JP6950268B2 - クリーニング装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置、画像形成装置及びプログラムに関する。

従来、感光体等の像担持体上に形成されたトナー像を、転写ベルト等の転写部材上に載置された用紙に転写し定着することで、画像を用紙上に形成する画像形成装置が知られている。
トナー像の用紙への転写は、転写部材にトナーの正規帯電極性（ここでは、マイナスとする）とは逆極性（プラス）の転写電圧を印加し、静電引力により像担持体上のトナー像を用紙側に転写させることにより実施される。トナー像が転写された用紙は定着装置に搬送され、トナー像は定着装置によって用紙に定着される。

このような画像形成装置においては、転写部材の回転方向において、転写部材と像担持体との間に形成される転写位置の下流側で、転写部材上にトナーが付着する場合がある。この付着トナーが、転写部材の回転によって再び転写位置に到達すると、用紙に移動してトナー汚れを発生させる場合がある。
そこで従来、転写部材の回転方向において、転写位置の下流側に転写部材上のトナーを清掃除去するクリーニング装置が配置されている。クリーニング装置は、転写部材に接触しながら回転可能なブラシを有し、当該ブラシにトナーと逆極性（プラス）のクリーニングバイアスを印加して、転写部材上の残留トナーを静電的に除去するものである。

ところが、用紙が転写部材から剥離する際に、剥離放電が発生することがある。これにより、転写部材側にマイナス、用紙側にプラスの電荷が移動すると、転写部材とプラスに帯電したブラシとの間の電位差が大きくなりすぎ、過剰な電流が流れることによってトナーを逆極性にチャージさせてしまう。その結果、ブラシによるクリーニング効率が低下する。
このような問題に対し、特許文献１に記載の発明は、転写位置の下流かつクリーニング装置の上流に除電部材を配置し、転写部材に移動したマイナス電荷を除電する技術が開示されている。これにより、転写部材の電位がマイナス側に大きくなりすぎるのを防止している。

特開２００７−２７９３４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、既存の構成に除電部材を新たに配置させる必要があるため、高コスト化してしまう。また、除電部材を配置させるためのスペースを確保する必要があるため、装置の大型化や他の部材の配置変更の必要が生じる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、低コストで、かつ既存の構成に影響を与えることなく、転写部材上のトナーのクリーニングを実施可能なクリーニング装置、画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載のクリーニング装置は、
転写部材に接触して前記転写部材上のトナーを清掃除去するブラシと、
前記ブラシに電圧を印加する定電流式の電圧印加手段と、
前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致するか否かを判断する判断手段と、
前記電圧印加手段のバイアス電流の変更より前記ブラシに印加される電圧を制御する制御手段と、を備え、
前記転写部材は、前記転写部材上の用紙と接触していた紙内領域と、前記転写部材上の前記紙内領域以外の紙間領域と、を有し、
前記制御手段は、
前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更して前記ブラシに印加された電圧が前記所定の閾値を超えない方向に制御することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧を測定する電圧測定手段を備え、
前記判断手段は、
前記電圧測定手段により測定された電圧が所定の閾値を超えるか否かを判断する
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置において、
前記電圧測定手段は、
前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の電圧を測定する
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
前記制御手段は、
用紙情報に基づいて、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更する
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
前記制御手段は、
前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を、前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流より、トナーの正規帯電極性と逆極側に大きくする
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
前記制御手段は、
環境情報に基づいて、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更する
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のクリーニング装置において、
前記環境情報は、湿度情報を含み、
前記制御手段は、
低湿条件下程、前記紙内領域が前記ニップ部を通過する時点において前記バイアス電流を、トナーの正規帯電極性と逆極側に大きくする
ことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
前記制御手段は、
前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更しない
ことを特徴とする。

請求項９に記載の画像形成装置は、
用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる転写部材と、
請求項１から８のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、
を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載のプログラムは、
用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる転写部材と、クリーニング装置と、を備え、前記クリーニング装置は、転写部材に接触して回転し、前記転写部材上のトナーを清掃除去するブラシと、前記ブラシに電圧を印加する定電流式の電圧印加手段と、を備える画像形成装置のコンピューターを、
前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致するか否かを判断する判断手段、
前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記転写部材上の用紙と接触していた紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記電圧印加手段のバイアス電流を変更して前記ブラシに印加される電圧が前記所定の閾値を超えない方向に制御する制御手段、
として機能させる。

本発明によれば、低コストで、かつ既存の構成に影響を与えることなく、転写部材上のトナーのクリーニングを実施可能なクリーニング装置、画像形成装置及びプログラムを提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１の領域Ｒを示す拡大図である。 剥離放電の概念を説明する図である。 本発明におけるクリーニングバイアス電流の制御を説明する図である。 本発明における主ブラシ及び転写ベルトの電位を説明する図である。 第１実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態における主ブラシ及び転写ベルトの電位を説明する図である。 第２実施形態に係るクリーニングバイアス電流の制御テーブルの一例を示す図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

[第１実施形態]
以下、本発明の画像形成装置に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態ではモノクロの画像形成装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばカラーの画像形成装置に適用することも可能である。

（１）画像形成装置の構成
図１は、画像形成装置１００の概略構成図であり、図２は、画像形成装置１００の主要な機能的構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、電子写真プロセスにより用紙に画像を形成する。
図１及び図２に示すように、画像形成装置１００は、原稿読取部１１０、操作表示部１２０、画像処理部１３０、画像書込部１３５、画像形成部１４０、クリーニング部１４５、搬送部１５０、定着部１６０、湿度検出部１７０、通信部１８１、記憶部１８２及び制御部１９０を備えている。

制御部１９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１９３等を備えている。
ＣＰＵ１９１は、ＲＯＭ１９２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１９３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１００の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部１８２に格納されている各種データが参照される。記憶部１８２は、例えば不揮発性の半導体メモリー（いわゆるフラッシュメモリー）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１９０は、通信部１８１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部装置（例えば、パーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１９０は、例えば、外部装置から送信された画像データを受信し、当該受信した画像データに基づいて用紙に画像を形成させる。通信部１８１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

原稿読取部１１０は、コンタクトガラス上に搬送された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーの受光面上に結像させ、原稿を読み取る。なお、コンタクトガラス上への原稿の搬送は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）により行われるが、手作業で原稿をコンタクトガラス上に載置する場合もある。

操作表示部１２０は、タッチパネル式の画面を有する。ユーザーが行う各種の指示および設定のための入力操作は、タッチパネル式の画面を介して行うことができる。これらの指示および設定の情報は、ジョブ情報として制御部１９０により扱われる。ジョブ情報としては、例えば、用紙サイズ、プリント枚数等がある。

画像処理部１３０は、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路およびディジタル画像処理を行う回路を含む。画像処理部１３０は、原稿読取部１１０のＣＣＤセンサーにより取得されたアナログ画像信号から、Ａ／Ｄ変換処理によりディジタル画像データを生成して画像書込部１３５に出力する。

画像形成部１４０は、感光体ドラム１を有し、この感光体ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電装置２、画像書込部１３５、現像装置３、用紙Ｐを転写領域に導く転写搬送路４、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写ベルト５（転写部材）、感光体ドラム１に残留しているトナーを除去する清掃部６が設けられている。

画像書込部１３５は、画像処理部１３０により生成されたディジタル画像データに基づいてレーザー光を発光し、当該発光したレーザー光を、画像形成部１４０の感光体ドラム１に照射することにより、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する（露光工程）。

画像形成部１４０は、上記の露光工程に加え、露光工程前に行われる帯電工程、露光工程後に行われる現像工程、現像工程後の転写工程および転写工程後の感光体クリーニング工程、ベルトクリーニング工程をそれぞれ実行する。帯電工程では、画像形成部１４０は、帯電装置２からのコロナ放電により、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。現像工程では、画像形成部１４０は、現像装置３内の現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム１上の静電潜像に付着させることにより、感光体ドラム１上にトナー像を形成する。

転写工程では、画像形成部１４０は図示しない電圧印加装置によって転写電圧が印加されることにより、感光体ドラム１上のトナー像を、搬送部１５０により搬送された用紙に転写ベルト５を介して転写する。
転写ベルト５は、従動ローラー５ａ、駆動ローラー５ｂおよび他のローラーの間に張架され、感光体ドラム１の下方で、転写ベルト５の表面が感光体ドラム１の外周面の一部と接触するように配置されている。即ち、転写ベルト５と感光体ドラム１との間において、転写領域としてのニップ部ＮＰが形成される。用紙Ｐは、ニップ部ＮＰにおいて転写ベルト５により感光体ドラム１に押圧されながら搬送される。
以降、転写ベルト５上の回転方向の領域で、用紙Ｐと転写ベルト５が接触している領域を紙内領域５ｐ、用紙Ｐと転写ベルト５とが接触していない領域を紙間領域５ｎと定義する。

感光体クリーニング工程では、画像形成部１４０は、清掃部６においてブラシ等の清掃部材を感光体ドラム１に接触させることにより、転写工程後の感光体ドラム１に残留しているトナーを除去する。

ベルトクリーニング工程では、画像形成部１４０は、クリーニング部１４５及び制御部１９０により構成されるクリーニング装置を用いて、転写ベルト５の清掃を行う。
クリーニング部１４５は、図３に示すように、主ブラシ５１、金属ローラー５１ａ、高圧電源５１ｂ、電圧測定部５１ｃ、副ブラシ５２、金属ローラー５２ａ、高圧電源５２ｂを備えて構成され、転写ベルト５上に付着したトナーを除去する。

定着部１６０は、定着ローラーおよび加圧ローラーを備える。加圧ローラーは、定着ローラーと圧接した状態で配置されている。定着ローラーと加圧ローラーとの圧接部には定着ニップ部が形成されている。定着部１６０は、定着ニップ部に導入された用紙上のトナー像に熱および圧力を加えること（加熱定着）により、トナー像を用紙に定着させる（定着工程）。この結果、用紙上には定着トナー像が形成される。定着部１６０により加熱定着された用紙は、画像形成装置１００の外部に排出される。

湿度検出部１７０は、画像形成装置１００の内部に配置され、画像形成装置１００の機内湿度を検出する。制御部１９０は、湿度検出部１７０による検出結果を取得する。

用紙Ｐは、給紙カセット７に収納されており、給紙搬送路７０を通って転写搬送路４に供給される。定着部１６０の下流には、ゲート７１が設けられ、外部に用紙Ｐを排出する場合と両面プリントのための両面搬送路７２に用紙Ｐを給送する場合とで切り替えを行っている。両面搬送路７２に入った用紙Ｐは、一旦、反転搬送路７３に進み、ここで反転されて再給紙搬送路７４から転写搬送路４に合流する。

（２）クリーニング装置
以下、クリーニング装置について詳細に説明する。
主ブラシ５１は、例えば、ナイロンやポリエステル等により構成され、用紙Ｐへの転写位置（ニップ部ＮＰ）に対して転写ベルト５の回転方向下流側に配置される。
主ブラシ５１は、転写ベルト５に対して、ブラシのパイルが食い込むことで主ブラシニップ部ＮＰ１を形成しており、主ブラシニップ部ＮＰ１における主ブラシ５１の表面は、転写ベルト５の回転方向に対して逆向きに進む方向（カウンター方向）に回転するように駆動されている。定電流式の高圧電源５１ｂ（電圧印加手段）により主ブラシ５１に正極性のクリーニングバイアス電流Ａ１が印加される。これにより、転写ベルト５上における、紙間領域５ｎに形成された負極性のトナー像（濃度制御パッチや捨て帯など）が引きつけられ、転写ベルト５がクリーニングされる。

また、主ブラシ５１には、金属ローラー５１ａが主ブラシ５１に食い込むように当接されており、主ブラシ５１に付着したトナーが除去されるようになっている。金属ローラー５１ａは、例えば、アルミ等により構成される。
さらに、主ブラシ５１には電圧測定部５１ｃ（電圧測定手段）が接続されており、電圧測定部５１ｃは、主ブラシ５１に印加される電圧を測定する。

ここで、紙内領域５ｐにおいては、ニップ部ＮＰで転写ベルト５に正極性の所定値の転写電圧が印加されるため、転写ベルト５にプラスの電荷が注入される。これにより、感光体ドラム１に接触中の用紙Ｐに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。また、この時の転写電圧によって、用紙Ｐを転写ベルト５に静電的に吸着搬送させることができる。

これに対し、紙間領域５ｎにおいては、ニップ部ＮＰで転写ベルト５に負極性の所定値の転写電圧が印加される。これにより、紙間領域５ｎにおいては転写ベルト５にはマイナスの電荷が注入されるため、転写ベルト５と紙間領域５ｎ上に存在する負極性のトナーとの間に斥力を生じさせ、上記したように主ブラシ５１によってトナーを回収させやすくする。

副ブラシ５２は、主ブラシ５１と同様にナイロンやポリエステル等により構成され、主ブラシ５１に対して転写ベルト５の回転方向下流側に設置され、転写ベルト５の回転方向に対してカウンター方向となるように回転し、転写ベルト５にブラシのパイルが食い込むことで副ブラシニップ部ＮＰ２を形成している。副ブラシ５２には、高圧電源５２ｂにより負極性のクリーニングバイアス電流Ａ２が印加され、主ブラシ５１で取りきれず残存した、紙間領域５ｎ上のプラスに帯電したトナーをクリーニングする。

また、副ブラシ５２にも、金属ローラー５２ａが副ブラシ５２に食い込むように当接されており、副ブラシ５２に付着したトナーが除去されるようになっている。金属ローラー５２ａは、金属ローラー５１ａと同様に、アルミ等により構成される。
なお、副ブラシ５２を設けることにより、画像形成中のクリーニング性能を高めることが可能であるが、副ブラシ５２を設けない構成とすることもできる。

（３）電位変化
次に、図４を用いて、画像形成時における転写ベルト５及び主ブラシ５１の電位の変化を説明する。
上記したように、紙内領域５ｐにおいては、正極性の所定値の転写電圧が印加されることで、用紙Ｐは転写ベルト５上を吸着搬送されるが、用紙Ｐが転写ベルト５から分離する際に、剥離放電が発生する。剥離放電が発生すると、図４（Ａ）に示すように、正極側に電位の高い転写ベルト５にマイナスの電荷が、用紙Ｐにプラスの電荷が移動する。転写ベルト５の抵抗が高いと、電荷が逃げにくいため、転写ベルト５にマイナスの電荷が蓄積していく。

ここで、上記したように、主ブラシ５１には正極性のクリーニングバイアス電流Ａ１が印加されるため、主ブラシ５１の電位Ｖ１は正極側となるが、図４（Ｂ）に示すように、剥離放電によって転写ベルト５の電位Ｖ２が下がるにつれて、主ブラシ５１の電位Ｖ１は転写ベルト５との電位差を一定に保とうとするため、低下していく。

ところが、主ブラシ５１の電位Ｖ１は、主ブラシ５１に電圧を印加する高圧電源５１ｂの出力下限値に達すると（図５におけるＸ位置）、それ以上は低下しない。したがって、これ以降は主ブラシ５１と転写ベルト５との間の電位差が大きくなるため、主ブラシ５１と転写ベルト５との間に流れる電流の量が増大し、紙間領域５ｎ上のトナーをプラスに帯電させてしまう。トナーがプラスに帯電すると、主ブラシ５１によって回収することが困難となり、クリーニング効率が低下する結果、転写ベルト５上のトナーが用紙に転移しトナー汚れ等が発生してしまう。

したがって、本実施形態においては、主ブラシ５１の電位Ｖ１を正極側に高くし、転写ベルト５のとの電位差が大きくなりすぎるのを防止する。即ち、主ブラシ５１に印加するクリーニングバイアス電流Ａ１を制御して、主ブラシ５１の電位Ｖ１を正極側に高くし、高圧電源５１ｂの出力下限値に達しないようにすることで、転写ベルト５との電位差を一定に保つことができる。

なお、紙間領域５ｎに印加するクリーニングバイアス電流の値は、紙間領域５ｎにおけるトナーのクリーニングを適正に行うため、画像形成中は一定に保つ必要がある。したがって、紙内領域５ｐに印加するクリーニングバイアス電流のみを変動させることにより、主ブラシ５１の電位Ｖ１を制御する。

図５及び図６を用いて、主ブラシ５１に印加するクリーニングバイアス電流の制御方法と、転写ベルト５及び主ブラシ５１の電位の変化について説明する。
図５（Ａ）に示すように、従来の画像形成装置においては、主ブラシ５１及び副ブラシ５２にはそれぞれ常に一定のクリーニングバイアス電流Ａ１及びＡ２が印加される。

これに対し、本実施形態においては、図５（Ｂ）に示すように紙間領域５ｎに印加するクリーニングバイアス電流Ａ１１を一定にしつつ、紙内領域５ｐに印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２を正極側に大きくする。
これにより、図６に示すように、主ブラシ５１の電位Ｖ１を正極側に高くすることができ、転写ベルト５上のマイナス電荷を主ブラシ５１に移動させ、転写ベルト５の電位Ｖ２が負極側に大きくなりすぎるのを抑制することができる。したがって、転写ベルト５と主ブラシ５１との間の電位差を一定に保つことができ、クリーニング不良の発生を抑制することができる。

また、図５（Ｂ）に示すように、紙間領域５ｎに印加する副ブラシ５２のクリーニングバイアス電流Ａ２１を一定にしつつ、紙内領域５ｐに印加する副ブラシ５２のクリーニングバイアス電流Ａ２２を負極側に小さくすることで、転写ベルト５の電位Ｖ２をより効率的に制御することができる。

（４）画像形成装置の動作
次に、図７のフローチャートを用いて、第１実施形態における画像形成装置１００の動作を説明する。なお、図７における画像形成装置１００の動作は、制御部１９０と、記憶部１８２に記憶されているプログラムの協働により実行される。

ジョブが開始されると、制御部１９０は画像形成を開始させ、主ブラシニップ部ＮＰ１に用紙を通過させる（ステップＳ７０１）。
次いで、制御部１９０は、ジョブが終了したかどうかを判断し（ステップＳ７０２）、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、制御を終了するが、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、ステップＳ７０３へと移行する。

ステップＳ７０３では、制御部１９０は、紙間領域５ｎが主ブラシニップ部ＮＰ１を通過したかどうかを判断し、紙間領域５ｎが主ブラシニップ部ＮＰ１を通過していないと判断すると（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０３の処理を繰り返すが、通過したと判断すると（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、紙間領域５ｎの通過中の主ブラシ５１の電位Ｖ１を測定する（ステップＳ７０４）。

次いで、制御部１９０（判断手段）は、ステップＳ７０４において測定された電位Ｖ１が所定の閾値Ｖ０を下回るかどうか（所定の閾値を超えるかどうか）を判断する（ステップＳ７０５）。ここで、所定の閾値Ｖ０は、予め設定され記憶部１８２に格納された値であり、正極側の電圧かつ高圧電源５１ｂの出力下限値を上回る値である。
制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を下回らない（所定の閾値を超えない）、即ちＶ１≧Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、ステップＳ７０１へと戻る。制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を下回る（所定の閾値を超える）、即ちＶ１＜Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ７０６へと移行する。

ステップＳ７０６では、制御部１９０（制御手段）は、紙内領域５ｐで主ブラシ５１に印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流Ａ２２を、正極側に大きい値（クリーニングバイアス電流Ａ２２は、負極側に小さい値）に変更する。この場合のクリーニングバイアス電流Ａ１２及びＡ２２の値は、予め設定され記憶部１８２に記憶された任意の値である。

次いで、制御部１９０は、主ブラシニップ部ＮＰ１に用紙を通過させ（ステップＳ７０７）、ジョブが終了したかどうかを判断する（ステップＳ７０８）。制御部１９０は、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ７０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ７１５へと移行するが、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ７０８：Ｎｏ）、ステップＳ７０９へと移行する。

ステップＳ７０９〜ステップＳ７１１における処理は、ステップＳ７０３〜ステップＳ７０５における処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ７１１において、制御部１９０（制御手段）は、Ｖ１＜Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ７１１：Ｙｅｓ）、紙内領域５ｐで主ブラシ５１に印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流Ａ２２を、正極側に大きい値（クリーニングバイアス電流Ａ２２は、負極側に小さい値）に変更し（ステップＳ７１２）、ステップＳ７１４へと移行する。
ステップＳ７１１において、制御部１９０（制御手段）は、Ｖ１≧Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ７１１：Ｎｏ）、紙内領域５ｐで主ブラシ５１に印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流Ａ２２を、負極側に大きい値（クリーニングバイアス電流Ａ１２は、０に近い値）に変更し（ステップＳ７１３）、ステップＳ７１４へと移行する。

続いて、ステップＳ７１４においては、制御部１９０は、ジョブが終了したかどうかを判断する。制御部１９０は、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ７１４：Ｎｏ）、ステップＳ７０９へと戻り、上記した処理を繰り返す。制御部１９０は、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ７１４：Ｙｅｓ）、クリーニングバイアス電流Ａ１２及びＡ２２を、ジョブ開始時の標準出力値にリセットし（ステップＳ７１５）、制御を終了する。

図８に、上記の制御を行った場合の、転写ベルト５及び主ブラシ５１の電位変化の一例を示す。
図８に示すように、主ブラシ５１の電位Ｖ１が閾値Ｖ０を下回った時点（図８におけるＹ位置）で制御を開始し、その後は電位Ｖ１が閾値Ｖ０を上回る、又は下回るごとに、紙内領域５ｐに印加するクリーニングバイアス電流を変更することで、電位Ｖ１が閾値Ｖ０近傍の値となるように制御する。これに伴って、転写ベルト５の電位Ｖ２も略一定の値に保たれる。

以上説明したように、第１実施形態に係る画像形成装置１００においては、主ブラシ５１の電位Ｖ１を測定し、電位Ｖ１が予め設定された所定の閾値Ｖ０を下回る場合に、主ブラシ５１のバイアスを正極側に高くすることで、閾値Ｖ０を超えるように制御する。したがって、紙間領域５ｎが所定の閾値Ｖ０を下回らない値となるように制御することができ、これにより転写ベルト５との電位差を一定に保つことができ、クリーニング不良を防ぐことが可能となる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１００においては、転写ベルト５上の紙間領域５ｎが、転写ベルト５と主ブラシ５１との間に形成される主ブラシニップ部ＮＰ１を通過する時の電位Ｖ１を測定する。即ち、印加するクリーニングバイアス電流の値を変更しない領域における電位を測定するため、電位制御の精度を高くすることができる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１００においては、主ブラシ５１及び副ブラシ５２にそれぞれ印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２及びＡ２２を、トナーの正規帯電極性と逆極性の正極側に高くすることで、主ブラシ５１の電位Ｖ１が閾値Ｖ０を超えるように制御する。したがって、除電部材等の新たな構成を追加することなく、既存の構成を用いて上記の制御を行うことができるため、高コスト化の省スペース且つ低コストで実現可能である。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１００においては、除去すべきトナーが付着している紙間領域５ｎに印加するクリーニングバイアス電流Ａ１１及びＡ２１は一定にし、紙内領域５ｐに印加するクリーニングバイアス電流Ａ１２及びＡ２２のみを変動させる。これにより、紙間領域５ｎにおけるトナーのクリーニングに影響を与えることなく、本発明の効果を得ることができる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１００においては、紙間領域５ｎごとに主ブラシ５１の電位Ｖ１を測定する。さらに、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を超える場合には、主ブラシ５１の電位Ｖ１が下がるように、主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流を負極側に大きくする。したがって、主ブラシ５１の電位Ｖ１が常に閾値Ｖ０の近傍の値となるように制御することができ、これにより転写ベルト５の電位Ｖ２を一定に保つことができるため、安定して転写ベルト５のクリーニングを実施することができる。

[第２実施形態]
続いて、本発明の画像形成装置に係る第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態に係る画像形成装置は、用紙情報及び環境条件に応じて主ブラシの電位を制御する点で、第１実施形態と異なる。
なお説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて、その詳細な説明を省略する。

用紙の剥離放電量は、用紙の電気的特性に大きく影響される。例えば、コート紙やラベル紙、厚紙など、紙の抵抗の高いものほど剥離放電量は大きくなる。剥離放電量が大きいと、転写ベルト５の電位Ｖ２はマイナスに大きく帯電するため、主ブラシ５１の電位Ｖ１もこれに伴って低下することとなる。
したがって、第２実施形態に係る画像形成装置１００は、用紙の種類に応じて主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流を制御する。

また、用紙の剥離放電量は、環境条件にも大きく影響される。特に、低湿条件下に剥離放電量が大きくなるため、第２実施形態に係る画像形成装置１００は、湿度に応じて主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流を制御する。

図９に、主ブラシ５１のバイアス制御テーブルを示す。
図９に示すテーブル１は、剥離放電量の小さい用紙を通紙する場合の、主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加されるクリーニングバイアス電流の値を示したテーブルである。剥離放電量が小さい場合、湿度による影響が小さいため、各クリーニングバイアス電流を湿度によらず一定としている。即ち、テーブル１の値は、標準出力値である。
図９に示すテーブル２は、剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合に対応したテーブルである。紙内領域５ｐにおいては、クリーニングバイアス電流Ａ１２正極側に大きくし、クリーニングバイアス電流Ａ２２を負極側に小さくすることで、上記したように主ブラシ５１の電位Ｖ１を正極側に高くすることができる。

次に、図１０〜図１２のフローチャートを用いて、第２実施形態における画像形成装置１００の動作を説明する。なお、図１０〜図１２における画像形成装置１００の動作は、制御部１９０と、記憶部１８２に記憶されているプログラムの協働により実行される。

ジョブが開始されると、制御部１９０は用紙情報を取得する（ステップＳ１００１）。用紙情報とは、用紙の種類や厚み、坪量など通紙する用紙の電気的特性を特定するのに必要な情報を指す。制御部１９０は、ジョブの入力に応じて給紙カセット７に積載された用紙を選択し、記憶部１８２に記憶されている当該用紙に関する情報を取得する。

ステップＳ１００２では、制御部１９０は、ステップＳ１００１において取得された用紙情報をもとに、当該用紙が剥離放電量の大きい用紙であるかどうかを判断する。制御部１９０は、剥離放電量の大きい用紙であると判断すると（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、図１１のステップＳ１１０１へと移行し、剥離放電量の大きい用紙ではないと判断すると（ステップＳ１００２：Ｎｏ）、図１２のステップＳ１２０１へと移行する。

続いて、図１１のフローチャートを用いて、用紙の剥離放電量が大きい場合の画像形成装置１００の動作を説明する。
ステップＳ１１０１では、制御部１９０は、画像形成装置１００の機内の環境情報としての湿度情報を取得する。湿度情報は、湿度検出部１７０によって検出される。
続いて、制御部１９０は、ステップＳ１１０１において取得された湿度情報をもとに、テーブル２を参照して紙内領域５ｐ及び紙間領域５ｎにおける主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を決定する（ステップＳ１１０２）。

次いで、制御部１９０は、主ブラシニップ部ＮＰ１に用紙を通紙し（ステップＳ１１０３）、ジョブが終了したかどうかを判断する（ステップＳ１１０４）。制御部１９０は、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ１１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１７へと移行するが、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ１１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１１０５へと移行する。

ステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６における処理は、図７のステップＳ７０３及びステップＳ７０４における処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１１０７では、制御部１９０（判断手段）は、ステップＳ１１０６において測定された電位Ｖ１が所定の閾値Ｖ０を上回るかどうかを判断する。
制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を上回らない、即ちＶ１≦Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ１１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１１０９へと移行する。制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を上回る、即ちＶ１＞Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ１１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０８へと移行する。

ステップＳ１１０８では、制御部１９０（制御手段）は、テーブル１を参照して紙内領域５ｐ及び紙間領域５ｎにおける主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を変更し、ステップＳ１１０９へと移行する。

ステップＳ１１０９〜ステップＳ１１１２における処理は、ステップＳ１１０３〜ステップＳ１１０６における処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１１１３では、制御部１９０（判断手段）は、ステップＳ１１１２おいて測定された電位Ｖ１が所定の閾値Ｖ０を下回るかどうかを判断する。
制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を下回らない、即ちＶ１≧Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ１１１３：Ｎｏ）、ステップＳ１１１５へと移行する。制御部１９０は、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を下回る、即ちＶ１＜Ｖ０であると判断した場合（ステップＳ１１１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１４へと移行する。

ステップＳ１１１４では、制御部１９０（制御手段）は、テーブル２を参照して紙内領域５ｐ及び紙間領域５ｎにおける主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を変更し、ステップＳ１１１５へと移行する。

ステップＳ１１１５では、制御部１９０は、主ブラシニップ部ＮＰ１に用紙を通紙し、次いでジョブが終了したかどうかを判断する（ステップＳ１１１６）。制御部１９０は、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ１１１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１７へと移行するが、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ１１１６：Ｎｏ）、ステップＳ１１０５へと戻り、上記した制御を繰り返す。

ステップＳ１１１７では、制御部１９０は、クリーニングバイアス電流Ａ１２及びＡ２２をジョブ開始時の標準出力値（テーブル１の値）にリセットし、制御を終了する。

続いて、図１２のフローチャートを用いて、用紙の剥離放電量が小さい場合の画像形成装置１００の動作を説明する。

ステップＳ１２０１では、制御部１９０は、テーブル１を参照して紙内領域５ｐ及び紙間領域５ｎにおける主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を決定する。次いで、制御部１９０は、主ブラシニップ部ＮＰ１に用紙を通紙し（ステップＳ１２０２）、ジョブが終了したかどうかを判断する（ステップＳ１２０３）。制御部１９０は、ジョブが終了していないと判断すると（ステップＳ１２０３：Ｎｏ）、ステップＳ１２０２へと戻るが、ジョブが終了したと判断すると（ステップＳ１２０３：Ｙｅｓ）、制御を終了する。

以上説明したように、第２実施形態に係る画像形成装置１００は、用紙情報に基づいて紙内領域５ｐ及び紙間領域５ｎにおける主ブラシ５１及び副ブラシ５２に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を異ならせる。即ち、剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合にはテーブル２を参照してクリーニングバイアス電流の電流値を決定し、紙内領域５ｐのクリーニングバイアス電流の電流値がテーブル１における電流値よりも正極側に大きくなるように制御する。
剥離放電量の小さい用紙にテーブル２の制御を実施すると、主ブラシニップ部ＮＰ１を通過する紙内領域５ｐが正極側の電位を持つようになり、副ブラシニップ部ＮＰ２における転写ベルト５と副ブラシ５２との電位差が大きくなるため、正常なバイアスがかからなくなるおそれがあるが、上記のように制御することで、正常にクリーニングを行うことができる。

また、第２実施形態に係る画像形成装置１００は、剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合には、湿度情報に基づいて紙内領域に印加するクリーニングバイアス電流の電流値を異ならせる。即ち、低湿条件下程トナーの正規帯電極性と逆極側に大きくする。これにより、剥離放電量が大きくなる低湿条件下で、本発明の効果を十分に発揮することができる。

また、第２実施形態に係る画像形成装置１００おいては、剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合に、紙間領域５ｎごとに主ブラシ５１の電位Ｖ１を測定する。さらに、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を超える場合には、主ブラシ５１の電位Ｖ１が下がるように、テーブル１の電流値に変更する。さらに、電位Ｖ１が閾値Ｖ０を超える場合には、再びテーブル２の電流値に変更する。これを繰り返すことにより、主ブラシ５１の電位Ｖ１が常に閾値Ｖ０の近傍の値となるように制御することができ、これにより転写ベルト５のバイアスを一定に保つことができるため、安定して転写ベルト５のクリーニングを実施することができる。

なお、上記実施形態においては、剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合に、紙間領域５ｎごとに主ブラシ５１の電位Ｖ１を測定するものとしたが、これに限定されるものではない。剥離放電量の大きい用紙を通紙する場合には、テーブル２の電流値のみを利用するものとし、電位Ｖ１を測定しないものとしてよい。この場合、電圧測定部５１ｃが不要となるので、上記実施形態よりも簡易な構成で本発明を実施することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、上記の実施形態は本発明の好適な例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、紙間領域５ｎにおいて印加するクリーニングバイアス電流を一定にするものとしたが、厳密には紙間領域５ｎ上のトナーが存在する領域の電圧が一定である必要があるため、紙間領域５ｎ上のトナーが存在しない領域については、印加するクリーニングバイアス電流を適宜変更することも可能である。

また、上記実施形態においては、電圧測定部５１ｃは主ブラシニップ部ＮＰ１を紙間領域５ｎが通過する時点の電圧を測定するものとしたが、これに限定されるものではない。紙内領域５ｐが通過する時点の電圧を測定し、紙間領域５ｎの電位が所定の閾値を超えるか否かを予測し、上記したような制御を行うことも可能である。このように紙間領域５ｎが主ブラシニップ部ＮＰ１に到達する前に、紙内領域５ｐの通過時点の電位測定結果に基づいて制御を行うことで、より早い段階で転写ベルト５の電位を調整することができる。

その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の主旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電装置
３ 現像装置
４ 転写搬送路
５ 転写ベルト（転写部材）
５ｐ 紙内領域
５ｎ 紙間領域
５１ 主ブラシ（ブラシ）
５２ 副ブラシ
５１ａ、５２ａ 金属ローラー
５１ｂ 高圧電源（電圧印加手段）
５２ｂ 高圧電源
５１ｃ 電圧測定部（電圧測定手段）
６ 清掃部
７ 給紙カセット
１００ 画像形成装置
１４０ 画像形成部
１７０ 湿度検出部
１８１ 通信部
１８２ 記憶部
１９０ 制御部（制御手段、判断手段）
ＮＰ１ 主ブラシニップ部
ＮＰ２ 副ブラシニップ部
Ｐ 用紙

Claims (10)

1. 転写部材に接触して前記転写部材上のトナーを清掃除去するブラシと、
   前記ブラシに電圧を印加する定電流式の電圧印加手段と、
   前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致するか否かを判断する判断手段と、
   前記電圧印加手段のバイアス電流の変更より前記ブラシに印加される電圧を制御する制御手段と、を備え、
   前記転写部材は、前記転写部材上の用紙と接触していた紙内領域と、前記転写部材上の前記紙内領域以外の紙間領域と、を有し、
   前記制御手段は、
   前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更して前記ブラシに印加された電圧が前記所定の閾値を超えない方向に制御することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧を測定する電圧測定手段を備え、
   前記判断手段は、
   前記電圧測定手段により測定された電圧が所定の閾値を超えるか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記電圧測定手段は、
   前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の電圧を測定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記制御手段は、
   用紙情報に基づいて、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
5. 前記制御手段は、
   前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を、前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流より、トナーの正規帯電極性と逆極側に大きくする
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のクリーニング装置。
6. 前記制御手段は、
   環境情報に基づいて、前記紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
7. 前記環境情報は、湿度情報を含み、
   前記制御手段は、
   低湿条件下程、前記紙内領域が前記ニップ部を通過する時点において前記バイアス電流を、トナーの正規帯電極性と逆極側に大きくする
   ことを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装置。
8. 前記制御手段は、
   前記紙間領域が前記ニップ部を通過している時の前記バイアス電流を変更しない
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
9. 用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる転写部材と、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる転写部材と、クリーニング装置と、を備え、前記クリーニング装置は、転写部材に接触して回転し、前記転写部材上のトナーを清掃除去するブラシと、前記ブラシに電圧を印加する定電流式の電圧印加手段と、を備える画像形成装置のコンピューターを、
    前記ブラシと前記転写部材とが接触して形成されるニップ部において、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致するか否かを判断する判断手段、
    前記判断手段によって、前記ブラシに印加された電圧が所定の閾値を超える条件に合致すると判断された場合に、前記転写部材上の用紙と接触していた紙内領域が前記ニップ部を通過している時の前記電圧印加手段のバイアス電流を変更して前記ブラシに印加される電圧が前記所定の閾値を超えない方向に制御する制御手段、
    として機能させるためのプログラム。

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