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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−25353(P2007−25353A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−208675(P2005−208675)
出願日 平成17年7月19日(2005.7.19)
代理人 【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
発明者 宮本 陽子 / 川端 隆 / 高橋 政明 / 菊地原 克則 / 金山 清俊
要約 課題
形成されるマークに対応した適切なクリーニング時間を設定することにより、次の画像形成動作を開始するまでの待ち時間を短くし、生産効率の低下を抑制する。

解決手段
中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像(例えば簡易型画質調整用トナー像、階調制御用トナー像、レジコン用トナー像、廃棄用トナー像)の移動方向長さに基づいて、性能維持用トナー像通過後の二次転写ロール21のクリーニング時間(二次転写ロール21の回転数)を設定する。具体的には、二次転写部20に印加される逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加時間または印加回数を異ならせる。
特許請求の範囲
【請求項1】
トナー像が担持搬送される像担持体と、
前記像担持体との間に形成されるニップ域に記録材を挟むニップ部材と、
前記像担持体と前記ニップ部材との間に、当該像担持体上のトナー像を前記記録材に転写する転写バイアスおよび当該転写バイアスとは逆極性の逆転写バイアスを印加するバイアス印加部と、
前記バイアス印加部によって前記逆転写バイアスを印加させまたは当該逆転写バイアスと前記転写バイアスとを交互に印加させることにより、前記ニップ部材に付着したトナーを前記像担持体に転移させるクリーニング制御部と
を含み、
前記クリーニング制御部は、前記記録材に転写する以外の用途で前記像担持体上に形成された非転写トナー像の形成条件に基づいて、当該非転写トナー像が前記ニップ域を通過した後に前記ニップ部材をクリーニングするためのクリーニング時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記クリーニング制御部は、前記非転写トナー像の移動方向長さに基づいて前記クリーニング時間を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記クリーニング制御部は、前記非転写トナー像における最大濃度に基づいて前記クリーニング時間を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記クリーニング制御部は、前記ニップ部材をクリーニングする際に前記逆転写バイアスと前記転写バイアスとを交互に印加し、当該逆転写バイアスおよび当該転写バイアスの印加時間を変えることで、前記クリーニング時間を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記クリーニング制御部は、前記ニップ部材をクリーニングする際に前記逆転写バイアスと前記転写バイアスとを交互に印加し、当該逆転写バイアスおよび当該転写バイアスの印加回数を変えることで、前記クリーニング時間を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記クリーニング制御部は、前記ニップ部材をクリーニングする際に前記逆転写バイアスのみを印加するかあるいは当該逆転写バイアスの印加後に前記転写バイアスを印加するかを変えることで、前記クリーニング時間を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記非転写トナー像は、前記像担持体上でのトナー像の位置合わせまたは濃度合わせのために形成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記非転写トナー像は、劣化したトナーを廃棄するためまたは像担持体をクリーニングするクリーナにトナーを供給するために形成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項9】
像担持体と、
前記像担持体に画像用トナー像および性能維持用トナー像を形成する像形成部と、
前記像担持体との間に形成されるニップ域に記録材を挟み、当該像担持体上の前記画像用トナー像を当該記録材に転写する転写部材と、
前記像形成部によって前記像担持体上に形成される前記性能維持用トナー像の形成条件に基づいて、当該性能維持用トナー像が前記ニップ域を通過した後に前記転写部材をクリーニングするためのクリーニング時間を設定する設定部と
を含む画像形成装置。
【請求項10】
前記設定部は、前記性能維持用トナー像の移動方向長さに基づいて前記クリーニング時間を設定することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記設定部は、前記性能維持用トナー像における最大濃度に基づいて前記クリーニング時間を設定することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記転写部材は回転可能に配設され、
前記設定部は、前記転写部材が所定数回転するのに必要な時間を前記クリーニング時間として設定することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
【請求項13】
前記像担持体と前記転写部材との間に、当該像担持体上のトナー像を前記記録材に転写する転写バイアスおよび当該転写バイアスとは逆極性の逆転写バイアスを印加するバイアス印加部をさらに含み、
前記設定部は、前記バイアス印加部によって前記逆転写バイアスを印加しまたは当該逆転写バイアスと前記転写バイアスとを交互に印加する時間を、前記クリーニング時間として設定することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
【請求項14】
前記設定部は、前記性能維持用トナー像における最大濃度に基づいて前記クリーニング時間を設定する場合に、インターイメージ領域のみに形成される画質調整用トナー像の濃度を基準として当該クリーニング時間を変更するか否かを決定することを特徴とする請求項9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、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に係り、より詳しくは、像担持体上のトナー像を、接触転写方式を用いて記録材に転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置したものがある。この画像形成装置では、これら各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に多重に転写(一次転写)した後、この中間転写ベルトから用紙上に一括して転写(二次転写)し、この用紙上に形成されたトナー像を定着装置で定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を得ている。
【0003】
このような画像形成装置では、感光体ドラムや中間転写ベルト等のアライメントやメカ的な誤差が、そのまま用紙上での位置ずれとなってしまう。したがって、この種の画像形成装置では、これらの位置ずれ量を事前に測定し、位置ずれの発生を抑制するための位置ずれ制御(レジストレーションコントロール)が不可欠となる。
そこで、例えば電源投入時や画像形成動作中等の適宜タイミングで、各画像形成ユニットによって各色のマーク(トナー像)を中間転写ベルト上に順次形成し、形成された各色のマークの位置をセンサで読み取るとともに、センサによる読み取り結果に基づいて各色の位置ずれ量を算出し、各色トナー像の形成タイミングをフィードバック制御するものが知られている。
【0004】
また、所謂電子写真方式を採用した画像形成装置では、得られる画質が環境の変動や部品の経時劣化等の影響を受けやすい。特に、上述したタンデム型の画像形成装置のように、複数の画像形成ユニットを備えている場合には、画像形成ユニット毎に環境変動や経時劣化の影響を受ける程度が異なる。このため、同じ画像データに基づいてフルカラー画像を形成した場合であっても、形成されるトナー像の濃度等が色毎に異なってしまう。その結果、これら各色のトナー像を重ね合わせて得られたフルカラー画像の色再現性や階調性が著しく変動する。したがって、このような方式を採用する画像形成装置では、この各色の濃度ずれ量を事前に測定し、濃度ずれの発生を抑制するための濃度ずれ制御(プロセスコントロール)が不可欠となる。
そこで、例えば電源投入時や画像形成動作中等の適宜タイミングで、各画像形成ユニットによって各色の高濃度および低濃度のマーク(トナー像)を中間転写ベルト上に形成し、形成された各色のマークの濃度をセンサで読み取るとともに、センサによる読み取り結果に基づいて各色の濃度ずれ量を算出し、各色のトナー像を形成する際の現像コントラスト電位等をフィードバック制御するものが知られている。
【0005】
ところで、上記画像形成装置で二次転写を行う二次転写装置としては、例えば中間転写ベルトのトナー像担持面側に配置されて、中間転写ベルトとの間に用紙をニップする二次転写ロールを用いたものが知られている。そして、二次転写ロールと中間転写ベルトの裏面側に配置されるバックアップロールとの間に所定の二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト上のトナー像を用紙に静電転写している。
この二次転写装置では、用紙が二次転写装置を通過していない間、中間転写ベルトと二次転写ロールとが直接接触する。すると、この間に、中間転写ベルトに付着していたトナーが二次転写ロールに転移、付着してしまう。特に、上述したレジストレーションコントロールやプロセスコントロールで使用されるマークは、用紙に二次転写されないトナー像であり、しかもその中には高濃度のものも存在するため、このようなマークを構成するトナーが二次転写ロールに転移、付着しやすいといえる。このようにして二次転写ロールにトナーが付着すると、次の用紙が二次転写装置を通過する際に、今度はこのトナーが二次転写ロールから用紙に転移し、その結果用紙の裏面汚れを生じさせてしまう。
【0006】
そこで、二次転写ロールをクリーニングする技術が種々提案されている。例えば、二次転写ロール上のトナーを機械的あるいは静電的に除去するクリーナを設ける手法が存在する。また、用紙がニップされていない状態で、二次転写ロールとバックアップロールとの間に二次転写時とは逆向きの電界を形成し、二次転写ロールに付着したトナーを中間転写ベルトに戻す手法も存在する。ここで、後者の手法としては、例えば画像形成動作の終了後と画像形成動作開始前および画像形成動作中とで、電界形成時間(電界を形成するためのバイアスの印加時間)を変更する技術が提案されている(特許文献1参照。)。また、例えばトナーの種類(色)や濃度によって形成する電界の大きさ(電界を形成するための印加電圧(または電流)の値)を変更する技術も提案されている(特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】特開平7−281492号公報(第5頁、図2)
【特許文献2】特開2005−4109号公報(第7−8頁、図6)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、上記マークの形成は、画像形成動作開始前だけでなく画像形成動作中にも行われる。そして、マークは、用紙に転写すべきトナー像が形成され得る領域(イメージ領域)の間に設けられるインターイメージ領域に形成されたり、あるいは複数のイメージ領域やインターイメージ領域を跨いで形成されたりする。さらに、このようなマークの長さ(中間転写ベルトの移動方向長さ)やマークの濃度はその用途等に応じてさまざまである。したがって、長さや濃度が異なるマークから二次転写ロールに付着したトナーを取り除く必要がある。そこで、最も長さが長いマークあるいは最も濃度が高いマークにも対応できるように一律に二次転写ロールのクリーニング時間を割り付けることが考えられる。
【0009】
しかしながら、このような手法を採用した場合には、例えば長さが短かったりあるいは濃度が低かったりする一部のマークに対して、過剰なクリーニング時間が与えられることになってしまう。すると、次の画像形成動作を開始するまでの待ち時間が長くなってしまっていた。
【0010】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、形成されるマークに対応した適切なクリーニング時間を設定することにより、次の画像形成動作を開始するまでの待ち時間を短くし、生産効率の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像が担持搬送される像担持体と、像担持体との間に形成されるニップ域に記録材を挟むニップ部材と、像担持体とニップ部材との間に、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写バイアスおよび転写バイアスとは逆極性の逆転写バイアスを印加するバイアス印加部と、バイアス印加部によって逆転写バイアスを印加させまたは逆転写バイアスと転写バイアスとを交互に印加させることにより、ニップ部材に付着したトナーを像担持体に転移させるクリーニング制御部とを含み、クリーニング制御部は、記録材に転写する以外の用途で像担持体上に形成された非転写トナー像の形成条件に基づいて、非転写トナー像がニップ域を通過した後にニップ部材をクリーニングするためのクリーニング時間を変更することを特徴としている。
【0012】
このような画像形成装置において、クリーニング制御部は、非転写トナー像の形成条件として、非転写トナー像の移動方向長さや、非転写トナー像における最大濃度に基づいてクリーニング時間を変更することができる。また、クリーニング制御部は、ニップ部材をクリーニングする際に逆転写バイアスと転写バイアスとを交互に印加し、逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加時間を変えることで、クリーニング時間を変更することができる。さらに、クリーニング制御部は、ニップ部材をクリーニングする際に逆転写バイアスと転写バイアスとを交互に印加し、逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加回数を変えることで、クリーニング時間を変更することができる。さらにまた、クリーニング制御部は、ニップ部材をクリーニングする際に逆転写バイアスのみを印加するかあるいは逆転写バイアスの印加後に転写バイアスを印加するかを変えることで、クリーニング時間を変更することができる。
また、このような画像形成装置において、非転写トナー像は、像担持体上でのトナー像の位置合わせまたは濃度合わせのために形成されることを特徴とすることができる。また、非転写トナー像は、劣化したトナーを廃棄するためまたは像担持体をクリーニングするクリーナにトナーを供給するために形成されることを特徴とすることができる。
【0013】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、像担持体に画像用トナー像および性能維持用トナー像を形成する像形成部と、像担持体との間に形成されるニップ域に記録材を挟み、像担持体上の画像用トナー像を記録材に転写する転写部材と、像形成部によって像担持体上に形成される性能維持用トナー像の形成条件に基づいて、性能維持用トナー像がニップ域を通過した後に転写部材をクリーニングするためのクリーニング時間を設定する設定部とを含んでいる。
【0014】
このような画像形成装置において、設定部は、性能維持用トナー像の移動方向長さに基づいてクリーニング時間を設定することができる。また、設定部は、性能維持用トナー像における最大濃度に基づいてクリーニング時間を設定することができる。さらに、転写部材は回転可能に配設され、設定部は、転写部材が所定数回転するのに必要な時間をクリーニング時間として設定することができる。さらにまた、像担持体と転写部材との間に、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写バイアスおよび転写バイアスとは逆極性の逆転写バイアスを印加するバイアス印加部をさらに含み、設定部は、バイアス印加部によって逆転写バイアスを印加しまたは逆転写バイアスと転写バイアスとを交互に印加する時間を、クリーニング時間として設定することができる。そして、設定部は、性能維持用トナー像における最大濃度に基づいてクリーニング時間を設定する場合に、インターイメージ領域のみに形成される画質調整用トナー像の濃度を基準としてクリーニング時間を変更すすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、形成される非転写トナー像あるいは性能維持用トナー像等のマークの形成条件に基づいてクリーニング時間を変更あるいは設定するようにしたので、マークに応じた適切なクリーニング時間を定めることができ、その結果、生産効率の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図1に示す画像形成装置は、所謂タンデム型、中間転写型の画像形成装置である。この画像形成装置は、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)、各画像形成ユニット10にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト15、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、この画像形成装置は、各装置(各部)の動作を制御する制御部40およびユーザによる操作指示を行うためのユーザインターフェース(UI)41を有している。
【0017】
各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)は、矢印A方向に回転する感光体ドラム11を有している。この感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像を書き込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーを除去するドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット10は、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y色)、マゼンタ(M色)、シアン(C色)、黒(K色)の順に、略直線状に配置されている。なお、各現像器14では、各色成分トナーとして負極性に帯電するものを用いている。また、本実施の形態では、感光体ドラム11、帯電器12、レーザ露光器13、および現像器14によって、像形成部が構成されている。
【0018】
像担持体としての中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられている。この中間転写ベルト15は、その厚みが例えば0.1mm程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト15の体積抵抗率は106〜1014Ω・cmの範囲より適宜選択することが可能である。この中間転写ベルト15は、各種ロールによって図に示す矢印B方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を循環駆動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持するアイドルロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25を有している。
【0019】
各感光体ドラム11に対向し、略直線状に延びる中間転写ベルト15の内側に設けられる各一次転写ロール16には、それぞれ一次転写電源(図示せず)が接続されており、各一次転写ロール16にトナーの帯電極性と逆極性(本実施の形態では正極性)の一次転写バイアスを印加している。
【0020】
二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置されるニップ部材あるいは転写部材としての二次転写ロール21と、バックアップロール25等とによって構成される。二次転写ロール21には、二次転写ロール表面をクリーニングするロールクリーナ22が取り付けられている。また、バックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール21の対向電極として機能している。そして、バックアップロール25には、後述する二次転写バイアスあるいは逆転写バイアスを印加する金属製の給電ロール26が当接配置されている。なお、二次転写部20の詳細な構成については後述する。
【0021】
また、二次転写部20よりも中間転写ベルト15の移動方向下流側には、中間転写ベルト15を挟んで駆動ロール31に対向する位置にベルトクリーナ35が設けられている。このベルトクリーナ35は、中間転写ベルト15の移動方向上流側で中間転写ベルト15に接触配置されるブラシロール35aと、ブラシロール35aよりも中間転写ベルト15の移動方向下流側で中間転写ベルト15に圧接配置されるブレード35bとを有している。そして、ベルトクリーナ35は、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする。
【0022】
一方、イエローの画像形成ユニット10Yよりも上流側の中間転写ベルト15の内側には、各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配置されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の内側(像担持面の裏側)に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット10Kよりも下流側の中間転写ベルト15外側には、画質調整あるいは位置調整を行う際に使用される読み取りセンサ43が配設されている。この読み取りセンサ43は、中間転写ベルト15上に形成された所定形状のマークを読み取ることができる位置に配設されている。
【0023】
更に、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して送り出すピックアップロール51を備えている。また、ピックアップロール51にて繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写ロール21によって二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト54、55を備えている。
【0024】
また、定着装置60は、図示しない加熱源を内蔵し回転可能に配設される加熱ロール61と、この加熱ロール61に回転可能に圧接配置される加圧ベルト62と、加熱ロール61に接触してこの加熱ロール61表面に離型剤としてのオイル(シリコーンオイル)を供給するオイル供給部63とを備えている。これら加熱ロール61および加圧ベルト62の表面には、離型性のよいフッ素ゴム層が形成されている。なお、本実施の形態では、シリコーンオイルとして、フッ素ゴムとの親和性がよく高剥離性を示すアミン変性シリコーンオイルが用いられる。
【0025】
図2は、上述した二次転写部20の構成を示した図である。
二次転写部20において、二次転写ロール21は、シャフト21aと、このシャフト21aの周囲に固着されたコア層21bと、図示しないスキン層を介してコア層21b表面に形成されるコーティング層21cとを有している。ここで、シャフト21aは、ステンレス等の金属材料にて構成される。また、コア層21bは、カーボンブラック分散発泡EPDM材料にて構成される。さらに、コーティング層21cは、厚さ5〜20μmのフッ素樹脂系材料にて構成される。
【0026】
一方、バックアップロール25は、シャフト25aと、このシャフト25aの周囲に固着された発泡弾性体層25bと、発泡弾性体層25bの外周面に形成された導電層25cとを有している。ここで、シャフト25aは、ステンレス等の金属材料にて構成される。また、発泡弾性体層25bは、EPDM発泡材料にて構成される。さらに、導電層25cは、カーボンブラックを15〜35重量%分散した半導電性のEPDMゴムで、導電層25cの厚みは0.5〜1.5mmに構成され、その表面抵抗率は7〜10Ω/□の抵抗領域に制御される。また、バックアップロール25の硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。
なお、本実施の形態では、二次転写ロール21およびバックアップロール25の外径が、ともに28mmに設定されている。また、以下の説明では、中間転写ベルト15と二次転写ロール21とが接する領域を二次転写ニップ領域(ニップ域)Nと呼ぶことにする。
【0027】
また、ロールクリーナ22は、二次転写ロール21に当接配置されるブラシロール22aと、ブラシロール22aよりも二次転写ロール21の移動方向下流側で二次転写ロール21に圧接配置されるブレード22bとを有している。ここで、ブラシロール22aは、図示しないモータによって駆動されることにより、二次転写ロール21に付着したトナーを掻き乱す機能を有している。
【0028】
さらに、二次転写部20は、給電ロール26に対し、トナーの帯電極性と同極性(本実施の形態では負極性)の二次転写バイアス(転写バイアス)を印加する二次転写電源27と、トナーの帯電極性と逆極性(本実施の形態では正極性)の逆転写バイアスを印加する逆転写電源28とを備えている。そして、二次転写部20は、給電ロール26と二次転写電源27または逆転写電源28との接続を切り換えるスイッチ29を有している。一方、二次転写部20において、二次転写ロール21はシャフト21aを介して接地されている。なお、本実施の形態では、これら二次転写電源27,逆転写電源28、およびスイッチ29により、バイアス印加部が構成されている。
【0029】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図1に示すような画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置(IPS)にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット10等によって作像作業が実行される。画像処理装置(IPS)では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
【0030】
レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにて、各現像器14によってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
【0031】
画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K(図1参照)の感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール16にて中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスを付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト15の回転に伴って二次転写部20に搬送される。なお、中間転写ベルト15への転写後に感光体ドラム11上に残った残留トナーは、感光体ドラム11の回転に伴ってドラムクリーナ17との対向部まで搬送され、ドラムクリーナ17によって感光体ドラム11上から除去される。
【0032】
一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【0033】
二次転写部20では、二次転写ロール21が中間転写ベルト15(バックアップロール25側)に押圧されている。そして、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール21との間に挟み込まれる。このとき、スイッチ29によって二次転写電源27と給電ロール26とが接続され、バックアップロール25には給電ロール26を介してトナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスが印加される。このような二次転写バイアスの印加により、二次転写ロール21を対向電極として二次転写電界が形成され、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール21とバックアップロール25とによって押圧される二次転写領域にて、用紙Pに静電転写される。
【0034】
その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール21の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト54、55によってさらに搬送される。搬送ベルト54、55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせるように速度制御を行い、定着装置60まで用紙Pを搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして、定着装置60を通過した用紙Pは排出ロール(図示せず)によって装置の外部に排出される。また、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってベルトクリーナ35との対向部まで搬送され、ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
【0035】
一方、中間転写ベルト15等から二次転写ロール21に付着したトナーは、二次転写ロール21の回転によってロールクリーナ22との対向部まで搬送される。そして、二次転写ロール21に付着したトナーは、ブラシロール22aによって掻き乱された後、ブレード22bによって掻き取られる。
【0036】
ところで、本実施の形態に係る画像形成装置では、中間転写ベルト15の回動中に中間転写ベルト15が回動方向(移動方向)と直交する方向(ラテラル方向)の位置ずれが生じたり、あるいはその回動速度の変動が生じたりすることがある。すると、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kから一次転写される各色のトナー像を中間転写ベルト15上で正確に重ね合わせることができなくなる。その結果、中間転写ベルト15から用紙Pに二次転写されたフルカラートナー像に色ずれ(位置ずれ)が生じ、得られる画像品質が著しく低下してしまう。また、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに設けられるレーザ露光器13の取り付け位置がずれていたり、中間転写ベルト15に対する各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの取り付け位置がずれていたりする場合にも、同様にして位置ずれが生じる。さらに、温度や湿度といった環境要因が変動した場合に、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kや中間転写ベルト15等がわずかに伸縮することでも、位置ずれが発生してしまうことがある。
【0037】
一方、本実施の形態において、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kは、電子写真方式によって対応する色成分トナー像を形成し、形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に一次転写している。タンデム式の画像形成装置では、それぞれ別々の感光体ドラム11、帯電器12および一次転写ロール16を用いているため、色毎にその劣化の度合いが異なる。すなわち、感光体ドラム11に設けられた感光層の厚み、帯電器12や一次転写ロール15の抵抗値などが画像形成ユニット10毎に相違している。また、色毎のトナーの帯電特性なども異なる。このため、各色で同一濃度の画像を形成すべく各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kで対応する色成分トナー像を形成し、それを中間転写ベルト15上に一次転写したとしても、中間転写ベルト15上に形成された各色成分トナーの画像の濃度は、実際には同一とはならない。
【0038】
そこで、本実施の形態では、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kで作成した画像調整用トナー像を中間転写ベルト15上に転写し、中間転写ベルト15上に転写された各色の画像調整用トナー像を読み取りセンサ43で読み取り、得られた読み取り結果に基づいて、制御部40が各色成分トナー像の位置合わせ(レジストレーションコントロール)および濃度合わせ(プロセスコントロール)を行っている。
【0039】
また、この画像形成装置では、中間転写ベルト15の表面をクリーニングするベルトクリーナ35としてブレード35bを用いている。ブレード35bを用いる場合には、ブレード35bの自由端側(中間転写ベルト15と接する側)にある程度のトナーを蓄積させた状態としておくことが好ましい。この理由は、ブレード35bにトナーダムを形成しておくことで、中間転写ベルト15とブレード35bとの間に働く摩擦力を低下させることができ、且つ、形成されたトナーダムによって中間転写ベルト15上のトナーをせき止めることができるためである。
このため、この画像形成装置では、所定のタイミングで各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kで作成したトナーダム形成用トナー像を中間転写ベルト15上に転写し、ベルトクリーナ35(ブレード35b)に供給している。
【0040】
さらに、この画像形成装置では、現像器14において、現像によって消費されたトナーの補給が行われている。これは、逆の観点から見れば、トナーが消費されない限り新たなトナーの補給が行われないということを意味する。このため、この画像形成装置では、例えば長期間にわたって画像形成装置が停止状態にあったような場合に、現像器14からトナーを強制的に排出させることで、劣化したトナーを廃棄している。つまり、劣化したトナーを廃棄することで新たなトナーを補給可能な状態とし、現像器14内のトナーをリフレッシュしている。
このため、この画像形成装置では、所定のタイミングで各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kで廃棄用トナー像を作成している。そして、廃棄用トナー像の一部は中間転写ベルト15上に転写し、ベルトクリーナ35(ブレード35b)で除去している。また、廃棄用トナー像の一部は感光体ドラム11上に残し、ドラムクリーナ17に供給している。このようにすることで、古くなったトナーの廃棄とブレード35b等へのトナーの供給とを同時に行っている。
【0041】
これら画質調整用トナー像、トナーダム形成用トナー像および廃棄トナー用トナー像は、用紙P上に転写するためではなく、画像形成装置自身の性能を維持するために作成されるものである。そこで、以下の説明では、これら画質調整用トナー像、トナーダム形成用トナー像および廃棄トナー用トナー像を、まとめて性能維持用トナー像(非転写トナー像)と呼ぶことにする。一方、用紙Pに転写するために作成されるトナー像を、画像用トナー像と呼ぶことにする。
【0042】
図3は、中間転写ベルト15および中間転写ベルト15と二次転写ロール21との関係を説明するための図である。
本実施の形態において、中間転写ベルト15の周長Lbは2111mmであり、二次転写ロール21の周長Lrは88mmである。したがって、中間転写ベルト15が1周する間に、二次転写ロール21は約24周することになる。また、中間転写ベルト15の周面には、例えばA4サイズの用紙P(A4LEF)の場合で8枚分の画像を形成できるようになっている。ここで、1枚分の用紙Pに対応する中間転写ベルト15上の領域をパネルPaという。したがって、A4LEFの場合には、中間転写ベルト15の周面に8枚分のパネルPa1〜Pa8が存在することになる。また、中間転写ベルト15の進行方向に対し、パネルPaに対応する領域をイメージ領域S1と呼び、イメージ領域S1と次のイメージ領域S1との間の領域をインターイメージ領域S2と呼ぶことにする。
【0043】
上述した性能維持用トナー像は、用紙Pに転写されるものではないことから、中間転写ベルト15と二次転写ロール21とが直接接触する状態で二次転写部20を通過することになる。すると、性能維持用トナー像が二次転写部20を通過する際に、性能維持用トナー像を構成するトナーの一部が二次転写ロール21に転移、付着してしまう。また、性能維持用トナー像の長さは、その種類に応じてさまざまであり、インターイメージ領域S2の範囲内に作成されるものもあれば、インターイメージ領域S2を超えてイメージ領域S1にも作成されるものもある。さらに、複数のイメージ領域S1および複数のインターイメージ領域S2に跨って作成されるものもある。そして、長い性能維持用トナー像が形成される場合には、二次転写ロール21が性能維持用トナー像と複数回接することになるため、そのたびに新たなトナーが二次転写ロール21に付着することになる。すると、一度ロールクリーナ22との対向部を通過しただけでは、二次転写ロール21に付着したトナーを取りきれなくなってしまう。
【0044】
そこで、本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の形成条件の一つとして、性能維持用トナー像の移動方向長さに着目し、その長さに基づいて、性能維持用トナー像の通過後に二次転写ロール21を空回転させる回数すなわち二次転写ロール21をクリーニングするのに必要なクリーニング時間を設定している。以下、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像と二次転写ロール21のクリーニング動作の設定との関係について詳細に説明する。
【0045】
図4は、クリーニング制御部あるいは設定部としての制御部40の機能を説明するブロック図である。なお、図4では、制御部40が実行する複数の制御のうち、トナー像(用紙Pに転写される画像用トナー像および用紙Pに転写されない性能維持用トナー像)の形成および二次転写ロール21のクリーニングに関連するブロックのみを示している。制御部40は、画像形成装置による画像形成動作等を制御するCPU(Central Processing Unit)71を備えている。また、制御部40は、CPU71からの命令に基づいて画像用トナー像あるいは性能維持用トナー像を形成するための画像情報を出力する画像出力回路72、性能維持用トナー像を形成するための画像情報(パターン)を予め記憶したパターン格納部73を備えている。さらに、制御部40は、性能維持用トナー像の長さと二次転写ロール21のクリーニングプロファイルとを対応付けて記憶したプロファイル格納部74を備えている。さらにまた、制御部40は、CPU71が実行する画像形成動作等を制御するためのソフトウェアプログラムを記憶したROM(Read Only Memory)75を有している。画像出力回路72は、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対応するレーザ露光器13のROS(Raster Output Scanner:具体的にはY用ROS,M用ROS,C用ROS,K用ROS)に対して、画像用トナー像や性能維持用トナー像を形成するための画像情報を出力している。また、制御部40は、各種カウンタ値やプログラム実行中に発生する一時的なデータを格納するRAM(Random Access Memory)76を備えている。さらに、制御部40のCPU71には、読み取りセンサ43からの読み取り信号および画像処理装置(IPS)44からの色材階調データが入力される。そして、制御部40のCPU71は、二次転写部20(図2参照)に設けられたスイッチ29に対して制御信号を出力している。なお、通常の画像形成時においては、IPS44から入力されてくる色材階調データに基づいて、画像出力回路72で画像形成情報を作成し、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対応するレーザ露光器13のROSに出力を行うことになる。
【0046】
図5は、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の長さに基づいて、二次転写ロール21のクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
制御部40においてCPU71から性能維持用トナー像の形成指示がなされると(ステップ101)、画像出力回路72は、作成すべき性能維持用トナー像のパターンをパターン格納部73より取得する(ステップ102)。次いで、画像出力回路72は、パターン格納部73から読み出された所定のパターンに基づいて、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに設けられたレーザ露光器13のROSおよびCPU71に対して、所定の性能維持用トナー像を形成するための画像情報を出力する(ステップ103)。なお、各レーザ露光器13では、出力された画像情報を受けて各感光体ドラム11を露光する。これに伴い、各感光体ドラム11上にはそれぞれトナー像が形成され、これらのトナー像が中間転写ベルト15に一次転写されることにより、所望とする性能維持用トナー像が作成される。そして、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像が画質調整用トナー像である場合には、読み取りセンサ43によってこのトナー像が読み取られた後、制御部40においてフィードバック制御が行われることになる。
【0047】
次に、CPU71では、画像出力回路72より入力される、性能維持用トナー像の画像情報から、性能維持用トナー像の移動方向長さ(中間転写ベルト15の進行方向長さ)に関する情報(長さ情報)を取得する(ステップ104)。そして、CPU71は、得られた長さ情報に対応する二次転写ロール21のクリーニングプロファイルをプロファイル格納部74より取得する(ステップ105)。さらに、CPU71は、得られたクリーニングプロファイルに基づいて二次転写ロール21のクリーニング動作を制御し(ステップ106)、一連の処理を終了する。
【0048】
ここで、表1は、プロファイル格納部74に格納されるクリーニングプロファイルの一例を示している。本実施の形態では、性能維持用トナー像の移動方向長さSと、クリーニング長T(クリーニングに必要な二次転写ロール21の回転数:クリーニング時間に対応)およびクリーニング長Tが二次転写ニップ領域Nを通過する際に印加されるバイアスのパターン(バイアス印加パターン)とが対応付けられ、クリーニングプロファイルとしてプロファイル格納部74に格納されている。
【0049】
【表1】


【0050】
これを具体的に説明すると、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lr未満(S<Lr)の場合、クリーニング長Tは0である。したがって、このときにはバイアス印加パターンも存在しない。また、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lr以上且つ2倍未満(Lr≦S<2Lr)の場合、クリーニング長Tは176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長T全域にわたって逆転写バイアス(逆極性)が印加される。さらに、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lrの2倍以上且つ3倍未満(2Lr≦S<3Lr)の場合、クリーニング長Tは352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらにまた、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lrの3倍以上(3Lr≦S)の場合、クリーニング長Tは528mm(二次転写ロール21が6周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。
【0051】
では次に、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の具体例を挙げつつ、上述した二次転写ロール21のクリーニング動作について詳細に説明する。
(1) 簡易型画質調整用トナー像の場合
本実施の形態に係る画像形成装置では、実際の画像形成動作を行っている最中にも、イメージ領域S1と次のイメージ領域S1との間のインターイメージ領域S2に性能維持用トナー像の一種としての簡易型画質調整用トナー像の形成を行っている。このような簡易型画質調整用トナー像には、簡易的なレジストレーションコントロール用のトナー像および簡易的なプロセスコントロール用のトナー像が含まれている。
【0052】
図6は、このような簡易型画質調整用トナー像を形成する場合における二次転写ロール21のクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
この例では、インターイメージ領域S2に形成される簡易型画質調整用トナー像Uの長さ(性能維持用トナー像の移動方向長さS)は36mm(インターイメージ領域S2の長さは約54mm)であり、二次転写ロール21の周長Lrよりも短い。したがって、クリーニング長Tは0となる。そして、二次転写部20では、二次転写ニップ領域Nをイメージ領域S1が通過する際には転写バイアスが印加され、二次転写ニップ域Nをインターイメージ領域S2が通過する際には逆転写バイアスが印加される。このように逆転写バイアスを印加することにより、二次転写ロール21に対する簡易型画質調整用トナー像Uの転移が抑制される。また、仮に簡易型画質調整用トナー像Uを構成するトナーの一部が二次転写ロール21に付着したとしても、この簡易型画質調整用トナー像Uの長さは短いので、その付着量はきわめて小さくなり、ロールクリーナ22で除去することができる。
したがって、この場合には、パネルPaをスキップすることなく次のパネルPaに直ちにトナー像を形成することが可能になる。これを逆の観点から見れば、簡易型画質調整用トナー像Uは、クリーニング長Tを必要としない程度の長さに設定されている、ということを意味している。
【0053】
(2)階調制御用トナー像の場合
本実施の形態に係る画像形成装置では、階調(例えば8ビットの場合には256階調)の再現性を良好なものとするために、定期的に性能維持用トナー像の一種としての階調制御用トナー像の形成を行っている。このような階調制御用トナー像には、各色で各階調にて作成された複数の矩形状のトナー像が含まれる。
【0054】
図7は、このような階調制御用トナー像を形成する場合における二次転写ロール21のクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
この例では、階調制御用トナー像Vの長さ(性能維持用トナー像の移動方向長さS)は1100mmであり、二次転写ロール21の周長Lrの3倍以上となる。したがって、クリーニング長Tは528mm(二次転写ロール21が6周する長さ)となる。そして、階調制御用トナー像Vの後端が二次転写ニップ領域Nを通過した直後から二次転写ロール21が2周する期間T1では逆転写バイアスが印加され、その後二次転写ロール21が4周する期間T2では転写バイアスが印加される。このとき、初めの期間T1では、二次転写ロール21に付着したトナーのうち、通常の帯電極性と同極性(負極性)に帯電しているトナーが中間転写ベルト15側へと転移する。続く期間T2では、二次転写ロール21に付着したトナーのうち、放電等を受けることによって通常の帯電極性と逆極性(正極性)に帯電することになったトナーが中間転写ベルト15側へと転移する。
したがって、この場合には、階調制御用トナー像の形成に使用されるパネルPa2〜Pa6および二次転写ロール21のクリーニング動作に使用されるパネルPa7、Pa8をスキップし、次のパネルPa1からトナー像を形成することが可能になる。
【0055】
(3)レジストレーションコントロール用トナー像(レジコン用トナー像)の場合
本実施の形態に係る画像形成装置では、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの位置ずれを補正するために、定期的に性能維持用トナー像の一種としてのレジコン用トナー像の形成を行っている。このようなレジコン用トナー像には、各色で構成されたV字状のトナー像が含まれる。
【0056】
図8は、このようなレジコン用トナー像を形成する場合における二次転写ロール21のクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
この例では、レジコン用トナー像Wの長さ(性能維持用トナー像の移動方向長さS)は1130mmであり、二次転写ロール21の周長Lrの3倍以上となる。したがって、クリーニング長Tは528mm(二次転写ロール21が6周する長さ)となる。このため、上述した階調制御用トナー像Vのときと同様のクリーニング動作が行われる。
したがって、この場合にも、レジコン用トナー像の形成に使用されるパネルPa2〜Pa6および二次転写ロール21のクリーニング動作に使用されるパネルPa7、Pa8をスキップし、次のパネルPa1からトナー像を形成することが可能になる。
【0057】
(4)廃棄用トナー像およびトナーダム形成用トナー像の場合
本実施の形態に係る画像形成装置では、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kで形成されるトナー像の濃度を補正するために、定期的に性能維持用トナー像の一種としての廃棄用トナー像およびトナーダム形成用トナー像(以下まとめて廃棄用トナー像という)の形成を行っている。このような廃棄用トナー像には、各色で各濃度にて作成された複数の矩形状のトナー像が含まれる。
【0058】
図9は、このような廃棄用トナー像を形成する場合における二次転写ロール21のクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
この例では、廃棄用トナー像Xの長さ(性能維持用トナー像の移動方向長さS)は210mmであり、二次転写ロール21の周長Lrの2倍以上且つ3倍未満となる。したがって、クリーニング長Tは352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)となる。そして、廃棄用トナー像Xの後端が二次転写ニップ領域Nを通過した直後から二次転写ロール21が3周する期間T1では逆転写バイアスが印加され、その後二次転写ロール21が1周する期間T2では転写バイアスが印加される。このとき、初めの期間T1では、二次転写ロール21に付着したトナーのうち、通常の帯電極性と同極性(負極性)に帯電しているトナーが中間転写ベルト15側へと転移する。続く期間T2では、二次転写ロール21に付着したトナーのうち、放電等を受けることによって通常の帯電極性と逆極性(正極性)に帯電することになったトナーが中間転写ベルト15側へと転移する。
したがって、この場合には、廃棄用トナー像の形成に使用されるパネルPa2および二次転写ロール21のクリーニング動作に使用されるパネルPa3、Pa4をスキップし、次のパネルPa5からトナー像を形成することが可能になる。
【0059】
以上説明したように、本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像(例えば上述した簡易型画質調整用トナー像、階調制御用トナー像、レジコン用トナー像、廃棄用トナー像)の移動方向長さSに基づいて、性能維持用トナー像通過後の二次転写ロール21のクリーニング時間(二次転写ロール21の回転数)を設定するようにした。これにより、性能維持用トナー像の長さが長い場合には、クリーニング時間を長く確保することが可能となり、二次転写ロール21のクリーニングをより確実に行うことができる。一方、性能維持用トナー像の長さが比較的短い場合には、十分なクリーニングを行える程度までクリーニング時間を短くすることができ、クリーニングを行う際にスキップされるパネルPaの数を減らすことが可能となり、次の画像形成が開始されるまでの時間を短縮することができる。
【0060】
また、本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の移動方向長さSに基づいて設定されるクリーニング時間中に、二次転写部20に印加されるバイアス(逆転写バイアス、転写バイアス)のパターンを適宜設定するようにした。特に、本実施の形態では、短いクリーニング時間が設定される場合(性能維持用トナーが短い場合)には、クリーニング時間中に逆転写バイアスのみを印加し、長いクリーニング時間が設定される場合(性能維持用トナー像が長い場合)には、クリーニング時間中に逆転写バイアスおよび転写バイアスを印加するようにした。また、長いクリーニング時間が設定される場合においても、その長さに応じて逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加時間を異ならせるようにした。これにより、例えば性能維持用トナー像の長さが長く、二次転写ロール21に転移、付着したトナーが通常の帯電極性と逆極性に帯電しやすくなるような場合にも、二次転写ロール21から通常の帯電極性および逆極性に帯電したトナーを取り除くことができる。
【0061】
<実施の形態2>
本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1では性能維持用トナー像の移動方向長さSに基づいて二次転写ロール21のクリーニング時間(回転数)を設定していたのに対し、本実施の形態では性能維持用トナー像の形成条件の一つとして性能維持用トナー像における最大濃度に着目し、その最大濃度に基づいて二次転写ロール21のクリーニング時間(回転数)を設定するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、実施の形態1と同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0062】
図10は、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像における最大濃度に基づいて、二次転写ロール21のクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
制御部40においてCPU71から性能維持用トナー像の形成指示がなされると(ステップ201)、画像出力回路72は、作成すべき性能維持用トナー像のパターンをパターン格納部73より取得する(ステップ202)。次いで、画像出力回路72は、パターン格納部73から読み出された所定のパターンに基づいて、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに設けられたレーザ露光器13のROSおよびCPU71に対して、所定の性能維持用トナー像を形成するための画像情報を出力する(ステップ203)。なお、各レーザ露光器13では、出力された画像情報を受けて各感光体ドラム11を露光する。これに伴い、各感光体ドラム11上にはそれぞれトナー像が形成され、これらのトナー像が中間転写ベルト15に一次転写されることにより、所望とする性能維持用トナー像が作成される。そして、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像が画質調整用トナー像である場合には、読み取りセンサ43によってこのトナー像が読み取られた後、制御部40においてフィードバック制御が行われることになる。
【0063】
次に、CPU71では、画像出力回路72より入力される、性能維持用トナー像の画像情報から、性能維持用トナー像における最大濃度に関する情報(濃度情報)を取得する(ステップ204)。そして、CPU71は、得られた濃度情報に対応する二次転写ロール21のクリーニングプロファイルをプロファイル格納部74より取得する(ステップ205)。さらに、CPU71は、得られたクリーニングプロファイルに基づいて二次転写ロール21のクリーニング動作を制御し(ステップ206)、一連の処理を終了する。
【0064】
ここで、表2は、プロファイル格納部74に格納されるクリーニングプロファイルの一例を示している。本実施の形態では、性能維持用トナー像中の最大濃度Cと、クリーニング長T(クリーニングに必要な二次転写ロール21の回転数:クリーニング時間に対応)およびクリーニング長Tが二次転写ニップ領域Nを通過する際に印加されるバイアスのパターン(バイアス印加パターン)とが対応付けられ、クリーニングプロファイルとしてプロファイル格納部74に格納されている。
【0065】
【表2】


【0066】
これを具体的に説明すると、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度Cが20%以下の場合、クリーニング長Tは176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長T全域にわたって逆転写バイアス(逆極性)が印加される。さらに、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度Cが20%を超え且つ60%以下の場合、クリーニング長Tは352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらにまた、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度が60%を超える場合、クリーニング長Tは528mm(二次転写ロール21が6周する長さ)に設定される。そして、この場合には、クリーニング長Tのうち、初めの176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。なお、本実施の形態では、クリーニング時間を変更するか否かを決定するための閾値として、簡易画質調整用トナー像(図6参照)における濃度60%のトナー像を使用している。
【0067】
例えば図11(a)に示すような廃棄用トナー像X(性能維持用トナー像)では、最大濃度Cが100%である。したがって、このときには、廃棄用トナー像Xが二次転写部20を通過した後に二次転写ロール21を6周させ、初めの2周は逆転写バイアス、続く4周は転写バイアスを印加することで、二次転写ロール21のクリーニングが行われる。
また、例えば図11(b)に示すような廃棄用トナー像Xでは、最大濃度Cが60%である。したがって、このときには、廃棄用トナー像Xが二次転写部20を通過した後に二次転写ロール21を4周させ、初めの3周は逆転写バイアス、続く1周は転写バイアスを印加することで、二次転写ロール21のクリーニングが行われる。
更に、例えば図11(c)に示すような廃棄用トナー像Xでは、最大濃度Cが20%である。したがって、このときには、廃棄用トナー像Xが二次転写部20を通過した後に二次転写ロール21を2周させ、その間ずっと逆転写バイアスを印加することで、二次転写ロール21のクリーニングが行われる。
【0068】
本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像中の最大濃度Cに基づいて、性能維持用トナー像通過後の二次転写ロール21のクリーニング時間(本実施の形態では二次転写ロール21の回転数)を設定するようにした。これにより性能維持用トナー像における最大濃度が高い場合には、クリーニング時間を長く確保することが可能となり、二次転写ロール21のクリーニングをより確実に行うことができる。一方、性能維持用トナー像における最大濃度が比較的低い場合には、十分なクリーニングを行える程度までクリーニング時間を短くすることができ、クリーニングを行う際にスキップされるパネルPaの数を減らすことが可能となり、次の画像形成が開始されるまでの時間を短縮することができる。
【0069】
また、本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像における最大濃度Cに基づいて設定されるクリーニング時間中に、二次転写部20に印加されるバイアス(逆転写バイアス、転写バイアス)のパターンを適宜設定するようにした。特に、本実施の形態では、短いクリーニング時間が設定される場合(性能維持用トナーにおける最大濃度Cが高い場合)には、クリーニング時間中に逆転写バイアスのみを印加し、長いクリーニング時間が設定される場合(性能維持用トナー像における最大濃度Cが高い場合)には、クリーニング時間中に逆転写バイアスおよび転写バイアスを印加するようにした。また、長いクリーニング時間が設定される場合においても、その長さに応じて逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加時間を異ならせるようにした。これにより、例えば性能維持用トナー像における最大濃度Cが高く、二次転写ロール21に転移、付着したトナーが通常の帯電極性と逆極性に帯電しやすくなるような場合にも、二次転写ロール21から通常の帯電極性および逆極性に帯電したトナーを取り除くことができる。
【0070】
<実施の形態3>
本実施の形態は、中間転写ベルト15上に形成された性能維持用トナー像の移動方向長さSおよび性能維持用トナー像における最大濃度Cの両者に基づいて、二次転写ロール21のクリーニング時間(回転数)を設定するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0071】
図12は、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の移動方向長さSおよび性能維持用トナー像における最大濃度Cに基づいて、二次転写ロール21のクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
制御部40においてCPU71から性能維持用トナー像の形成指示がなされると(ステップ301)、画像出力回路72は、作成すべき性能維持用トナー像のパターンをパターン格納部73より取得する(ステップ302)。次いで、画像出力回路72は、パターン格納部73から読み出された所定のパターンに基づいて、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに設けられたレーザ露光器13のROSおよびCPU71に対して、所定の性能維持用トナー像を形成するための画像情報を出力する(ステップ303)。なお、各レーザ露光器13では、出力された画像情報を受けて各感光体ドラム11を露光する。これに伴い、各感光体ドラム11上にはそれぞれトナー像が形成され、これらのトナー像が中間転写ベルト15に一次転写されることにより、所望とする性能維持用トナー像が作成される。そして、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像が画質調整用トナー像である場合には、読み取りセンサ43によってこのトナー像が読み取られた後、制御部40においてフィードバック制御が行われることになる。
【0072】
次に、CPU71では、画像出力回路72より入力される、性能維持用トナー像の画像情報から、性能維持用トナー像の移動方向長さS(中間転写ベルト15の進行方向長さ)に関する情報(長さ情報)および性能維持用トナー像における最大濃度Cに関する情報(濃度情報)を取得する(ステップ304)。そして、CPU71は、得られた長さ情報および濃度情報に対応する二次転写ロール21のクリーニングプロファイルをプロファイル格納部74より取得する(ステップ305)。次に、CPU71は、得られた長さ情報に対応するクリーニングプロファイルおよび濃度情報に対応するクリーニングプロファイルから、クリーニング条件が厳しい側のクリーニングプロファイルを選択する(ステップ306)。さらに、CPU71は、選択されたクリーニングプロファイルに基づいて二次転写ロール21のクリーニング動作を制御し(ステップ306)、一連の処理を終了する。
【0073】
ここで、表3は、プロファイル格納部74に格納されるクリーニングプロファイルの一例を示している。ここで、表3(a)は、性能維持用トナー像の移動方向長さSと、クリーニング長Tおよびクリーニング長Tが二次転写ニップ領域Nを通過する際に印加されるバイアスのパターン(バイアス印加パターン)との関係を対応付けたクリーニングプロファイルを示している。また、表3(b)は、性能維持用トナー像における最大濃度Cと、クリーニング長Tおよびクリーニング長Tが二次転写ニップ領域Nを通過する際に印加されるバイアスのパターン(バイアス印加パターン)との関係を対応付けたクリーニングプロファイルを示している。
【0074】
【表3】


【0075】
表3(a)に示すように、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lr未満(S<Lr)の場合、クリーニング長Tは0である。したがって、このときにはバイアス印加パターンも存在しない。また、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lr以上且つ2倍未満(Lr≦S<2Lr)の場合、クリーニング長Tは176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長T全域にわたって逆転写バイアス(逆極性)が印加される。さらに、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lrの2倍以上且つ3倍未満(2Lr≦S<3Lr)の場合、クリーニング長Tは352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらにまた、例えば性能維持用トナー像の移動方向長さSが二次転写ロール21の周長Lrの3倍以上(3Lr≦S)の場合、クリーニング長Tは880mm(二次転写ロール21が10周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらに続く176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)では再び逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)では再び転写バイアス(同極性)が印加される。つまり、この場合には、逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加が2回繰り返されることになる。
【0076】
また、表3(b)に示すように、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度Cが20%以下の場合、クリーニング長Tは176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長T全域にわたって逆転写バイアス(逆極性)が印加される。さらに、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度Cが20%を超え且つ60%以下の場合、クリーニング長Tは352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらにまた、例えば性能維持用トナー像中の最大濃度が60%を超える場合、クリーニング長Tは880mm(二次転写ロール21が10周する長さ)に設定される。そして、このときには、クリーニング長Tのうち、初めの264mm(二次転写ロール21が3周する長さ)では逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く88mm(二次転写ロール21が1周する長さ)では転写バイアス(同極性)が印加される。さらに続く176mm(二次転写ロール21が2周する長さ)では再び逆転写バイアス(逆極性)が印加され、続く352mm(二次転写ロール21が4周する長さ)では再び転写バイアス(同極性)が印加される。つまり、この場合には、逆転写バイアスおよび転写バイアスの印加が2回繰り返されることになる。
【0077】
本実施の形態では、上述したステップ306において長さ情報に基づいて得られたクリーニングプロファイルまたは濃度情報に基づいて得られたクリーニングプロファイルのいずれかを選択するのであるが、このとき、最大濃度Cが60%以下である場合には、長さ情報に基づいて得られたクリーニングプロファイルが必ず選択されるようになっている。一方、最大濃度Cが60%を超える場合には、長さ情報に基づいて得られたクリーニングプロファイルまたは濃度情報に基づいて得られたクリーニングプロファイルのうち、より厳しい(クリーニング時間が長い)方が選択されるようになっている。
【0078】
実施の形態1で説明した簡易型画質調整用トナー像(図6参照)の場合、その中に含まれるプロコン用トナー像の最大濃度Cは60%である。したがって、この場合はクリーニング長Tとして0mmが選択される。
また、実施の形態1で説明した階調制御用トナー像(図7参照)の場合、その最大濃度Cはやはり60%である。したがって、この場合はクリーニング長Tとして352mmが選択され、逆転写バイアスを印加した後に転写バイアスを印加するパターン(繰り返し回数1回)で二次転写ロール21のクリーニングが行われる。
さらに、実施の形態1で説明したレジコン用トナー像(図7参照)の場合、その最大濃度Cは100%である。したがって、この場合はクリーニング長Tとして880mmが選択され、逆転写バイアスを印加した後に転写バイアスを印加し、さらに続けて逆転写バイアスおよび転写バイアスを順次印加するパターン(繰り返し回数2回)で二次転写ロール21のクリーニングが行われる。
【0079】
以上説明したように、本実施の形態では、中間転写ベルト15上に形成される性能維持用トナー像の移動方向長さSおよび性能維持用トナー像における最大濃度Cに基づいて、性能維持用トナー像通過後の二次転写ロール21のクリーニング時間(二次転写ロール21の回転数)を設定するようにした。これにより、例えば長さSが短い一方で最大濃度Cが高い性能維持用トナー像や、最大濃度Cが低い一方で長さSが非常に長い性能維持用トナー像などの場合にも二次転写ロール21の表面をきれいにすることが可能となる。
【0080】
特に、本実施の形態では、性能維持用トナー像の移動方向長さSが非常に大きい場合や性能維持用トナー像における最大濃度Cが極めて高い場合に、逆転写バイアスおよび転写バイアスを繰り返し印加するようにした。これにより、二次転写ロール21表面に付着したトナー(通常の帯電極性に帯電したものと逆極性に帯電したもの)をより確実に中間転写ベルト15側に転移させることが可能になる。
【0081】
なお、実施の形態1〜3では、ニップ部材あるいは転写部材として二次転写ロール21を用いていたが、これに限られるものではなく、例えば複数のロール部材に張架された無端状の転写搬送ベルトを用いることもできる。
また、実施の形態1〜3では、二次転写部20に逆転写バイアスや転写バイアスを印加することで二次転写ロール21に付着したトナーを中間転写ベルト15側に転移させ、二次転写ロール21のクリーニングを行うようにしていた。ただし、二次転写ロール21に付着したトナーは、ロールクリーナ22によっても取り除くことができる。したがって、バイアスの印加によるクリーニングを行わず、ロールクリーナ22のみによってクリーニングを行うこともできる。そして、この場合には、ロールクリーナ22によるクリーニングに必要な時間をクリーニング時間として設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0082】
【図1】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図2】二次転写部の拡大図である。
【図3】中間転写ベルトと二次転写ロールとの関係を説明するための図である。
【図4】制御部の機能を説明するブロック図である。
【図5】実施の形態1において、二次転写ロールのクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
【図6】簡易型画質調整用トナー像を形成する場合における二次転写ロールのクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図7】階調制御用トナー像を形成する場合における二次転写ロールのクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図8】レジコン用トナー像を形成する場合における二次転写ロールのクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図9】廃棄用トナー像およびトナーダム形成用トナー像を形成する場合における二次転写ロールのクリーニング動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図10】実施の形態2において、二次転写ロールのクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
【図11】(a)〜(c)は廃棄用トナー像およびトナーダム形成用トナー像の一例を示す図である。
【図12】実施の形態3において、二次転写ロールのクリーニング条件を設定する処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0083】
10(10Y,10M,10C,10K)…画像形成ユニット、11(11Y,11M,11C,11K)…感光体ドラム、15…中間転写ベルト、20…二次転写部、21…二次転写ロール、22…ロールクリーナ、25…バックアップロール、26…給電ロール、27…二次転写電源、28…逆転写電源、29…スイッチ、40…制御部、43…読み取りセンサ、71…CPU、72…画像出力回路、73…パターン格納部、74…プロファイル格納部、75…ROM、76…RAM、Lb…中間転写ベルトの周長、Lr…二次転写ロールの周長、N…二次転写ニップ領域、S…性能維持用トナー像の移動方向長さ、S1…イメージ領域、S2…インターイメージ領域、Pa(Pa1〜Pa8)…パネル




 

 


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