JP7039193B2

JP7039193B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

従来から、感光ドラムに形成したトナー像を像担持体としての中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトからトナー像を記録材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。トナー像を記録材に二次転写する二次転写部には、中間転写ベルトの外周面と当接する転写ローラ（二次転写外ローラ）が配置され、転写ローラに転写電圧が印加されることによって二次転写が行われる。

転写ローラは、導電性の軸部の周面に弾性層が設けられ、弾性層にはイオン導電剤などの導電剤が分散されて導電性が付与されている。したがって、使用により転写ローラへの電圧の印加時間が多くなると、イオン導電剤内のイオンがローラ表面側又は軸部側の一方に偏るように分極し、電気抵抗が上昇しやすい。そこで、分極に起因する電気抵抗の上昇を抑制するために、転写ローラの表面に当接させた給電回転体としての給電ローラから転写ローラに電圧を印加して、中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写させる画像形成装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００５－３１６２００号公報

しかしながら、特許文献１に記載された転写ローラでは、トナーが中間転写ベルトから転写ローラへ付着した場合には、転写ローラに当接する給電ローラにも付着することがある。給電ローラにトナー付着が起こると、給電ローラから転写ローラに流れる電流のムラが生じる可能性がある。また、給電ローラに付着したトナーが転写ローラへ再付着し、記録材の裏面を汚してしまう場合がある。

そこで、本発明は、給電回転体を有する画像形成装置において、給電回転体に付着するトナーによる画像不良を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナー像を担持するベルトと、転写ローラと、導電性を有する軸部と、前記軸部の外周に形成された弾性層とを有し、前記ベルトの外表面に接触して前記ベルトに担持されたトナー像を記録材へ転写する転写ニップを形成する転写ローラと、前記ベルトを介して前記転写ローラに対向して設けられ、前記転写ニップを形成する対向ローラと、前記転写ローラの外周面に当接して回転する導電性ローラと、転写バイアスの印加によりトナー像が記録材に転写される転写時において、前記対向ローラ及び前記転写ローラの間の領域である第１領域と、前記導電性ローラ及び前記転写ローラが互いに接触する第２領域と、を流れる転写電流を供給する電源と、記録材にトナー像が転写されない非転写時において、前記電源が清掃バイアスを印加して、前記導電性ローラに付着したトナーを前記転写ローラを介して前記ベルトに転写する清掃モードを実行する制御部と、を備え、前記清掃モードが実行される清掃期間は、少なくとも前記転写バイアスと逆極性の第１バイアスが前記電源により印加される第１印加期間と、少なくとも前記転写バイアスと同極性の第２バイアスが前記電源により印加される第２印加期間とを含み、前記清掃モードは、前記第１印加期間が複数設けられており、前記転写ローラが１周するのに要する時間をｔ１、前記導電性ローラが１周するのに要する時間をｔ２としたとき、最初の第１印加期間は、ｔ１＋ｔ２以上であり、２回目以降の前記第１印加期間は、ｔ１以上でｔ１＋ｔ２未満であることを特徴とする。

本発明によれば、転写ローラ及び給電回転体を清掃する際に実行される清掃モードは、逆極性バイアスを印加する第１の印加期間と、同極性バイアスを印加する第２の印加期間と、を有している。このため、清掃モードの実行により、負帯電及び正帯電の両方のトナーをそれぞれ像担持体へ静電的に移転することができ、効率よいクリーニングを実現することができる。これにより、給電回転体を有する画像形成装置において、給電回転体に付着するトナーによる画像不良を抑制することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。第１の実施形態に係る画像形成装置の概略の制御ブロック図である。第１の実施形態に係る画像形成装置において、二次転写電圧制御を実行する際の手順を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る画像形成装置において、二次転写部の清掃モードを実行する際の手順を示す概略図である。（ａ）は二次転写外ローラと給電ローラとがトナー汚染した状態、（ｂ）は二次転写外ローラが半周した状態、（ｃ）は二次転写外ローラが１周した状態、（ｄ）は二次転写外ローラが１周した後、給電ローラが１周した状態である。第１の実施形態に係る給電ローラに印加する清掃バイアスの時間変化を示すグラフであり、（ａ）は、二次転写外ローラの１周分の時間と給電ローラの１周分の時間との合計時間、負極性及び正極性の清掃バイアスを１回ずつ印加した場合である。（ｂ）は、二次転写外ローラの１周分の時間ずつ、負極性及び正極性の清掃バイアスを１回ずつ印加した場合である。第１の実施形態に係る画像形成装置において、二次転写部の清掃モードの処理手順を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る画像形成装置において、二次転写部の清掃モードの処理手順を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る給電ローラに印加する清掃バイアスの時間変化を示すグラフである。（ａ）は、二次転写外ローラの１周分の時間と給電ローラの１周分の時間との合計時間、負極性の清掃バイアスを印加し、二次転写外ローラの１周分の時間、正極性の清掃バイアスを印加した場合である。（ｂ）は、二次転写外ローラの１周分の時間と給電ローラの１周分の時間との合計時間ずつ、負極性及び正極性の清掃バイアスを交互に２回印加した場合である。（ｃ）は、二次転写外ローラの１周分の時間と給電ローラの１周分の時間との合計時間、負極性の清掃バイアスを印加し、二次転写外ローラの１周分の時間、正極性の清掃バイアス、負極性の清掃バイアス、正極性の清掃バイアスを順に印加した場合である。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１乃至図６、図８を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
本実施形態では、画像形成装置１は、中間転写ベルト５６の回転方向（移動方向）に沿って、複数の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを並べた所謂タンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。このような画像形成装置１は、パーソナルコンピュータなどの外部機器から送信された画像信号や原稿読取装置からの画像信号などに応じて、電子写真方式により記録材の一例であるシートＳにフルカラー画像を形成する。尚、シートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。

画像形成装置１は、各画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを収容する不図示の装置本体を有している。各画像形成部１０ａ～１０ｄは、それぞれ図１の矢印方向に回転する感光ドラム５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを有する。感光ドラム５０ａ～５０ｄは、帯電ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄによりそれぞれ表面が帯電される。帯電した感光ドラム５０ａ～５０ｄ上には、露光装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにより静電潜像が形成される。感光ドラム５０ａ～５０ｄ上の静電潜像は、それぞれ各色成分トナーが収容された現像装置５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄによりトナー像として可視像化される。本実施形態の場合、現像装置５３ａ～５３ｄは、それぞれ、非磁性のトナーと、磁性を有するキャリアとを含む二成分現像剤を使用しており、トナーの帯電極性は負極性である。但し、現像装置５３ａ～５３ｄは、一成分現像剤を使用する構成であっても良い。

中間転写ベルト５６を挟んで感光ドラム５０ａ～５０ｄと対向する位置には、一次転写ローラ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが配置され、それぞれ一次転写部Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄを構成している。感光ドラム５０ａ～５０ｄ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ５４ａ～５４ｄに一次転写バイアスが印加されることで、順次重ねて、中間転写ベルト５６に一次転写される。一次転写後に感光ドラム５０ａ～５０ｄ上に残ったトナーは、ドラムクリーニング装置５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにより除去される。これらの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、中間転写ベルト５６の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に配置されている。

一方、トナー像の形成タイミングに合わせて記録材収納カセット（図示せず）に収容されたシートＳが、レジストローラ６６から二次転写部（転写部）Ｔ２に搬送される。そして、二次転写部Ｔ２に二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト５６上に重ねて一次転写されたトナー像が、二次転写部Ｔ２において一括転写（二次転写）される。二次転写部Ｔ２の詳しい構成については、後述する。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト５６に残留したトナーや紙粉は、ベルトクリーニング装置６５により除去される。

ベルトクリーニング装置６５は、中間転写ベルト５６の回転方向に関して、二次転写部Ｔ２よりも下流側、かつ全ての一次転写部Ｔ１ａ～Ｔ１ｄよりも上流側の位置で、中間転写ベルト５６を挟んでテンションローラ６３に対向して配置される。そして、ベルトクリーニング装置６５は、この位置でブレードを中間転写ベルト５６に当接させて、中間転写ベルト５６の表面をクリーニングする。

次いで、シートＳは不図示の定着装置に搬送される。そして、この定着装置によって、加熱及び加圧されることで、シートＳ上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像としてシートＳに定着される。その後、シートＳは装置本体の外部に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。このような各装置の動作は、制御部８０により制御される。

［中間転写ベルト］
像担持体としての中間転写ベルト５６は、フィルム状の無端ベルトであり、上述のように各感光ドラム５０ａ～５０ｄから一次転写されたトナー像を担持して回転（移動）することで搬送する。このような中間転写ベルト５６は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂若しくはそのアロイ、または各種ゴム等にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられている。そして、その表面抵抗率を１×１０^９～５×１０^１３Ω／□となるように形成されており、その厚みは例えば０．０４～０．５０ｍｍ程度である。

中間転写ベルト５６は、アイドラローラ６０、６１、６７、テンションローラ６３、二次転写内ローラ６２により張架される。テンションローラ６３は、中間転写ベルト５６に対して、例えば３～１２ｋｇｆ（約２９～１１８Ｎ）程度の張力を付与する。二次転写内ローラ６２は、駆動モータ（駆動手段）８８により回転駆動され、中間転写ベルト５６を所定の速度で回転させる。

［一次転写ローラ］
一次転写ローラ５４ａ～５４ｄは、中間転写ベルト５６の内側に設けられ、材質がＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼）或いはＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属ローラで形成されている。一次転写ローラ５４ａ～５４ｄには、トナーの帯電極性と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。これにより、感光ドラム５０ａ～５０ｄの表面電位と一次転写ローラ５４ａ～５４ｄの電位の電位差である一次転写コントラストが形成される。一次転写部Ｔ１ａ～Ｔ１ｄにそれぞれ所定の一次転写コントラストが形成されることで、各感光ドラム５０ａ～５０ｄのトナー像が、中間転写ベルト５６に順次、静電吸引され、中間転写ベルト５６上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。なお、一次転写ローラ５４ａ～５４ｄはスラスト方向にストレートの形状であり、ローラ径は直径６～１０ｍｍ程度である。

［二次転写部］
二次転写部Ｔ２は、転写ローラとしての二次転写外ローラ６４が中間転写ベルト５６のトナー像担持面（外表面）に当接することで形成される。即ち、二次転写外ローラ６４は、中間転写ベルト５６に担持されたトナー像をシートＳへ転写する二次転写部Ｔ２を中間転写ベルト５６と共に形成する。具体的には、二次転写内ローラ６２が二次転写外ローラ６４とで中間転写ベルト５６を挟持するよう配置され、中間転写ベルト５６と二次転写外ローラ６４との間で記録材を挟持するニップ部を形成する。そして、このニップ部を通過する記録材に対して、中間転写ベルト５６に担持されたトナー像をシートＳに転写する。

また、二次転写外ローラ６４は、給電回転体としての給電ローラ６８から電流が供給されることで、記録材に対して中間転写ベルト５６からトナー像を転写する。即ち、給電ローラ６８は、給電ローラ６８の周方向に関して、二次転写部Ｔ２とは異なる位置で二次転写外ローラ６４と当接して回転し、二次転写部Ｔ２でトナー像を転写すべく二次転写外ローラ６４に電流を供給可能である。給電ローラ６８には、高圧電源（電源）７０が接続されており、給電ローラ６８に電圧（転写バイアス）を印加可能である。高圧電源７０は、二次転写や各種制御に使用する電界を二次転写部Ｔ２に供給する。本実施形態では、高圧電源７０として定電圧電源を使用している。

ここで、二次転写内ローラ６２は、芯金の周囲にＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）を設けることで構成される。二次転写内ローラ６２は、ローラ径が２０ｍｍ、ゴム厚０．５ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。

一方、二次転写外ローラ６４は、導電性を有する軸部としての芯金６４ａと、芯金６４ａの外周に形成された導電剤を含む外周部としての弾性層６４ｂとを有する。即ち、二次転写外ローラ６４は、芯金６４ａの周囲に金属錯体、カーボンなどの導電剤を含有したＮＢＲ（ニトリルゴム）やＥＰＤＭなどからなる弾性層６４ｂを設けることで構成される。二次転写外ローラ６４は、ローラ径が２４ｍｍ、弾性層（スポンジ層）６４ｂの厚さが６ｍｍになるように形成されている。

給電ローラ６８は、二次転写内ローラ６２に対して、二次転写外ローラ６４の反対側の給電ニップ部Ｎ（図４（ａ）参照）において当接するように位置している。具体的には、給電ローラ６８と二次転写外ローラ６４との当接する給電ニップ部Ｎが、二次転写外ローラ６４と中間転写ベルト５６との当接位置に対して、二次転写外ローラ６４の回転方向にほぼ１８０°ずれた位置となるように給電ローラ６８を配置している。なお、給電ニップ部Ｎの位置は、二次転写外ローラ６４と中間転写ベルト５６との当接位置と異なる位置であれば、その他の位置であっても良い。

また、給電ローラ６８は、回転軸線方向両端を不図示のばねで二次転写外ローラ６４の側に加圧することにより、二次転写外ローラ６４に当接されている。給電ローラ６８は、材質がＳＵＭ或いはＳＵＳなどの金属ローラに、導電性物質を含有した導電性樹脂が被覆された構成となっている。金属ローラの直径は４～１５ｍｍ程度であり、導電性樹脂の厚さは１～２００μｍである。金属ローラの径をこれよりも小さくすると、加圧した時に撓みが発生し、長手方向（回転軸線方向）で一様に電圧を印加できずに二次転写外ローラ６４に抵抗ムラが発生したり、導電性樹脂の割れや剥がれが発生したりする可能性がある。一方、金属ローラの径をこれよりも大きくすると、材料コストが嵩むと共に、給電ローラ６８の大型化や重量の増加を招く。このため、金属ローラの直径は、上述の範囲とすることが好ましい。

導電性樹脂に含有する導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバーなどが挙げられる。導電性樹脂の形成方法としては、まず、上述の導電性物質を適当な有機溶媒中に溶解して分散して、表層用塗工液を得る。次に、この表層用塗工液を、リングコート、ディップコート、スプレーコートなどの方法により、金属ローラの外周上に塗布し、有機溶媒を除去する目的で乾燥を実施する。なお、この乾燥処理は、ラジカル反応を誘発しないよう３０～６０℃程度の環境下で実行することが望ましい。その後、紫外線照射機を用いて、紫外線硬化させて、上述の給電ローラ６８を得る。本実施形態では直径８ｍｍのＳＵＳの金属ローラに対して、ディップコートにより１０μｍの導電性樹脂を被覆している。導電性樹脂は、アクリル樹脂にパーフルオロポリエーテルとアンチモン酸亜鉛を添加したものを用いた。また、給電ローラ６８のばね圧は、総圧５００ｇｆ（約４．９Ｎ）としている。これにより、給電ローラ６８の撓みを防止すると共に、部品コストの増加や二次転写部Ｔ２の大型化を抑制している。尚、本実施形態では、給電ローラ６８の表層にコーティングを施した場合について説明しているが、これには限られず、ＳＵＭ或いはＳＵＳなどの金属ローラをそのまま使用したり、表面にメッキを施すようにしてもよい。

画像形成動作時には、中間転写ベルト５６の走行に従動して二次転写外ローラ６４が回転する。さらに、給電ローラ６８は、二次転写外ローラ６４の回転駆動に従動する。各種制御が行われた後、レジストローラ６６よりシートＳが二次転写部Ｔ２に送られると、中間転写ベルト５６上に作成されたトナー像をシートＳ上に二次転写するために、給電ローラ６８にはトナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアスが印加される。本実施形態では、トナーは負の帯電極性を有するものとして、二次転写バイアスとして正極性のバイアスを印加する。

尚、装置本体の内部には、装置本体内の温湿度などの環境を検知する環境検知センサ８５と、濃度検知センサ８６が設けられている。濃度検知センサ８６は、全ての一次転写部Ｔ１ａ～Ｔ１ｄの下流側、かつ二次転写部Ｔ２の上流側において、中間転写ベルト５６の表面と対向して配置され、中間転写ベルト５６上のトナー像を検知可能である。

［制御部］
図２に示すように、制御部８０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ８１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ８２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ８３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）８４とを備えている。ＣＰＵ８１は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ８１は、入出力回路８４を介して、画像形成装置１の各部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ＲＯＭ８２には、シートＳに画像を形成するための画像形成制御シーケンスや、温湿度と給電ローラ６８に印加する電圧との関係である高圧出力テーブル等が記憶されている。尚、ＣＰＵ８１は、高圧出力テーブルを参照して高圧電源７０を制御し、二次転写バイアスや後述する清掃バイアスを給電ローラ６８に印加する。

また、制御部８０には、ＤＡコンバータ７１、ＡＤコンバータ７３、環境検知センサ８５、濃度検知センサ８６、光学センサ８７、駆動モータ８８等が接続されている。ＤＡコンバータ７１は、高圧電源７０に接続され、制御部８０からのデジタル信号の指令をアナログ変換して、高圧電源７０から高圧を出力させる。高圧電源７０は、電流検知部７２に接続され、電流検知部７２により高圧出力時の電流が検出される。電流検知部７２は、ＡＤコンバータ７３に接続され、電流検知部７２の検知結果がデジタル変換されて制御部８０に入力される。

制御部８０は、現像装置５３ａ～５３ｄに収容されたトナーの状態が耐久や環境変動により劣化したと判断された場合に、現像装置５３ａ～５３ｄのトナーを中間転写ベルト５６上に吐き出し、ベルトクリーニング装置６５で回収する制御を実行する。制御部８０は、非画像形成時において、清掃モード（以下、清掃制御ともいう）を実行可能である。清掃モードは、高圧電源７０から給電ローラ６８にバイアスを印加して給電ローラ６８に付着したトナーを、二次転写外ローラ６４を介して中間転写ベルト５６に転移させて給電ローラ６８を清掃するモードである。制御部８０は、清掃モードにおいて、第１の印加期間Ｔ１と、第２の印加期間Ｔ２と、を有するように実行する（図５（ａ）参照）。第１の印加期間Ｔ１は、二次転写外ローラ６４、給電ローラ６８及び中間転写ベルト５６を回転させながら、転写バイアスと逆極性の逆極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間である。第２の印加期間Ｔ２は、二次転写外ローラ６４、給電ローラ６８及び中間転写ベルト５６を回転させながら、転写バイアスと同極性の同極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間である。

ここで、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間をｔ１、給電ローラ６８が１周する回転時間をｔ２とする。そして、二次転写外ローラ６４の給電ローラ６８に当接していた点Ｐが二次転写外ローラ６４の回転に伴って二次転写部Ｔ２に到達する時間をｔ０とし（図４（ａ）及び（ｂ）参照）、ｔ１及び（ｔ２＋ｔ０）のいずれかのうち、長い方の時間をｔＬとする。この場合、本実施形態では、清掃モードにおいて、第１の印加期間Ｔ１は、逆極性バイアスを給電ローラ６８にｔＬ以上かつ（１０×ｔＬ）以下継続して印加している。また、本実施形態では、清掃モードにおいて、第２の印加期間Ｔ２は、同極性バイアスを給電ローラ６８にｔＬ以上かつ（１０×ｔＬ）以下継続して印加している。

また、本実施形態では、上記清掃モードとして、第１の清掃モードと第２の清掃モードとを切り換えて実行可能である。本実施形態の第１の清掃モードは、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間をｔ１、給電ローラ６８が１周する回転時間をｔ２としたとき、第１の印加期間Ｔ１は、（ｔ１＋ｔ２）以上、１０×（ｔ１＋ｔ２）未満であるようにしている（図８（ａ）参照）。本実施形態では、制御部８０は、シートＳのジャムが発生した後に、第１の清掃モードを実行する。あるいは、この場合、制御部８０は、画像形成動作中に所定の制御用トナー像が形成された後に、第１の清掃モードを実行する。一方、第２の清掃モードにおいて、第１の印加期間Ｔ１及び第２の印加期間Ｔ２は、いずれも（ｔ１＋ｔ２）未満であるようにしている（図８（ａ）参照）。本実施形態では、制御部８０は、画像形成動作の開始または終了する際に、第２の清掃モードを実行する。

更に、第２の印加期間Ｔ２は、第１の印加期間Ｔ１よりも短く設定してもよい（図８（ａ）参照）。また、本実施形態では、清掃モードにおいて、第１の印加期間Ｔ１が複数設けられる場合は、複数の第１の印加期間Ｔ１の中で、最初の第１の印加期間Ｔ１が最も長いようにしている（図８（ｃ）参照）。また、清掃モードにおいて、逆極性バイアス及び同極性バイアスのうち、逆極性バイアスが最初に印加されるようにしている（図８（ｃ）参照）。更に、清掃モードにおいて、逆極性バイアス及び同極性バイアスのうち、同極性バイアスが最後に印加されるようにしている（図８（ｃ）参照）。

また、制御部８０は、逆極性バイアスを継続して印加する時間をｔ３とした場合に、第２の清掃モードは、ｔ３が多くともｔ１＋ｔ２を超えないモードであり、ｔ１≦ｔ３＜ｔ１＋ｔ２の関係を満たすモードである（図６のステップＳ１３）。また、第１の清掃モードは、ｔ３≧ｔ１＋ｔ２の関係を満たす期間を少なくとも有するモードである（図６のステップＳ１４）。第１の清掃モードでは、逆極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間が（ｔ１＋ｔ２）以上であり、第２の清掃モードでは、逆極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間が長くとも（ｔ１＋ｔ２）未満となる。

また、制御部８０は、シートＳのジャムが発生した後に清掃制御を実行する場合、以下のように清掃モードを実行してもよい。即ち、ジャムの発生時に中間転写ベルト５６に担持されている画像の画像比率が所定比率以上であれば、第１の印加期間Ｔ１を（ｔ１＋ｔ２）以上とし、第１の清掃モードを実行する。一方、制御部８０は、ジャムの発生時に中間転写ベルト５６に担持されている画像の画像比率が所定比率未満であれば、第１の清掃モードを実行するか、もしくは第１の印加期間Ｔ１を長くとも（ｔ１＋ｔ２）未満として第２の清掃モードを実行する。また、制御部８０は、画像形成動作の開始または終了する際に清掃制御を実行する場合、第２の清掃モードを実行する。

また、第１の清掃モードは、高圧電源７０から転写バイアスと同極性の同極性バイアスを給電ローラ６８に（ｔ１＋ｔ２）以上継続して印加する期間を有してもよい。また、第２の清掃モードは、高圧電源７０から転写バイアスと同極性の同極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間を有し、同極性バイアスを印加する期間は長くとも（ｔ１＋ｔ２）未満である。

制御部８０は、清掃制御において、高圧電源７０から逆極性バイアスを印加しながら中間転写ベルト５６と二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とを回転する。その後、制御部８０は、高圧電源７０から転写バイアスと同極性の同極性バイアスを印加しながら中間転写ベルト５６と二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とを回転することにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を清掃可能とする。また、制御部８０は、清掃制御として、通常の動作時には第２の清掃モードを実行し、所定の動作時には第１の清掃モードを実行可能である。ここで、所定の動作時とは、例えば、トナー汚染量が所定量以上の場合の動作時であり、通常の動作時とは、トナー汚染量が所定量未満の場合の動作時である。また、制御部８０は、第１の清掃モードにおいて、ｔ３＝ｔ１＋ｔ２の関係を満たすように逆極性バイアスを印加可能である。即ち、第１の清掃モードにおいて、逆極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間は、ｔ１＋ｔ２である。更に、制御部８０は、第２の清掃モードにおいて、ｔ３＝ｔ１の関係を満たすように逆極性バイアスを印加可能である。即ち、第２の清掃モードにおいて、逆極性バイアスを給電ローラ６８に継続して印加する期間は、ｔ１である。

尚、本実施形態では、画像形成ジョブとは、プリント命令信号（画像形成指令信号）に基づいて行う次のような一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント命令信号を受けた（画像形成ジョブの入力）後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間（非画像形成時）を含む。また、紙間とは、連続して画像形成が行われる場合に、１枚のシートに対して形成されるトナー像と次の１枚のシートに対して形成されるトナー像との間に相当する期間である。

次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム５０ａ～５０ｄが回転して表面が帯電ローラ５１ａ～５１ｄにより帯電される。そして、露光装置５２ａ～５２ｄにより画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム５０ａ～５０ｄに対して発光され、感光ドラム５０ａ～５０ｄの表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置５３ａ～５３ｄにより現像することによりトナー画像として可視化され、中間転写ベルト５６に転写される。

一方、このようなトナー像の形成動作に並行してシートＳが供給され、中間転写ベルト５６のトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートＳが二次転写部Ｔ２に搬送される。更に、中間転写ベルト５６からシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着装置に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、装置本体から排出される。

次に、本実施形態の画像形成装置１における二次転写電圧制御について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。画像形成ジョブが開始されると（ステップＳ１）、制御部８０は、所望の二次転写電流値（本実施形態では、例えば－４０μＡ）が流れるように前回転時に二次転写電圧の設定（ＡＴＶＣ）を行う（ステップＳ２）。具体的には、制御部８０は、２点以上の異なる任意の電圧値を印加した時のそれぞれ検知した電流値からＶＩ特性を算出し、目標の電流値を得るために印加すべき電圧値を得る。更に、制御部８０は、予めＲＯＭ８２に記憶してある普通紙や厚紙等のシート種に応じた分担電圧を、上記で算出した電圧値に加算して、所望の転写電流が流れるように給電ローラ６８への印加電圧を二次転写電圧として設定する。

制御部８０は、ＡＴＶＣにより算出した二次転写電圧を給電ローラ６８から二次転写部Ｔ２に印加して、画像形成を実施する（ステップＳ３）。画像形成後の紙間においては、制御部８０は、紙間電圧を給電ローラ６８から二次転写部Ｔ２に印加する（ステップＳ４）。また、制御部８０は、画像形成ジョブが終了したか否かを判断する（ステップＳ５）。制御部８０が、画像形成ジョブは終了していないと判断した場合は、再度、二次転写電圧を給電ローラ６８から二次転写部Ｔ２に印加して画像形成を実施する（ステップＳ３）。制御部８０が、画像形成ジョブは終了したと判断した場合は、二次転写電圧制御を終了する。

次に、本実施形態の画像形成装置１における二次転写部Ｔ２の清掃制御について、説明する。本実施形態では、二次転写部Ｔ２でトナー像をシートＳに転写しないタイミングで、給電ローラ６８に清掃バイアスを印加する清掃制御を実行可能である。このような清掃制御を実行するタイミングは、ジャム処理実行後や、トナーの濃度やトナー像の位置ずれ調整などの制御モードの実行後などである。ジャム処理とは、例えば、画像形成動作中にシートＳが画像形成装置１の搬送経路のどこかで詰まるジャムが発生し、そのシートＳを取り除く処理である。この場合、中間転写ベルト５６上にトナー像が載った状態でジャムが発生する可能性があり、ジャム処理後は、中間転写ベルト５６上の多量のトナーが二次転写外ローラ６４に付着する場合がある。

また、本実施形態では、制御モードでは、制御用トナー像としてのパッチ画像を各画像形成部１０ａ～１０ｄで形成し、中間転写ベルト５６に担持させて、濃度検知センサ８６により検知する。そして、濃度検知センサ８６により検知した結果に基づいて、トナー像の濃度調整や各画像形成部１０ａ～１０ｄのトナー像の位置ずれなどの補正を行う。パッチ画像は、二次転写部Ｔ２でシートＳに転写しないため、このような制御モードの実行後は、中間転写ベルト５６上の多量のトナーが二次転写外ローラ６４に付着する場合がある。

いずれにしても、二次転写部Ｔ２において、シートＳのない状態で多量のトナーが通過した場合に、その多量のトナーが二次転写外ローラ６４に付着してしまう。これは、シートＳのない状態で二次転写部Ｔ２をトナーが通過するため、二次転写外ローラ６４にトナー付着が起こり易いからである。二次転写外ローラ６４にトナーが付着したまま次の画像形成を実行した場合、二次転写部Ｔ２を通過するシートＳの裏面にトナーが付着する裏汚れが発生する可能性がある。このため、二次転写外ローラ６４に多量のトナーが付着した可能性がある場合には、二次転写外ローラ６４に付着したトナーを清掃するための二次転写部Ｔ２の清掃制御を実行する。

二次転写部Ｔ２の清掃制御の概要について、図４（ａ）～（ｄ）を用いて説明する。二次転写部Ｔ２がトナー汚れｔを起こす場合としては、いくつかのパターンがあり、それぞれ二次転写部Ｔ２のトナー汚染量が異なる。例えば、通常の画像形成後の後回転時においては、二次転写外ローラ６４や給電ローラ６８には、シートＳが通過した後の中間転写ベルト５６上のかぶりトナーが付着する程度であり、二次転写部Ｔ２のトナー汚染量は少ない。したがって、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との給電ニップ部Ｎに、トナーと同極性、即ち二次転写バイアスとは逆極性の逆極性バイアスを二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１だけ印加する。これにより、二次転写外ローラ６４に付着したトナーを全て中間転写ベルト５６に吐き出すことができ、二次転写外ローラ６４のクリーニングを十分に行うことができる。

これに対し、中間転写ベルト５６上のパッチ濃度などを濃度検知センサ８６で検知し、濃度補正を行う制御モードを実施した直後や、紙詰まりが起こった時に、シートＳのない状態で二次転写部Ｔ２を大量のトナーが通過する場合がある。この場合、二次転写部Ｔ２において、大量のトナー付着が起きる可能性がある。これは、シートＳのない状態で二次転写部Ｔ２をトナーが通過するため、二次転写外ローラ６４にトナー付着が起こり易いからである。このように、二次転写部Ｔ２に大量のトナー付着が起きた場合について、図４（ａ）～（ｄ）に沿って説明する。

図４（ａ）に示すように、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８が高度にトナー汚染ｔを生じた場合、制御部８０は、給電ローラ６８にトナーと同極性、即ち二次転写バイアスとは逆極性の逆極性バイアスを清掃バイアスとして印加する。このようにして、二次転写外ローラ６４のクリーニングを開始すると、二次転写外ローラ６４に付着した負帯電したトナーは、中間転写ベルト５６上に転写される。

そして、図４（ｂ）に示すように、二次転写外ローラ６４の半周後は二次転写外ローラ６４が半周分クリーニングされており、半周分はトナー汚れｔが残っている状態になるが、給電ローラ６８には全周に亘りトナー汚れｔが残ったままである。これは、二次転写外ローラ６４が半周する動作中は、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との給電ニップ部Ｎにおいて、常に二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との両方にトナー汚れｔが残っており、給電ローラ６８がクリーニングされないためである。即ち、大量のトナーが給電ニップ部Ｎに存在していると、給電ローラ６８からの清掃バイアスが不足するため、給電ローラ６８のトナー汚れｔは十分にクリーニングされないことがある。また、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との接触及び摩擦により、非静電的な付着力で二次転写外ローラ６４上のトナーが給電ローラ６８に付着してしまう可能性もある。そのため、給電ローラ６８のクリーニングが実質的に開始されるのは、図４（ｂ）に示すように、二次転写外ローラ６４の半周後からとなる。

二次転写外ローラ６４の半周後からは、二次転写外ローラ６４の既にクリーニングされた部分が、給電ニップ部Ｎに到達する。このため、給電ローラ６８に残留するトナー汚れｔは、二次転写外ローラ６４上に転写され、給電ローラ６８がクリーニングされる。即ち、図４（ｃ）に示すように、二次転写外ローラ６４の１周分のクリーニングを行った時には、給電ローラ６８の１周分のトナー汚れｔが二次転写外ローラ６４上に残留している状態となる。

図４（ｄ）に示すように、二次転写外ローラ６４の１周後から、更に給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２の間、クリーニングを行うことで、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との両方のクリーニングを終了することができる。このように、本実施形態の画像形成装置１のような外部給電構成の場合、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とをクリーニングするために、二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１に加え、給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２が必要になる。

次に、二次転写部Ｔ２の清掃制御において、給電ローラ６８に印加される清掃バイアスについて、図５（ａ）を用いて説明する。清掃制御において印加される清掃バイアスにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の汚れが清掃される。二次転写外ローラ６４に付着しているトナーでは、電気的に正帯電しているトナーと負帯電しているトナーとが混在しており、この電気特性を利用してトナーを中間転写ベルト５６上に引き戻す。正帯電したトナーは、清掃バイアスとして、給電ローラ６８から二次転写内ローラ６２の方向の二次転写バイアスと同極性の同極性バイアスを印加することで清掃可能である。負帯電したトナーは、清掃バイアスとして、二次転写内ローラ６２から給電ローラ６８の方向の二次転写バイアスと逆極性の逆極性バイアスを印加することで清掃可能である。

二次転写外ローラ６４を電気的にフロートとすることで、二次転写外ローラ６４を間に挟んで給電ローラ６８と二次転写内ローラ６２との間で両方向にバイアスを印加することができる。このため、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とを、１つの高圧電源７０によりクリーニングすることができる。

二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を清掃する場合、バイアス電圧の印加時間ｔ３は、以下のように設定される。この清掃において、二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１に加え、給電ローラ６８の汚れが二次転写外ローラ６４に移送された後、二次転写外ローラ６４の回転により二次転写部Ｔ２に到達するための時間ｔ２を設けた方が好ましい。図５（ａ）に示すように、清掃制御が開始されると、制御部８０は、二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１に加えて、給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２の間、清掃バイアスとして負極性の逆極性バイアスを印加する（ｔ３＝ｔ１＋ｔ２）。ここでのｔ３が、第１の印加期間Ｔ１に相当する。これにより、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とに付着した負帯電トナーを除去することができる。次に、同じ時間ｔ３＝ｔ１＋ｔ２の間、清掃バイアスとして正極性の同極性バイアスを印加する。ここでのｔ３が、第２の印加期間Ｔ２に相当する。これにより、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とに付着した正帯電トナーを除去することができる。このように、外部給電構成とした場合は、正と負のそれぞれのバイアス電圧を印加する際に、二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１よりも給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２だけ長くバイアス電圧を印加することが好ましい。

しかしながら、常にｔ１＋ｔ２の間、清掃バイアスを印加した場合は、例えば、二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８との汚染トナー量が少ない場合には過剰な清掃処理となってしまい、画像形成の生産効率が低下してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、外部給電構成において二次転写部Ｔ２のトナー付着量に応じて清掃制御における処理時間を切り換えることにより、処理時間を短縮しつつ、給電ローラ６８と二次転写外ローラ６４とを良好にクリーニング可能とする。

ここで、本実施形態における二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の清掃制御の処理手順について、図６に示すフローチャートに沿って説明する。画像形成装置１が電源オンされている際に、制御部８０は、清掃制御（清掃モード）を実行するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここでは、清掃制御を実行するタイミングは、例えば、画像形成装置１の電源オン時、ユーザが画像形成ジョブを実施した時、紙詰まりからの復帰時、劣化トナーの吐き出し制御を実施した時等である。即ち、画像形成装置１が動作を停止している状態から復帰した時、シートＳがない状態で大量のトナーが二次転写部に供給された場合等である。但し、これらの時に限られないのは勿論である。

制御部８０が、清掃制御を実行するタイミングではないと判断した場合は、処理を終了する。制御部８０が、清掃制御を実行するタイミングであると判断した場合は、制御部８０は画像形成装置１の動作履歴を検出し、二次転写外ローラ６４又は給電ローラ６８のトナー汚染量を予測する（ステップＳ１１）。この時、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２あるいはＲＡＭ８３に記憶された画像形成装置１の動作履歴を読み込んで、トナー汚染量を予測する。動作履歴は、二次転写外ローラ６４又は給電ローラ６８のトナー汚染量に関する情報とする。例えば、前回の清掃制御での清掃バイアスの印加時間、その後の画像形成処理における画像比率や印刷枚数、紙詰まりの有無、トナー排出の有無、パッチ画像を形成したか、ジャムの発生時に中間転写ベルト５６に担持されている画像の画像比率等の情報とする。このため、トナー汚染量を予測するために専用の部材を設ける必要がないので、部品点数の増加を抑えることができる。

ここで、二次転写外ローラ６４又は給電ローラ６８のトナー汚染量は、例えば、通常の画像形成後の後回転時においては小さいと予測される。これに対し、例えば、二次転写部Ｔ２の手前でシートＳがジャムとなった場合には、シートＳの無い状態で二次転写部Ｔ２を大量のトナーが通過するために、多量のトナーが二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８に付着してしまう。このため、二次転写外ローラ６４又は給電ローラ６８のトナー汚染量は、大きいと予測される。また、本実施形態では、制御部８０は、現像装置５３ａ～５３ｄに収容されたトナーの状態が耐久や環境変動により劣化したと判断された場合には、現像装置５３ａ～５３ｄのトナーを中間転写ベルト５６上に吐き出し、ベルトクリーニング装置６５で回収する。この場合も、シートＳの無い状態で二次転写部Ｔ２を大量のトナーが通過するため、大量のトナーが二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とに付着してしまう。このため、二次転写外ローラ６４又は給電ローラ６８のトナー汚染量は、大きいと予測される。

制御部８０は、予測したトナー汚染量が、所定量以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。制御部８０が、予測したトナー汚染量は所定量以上ではないと判断した場合は、トナー汚染量が小さいために通常の動作時として清掃制御を実行する。この場合は、二次転写外ローラ６４や給電ローラ６８に付着するトナーは少ないため、清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１とする第２の清掃モードを実行する（ステップＳ１３）。即ち、制御部８０は、まず負帯電したトナーをクリーニングするために、清掃バイアスとして負極性の逆極性バイアスを第１の印加期間Ｔ１として二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１だけ印加する（図５（ｂ）破線参照）。続けて、制御部８０は、正帯電したトナーをクリーニングするために、清掃バイアスとして正極性の同極性バイアスを第２の印加期間Ｔ２として二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１だけ印加する（図５（ｂ）破線参照）。これにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８のトナーを中間転写ベルト５６に吐き出すことができ、清掃制御の実行を終了する。このように、トナー汚染量が小さい場合は、正と負でそれぞれ二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１を清掃バイアスの印加時間ｔ３とすることで、処理時間を削減することができる。

一方、制御部８０が、予測したトナー汚染量は所定量以上であると判断した場合は、トナー汚染量が大きいために所定の動作時として清掃制御を実行する。この場合は、二次転写外ローラ６４や給電ローラ６８に付着するトナーは多いため、清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１＋ｔ２とする第１の清掃モードを実行する（ステップＳ１４）。この場合、二次転写外ローラ６４が１周する時間ｔ１だけでは、二次転写外ローラ６４に大量のトナーが存在するため、給電ローラ６８からトナーを吐き出すことが困難である。そのため、まず負帯電したトナーをクリーニングするために、清掃バイアスとして負極性の逆極性バイアスを二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１だけ印加し、更に続けて給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２だけ印加する。即ち、第１の印加期間Ｔ１として少なくともｔ１＋ｔ２の期間、逆極性バイアスを印加する。これにより、合計でｔ３＝ｔ１＋ｔ２の時間、逆極性バイアスを印加するので、給電ローラ６８から二次転写外ローラ６４に移動したトナーも良好にクリーニングすることができる（図５（ｂ）実線参照）。

続けて、制御部８０は、正帯電したトナーをクリーニングするために、清掃バイアスとして正極性の同極性バイアスを二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１だけ印加し、更に続けて給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２だけ印加する。即ち、第２の印加期間Ｔ２として少なくともｔ１＋ｔ２の期間、同極性バイアスを印加する。これにより、合計でｔ３＝ｔ１＋ｔ２の時間、同極性バイアスを印加するので、給電ローラ６８から二次転写外ローラ６４に移動したトナーも良好にクリーニングすることができる（図５（ｂ）実線参照）。これにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８のトナーを中間転写ベルト５６に吐き出すことができ、清掃制御の実行を終了する。このように、トナー汚染量が大きい場合は、正と負でそれぞれｔ１＋ｔ２を清掃バイアスの印加時間ｔ３とすることで、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の十分な清掃を実現することができる。

即ち、本実施形態では、制御部８０は、例えば、シートＳが詰まった場合に（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、直前に画像形成していた画像の画像比率が所定比率未満であれば（ステップＳ１２；ＮＯ）、第２の清掃モードを実行する（ステップＳ１３）。また、制御部８０は、例えば、シートＳが詰まった場合に（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、直前に画像形成していた画像の画像比率が所定比率以上であれば（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第１の清掃モードを実行する（ステップＳ１４）。尚、本実施形態では、ジャムが発生した場合は、例えば画像比率に応じて第１の清掃モードと第２の清掃モードとを切り換えて実行する場合について説明したが、これには限られない。例えば、ジャムが発生した場合は、画像比率に関わらず、常に第１の清掃モードを実行するようにしてもよい。

上述したように本実施形態の画像形成装置１によれば、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を清掃する際に実行される清掃モードは、逆極性バイアスを印加する第１の印加期間Ｔ１と、同極性バイアスを印加する第２の印加期間Ｔ２と、を有している。このため、清掃モードの実行により、負帯電及び正帯電の両方のトナーをそれぞれ中間転写ベルト５６へ静電的に移転することができ、効率よいクリーニングを実現することができる。これにより、給電ローラ６８を有する画像形成装置１において、給電ローラ６８に付着するトナーによる画像不良を抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、清掃制御として、逆極性バイアスを給電ローラ６８に（ｔ１＋ｔ２）以上継続して印加する期間を有する第１の清掃モードを備えている。このため、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８に付着したトナーを中間転写ベルト５６へ静電的に移転して、クリーニングすることができる。これにより、給電ローラ６８を有する画像形成装置１において、別途、給電ローラ６８に清掃部材を設けることなく、シートＳへのトナーの再付着を抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、清掃制御として、ｔ３＝ｔ１の関係を満たす第２の清掃モードと、ｔ３＝ｔ１＋ｔ２の関係を満たす第１の清掃モードと、を切り換えて実行可能である。このため、第２の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に長くすることはなく、生産性の低下を回避することができる。また、第１の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に短くすることはなく、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を良好にクリーニングすることができる。これにより、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、清掃制御において、高圧電源７０から転写バイアスと逆極性の逆極性バイアスを印加しながら中間転写ベルト５６と二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とを回転可能である。その後、制御部８０は、高圧電源７０から転写バイアスと同極性の同極性バイアスを印加しながら中間転写ベルト５６と二次転写外ローラ６４と給電ローラ６８とを回転することにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を清掃可能である。これにより、逆極性バイアスを印加することにより、負帯電のトナーを清掃し、続けて、同極性バイアスを印加することにより、正帯電のトナーを清掃することができる。このため、一連の動作により負帯電及び正帯電の両方のトナーを清掃することができ、効率のよい清掃を実現できる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、予測したトナー汚染量が所定量未満であると判断した場合は、通常の動作時であるとして第２の清掃モードを実行する。制御部８０は、予測したトナー汚染量が所定量未満であると判断した場合は、所定の動作時であるとして第１の清掃モードを実行する。このため、トナー汚染量の大小に応じて清掃モードを切り換えているので、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、第２の清掃モードにおいて、清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１となるように逆極性バイアスを印加している。このため、清掃バイアスの印加時間ｔ３を二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１と同じにしているので、二次転写外ローラ６４を全周に亘り清掃しながら、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に長くすることはなく、生産性の低下を回避できる。また、制御部８０は、第１の清掃モードにおいて、清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１＋ｔ２となるように逆極性バイアスを印加する。このため、清掃バイアスの印加時間ｔ３を二次転写外ローラ６４の１周分の時間ｔ１と給電ローラ６８の１周分の時間ｔ２との合計と同じにしている。これにより、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に短くすることはなく、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を良好にクリーニングすることができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部８０は、画像形成装置１の動作履歴に基づいてトナー汚染量を予測しているので、トナー汚染量を予測するために専用の部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、制御部８０は、シートＳが詰まった場合に、直前に画像形成していた画像の画像比率が所定比率未満であれば第２の清掃モードを実行し、画像比率が所定比率以上であれば第１の清掃モードを実行する。このため、シートＳが詰まったジャム時においても、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。

尚、上述した第１の実施形態の画像形成装置１では、第２の清掃モードにおいて清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１となるように逆極性バイアスを印加する場合について説明したが、これには限られない。例えば、第２の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３が、ｔ１≦ｔ３＜ｔ１＋ｔ２の関係を満たすようにすればよい。この場合も、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に長くすることはなく、生産性の低下を回避することができる。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、第１の清掃モードにおいて清掃バイアスの印加時間ｔ３＝ｔ１＋ｔ２となるように逆極性バイアスを印加する場合について説明したが、これには限られない。例えば、第１の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３が、ｔ３≧ｔ１＋ｔ２の関係を満たすようにすればよい。この場合も、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に短くすることはなく、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を良好にクリーニングすることができる。尚、第１の清掃モードでは、ｔ３≧ｔ１＋ｔ２の関係を満たすようにすればよいが、清掃バイアスを印加する期間は、生産性の低下を回避するために、（ｔ１＋ｔ２）×１０≧ｔ３≧ｔ１＋ｔ２とするのが好ましい。更に、清掃バイアスを印加する期間は、（ｔ１＋ｔ２）×５≧ｔ３≧ｔ１＋ｔ２とするのがより好ましい。これにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、逆極性バイアスの印加後、同極性バイアスを逆極性バイアスの印加時間と同じ時間ｔ３＝ｔ１＋ｔ２だけ印加する場合について説明しているが、これには限られない。同極性バイアスの印加時間は、逆極性バイアスの印加時間と異なっていてもよい。例えば、逆極性バイアスの印加時間をｔ１とした場合に、同極性バイアスの印加時間をｔ１＋ｔ２としてもよい。あるいは、例えば、図８（ａ）に示すように、第１の清掃モードにおいて、第１の印加期間Ｔ１として逆極性バイアスの印加時間をｔ１＋ｔ２とした場合に、第２の印加期間Ｔ２として同極性バイアスの印加時間をｔ１としてもよい。これは、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８に付着するトナーは、大部分が負極性トナーと考えられるので、１回目の逆極性バイアスの印加により、大部分のトナーはクリーニングすることができるためである。そのため、図８（ａ）に示すように、同極性バイアスを印加する時間は、二次転写外ローラ６４の少なくとも１周する時間とする構成としてもよい。言い換えれば、第１の清掃モードにおいて、同極性バイアスを継続して印加する最大時間をｔ４とした場合に、ｔ１≦ｔ４＜ｔ１＋ｔ２の関係を満たすようにしてもよい。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、各清掃モードにおいて、逆極性バイアスと同極性バイアスとを順番に１回ずつ印加する構成である場合について説明したが、これには限られない。例えば、図８（ｂ）に示すように、逆極性バイアスと同極性バイアスとを順番に印加した後に、更に連続して逆極性バイアスと同極性バイアスとを順番に印加する構成としてもよい。この場合、第１の清掃モードでは、例えば、１回目の第１の印加期間Ｔ１として逆極性バイアスの印加時間をｔ１＋ｔ２、１回目の第２の印加期間Ｔ２として正極性バイアスの印加時間をｔ１＋ｔ２とする。そして、２回目の第１の印加期間Ｔ１として逆極性バイアスの印加時間をｔ１、２回目の第２の印加期間Ｔ２として正極性バイアスの印加時間をｔ１としてもよい。あるいは、図８（ｃ）に示すように、第１の清掃モードでは、例えば、１回目の第１の印加期間Ｔ１として逆極性バイアスの印加時間をｔ１＋ｔ２とする。その後、１回目の第２の印加期間Ｔ２として正極性バイアスの印加時間をｔ１、２回目の第１の印加期間Ｔ１として逆極性バイアスの印加時間をｔ１、２回目の第２の印加期間Ｔ２として正極性バイアスの印加時間をｔ１としてもよい。即ち、一回目の逆極性バイアスの印加後に、継続的に印加されるバイアスは、少なくとも二次転写外ローラの１周分であればよい。これら、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように正極性バイアスの印加時間を短くできるのは、１回目の逆極性バイアスの印加により二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８に付着する大部分のトナーをクリーニングできるためである。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、清掃制御として、逆極性バイアスと同極性バイアスをどちらも印加する構成としたが、これには限られない。例えば、逆極性バイアスのみ印加して、同極性バイアスを印加しないようにしてもよい。これは、正帯電トナーは、負帯電トナーに比べて現像剤中での含有量が少ないためである。但し、良好なクリーニングを実現するためには、逆極性バイアスと同極性バイアスとの両方を印加することが好ましい。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間をｔ１、給電ローラ６８が１周する回転時間をｔ２として、ｔ１＞ｔ２である場合について説明したが、ｔ１＜ｔ２であってもよい。この場合、第２の清掃モードにおいて、各極性のバイアスを印加する時間は（ステップＳ１３参照）、ｔ１ではなく、ｔ２であってもよい。即ち、ｔ１＜ｔ２である場合は、第２の清掃モードにおいて各極性のバイアスを印加する時間をｔ２にすることにより、各極性のバイアスが継続印加されている間に二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８がそれぞれ１回転するようにできる。

また、第１の実施形態の画像形成装置１では、第１の清掃モードにおいて、逆極性バイアスと同極性バイアスの印加時間をそれぞれｔ１＋ｔ２とした場合について説明したが、これには限られない。例えば、第１の清掃モードにおいても、逆極性バイアスの印加に伴って給電ローラ６８に付着したトナーを直ちに二次転写外ローラ６４に吐き出せる場合は、印加時間はｔ１＋ｔ２よりも短くてもよい。この場合、例えば、清掃バイアスの印加開始時における二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の中心を結んだ線と、二次転写外ローラ６４との交点の位置を点Ｐとする（図４（ａ）参照）。即ち、点Ｐは、クリーニング開始時に二次転写外ローラ６４の給電ローラ６８に当接している点である。二次転写外ローラ６４が半周回転すると、点Ｐが中間転写ベルト５６、即ち二次転写部Ｔ２に到達する（図４（ｂ）参照）。二次転写外ローラ６４が半周回転する時間をｔ０（＝ｔ１／２）とすると、給電ローラ６８に付着した１周分のトナーが二次転写外ローラ６４を介して中間転写ベルト５６に運ばれるのに要する時間は、（ｔ２＋ｔ０）となる。一方、二次転写外ローラ６４に付着している１周分のトナーが中間転写ベルト５６に運ばれるのに要する時間は、ｔ１となる。尚、本実施形態では、給電ニップ部Ｎと二次転写部Ｔ２とが二次転写外ローラ６４の回転方向にほぼ１８０°ずれて配置されているので、ｔ０＝ｔ１／２となる。但し、給電ニップ部Ｎと二次転写部Ｔ２との配置は、１８０°ずれていることには限られず、１８０°以外の角度ずれている場合は、ｔ０＝ｔ１／２にはならない。

そこで、給電ローラ６８及び二次転写外ローラ６４の両方に付着したトナーを中間転写ベルト５６に運ぶには、逆極性バイアス及び同極性バイアスの継続印加時間は、ｔ１と（ｔ２＋ｔ０）とのいずれかのうち、長い方の時間以上であればよい。即ち、ｔ１≧（ｔ２＋ｔ０）であれば、清掃制御において、逆極性バイアス及び同極性バイアスをそれぞれ少なくともｔ１以上継続して印加する期間があることが好ましい。また、ｔ１＜（ｔ２＋ｔ０）であれば、清掃制御において、逆極性バイアス及び同極性バイアスをそれぞれ少なくとも（ｔ２＋ｔ０）以上継続して印加する期間があることが好ましい。これにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。また、第２の清掃モードにおいても、逆極性バイアス及び同極性バイアスの継続印加時間は、ｔ１と（ｔ２＋ｔ０）とのいずれかのうち、長い方の時間以上としてもよい。

また、清掃バイアスの継続印加時間をｔ１と（ｔ２＋ｔ０）とのうち、長い方の時間以上にする場合、生産性を考慮して、継続印加時間に上限値を設けることが好ましい。例えば、ｔ１と（ｔ２＋ｔ０）とのいずれかのうち、長い方の時間をｔＬとしたとき、清掃バイアスの継続印加時間は長くてもｔＬ×１０以下とするのが好ましく、ｔＬ×５以下とするのがより好ましい。これにより、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図７を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、光学センサ８７（図１参照）により給電ローラ６８のトナー汚染量を検知する点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。

本実施形態では、図１に示すように、給電ローラ６８の表面に対向して、光学センサ（検知手段）８７が設けられている。光学センサ８７は、制御部８０に接続され（図２参照）、給電ローラ６８のトナー汚染に関する値として給電ローラ６８の表面の反射率を検出可能である。光学センサ８７は、発光部から給電ローラ６８の表面に向かって照射される光の反射光の正反射成分を受光部にて検出するセンサである。この光学センサ８７では、給電ローラ６８のトナー付着量が多い場合は正反射光量が小さくなり、トナー付着量が少ない場合は正反射光量が大きくなることを利用してトナーの付着量を判定している。制御部８０は、光学センサ８７により検知した反射率が所定値未満である場合に、第１の印加期間Ｔ１を長くとも（ｔ１＋ｔ２）未満として、第２の清掃モードを実行する。また、制御部８０は、反射率が所定値以上である場合に第１の印加期間Ｔ１を（ｔ１＋ｔ２）以上として、第１の清掃モードを実行する。

本実施形態における二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の清掃制御の処理手順では、図７に示すように、図６に示すフローチャートのステップＳ１１の代わりにステップＳ２１が設けられている点が異なるが、他の処理は同じである。図７に示すように、画像形成装置１が電源オンされている際に、制御部８０は、清掃制御を実行するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１０）。

制御部８０が、清掃制御を実行するタイミングであると判断した場合は、制御部８０は光学センサ８７から給電ローラ６８の反射率を検知し、それに基づき給電ローラ６８のトナー汚染量を検知する（ステップＳ２１）。トナー汚染量の判定方法としては、予めＲＯＭ８２に記憶された新品状態での給電ローラ６８の反射光量をトナー付着が起こっていない場合の反射光量とし、例えば、新品状態から半分以下の反射光量であると検出された場合にトナー付着量が多いと判定する。次いで、第１の実施形態と同様に、トナー汚染量が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。制御部８０は、トナー汚染量が所定値以上でなければ、第２の清掃モードを実行し（ステップＳ１３）、トナー汚染量が所定値以上であれば、第１の清掃モードを実行する（ステップＳ１４）。

本実施形態の画像形成装置１によっても、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を清掃する際に実行される清掃モードは、逆極性バイアスを印加する第１の印加期間と、同極性バイアスを印加する第２の印加期間と、を有している。このため、清掃モードの実行により、負帯電及び正帯電の両方のトナーをそれぞれ中間転写ベルト５６へ静電的に移転することができ、効率よいクリーニングを実現することができる。これにより、給電ローラ６８を有する画像形成装置１において、給電ローラ６８に付着するトナーによる画像不良を抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、第２の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に長くすることはなく、生産性の低下を回避することができる。また、第１の清掃モードでは、清掃バイアスの印加時間ｔ３を必要以上に短くすることはなく、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８を良好にクリーニングすることができる。これにより、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができる。また、本実施形態の画像形成装置１によれば、給電ローラ６８のトナー汚染に関する値を検知する検知手段として光学センサ８７を適用しているので、トナー汚染量を直接検知することができ、清掃モードの切換えを高精度に実行することができる。

尚、上述した第２の実施形態の画像形成装置１では、光学センサ８７は給電ローラ６８の表面の反射率を検出可能である場合について説明したが、これには限られず、例えば二次転写外ローラ６４の表面の反射率を検出可能であってもよい。即ち、光学センサ８７は、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の少なくとも一方の反射率を検知可能であればよい。いずれの場合も、トナー汚染量を直接検知することができ、清掃モードの切換えを高精度に実行することができる。

また、上述した第２の実施形態の画像形成装置１では、二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の少なくとも一方のトナー汚染に関する値を検知する検知手段として、光学センサ８７を適用した場合について説明したが、これには限られない。検知手段としては、例えば、二次転写部Ｔ２の転写電流を検出する電流検出手段であってもよい。この場合、制御部８０は、非画像形成時に給電ローラ６８にテストバイアスを印加したときに電流検出手段で検出された電流と、該印加したテストバイアスと、の関係に関する値を検知値として、二次転写外ローラ６４のトナー汚染量を検知することができる。これによれば、制御部８０は、トナー汚染量を検出するために専用の部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。

また、上述した第２の実施形態の画像形成装置１では、検知手段としては、二次転写内ローラ６２の駆動モータ８８の駆動時の電流を検出する電流検出手段であってもよい。この場合、制御部８０は、電流検出手段で検出された駆動モータ８８の駆動時の電流を検知値として、二次転写内ローラ６２のトナー汚染量を検知することができる。ここで、二次転写外ローラ６４にトナー汚染が蓄積すると、給電ニップ部Ｎにおける二次転写外ローラ６４の回転抵抗が大きくなるため、中間転写ベルト５６の駆動トルクが大きくなり、駆動モータ８８の駆動時の電流が変動する。そこで、制御部８０は、二次転写内ローラ６２の駆動モータ８８の駆動時の電流に基づいて、中間転写ベルト５６の駆動トルクを検出し、この駆動トルクが大きい場合にトナー汚染量が大きいと判断する。この場合も、制御部８０は、トナー汚染量を検出するために専用の部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。

上述した第１の実施形態の画像形成装置１を利用して、３０℃、８０％ＲＨの温湿度環境下において、プロセススピードを周速度３００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、給電ローラ６８のトナー汚染を調査した。稼働時にはシートＳを使わず、ブラックトナーでフル階調ベタ画像及びハーフトーン画像を形成し、二次転写部Ｔ２を通過させることで二次転写部Ｔ２を意図的にトナーで汚染させ、その後に実施される清掃制御の効果確認を行った。清掃制御の効果確認は、清掃制御の実行後にシートＳを画像形成装置１にて通紙させた後、裏面のトナー付着を確認して行った。ブラック画像やハーフトーン画像を、シートＳを通過させずに形成する方法としては、例えば画像形成が行われてから、シートＳが二次転写部Ｔ２を通過するまでの間に装置本体の電源を停止させ、その後、再び装置本体の電源を立ち上げた。これにより、シートＳを通過させずに二次転写部Ｔ２にトナーを送ることができる。

＜実施例１＞
シートを用いずに、図５（ａ）に示すように、同極性バイアスを１ｋＶ、逆極性バイアスを－１ｋＶとして、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間ｔ１と給電ローラ６８が１周する回転時間ｔ２との合計時間ｔ１＋ｔ２の間、各バイアスを印加した。その結果、清掃制御後に通紙したシートＳの裏面にブラックトナーが付着していないことが確認された。

＜実施例２＞
Ａ４サイズの用紙（キヤノン製、ＧＦ－Ｃ０８１（坪量８１．４ｇ／ｍ^２））を５０００枚連続通紙した。ここでは、図５（ｂ）に破線で示すように、同極性バイアスを１ｋＶ、逆極性バイアスを－１ｋＶとして、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間ｔ１の間、各バイアスを印加した。その結果、清掃制御後に通紙したシートＳの裏面にブラックトナーが付着していないことが確認された。

＜比較例１＞
シートを用いずに、図５（ｂ）に破線で示すように、同極性バイアスを１ｋＶ、逆極性バイアスを－１ｋＶとして、二次転写外ローラ６４が１周する回転時間ｔ１の間、各バイアスを印加した。その結果、清掃制御後に通紙したシートＳの裏面にブラックトナーが付着したことが確認された。

したがって、本実施形態の画像形成装置１を利用することにより、トナー付着した二次転写外ローラ６４及び給電ローラ６８の静電的なクリーニング特性を良好に維持しながらも、生産性の低下を回避することができることが確認された。

１…画像形成装置、５６…中間転写ベルト（像担持体）、６４…二次転写外ローラ（転写ローラ）、６４ａ…芯金（軸部）、６４ｂ…弾性層（外周部）、６８…給電ローラ（給電回転体）、７０…高圧電源（電源）、７２…電流検知部（電流検出手段、検知手段）、８０…制御部、８７…光学センサ（検知手段）、８８…駆動モータ（駆動手段）、Ｐ…点、Ｓ…シート（記録材）、Ｔ２…二次転写部（転写部）。

Claims

トナー像を担持するベルトと、
転写ローラと、
導電性を有する軸部と、前記軸部の外周に形成された弾性層とを有し、前記ベルトの外表面に接触して前記ベルトに担持されたトナー像を記録材へ転写する転写ニップを形成する転写ローラと、
前記ベルトを介して前記転写ローラに対向して設けられ、前記転写ニップを形成する対向ローラと、
前記転写ローラの外周面に当接して回転する導電性ローラと、
転写バイアスの印加によりトナー像が記録材に転写される転写時において、前記対向ローラ及び前記転写ローラの間の領域である第１領域と、前記導電性ローラ及び前記転写ローラが互いに接触する第２領域と、を流れる転写電流を供給する電源と、
記録材にトナー像が転写されない非転写時において、前記電源が清掃バイアスを印加して、前記導電性ローラに付着したトナーを前記転写ローラを介して前記ベルトに転写する清掃モードを実行する制御部と、を備え、
前記清掃モードが実行される清掃期間は、少なくとも前記転写バイアスと逆極性の第１バイアスが前記電源により印加される第１印加期間と、少なくとも前記転写バイアスと同極性の第２バイアスが前記電源により印加される第２印加期間とを含み、
前記清掃モードは、前記第１印加期間が複数設けられており、前記転写ローラが１周するのに要する時間をｔ１、前記導電性ローラが１周するのに要する時間をｔ２としたとき、
最初の第１印加期間は、ｔ１＋ｔ２以上であり、２回目以降の前記第１印加期間は、ｔ１以上でｔ１＋ｔ２未満である、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記清掃モードにおいて、前記第１印加期間は前記第２印加期間よりも前に実行される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記清掃モードにおいて、前記第２印加期間は前記第１印加期間に続けて実行される、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１印加期間と前記第２印加期間とは、いずれも前記転写ローラが１周する回転時間以上の長さである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１印加期間と前記第２印加期間とは、いずれも前記転写ローラが１周する回転時間の長さである、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記第２印加期間は、前記第１印加期間より短い、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記弾性層は、導電剤を含有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記導電性ローラは、金属製である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記第１バイアスを印加させながら前記転写ローラを１周以上回転させた後、前記第２バイアスを印加させながら前記転写ローラを１周以上回転させる一連の動作を１回以上実行することにより、前記清掃モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記ベルトに接触して清掃するベルト清掃部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、記録材のジャムが発生した後に前記清掃モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記非転写時において前記ベルトに制御用トナー像を形成可能であり、前記制御用トナー像が前記転写ニップを通過した後に前記清掃モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記電源は、前記転写バイアスを前記導電性ローラに印加可能であり、前記転写バイアスを前記導電性ローラに印加することにより、前記転写電流を前記導電性ローラから前記転写ローラに供給し、かつ、前記転写電流を前記転写ローラから前記対向ローラに供給する、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。