(57)【要約】【課題】回収効率の向上と放電に起因するノイズの抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行う。【解決手段】画像形成装置は、帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する感光体ドラム１と、感光体ドラム１から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置５と、を備える。そして、画像形成装置は、感光体ドラム１に接触して配置され、感光体ドラム１からトナーを回収する回収ブラシ５０と、回収ブラシ５０に接触して配置され、回収ブラシ５０が回収したトナーを受け取る回収ローラー５１と、を有している。この場合、回収ローラー５１は、グランドに電気的に接続される。一方、回収ブラシ５０は、グランドに電気的に接続されるグランド接続状態と、電気的にフロートの状態となるフロート状態とで切替可能とされている。【選択図】図２
2018120151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
前記像担持体に接触した状態に配置され、前記像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、
前記第１回収部材に接触した状態に配置され、前記第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有し、
前記第２回収部材は、グランドに電気的に接続され、
前記第１回収部材は、前記グランドに電気的に接続される第１状態と、電気的にフロートの状態となる第２状態とで切替可能とされていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１状態と前記第２状態とを可変的に切り替えることにより、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差を制御する制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差を拡大させる拡大制御と、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差を縮小させる縮小制御とを交互に切り替えることを特徴とする請求項２に記載された画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記拡大制御においては前記第１回収部材を前記第２状態に設定し、前記縮小制御においては前記第１回収部材を前記第１状態に設定することを特徴とする請求項３に記載された画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、所定期間におけるトナー像の画像濃度に基づいて、前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を変化させることを特徴とする請求項３又は４に記載された画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を長くし、前記所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を短くすることを特徴とする請求項５に記載された画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差が大きな状態で維持されるように前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を変化させ、前記所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差が小さな状態で維持されるように前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を変化させることを特徴とする請求項５に記載された画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、湿度に基づいて、前記拡大制御と前記縮小制御との切替周期を変化させることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載された画像形成装置。
【請求項９】
帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置の制御方法において、
前記クリーニング装置は、
前記像担持体に接触した状態に配置され、前記像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、
前記第１回収部材に接触した状態に配置されるとともに、グランドに電気的に接続され、前記第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有し、
前記制御方法は、
前記第１回収部材が前記グランドに電気的に接続される第１状態と、前記第１回収部材が電気的にフロートの状態となる第２状態とを可変的に切り替えることにより、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記クリーニング装置は、
前記像担持体に接触した状態に配置され、前記像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、
前記第１回収部材に接触した状態に配置されるとともに、グランドに電気的に接続され、前記第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有し、
前記制御方法は、
前記第１回収部材が前記グランドに電気的に接続される第１状態と、前記第１回収部材が電気的にフロートの状態となる第２状態とを可変的に切り替えることにより、前記第１回収部材と前記第２回収部材との電位差を制御することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセスを利用した画像形成装置においては、帯電装置により感光体の表面が帯電され、画像データに基づいてレーザー光が感光体の表面に照射（露光）されることにより静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。さらに、このトナー像は、中間転写ベルトを介して用紙に転写され、又は用紙に直接転写され、その後、定着処理が施されることにより用紙に定着される。
【０００３】
トナー像の転写が終了した感光体の表面には、転写されなかったトナーが残留することがある。このため、残留したトナー（以下「残留トナー」という）を、次の画像形成に先立って感光体から除去する必要がある。ここで、例えば特許文献１には、トナー像が転写された後の感光体上に接触し、感光体上に残留した残留トナーを感光体上から除去して保持するクリーニングブラシと、クリーニングブラシによって保持されているトナーを回収する回収ロールと、を備えた画像形成装置が開示されている。ここで、クリーニングブラシには、第１のブラシ用電源からプラス極性のブラシバイアス電圧が印加され、回収ロールには、第１のロール用電源によって、プラス極性のロールバイアス電圧が印加されている。そして、トナー像の画像濃度が所定の低濃度状態にある場合には、クリーニングブラシの電圧と回収ロールの電圧との間の電位差を所定の第１の電位差に設定することで回収ロールの回収力を弱め、トナー像の画像濃度がその低濃度状態以外の状態にある場合には、上記の電位差を第１の電位差よりも大きな第２の電位差に設定することで回収ロールの回収力を強めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー像の画像濃度が高い程、残留トナー量も増加するため、クリーニングブラシによって回収されるトナー量も多くなる。クリーニングブラシが保持する残留トナー量が増加すると、クリーニングブラシの残留トナー回収能力が低下するので、画像不良を発生させる虞がある。そこで、特許文献１に開示されるように、クリーニングブラシと回収ロールとの電位差を拡大させることで、残留トナーの回収量を増加させることができる。
【０００６】
一方で、クリーニングブラシと回収ロールとの電位差が大きい場合、クリーニングブラシと回収ロールとの間で放電が発生し、各種のセンサー信号にノイズが重畳されるという不都合がある。例えば、現像装置内に配置されてトナー濃度を制御するセンサー（ＴＣＲ（Toner Carrier Ratio）センサー）からの信号にノイズが重畳されると、閾値以上のセンサー出力と誤検知する。この場合、低カバレッジ印刷でトナー濃度が十分であっても、現像装置内におけるトナー補給量を補うために、用紙線速を下げるような制御が実行され、生産性の低下を招くといった如くである。
【０００７】
また、特許文献１に開示された手法によれば、クリーニングブラシと回収ロールとの電位差を制御するために、クリーニングブラシや回収ロールへ電源からバイアス電圧を印加し、各々の印加電圧を適切に制御する必要があり、煩雑な制御が必要となる。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、残留トナーの回収効率の向上と放電の抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる画像形成装置、その制御方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、像担持体に接触した状態に配置され、像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、第１回収部材に接触した状態に配置され、第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有し、第２回収部材は、グランドに電気的に接続され、第１回収部材は、グランドに電気的に接続される第１状態と、電気的にフロートの状態となる第２状態とで切替可能とされている。
【００１０】
ここで、第１の発明は、第１状態と第２状態とを可変的に切り替えることにより、第１回収部材と第２回収部材との電位差を制御する制御部をさらに有することが好ましい。
【００１１】
また、第１の発明において、制御部は、第１回収部材と第２回収部材との電位差を拡大させる拡大制御と、第１回収部材と第２回収部材との電位差を縮小させる縮小制御とを交互に切り替えることが好ましい。
【００１２】
また、第１の発明において、制御部は、拡大制御においては第１回収部材を第２状態に設定し、縮小制御においては第１回収部材を第１状態に設定することが好ましい。
【００１３】
また、第１の発明において、制御部は、所定期間におけるトナー像の画像濃度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させることが好ましい。
【００１４】
また、第１の発明において、制御部は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を長くし、所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を短くすることが好ましい。
【００１５】
また、第１の発明において、制御部は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、第１回収部材と第２回収部材との電位差が大きな状態で維持されるように拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させ、所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、第１回収部材と第２回収部材との電位差が小さな状態で維持されるように拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させることが好ましい。
【００１６】
また、第１の発明において、制御部は、湿度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させることが好ましい。
【００１７】
また、第２の発明は、帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置の制御方法を提供する。この場合、クリーニング装置は、像担持体に接触した状態に配置され、像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、第１回収部材に接触した状態に配置されるとともに、グランドに電気的に接続され、第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有している。そして、この制御方法は、第１回収部材がグランドに電気的に接続される第１状態と、第１回収部材が電気的にフロートの状態となる第２状態とを可変的に切り替えることにより、第１回収部材と第２回収部材との電位差を制御する。
【００１８】
さらに、第３の発明は、帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する像担持体と、像担持体から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。この場合、クリーニング装置は、像担持体に接触した状態に配置され、像担持体からトナーを回収する第１回収部材と、第１回収部材に接触した状態に配置されるとともに、グランドに電気的に接続され、第１回収部材が回収したトナーを受け取る第２回収部材と、を有している。そして、この制御方法は、第１回収部材がグランドに電気的に接続される第１状態と、第１回収部材が電気的にフロートの状態となる第２状態とを可変的に切り替えることにより、第１回収部材と第２回収部材との電位差を制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、残留トナーの回収効率の向上と放電の抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図
【図２】第１の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す説明図
【図３】残留トナーの回収に関する説明図
【図４】拡大制御及び縮小制御を説明するための模式図
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート
【図６】切替周期に対応する回収ブラシの電位の推移を示す説明図
【図７】第２の実施形態に係るクリーニング装置の制御概念を示す説明図
【図８】第３の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート
【図９】電位差レベルを説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図である。本実施形態に係る画像形成装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置であり、フルカラーの画像を形成する、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置である。
【００２２】
画像形成装置は、原稿読取装置ＳＣ、４組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、用紙搬送部２０、定着装置３０及び制御部７０を主体に構成されている。
【００２３】
原稿読取装置ＳＣは、照明装置により原稿の画像を照明し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取ることで、画像信号を得る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして制御部７０に入力される。なお、制御部７０に入力される画像データとしては、原稿読取装置ＳＣで読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置から受信したものや、ＵＳＢメモリといった可搬性の記録媒体から読み込んだものであってもよい。
【００２４】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンダ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃ及びブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋから構成されている。
【００２５】
画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ並びにその周辺に配置された帯電装置２Ｙ、露光装置である光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置５Ｙで構成されている。感光体ドラム１Ｙは、帯電装置２Ｙによりその表面（感光面）が一様に帯電させられており、光書込部３Ｙによる走査露光により、感光体ドラム１Ｙには潜像が形成される。現像装置４Ｙは、トナーで現像することによって感光体ドラム１Ｙ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラム１Ｙ上には、イエローに対応する画像（トナー像）が形成される。感光体ドラム１Ｙ上に形成された画像は、１次転写ローラー７Ｙにより、無端ベルトである中間転写ベルト８上の所定位置へと逐次転写される。そして、クリーニング装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙの回転方向において帯電装置２Ｙよりも上流側に設けられており、画像転写後に感光体ドラム１Ｙの表面に残留しているトナーは、クリーニング装置５Ｙによって除去される。このクリーニング装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙの表面をクリーニングするクリーニング装置に相当する。
【００２６】
画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、並びにその周辺に配置された帯電装置２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、光書込部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ及びクリーニング装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋで構成されており、これらの詳細は、画像形成部１０Ｙのそれと同様である。
【００２７】
中間転写ベルト８は、２次転写対向ローラー、ベルト駆動ローラー、従動ローラーを含む複数のローラーに掛け渡されている。中間転写ベルト８上に転写された画像は、２次転写ローラー９により、用紙搬送部２０により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに転写される。２次転写ローラー９は、中間転写ベルト８を介して２次転写対向ローラーに圧接されている。
【００２８】
用紙搬送部２０は、用紙Ｐを搬送経路に沿って搬送する。用紙Ｐは用紙トレイ２１に収容されており、用紙トレイ２１に収容された用紙Ｐは、給紙部２２によって取り込まれ、搬送経路へと送り出される。搬送経路には、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラー及びガイド板などが設けられている。
【００２９】
定着装置３０は、転写された画像を用紙Ｐに定着させる定着処理を行う。定着装置３０は、互いに圧接して配置されることによりニップ（定着ニップ）を形成する一対の定着ローラー３１，３２と、画像が転写された用紙面と当接する定着ローラー３２を加熱する加熱手段３３とを備えている。加熱手段３３としては、ハロゲンランプなどのヒーターを用いることができる。定着装置３０は、用紙Ｐを搬送するとともに、一対の定着ローラー３１，３２による圧力定着及び加熱手段３３による熱定着を行うことで、用紙Ｐに画像を定着させる。
【００３０】
定着処理が施された用紙Ｐは、定着ニップ下流側の搬送経路を経て、筐体側面に取り付けられた排紙トレイ２６に排出される。用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、切替ゲート２５を切り替えることで、表面の画像形成を終えた用紙Ｐは、用紙Ｐを反転した上で搬送経路の上流側まで搬送する反転搬送経路へと送り出される。
【００３１】
操作パネル６０は、ディスプレイ上に表示される情報に従い入力操作を行うことが可能なタッチパネル方式の入力部である。ユーザーは、操作パネル６０に対する操作を通じて、印刷ジョブに関する設定、例えば用紙Ｐに関する情報（紙種など）、画像の濃度や倍率などを設定することができる。設定された情報は、制御部７０に取得される。また、操作パネル６０は、制御部７０に制御されることにより、当該操作パネル６０を介してユーザーに種々の情報を表示する。
【００３２】
制御部７０は、画像形成装置に関する制御を行う。制御部７０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。ＣＰＵは、各種プログラムを実行する（プロセッサー）。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行する各種プログラムを、当該ＣＰＵが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納する。また、ＲＯＭは、プログラムの実行に必要となるデータを記憶する。ＲＡＭは、作業用の記憶領域となるメモリである。ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータは、ＣＰＵにより読み出されると、ＲＡＭ上に展開される。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭ上に展開したプログラム及びデータに基づいて、各種の処理を行う。
【００３３】
図２は、本実施形態に係るクリーニング装置５の構成を示す説明図である。以下、本実施形態に係るクリーニング装置５の構成について説明する。ここで、クリーニング装置５は、４組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備えるクリーニング装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋのそれぞれに相当するものである。同様に、感光体ドラム１は、４組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備える感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのそれぞれに相当するものである。クリーニング装置５は、感光体ドラム１の表面に接触するように配置されており、その配置位置は、感光体ドラム１の回転方向において、帯電装置よりも上流側、かつ、中間転写ベルト８との転写位置よりも下流側とされている。
【００３４】
クリーニング装置５は、回収ブラシ５０と、回収ローラー５１と、スクレーパー５２と、切替スイッチ５３とを主体に構成されている。
【００３５】
回収ブラシ５０は、感光体ドラム１からトナーを回収する第１回収部材であり、感光体ドラム１の周囲に配置されている。回収ブラシ５０は、芯金と、芯金の外周を覆うブラシとで構成されている。例えば、回収ブラシ５０は、導電性のブラシを芯金に巻き付けたものである。回収ブラシ５０は、ブラシが感光体ドラム１の表面に当接するように配置されている。また、回収ブラシ５０は、後述する切替スイッチ５３を介してグランドに電気的に接続されている。この回収ブラシ５０は、図示しない駆動機構に接続されて回転駆動され、その駆動量は制御部７０により制御される。
【００３６】
回収ローラー５１は、回収ブラシ５０が回収したトナーを受け取る第２回収部材であり、回収ブラシ５０の周囲に配置されている。回収ローラー５１は、導電性を有する材料で形成された筒状のローラーであり、例えば金属製の筒状ローラーである。回収ローラー５１は、その表面が回収ブラシ５０のブラシに接触するように配置されている。また、回収ローラー５１は、グランドに電気的に接続されている。この回収ローラー５１は、図示しない駆動機構に接続されて回転駆動され、その駆動量は制御部７０により制御される。
【００３７】
スクレーパー５２は、回収ローラー５１に付着したトナーを機械的に掻き取るものであり、回収ローラー５１の周囲に配置されている。スクレーパー５２は、金属製の板材、又は、エラストマー製の弾性ブレードである。スクレーパー５２は、回収ローラー５１の回転方向とカウンター方向となるように、その先端部が回収ローラー５１に押し付けられている。スクレーパー５２に掻き取られたトナーは、図示しないトナー回収部に回収される。
【００３８】
切替スイッチ５３は、回収ブラシ５０からグランドへと至る電力経路上に配設されており、当該電力経路を電気的に接続する接続状態と、電気的に遮断する遮断状態とを切り替えることができる。すなわち、この切替スイッチ５３の状態を切り替えることにより、グランドに電気的に接続される第１状態（以下「グランド接続状態」という）と、電気的にフロートの状態となる第２状態（以下「フロート状態」という）とに回収ブラシ５０を切り替えることができる。切替スイッチ５３の状態は、制御部７０により制御される。
【００３９】
このような構成のクリーニング装置５にあっては、図３に示すように、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間に電位差を持たせることで、感光体ドラム１から除去されて回収ブラシ５０に静電的に保持される残留トナーを回収ローラー５１に移動させ、クリーニング装置５内に回収させるものである。この場合において、制御部７０は、グランド接続状態とフロート状態とを可変的に切り替えることにより、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を制御する。特に、制御部７０は、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を拡大させる拡大制御と、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を縮小させる縮小制御とを切り替えて行う。
【００４０】
図４（ａ）は、拡大制御を説明するための模式図である。この拡大制御においては、切替スイッチ５３が制御部７０によって制御され、遮断状態に設定される。切替スイッチ５３が遮断状態とされることで、回収ブラシ５０はフロート状態となる。
【００４１】
印刷動作中においては、感光体ドラム１から回収ブラシ５０へと電荷が移動する。このため、回収ブラシ５０では、印刷数が進む程、帯電量が増加する。回収ブラシ５０に蓄積された電荷は、回収ローラー５１へと移動する。ただし、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間は抵抗が大きいため、電荷の移動は少ない。回収ローラー５１へと移動した電荷は、グランドへと移動する。
【００４２】
このような拡大制御において、回収ローラー５１の電位はグランドと同電位となる（回収ローラー５１の電位＝０（Ｖ））。一方、印刷数が進むほど回収ブラシ５０での電荷の蓄積が進み、回収ブラシ５０の電位は、次第に高くなる。したがって、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差も次第に拡大する傾向となる。また、感光体ドラム１の電位は、回収ブラシ５０の電位以上となる。
【００４３】
この拡大制御では、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間の電位差が大きく、回収ブラシ５０から回収ローラー５１へのトナー移動量が多い状態となる。そのため、この拡大制御を行うことで、トナー回収効率の向上を図ることができる。ただし、この拡大制御を継続し、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間の電位差が一定のレベルに到達すると、放電が発生する可能性がある。
【００４４】
一方、図４（ｂ）は、縮小制御を説明するための模式図である。この縮小制御においては、切替スイッチ５３が制御部７０によって制御され、接続状態に設定される。切替スイッチ５３が接続状態とされることで、回収ブラシ５０はグランド接続状態となる。
【００４５】
印刷動作中においては、感光体ドラム１から回収ブラシ５０へと電荷が移動する。このため、回収ブラシ５０では、印刷数が進む程、帯電量が増加する。回収ブラシ５０に蓄積された電荷は、回収ローラー５１へと移動しつつ、グランドへと徐々に移動する。回収ローラー５１へと移動した電荷は、グランドへと移動する。
【００４６】
このような縮小制御において、回収ローラー５１の電位はグランドと同電位となる（回収ローラー５１の電位＝０（Ｖ））。一方、印刷数が進むほど、回収ブラシ５０からグランドへと電荷が移動し、回収ブラシ５０の電位は、次第に低くなる。したがって、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差も次第に縮小する傾向となる。また、感光体ドラム１の電位は、回収ブラシ５０の電位よりも高くなる。
【００４７】
この縮小制御では、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間の電位差が小さいため、回収ブラシ５０から回収ローラー５１へのトナーの移動量は少ない状態となる。しかしながら、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間の電位差が小さいため、放電の発生を抑制することができる。
【００４８】
本実施形態の特徴の一つとして、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させることとしている。具体的には、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を長くし、所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を短くする。
【００４９】
このような制御を行うために、制御部７０には、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を検出する電位差検出部（電圧センサー）７２からの検出信号が入力されている（図２参照）。
【００５０】
図５は、第１の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。以下、本実施形態に係る画像形成装置の制御方法、具体的には、クリーニング装置５の制御方法を説明する。このフローチャートに示す処理は、ジョブの開始、すなわち、感光体ドラム１の回転開始をトリガーとして、制御部７０により所定の周期で実行される。
【００５１】
まず、ステップ１（Ｓ１）において、制御部７０は、ある時点から現在までの所定期間における画像濃度、例えば平均画像濃度を算出する。本実施形態において、平均画像濃度の算出は、最大画像濃度から最小画像濃度までの濃度範囲を３分割した、「低」、「中」及び「高」からなる３つの状態で行う。
【００５２】
ステップ２（Ｓ２）において、制御部７０は、算出した平均画像濃度に基づいて、切替周期を算出する。切替周期は、平均画像濃度の３つのレベルに対応して、「短」、「中」及び「長」の３つの周期で算出される。具体的には、平均画像濃度が「低」の場合、切替周期は「低」に設定され、平均画像濃度が「中」の場合、切替周期は「中」に設定される。また、平均画像濃度が「高」の場合、切替周期は「長」に設定される。
【００５３】
ここで、図６は、切替周期に対応する回収ブラシ５０の電位Ｖｂの推移を示す説明図である。同図に示す電位は、印刷数Ｎｐに対する推移であり、グランドを基準に示すものである。この場合、回収ブラシ５０の電位Ｖｂは、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差に対応する。Ｖｐは、感光体ドラム１の電位である。また、拡大制御の実行中における電位Ｖｂの推移は破線で示され、縮小制御の実行中における電位Ｖｂの推移は実線で示されている。
【００５４】
放電が発生する電位差を上限として、その電位差の範囲を、トナー回収量に応じて３つの範囲に分けた場合、当該電位差は、「大」、「中」及び「小」の３つの範囲に区別される。「短」に対応する切替周期は、回収ブラシ５０の電位Ｖｂ（回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差）が「小」の範囲に収まるように設定されている。一例としては、切替周期はゼロであり、縮小制御のみが継続される状態である（図６（ａ）参照）。
【００５５】
一方、「中」に対応する切替周期は、回収ブラシ５０の電位Ｖｂが「小」及び「中」の範囲に収まるように設定されている（図６（ｂ）参照）。また、「長」に対応する切替周期は、回収ブラシ５０の電位Ｖｂが「小」から「大」の範囲に収まるように設定されている（図６（ｃ）参照）。
【００５６】
ステップ３（Ｓ３）において、制御部７０は、算出された切替周期に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を設定する。そして、制御部７０は、設定された切替周期に基づいて、拡大制御と縮小制御との切り替えを行う。
【００５７】
このように本実施形態の画像形成装置は、帯電装置によって帯電された表面にトナー像である画像を担持する感光体ドラム１と、感光体ドラム１から転写されずに残留したトナーを回収するクリーニング装置５と、を備えている。この画像形成装置は、感光体ドラム１に接触して配置され、感光体ドラム１からトナーを回収する回収ブラシ５０と、回収ブラシ５０に接触して配置され、回収ブラシ５０が回収したトナーを受け取る回収ローラー５１と、を有している。この場合、回収ローラー５１は、グランドに電気的に接続される。一方、回収ブラシ５０は、グランドに電気的に接続されるグランド接続状態と、電気的にフロートの状態となるフロート状態とで切替可能とされている。
【００５８】
この構成によれば、回収ブラシ５０とグランドとの接続状態を切り替えることで、感光体ドラム１から移動する電荷をコントロールすることができる。これにより、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を拡大させたり、縮小させたりすることができる。その結果、残留トナーの回収効率の向上と放電の抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態において、画像形成装置は、グランド接続状態とフロート状態とを可変的に切り替えることにより、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を制御する制御部７０をさらに有している。
【００６０】
クリーニング装置５によるトナー回収を成立させるためには、「回収ローラー５１の電位＜回収ブラシ５０の電位＜感光体ドラム１の電位」の関係が必要となる。ここで、感光体ドラム１の表面電位は、実際には一定ではないため、感光体ドラム１に対する回収ブラシ５０と回収ローラー５１の電位を決め、さらに回収ブラシ５０と回収ローラー５１の電位差を制御することは複雑なものとなる。
【００６１】
この点、本実施形態によれば、感光体ドラム１から回収ブラシ５０を経由して回収ローラー５１へと至る電荷の自然な移動を利用している。そのため、回収ブラシ５０をグランド接続状態とフロート状態とで切り替える簡単な制御にて、上述の電位条件を満たしつつ、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を適切にコントロールすることができる。
【００６２】
また、本実施形態において、制御部７０は、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を拡大させる拡大制御と、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差を縮小させる縮小制御とを切り替えて行っている。
【００６３】
この構成によれば、回収効率の向上と放電に起因するノイズの抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態において、制御部７０は、拡大制御においては回収ブラシ５０をフロート状態に設定し、縮小制御においては回収ブラシ５０をグランド接続状態に設定する。
【００６５】
図４に示すように、回収ブラシ５０とグランドとの接続状態により、拡大制御又は縮小制御を適切に実現することができる。
【００６６】
また、本実施形態において、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させている。具体的には、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を長くし、所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、拡大制御と縮小制御との切替周期を短くしている。
【００６７】
この構成によれば、各制御の実行状態における印刷数を多くすることができる。これにより、トナー回収量が多い状態の時間を多く確保することができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。この第２の実施形態に係る画像形成装置が、第１の実施形態のそれと相違する点は、クリーニング装置５に関する制御方法である。
【００６９】
本実施形態において、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が高い程、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差が大きな状態で維持されるように拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させる。一方、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度が低い程、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差が小さな状態で維持されるように拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させる。
【００７０】
図７は、第２の実施形態に係るクリーニング装置５の制御概念を示す説明図である。同図に示す例では、平均画像濃度が「中」の場合に、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との電位差、すなわち、トナー回収量が「中」の状態（範囲）で維持されるように、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させている。
【００７１】
この構成によれば、放電が発生する電位差へと到達することなく、トナー像の画像濃度に適した残留トナーの回収レベルで維持される。これにより、回収効率の向上と放電の抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態に係る画像形成装置について説明する。この第３の実施形態に係る画像形成装置が、第１の実施形態又は第２の実施形態のそれと相違する点は、クリーニング装置５に関する制御方法である。
【００７３】
具体的には、制御部７０は、所定期間におけるトナー像の画像濃度に加え、湿度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させる。このような制御を行うために、制御部７０には、画像形成装置内の湿度を検出する湿度検出部（湿度センサー）７１からの検出信号が入力されている（図２参照）。
【００７４】
図８は、第３の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。以下、本実施形態に係る画像形成装置の制御方法、具体的には、クリーニング装置５の制御方法を説明する。このフローチャートに示す処理は、ジョブの開始、すなわち、感光体ドラム１の回転開始をトリガーとして、制御部７０により所定の周期で実行される。
【００７５】
まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、制御部７０は、湿度検出部７１を介して、湿度を検出する。
【００７６】
ステップ１１（Ｓ１１）において、制御部７０は、検出した湿度に基づいて、回収ブラシ５０と回収ローラー５１との間で放電が発生する電位差（放電発生電位差）を算出する。例えば、制御部７０は、種々の湿度と放電発生電位との対応を規定したマップ又は演算式を保有しており、検出した湿度に対応する放電発生電位差を算出する。このステップ１１において放電発生電位を算出する理由は、湿度の大小で放電の発生し易さが異なるからである。具体的には、湿度が低いほど放電が発生し易い状態となる。
【００７７】
ステップ１２（Ｓ１２）において、制御部７０は、平均画像濃度を算出する。
【００７８】
ステップ１３（Ｓ１３）において、制御部７０は、目標電位差を算出する。例えば、目標電位差は、放電発生電位を上限とし、電位差が最も小さい状態の最小電位差から上限の電位差までの範囲を所定の区分数で分割することにより定義される電位差レベルで定義される（図９参照）。目標電位差は、平均画像濃度が高い程、高い電位差レベルが選択される。また、目標電位差は、湿度が高い程、高い電位差レベルが選択される。すなわち、本ステップ１３では、平均画像濃度と湿度とに応じて電位差レベルが設定される。制御部７０は、平均画像濃度及び湿度の種々の組み合わせに対応する電位差レベルを規定したマップ又は演算式を保持している。そして、制御部７０は特定される電位差レベルに基づいて、目標電位差（例えば電位差レベルの中間値）を算出する。
【００７９】
ステップ１４（Ｓ１４）において、制御部７０は、電位差検出部７２を介して、電位差を検出する。
【００８０】
ステップ１５（Ｓ１５）において、制御部７０は、検出された電位差が目標電位差以上であるか否かを判断する。このステップ１５において肯定判定された場合、すなわち、検出された電位差が目標電位差以上である場合には、ステップ１６（Ｓ１６）に進む。一方、ステップ１５において否定判定された場合、すなわち、検出された電位差が目標電位差よりも小さい場合には、ステップ１７（Ｓ１７）に進む。
【００８１】
ステップ１６において、制御部７０は、縮小制御を行う。一方、ステップ１７において、制御部７０は、拡大制御を行う。
【００８２】
このように本実施形態において、制御部７０は、湿度に基づいて、拡大制御と縮小制御との切替周期を変化させている。
【００８３】
この構成によれば、湿度に応じて放電の発生し易さが変化するため、この湿度を考慮することで放電発生を適切に抑制することができる。これにより、残留トナーの回収効率の向上と放電の抑制とをバランスよく両立しながら、残留トナーの回収を行うことができる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、画像形成装置の制御方法及び当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムも本発明の一部として機能する。
【００８５】
例えば、本実施形態では、回収ブラシをフロート状態としたが、ダイオード接続としてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ      画像形成部
１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）        感光体ドラム（像担持体）
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ              帯電装置
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ              光書込部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ              現像装置
５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）        クリーニング装置
５０    回収ブラシ
５１    回収ローラー
５２    スクレーパー
５３    切替スイッチ
８      中間転写ベルト
９      ２次転写ローラー
２０      用紙搬送部
３０      定着装置
７０      制御部
７１      湿度検出部
７２      電位差検出部
【図１】
2018120151.tif 000003
【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】
2018120151.tif 000008
【図７】
2018120151.tif 000009
【図８】
2018120151.tif 000010
【図９】
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