、クリーニングローラ５７、転写ローラ７４などのほか、さらに、本体筐体１０内（装置内）の温度を検出する温度センサ６１と、本体筐体１０内の湿度を検出する湿度センサ６２と、制御装置１００とを備えている。

なお、以下の説明および参照する図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム５１や帯電装置５２などを特定する場合、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの記号を付することとする。また、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン用の感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ、帯電装置５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ、現像装置５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ、転写ローラ７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃが、この順に、本発明の「感光体」、「帯電装置」、「現像装置」、「転写部材」に相当し、ブラック用の感光体ドラム５１Ｋ、帯電装置５２Ｋ、現像装置５３Ｋ、転写ローラ７４Ｋが、この順に、「第２の感光体」、「第２の帯電装置」、「第２の現像装置」、「第２の転写部材」に相当する。

制御装置１００は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備え、カラープリンタ１の各部を制御することでカラープリンタ１の動作を制御するように構成されている。

具体的に、制御装置１００は、入力された画像データの種類やユーザの選択などに基づいて、第１のモードとしてのカラー印刷モードと、第２のモードとしてのモノクロ印刷モードとを選択的に実行可能に構成されている。カラー印刷モードは、印刷動作のときに、すべての感光体ドラム５１にトナー像を形成してそれらを用紙Ｓに順次重ね合わせて転写することで、用紙Ｓにカラー画像を形成するモードである。また、モノクロ印刷モードは、印刷動作のときに、ブラック用の感光体ドラム５１Ｋのみにトナー像を形成して用紙Ｓに転写することで、用紙Ｓにブラック一色のモノクロ画像を形成するモードである。なお、詳細な構成の説明および図示は省略するが、カラープリンタ１は、モノクロ印刷モードで印刷動作を実行するときには、現像装置５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ（現像ローラ）が対応する感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃから離間するように構成されている。

また、制御装置１００は、印刷動作中に、帯電装置５２に印加する帯電バイアス、転写ローラ７４に印加する転写バイアスおよびクリーニングローラ５７に印加するクリーニングバイアスを制御するように構成されている。
以下、帯電バイアス、転写バイアスおよびクリーニングバイアスの具体的な制御についてそれぞれ説明する。

帯電バイアスは、帯電直後の感光体ドラム５１の表面電位（以下、帯電電位という。）を制御するため、帯電装置５２に印加される正のバイアスである。制御装置１００は、予め設定されたマップや計算式などに基づいて、帯電装置５２に印加する帯電バイアスを制御している。

また、制御装置１００は、動作環境や印刷モードに応じて、帯電装置５２に印加する帯電バイアスを変更するように構成されている。

具体的に、制御装置１００は、温度センサ６１により検出された本体筐体１０内の温度が低いときには、帯電電位の低下を抑えるため、温度が高いときよりも帯電装置５２に印加する帯電バイアスを大きくするように構成されている。一例として、制御装置１００は、本体筐体１０内の温度が予め設定された閾値（例えば１０℃）以下となったときには、当該閾値を超えているときよりも大きい帯電バイアスを印加する。また、他の例として、制御装置１００は、図３に示すように、予め設定された本体筐体１０内の温度（Ｔ１０＜Ｔ２０＜Ｔ３０＜Ｔ４０）と帯電バイアス（Ｂ８５０＞Ｂ８００＞Ｂ７５０＞Ｂ７００）との関係を示すマップに基づき、例えば、本体筐体１０内の温度がＴ１０のときにはＢ８５０の帯電バイアスを印加する。なお、図３に示すマップにおいて、Ｔ１０などは、例えば、１０℃といった一の値であってもよいし、０℃〜２０℃といった所定の範囲であってもよい。

また、制御装置１００は、モノクロ印刷モードを実行するときには、カラー印刷モードを実行するときよりも、トナー像が形成されない感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃに対応する帯電装置５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃに印加する帯電バイアスを小さくするように構成されている。一例として、制御装置１００は、カラー印刷モードを実行するときには、すべての帯電装置５２に７００Ｖの帯電バイアスを印加し、モノクロ印刷モードを実行するときには、帯電装置５２Ｋに７００Ｖの帯電バイアスを印加し、かつ、帯電装置５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃに４００Ｖの帯電バイアスを印加する。なお、モノクロ印刷モードを実行するときに、帯電装置５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃに帯電バイアスを印加するのは、帯電電位を所定の値に保つことで、用紙Ｓに転写された未定着のブラックのトナーが感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃに付着しないようにするためなどである。

転写バイアスは、現像後の感光体ドラム５１上のトナー（トナー像）を転写ローラ７４側に引き寄せるため、転写ローラ７４に印加される負のバイアスである。制御装置１００は、感光体ドラム５１の単位面積あたりにおける感光体ドラム５１と対応する転写ローラ７４との間に流れる電流の値（以下、転写電流値という。）が設定した目標電流値となるように転写バイアスを定電流制御している。

また、制御装置１００は、動作環境や選択された用紙Ｓのサイズに応じて、予め設定されたマップや計算式などに基づき、目標電流値を変更するように構成されている。

具体的に、制御装置１００は、用紙Ｓの幅方向（左右方向）の寸法が小さいときには、用紙Ｓを介して感光体ドラム５１と転写ローラ７４との間に流れる電流を確保するため、用紙Ｓの幅方向の寸法が大きいときよりも目標電流値を大きな値に変更して転写バイアスを制御するように構成されている。一例として、制御装置１００は、用紙Ｓのサイズが予め設定された所定のサイズ（例えばはがきサイズなど）以下となったときには、当該所定のサイズを超えているときよりも目標電流値を大きな値にする。また、他の例として、制御装置１００は、図４に示すように、予め設定された用紙Ｓのサイズと目標電流値（Ｉ１４＞Ｉ１３＞Ｉ１２＞Ｉ１１）との関係を示すマップに基づき、例えば、用紙Ｓがはがきサイズのときには目標電流値をＩ１４に設定する。

また、制御装置１００は、湿度センサ６２により検出された本体筐体１０内の湿度が低いときには、用紙Ｓの抵抗値が大きくなって電流が流れにくくなるため、湿度が高いときよりも目標電流値を大きな値に変更して転写バイアスを制御するように構成されている。一例として、制御装置１００は、本体筐体１０内の湿度が予め設定された閾値（例えば５０％）以下となったときには、当該閾値を超えているときよりも目標電流値を大きな値にする。また、他の例として、制御装置１００は、図５に示すように、予め設定された本体筐体１０内の湿度（Ｈ４０＜Ｈ５０＜Ｈ６０＜Ｈ７０）と目標電流値（Ｉ２４＞Ｉ２３＞Ｉ２２＞Ｉ２１）との関係を示すマップに基づき、例えば、本体筐体１０内の湿度がＨ５０のときには目標電流値をＩ２３に設定する。なお、図５に示すマップにおいて、Ｈ５０などは、例えば、５０％といった一の値であってもよいし、４０％〜６０％といった所定の範囲であってもよい。

クリーニングバイアスは、転写後に感光体ドラム５１上に残ったトナーをクリーニングローラ５７側に引き寄せるため、クリーニングローラ５７に印加される負のバイアスである。制御装置１００は、帯電直後の感光体ドラム５１の表面電位である帯電電位と、感光体ドラム５１と転写ローラ７４との間に流れる電流の値である転写電流値とに基づいて、クリーニングローラ５７に印加するクリーニングバイアスを制御している。

具体的に、制御装置１００は、下記のような式（１）により、まず、帯電電位Ｖ_chと転写電流値Ｉ_trとに基づいて、感光体ドラム５１と対応するクリーニングローラ５７の対向位置Ｆでの感光体ドラム５１の表面電位Ｐ_CLN（以下、クリーニング位置電位Ｐ_CLNという。）を算出する。
Ｐ_CLN＝ｋ１×Ｖ_ch−ｋ２×Ｉ_tr ・・・（１）

次に、制御装置１００は、下記のような式（２）により、算出したクリーニング位置電位Ｐ_CLNに基づいて、クリーニングローラ５７に印加するクリーニングバイアスＶ_CLNを算出する。
Ｖ_CLN＝Ｐ_CLN−Ｄ ・・・（２）
そして、制御装置１００は、算出したクリーニングバイアスＶ_CLNをクリーニングローラ５７に印加する。これにより、転写後に感光体ドラム５１上に残ったトナーがクリーニングローラ５７によって回収されることとなる。

上記式（１）において、帯電電位Ｖ_chは、所定の値の帯電バイアスが印加された帯電装置５２により感光体ドラム５１が帯電されたときの感光体ドラム５１の表面電位のいわば推定値であり、例えば、帯電装置５２に印加した帯電バイアスの値と予め設定されたマップや計算式などとに基づいて取得することができる。

上記式（１）のｋ１は、帯電電位Ｖ_chを感光体ドラム５１の劣化度合いに基づいて補正する補正係数である。感光体ドラム５１は、使用時間が長くなると不可避的に劣化する、具体的には、帯電性能が低下するため、同じ値の帯電バイアスを帯電装置５２に印加して帯電を行っても使用時間が長くなると帯電電位が低下することがある。そこで、制御装置１００は、クリーニングバイアスを制御するときには、クリーニング位置電位Ｐ_CLNを算出するための帯電電位Ｖ_chを補正係数ｋ１を乗算することで補正している。なお、感光体ドラム５１の劣化は、使用時間の経過とともに進行するため、補正係数ｋ１は、プロセスカートリッジ５０を交換したときからの感光体ドラム５１の使用時間に応じ、マップや計算式などに基づいて、例えば、ｋ１＝１、ｋ１＝１．０５、ｋ１＝１．１のように順に変更するとより望ましい。

転写電流値Ｉ_trは、用紙Ｓにトナー像を転写するときに、用紙Ｓと搬送ベルト７３を介して感光体ドラム５１と転写ローラ７４との接触部分に流れる電流の値であり、例えば、測定することで取得することができる。また、転写電流値Ｉ_trとして、転写バイアスの制御のときに設定した目標電流値を用いてもよい。

上記式（１）のｋ２は、転写電流値Ｉ_trを感光体ドラム５１の電気特性に基づいて補正する補正係数である。感光体ドラム５１は、ロットや製造元などが異なると不可避的に帯電性能などの電気特性が変化する。そこで、制御装置１００は、クリーニングバイアスを制御するときには、クリーニング位置電位Ｐ_CLNを算出するための転写電流値Ｉ_trを補正係数ｋ２を乗算することで補正している。補正係数ｋ２は、ロットや製造元などに応じて予め設定された固有の係数である。

上記式（２）において、Ｄは、クリーニング位置電位Ｐ_CLNからクリーニングバイアスＶ_CLNを算出するための定数である。言い換えれば、クリーニング位置電位Ｐ_CLNの感光体ドラム５１と、クリーニングバイアスＶ_CLNが印加されたクリーニングローラ５７との間には、電位差としてＤ（＝Ｐ_CLN−Ｖ_CLN）が確保されることとなる。つまり、本実施形態において、制御装置１００は、対向位置Ｆでの感光体ドラム５１とクリーニングローラ５７との電位差が所定の範囲に収まる（具体的には電位差がＤとなる）ようにクリーニングバイアスを制御している。

以上の一例として、帯電電位Ｖ_chを７００Ｖ、転写電流値Ｉ_trを１０μＡ、補正係数ｋ１を１、補正係数ｋ２を５０Ｖ／μＡ、定数Ｄを５００Ｖとすると、クリーニング位置電位Ｐ_CLNは、式（１）より、１×７００−５０×１０＝２００Ｖとなり、クリーニングバイアスＶ_CLNは、式（２）より、２００−５００＝−３００Ｖとなる。また、他の例として、帯電電位Ｖ_chを８５０Ｖ、転写電流値Ｉ_trを１４μＡ、補正係数ｋ１を１、補正係数ｋ２を４０Ｖ／μＡ、定数Ｄを５００Ｖとすると、クリーニング位置電位Ｐ_CLNは、式（１）より、１×８５０−４０×１４＝２９０Ｖとなり、クリーニングバイアスＶ_CLNは、式（２）より、２９０−５００＝−２１０Ｖとなる。

次に、以上のように構成されたカラープリンタ１の作用効果について説明する。
図６（ｂ）に示す従来技術のように、クリーニングローラの表面電位（以下、クリーニング電位という。）が一定であると、例えば、転写電流値が大きくなってクリーニング位置電位が低下した場合、感光体ドラムとクリーニングローラとの電位差がＤ３からＤ２へと小さくなってしまう。そうすると、感光体ドラム上に付着したトナーが感光体ドラムからクリーニングローラへ移動しにくくなるので、クリーニング性能が低下することが懸念される。

一方、図６（ａ）に示す本実施形態のように、帯電電位と転写電流値とにより算出したクリーニング位置電位に基づきクリーニングバイアスを制御することで、例えば、転写電流値が大きくなってクリーニング位置電位が低下した場合であっても、感光体ドラム５１（クリーニング位置電位）とクリーニングローラ５７（クリーニング電位）との電位差を確保することができる。これにより、クリーニングローラ５７のクリーニング性能を確保することができる。

特に本実施形態では、感光体ドラム５１とクリーニングローラ５７との電位差が略一定（Ｄ）となるようにクリーニングバイアスを制御しているので、感光体ドラム５１とクリーニングローラ５７との電位差をより確実に確保することができる。これにより、クリーニングローラ５７のクリーニング性能を安定させることができる。

さらに、本実施形態では、クリーニングバイアスを制御するときには、クリーニング位置電位を算出するための帯電電位や転写電流値を感光体ドラム５１の劣化度合いや電気特性に基づいて補正しているので、クリーニングバイアスを精度よく制御することができる。これにより、クリーニングローラ５７のクリーニング性能を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、上記式（２）のＤを定数としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記式（２）のＤは変数であってもよい。また、前記実施形態では、制御装置１００は、上記式（１）により算出したクリーニング位置電位Ｐ_CLNと、上記式（２）とに基づいてクリーニングバイアスＶ_CLNを制御するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制御装置は、算出したクリーニング位置電位と、予め設定したクリーニング位置電位とクリーニングバイアスとの関係を示すマップとに基づいてクリーニングバイアスを制御するように構成されていてもよい。

前記実施形態では、制御装置１００は、クリーニングバイアスを制御するときには、転写電流値のみを感光体ドラム５１の電気特性に基づいて補正するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制御装置は、クリーニングバイアスを制御するときには、帯電電位のみを感光体ドラムの電気特性に基づいて補正するように構成されていてもよいし、帯電電位と転写電流値の両方を感光体ドラムの電気特性に基づいて補正するように構成されていてもよい。なお、本発明において、帯電電位や転写電流値の補正は必須の要件ではない。例えば、感光体ドラムが設定されたその耐用期間内に帯電性能が大きく低下しないものであれば、帯電電位を補正しない構成であってもよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１は、回収部９０を備え、印刷動作後に回収動作を実行するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１を参考にして説明すると、カラープリンタ１は、回収部９０を備えずに、クリーニングローラ５７で回収したトナーを各プロセスカートリッジ５０内に貯留するように構成されていてもよい。

前記実施形態では、露光装置として、ＬＥＤの明滅により感光体ドラムを露光するように構成された露光装置４０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、露光装置は、レーザ光の高速走査により感光体ドラムを露光するように構成された走査光学装置であってもよい。また、前記実施形態では、４つの感光体ドラム５１に対して露光装置４０が１つずつ（合計４つ）設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、露光装置が複数のレーザ光を出射するように構成されていれば、複数の感光体ドラムに対して露光装置は１つであってもよい。

前記実施形態では、帯電装置として、スコロトロン型の帯電器（帯電装置５２）を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、帯電装置は、コロトロン型の帯電器あってもよい。また、帯電装置は、コロナワイヤの代わりに、配列された針状の電極を備える鋸歯帯電器などであってもよい。

前記実施形態では、クリーニング部材として、金属製の回転軸を導電性の発泡弾性体からなるローラ体で被覆したクリーニングローラ５７を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニング部材は、表面に導電性の繊維層を有するブラシローラなどであってもよい。

前記実施形態では、感光体として、感光体ドラム５１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体は、感光体ベルトなどであってもよい。また、前記実施形態では、転写部材として、転写ローラ７４を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の転写部材などであってもよい。

前記実施形態で示した現像装置５３の構成は一例であり、本発明の現像装置は前記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、現像装置は、トナー収容部が、現像ローラや供給ローラなどを支持するフレームに対し着脱可能に構成されていてもよい。

前記実施形態では、画像形成装置として、感光体や帯電装置、転写部材などをそれぞれ複数備え、カラー画像を形成可能なカラープリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成装置は、感光体や帯電装置、転写部材などをそれぞれ１つずつ備え、モノクロ画像のみを形成可能なプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

前記実施形態では、本発明を正帯電性のトナーを使用する画像形成装置に適用した例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、負帯電性のトナー（現像剤）を使用する画像形成装置にも適用することができる。この場合、バイアスの正負は前記実施形態とは逆となり、バイアスの大小はその絶対値の大小となる。

１ カラープリンタ
４０ 露光装置
５１ 感光体ドラム
５２ 帯電装置
５３ 現像装置
５７ クリーニングローラ
７４ 転写ローラ
１００ 制御装置
Ｆ 対向位置
Ｓ 用紙

Claims (7)

1. 感光体と、
   帯電バイアスの印加により前記感光体の表面を帯電するように構成された帯電装置と、
   帯電後の前記感光体の表面を露光して前記感光体上に静電潜像を形成するように構成された露光装置と、
   前記感光体上の静電潜像に現像剤を供給して前記感光体上に現像剤像を形成するように構成された現像装置と、
   転写バイアスの印加により前記感光体との間を搬送される記録シートに前記感光体上の現像剤像を転写するように構成された転写部材と、
   前記感光体に対向して配置され、クリーニングバイアスの印加により転写後の前記感光体上に付着した現像剤を回収するように構成されたクリーニング部材と、
   前記帯電バイアス、前記転写バイアスおよび前記クリーニングバイアスを制御するように構成された制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記感光体と前記転写部材との間に流れる電流の値である転写電流値が目標電流値となるように前記転写バイアスを制御し、
   前記転写電流値と帯電直後の前記感光体の表面電位である帯電電位とに基づいて前記感光体と前記クリーニング部材の対向位置での前記感光体の表面電位であるクリーニング位置電位を算出し、算出したクリーニング位置電位に基づいて前記クリーニングバイアスを制御し、
   前記制御装置は、前記クリーニングバイアスを制御するときには、前記クリーニング位置電位を算出するための前記帯電電位および前記転写電流値のうちの少なくとも一方を前記感光体の電気特性に基づいて補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体と、
   帯電バイアスの印加により前記感光体の表面を帯電するように構成された帯電装置と、
   帯電後の前記感光体の表面を露光して前記感光体上に静電潜像を形成するように構成された露光装置と、
   前記感光体上の静電潜像に現像剤を供給して前記感光体上に現像剤像を形成するように構成された現像装置と、
   転写バイアスの印加により前記感光体との間を搬送される記録シートに前記感光体上の現像剤像を転写するように構成された転写部材と、
   前記感光体に対向して配置され、クリーニングバイアスの印加により転写後の前記感光体上に付着した現像剤を回収するように構成されたクリーニング部材と、
   前記帯電バイアス、前記転写バイアスおよび前記クリーニングバイアスを制御するように構成された制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記感光体と前記転写部材との間に流れる電流の値である転写電流値が目標電流値となるように前記転写バイアスを制御し、
   前記転写電流値と帯電直後の前記感光体の表面電位である帯電電位とに基づいて前記感光体と前記クリーニング部材の対向位置での前記感光体の表面電位であるクリーニング位置電位を算出し、算出したクリーニング位置電位に基づいて前記クリーニングバイアスを制御し、
   前記制御装置は、前記クリーニングバイアスを制御するときには、前記クリーニング位置電位を算出するための前記帯電電位を前記感光体の劣化度合いに基づいて補正することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御装置は、前記感光体と前記クリーニング部材の対向位置での前記感光体と前記クリーニング部材との電位差が所定の範囲に収まるようにクリーニングバイアスを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御装置は、記録シートの幅方向の寸法が小さいときには、記録シートの幅方向の寸法が大きいときよりも前記目標電流値を大きな値に変更して前記転写バイアスを制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御装置は、装置内の湿度が低いときには、装置内の湿度が高いときよりも前記目標電流値を大きな値に変更して前記転写バイアスを制御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。
6. 前記制御装置は、装置内の温度が低いときには、装置内の温度が高いときよりも前記帯電バイアスの絶対値を大きくすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 第２の感光体と、
   前記第２の感光体の表面を帯電するように構成された第２の帯電装置と、
   帯電後の前記第２の感光体上に形成された静電潜像に前記現像装置とは異なる色の現像剤を供給して前記第２の感光体上に現像剤像を形成するように構成された第２の現像装置と、
   前記第２の感光体との間を搬送される記録シートに前記第２の感光体上の現像剤像を転写するように構成された第２の転写部材と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記感光体と前記第２の感光体に現像剤像を形成して記録シートに転写する第１のモードと、前記第２の感光体のみに現像剤像を形成して記録シートに転写する第２のモードとを実行可能であり、
   前記第２のモードを実行するときには、前記第１のモードを実行するときよりも前記帯電バイアスの絶対値を小さく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。

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