JP6938176B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。

用紙などのシート状の記録媒体（以下、「シート」と総称する。）を搬送しながら、シートに画像を形成する画像形成装置がある。画像形成装置には、転写工程を１工程で行う画像形成部を有する装置と、１次転写と２次転写の２工程で行う画像形成部を有する装置がある。転写工程を２工程で行う画像形成部において、現像装置が感光体上に現像した可視画像（トナー像）は、感光体と接している中間転写ベルトの表面上に１次転写される。また、中間転写ベルトの表面上に１次転写されたトナー像は、中間転写ベルトにトナーと同極性の転写バイアスが印加されることによってシートに転写される。シートに２次転写されたトナー像は、定着部において所定の定着温度による熱と圧力が加えられて、シート上に定着される。

また、所定の温度（消色温度）を加えることによってトナーの色を消すことができる消色機能を有するトナー（消色トナー）がある。消色トナーで画像形成されたシートは、消色温度を加えることにより、トナーが消色されてシートのリユースが可能となる。シート上のトナーの消色には、消色専用の装置を用いることができる他、画像形成装置を用いることもできる。画像形成装置において消色トナーを消色するためには、定着装置の温度を通常の画像形成動作に用いる温度より高温の消色温度にして、定着部を通過するシートの消色を行う。画像形成装置において定着装置までのシートの搬送ルートは通常の画像形成動作と同じであるため、消色動作においてもシートは転写部を通過する。すなわち、画像形成装置は、消色動作においても中間ベルトを回転させてシートを搬送する。

しかし、中間ベルトを回転させると、中間ベルトと接している感光体、さらには現像部において現像剤を攪拌するオーガ等も回転させることになる。現像装置において、感光体にトナーを供給しないでオーガ等を回転させた場合、トナーが現像に使用されない状態で攪拌が進む。したがって、消色動作中においては、攪拌によるトナー表面の離脱等により現像装置のトナーが劣化して、トナーの帯電量が低下する。トナーの帯電量が低下すると、中間転写ベルトにトナーが付着し、このトナーが２次転写ローラ等に堆積することで、いわゆるシートの、特にシート裏面の「かぶり」が発生しやすくなる。特に、消色トナーおよび非消色トナーの両者を画像形成装置中にもつものでは、消色動作において消色トナー以外の非消色トナーでかぶりが発生すると、転写部をシートが通過する度に非消色トナーの汚れが付着して、シートのリユース回数が減少する場合があった。

特開２００２−１０７９９５号公報

本発明が解決しようとする課題は、消色トナーの消色動作時に非消色トナーによるシートの汚れを防止してリユース回数を減少させない画像形成装置を提供することである。

実施形態の画像形成装置は、転写部と、電圧供給部と、制御部とを持つ。転写部は、消色機能を有する消色トナー又は消色機能を有さない非消色トナーで形成されたトナー像を搬送するとともに、搬送されたトナー像をシート上に転写する。電圧供給部は、転写部にバイアス電圧を供給する。制御部は、電圧供給部が供給するバイアス電圧を制御する。制御部は、トナー像をシート上に画像形成をする第１の動作モードにおいて、転写部にシートを通紙する際に、供給するバイアス電圧を転写バイアスとし、消色トナーで画像形成されたシート上のトナーを消色する第２の動作モードにおいて、供給するバイアス電圧を転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスとするように切替える制御をする。前記制御部は、前記第２の動作モードにおいて、シートが前記転写部に接触するときに、第１の電圧で前記クリーニングバイアスを供給し、シートが前記転写部に接触しないときに、前記第１の電圧より絶対値の大きい第２の電圧で前記クリーニングバイアスを供給するように切替える制御をする。

実施形態の画像形成装置の内部構成の一例を模式的に示す図。 実施形態の画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図。 実施形態の画像形成装置の転写部で印加するバイアスの一例を示す図。 実施形態の画像形成装置の消色動作の一例を示すタイミングチャート。 実施形態の画像形成装置におけるかぶり量の変化の一例を示す図。 実施形態の画像形成装置の動作の一例を示すフローチャート。

以下、実施形態の画像形成装置を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各図において、同一構成については同一の符号を付す。

先ず、図１を用いて、実施形態の画像形成装置の内部構成を説明する。図１は、画像形成装置１０の内部構成を模式的に示している。

図１において、画像形成装置１０は、操作表示部１、スキャン部２、プリント部３、シート収容部４、及び搬送部５を有する。画像形成装置１０は、トナーを用いてシート（Ｓ）の表面上に画像を形成する。シートは、例えば紙又はフィルムである。シートは、シートの表面に画像形成装置１０が画像を形成できる物であればどのような材質であってもよい。

操作表示部１は、表示部１１及び操作部１２を備える。表示部１１は、液晶ディスプレイ及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置である。表示部１１は、画像形成装置１０に関する種々の情報を表示する。操作部１２は、複数のボタンなどを備える。操作部１２は、複数のボタンに対するユーザの操作を受け付ける。なお、表示部１１及び操作部１２は、一体的に形成されるタッチパネルでもよい。

操作表示部１は、画像形成装置１０の動作モードを選択可能に表示する。動作モードには、通常の画像形成動作を行う通常動作モードと、シート上の消色トナーを消色する消色動作を行う消色モードが含まれる。通常動作モードでは、例えば、コピー、ＦＡＸ、スキャン等の画像形成装置における通常の動作を実行するモードである。通常動作モードには、非消色トナーによる画像形成を行う動作モードと、消色トナーによる画像形成を行う動作モードを含んでいてもよい、消色モードにおいては、画像形成装置１０をシートの消色動作を実行させる消色装置として機能させる。操作表示部１は、これらの動作モードを表示して、ボタン等を押下にすることにより、画像形成装置にユーザに対して動作モードの選択を可能にする。スキャン部２は、スキャンモードにおいて、読み取り対象物の画像情報を読み取る。

プリント部３は、コピーモードにおいて、スキャン部２が生成する画像データに基づいて、シートの表面上に画像を形成する。また、プリント部３は、ネットワークを介して他の情報処理装置から受信される画像データに基づいて、シートの表面上に画像を形成する。

シート収容部４は、プリント部３がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートを１枚ずつ、プリント部３に供給する。シート収容部４は、複数の給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを備える。各給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれに予め設定したサイズ及び種類のシートを収納する。各給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれピックアップローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを備える。各ピックアップローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、各給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃからシートを１枚ずつ取り出す。ピックアップローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、取り出したシートを搬送部５へ供給する。

なお、消色モードにおいて給紙される、消色トナーによって画像が形成されている、消色前のシートは、シート収容部４の少なくとも何れか１つの給紙カセットに収納されるものとする。但し、消色前のシートは、図示しない手差し給紙部から給紙するようにしてもよい。

また、消色トナーによる画像形成を行うシートについてもシート収容部４の少なくとも何れか１つの給紙カセットに収納されてもよい。消色トナーによる画像形成を行うシートは、例えば、消色モードにおいて消色が完了したシートであってもよい。消色が完了したシートに対して再び消色トナーで画像形成を行うことにより、シートの複数回のリユースが可能になる。

搬送部５は、プリント部３及びシート収容部４においてシートを搬送する。搬送部５は、搬送ローラ２３と、レジストローラ２４とを備える。搬送部５は、ピックアップローラ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃから供給されるシートをレジストローラ２４へ搬送する。レジストローラ２４は、後述するプリント部３の転写部２８がトナー像をシートの表面上に転写するタイミングに応じてシートを搬送する。搬送ローラ２３は、シートの搬送方向の先端をレジストローラ２４のニップＮに突き当てる。搬送ローラ２３は、シートを撓ませることにより搬送方向でのシートの先端の位置を整える。レジストローラ２４は、搬送ローラ２３から送り出されるシートの先端をニップＮにおいて整合させた後に、シートを転写部２８側に搬送する。

以下に、プリント部３の詳細について説明する。プリント部３は、画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄ、露光部２６、中間転写ベルト２７、転写部２８、及び定着部２９を備える。

画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄの各々は、シートに転写するトナー像を形成する。各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄの各々は、感光体ドラム（像坦持体）２５ａを有する。画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄは、各感光体ドラム２５ａの表面に選択的にトナーを供給する現像装置２５ｂを備える。現像装置２５ｂは、非消色トナーのイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーを有する。また、画像形成部２５Ｄの現像装置２５ｂは消色トナーを収容する。消色トナーは、例えば、青色のトナーである。消色トナーは、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋと同様の画像形成部の構成を有する２５Ｄによって画像形成される。

露光部２６は、各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄの感光体ドラム２５ａに対向する。露光部２６は、各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄの感光体ドラム２５ａの表面に、画像データに基づくレーザ光を照射する。露光部２６は、レーザ光の照射によって各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄの感光体ドラム２５ａの表面上に静電潜像を形成する。各現像装置２５ｂは、各感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像にトナーを供給することによって静電潜像を現像する。各現像装置２５ｂは、各感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像に帯電しているトナーを付着させることによってトナー像を形成（現像）する。画像形成部２５Ｙの現像装置２５ｂは、感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像をイエローのトナーにより現像する。画像形成部２５Ｍの現像装置２５ｂは、感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像をマゼンタのトナーにより現像する。画像形成部２５Ｃの現像装置２５ｂは、感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像をシアンのトナーにより現像する。画像形成部２５Ｋの現像装置２５ｂは、感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像をブラックのトナーにより現像する。画像形成部２５Ｄの現像装置２５ｂは、感光体ドラム２５ａの表面上の静電潜像を消色トナーにより現像する。

各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄは、各感光体ドラム２５ａの表面上で帯電しているトナー像を中間転写ベルト２７の表面上に転写（１次転写）する。各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄは、１次転写ローラと中間転写ベルト２７が当接する、それぞれの１次転写位置で各感光体ドラム２５ａのトナー像に転写バイアスを与える。各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、各感光体ドラム２５ａの表面上における各色のトナー像を中間転写ベルト２７の表面上に重ね合わせて転写する。各画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、各色のトナー像を中間転写ベルト２７の表面上に重ね合わせて転写することによって、カラーのトナー像を形成する。画像形成部２５Ｄは、中間転写ベルト２７上に消色トナー像を転写する。

転写部２８は、中間転写ベルト２７及びシートを厚さ方向の両側から挟み込む支持ローラ２８ａ及び２次転写ローラ２８ｂを備える。支持ローラ２８ａ及び２次転写ローラ２８ｂが対向する位置は２次転写位置である。支持ローラ２８ａは、２次転写ローラ２８ｂの対向電極としての機能ももつ。転写部２８は、転写電流に応じた転写バイアスを２次転写位置に与えることによって、中間転写ベルト２７の表面上の帯電しているトナー像をシートの表面上に転写する。

転写部２８においてシートに転写されなかった中間転写ベルト２７上の残留トナーは、クリーニング部２７１においてクリーニングされる。クリーニング部２７１は、例えば、中間転写ベルト２７にブレードの先端を圧接して、中間転写ベルト２７上のトナーを掻き落とす。クリーニング部２７１は、帯電したブラシを接触させるものであってもよい。

定着部２９は、通常動作モードにおいて、定着温度でトナー像をシート上に定着させる。また、定着部２９は、消色モードにおいて、定着温度より高温の消色温度でシート上に形成された消色トナーを消色する。ここで消色温度とは、シート上に形成された消色トナーを消色するのに十分な定着部２９の温度である。消色温度は、消色トナーが消色する物性上の温度より高温であって、シートの熱容量やシートの定着部２９の通紙速度によって定められる。定着部２９は、例えば、被加熱部材が交流磁界により発熱する現象を用いるＩＨヒータを用いることができる。ＩＨヒータを用いることにより、定着部２９における温度制御を容易にすることができる。

反転ユニット３０は、定着部２９から排出されるシートを、スイッチバックにより反転させる。反転ユニット３０は、反転後のシートを再度レジストローラ２４の手前に搬送する。反転ユニット３０は、定着処理が成されたシートの裏面にトナー像を形成するためにシートを反転させる。

なお、図１においては、画像形成部２５が５色の画像形成部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ及び２５Ｄを有する場合を示した。しかし、画像形成部２５の構成はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成部２５は、少なくとも１色の非消色トナーを有するものであればよい。

また、図１において、画像形成装置１０は、画像形成部２５Ｙ〜２５Ｄが、中間転写ベルトにトナー像の１次転写を行うタンデムタイプの画像形成装置を示した。しかし、画像形成装置１０の画像形成部はタンデムタイプに限定されるものでない。

次に、図２を用いて、実施形態の画像形成装置の機能構成を説明する。

図２において、画像形成装置１０は、制御部１００、操作表示部１、スキャン部２、及びプリント部３の各機能を有する。プリント部３は、画像形成部２５、露光部２６、中間転写ベルト２７、転写部２８、及び定着部２９を有する。

操作表示部１は、表示部１１と操作部１２を有する、例えば、タッチパネルである。操作表示部１は、第１の動作モードとして例示する、通常動作モードと、第２の動作モードとして例示する消色モードをユーザが選択可能に表示する。操作表示部１は、選択された動作モードを制御部１００に通知する。

制御部１００は、演算装置５１及び記憶装置５２を有する。演算装置５１は、記憶装置５２に記憶された画像処理プログラムに従い、操作表示部１、スキャン部２、及びプリント部３を制御する。

演算装置５１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等である。記憶装置５２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等である。データ受信部５３は、ＰＣ（Personal Computer）などのホストから、印刷する画像を示す印刷データ（例えば、ページ記述言語で記述されたデータ等）を受信し、受信した印刷データを記憶装置５２に記憶する。画像データ展開部５４は、データ受信部５３によって記憶装置５２に記憶された印刷データから印刷条件を決定したりすることで、プリント部３が印刷可能なデータ（例えば、ラスタデータ等）に展開して、記憶装置５２に記憶する。

動作モード記憶部５５は、操作表示部１において選択された動作モードを記憶する。制御部１００は、動作モード記憶部５５に記憶された動作モードに従い、画像形成装置１０の動作を制御する。

プリント部３は、画像形成部２５、露光部２６、中間転写ベルト２７、転写部２８、及び定着部２９を有する。プリント部３は、画像データ展開部５４によって記憶装置５２に記憶されたデータに基づきシート上に画像を形成する。プリント部３、制御部１００のデータ受信部５３がＰＣから受信して記憶装置５２に記憶した印刷データを印刷する。

制御部１００は、通常動作モードにおいて、シートに画像形成するときに、シートを転写部２８に通紙する際に、トナーの電荷と同極性の転写バイアスを支持ローラ２８ａに印加する。これにより、制御部１００は、転写体として例示する中間転写ベルト２７にトナーの電荷と同極性の転写バイアスを印加することができる。制御部１００は、トナーの電荷と同極性の転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７の表面に形成されたトナー像をシートに転写することができる。

制御部１００は、消色モードにおいて、転写部２８にシートを通紙する際に、転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを支持ローラ２８ａに印加する。これにより、制御部１００は、中間転写ベルト２７に転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを印加することができる。中間転写ベルト２７に転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７からトナーがシートや２次転写ローラ２８ｂに付着するのを防止することができる。なお、中間転写ベルト２７に印加するクリーニングバイアスの詳細は後述する。

次に、図３を用いて、実施形態の画像形成装置１０の転写部２８で印加するバイアスを説明する。図３（Ａ）は、中間転写ベルト２７に転写バイアスを印加する場合を示している。図３（Ｂ）は、中間転写ベルト２７にクリーニングバイアスを印加する場合を示している。

図３（Ａ）は、通常動作モードにおいて、シートに画像形成をする場合に中間転写ベルト２７に転写バイアスを印加する場合を示している。図３（Ａ）において、中間転写ベルト２７には、負極性のトナー像が１次転写されている。中間転写ベルト２７が回転することにより、中間転写ベルト２７上のトナー像は、支持ローラ２８ａと２次転写ローラ２８ｂを有する転写部２８に移動する。転写部２８には、中間転写ベルト２７の回転に同期して図示しないシートが給紙される。制御部１００は、支持ローラ２８ａに、マイナス電荷の高電圧（ＨＶＴ）を印加することにより、中間転写ベルト２７上のトナー像を２次転写ローラ２８ｂ上のシートに２次転写する。転写部２８においてシートに２次転写されなかったトナーは、中間転写ベルト２７に残留して、クリーニング部２７１でクリーニングされる。

図３（Ｂ）は、消色機能を有する消色トナーで画像形成されたシート上のトナーを消色する消色モードにおいて、クリーニングバイアスを印加する場合を示している。図３（Ｂ）において、中間転写ベルト２７には、現像装置２５ｂ中のトナーの帯電特性の劣化によって、飛散トナーが中間転写ベルト２７表面に付着して転写部２８に移動する。転写部２８には、定着部２９で消色されるシートが通紙される。制御部１００は、支持ローラ２８ａに、トナーと逆極性のクリーニングバイアスを消色動作中印加して、トナーを中間転写ベルト２７に吸着させる。トナーが負極性である場合、クリーニングバイアスはプラス電荷の高電圧となる。クリーニングバイアスを印加することにより、トナーは中間転写ベルトに吸着される。したがって、クリーニングバイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７上のトナー汚れが、シート又は２次転写ローラ２８ｂに移転しないようにすることができる。中間転写ベルト２７上のトナー汚れは、クリーニング部２７１でクリーニングされる。

なお、中間転写ベルト２７に付着したトナーが多い場合は、クリーニングバイアスを中間転写ベルト２７に与えた場合でも中間転写ベルト２７に付着したトナーが２次転写ローラ２８ｂに付着し堆積する場合がある。そこで、消色モードにおいてクリーニングバイアスを印加しておくことにより、消色するシートを通紙する前に２次転写ローラ２８ｂのクリーニングをすることができ、シートにトナー汚れが付着することを防止できる。

次に、図４を用いて、実施形態の画像形成装置１０の消色動作を説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｃ３）は、横軸を時間の経過にする、タイミングチャートである。

図４（Ａ）は、消色動作がＯＮ状態であるか、ＯＦＦ状態であるかを示すタイミングチャートである。消色動作のＯＮ状態とは、動作モードとして消色モードが選択されて、例えばスタートボタンなどが押下されて、感光体ドラム２５ａ、現像装置２５ｂ、１次転写ローラ、中間転写ベルト２７、転写部２８、定着部２９等を駆動するモータが回転している状態である。消色モードにおいては、トナーによる画像形成が行われない。しかし、シートを搬送するために中間転写ベルト２７が駆動され、さらに中間転写ベルト駆動されることにより、感光体ドラム２５ａや現像装置２５ｂも駆動される。消色動作のＯＮ状態においては、新しいトナーが供給されずに現像装置２５ｂが駆動される。このため、現像装置２５ｂのオーガによる攪拌によってトナー表面が削られて、トナーの帯電特性が劣化する。すなわち、消色動作のＯＮ状態の長さに応じてトナーの帯電特性が劣化する。なお、消色動作のＯＮ状態は、消色対象のシートの消色が完了されるまで継続するので、消色動作のＯＮ状態の時間は、消色されたシートの枚数（消色枚数）として把握することができる。

図４（Ａ）において、時刻ｔ１１に消色動作がＯＮとなり、時刻ｔ１２に消色動作がＯＦＦになる。消色動作がＯＮとなる時刻ｔ１１は、少なくとも最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する前の時刻である。また、消色動作がＯＦＦとなる時刻ｔ１２は、最後の消色対象のシートが転写部２８を通過した後の時刻である。

図４（Ｂ）は、転写部２８におけるシート（紙）の有無である。消色モードにおいてもシート収容部４から給紙されたシートは転写部２８を通紙されて定着部２９に搬送される。転写部用紙「有り」は、シートが転写部２８（中間転写ベルト２７と２次転写ローラ２８ｂの間）に有る状態である。また、転写部用紙「無し」はシートが転写部２８に無い状態（紙間）である。すなわち、転写部用紙「有り」の回数は、消色対象のシート枚数であり、転写部用紙「有り」の時間は、搬送方向のシートの長さと搬送速度によって異なる。また、転写部用紙「無し」の時間は、レジストローラ２４において調整される紙間によって決まる。なお、消色モードにおいては、中間転写ベルトとの同期を取る必要が無いため、画像形成を行う通常動作モードに比べて紙間を短くすることができる。

図４（Ｂ）において、時刻ｔ２１は、最初の消色対象のシートが転写部２８に到達した時刻であり、時刻ｔ２２は、最初の消色対象のシートが転写部２８を通過した時刻である。時刻ｔ２３は、２番目のシートが転写部２８に到達した時刻である。時刻ｔ２４は、最後の消色対象のシートが転写部２８を通過した時刻である。ｔ２１〜ｔ２２がシートが転写部２８を通過するのに必要な時間であり、ｔ２２〜ｔ２３が紙間の時間である。なお、図４（Ｂ）においては、全てのシートにおいて通過時間と紙間時間が同じ場合を示したが、例えば、消色対象のシートの厚みやシート上の消色トナーの量に応じて、搬送スピード等を変更してもよい。また、消色が十分で無かった場合、１つのシートを反転ユニット３０で反転させて複数回定着部２９を通過させるようにしてもよい。

図４（Ｃ１）〜（Ｃ３）は、転写部２８において印加可能なクリーニングバイアスのパターンを例示している。制御部１００は、図４（Ｃ１）〜（Ｃ３）のいずれか１つのパターンにおいて転写部２８にクリーニングバイアスを印加することができる。

図４（Ｃ１）は、消色対象の用紙の消色開始から消色終了まで、クリーニングバイアスＥ１を転写部２８に印加する場合を示している。クリーニングバイアスＥ１は、図３（Ｂ）において説明したように、トナーを中間転写ベルト２７に吸着する極性である。トナーが負極性である場合、クリーニングバイアスＥ１はプラス電荷が印加される。

図４（Ｃ１）において、時刻ｔ３１は、クリーニングバイアスＥ１の印加を開始する時刻である。時刻ｔ３１は、少なくとも最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する時刻ｔ２１より前の時刻である。また、時刻ｔ３２は、クリーニングバイアスＥ１の印加を終了する時刻である。時刻ｔ３２は、少なくとも最後の消色対象のシートが転写部２８を通過する時刻ｔ２４より後の時刻である。図４（Ｃ１）では、制御部１００は、ｔ３１〜ｔ３２においても同じクリーニングバイアスＥ１を印加する。したがって、もし２次転写ローラ２８ｂにトナー汚れが付着していた場合、シートの裏面にトナー汚れが付着してしまう可能性がある。一方、２次転写ローラ２８ｂにトナー汚れが付着していた場合であっても、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着できる。例えば、制御部１００は、最初のシートが転写部２８に到着する前のｔ３１〜ｔ２１を、２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する前に２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着することができる。同様に、制御部１００は、シートの紙間（例えば、ｔ２２〜ｔ２３）を２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着して、クリーニングすることができる。

図４（Ｃ２）は、消色対象の用紙の消色開始から消色終了まで、クリーニングバイアスＥ１とクリーニングバイアスＥ２を交互に転写部２８に印加する場合を示している。クリーニングバイアスＥ１は、図４（Ｃ１）と同様である。クリーニングバイアスＥ２は、クリーニングバイアスＥ１と同極性であって、クリーニングバイアスＥ１より低い（絶対値が小さい）電圧のクリーニングバイアスである。シートが転写部２８が通過していない場合、中間転写ベルト２７に付着したトナーは中間転写ベルト２７と２次転写ローラ２８ｂは、シートを介さずに直接対向する。このため、クリーニングバイアスＥ１をかけることで、２次転写ローラ２８ｂにトナーが付着するのを防止する。一方で、転写部２８にシートがあるときには、中間転写ベルト２７に付着したトナーが２次転写ローラ２８ｂに付着しにくくなるので、クリーニングバイアス電圧を低くしても、２次転写ローラ２８ｂの汚れを防止することができる。制御部１００は、クリーニングバイアスＥ２を印加することにより、クリーニングバイアス印加に必要な電力を削減することができる。すなわち、制御部１００は、図４（Ｃ２）のクリーニングバイアスを印加することによって、シートへのトナー汚れの付着を防止するとともに、省電力を図ることができる。

図４（Ｃ２）において、時刻ｔ４１は、クリーニングバイアスＥ２の印加を開始する時刻である。時刻ｔ４２は、少なくとも最後の消色対象のシートが転写部２８を通過する時刻ｔ２４より後の時刻である。制御部１００は、ｔ４１〜ｔ４２の時間において、図４（Ｂ）に示した定着部用紙の有り無しによって、クリーニングバイアスＥ１とクリーニングバイアスＥ２を切替える。なお、図４（Ｃ２）においても、制御部１００は、最初のシートが転写部２８に到着する前のｔ４１〜ｔ２１を２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する前に２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着することができる。同様に、制御部１００は、シートの紙間（例えば、ｔ２２〜ｔ２３）を２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着して、クリーニングすることができる。

図４（Ｃ３）は、図４（Ｃ１）と同様に、消色対象の用紙の消色開始から消色終了まで、クリーニングバイアスＥ１を転写部２８に印加する場合を示している。図４（Ｃ３）において、制御部１００は、最後の消色対象のシートが転写部２８を通過した後に、クリーニングバイアスＥ１と逆極性のクリーニングバイアスＥ３を印加する。２次転写ローラ２８ｂに付着したトナーの中で、負極性に帯電したトナーは、クリーニングバイアスＥ１によって中間転写ベルト２７に吸着することができる。しかし、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナーは正極性に帯電する場合がある。正極性に帯電したトナーは、クリーニングバイアスＥ１によっては中間転写ベルト２７に吸着することができない。消色枚数が増えるとクリーニングバイアスＥ１では吸着できない正極性に帯電したトナーの２次転写ローラ２８ｂへの付着が増加する場合がある。そこで、クリーニングバイアスＥ１と逆極性のクリーニングバイアスＥ３を印加することにより、正極性に帯電したトナーを中間転写ベルト２７に吸着する。図４（Ｃ３）において、制御部１００は、クリーニングバイアスＥ１とクリーニングバイアスＥ３を交互に印加する動作（交互印加動作）を実施する。制御部１００は、最後の消色対象のシートが転写部２８を通過した後に、交互印加動作を行う。制御部１００は、所定の消色枚数の消色が終了した後に、正極性に帯電したトナーをクリーニングする。これにより、制御部１００は、地汚れ（かぶり）が発生することを防止することができる。

図４（Ｃ３）において、時刻ｔ５１は、クリーニングバイアスＥ１の印加を開始する時刻である。時刻ｔ５１は、少なくとも最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する時刻ｔ２１より前の時刻である。また、時刻ｔ５２は、クリーニングバイアスＥ１の印加を終了して、クリーニングバイアスＥ３の印加を開始する時刻である。時刻ｔ５２は、少なくとも最後の消色対象のシートが転写部２８を通過する時刻ｔ２４より後の時刻である。制御部１００は、ｔ５１〜ｔ５２においても同じクリーニングバイアスＥ１を印加する。したがって、２次転写ローラ２８ｂにトナー汚れが付着していた場合であっても、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着できる。例えば、制御部１００は、最初のシートが転写部２８に到着する前のｔ５１〜ｔ２１を２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、最初の消色対象のシートが転写部２８に到達する前に２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れを中間転写ベルト２７に吸着することができる。同様に、制御部１００は、シートの紙間（例えば、ｔ２２〜ｔ２３）を２次転写ローラ２８ｂの１回転より長い時間とする。これにより、制御部１００は、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れをクリーニングすることができる。

制御部１００は、時刻ｔ５３において、クリーニングバイアスＥ３の印加を終了して、再びクリーニングバイアスＥ１の印加を開始する。制御部１００は、時刻ｔ５４において、クリーニングバイアスＥ１の印加を終了して、再びクリーニングバイアスＥ３の印加を開始する。制御部１００は、時刻ｔ５３において、クリーニングバイアスＥ３の印加を終了する。ｔ２４〜ｔ５２におけるクリーニングバイアスＥ１とｔ５２〜ｔ５３におけるクリーニングバイアスＥ３の組合せは、１サイクルの交互印加動作である。図４（Ｃ３）は、交互印加動作を２回実行する場合を示している。しかし、交互印加動作は、１回あるいは３回以上であってもよい。交互印加動作の実行回数は、例えば、２次転写ローラ２８ｂに付着したトナー汚れの量によって可変とするものであってもよい。また、図４（Ｃ３）は、クリーニングバイアスＥ１→クリーニングバイアスＥ３を１回の交互印加動作とする場合を示した。しかし、クリーニングバイアスＥ３→クリーニングバイアスＥ１を１回の交互印加動作としてもよい。

また、図４（Ｃ３）においては、交互印加動作を、最後の消色対象のシートが転写部２８を通過した後に実行する場合を示した。しかし、１回の消色ジョブでの消色枚数が多いと２次転写ローラ２８ｂに対する正極性に帯電したトナーの付着量が増加する場合がある。そこで、制御部１００は、交互印加動作を、消色枚数が予め設定された枚数以上になったときに実行するようにしてもよい。例えば、消色枚数が１００枚に達するたびに交互印加動作を実行するようにしてもよい。

次に、図５を用いて、実施形態の画像形成装置におけるかぶり量の変化を説明する。

図５（Ａ）は、消色枚数とトナーの帯電量の関係を示したグラフである。グラフの横軸は、累積消色枚数（Ｋ枚）を表している。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、消色枚数を１００Ｋ枚（１０万枚）連続したときのグラフである。

グラフの縦軸は、トナーの帯電量ｑ／ｍを示している。ここで、ｍは、所定量の現像剤に含まれるトナー重量であり、ｑは所定量の現像剤における電荷量である。すなわち、トナーの帯電量とはトナー重量あたりの電荷量である。電荷量はブローオフ法により測定した。ブローオフ法とは、両端に金網を配した円筒形のファラデーケージに現像剤を入れ，高圧空気により現像剤からトナーを脱離した後に，残留した電荷量をエレクトロメーターにより測定する方法である。現像剤中のトナー重量ｍは，ブローオフ前後のファラデーケージの重量差から求めることができる。

現像装置２５ｂにおいては、オーガの回転によって現像剤が攪拌される。消色モードにおいては、現像装置２５ｂに新たなトナーが補給されず、オーガによって攪拌されるため、キャリア表面に付着しているトナーの表面が徐々に削られて帯電量が減少していく。

図５（Ａ）において、消色枚数が０Ｋ枚のとき、トナーの帯電量は約−３２ｑ／ｍである。消色枚数が増加すると帯電量は徐々に低下していく。消色枚数が８０Ｋ枚（８万枚）のとき、トナーの帯電量は約−１５ｑ／ｍ、消色枚数が１００Ｋ枚（１０万枚）のとき、トナーの帯電量は約−１２ｑ／ｍまで低下する。

図５（Ｂ）は、消色枚数とかぶり量の関係を示したグラフである。グラフの横軸は、図５（Ａ）と同様に累積消色枚数（Ｋ枚）を表している。グラフの縦軸は、かぶり量（ΔＥ）を表している。かぶり量（ΔＥ）は、未使用のシートの色相Ｅを基準値として、転写部２８を通過したシートの白ベタ部分との色相Ｅとの差異を測定する。本実施形態では、任意に測定した５箇所の白ベタ部分の中で、基準値との差異が一番大きい値をかぶり量（ΔＥ）とした。図５（Ｂ）は、１回の消色（通紙）によるかぶり量（ΔＥ）である。したがって、リサイクルユースされるシートにおいては、リユース回数に応じてかぶり量（ΔＥ）が累積されることになる。

消色枚数が増加すると、図５（Ａ）に示したようにトナーの帯電量が低下する。トナーの帯電量が低下すると、転写されないトナーが増加して、白ベタ部分のトナー汚れが付着してかぶり量（ΔＥ）が増加する。図５（Ｂ）の破線で示すグラフは、本実施形態におけるクリーニングバイアスを印加しなかった場合のかぶり量（ΔＥ）の変化を示す。図５（Ｂ）の破線において、消色枚数が０Ｋ枚のとき、かぶり量（ΔＥ）は約０．３である。消色枚数が増加するとかぶり量（ΔＥ）は徐々に増加していく。消色枚数が８０Ｋ枚のとき、かぶり量（ΔＥ）は約１．８まで増加する。さらに、消色枚数が１００Ｋ枚のとき、かぶり量（ΔＥ）は約２．３まで増加する。

図５（Ｂ）の実線で示すグラフは、図４（Ｃ）において説明した方法によってクリーニングバイアスを印加した場合のかぶり量（ΔＥ）の変化を示す。図５（Ｂ）では、消色枚数１００枚ごとに、交互印加動作を実行した例である。かぶり量（ΔＥ）はトナー帯電量の低下に伴い徐々に増加するが、その増加を低減させることができ、かぶり量を低減させることが可能となる。かぶり量を低減させることにより、シートのリユース回数を減少させないようにすることができる。

なお、図５（Ｂ）の実線で示すグラフは、かぶり量の増加を直線近似で表したものである。かぶり量の増加は、例えばトナーやシートの種類、画像形成装置が設置されている温湿度条件等によって異なる。

次に、図６を用いて、実施形態の画像形成装置の動作を説明する。

図６において、制御部１００は、動作モードが消色モードであるか否かを判断する（Ａｃｔ１１）。動作モードが消色モードであるか否は、例えば、動作モード記憶部５５に記憶された動作モードを読み出すことによって判断することができる。

動作モードが消色モードであると判断した場合（Ａｃｔ１１：ＹＥＳ）、制御部１００は、例えば、操作部１２のスタートボタンの押下によってクリーニングバイアスＥ１の印加を開始する（Ａｃｔ１２）。クリーニングバイアスＥ１は、消色終了まで印加を続けるトナーを中間転写ベルト２７に吸着させるバイアスである。

Ａｃｔ１２の処理を実行した後、制御部１００は、シートの消色を実行する（Ａｃｔ１３）。シートの消色は、シート収容部４に収容された消色前のシートを１枚づつ定着部２９に搬送して加熱することにより実行される。

Ａｃｔ１３の処理を実行した後、制御部１００は、消色枚数が所定枚数以上になったか否かを判断する（Ａｃｔ１４）。消色枚数が所定枚数以上になったか否かは、例えば、予め設定された累積消色枚数の数値以上になったか否かで判断することができる。消色枚数が所定枚数以上になったと判断した場合（Ａｃｔ１４：ＹＥＳ）、制御部１００は、交互バイアスによるクリーニングを実行する（Ａｃｔ１５）。交互バイアスによるクリーニングは、例えば、クリーニングバイアスＥ１とクリーニングバイアスＥ２を交互に印加することにより行うことができる。

Ａｃｔ１５の処理を実行した後、制御部１００は、消色枚数をクリアする（Ａｃｔ１６）。Ａｃｔ１６の処理においてクリアする消色枚数は、Ａｃｔ１４において判断された、連続したＡｃｔ１３の処理における消色枚数である。

一方、消色枚数が所定枚数以上になっていないと判断した場合（Ａｃｔ１４：ＮＯ）、又はＡｃｔ１６の処理を実行した後、制御部１００は、消色が終了したか否かを判断する（Ａｃｔ１７）。消色が終了したか否かは、例えば、シート収容部４に収容された消色前のシートが無くなったか否かで判断することができる。消色が終了していないと判断した場合（Ａｃｔ１７：ＮＯ）、制御部１００は、Ａｃｔ１３の処理を再び実行して、消色が終了するまでＡｃｔ１３〜Ａｃｔ１７の処理を繰り返す。

一方、消色が終了したと判断した場合（Ａｃｔ１７：ＹＥＳ）、制御部１００は、クリーニングバイアスＥ１の印加を終了する（Ａｃｔ１８）。Ａｃｔ１８の処理を実行した後、制御部１００は、交互バイアスによるクリーニングを実行する（Ａｃｔ１９）。なお、制御部１００は、交互バイアスによるクリーニングを、累積消色枚数が所定枚数に達したときに実行する。例えば、８，０００枚のシートを消色する場合、制御部１００は、累積消色枚数が１００枚に達したときに一旦交互バイアスによるクリーニングを実施する。制御部１００は、累積消色枚数が１００枚に達していない場合であっても、本フローチャートに示すように消色処理が終了したときに交互バイアスによるクリーニングを実施するようにしてもよい。

一方、Ａｃｔ１１の処理において、動作モードが消色モードでないと判断した場合（Ａｃｔ１１：ＮＯ）、制御部１００は、動作モードが消色トナーによる画像形成であるか否かを判断する（Ａｃｔ２１）。動作モードが消色トナーによる画像形成であるか否かは、例えば、動作モード記憶部５５に記憶された動作モードを読み出すことによって判断することができる。

動作モードが消色トナーによる画像形成であると判断した場合（Ａｃｔ２１：ＹＥＳ）、制御部１００は、消色トナーによる画像形成を実行する（Ａｃｔ２２）。消色トナーによる画像形成は、画像形成部２５Ｄを用いることによって実行される。一方、動作モードが消色トナーによる画像形成ではないと判断した場合（Ａｃｔ２１：ＮＯ）、制御部１００は、非消色トナーによる画像形成を実行する（Ａｃｔ２２）。非消色トナーによる画像形成は、画像形成部２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ又は２５Ｋの中で、少なくとも１つの画像形成部を用いることによって実行される。

Ａｃｔ１９の処理、Ａｃｔ２２の処理、又はＡｃｔ２２の処理を実行した後、制御部１００は、フローチャートに示した画像形成装置１０の動作を終了する。

以上説明した本実施形態の画像形成装置は、消色機能を有する消色トナー又は消色機能を有さない非消色トナーで形成されたトナー像を搬送するとともに、搬送されたトナー像をシート上に転写する転写部と、転写部にバイアス電圧を供給する電圧供給部と、トナー像をシート上に画像形成をする第１の動作モードにおいて、転写部にシートを通紙する際に、供給するバイアス電圧を転写バイアスとし、消色トナーで画像形成されたシート上のトナーを消色する第２の動作モードにおいて、供給するバイアス電圧を転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスとするように切替える制御をする制御部とを備える。この構成によって、消色トナーの消色動作時に非消色トナーによるシートの汚れを防止してリユース回数を減少させないようにすることができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、制御部は、第２の動作モードにおいて、シートが転写部に接触するときに、第１の電圧でクリーニングバイアスを供給し、シートが転写部に接触しないときに、第１の電圧より絶対値の大きい第２の電圧でクリーニングバイアスを供給するように切替える制御をする。この構成によって、消色トナーの消色動作時に非消色トナーによるシートの汚れを防止してリユース回数を減少させないようにするとともに、さらに省電力を図ることができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、制御部は、第２の動作モードにおいて、シートが転写部に接触しないときに、クリーニングバイアスと同極性のバイアスとクリーニングバイアスと逆極性のバイアスとを、転写部に交互に供給する交互供給動作を実行する制御をする。この構成によって、正極性に帯電したトナーと負極性に帯電したトナーの両方のクリーニングをすることができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、消色対象のシートをセット可能な給紙部をさらに備え、制御部は、セットされたシートの消色が全て終了した後に、交互供給動作を実行する制御をする。この構成によって、シートの消色が全て終了した後に正極性に帯電したトナーと負極性に帯電したトナーの両方のクリーニングをすることができる。

また、本実施形態の画像形成装置において、制御部は、消色されたシートの枚数が予め設定された枚数に達したときに交互供給動作を実行する制御をする。この構成によって、シートの消色枚数が増えた場合であっても、消色トナーの消色動作時に非消色トナーによるシートの汚れを防止してリユース回数を減少させないようにすることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画像形成装置は、第１の動作モードと、第２の動作モードとを持つことにより、消色トナーの消色動作時に非消色トナーによるシートの汚れを防止してリユース回数を減少させないようにすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…操作表示部、２…スキャン部、３…プリント部、４…シート収容部、５…搬送部、１１…表示部、１２…操作部、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、２５Ｄ…画像形成部、２６…露光部、２７…中間転写ベルト、２８…転写部、２９…定着部、３０…反転ユニット、１０…画像形成装置、１００…制御部、５１…演算装置、５２…記憶装置、５３…データ受信部、５４…画像データ展開部、５５…動作モード記憶部

Claims (4)

1. 消色機能を有する消色トナー又は消色機能を有さない非消色トナーで形成されたトナー像を搬送するとともに、搬送された前記トナー像をシート上に転写する転写部と、
   前記転写部にバイアス電圧を供給する電圧供給部と、
   前記トナー像をシート上に画像形成をする第１の動作モードにおいて、前記転写部にシートを通紙する際に、供給する前記バイアス電圧を転写バイアスとし、前記消色トナーで画像形成されたシート上のトナーを消色する第２の動作モードにおいて、供給する前記バイアス電圧を前記転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスとするように切替える制御をする制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第２の動作モードにおいて、
   シートが前記転写部に接触するときに、第１の電圧で前記クリーニングバイアスを供給し、
   シートが前記転写部に接触しないときに、前記第１の電圧より絶対値の大きい第２の電圧で前記クリーニングバイアスを供給するように切替える制御をする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第２の動作モードにおいて、
   シートが前記転写部に接触しないときに、前記クリーニングバイアスと同極性のバイアスと前記クリーニングバイアスと逆極性のバイアスとを、前記転写部に交互に供給する交互供給動作を実行する制御をする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 消色対象のシートをセット可能な給紙部をさらに備え、
   前記制御部は、セットされた前記シートの消色が全て終了した後に、前記交互供給動作を実行する制御をする、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、消色されたシートの枚数が予め設定された枚数に達したときに前記交互供給動作を実行する制御をする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。

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