JP2014081624A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングバイアスの印加によるクリーニング部材や無端ベルトの劣化を抑制しつつ、良好なクリーニング性能を発揮することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１において、記録シートＰを載置して搬送するための無端ベルト７３の外周面には、感光体５３が対向して配置され、その外周面に対向してクリーニング部材１１２が配置され、前記外周面をクリーニングする。クリーニング部材１１２に印加するクリーニングバイアスを制御するための制御装置１００は、無端ベルト７３の外周面における記録シートＰが載置された部分がクリーニング部材１１２と対向する間、それ以前に前記クリーニング部材１１２，１１３に与えている第１バイアスＶ１よりも大きな第２バイアスＶ２を印加するよう制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録シートを載置して搬送するための無端ベルトの外周面をクリーニングするためのクリーニング部材を備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置には、用紙搬送用の無端ベルトの内側に当該無端ベルトを挟んで感光体に対向する転写部材が配置されており、その転写部材に転写バイアスを印加することによって、感光体に担持された現像剤（トナー）を、無端ベルトで搬送される記録シートに転写している。

このような画像形成装置には、画像形成（印字）動作時に無端ベルトに付着した現像剤や紙粉等を除去するために、無端ベルトの外周面に対向してクリーニング部材が設けられている。通常、印字終了後に、クリーニング部材にクリーニングバイアスを印加することで、無端ベルト上の現像剤等をクリーニング部材に転移させ回収している。また、無端ベルト上の現像剤等を除去するため、印字中も、クリーニング部材に一定のクリーニングバイアス（電圧）を印加する画像形成装置も知られている（特許文献１）。

特開２００８−５８５６６号公報

現像剤の回収に最適化されたクリーニングバイアスは必ずしも紙粉の回収には充分でないことがあり、回収されなかった紙粉が、現像剤成分とともに感光体に固着・堆積（いわゆるフィルミング）して、感光体表面の形状や抵抗値の不均一をもたらし、結果として形成される現像剤画像の品質を劣化させる虞がある。

一方、現像剤だけでなく紙粉も回収できるような大きなクリーニングバイアスを印加し続けることは、クリーニング部材や無端ベルトの劣化を早めることに繋がるため好ましくない。

そこで、クリーニングバイアスの印加によるクリーニング部材や無端ベルトの劣化を抑制しつつ、良好なクリーニング性能を発揮することができる画像形成装置を提供することが求められている。

本発明の一態様として、記録シートを載置して搬送するための外周面を有する無端ベルトと、前記外周面に対向して配置された感光体と、前記外周面に対向して配置される、前記外周面をクリーニングするためのクリーニング部材と、前記クリーニング部材に印加するクリーニングバイアスを制御するための制御装置と、を備えた画像形成装置を開示する。前記制御装置は、前記無端ベルトの前記外周面における記録シートが載置された部分が前記クリーニング部材と対向する間、それ以前に前記クリーニング部材に与えている第１バイアスよりも大きな第２バイアスを印加するよう制御するよう構成されている。

このように構成された画像形成装置によれば、無端ベルトの外周面における記録シートが載置された部分が前記クリーニング部材と対向する間に、第１バイアスより大きな第２バイアスを印加するので、無端ベルトにおける、記録シートが載置され接触していた紙粉が付着している蓋然性の高い部分を集中的に、紙粉回収に適した大きさに設定した第２バイアスの印加によりクリーニングするよう構成することができる。

また、無端ベルトにおける、記録シートが載置されていなかった（紙粉が付着している蓋然性の低い）部分がクリーニング部材と対向する間は、第１バイアスより大きな第２バイアスを印加しないよう構成することができるので、大きなクリーニングバイアスを印加し続けることによるクリーニング部材や無端ベルトの劣化を抑制し、クリーニング部材や無端ベルトの耐用年数を伸ばすことができる。

前記した画像形成装置は、搬送される記録シートの先端を検出するためのセンサをさらに備え、前記制御装置は、前記センサが記録シートの先端を検出した時点から第１所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更するように構成することができる。

このようにセンサによる検出結果を利用することにより、記録シートの先端部が載置されていた位置を正確に判定することができる。

ここで、前記制御装置は、前記センサが記録シートの先端を検出した時点から前記第１所定時間より長い第２所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第２バイアスから前記第１バイアスに変更するように構成することができる。

この構成によれば、センサによる検出結果を利用して、記録シートの後端部が載置されていた位置を正確に判定することができる。

また、前記制御装置は、前記センサが記録シートの後端を検出した時点から第３所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第２バイアスから前記第１バイアスに変更するよう構成してもよい。

このように、記録シートの後端部が載置されていた位置も、センサによる検出結果を利用して判定することで、より正確に記録シートが載置されていた範囲を決定することができる。

前記した画像形成装置において、前記制御装置は、前記無端ベルトの前記外周面における記録シートが載置された部分の後端から前記感光体の外周面一周分の長さ後方までの部分が前記クリーニング部材と対向する間も、前記クリーニング部材に前記第２バイアスを印加するよう制御するものとしてもよい。

このように構成することで、無端ベルトにおける、転写バイアスの印加によって注入された電荷が残留している部分について、第１バイアスより大きな第２バイアスにより、効果的に除電し、またはその帯電状態（電荷分布）を均すことができるので、後続の記録シートに形成される画像の品質を向上させることができる。

前記第２所定時間は、記録シートの搬送方向長さに応じて決定することができる。

このように構成することで、無端ベルトにおける、記録シートが載置され接触していた紙粉が付着している蓋然性の高い部分を集中的に、紙粉回収に適した大きさに設定した第２バイアスの印加によりクリーニングするよう構成することができる。

また、前記第２所定時間は、記録シートの搬送方向長さに前記感光体の外周面一周分の長さを加えた長さに応じて決定してもよい。

このように構成することで、無端ベルトにおける、転写バイアスの印加によって注入された電荷が残留している部分について、第１バイアスより大きな第２バイアスにより、効果的に除電し、またはその帯電状態（電荷分布）を均すことができるので、後続の記録シートに形成される画像の品質を向上させることができる。

前記した画像形成装置は、装置本体内部の湿度を判定するための湿度判定手段をさらに備え、前記制御装置が、前記湿度判定手段が所定の湿度を超えていると判定していることを条件として、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更する制御を実行するように構成することができる。

前記した画像形成装置は、装置本体に揺動可能に支持され、記録シートを供給するための手差しトレイをさらに備え、前記制御装置が、搬送される記録シートが前記手差しトレイから供給された記録シートであることを条件に、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更する制御を実行するように構成してもよい。

湿度判定手段の判定に基づく情報や、記録シートを供給するトレイの情報を利用することにより、紙粉が堆積しやすくフィルミングによる画像品質の劣化が特に発生しやすい条件下で、第２バイアスに変更する制御を実行するように構成することで、クリーニング部材や無端ベルトの劣化を抑制することができる。

なお、前記第１バイアスは、ゼロであってもよい。第２バイアスを印加するとき以外にクリーニング部材に印加するバイアスをゼロにすることで、クリーニング部材や無端ベルトの劣化をより効果的に抑制することができる。

前記制御装置は、複数枚の記録シートを連続して印刷する連続印字がおこなわれる際に、前記無端ベルトの前記外周面における、先頭の記録シートの先端が位置した部分が前記クリーニング部材に達してから最後の記録シートの後端が位置した部分が前記クリーニング部材に達するまでの間、連続して、前記クリーニング部材に前記第２バイアスが印加されるよう制御するよう構成することができる。

このように構成することで、連続印字がおこなわれる際に、無端ベルトの外周面における、特に紙粉が発生しやすい記録シート端部が載置される部分で途切れることなく、第２バイアスを印加することができるため、より効果的に紙粉を除去することができる。

本発明によれば、印字動作中の紙粉除去が可能になるため、感光体への紙粉のフィルミングによる画質の低下を抑制することができる。また、無端ベルトにおける、記録シートが載置され接触していた紙粉が付着している蓋然性の高い部分を集中的に、紙粉回収に適した第２バイアスの印加によりクリーニングするよう構成することができるため、クリーニング部材や無端ベルトの劣化に繋がる大きな第２バイアスを印加する時間を制限しつつ、紙粉除去効率を高めることができる。

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。 クリーニング部材にクリーニングバイアスを印加するための回路図である。 クリーニング部材によるベルトクリーニング処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る制御装置による、クリーニング部材へのバイアス印加タイミングを示すタイミングチャートである。 第２実施形態〜第４実施形態に係る制御装置による、クリーニング部材へのバイアス印加タイミングを示すタイミングチャートである。 無端ベルトへのクリーニングバイアス印加による画像品質への影響を示すグラフである。

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。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。

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（手前側）」、紙面に向かって右側を「後側（奥側）」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。

図１に示すように、カラープリンタ１は、装置本体１０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。

給紙部２０は、装置本体１０内の下部に設けられ、装置本体１０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。給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、用紙供給機構２２によって一枚ずつ分離されて画像形成部３０に供給される。

装置本体の前面を覆う前カバー１５の一部は手差しトレイ２５として揺動（開放）可能に構成されている。使用者が印刷時に、図１に示すように開放された手差しトレイ２５に、用紙Ｐを載置して、印刷設定オプションで手差しトレイを指定（選択）することで、用紙Ｐが手差しトレイ２５から用紙供給機構２２によって画像形成部３０に供給される。

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１１０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。

ＬＥＤユニット４０は、後述する感光ドラム５３を露光するべく、複数のＬＥＤを備えて構成されている。

プロセスカートリッジ５０は、後述するベルト７３の上面（搬送面）に対向配置される感光体の一例としての感光ドラム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。感光ドラム５３には、感光ドラム５３上に残った現像剤の一例としてのトナーを一時的に保持し、また、印字後のクリーニング動作時に感光ドラム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により電圧がかけられて、電気的にトナーの保持と感光ドラム５３へのトナーの戻しが行われる。

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、ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。

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、その間に無端ベルトからなるベルト７３が張設されている。ベルト７３は、その外周面のうち上側の面（上面）が用紙Ｐを搬送する搬送面となっており、この搬送面が各感光ドラム５３に接している。また、ベルト７３はナイロンを主成分とする材料で構成されている。そして、ベルト７３の内側には、ベルトの搬送面を挟んで各感光ドラム５３に対向配置される転写部材の一例としての転写ローラ７４が４つ設けられている。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が印加される。

転写ユニット７０の、用紙搬送方向上流側には、搬送される用紙Ｐを検出する用紙センサ１２０が設けられている。用紙センサ１２０は、公知のフォトインタラプタを備え、搬送される用紙Ｐの前端（先端）および後端の通過を検出し、制御装置１００に検出信号を送出する。制御装置１００では、用紙センサ１２０から出力された検出信号に基づき、各転写ローラ７４への転写バイアスの印加タイミングの制御など各種の制御を行う。

クリーニング部１１０は、ベルト７３のうち、下側で張られた部分に対向して設けられ、廃トナーケース１１１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１１２およびバックアップローラ１１３と、第２クリーニングローラ１１４と、ブレード１１５とを有している。

クリーニングローラ１１２は、ベルト７３の外周面（下面）に隣接して配置されている。バックアップローラ１１３は、ベルト７３を挟んでクリーニングローラ１１２の反対側に配置されて、クリーニングローラ１１２との間でベルト７３を挟持している。

第２クリーニングローラ１１４は、クリーニングローラ１１２の後方でクリーニングローラ１１２に接して配置されている。ブレード１１５は、第２クリーニングローラ１１４にその先端が接し、第２クリーニングローラ１１４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１１１は、第２クリーニングローラ１１４の下方に配置され、第２クリーニングローラ１１４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。

バックアップローラ１１３とクリーニングローラ１１２との間には、ベルト７３上のトナーや紙粉などがクリーニングローラ１１２に向けて移動する向きのバイアスが印加されるようになっている。本明細書の説明では、クリーニングローラ１１２に印加されるバイアスを、「クリーニングバイアス」という。
本実施例の制御装置１００は定電流制御によりクリーニングバイアスを制御するが、定電圧制御でもよい。

具体的には、図２に示すように、接地されたバックアップローラ１１３を基準にしてクリーニングローラ１１２には負のバイアス（クリーニングバイアス）がかかるようになっており、第２クリーニングローラ１１４にはクリーニングローラ１１２のバイアスよりも絶対値の大きい負のバイアスがかかるようになっている。これにより、クリーニングローラ１１２で回収したプラスに帯電したトナーが第２クリーニングローラ１１４に吸着されて、廃トナーケース１１１に回収される。

定着ユニット８０は、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。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム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、感光ドラム５３上にトナー像が担持される。

次に、ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム５３と各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム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。

排紙部９０は、前後に揺動可能な円弧状のフラッパ９１と、排紙ローラ９２とを主に備えている。定着ユニット８０から排出された用紙Ｐは、フラッパ９１の内周面で案内された後、排紙ローラ９２によって装置本体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。なお、両面印刷時においては、排紙ローラ９２により途中まで排紙トレイ１３上に排出された用紙Ｐは、排紙ローラ９２の逆回転およびフラッパ９１の切替によって、装置本体１０内に戻された後フラッパ９１の外周面を通って複数の反転搬送ローラ９３で画像形成部３０の上流側に反転状態で再供給される。

また、装置本体１０内には、内部の湿度を判定するための湿度判定手段の一例としての湿度センサ１９０（図２参照）が設けられている。湿度センサ１９０の出力信号は、制御装置１００に送出され、各種制御に利用される。

＜制御装置＞
次に、本発明の特徴部分である制御装置１００について詳細に説明する。まず、図３のフローチャートを参照しつつ、クリーニング部１１０におけるクリーニング処理の流れを説明し、クリーニングローラ１１２へのバイアス印加のタイミングを示す図４および図５を参照しつつ、印字中の紙粉除去制御の諸実施形態を説明する。

本発明の実施形態の説明において、「印字中」とは、プロセスカートリッジ５０の作動中をいい、具体的には、印字を行う目的で、帯電器、現像ローラに所定の電流・電圧が与えられている期間をいう。

制御装置１００は、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスを制御することで、ベルト７３の外周面上に付着したトナーや紙粉等をクリーニングローラ１１２に吸着させるように構成されている。

制御装置１００では、図３に示すように、印刷指令信号を受信し、印刷ジョブが開始したことを認識する（Ｓ１０）と、まず、印刷指令を解析して用紙Ｐが手差しトレイ２５から給紙されるか否かを判定する（Ｓ２０）。印刷ジョブが手差しトレイ２５から給紙されるものではないと判定した場合（Ｓ２０でＮｏ）には、制御装置１００は、湿度センサ１９０の出力値が所定値を超えているかを判定し（Ｓ３０）、湿度センサ１９０の値が所定値を超えていなければ（Ｓ３０でＮｏ）、印刷ジョブの終了（Ｓ６０）まで、通常の印字中制御を実行する（Ｓ４０）。

ステップＳ２０またはステップＳ３０で、Ｙｅｓと判定された場合、すなわち、制御装置１００が、手差しトレイ２５から用紙Ｐが給紙されると判定するか、湿度が所定値を超えていると判定した場合には、紙粉除去制御を開始する（Ｓ５０）。

印刷ジョブ終了（Ｓ６０）後は、印字後クリーニング制御を実行する（Ｓ７０）。なお、本実施形態においては、印刷ジョブの終了は、用紙センサ１２０の検出結果に基づき判定している。

次に図４および図５を参照しつつ、本発明の実施形態に係る通常の印字中制御、紙粉除去制御および印字後クリーニング制御の概要を説明する。図４および図５では、説明の便宜上１枚の用紙Ｐを印刷する場合を例示している。

以下に示す実施形態では、通常印字中制御Ｓ４０において、クリーニングバイアスとして−１０μＡのバイアス電流（第１バイアスＶ１）を与えている。また、紙粉除去制御Ｓ５０においては、ベルト７３の、搬送される用紙Ｐが載置されていた部分がクリーニングローラ１１２を通過するタイミングを基準に決定した所定のタイミングで、クリーニングバイアスとして第１バイアスＶ１より絶対値の大きな−５０μＡのバイアス電流（第２バイアスＶ２）を与えている。

なお、第１バイアスＶ１、第２バイアスＶ２の値は、例示に過ぎず、カラープリンタ１の構成や、使用されるトナー等の条件に依存するものである。第１バイアスＶ１としては、残留トナーの回収・除去に、第２バイアスＶ２としては、紙粉の回収・除去に、それぞれ最適な大きさが選択、設定される。

制御装置１００における具体的なクリーニングバイアス印加のタイミングおよびその決定方法について、以下、いくつかの実施形態を説明する。なお、図４および図５において、「印字中」の期間は、図４の現像ローラへの印字を目的とした現像バイアス印加期間と一致するものとする。

１．第１実施形態
＜通常印字中制御＞
第１実施形態において、図４に示すように、制御装置１００は、印刷指令信号の受信後、通常印字中制御Ｓ４０を実行することを決定すると、まず、クリーニングローラ１１２への第１バイアスＶ１の印加をスタートする。そして、通常の印字動作中、印刷ジョブ終了（Ｓ６０）まで、主にトナーを除去する通常印字中クリーニングを実行する。一方、用紙Ｐの前端（先端）が用紙センサ１２０により検知されると（ＴＦ）、４つの転写ローラ７４への転写バイアスの印加を順次スタートする。

通常印字中制御Ｓ４０においては、４つの転写ローラ７４のそれぞれに用紙Ｐの搬送方向上流側から順に転写バイアスＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃが印加されることで、各転写ローラ７４による転写が順次行われている。その間、前述のように、ドラムクリーナ５４が、転写後の各感光ドラム５３上に残ったトナーを一時的に回収し保持する。また、ベルト７３に付着したトナーは、第１バイアスＶ１が印加されたクリーニングローラ１１２によって回収される。ここで、クリーニングバイアスは第１バイアスＶ１に固定され変更されない（図４の破線参照）。

＜紙粉除去制御＞
一方、制御装置１００が、紙粉除去制御Ｓ５０を実行することを決定すると、最初は、通常印字中制御の場合と同様、クリーニングローラ１１２への第１バイアスＶ１の印加をスタートし、用紙Ｐの前端が用紙センサ１２０により検知されると（ＴＦ）、転写ローラ７４への転写バイアスの印加をスタートする。そして、用紙センサ１２０による用紙Ｐの前端検知ＴＦのタイミングから第１の所定時間ｔ_１経過後、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第１バイアスＶ１から紙粉除去に適した第２バイアスＶ２に切り替える。

そして、用紙センサ１２０による用紙Ｐの前端検知ＴＦのタイミングから第２の所定時間ｔ_２を経過するまで第２バイアスＶ２を印加し続けることで、トナーとともに紙粉を除去する紙粉除去クリーニングを実行する。

紙粉除去制御Ｓ５０においても、転写後の各感光ドラム５３上に残ったトナーは、ドラムクリーナ５４で、一時的に回収・保持される。

その後、用紙センサ１２０による用紙Ｐの前端検知ＴＦ後、第２の所定時間ｔ_２を経過したタイミングで、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第２バイアスＶ２から第１バイアスＶ１に切り替える。そして、印刷ジョブ終了（Ｓ６０）まで、第１バイアスＶ１の印加を継続する。

ここで、第１の所定時間ｔ_１は、用紙センサ１２０が用紙Ｐの前端を検出した時点ＴＦから、ベルト７３における用紙Ｐの前端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達するまでの時間ｔｆｆｃから所定の時間ｔａを減じた時間である。ｔｆｆｃから所定の時間ｔａを減じる理由は、ベルト７３上の用紙Ｐの前端が載置されていた位置の手前の「紙粉が付着する蓋然性の高い領域」を、クリーニングする範囲に含めることで確実に紙粉を除去するためである。

同様に、第２の所定時間ｔ_２は、用紙Ｐの前端を検出した時点ＴＦから、ベルト７３における用紙Ｐの後端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達するまでの時間ｔｆｒｃに所定の時間ｔｂを加えた時間である。ｔｆｒｃに所定の時間ｔｂを加える理由は、ベルト７３上の用紙Ｐの後端が載置されていた位置の後方の「紙粉が付着する蓋然性の高い領域」を、クリーニングする範囲に含めることで確実に紙粉を除去するためである。

第２の所定時間ｔ_２の算出に利用される「用紙Ｐの前端を検出した時点ＴＦから、ベルト７３における用紙Ｐの後端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達するまでの時間ｔｆｒｃ」は、ユーザが入力した指定値やソフトウェアが判定した値など、制御装置１００が取得した用紙Ｐのサイズ、特にその搬送方向長さに関する情報を利用して、制御装置１００が決定する。

第１の所定時間ｔ_１および第２の所定時間ｔ_２の設定は、クリーニングローラ１１２やベルト７３の劣化を早める大きな第２バイアスＶ２の印加時間を不必要に延ばすことなく、紙粉除去の効果を最大化すべく最適化されている。また、ベルト７３における転写バイアスの印加によって注入された電荷が残留している部分の除電またはその帯電状態の平準化による効果を考慮し、ベルト７３の転写バイアスが印加された部分を含む範囲に第２バイアスＶ２を印加するよう設定するのが好ましい。

＜印字後クリーニング制御＞
制御装置１００は、印刷ジョブの終了（Ｓ６０）後、印字後のクリーニング制御Ｓ７０を実行する。印字後のクリーニング制御Ｓ７０においては、４つの転写ローラ７４に同時に転写バイアスが掛けられることで、各ドラムクリーナ５４から各感光ドラム５３に戻されたトナー等が同時にベルト７３上に吐き出される。そして、ベルト７３上のトナー等は、所定のクリーニングバイアス（本実施形態では、−１０μＡ）が印加されたクリーニングローラ１１２によって回収される。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
印字動作中に、発生する紙粉を逐次除去していくことが可能となるため、感光体への紙粉のフィルミングに起因する画質の低下を抑制することができる。

また、ベルト７３の外周面における用紙Ｐが載置された部分がクリーニングローラ１１２と対向する間に、第１バイアスＶ１より大きな第２バイアスＶ２を印加するので、ベルト７３における、用紙Ｐが載置され接触していた紙粉が付着している蓋然性の高い部分を集中的に、紙粉回収に適した大きさに設定した第２バイアスＶ２の印加によりクリーニングするよう構成することができる。

また、ベルト７３における、用紙Ｐが載置されていなかった（紙粉が付着している蓋然性の低い）部分がクリーニングローラ１１２と対向する間は、第１バイアスＶ１より大きな第２バイアスＶ２を印加しないよう構成しているので、大きなバイアスを印加し続けることによるクリーニングローラ１１２やベルト７３の劣化を抑制し、クリーニングローラ１１２やベルト７３の耐用年数を伸ばすことができる。

用紙Ｐの前端部がクリーニングローラ１１２と対向する位置に到達する少し手前から、後端部がクリーニングローラ１１２と対向する位置から外れる少し後方までの範囲を、第２バイアスＶ２を印加する範囲に設定しているので、紙粉が付着しやすい範囲を確実にクリーニングすることができる。

ベルト７３からトナー等を転移させるために転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを印加することにより、紙粉やトナーとともにベルト７３の残留電荷を除去することができる。本実施形態では、ベルト７３の転写バイアスの印加によって注入された電荷が残っている部分に、第１バイアスＶ１より大きな第２バイアスＶ２を印加するよう制御することで、クリーニングローラ１１２やベルト７３の劣化を促進する長時間の大きなバイアス印加を抑制しつつ、効果的かつ効率的な除電が可能となる。その結果、ベルト７３が、除電され、またはその帯電状態（電荷分布）が均されるので、複数枚の用紙Ｐを連続して印字しようとする場合に、後続の用紙Ｐに形成される画像の品質を向上させることができる。

なお、制御装置１００における、紙粉除去制御Ｓ５０は、搬送される用紙Ｐが手差しトレイ２５から給紙された用紙であること、または、装置本体１０の内部の湿度を判定するための湿度センサ１９０が所定の湿度を超えていると判定していることを条件として、実行されるよう構成されている（図３のＳ２０，Ｓ３０参照）。

このように構成することで、紙粉が堆積しやすくフィルミングによる画像品質の劣化が特に発生しやすい条件下でのみ、第１バイアスＶ１より大きい第２バイアスＶ２に変更する制御が実行されることになる。その結果、紙粉除去の効果を実質的に損なうことなく、第２バイアスＶ２の印加する時間を制限することができるので、クリーニングローラ１１２やベルト７３の劣化を抑制することができる。

２．第２実施形態
次に、図５（ａ）を主に参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態は、前記した第１実施形態に係るクリーニングバイアス印加のタイミングの決定方法の一部を変更したものである。

図５（ａ）に示すように、本実施形態のクリーニングバイアス印加のタイミングは、第１実施形態とほぼ同様であるが、紙粉除去制御Ｓ５０において、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第２バイアスＶ２から第１バイアスＶ１に戻すタイミングの決定に、用紙センサ１２０による用紙Ｐの後端検知ＴＲの信号を利用する点で異なる。

本実施形態では、制御装置１００は、紙粉除去制御Ｓ５０において、まず、クリーニングローラ１１２への第１バイアスＶ１の印加をスタートする。そして、第１実施形態と同様、用紙センサ１２０による用紙Ｐの前端検知ＴＦのタイミングから第１の所定時間ｔ_１経過後、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第１バイアスＶ１から第２バイアスＶ２に切り替える。そして、用紙センサ１２０による用紙Ｐの後端検知ＴＲのタイミングから第３の所定時間ｔ_３を経過するまで第２バイアスＶ２を印加し続けることで、トナーとともに紙粉を除去する紙粉除去クリーニングを実行する。

その後、用紙センサ１２０による用紙Ｐの後端検知ＴＲ後、第３の所定時間ｔ_３を経過したタイミングで、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第２バイアスＶ２から第１バイアスに切り替える。そして、印刷ジョブ終了（Ｓ６０）まで、第１バイアスＶ１の印加を継続する。

ここで、第３の所定時間ｔ_３は、用紙Ｐの後端を検知した時点ＴＲから、ベルト７３における用紙Ｐの後端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達するまでの時間ｔｒｒｃに所定の時間ｔｃを加えた時間である。ｔｒｒｃに所定の時間ｔｃを加える理由は、第１実施形態における第２の所定時間ｔ_２の設定時の調整理由と同様に、ベルト７３の用紙Ｐの後端が載置されていた位置の後方の「紙粉が付着する蓋然性の高い領域」を、クリーニングする範囲に含めることで、確実に紙粉を除去するためである。

第３の所定時間ｔ_３の設定における調整は、第１の所定時間ｔ_１の調整とともに行われ、所定時間ｔ_１，ｔ_３の組み合わせは、クリーニングローラ１１２やベルト７３の劣化を早める大きな第２バイアスＶ２の印加時間を不必要に延ばすことなく、紙粉除去の効果を最大化すべく最適化される。

本実施形態においては、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを第２バイアスＶ２から第１バイアスに切り替えるタイミングの決定において、用紙Ｐのサイズに関する情報を利用しないので、制御装置１００が取得した情報が誤っていた場合であっても、正しい用紙Ｐの後端位置情報に基づき適切なタイミング制御が可能である。

３．第３実施形態
次に、図５（ｂ）を主に参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態または第２実施形態の第１バイアスＶ１の値を−１０μＡではなく、０μＡとしたことに特徴がある。

換言すれば、制御装置１００が印刷指令信号を受信し、通常印字中制御Ｓ４０または紙粉除去制御Ｓ５０の実行を決定した後、第１バイアスＶ１の印加をスタートしない。すなわち、通常印字中制御Ｓ４０は実質的に実行せず、紙粉除去制御Ｓ５０においては、第２バイアスＶ２の印加のタイミングまでクリーニングバイアスを印加しない。

この実施形態においては、第１実施形態、第２実施形態と同様、第２バイアスの印加による効果的な紙粉除去クリーニングが実行可能であるとともに、ベルト７３における、紙粉が付着する蓋然性の比較的低い用紙Ｐが載置されていなかった部分がクリーニングローラ１１２と対向する間は、クリーニングバイアスを印加しないことで、クリーニングローラ１１２やベルト７３の耐用年数を伸ばすことができる。

４．第４実施形態
次に、図５（ｃ）を主に参照しながら、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、クリーニングバイアス印加のタイミング、特に第２バイアスＶ２の印加終了のタイミングにおいて、前記第１〜第３実施形態と異なっている。

図４および図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態から第３実施形態においては、第２バイアスＶ２の印加終了のタイミングは、ベルト７３における用紙Ｐの後端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達する時点の少し後に設定されている。本実施形態は、図５（ｃ）に示すように、用紙センサ１２０による用紙Ｐの前端検知ＴＦ後、第４の所定時間ｔ_４を経過したタイミングで、クリーニングローラ１１２に印加するクリーニングバイアスの大きさを、第２バイアスＶ２から第１バイアスＶ１に切り替えるよう構成されている。

具体的には、第４の所定時間ｔ_４は、用紙Ｐの前端を検出した時点ＴＦから、ベルト７３における用紙Ｐの後端が載置されていた位置がクリーニングローラ１１２に到達するまでの時間ｔｆｒｃに感光ドラム５３の外周面一周分の長さだけベルト７３が走行する時間ｔｄｒを加えた時間である。すなわち、第４実施形態は、第１実施形態においてｔｂ＝ｔｄｒとした場合である。

すなわち、制御装置１００は、ベルト７３の外周面における用紙Ｐが載置された部分の後端から感光ドラム５３の外周面一周分の長さ後方までの部分がクリーニングローラ１１２と対向する間も、第２バイアスＶ２を印加するよう制御している。

このように構成することで、前記した第１実施形態から第３実施形態による効果に加え、ベルトの除電効果の点で大きな利点がある。すなわち、ベルト７３における、転写バイアスの印加によって注入された電荷が残留している部分について、第１バイアスＶ１より大きな第２バイアスＶ２により、効果的に除電し、またはその帯電状態（電荷分布）を均すことができるので、後続の用紙Ｐに形成される画像の品質を向上させることができる。

なお、図５（ｃ）に示した第４実施形態において、第２バイアスＶ２の印加終了のタイミングは、第１実施形態同様、用紙センサ１２０により検出された用紙Ｐの前端検知ＴＦのタイミングからの経過時間を算出することで決定しているが、第２実施形態のように、用紙センサ１２０により検出された用紙Ｐの後端検知ＴＲのタイミングを利用して決定することもできる。

紙粉除去制御を実行した場合の画像品質への影響を確認した実験結果を図６に示す。同一条件の印刷を繰り返し、印字枚数が累積していくにつれて印刷画像に現れる汚れ（ドット数）を通常印字中制御のみを実行した場合と、紙粉除去制御のみを実行した場合についてそれぞれ記録した。通常印字中制御のみ実行したとき、すなわち、クリーニングバイアスを第１バイアスＶ１（−１０μＡ）に固定して印刷を実行したときの印字結果は▲で、紙粉除去制御のみを実行したとき、すなわち、前記第１実施形態にしたがってクリーニングバイアスを第１バイアスＶ１から第２バイアス（−５０μＡ）に変更する制御を行ったときの印字結果は×で示した。

図６のグラフに示されているように、印字中に、本実施形態の紙粉除去制御を実行することによって、通常印字中制御のみ実行した場合に比べて、顕著な画質の向上が観察された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、図示の都合上、１回の印刷ジョブで１枚の用紙を印字出力する例を示したが、複数の用紙Ｐに連続して印刷する連続印字を実行するような印刷指令信号が制御装置１００に送信されることも当然ある。その場合は、ベルト７３の外周面における、先頭の用紙Ｐの前端が位置した部分がクリーニングローラ１１２に達してから最後の用紙Ｐの後端が位置した部分がクリーニングローラ１１２に達するまでの間、連続して、第２バイアスＶ２を印加するよう構成するのが好ましい。

連続印字がおこなわれる際に、ベルト７３の外周面における、特に紙粉が発生しやすい用紙端部が載置される部分で途切れることなく第２バイアスを印加することで、より効果的に紙粉を除去することができるからである。さらに、前記第４実施形態よりも簡単な制御で、ベルト７３における転写バイアスの印加によって注入された電荷が残留している部分の効果的な除電（またはその帯電状態の平準化）が可能となる。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、モノクロプリンタや、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などを含む用紙Ｐを採用したが、本発明を適用することができる画像形成装置に使用可能な記録シートはこれに限定されず、例えばＯＨＰシートなども使用できる。

前記実施形態では、感光体として感光ドラム５３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。

前記実施形態では、転写部材として転写ローラ７４を採用したが、本発明を適用することができる画像形成装置はこのような転写部材を備えるものに限定されず、例えばローラ状でない部材を採用するものであってもよい。

前記実施形態では、クリーニング部材としてクリーニングローラ１１２およびバックアップローラ１１３を採用したが、本発明はこれに限定されず、ローラ状でない部材を採用してもよい。

１ カラープリンタ
２５ 手差しトレイ
５３ 感光ドラム
７３ ベルト
１００ 制御装置
１１２ クリーニングローラ
１１３ バックアップローラ
１２０ 用紙センサ
１９０ 湿度センサ
Ｖ１ 第１バイアス
Ｖ２ 第２バイアス
Ｐ 用紙

Claims (11)

1. 記録シートを載置して搬送するための外周面を有する無端ベルトと、
   前記外周面に対向して配置された感光体と、
   前記外周面に対向して配置され、前記外周面をクリーニングするためのクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材に印加するクリーニングバイアスを制御するための制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記無端ベルトの前記外周面における記録シートが載置された部分が前記クリーニング部材と対向する間、それ以前に前記クリーニング部材に与えている第１バイアスよりも大きな第２バイアスを印加するよう制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 搬送される記録シートの先端を検出するためのセンサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記センサが記録シートの先端を検出した時点から第１所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、前記センサが記録シートの先端を検出した時点から前記第１所定時間より長い第２所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第２バイアスから前記第１バイアスに変更するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御装置は、前記センサが記録シートの後端を検出した時点から第３所定時間を経過したときに、前記クリーニングバイアスを前記第２バイアスから前記第１バイアスに変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御装置は、前記無端ベルトの前記外周面における記録シートが載置された部分の後端から前記感光体の外周面一周分の長さ後方までの部分が前記クリーニング部材と対向する間も、前記クリーニング部材に前記第２バイアスを印加するよう制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２所定時間は、記録シートの搬送方向長さに応じて決定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記第２所定時間は、記録シートの搬送方向長さに前記感光体の外周面一周分の長さを加えた長さに応じて決定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 装置本体内部の湿度を判定するための湿度判定手段をさらに備え、
   前記制御装置は、前記湿度判定手段が所定の湿度を超えていると判定していることを条件として、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更する制御を実行するように構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 装置本体に揺動可能に支持され、記録シートを供給するための手差しトレイをさらに備え、
   前記制御装置は、搬送される記録シートが前記手差しトレイから供給された記録シートであることを条件に、前記クリーニングバイアスを前記第１バイアスから前記第２バイアスに変更する制御を実行するように構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１バイアスは、ゼロである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御装置は、複数枚の記録シートを連続して印刷する連続印字がおこなわれる際に、前記無端ベルトの前記外周面における、先頭の記録シートの先端が位置した部分が前記クリーニング部材に達してから最後の記録シートの後端が位置した部分が前記クリーニング部材に達するまでの間、連続して、前記クリーニング部材に前記第２バイアスが印加されるよう制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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