JP2005331655A - 画像形成装置及びクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送手段の搬送能力に応じて駆動時間を定めることにより、現像手段から吐出されトナーが一時貯留室に残ることを防止し、さらに、一時貯留室にトナーが溜まり過ぎることによるトナー詰まりの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体又は中間転写体の少なくとも一方上の転写残トナーをクリーニング装置７５のクリーニングロール７６に付着させて一時貯留室１３４に貯留し、オーガ１３６を回転駆動させて回収容器に搬送している。このとき、オーガ１３６回転させる駆動時間Ｔを、現像器から吐出されるトナー量をＤ、オーガ１３６の単位時間あたりの搬送量をＲとしたとき、Ｄ≦Ｒ×Ｔを満たすように設定する。
【選択図】図４

Description

この発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へ転写する際、転写によって発生する転写残トナーを回収するクリーニング装置、及び画像形成装置に関するものである。

従来、フルカラープリンタ等の画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の色毎に像担持体としての感光体を設け、各感光体上にＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色対応する静電潜像を形成し、各色の静電潜像に現像手段としての現像器から各色のトナーを付着させて現像を行い、現像された各色のトナー像を中間転写体上に重畳して形成されたフルカラーのトナー像を記録媒体へ転写している。この記録媒体への転写の祭、感光体及び中間転写体には転写されずに残る転写残トナーがあるため、画像形成装置では転写残トナー回収手段としてのクリーニング装置によって転写残トナーを回収している。

近年、これらの画像形成装置は小型化が求められており、クリーニング装置も小型化されている。この小型化されたクリーニング装置には、転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構部としてのクリーニングロールと、回収した転写残トナーを貯留する一時貯留室と、で構成されたものがあり、一時貯留室に貯留した転写残トナーを、一時貯留室に設けた搬送手段としてのオーガにより一定量ずつ搬送し、回収容器に回収して保持するものがある。しかし、クリーニング装置を小型化すると一時貯留室の容量も小さくなり一度に回収できるトナー量が減少し、転写残トナーを十分に回収できなくなることがある。このため、特許文献１には、クリーニング装置が回収できるトナー量を、画像濃度の最も濃いベタのトナー像が形成され、例えば、用紙等の記録媒体に搬送不良（所謂、ジャム）が発生して前記ベタのトナー像が転写されずに全て残った場合のトナー量以上とすることが開示されている。これにより、ベタのトナー像が全て残って転写残トナーとなった場合でも、クリーニング装置により全て回収することができる。

一方、画像形成装置には、高画質の画像を形成するため現像器にトナーとキャリアからなる２成分現像剤を装填して現像を行うものがある。この２成分現像剤を用いた現像器では、トナーとキャリアを攪拌することにより帯電させて現像を行っており、感光体に付着させるトナーの濃度を調整するため、非画像形成時に現像器から過剰なトナーの吐き出しを行い、クリーニング装置で全て回収している。ここで、このトナーの濃度を調整するため吐き出されるトナー量は、前記ベタのトナー像として感光体に付着するトナー量より多い場合があり、クリーニング装置は前記ベタのトナー像として感光体に付着するトナー量以上のトナーを回収することがある。
特開平１１−１８４２４４号公報

しかしながら、一時貯留室に転写残トナーが過剰に溜まると、オーガの回転に負荷がかかり駆動系に破損を発生させる。また、転写残トナー回収機構部の回収能力が落ちてクリーニング不良を発生させてしまう。

本発明は上記事実を考慮し、搬送手段の搬送能力に応じて搬送駆動時間を定めることにより、現像手段から吐出され、転写残トナー回収機構部により回収された転写残トナーが一時貯留室に溜まることを防止することができる画像形成装置及びクリーニング装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、像担持体上に形成された静電潜像に現像手段から吐出されるトナーを付着させて現像したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へ転写する画像形成装置であって、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に対向配置され、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方上の転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構部と、当該回収した転写残トナーを一時的に貯留する一時貯留室と、で構成された転写残トナー回収手段と、前記転写残トナー回収機構部と連動し、前記一時貯留室に貯留されている前記転写残トナーを所定の方向へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段による搬送方向に設けられ、前記転写残トナーを最終的に回収し、保持する回収容器と、前記現像手段の吐出するトナー量をＤ、前記搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、前記搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、（１）式に示す関係を満たすように前記トナー量Ｄ、前記搬送量Ｒ、前記搬送駆動時間Ｔを設定する設定手段と、を有することを特徴とする。
Ｄ ≦ Ｒ× Ｔ ・・・（１）
請求項１に記載の発明によれば、転写残トナー回収手段は像担持体又は中間転写体の少なくとも一方に対向配置されており、像担持体又は中間転写体の少なくとも一方上の転写されなかった転写残トナーを転写残トナー回収機構部で回収し、一時貯留室に貯留する。一時貯留室に貯留された転写残トナーは、搬送手段により回収容器へ搬送されるが、設定手段は、現像手段から吐出されるトナー量をＤ、搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、前記搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、（１）式に示す関係を満たすように前記トナー量Ｄ、前記搬送量Ｒ、前記搬送駆動時間Ｔを設定する。これにより、現像手段から吐出されトナーが全て転写されずに残った場合でも、転写残トナー回収機構部により全て回収し、一時貯留室に貯留した転写残トナーを回収容器へ全て搬送することができる。よって、一時貯留室に転写残トナーが溜まることによるクリーニング不良の発生を防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記搬送量Ｒが固定値であり、前記トナー量Ｄに基づき、前記（１）式を満たす前記搬送駆動時間Ｔを設定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、搬送手段に応じて搬送量Ｒは一定の値に定まる。現像手段が吐出するトナー量Ｄは形成する画像毎に異なるため、設定手段はトナー量Ｄに基づき前記（１）式を満たす搬送手段の搬送駆動時間Ｔを設定する。これにより、現像手段から吐出されたトナーが全て転写されずに残って転写残トナーとなった場合でも、転写残トナーを転写残トナー回収手段で回収して搬送手段により回収容器へ搬送することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記現像手段の吐出する前記トナー量Ｄが、前記一時貯留室の容量の１／３以下であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、現像手段の吐出するトナー量Ｄを一時貯留室の容量の１／３以下とすると、転写残トナー回収機構部により回収され、一時貯留室に貯留される転写残トナーの量は容量の１／３以下となる。搬送手段では、貯留されている転写残トナーが容量の１／３以下であると搬送手段にかかる負荷が小さいため、搬送手段を駆動させるために必要な駆動力を所定の範囲内に保つことができる。これにより、駆動系の破損を防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記現像手段のトナーが過剰となりトナー濃度の調整が必要な場合に、前記過剰なトナーの吐出を行うトナーコンディション制御手段をさらに有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、トナーコンディション制御手段は、現像手段のトナーが過剰な場合、過剰なトナーを吐出させてトナー濃度を調整する。これにより、画像形成時、静電潜像に過剰にトナーを付着させることを防止でき、適切なトナー濃度を維持することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の発明において、前記転写残トナー回収機構部が、所定の電圧が印加されることにより発生する静電気力に基づき、周面に前記転写残トナーを付着させるクリーニングロールと、前記クリーニングロールの周面と接触し、付着している前記転写残トナーを掻き落とすことによって前記一時貯留室へ案内するブレードと、で構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、クリーニングロールは所定の電圧が印加されることによる静電気力で転写残トナーを付着させ、ブレードはクリーニングロールと接触して転写残トナーを掻き落し、一時貯留室へ案内している。このブレードは、クリーニングロールに付着している転写残トナーを掻き落とすが、転写残トナーが付着している部分でクリーニングロールからわずかに離間した状態となるため、クリーニングロール及びブレードの摩耗が少なくなり、クリーニングロール及びブレードの交換時期を延ばすことができる。

請求項６に記載の発明は、像担持体上に形成された静電潜像に現像手段から吐出されるトナーを付着させて現像したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へ転写する画像形成装置に用いられ、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に対応して設けられ、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に残留する転写残トナーを回収するクリーニング装置であって、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方上の転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構部と、当該回収した転写残トナーを一時的に貯留する一時貯留室と、で構成された転写残トナー回収手段と、前記転写残トナー回収機構部と連動し、前記一時貯留室に貯留されている前記転写残トナーを所定の方向へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段による搬送方向に設けられ、前記転写残トナーを最終的に回収し、保持する回収容器と、前記現像手段の吐出するトナー量をＤ、前記搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、前記搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、（２）式に示す関係を満たすように前記トナー量Ｄ、前記搬送量Ｒ、前記搬送駆動時間Ｔを設定する設定手段と、を有することを特徴とする。
Ｄ ≦ Ｒ× Ｔ ・・・（２）
請求項６に記載の発明によれば、クリーニング装置は、画像形成装置の像担持体又は中間転写体の少なくとも一方に対応して設けられており、転写残トナー回収手段が、像担持体又は中間転写体の少なくとも一方上の転写されなかった転写残トナーを転写残トナー回収機構部で回収し、一時貯留室に貯留する。一時貯留室に貯留された転写残トナーは、搬送手段により回収容器へ搬送される。設定手段は、画像形成装置の現像手段から吐出されるトナー量をＤ、搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、前記（２）式に示す関係を満たすようにトナー量Ｄ、搬送量Ｒ、搬送駆動時間Ｔを設定する。これにより、画像形成装置の現像手段から吐出されトナーが全て転写されずに残った場合でも、転写残トナー回収機構部により全て回収し、一時貯留室に貯留した転写残トナーを回収容器へ全て搬送することができる。よって、一時貯留室に転写残トナーが溜まることによるクリーニング不良の発生を防止できる。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記搬送量Ｒが固定値であり、前記トナー量Ｄに基づき、前記（２）式を満たす前記搬送駆動時間Ｔを設定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、搬送手段に応じて搬送量Ｒが一定の値として定まる。現像手段が吐出するトナー量Ｄは、形成する画像毎に異なるため、設定手段は、トナー量Ｄに基づき（２）式を満たす搬送手段の搬送駆動時間Ｔを設定する。これにより、現像手段から吐出されたトナーが全て転写されずに残って転写残トナーとなった場合でも、転写残トナーを転写残トナー回収手段で回収して搬送手段により回収容器へ搬送することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７記載の発明において、前記転写残トナー回収機構部が、所定の電圧が印加されることにより発生する静電気力に基づき、周面に前記転写残トナーを付着させるクリーニングロールと、前記クリーニングロールの周面と接触し、付着している前記転写残トナーを掻き落とすことによって前記一時貯留室へ案内するブレードと、で構成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、クリーニングロールは所定の電圧が印加されることによる静電気力で転写残トナーを付着させ、ブレードはクリーニングロールと接触して転写残トナーを掻き落し、一時貯留室へ案内している。このブレードは、クリーニングロールに付着している転写残トナーを掻き落とすが、転写残トナーが付着している部分でクリーニングロールからわずかに離間した状態となるため、クリーニングロール及びブレードの摩耗が少なくなり、クリーニングロール及びブレードの交換時期を延ばすことができる。

以上説明したように、本発明によれば、搬送手段の搬送能力に応じて搬送駆動時間Ｔを定めることにより、現像手段から吐出され、転写残トナー回収機構部により回収された転写残トナーが一時貯留室に残ることを防止することができる画像形成装置及びクリーニング装置を提供できるという優れた効果を有する。

図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、画像形成装置本体１２が備えられており、画像形成装置本体１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着ユニット３２で定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、画像形成装置本体１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

ところで、画像形成装置１０の図１右側には、各色毎の現像剤（トナーとキャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

現像剤カートリッジ６４の図１左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２は４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）を、露光ユニット６２の図１左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体５２へ向けて出力している。

露光ユニット６２は、形成する画像のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色に応じて変調されたレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部（図示なし）と、レーザ光Ｌに対して形成する画像に基づく変調を行なう変調処理部（図示なし）と、レーザー光Ｌを各感光体５２上で走査させるためのポリゴンミラー６２Ａと、複数のミラーにより構成されたミラー群６２Ｂと、を含んで構成されている。

感光体ユニット５０は、縦方向に並べられた４つの感光体５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）を備えており、上部から例えばイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっており、前記光源部から射出され前記変調処理部により変調されたレーザ光Ｌがポリゴンミラー６２Ａにより走査光とされ、ミラー群６２Ｂにより各色に対応する感光体５２の配設方向に反射されて各感光体５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、図２に示される如く、各感光体５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６は、負極性の電圧（例えば、−８００Ｖ）が印加されて感光体５２を負極性（例えば、−５００Ｖ）に一様に帯電させる。一様に帯電した各感光体５２には、前記レーザ光Ｌの走査露光が行われて静電潜像が形成され、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０からトナーが吐出されて感光体５２の表面に付着する。一方、リフレッシュロール５４では感光体５２を放電させ、感光体５２の表面に付着した転写残トナーを取り除き、感光体５２の表面に転写残トナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図２右下側に配置されており、各感光体５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ）が縦方向に並べられている。

現像器ユニット５８は、図２に示すように、４つの現像器６０で構成されており、各現像器６０は箱状のハウジング１１０及びハウジング１１０を閉塞する蓋体１２０を備えており、ハウジング１１０には、感光体５２へトナーを供給するマグネットロール８０（現像剤担持体）と、現像器６０内の現像剤（トナー及びキャリア）を攪拌してトナーを負極性、キャリアを正極性に帯電させるスパイラルオーガ１１４及び、マグネットロール８０へ現像剤を供給するスパイラルオーガ１１２が回転自在に軸支されている。

また、各現像器６０は、マグネットロール８０が感光体５２に当接する位置と、感光体５２から退避した位置とに移動可能となっており、トナー吐出時には、マグネットロール８０が感光体５２に当接するようになっている。これにより、感光体５２に形成された静電潜像に対応してトナーが感光体５２に付着するようにしているが、トナーの吐出を行わない場合には、現像器ユニット５８は感光体５２から退避するようになっている。

各現像器６０は、図３に示されるが如く、マグネットロール８０の近傍には、マグネットロール８０の軸方向に沿って金属製の層厚規制部材１２４が配設されており、マグネットロール８０上に供給された現像剤の層厚を規制している。この層厚規制部材１２４は板金等によって断面が略Ｌ字状に形成され、内部には合成樹脂などによって形成された詰部材１２６が収容され、層厚規制部材１２４に固定されている。

この詰部材１２６によって、層厚規制部材１２４とマグネットロール８０の隙間へ現像剤を案内することができる。そして、層厚規制部材１２４を通過することで、所定の高さの磁気ブラシが形成され、マグネットロール８０の回転に伴って感光体５２（図２参照）を摺擦する。マグネットロール８０には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光体５２の静電潜像（画像部）のみに負極性のトナーを静電気力により付着させてトナー像の形成が行われる。

図２に示すが如く、感光体ユニット５０の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体５２のうち上部に配置された２つの感光体５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。この第１中間転写体６８、７０には負極性のトナーを転写させるため正極性の電圧（例えば、＋５００Ｖ）が印加されており、感光体５２Ｙ、５２Ｍ上の各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体５２Ｋ、５２Ｃ上の各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。また、第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、第１中間転写体６８、７０上の負極性のトナーを転写させるため正極性の電圧（例えば、＋１０００Ｖ）が印加され、この第１中間転写体６８、７０上の各２色のトナー像が第２中間転写体７２上への転写によって重畳されてフルカラーのトナー像となり、このフルカラーのトナー像が前記転写ロール７４（図１参照）により用紙に転写される。

また、これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８からなる転写残トナー回収手段としてのクリーニング装置７５が配置されており、トナー像の転写後、中間転写体６８、７０、７２の表面に残る転写残トナーを回収している。

画像形成装置１０では、各色のトナー像を感光体５２から第１中間転写体６８、７０及び、第１中間転写体６８、７０から第２中間転写体７２へと転写しているが、この転写に伴い中間転写体６８、７０、７２上に発生する転写残トナーには、負極性のトナーと共に、転写時に印加される正極性の電圧による電荷注入、あるいは用紙剥離の際に生じる微少放電などの影響ににより、極性が反転した正極性の転写残トナーが発生する。このため、クリーニング装置７５はクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８の２つのロールにより負極性の転写残トナー及び正極性の転写残トナーをそれぞれ回収している。

ここで、本実施の形態の画像形成装置１０では、装置を小型化するために現像器６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ）のスパイラルオーガ１１２及びスパイラルオーガ１１４を同一の図示しないモータの駆動力により回転させており、各色の現像剤（トナー及びキャリア）は、同じように攪拌されている。そのため、例えば、画像形成装置１０が形成する画像にモノトーンが連続すると、現像器６０Ｋではブラック色の現像剤が消費されるが、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃではイエロー、マゼンダ、シアン色の現像剤が消費されない。このため、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃでは現像剤が過剰な状態となると、感光体５２上の静電潜像に付着させる各色のトナーの濃度を調整するため、非画像形成時に過剰なトナーを各感光体５２上に吐き出して内部の現像剤の量を調整している。この吐き出された過剰なトナーは、画像形成でのベタ画像のトナー量より多く吐出されることもあり、画像形成時のトナー像と同じように第１中間転写体６８、７０から第２中間転写体７２へと転写され、主に第２中間転写体７２と接しているクリーニング装置７５により画像形成時と同じように転写残トナーとして回収される。

クリーニング装置７５は、図４、図５に示されるが如く、カバーハウジング１３０内にクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が回転自在に固定されており、クリーニング装置駆動用モータ１６６（図６参照）の駆動力によりそれぞれ軸線回りに回転する。クリーニングロール７６は金属製の剛体であり、正極性の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）を印加されて中間転写体６８、７０、７２上の負極性の転写残トナーを静電気力に基づいて付着させる。クリーニングロール７６には金属製のブレード１３２が当接しており、付着した負極性の転写残トナーはクリーニングロール７６の回転に伴って一時貯留室１３４内に運ばれブレード１３２のエッジによって一時貯留室１３４に掻き落とされる。この一時貯留室１３４には所定の軸線回りに螺旋形状に巻回された搬送手段としてのオーガ１３６が設けられており、図示しない歯車によりクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８と連動してクリーニング装置駆動用モータ１６６（図６参照）の駆動力により前記軸線回りに回転し、一端側に設けられた排出口１３８（図５参照）から一定量ずつ転写残トナーを排出することができる。この排出口１３８は図示しない回収容器に差込まれており、排出された転写残トナーは回収容器内に保持される。ここで、クリーニングロール７６は、金属製であるため金属製のブレード１３２により摺擦することができ、従来の合成樹脂に比べてクリーニング性能がよい、また、クリーニングロール７６及びブレード１３２が共に金属製であるため、共に合成樹脂で形成した場合より磨耗が少ない。

また、クリーニングロール７６は、負極性の転写残トナーの回収を行うが、ブレード１３２はクリーニングロール７６に付着している転写残トナーによりクリーニングロール７６からわずかに離間した状態となるため、クリーニングロール７６及びブレード１３２のエッジの摩耗を押さえることができる。しかし、画像濃度の低い画像形成が連続すると、各現像器６０から吐出されるトナーの量も少なくなるため転写残トナーの量も減り、クリーニングロール７６とブレード１３２の間で転写残トナーが不足して接触部分が多くなり摩耗を生じてしまう。このため、本実施の形態の画像形成装置１０では、画像濃度の低い画像形成が続いた場合に、非画像形成時に現像器６０から一定量のトナーを吐き出させ、クリーニングロール７６に所定の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）を印加して静電気力により転写残トナーを付着させることにより、適正な離間状態となるように調整するクリーニングアシストを行っている。なお、文字画像では画像濃度が２〜５％と低く、画像領域全体のベタの画像では画像濃度が９０〜１００％と高くなり、一般的な画像では画像全体を平均すると画像濃度が５０％となるように各色が調整されることが知られいる。

一方、クリーニング装置７５のクリーニングブラシ７８は表面にブラシ毛が植毛されており、画像形成時に負極性の電圧（例えば、−５００Ｖ）が印加されることにより、中間転写体６８、７０、７２上の正極性の転写残トナーを付着させて暫定保持し、一定枚数（例えば、１００枚）の画像形成を行われる毎に正極性の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）を印加して付着した正極性の転写残トナーを中間転写体６８、７０、７２上に吐出し、中間転写体６８、７０、７２の回転させてクリーニングロール７６に搬送し、クリーニングロール７６に負極性の電圧（例えば、−５００Ｖ）を印加することにより正極性の転写残トナー付着させて回収している。

次に、図６に示すトナー濃度調整及びクリーニングアシストを行う制御部の構成について説明する。

画像形成制御部１５０は、トナー量算出部１５２と接続されている。画像形成制御部１５０は、用紙への画像形成処理の制御を行っており、画像データが入力されると、感光体５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃをそれぞれ回転させながら、帯電ロール５６により一様に帯電させ、露光ユニット６２から画像データに基づくレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）を走査露光させて感光体５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ上に静電潜像を形成し、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０ＣによりＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃ各色のトナーを付着させて現像を行い、各色のトナー像を形成する。画像形成制御部１５０は、形成された感光体５２Ｙ、５２Ｍ上の各トナー像を接触回転する第１中間転写体６８上に重なるように転写させ、また、感光体５２Ｋ、５２Ｃ上の各トナー像を接触回転する第１中間転写７０上に重なるように転写させ、さらに、第１中間転写体６８、７０上のトナー像を接触回転する第２中間転写体７２上に重なるように転写させてフルカラーのトナー像を形成する。さらに、形成したフルカラーのトナー像を用紙トレイ２２から送り出され、給紙路３０を搬送されて同期するように転写ロール７４に達した用紙に転写し、用紙上に画像を形成する。

また、画像形成制御部１５０は、画像形成処理を行った画像データをトナー量算出部１５２へ送出する。

トナー量算出部１５２は画像形成制御部１５０、オーガ回転時間算出部１６２、累計トナー量記憶部１５４及びクリーニングアシスト判定部１５８と接続されている。トナー量算出部１５２は、画像形成制御部１５０より送出された画像データに基づき形成される画像のイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）のピクセル数をカウントして、画像形成処理で各現像器６０から吐き出された各色のトナー量を算出する。トナー量算出部１５２は、算出した各色のトナー量をオーガ回転時間算出部１６２、累計トナー量記憶部１５４及びクリーニングアシスト判定部１５８へ送出する。

累計トナー量記憶部１５４は、トナー量算出部１５２、トナー濃度調整判定部１５６及びトナー吐き出し制御部１６０と接続されている。累計トナー量記憶部１５４は、トナー量算出部１５２より送出された画像形成処理で各現像器６０から吐き出された各色のトナー量を色毎に累計して記憶する。また、後述するトナー吐き出し制御部１６０から初期化指示を受けると、記憶している色毎の累計トナー量を初期化して、新たに累計を開始する。

トナー濃度調整判定部１５６は、累計トナー量記憶部１５４及びトナー吐き出し制御部１６０と接続されている。トナー濃度調整判定部１５６は、累計トナー量記憶部１５４に記憶されている各色の累計トナー量を読み込み、最も累計量の大きい色の累計トナー量と他の３色の累計トナー量との差をそれぞれ加算した値が所定の値となった場合に、トナー吐き出し指示をトナー吐き出し制御部１６０へ送出する。これは、例えば、画像データにより形成される画像がモノトーンである場合、ブラック（Ｋ）色のトナーのみ消費され、イエロー、マゼンダ、シアン色のトナーが消費されないため、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃから過剰なトナーを吐き出させることによりトナー濃度の調整を行うためである。

クリーニングアシスト判定部１５８は、トナー量算出部１５２及びトナー吐き出し制御部１６０と接続されている。クリーニングアシスト判定部１５８は、カウンタｎを記憶しており、トナー量算出部１５２より送出された各色のトナー量を合計した値が画像全体として一定の濃度（例えば、画像濃度５％）のトナー量以下であるかを判定し、一定の濃度以下である場合、カウンタｎを１加算する。また、各色のトナー量が一定の濃度より大きい場合、カウンタｎを初期化する。すなわち、カウンタは一定の濃度以下の画像形成処理を連続して何回行ったかを記憶している。このカウンタｎが、所定の値（例えば、５０）となると、クリーニングアシスト判定部１５８は、トナー吐き出し指示をトナー吐き出し制御部１６０へ送出する。これは、トナー濃度の低い画像形成処理が連続すると、クリーニング装置７５のクリーニングロール７６とブレード１３２の間に転写残トナー不足が発生して磨耗を生じてしまうため、各現像器６０から一定量のトナーを吐き出してクリーニング装置７５で回収させることにより離間状態の調整を行うためである。

トナー吐き出し制御部１６０は、累計トナー量記憶部１５４、トナー濃度調整判定部１５６、クリーニングアシスト判定部１５８及びオーガ回転時間算出部１６２と接続されている。トナー吐き出し制御部１６０は、トナー濃度調整判定部１５６よりトナー吐き出し指示を受けると、累計トナー量記憶部１５４を各色の累計トナー量を読出し、最も累計量の大きい色の累計トナー量と他の３色の累計トナー量との差に応じて各現像器６０から吐き出すトナー量を算出し、各現像器６０から算出したトナー量の吐出しを行わせる。また、クリーニングアシスト判定部１５８からトナー吐き出し指示を受けると、各現像器６０から吐き出すトナー量を一定の値とし、各現像器６０か一定のトナー量の吐出しを行わせる。さらに、トナー吐き出し制御部１６０は、各感光体５２、第１中間転写体６８、７０、第２中間転写体７２を回転させて画像形成時と同様に転写を行い、吐き出された各色のトナーをクリーニング装置７５へ搬送させる。

また、トナー吐き出し制御部１６０は、各現像器６０から吐き出させたトナー量をオーガ回転時間算出部１６２へ送出し、累計トナー量記憶部１５４へ記憶している累計トナー量を初期化する初期化指示を送出する。

ここで、トナー吐き出し制御部１６０は、各現像器６０から吐出させるトナー量を算出しているが、各現像器６０から吐出させるトナー量を合計した合計吐き出しトナー量Ｄは、クリーニング装置７５の一時貯留室１３４の容量をＶとしたときに、容量Ｖの１／３以下となるように各現像器６０から吐出させるトナー量を算出する。これは、図７に示すが如く、合計吐き出しトナー量Ｄが容量Ｖの１／３を超えるとクリーニング装置駆動用モータ１６６によりオーガ１３６を回転させるトルクが大きく増加して所定の許容トルクを超え、オーガ１３６を回転させる歯車（図示なし）などに過剰な力がかかり、破損をしてしまうためである。よって、前記トナー濃度調整判定部１５６において、最も累計量の多い色の累計トナー量と他の３色の累計トナー量との差をそれぞれ加算した値を判定する所定の値とは、合計吐き出しトナー量Ｄを一時貯留室１３４の容量Ｖの１／３以下とする適切な値とされている。

オーガ回転時間算出部１６２は、トナー量算出部１５２、トナー吐き出し制御部１６０及びクリーニング装置制御部１６４と接続されている。オーガ回転時間算出部１６２は、トナー量算出部１５２及びトナー吐き出し制御部１６０より各現像器６０から吐き出されたトナー量を受け、前記トナー量を合計した合計吐き出しトナー量Ｄとオーガ１３６を回転させたとき一時貯留室１３４から回収容器に搬送される単位時間あたりの搬送量Ｒからオーガ１３６を回転させる駆動時間Ｔを以下の（３）式の関係から算出する。
Ｄ ≦ Ｒ × Ｔ ・・・（３）
Ｄ：合計吐き出しトナー量
Ｒ：単位時間あたりの搬送量
Ｔ：オーガを回転させる駆動時間
オーガ１３６を回転させる駆動時間Ｔを（３）式を満たすように定めることにより、各現像器６０から吐き出されたトナーが全て転写残トナーとなり、クリーニング装置７５により回収されて一時貯留室１３４に貯留されたとしても、一時貯留室１３４に貯留された転写残トナーを全て回収容器に搬送することができる。オーガ回転時間算出部１６２は算出した駆動時間Ｔをクリーニング装置制御部１６４へ送出する。

クリーニング装置制御部１６４は、オーガ回転時間算出部１６２及びクリーニング装置駆動用モータ１６６と接続されている。クリーニング装置制御部１６４は、クリーニング装置７５のクリーニングロール７６に正極性の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）、クリーニングブラシ７８に負極性の電圧（例えば、−５００Ｖ）を印加し、中間転写６８、７０、７２上の負極性の転写残トナーをクリーニングロール７６に付着させて一時貯留室１３４に回収させ、正極性の転写残トナーをクリーニングブラシ７８に付着させる。

また、クリーニング装置制御部１６４は、クリーニング装置駆動用モータ１６６を制御してオーガ１３６を駆動時間Ｔだけ回転駆動させることにより一時貯留室１３４の転写残トナーを回収容器に搬送させる。

次に本実施の形態の作用を図８に示すフローを用いて説明する。

ステップ２００では、画像形成制御部１５０に画像データが入力され、帯電ロール５６により一様に帯電された感光体５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ上に露光ユニット６２から画像データに基づくレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）を走査されて静電潜像が形成され、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃから各色のトナーが吐出されて現像が行われて各色のトナー像が形成され、形成された感光体５２Ｙ、５２Ｍ上の各トナー像が第１中間転写体６８上へ、感光体５２Ｋ、５２Ｃ上の各トナー像が第１中間転写７０上へ重なるように転写され、さらに、第１中間転写体６８、７０上のトナー像が第２中間転写体７２上に重なるように転写されてフルカラーのトナー像を形成される。さらに、形成されたフルカラーのトナー像が用紙トレイ２２から送り出され、給紙路３０を搬送されて同期するように転写ロール７４に達した用紙に転写され、用紙上に画像が形成され、ステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、画像データに基づき画像形成処理で吐出された各色のトナー量を算出し、また、色毎のトナー量を累計してステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、画像形成時に画像形成処理で吐出された各色のトナー量の合計（合計吐き出しトナー量Ｄ）から上述した（３）式によりクリーニング装置７５のオーガ１３６の駆動時間Ｔを算出してステップ２０６へ移行する。

ステップ２０６では、画像形成時に発生する転写残トナーを回収するため、クリーニングロール７６に正極性の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）を印加して中間転写６８、７０、７２上の負極性の転写残トナーを付着させ、一時貯留室１３４に回収する。また、クリーニングブラシ７８に負極性の電圧（例えば、−５００Ｖ）を印加して中間転写６８、７０、７２上の正極性の転写残トナーをクリーニングブラシ７８に付着させる。

また、クリーニング装置駆動用モータ１６６を制御してオーガ１３６を駆動時間Ｔだけ回転駆動させて一時貯留室１３４に回収した負極性の転写残トナーを回収容器に搬送してステップ２０８へ移行する。

ステップ２０８では、ステップ２０２で累計している累計トナー量が最も大きい色の累計トナー量と他の３色の累計トナー量との差をそれぞれ加算した値が所定の値以上である場合、特定の色のトナーのみが消費されており、トナー濃度の調整が必要であるため、肯定判定されてステップ２１２へ移行する。

一方、最も累計トナー量の多い色の累計トナー量と他の３色の累計トナー量との差をそれぞれ加算した値が所定値未満の場合、トナー濃度の調整は不要であるため、ステップ２０８は、否定判定されてステップ２１０へ移行する。

ステップ２１０では、画像形成処理で形成された画像濃度が５％以下である場合、クリーニングアシスト判定部１５８に記憶しているカウンタｎの値を１加算し、加算した結果カウンタｎの値が５０となるとステップ２１０は肯定判定されてステップ２１２へ移行し、また、カウンタｎを１加算したが値が５０に満たないとステップ２１０は否定判定されステップ２００の画像形成処理に戻る。さらに、画像形成処理で形成された画像の濃度が５％より大きい場合、ステップ２１０は否定判定され、カウンタｎの値を０に初期化してステップ２００の画像形成処理に戻る。

ステップ２１２では、色毎の累計トナー量からトナー濃度調整のため各色の吐き出すトナー量を算出し、現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃから算出したトナー量を吐き出させる。また、各感光体５２、第１中間転写体６８、７０、第２中間転写体７２を回転させて画像形成時と同様に転写を行い、吐き出された各色のトナーをクリーニング装置７５へ搬送させてステップ２１４へ移行する。

ステップ２１４では、ステップ２１２において現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃから吐き出されたトナー量の合計（合計吐き出しトナー量Ｄ）から上述した（３）式によりクリーニング装置７５のオーガ１３６の駆動時間Ｔを算出してステップ２１６へ移行する。

ステップ２１６では、クリーニングロール７６に正極性の電圧（例えば、＋１２００Ｖ）を印加して、トナー濃度調整又はクリーニングアシストのため現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃから吐き出され、中間転写６８、７０、７２上に残る転写残トナーを付着させて一時貯留室１３４に回収する。また、クリーニング装置駆動用モータ１６６を制御してオーガ１３６をステップ２１４で算出した駆動時間Ｔだけ回転駆動させて一時貯留室１３４に貯留されている転写残トナーを回収容器に搬送する。

このように、本実施の形態の画像形成装置１０によれば、各現像器６０から吐き出されたトナー量及びオーガ１３６の搬送能力に応じてオーガ１３６の駆動時間Ｔを定めることにより、各現像器６０から吐き出され、クリーニング装置７５により回収された転写残トナーが一時貯留室１３４に残ることを防止できる。また、トナー濃度の調整を行う祭に、各現像器６０から通常の画像形成時より大量のトナーが吐き出されても、吐き出されたトナーをクリーニング装置７５で回収して回収容器に全て搬送することができる。

また、各現像器６０から吐き出すトナー量の合計をクリーニング装置７５の一時貯留室１３４の容量をＶの１／３以下としたことにより、オーガ１３６を回転させるために過剰なトルクを必要としないため、装置の破損を防止することができる。

なお、本実施の形態では、単位時間あたりの搬送量Ｒ、合計吐き出しトナー量Ｄからオーガを回転させる駆動時間Ｔを設定したが、オーガを回転させる駆動時間Ｔ、単位時間あたりの搬送量Ｒ及び合計吐き出しトナー量Ｄを前記（３）式を満たすように設定してもよい。この場合、単位時間あたりの搬送量Ｒはオーガ１３６を回転させるクリーニング装置駆動用モータ１６６の回転速度を変化させることにより変更可能である。

また、本実施の形態では、トナー吐き出し制御部１６０において吐き出しトナーの合計を一時貯留室１３４の容量Ｖの１／３以下となるように定めたが、濃度調整のため吐き出すトナー量の合計を特に制限せず、トナー量の合計が容量Ｖの１／３を超える場合、トナー吐き出し制御部１６０で容量Ｖの１／３ずつとなるように分割して複数回に分けてトナーの吐き出しを行ってもよい。

さらに、本実施の形態では、クリーニング装置７５を中間転写体６８、７０、７２に設けたが、各感光体５２に設けて転写残トナーを回収させてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の側面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像器の拡大図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置の拡大図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナー吐出制御に関するブロック図である。 本発明の実施形態に係るトナー吐出し量とトルクの関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御の流れ示すフローである。

符号の説明

画像形成装置 １０
感光体 ５２、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（像担持体）
現像器 ６０、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ（現像手段）
中間転写体 ６８、７０、７２
クリーニング装置 ７５（転写残トナー回収手段）
クリーニングロール ７６（転写残トナー回収機構部）
ブレード １３２
一時貯留室 １３４
オーガ １３６（搬送手段）
トナー吐き出し制御部１６０（トナーコンディション制御手段）
オーガ回転時間算出部 １６２（設定手段）

Claims (8)

1. 像担持体上に形成された静電潜像に現像手段から吐出されるトナーを付着させて現像したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へ転写する画像形成装置であって、
   前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に対向配置され、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方上の転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構部と、当該回収した転写残トナーを一時的に貯留する一時貯留室と、で構成された転写残トナー回収手段と、
   前記転写残トナー回収機構部と連動し、前記一時貯留室に貯留されている前記転写残トナーを所定の方向へ搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段による搬送方向に設けられ、前記転写残トナーを最終的に回収し、保持する回収容器と、
   前記現像手段の吐出するトナー量をＤ、前記搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、前記搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、（１）式に示す関係を満たすように前記トナー量Ｄ、前記搬送量Ｒ、前記搬送駆動時間Ｔを設定する設定手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
   Ｄ ≦ Ｒ× Ｔ ・・・（１）
2. 前記搬送量Ｒが固定値であり、前記トナー量Ｄに基づき、前記（１）式を満たす前記搬送駆動時間Ｔを設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像手段の吐出する前記トナー量Ｄが、前記一時貯留室の容量の１／３以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記現像手段のトナーが過剰となりトナー濃度の調整が必要な場合に、前記過剰なトナーの吐出を行うトナーコンディション制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記転写残トナー回収機構部が、所定の電圧が印加されることにより発生する静電気力に基づき、周面に前記転写残トナーを付着させるクリーニングロールと、
   前記クリーニングロールの周面と接触し、付着している前記転写残トナーを掻き落とすことによって前記一時貯留室へ案内するブレードと、で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 像担持体上に形成された静電潜像に現像手段から吐出されるトナーを付着させて現像したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へ転写する画像形成装置に用いられ、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に対応して設けられ、前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方に残留する転写残トナーを回収するクリーニング装置であって、
   前記像担持体又は前記中間転写体の少なくとも一方上の転写残トナーを回収する転写残トナー回収機構部と、当該回収した転写残トナーを一時的に貯留する一時貯留室と、で構成された転写残トナー回収手段と、
   前記転写残トナー回収機構部と連動し、前記一時貯留室に貯留されている前記転写残トナーを所定の方向へ搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段による搬送方向に設けられ、前記転写残トナーを最終的に回収し、保持する回収容器と、
   前記現像手段の吐出するトナー量をＤ、前記搬送手段の単位時間あたりの搬送量をＲ、前記搬送手段の搬送駆動時間Ｔとした場合、（２）式に示す関係を満たすように前記トナー量Ｄ、前記搬送量Ｒ、前記搬送駆動時間Ｔを設定する設定手段と、
   を有することを特徴とするクリーニング装置。
   Ｄ ≦ Ｒ× Ｔ ・・・（２）
7. 前記搬送量Ｒが固定値であり、前記トナー量Ｄに基づき、前記（２）式を満たす前記搬送駆動時間Ｔを設定することを特徴とする請求項６記載のクリーニング装置。
8. 前記転写残トナー回収機構部が、所定の電圧が印加されることにより発生する静電気力に基づき、周面に前記転写残トナーを付着させるクリーニングロールと、
   前記クリーニングロールの周面と接触し、付着している前記転写残トナーを掻き落とすことによって前記一時貯留室へ案内するブレードと、で構成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のクリーニング装置。

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