特許 5978190 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5978190

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20160817BHJP

   G03G 15/16 20060101ALI20160817BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/00 312

   G03G15/16

   G03G15/00 303

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-227765(P2013-227765)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2015-87677(P2015-87677A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2015年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129997

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 米藏

(72)【発明者】

【氏名】近藤 彩加

【審査官】 齋藤 卓司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２２３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００５７７６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トナー像を担持する感光体ドラムと、当該トナー像を転写した後に当該感光体ドラムに残ったトナーを除去するドラムクリーニング部とを有する画像形成部と、
前記感光体ドラムから前記トナー像が一次転写される転写ベルトと、
前記転写ベルトに残ったトナーを除去するベルトクリーニング部と、
前記ベルトクリーニング部に対して前記トナーの帯電極性と逆極性のクリーニングバイアスを印加するバイアス印加部と、
前記転写ベルトに一次転写されたトナーを前記ベルトクリーニング部が除去する前と除去した後のトナー濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部の測定結果に基づいて前記クリーニングバイアスを設定するクリーニングバイアス設定部とを備え、
前記画像形成部は、複数のトナーパッチを前記転写ベルト上に形成可能であり、
前記バイアス印加部は、前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する際の前記クリーニングバイアスの値を前記トナーパッチ毎に変化させて印加し、
前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する前と除去した後のトナー濃度の濃度差の最大値が予め定められた閾値以上の場合、前記クリーニングバイアス設定部は当該最大値を示した時のバイアス値をクリーニングバイアスとし、前記最大値が前記閾値より小さい場合、前記転写ベルト上のトナーを逆極性化させる予め定められたバイアス値を前記クリーニングバイアスとし、
更に、前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する前と除去した後のトナー濃度の濃度差の最大値が予め定められた閾値以上であって、当該最大値を示す濃度差が複数ある場合、前記クリーニングバイアス設定部は当該最大値を示した時のバイアス値のうち最も低い値をクリーニングバイアスとする画像形成装置。

【請求項2】

前記画像形成部は、トナー像のトナー濃度を調整するキャリブレーション実行時に形成されるトナーパッチを、前記トナーパッチとして形成する請求項１に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

感光体ドラムの周面にレーザー光を照射して静電潜像を形成し、その周面にトナーを供給して静電潜像をトナー像化した後、感光体ドラムから転写ベルト上にトナー像を一次転写させ、そのトナー像を用紙に二次転写させることによって用紙に画像を形成する画像形成装置が広く用いられている。

【0003】

トナー像を用紙に二次転写した後、転写ベルト上にトナーが残る場合がある（残トナー）。転写ベルトにトナーが残ったまま次のトナー像が転写されると、画像不良を引き起こすため、残トナーを除去するためのベルトクリーニング部が設けられる。

【0004】

ベルトクリーニング部は、一般的に、クリーニングブラシとトナー回収ローラーで構成される。クリーニングブラシは転写ベルトを摺擦する位置に配置され、トナーと逆極性のクリーニングバイアスが印加される。転写ベルト上の残トナーは静電的にクリーニングブラシに移動し、クリーニングブラシに付着した残トナーはトナー回収ローラーによって回収される。

【0005】

ここで、クリーニングバイアスはトナーにとって最適な値でないと、残トナーがクリーニングブラシに移動せず、画像不良の原因となってしまう。特許文献１には、複数の濃度測定用トナーパッチをクリーニングさせるとき、トナーパッチ毎にクリーニングバイアスを変化させ、クリーニング後のトナーパッチの濃度測定を行い、最適なクリーニングバイアスの最適値を決定する技術について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１２２３４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

転写ベルトの白化が進むと、表面抵抗が上昇し、クリーニングブラシと転写ベルトとの間で放電が起こりやすくなることが知られている。また、転写ベルトがある一定以上の耐久度になると、残トナーを除去できるクリーニングバイアスの設定値がなくなるということが分かっている。このような場合、特許文献１に開示された技術を用いてクリーニングバイアスの最適値を決定しても、残トナーを十分クリーニングすることができない可能性がある。

【0008】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、残トナーによる画像不良を従来よりも確実に防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明における画像形成装置は、トナー像を担持する感光体ドラムと、当該トナー像を転写した後に当該感光体ドラムに残ったトナーを除去するドラムクリーニング部とを有する画像形成部と、
前記感光体ドラムから前記トナー像が一次転写される転写ベルトと、
前記転写ベルトに残ったトナーを除去するベルトクリーニング部と、
前記ベルトクリーニング部に対して前記トナーの帯電極性と逆極性のクリーニングバイアスを印加するバイアス印加部と、
前記転写ベルトに一次転写されたトナーを前記ベルトクリーニング部が除去する前と除去した後のトナー濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部の測定結果に基づいて前記クリーニングバイアスを設定するクリーニングバイアス設定部とを備え、
前記画像形成部は、複数のトナーパッチを前記転写ベルト上に形成可能であり、
前記バイアス印加部は、前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する際の前記クリーニングバイアスの値を前記トナーパッチ毎に変化させて印加し、
前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する前と除去した後のトナー濃度の濃度差の最大値が予め定められた閾値以上の場合、前記クリーニングバイアス設定部は当該最大値を示した時のバイアス値をクリーニングバイアスとし、前記最大値が前記閾値より小さい場合、前記転写ベルト上のトナーを逆極性化させる予め定められたバイアス値を前記クリーニングバイアスとし、
更に、前記ベルトクリーニング部が前記トナーパッチを除去する前と除去した後のトナー濃度の濃度差の最大値が予め定められた閾値以上であって、当該最大値を示す濃度差が複数ある場合、前記クリーニングバイアス設定部は当該最大値を示した時のバイアス値のうち最も低い値をクリーニングバイアスとする。

【発明の効果】

【0010】

転写ベルトの状態変化によって二次転写後に転写ベルトに残る残トナーのクリーニング能力が低下して、転写ベルトから除去されるトナー量が低減した場合であっても、クリーニングバイアスの調整によりトナー除去量を適正な量に確保でき、また、クリーニングバイアスの調整ではトナー除去量が確保できなくなった場合でも、クリーニングバイアスを、残トナーを逆極性化させるバイアス値とすることで、残トナーの極性は逆転し、その後感光体ドラムに静電的に移動してドラムクリーニング部に回収される。つまり、残トナーが二次転写時に用紙に転写されないようにして、従来よりも確実に画像不良を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。

【図2】ベルトクリーニング部周辺の拡大図である。

【図3】濃度測定部とトナー回収ローラーに関連する部分の電気的構成を示した図である。

【図4】トナーパッチの一例を示した図である。

【図5】クリーニングバイアスとトナーパッチのクリーニング前後のトナー濃度差の関係を示したグラフである。

【図6】トナーの極性と、二次転写ローラー及びトナー回収ローラーに印加される電圧の極性を示した図である。

【図7】トナーの極性と、二次転写ローラー及びトナー回収ローラーに印加される電圧の極性を示した図である。

【図8】クリーニングバイアス設定の流れを示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面に基づき詳細に説明する。ここで、画像形成装置として、タンデム方式の画像形成装置を例に挙げて説明する。また、画像形成装置の種類としては、カラープリンターを例に挙げて説明するが、例えば、複写機、ファクシミリ装置及び複合機等であってもよく、カラープリンターに限定されない。

【0013】

画像形成装置１０は、図１に示すように、箱形を呈した装置本体１１内に内装された、用紙Ｐを給紙する給紙部１２と、この給紙部１２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら、この用紙Ｐ上に画像情報に基づくトナー像を形成する画像形成部１３と、この画像形成部１３で用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部１４とが設けられている。更に、装置本体１１の上部には、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が形成されている。

【0014】

装置本体１１の上面の適所には、用紙Ｐに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

【0015】

また、装置本体１１内には、図１に示す画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びた用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラー対１１２が設けられている。そして、用紙搬送路１１１は、搬送ローラー対１１２によって、用紙Ｐを給紙部１２から排紙部１５まで搬送し、その搬送中の用紙Ｐが、画像形成部１３の転写部や定着部１４を通過するように形成されている。

【0016】

給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２及び給紙ローラー対１２３を備えている。給紙トレイ１２１は、装置本体１１内における画像形成部１３より下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚の用紙Ｐが積層された用紙束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１の、用紙Ｐの搬送方向上流側で上方位置、具体的には、図１に示す右上方位置に設けられ、給紙トレイ１２１に貯留された用紙束Ｐ１の最上面の用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路１１１に送り出す。そうすることによって、給紙部１２は、画像形成部１３へ向けて用紙Ｐを給紙する。

【0017】

また、給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側側面に取り付けられる手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５及び給紙ローラー対１２６を更に備えている。手差しトレイ１２４は、用紙Ｐを手差し操作で画像形成部１３へ向けて供給するためのものである。手差しトレイ１２４は、装置本体１１の側面に収納可能であり、手差しで用紙Ｐを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から引き出されて手差し給紙に供される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラー１２５によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラー対１２３及び１２６によって用紙搬送路１１１に送り出す。そうすることによって、給紙部１２は、画像形成部１３へ向けて用紙Ｐを給紙する。

【0018】

画像形成部１３は、所定の画像処理によって給紙部１２から給紙された用紙Ｐにカラー画像等の画像を形成させるものである。画像形成部１３は、複数の画像形成ユニット１３１と、転写ベルト１３２と、一次転写ローラー１３３と、二次転写ローラー１３４とを備えている。

【0019】

画像形成ユニット１３１としては、本実施形態では、転写ベルト１３２の回転方向上流側から下流側へ（図１に示す左側から右側へ）向けて順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３１Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３１Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３１Ｙ、及びブラック（Ｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３１Ｋが備えられている。各ユニット１３１は、感光体ドラム１３５を備え、感光体ドラム１３５上に画像情報に基づいて各色に対応するトナー像を形成させ、転写ベルト１３２に一次転写する。

【0020】

画像形成ユニット１３１は、感光体ドラム１３５が矢印方向に回転可能に配置されている。そして、感光体ドラム１３５の周囲には、除電装置２４、ドラムクリーニング部２５、帯電装置２１、露光装置２２及び現像装置２３が各々配置されている。

【0021】

帯電装置２１は、矢印方向に回転されている感光体ドラム１３５の周面を帯電させる。露光装置２２は、帯電装置２１によって周面が帯電された感光体ドラム１３５の周面に、画像情報に基づくレーザー光を照射し、感光体ドラム１３５の周面上に画像情報に基づく静電潜像を形成させる。

【0022】

現像装置２３は、感光体ドラム１３５の周面にトナーを供給する。感光体ドラム１３５は、露光装置２２から出射されるレーザー光によって周面に静電潜像が形成され、現像装置２３によるトナー供給によって顕像化されたトナー像を担持する。

【0023】

除電装置２４は、一次転写ローラー１３３が感光体ドラム１３５周面上のトナー像を転写ベルト１３２に一次転写した後、感光体ドラム１３５の周面上に残存したトナーを除電させる。

【0024】

ドラムクリーニング部２５は、一次転写後に感光体ドラム１３５の周面にある残トナーを除去して清浄化するものである。具体的には、例えば、クリーニングブレード等が挙げられる。ドラムクリーニング部２５によって清浄化処理された感光体ドラム１３５の周面は、新たな画像形成処理のために帯電位置へ向かう。ドラムクリーニング部２５によって除去されたトナーは、所定の経路を通ってトナー回収ボックス（不図示）に搬送され、貯留される。

【0025】

転写ベルト１３２は、複数の画像形成ユニット１３１によって、その周面に画像情報に基づくトナー像が一次転写されるためのものである。即ち、転写ベルト１３２は、本実施形態においては、感光体ドラム１３５と一次転写ローラー１３３とで狭持され、感光体ドラム１３５からトナー像が転写される周面を有する被転写体である。

【0026】

また、転写ベルト１３２は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム１３５の周面にそれぞれ当接するように、二次転写対向ローラー１３６及び従動ローラー１３７に架け渡されている。また、転写ベルト１３２は、転写ベルト１３２を介して各感光体ドラム１３５と対向する位置に配される各一次転写ローラー１３３によって各感光体ドラム１３５に押圧された状態で、二次転写対向ローラー１３６の回転駆動によって、無端回転するように構成されている。

【0027】

二次転写対向ローラー１３６は、ステッピングモーター等の駆動源によって回転駆動し、転写ベルト１３２を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラー１３７は、回転自在に設けられ、二次転写対向ローラー１３６による転写ベルト１３２の無端回転に伴って従動回転する。

【0028】

一次転写ローラー１３３は、転写ベルト１３２を狭持して感光体ドラム１３５周面上のトナー像を転写ベルト１３２に一次転写させる。また、一次転写ローラー１３３は、転写ベルト１３２を介して各感光体ドラム１３５と対向する位置に配置され、転写ベルト１３２に接触したまま、転写ベルト１３２の無端回転に従属して回転する。その際、各一次転写ローラー１３３に、トナーの帯電極性とは逆極性である一次転写バイアスを印加することによって、各感光体ドラム１３５上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１３５とそれに対応する各一次転写ローラー１３３との間で、転写ベルト１３２に一次転写される。これにより、各感光体ドラム１３５上に形成されたトナー像が、矢印Ａ方向（図１では、反時計回り）に周回する転写ベルト１３２に重ね塗り状態で順次一次転写される。

【0029】

二次転写ローラー１３４は、転写ベルト１３２の周面に接触してニップ部を形成し、そのニップ部を通過する用紙Ｐに、転写ベルト１３２の周面上のトナー像を二次転写させる。

【0030】

二次転写ローラー１３４は、転写ベルト１３２を介して、二次転写対向ローラー１３６と対向する位置に配置され、転写ベルト１３２に接触したまま、転写ベルト１３２の無端回転に従属して回転する。その際、二次転写ローラー１３４に、トナーの帯電極性とは逆極性である二次転写バイアスを印加することによって、転写ベルト１３２上に一次転写されたトナー像が、二次転写ローラー１３４と二次転写対向ローラー１３６との間で、二次転写される。これにより、トナー像が用紙Ｐ上に未定着の状態で転写される。

【0031】

また、画像形成部１３には、転写ベルト１３２における二次転写位置より回転方向下流側であって一次転写位置より回転方向上流側の位置に、ベルトクリーニング部１３８を更に備えている。ベルトクリーニング部１３８は、クリーニングブラシ３１、トナー回収ローラー３２、クリーニングブレード３３及びトナー回収スクリュー３４を備え、二次転写後、転写ベルト１３２の周面上に残った残トナーを除去して清浄化するための装置である。

【0032】

トナー回収ローラー３２にはトナーの帯電極性とは逆極性のクリーニングバイアスが印加される。これにより、接地された従動ローラー１３７から転写ベルト１３２、クリーニングブラシ３１を経てトナー回収ローラー３２へ電位傾斜が発生し、クリーニングブラシ３１は転写ベルト１３２上の残トナーを静電的に吸着する。クリーニングブラシ３１が吸着したトナーは、トナー回収ローラー３２へ移動する。

【0033】

トナー回収ローラー３２に付着したトナーはクリーニングブレード３３が掻き落とし、掻き落とされたトナーはトナー回収スクリュー３４によってトナー回収ボックス（不図示）へ搬送され、貯留される。このようにベルトクリーニング部１３８によって清浄化処理された転写ベルト１３２の周面は、新たな一次転写処理のために一次転写位置へ向かう。

【0034】

定着部１４は、画像形成部１３で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対し定着処理を施す。定着部１４は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラー１４１と、加熱ローラー１４１と配向配置された定着ローラー１４２と、定着ローラー１４２と加熱ローラー１４１との間に張架された定着ベルト１４３と、定着ベルト１４３を介して定着ローラー１４２と対向配置された加圧ローラー１４４とを備えている。

【0035】

定着部１４へ供給された用紙Ｐは、定着ベルト１４３と加圧ローラー１４４との間に形成される定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、画像形成部１３で用紙Ｐに転写されたトナー像は、用紙Ｐに定着される。定着処理の完了した用紙Ｐは、定着部１４の上部から延設された用紙搬送路１１１を経由して、装置本体１１の頂部に設けられた排紙部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。

【0036】

排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって、形成され、この凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。

【0037】

濃度測定部４１ａ及び４１ｂは、転写ベルト１３２上に転写されたトナーパッチがベルトクリーニング部１３８によってクリーニングされる前と後のトナー濃度を測定する。図２は、ベルトクリーニング部１３８周辺の拡大図である。濃度測定部４１ａは転写ベルト１３２の残トナークリーニング位置（転写ベルト１３２にクリーニングブラシ３１が摺擦する位置）の回転方向上流側に配置され、濃度測定部４１ｂは残トナークリーニング位置の回転方向下流側に配置される。

【0038】

図３は、濃度測定部４１ａ及び４１ｂとトナー回収ローラー３２に関連する部分の電気的構成を示した図である。電源Ｄ１（バイアス印加部）は、トナーの帯電極性と逆極性のクリーニングバイアスをトナー回収ローラー３２に印加する。

【0039】

クリーニングバイアス設定部９は、濃度測定部４１ａ及び４１ｂからトナーパッチのクリーニング前後のトナー濃度の測定結果を取り込み、この測定結果に応じてクリーニングバイアスを決定する。そしてクリーニングバイアス設定部９は、決定したバイアス値に基づいて電源Ｄ１を制御する。

【0040】

図４は、クリーニングバイアス設定部９がクリーニングバイアスを設定する際に用いるトナーパッチの一例を示した図である。クリーニングバイアスの設定時、画像形成部１３は図４に示すようなトナーパッチを転写ベルト１３２上に形成する。Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａ及びＰ４ａは、例えばブラックの濃度１００％のトナーパッチであり、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂ及びＰ４ｂは、ブラックの濃度５０％のトナーパッチである。以下、トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ４ａとトナーパッチＰ１ｂ〜Ｐ４ｂを適宜まとめて「トナーパッチＰ」という。

【0041】

そして、電源Ｄ１は、ベルトクリーニング部１３８がトナーパッチＰ１ａ及びＰ１ｂをクリーニングするときはクリーニングバイアスをＶ１にし、トナーパッチＰ２ａ及びＰ２ｂをクリーニングするときはクリーニングバイアスをＶ２にし、トナーパッチＰ３ａ及びＰ３ｂをクリーニングするときはクリーニングバイアスをＶ３にし、トナーパッチＰ４ａ及びＰ４ｂをクリーニングするときはクリーニングバイアスＶ４を印加する。ここで、各クリーニングバイアスの値の関係は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４である。

【0042】

濃度測定部４１ａ及び４１ｂは、クリーニング前後のトナーパッチのトナー濃度を測定し、測定結果をクリーニングバイアス設定部９へ送信する。クリーニングバイアス設定部９は、クリーニング前のトナーパッチの濃度（濃度測定部４１ａの測定結果）と、クリーニング後のトナーパッチの濃度（濃度測定部４１ｂの測定結果）の差、つまりベルトクリーニング部１３８が回収したトナー量に相当する値を算出する。

【0043】

具体的には、クリーニングバイアス設定部９は濃度測定部４１ａからクリーニング前のトナーパッチＰ１ａのトナー濃度Ｘを取り込み、更に濃度測定部４１ｂからクリーニング後のトナーパッチＰ１ａの測定結果Ｙを取り込む。そして、クリーニングバイアス設定部９はトナー濃度ＸとＹの差Ｚ１、つまりクリーニングバイアスをＶ１とした時のクリーニング前後のトナー濃度差Ｚ１（トナー回収量に相当）を算出する。このように、クリーニングバイアス設定部９はトナーパッチＰ２ａ〜Ｐ４ａについて、クリーニングバイアスＶ２のときのクリーニング前後のトナー濃度差Ｚ２、クリーニングバイアスＶ３のときのクリーニング前後のトナー濃度差Ｚ３、クリーニングバイアスＶ４のときのクリーニング前後のトナー濃度差Ｚ４をそれぞれ求める。

【0044】

図５は、クリーニングバイアスとクリーニング前後のトナー濃度差の関係を示したグラフである。図５の場合、クリーニングバイアスＶ３とＶ４の時のトナー濃度差が最も大きい、つまり、クリーニングバイアスがＶ３又はＶ４の時が、最もトナーの回収量が多いことを示している。従って、クリーニングバイアス設定部９は、通常使用するクリーニングバイアスとしてトナー濃度差の最も大きい（最もトナー回収量の多い）クリーニングバイアスを採用する。図５の場合、トナー濃度差の最も大きいクリーニングバイアスはＶ３とＶ４であるため、その中で最も低いバイアス値、つまりＶ３を通常のクリーニングバイアスとして設定する。

【0045】

尚、条件によっては、濃度１００％のトナーパッチを基準として設定したクリーニングバイアスが最もトナーを回収できるバイアスであるとは限らない。画像形成装置１の設定環境や転写ベルト１３２の耐久度の変化等により、各濃度における最適なクリーニングバイアスが異なる可能性もある。

【0046】

このため、上記したように、画像形成部１３は濃度の異なるトナーパッチ（１００％と５０％）を形成し、クリーニングバイアス設定部９はそれぞれの濃度についてトナー濃度差を求める。そして同じクリーニングバイアスを用いた時の濃度１００％と濃度５０％のトナー濃度差のうち、濃度差の小さい方を用いるようにしてもよい。

【0047】

図６は、トナーの極性と、二次転写ローラー１３４及びトナー回収ローラー３２に印加される電圧の極性を説明するための図である。二次転写ローラー１３４とトナー回収ローラー３２は現像装置２３が感光体ドラム１３７に供給するトナーＴと逆極性のバイアスが印加される。従って、トナーＴが正極性を帯びている場合、二次転写ローラー１３４とトナー回収ローラー３２には負のバイアスが印加される。

【0048】

転写ベルト１３２上に一次転写されたトナーＴは、二次転写ローラー１３４と二次転写対向ローラー１３６との間で、用紙に二次転写される。しかし、用紙に移動せずに転写ベルト１３２上に残った残トナーＴｒは、クリーニングブラシ３１の方へ運ばれ、クリーニングブラシ３１が残トナーＴｒを静電的に吸着する。クリーニングブラシ３１が吸着した残トナーＴｒは、トナー回収ローラー３２へ移動することで、ベルトクリーニングが行われる。

【0049】

しかし、転写ベルト１３２の白化が進むと、表面抵抗が上昇し、クリーニングブラシ３１と転写ベルト１３２との間で放電が起こりやすくなる。また、転写ベルト１３２がある一定以上の耐久度になると、残トナーを除去できるに足りる値でクリーニングバイアスを設定できなくなるため、残トナーを十分除去することができず、画像不良の原因となっていた。

【0050】

そこで、クリーニング前後のトナー濃度差の最大値が予め定められた閾値以下である場合、つまりトナー回収ローラー３２に十分なクリーニングバイアスを印加してもトナーを十分回収できない事態になった場合、クリーニングバイアス設定部９は予め設定されたクリーニングバイアスの適正値よりも大きな値、具体的には残トナーを逆チャージ化させることができるバイアス値に設定する。

【0051】

ここで、クリーニングバイアスの適正値とは、転写ベルト１３２やトナーの性質、画像形成装置１の設置環境、画像形成装置１の機種等に合わせて予め設定された値であり、クリーニングバイアス設定部９が記憶している。そして、クリーニングバイアスの適正値より大きな値とは、残トナーを逆チャージ化させるために十分なバイアス値であり、予め設定されてクリーニングバイアス設定部９が記憶している。

【0052】

図７を用いて説明する。用紙に移動せずに転写ベルト１３２上に残った残トナーＴｒは、クリーニングブラシ３１の方へ運ばれる。トナー回収ローラー３２にはクリーニングバイアスの適正値より大きな負のバイアスが印加されており、これにより残トナーＴｒは極性が正から負に反転する（逆チャージ化）。

【0053】

この逆チャージ化した残トナーＴｃは、転写ベルト１３２上に戻って再付着し、転写ベルト１３２によって感光体ドラム１３５の方へ運ばれる。感光体ドラム１３５の周面は正に帯電していることから、残トナーＴｃは感光体ドラム１３５の周面に移動し、除電装置２４によって除電された後、ドラムクリーニング部２５が有するクリーニングブレード２５１によって感光体ドラム１３５の周面から除去される。ここで、残トナーＴｃが感光体ドラム１３５に移動せずに、二次転写ローラー１３４の方へ運ばれたとしても、二次転写ローラー１３４と残トナーＴｃは同極性のため残トナーＴｃは用紙に転写されず、画像不良を引き起こさない。

【0054】

図８は、クリーニングバイアス設定の流れを示したフローチャートである。まず、画像形成部１３はクリーニングバイアス設定用のトナーパッチＰを転写ベルト１３２上に形成する（ステップＳ１１）。

【0055】

次に、濃度測定部４１ａがトナーパッチＰ１ａとＰ１ｂのトナー濃度を測定し（ステップＳ１２）、電源Ｄ１はクリーニングバイアスＶ１をトナー回収ローラー３２に印加することでトナーパッチＰ１ａ及びＰ１ｂのクリーニングが行われる（ステップＳ１３）。その後、濃度測定部４１ｂがトナーパッチＰ１ａ及びＰ１ｂが形成されていた位置のトナー濃度を測定する（ステップＳ１４）。以上の処理をトナーパッチＰ２ａ〜Ｐ４ａ及びＰ２ｂ〜Ｐ４ｂについてそれぞれ行う。

【0056】

次に、クリーニングバイアス設定部９は、濃度測定部４１ａと４１ｂから送信された測定結果からクリーニングバイアスＶ１〜Ｖ４におけるトナー濃度差を算出し（ステップＳ１６）、トナー濃度差の最大値が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。閾値以上の場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、つまり、ステップＳ１３で電源Ｄ１が変化させたクリーニングバイアスの範囲で残トナーが十分回収されている場合、クリーニングバイアス設定部９は、トナー濃度差が最大となったときのバイアス値を通常のクリーニングバイアスとして設定する（ステップＳ１８）。

【0057】

尚、トナー濃度差が最大となるバイアス値が複数ある場合、クリーニングバイアス設定部９は該当するバイアス値の中で最も小さい値を通常のクリーニングバイアスとして設定する。

【0058】

一方、トナー濃度差の最大値が閾値より小さい場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、つまり、ステップＳ１３で電源Ｄ１が印加した範囲のクリーニングバイアスでは残トナーを十分回収できない場合、クリーニングバイアス設定部９は、クリーニングバイアスを予め定められた適正値より大きな値、つまり残トナーを逆チャージ化させる値に設定する（ステップＳ１９）。

【0059】

以上、説明したように、転写ベルト１３２の状態変化によってクリーニング能力が低下し、残トナーを回収しづらい状態になった場合でも、クリーニングバイアスを予め定められた適正値より大きな値にして残トナーを逆チャージ化させることで、残トナーは感光体ドラム１３５に移動してドラムクリーニング部２５に回収される。つまり、残トナーが二次転写時に用紙に転写されることがなく、画像不良を防ぐことができる。

【0060】

また、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、画像形成部１３が、濃度調整を行うためのキャリブレーションの実行時に転写ベルト１３２上にトナーパッチを形成したとき、このトナーパッチが、当該キャリブレーションと、上述したクリーニングバイアス設定処理の両方に用いられるものとしてもよい。すなわち、トナーパッチＰは、キャリブレーション用とクリーニングバイアス設定処理用とで兼用される。この場合、トナーパッチを形成する行程と、濃度検出を行う行程とを、キャリブレーションとクリーニングバイアス設定とで兼用できるため、これら各行程に要するトータル時間が削減される。

【0061】

図１乃至図８を用いて上記各実施形態に示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の構成及び処理はこれに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0062】

１ 画像形成装置
１３２ 転写ベルト
１３３ 一次転写ローラー
１３４ 二次転写ローラー
１３５ 感光体ドラム
１３６ 二次転写対向ローラー
１３７ 従動ローラー
２５１ クリーニングブレード
３１ クリーニングブラシ
３２ トナー回収ローラー
４１ａ、４１ｂ 濃度測定部
９ クリーニングバイアス設定部
Ｄ１、Ｄ２ 電源

【図8】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】