JP4582201B2

JP4582201B2 - 画像形成装置及び当該画像形成装置における２次転写ローラクリーニング方法

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Publication number: JP4582201B2
Application number: JP2008147734A
Authority: JP
Inventors: 保幸稲田
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
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Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2028-06-05
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Description

本発明は、トナー像を中間転写体に１次転写した後、２次転写ローラを用いて記録シートに２次転写する画像形成装置に関し、特に２次転写ローラの周面をクリーニングする技術に関する。

像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトなどの中間転写体に１次転写した後、２次転写ローラにより記録シート上に２次転写して画像を形成する、いわゆる中間転写方式の画像形成装置にあっては、像担持体の非画像領域に付着したトナーが中間転写体を介して２次転写ローラの表面に付着したり、給紙ミス等により記録シートに転写されなかったトナーが２次転写ローラの表面に付着し、２次転写ローラの表面が汚される。

この汚れを放置しておくと、記録シート裏面を汚してしまうと共に、転写効率が劣化して転写不良を惹起するおそれがある。
そこで、上記画像形成装置においては、定期的に２次転写ローラにトナーと同極性の電圧を印加し、２次転写ローラの表面に付着したトナーを中間転写体側に逆転写し、２次転写ローラのクリーニングを行っている。

この際、装置のコストダウンを図るため、クリーニング専用の電源装置を設けることなく、現像ローラに印加する現像バイアス電圧（以下、単に「バイアス電圧」という。）の電源を利用するように構成された画像形成装置が従来からある。
通常、バイアス電圧は、トナー濃度を一定に保つと共にトナーカブリが発生しないことを目的として、公知のバイアス電圧制御装置により約−３００Ｖ〜−７００Ｖの範囲で制御されており、上記のように２次転写ローラのクリーニング時に当該２次転写ローラにバイアス電圧を印加する際には、当該バイアス電圧をクリーニングに必要な電位（約−５００Ｖ）に変化させてから、２次転写ローラに印加するように構成されている。

ところで、バイアス電圧をクリーニング時の電位に変化させるとき、あるいはクリーニング時の電位から元のバイス電圧の電位に復帰させるときに、その電位変動に起因して現像ローラ表面のトナーが像担持体に付着する現象が生じることが従来から知られており、当該付着したトナー（以下では「カブリトナー」という）がさらに中間転写体に転写されて２次転写位置に移動し、２次転写ローラの周面に付着することを防ぐため、中間転写体の当該カブリトナーの付着した部分が２次転写位置を通過するまで、２次転写ローラを中間転写体表面から離間させ、その合間の２次転写ローラが中間転写材に圧接されているときにクリーニング動作を実行するようにしている。
特開２００２−１８２４９８号公報

しかしながら、上記の技術では、２次転写ローラのクリーニング動作の前後で、カブリトナーを通過させるため２次転写ローラを中間転写体から離間させておく時間が常に必要となるため、クリーニング動作の終了が遅くなり、延いては次の画像形成ジョブの実行が常時遅延するという問題が生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑み、現像バイアスの電源を共用して、２次転写ローラのクリーニングを行う場合において、無用にクリーニング動作が遅延することを防ぎ、次の画像形成ジョブを速やかに実行することが可能な画像形成装置及び当該画像形成装置における２次転写ローラのクリーニング方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧が印加された現像ローラからトナーの供給を受けて像担持体上にトナー像を形成し、当該トナー像を走行する中間転写体上に1次転写した後、２次転写ローラに印加された転写電圧の作用により記録シート上に２次転写する画像形成手段と、前記２次転写ローラに前記バイアス電圧をクリーニング用電圧として印加して、当該２次転写ローラ周面に付着したトナーを中間転写体に逆転写してクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置であって、前記クリーニング手段は、前記２次転写ローラに、前記転写電圧に代えて、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧を印加するように電力路を切換える切換え手段と、現在のバイアス電圧の絶対値が、閾値より小さな場合に、バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示する指示手段と、前記バイアス電圧制御手段が前記指示を受けて前記バイアス電圧の電位を変化させた場合には、所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させ、前記指示を受けていない場合には２次転写ローラを離間させないようにする２次転写ローラ接離駆動手段と、を備え、前記指示手段からの指示を受けてバイアス電圧制御手段がバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体にトナーが付着し、これがさらに中間転写体に転写されており、前記所定の区間は、上記中間転写体に転写されたトナーが、中間転写体の走行に連れて、前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である。

又、本発明は、バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧が印加された現像ローラからトナーの供給を受けて像担持体上にトナー像を形成し、当該トナー像を走行する中間転写体上に1次転写した後、２次転写ローラに印加された転写電圧の作用により記録シート上に２次転写する画像形成手段と、前記２次転写ローラに前記バイアス電圧をクリーニング用電圧として印加して、当該２次転写ローラ周面に付着したトナーを中間転写体に逆転写してクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置で実行される２次転写ローラのクリーニング方法であって、前記２次転写ローラに、前記転写電圧に代えて、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧をクリーニング用電圧として印加するように電力路を切換える切換えステップと、現在のバイアス電圧の絶対値が、閾値より小さな場合に、バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示する指示ステップと、前記バイアス電圧制御手段が前記指示を受けて前記バイアス電圧の電位を変化させた場合には、前記指示を受けてバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体に転写したトナー像が、さらに中間転写体に転写され、これが前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させ、前記指示を受けていない場合には２次転写ローラを離間させないようにする２次転写ローラ接離駆動ステップとを含むこととすることができる。

前記所定の区間は、前記指示手段からの指示又は前記指示ステップにおける指示を受けてバイアス電圧制御手段がバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体にトナーが付着し、これがさらに中間転写体に転写されており、上記中間転写体に転写されたトナーが、中間転写体の走行に連れて、前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である。

前記画像形成装置は、前記２次転写ローラのクリーニングの要否を判定する判定手段と、前記画像形成手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、画像形成動作中に、前記判定手段により２次転写ローラのクリーニングが必要と判定されたとき、転写体に転写したトナー像があればこれを記録シート上に２次転写した後、画像形成動作を一旦中断し、クリーニング動作が終了した後、画像形成動作を再開するよう画像形成手段を制御することとすることができる。

又、前記２次転写ローラクリーニング方法は、前記２次転写ローラのクリーニングの要否を判定する判定ステップと、前記画像形成手段の動作を制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップは、画像形成動作中に、前記判定手段により２次転写ローラのクリーニングが必要と判定されたとき、転写体に転写したトナー像があればこれを記録シート上に２次転写した後、画像形成動作を一旦中断し、クリーニング動作が終了した後、画像形成動作を再開するよう画像形成手段を制御することとすることができる。

本発明は、上記構成を備えることにより、バイアス電圧の絶対値がクリーニング用電圧として使用できる閾値より小さくない場合には、バイアス電圧の電位を変化させないでそのままクリーニング用の電圧としているので、カブリトナーが生じない。そのため、２次転写ローラを離間させる必要がなくなり、その分２次転写ローラのクリーニング処理にかかる時間を少なくすることができる。一方、上記閾値より絶対値の大きな電圧が２次転写ローラに印加されれば十分なクリーニング効果を得ることができる。

ここで、前記指示手段は、前記バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示した場合において、クリーニング動作終了後、バイアス電圧を上記指示前の電位に復帰させるように前記バイアス電圧制御手段に指示し、前記２次転写ローラ接離駆動手段は、前記バイアス電圧制御手段が、バイアス電圧を復帰させた場合に、前記所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させることとしてもよい。

又、前記指示ステップは、前記バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示した場合において、クリーニング動作終了後、バイアス電圧を上記指示前の電位に復帰させるように前記バイアス電圧制御手段に指示し、前記２次転写ローラ接離駆動ステップは、前記バイアス電圧制御手段が、バイアス電圧を復帰させた場合に、前記所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させることとしてもよい。

これにより、バイアス電圧の絶対値がクリーニング用電圧として使用できる閾値より小さくない場合には、バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるようにバイアス電圧制御手段に指示がされることはなく、バイアス電圧の復帰動作が行われないので、カブリトナーが生じない。そのため、クリーニング動作終了後、２次転写ローラを離間させる必要がなくなり、バイアス電圧の絶対値がクリーニング用電圧として使用できる閾値より小さい場合に比べ、次の画像形成ジョブを速やかに再開させることができる。

ここで、前記クリーニング手段は、自装置内部の温度及び／又は湿度を検出する検出手段を備え、当該検出された温度及び／又は湿度に応じて２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更することとしてもよい。
これにより、装置内の温度や湿度に応じてトナーの帯電性が変化し、２次転写ローラの周面に付着するトナー量が変動した場合に、当該変動に合わせてクリーニング動作の時間を最適化することが可能となり、クリーニング効果を高めることができる。

ここで、前記クリーニング手段は、トナーの劣化状態に関する情報を取得する劣化状態取得手段を備え、当該取得されたトナーの劣化状態に関する情報に基づき２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更することとしてもよい。
これにより、トナーの劣化状態に応じてトナーの帯電性が変化し、２次転写ローラの周面に付着するトナー量が変動した場合に、当該変動に合わせてクリーニング動作の時間を最適化することが可能となり、クリーニング効果を高めることができる。

ここで、前記クリーニング手段は、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧と前記転写電圧とを交互に切換えて前記２次転写ローラ周面に付着したトナーをクリーニングすることとしてもよい。
これにより、２次転写ローラに逆帯電トナーが付着した場合にも、当該トナーを中間転写体に逆転写することができ、クリーニング効果を高めることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、フルカラーのタンデム型画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）を例にして説明する。
（１）画像形成装置の全体の構成
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、画像形成装置１０は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部１１と、給紙部１２と、定着部１３と、制御部１４とからなる。この画像形成装置１０は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。

以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部１１は、駆動ローラ２２と従動ローラ２３により張架された中間転写ベルト２１の下方に、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを列設してなる。

各作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋは、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋと、その周囲に配設された帯電器２Ｙ〜２Ｋ、露光部３Ｙ〜３Ｋ、現像器４Ｙ〜４Ｋ、１次転写ローラ５Ｙ〜５Ｋおよび感光体ドラムを清掃するためのクリーナ６Ｙ〜６Ｋなどからなる。
現像器４Ｙ〜４Ｋには、対応する感光体ドラムにトナーを供給するための現像ローラ４１Ｙ〜４１Ｋが設けられており、各現像ローラ４１Ｙ〜４１Ｋには、現像バイアス電源部１５により個別にバイアス電圧が印加される。

このバイアス電圧は、後述するように温湿度センサー２６で検出された装置内の温湿度の値に基づき自動制御される。
現像器４Ｙ〜４Ｋは、ユニット化されて、装置本体と着脱可能になっており、トナーの製造年月日と有効期間を示す期日情報を記録したＩＣタグが付加されている。
上記のような画像プロセス部１１の構成において、例えば、感光体ドラム１Ｋ上へのブラックのトナー像の作像は、感光体ドラム１Ｋを帯電器２Ｋにより一様に帯電させた後、露光部３Ｋから射出されたレーザビームＬで露光走査して静電潜像を形成した後、現像器４Kの現像ローラ４１Ｋからトナーの供給を受けて顕像化することによりなされる。このように作像されたブラックのトナー像は、一次転写ローラ５Ｋと感光体ドラム１Ｋ間に作用する静電力により中間転写ベルト２１上に一次転写される。

他色の作像ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃによるトナー像の作像動作も上記と同様にして行われる。なお、各作像ユニットにおける作像動作は、各色のトナー像が中間転写ベルト２１上の同位置に多重転写されるように所定のタイミングずつずらして実行される。
給紙部１２は、転写紙などの記録シートＳを２次転写位置３５１まで搬送するものであって、当該記録シートＳを収納する給紙カセット３１と、給紙カセット３１内の記録シートＳを搬送路３７上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ３２と、中間搬送ローラ対３３と、２次転写位置３５１に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対３４とからなる。

上記トナー像の作像のタイミングに合わせて、給紙部１２から２次転写位置３５１に記録シートＳが給送され、２次転写電源部１６により所定の転写電圧が印加された２次転写ローラ３５と駆動ローラ２２間に作用する静電力により、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録シートＳ上に２次転写される。トナー像が転写された記録シートＳは、定着部１３で熱定着された後、排出ローラ３６を介して、排紙トレイ３８上に排出される。

図２は、画像形成装置１０におけるブラックの作像ユニット２０Ｋと２次転写ローラ３５付近の主要部と共に上記現像バイアス電源部１５、２次転写電源部１６の構成を示す図である。
同図に示すように、現像バイアス電源部１５は、直流電源１５１と、可変抵抗器１５２と、交流電源１５３とが直列に接続されて構成されおり、現像ローラ４１Ｋに、直流電圧に交流成分が重畳されたバイアス電圧を印加する。可変抵抗器１５２は、制御部１４からの制御を受けてその抵抗値が変化するように構成された公知のものであり、これにより現像ローラ４１Ｋに印加する直流成分の電圧値が制御される。

また、２次転写電源部１６は、切換スイッチ１６１と正の直流電源１６２から構成されており、制御部１４からの制御により、画像形成時には、２次転写ローラ３５と直流電源１６２が接続されるように切換スイッチ１６１を動作させてＡ端子と接続させ、２次転写ローラ３５に転写電圧を印加し、２次転写ローラ３５をクリーニングする際には、切替スイッチ１６１を動作させてＢ端子と接続させ、当該２次転写ローラ３５と現像バイアス電源部１５の直流電源１５１とが接続されるようにし、転写電圧と逆極性のバイアス電圧を、クリーニング用電圧として２次転写ローラ３５に印加させる。

２次転写ローラ３５は、アクチュエータ３９の駆動ロッド３９１の先端部に回転可能に軸支されており、画像形成時にはその周面が中間転写ベルト２１の周面に圧接され、２次転写ローラ３５のクリーニングの際の所定のタイミングで離間するように駆動される。このアクチュエータ３９は、例えばソレノイドや直動モータなどが用いられるが、これに限定されず、たとえば偏心カムを用いることも可能である。

この２次転写ローラ３５のクリーニング動作の詳細は後述する。
（２）制御部１４の構成
図３は、制御部１４の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部１４は、主な構成要素として、ＣＰＵ１０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、クリーニング電圧記憶部１０５、バイアス電圧テーブル記憶部１０６、クリーニング周回数決定テーブル記憶部１０７、クリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部１０８およびトナー劣化補正テーブル記憶部１０９などを備える。

通信Ｉ／Ｆ部１０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
ＲＯＭ１０３には、画像形成動作を実行するために必要なプログラムのほか、２時転写ローラ３５のクリーニング処理を実行するためのプログラム、並びに各制御で使用する閾値などが格納されている。

ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
クリーニング電圧記憶部１０５は、電力路の切換時にクリーニング用電圧として２次転写ローラ３５に印加すべきバイアス電圧の電位（以下、「クリーニング電位」という。）と、当該クリーニング電位の電圧を印加して２次転写ローラ３５をクリーニングするのに要する２次転写ローラの周回数とを記憶している。

以下、２次転写ローラ３５をクリーニングするのに要する２次転写ローラの周回数のことを「クリーニング周回数」という。
バイアス電圧テーブル記憶部１０６は、装置内の温湿度と、現像ローラ４１Ｙ〜４１Ｋに印加すべきバイアス電圧の電位との対応関係を示すバイアス電圧テーブルを記憶している。

クリーニング周回数決定テーブル記憶部１０７は、クリーニング用電圧として印加されるバイアス電圧の電位（Ｖｄｃ）と当該電位におけるクリーニング周回数との対応関係を示すクリーニング周回数決定テーブルを記憶している。
図４は、通常の室温において適用されるクリーニング周回数決定テーブルの例を示す。同テーブルにおいて、バイアス電圧の電位の絶対値が大きくなるに従って、そのクリーニング効果が増すので、それに従ってクリーニング周回数（ｃ）も少なくなるように設定されている。同テーブルにおける例では、Ｖｄｃ＜−７００の範囲で、ｃは３周に、−７００≦Ｖｄｃ＜−６００の範囲でｃは５周に、−６００≦Ｖｄｃ≦−５００の範囲で、ｃは７周に設定されている。

クリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部１０８は、装置内の温湿度とクリーニング周回数が追加される周回数を示す追加周回数との対応関係を示すクリーニング周回数温湿度補正テーブルを記憶している。
図５は、上記クリーニング周回数温湿度補正テーブルの例を示す。同テーブルでは、低温低湿度（絶対湿度５ｇ／ｍ^３以下）及び高温高湿度（絶対湿度１６ｇ／ｍ^３以上）でそれぞれ、クリーニング周回数が追加されるように追加周回数が設定されている。同テーブルにおける例では、絶対温湿度（Ａｇ／ｍ^３）が、Ａ≦５の範囲で追加周回数が２周になるように、Ａ≧１６の範囲で追加周回数が4周になるようにそれぞれ設定されている。

トナー劣化補正テーブル記憶部１０９は、トナー劣化度と２次転写ローラ３５のクリーニング周回数が追加される周回数を示す追加周回数との対応関係を示すトナー劣化補正テーブルを記憶している。
ここで、「トナー劣化度」とは、各現像器４Ｙ〜４Ｋに収納されるトナーの製造年月日からの経過時間の、そのトナーの有効期間に対する比の平均値のことをいう。

また、図６は、上記トナー劣化補正テーブルの例を示す。同テーブルでは、トナー劣化度が０．８以上になると、クリーニング周回数が追加されるように追加周回数が設定されている。同テーブルの例では、トナー劣化度が０．８以上で追加周回数が4周となるように設定されている。
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から必要な制御プログラムを読み出し、温湿度検出センサー２６によって検出された温湿度に基づいて現像ローラ４１Ｙ〜４１Ｋに印加するバイアス電圧を制御しつつ、画像プロセス部１１、給紙部１２、定着部１３などを制御し、画像形成動作を円滑に実行させる。また、予め設定された、２次転写ローラ３５のクリーニング時期が到来すると、２次転写電源部１６の電力路の切換スイッチ１６１の制御及びバイアス電圧の大きさに基づき必要に応じて現像バイアス電源部１５、アクチュエータ３９の駆動制御を行って２次転写ローラ３５のクリーニング動作を実行させる。
（３）２次転写ローラのクリーニング動作について
以下、制御部１４により実行される２次転写ローラ３５のクリーニング動作制御の内容について説明する。

図７は、上記動作を示すフローチャートである。
制御部１４は、印刷処理開始後、印刷枚数をカウントし、印刷枚数が所定の枚数（例えば、記録シートとしてＡ４サイズの用紙を、横向きに通紙した場合のＡ４横サイズの用紙での枚数でいうと、Ａ４横サイズのカラー印刷１枚を２カウント、Ａ４横サイズのモノクロ印刷１枚を1カウントとした場合において、１５０カウントに相当する枚数）に達すると、クリーニング開始時期が到来したと判断し（ステップＳ７０１：Ｙ）、印刷処理を中断する（ステップＳ７０２）。この際、中間転写ベルト２１に形成されたトナー像がある場合には、それらの記録シートＳへの２次転写が終了して定着された後に中断されるのが望ましい。

そして、その時点における現像ローラ４１Ｋに印加されているバイアス電圧の電位（Ｖｄｃ）を取得し（ステップＳ７０３）、Ｖｄｃの絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ７０４）。
この閾値は、２次転写ローラ３５に印加したときに十分にクリーニング効果が得られる値として予め実験などで求められており、本実施の形態では、「５００」に設定され、ＲＯＭ１０３内に格納されている。

なお、バイアス電圧の制御自体は公知の制御であって、ＣＰＵ１０１が、温湿度センサー２６で検出された温湿度に基づき、バイアス電圧テーブル記憶部１０６に記憶されているテーブル（不図示）を参照して、適切なバイアス電位になるように現像バイアス電源部１５を制御することにより実行されている。このバイアス電圧の制御範囲は、本実施の形態では、−７００V〜−３００Ｖの範囲に及ぶ。

温湿度に基づき、このようなバイアス電圧の制御がなされるのは、適正な現像が実行されるためには、感光体ドラムの表面電位と現像ローラの電位の差が所定の範囲内にあることが望ましく、感光体ドラムの帯電状態は装置内の温湿度の値に応じて大きく影響されるからである。もっとも、直接感光体ドラム表面の電位を検出して、バイアス電圧を制御するようにしてもよいし、定期的に感光体ドラム表面にトナーパッチを形成してその濃度を光電センサーで検出し、この検出された濃度が予め決められた濃度と一致するようにバイアス電圧を制御するようにしても構わない。

制御部１４は、Ｖｄｃが閾値未満である場合に（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、第１クリーニング処理（ステップＳ７０５）を実行し、閾値未満でない場合に（ステップＳ７０４：ＮＯ）、第２クリーニング処理をそれぞれ実行した後（ステップＳ７０６）、印刷処理を再開させる（ステップＳ７０７）。
図８は、上記ステップＳ７０５の第１クリーニング処理における制御内容を示すフローチャートである。

まず、制御部１４は、クリーニング電圧記憶部１０５より、クリーニング電位とクリーニング周回数とを読出し、バイアス電圧の電位（Ｖｄｃ）がクリーニング電位（ここでは。−７００Ｖとする。）に等しくなるように、現像バイアス電源１５の可変抵抗器１５２を制御すると共に（ステップＳ８０１）、２次転写ローラ３５を中間転写ベルト２１から離間させ（ステップＳ８０２）、所定時間経過するのを待って、２次転写ローラ３５を戻して中間転写ベルト２１に圧接させる（ステップＳ８０３：ＹＥＳ、Ｓ８０４）。

このように２次転写ローラ３５を離間させるのは、２次転写ローラ３５がバイアス電圧の変化に起因して中間転写ベルト２１に付着したトナーにより汚されるのを防止するためである。
すなわち、ステップＳ８０１におけるバイアス電圧Ｖｄｃの変化時に現像ローラ４１Ｋ表面のトナーが感光体ドラム１Ｋの表面に飛び移るいわゆる「トナーカブリ」の現象が生じる場合が多く、このトナー（以下、「カブリトナー」という。）が、中間転写ベルト２１に転写されて２次転写位置３５１を通過する際に、２次転写ローラ３５が中間転写ベルト２１に圧接されたままだと、このカブリトナーが２次転写ローラ３５に付着して汚してしまうので、これが通過するまでの時間、２次転写ローラ３５を中間転写ベルト２１から離間させておくのである。

したがってステップＳ８０３における所定時間は、ステップＳ８０１によるバイアス電圧の制御指示から計時して、そのときに発生したカブリトナーの付着した中間転写ベルト２１の部分が２次転写位置を通過するまでの時間であって、予め求められてＲＯＭ１０３内に格納されている。
この中間転写ベルト２１上のカブリトナーは、２次転写位置３５１を通過後、クリーニングブレード２４（図１参照）により除去される。

ステップＳ８０５では、制御部１４は、温湿度センサー２６より、装置内の温湿度を取得するとともに、ＩＣタグ読取部１７を介して、各現像器４Ｙ〜４ＫのＩＣタグに記録されている期日情報を取得し、現在時刻と比較することにより、各現像器について、その製造年月日からの経過時間を算出し、さらに、算出した経過時間と期日情報の示す有効期間とからトナー劣化度を算出する。

さらに、制御部１４は、クリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部１０８に記憶されているクリーニング周回数温湿度補正テーブルを参照して、取得した温湿度に対応する追加周回数を特定するとともに（ステップＳ８０６）、トナー劣化補正テーブル記憶部１０９に記憶されているクリーニング周回数温湿度補正テーブルを参照して算出したトナー劣化度に対応する追加周回数を特定する（ステップＳ８０７）。

制御部１４は、ステップＳ８０１において読出したクリーニング周回数を、ステップＳ８０６、８０７でそれぞれ特定した追加周回数分だけ補正した後のクリーニング周回数を最終的なクリーニング周回数として決定し、ステップＳ８０１において制御されたクリーニング電位を２次転写ローラに印加してクリーニング動作を開始し（ステップＳ８０８）、タイマーを起動して決定したクリーニング周回数分の周回に要する時間が経過したか否かにより、クリーニングが完了したか否かを監視する（ステップＳ８０９）。

決定したクリーニング周回数分の周回が完了すると（ステップＳ８０９：ＹＥＳ）、制御部１４は、クリーニング動作を終了し（ステップＳ８１０）、バイアス電圧の電位（Ｖｄｃ）を、ステップＳ８０１においてクリーニング電位に制御する前の電位に復帰させ（ステップＳ８１１）、さらに、２次転写ローラ３５を中間転写ベルト２１から離間させ（ステップＳ８１２）、所定時間（ステップＳ８１１において電位を復帰させた時から計時して、そのときに発生したカブリトナーの付着した中間転写ベルト２１の部分が２次転写位置を通過するまでの時間）が経過すると（ステップＳ８１３：ＹＥＳ）、２次転写ローラ３５を中間転写ベルト２１に圧接させる（ステップＳ８１４）。

図９は、上記ステップＳ７０６の第２クリーニング処理における制御内容を示すフローチャートである。
まず、制御部１４は、クリーニング周回数決定テーブル記憶部１０７より、クリーニング周回数決定テーブルを読出し、当該テーブルを参照してバイアス電圧の電位（Ｖｄｃ）に対応付けられているクリーニング周回数を特定し（ステップＳ９０１）、さらに、温湿度センサー２６より、装置内の温湿度を取得するとともに、ＩＣタグ読取部１７を介して、各現像器４Ｙ〜４ＫのＩＣタグに記録されている期日情報を取得し、図８のステップ８０５と同様の方法によりトナー劣化度を算出する（ステップＳ９０２）。

さらに、制御部１４は、クリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部１０８に記憶されているクリーニング周回数温湿度補正テーブルを参照して、取得した温湿度に対応する追加周回数を特定するとともに（ステップＳ９０３）、
トナー劣化補正テーブル記憶部１０９に記憶されているクリーニング周回数温湿度補正テーブルを参照して算出したトナー劣化度に対応する追加周回数を特定する（ステップＳ９０４）。

制御部１４は、ステップＳ９０１において特定したクリーニング周回数を、ステップＳ９０３、９０４でそれぞれ特定した追加周回数分だけ補正した後のクリーニング周回数を最終的なクリーニング周回数として決定して２次転写ローラ３５のクリーニング動作を開始し（ステップＳ９０５）、タイマーを起動して決定したクリーニング周回数分の周回に要する時間が経過したか否かにより、クリーニングが完了したか否かを監視し（ステップＳ９０６）、決定したクリーニング周回数分の周回が完了すると（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、クリーニング動作を終了する（ステップＳ９０７）。
（４）第１クリーニング処理と第２クリーニング処理の比較
図１０は、第１クリーニング処理のタイムチャートを示す。図１０に示すように、印刷処理中に、予め設定された、２次転写ローラのクリーニング処理を行う時期が到来すると、制御部１４は、印刷処理を中断し、バイアス電圧を現像用の電位（Ｖｄ）からクリーニング用の電位（Ｖｃ）に切替え、電位の変動により生じるカブリトナーが中間転写ベルト２１に転写されて２次転写位置３５１を通過するまでの間、２次転写ローラ３５０を中間転写ベルト２１から離間させた後、２次転写ローラ３５０を中間転写ベルト２１に圧接させて２次転写ローラのクリーニング動作を開始する。

そして、クリーニング動作が終了すると、制御部１４は、印刷処理を再開するため、バイアス電圧を直前の現像用の電位（Ｖｄ）に切替え、電位の変動により生じるカブリトナーが中間転写ベルト２１に転写されて２次転写位置３５１を通過するまでの間、２次転写ローラ３５０を中間転写ベルト２１から離間させた後、２次転写ローラ３５０を中間転写ベルト２１に圧接させて印刷処理を再開する。

このように、第１クリーニング処理では、従来と同様に、２次転写ローラのクリーニング動作の前後で、カブリトナーを通過させるため２次転写ローラを中間転写体から離間させておく時間が必要となるため、クリーニング動作の終了が遅くなる。
これに対し、第２クリーニング処理では、バイアス電圧の電位を変化させないでそのままクリーニング用の電圧として利用するので、２次転写ローラのクリーニング時にカブリトナーが発生することがないため、２次転写ローラを離間させる必要がなく、その分、２次転写ローラのクリーニング処理にかかる時間を節減することができる。

従って、画像形成ジョブに用いられたバイアス電圧の絶対値がクリーニング用電圧として使用できる閾値より小さくない場合であって、２次転写ローラのクリーニング処理が、第２クリーニング処理に従って実行される場合には、従来のクリーニング方法に比べ、２次転写ローラのクリーニング処理を迅速に完了することができ、その分、印刷処理ができない時間を短くし、印刷効率を高めることができる。
＜補足＞
以上、本発明に係る画像形成装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限られないことは勿論である。
（１）本実施の形態においては、クリーニング処理を印刷処理の途中で行うこととしたが、本実施の形態に係るクリーニング処理を行う時期は、印刷処理の途中に限定されず、例えば、電源投入時、ジャム発生後、印刷処理の開始前等であってもよい。
（２）本実施の形態においては、クリーニング周回数の補正を温度及び湿度の両方を検出することにより行うこととしたが、何れか一方のみを検出することも可能である。この場合、クリーニング周回数温湿度補正テーブルの代わりに温度又は湿度と２次転写ローラ３５の追加周回数との対応関係を示すテーブルをクリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部１０８に記憶させることにより、装置内の温度又は湿度に応じて、クリーニング周回数の補正を行うことができる。
（２）本実施の形態においては、２次転写ローラ３５のクリーニング動作を転写電圧と逆極性のクリーニング用のバイアス電圧を印加して行うこととしたが、クリーニング動作時にクリーニング用のバイアス電圧と転写電圧を交互に印加することにより、クリーニング動作を行うこととしてもよい。これにより、逆帯電トナーが、２次転写ローラ３５に転写された場合においても、当該トナーを中間転写ベルト２１に移行させることができ、クリーニング効果を高めることができる。
（３）本実施の形態においては、２次転写ローラ３５のクリーニング周回数を、装置内の温湿度及びトナー劣化度に応じて補正することとしたが、何れか一方のみに応じて補正することとしてもよいし、場合によっては双方の補正がなくても本発明の効果を実現することができる。
（４）本実施の形態においては、現像バイアス電源部１５より供給されるバイアス電圧に交流電圧成分を重畳させることとしたが、バイアス電圧に交流電圧成分を重畳させないこととしてもよい。

又、現像バイアス電源部１５より２次転写ローラ３５に印加されるバイアス電圧に交流電圧成分を重畳させることとしてもよい。
（５）本実施の形態においては、クリーニング動作の制御を、クリーニング周回数を制御することにより行うこととしたが、クリーニング時間を制御することにより、行うこととしてもよい。このように、クリーニング動作の制御は、クリーニング周回数やクリーニング時間など、クリーニング動作の実行期間を示すクリーニング時間相当量を制御することにより、行うことができる。

本発明は、トナー像を中間転写体に１次転写した後、２次転写ローラを用いて記録シートに２次転写する画像形成装置に関し、特に２次転写ローラの週面のクリーニングをする技術として利用できる。

画像形成装置１０の全体の構成を示す図である。画像形成装置１０におけるブラックの作像ユニット２０Ｋと２次転写ローラ３５付近の主要部と共に上記現像バイアス電源部１５、２次転写電源部１６の構成を示す図である。制御部１４の構成を示すブロック図である。クリーニング周回数温湿度補正テーブルの例を示す。クリーニング周回数温湿度補正テーブルの例を示す。トナー劣化補正テーブルの例を示す。ステップＳ７０５の第１クリーニング処理における制御内容を示すフローチャートである。制御部１４の行う第２クリーニング処理の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７０６の第２クリーニング処理における制御内容を示すフローチャートである。第１クリーニング処理のタイムチャートを示す。

符号の説明

１Ｙ〜１Ｋ、１０Ｋ感光体ドラム
２Ｙ〜２Ｋ帯電器
３Ｙ〜３Ｋ露光部
４Ｙ〜４Ｋ現像器
５Ｙ〜５Ｋ１次転写ローラ
１０画像形成装置
１１画像プロセス部
１２給紙部
１３定着部
１４制御部
１５現像バイアス電源部
１６２次転写電源部
１７ＩＣタグ読取部
２０Ｙ〜２０Ｋ作像ユニット
２１中間転写ベルト
２２駆動ローラ
２３従動ローラ
２６温湿度センサー
３１給紙カセット
３２繰り出しローラ
３３中間搬送ローラ対
３４タイミングローラ対
３５２次転写ローラ
３６排出ローラ
３７搬送路
３８排紙トレイ
３９アクチュエータ
４１Ｙ〜４１Ｋ現像ローラ
１０１ＣＰＵ
１０２通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部
１０３ＲＯＭ
１０４ＲＡＭ
１０５クリーニング電圧記憶部１０５
１０６バイアス電圧テーブル記憶部
１０７クリーニング周回数決定テーブル記憶部１０７
１０８クリーニング周回数温湿度補正テーブル記憶部
１０９トナー劣化補正テーブル
１５１負の直流電源
１５２可変抵抗器
１５３交流電源
１６１切換スイッチ
１６２正の直流電源

Claims

バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧が印加された現像ローラからトナーの供給を受けて像担持体上にトナー像を形成し、当該トナー像を走行する中間転写体上に1次転写した後、２次転写ローラに印加された転写電圧の作用により記録シート上に２次転写する画像形成手段と、前記２次転写ローラに前記バイアス電圧をクリーニング用電圧として印加して、当該２次転写ローラ周面に付着したトナーを中間転写体に逆転写してクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニング手段は、
前記２次転写ローラに、前記転写電圧に代えて、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧を印加するように電力路を切換える切換え手段と、
現在のバイアス電圧の絶対値が、閾値より小さな場合に、バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示する指示手段と、
前記バイアス電圧制御手段が前記指示を受けて前記バイアス電圧の電位を変化させた場合には、所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させ、前記指示を受けていない場合には２次転写ローラを離間させないようにする２次転写ローラ接離駆動手段と、
を備え、
前記指示手段からの指示を受けてバイアス電圧制御手段がバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体にトナーが付着し、これがさらに中間転写体に転写されており、
前記所定の区間は、上記中間転写体に転写されたトナーが、中間転写体の走行に連れて、前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である
ことを特徴とする画像形成装置。
前記指示手段は、前記バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示した場合において、クリーニング動作終了後、バイアス電圧を上記指示前の電位に復帰させるように前記バイアス電圧制御手段に指示し、
前記２次転写ローラ接離駆動手段は、前記バイアス電圧制御手段が、バイアス電圧を復帰させた場合に、前記所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、自装置内部の温度及び／又は湿度を検出する検出手段を備え、当該検出された温度及び／又は湿度に応じて２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、トナーの劣化状態に関する情報を取得する劣化状態取得手段を備え、
当該取得されたトナーの劣化状態に関する情報に基づき２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更する
ことを特徴とする請求項1〜３の何れかに記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧と前記転写電圧とを交互に切換えて前記２次転写ローラ周面に付着したトナーをクリーニングする
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
前記２次転写ローラのクリーニングの要否を判定する判定手段と、
前記画像形成手段の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
画像形成動作中に、前記判定手段により２次転写ローラのクリーニングが必要と判定されたとき、転写体に転写したトナー像があればこれを記録シート上に２次転写した後、画像形成動作を一旦中断し、クリーニング動作が終了した後、画像形成動作を再開するよう画像形成手段を制御する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧が印加された現像ローラからトナーの供給を受けて像担持体上にトナー像を形成し、当該トナー像を走行する中間転写体上に1次転写した後、２次転写ローラに印加された転写電圧の作用により記録シート上に２次転写する画像形成手段と、前記２次転写ローラに前記バイアス電圧をクリーニング用電圧として印加して、当該２次転写ローラ周面に付着したトナーを中間転写体に逆転写してクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置で実行される２次転写ローラのクリーニング方法であって、
前記２次転写ローラに、前記転写電圧に代えて、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧をクリーニング用電圧として印加するように電力路を切換える切換えステップと、
現在のバイアス電圧の絶対値が、閾値より小さな場合に、バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示する指示ステップと、
前記バイアス電圧制御手段が前記指示を受けて前記バイアス電圧の電位を変化させた場合には、前記指示を受けてバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体に転写したトナー像が、さらに中間転写体に転写され、これが前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させ、前記指示を受けていない場合には２次転写ローラを離間させないようにする２次転写ローラ接離駆動ステップと、
を含むことを特徴とする２次転写ローラクリーニング方法。
前記指示ステップは、前記バイアス電圧の絶対値が閾値以上の電位になるように前記バイアス電圧制御手段に指示した場合において、クリーニング動作終了後、バイアス電圧を上記指示前の電位に復帰させるように前記バイアス電圧制御手段に指示し、
前記２次転写ローラ接離駆動ステップは、前記バイアス電圧制御手段が、バイアス電圧を復帰させた場合に、前記所定の区間において２次転写ローラを中間転写体から離間させる
ことを特徴とする請求項７に記載の２次転写ローラクリーニング方法。
前記指示ステップにおける指示を受けてバイアス電圧制御手段がバイアス電圧の電位を変化させた際に現像ローラから像担持体にトナーが付着し、これがさらに中間転写体に転写されており、
前記所定の区間は、上記中間転写体に転写されたトナーが、中間転写体の走行に連れて、前記２次転写ローラによる転写位置を通過する区間である
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の２次転写ローラクリーニング方法。
前記クリーニング手段は、自装置内部の温度及び／又は湿度を検出する検出手段を備え、当該検出された温度及び／又は湿度に応じて２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更する
ことを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の２次転写ローラクリーニング方法。
前記クリーニング手段は、トナーの劣化状態に関する情報を取得する劣化状態取得手段を備え、当該取得されたトナーの劣化状態に関する情報に基づき２次転写ローラのクリーニング動作の時間相当量を変更する
ことを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の２次転写ローラクリーニング方法。
前記クリーニング手段は、前記バイアス電圧制御手段により制御されたバイアス電圧と前記転写電圧とを交互に切換えて前記２次転写ローラ周面に付着したトナーをクリーニングする
ことを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の２次転写ローラクリーニング方法。
前記２次転写ローラのクリーニングの要否を判定する判定ステップと、
前記画像形成手段の動作を制御する制御ステップとを含み、
前記制御ステップは、
画像形成動作中に、前記判定手段により２次転写ローラのクリーニングが必要と判定されたとき、転写体に転写したトナー像があればこれを記録シート上に２次転写した後、画像形成動作を一旦中断し、クリーニング動作が終了した後、画像形成動作を再開するよう画像形成手段を制御する
ことを特徴とする請求項７〜１２の何れかに記載の２次転写ローラクリーニング方法。