JP4973625B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置には、例えばシート材を搬送するためのベルトと、クリーニング機構とを備えたものがある。クリーニング機構は、例えば上記ベルトに接触するクリーニングローラ及び電圧生成回路を有し、電圧生成回路の生成電圧をクリーニングローラに与えることにより、ベルト上の付着物（トナーやシート材の破片など）を電気的に吸引する。また、通常、クリーニングローラに与えられている電圧をモニタするためのフィードバック抵抗が備えられ、電圧生成回路の生成電圧は、このフィードバック抵抗の端子電圧レベルに基づきフィードバック制御される構成になっている。
ここで、従来から、例えばクリーニングローラの劣化状態等を把握するために、当該クリーニングローラに流れる電流を検出する電流検出機構を備えた画像形成装置がある（特許文献１参照）。具体的には、この電流検出機構は、電圧生成回路とグランドラインとの間に設けられた検出抵抗を有し、この検出抵抗の端子電圧レベルに基づきクリーニングローラに流れる電流レベルを検出するようになっている。
特開２００８−５８４７５公報

ところが、上記従来の電流検出機構では、クリーニングローラに流れる電流を正確に検出できないことがあり、更なる改良が望まれていた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、クリーニング部材（上記クリーニングローラを含む）に流れる電流の検出精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１発明に係る画像形成装置は、被クリーニング体と、前記被クリーニング体の付着物をクリーニングするための第１クリーニング部材と、前記第１クリーニング部材の付着物をクリーニングするための第２クリーニング部材と、前記第１クリーニング部材との間で前記被クリーニング体を挟むように配置され、且つ、前記第１クリーニング部材と基準電位ラインとの間に電気的に接続されるバックアップ部材と、前記第２クリーニング部材に印加する第２クリーニング電圧を生成する電圧生成回路と、前記電圧生成回路の出力側と前記第１クリーニング部材との間に電気的に接続されるシャント回路と、前記シャント回路から前記第１クリーニング部材に印加される第１クリーニング電圧を検出するためのフィードバック抵抗と、前記シャント回路に流れる電流レベルを、前記フィードバック抵抗の端子電圧に基づき変更することにより、前記第１クリーニング電圧を制御する制御部と、前記バックアップ部材と前記基準電位ラインとの間に電気的に接続される検出抵抗と、前記検出抵抗の抵抗値、及び、前記検出抵抗の端子電圧に基づき、前記第１クリーニング部材に流れる電流レベルを検出する検出部と、を備える。

従来の電流検出機構では、クリーニング部材に流れる電流検出用としての検出抵抗が、電圧生成回路とグランドラインとの間に接続されていたため、クリーニング部材には流れずにフィードバック抵抗に流れる電流が、検出抵抗に流れてしまう。このことが、従来の電流検出機構においてクリーニング部材に流れる電流レベルの検出精度を悪化させていた要因の１つであると考えられる。
これに対して、本発明は、検出抵抗がバックアップ部材と基準電位ライン（例えばグランドライン）との間に接続されている。即ち、検出抵抗を、フィードバック抵抗に流れる電流の経路とは異なる電流経路に接続した。これにより、フィードバック抵抗に流れる電流による影響が抑制され、クリーニング部材に流れる電流レベルの検出精度を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記検出部により検出された検出電流レベル、前記第１クリーニング電圧と、前記第２クリーニング電圧とに基づき、前記第１クリーニング部材及び前記第２クリーニング部材の負荷抵抗値が下限値を下回る場合に、前記第２クリーニング電圧を減少させる。
例えば第１クリーニング部材が劣化したり損傷したりすると、当該第１クリーニング部材の抵抗値が低下し、第１クリーニング部材と被クリーニング体との間に過電流が流れるおそれがある。これに対し、本発明によれば、第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材の負荷抵抗値を監視することにより、上記過電流が流れることを抑制できる。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記検出部により検出された検出電流レベル、前記第１クリーニング電圧と、前記第２クリーニング電圧とに基づき、前記第１クリーニング部材及び前記第２クリーニング部材の負荷抵抗値が上限値を上回る場合に、前記第２クリーニング電圧を増加させる。
例えば第１クリーニング部材に多量の付着物が残存したりすると、当該第１クリーニング部材の抵抗値が高くなり、第１クリーニング部材と被クリーニング体との間に過少な電流しか流れなくなるおそれがある。これに対し、本発明によれば、第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材の負荷抵抗値を監視することにより、上記過少な電流しか流れなくなることを抑制できる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記制御部による前記第１クリーニング電圧の制御を実行する電圧制御モードと、前記検出部による電流検出を実行する検出モードとを切り替える切替部を備え、前記制御部は、前記検出モード時には、前記シャント回路に流れる電流レベルを、前記電圧制御モード時よりも小さい値に保持する。
本発明によれば、検出モード時にシャント回路に流れる電流レベルを、電圧制御モード時よりも小さくすることにより、シャント回路に流れる電流の影響を抑制でき、クリーニング部材に流れる電流の検出精度を、より向上させることができる。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置であって、前記切替部は、前記電圧制御モード時に、前記検出抵抗の端子電圧と基準レベルとを比較し、その比較結果に応じて前記検出モードに切り替えるかどうかを決定する。
本発明によれば、電圧制御モードの実行中に、検出抵抗の端子電圧と基準レベルとの比較結果に応じて、検出モードを実行する必要性があるかどうかを判定するため、検出モードに無闇に移行することを抑制できる。

第６の発明に係る画像形成装置は、被クリーニング体と、前記被クリーニング体の付着物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と基準電位ラインとの間に接続され、且つ、前記クリーニング部材との間で前記被クリーニング体を挟むバックアップ部材と、前記クリーニング部材に印加するクリーニング電圧を生成する電圧生成回路と、前記クリーニング電圧を検出するためのフィードバック抵抗と、前記フィードバック抵抗の端子電圧に基づき前記クリーニング電圧を制御する制御部と、前記バックアップ部材と前記基準電位ラインとの間に設けられる検出抵抗と、前記検出抵抗の抵抗値、及び、前記検出抵抗の端子電圧に基づき、前記クリーニング部材に流れる電流レベルを検出する検出部と、を備える。
本発明は、検出抵抗を、フィードバック抵抗に流れる電流の経路とは異なる電流経路に接続した。これにより、フィードバック抵抗に流れる電流による影響が抑制され、クリーニング部材に流れる電流レベルの検出精度を向上させることができる。

本発明によれば、クリーニング部材に流れる電流の検出精度を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。
（プリンタの全体構成）
図１は、本実施形態のプリンタ１（本発明の「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂ（ブラック）の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。

プリンタ１は、給紙部３と、画像形成部５と、搬送機構７と、定着部９と、高圧制御装置１１、を備え、例えば外部から入力される画像データに応じた１または複数色（本実施形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）のトナーＴからなるトナー像を、シート材１５（用紙、ＯＨＰシートなど）に形成する。更に、プリンタ１は、クリーニング機構１３を備える。

給紙部３は、プリンタ１の最下部に設けられており、シート材１５を収容するトレイ１７と、ピックアップローラ１９とを備える。トレイ１７に収容されたシート材１５は、ピックアップローラ１９により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ２１，レジストレーションローラ２３を介して搬送機構７に送られる。

搬送機構７は、シート材１５を搬送するためのものである。この搬送機構７は、ベルト２７が、駆動ローラ２９と従動ローラ３１との間に架け渡された構成になっている。駆動ローラ２９が回動すると、ベルト２７は、感光体３９と対向する側の表面が、図１中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ２３から送られてきたシート材１５が、画像形成部５下へと搬送される。また、搬送機構７は、４つの転写ローラ３３を備える。

画像形成部５は、４個の現像ユニット３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｂを有する。各現像ユニット３７は、感光体３９、帯電器４１と、露光装置４３と、ユニットケース４５とを備える。

感光体３９は、例えば、アルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、このアルミニウム製の基材がプリンタ１のグランドラインに接地されている。帯電器４１は、感光体３９の表面を正極性（例えば＋７００Ｖ）に帯電させる。

露光装置４３は、感光体３９の回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を有し、これらの複数の発光素子を、外部より入力される画像データの１色分に応じて発光制御することにより、感光体３９の表面に静電潜像を形成する。

ユニットケース４５は、各色のトナーＴ（本実施形態では、例えば正帯電性の非磁性１成分トナー）を収納するとともに、現像手段としての現像ローラ４７を有する。現像ローラ４７が、トナーＴを「＋」（正極性）に帯電させ、均一な薄層として感光体３９上へ供給することにより上記静電潜像を現像してトナー象を形成する。

上記各転写ローラ３３は、上記各感光体３９との間でベルト２７を挟む位置に配置されている。各転写ローラ３３は、図示しない負電圧の電源により、感光体３９との間にトナーＴの帯電極性とは逆極性の転写電圧（例えば−１０〜−１５μＡ）が印加されて、感光体３９上に形成された上記トナー像をシート材１５に転写する。その後、当該シート材１５は、搬送機構７により定着部９へと搬送され、この定着部９にてトナー像が熱定着され、プリンタ１の上面に排出される。

（クリーニング機構の構成）
図２は、クリーニング機構１３の構成図である。クリーニング機構１３は、搬送機構７の下方に設けられ、ベルト２７（本発明の「被クリーニング体」の一例）上の付着物（ベルト２７に残存したトナーＴやシート材の破片（紙粉）など）をクリーニングする。以下、付着物としてトナーＴを例に挙げて説明する。クリーニング機構１３は、クリーニングローラ５１（本発明の「第１クリーニング部材」の一例）、回収ローラ５３（本発明の「第２クリーニング部材」の一例）、バックアップローラ５５（本発明の「バックアップ部材」の一例）、クリーニングブレード５７、貯留ボックス５９を有する。

クリーニングローラ５１は、ベルト２７の幅方向に延びた軸部材５１Ａの周囲にシリコーンからなる発泡材が設けられた構成になっている。バックアップローラ５５は、金属製であって、クリーニングローラ５１との間でベルト２７を挟んで対向するように配置されていると共に、グランドライン（本発明の「基準電位ライン」の一例）側に電気的に接続されている。

クリーニングローラ５１は、ベルト２７に接触しながら、その接触部分においてベルト２７とは反対方向に移動するように回転駆動される。そして、クリーニングローラ５１に与えられる第１クリーニング電圧Ｖ１（トナーＴの極性とは逆極性の電圧）が、第１最終目標レベル（例えば−１２００Ｖ）になると、ベルト２７に付着したトナーＴをクリーニングローラ５１に電気的に吸引し、ベルト２７表面をクリーニングすることができる。

また、回収ローラ５３は、金属製（例えば、鉄材にＮｉメッキが施された構成、あるいはステンレス材からなる構成等）であって、クリーニングローラ５１に接触している。回収ローラ５３に与えられる第２クリーニング電圧Ｖ２（絶対値が上記第１クリーニング電圧Ｖ１よりも大きい）が、第２最終目標レベル（例えば−１６００Ｖ）になると、クリーニングローラ５１に付着したトナーTを回収ローラ５３に電気的に吸引し、当該トナーＴを回収することができる。

クリーニングブレード５７は、例えばゴム製であって、回収ローラ５３に当接しており、回収ローラ５３に付着しているトナーＴを掻き取る。掻き取られたトナーＴは貯留ボックス５９に貯留される。

（高圧制御装置の構成）
上記高圧制御装置１１は、転写ローラ３３、現像ローラ４７、帯電器４１、クリーニング機構１３など、プリンタ１に備えられた各電気的負荷への印加電圧を生成する。

図３は、高圧制御装置１１のうち、クリーニング機構１３への印加電圧（第１クリーニング電圧Ｖ１，第２クリーニング電圧Ｖ２）を生成する構成部分が図示されている。高圧制御装置１１は、印加回路６３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）制御回路６５とを備える。なお、ＰＷＭ制御回路６５は、ＣＰＵを内蔵して構成されたものでも、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として構成されたものでもよい。

印加回路６３は、シャント方式を採用した２出力タイプであり、上述した第１クリーニング電圧Ｖ１と第２クリーニング電圧Ｖ２とを出力する。具体的には、印加回路６３は、主として、電圧生成回路６７とシャント回路６９とを有する。

（１）電圧生成回路
電圧生成回路６７は、回収ローラ５３に印加する第２クリーニング電圧Ｖ２を生成する電源回路であり、ＰＷＭ信号平滑回路７１、トランスドライブ回路７３、昇圧・平滑整流回路７５を備えている。ＰＷＭ信号平滑回路７１は、ＰＷＭ制御回路６５のＰＷＭポート６５ＡからのＰＷＭ信号Ｓ１を受けて平滑しトランスドライブ回路７３に与える。トランスドライブ回路７３は、自励巻線７３Ａを有し、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路７５の１次側巻線７７Ａに発振電流を流すよう。

昇圧・平滑整流回路７５は、トランス（変圧器）７７、ダイオード７９、平滑コンデンサ８１などを備えている。トランス７７は、１次側巻線７７Ａ，２次側巻線７７Ｂを備えている。２次側巻線７７Ｂの一端は、ダイオード７９及び第２出力端子ＴＢ２を介して回収ローラ５３のローラ軸に電気的に接続される。また、平滑コンデンサ８１及び放電抵抗８３がそれぞれ２次側巻線７７Ｂに並列に接続されている。このような構成により、１次側巻線７７Ａの発振電圧が、昇圧・平滑整流回路７５にて昇圧及び整流され、回収ローラ５３のローラ軸に第２クリーニング電圧Ｖ２として印加される。

また、電圧生成回路６７には、その第２クリーニング電圧Ｖ２を検出するためのフィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２が設けられており、この分圧電圧に応じた検出信号Ｓ２がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｂに与えられる。ＰＷＭ制御回路６５は、この検出信号Ｓ２に基づき、第２クリーニング電圧Ｖ２が、設定された目標レベル（以下、「第２目標レベル」という）になるように上記ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を適宜変更して、定電圧制御を実行する。なお、フィードバック抵抗Ｒ２は、グランドラインではなく正極性電位（本実施形態ではプラス５［Ｖ］）ラインに電気的に接続されている。これにより、上記Ａ／Ｄポート６５Ｂに負極性電圧が与えられることを防止できる。

（２）シャント回路
シャント回路６９は、クリーニングローラ５１に印加する第１クリーニング電圧Ｖ１を、上記第２クリーニング電圧Ｖ２に基づき生成する。シャント回路６９は、主として、電流制御回路９１及びフォトカプラ９３を備える。

電流制限回路９１は、クリーニングローラ５１に電気的に接続される第１出力端子ＴＢ１と上記第２出力端子ＴＢ２との間に接続された、電流調整素子としてのトランジスタ９５を有する。より具体的には、トランジスタ９５は、ｐｎｐ型であり、コレクタが第２出力端子ＴＢ２側に接続され、エミッタがツエナーダイオード９４を介して第１出力端子ＴＢ１側に接続され、ベースが入力抵抗９７を介してフォトカプラ９３に接続されている。これにより、フォトカプラ９３がオフのときトランジスタ９５はオンし、フォトカプラ９３がオンするとトランジスタ９５はオフする。

また、トランジスタ９５のエミッタ側には、第１クリーニング電圧Ｖ１を検出するためのフィードバック抵抗Ｒ３，Ｒ４が設けられており、この分圧電圧に応じた検出信号Ｓ３がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｄに与えられる。なお、フィードバック抵抗Ｒ４は、グランドラインではなく正極性電位（本実施形態ではプラス５［Ｖ］）ラインに電気的に接続されている。これにより、上記Ａ／Ｄポート６５Ｄに負極性電圧が与えられることを防止できる。

電流制御回路９１は、フォトカプラ９３を介してＰＷＭ制御回路６５のＰＷＭポート６５Ｃに接続されている。電流制御回路９１は、このＰＷＭポート６５Ｃから出力されるＰＷＭ信号Ｓ４に応じてトランジスタ９５のベース電位を変更することで、トランジスタ９５に流れる電流（本発明の「シャント回路に流れる電流」の一例 以下、「シャント電流ＩＲ１」という）の電流レベル、換言すれば、トランジスタ９５の抵抗値（シャント抵抗値）を調整する。ＰＷＭ制御回路６５は、上記検出信号Ｓ３に基づき、第１クリーニング電圧Ｖ１が、設定された目標レベル（以下、「第１目標レベル」という）になるように上記ＰＷＭ信号Ｓ４のデューティ比を適宜変更して、定電圧制御を実行する。

（各電流経路と検出抵抗の位置について）
図３には、印加回路６３に流れる各電流の電流経路が示されている。上記シャント電流ＩＲ１は、クリーニングローラ５１と回収ローラ５３との間の経路を通ってシャント回路６９に戻る。上記ベルト２７に流れる電流（以下、「ベルト電流ＩＲ２」という）は、バックアップローラ５５、ベルト２７、クリーニングローラ５１、回収ローラ５３及びトランス７７を通ってグランドラインに流れる。即ち、クリーニングローラ５１と回収ローラ５３との間の経路には、シャント電流ＩＲ１とベルト電流ＩＲ２とを合算した電流（本発明の「第１クリーニング部材あるいはクリーニング部材に流れる電流」の一例 以下、「合算電流ＩＲ」という）が流れる。

フィードバック抵抗Ｒ３、Ｒ４を流れるフィードバック電流ＩＦＢ１は、トランス７７を通ってグランドラインに流れる。また、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れるフィードバック電流ＩＦＢ２も、やはりトランス７７を通ってグランドラインに流れる。そして、図２、図３に示すように、バックアップローラ５５とグランドラインとの間に検出抵抗Ｒ５が設けられており、この端子電圧に応じた検出信号Ｓ５がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｅに与えられる。後述するように、ＰＷＭ制御回路６５は、この検出抵抗Ｒ５によって上記合算電流ＩＲを検出することができる。

（クリーニングローラの抵抗値検出について）
例えばクリーニングローラ５１が劣化したり、損傷したりして当該クリーニングローラ５１の抵抗値が小さくなると、ベルト電流ＩＲ２が増大する。ベルト２７は、一定の電流以上の過電流（例えば１００μＡ）が流れると、穴が開くなど、破損のおそれがあるため、上記クリーニングローラ５１の抵抗値が所定の下限値を下回っているかどうかを判定する必要がある。

一方、例えばクリーニングローラ５１に多量のトナーＴが残存したりして当該クリーニングローラ５１の抵抗値が大きくなると、クリーニングローラ５１と回収ローラ５３との間に過少な電流しか流れなくなる。そうすると、ベルト２７上のトナーＴを十分に除去できないなど、クリーニング不良が生じるおそれがあるため、上記クリーニングローラ５１の抵抗値が所定の上限値を上回っているかどうかを判定する必要がある。

なお、回収ローラ５３も、劣化、損傷、トナーＴの残存などが生じることがあり、これに伴って抵抗値が変動し得る。しかし、本実施形態の場合、回収ローラ５３は、金属製であるので、発泡材からなるクリーニングローラ５１に比べて劣化や、トナーＴの残存等が生じにくく、抵抗値の変動が小さい。このため、本実施形態では、クリーニングローラ５１及び回収ローラ５３の抵抗値が異常なレベルに変動した場合は、クリーニングローラ５１に劣化等が生じたと判定する。また、クリーニングローラ５１及び回収ローラ５３の抵抗値は、厳密には、クリーニングローラ５１の軸部材５１Ａと回収ローラ５３との間の抵抗値であるが、これはクリーニングローラ５１自身の抵抗値とほぼ同じであるとみなせる。従って、以下、この抵抗値を「クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣ」ということがある。

クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣは、第１クリーニング電圧Ｖ１レベルと、第２クリーニング電圧Ｖ２レベルと、上記合算電流ＩＲレベルとから求めることができる。ＰＷＭ制御回路６５は、シャント回路６９からの上記検出信号Ｓ３に基づき第１クリーニング電圧Ｖ１レベルを取得し、電圧生成回路６７からの上記検出信号Ｓ２に基づき第２クリーニング電圧Ｖ２を取得し、検出抵抗Ｒ５からの上記検出信号Ｓ５に基づき合算電流ＩＲレベルを取得することができる。

（ＰＷＭ制御回路の処理内容）
ＰＷＭ制御回路６５は、「電圧制御モード」と「検出モード」とを実行可能に構成されている。電圧制御モードでは、第１クリーニング電圧Ｖ１が第１目標レベル（第１初期目標レベル、第１最終目標レベル）に、第２クリーニング電圧Ｖ２が第２目標レベル（第２初期目標レベル、第２最終目標レベル）になるように、定電圧制御を実行する。一方、検出モードでは、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣを検出して、当該クリーニングローラ５１の劣化・損傷やクリーニング不良の有無を判定する。

図４は、ＰＷＭ制御回路６５が実行する制御処理を示すフローチャートである。このとき、ＰＷＭ制御回路６５は「制御部、検出部、切替部」として機能する。プリンタ１に電源が投入されると、ＰＷＭ制御回路６５は、上記制御処理を実行する。まずＳ１０１では、第１目標レベルを第１初期目標レベル（−１０００Ｖ）に設定し、第２目標レベルを第２初期目標レベル（−１４００Ｖ）に設定し、電圧制御モードを開始する。第１初期目標レベルは、第１最終目標レベルよりも絶対値が小さい負極性レベルであり、第２初期目標レベルは、第２最終目標レベルよりも絶対値が小さい負極性レベルである。このように構成することにより、電源投入時に例えばクリーニングローラ５１が劣化等していた場合でも、ベルト２７に過大なベルト電流ＩＲ２が流れることを抑制することができる。

ここで、電圧制御モードの実行中は、図３から分かるように、クリーニングローラ５１にはシャント電流ＩＲ１とベルト電流ＩＲ２とが流れるのに対し、検出抵抗Ｒ５にはベルト電流ＩＲ２しか流れない。このため、電圧制御モードの実行中に、検出抵抗Ｒ５の端子電圧（以下、「検出電圧ＶＤ」という）レベルに基づき、クリーニングローラ５１に流れる電流（上記合算電流ＩＲ）、ひいてはクリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣを正確に検出することはできない。しかし、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣが変化すれば、検出電圧ＶＤレベルも当然に変化する。従って、検出電圧ＶＤレベルに基づき、クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じるおそれがあるかどうかを、大雑把に判定することが可能である。

そこで、Ｓ１０３では、電圧制御モードを続行しつつ、検出信号Ｓ５に基づき検出電圧ＶＤレベルを取得する。そして、Ｓ１０５で、この検出電圧ＶＤレベルが、第１基準範囲（下限値ＴＨ１min、上限値ＴＨ１max 本発明の「基準レベル」の一例）内にあるかどうかを判定する。なお、この第１基準範囲は、次のようにして求めることができる。クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じた状態で、第１初期目標レベル及び第２初期目標レベルで電圧制御モードを実行し、検出電圧ＶＤレベルをサンプリングする実験を行い、その実験結果から、クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じないような範囲として上記第１基準範囲を求める。そして、求められた第１基準範囲が図示しないＲＯＭ等の記憶装置に記憶され、ＰＷＭ制御回路６５がＳ１０５を実行する際に第１基準範囲が用いられる。

検出電圧ＶＤレベルが第１基準範囲内であれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じる危険性は小さいとみなせる。このため、Ｓ１０７に進み、第１目標レベルを第１最終目標レベルに変更し、第２目標レベルを第２最終目標レベルに変更し、電圧制御モードを続行する。これによりクリーニング機構１３はベルト２７上のトナーＴをクリーニング可能になる。そして、Ｓ１０９で画像形成処理を許可し、図４に示す制御処理を終了する。つまり、外部から画像データが入力されれば、当該画像データについて画像形成処理を実行する。

一方、検出電圧ＶＤレベルが第１基準範囲外であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣを正確に検出するために、電圧制御モードを停止し、検出モードに移行する。まず、Ｓ１１１でシャント回路６９のトランジスタ９５をオフにする。これにより、トランジスタ９５の抵抗値（シャント抵抗値）が、電圧制御モード時よりも極めて大きくなり、その結果、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣとトランジスタ９５の抵抗値との合成抵抗値を、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣとほぼ同じ値としてみることができるようになる。即ち、検出抵抗Ｒ５に流れる電流（ベルト電流ＩＲ２）とクリーニングローラ５１に流れる合算電流ＩＲが、ほぼ同レベルであるとみなすことができる。

そこで、ＰＷＭ制御回路６５は、Ｓ１１３で、検出電圧ＶＤレベルを取得し、当該検出電圧ＶＤレベル及び検出抵抗Ｒ５の抵抗値に基づき、クリーニングローラ５１に流れる電流レベルを算出する。また、検出信号Ｓ２、Ｓ３に基づき、第１クリーニング電圧Ｖ１及び第２クリーニング電圧Ｖ２のレベルを取得する。そして、上記電流レベル（合算電流ＩＲ 本発明の「検出電流レベル」の一例）、第１クリーニング電圧Ｖ１及び第２クリーニング電圧Ｖ２のレベルに基づき、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣを算出する。

次に、Ｓ１１５で、上記抵抗値ＲＣが第２基準範囲（下限値ＴＨ２min、上限値ＴＨ２max）内にあるかどうかを判定する。なお、この第２基準範囲は、次のようにして求めることができる。クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じたときのクリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣをサンプリングする実験を行い、その実験結果から、クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じないような範囲として上記第２基準範囲を求める。そして、求められた第２基準範囲が図示しないＲＯＭ等の記憶装置に記憶され、ＰＷＭ制御回路６５がＳ１１５を実行する際に第２基準範囲が用いられる。なお、本実施形態では、正常時のクリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣは約１０〜２０［MΩ］であり、このレベルに対して１ケタ以上異なるレベルを、第２基準範囲外としている。

抵抗値ＲＣが第２基準範囲内であれば（Ｓ１1５：ＹＥＳ）、クリーニングローラ５１の劣化・損傷や、クリーニング不良が生じていないとみなせる。このため、上記Ｓ１０５でＹＥＳの場合と同様、Ｓ１０７、Ｓ１０９へ進む。

一方、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣが下限値ＴＨ２minを下回る場合には、クリーニングローラ５１の劣化・損傷が生じているおそれがあるとみなせる。また、抵抗値ＲＣが上限値ＴＨ２maxを上回る場合にはクリーニング不良が生じているおそれがあるとみなせる。そこで、このように抵抗値ＲＣが第２基準範囲外の場合（Ｓ１１５：ＮＯ）は、Ｓ１１７で、例えばクリーニングローラ５１の劣化・損傷やクリーニング不良が生じていることをユーザに警告する処理を行う。この警告は、例えば、プリンタ１に接続された、ユーザのコンピュータ（図示せず）に対してデータ通信により通知してもよいし、プリンタ１が有する表示装置や発音装置によってユーザに通知するようにしてもよい。

そして、Ｓ１１９で、印加回路６３の電圧出力を停止し、画像形成処理を許可することなく、図４に示す制御処理を終了する。これにより、クリーニングローラ５１の劣化・損傷によりベルト２７に過電流が流れたり、クリーニング不良が生じたりすることを抑制できる。

（本実施形態の効果）
図３に示すように、トランス７７の２次側巻線７７Ｂとグランドラインとの間（図３の符号Ｘの位置）には、ベルト電流ＩＲ２だけでなく、フィードバック抵抗Ｒ１〜Ｒ４に流れるフィードバック電流ＩＦＢ１，ＩＦＢ２も流れ込む。一方、クリーニングローラ５１には、フィードバック電流ＩＦＢ１，ＩＦＢ２は流れない。従って、仮に従来の電流検出機構と同様、検出抵抗Ｒ５を上記Ｘ位置に接続すると、クリーニングローラ５１に流れる合算電流ＩＲレベルを正確に検出できない。

これに対して、本実施形態では、検出抵抗Ｒ５を、バックアップローラ５５とグランドラインとの間に接続した。即ち、検出抵抗Ｒ５を、フィードバック電流ＩＦＢ１，ＩＦＢ２が流れる電流経路とは異なる電流経路に接続した。これにより、フィードバック電流ＩＦＢ１，ＩＦＢ２による影響が抑制され、クリーニングローラ５１に流れる合算電流ＩＲレベル、ひいては抵抗値ＲＣの検出精度を向上させることができる。

また、電圧制御モードの実行中に、検出電圧ＶＤレベルと第１基準範囲とを比較し、その比較結果に応じて、クリーニングローラ５１の劣化・損傷やクリーニング不良の危険度、即ち、検出モードを実行する必要性があるかどうかを判定できる。このため、検出モードに無闇に移行することなく、電圧制御モードを続行できると共に、ＰＷＭ制御回路６５の処理負担を軽減できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
（１）上記実施形態では、抵抗値ＲＣが下限値ＴＨ２minを下回る場合に印加回路６３の電圧出力を停止して（Ｓ１１９）、第１クリーニング電圧V１及び第２クリーニング電圧Ｖ２をゼロにしたが、本発明はこれに限られない。少なくとも第２クリーニング電圧Ｖ２を、その絶対値が小さくなるようにすれば、ベルト電流ＩＲ２が減少しベルト２７の損傷を抑制或いは軽減できる。

（２）また、上記実施形態では、抵抗値ＲＣが上限値ＴＨ２maxを上回る場合にも印加回路６３の電圧出力を停止（Ｓ１１９）したが、本発明はこれに限られない。例えば第１目標レベル及び第２目標レベルを、第１最終目標レベル及び第２最終目標レベルよりも絶対値が更に大きいレベルに設定しつつＳ１０７にて電圧制御モードに移行するようにしてもよい。これによりクリーニング不良が改善することが期待できる。

（３）上記実施形態では、クリーニングローラ５１の抵抗値ＲＣを算出したが、本発明はこれに限られない。例えば、クリーニングローラ５１に流れる合算電流ＩＲレベルを検出し、この検出電流レベルに基づきベルト２７に過電流が流れるかどうかや、過少な電流しか流れていないか、を判定する構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、検出モード時にシャント回路６９のトランジスタ９５をオフにしたが、本発明はこれに限られない。トランジスタ９５をオフにしないようにしてもよい。この構成でも、検出抵抗Ｒ５の配置により従来の電流検出機構に比べて、クリーニングローラ５１に流れる合算電流ＩＲレベルの検出精度を向上させることができる。

（５）上記実施形態では、図４に示す制御処理を、プリンタ１の電源投入時に実行したが、本発明はこれに限られない。例えば、クリーニングローラ５１の回転数が規定回数に達したことや、画像形成したシート材の枚数が規定枚数に達したことなど、所定の条件を満した場合に実行する構成であってもよい。

（６）上記実施形態では、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２を利用して第２クリーニング電圧Ｖ２をモニタする構成であったが、本発明はこれに限られない。例えばトランス７７の一次側に補助巻線を設けて、この補助巻線の負担電圧や、２次巻線７７Ｂとの巻数比に基づき第２クリーニング電圧Ｖ２をモニタする構成であってもよい。

（７）上記実施形態では、電圧生成回路６７は、トランス７７を備えて高電圧を出力する構成であったが、例えば、チャージポンプ回路を備える構成であってもよい。要するに、高電圧を出力できる電源回路であればよい。

（８）上記実施形態では、ベルト２７をクリーニングするクリーニング機構１３を例に挙げて説明したが、本発明は、例えば転写後、感光体３９上に残存したトナーをクリーニングするクリーニング機構にも適用することができる。この場合、感光体３９の表面部材が本発明の「被クリーニング体」の一例であり、感光体３９の回転軸が本発明の「バックアップ部材」の一例となる。要するに、被クリーニング体上の付着物を電気的に吸引するクリーニング機構であれば、本発明を適用することができる。

（９）上記実施形態では、クリーニング機構１３は、負極性のクリーニング電圧を利用する構成であったが、例えばトナーが負帯電性であれば、正極性のクリーニング電圧を利用する構成になる。このような構成でも本発明を適用することができる。

（１０）上記実施形態のプリンタ１は、複数色のトナーを有するカラープリンタであったが、１色のトナーのみを有する単色（例えばモノクロ）プリンタであってもよい。また、プリンタ１は、複数の発光素子を発光制御することにより感光体３９を露光する露光装置４３を備える構成であったが、例えばレーザ光によって露光するレーザプリンタであってもよい。要するに、電子写真方式の画像形成装置であればよい。

本発明の一実施形態に係るプリンタの概略断面図 クリーニング機構の構成図 クリーニング機構への印加電圧を生成する部分の構成図 ＰＷＭ制御回路が実行する制御処理を示すフローチャート

１・・・プリンタ（画像形成装置）
２７・・・ベルト（被クリーニング体）
５１・・・クリーニングローラ（第１クリーニング部材）
５３・・・回収ローラ（第２クリーニング部材）
５５・・・バックアップローラ（バックアップ部材）
６５・・・ＰＷＭ制御回路（制御部、検出部、切替部）
６７・・・電圧生成回路
６９・・・シャント回路
ＩＲ・・・合算電流（クリーニング部材に流れる電流）
Ｒ３，Ｒ４・・・フィードバック抵抗
Ｒ５・・・検出抵抗
Ｖ１・・・第１クリーニング電圧
Ｖ２・・・第２クリーニング電圧

Claims (5)

1. 被クリーニング体と、
   前記被クリーニング体の付着物をクリーニングするための第１クリーニング部材と、
   前記第１クリーニング部材の付着物をクリーニングするための第２クリーニング部材と、
   前記第１クリーニング部材との間で前記被クリーニング体を挟むように配置され、且つ、前記第１クリーニング部材と基準電位ラインとの間に電気的に接続されるバックアップ部材と、
   前記第２クリーニング部材に印加する第２クリーニング電圧を生成する電圧生成回路と、
   前記電圧生成回路の出力側と前記第１クリーニング部材との間に電気的に接続される電流調整素子を有するシャント回路と、
   前記シャント回路から前記第１クリーニング部材に印加される第１クリーニング電圧を検出するためのフィードバック抵抗と、
   前記シャント回路に流れる電流レベルを、前記フィードバック抵抗の端子電圧に基づき変更することにより、前記第１クリーニング電圧を制御する制御部と、
   前記バックアップ部材と前記基準電位ラインとの間に電気的に接続される検出抵抗と、
   前記検出抵抗の抵抗値、及び、前記制御部により前記電流調整素子をオフして前記シャント回路に電流が流れていないときにおける前記検出抵抗の端子電圧に基づき、前記第１クリーニング部材に流れる電流レベルを検出する検出部と、を備える画像形成装置。
2. 被クリーニング体と、
   前記被クリーニング体の付着物をクリーニングするための第１クリーニング部材と、
   前記第１クリーニング部材の付着物をクリーニングするための第２クリーニング部材と、
   前記第１クリーニング部材との間で前記被クリーニング体を挟むように配置され、且つ、前記第１クリーニング部材と基準電位ラインとの間に電気的に接続されるバックアップ部材と、
   前記第２クリーニング部材に印加する第２クリーニング電圧を生成する電圧生成回路と、
   前記電圧生成回路の出力側と前記第１クリーニング部材との間に電気的に接続されるシャント回路と、
   前記シャント回路から前記第１クリーニング部材に印加される第１クリーニング電圧を検出するためのフィードバック抵抗と、
   前記シャント回路に流れる電流レベルを、前記フィードバック抵抗の端子電圧に基づき変更することにより、前記第１クリーニング電圧を制御する制御部と、
   前記バックアップ部材と前記基準電位ラインとの間に電気的に接続される検出抵抗と、
   前記検出抵抗の抵抗値及び前記検出抵抗の端子電圧に基づき、前記検出抵抗に流れる電流レベルを、当該検出抵抗に流れる電流レベルと前記シャント回路に流れる電流レベルとの合算値である前記第１クリーニング部材に流れる電流レベルとして検出する検出部と、
   前記制御部による前記第１クリーニング電圧の制御を実行する電圧制御モードと、前記検出部による電流検出を実行する検出モードとを切り替える切替部を備え、
   前記制御部は、前記検出モード時には、前記シャント回路に流れる電流レベルを、前記電圧制御モード時よりも小さい値に保持する画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記切替部は、前記電圧制御モード時に、前記検出抵抗の端子電圧が基準範囲内にあるかどうかを判定し、前記基準範囲外であれば前記検出モードに切り替える、画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記検出部により検出された検出電流レベルと、前記第１クリーニング電圧と、前記第２クリーニング電圧とに基づき算出した前記第１クリーニング部材及び前記第２クリーニング部材の負荷抵抗値が下限値を下回る場合に、前記第２クリーニング電圧を減少させる、画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記検出部により検出された検出電流レベルと、前記第１クリーニング電圧と、前記第２クリーニング電圧とに基づき算出した前記第１クリーニング部材及び前記第２クリーニング部材の負荷抵抗値が上限値を上回る場合に、前記第２クリーニング電圧を増加させる、画像形成装置。

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