JP2016218214A - 画像形成装置、画像形成システム及び転写ベルトクリーニング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール紙を使用した場合でも、ベルトクリーニング装置のブレードの摩耗やめくれが生じたりすることなく、短時間でトナーのリフレッシュを行うことができる画像形成装置、画像形成システム及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第１クリーニング部よりも高いクリーニング性を有し、第１クリーニング部より転写ベルト移動方向上流側で、転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第２クリーニング部と、高カバレッジのパッチを形成する必要性を、プリントジョブに関するジョブ情報に基づいて判断する判断部と、高カバレッジのパッチを転写ベルト上に形成するよう転写ベルト上にトナー像を形成する画像形成部を制御する画像形成制御部と、転写ベルト上のパッチを第２クリーニング部がクリーニングを実行するよう第２クリーニング部を制御するクリーニング制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、画像形成システム及び転写ベルトクリーニング制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱部材（例えば、加圧ローラー）と加圧部材（例えば、加熱ローラー）による定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

従来、上記画像形成装置の前段に、連帳ロール紙のような連続した用紙を給紙する給紙装置を接続し、後段に画像形成装置により画像が形成された用紙を巻き取る巻き取り装置を接続した画像形成システムが実用化されている。

画像形成装置には、感光体に形成されたトナー像を間接的に用紙に転写させる方式として、中間転写ベルトを用いた方式がある。中間転写ベルト方式では、トナー像の用紙への転写の際に漏れたトナーがベルト上に残留することがあるため、この残留トナーを除去するためのベルトクリーニング装置が設けられる。例えば、特許文献１に記載された画像形成装置は、２つのベルトクリーニング装置を有しており、通常時はそのうちの１つを使用し、補正等の画像パッチ／ジャム残のような高カバレッジ（高付着量）時には両方を使用するようにしている。

特開２００２−１５６８３８号公報

ところで、電子写真方式の画像形成装置では、低い印字率が続いた際の現像剤（トナーと磁性体のキャリアーが混ざり合った粉末）の劣化を抑制するために、現像機内のトナーをリフレッシュする目的でパッチ（帯状の像）の掃き出しを行っている。パッチの掃き出しは、用紙にカット紙を用いた場合は紙間で行い、ロール紙を用いた場合はプリントジョブ終了時に行うのが普通であり、掃き出したパッチを中間転写ベルトのベルトクリーニング装置で回収・清掃を行っている。

カット紙の場合は数秒毎にパッチを形成できるが、ロール紙の場合はプリントジョブが終了した後に一気に形成することになる。例えば、カット紙の場合、パッチを１０秒毎に形成すると、１分間で６回を形成することになるが、ロール紙の場合、１分後にカット紙の６回分と同量を一気に形成することになる。カット紙の６回分と同量を形成することで必然的にパッチを出力する時間が長くなってしまう。すなわち、プリントジョブの持続時間が長いほどその後のパッチ出力時間が長くなり、これに伴ってパッチ出力中のユーザーの待ち時間が長くなる。

ロール紙を用いた場合にパッチの出力時間を短くするには掃き出し量を増やせばよい（すなわち、高カバレッジにすればよい）が、高カバレッジのパッチを掃き出すには高度のクリーニング性が必要となる。しかしながら、ベルトクリーニング装置にはクリーニング性の限界があるため、その限界を超える高カバレッジのパッチの掃き出しは行われないように制御することが一般的である。

なお、前述した特許文献１に記載された画像形成装置は、２つのベルトクリーニング装置を有しているものの、高カバレッジ（あるいは超高カバレッジ）のパッチを掃き出すことはやっていない。

本発明は、ロール紙を使用した場合でも、ベルトクリーニング装置のブレードの摩耗やめくれが生じたりすることなく、短時間でトナーのリフレッシュを行うことができる画像形成装置、画像形成システム及び画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
転写ベルトと、
前記転写ベルト上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第１クリーニング部と、
前記第１クリーニング部よりも高いクリーニング性を有し、前記転写ベルトの移動方向において前記第１クリーニング部の上流側で、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第２クリーニング部と、
前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超える高カバレッジのパッチを形成する必要性を、プリントジョブに関するジョブ情報に基づいて判断する判断部と、
前記高カバレッジのパッチを形成する必要がある場合に、前記高カバレッジのパッチを前記転写ベルト上に形成するよう前記画像形成部を制御する画像形成制御部と、
前記転写ベルト上の前記高カバレッジのパッチが前記第２クリーニング部の位置を通過するときにクリーニングを実行するよう前記第２クリーニング部を制御するクリーニング制御部と、
を有する。

本発明に係る画像形成システムは、
ロール紙を給紙する給紙装置と、
上記画像形成装置と、
前記画像形成装置により前記トナー像が形成された前記ロール紙を巻き取る巻き取り装置と、
を有する。

本発明に係る転写ベルトクリーニング制御方法は、
転写ベルトと、
前記転写ベルト上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第１クリーニング部と、
前記第１クリーニング部よりも高いクリーニング性を有し、前記転写ベルトの移動方向において前記第１クリーニング部の上流側で、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第２クリーニング部と、
を有する画像形成装置における転写ベルトクリーニング制御方法であって、
前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超える高カバレッジのパッチを形成する必要性を、プリントジョブに関するジョブ情報に基づいて判断し、
前記高カバレッジのパッチを形成する必要がある場合に、前記高カバレッジのパッチを前記転写ベルト上に形成するよう前記画像形成部を制御し、
前記転写ベルト上の前記高カバレッジのパッチが前記第２クリーニング部の位置を通過するときにクリーニングを実行するよう前記第２クリーニング部を制御する。

本発明によれば、ロール紙を使用した場合でも、ベルトクリーニング装置のブレードの摩耗やめくれが生じたりすることなく、短時間でトナーのリフレッシュを行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 実施の形態の画像形成装置の制御系の主要部の構成を示す図である。 実施の形態の画像形成装置の画像形成ユニットの一部分と中間転写ユニットを示す図である。 実施の形態の画像形成装置における２つのベルトクリーニング装置のブレードの中間転写ベルトへの接触状態を概略的に示す図である。 ベルトクリーニング装置におけるクリーニング性条件を示す図である。 ベルトクリーニング装置におけるブレードめくれの発生条件を示す図である。 ベルトクリーニング装置における一般的なブレードの摩耗推移を示す図である。 ２つのベルトクリーニング装置のブレードの幅を示す図である。 ベルトクリーニング装置の回動状態を示す図である。 本実施形態の画像形成装置で形成されたパッチと従来のパッチを比較した図である。 中間転写ベルト上に転写された高カバレッジのパッチを示す図である。 パッチのベルトクリーニング装置への到着前と到着後のブレードの状態を示す図である。 中間転写ベルト上に転写され、前後に低カバレッジのパッチが形成された高カバレッジのパッチを示す図である。 前後に低カバレッジのパッチが形成されたパッチのベルトクリーニング装置への到着前、到着時および到着後のそれぞれにおけるブレードの状態を示す図である。 用紙にロール紙を用いた場合のプリントとトナーリフレッシュ処理を説明するためのフローチャートである。 ベルトクリーニング装置の他の例を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成システム１００が備える画像形成装置２の制御系の主要部の構成を示す図である。画像形成システム１００は、図１において太線で示すロール紙Ｐ、または所定の紙サイズにカットされた用紙（以下、「カット紙」という）Ｓを記録媒体として使用し、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓ上に画像を形成するシステムである。

図１に示すように、画像形成システム１００は、ロール紙Ｐの搬送方向（以下、「用紙搬送方向」とも言う）に沿って上流側から、給紙装置１、画像形成装置２および巻き取り装置３が接続されて構成される。給紙装置１および巻き取り装置３は、ロール紙Ｐ上に画像を形成する場合に使用される。

給紙装置１は、画像形成装置２へロール紙Ｐを給紙する装置である。給紙装置１の筐体内では、図１に示すように、ロール紙Ｐが支持軸に巻回されて回転可能に保持されている。給紙装置１は、支持軸に巻回されたロール紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、給紙ローラー等）を経由して、一定の速度で画像形成装置２へ搬送する。給紙装置１の給紙動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。

なお、給紙装置１より給紙される用紙はロール状に保持されたロール紙Ｐでなくても良い。ロール紙Ｐと同様に長尺の連続紙であれば使用可能であり、その保持・収納は様々な方法で実施可能である。

画像形成装置２は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置２は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙装置１から給紙されたロール紙Ｐ、または、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出されたカット紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置２には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置２は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、通信部７１、記憶部７２、圧接離間部８０、回動部８１および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置２の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいてロール紙Ｐまたはカット紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。また、詳細は後述するが、制御部１０１は、トナーをリフレッシュするための各種制御を行う。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種の操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、および２つのベルトクリーニング装置４２６Ａ，４２６Ｂ等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１からロール紙Ｐまたはカット紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像がロール紙Ｐまたはカット紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像はロール紙Ｐまたはカット紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写されたロール紙Ｐまたはカット紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

ベルトクリーニング装置４２６Ａ（第１クリーニング部）は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニングを行う。ベルトクリーニング装置４２６Ｂ（第２クリーニング部）は、ベルトクリーニング装置４２６Ａのベルト走行方向上流側に配置されて、各色の現像装置４１２内のトナーリフレッシュ時に中間転写ベルト４２１に形成された高カバレッジのパッチを除去するクリーニングを行う。ベルトクリーニング装置４２６Ａ，４２６Ｂの詳細と、高カバレッジのパッチの詳細については後述する。

定着部６０は、トナー像が転写され、搬送されてきたロール紙Ｐまたはカット紙Ｓを加熱、加圧することにより、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０では、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓのトナー像が形成されている面側に定着面側部材である定着ローラー６１が配置され、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓの裏面（定着面と反対の面）側に裏面側支持部材である加圧ローラー６２が配置される。加圧ローラー６２は、定着ローラー６１に所定の定着荷重（例えば、１０００［Ｎ］）で圧接される。加圧ローラー６２が定着ローラー６１に圧接することで、定着ローラー６１と加圧ローラー６２との間には、ロール紙Ｐまたはカット紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。定着ローラー６１には、加熱源（ハロゲンヒーター）が内蔵されており、この加熱源によって定着ローラー６１が加熱される。定着ローラー６１は、トナー像が形成されたロール紙Ｐまたはカット紙Ｓに接触して、当該トナー像をロール紙Ｐまたはカット紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別されたカット紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、カット紙Ｓまたはロール紙Ｐの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像がカット紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。また、給紙装置１から画像形成装置２へ給紙されたロール紙Ｐは、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像がロール紙Ｐの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成されたロール紙Ｐまたはカット紙Ｓは、搬送ローラー対（排紙ローラー対）５２ａを備えた排紙部５２により巻き取り装置３に搬送される。

巻き取り装置３は、画像形成装置２から搬送されてきたロール紙Ｐを巻き取って収納する装置である。巻き取り装置３の筐体内では、例えば、図１に示すように、ロール紙Ｐが支持軸に巻回されてロール状に保持される。そのために、巻き取り装置３は、画像形成装置２から搬送されてきたロール紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、排紙ローラー）を経由して、一定の速度で支持軸に巻き取る。巻き取り装置３の巻き取り動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。

このように、給紙装置１から画像形成装置２へ給紙されたロール紙Ｐは、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。そして、画像形成部４０にて、トナー像がロール紙Ｐの一方の面に一括して写され、その後、定着部６０において定着処理が施される。また、給紙部５１に収容されているカット紙Ｓは、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。そして、画像形成部４０にて、トナー像がカット紙Ｓの一方の面に一括して転写され、その後、定着部６０において定着処理が施される。

次に、ベルトクリーニング装置４２６Ａ，４２６Ｂと、高カバレッジのパッチについて詳細に説明する。
まずベルトクリーニング装置４２６Ａ，４２６Ｂについて説明する。
図３は、画像形成ユニット４１の一部分と中間転写ユニット４２を示す図である。同図において、ベルトクリーニング装置４２６Ａは、ブレード４２７Ａを有し、ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、ブレード４２７Ｂを有する。特に、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂは、ベルトクリーニング装置４２６Ａのブレード４２７Ａよりも高い当接角および当接力で中間転写ベルト４２１に圧着するように設定されている。

図４は、ブレード４２７Ａ，４２７Ｂの中間転写ベルト４２１への接触状態を概略的に示す図である。同図に示すように、ブレード４２７Ａは、中間転写ベルト４２１に対して当接力ａＮ／ｍ、当接角ｂ°で圧着し、ブレード４２７Ｂは、中間転写ベルト４２１に対して当接力ａ′Ｎ／ｍ、当接角ｂ′°で圧着する。ブレード４２７Ａ，４２７Ｂにおける当接力および当接角の大小関係は、ａ′＞ａ、ｂ′＞ｂである。但し、ブレード４２７Ｂにおける当接力と当接角が大きすぎたり小さすぎたりすると、クリーニング性を確保できなかったり、めくれが生じたりする。そこで、所定の範囲内で使用する。

図５は、クリーニング性条件を示す図であり、横軸が当接力（Ｎ／ｍ）、縦軸が当接角（°）である。同図において、矢印Ｃで示す領域がクリーニングを確保できる領域である。一方、図６は、ブレードめくれの発生条件を示す図であり、横軸が当接力（Ｎ／ｍ）、縦軸が当接角（°）である。同図において、矢印Ｄで示す領域がブレードめくれの発生しない領域である。図５および図６に示す範囲内でブレード４２７Ｂにおける当接力と当接角を決定する。

また、図７は、ベルトクリーニング装置における一般的なブレードの摩耗推移を示す図であり、横軸がプリント枚数（ｋｐ）、縦軸がブレード摩耗幅（μｍ）である。同図中菱形で示した摩耗推移は現行の当接角の場合であり、同図中三角形で示した摩耗推移は当接角を＋４°とした場合である。当接角を＋４°とした場合は摩耗が増えるので、ベルトクリーニング装置４２６Ｂを使用する場合は、中間転写ベルト４２１に対して圧着と離間の駆動が必要である。なお、同図中に示すＬ１は機能目標ラインであり、この機能目標ラインＬ１以下では、圧着・離間駆動なしでも使用可能である。

なお、ブレード４２７Ａ，４２７Ｂにおける当接力と当接角の関係は必ずしも両方同時に成立する必要はなく、ベルトクリーニング装置４２６Ａよりも高いクリーニング性が得られるならば、いずれか一方が成立していればよい。すなわち、ａ′＞ａおよびｂ′＞ｂの少なくとも一方が成立していればよい。ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂがベルトクリーニング装置４２６Ａのブレード４２７Ａよりも高い当接角および／または当接力で中間転写ベルト４２１に圧着することで、ベルトクリーニング装置４２６Ａよりも高いクリーニング性が得られる。

ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂの幅は、ベルトクリーニング装置４２６Ａのブレード４２７Ａの幅よりも狭くなっている。図８は、ベルトクリーニング装置４２６Ａのブレード４２７Ａの幅ＷＡとベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂの幅ＷＢを示す図である。同図に示すように、ブレード４２７Ｂの幅ＷＢがブレード４２７Ａの幅ＷＡよりも狭くなっている。ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、中間転写ベルト４２１に形成される高カバレッジのパッチ５００を除去するために設けられたものであるので、ブレード４２７Ｂの幅ＷＢをパッチ５００の幅に合わされている。なお、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂの幅ＷＢをパッチ５００の幅を超える大きさとしてもよいが、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂは、ベルトクリーニング装置４２６Ａのブレード４２７Ａよりも高い当接角および／または当接力で中間転写ベルト４２１に圧着するため、中間転写ベルト４２１に与える影響を最小限に抑えるという観点からパッチ５００の幅と同程度が最適と言える。なお、図８中に示す矢印Ａは、中間転写ベルト４２１の走行方向を示している。

ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、上述したように、各色の現像装置４１２内のトナーリフレッシュ時に中間転写ベルト４２１に形成された高カバレッジのパッチ５００を除去するものであり、常時中間転写ベルト４２１に当接しているのではなく、パッチ５００が到達したときのみ中間転写ベルト４２１に圧着する。ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、回動部８１（図２参照）により中間転写ベルト４２１に圧着したり離間したりする。すなわち、回動部８１は、ベルトクリーニング装置４２６Ｂを中間転写ベルト４２１に対して圧着または離間させる。

図９は、ベルトクリーニング装置４２６Ｂの回動状態を示す図である。同図の（ａ）に示すように、ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、パッチ５００が直前に到来するまでは中間転写ベルト４２１から離間しており、パッチ５００が直前に到来すると、同図の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト４２１に圧着する。なお、パッチ５００の形成は、用紙にカット紙Ｓが用いられた場合は紙間に対応する各タイミングで行われ、ロール紙Ｐが用いられた場合はプリントジョブ終了後に行われる。特に、ロール紙Ｐが用いられた場合、ロール紙は常に中間転写ベルト４２１と二次転写ローラー４２４との間に存在することになるので、そのままではパッチ５００がロール紙Ｐに転写されることになる。そこで、ロール紙Ｐが用いられた場合、二次転写ローラー４２４のバックアップローラー４２３Ｂに対する圧接を外して（すなわち、二次転写ニップを解除して）ロール紙Ｐを中間転写ベルト４２１から離間させる。二次転写ローラー４２４は、圧接離間部８０（図２参照）によりバックアップローラー４２３Ｂへの圧接が外されることで、中間転写ベルト４２１から離間する。この機構により、ロール紙Ｐが用いられた場合でもパッチ５００を形成することができ、それをベルトクリーニング装置４２６Ｂで除去することができる。

次に、高カバレッジのパッチについて説明する。
図１０は、本実施形態の画像形成装置２で形成されたパッチ５００と従来のパッチ６００を比較した図である。同図の（ａ）に示すパッチ５００は、ＹＭＣＫの４色のベタ画像の積層構造を成すのに対し、同図の（ｂ）に示す従来のパッチ６００は、ＹＭＣＫの４色のベタ画像が中間転写ベルト４２１に沿って配列された構造を成す。付着量はパッチ５００の方がパッチ６００より多くなっている。従来は、定着性の観点から中間転写ベルトへの付着量に制限がかけられているが、パッチは用紙に転写されるのではなく、ベルトクリーニング装置で除去されることから、付着量の制限を解除することができる。したがって、ＹＭＣＫの４色の４００％ベタ画像（１色１００％画像とすると４色で４００％となる）をパッチとして形成することができる。従来のパッチ６００を７．５％画像として、これの除去にベルトクリーニング装置で約１２０秒かかるとすると、４００％ベタ画像の場合、除去にかかる時間は単純計算で約２秒となる。

制御部１０１は、プリントジョブに関するジョブ情報である印字率の履歴に基づいて、トナーのリフレッシュを行う必要があるか否かを判断する。トナーのリフレッシュが必要と判断すると、４色の現像装置４１２から掃き出されるトナーで高カバレッジのパッチ５００を形成して、ベルトクリーニング装置４２６Ｂで除去させる。すなわち、制御部１０１は、印字率の履歴からパッチ５００を形成する必要があると判断すると、パッチ５００の形成に必要なトナー量を算出し、パッチ出力画像を決定する。そして、現在使用している用紙がカット紙Ｓであれば、その紙間で中間転写ベルト４２１上にパッチ５００を転写する。中間転写ベルト４２１上にパッチ５００を転写した後、パッチ５００がベルトクリーニング装置４２６Ｂに到着するタイミングで回動部８１を動作させて、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂが中間転写ベルト４２１に圧着するようにする。

ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂが中間転写ベルト４２１に圧着するタイミングでパッチ５００が到着すると、パッチ５００にブレード４２７Ｂが当る。その時点から中間転写ベルト４２１の動きによってパッチ５００がかき取られて行く。一方、現在使用している用紙がロール紙Ｐである場合、制御部１０１は、プリントジョブの終了後に、二次転写ニップを外してロール紙Ｐを中間転写ベルト４２１から離間させてから、パッチ５００を中間転写ベルト４２１に転写する。その後、上記同様の制御を行う。なお、トナーのリフレッシュを行うか否かの判断は、印字率の他に入力画像データの履歴に基づいて行うようにしてもよい。

図１１は、中間転写ベルト４２１上に転写されたパッチ５００を示す図である。また、図１２は、パッチ５００のベルトクリーニング装置４２６Ｂへの到着前と到着後のブレード４２７Ｂの状態を示す図である。図１２の（ａ）に示すように、ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、パッチ５００が到着する前は中間転写ベルト４２１から離間しており、パッチ５００が到着するタイミングで、図１２の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト４２１側に回動し、ブレード４２７Ｂが中間転写ベルト４２１に圧着する。中間転写ベルト４２１への圧着タイミングでパッチ５００が送られて来ることでブレード４２７Ｂがパッチ５００の先端に当る。

図１１に示すような高カバレッジのパッチ５００のみを形成する場合、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂが確実にパッチ５００の先端に当るように、高精度なタイミング調整が必要となる。圧着タイミングが遅いとすり抜けが生じ、早いとめくれが生ずる虞がある。特に、高カバレッジのパッチ５００で抜けが生ずると、すり抜けた分はベルトクリーニング装置４２６Ａで除去することができない。そこで、図１３に示すように、高カバレッジのパッチ５００の前後に、低カバレッジのパッチ５０１Ｆ，５０１Ｒを形成することで、中間転写ベルト４２１に対するベルトクリーニング装置４２６Ｂの圧着タイミングがずれても、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂが低カバレッジのパッチ５０１Ｆ，５０１Ｒに当るため、パッチ５００の部分的なすり抜けや、ブレード４２７Ｂのめくれを防止できる。

図１４は、前後に低カバレッジのパッチ５０１Ｆ，５０１Ｒが形成されたパッチ５００のベルトクリーニング装置４２６Ｂへの到着前、到着時および到着後のそれぞれにおけるブレード４２７Ｂの状態を示す図である。図１４の（ａ）に示すように、ベルトクリーニング装置４２６Ｂは、パッチ５００が到着する前は中間転写ベルト４２１から離間しており、パッチ５００が到着するタイミングで中間転写ベルト４２１側に回動し、ブレード４２７Ｂが中間転写ベルト４２１に圧着する。このとき、パッチ５００が到着するタイミングが遅ければ（あるいはその逆で、ベルトクリーニング装置４２６Ｂが回動を開始するタイミングが早ければ）、図１４の（ｂ）に示すように、ブレード４２７Ｂがパッチ５００の前側のパッチ５０１Ｆに当る。ブレード４２７Ｂがパッチ５０１Ｆに当ることで、ブレード４２７Ｂにめくれが生じない。図１４の（ｂ）では、ブレード４２７Ｂがパッチ５０１Ｆの略中央部に当っていることから、それより前の部分がすり抜けることになるが、すり抜けた分はベルトクリーニング装置４２６Ａにて除去されるので問題はない。

高カバレッジのパッチ５００がベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂにより除去され、その除去が終了したタイミングでベルトクリーニング装置４２６Ｂが元の位置に戻るために回動を開始する。このとき、ベルトクリーニング装置４２６Ｂが元の位置に戻るための回動を開始タイミングが遅ければ、図１４の（ｃ）に示すように、ブレード４２７Ｂがパッチ５００の後側のパッチ５０１Ｒにも当ることになる。ブレード４２７Ｂがパッチ５０１Ｒに当ることで、ブレード４２７Ｂにめくれが生じない。

このように、高カバレッジのパッチ５００の前後に低カバレッジのパッチ５０１Ｆ，５０１Ｒを形成することで、ベルトクリーニング装置４２６Ｂが回動するタイミングとパッチ５００が到着するタイミングにずれが生じても、パッチ５００の部分的なすり抜けや、ブレード４２７Ｂのめくれを防止できる。また、低カバレッジのパッチ５０１Ｆ，５０１Ｒにすり抜けが生じても、すり抜けた部分がベルトクリーニング装置４２６Ａを除去できる。

図１５は、用紙にロール紙Ｐを用いた場合のプリントとトナーリフレッシュ処理を説明するためのフローチャートである。同図において、制御部１０１は、まずロール紙Ｐへの印刷開始かどうか判定する（ステップＳ１０）。すなわち、操作部２２にて印刷を開始する操作は行われたかどうか判定する。印刷を開始する操作が行われていないと判定した場合（ステップＳ１０で「ＮＯ」と判定した場合）、印刷を開始する操作が行われるまで本判定を繰り返す。印刷を開始する操作が行われたと判定した場合（ステップＳ１０で「ＹＥＳ」と判定した場合）、フラグＦを「０」に設定し（ステップＳ１１）、その後、入力画像データから印字率を算出し、記録する（ステップＳ１２）。

次いで、制御部１０１は、印字率の履歴に基づいて高カバレッジのパッチ５００は必要かどうか判定する（ステップＳ１３）。高カバレッジのパッチ５００が必要ではないと判定した場合（ステップＳ１３で「ＮＯ」と判定した場合）、フラグＦを「０」から「１」に更新する（ステップＳ１４）。高カバレッジのパッチ５００を必要と判定した場合（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」と判定した場合）、パッチ５００に必要なトナー量を算出する（ステップＳ１５）。次いで算出したトナー量からパッチ出力画像を決定する（ステップＳ１６）。例えば、図１１に示すＹＭＣＫの４色のベタ画像に決定する。

制御部１０１は、パッチ出力画像を決定した後、プリントジョブ終了時間を算出する（ステップＳ１７）。次いで、パッチ出力開始時間およびパッチ到着時間を決定する（ステップＳ１８）。さらに、ベルトクリーニング装置４２６Ｂの圧着・離間開始時間を算出する（ステップＳ１９）。次いで、制御部１０１は、ロール紙Ｐへの印刷が終了したかどうか判定する（ステップＳ２０）。ロール紙Ｐへの印刷が終了したと判定した場合（ステップＳ２０で「ＮＯ」と判定した場合）、印刷が終了したと判定するまで本判定を繰り返す。印刷が終了したと判定した場合（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」と判定した場合）、フラグＦの値が「１」であるかどうか判定する（ステップＳ２１）。

フラグＦの値が「１」になっていると判定した場合（ステップＳ２１で「ＹＥＳ」と判定した場合）、パッチ５００が不要であることから、以下で説明するステップＳ２２〜Ｓ２６に示す処理（二次転写ニップを外す処理と、パッチ５００を中間転写ベルト４２１に転写する処理と、ベルトクリーニング装置４２６Ｂを中間転写ベルト４２１に圧着・離間させる処理）を行うことなく本処理を終了する。これに対し、フラグＦの値が「１」になっていないと判定した場合（ステップＳ２１で「ＮＯ」と判定した場合）、圧接離間部８０を制御して二次転写ニップを解放し（二次転写ローラー４２４のバックアップローラー４２３Ｂに対する圧接を外し）、ロール紙Ｐを中間転写ベルト４２１から離間させる（ステップＳ２２）。

二次転写ニップを外してロール紙Ｐを中間転写ベルト４２１から離間させた後、パッチ５００の中間転写ベルト４２１への転写を開始する（ステップＳ２３）。次いで、制御部１０１は、回動部８１を制御して、パッチ５００がベルトクリーニング装置４２６Ｂに到着するタイミングで、ベルトクリーニング装置４２６Ｂを回動させて、中間転写ユニット４２１に圧着させる（ステップＳ２４）。

次いで、制御部１０１は、パッチ５００の中間転写ユニット４２１への転写が完了したかどうか判定する（ステップＳ２５）。パッチ５００の中間転写ユニット４２１への転写が完了していないと判定した場合（ステップＳ２５で「ＮＯ」と判定した場合）、当該転写が完了したと判定するまで本判定を繰り返す。これに対し、制御部１０１は、パッチ５００の中間転写ユニット４２１への転写が完了したと判定した場合（ステップＳ２５で「ＹＥＳ」と判定した場合）、回動部８１を制御してベルトクリーニング装置４２６Ｂを回動させて、中間転写ユニット４２１から離間させる（ステップＳ２６）。ベルトクリーニング装置４２６Ｂを中間転写ユニット４２１から離間させた後、二次転写ニップを形成する（ステップＳ２７）。すなわち、二次転写ローラー４２４をバックアップローラー４２３Ｂに圧接させる。二次転写ニップを形成した後、本処理を終了する。

このように構成した一実施の形態によれば、低カバレッジのパッチ６００を除去するためのベルトクリーニング装置４２６Ａの他に、中間転写ベルト４２１の移動方向においてベルトクリーニング装置４２６Ａの上流側で、ベルトクリーニング装置４２６Ａよりも高いクリーニング性を有するベルトクリーニング装置４２６Ｂを有し、ベルトクリーニング装置４２６Ａのクリーニング性の限界を超える高カバレッジのパッチ５００を形成する必要がある場合に、高カバレッジのパッチ５００を中間転写ユニット４２１上に形成し、中間転写ベルト４２１上に形成された記高カバレッジのパッチがベルトクリーニング装置４２６Ｂの位置を通過するときにクリーニングするようにしたので、ベルトクリーニング装置４２６Ｂのブレード４２７Ｂの摩耗やめくれが生じたりすることなく、短時間でトナーのリフレッシュを行うことができる。

なお、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

例えば、ベルトクリーニング装置４２６Ｂにブレード方式を用いるのではなく、図１６の（ａ）に示すようなブラシクリーニング方式のベルトクリーニング装置４２６Ｃや図１６の（ｂ）に示すような吸引方式のベルトクリーニング装置４２６Ｄを用いることも可能である。ブラシクリーニング方式のベルトクリーニング装置４２６Ｃは、回転により中間転写ベルト４２１上のトナーをかき取るブラシローラー４２８Ｃを有している。吸引方式のベルトクリーニング装置４２６Ｄは、吸引口４２９Ｄを有し、吸引口４２９Ｄ内には、回転により中間転写ベルト４２１上のトナーをかき取るブラシローラー４３０Ｄが配置されている。

１ 給紙装置
２ 画像形成装置
３ 巻き取り装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７２ 記憶部
８０ 圧接離間部
８１ 回動部
１０１ 制御部
４２１ 中間転写ベルト
４２３Ｂ バックアップローラー
４２４ 二次転写ローラー
４２６Ａ，４２６Ｂ ベルトクリーニング装置
４２７Ａ，４２７Ｂ ブレード
５００，５０１Ｆ，５０１Ｒ パッチ

Claims (7)

1. 転写ベルトと、
   前記転写ベルト上にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第１クリーニング部と、
   前記第１クリーニング部よりも高いクリーニング性を有し、前記転写ベルトの移動方向において前記第１クリーニング部の上流側で、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第２クリーニング部と、
   前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超える高カバレッジのパッチを形成する必要性を、プリントジョブに関するジョブ情報に基づいて判断する判断部と、
   前記高カバレッジのパッチを形成する必要がある場合に、前記高カバレッジのパッチを前記転写ベルト上に形成するよう前記画像形成部を制御する画像形成制御部と、
   前記転写ベルト上の前記高カバレッジのパッチが前記第２クリーニング部の位置を通過するときにクリーニングを実行するよう前記第２クリーニング部を制御するクリーニング制御部と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記判断部による判断のベースとなる前記ジョブ情報は、前記プリントジョブにおいて使用された用紙が連続紙であるか否か、および、前記プリントジョブにおける印字率が所定値よりも低いか否か、を含む、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記高カバレッジのパッチは、前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超える高カバレッジ部と、前記高カバレッジ部の先端および後端に位置し、前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超えない低カバレッジ部とを有し、
   前記クリーニング制御部は、前記先端に位置する前記低カバレッジ部が前記第２クリーニング部の位置を通過するタイミングで前記第２クリーニング部によるクリーニングを開始させ、前記後端に位置する前記低カバレッジ部が前記第２クリーニング部の位置を通過するタイミングで前記第２クリーニング部によるクリーニングを停止させる、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１クリーニング部および前記第２クリーニング部はいずれもブレードを有し、
   前記第２クリーニング部のブレードは、前記第１クリーニング部のブレードよりも高い当接角および／または当接力で前記転写ベルトに当接する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１クリーニング部および前記第２クリーニング部はいずれもブレードを有し、
   前記第２クリーニング部のブレード幅は、前記第１クリーニング部のブレード幅よりも狭い、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. ロール紙を給紙する給紙装置と、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置と、
   前記画像形成装置により前記トナー像が形成された前記ロール紙を巻き取る巻き取り装置と、
   を有する画像形成システム。
7. 転写ベルトと、
   前記転写ベルト上にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第１クリーニング部と、
   前記第１クリーニング部よりも高いクリーニング性を有し、前記転写ベルトの移動方向において前記第１クリーニング部の上流側で、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングを行う第２クリーニング部と、
   を有する画像形成装置における転写ベルトクリーニング制御方法であって、
   前記第１クリーニング部のクリーニング性の限界を超える高カバレッジのパッチを形成する必要性を、プリントジョブに関するジョブ情報に基づいて判断し、
   前記高カバレッジのパッチを形成する必要がある場合に、前記高カバレッジのパッチを前記転写ベルト上に形成するよう前記画像形成部を制御し、
   前記転写ベルト上の前記高カバレッジのパッチが前記第２クリーニング部の位置を通過するときにクリーニングを実行するよう前記第２クリーニング部を制御する、
   転写ベルトクリーニング制御方法。

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