JP6869785B2

JP6869785B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収手段と、用紙に光を照射して用紙を介した光を受光する光検知手段を有する画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収ローラを備えているものがある。特許文献１の画像形成装置では、紙粉回収ローラを帯電させ用紙と接触させることで、用紙に付着した紙粉を回収している。

また、特許文献２には、用紙に光を照射して用紙の表面画像を撮像することにより、用紙の種類を判別するための光センサを有する画像形成装置が記載されている。光センサはガラス等によって形成された透明なカバー部材に覆われており、このカバー部材を介して用紙の表面画像を撮像している。また、用紙はこのカバー部材に沿って搬送されるため、カバー部材は用紙のガイド部材としても機能する。

特開２０１０−２２２１０７号公報特開２０１４−１１４１３１号公報

ここで、上記の紙粉回収ローラと光センサの両方を備えた画像形成装置においては、以下の課題が生じる。

紙粉回収ローラと接触して紙粉が回収された用紙は、紙粉回収ローラと同じ極性に帯電される。そして、その帯電された用紙が光センサへと搬送されると、用紙がガイド部材と接触して擦れることによって、ガイド部材が用紙と同じ極性に帯電されてしまう。印刷動作が終了してこの状態が長い時間続くと、画像形成装置内を浮遊する塵埃等がガイド部材に吸着される。その結果、光センサの検知精度が低下するおそれがある。

本発明は、紙粉回収手段と光検知手段を有する画像形成装置において、光検知手段の検知精度の低下を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、電圧が印加されることで用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収手段と、前記紙粉回収手段よりも用紙の搬送方向において下流側に設けられ、用紙に光を照射して用紙を介した光を受光する光検知手段と、搬送される用紙と接触して前記用紙をガイドするガイド部材であって、前記光検知手段から用紙へと向かう光または用紙から前記光検知手段へと向かう光の少なくともいずれか一方が透過するガイド部材と、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えて、前記紙粉回収手段を介して帯電された用紙を前記ガイド部材へと搬送させる制御手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成の対象である１枚の用紙が前記紙粉回収手段を通過している間に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、紙粉回収手段と光検知手段を有する画像形成装置において、光検知手段の検知精度の低下を抑制することが可能となる。

レーザビームプリンタの構成を示す図である。光センサの構成を示す図である。実施例１における紙粉回収ローラの配置及び概略構成を説明する図である。実施例１における紙粉回収ローラの動作タイミングを示すグラフである。実施例１における光センサの動作タイミングを示すグラフである。実施例２における紙粉回収ローラの配置及び概略構成を説明する図である。実施例２における紙粉回収ローラの動作タイミングを示すグラフである。実施例３における紙粉回収ローラの動作タイミングを示すグラフである。

［実施例１］
本実施例では、画像形成装置として電子写真方式のレーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００と表記する）を示す。図１は、プリンタ１００の構成を示す図である。

プリンタ１００は、給紙カセット１５と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のステーションに対応した感光ドラム１、帯電ローラ２、レーザスキャナ１１、現像器８、一次転写ローラ４を備えている。さらに、プリンタ１００は、中間転写ベルト２４、中間転写ベルト２４を駆動する駆動ローラ２３、張架ローラ１３、二次転写ローラ２５、二次転写対向ローラ２６、定着器２１、そしてこれらの部材を制御する制御部１０（ＣＰＵ）を備えている。なお、特定の色に対応する部材の説明を行う場合を除き、以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの符号は省略する。

感光ドラム１は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が塗布された感光体であり、不図示のモータの駆動力を受けて図１の矢印方向に回転する。制御部１０が画像信号を受け取り、画像形成を開始すると、給紙ローラ１９が給紙カセット１５に載置されている用紙Ｐを給紙する。給紙ローラ１９により給紙された用紙Ｐは、搬送ローラ１７を介し、高圧バイアス生成部８０より高圧バイアス（電圧）が印加されている紙粉回収ローラ１８ａへと搬送される。中間転写ベルト２４に形成されるトナー像とタイミングを合わせるため、紙粉回収ローラ１８ａはレジストレーションローラ１８ｂと共に形成するニップ部において用紙Ｐを挟持し、用紙Ｐの搬送を一旦停止させた後、待機する。

本実施例においては、レジストレーションローラ１８ｂに対向する位置に、用紙Ｐに付着した紙粉を回収する紙粉回収ローラ１８ａを配置している。このように構成することで、レジストレーションローラ対と紙粉回収ローラ対をそれぞれ独立して配置する構成に比べて、コストダウンや小型化を図ることができる。また、本実施例において、用紙Ｐの幅方向における紙粉回収ローラ１８ａの長さは、用紙Ｐの表面全体をカバーできるように最大通紙サイズの用紙Ｐの幅よりも長く設定されている。しかし、これに限定されない。給紙ローラ１９などが用紙Ｐと接触する幅方向における中央部は特に紙粉が付着しやすいことから、紙粉回収ローラ１８ａの長さは用紙Ｐの幅よりも短く、この中央部に対応する長さに設定されていてもよい。

帯電ローラ２は感光ドラム１の表面を一定の電位に帯電する。制御部１０は、受け取った画像信号に応じて、レーザスキャナ１１からレーザ光を照射させ、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。現像器８は静電潜像をトナーによって可視化する。現像器８には現像スリーブ５が設けられており、静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。各色のステーションにおいて、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像器８の作用により単色トナー像として現像される。なお、各色のステーションにおける感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器８は、プリンタ１００の装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ３１として一体化されている。

中間転写ベルト２４は、各色の感光ドラム１に接触しており、図１の矢印方向に各色の感光ドラム１の回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は、一次転写ローラ４に印加された一次転写バイアスの作用により順次、中間転写ベルト２４へ転写され、多色トナー像となる。その後、中間転写ベルト２４に形成された多色トナー像は、二次転写ローラ２５と二次転写対向ローラ２６によって形成される二次転写ニップ部に搬送される。これと同時に、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって挟持された状態で待機していた用紙Ｐが、中間転写ベルト２４の多色トナー像の先端と同期を取りながら二次転写ニップ部へと搬送される。そして、中間転写ベルト２４の多色トナー像が二次転写ローラ２５に印加された二次転写バイアスの作用により、用紙Ｐへ一括転写される。

定着器２１は、用紙Ｐを搬送させながら、多色トナー像を用紙Ｐに溶融定着させるものであり、用紙Ｐを加熱する定着ローラ２１ａと用紙Ｐを定着ローラ２１ａに対して圧接させる加圧ローラ２１ｂを備えている。定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂは中空状に形成され、それぞれヒータ２１ａｈ、２１ｂｈが内蔵されている。多色トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂによって形成される定着ニップ部において搬送されるとともに、熱および圧力が加えられることで、トナー像が用紙Ｐの表面に定着される。トナー像が定着された後の用紙Ｐは、排紙ローラ２０によって排紙トレイ１６へと排紙され、画像形成動作が終了する。このような一連の画像形成動作は制御部１０によって制御される。

また、クリーニングブレード２８は、用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト２４に残ったトナーをクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとして廃トナー容器２９に蓄えられる。手差しトレイ３２は給紙カセット１５とは異なる用紙Ｐの給紙口であり、手差しトレイ３２に載置された用紙Ｐは手差し給紙ローラ３３によって給紙される。手差しトレイ３２から給紙される用紙Ｐの搬送路と、給紙カセット１５から給紙される用紙Ｐの搬送路は、用紙Ｐの搬送方向において紙粉回収ローラ１８ａよりも上流側の位置で合流する。

図１のプリンタ１００において、光センサ５０は紙粉回収ローラ１８ａよりも用紙Ｐの搬送方向において下流側に配置されている。光センサ５０は給紙カセット１５または手差しトレイ３２から搬送された用紙Ｐの表面状態を反映した情報を検知することが可能である。また、用紙Ｐの搬送路を挟んで光センサ５０と対向する位置には、ローラ形状の従動コロ５１が配置されている。従動コロ５１（回転部材）は、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって搬送される用紙Ｐによって従動して回転する。これにより、光センサ５０における用紙Ｐの搬送を円滑に行い、用紙Ｐの搬送ばたつきを抑制することができる。用紙Ｐの搬送ばたつきが抑制されることで、光センサ５０は用紙Ｐの表面状態を反映した情報を精度良く検知することができる。

光センサ５０による用紙Ｐの検知動作は、用紙Ｐの先端が光センサ５０を通過してから二次転写ローラ２５へ到達する直前までの期間において行われる。制御部１０は、光センサ５０によって検知された用紙Ｐの表面状態に基づいて、用紙Ｐの種類（平滑紙、普通紙、ラフ紙など）を判別する。そして、制御部１０は用紙Ｐの種類に対応して画像形成条件を変更する。つまり、制御部１０は光センサ５０の検知結果に基づいて画像形成条件を変更する。画像形成条件とは具体的には、用紙Ｐの搬送速度、二次転写ローラ２５に印加される転写バイアス、定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂのヒータ２１ａｈ、２１ｂｈによる定着温度などが挙げられる。なお、本実施例ではヒータ２１ａｈ、２１ｂｈと複数のヒータを用いて説明しているが、１つのヒータを用いて定着器２１を構成してもよい。

光センサ５０を図１の位置に配置する理由を説明する。まず、給紙カセット１５や手差しトレイ３２などの各給紙口に光センサ５０をそれぞれ設けると、コストアップとなるため、本実施例においては各給紙口からの搬送路が合流する位置以降に光センサ５０を配置している。これにより、給紙カセット１５から給紙される用紙Ｐと手差しトレイ３２から給紙される用紙Ｐを１つの光センサ５０によって検知することができる。また、各給紙口からの搬送路が合流する位置から紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部までの範囲に光センサ５０を配置すると、用紙Ｐの搬送ばたつきが大きく、光センサ５０の検知精度が低下してしまう。従って、本実施例においては、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂにより用紙Ｐがしっかりとニップされ、安定して搬送されている状態において用紙Ｐが検知されるように、光センサ５０を図１の位置に配置している。

図２を用いて光センサ５０の構成について説明する。図２（ａ）は光センサ５０の断面図であり、用紙Ｐの搬送方向とは直交する方向（用紙Ｐの幅方向）から光センサ５０を見た図を示している。図２（ｂ）は光センサ５０の上面図であり、用紙Ｐの表面に対して垂直な方向から光センサ５０を見た図を示している。なお、図２（ｂ）においては、光源等の位置を分かり易くするために上部のフタを一部透視図として示している。

まず、図２（ａ）に示す通り、光センサ５０は基板４５に設置されたチップＬＥＤ４１（照射部）を光源として、折り返し反射部４８を介した光路４６に沿ってカバー部材５２の内側に光を照射する。カバー部材５２は、用紙Ｐと接触して用紙Ｐをガイドすると共に、光センサ５０の内部への塵埃の侵入を防止する透明な部材（材質としては透明なアクリルないしはガラス等）である。カバー部材５２の内側から照射された光は、カバー部材５２を透過し、用紙Ｐの表面に対して１０°乃至１５°程度の浅い角度で用紙Ｐに照射される。

用紙Ｐの表面で乱反射した光は集光素子（ロッドレンズアレイ）４２で集光され、基板４５に設置された撮像素子（ＣＭＯＳラインセンサ）４３によって用紙Ｐの表面画像として撮像される。また、カバー部材５２の表面及び用紙Ｐの表面で正反射した光は、光トラップ部４７へ入射し、光トラップ部４７の中で自己減衰される。これにより、撮像素子４３への迷光を防止することができる。さらに、従動コロ５１は用紙Ｐの搬送性を向上させるとともに、用紙Ｐの搬送ばたつきを抑制している。従動コロ５１はカバー部材５２とニップ部を形成し、そのニップ部で用紙Ｐを挟持しながら用紙Ｐに対して従動回転する。このように、カバー部材５２は用紙Ｐと接触して用紙Ｐをガイドするガイド部材としても機能する。

図３を用いて、紙粉回収ローラ１８ａに高圧バイアスを印加するためのバイアス回路構成について説明する。所定の極性の高圧バイアスが印加されることで、紙粉回収ローラ１８ａは接触している用紙Ｐから所定の極性とは反対の極性の紙粉を回収することができる。紙粉回収ローラ１８ａの外周部には、紙粉回収部７０と紙粉掻き取り部７１が設置されている。紙粉回収ローラ１８ａで回収された紙粉は紙粉掻き取り部７１により掻き取られ、紙粉回収部７０へ蓄積される。紙粉回収ローラ１８ａには高圧バイアス生成部８０が接続されており、高圧バイアス生成部８０により生成された高圧バイアスが印加されるように構成されている。高圧バイアス生成部８０は正負の極性の異なる２つの高圧バイアス回路８２、８３（出力回路）から高圧バイアスを生成することが可能であり、高圧バイアス切り換え部８１によって出力する高圧バイアスの極性を切り換える。高圧バイアス切り換え部８１や、高圧バイアス回路８２、８３は、制御部１０から通知される制御信号によって制御される。

図４を用いて、紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加タイミングについて説明する。図４のグラフ１段目は、図１で説明したプリンタ１００の印刷状況、グラフ２段目は紙粉回収ローラ１８ａの回転状況、グラフ３段目は用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過しているか否かを示している。さらに、グラフ４段目は高圧バイアス切り換え部８１の切り換え状況、グラフ５段目及び６段目は各極性の高圧バイアス回路８２、８３の動作状況、グラフ７段目は紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加状況を示している。

それでは時間（ｔ）に沿って各タイミングを説明する。まず、制御部１０はタイミングＴ１で印刷動作を開始する。次のタイミングＴ２で、制御部１０は不図示のモータの駆動を開始させ、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転を開始させる。これと同時に、制御部１０からの制御信号により負極性の高圧バイアス回路８２がＯＮとなり、負極性の高圧バイアスが立ち上がる。また、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部８１がＯＦＦの位置から負極性の高圧バイアス側に切り換わる。

タイミングＴ３は給紙ローラ１９によって給紙された用紙Ｐの先端が、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部に到達したタイミングを示す。タイミングＴ４では制御部１０からの制御信号により正極性の高圧バイアス回路８３がＯＮとなり、正極性の高圧バイアスが立ち上がる。その後、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を用紙Ｐが通過中のタイミングＴ５で、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部８１が正極性の高圧バイアス側に切り換わる。次のタイミングＴ６で、制御部１０は負極性の高圧バイアス回路８２をＯＦＦとし、負極性バイアスの出力を止める。

その後、タイミングＴ７は、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を用紙Ｐの後端が抜けたタイミングを示している。タイミングＴ８で制御部１０からの制御信号により不図示のモータの駆動が停止し、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転が停止する。そして、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部８１がＯＦＦの位置へと切り換わる。次のタイミングＴ９で、制御部１０は正極性の高圧バイアス回路８３をＯＦＦとし、正極性バイアスの出力を止める。用紙Ｐには画像が形成され、タイミングＴ１０は印刷動作が終了したことを示している。

以上説明した通り、本実施例においてはタイミングＴ２から負極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加され、タイミングＴ５から正極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加される。用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過する期間はタイミングＴ３からタイミングＴ７までなので、制御部１０は１枚の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過している間に高圧バイアスの極性を切り換えている。

ここで、紙粉回収ローラ１８ａに印加する高圧バイアスの極性を切り換えるタイミングＴ５においては、一時的に紙粉回収ローラ１８ａによる紙粉の回収能力が低下する。そのため、高圧バイアスの極性を切り換えるタイミングＴ５は、用紙Ｐの表面において、給紙ローラ１９が用紙Ｐと接触していた位置が紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を抜けたタイミング以降に設定すると良い。これは上述した通り、用紙Ｐの表面において、特に紙粉が付着しやすい位置は給紙ローラ１９が用紙Ｐと接触する位置であるためである。

なお、本実施例においては、制御部１０からの制御信号により正負極性の高圧バイアス回路８２及び８３は異なるタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったが、同じタイミングで高圧バイアス回路８２及び８３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行ってもよい。また、本実施例において、高圧バイアス切り換え部８１はＯＦＦ位置を含む３極の位置に切り換え可能であると説明したが、ＯＦＦ位置を持たない正極性側もしくは負極性側のみの２極であってもよい。また、正負極性の高圧バイアスを重畳出来る回路構成の場合には、高圧バイアス切り換え部８１の代用として機能させることも可能である。

次に、図５を用いて、光センサ５０のカバー部材５２の帯電状況について説明する。図５のグラフ１段目は、用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過しているか否かを示している。グラフ２段目は用紙Ｐが光センサ５０を通過しているか否かを示している。グラフ３段目は光センサ５０が用紙Ｐを検知しているか否かを示している。グラフ４段目はカバー部材５２の帯電状況を示している。

それでは時間（ｔ’）に沿って各タイミングを説明する。まず、タイミングＴ１’は、用紙Ｐの先端が紙粉回収ローラ１８ａに到達したタイミングである。次のタイミングＴ２’は、用紙Ｐの先端が光センサ５０の検知範囲に到達したタイミングである。つまり、用紙Ｐの先端がカバー部材５２と接触したタイミングである。その後、タイミングＴ３’からタイミングＴ４’の間に、光センサ５０は搬送中の用紙Ｐの検知、すなわち用紙Ｐの表面画像の撮像を行う。

タイミングＴ５’は、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を用紙Ｐの後端が通過したタイミングである。タイミングＴ６’は、用紙Ｐの帯電極性の異なる部分が光センサの検知範囲に到達したタイミングである。つまり、用紙Ｐの帯電極性の異なる部分がカバー部材５２と接触したタイミングである。タイミングＴ７’は、用紙Ｐの後端が光センサ５０の検知範囲を通過したタイミングである。なお、タイミングＴ５’とＴ６’は、紙粉回収ローラ１８ａと光センサ５０の距離によって、順番が逆転しても問題はない。

図５に記載されている通り、紙粉回収ローラ１８ａによって帯電された用紙Ｐが光センサ５０を通過する際に、カバー部材５２と用紙Ｐが接触して擦れることによってカバー部材５２は帯電される。しかし、紙粉回収ローラ１８ａへの印加バイアスの極性を制御し、用紙Ｐの表面に両極性の帯電分布を持たせることにより、搬送中の用紙Ｐによりカバー部材５２への帯電強度を除電もしくは抑制することができる。これにより、プリンタ１００内を浮遊する塵埃等がカバー部材５２に吸着されることを防ぎ、光センサ５０の検知精度が低下することを抑制できる。

以上より、本実施例によれば、紙粉回収手段と光検知手段を有する画像形成装置において、光検知手段の検知精度の低下を抑制することが可能となる。

［実施例２］
実施例１の高圧バイアス生成部８０は、極性の異なる２つの高圧バイアス回路８２、８３を有し、その２つの回路から出力される高圧バイアスを切り換えることで、紙粉回収ローラ１８ａに印加するバイアスの極性を切り換えていた。本実施例では、紙粉回収ローラ１８ａと接触して紙粉回収ローラ１８ａを摩擦帯電させる帯電部材と１つの高圧バイアス回路を用いて、紙粉回収ローラ１８ａに印加するバイアスの極性を切り換える構成について説明する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。

図６を用いて、本実施例における紙粉回収ローラ１８ａに高圧バイアスを印加するためのバイアス回路構成について説明する。紙粉回収ローラ１８ａの外周部には、紙粉回収部９０とセルフ帯電部９１が設置されている。紙粉回収ローラ１８ａで回収された紙粉はセルフ帯電部９１により掻き取られ、紙粉回収部９０へ蓄積される。セルフ帯電部９１は実施例１の紙粉掻き取り部７１とは異なり、紙粉を掻き取りつつ紙粉回収ローラ１８ａと接触して、紙粉回収ローラ１８ａを負極性に摩擦帯電させる。負極性に摩擦帯電させるために、本実施例においてはセルフ帯電部９１の材質としてポリエステルを採用する。なお、これに類する特性を持つ材質であれば他の材質であってもよい。

さらに紙粉回収ローラ１８ａの外周部には、セルフ帯電部９１の下流に導電ブラシ９２が設置されている。これは紙粉回収ローラ１８ａの表面を、任意のタイミングで正極性へ再帯電させるためのものであり、高圧バイアス生成部９３から生成された高圧バイアスを紙粉回収ローラ１８ａに印加できるよう接続されている。高圧バイアス生成部９３は正極性の高圧バイアス回路９４から高圧バイアスを生成することが可能であり、高圧バイアス切り換え部９５によって高圧バイアス回路９４を紙粉回収ローラ１８ａに対して接続または遮断するよう切り換える。高圧バイアス切り換え部９５や、高圧バイアス回路９４は、制御部１０から通知される制御信号によって制御される。

なお、本実施例において高圧バイアス回路９４は正極性バイアスを印加しない場合には、紙粉回収ローラ１８ａの表面の帯電を阻害しない目的で、絶縁と導通を切り換え可能な構成としている。しかしながら、高抵抗等を介して十分な正極性の高圧バイアスを印加できる機構を有する場合は、高圧バイアス切り換え部９５はなくてもよい。

図７を用いて、本実施例における紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加タイミングについて説明する。図７のグラフ１段目は、図１で説明したプリンタ１００の印刷状況、グラフ２段目は紙粉回収ローラ１８の回転状況、グラフ３段目は用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過しているか否かを示している。さらに、グラフ４段目は高圧バイアス切り換え部９５の切り換え状況、グラフ５段目は正極性の高圧バイアス回路９４の動作状況、グラフ６段目は紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加状況を示している。

それでは時間（ｔ２）に沿って各タイミングを説明する。まず、制御部１０はタイミングＴ１で印刷動作を開始する。次のタイミングＴ２で、制御部１０は不図示のモータの駆動を開始させ、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転を開始させる。これと同時に、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部９５がＯＦＦの位置に切り換わり、負極性セルフバイアスが立ち上がる。

タイミングＴ３は給紙ローラ１９によって給紙された用紙Ｐの先端が、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部に到達したタイミングを示す。タイミングＴ４では制御部１０からの制御信号により正極性の高圧バイアス回路９４がＯＮとなり、正極性の高圧バイアスが立ち上がる。その後、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を用紙Ｐが通過中のタイミングＴ５で、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部９５が正極性の高圧バイアス側に切り換わる。

タイミングＴ６は、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を用紙Ｐの後端が抜けたタイミングを示している。同じタイミングで、制御部１０は正極性の高圧バイアス回路９４をＯＦＦとし、正極性バイアスの出力を止める。その後のタイミングＴ７で制御部１０からの制御信号により不図示のモータの駆動が停止し、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転が停止する。用紙Ｐには画像が形成され、タイミングＴ８は印刷動作が終了したことを示している。

以上説明した通り、本実施例においてはタイミングＴ２から負極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加され、タイミングＴ５から正極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加される。用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過する期間はタイミングＴ３からタイミングＴ６までなので、制御部１０は１枚の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過している間に高圧バイアスの極性を切り換えている。

実施例１と同様に、紙粉回収ローラ１８ａによって帯電された用紙Ｐが光センサ５０を通過する際に、カバー部材５２と用紙Ｐが接触して擦れることによってカバー部材５２は帯電される。しかし、紙粉回収ローラ１８ａへの印加バイアスの極性を制御し、用紙Ｐの表面に両極性の帯電分布を持たせることにより、搬送中の用紙Ｐによりカバー部材５２への帯電強度を除電もしくは抑制することができる。これにより、プリンタ１００内を浮遊する塵埃等がカバー部材５２に吸着されることを防ぎ、光センサ５０の検知精度が低下することを抑制できる。

以上より、本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、高圧バイアスを印加するための回路構成を簡素化することができるという効果がある。

［実施例３］
実施例１や実施例２では１枚の用紙Ｐを対象としたバイアス切り換え制御について説明したが、本実施例では２枚以上の用紙Ｐを対象としたバイアス切り換え制御について説明する。主な部分の説明は実施例２と同様であり、ここでは実施例２と異なる部分のみを説明する。

図８を用いて、本実施例における紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加タイミングについて説明する。図８のグラフ１段目は、図１で説明したプリンタ１００の印刷状況、グラフ２段目は紙粉回収ローラ１８の回転状況、グラフ３段目は用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過しているか否かを示している。さらに、グラフ４段目は高圧バイアス切り換え部９５の切り換え状況、グラフ５段目は正極性の高圧バイアス回路９４の動作状況、グラフ６段目は紙粉回収ローラ１８ａへの高圧バイアスの印加状況を示している。また、図８では４枚の連続印刷の場合を説明する。

それでは時間（ｔ３）に沿って各タイミングを説明する。まず、制御部１０はタイミングＴ１で印刷動作を開始する。次のタイミングＴ２で、制御部１０は不図示のモータの駆動を開始させ、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転を開始させる。これと同時に、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部９５がＯＦＦの位置に切り換わり、負極性セルフバイアスが立ち上がる。

タイミングＴ３は給紙ローラ１９によって給紙された１枚目の用紙Ｐの先端が、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部に到達したタイミングを示す。次のタイミングＴ４は１枚目の用紙Ｐの後端が、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部を通過したタイミングを示す。タイミングＴ５は給紙ローラ１９によって給紙された２枚目の用紙Ｐの先端が、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂによって形成されるニップ部に到達したタイミングを示す。

同様に連続印刷が行われ、最後の４枚目の用紙Ｐの搬送中に、タイミングＴ６で制御部１０からの制御信号により正極性の高圧バイアス回路９４がＯＮとなり、正極性の高圧バイアスが立ち上がる。その後、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を４枚目の用紙Ｐが通過中のタイミングＴ７で、制御部１０からの制御信号により高圧バイアス切り換え部９５が正極性の高圧バイアス側に切り換わる。

タイミングＴ８は、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの間を４枚目の用紙Ｐの後端が抜けたタイミングを示している。タイミングＴ９で制御部１０は正極性の高圧バイアス回路９４をＯＦＦとし、正極性バイアスの出力を止める。同時に制御部１０からの制御信号により不図示のモータの駆動が停止し、紙粉回収ローラ１８ａとレジストレーションローラ１８ｂの回転が停止する。４枚目の用紙Ｐには画像が形成され、タイミングＴ１０は印刷動作が終了したことを示している。

以上説明した通り、本実施例においてはタイミングＴ２から負極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加され、タイミングＴ７から正極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加される。制御部１０は、１枚目から３枚目の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過する間は高圧バイアスの極性を切り換えず、４枚目の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過している間に高圧バイアスの極性を切り換えている。

つまり、紙粉回収ローラ１８ａによって帯電された１枚目から３枚目の用紙Ｐが光センサ５０を通過する際に、カバー部材５２と１枚目から３枚目の用紙Ｐがそれぞれ接触して擦れることによってカバー部材５２は帯電される。しかし、紙粉回収ローラ１８ａへの印加バイアスの極性を制御し、４枚目の用紙Ｐの表面に両極性の帯電分布を持たせることにより、搬送中の４枚目の用紙Ｐによりカバー部材５２への帯電強度を除電もしくは抑制することができる。これにより、プリンタ１００内を浮遊する塵埃等がカバー部材５２に吸着されることを防ぎ、光センサ５０の検知精度が低下することを抑制できる。

以上より、本実施例によれば、実施例２に比べて高圧バイアスを切り換える回数が少なく済むため、切り換え制御を簡素化できるという効果がある。

なお、本実施例では、４枚目の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過している間に高圧バイアスの極性を切り換える制御について説明したが、これに限定されない。例えば、４枚目の用紙Ｐの先端が紙粉回収ローラ１８ａに到達する直前で高圧バイアスの極性を切り換えてもよい。この場合、４枚目の用紙Ｐは全体的に正極性に帯電される。

また、本実施例では、連続印刷を行う場合の最後の用紙Ｐを対象としたバイアス切り換え制御を説明したが、最後の用紙Ｐでなくてもよい。例えば３枚目の用紙Ｐが紙粉回収ローラ１８ａを通過している間に高圧バイアスの極性を切り換えてもよい。

また、本実施例では図６に記載された実施例２のバイアス回路構成を例に説明を行ったが、図３に記載された実施例１のバイアス回路構成で同様の制御を行ってもよい。

上記の実施例１乃至３においては、紙粉回収ローラ１８ａを負極性に帯電させた状態から正極性に帯電させた状態に切り換えていたが、この順番は逆でもよい。負極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加されると、正極性の紙粉が回収され、正極性の高圧バイアスが紙粉回収ローラ１８ａに印加されると、負極性の紙粉が回収されることになるが、極性の違いによる紙粉の回収能力に差はないためである。

また、上記の実施例１乃至３においては、画像形成の対象である用紙Ｐを搬送中にバイアスを切り換える制御について説明したが、これに限定されない。例えば、画像形成が終了した後に、画像形成の対象でない用紙Ｐを給紙して、バイアスを切り換える制御を行ってもよい。つまり、この画像形成の対象でない用紙Ｐによってカバー部材５２を除電するようにしてもよい。この時、画像形成の対象でない用紙Ｐには画像を形成することなく白紙の状態で排紙してもよいし、画像形成の対象でない旨のメッセージを印刷した状態で排紙してもよい。

また、上記の実施例１乃至３において、光センサ５０は用紙Ｐの表面画像を撮像するセンサとして説明したが、これに限定されない。用紙Ｐからの反射光量を受光して、用紙Ｐの表面状態を検知するセンサであってもよい。用紙Ｐの透過光を画像として撮像する、もしくは用紙Ｐの透過光量を受光して、用紙Ｐの厚みを検知するセンサであってもよい。

なお、透過光検知タイプの光センサ５０の場合は、チップＬＥＤ４１などの照射部から用紙Ｐへと向かう光または用紙Ｐから撮像素子４３などの撮像部、受光部へと向かう光の少なくともいずれか一方がカバー部材５２を透過する構成となっているとする。

また、上記の実施例１乃至３において、光センサ５０は用紙Ｐの種類を判別するために用いられる、いわゆるメディアセンサであったが、光センサ５０としてはこれに限定されない。例えば、光センサ５０は用紙Ｐからの反射光を受光することで、センサからの用紙Ｐの距離、すなわち用紙Ｐのループ量を検知するための測距センサであってもよい。制御部１０は、測距センサによって検知された用紙Ｐのループ量に基づいて、用紙Ｐの搬送速度（画像形成条件）を制御する。これにより、ローラ間で用紙Ｐに過大なループが形成されることを防ぐことができる。

１０制御部
１８ａ紙粉回収ローラ
５０光センサ
５２カバー部材

Claims

電圧が印加されることで用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収手段と、
前記紙粉回収手段よりも用紙の搬送方向において下流側に設けられ、用紙に光を照射して用紙を介した光を受光する光検知手段と、
搬送される用紙と接触して前記用紙をガイドするガイド部材であって、前記光検知手段から用紙へと向かう光または用紙から前記光検知手段へと向かう光の少なくともいずれか一方が透過するガイド部材と、
前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えて、前記紙粉回収手段を介して帯電された用紙を前記ガイド部材へと搬送させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成の対象である１枚の用紙が前記紙粉回収手段を通過している間に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする画像形成装置。
２枚以上の用紙に連続して画像を形成する場合、前記制御手段は、第１の用紙が前記紙粉回収手段を通過している間に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えず、前記第１の用紙の後に搬送される第２の用紙が前記紙粉回収手段を通過している間に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
電圧が印加されることで用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収手段と、
前記紙粉回収手段よりも用紙の搬送方向において下流側に設けられ、用紙に光を照射して用紙を介した光を受光する光検知手段と、
搬送される用紙と接触して前記用紙をガイドするガイド部材であって、前記光検知手段から用紙へと向かう光または用紙から前記光検知手段へと向かう光の少なくともいずれか一方が透過するガイド部材と、
前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えて、前記紙粉回収手段を介して帯電された用紙を前記ガイド部材へと搬送させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、２枚以上の用紙に連続して画像を形成する場合、第１の用紙が前記紙粉回収手段を通過している間に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えず、前記第１の用紙の後に搬送される第２の用紙の先端が前記紙粉回収手段に到達する前に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする画像形成装置。
前記第２の用紙は、連続して画像が形成される２枚以上の用紙のうち最後に画像が形成される用紙であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
電圧が印加されることで用紙に付着した紙粉を回収する紙粉回収手段と、
前記紙粉回収手段よりも用紙の搬送方向において下流側に設けられ、用紙に光を照射して用紙を介した光を受光する光検知手段と、
搬送される用紙と接触して前記用紙をガイドするガイド部材であって、前記光検知手段から用紙へと向かう光または用紙から前記光検知手段へと向かう光の少なくともいずれか一方が透過するガイド部材と、
前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えて、前記紙粉回収手段を介して帯電された用紙を前記ガイド部材へと搬送させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、用紙への画像形成が終了した後、画像形成の対象でない用紙を前記紙粉回収手段へと搬送させ、画像形成の対象でない前記用紙が前記紙粉回収手段を通過している間または画像形成の対象でない前記用紙の先端が前記紙粉回収手段に到達する前に、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする画像形成装置。
正極性のバイアスを出力する第１の出力回路と、
負極性のバイアスを出力する第２の出力回路と、
前記第１の出力回路と前記第２の出力回路のいずれか一方を前記紙粉回収手段と接続させる切り換え部と、を有し、
前記制御手段は前記切り換え部を制御することにより、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
回転する前記紙粉回収手段と接触することで、前記紙粉回収手段を所定の極性に摩擦帯電させる帯電部材と、
前記所定の極性とは反対の極性のバイアスを出力する出力回路と、
前記出力回路を前記紙粉回収手段に対して接続または遮断する切り換え部と、を有し、
前記制御手段は前記切り換え部を制御することにより、前記紙粉回収手段に印加される電圧の極性を切り換えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において用紙を挟持しつつ回転する回転部材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材は、ガラス又は透明なアクリルによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記光検知手段は、用紙に光を照射する照射部と、前記用紙で反射した光を表面画像として撮像する撮像部を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記光検知手段の検知結果に基づいて、用紙の搬送速度、用紙にトナー像を転写する際の転写バイアス、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着する際の定着温度の少なくともいずれか一つを変更することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。