JP5780051B2

JP5780051B2 - 画像形成装置、クリーニング方法

Info

Publication number: JP5780051B2
Application number: JP2011180226A
Authority: JP
Inventors: 一矢北村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: JP2013044767A

Description

本発明は、トナーを強制的に消費しトナーの劣化を防ぐためのトナー像であるパッチを形成し、形成されたパッチをクリーニング部により取り除く画像形成装置に関する。

用紙に画像を形成する画像形成装置としては、感光体を一様に帯電させ、帯電された感光体にレーザー光等の光を照射することで静電潜像を形成し、形成された静電潜像に対して帯電されたトナーを引き合わせることで感光体上にトナー像を形成し、形成されたトナー像を静電気力により用紙に転写し、用紙に転写されたトナー像を熱と圧力とを用いて定着することで画像を形成する電子写真方式を採用した画像形成装置が広く知られている。

このような電子写真方式を採用した画像形成装置では、トナーを供給する現像部において一部のトナーが劣化し、帯電性が低下する或いは所望の極性と反対の極性に帯電してしまうという現象が生じる。帯電性が低下した或いは所望の極性と反対の極性に帯電したトナーは、正常に静電潜像に載らなくなってしまう。そして、現像部において劣化したトナーの割合が大きくなると、正常に静電潜像に載らなくなるトナーの割合が大きくなり、画像の安定性が低下してしまうという問題が生じることになる。

上記のようにトナーが劣化する現象が生じる原因としては、現像部内のある領域に一部のトナーが滞留し、滞留したトナーが長期間現像部内に留まり続けることに起因するトナーの形状の変化やトナーが受けるストレスの増大等が考えられている。

そこで、劣化したトナーに起因する画像の安定性の低下という問題に対して、現像部における劣化したトナーの増加を防いで安定した画像を形成することが可能な技術が知られている。具体的には、所定のタイミングにおいて現像部内のトナーを所定量だけ強制的に消費させることによって現像部内のトナーの滞留状態を解消し、現像部における劣化したトナーの増加を防ぐ技術である。

現像部内のトナーを強制的に消費させる方法としては、感光体上にトナー消費用のトナー像（パッチ）を形成する方法が一般的に用いられている。パッチは、現像部内のトナーを強制的に消費させるために形成されるものであるので、用紙には転写されずに、取り除かれることになる。

このようなトナーを取り除くための方法としては、ブレード状の部材を被クリーニング体に押し付けトナーを削ぎ落とす方法や、導電性のファーブラシ等のクリーニング部材に電圧を印加することよって静電的にトナーを取り除く方法等が知られている。

これらの方法でトナーを取り除くにあたっては、トナーを残すことなく除去することができる適切なクリーニング条件が存在し、その適切なクリーニング条件は取り除くべきトナーのトナー濃度に応じて変化する。

例えば静電的にトナーを取り除く場合には、取り除くべきトナーのトナー濃度に対してクリーニング部材に印加される電圧が小さ過ぎると、トナーを取り除き切ることができずに、後続の画像形成に影響が生じてしまう。

反対に、取り除くべきトナーのトナー濃度に対してクリーニング部材に印加される電圧が大き過ぎると、放電が起き、取り除くべきトナーがクリーニング部材に印加されている電圧の極性と同極性に荷電するという現象が生じてしまう。すると、クリーニング部材と同極性に荷電したトナーはクリーニング部材と反発するため取り除くことができずに、やはり後続の画像形成に影響が生じてしまう。

特許文献１には、センサ等により中間転写体上に残留したトナー像の濃度を検知し、検知結果に基づいて中間転写体に押圧された導電性ブラシローラに印加する電圧を変更するよう制御する画像形成装置が記載されている。このように制御することで、残留トナーのトナー濃度が変化しても、常に良好なクリーニング結果を得ることが可能となる。

特開２００６−２５１０３０号公報

ところで、画像形成の生産性を向上させるために、先行の用紙に転写されるトナー画像と、後続の用紙に転写されるトナー画像との間の領域である紙間領域にパッチを形成させる技術が提案されている。

画像形成の生産性を向上させるために、上記の紙間領域は限られた小さな領域となることが多い。そのため、紙間領域にパッチを形成するにあたり、図７に示すように各色のパッチＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを互いに隣り合わせに並べて形成するには紙間領域が足りずに、互いに異なる色のパッチを重ねて形成せざるを得ない場合がある。

即ち、このような場合は、図８に示すように最上層に形成されたパッチＰＫの下層に異なる色のパッチＰＣ、ＰＭ及びＰＹが形成されることになる。

特許文献１に開示されているような従来技術のように、パッチの濃度をセンサにより直接読み取る画像形成装置においては、特に上記のように異なる色のパッチが重ねて形成された場合、そのトナー濃度を正確に検知することは困難となる。

パッチのトナー濃度を正確に検知することができないと、クリーニング部材に対して形成されたパッチのトナー濃度に応じた適切な値の電圧を印加することができずに、クリーニング不良が生じ、後続の画像形成に影響を与えてしまうこととなる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、紙間領域に形成されたトナーを消費するためのトナー像であるパッチを残存させることなく取り除き、良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題は、下記の各請求項に記載の発明により解決される。

請求項１に記載の発明は、複数の像担持体上に互いに異なる色のトナー画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の像担持体上に形成されたトナー画像をそれぞれ第１の転写部材により中間転写体に転写させる複数の１次転写手段と、前記中間転写体に転写された前記トナー画像を第２の転写部材により転写材に転写させる２次転写手段と、所定のタイミングにおいて、前記像担持体上における先行の転写材に対応する領域と、後続の転写材に対応する領域との間の領域である紙間領域に、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成させるよう複数の前記画像形成手段を制御し、前記パッチを前記中間転写体に転写させるよう前記１次転写手段を制御し、さらに前記中間転写体上の前記パッチを前記第２の転写部材に転写させるよう前記２次転写手段を制御する制御手段と、前記第２次転写手段に転写された前記パッチを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記２次転写手段における前記パッチの前記第２の転写部材への転写条件を取得する転写条件取得手段と、前記転写条件取得手段が取得した前記転写条件に基づいて、前記クリーニング手段の動作条件を設定するクリーニング条件設定手段と、を有し、前記制御手段は、前記クリーニング条件設定手段により設定された動作条件にて前記クリーニング手段を動作させるよう制御する、ことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、前記転写条件は、前記第２の転写部材に対して流す電流値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に記載の発明は、前記転写条件は、前記第２の転写部材に対して印加する電圧値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項４に記載の発明は、前記クリーニング手段は、クリーニング部材により前記パッチを静電的に吸着して除去することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材に対して電流を流す電流源を備え、前記クリーニング手段の動作条件は、前記電流源が流す電流値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。

請求項６に記載の発明は、前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材に対して電圧を印加する電圧源を備え、前記クリーニング手段の動作条件は、前記電圧源が印加する電圧値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。

請求項７に記載の発明は、前記クリーニング部材は、導電性のファーブラシであることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の画像形成装置である。

請求項８に記載の発明は、複数の像担持体上に互いに異なる色のトナー画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の像担持体上に形成されたトナー画像をそれぞれ第１の転写部材により中間転写体に転写させる複数の１次転写手段と、前記中間転写体に転写された前記トナー画像を第２の転写部材により転写材に転写させる２次転写手段と、所定のタイミングにおいて、前記像担持体上における先行の転写材に対応する領域と、後続の転写材に対応する領域との間の領域である紙間領域に、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成させるよう複数の前記画像形成手段を制御し、前記パッチを前記中間転写体に転写させるよう前記１次転写手段を制御し、さらに前記中間転写体上の前記パッチを前記第２の転写部材に転写させるよう前記２次転写手段を制御する制御手段と、前記第２次転写手段に転写された前記パッチを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置におけるクリーニング方法であって、前記２次転写手段における前記パッチの前記第２の転写部材への転写条件を取得する転写条件取得工程と、前記転写条件取得工程で取得した前記転写条件に基づいて、前記クリーニング手段の動作条件を設定するクリーニング条件設定工程と、前記制御手段が、前記クリーニング条件設定手段により設定された動作条件にて前記クリーニング手段を動作させるよう制御するクリーニング工程と、を有することを特徴とするクリーニング方法である。

本発明に係る画像形成装置によれば、パッチを形成するための情報に基づいて予め適切なクリーニング条件を設定することが可能となる。よって、パッチのトナー濃度を直接読み取ることが不可能なような場合であっても、パッチを残すことなく除去することができるため、後続の画像形成への影響を抑え、良好な画像形成を行うことが可能となる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の全体像を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態における２次転写部の構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の各構成の電気的関係を示したブロック図である。用紙に転写されるトナー画像を、その上方から見たイメージ図である。本発明の第１の実施の形態における２次転写ベルトクリーニング部のクリーニング条件を設定する際のＣＰＵ３００による制御手順を示したフローチャートである。２次転写ローラに印加される電圧と、２次転写ベルトに転写されたトナー濃度との関係を示すグラフである。パッチのレイアウトの一例を示す図である。パッチのレイアウトの他の一例を示す図である。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態における画像形成装置全体の構成を示す断面図である。

画像形成装置１０００は、画像読取部１００、画像形成部２００、給紙部２０等から構成されている。

画像読取部１００は、自動原稿給紙装置ＤＦ、光学系１０１、ＣＣＤイメージセンサ１０２等から構成されている。

画像形成部２００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応したトナー画像を形成する本発明における画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、各画像形成手段により形成されるトナー画像が転写される中間転写体としての中間転写ベルト６、中間転写ベルト６上のトナー画像を転写材としての用紙に転写する２次転写部７、用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置９等から構成されている。

給紙部２０は、給紙トレイ２０Ａ〜２０Ｃ、ピックアップローラ２１Ａ〜２１Ｃ等から構成されており、給紙部２０より適切な用紙が適切なタイミングで給紙される。

操作部３０においては、画像形成の内容に関する設定や、画像形成開始の指示等を行う。操作部３０において画像形成開始の指示がなされると、自動原稿給紙装置ＤＦの原稿台１０３に載置された原稿Ｄは原稿読み取り部へ搬送される。そして、図示しない光源より原稿に照射された光の反射光が、光学系１０１を介してＣＣＤイメージセンサ１０２により読み取られる。

ＣＣＤイメージセンサ１０２により読み取られた信号に対しては、各種画像処理が施される。画像処理が施された画像信号に基づいて、画像形成手段１０Ｙ〜１０Ｋが各色のトナー画像を形成する。

イエロー色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、帯電部２Ｙ、露光部３Ｙ、現像部４Ｙ、感光体クリーニング部８Ｙから構成されている。感光体ドラム１Ｙは図示しない駆動手段により図１の反時計方向に回転され、その表面が帯電部２Ｙにより一様に帯電される。一様に帯電された感光体ドラム１Ｙに対して、露光部３Ｙが上記画像信号に基づいてレーザー光を照射することで、イエロー色の画像に対応した静電潜像を形成する。

次に、現像部４Ｙにより感光体ドラム１Ｙ上の静電潜像に対してイエロー色のトナーが送り込まれ、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー色のトナー画像が形成される。形成されたトナー画像は、１次転写部５Ｙにおいて中間転写ベルト６に転写される。

中間転写ベルト６に転写され切れずに感光体ドラム１Ｙの表面に残存したトナーは、感光体クリーニング部８Ｙにより取り除かれ、次のトナー画像の形成に備える。

マゼンタ色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ及びブラック色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、何れもイエロー色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙと同様の構成を有しているため、その詳細な説明は省略する。

中間転写ベルト６は、複数のローラに巻き回された無端状のベルトであり、回転可能に支持されている。画像形成を行う際には、中間転写ベルト６は図１の時計方向に回転される。

画像形成を行う際には、イエロー色のトナー画像から順に、１次転写部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ及び５Ｋにおいて、適切なタイミングにてトナー画像を中間転写ベルト６にそれぞれ転写させることで、原稿画像に対応した適切なカラートナー画像が中間転写ベルト６上に形成される。

一方、給紙トレイ２０Ａ〜２０Ｃの何れかより給紙された用紙は、搬送ローラ対２２Ａ〜２２Ｄにより搬送され、レジストローラ対２３に到達する。レジストローラ対２３により用紙の搬送方向の斜行が修正され、中間転写ベルト６上のカラートナー画像とタイミングを合わせるように用紙が２次転写部７へと搬送される。

図２は、画像形成装置１０００における、２次転写部７付近の構成を示す断面図である。２次転写部７は、導電性の２次転写ローラ７１、２次転写ローラ７１とローラ７３及び７４に巻き回された第２の転写部材としての２次転写ベルト７２、２次転写ベルト７２に表面に付着したトナーを取り除く２次転写ベルトクリーニング部７５、２次転写ローラ７１に接続された電圧源Ｅ１等から構成されている。

２次転写部７において、中間転写ベルト６上のカラートナー画像を、搬送されてきた用紙に転写する際には、電圧源Ｅ１により２次転写ローラ７１に対してトナーの荷電極性と逆の極性の電圧を印加する。これにより、中間転写ベルト６上のカラートナー画像は静電的に用紙に転写される。

カラートナー画像が転写された用紙は定着装置９に向けて搬送され、カラートナー画像の定着が行われる。一方、２次転写部７において用紙に転写され切れずに中間転写ベルト６上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニング部８Ａにより取り除かれる。

定着装置９は、定着ローラ９１、加圧ローラ９２等から構成されている。定着ローラ９１及び加圧ローラ９２は、それぞれ図示しない加熱手段によりその表面が定着に適した温度となるように加熱されている。ここで、定着ローラ９１の表面温度は、加圧ローラ９２の表面温度より高くなるよう予め設定されている。

カラートナー画像が転写された用紙に対しては、定着ローラ９１により熱が、加圧ローラ９２により圧力がそれぞれ加えられ、カラートナー画像が用紙に定着される。

カラートナー画像が定着された用紙は、排出ローラ対２４に向けて搬送され、排紙トレイ２５に排出される。

用紙の両面に画像を形成する場合は、定着装置９において用紙の表面に対してカラートナー画像が定着されると、用紙は分岐手段２６によって反転経路２７Ａに向けて搬送され、反転部２７Ｂにおいて搬送方向の先後端が反転される。先後端が反転された用紙は反転経路２７Ｃを通りレジストローラ対２３まで搬送され、搬送方向の斜行が修正される。

その後、２次転写部７において用紙の裏面に形成される画像に対応したカラートナー画像が上述と同様に転写され、定着装置９によって裏面のカラートナー画像が定着され、排出ローラ対２４から排紙トレイ２５に排出される。

以上が、画像形成装置１０００により用紙に対して画像を形成する際の一連の動作の説明である。

上記のような用紙に対する画像形成を継続して行っていくと、各現像部内のトナーが劣化し、帯電性が低下する或いは所望の極性と反対の極性に帯電してしまう、という現象が生じる。このような劣化したトナーの割合が増加すると、良好な画像を形成することが困難となってしまう。

そこで、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成しトナーを強制的に消費させることで、現像部内のトナーの滞留状態を解消し、現像部内における劣化したトナーの割合を減少させることが行われている。

上記パッチは、所定のタイミングにて各感光体ドラム上に形成される。パッチを形成すべきタイミングが訪れると、各色に対応した露光部により、それぞれ各色に対応した感光体ドラムに対して、消費すべきトナー量に応じた露光がなされる。

そして、露光がなされた領域に対して、各色に対応した現像部より各色のトナーがそれぞれ供給されることで、各感光体ドラム上にパッチが形成され、トナーが消費される。

形成された各色のパッチは、それぞれ各色に対応した１次転写部において、用紙に形成されるトナー画像が転写される場合と同様にして、中間転写ベルト６に転写される。

中間転写ベルト６に転写されたパッチは、２次転写部７において、用紙には転写されずに２次転写ベルト７２に転写される。２次転写ベルト７２は、図示しない駆動手段により図１の反時計方向に回転されている。

２次転写ベルト７２に対しては、２次転写ベルト７２上のトナーを除去する２次転写ベルトクリーニング部７５が設けられている。２次転写ベルトクリーニング部７５は、本発明におけるクリーニング部としての役割を果たす。

２次転写ベルトクリーニング部７５は、２次転写ベルト７２上のトナーを静電的に吸着する導電性ファーブラシ７５１と、導電性ファーブラシ７５１に接触する導電性のトナー回収ローラ７５２と、トナー回収ローラ７５２に接触するブレード７５３と、トナー回収ローラ７５２を介して導電性ファーブラシ７５１に電圧を印加する電圧源Ｅ２と、から構成されている。

２次転写ベルト７２に転写されたパッチを構成するトナーは、帯電している該トナーの極性と逆極性の電圧が印加された導電性ファーブラシ７５１によって静電的に吸着され、２次転写ベルト７２上から取り除かれる。

導電性ファーブラシ７５１に吸着されたトナーは、トナー回収ローラ７５２へと移り、ブレード７５３によりトナー回収ローラ７５２から削ぎ落とされ、図示しないトナー回収ボックスに回収される。

図３は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置全体の電気的構成を示すブロック図である。図３においては、図１において示した構成に対しては図１において付した符号と同一の符号を付している。

画像形成装置１０００は、画像読取部１００、画像形成部２００、給紙部２０、操作部３０、上記各部の動作を制御する制御手段としてのＣＰＵ３００、ＲＡＭ３０１、ＲＯＭ３０２等から構成されている。

ＣＰＵ３００は、本発明におけるパッチ情報取得手段及びクリーニング条件設定手段としての役割も果たす。

ＲＡＭ３０１は、ＣＰＵ３００が上記各部の動作を制御する際に必要なプログラム或いはデータを一時的に記憶する場所である。

ＲＯＭ３０２には、各種のプログラム或いはデータが格納されており、ＣＰＵ３００はＲＯＭ３０２からプログラム或いはデータを読み出して画像形成装置１を制御する。

操作部３０における入力内容に基づき、ＣＰＵ３００は、画像読取部１００が原稿画像を読み取るよう制御し、画像読取部１００によって読み取られた原稿画像の信号に基づいて、画像形成部２００及び給紙部２０に対して上述した画像形成の動作を行うよう制御する。

パッチを形成するタイミングが訪れた際には、ＣＰＵ３００は、画像形成手段１０Ｙ〜１０Ｋに対してそれぞれパッチ形成の動作をさせるよう制御し、２次転写部７に対してパッチを２次転写ベルト７２に転写させ、転写されたパッチを２次転写ベルトクリーニング部７５により除去させるよう制御する。

続いて、パッチを作成する際における画像形成装置１０００の動作の詳細に関して説明する。本実施の形態においては、パッチを感光体ドラム上における、先行の用紙に対応する領域と後続の用紙に対応する領域との間の領域である紙間領域に形成することで、画像形成の動作を中断することなく所望の量のトナーを消費することができるため、画像形成の生産性の低下を防ぎつつ良好な画像形成を行うことが可能である。

図４は、感光体ドラムの周面を展開し、それを上方から見たイメージ図である。先行の用紙に対応する領域Ｉ１と後続の用紙に対応する領域Ｉ２との間に、パッチが形成される紙間領域Ｓがある。紙間領域Ｓのトナー画像進行方向の長さは例えば６０ｍｍである。

パッチを作成するタイミングが訪れると、ＣＰＵ３００は、消費すべきトナー量に応じたパッチを紙間領域に形成するよう各色に対応した画像形成手段１０Ｙ〜１０Ｋを制御する。

具体的には、各色に対応した露光部３Ｙ〜３Ｋが、それぞれ感光体１Ｙ〜１Ｋにおける紙間領域内の所定の領域に対して、消費すべきトナー量に応じた所定の量の露光を行うように制御する。

そして、各色に対応した現像部４Ｙ〜４Ｋが、それぞれ紙間領域内の露光部に対してトナーを供給するよう制御する。

このようにして感光体１Ｙ〜１Ｋ上の紙間領域内にそれぞれ形成された各色のパッチを、各色に対応した１次転写部５Ｙ〜５Ｋによって中間転写ベルト６に転写させるよう制御する。

中間転写ベルト６上に転写された各色のパッチは、先行の用紙に形成されるトナー画像に続いて２次転写部７へ進入する。先行の用紙に対するトナー画像の転写が完了すると、ＣＰＵ３００は、パッチを中間転写ベルト６から２次転写ベルト７２へ転写させるよう２次転写部を制御する。具体的には、電圧源Ｅ１に対して、先行の用紙に対するトナー画像の転写の際に印加した電圧をそのまま印加し続けるよう制御することで、パッチが２次転写ベルト７２へ転写される。

２次転写ベルト７２へ転写されたパッチは、２次転写ベルトクリーニング部７５において除去される。このときＣＰＵ３００は、形成されたパッチのトナー濃度に応じた適切な電圧を、トナー回収ローラ７５２を介して導電性ファーブラシ７５１に印加させるよう電圧源Ｅ２を制御する。この制御に関しては後述する。

ところで、画像形成の生産性を向上させるためには、紙間領域を出来る限り広げることなく画像形成を行うことが必要となる。このような限られた紙間領域内にパッチを形成するにあたっては、従来以下のような問題が生じることがあった。

パッチは、用紙には転写されずにクリーニング部材によって除去されるが、上述したように、パッチを静電的に除去する場合は、パッチのトナー濃度に応じて適切なクリーニング条件が存在する。

そのため従来は、センサ等を用いてパッチのトナー濃度を直接検知し、その検知結果に基づいてクリーニング条件を適切な値に設定するようにしていた。

しかしながら、上述したように紙間領域は限られた領域となるので、複数の色のトナーを用いてカラーの画像を形成する画像形成装置においては、図８に示すように紙間領域内に異なる色のパッチ同士を上下に重ねて形成せざるを得ない場合がある。

図８に示すように異なる色のパッチを上下に重ねて形成した場合は、従来のセンサ等を用いる方法ではパッチのトナー濃度を正確に検知することができず、その結果、クリーニング条件を適切に設定することができない場合があった。

このように、クリーニング条件を適切に設定することができないと、パッチを除去し切ることができずに、後続の画像形成の品質が低下するという問題が生じていた。

このような問題を解決するために、本実施の形態においては、パッチを形成するための情報を予め取得し、取得した情報に基づいて適切なクリーニング条件を設定するようＣＰＵ３００が制御するようにしている。

このように制御することで、紙間領域内においてパッチがどのように形成されるかに関わらず、適切なクリーニング条件を設定することができるため、良好な画像形成を行うことが可能となる。

次に、パッチを除去する際における、２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件の設定に関して説明する。

図５は、２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件を設定する場合における、ＣＰＵ３００による制御手順を示したフローチャートである。

まずＣＰＵ３００は、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成すべきか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断基準は、例えば用紙１枚毎、１０枚毎、或いは１００枚毎など、一定の枚数の用紙に対する画像形成毎にパッチを形成すべきと判断しても良い。また、例えば出力される画像の画質が低下してきたときに、操作部３０において、現像部のトナーを消費することにより画質を向上させるようユーザが指示した場合等に、パッチを形成すべきであると判断しても良い。

パッチを形成すべきではない、即ちトナーを消費する必要がない場合は（ステップＳ１：Ｎｏ）、パッチを形成すべきタイミングが訪れるまで待機する。

パッチを形成すべきタイミングが訪れると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３００は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色が消費すべきトナー量をそれぞれ算出する（ステップＳ２）。

各色の消費すべきトナー量を算出すると、ＣＰＵ３００は、紙間領域内に形成するパッチのレイアウトを決定する（ステップＳ３）。パッチのレイアウトが決まると、ＣＰＵ３００は、ステップＳ２において算出された消費量とステップＳ３において決定されたレイアウトとに基づいて、各色の露光部３Ｙ〜３Ｋが行う露光条件を決定する（ステップＳ４）。

この露光条件とは、露光開始のタイミング、露光面積及び単位面積当たりの露光量である。単位面積当たりの露光量を多くするほど、形成されるパッチのトナー濃度が大きくなる。

次に、ＣＰＵ３００は、ステップＳ３において決定されたレイアウトと、ステップＳ４において決定された露光条件とに基づいて、２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を設定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５においては、ステップＳ３及びＳ４において決定された内容に応じて、電圧源Ｅ２によりトナー回収ローラ７５２に対して印加される電圧を決定する。

例えば図７のように、中間転写ベルト６上の紙間領域において中間転写ベルト６の進行方向に沿って１色ずつパッチを形成するレイアウトの場合は、各色の単位面積当たりの露光量に応じて電圧源Ｅ２により印加される電圧を決定する。

図７のレイアウトの場合は、各色のパッチのトナー濃度、即ち単位面積当たりの露光量が全て一致しているため、そのトナー濃度に応じた一定の電圧を電圧源Ｅ２により印加させることになる。

また、例えば図８のように、中間転写ベルト６上の紙間領域において中間転写ベルト６の進行方向に直交する高さ方向に１色ずつ重ねてパッチを形成するレイアウトの場合は、各色の単位面積当たりの露光量を加算した値に基づいて電圧源Ｅ２により印加させる電圧を決定する。

２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件の設定が完了すると、ＣＰＵ３００は、パッチを形成し、ステップＳ３において決定したレイアウトの通りに中間転写ベルト６上に転写させ、さらに中間転写ベルト６上のパッチを２次転写ベルト７２へ転写させるよう、各色に対応した画像形成手段１０Ｙ〜１０Ｋ及び２次転写部７を制御する（ステップＳ６）。

パッチの２次転写ベルト７２への転写が完了すると、ＣＰＵ３００は、ステップＳ５において設定された値の電圧を電圧源Ｅ２に印加させ、２次転写ベルト７２上のパッチのクリーニングを実行させる（ステップＳ７）。

以上が、２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件の設定と、それに応じたクリーニング動作の説明である。

本実施の形態においては、形成されるパッチの露光に関する情報に基づいて、パッチを除去する２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を設定することで、パッチのトナー濃度を直接検知することが困難であるようなパッチを形成する場合であっても、適切なクリーニング条件を設定することができ、良好な画像形成を行うことが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、画像形成装置１０００の構成は第１の実施の形態において説明した構成と同等の構成を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、紙間領域内のパッチを２次転写ベルト７２へ転写させる際に２次転写ローラ７２に流す電流値に応じて、２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を設定する。

図６は、中間転写ベルト６上のトナー画像を２次転写ベルト７２に転写させる場合における、２次転写ローラ７１に流れる電流値と、２次転写ベルト７２に転写されたトナー画像のトナー濃度との関係を示すグラフである。

図６より、２次転写ローラ７１に流す電流値の変化に応じて、２次転写ベルト７２に転写されるトナー画像のトナー濃度が変化していることが判る。例えば中間転写ベルト６上におけるトナー濃度が４ｇ／ｍ^２である場合を見ると、２次転写ローラ７１に流れる電流値が１００μＡ付近のときは２次転写ベルト７２に転写されるトナー画像のトナー濃度も概ね４ｇ／ｍ^２を示している。

しかしながら、２次転写ローラ７１に流す電流値が１５０μＡになると、２次転写ベルト７２に転写されるトナー画像のトナー濃度は減少し、２ｇ／ｍ^２強程度となる。

上記のように２次転写ベルト７２に転写されるトナー濃度が変化すると、それに応じて最適な２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件が変化することになる。

本実施の形態においては、紙間領域内のパッチを２次転写ベルト７２へ転写させる際に２次転写ローラ７２に流す電流値に応じて、２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を適切に設定するようＣＰＵ３００が制御することで、紙間領域毎に２次転写ローラ７１に印加される電圧がそれぞれ異なる値となるような場合であっても、常に最適なクリーニング条件でパッチを除去することが可能となる。

具体的には、図６に示した、２次転写ローラ７１に流す電流値と、２次転写ベルト７２に転写されるトナー画像のトナー濃度との関係のデータを予めＲＯＭ３０２に保存しておき、ＣＰＵ３００が上記データを参照して、パッチを２次転写ベルト７２に転写する際に２次転写ローラ７１に流す電流値に基づいて２次転写ベルト上に転写されるパッチのトナー濃度を取得し、導電性ファーブラシ７５１に印加する電圧値を設定すれば良い。

本実施の形態によれば、例えば先行の用紙と後続の用紙とで、トナー画像の２次転写の際に２次転写ローラ７１に流す電流値が異なるような場合であっても、常に２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件を適切に設定することが可能となり、良好な画像形成を行うことができる。

本実施の形態においては、２次転写ローラ７１に流す電流値に基づいて２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件を設定する例を説明した。しかしながら、電圧源Ｅ１によって２次転写ローラ７１に印加される電圧値に基づいて２次転写ベルトクリーニング部７５のクリーニング条件を設定するようにしても良いことは言うまでもない。

以上が、本発明の第２の実施の形態についての説明である。

上述した各実施の形態においては、何れも本発明におけるクリーニング部としての役割を果たす構成が、２次転写ベルト７２に対して設けられ、パッチを２次転写ベルト７２まで転写させてから除去する例を説明してきた。

しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば中間転写ベルトクリーニング部８Ａに代えて、本発明におけるクリーニング部としての役割を果たす構成を設け、パッチを２次転写ベルト７２に転写させずに中間転写ベルト６上にて除去するようにしても良い。

この場合は、各色に対応した感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋから中間転写ベルト６へ転写されたパッチは、２次転写部７において２次転写ベルト７２へ転写されることなく、そのまま中間転写ベルト６上に留まり、やがて中間転写ベルト６上にて除去される。

このときＣＰＵ３００は、パッチが２次転写ベルト７２と中間転写ベルト６とが接するニップ部を通過する際に、パッチの荷電極性と同極性の電圧を印加するように電圧源Ｅ１を制御することで、パッチを中間転写ベルト６上に留めておくことができる。

また同様に、例えば感光体に対して設けられている感光体クリーニング部に代えて、本発明におけるクリーニング部としての役割を果たす構成を設け、各色のパッチを中間転写ベルト６に転写させずに各色に対応した感光体上にて除去するようにしても良い。

この場合は、パッチが各色に対応した感光体と１次転写部とが接するニップ部を通過する際に、各色に対応した１次転写部に対してパッチの荷電極性と同極性の電圧を印加するよう制御するようにする。

また、本発明の第２の実施の形態においては、２次転写ローラ７１に流す電流値に基づいて２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を設定する例を説明したが、クリーニング条件の設定の際に、２次転写ベルト７２へのトナー画像の転写特性を変化させる他の要因も考慮して、２次転写クリーニング部７５のクリーニング条件を設定するようにしても良い。この他の要因の例としては、温度や湿度等の環境要因が挙げられる。

また、上述した各実施の形態においては、何れもクリーニング部材として導電性のファーブラシを用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。トナーを静電的に除去する場合は、ローラ状の部材等、電圧を印加することによりトナーを吸着することができる部材であれば良い。

さらに、上述した各実施の形態においては、何れもクリーニング条件としてクリーニング部材に印加する電圧値を設定する例を説明したが、クリーニング部材に流す電流値を設定し、設定された値の電流をクリーニング部材に流してパッチのクリーニングを行うようにしても良い。

また、上述した各実施の形態においては、何れも本発明におけるクリーニング部の構成として、クリーニング部材に電圧を印加し、トナーを静電的に吸着して除去する構成を採用した例について説明してきた。

しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明におけるクリーニング部の構成として、例えば被クリーニング体に対してブレード状の部材を押し当ててトナーを削ぎ落とす構成を採用することも可能である。

この場合には、パッチを形成するための情報に基づいて、ＣＰＵ３００が、クリーニング条件として例えばブレード状の部材の被クリーニング体に対する押圧力を設定し、設定された押圧力でブレード状の部材を押圧させ、パッチを除去させるよう制御すれば良い。

その他、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない限りにおいて異なる実施形態を採用することも可能である。

１０００画像形成装置
１００画像読取部
２００画像形成部
３００ＣＰＵ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ画像形成手段（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ露光部（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）
６中間転写ベルト
７２次転写部
７１２次転写ローラ
７２２次転写ベルト
７５２次転写ベルトクリーニング部
７５１導電性ファーブラシ
７５２トナー回収ローラ
Ｅ１、Ｅ２電圧源
９定着装置
２０給紙部

Claims

複数の像担持体上に互いに異なる色のトナー画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の像担持体上に形成されたトナー画像をそれぞれ第１の転写部材により中間転写体に転写させる複数の１次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー画像を第２の転写部材により転写材に転写させる２次転写手段と、
所定のタイミングにおいて、前記像担持体上における先行の転写材に対応する領域と、後続の転写材に対応する領域との間の領域である紙間領域に、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成させるよう複数の前記画像形成手段を制御し、前記パッチを前記中間転写体に転写させるよう前記１次転写手段を制御し、さらに前記中間転写体上の前記パッチを前記第２の転写部材に転写させるよう前記２次転写手段を制御する制御手段と、
前記第２次転写手段に転写された前記パッチを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記２次転写手段における前記パッチの前記第２の転写部材への転写条件を取得する転写条件取得手段と、
前記転写条件取得手段が取得した前記転写条件に基づいて、前記クリーニング手段の動作条件を設定するクリーニング条件設定手段と、を有し、
前記制御手段は、前記クリーニング条件設定手段により設定された動作条件にて前記クリーニング手段を動作させるよう制御する、ことを特徴とする画像形成装置。
前記転写条件は、前記第２の転写部材に対して流す電流値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記転写条件は、前記第２の転写部材に対して印加する電圧値であ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、クリーニング部材により前記パッチを静電的に吸着して除去することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材に対して電流を流す電流源を備え、
前記クリーニング手段の動作条件は、前記電流源が流す電流値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材に対して電圧を印加する電圧源を備え、
前記クリーニング手段の動作条件は、前記電圧源が印加する電圧値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記クリーニング部材は、導電性のファーブラシであることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。
複数の像担持体上に互いに異なる色のトナー画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の像担持体上に形成されたトナー画像をそれぞれ第１の転写部材により中間転写体に転写させる複数の１次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー画像を第２の転写部材により転写材に転写させる２次転写手段と、
所定のタイミングにおいて、前記像担持体上における先行の転写材に対応する領域と、後続の転写材に対応する領域との間の領域である紙間領域に、トナーを消費するためのトナー画像であるパッチを形成させるよう複数の前記画像形成手段を制御し、前記パッチを前記中間転写体に転写させるよう前記１次転写手段を制御し、さらに前記中間転写体上の前記パッチを前記第２の転写部材に転写させるよう前記２次転写手段を制御する制御手段と、
前記第２次転写手段に転写された前記パッチを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置におけるクリーニング方法であって、
前記２次転写手段における前記パッチの前記第２の転写部材への転写条件を取得する転写条件取得工程と、
前記転写条件取得工程で取得した前記転写条件に基づいて、前記クリーニング手段の動作条件を設定するクリーニング条件設定工程と、
前記制御手段が、前記クリーニング条件設定手段により設定された動作条件にて前記クリーニング手段を動作させるよう制御するクリーニング工程と、を有することを特徴とするクリーニング方法。