JP2015108775A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】除電状態の除電対象領域が現像剤転移位置に到達する場合と比べ、現像剤を保持する保持手段から、除電に応じた像保持体の電位変動に起因して現像剤が漏出することが抑制される画像形成装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】除電の停止を条件にして生じる電位差により付与手段から汚れを除去する状態を除電の開始により解除する場合（ステップ１６４）、除電が行われた除電対象領域に対して、除電対象領域が現像剤転移位置に到達する前に保持手段の電位極性の調整電位が付与されるように制御する（ステップ１５８，１６０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、帯電ロールに付与されている電位を接地電位に切り替えることで画像形成装置をクリーニングモードに移行させ、帯電ロールの汚れを感光体に転移させることにより帯電ロールの汚れを除去する画像形成装置が開示されている。

特許文献２には、帯電ロールに付着した正極性の残留トナーを除去すべく、転写ロールにより感光体ドラムを負極性に帯電させ、正極性の電圧を帯電ロールに印加することで、帯電ロールから残留トナーを感光体ドラムに転移させる画像形成装置が開示されている。

特開２０１３−９２５７６号公報 特開平１０−１６１５００号公報

本発明の課題は、除電状態の除電対象領域が現像剤転移位置に到達する場合と比べ、現像剤を保持する保持手段から、除電に応じた像保持体の電位変動に起因して現像剤が漏出することが抑制される画像形成装置及びプログラムを提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、像保持体に潜像が形成され、かつ現像剤を保持した保持手段から現像剤転移位置で電位差により前記潜像に現像剤を転移させるための電位を前記像保持体に電位付与位置で付与する付与手段と、前記像保持体のうちの転写位置を通過した除電対象領域に対して、前記除電対象領域が前記電位付与位置に到達する前に除電を行う除電手段と、前記除電の停止を条件にして生じる電位差により前記付与手段から汚れを除去する状態を前記除電の開始により解除する場合、前記除電が行われた前記除電対象領域に対して、前記除電対象領域が前記現像剤転移位置に到達する前に前記保持手段の電位極性の調整電位が付与されるように制御する制御手段と、を含む。

請求項１に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の発明のように、前記制御手段が、前記付与手段から汚れを除去する状態を前記除電の開始により解除する場合、前記除電が行われた前記除電対象領域に対して前記電位付与位置で前記調整電位が付与されるように前記付与手段を制御するものである。

請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段が、前記付与手段に対して直流が印加されてから交流が重畳印加されることで前記調整電位が前記除電対象領域に付与されるように制御するものである。

請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置は、請求項４に記載の発明のように、前記制御手段が、直流及び交流を重畳した重畳電圧が前記付与手段に印加された状態から前記付与手段から汚れを除去する状態に遷移させる場合、前記付与手段に対して交流の印加が抑制されてから直流の印加が抑制されるように制御するものである。

請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置は、請求項５に記載の発明のように、前記付与手段に印加される汚れ除去用電圧が、前記像保持体及び前記付与手段による放電が回避される電圧であるものである。

上記課題を解決するために、請求項６に記載のプログラムは、コンピュータを、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置における制御手段として機能させるためのものである。

請求項１及び請求項６に係る発明によれば、除電状態の除電対象領域が現像剤転移位置に到達する場合と比べ、現像剤を保持する保持手段から、除電に応じた像保持体の電位変動に起因して現像剤が漏出することが抑制される。

請求項２に係る発明によれば、除電対象領域に対して電位付与位置で調整電位が付与されるように付与手段を制御しない場合と比べ、簡易な構成で、除電対象領域に調整電位が付与される。

請求項３に係る発明によれば、付与手段に対して直流が印加されてから交流が重畳印加されることで調整電位が除電対象領域に付与される構成を有しない場合と比べ、像保持体の電位変動が抑制される。

請求項４に係る発明によれば、付与手段に対して交流の印加が抑制されてから直流の印加が抑制される構成を有しない場合と比べ、像保持体の電位変動が抑制される。

請求項５に係る発明によれば、付与手段に印加される汚れ除去用電圧として、像保持体及び付与手段による放電が回避される電圧を採用しない場合と比べ、像保持体の電位が放電により接地電位側へ変動することが抑制される。

実施形態に係る画像形成装置の要部構成の一例を示す概略構成図である。 実施形態に係る画像形成装置に含まれる現像器の要部構成の一例を示す概略断面図である。 実施形態に係る画像形成装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る電位制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われない場合の帯電ロール及び現像ロールの電位、並びに除電ランプのオン及びオフの切替状態の一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われ、クリーニング動作期間後に続いて画像形成が行われた場合の帯電ロール及び現像ロールの電位、並びに除電ランプのオン及びオフの切替状態の一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われ、クリーニング動作期間後に画像形成装置の作動を停止又は休止させる場合の帯電ロール及び現像ロールの電位、並びに除電ランプのオン及びオフの切替状態の一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われない場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われた場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの一例を示すタイムチャートである。 クリーニング動作期間において帯電ロールに印加されている重畳電圧の直流を接地電位まで低下させた場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われない場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの他の一例を示すタイムチャートである。 図４に示す電位制御処理が行われた場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの他の一例を示すタイムチャートである。 クリーニング動作期間において帯電ロールに印加されている重畳電圧の直流を接地電位まで低下させた場合の現像ロール及び感光体ドラムの電位、並びに帯電ロールに印加される直流に対応する信号レベルの他の一例を示すタイムチャートである。 実施形態に係る画像形成装置の要部構成の他の一例を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明では、一例として図１に示す画像形成装置１０において、トナーとこのトナーを静電潜像に付着させるべく静電気力を利用して搬送する役割を担うキャリアとが混合された二成分現像剤により静電潜像が現像される場合を例に挙げて説明する。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、二成分現像剤以外の現像剤により静電潜像を現像する画像形成装置であれば如何なる画像形成装置に対しても適用される。また、本実施形態において、「トナー」とは、例えば帯電性を持ったプラスチック粒子に炭素等の色粒子を付着させた微粒子を指す。また、本実施形態において、「キャリア」とは、例えば磁性体をエポキシ樹脂等でコーティングした微粒子であって、トナーと混合され使用される微粒子を指す。

一例として図１に示すように、画像形成装置１０は、感光体ドラム３０（本発明に係る像保持体の一例）、帯電器３２、露光器３４、現像器３６、除電ランプ３８（本発明に係る除電手段の一例）、及びクリーナ４０を備えている。

感光体ドラム３０は、円筒状に形成された導電性の基体３０Ａ、及び感光膜３０Ｂを含む。感光膜３０Ｂは、例えば、基体３０Ａの外周面に電荷発生層と電荷輸送層とが積層された感光層を有し、電荷発生層中に有機系の電荷発生物質を含有する感光体で形成された膜である。

感光体ドラム３０は、外周面が用紙Ｐに面するように配置されており、後述の駆動源１０６から駆動力を受けて予め定められた方向（図１に示す円弧矢印Ｇ方向）に予め定められた速度で回転する。

帯電器３２は、感光体ドラム３０の外周面に配置されている。帯電器３２は、帯電ロール３２Ａ（本発明に係る付与手段の一例）及びクリーニングロール３２Ｂを備えている。

帯電ロール３２Ａは、導電性のロールであり、その外周面が感光体ドラム３０の外周面に接しており、感光体ドラム３０の回転動作に従動して回転する。帯電ロール３２Ａには、後述の印加部１００によりＤＣ（直流）とＡＣ（交流）とが重畳された重畳電圧が印加される。重畳電圧が印加された状態で帯電ロール３２Ａは、感光体ドラム３０の回転に追従するように回転しながら、感光体ドラム３０の外周面を全域にわたって画像形成用電位に帯電させる。ここで、画像形成用電位とは、例えば、露光器３４によって静電潜像が形成される負極性の電位（例えば、−７００Ｖ）を指す。なお、帯電ロール３２Ａに対して印加される交流は、放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を印加することにより感光体ドラム３０の外周面の電位（以下、「感光体ドラム３０の電位」という）を、帯電ロール３２Ａに対して印加された直流電圧にほぼ一致させる特性があり、帯電均一性・帯電環境変動改善の働きを担う電圧である。

なお、以下では、説明の便宜上、「感光体ドラム３０の外周面に対する電位の付与」を「感光体ドラム３０に対する電位の付与」と称する。また、以下では、説明の便宜上、「感光体ドラム３０の外周面の帯電」を「感光体ドラム３０の帯電」と称する。

クリーニングロール３２Ｂは、帯電ロール３２Ａの外周面に接しており、帯電ロール３２Ａに付着したトナーやキャリア等の汚れを除去する。

感光体ドラム３０の回転方向の帯電器３２よりも下流側には露光器３４が備えられている。露光器３４は、感光体ドラム３０の外周面が帯電ロール３２Ａによって帯電された状態で、感光体ドラム３０における帯電された領域を露光する。露光器３４は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が画像形成時における主走査方向（図２紙面前後方向）に沿って配列されたＬＥＤアレイを含む。ＬＥＤアレイは、帯電ロール３２Ａにより帯電された感光体ドラム３０の軸線方向に、入力された画像情報に基づく光ビームを走査しながら照射する。露光器３４により光ビームが照射された領域の電位は低下し（現在の電位よりも接地電位側に遷移し）、感光体ドラム３０に静電潜像が形成される。

感光体ドラム３０の回転方向の露光器３４よりも下流側には現像器３６が備えられている。現像器３６は、図１に示す円弧矢印Ｇ方向に移動中の感光体ドラム３０に形成された静電潜像が現像剤転移位置に到達すると、静電潜像を予め定められた色（ここでは一例として黒）のトナーによって現像してトナー像を形成する。なお、現像剤転移位置とは、例えば、感光体ドラム３０の外周面上における後述の現像ロール５４に対向する位置を指す。

一例として図２に示すように、現像器３６は、二成分現像剤が貯留された現像剤ハウジング５０を備えている。現像剤ハウジング５０の底面には透磁率センサ５２が現像剤ハウジング５０の内壁に立て掛けられて固定されている。従って、透磁率センサ５２は、二成分現像剤に埋もれた状態となる。この状態で、透磁率センサ５２は、現像剤ハウジング５０の内部に貯留されている二成分現像剤の透磁率を測定する。

現像剤ハウジング５０の内部には、現像ロール５４（本発明に係る保持手段の一例）が設けられている。現像ロール５４は、感光体ドラム３０の外周面に近接するように軸線の周りに回転可能に現像剤ハウジング５０に取り付けられている。また、現像剤ハウジング５０の内部には、現像剤搬送ロール５６が設けられている。現像剤搬送ロール５６は、現像ロール５４に隣接するように配置され、現像剤ハウジング５０内の二成分現像剤を搬送すると共に二成分現像剤に含まれるトナーを現像ロール５４に搬送する。

現像剤ハウジング５０では、攪拌パドル５８及び攪拌スクリュー６０が後述の駆動源１０６からの駆動力を受けて回転することで現像剤ハウジング５０に貯留されている二成分現像剤が攪拌されてトナーがキャリアに静電吸着する。このようにしてトナーが付着されたキャリアは、磁性を有する現像剤搬送ロール５６に磁力で吸着されて現像ロール５４へ搬送され、マグネットロールである現像ロール５４に磁力で吸着される。現像ロール５４には、後述の印加部１００により現像ロール電圧が印加される。ここで、「現像ロール電圧」とは、例えば、感光体ドラム３０の電位と相違しない極性（本実施形態では、負極性）の直流（現像用のバイアス電位）と交流とが重畳された予め定められた電圧を指す。

このように現像ロール電圧が現像ロール５４に印加されると共に現像ロール５４が後述の駆動源１０６の駆動力を受けて予め定められた方向（図３に示す円弧矢印方向）へ回転することにより、現像ロール５４上のトナーが感光体ドラム３０に転移する。つまり、現像ロール５４の外周面に付着しているトナーが現像ロール５４から感光体ドラム３０における光ビームが照射された領域（感光体ドラム３０の静電潜像）に転移し、これによって静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

現像剤ハウジング５０の上方には、トナー補給装置６２が備えられている。トナー補給装置６２は、トナーを収容するトナーカートリッジ６４と、トナーカートリッジ６４の内部と現像剤ハウジング５０の内部とを連通する補給流路６６と、を備えている。トナーカートリッジ６４の内部には、トナーを搬送する搬送部材としてのオーガ６８が設けられている。オーガ６８は、後述の駆動源１０６の駆動力を受けて回転する。従って、トナーカートリッジ６４に収容されたトナーは、オーガ６８が回転することで、補給流路６６を通って現像剤ハウジング５０の内部に補給される。なお、本実施形態では、現像剤ハウジング５０の内部に補給されるトナーの補給量は、オーガ６８の回転時間により調整される。なお、本実施形態では、現像剤ハウジング５０の内部にキャリアは補給されず、トナーのみが補給される構成を採用している。

一方、図１において、感光体ドラム３０の回転方向の現像器３６よりも下流側には転写ロール７０が備えられており、転写ロール７０は、後述の駆動源１０６の駆動力を受けて円弧矢印Ｈ方向に回転する。転写ロール７０には、後述の印加部１００により正極性の電圧が印加される。トナー像が転写される位置、すなわち、感光体ドラム３０の外周面上における転写ロール７０の外周面と対向する位置（以下、「転写位置」という）には、予め定められた速度で用紙Ｐが搬送される。従って、転写ロール７０は、転写位置を用紙Ｐが通過している間に正極性のバイアス電圧が印加されることで、感光体ドラム３０の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。

このようにしてトナー像が転写された用紙Ｐの搬送経路には、定着装置７２が設けられている。定着装置７２は、加圧ロール７２Ａと加熱ロール７２Ｂとを有しており、加圧ロール７２Ａと加熱ロール７２Ｂとが対向配置されている。定着装置７２に搬送された用紙Ｐは、加圧ロール７２Ａと加熱ロール７２Ｂとによって挟み込まれて搬送されることにより用紙Ｐ上のトナー像は溶融すると共に用紙Ｐに圧着されて用紙Ｐに定着する。

感光体ドラム３０の回転方向における転写ロール７０よりも下流側には、除電ランプ３８が設けられている。除電ランプ３８は、感光体ドラム３０の外周面に除電光を照射することで、感光体ドラム３０の残存電位を除去する（例えば、感光体ドラム３０の電位を接地電位にする）。なお、以下では、説明の便宜上、残存電位の除去を「除電」と称する。

感光体ドラム３０の回転方向における除電ランプ３８よりも下流側には、クリーナ４０が設けられている。クリーナ４０は、クリーニングブレード４０Ａ及び廃トナーボトル４０Ｂを含む。転写ロール７０によるトナー像の転写工程が終了し、感光体ドラム３０の外周面のうちの転写位置を通過した領域（以下、「除電対象領域」という）が除電ランプ３８により除電される。除電ランプ３８により除電された除電対象領域上の残留トナーや紙粉等（以下、「残留トナー等」という）は、クリーナ９０によって除去される。つまり、感光体ドラム３０が回転された状態で除電対象領域にクリーニングブレード４０Ａが接触することによって残留トナー等が除去され、除去された残留トナー等は廃トナーボトル４０Ｂに貯留される。

なお、以下では、図１の円弧矢印Ｇ方向に予め定められた速度で回転している感光体ドラム３０の外周面のうちの除電ランプ３８により除電された除電対象領域が帯電ロール３２Ａの電位付与位置に到達するまでの時間を“時間α”と称する。ここで、電位付与位置とは、帯電ロール３２Ａにより電位が付与される位置を指す。また、以下では、説明の便宜上、電圧が印加されていない状態の帯電ロール３２Ａに対する画像形成用電圧の印加が開始されてから除電対象領域に対して画像形成用電位が付与される迄に要する時間を、時間αよりも長い“時間β”としている。ここで、画像形成用電圧とは、画像形成用電位に対応する電圧を意味し、帯電ロール３２Ａにより感光体ドラム３０に画像形成用電位が付与されるために帯電ロール３２Ａに印加される電圧を指す。

一例として図３に示すように、画像形成装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８０、一次記憶部８２、及び二次記憶部８４を備えている。一次記憶部８２は、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリ（例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory））である。二次記憶部８４は、画像形成装置１０の作動を制御する制御プログラムや各種パラメータ等を予め記憶する不揮発性のメモリ（例えば、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）など）である。ＣＰＵ８０、一次記憶部８２、及び二次記憶部８４は、バス８６を介して相互に接続されている。

二次記憶部８４は、電位制御プログラム８８を記憶している。ＣＰＵ８０は、二次記憶部８４から電位制御プログラム８８を読み出して一次記憶部８２に展開し、電位制御プログラム８８を実行する。ＣＰＵ８０は、電位制御プログラム８８を実行することで、本発明に係る制御手段として動作する。

なお、ここでは、電位制御プログラム８８を二次記憶部８４から読み出す場合を例示したが、最初から二次記憶部８４に記憶させておく必要はない。例えば、画像形成装置１０に接続されて使用されるＳＳＤ（Solid State Drive）、ＩＣカード、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの任意の可搬型の記憶媒体に先ずは電位制御プログラム８８を記憶させておいてもよい。そして、ＣＰＵ８０がこれらの可搬型の記憶媒体から電位制御プログラム８８を取得して実行するようにしてもよい。また、通信回線を介して画像形成装置１０に接続されるコンピュータ又はサーバ装置等の外部電子計算機の記憶部に電位制御プログラム８８を記憶させておいてもよい。この場合、ＣＰＵ３０は外部電子計算機から電位制御プログラム８８を取得して実行する。

画像形成装置１０は、ＣＰＵ８０と各種の入出力デバイスとを電気的に接続してＣＰＵ８０と各種の入出力デバイスとの間の各種情報の送受信を司るインプット・アウトプット・インターフェース（Ｉ／Ｏ）９０を備えている。画像形成装置１０は、Ｉ／Ｏ９０に接続されることで、バス８６を介してＣＰＵ８０と電気的に接続される入出力デバイスとして、受付部９２、表示部９４、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６及び外部Ｉ／Ｆ９８を備えている。また、画像形成装置１０は、入出力デバイスとして、印加部１００、駆動源１０６、及び露光器３４を備えている。

受付部９２は、例えば画像形成装置１０の利用者や画像形成装置１０の保守・点検を行う業者による操作入力を受け付ける。受付部９２の一例としては、ディスプレイに重ねて用いられる透過型のタッチパネル、電源投入用の操作ボタン、各種情報の設定用の操作ボタン、及びスクロールキーなどの入力デバイスが挙げられる。

表示部９４は、各種情報を表示する。表示部９４の一例としては、液晶ディスプレイが挙げられる。なお、画像形成装置１０では、表示部９４としての液晶ディプレイに対して受付部９２の一部であるタッチパネルを重ね合わせることによって形成されたタッチパネル・ディスプレイを採用している。

通信Ｉ／Ｆ９６は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの通信網に接続されており、通信網に接続された情報処理装置（一例としてパーソナル・コンピュータ）との間の各種情報の送受信を司る。なお、本実施形態において、通信Ｉ／Ｆ９６は、通信網に接続された情報処理装置から画像形成要求情報を受信する。ここで言う「画像形成要求情報」とは、単一又は複数の画像を記録媒体の一例としての用紙に形成することを要求する情報のことであり、画像形成要求情報には、用紙に形成すべき画像を示す画像情報が含まれている。また、本実施形態では、ＣＰＵ８０が通信Ｉ／Ｆ９６を介して画像形成要求情報を取得し、取得した画像形成要求情報を一次記憶部８２に一時的に記憶する。そして、画像形成要求情報に基づいて露光器３４、印加部１００、及び駆動源１０６を制御する。

外部Ｉ／Ｆ９８は、外部装置（例えば、ＵＳＢメモリ）に接続され、外部装置とＣＰＵ３０との間の各種情報の送受信を司る。

印加部１００は、ＡＣアダプタ１０２を介して商用電源１０４に接続されている。印加部１００は、帯電ロール３２Ａ、除電ランプ３８、及び現像ロール５４を含む電子部品に接続されている。印加部１００は、帯電ロール３２Ａ及び現像ロール５４に対して個別に電圧を印加することで、帯電ロール３２Ａ及び現像ロール５４を、印加した電圧に応じた電位に帯電させる。印加部１００は、除電ランプ３８に電圧を印加することで、除電ランプ３８を点灯させ、点灯状態の除電ランプ３８に対して電圧の印加を停止することで、除電ランプ３８を消灯させる。

駆動源１０６は、画像形成装置１０に含まれる部材のうちの回転駆動力を受けて回転する各種部材に付与する回転駆動力を生成する。駆動源１０６は、各々ＣＰＵ８０により制御される複数のモータを含む。複数のモータに含まれるモータの一例としては、例えば、用紙Ｐを搬送するための搬送ロール（図示省略）を回転させるために搬送ロールに回転駆動力を付与するモータが挙げられる。また、例えば、感光体ドラム３０に回転駆動力を付与するモータ、帯電ロール３２Ａに回転駆動力を付与するモータ、及び現像ロール５４に回転駆動力を付与するモータが挙げられる。更に、例えば、攪拌パドル５８に回転駆動力を付与するモータ、攪拌スクリュー６０に回転駆動力を付与するモータ、オーガ６８に回転駆動力を付与するモータ、及び転写ロール７０に回転駆動力を付与するモータが挙げられる。

ところで、本実施形態に係る画像形成装置１０では、感光体ドラム３０が図１に示す円弧矢印Ｇ方向に回転している状態で、帯電ロール３２Ａに画像形成用電圧が印加されることで感光体ドラム３０は画像形成用電位（負極性の電位）に帯電される。感光体ドラム３０における画像形成用電位が付与された帯電領域に対しては露光器３４により画像形成要求情報に基づく静電潜像が形成され、形成された静電潜像に対して現像ロール５４により反転現像が行われる。すなわち、負極性の電位が付与された現像ロール５４に正極性のキャリアを介して保持されている負極性のトナーが静電潜像に転移され、感光体ドラム３０の外周面に負極性のトナー像が形成される。トナー像は、転写ロール７０に付与された正極性の電位が作用して用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されずに感光体ドラム３０の外周面における除電対象領域に残留したトナーを含む残留トナー等の殆どは、クリーナ４０によって除去される。しかし、クリーナ７０をすり抜けた残留トナー等は、転写ロール７０により正極性に帯電しているため、帯電ロール３２Ａに付着する。

画像形成装置１０では、一例として図５に示すクリーニング動作期間１０８に、帯電ロール３２Ａに付着した残留トナー等が除去される。クリーニング動作期間１０８は、除電ランプ３８が消灯（オフ）されることで開始され、除電ランプ３８が再び点灯（オン）されることで終了する。クリーニング動作期間１０８に入ってから感光体ドラム３０が１回転すると、帯電ロール３２Ａに接地電位が付与される。帯電ロール３２Ａに接地電位が付与されると、帯電ロール３２Ａと感光体ドラム３０との電位差により、帯電ロール３２Ａの残留トナー等が感光体ドラム３０に転移され、帯電ロール３２Ａの残留トナー等が除去される。

しかし、クリーニング動作期間１０８を終了するために、一例として図５に示すように、除電ランプ３８がオンされると、感光体ドラム３０の除電対象領域が除電されるので、一例として図８に示すように、電位逆転期間１１０が発生してしまう。電位逆転期間１１０とは、感光体ドラム３０（例えば、除電された除電対象領域）と現像ロール５４との電位関係が一時的に逆転する期間を指す。そのため、除電対象領域が現像剤転移位置に到達すると、画像形成期間でないにも拘わらず、現像ロール５４に保持されている負極性のトナーが除電対象領域に転移される虞がある。なお、現像ロール５４の電位を感光体ドラム３０の電位変動に追従させることで感光体ドラム３０の外周面と現像ロール５４との電位関係の逆転現象を抑制することも考えられるが、現像ロール５４の電位を瞬間的な電位変動に追従させることは困難である。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１０では、一例として図６に示すクリーニング動作期間１０８の開始に伴って、一例として図４に示す電位制御処理が行われる。電位制御処理は、ＣＰＵ８０が電位制御プログラム８８を実行することにより画像形成装置１０によって行われる。なお、以下では、説明の便宜上、感光体ドラム３０が図１に示す円弧矢印Ｇ方向に回転している場合について説明する。また、以下では、説明の便宜上、用紙Ｐが搬送されておらず、転写ロール７０に接地電位が付与されている場合について説明する。

図４に示す電位制御処理では、先ず、ステップ１５０で、ＣＰＵ８０は、帯電ロール３２Ａの残留トナー等の除去を開始する条件（クリーニング開始条件）を満たしたか否かを判定する。クリーニング開始条件とは、例えば、クリーニング動作期間１０８が開始されてから感光体ドラム３０が１回転したとの条件、又はクリーニング動作期間１０８が開始されてから感光体ドラム３０が１回転するのに要する時間が経過したとの条件を指す。ステップ１５０において、クリーニング開始条件を満たしていない場合は、判定が否定されて、ステップ１５０の判定が再び行われる。ステップ１５０において、クリーニング開始条件を満たした場合は、判定が肯定されて、ステップ１５２へ移行する。

ステップ１５２で、ＣＰＵ８０は、印加部１００を制御することで、帯電ロール３２Ａに対する交流の印加を停止し、その後、ステップ１５４へ移行する。

ところで、帯電ロール３２Ａの電位を一例として図５に示すように接地電位まで遷移させると、帯電ロール３２Ａ及び感光体ドラム３０による放電が発生する。放電が発生すると、一例として図８に示すように、感光体ドラム３０の電位が接地電位側に変動する電位低下期間１１２が発生する。

そこで、ステップ１５４で、ＣＰＵ８０は、印加部１００を制御することで、一例として図６に示すように、帯電ロール３２Ａに対して印加されている直流を既定電圧値まで低下させ、その後、ステップ１５６へ移行する。既定電圧値は、本発明に係る汚れ除去用電圧の大きさの一例である。既定電圧値とは、例えば、帯電ロール３２Ａと感光体ドラム３０との電位差により放電を発生させない電圧値（例えば、−２００Ｖ）を指す。このように、ステップ１５４で帯電ロール３２Ａに対して印加されている直流を既定電圧値まで低下させることにより、一例として図９に示すように、図８に示す場合と比べ、感光体ドラム３０の電位変動が抑制される。

また、ステップ１５２で感光体ドラム３０の電位を直流の電圧値に追従させる機能を担う交流の印加が停止されてから、本ステップ１５４で直流の印加が抑制されるので、感光体ドラム３０の局所的な電位変動（接地電位側への電位変動）が抑制される。

ステップ１５６で、ＣＰＵ８０は、クリーニング動作期間１０８を終了する条件（クリーニング終了条件）を満たしたか否かを判定する。クリーニング終了条件とは、例えば、ステップ１５４の処理が終了してから感光体ドラム３０が２回転したとの条件、又はステップ１５４の処理が終了してから感光体ドラム３０が２回転するのに要する時間が経過したとの条件を指す。ステップ１５６において、クリーニング終了条件を満たした場合は、判定が肯定されて、ステップ１５８へ移行する。ステップ１５６において、クリーニング終了条件を満たしていない場合は、判定が否定されて、ステップ１５６の判定が再び行われる。

ステップ１５８で、ＣＰＵ８０は、一例として図６に示すように、印加部１００を用いて帯電ロール３２Ａに対して調整直流の印加を開始する。なお、調整直流とは、例えば、後述のステップ１６０で、帯電ロール３２Ａに対して交流が重畳印加されることで、除電された除電対象領域を現像ロール５４の電位極性の電位（以下、「調整電位」という）に帯電させる直流を指す。なお、調整電位とは、例えば、画像形成用電位に相当する電位を指す。このように、調整電位として画像形成用電位に相当する電位を用いることは、画像形成用電位に相当する電位を用いない場合と比べ、クリーニング動作期間１０８から画像形成期間に遷移する場合に大幅な電位調整を行う必要がなくなる点で有利である。

次のステップ１６０で、ＣＰＵ８０は、印加部１００を用いて帯電ロール３２Ａに対して交流の印加を開始する。このように、調整直流が印加された状態の帯電ロール３２Ａに対して交流が重畳印加されることで、除電対象領域が電位付与位置に到達したときに除電対象領域に調整電位（例えば、−７００Ｖ）が付与される。また、ステップ１５８で調整直流の印加が開始された後に本ステップ１６０で交流の印加を開始することで、直流の印加開始に遅延させて交流の印加開始を行わない場合と比べ、感光体ドラム３０の局所的な電位変動が抑制される。

次にステップ１６２で、ＣＰＵ８０は、除電ランプ３８をオンする条件（除電ランプオン条件）を満たしたか否かを判定する。除電ランプオン条件とは、例えば、ステップ１６０の処理が終了してから時間γ（＝時間β−時間α）が経過したとの条件を指す。なお、ここでは、時間γとして時間βから時間αを減じた時間を採用しているが、これに限らず、時間γは、時間βから時間αを減じた時間よりも長い時間であってもよい。すなわち、時間γは、除電対象領域のうちの除電が開始された領域（除電開始領域）が電位付与位置に到達したときに除電開始領域に調整電位が付与されるのに必要な待機時間（印加開始から調整電位が付与されるまでに必要な時間）を確保する時間であればよい。

ステップ１６２において、除電ランプオン条件を満たした場合は、判定が肯定されて、ステップ１６４へ移行する。ステップ１６２において、除電ランプオン条件を満たしていない場合は、判定が否定されて、ステップ１６２の判定が再び行われる。

ステップ１６４で、ＣＰＵ８０は、除電ランプ３８をオンし、その後、ステップ１６６へ移行する。本ステップ１６４の処理により除電された除電対象領域が電位付与位置に到達すると除電対象領域に調整電位が付与されるので、一例として図９に示すように、図８に示す場合と比べ、感光体ドラム３０と現像ロール５４との電位関係が逆転することが抑制される。なお、図９に示す例では、ステップ１５４で帯電ロール３２Ａに印加される直流を既定電圧値まで低下させた場合が例示されているが、ステップ１５４で帯電ロール３２Ａに印加される直流を接地電圧値まで低下させてもよい。この場合、感光体ドラム３０の表面電位は一例として図１０に示すように変動し、図８に示す場合と比べ、感光体ドラム３０と現像ロール５４との電位関係が逆転することが抑制される。

なお、図８に示す例において、感光体ドラム３０と現像ロール５４との電位関係が逆転しているのは、除電対象領域のうちの除電が開始された領域に対して帯電ロール３２Ａによる電位の付与が間に合わなかったからである。これに対し、本実施形態に係る画像形成装置１０では、ステップ１６２で除電ランプオン条件を満たしたことを条件に、ステップ１６４で除電ランプ３８がオンされる。そのため、除電対象領域のうちの除電が開始された領域に対して帯電ロール３２Ａによる電位の付与が間に合わないという事態が回避され、除電が開始された領域を含めて、除電された除電対象領域に対して帯電ロール３２Ａにより調整電位が付与される。

ステップ１６６で、ＣＰＵ８０は、一次記憶部８２に画像形成要求情報が記憶されていないか否かを判定する。ステップ１６６において、一次記憶部８２に画像形成要求情報が記憶されていない場合は、判定が肯定されて、ステップ１６８へ移行する。ステップ１６６において、一次記憶部８２に画像形成要求情報が記憶されている場合は、判定が否定されて、電位制御処理を終了する。

ステップ１６８で、ＣＰＵ８０は、印加部１００を制御することで、一例として図７に示すように、帯電ロール３２Ａに対する電圧の印加、及び現像ロール５４に対する電圧の印加を順に停止し、その後、ステップ１７０へ移行する。なお、帯電ロール３２Ａに対する電圧の印加の停止は、階段制御（段階的に（例えば、予め定められた時間間隔で）電圧値を下げる制御）によって行われることが好ましい。また、帯電ロール３２Ａに対する電圧印加の停止を開始してから現像ロール５４に対する電圧印加の停止を開始するまでの時間は、例えば、帯電ロール３２Ａから現像ロール５４までの位相差に応じた時間である。

次のステップ１７０で、ＣＰＵ８０は、除電ランプ３８をオフする条件（除電終了条件）を満たしたか否かを判定する。除電終了条件とは、例えば、ステップ１６８で現像ロール５４に対する電圧の印加が停止されてから感光体ドラム３０が１回転するのに要する時間が経過したとの条件を指す。ステップ１７０において、除電終了条件を満たした場合は、判定が肯定されて、ステップ１７２へ移行する。ステップ１７０において、除電終了条件を満たしていない場合は、判定が否定されて、ステップ１７０の判定が再び行われる。

ステップ１７２で、ＣＰＵ８０は、印加部１００を制御することで、一例として図７に示すように、除電ランプ３８をオフし、その後、電位制御処理を終了する。

以上説明したように、画像形成装置１０では、クリーニング動作期間１０８を除電の開始により終了する場合、除電が行われた除電対象領域に対して、除電対象領域が現像剤転移位置に到達する前に現像ロール５４の電位極性の調整電位が付与される。これにより、除電状態の除電対象領域が現像剤転移位置に到達する場合と比べ、除電に応じた感光体ドラム３０の電位変動に起因して現像ロール５４からトナーが漏出することが抑制される。

また、画像形成装置１０では、クリーニング動作期間１０８を除電の開始により終了する場合、除電が行われた除電対象領域に対して電位付与位置で調整電位が付与されるように帯電ロール３２Ａが制御される。これにより、除電対象領域に対して電位付与位置で調整電位が付与されるように帯電ロール３２Ａを制御しない場合と比べ、簡易な構成で、除電対象領域に調整電位が付与される。

また、画像形成装置１０では、クリーニング終了条件を満たした場合に、帯電ロール３２Ａに対して調整直流が印加された後に交流が重畳印加される。これにより、帯電ロール３２Ａに対して調整直流が印加された後に交流が重畳印加されない場合と比べ、感光体ドラム３０の電位変動が抑制される。

また、画像形成装置１０では、クリーニング開始条件を満たした場合に、帯電ロール３２に対して、交流の印加が抑制されてから直流の印加が抑制される。これにより、帯電ロール３２に対して、交流の印加が抑制されてから直流の印加が抑制されない場合と比べ、感光体ドラム３０の電位変動が抑制される。

また、画像形成装置１０では、クリーニング開始条件を満たした場合に帯電ロール３２に対して印加される直流の電圧値として、感光体ドラム３０及び帯電ロール３２Ａによる放電が回避される既定電流値が採用されている。これにより、帯電ロール３２に対して印加される直流の電圧値として、感光体ドラム３０及び帯電ロール３２Ａによる放電が回避される既定電流値を用いない場合と比べ、感光体ドラム３０の電位が放電により接地電位側へ変動することが抑制される。

なお、上記実施形態では、一例として図８〜図１０に示すように、感光体ドラム３０の電位がクリーニング動作期間１０８の前後で相違しないように制御されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１〜図１３に示すように、クリーニング動作期間１０８が経過した場合に感光体ドラム３０の電位が、クリーニング動作期間１０８が開始される前の電位よりも高い電位（よりマイナス側の電位）に遷移されるようにしてもよい。また、この場合、現像ロール５４と感光体ドラム３０との電位差を予め定められた電位差（例えば、−１００Ｖ程度）に保持されるように（一例として図１１〜図１３に示すように）、感光体ドラム３０の電位変動に追従させることが好ましい。なお、クリーニング動作期間１０８を経過した後の帯電ロール３２Ａ及び現像ロール５４の電位は、帯電ロール３２Ａ及び現像ロール５４に印加される電圧の電圧値によって定まる。

また、上記実施形態では、帯電ロール３２Ａにより感光体ドラム３０に調整電位を付与する例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、図１４に示すように、補助帯電ロール１４０により感光体ドラム３０に調整電位を付与するようにしてもよい。補助帯電ロール１４０は、例えば、図１４に示すように、感光体ドラム３０の回転方向において、帯電ロール３２Ａよりも下流側で、かつ現像ロール５４よりも上流側に配置されていればよい。また、この場合、ＣＰＵ８０が、調整電位が感光体ドラム３０に付与されるように補助帯電ロール１４０に印加される電圧を制御すればよい。

また、上記実施形態では、ステップ１６４で除電ランプ３８がオンされる前に調整直流の印加が開始される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ステップ１６４で除電ランプ３８がオンされる前に調整直流の印加が開始されるようにしたのは、除電ランプ３８がオンされる前に調整直流の印加を開始しなければ、除電対象領域の一部（除電開始時の領域）に対する調整電位の付与が間に合わないからである。調整電位の付与が間に合わないと、例えば、除電対象領域の一部（除電開始時の領域）に調整電位が付与されない。しかし、除電ランプ３８がオンされた後に帯電ロール３２Ａに対して調整直流の印加を開始しても除電対象領域への調整電位の付与が間に合うのであれば、除電ランプ３８がオンされた後に帯電ロール３２Ａに対して調整直流の印加を開始してもよい。なお、この場合も、調整直流が印加されてから印加状態の調整直流に対して交流を重畳印加することが好ましい。

また、上記実施形態では、ステップ１５４で階段制御を行わずに直流を低下させる場合を例示したが、これに限らず、階段制御により電圧値を低下させるようにしてもよい。また、ステップ１５８で印加される調整直流についても階段制御により電圧値を上げるようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
３０ 感光体ドラム
３８ 除電器
５４ 現像ロール
８０ ＣＰＵ
１４０ 補助帯電ロール

Claims (6)

1. 像保持体に潜像が形成され、かつ現像剤を保持した保持手段から現像剤転移位置で電位差により前記潜像に現像剤を転移させるための電位を前記像保持体に電位付与位置で付与する付与手段と、
   前記像保持体のうちの転写位置を通過した除電対象領域に対して、前記除電対象領域が前記電位付与位置に到達する前に除電を行う除電手段と、
   前記除電の停止を条件にして生じる電位差により前記付与手段から汚れを除去する状態を前記除電の開始により解除する場合、前記除電が行われた前記除電対象領域に対して、前記除電対象領域が前記現像剤転移位置に到達する前に前記保持手段の電位極性の調整電位が付与されるように制御する制御手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記付与手段から汚れを除去する状態を前記除電の開始により解除する場合、前記除電が行われた前記除電対象領域に対して前記電位付与位置で前記調整電位が付与されるように前記付与手段を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記付与手段に対して直流が印加されてから交流が重畳印加されることで前記調整電位が前記除電対象領域に付与されるように制御する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、直流及び交流を重畳した重畳電圧が前記付与手段に印加された状態から前記付与手段から汚れを除去する状態に遷移させる場合、前記付与手段に対して交流の印加が抑制されてから直流の印加が抑制されるように制御する請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記付与手段に印加される汚れ除去用電圧は、前記像保持体及び前記付与手段による放電が回避される電圧である請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. コンピュータを、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置における制御手段として機能させるためのプログラム。

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