(57)【要約】【課題】現像剤を効率よく除去する。【解決手段】感光体に形成された静電潜像に対して現像剤を付着させ現像を行う現像部と、前記現像部において電流を検知する電流検知部と、前記感光体に付着させられた前記現像剤を転写体に転写する中間転写部と、前記転写体に転写された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、前記転写体において前記現像剤を機械的に除去する現像剤除去部と、前記電流の値と、前記転写体及び前記転写部における前記現像剤の転写状況と、前記現像剤の除去状況とに基づいて前記転写部に電圧を印加する印加電圧制御部と、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
2018010159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に形成された静電潜像に対して現像剤を付着させ現像を行う現像部と、
前記現像部において電流を検知する電流検知部と、
前記感光体に付着させられた前記現像剤を転写体に転写する中間転写部と、
前記転写体に転写された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、
前記転写体において前記現像剤を機械的に除去する現像剤除去部と、
前記電流の値と、前記転写体及び前記転写部における前記現像剤の転写状況と、前記現像剤の除去状況とに基づいて前記転写部に電圧を印加する印加電圧制御部と、
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印加電圧制御部は、
前記転写部において、前記現像剤を前記記録媒体に転写する際の電圧とは逆バイアスの電圧を印加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】
前記印加電圧制御部は、
前記電流の値と、前記転写体及び前記転写部における前記転写状況と、前記除去状況とに基づいて前記電圧を印加するための時間を算出し、算出された前記時間に基づいて前記電圧を印加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。
【請求項４】
前記印加電圧制御部は、
前記現像剤が前記記録媒体に転写された回数に基づいて前記電圧を印加する時間を算出し、算出された前記時間に基づいて前記電圧を印加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。
【請求項５】
前記印加電圧制御部は、
所定の期間に検知された前記電流の値を累積させた値に基づいて前記転写部に印加する前記電圧の値を算出し、算出された前記電圧の値に基づいて前記電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置の内部の温湿度を検知する温湿度検知部を含み、
前記印加電圧制御部は、
検知された前記温湿度の値に基づいて前記電圧の値を算出し、算出された前記電圧の値に基づいて、前記電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
感光体に形成された静電潜像に対して現像剤を付着させ現像を行い、
前記現像が行われる現像部において電流を検知し、
前記感光体に付着させられた前記現像剤を転写体に転写し、
前記転写体に転写された前記現像剤を記録媒体に転写し、
前記転写体において前記現像剤を機械的に除去し、
前記電流の値と、前記転写体及び前記現像剤を記録媒体に転写する転写部における前記現像剤の転写状況と、前記現像剤の除去状況とに基づいて前記転写部に電圧を印加することを特徴とする現像剤除去方法。
【請求項８】
感光体に形成された静電潜像に対して現像剤を付着させ現像を行うステップと、
前記現像が行われる現像部において電流を検知するステップと、
前記感光体に付着させられた前記現像剤を転写体に転写するステップと、
前記転写体に転写された前記現像剤を記録媒体に転写するステップと、
前記転写体において前記現像剤を機械的に除去するステップと、
前記電流の値と、前記転写体及び前記現像剤を記録媒体に転写する転写部における前記現像剤の転写状況と、前記現像剤の除去状況とに基づいて前記転写部に電圧を印加するステップと、
を実行させることを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、現像剤除去方法、画像形成装置の制御プログラムに関する。
【０００２】
近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像形成装置は欠かせない機器となっている。このような画像形成装置のうち、例えば、電子写真方式を利用した画像形成装置が知られている。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体である感光体に形成された静電潜像に対して現像剤であるトナーを付着させ、その現像剤を転写紙に転写することで転写紙に画像を形成する。その際、感光体に付着した現像剤の全てが転写紙に転写されるわけではない。そのため、電子写真方式の画像形成装置は、画像形成動作の後、残留する現像剤を除去（クリーニング）する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、光学センサを用いて搬送ベルトに残留しているトナーを検知し、その検知結果に基づいて転写部である転写ローラに付着したトナーを除去するためのクリーニング時間を変更する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術においては、搬送ベルトに光を照射し、その反射量に基づいて転写ベルトに残留しているトナーの量を検知するため、黒色のトナーを検知出来ないことがある。さらに、光学センサは転写ベルト上の一部に光を照射するため、残留しているトナーの量を転写ベルト全体にわたって検知することが出来ない。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、現像剤を効率よく除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体に形成された静電潜像に対して現像剤を付着させ現像を行う現像部と、前記現像部において電流を検知する電流検知部と、前記感光体に付着させられた前記現像剤を転写体に転写する中間転写部と、前記転写体に転写された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、前記転写体において前記現像剤を機械的に除去する現像剤除去部と、前記電流の値と、前記転写体及び前記転写部における前記現像剤の転写状況と、前記現像剤の除去状況とに基づいて前記転写部に電圧を印加する印加電圧制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像剤を効率よく除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す機能ブロック図。
【図３】本実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図。
【図４】本実施形態に係る画像形成部の構成を示す図。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置におけるトナーの移動経路を示す図。
【図６】本実施形態に係る主制御部及び入出力制御部の内部機能を示す機能ブロック図。
【図７】本実施形態に係るクリーニング動作を実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図８】本実施形態に係る転写比率を示すデータテーブルを例示した図。
【図９】本実施形態に係る転写比率の変化を示す式を例示した図。
【図１０】本実施形態に係る転写比率を示すデータテーブルを例示した図。
【図１１】本実施形態に係る転写比率の変化を示す式を例示した図。
【図１２】本実施形態に係るトナーの量の蓄積量とクリーニング動作を行う時間との関係を示す図。
【図１３】本実施形態に係る残留したトナーの量とクリーニング動作を行う時間との関係を示すデータテーブル。
【図１４】本実施形態に係る残留したトナーの量とクリーニング動作を行う時間と印加する電圧との関係を示すデータテーブル。
【図１５】本実施形態に係る画像形成装置におけるトナーの移動経路を示す図。
【図１６】本実施形態に係るクリーニング動作を実行する他の処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、電子写真方式の画像形成装置について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバ等の情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１９を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１６、操作部１７、専用デバイス１８が接続されている。
【００１２】
ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、記録媒体である用紙Ｐ上に画像形成出力を行うプリントエンジンなどである。ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。
【００１３】
Ｉ／Ｆ１５は、バス１９と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースであり、本実施形態においては、タッチパネルやハードキー等によって構成される。
【００１４】
専用デバイス１８は、画像形成装置１特有の機能を実現するためのハードウェアであり、紙面上に画像形成出力を実行するプリントエンジンや、紙面上の画像を読み取るためのスキャナユニットである。
【００１５】
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２に格納されたプログラムやＨＤＤ１４若しくは光学ディスク等の記憶媒体からＲＡＭ１１に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。
【００１６】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ１００、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１０１、スキャナユニット１０２、排紙トレイ１０３、ディスプレイパネル１０４、給紙テーブル１０５、プリントエンジン１０６、排紙トレイ１０７及びネットワークＩ／Ｆ１０８を有する。
【００１７】
また、コントローラ１００は、主制御部１１０、エンジン制御部１２０、画像処理部１３０、操作表示制御部１４０及び入出力制御部１５０を含む。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット１０２、プリントエンジン１０６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。
【００１８】
ディスプレイパネル１０４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し、若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェースでもある。即ち、ディスプレイパネル１０４は、ユーザによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。ディスプレイパネル１０４は、図２に示すＬＣＤ１６及び操作部１７によって実現される。
【００１９】
ネットワークＩ／Ｆ１０８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。ネットワークＩ／Ｆ１０８は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによる通信が可能である。また、ネットワークＩ／Ｆ１０８は、画像形成装置１がファクシミリとして機能する際に、ファクシミリ送信を実行するためのインタフェースとしても機能する。そのため、ネットワークＩ／Ｆ１０８は、電話回線にも接続されている。ネットワークＩ／Ｆ１０８は、図２に示すＩ／Ｆ１５によって実現される。
【００２０】
コントローラ１００は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記憶媒体に格納されたプログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされる。ＣＰＵ１０がそのＲＡＭ１１などにロードされたプログラムに従って演算を行う。これら一連の協働により構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ１００が構成される。コントローラ１００は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。
【００２１】
主制御部１１０は、コントローラ１００に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ１００の各部に命令を与える。エンジン制御部１２０は、プリントエンジン１０６やスキャナユニット１０２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。画像処理部１３０は、主制御部１１０の制御に従い、印刷出力すべき画像情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン１０６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。
【００２２】
また、画像処理部１３０は、スキャナユニット１０２から入力される撮像データを処理し、画像データを生成する。この画像データとは、スキャナ動作の結果物として画像形成装置１の記憶領域に格納され若しくはネットワークＩ／Ｆ１０８を介して他の情報処理端末や記憶装置に送信される情報である。
【００２３】
操作表示制御部１４０は、ディスプレイパネル１０４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル１０４を介して入力された情報を主制御部１１０に通知する。入出力制御部１５０は、ネットワークＩ／Ｆ１０８を介して入力される情報を主制御部１１０に入力する。また、主制御部１１０は、入出力制御部１５０を制御し、ネットワークＩ／Ｆ１０８及びネットワークを介してネットワークに接続された他の機器にアクセスする。
【００２４】
画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部１５０がネットワークＩ／Ｆ１０８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部１５０は、受信した印刷ジョブを主制御部１１０に転送する。主制御部１１０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部１３０を制御して印刷ジョブに含まれる文書情報若しくは画像情報に基づいて描画情報を生成させる。
【００２５】
本実施形態に係る印刷ジョブには、出力対象の画像情報が画像形成装置１の画像処理部１３０によって解析可能な情報形式で記述された画像の情報の他、画像形成出力に際して設定されるべきパラメータの情報が含まれる。このパラメータの情報とは、例えば、両面印刷の設定、集約印刷の設定、カラー／モノクロの設定等の情報である。
【００２６】
画像処理部１３０によって描画情報が生成されると、エンジン制御部１２０は、プリントエンジン１０６を制御し、上記生成された描画情報に基づき、給紙テーブル１０５から搬送される用紙に対して画像形成を実行させる。即ち、画像処理部１３０、エンジン制御部１２０及びプリントエンジン１０６が画像形成出力部として機能する。プリントエンジン１０６の具体的態様として、本実施形態においては電子写真方式による画像形成機構を用いる。プリントエンジン１０６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ１０７に排紙される。
【００２７】
画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル１０４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ１０８を介して他の端末から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部１４０若しくは入出力制御部１５０が主制御部１１０にスキャン実行信号を転送する。主制御部１１０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部１２０を制御する。
【００２８】
エンジン制御部１２０は、ＡＤＦ１０１を駆動し、ＡＤＦ１０１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット１０２に搬送する。また、エンジン制御部１２０は、スキャナユニット１０２を駆動し、ＡＤＦ１０１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ１０１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット１０２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット１０２は、エンジン制御部１２０の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット１０２が撮像部として動作すると共に、エンジン制御部１２０が、読取制御部として機能する。
【００２９】
撮像動作においては、スキャナユニット１０２に含まれるＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部１２０は、スキャナユニット１０２が生成した撮像情報を画像処理部１３０に転送する。画像処理部１３０は、主制御部１１０の制御に従い、エンジン制御部１２０から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。
【００３０】
画像処理部１３０が生成した画像情報は主制御部１１０が取得し、主制御部１１０がＨＤＤ１４等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存する。即ち、スキャナユニット１０２、エンジン制御部１２０及び画像処理部１３０が連動して、画像入力部として機能する。画像処理部１３０によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ１４等に格納され若しくは入出力制御部１５０及びネットワークＩ／Ｆ１０８を介して外部の装置に送信される。
【００３１】
また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部１２０がスキャナユニット１０２から受信した撮像情報若しくは画像処理部１３０が生成した画像情報に基づき、画像処理部１３０が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部１２０がプリントエンジン１０６を駆動する。
【００３２】
次に本実施形態に係るプリントエンジン１０６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン１０６は、無端状移動手段である搬送ベルト３０１に沿って各色の画像形成部３０が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプと言われるものである。
【００３３】
すなわち、給紙トレイ２５から給紙ローラ２７により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）Ｐに転写するための中間転写画像が形成される中間転写体である搬送ベルト３０１に沿って、複数の画像形成部が配列されている。これら複数の画像形成部（電子写真プロセス部）は、搬送ベルト３０１の搬送方向の上流側から順に、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ（以降、総じて画像形成部３０とする）として配列されている。
【００３４】
また、給紙トレイ２５から給紙された用紙Ｐは、レジストローラ３０４によって一度止められ、画像形成部３０における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト３０１から画像の転写位置に送り出される。そして、転写部である二次転写ローラ３０７によって用紙Ｐ上に画像が転写される。二次転写ローラ３０７は、芯金を持ち、この芯金に対して直流電源や交流電源によって構成される電源供給部３０７Ｅから転写バイアスが印加される。
【００３５】
複数の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで、内部構成は共通である。画像形成部３０Ｋはブラックの画像を、画像形成部３０Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部３０Ｃはシアンの画像を、画像形成部３０Ｙはイエローの画像を夫々形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部３０Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃは画像形成部３０Ｙと同様である。そのため、その画像形成部３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃの各構成要素については、画像形成部３０Ｙの各構成要素に付したＹに変えて、Ｋ、Ｍ、Ｃによって区別した符号を図に表示するに留め、説明を省略する。
【００３６】
搬送ベルト３０１は、回転駆動される駆動ローラ３０５と従動ローラ３０６とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状のベルトである。この駆動ローラ３０５は、駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ３０５と、従動ローラ３０６とが、無端状移動手段である搬送ベルト３０１を移動させる駆動手段として機能する。搬送ベルトクリーナ３７は、搬送ベルト３０１に当接するように配置され、搬送ベルト３０１に残留したトナーを機械的に掻き落とす現像剤除去部である。
【００３７】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト３０１に対して、最初の画像形成部３０Ｙがイエローのトナー画像を転写する。図４は、本実施形態に係る画像形成部の断面図である。画像形成部３０Ｙは、感光体としての感光体ドラム３１Ｙ、この感光体ドラム３１Ｙに配置された帯電ローラ３２、光書き込み装置３１０Ｙ、現像器３３、感光体クリーナ３４、トナー供給部３６等から構成されている。光書き込み装置３１０は、夫々の感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム３１」と記載する）に対して光を照射するように構成されている。図４においては、感光体ドラム３１Ｙに光を照射する光書き込み装置３１０Ｙを示している。
【００３８】
感光体ドラム３１Ｙは、ドラム状の導電性支持体の周囲に有機感光層と表面層とが順次積層されているものである。また、有機感光層は、電荷発生層、電荷輸送層等から構成され、電荷輸送層は、１０〜４０μｍの範囲において、感光体特性に応じて厚さを選択してもよい。さらに、感光体ドラム３１における導電性支持体と有機感光層との間には、必要に応じて下引き層を形成する構成であってもよい。
【００３９】
帯電ローラ３２は、芯金を持ち、この芯金に対して直流電源や交流電源によって構成される電源供給部３２Ｅから帯電バイアスが印加される。そして、帯電ギャップを介して、帯電ローラ３２と感光体ドラム３１Ｙとの空隙にて放電が発生することで、感光体ドラム３１Ｙが一様に帯電される。
【００４０】
光書き込み装置３１０Ｙは、一様に帯電させられた感光体ドラム３１Ｙに対し、描画情報に基づいて光を露光させ、静電潜像を形成する。光書き込み装置３１０が行う光書き込み方法としてポリゴン走査方式やＬＥＤアレイ方式等がある。
【００４１】
現像器３３は、感光体ドラム３１Ｙにトナーを付着させることで、光書き込み装置３１０Ｙによって形成された静電潜像を可視化する現像部である（以後、「現像」と記載する）。現像器３３は、芯金を持ち、この芯金に対して直流電源や交流電源によって構成される電源供給部３３Ｅから現像バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム３１Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。このとき、トナー供給部３６が、現像器３３にトナーを供給する。
【００４２】
このトナー画像は、感光体ドラム３１Ｙと搬送ベルト３０１とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、一次転写ローラ３５Ｙを含む転写器の働きにより搬送ベルト３０１上に転写される。一次転写ローラ３５Ｙは、芯金を持ち、この芯金に対して直流電源や交流電源によって構成される電源供給部３５Ｅから転写バイアスが印加される。
【００４３】
この転写により、搬送ベルト３０１上にイエローのトナー画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム３１Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ３４によって払拭された後、光書き込み装置３１０Ｙによって再度、光が照射されて除電が行われる。光除電された後の感光体ドラム３１Ｙは、次の画像形成のために待機する。
【００４４】
ここで、帯電ローラ３２、現像器３３、一次転写ローラ３５、二次転写ローラ３０７には、電源装置により高圧電流が供給される。尚、画像形成装置１がモノクロ機である場合には、搬送ベルト３０１や二次転写ローラ３０７を含まない構成であり、感光体ドラム３１から用紙Ｐに直接トナーが転写される。
【００４５】
このように構成される画像形成装置１においては、搬送ベルト３０１上に付着されたトナーのうち、用紙Ｐに転写されることなく搬送ベルト３０１上に残留したトナーのクリーニングが行われる。次に、図５を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１におけるトナーの移動経路について説明する。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る画像形成部３０におけるトナーの移動経路を示す図である。尚、図５においては、図４と同じものには同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、図５に示す、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤは、それぞれが付された箇所におけるトナーの量を示す。
【００４７】
帯電ローラ３２によって帯電された感光体ドラム３１Ｙには、現像器３３から現像剤であるトナーが付着される。帯電ローラ３２には静電潜像が形成されているから、トナーが静電潜像に付着することで、トナーによる現像が行われる。この時、感光体ドラム３１Ｙに付着されるトナーの量をＴＡで示す。感光体ドラム３１Ｙに付着されたトナーは、感光体ドラム３１Ｙの回転駆動に伴って一次転写ローラ３５Ｙと感光体ドラム３１Ｙとが形成する空隙に搬送される。
【００４８】
そしてトナーは、一次転写ローラ３５Ｙによって感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１へ移動させられる。従って、一次転写ローラ３５は、中間転写部として機能する。この時、搬送ベルト３０１に移動させられたトナーの量をＴＢで示す。
【００４９】
搬送ベルト３０１上のトナーは、二次転写ローラ３０７によって用紙Ｐ上に移動させられる。この時、搬送ベルト３０１上に残留したトナーの量をＴＣで示す。搬送ベルト３０１上に残留したトナーは、搬送ベルトクリーナ３７によって掻き落とされるが、完全には除去されずに搬送ベルト３０１上に残るものもある。この時、搬送ベルト３０１に残留したトナーの量をＴＤで示す。
【００５０】
搬送ベルト３０１上に残留したトナーは、搬送ベルト３０１の搬送動作に伴って移動され、最終的に二次転写ローラ３０７に付着する。本実施形態におけるトナーをクリーニングする動作は、二次転写ローラ３０７に対して、二次転写バイアスとは逆バイアスの電圧を印加することによって、搬送ベルト３０１上にトナーを移動させる動作のことを示す。
【００５１】
本実施形態においては、電流測定器３８によって感光体ドラム３１Ｙと現像器３３との間の現像バイアスにおける現像電流を測定する。この時測定される電流は、電荷を帯びたトナーの移動によって発生するため、測定された電流値に基づいて現像一回あたりに感光体ドラム３１Ｙに付着するトナーの量を求めることができる。
【００５２】
また、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１への転写率、搬送ベルト３０１から用紙Ｐへの転写率、搬送ベルトクリーナ３７によるトナーの除去率は、画像形成装置１の設置環境や使用状況に依存する。そのため、予めＲＯＭ１２に転写率や除去率を定めるためのデータテーブルを記憶させ、画像形成装置１の設置環境や使用状況に応じて転写率や除去率を算出し、搬送ベルト３０１に残留しているトナーの量を算出する。
【００５３】
次に、本実施形態に係るトナーの量を算出する機能について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る主制御部１１０及び入出力制御部１５０の内部機能を示す機能ブロック図である。
【００５４】
図６に示すように、本実施形態に係る主制御部１１０は、トナー移動量算出部１１１、トナー転写率算出部１１２、トナー除去率算出部１１３、記憶部１１４、クリーニング実行制御部１１５を含む。また、入出力制御部１５０は、電流検知部１５１、温湿度検知部１５２を含む。
【００５５】
トナー移動量算出部１１１は、電流検知部１５１によって検知された現像器３３における現像電流の値に基づいて、現像器３３から感光体ドラム３１に移動したトナーの量（ＴＡ）を算出する。トナー転写率算出部１１２は、温湿度検知部１５２によって検知された画像形成装置１内部の温度及び湿度の値、そして現像電流の値に基づいて転写率を決定する。さらに、トナー転写率算出部１１２は、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１への転写率に基づいてトナーの量ＴＢ及び搬送ベルト３０１から用紙Ｐへの転写率に基づいてトナーの量ＴＣを算出する。
【００５６】
トナー除去率算出部１１３は、温湿度検知部１５２によって検知された画像形成装置１の内部の温度及び湿度の値に基づいて、搬送ベルトクリーナ３７によるトナーの除去率を決定し、その除去率に基づいてトナーの量ＴＤを算出する。記憶部１１４は、トナーの量や検知された電流の値を記憶する記憶領域である。クリーニング実行制御部１１５は、二次転写ローラ３０７に対するクリーニング動作の実行を制御する。
【００５７】
電流検知部１５１は、電流測定器３８に現像バイアスにおける電流の値を検知させ、検知された電流の値を主制御部１１０に入力する。温湿度検知部１５２は、温湿度センサなどの専用デバイス１８に画像形成装置１内部の温湿度の値を検知させ、検知された温湿度の値を主制御部１１０に入力する。
【００５８】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る搬送ベルト３０１に残留するトナーの量を算出する処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態に係るクリーニング動作を実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
図７に示すように、主制御部１１０から出力される命令情報に基づいて印刷出力が開始される（Ｓ７０１）と、現像器３３は、静電気力によって感光体ドラム３１Ｙにトナーを付着させる（以後、「現像」と記載する）。電流検知部１５１は、現像時に現像器３３と感光体ドラム３１Ｙとによって形成される空隙において電流を検知する（Ｓ７０２、現像電流検知）。
【００６０】
Ｓ７０２の処理において検知される電流の値は、現像器３３から感光体ドラム３１Ｙにトナーを移動させるために印加される電圧（以後、「現像バイアス」と記載する）によってトナーが移動し、トナーの電荷によって生じる電流である。そのため、Ｓ７０２の処理において検知された電流の値に基づいて、現像一回あたりに現像器３３から感光体ドラム３１Ｙに付着させられたトナーの量ＴＡを算出することが出来る。従って、トナー移動量算出部１１１は、Ｓ７０２において検知された電流の値に基づいてＴＡを算出する（Ｓ７０３）。
【００６１】
次に、トナー転写率算出部１１２は、Ｓ７０３の処理において算出されたＴＡの値に基づいて、トナーの量ＴＢを算出する（Ｓ７０４）。Ｓ７０４の処理においては、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの量ＴＢが算出される。この時、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの量ＴＢは、画像形成装置１の設置環境や動作状況、印刷枚数などに依存する。
【００６２】
そこで、図８に示すように、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの比率（以後、「転写効率」と記載する）を示すデータテーブルを予め、ＲＯＭ１２に記憶させておく。この「転写効率」とは、画像形成装置１の設置環境とＳ７０２において検知された電流の値との関係に基づいて定められる値である。
【００６３】
図８は、本実施形態に係る画像形成装置１の動作時に検知される温度と現像バイアスの印加時に検知される電流の値との関係を示すデータテーブルである。尚、図８に示すデータテーブルにおいて使用されているローマ数字は、それぞれ画像形成装置１の設置環境とＳ７０２において検知された電流の値との関係に基づいて定められる転写効率を示すものである。
【００６４】
また、画像形成装置１における印刷枚数によっても感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの量ＴＢは変化する。そのため、図９に示すように、画像形成装置１における印刷枚数と感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの転写効率の変化を示す式を予めＲＯＭ１２に記憶させておく。図９は、本実施形態に係る画像形成装置１における印刷枚数と感光体ドラム３１から搬送ベルト３０１に転写されるトナーの転写効率の変化とを示す式をトナーの色ごとに示した図である。
【００６５】
図８及び図９に示すように、Ｓ７０４の処理においては、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に移動するトナーの転写効率の変化を考慮してＴＢを算出する。尚、「ＴＢ＝ＴＡ×トナー色ごとの転写効率（図８）×転写効率の変化（図９）」によって算出される。図８及び図９において決定される係数が「０．９３」であれば、感光体ドラム３１Ｙから搬送ベルト３０１に転写されるトナーの量ＴＢは、トナー転写率算出部１１２において算出されたＴＡに対する９３％の量となる。次に、トナー転写率算出部１１２は、Ｓ７０４の処理において算出されたＴＢに基づいて、トナーの量ＴＣを算出する（Ｓ７０５）。
【００６６】
Ｓ７０５の処理においては、用紙Ｐに転写されずに搬送ベルト３０１に残留するトナーの量ＴＣが算出される。この時、搬送ベルト３０１に残留するトナーの量ＴＣは、画像形成装置１の設置環境や動作状況、印刷枚数などに依存する。
【００６７】
そこで、図１０に示すように、予め、画像形成装置１の設置環境とＳ７０２において検知された電流の値との関係に基づいて定められる値であって、搬送ベルト３０１から用紙Ｐに転写されるトナーの転写効率を示すデータテーブルをＲＯＭ１２に記憶させておく。
【００６８】
図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１の動作時に検知される温度と現像バイアスの印加時に検知される電流の値との関係を示すデータテーブルである。尚、図１０に示すデータテーブルにおいて使用されているローマ数字は、それぞれ画像形成装置１の設置環境とＳ７０２において検知された電流の値との関係に基づいて定められる値を示すものである。
【００６９】
また、画像形成装置１における印刷枚数によっても、搬送ベルト３０１に残留するトナーの量ＴＣは変化する。そのため、図１１に示すように、画像形成装置１における印刷枚数と、搬送ベルト３０１から用紙Ｐに転写されるトナーの転写効率の変化を示す式を予めＲＯＭ１２に記憶させておく。図１１は、本実施形態に係る画像形成装置１における印刷枚数と搬送ベルト３０１から用紙Ｐに転写されるトナーの転写効率の変化とを示す式をトナーの色ごとに示した図である。
【００７０】
図１０及び図１１に示すように、Ｓ７０５の処理においては、搬送ベルト３０１から用紙Ｐに転写されるトナーの転写効率の変化を考慮してＴＣを算出する。尚、「Ｔｃ＝ＴＢ−ＴＢ×トナーの転写効率（図１０）×転写効率の変化（図１１）」によって算出される。図１０及び図１１において決定される係数が「０．９３」であれば、搬送ベルト３０１に残留するトナーの量ＴＣは、トナー転写率算出部１１２において算出されたＴＢから、ＴＢ対する９３％のトナーの量を差し引いた量となる。次に、トナー除去率算出部１１３は、Ｓ７０５の処理において算出されたＴＣに基づいて、トナーの量ＴＤを算出する（Ｓ７０６）。
【００７１】
Ｓ７０６の処理においては、搬送ベルト３０１に残留したトナーの量ＴＤが算出される。この時、搬送ベルト３０１に残留したトナーの量ＴＤは、画像形成装置１の設置環境や動作状況、印刷枚数などに依存する。そこで、Ｓ７０６の処理においても、ＴＢやＴＣを算出する処理と同様に画像形成装置１の動作時に検知される温度と現像バイアスの印加時に検知される電流の値とから定められる除去効率を示すデータテーブルやトナーの除去効率の変化を示す式を用いる。具体的に、搬送ベルト３０１に残留したトナーの量ＴＤは、「ＴＤ＝ＴＣ−ＴＣ×トナーの除去効率×除去効率の変化」によって算出される。除去効率を示すデータテーブルやトナー除去効率を用いて決定される係数が「０．９５」であれば、搬送ベルト３０１に残留したトナーの量ＴＤは、搬送ベルト３０１に残留しているトナーの量ＴＣから、ＴＣ対する９５％のトナーの量を差し引いた量となる。
【００７２】
尚、実際には、上述した処理と同様の処理を行うことによってＭ、Ｃ、Ｋについても、それぞれトナーの量ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤを算出する。なお、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色についても、図８および図１０のようなデータテーブルが記憶部１１４に記憶されている。そして、ＹＭＣＫごとに用意されているデータテーブルに基づいて、転写効率や除去効率を決定する。
【００７３】
また、転写効率や除去効率の変化については、図９および図１１中のＹＭＣＫそれぞれに対応する直線の傾きから係数を算出し、その係数を用いてトナーの量ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤを算出する。図９、１１においては、ＹＭＣＫ全色の傾きが示されており、例えば、Ｍ色であれば、図９、１１中に「Ｍ」と示されている傾きから係数を算出する。
【００７４】
Ｓ７０６において算出されたトナーの量ＴＤの情報は、記憶部１１４に記憶される（Ｓ７０７）。尚、記憶部１１４は、ＹＭＣＫについてそれぞれＳ７０６で算出されたトナーの量ＴＤの合計値をトナーの蓄積量として記憶する。クリーニング実行制御部１１５は、記憶部１１４に記憶されているトナーの蓄積量に基づいて、二次転写ローラ３０７に対してクリーニングを実行するか否か判定する（Ｓ７０８）。
【００７５】
トナーの蓄積量が所定の量未満の場合（Ｓ７０８／ＮＯ）、主制御部１１０は、Ｓ７０２から処理を再度実行する。トナーの量ＴＤの蓄積量が所定の量以上の場合（Ｓ７０８／ＹＥＳ）、クリーニング実行制御部１１５は、画像形成装置１において連続的に印刷出力が実行であるか否か判定する（Ｓ７０９）。画像形成装置１において連続的に印刷出力が実行中である場合（Ｓ７０９／ＹＥＳ）、トナーの蓄積量が所定の量以上であるか否か判定する（Ｓ７１０）。
【００７６】
尚、Ｓ７１０の処理においては、Ｓ７０８の処理よりもトナーの蓄積量が大きくなるように所定のトナーの蓄積量を定めておく。これは、画像形成装置１が連続的に印刷出力を実行しているさなかに二次転写ローラ３０７のクリーニング動作を実行すると、印刷効率を低下させるおそれがあるためである。
【００７７】
トナーの蓄積量が所定の量未満の場合（Ｓ７１０／ＮＯ）、クリーニング実行制御部１１５は、Ｓ７０８の処理におけるトナーの蓄積量の所定の値を前回のＳ７０８の処理の実行時よりも小さく設定し、Ｓ７０２から再度処理を実行する。これは、画像形成装置１が連続して印刷出力を行った後には、二次転写ローラ３０７に残留するトナーが多くなることを考慮しているためである。
【００７８】
画像形成装置１において連続的に印刷出力が実行されていない場合（Ｓ７０９／ＮＯ）もしくは、トナーの蓄積量が所定の量以上である場合（Ｓ７１０／ＹＥＳ）、クリーニング実行制御部１１５は、二次転写ローラ３０７に対してクリーニング動作を行う時間を決定する（Ｓ７１１）。図１３は、本実施形態に係る画像形成装置１に残留したトナーの量とクリーニング動作を行う時間との関係を示すデータテーブルである。
【００７９】
図１３に示すデータテーブルは、トナーの蓄積量に基づいて定められた時間がＲＯＭ１２に記憶されている。また、二次転写ローラ３０７のクリーニング時間は、図１２に示すように、トナーの蓄積量に比例する。
【００８０】
本実施形態においてクリーニング実行制御部１１５は、トナーの蓄積量に基づいてクリーニング動作を行う時間を決定する。そして、クリーニング実行制御部１１５は、二次転写ローラ３０７に対して、転写時とは逆バイアスの電圧をＳ７１１において決定した時間にわたって印加し、クリーニングを実行する（Ｓ７１２）。従って、クリーニング実行制御部１１５は、二次転写ローラ３０７に印加する電圧を制御する印加電圧制御部として機能する。
【００８１】
クリーニングが終了すると、クリーニング実行制御部１１５は、記憶部１１４に記憶されているトナーの蓄積量をリセットし、本処理を終了する。尚、Ｓ７１１の処理において、クリーニング実行制御部１１５が、トナーの量ＴＤの蓄積量に基づいてクリーニング動作を行うために印加する電圧を定める構成であってもよい。このような場合、図１４に示すトナーの蓄積量に基づいて印加電圧を定めたデータテーブルをＲＯＭ１２に記憶させておく。
【００８２】
また、図７のフローチャートは、図１５に示すように、モノクロの電子写真方式の画像形成装置１に対しても同様に適用することが出来る。図１５に示す画像形成装置１において、クリーニング実行制御部１１５は、一次転写ローラ３５のクリーニングを行う際に、電圧を印加する時間や印加する電圧の値を図７のフローチャートに従って決定する。
【００８３】
尚、図７のフローチャートにおいては、現像一回あたりに二次転写ローラ３０７に残留するトナーの量に基づいてクリーニング動作の実行を制御したが、図１６のフローチャートに示すように、現像時に検知される電流の値の累積値が所定の値以上になった場合に、トナーの量ＴＡを算出する構成であってもよい。
【００８４】
図１６は、本実施形態に係るクリーニング動作を実行する他の処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１６において図７と同じ処理を行うステップには同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８５】
電流検知部１５１によって現像時の電流が検知される（Ｓ７０２）と、クリーニング実行制御部１１５は、検知された電流の値を記憶部１１４に累積的に記憶させる（Ｓ１６０１）。クリーニング実行制御部１１５は、記憶部１１４に記憶されている電流の値の累積値が所定の値以上になった場合（Ｓ１６０２／ＹＥＳ）、記憶部１１４に記憶されている電流の値に基づいてトナーの量ＴＡを算出する（Ｓ７０３）。
【００８６】
Ｓ７０３からＳ７１１までは、図１６に示す順序に従って図７と同じ処理を行う。図１６に示すフローチャートにおいては、クリーニング動作の実行を判断する基準が電流の値となる。そのため、実際に残留しているトナーの量との誤差を前回クリーニング時からの経過時間に基づいて補正する。
【００８７】
クリーニング実行制御部１１５は、Ｓ１６０２において記憶部１１４に記憶されている電流の値の累積値が所定の値以上になるまでの印刷枚数、画像形成装置１の温湿度条件、現像時に検知される電流の値などに基づいて補正を行う。尚、これらの条件に基づいて、実際に残留しているトナーの量との誤差を予測するデータテーブルを設けてもよい。また、印刷枚数を記録媒体にトナーが転写された回数に基づいて算出してもよい。
【００８８】
また、補正を行わずに、搬送ベルト３０１から用紙Ｐに転写されるトナーの転写効率を最小に設定し、かつ、搬送ベルト３０１から除去されるトナーの除去効率を最小に設定して、ＴＣおよびＴＤを算出してもよい。このような条件に基づいてＴＣおよびＴＤを算出した場合、搬送ベルト３０１に残留するトナーの量が実際よりも大きく算出されるため、二次転写ローラ３０７に付着するトナーを確実に取り除くことが可能になる。
【００８９】
クリーニング実行制御部１１５は、Ｓ１６０３において補正を行い、二次転写ローラ３０７に対してクリーニング動作を実行する（Ｓ７１２）。クリーニングが終了すると、クリーニング実行制御部１１５は、記憶部１１４に記憶されている電流の値の累積値をリセットし、本処理を終了する。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置においては、現像時に検知された電流の値に基づいて、画像形成出力の一連の動作におけるトナーの転写状況や除去状況を考慮し算出されたトナーの量に応じてクリーニング動作を行う時間を制御する。従って、実際に感光体に供給されたトナーの量に基づいて効率よく、転写ローラに付着したトナーを取り除くことが出来る。
【符号の説明】
【００９１】
１  画像形成装置
１０  ＣＰＵ
１１  ＲＡＭ
１２  ＲＯＭ
１３  エンジン
１４  ＨＤＤ
１５  Ｉ／Ｆ
１６  ＬＣＤ
１７  操作部
１８  専用デバイス
１９  バス
２５  給紙トレイ
２７  給紙ローラ
３０  画像形成部
３１  感光体ドラム
３２  帯電ローラ
３３  現像器
３４  感光体クリーナ
３５  一次転写ローラ
３６  トナー供給部
３７  搬送ベルトクリーナ
３８  電流測定器
１００  コントローラ
１０１  ＡＤＦ
１０２  スキャナユニット
１０３  排紙トレイ
１０４  ディスプレイパネル
１０５  給紙テーブル
１０６  プリントエンジン
１０７  排紙トレイ
１０８  ネットワークＩ／Ｆ
１１０  主制御部
１１１  トナー移動量算出部
１１２  トナー転写率算出部
１１３  トナー除去率算出部
１１４  記憶部
１１５  クリーニング実行制御部
１２０  エンジン制御部
１３０  画像処理制御部
１４０  操作表示制御部
１５０  入出力制御部
１５１  電流検知部
１５２  温湿度検知部
３０１  搬送ベルト
３０４  レジストローラ
３０５  駆動ローラ
３０７  二次転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２０１１−１９１３３６号公報
【図１】
2018010159.tif 000003
【図２】
2018010159.tif 000004
【図３】
2018010159.tif 000005
【図４】
2018010159.tif 000006
【図５】
2018010159.tif 000007
【図６】
2018010159.tif 000008
【図７】
2018010159.tif 000009
【図８】
2018010159.tif 000010
【図９】
2018010159.tif 000011
【図１０】
2018010159.tif 000012
【図１１】
2018010159.tif 000013
【図１２】
2018010159.tif 000014
【図１３】
2018010159.tif 000015
【図１４】
2018010159.tif 000016
【図１５】
2018010159.tif 000017
【図１６】
2018010159.tif 000018