JP6520842B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する機構を備えた画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトへのトナーの再付着を防止する方法に関するものである。

従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上に各色のトナー像を順次重ね合わせて一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。

このような中間転写方式の画像形成装置においては、二次転写後に中間転写ベルト上に残存するトナーを除去するベルトクリーニング装置が設けられている。中間転写ベルトが弾性層を有しない場合は、クリーニングブレードを中間転写ベルトの表面に押し当ててトナーを掻き落とすブレード方式が採用される。

一方、中間転写ベルトが弾性層を有する場合は、中間転写ベルト表面に残存するトナーを機械的、電気的に回収するクリーニングブラシと、クリーニングブラシからトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすブレードと、回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを廃トナー回収容器へ搬送する搬送スパイラルと、をハウジング内に備えたクリーニング装置が用いられることが多い。

また、中間転写ベルトのクリーニング条件を調整する技術も種々提案されており、例えば特許文献１には、クリーニング部材と中間転写ベルトの当接条件の調整を行う調整機構を備え、モノクロモードとカラーモードとでクリーニング部材と中間転写ベルトの当接条件をクリーニングに適した条件となるように調整する技術が開示されている。

また、特許文献２には、記録材の裏汚れを防止するために、カラーモードからモノクロモードに切り替える際に、中間転写ベルトに対する各画像形成部の一次転写手段の圧着を一旦全部解除した後、画像形成が行われる画像形成部の一次転写手段を圧着させてモノクロモードに移行する技術が開示されている。

特開２０１３−８３６７６号公報 特開２００４−３４１３９９号公報

ところで、クリーニング装置には、ハウジング内部をクリーニングブラシ側と搬送スパイラル側とに仕切るシール部材を有するものがある。シール部材は、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすブレードの上流側において先端部を回収ローラーに当接させることにより、ブレードによって回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを搬送スパイラル側に案内し、クリーニングブラシ側（ハウジングの外側）に向かわないようにするものである。そのため、シール部材は、回収ローラーの軸方向全域に亘って回収ローラーに付着しているトナーを掻き落とさない程度のほぼ一定の接触圧で接触している必要がある。

しかし、中間転写ベルト上に記録媒体（用紙）から発生する紙粉が付着し、さらにクリーニングブラシ、回収ローラーを介してシール部材に紙粉が付着することがある。その結果、回収ローラーとシール部材との間に隙間が生じてしまい、搬送スパイラル側のトナーが隙間からクリーニングブラシ側に逆流してシール部材に沿って堆積する。そして、堆積したトナーがクリーニングブラシに再付着し、クリーニングブラシに再付着したトナーが中間転写ベルト上に移行すると、いわゆるトナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面から除去されたトナーの中間転写ベルトへの再付着を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部と、中間転写ユニットと、二次転写部材と、ベルトクリーニング装置と、制御部と、を備えた画像形成装置である。中間転写ユニットは、複数の画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで各画像形成部に配置された像担持体に対向配置され、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写する複数の一次転写部材と、中間転写ベルトを回動する駆動ローラーと、中間転写ベルトに従動して回転するとともに中間転写ベルトに所定の張力を付与するテンションローラーと、一次転写部材を中間転写ベルトに対し接近または離間する方向に往復移動させる接離機構と、を有する。二次転写部材は、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する。ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する。制御部は、中間転写ユニット及びベルトクリーニング装置の駆動を制御する。接離機構は、少なくとも１つの一次転写部材が中間転写ベルトを挟んで像担持体に圧接される印字モードと、全ての一次転写部材が像担持体から離間する退避モードと、を切り替え可能である。ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルトに対向する開口部と、中間転写ベルト表面から除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成されたハウジングと、中間転写ベルトを挟んでテンションローラーに対向する位置に配置されるクリーニング部材と、クリーニング部材に付着したトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラーの長手方向全域に亘って対向配置され、トナー収容部と開口部とを区画するシール部材と、を有する。クリーニング部材は、退避モードではテンションローラーの押圧力によって印字モードに比べて開口部からハウジングの内側方向に移動した位置に配置される。制御部は、非画像形成時に退避モードで中間転写ベルト及びベルトクリーニング装置を駆動することでハウジングの開口部近傍に堆積したトナーをクリーニング部材及び回収ローラーを用いて回収する転写トナー回収モードを実行可能である。

本発明の第１の構成によれば、転写トナー回収モードを実行することによりシール部材及びハウジングの底面に堆積したトナー等がクリーニング部材及び回収ローラーによって回収される。これにより、シール部材やハウジングの底面に堆積したトナーがクリーニング部材に再付着し、さらに中間転写ベルト上に移行することによるトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す概略図 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図 第１実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図 第１実施形態の画像形成装置１００に搭載される中間転写ユニット３０の側面断面図 図４に示したベルトクリーニングユニット１９の外観斜視図 ベルトクリーニングユニット１９の内部構成を示す側面断面図 一次転写ローラー６ａ〜６ｄの押圧解除に伴うテンションローラー１１、ファーブラシ４１の移動方向を示す側面断面図 第１実施形態の画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図 第１実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの動作を示すタイミングチャート 第１実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図 第２実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャート 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図 第３実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャート 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す概略図であり、図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。

図１に示す画像形成装置１００は、いわゆるタンデム方式のカラープリンターであり、以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部１３において転写紙Ｐ上に定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。以下、画像形成部Ｐａについて詳細に説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。図２に示すように、感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って帯電装置２ａ、現像装置３ａ、クリーニング装置７ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラー１１に対向するベルトクリーニングユニット１９が配置されている。

次に、画像形成装置１００における画像形成手順について説明する。ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５の光出射窓５ａから出射されたビーム光（レーザー光）によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄのクリーニングブレード３２及び摺擦ローラー３３により除去される。

ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１０の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。中間転写ベルト８表面に残存したトナーはベルトクリーニングユニット１９によって除去される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部１３を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラー１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラー１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

図３は、第１実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。なお、図３は図１、図２の背面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１、図２と左右が逆になっている。また、以下の説明では画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。

図３に示すように、現像装置３ａは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器（ケーシング）２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２３ａ及び供給搬送スクリュー２３ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。

現像容器２０内において供給搬送スクリュー２３ｂの上方にはトナー供給ローラー２４（現像剤担持体）が配置され、トナー供給ローラー２４の右斜め上方には現像ローラー２５が対向配置されている。そして、現像ローラー２５は現像容器２０の開口側（図３の右側）において感光体ドラム１ａ（図２参照）に対向しており、トナー供給ローラー２４、現像ローラー２５は図３において反時計回り方向に回転する。また、現像容器２０には穂切りブレード２６がトナー供給ローラー２４の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。

攪拌搬送スクリュー２３ａ及び供給搬送スクリュー２３ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内の攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー２３ｂによって現像剤がトナー供給ローラー２４に搬送される。そして、トナー供給ローラー２４上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、トナー供給ローラー２４上の磁気ブラシは穂切りブレード２６によって層厚規制された後、トナー供給ローラー２４と現像ローラー２５との対向部分に搬送され、トナー供給ローラー２４に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー２５に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー２５上にトナー薄層を形成する。

トナー供給ローラー２４上の磁気ブラシとの接触によって現像ローラー２５上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー２５の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー２５との対向部分（対向領域）に搬送される。現像ローラー２５にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

現像容器２０における図３の右側壁において現像ローラー２５の近傍には、現像容器２０の内側に突出する断面三角形状のトナー受け支持部材２７が設けられている。図３に示すように、トナー受け支持部材２７は現像容器２０の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に沿って配置されており、トナー受け支持部材２７の上面はトナー供給ローラー２４及び現像ローラー２５に対向するとともに、現像ローラー２５からトナー供給ローラー２４方向に向かって下方に傾斜する壁部を構成している。トナー受け支持部材２７の上面には長手方向に沿って、現像ローラー２５から引き剥がされて落下するトナーを受けるトナー受け部材２８が取り付けられている。トナー受け部材２８の長手方向の略中央部には振動発生装置２９が付設されている。振動発生装置２９の内部には振動モーター（図示せず）が配置されており、振動モーターの駆動によって振動を発生させる。振動発生装置２９により発生した振動はトナー受け部材２８に伝達される。

穂切りブレード２６やトナー受け支持部材２７周辺に堆積したトナーが凝集して現像ローラー２５に付着すると、凝集トナーが感光体ドラム１ａに移行して画像不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施形態の画像形成装置１００は、非画像形成時に振動発生装置２９により現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー受け部材２８を振動させてトナー受け部材２８に堆積したトナーを振るい落として供給搬送室２２に回収する現像トナー回収モードを実行可能である。

図４は、第１実施形態の画像形成装置１００に搭載される中間転写ユニット３０の側面断面図である。なお、図４では中間転写ユニット３０を図１の背面側から見た状態を示している。図４に示すように、中間転写ユニット３０は、下流側の駆動ローラー１０と上流側のテンションローラー１１とに掛け渡された中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触する一次転写ローラー６ａ〜６ｄと、押圧切換ローラー３４と、を有する。また、テンションローラー１１に対向する位置には、中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニングユニット１９が配置されている。ベルトクリーニングユニット１９の詳細な構成については後述する。

中間転写ユニット３０は、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ及び押圧切換ローラー３４の回転軸の両端部を回転可能、且つ中間転写ベルト８の進行方向に対し垂直（図４の上下方向）に移動可能に支持する一対の支持部材（図示せず）と、押圧切換ローラー３４を上下方向に往復移動させる駆動手段（図示せず）と、を有するローラー接離機構６０を備えている。ローラー接離機構６０は、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄを、それぞれ中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄ（図１参照）に圧接するカラーモードと、一次転写ローラー６ｄのみを中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ｄに圧接するモノクロモードと、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄの全てを中間転写ベルト８から離間させる退避モードとに切り替え可能である。

具体的には、ローラー接離機構６０は押圧切換ローラー３４を上方に移動させることで中間転写ベルト８と共に一次転写ローラー６ａ〜６ｄも上方に移動し、一次転写ローラー６ａ〜６ｄが感光体ドラム１ａ〜１ｄから離間する。ここで、押圧切換ローラー３４は一次転写ローラー６ａよりもテンションローラー１１側に配置されているため、中間転写ベルト８の下面（感光体ドラム１ａ〜１ｄとの接触面）は駆動ローラー１０側を支点として上下に揺動する。そのため、中間転写ベルト８と感光体ドラム１ａ〜１ｄとの距離は感光体ドラム１ａ側で最大となり、感光体ドラム１ｄ側で最小となる。

図５は、図４に示したベルトクリーニングユニット１９の外観斜視図、図６は、ベルトクリーニングユニット１９の内部構成を示す側面断面図である。ベルトクリーニングユニット１９は、ハウジング４０内に、ファーブラシ４１、回収ローラー４３、ブレード４５、搬送スパイラル４７を備えており、ハウジング４０の一端にはファーブラシ４１、回収ローラー４３、及び搬送スパイラル４７にクリーニング駆動モーター（図示せず）からの駆動力を入力する駆動入力ギア列４８が配置されている。

ファーブラシ４１は、ハウジング４０の開口部４０ａ側において、中間転写ベルト８を介してテンションローラー１１と対向配置されている。ファーブラシ４１は、中間転写ベルト８の移動方向に対しカウンター方向（図６の反時計回り方向）に回転することにより、中間転写ベルト８上に残存するトナーや紙粉等の異物（以下、トナー等という）を掻き取る。回収ローラー４３に接触するファーブラシ４１のブラシ部分は抵抗値１〜９００ＭΩ程度の導電性の繊維で形成されている。

回収ローラー４３は、ファーブラシ４１の表面に接触しながらファーブラシ４１と逆方向（図６の時計回り方向）に回転することにより、ファーブラシ４１に付着したトナー等を回収する。回収ローラー４３にはクリーニングバイアス電源６５（図８参照）が接続されており、中間転写ベルト８のクリーニング時にトナーと逆極性（ここでは負極性）のクリーニングバイアスが印加される。また、テンションローラー１１はグランドに接地（アース）されている。その結果、中間転写ベルト８から掻き取られたトナー等はファーブラシ４１のブラシ部分に電気的及び機械的に回収され、さらに回収ローラー４３に電気的に移動する。

ファーブラシ４１、回収ローラー４３の各回転軸４１ａ、４３ａは、軸受部材５１によって回転可能に支持されており、ファーブラシ４１は回収ローラー４３の回転軸４３ａを中心として揺動可能となっている。また、軸受部材５１の揺動端側（回転軸４１ａ側）は圧縮バネ４９によって図６の右上方向に付勢されている。

ブレード４５は、回収ローラー４３の回転方向に対し上流側（回収ローラー４３の表面の移動方向に対しカウンター方向）から回収ローラー４３に接触して回収ローラー４３によって回収されたトナー等を掻き落とし、回収ローラー４３を清掃する。搬送スパイラル４７は、ハウジング４０のトナー収容部４０ｂ内に配置されており、ブレード４５によって回収ローラー４３から掻き落とされたトナー等をハウジング４０の外部の廃トナー回収容器（図示せず）へ搬送する。

図６に示すように、ハウジング４０内には回収ローラー４３の長手方向全域に亘ってシール部材５０が対向配置されている。シール部材５０は、例えばポリウレタン等で形成されたシート状の部材であり、所定の接触圧で回収ローラー４３に接触している。このシール部材５０の接触圧は、回収ローラー４３に付着しているトナーは掻き落とさずに、ブレード４５で掻き落としたトナー等が再び回収ローラー４３側に向かわないように設定する必要がある。

前述したように、中間転写ベルト８上に付着した紙粉が、ファーブラシ４１、回収ローラー４３を介してシール部材５０に付着すると、回収ローラー４３とシール部材５０との間に隙間が生じてしまい、トナー収容部４０ｂのトナー等が開口部４０ａ側に逆流してシール部材５０やハウジング４０の底面４０ｃに堆積する。そして、堆積したトナー等がファーブラシ４１に再付着し、中間転写ベルト８上に移行するとトナー落ちが発生するおそれがある。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、ファーブラシ４１を用いてシール部材５０及びハウジング４０の底面４０ｃに堆積したトナー等を回収する転写トナー回収モードを実行可能としている。

具体的には、ローラー接離機構６０により一次転写ローラー６ａ〜６ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄから離間させる退避モードに切り替える。これにより、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ、押圧切換ローラー３４から中間転写ベルト８に加わる張力が若干開放されるため、図７に示すように、テンションローラー１１がファーブラシ４１に接近する方向（図７の黒矢印方向）に移動する。これに伴い、ファーブラシ４１がテンションローラー１１に押圧され、ファーブラシ４１は圧縮バネ４９の付勢力に抗してシール部材５０及びハウジング４０の底面４０ｃに接近する方向（図７の白矢印方向）に移動するため、シール部材５０及びハウジング４０の底面４０ｃに堆積したトナー等がファーブラシ４１によって回収される。

図８は、第１実施形態の画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

バイアス制御回路６１は、帯電バイアス電源６２、現像バイアス電源６３、転写バイアス電源６４、及びクリーニングバイアス電源６５と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路６１からの制御信号によって、帯電バイアス電源６２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラーに、現像バイアス電源６３は現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー供給ローラー２４及び現像ローラー２５に、転写バイアス電源６４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄ及び二次転写ローラー９に、クリーニングバイアス電源６５はベルトクリーニングユニット１９内の回収ローラー４３にそれぞれ所定のバイアスを印加する。

画像入力部６６は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６６より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

その他、操作部７０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部７０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、後述する転写トナー回収モード、現像トナー回収モードの実行のトリガーとなる印字枚数の閾値も記憶される。一時記憶部９４は、画像入力部６６より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。なお、後述するように、カウンター９５は振動発生装置２９の駆動を制御する振動制御カウンターと、ローラー接離機構６０による中間転写ベルト８の離間を制御するベルト離間制御カウンターとを有し、各カウンターは印字枚数を別個にカウントアップおよびリセット可能である。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置５、ベルトクリーニングユニット１９、振動発生装置２９、ローラー接離機構６０、バイアス制御回路６１、画像入力部６６、操作部７０等が挙げられる。

図９は、第１実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの動作を示すタイミングチャートである。なお、試験機として図１に示したようなカラープリンター（Ecosys P6040、京セラドキュメントソリューションズ社製）を用い、中間転写ベルト８としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製の基材層にウレタン弾性層を積層し、さらにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のコート層を積層した弾性ベルト（大倉工業社製）を用いた。なお、前述したように、退避モードにおける中間転写ベルト８と感光体ドラム１ａ〜１ｄとの距離は感光体ドラム１ｄ側から感光体ドラム１ａ側に向かうにつれて大きくなっており、本実施形態では中間転写ベルト８と感光体ドラム１ａ〜１ｃとは離間しているが、中間転写ベルト８と感光体ドラム１ｄとは接触している。

ベルトクリーニングユニット１９は、導電性アクリルで形成されたファーブラシ４１（ＳＡ−７、東英産業社製）、表面にアルマイト処理を施した回収ローラー４３、ポリウレタンゴム（１５７７Ｅ、バンドー化学社製）のブレード４５、０．３ｍｍのステンレス箔で裏打ちした厚さ０．０５ｍｍの熱可塑性ポリウレタン（シーダム社製）のシール部材５０を用いて構成した。また、中間転写ベルト８のクリーニング時に回収ローラー４３に流れる電流が３０μＡとなるように定電流制御して回収ローラー４３にクリーニングバイアスを印加した。

現像トナー回収モードを実行する場合、先ずカラーの現像装置３ａ〜３ｃ、及びブラックの現像装置３ｄの駆動を開始する。本実施形態では、振動発生装置２９の駆動時にトナー供給ローラー２４および現像ローラー２５を画像形成時と逆方向（図３の時計回り方向）に回転（逆回転）させる。

次に、現像装置３ａ〜３ｄの駆動開始から時間ｔ１（ここでは０．４秒）後に振動発生装置２９を作動させることにより、トナー受け部材３７上に堆積したトナーを振るい落とす。振動発生装置２９の作動パターンは、振動発生装置２９を時間ｔ２（駆動期間）だけ駆動し、時間ｔ３（停止期間）だけ停止させる動作を１サイクルとして、所定サイクル数だけ繰り返す。本実施形態では、ｔ２＝０．６秒、ｔ３＝０．２秒とし、１サイクルの時間（ｔ２＋ｔ３）を０．８秒として６サイクル繰り返している。

トナー受け部材２８の振動により、トナー受け部材２８に堆積したトナーはトナー受け部材２８の傾斜に沿って下方に滑り落ち、トナー受け支持部材２７とトナー供給ローラー２４とで挟まれた領域に自由落下する。トナー受け部材２８から落下したトナーの一部は、トナー供給ローラー２４上の磁気ブラシに付着する。トナー供給ローラー２４上の磁気ブラシに付着しなかった残りのトナーの一部は穂切りブレード２６の先端に堆積するが、逆回転するトナー供給ローラー２４の磁気ブラシによって掻き取られる。このとき、トナー供給ローラー２４に形成される磁気ブラシの穂が長くなるように穂切りブレード２６と対向する固定マグネット体の磁極（規制極）の磁力や配置を調整することで、穂切りブレード２６の先端に堆積したトナーの掻き取り効果が高くなる。

トナー供給ローラー２４上の磁気ブラシに付着したトナーはトナー供給ローラー２４の表面に連れ回りしてトナー供給ローラー２４と穂切りブレード２６との隙間を通過し、固定マグネット体の同極部分でトナー供給ローラー２４から引き剥がされた後、供給搬送室２２へ強制的に戻される。

現像ローラー２５およびトナー供給ローラー２４を逆回転させると、現像容器２０内の現像剤がトナー補給口から溢出したり、現像容器２０内で現像剤の偏りが発生してトナー濃度検知センサーのノイズが発生したりするおそれがある。そのため、現像ローラー２５およびトナー供給ローラー２４を逆回転させた後は、現像ローラー２５およびトナー供給ローラー２４を一定時間継続して画像形成時と同方向（図３の反時計回り方向）に回転（順回転）させることが好ましい。

本実施形態では、振動発生装置２９の最終サイクル（ここでは６サイクル目）の駆動が終了した後、現像ローラー２５およびトナー供給ローラー２４を時間ｔ４（＝０．５秒＋トナー供給ローラー２４の８周分の回転時間）だけ継続して順回転させている。

転写トナー回収モードを実行する場合、４本（４色）の一次転写ローラー６ａ〜６ｄが感光体ドラム１ａ〜１ｄに押圧された状態（カラーモード）、或いは一次転写ローラー６ｄのみが感光体ドラム１ｄに押圧され、残り３本（３色）の一次転写ローラー６ａ〜６ｃが離間した状態（モノクロモード）から、押圧切換ローラー３４を上方に移動させて一次転写ローラー６ａ〜６ｄの離間動作を行う。この離間動作により、中間転写ベルト８の張力が開放されてテンションローラー１１がファーブラシ４１に接近する方向（図７の黒矢印方向）に移動するため、ファーブラシ４１がテンションローラー１１に押圧されてシール部材５０及びハウジング４０の底面４０ｃに接近する方向（図７の白矢印方向）に移動する。本試験機の場合、離間動作に要する時間ｔ５は、一次転写ローラー６ａ〜６ｄを離間させる場合は２秒、一次転写ローラー６ｄのみを離間させる場合は０．５秒である。

次に、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄを離間させた状態（退避モード）で時間ｔ６だけ中間転写ベルト８及びベルトクリーニングユニット１９の駆動を継続する。回収ローラー４３に印加されるクリーニングバイアスがＯＮであるため、シール部材５０及びハウジング４０の底面４０ｃに堆積したトナーがファーブラシ４１に付着し、さらにファーブラシ４１から回収ローラー４３に回収される。このとき、中間転写ベルト８に印加する中間転写バイアス、二次転写ローラー９に印加する二次転写バイアスを画像形成時と逆極性（トナーと同極性）としておくことで、中間転写ベルト８及び二次転写ローラー９へのトナーの付着を抑制することができる。本試験機の場合、時間ｔ６はカラーモードで約２秒、モノクロモードで約３．５秒である。

その後、次の画像形成に備えて一次転写ローラー６ａ〜６ｄの押圧動作を行う。形成される画像がカラーである場合は一次転写ローラー６ａ〜６ｄを感光体ドラム１ａ〜１ｄに押圧する。一方、形成される画像がモノクロである場合は一次転写ローラー６ｄのみを感光体ドラム１ｄに押圧する。

なお、中間転写バイアスをトナーと同極性としても、トナーが中間転写ベルト８に物理的に付着したり、逆帯電トナーが電気的に付着したりすることがある。そのため、中間転写ベルト８に付着したトナーが押圧動作直後の印字に影響を及ぼさないように、押圧動作時間ｔ７は、中間転写ベルト８の所定位置がベルトクリーニングユニット１９から二次転写ローラー９まで移動する時間よりも長くしておく必要がある。本試験機の場合、ベルトクリーニングユニット１９から二次転写ローラー９までの距離が４３８．８ｍｍ、プロセス速度が３０枚／分であるため、ベルトクリーニングユニット１９から二次転写ローラー９までの中間転写ベルト８の移動時間は２．３７秒となる。そこで、時間ｔ７は若干の余裕をみて約２．５秒としている。

図１０は、第１実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図９を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００における転写トナー回収モード、現像トナー回収モードの実行手順について説明する。

パソコンからの印字命令を受信することにより印字動作が開始されると（ステップＳ１）、制御部９０はカウンター９５により印字枚数のカウントアップを開始する（ステップＳ２）。より具体的には、振動制御カウンターとベルト離間制御カウンターの両方のカウントアップを行う。

次に、制御部９０は印字が終了したか否かを判断し（ステップＳ３）、印字が継続している場合は（ステップＳ３でＮｏ）ステップＳ２に戻ってカウントアップを継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、ベルト離間制御カウンターが閾値Ｔ（ここでは１０００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ４）。閾値Ｔに到達している場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９、ローラー接離機構５０に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行する（ステップＳ５）。その後、振動制御カウンター及びベルト離間制御カウンターをリセットし（ステップＳ６）、処理を終了する。

一方、ステップＳ４において閾値Ｔに到達していない場合は（ステップＳ４でＮｏ）、振動制御カウンターが閾値Ｓ（ここでは２５０枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ７）。閾値Ｓに到達している場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードのみを実行する（ステップＳ８）。なお、現像トナー回収モードのみを実行する場合は現像装置３ａ〜３ｄの駆動のみでよく、中間転写ベルト８、ベルトクリーニングユニット１９の駆動や中間転写バイアス、二次転写バイアスの印加は不要となる。

その後、振動制御カウンターをリセットし（ステップＳ９）、処理を終了する。なお、ステップＳ７において閾値Ｓに到達していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）、現像トナー回収モード、転写トナー回収モードのいずれも実行せずに処理を終了する。

上記制御によれば、所定の印字枚数毎に一次転写ローラー６ａ〜６ｄの押圧を解除して転写トナー回収モードを実行することにより、ハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーがファーブラシ４１を介して回収ローラー４３によって回収される。従って、底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーの中間転写ベルト８上への移行が抑制され、トナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。

また、転写トナー回収モードを行う場合は、現像装置３ａ〜３ｄ内の堆積トナーを振るい落とす現像トナー回収モードも同時に行うことにより、印字待ち時間を短縮して画像形成効率を向上させることができる。ここで、転写トナー回収モードの実行タイミングを決定するベルト離間制御カウンターの閾値Ｔ（１０００枚）を、現像トナー回収モードの実行タイミングを決定する振動制御カウンターの閾値Ｓ（２５０枚）の整数倍（４倍）とすることにより、転写トナー回収モードは常に現像トナー回収モードと同時に実行されるため、印字待ち時間を短縮することができる。

なお、ここではベルト離間制御カウンターの閾値Ｔを１０００枚、振動制御カウンターの閾値Ｓを２５０枚としたため、現像トナー回収モード４回毎に転写トナー回収モードが実行されることとなる。しかし、現像トナー回収モードを実行する印字枚数の閾値Ｓは、画像形成装置１００の機内温度や連続印字枚数等によって変動するため、転写トナー回収モードと現像トナー回収モードの実行タイミングが一致しない場合もある。その場合も、図１０に示したようにベルト離間制御カウンターが閾値Ｔに到達した時点で現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行し、振動制御カウンター及びベルト離間制御カウンターをリセットすればよい。

また、ベルト離間制御カウンターの閾値Ｔは印字率によって適正値が変化し、印字率が高くなるほどベルトクリーニングユニット１９に回収されるトナー量も多くなるため閾値Ｔは小さくなる。操作部７０から最も頻繁に使用する印字率に対応する閾値Ｔを入力することにより、使用状態に応じた最適な転写トナー回収モードの実行タイミングを設定できる。

図１１は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１００は、連続印字枚数をカウントする第１カウンター９５ａと、連続印字と単発印字を含む累積印字枚数をカウントする第２カウンター９５ｂとを有する。第１カウンター９５ａは、振動発生装置２９の駆動を制御する第１振動制御カウンターと、ローラー接離機構６０による中間転写ベルト８の離間を制御する第１ベルト離間制御カウンターとを有する。第２カウンター９５ｂは、振動発生装置２９の駆動を制御する第２振動制御カウンターと、ローラー接離機構６０による中間転写ベルト８の離間を制御する第２ベルト離間制御カウンターとを有する。各カウンターは印字枚数を別個にカウントアップおよびリセット可能である。制御部９０は、第１カウンター９５ａ及び第２カウンター９５ｂによりカウントされた印字枚数に基づいて、連続印字中、または印字終了後に所定のタイミングで転写トナー回収モード、現像トナー回収モードを実行する。現像装置３ａ〜３ｄやベルトクリーニングユニット１９等、画像形成装置１００の他の部分の構成は第１実施形態と同様である。

図１２は、第２実施形態の画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図７、図９及び図１１を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００における転写トナー回収モード、現像トナー回収モードの実行手順について説明する。

パソコンからの印字命令を受信することにより連続印字動作が開始されると（ステップＳ１）、制御部９０はカウンター９５により印字枚数のカウントアップを開始する（ステップＳ２）。より具体的には、第１カウンター９５ａにおいて第１振動制御カウンターと第１ベルト離間制御カウンターの両方のカウントアップを行い、第２カウンター９５ｂにおいて第２振動制御カウンターと第２ベルト離間制御カウンターの両方のカウントアップを行う。

次に、制御部９０は第１カウンター９５ａの第１ベルト離間制御カウンターが閾値Ｔ１（ここでは３００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ３）。閾値Ｔ１に到達している場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９、ローラー接離機構５０に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行する（ステップＳ４）。その後、第１振動制御カウンター及び第１ベルト離間制御カウンター、並びに第２振動制御カウンター及び第２ベルト離間制御カウンターをリセットする（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ３において閾値Ｔ１に到達していない場合は（ステップＳ３でＮｏ）、第１振動制御カウンターが閾値Ｓ１（ここでは１００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ６）。閾値Ｓ１に到達している場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードのみを実行する（ステップＳ７）。なお、現像トナー回収モードのみを実行する場合は現像装置３ａ〜３ｄの駆動のみでよく、中間転写ベルト８、ベルトクリーニングユニット１９の駆動や中間転写バイアス、二次転写バイアスの印加は不要となる。その後、第１振動制御カウンター及び第２振動制御カウンターをリセットする（ステップＳ８）。

次に、制御部９０は連続印字が終了したか否かを判断し（ステップＳ９）、連続印字が継続している場合は（ステップＳ９でＮｏ）ステップＳ２に戻ってカウントアップを継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）、第２カウンター９５ｂの第２ベルト離間制御カウンターが閾値Ｔ２（ここでは３００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０）。

閾値Ｔ２に到達している場合は（ステップＳ１０でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９、ローラー接離機構５０に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行する（ステップＳ１１）。その後、第１振動制御カウンター及び第１ベルト離間制御カウンター、並びに第２振動制御カウンター及び第２ベルト離間制御カウンターをリセットする（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ１０において閾値Ｔ２に到達していない場合は（ステップＳ１０でＮｏ）、第２振動制御カウンターが閾値Ｓ２（ここでは１００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ１３）。閾値Ｓ２に到達している場合は（ステップＳ１３でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードのみを実行する（ステップＳ１４）。なお、現像トナー回収モードのみを実行する場合は現像装置３ａ〜３ｄの駆動のみでよく、中間転写ベルト８、ベルトクリーニングユニット１９の駆動や中間転写バイアス、二次転写バイアスの印加は不要となる。

その後、第１振動制御カウンター及び第２振動制御カウンターをリセットする（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ７において閾値Ｓ２に到達していない場合は（ステップＳ１３でＮｏ）、現像トナー回収モード、転写トナー回収モードのいずれも実行せずに処理を終了する。

上記制御によれば、印字動作の終了後に印字枚数が所定枚数を超えているとき転写トナー回収モードを実行するとともに、連続印字が所定枚数継続したときは、連続印字中であっても印字動作を中断して転写トナー回収モードを実行する。これにより、多数枚の連続印字が継続した場合には印字動作の終了を待たずに転写トナー回収モードが実行されるため、トナー落ちの発生をより効果的に抑制することができる。また、第１実施形態と同様に、転写トナー回収モードを行う場合は現像トナー回収モードも同時に行うことにより、印字待ち時間を短縮して画像形成効率を向上させることができる。

ここで、第１、第２ベルト離間制御カウンターの閾値Ｔ１、Ｔ２を３００枚、第１、第２振動制御カウンターの閾値Ｓ１、Ｓ２を１００枚としたため、現像トナー回収モード３回毎に転写トナー回収モードが実行されることとなる。しかし、現像トナー回収モードを実行する印字枚数の閾値Ｓ１、Ｓ２は、画像形成装置１００の機内温度や連続印字枚数等によって変動するため、転写トナー回収モードと現像トナー回収モードの実行タイミングが一致しない場合もある。その場合も、図１２に示したように第１、第２ベルト離間制御カウンターが閾値Ｔ１、Ｔ２に到達した時点で現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行し、第１、第２振動制御カウンター及び第１、第２ベルト離間制御カウンターをリセットすればよい。

また、ベルト離間制御カウンターの閾値Ｔ１、Ｔ２（３００枚）を現像トナー回収モードの実行タイミングを決定する振動制御カウンターの閾値Ｓ１、Ｓ２（１００枚）の整数倍（３倍）とすることにより、転写トナー回収モードは常に現像トナー回収モードと同時に実行されるため、第１実施形態と同様に印字待ち時間を短縮することができる。なお、ここではＴ１＝３×Ｓ１、Ｔ２＝３×Ｓ２（係数；３）に設定したが、例えばＳ１の係数を「２」、Ｓ２の係数を「３」のように別個に設定して、Ｓ１に対するＴ１の倍率とＳ２に対するＴ２の倍率とが異なるようにすることもできる。

図１３は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１００は、一次記憶部９４に記憶された画像信号に基づいて算出された画像１枚毎の印字率を算出し、それを積算した累積印字率を算出する印字率算出部９７を備える。制御部９０は、印字率算出部９７により算出された累積印字率に基づいて、印字終了後に所定のタイミングで転写トナー回収モードを実行するとともに、カウンター９５によりカウントされた印字枚数に基づいて現像トナー回収モードを実行する。現像装置３ａ〜３ｄやベルトクリーニングユニット１９等、画像形成装置１００の他の部分の構成は第１実施形態と同様である。

図１４は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図９、及び図１３を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００における転写トナー回収モード、現像トナー回収モードの実行手順について説明する。

パソコンからの印字命令を受信することにより印字動作が開始されると（ステップＳ１）、制御部９０はカウンター９５により印字枚数のカウントアップを開始する（ステップＳ２）。本実施形態では、後述するように中間転写ベルトの離間は累積印字率によって制御されるためベルト離間制御カウンターを備えておらず、振動制御カウンターのカウントアップのみを行う。また、印字率算出部９７において各色の画像の累積印字率の算出も開始する（ステップＳ３）。

次に、制御部９０は印字が終了したか否かを判断し（ステップＳ４）、印字が継続している場合は（ステップＳ４でＮｏ）ステップＳ２に戻ってカウントアップ及び累積印字率の算出を継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、累積印字率が閾値Ａに到達したか否かを判断する（ステップＳ５）。

例えば、各色の平均印字率が４％（４色で１６％）である場合、各現像装置３ａ〜３ｄから各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像１枚当たり４ｍｇ、計１６ｍｇのトナーが供給される。感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト８への一次転写効率を９０％、中間転写ベルト８から転写紙Ｐへの二次転写効率を９０％とすると、１６×０．９×０．１＝１．４４ｍｇのトナーが中間転写ベルト８上に残存し、ベルトクリーニングユニット１９によって回収されるトナーは画像１枚当たり約１．４ｍｇとなる。

また、ベルトクリーニングユニット１９によって回収されたトナーが約４３０ｍｇとなったとき、ハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーがファーブラシ４１に再付着し、中間転写ベルト８上に移行し始める。各色の平均印字率が４％である場合、回収トナーが４３０ｍｇとなるのは約３００枚印字後であるため、閾値Ａ＝４（％）×４（色）×３００（枚）＝４８００％と設定する。

閾値Ａに到達している場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９、ローラー接離機構５０に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行する（ステップＳ６）。各色の平均印字率が４％である場合は約３００枚毎に転写トナー回収モードと現像トナー回収モードが実行される。各色の平均印字率が１２％である場合は、４８００／（１２×４）＝１００枚毎に転写トナー回収モードと現像トナー回収モードが実行される。その後、累積印字率及び振動制御カウンターをリセットし（ステップＳ７）、処理を終了する。

一方、ステップＳ５において閾値Ａに到達していない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、振動制御カウンターが閾値Ｓ（ここでは１００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ８）。閾値Ｓに到達している場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードのみを実行する（ステップＳ９）。なお、現像トナー回収モードのみを実行する場合は現像装置３ａ〜３ｄの駆動のみでよく、中間転写ベルト８、ベルトクリーニングユニット１９の駆動や中間転写バイアス、二次転写バイアスの印加は不要となる。

その後、振動制御カウンターをリセットし（ステップＳ１０）、処理を終了する。なお、ステップＳ７において閾値Ｓに到達していない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、現像トナー回収モード、転写トナー回収モードのいずれも実行せずに処理を終了する。

上記制御によれば、転写トナー回収モードの実行タイミングが累積印字率に基づいて決定されるため、ベルトクリーニングユニット１９へのトナーの回収量に応じた適切なタイミングでハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーを除去することができる。従って、画像形成効率を極力低下させることなくトナー落ちの発生を防止することができる。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの駆動時間も減少するため、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に接触するクリーニングブレード３２、摺擦ローラー３３（いずれも図２参照）との摩擦による感光層の摩耗も最小限に抑えることができる。さらに、本実施形態では退避モードにおいても中間転写ベルト８と感光体ドラム１ｄとが接触しているため、転写トナー回収モードの実行頻度を極力少なくすることで中間転写ベルト８との摩擦による感光体ドラム１ｄの感光層の縦スジの発生を効果的に抑制することができる。

なお、転写トナー回収モードを実行する印字枚数は、画像１枚毎の印字率によって変動し、現像トナー回収モードを実行する印字枚数の閾値Ｓは、画像形成装置１００の機内温度や連続印字枚数等によって変動するため、転写トナー回収モードと現像トナー回収モードの実行タイミングが一致しない場合もある。その場合も、図１４に示したように累積印字率が閾値Ａに到達した時点で現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行し、振動制御カウンターをリセットすればよい。

図１５は、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置１００における現像トナー回収モード、転写トナー回収モードの実行手順を示すフローチャートである。現像装置３ａ〜３ｄやベルトクリーニングユニット１９等、画像形成装置１００の他の部分の構成、画像形成装置１００の制御経路は第３実施形態と同様である。必要に応じて図１〜図９、及び図１３を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００における転写トナー回収モード、現像トナー回収モードの実行手順について説明する。

パソコンからの印字命令を受信することにより印字動作が開始されると（ステップＳ１）、制御部９０はカウンター９５により印字枚数のカウントアップを開始する（ステップＳ２）。より具体的には、振動制御カウンターとベルト離間制御カウンターの両方のカウントアップを行う。また、同時に各色の画像の累積印字率の算出も開始する（ステップＳ３）。

次に、制御部９０は印字が終了したか否かを判断し（ステップＳ４）、印字が継続している場合は（ステップＳ４でＮｏ）ステップＳ２に戻ってカウントアップ及び累積印字率の算出を継続する。印字が終了している場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、ベルト離間制御カウンターが閾値Ｔ（ここでは３００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ５）。閾値Ｔに到達している場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部９０は累積印字率をベルト離間制御カウンターでカウントされた印字枚数で除した平均印字率に基づいて転写トナー回収モードの実行時間を設定する（ステップＳ６）。

例えば、各色の平均印字率が４％（４色で１６％）である場合、各現像装置３ａ〜３ｄから各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像１枚当たり４ｍｇ、計１６ｍｇのトナーが供給される。感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト８への一次転写効率を９０％、中間転写ベルト８から転写紙Ｐへの二次転写効率を９０％とすると、１６×０．９×０．１＝１．４４ｍｇのトナーが中間転写ベルト８上に残存し、ベルトクリーニングユニット１９によって回収されるトナーは画像１枚当たり約１．４ｍｇとなる。

また、ベルトクリーニングユニット１９によって回収されたトナーが約４３０ｍｇとなったとき、ハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーがファーブラシ４１に再付着し、中間転写ベルト８上に移行し始める。各色の平均印字率が４％である場合、回収トナーが４３０ｍｇとなるのは約３００枚印字後であるため、閾値Ｔを３００枚としている。また、カラーモードの場合、図９に示す転写トナー回収モードの実行時間（ｔ５＋ｔ６＋ｔ７）＝２秒＋２秒＋２．５秒＝約６．５秒に設定されている。

平均印字率が高くなると、ベルトクリーニングユニット１９によって回収されるトナー量も増加するため、転写トナー回収モードの実行時間が約６．５秒ではハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーを確実に回収することが困難となる。そこで、本実施形態では、平均印字率に応じて転写トナー回収モードの実行時間を変化させる。

例えば、各色の平均印字率が８％（４色で３２％）である場合は転写トナー回収モードの実行時間を１０秒とする。また、各色の平均印字率が１２％（４色で４８％）である場合は転写トナー回収モードの実行時間を１３．５秒とする。このとき、一次転写ローラー６ａ〜６ｄの離間動作に要する時間ｔ５（２秒）、押圧動作に要する時間ｔ７（２．５秒）は変化させずに、一次転写ローラー６ａ〜６ｄを離間させた状態（退避モード）で中間転写ベルト８及びベルトクリーニングユニット１９の駆動を継続する時間ｔ６（２秒）を、それぞれ５．５秒、９秒に延長する。

そして、制御部９０から振動発生装置２９、ローラー接離機構５０に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードと転写トナー回収モードとを同時に実行する（ステップＳ７）。その後、ベルト離間制御カウンター及び振動制御カウンターをリセットし（ステップＳ８）、処理を終了する。

一方、ステップＳ５において閾値Ｔに到達していない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、振動制御カウンターが閾値Ｓ（ここでは１００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ９）。閾値Ｓに到達している場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）、制御部９０から振動発生装置２９に制御信号が送信され、図９に示した現像トナー回収モードのみを実行する（ステップＳ１０）。なお、現像トナー回収モードのみを実行する場合は現像装置３ａ〜３ｄの駆動のみでよく、中間転写ベルト８、ベルトクリーニングユニット１９の駆動や中間転写バイアス、二次転写バイアスの印加は不要となる。

その後、振動制御カウンターをリセットし（ステップＳ１１）、処理を終了する。なお、ステップＳ９において閾値Ｓに到達していない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、現像トナー回収モード、転写トナー回収モードのいずれも実行せずに処理を終了する。

上記制御によれば、転写トナー回収モードの実行時間が平均印字率に基づいて決定されるため、ベルトクリーニングユニット１９へのトナーの回収量に応じた適切な時間だけ転写トナー回収モードを継続させて、ハウジング４０の底面４０ｃやシール部材５０に堆積したトナーを確実に除去することができる。従って、画像形成効率を極力低下させることなくトナー落ちの発生を防止することができる。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄとクリーニングブレード３２、摺擦ローラー３３との摩擦による感光体ドラム１ａ〜１ｄの感光層の摩耗や、中間転写ベルト８と感光体ドラム１ｄとの接触による縦スジの発生も抑制することができる。なお、ここでは平均印字率に基づいて転写トナー回収モードの実行時間を決定したが、累積印字率に基づいて転写トナー回収モードの実行時間を決定することもできる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記各実施形態では、ファーブラシ４１を備えたベルトクリーニングユニット１９を例示しているが、ファーブラシ４１に代えてクリーニングローラーを用いた構成においても同様に適用できる。

また、上記各実施形態では、転写トナー回収モードを現像装置３ａ〜３ｄの現像トナー回収モードと同期させて行うようにしたが、これに限らず、画像形成装置１００の他の制御と同期させて行うようにしてもよい。例えば、画像形成装置１００が非画像形成時に実行する制御として、露光装置５の光出射窓５ａを清掃する清掃モード、トナーコンテナ４ａ〜４ｄが空になる直前にトナーコンテナ４ａ〜４ｄから現像装置３ａ〜３ｄへ強制的にトナーを補給するトナー補給モード、現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラー２５に担持されたトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に強制吐出するトナー吐出モードを有する場合、転写トナー回収モードを清掃モード、トナー補給モード、トナー吐出モードの少なくとも１つと同期させて行うことができる。また、用紙カセット１６内の用紙が無くなった無給紙状態が発生したときに転写トナー回収モードを実行することもできる。

また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンターに限らず、カラー複写機やカラー複合機等、中間転写ベルトとベルトクリーニング装置とを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する機構を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面から除去されたトナーの中間転写ベルトへの再付着を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することができる。

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
５ 露光装置
６ａ〜６ｄ 一次転写ローラー（一次転写部材）
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラー（二次転写部材）
１９ ベルトクリーニングユニット（ベルトクリーニング装置）
２５ 現像ローラー
２８ トナー受け部材
２９ 振動発生装置
３０ 中間転写ユニット
３４ 押圧切換ローラー
４０ ハウジング
４１ ファーブラシ（クリーニング部材）
４３ 回収ローラー
４５ ブレード
４７ 搬送スパイラル
５０ シール部材
５１ 軸受部材
６０ ローラー接離機構
６１ バイアス制御回路（バイアス印加装置）
６４ 転写バイアス電源（バイアス印加装置）
９０ 制御部
９５ カウンター（印字枚数カウント部）
９５ａ 第１カウンター（第１カウント部）
９５ｂ 第２カウンター（第２カウント部）
９７ 印字率算出部
１００ 画像形成装置

Claims (16)

1. 異なる色の画像を形成する複数の画像形成部と、
   該画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトを挟んで前記各画像形成部に配置された像担持体に対向配置され、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上に転写する複数の一次転写部材と、前記中間転写ベルトを回動する駆動ローラーと、前記中間転写ベルトに従動して回転するとともに前記中間転写ベルトに所定の張力を付与するテンションローラーと、前記一次転写部材を前記中間転写ベルトに対し接近または離間する方向に往復移動させる接離機構と、を有する中間転写ユニットと、
   前記中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写部材と、
   前記中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するベルトクリーニング装置と、
   前記中間転写ユニット及び前記ベルトクリーニング装置の駆動を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記接離機構は、少なくとも１つの前記一次転写部材が前記中間転写ベルトを挟んで前記像担持体に圧接される印字モードと、全ての前記一次転写部材が前記像担持体から離間する退避モードと、を切り替え可能であり、
   前記ベルトクリーニング装置は、
   前記中間転写ベルトに対向する開口部と、前記中間転写ベルト表面から除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成されたハウジングと、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記テンションローラーに対向する位置に配置されるクリーニング部材と、
   該クリーニング部材に付着したトナーを回収する回収ローラーと、
   該回収ローラーの長手方向全域に亘って対向配置され、前記トナー収容部と前記開口部とを区画するシール部材と、
   を有し、
   前記クリーニング部材は、前記退避モードでは前記テンションローラーの押圧力によって前記印字モードに比べて前記シール部材及び前記ハウジングの底面に接近する方向に移動した位置に配置され、
   前記制御部は、非画像形成時に前記退避モードで前記中間転写ベルト及び前記ベルトクリーニング装置を駆動することで前記ハウジングの開口部近傍に堆積したトナーを前記クリーニング部材及び前記回収ローラーを用いて回収する転写トナー回収モードを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 印字枚数をカウントする印字枚数カウント部を備え、
   前記制御部は、前回の前記転写トナー回収モードの実行後、前記印字枚数カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｔに到達したとき前記転写トナー回収モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部は、
   前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け面を有するトナー受け部材と、該トナー受け部材を振動させる振動発生装置と、
   を有し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、
   非画像形成時に前記振動発生装置により前記トナー受け部材を振動させて前記トナー受け面に堆積したトナーを振るい落とす現像トナー回収モードを実行可能であり、
   前記制御部は、前記転写トナー回収モードを前記現像トナー回収モードと同時に実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前回の前記現像トナー回収モードの実行後、前記印字枚数カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｓ（Ｓ＜Ｔ）に到達したとき前記現像トナー回収モードを実行し、
   前回の前記現像トナー回収モードの実行後の印字枚数が所定枚数Ｓに到達するまでに前回の前記転写トナー回収モードの実行後の印字枚数が所定枚数Ｔに到達したときは、前記転写トナー回収モードと前記現像トナー回収モードとを同時に実行することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記印字枚数カウント部は、連続印字枚数をカウントする第１カウント部と、連続印字と単発印字を含む累積印字枚数をカウントする第２カウント部とを有し、
   前記制御部は、前回の前記転写トナー回収モードの実行後、前記第１カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｔ１（Ｔ１＜Ｔ）に到達したとき、または前記第２カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ）に到達したとき前記転写トナー回収モードを実行するとともに、前記転写トナー回収モードの実行後に、前記第１カウント部及び前記第２カウント部のカウント値をリセットすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成部は、
   前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け面を有するトナー受け部材と、該トナー受け部材を振動させる振動発生装置と、
   を有し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、
   非画像形成時に前記振動発生装置により前記トナー受け部材を振動させて前記トナー受け面に堆積したトナーを振るい落とす現像トナー回収モードを実行可能であり、
   前記制御部は、前記転写トナー回収モードを前記現像トナー回収モードと同時に実行することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前回の前記現像トナー回収モードの実行後、前記第１カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｓ１（Ｓ１＜Ｔ１＜Ｔ）に到達したとき、または前記第２カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｓ２（Ｓ２＜Ｔ２＜Ｔ）に到達したとき前記現像トナー回収モードを実行するとともに、
   前回の前記現像トナー回収モードの実行後、前記第１カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｓ１に到達するまでに所定枚数Ｔ１に到達したとき、または前記第２カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数Ｓ２に到達するまでに所定枚数Ｔ２に到達したときは、前記転写トナー回収モードと前記現像トナー回収モードとを同時に実行することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 画像１枚毎の印字率を算出する印字率算出部を備え、
   前記制御部は、前記印字率算出部で算出された印字率の累積値または平均値に基づいて前記転写トナー回収モードの実行時間を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 画像１枚毎の印字率を算出する印字率算出部を備え、
   前記制御部は、前回の前記転写トナー回収モードの実行後、前記印字率算出部で算出された印字率の累積値が所定値に到達したとき前記転写トナー回収モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成部は、
    前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け面を有するトナー受け部材と、該トナー受け部材を振動させる振動発生装置と、
    を有し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、
    非画像形成時に前記振動発生装置により前記トナー受け部材を振動させて前記トナー受け面に堆積したトナーを振るい落とす現像トナー回収モードを実行可能であり、
    前記制御部は、前記転写トナー回収モードを前記現像トナー回収モードと同時に実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 印字枚数をカウントする印字枚数カウント部を備え、
    前記制御部は、前回の前記現像トナー回収モードの実行後、前記印字枚数カウント部でカウントされた印字枚数が所定枚数に到達したとき前記現像トナー回収モードを実行し、
    前回の前記現像トナー回収モードの実行後の印字枚数が所定枚数に到達するまでに前回の前記転写トナー回収モードの実行後の印字率の累積値が所定値に到達したときは、前記転写トナー回収モードと前記現像トナー回収モードとを同時に実行するとともに、前記転写トナー回収モードの実行後に、前記印字枚数カウント部のカウント値をリセットすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成部は、前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーを有し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備え、
    前記像担持体に光照射して画像情報に基づく静電潜像を形成する露光装置と、
    前記現像装置に補給するトナーを収容するトナー収容容器と、
    前記中間転写ベルト上のトナー像が二次転写される記録媒体を収容する記録媒体収容カセットと、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記転写トナー回収モードを前記露光装置の光出射窓を清掃する露光クリーニング、前記トナー収容容器から前記現像装置へのトナー補給、前記現像ローラーから前記像担持体へのトナーの強制吐出、前記記録媒体収容カセット内の記録媒体が無くなった記録媒体供給不能状態の発生のうちの少なくとも１つと同時に実行することを特徴とする請求項２乃至請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記転写トナー回収モードは、前記印字モードから前記退避モードに切り替える離間動作と、前記離間動作を行ってから所定時間経過後に前記退避モードから前記印字モードに切り替える押圧動作と、を含み、
    前記押圧動作の開始から完了までの時間は、前記中間転写ベルトの所定位置が前記ベルトクリーニング装置から前記二次転写部材まで移動する時間よりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記一次転写部材及び前記二次転写部材にバイアスを印加するバイアス印加装置を備え、
    前記転写トナー回収モードの実行中は、前記バイアス印加装置により前記二次転写部材及び前記一次転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 前記印字モードは、全ての前記一次転写部材が前記中間転写ベルトを挟んで前記像担持体に圧接されるカラーモードと、１つの前記一次転写部材のみが前記中間転写ベルトを挟んでブラックの画像を形成する前記画像形成部に配置された前記像担持体に圧接されるモノクロモードと、で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 前記中間転写ベルトは、弾性層を含む複数の層が積層されて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の画像形成装置。

Images