(57)【要約】【課題】高圧電源装置に不要な負荷をかけることなく、また転写ローラ等の劣化を早めることなく良好なクリーニングを実施すること。【解決手段】感光体と、感光体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、感光体上の不要なトナーを除去する感光体クリーニング手段とを有する画像形成部を備え、感光体上に形成されたトナー像を転写材上に転写して画像を形成する画像形成装置であり、転写手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として転写手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを感光体に逆転写させる画像形成装置において、転写手段のクリーニング工程を行うとき、負荷に流れる電流値が所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行う。【選択図】　　　　図１
2004004283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記転写手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該転写手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を転写材搬送手段の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記転写材搬送手段が担持搬送する転写材上に順次に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記転写材搬送手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として前記少なくとも２つの画像形成部におけるクリーニング電界の向きを相互に逆方向としながら前記転写材搬送手段を移動させることによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を転写材搬送手段の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記転写材搬送手段が帯電手段によって静電吸着させて担持搬送する転写材上に順次に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記帯電手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該帯電手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって中間転写体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を前記中間転写体の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記中間転写体上に順次に１次転写した後、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記２次転写を行う転写手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該転写手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記中間転写体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって中間転写体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を前記中間転写体の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記中間転写体上に順次に１次転写した後、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記中間転写体上の不要なトナーをクリーニングするための手段として前記少なくとも２つの画像形成部におけるクリーニング電界の向きを相互に逆方向としながら前記中間転写体を移動させることによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング工程における高圧バイアスの制御方法は、所定の条件において、負荷に流れる電流値が所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行う定電流制御方式と、所定の電圧となるよう高圧バイアス値の制御を行う定電圧制御方式とに切り換えること
を特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定条件とは、少なくともトナーが付着した部材を含む部材の抵抗値であること
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定部材の抵抗値は、印加した高圧バイアス値と、流れた負荷電流値より算出すること
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定条件とは、前記画像形成装置の周囲環境条件であること
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式など様々な方式が採用されている。これらのうち、電子写真方式を用いた画像形成装置は高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。
【０００３】
そして、電子写真方式を用いた画像形成装置は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴ってカラー化が進み、さらに高画質化および高速化される傾向にある。かかる要求に応え得るカラー機器としては、例えば、マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・イエロー（Ｙ）・黒（Ｋ）の各色毎に各々の画像形成部を持ち、各画像形成部で形成された画像を搬送される転写材または中間転写体上に多重転写する電子写真方式のインライン型カラー画像形成装置が種々提案されており、製品化されてきてもいる。
【０００４】
図４に、従来例における負極性のトナーを用いた電子写真方式のインライン型カラー画像形成装置を示す。
【０００５】
５２は露光装置、５３は感光体、５４は帯電ローラ、５５は現像器、５６は転写ローラ、５７は感光体クリーニング装置であり、各々がマゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・イエロー（Ｙ）・黒（Ｋ）の各色分存在する。５８は静電吸着ローラ、５９は対向ローラ、６０、６１はレジストレーションローラ、６２は搬送ベルト、６３は搬送ベルト駆動ローラ、６４、６５は従動ローラ、６６はカセット、６７は定着装置である。
【０００６】
次に動作を説明する。まず初めにマゼンタ（Ｍ）の画像形成動作を説明する。所定のタイミングで記録紙をカセット６６からレジストレーションローラ６０、６１まで給紙し一旦停止させる。その後、所定の転写タイミングに合わせて記録紙をレジストレーションローラ６０、６１から再給紙する。再給紙された記録紙は、静電吸着ローラ５８に印加された所定バイアスにより搬送ベルト６２に静電的に吸着される。搬送ベルト６２は、不図示のモータと搬送ベルト駆動ローラ６３、及び従動ローラ６４、６５により一定速度で回転しており、記録紙を搬送する。
【０００７】
上記動作と平行して、帯電ローラ５４Ｍにマイナスバイアスを印加し、感光体５３Ｍを負極性の所定電位に帯電させる。次に所定のタイミングで、不図示の制御装置から画像データが露光装置５２Ｍに送られ、露光装置５２Ｍは画像データに応じて例えばレーザ等の発光をＯＮ／ＯＦＦ制御し、感光体５３Ｍ上に第１の静電潜像を形成させる。さらに現像器５５Ｍで第１静電潜像をトナーで現像させ、感光体５３Ｍ上にマゼンタ色の第１トナー像を形成させる。
【０００８】
次に所定の転写タイミングで、正極性の所定バイアスを転写ローラ５６Ｍに印加し、上記第１トナー像を記録紙上に転写する。感光体５３Ｍ上に残ったトナーは、感光体クリーニング装置５７Ｍにより除去される。
【０００９】
上記と同様の工程を繰り返すことで、シアン色、イエロー色、黒色のトナー像を記録紙に転写する。
【００１０】
記録紙上に転写されたトナー像は、定着器６７によって圧力と熱でトナーが記録紙に融着させられ永久画像となり排紙される。
【００１１】
通常、搬送ベルト６２は表面にトナー像を直接担持させることは無いので、トナーにより汚染される度合いは少ない。しかし、記録紙の紙詰まりが発生した場合や、搬送ベルト６２上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成して画像形成条件を制御する場合は、搬送ベルト６２上にトナーが付着して汚染される。これらのトナーは別途設けられた専用のクリーニング手段（不図示）に回収されたり、あるいは所定の画像形成部において転写ローラ５６に転写時とは逆極性のクリーニングバイアス（本従来例においてはマイナスバイアス）を印加し、搬送ベルト６２上のトナーを感光体５３に転移させ感光体クリーニング装置５７で回収するクリーニング動作が行われる。
【００１２】
搬送ベルトや中間転写ベルト上のトナーを感光体に逆転写させて回収する具体的な手法として、特願平○○―○○○○（Ｆｉｌｅ１８９８２０　９９．１０．４出願）が挙げられる。これは、これらベルト上にレジストマークや濃度検出パターン等意図的に形成した正規帯電トナー以外に極性が反転してしまったトナーや、無極性もしくは正規極性ではあるが帯電量の弱いトナーが存在していることを考慮した手法である。
【００１３】
これによれば、複数の異なる色の画像形成部（プロセスステーション）を配置し、搬送手段によって搬送される転写材上や中間転写体上に次々に各色のトナー像を転写するインライン方式の画像形成装置において、搬送ベルトや中間転写ベルト上に付着しているトナーを清掃するために、各プロセスステーション（以後搬送ベルトや中間転写ベルトの回転方向の上流方向にあるプロセスステーションから順に第一プロセスステーション、第二プロセスステーション、第三プロセスステーション、第四プロセスステーション‥‥‥と呼ぶ）の転写部材に印加するバイアス極性を切換え、例えば第一プロセスステーションの転写部材にはトナー極性とは反対極性のバイアス、第二プロセスステーションの転写部材にはトナー極性と同一極性（正規極性）のバイアス、第三プロセスステーションの転写部材には反対極性バイアス、第四プロセスステーションの転写部材には正規極性バイアスなどとすることで先に述べたすべての極性のトナーを効率良く感光体を介して廃トナー容器に回収することが可能となる。
【００１４】
一方、高画質化を達成する為、転写バイアス発生回路を定電圧制御回路とし、電圧検出回路及び電流検出回路の双方を設け、電流値を検出しながら定電圧制御を行う場合がある。また、まず初めに電流が一定となるよう制御動作を行い、そのときの出力電圧値を検出し、前記検出電圧値を用いて演算処理を施して定電圧制御動作を行うという手法も用いられている。
【００１５】
これは、転写ローラ５６や搬送ベルト６２等の抵抗値は環境条件、特に湿度によって大きく変化する為、定電圧制御のみでバイアス印加を行うと、転写電流が変動し転写不良が生じやすくなるためである。また、定電流制御のみでバイアス印加を行うと、例えば転写ローラ５６上を通過する記録紙の幅が小さい場合、「記録紙の存在しない領域」が「記録紙の存在する領域」よりもインピーダンスが低くなるため、「記録紙の存在しない領域」に電流が流れ、「記録紙の存在する領域」は電流不足により転写不良を生じやすいという問題が発生するためである。
【００１６】
また、インライン型カラー画像形成装置において、オーバヘッドプロジェクタ用の透明シート（以下ＯＨＴシート）等の高抵抗記録紙にトナー像を転写する場合、記録紙が転写部を通過する毎に記録紙が帯電する為、最終段の画像形成部では、転写バイアスに大きな電圧が必要になることが知られている。前記問題点を解決する為、記録紙が第一の画像形成部に到達する前に、記録紙を転写バイアスとは逆極性に帯電させ、第一の画像形成部では従来の転写バイアスよりも低いバイアス、もしくは逆極性の転写バイアスで転写を行うことで、最終段の画像形成部における転写バイアスを低減させることが行われている。
【００１７】
図５は、上記問題点を解決する為の従来の高圧電源装置のブロック図である。プラスバイアスとマイナスバイアスを出力し、電圧検出回路及び電流検出回路の双方を設けた定電圧制御方式となっている。
【００１８】
１は画像形成装置、２はＣＰＵ、３は高圧トランス、４は前記高圧トランス３をスイッチングするトランス駆動回路、５はヒューズ抵抗、６は高圧トランス３への供給電力を制御するトランジスタ、７は電解コンデンサ、８は定電圧制御回路、９はスナバダイオード、１０は高圧ダイオード、１１は高圧コンデンサ、１２はブリーダ抵抗、１３は高圧トランス、１４は高圧トランス１３をスイッチングするトランス駆動回路、１５はヒューズ抵抗、１６は高圧トランス１３への供給電力を制御するトランジスタ、１７は電解コンデンサ、１８は定電圧制御回路、１９はスナバダイオード、２０は高圧ダイオード、２１は高圧コンデンサ、２２はブリーダ抵抗、２３、２４は出力電圧検出抵抗、２５は交流接地用コンデンサ、２６は負荷電流検出用オペアンプ、２７は負荷電流検出抵抗、２８は位相補償用コンデンサ、２９は直流電源、３０は電流制限用抵抗、３１は負荷である。
【００１９】
次に、動作を説明する。
【００２０】
初めに、プラスバイアスの出力動作について説明する。
【００２１】
まず、ＣＰＵ２が所定の周波数／ＤｕｔｙのＣＬＫを出力する。前記ＣＬＫはトランス駆動回路４に送られ、トランス駆動回路４は、高圧トランス３をスイッチングする。高圧トランス３は、入力電圧を昇圧し、所定の脈流波形の高圧を発生する。高圧トランス３によって発生した所定の脈流波形の高圧は、高圧ダイオード１０及び高圧コンデンサ１１により整流され、プラス極性の高圧ＤＣバイアスが生成される。次に、ＣＰＵ２は、所望の高圧出力電圧に対応した電圧を、Ｄ／Ａポート１から定電圧制御回路８に出力する。一方、出力電圧は検出抵抗２３、２４の分圧により検出される。定電圧制御回路８は、前記出力検出電圧と、ＣＰＵ２のＤ／Ａポート１からの電圧値とが等しくなるようにトランジスタ６を制御し、高圧トランス３への入力電圧を制御する。
【００２２】
ＣＰＵ２からのＣＬＫは、マイナスバイアスのトランス駆動回路１４にも入力され、高圧トランス１３がスイッチングされる。しかし、Ｄ／Ａポート２の出力電圧を、定電圧制御回路１８の出力が発生しない値に設定することで、トランス１３には電圧を供給せず、高圧トランス１３が高圧出力を発生しないようにする。
【００２３】
次に、負荷電流検出動作について説明する。
【００２４】
負荷３１に流れた負荷電流ＩのＤＣ成分は、オペアンプ２６のグランドから電流制限抵抗３０、及び負荷電流検出抵抗２７、ブリーダ抵抗２２を介して高圧トランス３に戻る。オペアンプ２６の非反転入力端子には直流電源２９により電圧値Ｖａが入力されており、反転入力端子の電圧値もＶａに制御される。よって、前記負荷電流ＩのＤＣ成分は、検出抵抗２７の抵抗値をＲ２７とすると、以下の式で電圧変換され、ＣＰＵ２はＡ／Ｄポートを介して負荷電流を検出する。
【００２５】
負荷電流検出電圧　＝　負荷電流Ｉ　×　Ｒ２７　＋　Ｖａ　　（式１）
一方、ＡＣ成分は、交流接地用コンデンサ２５から、ブリーダ抵抗２２を通り高圧トランス３に戻る。
【００２６】
次に、マイナスバイアスの出力動作について説明する。
【００２７】
ＣＰＵ２が所定の周波数／ＤｕｔｙのＣＬＫを出力する。前記ＣＬＫはトランス駆動回路１４に送られ、トランス駆動回路１４は、高圧トランス１３をスイッチングする。高圧トランス１３は、入力電圧を昇圧し、所定の脈流波形の高圧を発生する。高圧トランス１３によって発生した所定の脈流波形の高圧は、高圧ダイオード２０及び高圧コンデンサ２１により整流され、マイナス極性の高圧ＤＣバイアスが生成される。生成された高圧バイアスは、ブリーダ抵抗１２を介して負荷３１に印加される。次に、ＣＰＵ２は、所望の高圧出力電圧に対応した電圧を、Ｄ／Ａポート２から定電圧制御回路１８に出力する。一方、出力電圧は検出抵抗２３、２４の分圧により検出される。定電圧制御回路１８は、前記検出電圧と、ＣＰＵ２のＤ／Ａポート２からの電圧値とが等しくなるようにトランジスタ１６を制御し、高圧トランス１０１への入力電圧を制御する。
【００２８】
ＣＰＵ２からのＣＬＫは、プラスバイアスのトランス駆動回路４にも入力され、高圧トランス３がスイッチングされる。しかし、Ｄ／Ａポート１の出力電圧を、定電圧制御回路８の出力が発生しない値に設定することで、トランス３には電圧を供給せず、高圧トランス３が高圧出力を発生しないようにする。
【００２９】
マイナスバイアスの負荷電流電流検出動作は、流れる方向は反対になるものの、負荷電流が流れる経路はプラスバイアスを印加した場合と同じであり、検出動作はプラスバイアスと同様の為、説明を省略する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像形成装置においては、搬送ベルト上のトナーのクリーニング動作を行う場合、定電圧制御でマイナスバイアスの印加を行っていた。
【００３１】
しかしながら、前述したように転写ローラや搬送ベルトの抵抗値は環境条件、特に湿度によって大きく変化し、高温度高湿度下で抵抗値が小さくなり、低温度低湿度下で抵抗値が大きくなる傾向がある。また、クリーニング動作時は記録紙が無い為、クリーニングバイアスは直接転写ローラや搬送ベルトに印加される。よって、低温度低湿度下でのクリーニングに必要なマイナスバイアスを高温度高湿度下で印加した場合、転写ローラや搬送ベルトの抵抗値が小さい為、過剰な負荷電流が流れてしまっていた。
【００３２】
従来の画像形成装置においてマイナスバイアスを出力した場合、出力電圧（ＨＶｏｕｔ）と高圧トランス１３が発生する電圧（ＨＶトランス）との関係は以下の通りとなる。
ＨＶトランス＝（Ｒ１２／Ｒ負荷＋（Ｒ１２＋Ｒ２３）／Ｒ２３）×Ｈｖｏｕｔ　　（式２）
上式において、Ｒ＊＊は、抵抗＊＊の抵抗値とする。Ｒ２４はＲ２３に比べてはるかに小さいので無視する。またＶａもＨｖｏｕｔと比較しはるかに小さいので無視する。
【００３３】
式１に示す通り、出力電圧（Ｈｖｏｕｔ）を一定とした場合、負荷３１の抵抗値が小さいほど高圧トランス１３が発生する電圧（ＨＶトランス）が大きくなり、高圧電源装置が過負荷状態となってしまう。
【００３４】
また、転写ローラや搬送ベルトの劣化は電流値に依存する為、不必要に劣化を早める原因となっていた。
【００３５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高圧電源装置に不要な負荷をかけることなく、また転写ローラ等の劣化を早めることなく良好なクリーニングを実施することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に関わる画像装置は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記転写手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該転写手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴としている。
【００３７】
また、本発明の請求項２に関わる画像装置は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を転写材搬送手段の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記転写材搬送手段が担持搬送する転写材上に順次に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記転写材搬送手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として前記少なくとも２つの画像形成部におけるクリーニング電界の向きを相互に逆方向としながら前記転写材搬送手段を移動させることによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴としている。
【００３８】
そして本発明の請求項３に関わる画像装置は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を転写材搬送手段の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記転写材搬送手段が帯電手段によって静電吸着させて担持搬送する転写材上に順次に転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記帯電手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該帯電手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴としている。
【００３９】
さらに本発明の請求項４に関わる画像装置は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって中間転写体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を前記中間転写体の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記中間転写体上に順次に１次転写した後、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記２次転写を行う転写手段上の不要なトナーをクリーニングするための手段として該転写手段にバイアス印加を行うことによって不要なトナーを前記中間転写体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴としている。
【００４０】
また本発明の請求項５に関わる画像装置は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体上のトナー像を該担持体との間に印加される転写バイアスによって中間転写体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の不要なトナーを除去する像担持体クリーニング手段とを有する複数の画像形成部を備え、これら複数の画像形成部を前記中間転写体の移動方向に沿って上流側から下流側に順に配設し、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された色の異なるトナー像を前記中間転写体上に順次に１次転写した後、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写して画像を形成する画像形成装置であり、前記中間転写体上の不要なトナーをクリーニングするための手段として前記少なくとも２つの画像形成部におけるクリーニング電界の向きを相互に逆方向としながら前記中間転写体を移動させることによって不要なトナーを前記像担持体に逆転写させる画像形成装置において、
前記転写手段のクリーニング工程における負荷に流れる電流値が、所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行うこと
を特徴としている。
【００４１】
そして本発明の請求項６に関わる画像装置は、
前記クリーニング工程における高圧バイアスの制御方法は、所定の条件において、負荷に流れる電流値が所定の電流値となるように高圧バイアス値の制御を行う定電流制御方式と、所定の電圧となるよう高圧バイアス値の制御を行う定電圧制御方式とに切り換えること
を特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置である。
【００４２】
更に本発明の請求項７に関わる画像装置は、
前記所定条件とは、少なくともトナーが付着した部材を含む部材の抵抗値であること
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
【００４３】
また本発明の請求項８に関わる画像装置は、
前記所定部材の抵抗値は、印加した高圧バイアス値と、流れた負荷電流値より算出すること
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置である。
【００４４】
そして本発明の請求項９に関わる画像装置は、
前記所定条件とは、前記画像形成装置の周囲環境条件であること
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例における画像形成装置のクリーニング動作のフローチャートである。
【００４６】
画像形成装置及び高圧電源装置は、従来例に記載のものと同じである為説明を省略する。
【００４７】
まず、Ｓ１でクリーニングバイアスを印加する。次に、Ｓ２で負荷３１に流れる負荷電流をＣＰＵ２のＡ／Ｄポートで検出し、負荷電流が所定値となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させ印加バイアス値を調整する。Ｓ３で所定時間が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過するまでＳ２の動作を繰り返す。所定時間が経過した場合、Ｓ４でクリーニング動作が終了したかを判断し、クリーニング動作が終了するまで最後に調整したバイアス値を印加しつづける。クリーニング動作が終了した場合は、Ｓ５でバイアスをＯＦＦして終了する。
【００４８】
上述のフローを用いた具体的な１例として、インライン方式フルカラー画像記録装置である図４をもとに、本発明をより詳細に説明する。尚、以下の説明では、感光体上にトナー像を形成する際のトナーの極性を「正規極性」とし、これと逆の極性を「反対極性」というものとする。また、転写バイアス電源によって、感光体と転写ローラとの間に印加されるバイアスのうち、感光体上の正規極性のトナー像を転写材に転写させるためのバイアスを「転写バイアス」、搬送ベルト上の正規極性のトナーを感光体上に逆転写させるためのバイアスを「主クリーニングバイアス」、搬送ベルト上の反対極性のトナーを感光体上に逆転写させるためのバイアスを「副クリーニングバイアス」というものとする。本実施の形態においては、マイナスに帯電されたトナーによってトナー像を形成する例について説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００４９】
本出願人等の検討によれば，搬送ベルト６２としては，厚さ１００〜２００μｍ程度，体積抵抗率１０８から１０１３Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥ，ポリカーボネ−ト，ＰＥＴ，ポリイミド等の樹脂フィルムが，吸着，転写性が良好であるのに加え，適度な自己減衰性により、除電手段を設けなくともチャージアップを防止できるなど、本実施の形態への適用に好適である。本実施の形態としては、搬送ベルト６２として、周長８００ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＶＤＦ樹脂フィルムで、カーボン等の分散により体積抵抗率を１０１１Ω・ｃｍ程度としたものを用いた。
【００５０】
また、本実施の形態によると静電吸着ローラ５８は、カーボンを分散することで体積抵抗率を１０５Ω・ｃｍ以下に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体）ゴムを、直径６ｍｍの芯金上に厚さ３ｍｍにて形成したローラとした。本出願人らの検討によると、好ましくは、吸着部材である静電吸着ローラ５８の体積抵抗率は１０４〜１０１０Ω・ｃｍとされる。
【００５１】
また、転写ローラ５６としては、一例として、ヒドリンゴムをベースとした発泡ゴムを直径６ｍｍの芯金上に厚さ３ｍｍに単層で形成した導電性ローラを用いた。転写ローラ５６の体積抵抗率は１０２〜１０１０Ωｃｍが好ましく、その硬度はアスカーＣ（５００ｇ荷重）２０°〜６０°の範囲が好ましい。本実施例では、このような転写ローラ５６の両端芯金部を片側２００ｇの押圧力で搬送ベルト６２を介して感光体５３に当接するように保持した。
【００５２】
転写帯電手段としては上述のスポンジローラ以外に同様の体積抵抗値範囲を有する他の材質を用いたスポンジタイプ或いはソリッドタイプのゴムローラを用いてもよく、更には、ブレードやブラシ等、他の接触タイプの部材や、ポスト帯電器等の非接触タイプの部材を用いてもよい。
【００５３】
ここで、上記の種々の部材の体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製項抵抗計Ｒ８３４０にて１００Ｖを印加して得た測定値を、搬送ベルト６２、あるいは静電吸着ローラ５８の厚みで正規化した値である。
【００５４】
尚、上記以外の部分に関して説明すると、本実施の形態によると対向ローラ５９は金属ローラとし、その軸受け部分に絶縁部材を設けて電気的にフロートにし（接地しない）た。
【００５５】
また、駆動ローラ６３としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のためのゴム層を厚さほぼ０．５〜３．０ｍｍの範囲で設けたものを用いた。このゴム層の抵抗は、１０１５Ω・ｃｍ以上の絶縁タイプを一例として用いたが、低抵抗のものであってもよい。従動ローラ６４・６５及び駆動ローラ６３の芯金に関しては、搬送ベルト６２自体が自己減衰系であり、かつ、搬送ベルト６２を挟んで対峙する部材（電極）が存在しないので、いずれも接地、フロートのどちらでもよい。
【００５６】
以下に本実施の形態で用いた搬送ベルト６２上に付着したトナーのクリーニング方法について述べる。搬送ベルト６２表面には、通常はトナーは無いが、ジャム時や、非画像部への地かぶりトナーの付着、あるいは搬送ベルト６２上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知するようなシステム使用時等においては搬送ベルト６２上にトナーが付着する。
【００５７】
上述の搬送ベルト６２上に付着したトナーの回収方法として、転写ローラ５６Ｍ〜５６Ｋに転写時の極性とは逆の極性、すなわち正規極性のトナーを搬送ベルト６２から感光体５３Ｍ〜５３Ｋに逆転写させる方向の電界を形成するクリーニングバイアス（主クリーニングバイアス）、あるいは転写ローラ５６Ｍ〜５６Ｋに転写時の極性と同じ極性、すなわち反対極性のトナーを搬送ベルト６２から感光体５６Ｍ〜５６Ｋに逆転写させる方向の電界を形成するクリーニングバイアス（副クリーニングバイアス）を印加して、搬送ベルト６２上のトナーを一旦感光体５３Ｍ〜５３Ｋの表面に付着させ、その後、これを廃トナーとしてクリーニング装置５７に回収するようにしている。そして、上述の主クリーニングバイアスと副クリーニングバイアスとを異なるプロセスステーションの転写ブレードに印加することにより、搬送ベルト６２がほぼ１回転する間に、搬送ベルト６２の周方向の全長にわたって、主クリーニングバイアス及び副クリーニングバイアスを印加することができるので、搬送ベルト６２上の全ての不要なトナー、つまり正規極性のトナー及び反対極性のトナーを、感光体５３Ｍ〜５３Ｋに逆転写させ、クリーニング装置によって回収することができるものである。
【００５８】
尚、本実施例では上述静電的な作用で搬送ベルト上の不要トナーを感光体に逆転写させる効果に加えて、感光体の回転速度（本実施例では１００ｍｍ／ｓｅｃ）に対して１６０％の速度（１６０ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送ベルトを回転させることにより、物理的な作用で不要トナーを逆転写させる相乗効果を得られる構成とした。
【００５９】
クリーニング動作が開始されると、先ずＳ１でクリーニングバイアスが転写ローラ５６に印加される。本実施例では第１ステーションおよび第３ステーションに印加する該バイアス（主クリーニングバイアス）を−１．０ＫＶに、第２ステーションおよび第４ステーションに印加する該バイアス（副クリーニングバイアス）を＋１．０ＫＶにそれぞれ設定した。その後、Ｓ２で負荷３１（本実施例では転写ローラ５６、搬送ベルト６２、感光体５３の各負荷の和となる）に流れる負荷電流が所定値となるよう各ステーションの転写ローラに印加される印加バイアス値を調整する。本実施例では該所定値を１・３ステーションで−１０μＡ、２．４ステーションで＋２０μＡと設定したが、この値は搬送ベルト６２上の不要トナーを感光体に逆転写させるために必要充分な電流値であればよく、帯電電荷量等の条件に応じて適当な値を設定すればよい。
【００６０】
その後、１秒間上述動作を行った後（Ｓ３）、搬送ベルトが２周する間（約１０秒）は上述１秒間の動作の最後に調整したバイアスを印加し続けた。
【００６１】
その後搬送ベルトが２周してクリーニング動作が終了すると同時にクリーニングバイアスをＯＦＦにした。
【００６２】
上述の動作を実施した後の搬送ベルト上には、不要トナーが残留することなく良好なクリーニング性能が得られた。
【００６３】
上述実施形態では、電流の検出を１〜４の各ステーションに対して実施し、それぞれを独立で制御する構成としていたが、これらは４つのステーション全てに対して実施する必然性は勿論無く、必要に応じて例えばどれか１つのステーションに適用させるのみでもよい。
【００６４】
また、例えばどれか１つのステーションにおけるＳ２での検出・制御動作後の最後に調整したバイアス値を基に、他のステーションに印加するバイアスを決定する等してもよい。
【００６５】
上述実施形態では、搬送ベルト上の不要トナーをクリーニングする具体例を述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば中間転写ベルト上の不要トナーをクリーニングする場合にも、上述実施形態説明中の搬送ベルトを中間転写体に置き換える以外は同様の手法で適用することが可能である。
【００６６】
また、感光体に直接転写ローラが接触するような装置構成においては、転写ローラ上に付着した不要トナーを感光体に逆転写させてクリーニングさせる方法にも適用することが可能である。この場合、図１のフローを２回以上繰り返し、１回目は転写ローラに主クリーニングバイアスを、２回目には副クリーニングバイアスを印加する等すれば、より一層のクリーニング効果を得ることが可能となる。
【００６７】
更に、本発明は搬送ベルトを用いた画像形成装置における静電吸着ローラや中間転写方式における２次転写ローラ上の不要トナーをクリーニングする際にも適用することが可能である。この場合、上述の転写ローラのクリーニングと同様に図１のフローを静電吸着ローラや２次転写ローラに適用させて、それぞれの不要トナーを搬送ベルト、あるいは中間転写体に逆転写させればよい。搬送ベルト、中間転写体に逆転写された不要トナーは、その後前述実施形態のように各感光体に逆転写させて回収したり、あるいは別途設けられたクリーニング手段等に回収させてもよい。
【００６８】
（第２の実施例）
図２は、本発明の第２の実施例における画像形成装置のクリーニング動作のフローチャートである。
【００６９】
画像形成装置及び高圧電源装置は、従来例に記載のものと同じである為説明を省略する。
【００７０】
第１の実施例では負荷３１の抵抗値によらず、負荷電流が所定の電流となるように印加バイアス値を制御していた。
本実施例では、まず初めに所定バイアスを印加して負荷３１の抵抗値を算出し、前記算出結果に基づき定電圧制御か定電流制御かを切り換える構成とする。
以下、実施例１の説明に準じて本実施例の動作を説明する。
【００７１】
まず、Ｓ２１で所定のクリーニングバイアス（本実施例では１・３ステーションに−１．０ＫＶ、２・４ステーションに＋１．０ＫＶ）を印加する。次にＳ２２で負荷３１に流れる負荷電流をＣＰＵ２のＡ／Ｄポートで検出し、所定電流（本実施例では１・３ステーションで−１０μＡ、２・４ステーションで＋２０μＡ）以上であるかを判断する。例えば低温低湿環境下で転写ローラや搬送ベルトの抵抗値が上昇している場合等、検出される電流が所定電流以下の場合は、負荷３１の抵抗値は大きいと判断し、Ｓ２３で所定のクリーニングバイアス（本実施例では１・３ステーションに−１．０ＫＶ、２・４ステーションに＋１．０ＫＶとした）を印加する。一方、高温高湿環境下で転写ローラや搬送ベルトの抵抗が低下している場合等、検出される電流が所定電流以上の場合は、Ｓ２４で負荷３１に流れる負荷電流が所定値（１０μＡ）となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させ印加バイアス値を調整する。Ｓ２５で所定時間（本実施例では１秒間）が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過するまでＳ２４の動作を繰り返す。所定時間が経過した場合、Ｓ２６でクリーニング動作が終了したかを判断し、クリーニング動作が終了するまで（本実施例では１０秒間）最後に調整したバイアス値を印加しつづける。クリーニング動作が終了した場合（１０秒後）は、Ｓ２７でバイアスをＯＦＦして終了する。
【００７２】
上述実施例でも、電流の検出を１〜４の各ステーションに対して実施し、それぞれを独立で制御する構成としていたが、これらは４つのステーション全てに対して実施する必然性は勿論無く、必要に応じて例えばどれか１つのステーションに適用させるのみでもよい。
【００７３】
また、例えばどれか１つのステーションにおけるＳ２２での判定結果やＳ２４での検出・制御動作後の最後に調整したバイアス値を基に、他のステーションに印加するバイアスを決定する等してもよい。
【００７４】
尚、本実施例についても実施例１で説明したのと同様にして、搬送ベルトのクリーニング以外に中間転写ベルト・転写ローラ・吸着ローラ等のクリーニングに適用させることが可能である。
【００７５】
（第３の実施例）
図３は、本発明の第３の実施例における画像形成装置のクリーニング動作のフローチャートである。
【００７６】
画像形成装置及び高圧電源装置は、従来例に記載のものと同じである為説明を省略する。
【００７７】
第２の実施例では、まず初めに所定のクリーニングバイアスを印加して負荷３１の抵抗値を算出し、前記算出結果に基づき定電圧制御か定電流制御かを切り換える構成としていた。
【００７８】
本実施例では、まず初めに所定のプラスバイアスを印加して負荷３１の抵抗値を算出し、前記算出結果に基づき定電圧制御か定電流制御かを切り換える構成とする。プラスバイアスは負荷３１の抵抗値が低い場合でも高圧トランスの出力電圧がマイナスバイアスと比較し大きくならない為、高圧電源装置に与える負荷を低減できる。
【００７９】
次に実施例１の説明に準じて本実施例の動作を説明する。
【００８０】
まず、Ｓ４１で所定のプラスバイアス（本実施例では１〜４の各ステーションに対して一律＋１．０ＫＶ）を印加する。次にＳ４２で負荷３１に流れる負荷電流をＣＰＵ２のＡ／Ｄポートで検出し、所定電流（本実施例では２０μＡ）以上であるかを判断する。所定電流以下の場合は、負荷３１の抵抗値は大きいと判断し、Ｓ４３で所定のクリーニングバイアス（本実施例では１・３ステーションに−１．０ＫＶ、２・４ステーションに＋１．０ＫＶとした）を印加する。所定電流以上の場合は、Ｓ４４で過電流が流れない程度の所定のクリーニングバイアスを印加し、Ｓ４５で負荷３１に流れる負荷電流が所定値となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させ印加バイアス値を調整する。Ｓ４６で所定時間（本実施例では１秒間）が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過するまでＳ４５の動作を繰り返す。所定時間が経過した場合、Ｓ４７でクリーニング動作が終了したかを判断し、クリーニング動作が終了するまで（本実施例では１０秒間）最後に調整したバイアス値を印加しつづける。クリーニング動作が終了した場合は、Ｓ４８でバイアスをＯＦＦして終了する。
【００８１】
上述実施例でも、電流の検出を１〜４の各ステーションに対して実施し、それぞれを独立で制御する構成としていたが、これらは４つのステーション全てに対して実施する必然性は勿論無く、必要に応じて例えばどれか１つのステーションに適用させるのみでもよい。
【００８２】
また、例えばどれか１つのステーションにおけるＳ４２の判定結果やＳ４５での検出・制御動作後の最後に調整したバイアス値を基に、他のステーションに印加するバイアスを決定する等してもよい。
【００８３】
本実施例についても実施例１で説明したのと同様にして、搬送ベルトのクリーニング以外に中間転写ベルト・転写ローラ・吸着ローラ等のクリーニングに適用させることが可能である。
【００８４】
上記実施例１〜３では所定時間が経過するまでの間、負荷３１に流れる負荷電流が所定値となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させ、所定時間後は最後に調整したバイアス値を印加しつづけた。しかし、最後まで負荷電流が所定値となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させても構わない。
【００８５】
なお、負荷電流が所定値となるようにＤ／Ａポート２の値を変動させ印加バイアス値を調整する場合、印加バイアスに上限値もしくは下限値の少なくともどちらかを設けても構わない。
【００８６】
上記実施例２〜３では、負荷３１の抵抗値をクリーニング動作時の最初に検出していた。しかし、事前に負荷３１の抵抗値を検出しておき、その結果に基づいて定電圧制御か定電流制御かを切り換えても構わない。
【００８７】
また、負荷３１の抵抗値検出は、クリーニング動作を行う回路で実施していた。しかし、抵抗値検出を行う回路はクリーニング動作を行う回路に限定されるものではなく、例えば静電吸着ローラへのバイアス印加を行う回路等、他の回路で実施しても構わない。
【００８８】
また、例えば温湿度センサ等のバイアス印加回路以外の手段で負荷３１の抵抗値を予測し、その結果に基づいて定電圧制御か定電流制御かを切り換えても構わない。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高圧電源装置に不要な負荷をかけることなく、また及び転写ローラ等の劣化を早めることなく良好なクリーニングを実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１におけるフローチャート
【図２】実施例２におけるフローチャート
【図３】実施例３におけるフローチャート
【図４】従来例における画像形成装置のブロック図
【図５】従来例における高圧電源装置のブロック図
【符号の説明】
１　画像形成装置
２　ＣＰＵ
３　高圧トランス
４　トランス駆動回路
５　：ヒューズ抵抗
６　トランジスタ
７　電解コンデンサ
８　定電圧制御回路
９　スナバダイオード
１０　高圧ダイオード
１１　高圧コンデンサ
１２　ブリーダ抵抗
１３　高圧トランス
１４　トランス駆動回路
１５　ヒューズ抵抗
１６　トランジスタ
１７　電解コンデンサ
１８　定電圧制御回路
１９　スナバダイオード
２０　高圧ダイオード
２１　高圧コンデンサ
２２　ブリーダ抵抗
２３　出力電圧検出抵抗
２４　出力電圧検出抵抗
２５　交流接地用コンデンサ
２６　オペアンプ
２７　負荷電流検出抵抗
２８　位相補償用コンデンサ
２９　直流電源
３０　電流制限用抵抗
３１　負荷
５２　露光装置
５３　感光体
５４　帯電ローラ
５５　現像器
５６　転写ローラ
５７　感光体クリーニング装置
５８　静電吸着ローラ
５９　対向ローラ
６０，６１　レジストレーションローラ
６２　搬送ベルト
６３　搬送ベルト駆動ローラ
６４，６５　従動ローラ
６６　カセット
６７　定着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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