画像形成装置
【課題】像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】中間転写ベルト１１は、帯電したトナー画像を担持する。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１に対向するように設けられている。電圧印加部３２は、２次転写ローラ１４にバイアス電圧を印加する。制御部３０は、２次転写ローラ１４に付着したトナーを除去する際に、２次転写ローラ１４に対してバイアス電圧Ｖ１を印加させた後にバイアス電圧Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有している。バイアス電圧Ｖ２は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、バイアス電圧Ｖ１の逆の極性を有している。
【解決手段】中間転写ベルト１１は、帯電したトナー画像を担持する。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１に対向するように設けられている。電圧印加部３２は、２次転写ローラ１４にバイアス電圧を印加する。制御部３０は、２次転写ローラ１４に付着したトナーを除去する際に、２次転写ローラ１４に対してバイアス電圧Ｖ１を印加させた後にバイアス電圧Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有している。バイアス電圧Ｖ２は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、バイアス電圧Ｖ１の逆の極性を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、トナーにより画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置としては、例えば、特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。以下に、特許文献１に記載の画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図８は、特許文献１に記載の画像形成装置５００の構成図である。
【０００３】
画像形成装置５００は、像担持体５０２、転写部材５０４及びバイアス印加手段５０６を備えている。像担持体５０２は、トナー像を静電的に担持する。転写部材５０４は、像担持体５０２に当接して、転写バイアスを印加する。バイアス印加手段５０６は、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異なるバイアス電流を転写部材５０４に順次印加する。そして、バイアス印加手段５０６は、トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性でありかつ同極性電流の絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加する。これにより、転写部材５０４に付着しているトナーを像担持体５０２上に逆転写してクリーニングすることができ、記録紙の裏汚れを防止できる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置５００では、転写部材５０４に付着しているトナーを十分に除去できない。より詳細には、バイアス印加手段５０６は、トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性でありかつ同極性電流の絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加する。よって、同極性電流の大きさが小さい場合には、同極性電流の印加後に転写部材５０４にトナーが残留してしまう。この状態で、同極性電流よりも大きな絶対値を有する逆極性電流が印加されると、トナーが転写部材５０４に引き付けられて、大量のトナーが転写部材５０４に残留してしまう。
【０００５】
一方、同極性電流の大きさが大きい場合には、同極性電流によって、放電が発生する。放電により転写部材５０４近傍の空気が分解されると、トナーと同極性の同極性イオンとトナーと逆極性の逆極性イオンが発生する。そして、同極性電流によって、逆極性イオンが転写部材５０４に引き付けられ、逆極性イオンによりトナーの極性が反転する。この後、同極性電流よりも大きな絶対値を有する逆極性電流が印加されると、極性が反転したトナーの極性が放電によって再び反転する。その結果、トナーは、逆極性電流により転写部材５０４に引き付けられて残留してしまう。以上のように、特許文献１に記載の画像形成装置５００では、転写部材５０４に付着しているトナーを十分に除去することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向するように設けられている対向部材と、前記対向部材にバイアスを印加する印加手段と、前記対向部材に付着したトナーを除去する際に、該対向部材に対して第１のバイアスを印加させた後に第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御する制御手段と、を備えており、前記第１のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも大きな絶対値を有し、前記第２のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、前記第１のバイアスの逆の極性を有していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】２次転写ローラに印加されるバイアス電圧の波形を示したグラフである。
【図３】２次転写ローラのクリーニングが行われる際に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図４】２次転写ローラに付着しているトナーの帯電量とトナーの出現頻度との関係を示したグラフである。
【図５】変形例に係るバイアス電圧の波形を示したグラフである。
【図６】第１の変形例に係る動作時に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図７】第２の変形例に係る動作時に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図８】特許文献１に記載の画像形成装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【００１２】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙（印刷媒体）に画像を形成する機能を有し、図１ないし図３に示すように、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙トレイ２１、制御部３０、電圧印加部３２及びセンサ（検知手段）３４を備えている。
【００１３】
制御部３０は、画像形成装置１全体の動作を制御し、ＣＰＵにより実現される。給紙部１５は、用紙Ｐを１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含む。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙Ｐが複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された紙を１枚ずつ取り出す。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙Ｐに２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙Ｐを搬送する。
【００１４】
印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙Ｐにトナー画像を形成し、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト（像担持体）１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ（対向部材・転写部材）１４及びクリーニング装置１８を含んでいる。また、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）、クリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）及びイレーサ１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）を含んでいる。
【００１５】
帯電器５は、感光体ドラム４の周面を帯電させる。露光装置６は、制御部３０の制御により、レーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。すなわち、帯電器５及び露光装置６は、感光体ドラム４の周面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての役割を果たしている。
【００１６】
現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、図１に示すように、現像ローラ７２（７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋ）、供給ローラ７４（７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋ）、撹拌ローラ７６（７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃ，７６Ｋ）及び収容部７８（７８Ｙ，７８Ｍ，７８Ｃ，７８Ｋ）を備えている。図１では、図面が煩雑になることを防止するために、現像装置７Ｙの現像ローラ７２Ｙ、供給ローラ７４Ｙ、撹拌ローラ７６Ｙ及び収容部７８Ｙのみ参照符号を付してある。
【００１７】
収容部７８は、現像装置７の本体を構成しており、トナーを収容していると共に、現像ローラ７２、供給ローラ７４及び撹拌ローラ７６を格納している。撹拌ローラ７６は、収容部７８内のトナーを撹拌して負に帯電させる。供給ローラ７４は、負に帯電しているトナーを現像ローラ７２に供給する。現像ローラ７２は、感光体ドラム４にトナーを付与する。具体的には、感光体ドラム４と現像ローラ７２との間に現像電界を形成するための負の現像バイアス電圧が現像ローラ７２に対して印加されている。トナーは、負に帯電しているので、現像電界による影響を受けて、現像ローラ７２から感光体ドラム４へと移動する。そして、感光体ドラム４には、静電潜像が形成されているので、静電潜像に基づいてトナーが感光体ドラム４に付着する。これにより、静電潜像に基づいたトナー画像が感光体ドラム４に現像される。
【００１８】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されており、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、１次転写電圧を印加されることにより、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する役割を果たす。イレーサ１０は、感光体ドラム４の周面の電荷を除去する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。よって、中間転写ベルト１１は、負に帯電しているトナー画像を担持しながら搬送する像担持体として機能している。
【００１９】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向（接触）し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙Ｐに対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。より詳細には、駆動ローラ１２は接地電位に保たれている。また、中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２に接触しているので、接地電位に近い正の電位に保たれている。そして、電圧印加部３２は、２次転写ローラ１４の電位が駆動ローラ１２及び中間転写ベルト１１の電位よりも高くなるように、２次転写ローラ１４に対して正の転写電圧を印加している。トナー画像は、負に帯電しているので、駆動ローラ１２と２次転写ローラ１４との間に発生している電界によって、中間転写ベルト１１から用紙Ｐに対して転写される。
【００２０】
センサ３４は、２次転写ローラ１４の周面に対向するように設けられ、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量（トナー濃度）を検知する。
【００２１】
クリーニング装置１８は、用紙Ｐへのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。
【００２２】
トナー画像が２次転写された用紙Ｐは、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙Ｐに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙Ｐに定着させる。排紙トレイ２１には、印刷済みの用紙Ｐが載置される。
【００２３】
（２次転写ローラのクリーニング）
画像形成装置１では、中間転写ベルト１１に付着しているトナーが２次転写ローラ１４に付着することがある。２次転写ローラ１４に対するトナーの付着は、用紙Ｐの裏面が汚れる原因となる。そのため、２次転写ローラ１４を定期的にクリーニングする必要がある。以下に、２次転写ローラ１４のクリーニングについて図面を参照しながら説明する。図２は、２次転写ローラ１４に印加されるバイアス電圧の波形を示したグラフである。縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。なお、図２に示すバイアス電圧をパターン１と称す。
【００２４】
２次転写ローラ１４のクリーニング時（すなわち、２次転写ローラ１４に付着したトナーを除去する際）には、制御部３０は、２次転写ローラ１４に対して、図２に示すバイアス電圧Ｖ１を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ１は、中間転写ベルト１１の電位よりも２次転写ローラ１４の電位の方が低くなる負の電圧である。すなわち、バイアス電圧Ｖ１は、トナーの電荷と同じ極性を有している。更に、バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有する電圧である。２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧は、４００Ｖ〜５００Ｖである。そこで、本実施形態では、バイアス電圧Ｖ１は、−２ｋＶに設定されている。なお、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ１を印加させる。
【００２５】
２次転写ローラ１４上の大半のトナーは、負に帯電している。そのため、負のバイアス電圧Ｖ１が印加されると、中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４へと電界が発生し、負に帯電しているトナーは、電界により２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動する。
【００２６】
更に、バイアス電圧Ｖ１が印加されると、２次転写ローラ１４から空気中へと放電が発生する。放電により、空気が正イオンと負イオンとに分離する。そして、正イオンは、中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４へと発生している電界により、２次転写ローラ１４へと引き付けられる。この正イオンにより、トナーは、正に帯電するようになる。よって、正に帯電しているトナーは、バイアス電圧Ｖ１が印加されても、２次転写ローラ１４上に残留する。
【００２７】
そこで、制御部３０は、図２に示すように、２次転写ローラ１４に対して、バイアス電圧Ｖ１を印加させた後にバイアス電圧Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ２は、中間転写ベルト１１の電位よりも２次転写ローラ１４の電位の方が高くなる正の電圧である。すなわち、バイアス電圧Ｖ２は、バイアス電圧Ｖ１と異なる極性を有していると共に、トナーの電荷と逆の極性を有している。更に、バイアス電圧Ｖ２は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有する電圧である。そこで、本実施形態では、バイアス電圧Ｖ２は、＋４００Ｖに設定されている。なお、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ２を印加させる。
【００２８】
バイアス電圧Ｖ１の印加後に２次転写ローラ１４上に残留しているトナーは、正に帯電している。そのため、正のバイアス電圧Ｖ２が印加されると、２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと電界が発生し、正に帯電しているトナーは、電界により２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動する。
【００２９】
更に、バイアス電圧Ｖ２が印加されても、２次転写ローラ１４から空気中へと放電が発生しないので、正に帯電しているトナーが、放電により負に帯電することがない。よって、バイアス電圧Ｖ２の印加後には、２次転写ローラ１４上には、トナーが殆ど残留しない。以上で、２次転写ローラ１４のクリーニングについての説明を終了する。
【００３０】
（画像形成装置の動作）
次に、画像形成装置１の動作について説明する。図３は、２次転写ローラ１４のクリーニングが行われる際に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００３１】
本処理は、所定枚数の用紙に印刷が完了した後、ジャムが発生した後、又は、安定化動作を実行した後に行われる。まず、制御部３０は、センサ３４により２次転写ローラ１４のトナー濃度を検知する（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、制御部３０は、ステップＳ１にて検知したトナー濃度が所定のトナー濃度よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部３０は、センサ３４の検知結果に基づいて、２次転写ローラ１４のクリーニングの要否を判定している。よって、所定のトナー濃度とは、用紙Ｐの裏面に視認できる程度の汚れが付着するトナー濃度である。トナー濃度が大きい場合には、本処理はステップＳ３に進む。トナー濃度が大きくない場合には、本処理は終了する。
【００３３】
トナー濃度が大きい場合には、制御部３０は、２次転写ローラ１４のクリーニングを行う。２次転写ローラ１４のクリーニングの詳細については、既に説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。この後、本処理は終了する。
【００３４】
（効果）
以上のように構成された画像形成装置１によれば、２次転写ローラ１４に付着しているトナーを除去できる。図４は、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの帯電量とトナーの出現頻度との関係を示したグラフである。縦軸は出現頻度を示し、横軸は帯電量を示している。なお、図４のグラフは、ホソカワミクロン社のＥ−ｓｐａｒｔアナライザを用いて得た。
【００３５】
図４に示すように、２次転写ローラ１４に付着している大半のトナーは、負に帯電している。ただし、２次転写ローラ１４に付着しているトナーには、正に帯電しているトナー、及び、図４の斜線に示すようにわずかにしか帯電していないトナーも存在している。特に、図４の斜線に示すようにわずかにしか帯電していないトナーは、２次転写ローラ１４に小さな負のバイアス電圧を印加しても、弱いクーロン力しか受けないために、中間転写ベルト１１に殆ど移動しない。
【００３６】
そこで、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４に対して、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有している負のバイアス電圧Ｖ１を印加している。このように、非常に大きなバイアス電圧Ｖ１が２次転写ローラ１４に印加されることにより、負に帯電しているトナーに加えて、わずかにしか帯電していないトナーも、２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動するようになる。
【００３７】
更に、バイアス電圧Ｖ１が２次転写ローラ１４に印加されると、放電により、負に帯電しているトナーが正に帯電するようになる。これにより、２次転写ローラ１４上には、正に帯電しているトナーが残留するようになる。そこで、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有している正のバイアス電圧Ｖ２を印加している。これにより、２次転写ローラ１４上に残留している正に帯電しているトナーが中間転写ベルト１１へと移動するようになる。以上のように、バイアス電圧Ｖ１の印加により、負に帯電しているトナー及びわずかにしか帯電していないトナーを２次転写ローラ１４から除去し、バイアス電圧Ｖ２の印加により、バイアス電圧Ｖ１により発生した正に帯電しているトナーを２次転写ローラ１４から除去している。これにより、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４に付着しているトナーを除去することが可能である。
【００３８】
また、画像形成装置１では、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２が印加される期間はそれぞれ、２次転写ローラ１４が一回転する期間と等しい。これにより、画像形成装置１は、２次転写ローラ１４の周面全体から負に帯電しているトナー及びわずかにしか帯電していないトナーが除去された後に、２次転写ローラ１４の周面全体から正に帯電しているトナーが除去されるようになる。その結果、２次転写ローラ１４の周面全体がクリーニングされるようになる。
【００３９】
また、画像形成装置１では、制御部３０は、センサ３４の検知結果に基づいて、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御している。これにより、画像形成装置１において、不要なクリーニングが行われなくなり、消費電力が低減される。
【００４０】
（バイアス電圧の変形例）
以下に、２次転写ローラ１４に印加されるバイアス電圧の変形例について図面を参照しながら説明する。図５は、変形例に係るバイアス電圧の波形を示したグラフである。縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。なお、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示すバイアス電圧をそれぞれパターン２ないしパターン４と称す。
【００４１】
図５（ａ）に示すパターン２のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧が印加された後、＋２ｋＶのバイアス電圧が印加され、最後に、−４００Ｖのバイアス電圧が印加されている。この場合、＋２ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、−４００ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。このように、画像形成装置１は、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を印加する前に、バイアス電圧を更に印加してもよい。また、バイアス電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２とは異なる極性を有していればよく、いずれか一方が正の電圧であり、いずれか他方が負の電圧であればよい。以上のように、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることにより、２次転写ローラ１４上のトナーをより確実に除去することが可能となる。
【００４２】
図５（ｂ）に示すパターン３のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧と＋２ｋＶのバイアス電圧とが２回ずつ交互に印加された後に、−４００Ｖのバイアス電圧と＋４００Ｖのバイアス電圧とが交互に１回ずつ印加されている。この場合、２回目に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、１回目に印加されている−４００Ｖのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。また、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ３とし、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている−２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ４とする。このように、制御部３０は、バイアス電圧Ｖ１を印加させる前に、２次転写ローラ１４に対して異なる極性を有するバイアス電圧Ｖ３，Ｖ４を交互に印加させるように、電圧印加部３２を制御してもよい。このとき、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ３，Ｖ４を印加させる。以上のように、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることにより、２次転写ローラ１４上のトナーをより確実に除去することが可能となる。
【００４３】
図５（ｃ）に示すパターン４のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧と＋２ｋＶのバイアス電圧とが１回ずつ交互に印加された後に、−１．５ｋＶのバイアス電圧と＋１．５ｋＶのバイアス電圧とが１回ずつ交互に印加され、−４００Ｖのバイアス電圧と＋４００Ｖのバイアス電圧とが交互に１回ずつ印加されている。この場合、＋１．５ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、−４００Ｖのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。また、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ３とし、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている−２ｋＶのバイアス電圧及び−１．５ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ４とする。このように、バイアス電圧は、時間の経過に伴ってその絶対値が小さくなるように設定されてもよい。
【００４４】
ここで、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧が印加されたときにおける２次転写ローラ１４のクリーニングの効果について説明する。本願発明者は、図２及び図５に示すパターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて、２次転写ローラ１４のクリーニングを行って、クリーニング効果を評価した。表１は、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて２次転写ローラ１４のクリーニングを行った際のクリーニング効果を示した表である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１において、×は、視認できる程度のトナーが２次転写ローラ１４に付着していることを示し、△は、トナーが２次転写ローラ１４にわずかに付着しているが、使用上問題ない程度であることを示し、○は、トナーが２次転写ローラ１４に殆ど付着していないことを示し、◎は、トナーが２次転写ローラ１４に全く付着していないことを示している。
【００４７】
表１に示すように、パターン３のバイアス電圧及びパターン４のバイアス電圧の方が、パターン１のバイアス電圧及びパターン２のバイアス電圧よりも良好なクリーニング効果を得ることができた。以上の結果より、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることが望ましいことが分かる。
【００４８】
（バイアス電圧Ｖ１について）
前記実施形態において、バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有する電圧であるとした。そこで、本願発明者は、バイアス電圧Ｖ１として好ましい範囲を求めるために実験を行った。
【００４９】
より詳細には、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて、クリーニングを行って、クリーニング効果を評価した。この際、バイアス電圧Ｖ１の絶対値を１．０ｋＶ、１．５ｋＶ、２．０ｋＶに変化させた。表２は、実験結果を示した表である。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２に示すように、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が１．０ｋＶである場合には、好ましいクリーニング効果を得ることができなかった。一方、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が１．５ｋＶ、２．０ｋＶである場合には、好ましいクリーニング効果を得ることができた。よって、バイアス電圧Ｖ１の絶対値は、１．５ｋＶ以上２．０ｋＶ以下であることが好ましい。
【００５２】
（画像形成装置の動作の変形例）
次に、画像形成装置１の動作の第１の変形例について説明する。図６は、第１の変形例に係る動作時に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００５３】
図６に示すように、制御部３０は、ステップＳ３を実行した後に、ステップＳ１に戻ってもよい。これにより、２次転写ローラ１４のトナーが除去されるまでクリーニングが繰り返されるようになる。
【００５４】
次に、画像形成装置１の動作の第２の変形例について説明する。図７は、第２の変形例に係る動作時に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００５５】
図７に示すように、制御部３０は、ステップＳ２を実行した後に、センサ３４が検知したトナー濃度に基づいて、表３に示すテーブルを用いて、バイアス電圧Ｖ１を決定する（ステップＳ４）。表３は、トナー濃度とバイアス電圧Ｖ１との関係を示したテーブルであり、図示しない記憶部に記憶されている。
【００５６】
【表３】
【００５７】
表３に示すように、トナー濃度が大きくなれば、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が大きくなっている。これにより、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量が多くなれば、大きな絶対値を有するバイアス電圧Ｖ１により、クリーニングが行われるようになる。これにより、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量が少ない場合に、不必要に絶対値の大きなバイアス電圧Ｖ１が用いられなくなる。その結果、画像形成装置１において、消費電力が低減される。
【００５８】
なお、画像形成装置１において、バイアス電圧が印加されるのは、２次転写ローラ１４に限らない。バイアス電圧は、中間転写ベルト１１に対向（接触）し、トナーが付着する部材であればよい。よって、中間転写ベルト１１のクリーニング装置１８であってもよい。
【００５９】
更に、像担持体は、中間転写ベルト１１に限らない。画像形成装置１が感光体ドラム４から用紙Ｐに対して直接にトナー画像を転写する場合には、像担持体は感光体ドラム４である。像担持体が感光体ドラム４である場合には、バイアス電圧は、例えば、感光体ドラム４を帯電させる帯電器５であってもよい。
【００６０】
なお、制御部３０は、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の代わりに、バイアス電流Ｉ１，Ｉ２を電圧印加部に印加させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる点において優れている。
【符号の説明】
【００６２】
１ 画像形成装置
２ 印刷部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 感光体ドラム
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 帯電器
１１ 中間転写ベルト
１４ ２次転写ローラ
１８ クリーニング装置
３０ 制御部
３２ 電圧印加部
３４ センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、トナーにより画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置としては、例えば、特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。以下に、特許文献１に記載の画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図８は、特許文献１に記載の画像形成装置５００の構成図である。
【０００３】
画像形成装置５００は、像担持体５０２、転写部材５０４及びバイアス印加手段５０６を備えている。像担持体５０２は、トナー像を静電的に担持する。転写部材５０４は、像担持体５０２に当接して、転写バイアスを印加する。バイアス印加手段５０６は、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異なるバイアス電流を転写部材５０４に順次印加する。そして、バイアス印加手段５０６は、トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性でありかつ同極性電流の絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加する。これにより、転写部材５０４に付着しているトナーを像担持体５０２上に逆転写してクリーニングすることができ、記録紙の裏汚れを防止できる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置５００では、転写部材５０４に付着しているトナーを十分に除去できない。より詳細には、バイアス印加手段５０６は、トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性でありかつ同極性電流の絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加する。よって、同極性電流の大きさが小さい場合には、同極性電流の印加後に転写部材５０４にトナーが残留してしまう。この状態で、同極性電流よりも大きな絶対値を有する逆極性電流が印加されると、トナーが転写部材５０４に引き付けられて、大量のトナーが転写部材５０４に残留してしまう。
【０００５】
一方、同極性電流の大きさが大きい場合には、同極性電流によって、放電が発生する。放電により転写部材５０４近傍の空気が分解されると、トナーと同極性の同極性イオンとトナーと逆極性の逆極性イオンが発生する。そして、同極性電流によって、逆極性イオンが転写部材５０４に引き付けられ、逆極性イオンによりトナーの極性が反転する。この後、同極性電流よりも大きな絶対値を有する逆極性電流が印加されると、極性が反転したトナーの極性が放電によって再び反転する。その結果、トナーは、逆極性電流により転写部材５０４に引き付けられて残留してしまう。以上のように、特許文献１に記載の画像形成装置５００では、転写部材５０４に付着しているトナーを十分に除去することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向するように設けられている対向部材と、前記対向部材にバイアスを印加する印加手段と、前記対向部材に付着したトナーを除去する際に、該対向部材に対して第１のバイアスを印加させた後に第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御する制御手段と、を備えており、前記第１のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも大きな絶対値を有し、前記第２のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、前記第１のバイアスの逆の極性を有していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】２次転写ローラに印加されるバイアス電圧の波形を示したグラフである。
【図３】２次転写ローラのクリーニングが行われる際に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図４】２次転写ローラに付着しているトナーの帯電量とトナーの出現頻度との関係を示したグラフである。
【図５】変形例に係るバイアス電圧の波形を示したグラフである。
【図６】第１の変形例に係る動作時に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図７】第２の変形例に係る動作時に、制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図８】特許文献１に記載の画像形成装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【００１２】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙（印刷媒体）に画像を形成する機能を有し、図１ないし図３に示すように、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙トレイ２１、制御部３０、電圧印加部３２及びセンサ（検知手段）３４を備えている。
【００１３】
制御部３０は、画像形成装置１全体の動作を制御し、ＣＰＵにより実現される。給紙部１５は、用紙Ｐを１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含む。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙Ｐが複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された紙を１枚ずつ取り出す。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙Ｐに２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙Ｐを搬送する。
【００１４】
印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙Ｐにトナー画像を形成し、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト（像担持体）１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ（対向部材・転写部材）１４及びクリーニング装置１８を含んでいる。また、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）、クリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）及びイレーサ１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）を含んでいる。
【００１５】
帯電器５は、感光体ドラム４の周面を帯電させる。露光装置６は、制御部３０の制御により、レーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。すなわち、帯電器５及び露光装置６は、感光体ドラム４の周面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての役割を果たしている。
【００１６】
現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、図１に示すように、現像ローラ７２（７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋ）、供給ローラ７４（７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋ）、撹拌ローラ７６（７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃ，７６Ｋ）及び収容部７８（７８Ｙ，７８Ｍ，７８Ｃ，７８Ｋ）を備えている。図１では、図面が煩雑になることを防止するために、現像装置７Ｙの現像ローラ７２Ｙ、供給ローラ７４Ｙ、撹拌ローラ７６Ｙ及び収容部７８Ｙのみ参照符号を付してある。
【００１７】
収容部７８は、現像装置７の本体を構成しており、トナーを収容していると共に、現像ローラ７２、供給ローラ７４及び撹拌ローラ７６を格納している。撹拌ローラ７６は、収容部７８内のトナーを撹拌して負に帯電させる。供給ローラ７４は、負に帯電しているトナーを現像ローラ７２に供給する。現像ローラ７２は、感光体ドラム４にトナーを付与する。具体的には、感光体ドラム４と現像ローラ７２との間に現像電界を形成するための負の現像バイアス電圧が現像ローラ７２に対して印加されている。トナーは、負に帯電しているので、現像電界による影響を受けて、現像ローラ７２から感光体ドラム４へと移動する。そして、感光体ドラム４には、静電潜像が形成されているので、静電潜像に基づいてトナーが感光体ドラム４に付着する。これにより、静電潜像に基づいたトナー画像が感光体ドラム４に現像される。
【００１８】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されており、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、１次転写電圧を印加されることにより、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する役割を果たす。イレーサ１０は、感光体ドラム４の周面の電荷を除去する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。よって、中間転写ベルト１１は、負に帯電しているトナー画像を担持しながら搬送する像担持体として機能している。
【００１９】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向（接触）し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙Ｐに対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。より詳細には、駆動ローラ１２は接地電位に保たれている。また、中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２に接触しているので、接地電位に近い正の電位に保たれている。そして、電圧印加部３２は、２次転写ローラ１４の電位が駆動ローラ１２及び中間転写ベルト１１の電位よりも高くなるように、２次転写ローラ１４に対して正の転写電圧を印加している。トナー画像は、負に帯電しているので、駆動ローラ１２と２次転写ローラ１４との間に発生している電界によって、中間転写ベルト１１から用紙Ｐに対して転写される。
【００２０】
センサ３４は、２次転写ローラ１４の周面に対向するように設けられ、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量（トナー濃度）を検知する。
【００２１】
クリーニング装置１８は、用紙Ｐへのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。
【００２２】
トナー画像が２次転写された用紙Ｐは、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙Ｐに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙Ｐに定着させる。排紙トレイ２１には、印刷済みの用紙Ｐが載置される。
【００２３】
（２次転写ローラのクリーニング）
画像形成装置１では、中間転写ベルト１１に付着しているトナーが２次転写ローラ１４に付着することがある。２次転写ローラ１４に対するトナーの付着は、用紙Ｐの裏面が汚れる原因となる。そのため、２次転写ローラ１４を定期的にクリーニングする必要がある。以下に、２次転写ローラ１４のクリーニングについて図面を参照しながら説明する。図２は、２次転写ローラ１４に印加されるバイアス電圧の波形を示したグラフである。縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。なお、図２に示すバイアス電圧をパターン１と称す。
【００２４】
２次転写ローラ１４のクリーニング時（すなわち、２次転写ローラ１４に付着したトナーを除去する際）には、制御部３０は、２次転写ローラ１４に対して、図２に示すバイアス電圧Ｖ１を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ１は、中間転写ベルト１１の電位よりも２次転写ローラ１４の電位の方が低くなる負の電圧である。すなわち、バイアス電圧Ｖ１は、トナーの電荷と同じ極性を有している。更に、バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有する電圧である。２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧は、４００Ｖ〜５００Ｖである。そこで、本実施形態では、バイアス電圧Ｖ１は、−２ｋＶに設定されている。なお、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ１を印加させる。
【００２５】
２次転写ローラ１４上の大半のトナーは、負に帯電している。そのため、負のバイアス電圧Ｖ１が印加されると、中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４へと電界が発生し、負に帯電しているトナーは、電界により２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動する。
【００２６】
更に、バイアス電圧Ｖ１が印加されると、２次転写ローラ１４から空気中へと放電が発生する。放電により、空気が正イオンと負イオンとに分離する。そして、正イオンは、中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４へと発生している電界により、２次転写ローラ１４へと引き付けられる。この正イオンにより、トナーは、正に帯電するようになる。よって、正に帯電しているトナーは、バイアス電圧Ｖ１が印加されても、２次転写ローラ１４上に残留する。
【００２７】
そこで、制御部３０は、図２に示すように、２次転写ローラ１４に対して、バイアス電圧Ｖ１を印加させた後にバイアス電圧Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御する。バイアス電圧Ｖ２は、中間転写ベルト１１の電位よりも２次転写ローラ１４の電位の方が高くなる正の電圧である。すなわち、バイアス電圧Ｖ２は、バイアス電圧Ｖ１と異なる極性を有していると共に、トナーの電荷と逆の極性を有している。更に、バイアス電圧Ｖ２は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有する電圧である。そこで、本実施形態では、バイアス電圧Ｖ２は、＋４００Ｖに設定されている。なお、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ２を印加させる。
【００２８】
バイアス電圧Ｖ１の印加後に２次転写ローラ１４上に残留しているトナーは、正に帯電している。そのため、正のバイアス電圧Ｖ２が印加されると、２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと電界が発生し、正に帯電しているトナーは、電界により２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動する。
【００２９】
更に、バイアス電圧Ｖ２が印加されても、２次転写ローラ１４から空気中へと放電が発生しないので、正に帯電しているトナーが、放電により負に帯電することがない。よって、バイアス電圧Ｖ２の印加後には、２次転写ローラ１４上には、トナーが殆ど残留しない。以上で、２次転写ローラ１４のクリーニングについての説明を終了する。
【００３０】
（画像形成装置の動作）
次に、画像形成装置１の動作について説明する。図３は、２次転写ローラ１４のクリーニングが行われる際に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００３１】
本処理は、所定枚数の用紙に印刷が完了した後、ジャムが発生した後、又は、安定化動作を実行した後に行われる。まず、制御部３０は、センサ３４により２次転写ローラ１４のトナー濃度を検知する（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、制御部３０は、ステップＳ１にて検知したトナー濃度が所定のトナー濃度よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部３０は、センサ３４の検知結果に基づいて、２次転写ローラ１４のクリーニングの要否を判定している。よって、所定のトナー濃度とは、用紙Ｐの裏面に視認できる程度の汚れが付着するトナー濃度である。トナー濃度が大きい場合には、本処理はステップＳ３に進む。トナー濃度が大きくない場合には、本処理は終了する。
【００３３】
トナー濃度が大きい場合には、制御部３０は、２次転写ローラ１４のクリーニングを行う。２次転写ローラ１４のクリーニングの詳細については、既に説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。この後、本処理は終了する。
【００３４】
（効果）
以上のように構成された画像形成装置１によれば、２次転写ローラ１４に付着しているトナーを除去できる。図４は、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの帯電量とトナーの出現頻度との関係を示したグラフである。縦軸は出現頻度を示し、横軸は帯電量を示している。なお、図４のグラフは、ホソカワミクロン社のＥ−ｓｐａｒｔアナライザを用いて得た。
【００３５】
図４に示すように、２次転写ローラ１４に付着している大半のトナーは、負に帯電している。ただし、２次転写ローラ１４に付着しているトナーには、正に帯電しているトナー、及び、図４の斜線に示すようにわずかにしか帯電していないトナーも存在している。特に、図４の斜線に示すようにわずかにしか帯電していないトナーは、２次転写ローラ１４に小さな負のバイアス電圧を印加しても、弱いクーロン力しか受けないために、中間転写ベルト１１に殆ど移動しない。
【００３６】
そこで、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４に対して、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有している負のバイアス電圧Ｖ１を印加している。このように、非常に大きなバイアス電圧Ｖ１が２次転写ローラ１４に印加されることにより、負に帯電しているトナーに加えて、わずかにしか帯電していないトナーも、２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１へと移動するようになる。
【００３７】
更に、バイアス電圧Ｖ１が２次転写ローラ１４に印加されると、放電により、負に帯電しているトナーが正に帯電するようになる。これにより、２次転写ローラ１４上には、正に帯電しているトナーが残留するようになる。そこで、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも小さな絶対値を有している正のバイアス電圧Ｖ２を印加している。これにより、２次転写ローラ１４上に残留している正に帯電しているトナーが中間転写ベルト１１へと移動するようになる。以上のように、バイアス電圧Ｖ１の印加により、負に帯電しているトナー及びわずかにしか帯電していないトナーを２次転写ローラ１４から除去し、バイアス電圧Ｖ２の印加により、バイアス電圧Ｖ１により発生した正に帯電しているトナーを２次転写ローラ１４から除去している。これにより、画像形成装置１では、２次転写ローラ１４に付着しているトナーを除去することが可能である。
【００３８】
また、画像形成装置１では、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２が印加される期間はそれぞれ、２次転写ローラ１４が一回転する期間と等しい。これにより、画像形成装置１は、２次転写ローラ１４の周面全体から負に帯電しているトナー及びわずかにしか帯電していないトナーが除去された後に、２次転写ローラ１４の周面全体から正に帯電しているトナーが除去されるようになる。その結果、２次転写ローラ１４の周面全体がクリーニングされるようになる。
【００３９】
また、画像形成装置１では、制御部３０は、センサ３４の検知結果に基づいて、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を印加させるように、電圧印加部３２を制御している。これにより、画像形成装置１において、不要なクリーニングが行われなくなり、消費電力が低減される。
【００４０】
（バイアス電圧の変形例）
以下に、２次転写ローラ１４に印加されるバイアス電圧の変形例について図面を参照しながら説明する。図５は、変形例に係るバイアス電圧の波形を示したグラフである。縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。なお、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示すバイアス電圧をそれぞれパターン２ないしパターン４と称す。
【００４１】
図５（ａ）に示すパターン２のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧が印加された後、＋２ｋＶのバイアス電圧が印加され、最後に、−４００Ｖのバイアス電圧が印加されている。この場合、＋２ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、−４００ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。このように、画像形成装置１は、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を印加する前に、バイアス電圧を更に印加してもよい。また、バイアス電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２とは異なる極性を有していればよく、いずれか一方が正の電圧であり、いずれか他方が負の電圧であればよい。以上のように、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることにより、２次転写ローラ１４上のトナーをより確実に除去することが可能となる。
【００４２】
図５（ｂ）に示すパターン３のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧と＋２ｋＶのバイアス電圧とが２回ずつ交互に印加された後に、−４００Ｖのバイアス電圧と＋４００Ｖのバイアス電圧とが交互に１回ずつ印加されている。この場合、２回目に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、１回目に印加されている−４００Ｖのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。また、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ３とし、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている−２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ４とする。このように、制御部３０は、バイアス電圧Ｖ１を印加させる前に、２次転写ローラ１４に対して異なる極性を有するバイアス電圧Ｖ３，Ｖ４を交互に印加させるように、電圧印加部３２を制御してもよい。このとき、制御部３０は、２次転写ローラ１４が一回転する期間にわたって、電圧印加部３２にバイアス電圧Ｖ３，Ｖ４を印加させる。以上のように、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることにより、２次転写ローラ１４上のトナーをより確実に除去することが可能となる。
【００４３】
図５（ｃ）に示すパターン４のバイアス電圧では、−２ｋＶのバイアス電圧と＋２ｋＶのバイアス電圧とが１回ずつ交互に印加された後に、−１．５ｋＶのバイアス電圧と＋１．５ｋＶのバイアス電圧とが１回ずつ交互に印加され、−４００Ｖのバイアス電圧と＋４００Ｖのバイアス電圧とが交互に１回ずつ印加されている。この場合、＋１．５ｋＶのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ１に相当し、−４００Ｖのバイアス電圧がバイアス電圧Ｖ２に相当する。また、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている＋２ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ３とし、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の印加前に印加されている−２ｋＶのバイアス電圧及び−１．５ｋＶのバイアス電圧をバイアス電圧Ｖ４とする。このように、バイアス電圧は、時間の経過に伴ってその絶対値が小さくなるように設定されてもよい。
【００４４】
ここで、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧が印加されたときにおける２次転写ローラ１４のクリーニングの効果について説明する。本願発明者は、図２及び図５に示すパターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて、２次転写ローラ１４のクリーニングを行って、クリーニング効果を評価した。表１は、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて２次転写ローラ１４のクリーニングを行った際のクリーニング効果を示した表である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１において、×は、視認できる程度のトナーが２次転写ローラ１４に付着していることを示し、△は、トナーが２次転写ローラ１４にわずかに付着しているが、使用上問題ない程度であることを示し、○は、トナーが２次転写ローラ１４に殆ど付着していないことを示し、◎は、トナーが２次転写ローラ１４に全く付着していないことを示している。
【００４７】
表１に示すように、パターン３のバイアス電圧及びパターン４のバイアス電圧の方が、パターン１のバイアス電圧及びパターン２のバイアス電圧よりも良好なクリーニング効果を得ることができた。以上の結果より、極性を変化させて交互にバイアス電圧を印加する回数を増加させることが望ましいことが分かる。
【００４８】
（バイアス電圧Ｖ１について）
前記実施形態において、バイアス電圧Ｖ１は、２次転写ローラ１４から空気中に放電が発生する電圧の絶対値よりも大きな絶対値を有する電圧であるとした。そこで、本願発明者は、バイアス電圧Ｖ１として好ましい範囲を求めるために実験を行った。
【００４９】
より詳細には、パターン１ないしパターン４のバイアス電圧を用いて、クリーニングを行って、クリーニング効果を評価した。この際、バイアス電圧Ｖ１の絶対値を１．０ｋＶ、１．５ｋＶ、２．０ｋＶに変化させた。表２は、実験結果を示した表である。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２に示すように、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が１．０ｋＶである場合には、好ましいクリーニング効果を得ることができなかった。一方、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が１．５ｋＶ、２．０ｋＶである場合には、好ましいクリーニング効果を得ることができた。よって、バイアス電圧Ｖ１の絶対値は、１．５ｋＶ以上２．０ｋＶ以下であることが好ましい。
【００５２】
（画像形成装置の動作の変形例）
次に、画像形成装置１の動作の第１の変形例について説明する。図６は、第１の変形例に係る動作時に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００５３】
図６に示すように、制御部３０は、ステップＳ３を実行した後に、ステップＳ１に戻ってもよい。これにより、２次転写ローラ１４のトナーが除去されるまでクリーニングが繰り返されるようになる。
【００５４】
次に、画像形成装置１の動作の第２の変形例について説明する。図７は、第２の変形例に係る動作時に、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００５５】
図７に示すように、制御部３０は、ステップＳ２を実行した後に、センサ３４が検知したトナー濃度に基づいて、表３に示すテーブルを用いて、バイアス電圧Ｖ１を決定する（ステップＳ４）。表３は、トナー濃度とバイアス電圧Ｖ１との関係を示したテーブルであり、図示しない記憶部に記憶されている。
【００５６】
【表３】
【００５７】
表３に示すように、トナー濃度が大きくなれば、バイアス電圧Ｖ１の絶対値が大きくなっている。これにより、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量が多くなれば、大きな絶対値を有するバイアス電圧Ｖ１により、クリーニングが行われるようになる。これにより、２次転写ローラ１４に付着しているトナーの量が少ない場合に、不必要に絶対値の大きなバイアス電圧Ｖ１が用いられなくなる。その結果、画像形成装置１において、消費電力が低減される。
【００５８】
なお、画像形成装置１において、バイアス電圧が印加されるのは、２次転写ローラ１４に限らない。バイアス電圧は、中間転写ベルト１１に対向（接触）し、トナーが付着する部材であればよい。よって、中間転写ベルト１１のクリーニング装置１８であってもよい。
【００５９】
更に、像担持体は、中間転写ベルト１１に限らない。画像形成装置１が感光体ドラム４から用紙Ｐに対して直接にトナー画像を転写する場合には、像担持体は感光体ドラム４である。像担持体が感光体ドラム４である場合には、バイアス電圧は、例えば、感光体ドラム４を帯電させる帯電器５であってもよい。
【００６０】
なお、制御部３０は、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２の代わりに、バイアス電流Ｉ１，Ｉ２を電圧印加部に印加させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、像担持体に対向する対向部材に付着しているトナーを除去できる点において優れている。
【符号の説明】
【００６２】
１ 画像形成装置
２ 印刷部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 感光体ドラム
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 帯電器
１１ 中間転写ベルト
１４ ２次転写ローラ
１８ クリーニング装置
３０ 制御部
３２ 電圧印加部
３４ センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に対向するように設けられている対向部材と、
前記対向部材にバイアスを印加する印加手段と、
前記対向部材に付着したトナーを除去する際に、該対向部材に対して第１のバイアスを印加させた後に第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御する制御手段と、
を備えており、
前記第１のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも大きな絶対値を有し、
前記第２のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、前記第１のバイアスの逆の極性を有していること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記対向部材は、ドラム形状をなしており、
前記制御手段は、前記第１のバイアス及び前記第２のバイアスのそれぞれを、前記対向部材が一回転する期間にわたって印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１のバイアスを印加させる前に、前記対向部材に対して異なる極性を有する第３のバイアスと第４のバイアスとを交互に印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３のバイアス及び前記第４のバイアスを、前記対向部材が一回転する期間にわたって印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、
前記対向部材に付着しているトナーの量を検知する検知手段を、
更に備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記第１のバイアス及び前記第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記対向部材は、前記像担持体が担持しているトナー画像を印刷媒体に転写する転写部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記対向部材は、前記像担持体を帯電させる帯電部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記対向部材は、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に対向するように設けられている対向部材と、
前記対向部材にバイアスを印加する印加手段と、
前記対向部材に付着したトナーを除去する際に、該対向部材に対して第１のバイアスを印加させた後に第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御する制御手段と、
を備えており、
前記第１のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも大きな絶対値を有し、
前記第２のバイアスは、前記像担持体から空気中に放電が発生するバイアスの絶対値よりも小さな絶対値を有し、かつ、前記第１のバイアスの逆の極性を有していること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記対向部材は、ドラム形状をなしており、
前記制御手段は、前記第１のバイアス及び前記第２のバイアスのそれぞれを、前記対向部材が一回転する期間にわたって印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１のバイアスを印加させる前に、前記対向部材に対して異なる極性を有する第３のバイアスと第４のバイアスとを交互に印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３のバイアス及び前記第４のバイアスを、前記対向部材が一回転する期間にわたって印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、
前記対向部材に付着しているトナーの量を検知する検知手段を、
更に備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記第１のバイアス及び前記第２のバイアスを印加させるように、前記印加手段を制御すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記対向部材は、前記像担持体が担持しているトナー画像を印刷媒体に転写する転写部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記対向部材は、前記像担持体を帯電させる帯電部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記対向部材は、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９７４２０（Ｐ２０１１−１９７４２０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４３０８（Ｐ２０１０−６４３０８）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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