(57)【要約】【課題】ベルトの状態をクリーニング部材のバイアスに正しく反映させてベルトのクリーニング性能を向上させる。【解決手段】電流センサ（電流計１８）が測定した電流の値に基づいてクリーニングローラ１２などのクリーニング部材に掛ける第２のバイアスを制御する制御装置１００を備えた画像形成装置である。制御装置１００は、搬送ベルト７３の所定の測定範囲Ｍ１がクリーニング部材に接触しているときに測定した電流の値に基づいて第２のバイアスを制御する。測定範囲Ｍ１は、第１のバイアスおよび第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲である。【選択図】図５
2010122309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトと、
前記ベルトの外周面に沿って複数並んで配置された像担持体と、
前記像担持体のそれぞれに対応して設けられ、前記ベルトを介して前記像担持体と対向し、第１のバイアスが掛けられる転写部材と、
前記ベルトの外周面に接触して配置されるクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を流れる電流の値を測定する電流センサと、
前記電流センサが測定した電流の値に基づいて前記クリーニング部材に掛ける第２のバイアスを制御する制御装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記制御装置は、前記ベルトの所定の測定範囲が前記クリーニング部材に接触しているときに測定した電流の値に基づいて前記第２のバイアスを制御し、当該測定範囲は、前記第１のバイアスおよび前記第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記測定範囲は、前記第１のバイアスおよび前記第２のバイアスが掛けられていない範囲であ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】
前記測定範囲は、前記第１のバイアスが所定回数掛けられた範囲であ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４】
前記測定範囲は、前記第１のバイアスが掛けられていなく、かつ、前記第２のバイアスが所定回数掛けられた範囲であ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５】
前記測定範囲は、前記ベルトの駆動と、前記第２のバイアスの印加とが満たされたときから所定時間経過した後に前記クリーニング部材に対面する範囲であ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６】
前記測定範囲は、前記ベルトの駆動と、前記第１のバイアスの印加とが満たされたときから所定時間経過した後に、前記クリーニング部材に対面する範囲であ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７】
前記測定範囲は、前記ベルトの駆動と、前記第２のバイアスの印加とが満たされたときに前記クリーニング部材に対面する前記ベルト上の基準位置から、前記ベルトの進行方向における所定長さ後方にずれた所定の範囲であ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８】
前記測定範囲は、前記ベルトの駆動と、前記第１のバイアスの印加とが満たされたときに前記転写部材に対面する前記ベルト上の基準位置から、前記ベルトの進行方向における所定長さ後方の所定の範囲であ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９】
前記ベルトに第３のバイアスを掛ける第３バイアス印加部材をさらに備え、
前記測定範囲は、前記第１のバイアス、前記第２のバイアスおよび前記第３のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であ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１０】
前記第３バイアス印加部材は、前記ベルトの進行方向における前記転写部材の後方に設けられ、前記ベルトとの間で記録シートを挟持するローラであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記測定範囲において測定した複数の電流の値を平均した値に基づいて前記第２の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８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、画像形成の開始後、前記電流を測定する前には、前記電流センサにより以前に検出した電流の値に基づいて前記第２の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１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ベルトは、記録シートを搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ベルトは、外周面に複数の前記像担持体から現像剤が供給される中間転写ベルトであり、
さらに、当該中間転写ベルトとの間で記録シートを挟持しつつ第４のバイアスが掛けられることで前記中間転写ベルト上の画像を記録シートに転写する二次転写ローラを備え、
前記測定範囲は、前記第１のバイアス、前記第２のバイアスおよび前記第４のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であることを特徴とする請求項１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、ベルトと当該ベルトのクリーニング部材を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を形成する記録シートをベルトにより搬送する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、ベルトに付着した現像剤や紙粉を取り除くため、ベルトのクリーニング部材が設けられている。クリーニング部材は、ベルトに接して現像剤を掻き取ったり、ベルトとの間でバイアスを掛け、ベルトから電気的に現像剤を引き離したりする構成が採られている。
【０００３】
例えば、出願人が出願した特許文献１に記載の画像形成装置では、ベルトとクリーニング部材との間でバイアスを掛け、これによりベルトから現像剤を除去している。そして、ベルトは経年劣化や汚れにより表面などの状態が変わることに着目し、ベルトの状態によらずに良好なクリーニング性能を維持するため、ベルトの裏側に配置される裏面ローラと、表側に配置される第１表面部材との間の電圧を定電流制御している。また、この定電流制御のため、裏面ローラと第１表面部材の間を流れる電流の大きさを測定し、この測定した電流の大きさに基づいて裏面ローラと第１表面部材の間の電圧の大きさを変更している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０４１３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、発明者等の研究によれば、電流が一定でも、必ずしもクリーニング性能が同等にはならず、環境や、クリーニング部材やベルトの経年および使用による変化によって最適なクリーニングバイアスが変化することが明らかになった。それらの変化を検知する方法として、クリーニング時の抵抗値によって推測するという方法がある。しかし、そのためには抵抗値を正確に測定する必要がある。つまり、電流検知を正確に行うことが必要である。しかし、クリーニング部材とベルトの間に所定の電圧を掛けながら電流を測定すると、ベルト上の測定する位置によって電流が異なることが明らかになった。ベルトは、クリーニング部材との間でバイアスが掛けられるとともに、画像形成を行うプロセスユニットおよび転写部材とも対面してプロセスユニットおよび転写部材との間でもバイアスが掛けられる。これらのバイアスは、ベルトの表面にバイアスに応じた帯電状態を形成し、この帯電状態が、クリーニング時のクリーニング部材とベルトの間に流れる電流の大きさに影響を与えるのである。また、同様の問題は、記録シートを搬送するベルトに限らず、トナー像を一時的に保持する中間転写ベルトなどでも起こりうる。
【０００６】
そこで、本発明は、ベルトで記録シートを搬送する画像形成装置において、ベルトの状態をクリーニング部材のバイアスに正しく反映させてベルトのクリーニング性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明は、無端状のベルトと、前記ベルトの外周面に沿って複数並んで配置された像担持体と、前記像担持体のそれぞれに対応して設けられ、前記ベルトを介して前記像担持体と対向し、第１のバイアスが掛けられる転写部材と、前記ベルトの外周面に接触して配置されるクリーニング部材と、前記クリーニング部材を流れる電流の値を測定する電流センサと、前記電流センサが測定した電流の値に基づいて前記クリーニング部材に掛ける第２のバイアスを制御する制御装置と、を備えた画像形成装置であって、前記制御装置は、前記ベルトの所定の測定範囲が前記クリーニング部材に接触しているときに測定した電流の値に基づいて前記第２のバイアスを制御し、当該測定範囲は、前記第１のバイアスおよび前記第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、クリーニング部材に掛けるバイアスの制御が、ベルトの所定の測定範囲がクリーニング部材に対面しているときに測定した電流の値に基づいて行われる。そして、この測定範囲は、第１のバイアスおよび第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲である。例えば、第１のバイアスおよび第２のバイアスがともに掛けられていない範囲がクリーニング部材に対面しているときに測定する、というように、ベルトに掛けられたバイアスの条件が一定であるベルト範囲で電流を測定することで、ベルトの帯電状態に影響されず、クリーニング部材やベルトの経年および使用による変化や汚れの状態を、クリーニング部材に掛ける第２のバイアスに正しく反映させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
クリーニング部材に掛ける第２のバイアスを、ベルトに掛けられたバイアスの条件が同じである範囲でクリーニング部材に流れる電流を測定し、この測定した電流に基づいて第２のバイアスを制御するので、ベルトの状態をクリーニング部材に掛ける第２のバイアスに適切に反映させることができ、クリーニング性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。なお、以下の説明においては、まず、カラープリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。
【００１１】
以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
【００１２】
図１に示すように、カラープリンタ１は、装置本体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０と、制御装置１００とを備えている。
【００１３】
装置本体２の上部には、開口部２Ａが形成されている。そして、この開口部２Ａは、装置本体２に回動可能に支持されるアッパーカバー３によって開閉されるようになっている。アッパーカバー３の上面は、装置本体２から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ４となっており、下面には後述するＬＥＤユニット４０を保持する複数のＬＥＤ取付部材５が設けられている。
【００１４】
給紙部２０は、装置本体２内の下部に設けられ、装置本体２に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４および分離パッド２５を主に備えている。
【００１５】
このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ２６とピンチローラ２７の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。
【００１６】
画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、クリーニング部１０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。
【００１７】
ＬＥＤユニット４０は、ＬＥＤ取付部材５に対して揺動可能に連結されており、装置本体２に設けられる位置決め部材によって適宜位置決めされて支持されている。
【００１８】
プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー３と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、静電潜像が形成される像担持体の一例としての感光体ドラム５３や、符号を省略して示す公知の帯電器、現像ローラ、トナー収容室などを備えて構成されている。感光体ドラム５３には、感光体ドラム５３上に残ったトナーを一時的に保持し、また、クリーニング動作時に感光体ドラム５３へ戻すドラムクリーナ５４が接している。ドラムクリーナ５４には、制御装置１００により電圧が掛けられて、電気的にトナーの保持と感光体ドラム５３へのトナーの戻しが行われる。
【００１９】
転写ユニット７０は、給紙部２０と各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、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。
【００２０】
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に無端状のベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアス（第１のバイアス）が掛けられる。
【００２１】
クリーニング部１０は、搬送ベルト７３のうち、下側で張られた部分に設けられ、廃トナーケース１１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１２およびバックアップローラ１３と、第２クリーニングローラ１４と、ブレード１５とを有している。
【００２２】
クリーニングローラ１２は、搬送ベルト７３の外周面に隣接して配置されている。
バックアップローラ１３は、搬送ベルト７３を挟んでクリーニングローラ１２の反対側に配置されて、クリーニングローラ１２との間で搬送ベルト７３を挟持している。
第２クリーニングローラ１４は、クリーニングローラ１２の後方でクリーニングローラ１２に接して配置されている。
ブレード１５は、第２クリーニングローラ１４にその先端が接し、第２クリーニングローラ１４に付着したトナーを掻き落とすようになっている。
廃トナーケース１１は、クリーニングローラ１２および第２クリーニングローラ１４の下方に配置され、ブレード１５で掻き落とされたトナーを受け入れるように構成されている。
【００２３】
バックアップローラ１３とクリーニングローラ１２との間には、制御装置１００により、搬送ベルト７３上のトナーがクリーニングローラ１２に向けて移動するようなバイアス（第２のバイアス）が掛けられるようになっている。この第２のバイアスは、クリーニング時、印刷時など、動作モードに応じて適宜変更される。なお、以後、クリーニングローラに掛けられるバイアス（第２のバイアス）をその電圧の大きさによらず、クリーニングバイアスと称する。
【００２４】
定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。
【００２５】
このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光体ドラム５３の表面が、帯電器により一様に帯電された後、各ＬＥＤユニット４０で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラよりトナーが供給されることで、感光体ドラム５３上にトナー像が担持される。
【００２６】
次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光体ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００２７】
排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、前方に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｐを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、装置本体２の外部に排出されて排紙トレイ４に蓄積される。
【００２８】
＜クリーニング部のバイアス制御＞
次に、クリーニングローラ１２に掛けるバイアスの制御について説明する。
参照する図において、図２は、各ローラに電圧を掛けるための回路図であり、図３（ａ），（ｂ）は、クリーニングローラに流れる電流の時間的変化を示すグラフである。なお、本実施形態においては、正帯電性のトナーを一例に説明するが、逆の極性のトナーでも、本発明を同様に適用することができる。転写バイアスの極性および大きさは、トナーの帯電極性に応じて適宜設定される。
【００２９】
図２に示すように、クリーニングローラ１２には−が印加される電源が接続され、バックアップローラ１３はグランドに接続され、バックアップローラ１３を流れる電流を測定する電流センサの一例としての電流計１８が設けられている。電流計１８は、直接には電圧を測定するものであってもよい。バックアップローラ１３とクリーニングローラ１２の間に電流を流す回路には、スイッチＳＷ０が設けられている。
【００３０】
一方、４つの感光体ドラム５３は、基材がアルミで構成されており、アルミはグランドに接続されている。転写ローラには−を印加する電源が接続されており、電源をつなぐ回路には、それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が設けられている。
【００３１】
ここで、図３を参照して、搬送ベルト７３の移動に伴う測定電流の変化について説明する。
図３（ａ）と（ｂ）は、時間軸のスケールが異なる点に注意されたい。期間Ｔｎは、図３（ａ）と（ｂ）とで対応している。なお、図３（ａ）と（ｂ）の期間Ｔ１〜Ｔ７のグラフは、全く同じ測定データに基づくものではないが、プリンタの同等の動作時のデータであるので、ここでは便宜上同じ符号Ｔ１〜Ｔ７を付す。
【００３２】
図３（ａ），（ｂ）のグラフにおいて、期間Ｔ４，Ｔ８，Ｔ１２においては、クリーニングバイアスが掛けられておらず、そのため、電流は０となっている。その他の期間Ｔ１〜Ｔ３，Ｔ５〜Ｔ７，Ｔ９〜Ｔ１１，Ｔ１３〜Ｔ１５においては、一定の電圧でクリーニングバイアスが掛けられている。それにも関わらず、各図のように測定された電流値が異なるのは、時間とともに搬送ベルト７３が移動する結果、クリーニングローラ１２とバックアップローラ１３とで挟持する搬送ベルト７３の部分が異なるからである。搬送ベルト７３は部位ごとに外部から掛けられた電界の方向および大きさが異なる結果、部位ごとに帯電状態が異なり、この帯電状態の違いが、測定された電流値の違いとして現れている。
【００３３】
例えば、期間Ｔ１、Ｔ２は、プリンタの起動後、画像形成を始める前に搬送ベルト７３が空回りしているときであり、期間Ｔ１は搬送ベルト７３の１周目、期間Ｔ２は搬送ベルト７３の２周目を示している。搬送ベルト７３の１周目と２周目とでは、徐々に同じ極性で帯電が進む結果、徐々に電流が流れにくく（電流値が小さく）なっている。期間Ｔ３は、搬送ベルト７３のうち印字に用いられた部分であり、いわば転写バイアスが掛けられた搬送ベルト７３の部位（以下、単に「部位」とする。）がクリーニングローラ１２に対向している時である。期間Ｔ４は、印字後、搬送ベルト７３が一端停止して、クリーニングバイアスも掛けられていないときであり、期間Ｔ５は、転写バイアスが掛かった部分を測定しているときである。
【００３４】
さらに、期間Ｔ６は、転写バイアスが掛かっていない部分であり、期間Ｔ７は、感光体ドラム５３から搬送ベルト７３へトナーが吐き出された部分である。感光体ドラム５３から搬送ベルト７３へトナーが吐き出されるときは、ドラムクリーナ５４から感光体ドラム５３を介して搬送ベルト７３へトナーが移動するようにさせるため、転写時に類似したバイアス条件となっている。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、期間Ｔ９〜Ｔ１５は、期間Ｔ１〜Ｔ７と同様の動作モードを繰り返している。つまり、２枚目の印刷であるが、１枚目と比較すると、測定された電流値は若干ずれている。
【００３６】
このように、搬送ベルト７３に掛けられた転写バイアスおよびクリーニングバイアスの状態に応じてクリーニングローラ１２に流れる電流の測定値は大きく変化し、１枚目（１回目）の動作時と２枚目（２回目）の動作時とを比較しても測定される電流値は多少変化する。また、同じ動作モード中、例えば期間Ｔ１の範囲内でも、電流値は小刻みにぶれがあることがわかる。このように、測定された電流値に大きな差はあっても、搬送ベルトの状態が短時間で変化しているわけではないので、搬送ベルトの経年や使用による状態の変化をクリーニング時のクリーニングバイアスに反映させるためには、図３のような時間スケール（数枚の印刷をしている程度の時間範囲）では、一定の電流値を取得する必要がある。
【００３７】
そのため、本実施形態では、制御装置１００は、搬送ベルト７３の所定の測定範囲がクリーニング部材（クリーニングローラ１２およびバックアップローラ１３）に接触しているときに測定した電流の値に基づいて第２のバイアス（クリーニングバイアス）を制御し、当該測定範囲は、第１のバイアス（転写バイアス）および第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であるようにする。
【００３８】
第１のバイアスおよび第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲とは、例えば、第１のバイアスおよび第２のバイアスがともに掛けられていない範囲である。また、他の例としては、第１のバイアスが所定回数、例えば１回掛けられた範囲である。さらに、他の例としては、前記第１のバイアスが掛けられていなく、かつ、前記第２のバイアスが所定回数、例えば１回掛けられた範囲である。
【００３９】
このように、第１のバイアスおよび第２のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲で電流値を測定するため、測定範囲は、搬送ベルト７３の駆動と、第２のバイアスの印加とが満たされたときから所定時間経過した後にクリーニング部材に対面する範囲とすることができる。
【００４０】
また、測定範囲は、搬送ベルト７３の駆動と、第１のバイアスの印加とが満たされたときから所定時間経過した後に、クリーニング部材に対面する範囲とすることができる。
【００４１】
さらに、この測定範囲を搬送ベルトの位置に注目してみれば、搬送ベルト７３の駆動と、第２のバイアスの印加とが満たされたときにクリーニング部材に対面する搬送ベルト７３上の基準位置から、搬送ベルト７３の進行方向における所定長さ後方にずれた所定の範囲とすることができる。
【００４２】
また、測定範囲は、搬送ベルト７３の駆動と、第１のバイアスの印加とが満たされたときに転写ローラ７４に対面する搬送ベルト７３上の基準位置から、搬送ベルト７３の進行方向における所定長さ後方の所定の範囲とすることができる。ここで、本実施形態のように、転写ローラ７４が複数ある場合には、どの転写ローラ７４を基準とするかが問題のようであるが、基準位置を一点に決めればよいので、いずれの転写ローラ７４であってもよく、例えば、最も下流側の転写ローラ７４と決めてもよい。また、後述するように、印字時に各転写ローラ７４に掛けられる転写バイアスは、搬送ベルト７３の同じ範囲であるから、印字時に関しては、この点からも、複数の転写ローラ７４のいずれか（またはすべて）を基準としてもよい。
【００４３】
搬送ベルト７３に掛けられるバイアスとしては、第１および第２のバイアスに限られず、第３バイアス印加部材をさらに設けて、搬送ベルト７３に第３のバイアスを掛けてもよい。測定範囲は、第１のバイアス、第２のバイアスおよび第３のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲であるようにしてもよい。
【００４４】
そして、このときの第３バイアス印加部材は、例えば、搬送ベルト７３の進行方向における前記転写部材の後方に設けられ、搬送ベルト７３との間で用紙Ｐを挟持するローラである。
【００４５】
また、前述した、短い周期での測定電流値の「ぶれ」の影響を無くすため、制御装置１００は、測定範囲において測定した複数の電流の値を平均した値に基づいて第２のバイアスを制御するように構成するのが望ましい。
【００４６】
そして、制御装置１００は、画像形成の開始後、電流を測定する前には、電流計１８により以前に検出した電流の値に基づいて第２のバイアスを制御するとよい。このようにすることで、電流を測定する以前であっても第２のバイアスを可及的に良好に制御することができる。
【００４７】
また、後述するように、ベルトは、外周面に複数の感光体ドラム５３からトナーが供給される中間転写ベルトであってもよく、さらに、画像形成装置は、当該中間転写ベルトとの間で用紙Ｐを挟持しつつ第４のバイアスが掛けられることで中間転写ベルト上の画像を用紙Ｐに転写する二次転写ローラを備え、測定範囲は、第１のバイアス、第２のバイアスおよび第４のバイアスが掛けられた条件が同じ範囲である形態とすることもできる。
【００４８】
以上のような本発明の第２のバイアスの制御の様々な具体的な形態について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
＜形態１：バイアスが掛けられていない範囲での測定＞
参照する図において、図４は、クリーニングバイアスの制御を説明するフローチャートであり、図５は、搬送ベルトの動作、クリーニングバイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフであり、図６は、搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【００５０】
転写バイアスおよびクリーニングバイアスが掛けられていない範囲で測定する場合は、ここでは、カラープリンタ１がしばらく動作しておらず、搬送ベルト７３が帯電していない状態からの印字動作を想定している。なお、以後、逐一補足しないが、演算、記憶など各制御は、制御装置１００によりなされる。
【００５１】
カラープリンタ１は、スリープ状態から印刷ジョブを受信すると（Ｓ１０１）、所定の起動動作を行い（Ｓ１０２）、搬送ベルト７３の駆動を開始する（Ｓ１０３）。そして、クリーニングバイアスを掛けることで（Ｓ１０４）、搬送ベルト７３の表面に付着したトナーや紙粉をクリーニングする。
【００５２】
そして、クリーニングバイアスを掛けた後、所定時間ＴＰが経過したかどうか判断され（Ｓ１０５）、経過した後に（Ｓ１０５，Ｙｅｓ）、電流計１８により、電流値を所定間隔で数回測定し、測定値を記憶する。例えば、１０ｍｓｅｃ間隔で１０回測定するなどして、この１０回分の測定値を記憶する（Ｓ１０６）。さらにここで、５０ｍｓ間隔で２６回測定すれば、測定範囲がクリーニングローラ周期の２倍となり、クリーニングローラ周期の振れを平均化することができる。つまり、クリーニングローラ１周の長さの整数倍に相当する範囲で複数回電流値を測定し、この電流値を平均すれば、クリーニングローラの周期に対応した振れを平均化することができる。
【００５３】
次に、制御装置１００は、記憶した複数の電流値を平均して（Ｓ１０７）平均値を得る。このときの平均は単純な算術平均でもよいし、重み付け平均であってもよい。そして、この電流値の平均値から、予め記憶してあった電流値からクリーニングバイアスに換算するテーブル（図示せず）を参照してクリーニングバイアスを決定する（Ｓ１０８）。この決定したクリーニングバイアスに基づき、クリーニングローラ１２にクリーニングバイアスを掛ける（Ｓ１０９）。
【００５４】
このような処理によりクリーニングバイアスを掛けた時点から所定の時間が経過したタイミング、つまり、所定時間後にクリーニングローラ１２に対面する範囲でクリーニングローラ１２に流れる電流が測定される。なお、このタイミングは、搬送ベルト７３に掛けられたバイアスの条件が同じ範囲を毎回測定できるように設定されていなければならず、ここでは、バイアスが掛けられていない範囲に設定される例を説明する。バイアスが掛けられていない範囲での測定とは、図３のグラフでいうと、期間Ｔ１内での測定に相当する。図５を参照すれば、クリーニングバイアス（ＳＷ０）が掛けられた時点（ｔ１）から搬送ベルト７３が１周するまでの間であり、時刻ｔ１の所定時間ＴＰが経過したとき（複数回測定するので、時間的幅はある）に電流を測定する。
【００５５】
この測定による搬送ベルト７３の帯電状態を、図６を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、搬送ベルト７３が駆動し始めた後、ＳＷ０がＯＮになり、クリーニングバイアスが掛けられる。このとき、クリーニングローラ１２とバックアップローラ１３で挟持される（対面する）搬送ベルト７３の部分を基準位置Ｒとする。測定範囲Ｍ１は、基準位置Ｒから搬送ベルト７３の移動方向において所定長さ後方に位置する範囲である。
【００５６】
図６（ｂ）に示すように、クリーニングバイアスが掛けられた後、数秒経過すると、基準位置Ｒは従動ローラ７２の辺りまで移動し、測定範囲Ｍ１も移動する。このとき、搬送ベルト７３の基準位置Ｒからクリーニングローラ１２の間の範囲は、クリーニングバイアスが掛けられたことで内側が＋になるように帯電する。そして、このときから測定範囲Ｍ１がクリーニングローラ１２に接触している間に電流計１８により電流が測定される。そして、図６（ｂ）のタイミング（図５の時刻ｔ２）では、クリーニングバイアスが掛けられてから搬送ベルト７３が１周しておらず、また、転写バイアスも掛けられていないので、測定範囲Ｍ１は、転写バイアスもクリーニングバイアスも掛けられていない範囲である。
【００５７】
このように、転写バイアスおよびクリーニングバイアスが掛けられていない所定範囲で電流を測定することにより、測定された電流値が安定する。また、電流値を複数回測定し、平均した値を用いてクリーニングバイアスを決定しているので、クリーニングローラ１２や搬送ベルト７３の状態を正しくクリーニングバイアスに反映して、搬送ベルト７３をクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
【００５８】
＜形態２：クリーニングバイアスが所定回数掛けられた範囲での測定＞
参照する図において、図７は、搬送ベルトの動作、クリーニングバイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフであり、図８は、搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【００５９】
クリーニングバイアスが所定回数掛けられた範囲で電流値を測定する場合も、前記したバイアスが掛けられていない範囲での測定と同様に、図４で示したような、クリーニングバイアスが掛けられたときから所定時間経過したときにクリーニングローラ１２に対面する搬送ベルト７３の範囲を測定範囲とすればよい。ただ、測定するタイミングは、図７および図８に示すように、クリーニングバイアスが掛けられ始めたときから搬送ベルト７３が１周以上した所定のタイミングとする。図８に示すように、基準位置Ｒ、つまり、搬送ベルト７３上の、クリーニングバイアスが掛けられ始めた位置が１周して２周目に入った時点では、搬送ベルト７３のうち、クリーニングバイアスが１回掛けられて帯電した範囲がクリーニングローラ１２に対面する。そこで、基準位置Ｒから所定長さ後方の測定範囲Ｍ２がクリーニングローラ１２に対面しているときに電流計１８により電流値を測定することで、クリーニングバイアスが１回掛けられ、転写バイアスは１度も掛けられていないという決まった条件の範囲で電流を測定することができる。そのため、測定された電流値が安定し、環境や、経年または使用によるクリーニングローラ１２や搬送ベルト７３の変化を正しくクリーニングバイアスに反映して、搬送ベルト７３をクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
【００６０】
＜形態３：転写バイアスが所定回数掛けられた範囲での測定＞
次に、転写バイアスが所定回数掛けられた範囲で電流を測定する場合について説明する。
参照する図において、図９は、クリーニングバイアスの制御を説明するフローチャートであり、図１０は、搬送ベルトの動作、クリーニングバイアス、転写バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフであり、図１１〜図１３は、搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【００６１】
この形態では、カラープリンタ１は、印刷ジョブを受信すると（Ｓ２０１）、搬送ベルト７３の駆動を開始する（Ｓ２０２）。そして、各色に対応した感光体ドラム５３に対応する各転写ローラ７４の転写バイアスを順次掛けて、用紙Ｐ上にトナー像を形成する。用紙Ｐへの転写が終了すると、クリーニングローラ１２にクリーニングバイアスを掛けて、搬送ベルト７３のクリーニングを行う。次に、スイッチＳＷ４を転写のためにＯＮ、つまり、４つの転写ローラ７４のうち、搬送ベルト７３の移動方向（ここでは、並んでいる４つの転写ローラ７４に沿った移動方向である）において最も下流側の転写ローラ７４にバイアスを掛けるスイッチＳＷ４をＯＮにしたときから、所定時間ＴＰが経過したか否かを判断する（Ｓ２０５）。
【００６２】
所定時間ＴＰが経過したら（Ｓ２０５，Ｙｅｓ）、電流計１８により、電流値を所定間隔で数回測定し、測定値を記憶する（Ｓ１０６）。次に、制御装置１００は、記憶した複数の電流値を平均して（Ｓ１０７）平均値を得る。そして、この電流値の平均値から、予め記憶してあった電流値からクリーニングバイアスに換算するテーブル（図示せず）を参照してクリーニングバイアスを決定する（Ｓ１０８）。この決定したクリーニングバイアスに基づき、クリーニングローラ１２にクリーニングバイアスを掛ける（Ｓ１０９）。
【００６３】
このような処理により最も下流側の転写ローラ７４に転写バイアスを掛けた時点から所定の時間が経過したタイミング、つまり、所定時間後にクリーニングローラ１２に対面する範囲でクリーニングローラ１２に流れる電流が測定される。なお、このタイミングは、搬送ベルト７３に掛けられたバイアスの条件が同じ範囲を毎回測定できるように設定されていなければならず、ここでは、理解を容易にするため、図３のグラフでの期間Ｔ１〜Ｔ２の時間を短くして、転写バイアスが４回、クリーニングバイアスが１回掛けられた範囲に設定される例を説明する。
【００６４】
図１０に示すように、搬送ベルト７３が駆動（ＯＮ）し始めた（ｔ０）後、クリーニングバイアス（ＳＷ０）を掛け（ｔ１）、順次スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をＯＮにして（ｔ２〜ｔ５）、各感光体ドラム５３から用紙Ｐにトナー像を転写する。そして、最後に掛けた転写バイアスの印加開始の時（ｔ５）から所定時間ＴＰが経過したときに、電流計１８で電流値を測定する。なお、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、ＯＮになっているタイミングが互いにずれているが、搬送ベルト７３と用紙Ｐは移動しているので、搬送ベルト７３と用紙Ｐにとっては、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４とも同じ位置でＯＮとＯＦＦが切り替えられている。
【００６５】
この測定のときの搬送ベルト７３の帯電状態を、図１１〜図１３を参照して説明する。図１１（ａ）に示すように、搬送ベルト７３が駆動し始めた後、スイッチＳＷ０がＯＮになり、クリーニングバイアスが掛けられる。そして、図１１（ｂ）に示すように、用紙Ｐが、最上流位置にある感光体ドラム５３と転写ローラ７４の間に入り込んで、スイッチＳＷ１がＯＮになる。
【００６６】
図１２に示すように、搬送ベルト７３により用紙Ｐが搬送されると、順次スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がＯＮになり、転写ローラ７４に転写バイアスが掛けられる。ＳＷ４がＯＮになったときに、搬送ベルト７３のうち転写ローラ７４に対面している部分を基準位置Ｒとする。この転写バイアスにより、搬送ベルト７３の表面は、徐々に外側が＋に高くなるように帯電する。
【００６７】
図１３（ａ）に示すように、用紙Ｐへのトナーの転写が終了すると、転写バイアスが掛けられたことにより外側が＋となった搬送ベルト７３の部分は、クリーニング部１０へ向けて移動し、図１３（ｂ）に示すように、基準位置Ｒがクリーニングローラ１２を通過したところで電流計１８により電流が測定される。ここで、搬送ベルト７３のうち、基準位置Ｒから、搬送ベルト７３の進行方向において所定長さ後方の範囲が測定範囲Ｍ３である。測定範囲Ｍ３は、図１３（ａ），（ｂ）を見て分かるように、クリーニングバイアスが１回掛けられ、転写バイアスが４回掛けられた範囲である。なお、クリーニングバイアスが掛けられる回数は、搬送ベルト７３の空回しの回数に応じて増える。
【００６８】
このように、転写バイアスおよびクリーニングバイアスが所定回数掛けられた所定範囲で電流を測定することにより、測定された電流値が安定する。また、電流値を複数回測定し、平均した値を用いてクリーニングバイアスを決定しているので、搬送ベルト７３の表面状態を正しくクリーニングバイアスに反映して、搬送ベルト７３をクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
なお、図１０に示す時刻ｔ７〜ｔ８のように、再度クリーニングバイアスを掛ける場合、前回測定して記憶してあった電流値を用いてクリーニングバイアスを決定するとよい。これにより、動作モードの都合上、しばらく電流値を測定するタイミングが無かった場合でも、可及的に最適なクリーニングバイアスを決定することができる。
【００６９】
＜形態４：吸着バイアス（第３のバイアス）が掛けられた範囲での測定＞
次に吸着バイアスが掛けられた範囲で電流を測定する場合について説明する。
参照する図において、図１４は、搬送ベルトの動作、クリーニングバイアス、転写バイアス、吸着バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフであり、図１５〜図１６は、搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【００７０】
図１５（ａ）に示すように、この形態のカラープリンタは、従動ローラ７２の上部に用紙Ｐを引き付けるため電圧が掛けられる第３バイアス印加部材の一例としての吸着ローラ１１０が設けられ、この電圧印加のためのスイッチＳＷ５が設けられている以外は、前記したカラープリンタ１と同様である。
【００７１】
図１４に示すように、吸着バイアスは、用紙Ｐを吸着するものなので、搬送ベルト７３に用紙Ｐが対面するタイミング（ｔ１〜ｔ６）で掛けられる。
【００７２】
そして、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、用紙Ｐが搬送ベルト７３に近づくとスイッチＳＷ５がＯＮにされて吸着バイアスが掛けられる（ｔ１）。吸着バイアスは、搬送ベルト７３の外側が−になるように掛けられる。形態３と同様にして、用紙Ｐへのトナー像の転写がなされ、図１６に示すように搬送ベルト７３は、外側が＋に帯電した状態でクリーニングローラ１２に対面する。そして、形態３の場合と同様、進行方向において最下流に配置された転写ローラ７４に転写バイアスが掛けられ始めたときに、当該最下流の転写ローラ７４に対面する搬送ベルト７３上の位置を基準位置Ｒとして（図１２参照）、基準位置Ｒから搬送ベルト７３の進行方向における所定長さ後方に測定範囲Ｍ４が設定されている。制御装置１００は、スイッチＳＷ４がＯＮになったとき（ｔ５）から所定時間ＴＰが経過した後（ｔ７）に電流計１８によりクリーニングローラ１２に流れる電流値を測定する。これにより、測定範囲Ｍ４がクリーニングローラ１２に対面しているときに電流値を測定できる。
【００７３】
測定範囲Ｍ４は、図１５、図１６を見て分かるように、クリーニングバイアスが１回、吸着バイアスが１回、転写バイアスが４回掛けられた範囲である。
このように、吸着バイアス、転写バイアスおよびクリーニングバイアスが所定回数掛けられた所定範囲で電流を測定することにより、測定された電流値が安定する。そのため、クリーニングローラ１２や搬送ベルト７３の状態を正しくクリーニングバイアスに反映して、搬送ベルト７３をクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
【００７４】
＜形態５：二次転写バイアス（第４のバイアス）が掛けられた範囲での測定＞
次に、搬送ベルト上で用紙にトナー像を転写するのではなく、中間転写ベルトを介して用紙にトナー像を転写する場合について説明する。
参照する図において、図１７は、二次転写ローラを備えるプリンタの概略構成図であり、図１８は、搬送ベルトの動作、クリーニングバイアス、一次転写バイアス、二次転写バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフであり、図１９〜図２０は、搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【００７５】
図１７に示すカラープリンタ１′においては、搬送ベルト７３に代えて中間転写ベルト１７３が設けられ、駆動ローラ７１に対向して二次転写ローラ１２０が配置されている。レイアウトの都合上、プロセスカートリッジ５０は、中間転写ベルト１７３の下方に設けられ、クリーニング部１０は、中間転写ベルト１７３の上方に設けられている。各感光体ドラム５３に対応して配置されるのは、転写ローラ７４と同様の一次転写ローラ１７４である。
【００７６】
図１８に示すように、制御装置１００は、形態３，４の転写バイアスと同様にして、一次転写バイアスを各一次転写ローラ１７４に掛ける（ｔ２〜ｔ５）。これにより、４色のトナーからなるカラーのトナー像が中間転写ベルト１７３上に形成される。そして、用紙Ｐが中間転写ベルト１７３に対面する所定のタイミング（ｔ６〜ｔ７）で、二次転写ローラ１２０に二次転写バイアスが掛けられ、用紙Ｐにトナー像が転写される。制御装置１００は、二次転写バイアスを掛け始めた時（ｔ６）から所定時間ＴＰが経過した後、電流計１８により電流値を測定する。
【００７７】
この測定のときの中間転写ベルト１７３の帯電状態を、図１９〜図２０を参照して説明する。図１９（ａ）に示すように、中間転写ベルト１７３が駆動し始めた後、スイッチＳＷ０がＯＮになり、クリーニングバイアスが掛けられる。そして、図１９（ｂ）に示すように、適宜なタイミングで一次転写ローラ１７４に順次一次転写バイアスが掛けられる。その結果、中間転写ベルト１７３にはトナー像が形成されるとともに、外側が＋に帯電する。このトナー像が二次転写ローラ１２０に近づくと、用紙Ｐが供給され、駆動ローラ７１と二次転写ローラ１２０の間に用紙Ｐが挟持されている間に、スイッチＳＷ６がＯＮとなって二次転写バイアス（第４のバイアス）が二次転写ローラ１２０に掛けられて（ｔ６〜ｔ７）、トナー像が用紙Ｐに転写される。そして、転写が終了すると、二次転写バイアスにより、中間転写ベルト１７３の内側が＋に帯電する。二次転写バイアスが掛けられ始めるとき（ｔ６）に、二次転写ローラ１２０に対面する中間転写ベルト１７３上の位置を基準位置Ｒとすると、中間転写ベルト１７３のうち、基準位置Ｒから中間転写ベルト１７３の進行方向において所定長さ後方の範囲が測定範囲Ｍ５となる。この測定範囲Ｍ５がクリーニングローラ１２に対面しているときに電流計１８により電流値が測定される。測定範囲Ｍ５は、図１９〜図２０を見て分かるように、クリーニングバイアスが１回、一次転写バイアスが４回、二次転写バイアスが１回掛けられた範囲である。
【００７８】
このように、クリーニングバイアス、一次転写バイアスおよび二次転写バイアスが所定回数掛けられた所定範囲で電流を測定することにより、測定された電流値が安定する。そのため、クリーニングローラ１２や中間転写ベルト１７３の状態を正しくクリーニングバイアスに反映して、中間転写ベルト１７３をクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
【００７９】
以上の各形態で説明したように、本発明の各実施形態によれば、ベルトに掛けられたバイアスが同じ条件のベルトの範囲で電流を測定するので、測定された電流値が安定し、そのため、ベルトの劣化や、汚れなどの表面状態を正しくクリーニングバイアスに反映して、ベルトをクリーニングするクリーニング性能を向上することができる。
特に、電流値を複数回測定して平均することで、高周波の測定値のぶれをなくして、安定した測定値を得ることができる。
そして、前回に測定して記憶してあった電流値を用いてクリーニングバイアスを決定することで、しばらく電流値を測定するタイミングが無かった場合でも、可及的に最適なクリーニングバイアスを決定することができる。
【００８０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態においては、トナーが正に帯電する場合を前提に説明したが、各バイアスは、トナーの性質により適宜正負は逆に設定され、これに応じ、ベルトの帯電状態も変わる。また、正負だけでなく、各バイアスの大きさも適宜設定されうる。
【００８１】
前記実施形態においては、いわゆるタンデム型のカラープリンタを例に本発明を説明したが、本発明は、いわゆる４サイクル型のカラープリンタにも適用することができる。
【００８２】
実施形態においては、ＬＥＤで感光体ドラム５３の露光を行っているが、レーザを走査することで露光を行ってもよい。また、バイアスがＯＦＦの状態において、各スイッチがオープンになっている例を図示したが、バイアスがＯＦＦとなるときに出力が０Ｖとなる電源を用いることもできる。さらに、電流計は、電源側に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】各ローラに電圧を掛けるための回路図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、クリーニングローラに流れる電流の時間的変化を示すグラフである。
【図４】クリーニングバイアスの制御を説明するフローチャートである。
【図５】搬送ベルトの動作、クリーニングバイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフである。
【図６】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図７】搬送ベルトの動作、クリーニングバイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフである。
【図８】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図９】クリーニングバイアスの制御を説明するフローチャートである。
【図１０】搬送ベルトの動作、クリーニングバイアス、転写バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフである。
【図１１】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図１２】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図１３】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図１４】搬送ベルトの動作、クリーニングバイアス、転写バイアス、吸着バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフである。
【図１５】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図１６】搬送ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図１７】二次転写ローラを備えるプリンタの概略構成図である。
【図１８】ベルトの動作、クリーニングバイアス、一次転写バイアス、二次転写バイアスおよび電流測定のタイミングを示すグラフである。
【図１９】中間転写ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【図２０】中間転写ベルトの帯電状態および測定範囲を説明する図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      カラープリンタ
１０    クリーニング部
１２    クリーニングローラ
１３    バックアップローラ
１４    第２クリーニングローラ
１８    電流計
１００  制御装置
１１０  吸着ローラ
１２０  二次転写ローラ
１７３  中間転写ベルト
１７４  一次転写ローラ
【図１】
2010122309.tif 000003
【図２】
2010122309.tif 000004
【図３】
2010122309.tif 000005
【図４】
2010122309.tif 000006
【図５】
2010122309.tif 000007
【図６】
2010122309.tif 000008
【図７】
2010122309.tif 000009
【図８】
2010122309.tif 000010
【図９】
2010122309.tif 000011
【図１０】
2010122309.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010122309.tif 000015
【図１４】
2010122309.tif 000016
【図１５】
2010122309.tif 000017
【図１６】
2010122309.tif 000018
【図１７】
2010122309.tif 000019
【図１８】
2010122309.tif 000020
【図１９】
2010122309.tif 000021
【図２０】
2010122309.tif 000022