(57)【要約】【課題】低コスト優先の設定と、高画質優先の設定とを簡単に変更することができるようにする。【解決手段】感光体と帯電器とが一体構成に形成されたクリーナレスのカートリッジと、感光体と帯電器とクリーナとが一体構成に形成されたクリーナ有りのカートリッジとが用意されている。画像形成装置本体は、第１〜第４段目の画像形成部がカートリッジを装着可能に形成され、第１〜第４段目の画像形成部にクリーナレスのカートリッジが装着された際はクリーナレスの画像形成条件で画像形成動作が制御され、第１〜第４段目の画像形成部にクリーナ有りのカートリッジが装着された際はクリーナ有りの画像形成条件で画像形成動作が制御される。【選択図】図１
2006079056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置において、
像担持体と、この像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーを現像手段に回収する機構とを有して上記画像形成装置に装着される第１のユニットと、
像担持体と、この像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーをクリーニング手段により回収する機構とを有して上記画像形成装置に装着される第２のユニットと、
上記画像形成装置に上記第１のユニットが装着されたか、または上記第２のユニットが装着されたかを識別する識別手段と、
この識別手段からの識別信号に基づいて画像形成条件の設定変更を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記第１のユニットまたは第２のユニットは、感光体と、帯電器と現像器の少なくとも１つとを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体に対してクリーニング手段を動作させた状態と、動作させない状態とを切り換える切換手段と、
この切換手段でクリーニング手段を動作させる場合と動作させない場合とで画像形成条件の設定変更を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置において、
上記複数の像担持体に被転写体を搬送するクリーナレスの被転写体搬送手段と、
この被転写体搬送手段に現像剤が付着した際、当該被転写体搬送手段に付着した現像剤状態を検知する検知手段と、
この検知手段の検知信号に基づいて、上記像担持体毎のクリーニング手段の動作、非動作を切り換える切換手段と、
この切換手段で上記像担持体毎にクリーニング手段の動作、非動作を切り換えた際、上記像担持体毎の転写バイアスの変更を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、
上記像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーを現像器に回収する機構を有して上記画像形成装置に装着されるクリーナレスのカートリッジと、
上記像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーをクリーナにより回収する機構を有して上記画像形成装置に装着されるクリーナ有りのカートリッジとを有し、
上記画像形成装置に上記クリーナレスのカートリッジが装着されたか、または上記クリーナ有りのカートリッジが装着されたかを検知し、
この検知信号に基づいて画像形成条件の設定変更を制御するようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
上記カートリッジは、感光体と、帯電器と現像器の少なくとも１つとを有することを特徴とする請求項５記載の画像形成方法。
【請求項７】
像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、
上記像担持体に対して、クリーナを動作させた状態と動作させない状態とを切り換え、
この切り換えでクリーナを動作させる場合と動作させない場合とで画像形成条件の設定変更を制御するようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、
上記複数の像担持体に被転写体を搬送するクリーナレスの被転写体搬送部材を有し、
この被転写体搬送部材に現像剤が付着した際、当該被転写体搬送部材に付着した現像剤状態を検知し、
この検知された検知信号に基づいて、上記像担持体毎のクリーナの動作、非動作を切り換え、
上記像担持体毎にクリーナの動作、非動作を切り換えた際、上記像担持体毎の転写バイアスの変更を制御するようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラーの画像を形成するデジタル複写機等の画像形成装置と画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、感光体表面にブレード等のクリーナをもたないクリーナレスプロセスは、装置の小型化や省トナーに有利な技術であり、これまでにさまざまな発明が開示されてきた。反転現像における現像同時クリーニング技術が開示されている（例えば、特許文献１，２，３）。
【０００３】
特に近年の画像形成装置のフルカラー化においても本技術は有効で、４連タンデム方式にも採用され始めている。
【０００４】
クリーナレスプロセスは、下記３つのメリットがあげられる。
【０００５】
１．感光体クリーナが不用なため構成が簡単になる。
【０００６】
２．感光体がクリーナによって削られないため、感光体の長寿命化が可能になる。
【０００７】
３．排トナーを回収して再使用するため、トナー消費効率が上がるとともに排トナーが発生しなくなる。
【０００８】
しかしながら、４連タンデム方式のカラー画像形成装置では、下記２つのデメリットにより、本来の効果が薄れてしまう。
【０００９】
１．前段の色ステーションから後段の色ステーションへの逆転写が発生し、印字する画像によっては混色が発生し、やがて色目が変化してしまう。
【００１０】
２．転写ベルトや中間転写体等にも画質維持のためのパターンや画像等を印字する必要があり、そのため排トナーが発生するので、装置全体として感光体のクリーナを無くしても排トナーレスでなくなってしまう。
【００１１】
また、一般的な画像形成装置におけるクリーナレスプロセスのデメリットには、下記３つがあげられる。
【００１２】
１．感光体をブレードで削らないため、トナーとの相性が悪いと、トナーが感光体表面にフィルミング（固着）してしまう。
【００１３】
２．転写残りトナーが帯電部分及び露光部分を通過するため、特に後者の影響で画像上にメモリが発生しやすい。
【００１４】
３．前記したように、カラーでは混色の懸念がある。
【００１５】
ただし、近年、重合トナー等の比較的球形度の高いトナーや、小粒径のトナーを使って高画質化を図ろうとした際、ブレードクリーナでは、適正マージンが従来のトナー使用時に比較して狭くなり、クリーナや感光体の寿命を十分には得られにくくなっている。そういう意味でも、ブレードクリーナが不要であるクリーナレスプロセスは最近注目を集めている。さらにクリーナレスプロセスは、前記したようなトナーを使用することにより転写効率を改善するため、クリーナレスプロセスでもある程度の画質が維持できるようになってきている。
【００１６】
そのような状況の中でも、使用する紙種類によっては、逆転写が多く発生し、特に厚紙では十分な性能が得られにくい。そこで、厚紙モードに限って、特別な条件に設定する技術がある（例えば、特許文献４）。本公知例では、感光体上にブレードクリーナ等を有さず、帯電器を利用して、現像器、もしくは転写ベルト等のクリーナに逆転写トナーを吐き出す制御を行なうものである。
【００１７】
しかしながら、このような方法では、厚紙を通紙した後に排出等の余分な時間が必要になったり、または、帯電器自体に負担がかかるため、帯電器の寿命が短くなったり、その後の帯電器の性能が低下するといった問題が発生する。
【００１８】
また、感光体に専用クリーナを用いず、帯電器等で一旦回収して非印字時に吐き出して転写ベルトに転移させ、ベルトクリーナで回収する複雑な動作や制御を行なう方法がある。しかしながら、トナーの帯電極性の正確な制御等は難しく、専用クリーナがある場合に比較して、画質的には不利となっていた。
【００１９】
そもそも、寿命やコストを重視しなければ、一旦画像形成を終えた感光体表面は、きれいに清掃したほうがよく、その方が高画質となる。また、クリーナレスプロセスに向けて最適化し、メモリを目立たなくするための露光条件では、高解像度を達成するのが難しい。しかし、ユーザとしては、いつでも高いコストを払って高画質が必要かというと、それはそれぞれの価値観によるところが大きい。
【特許文献１】米国特許第４７２７３９５号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３３５７３号公報
【特許文献３】日本登録特許２８７９８８３号公報
【特許文献４】特開２００３−１６２１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明の目的は、低コスト優先の設定と、高画質優先の設定とを簡単に変更することのできる画像形成装置と画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の画像形成装置は、複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置において、像担持体と、この像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーを現像手段に回収する機構とを有して上記画像形成装置に装着される第１のユニットと、像担持体と、この像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーをクリーニング手段により回収する機構とを有して上記画像形成装置に装着される第２のユニットと、上記画像形成装置に上記第１のユニットが装着されたか、または上記第２のユニットが装着されたかを識別する識別手段と、この識別手段からの識別信号に基づいて画像形成条件の設定変更を制御する制御手段とから構成されている。
【００２２】
また、この発明の画像形成方法は、複数の像担持体を用いて画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、上記像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーを現像器に回収する機構を有して上記画像形成装置に装着されるクリーナレスのカートリッジと、上記像担持体を用いた画像形成工程において発生される転写残りトナーをクリーナにより回収する機構を有して上記画像形成装置に装着されるクリーナ有りのカートリッジとを有し、上記画像形成装置に上記クリーナレスのカートリッジが装着されたか、または上記クリーナ有りのカートリッジが装着されたかを検知し、この検知信号に基づいて画像形成条件の設定変更を制御するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置は、低コスト優先の設定と、高画質優先の設定とを簡単に変更することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、この発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すものである。本画像形成装置は、装置全体の制御を司る主制御部１、各種設定を操作する操作パネル２、原稿上のカラー画像を読み取る画像読取手段としてのカラースキャナ部３、画像を形成する画像形成手段としてのカラープリンタ部４とから構成されている。
【００２６】
カラープリンタ部４は、全体の制御を司るＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、図示しない半導体レーザ発振器を駆動するレーザドライバ１１３、図示しないポリゴンモータを駆動するポリゴンモータドライバ１１４、用紙の搬送を制御する搬送制御部１１５、図示しない帯電装置、現像ローラ、及び転写装置を用いて帯電、現像、転写を行うプロセスを制御するプロセス制御部１１６、図示しない定着装置を制御する定着制御部１１７、及び詳しくは後述するがクリーナ有り、クリーナレスを制御するクリーナ制御部１１８によって構成されている。
【００２７】
次に、第１実施例について説明する。
【００２８】
図２は、この画像形成装置におけるクリーナレスプロセスの概略構成を示すものである。いわゆるタンデム方式の画像形成装置であり、複数の画像形成部（ステーション）Ｙ６、Ｍ６、Ｃ６、Ｋ６が、被転写体搬送手段としての転写ベルト１０１上に配置されている。
【００２９】
第１段目の画像形成部Ｙ６はイエローの画像を形成し、第２段目の画像形成部Ｍ６はマゼンタの画像を形成し、第３段目の画像形成部Ｃ６はシアンの画像を形成し、第４段目の画像形成部Ｋ６はブラックの画像を形成する。
【００３０】
まず、第１段目の画像形成部Ｙ６において、像担持体としての感光体Ｙ１は、導電性基体の上に有機系もしくはアモルファスシリコン系等の感光層を設けた感光体ドラムである。
【００３１】
本実施例では、マイナス極性に帯電する有機感光体を例に説明する。
【００３２】
この感光体Ｙ１は、周知の帯電器Ｙ２によって、例えば−５００ｖに均一帯電される。その後、感光体Ｙ１は、画像変調されたレーザビームやＬＥＤ等による露光Ｙ３を受け、表面に静電潜像が形成される。この際、露光された感光体Ｙ１表面の電位は例えば−８０ｖ程度になる。しかる後、感光体Ｙ１は、現像手段としての現像装置Ｙ４によって静電潜像の可視像化が行われる。この現像装置Ｙ４は、負極性に帯電する非磁性トナーと磁性キャリアを混合させた２成分現像方式である。現像装置Ｙ４では、マグネットを備えた現像ローラ上にキャリアによる磁気ブラシ（穂）が形成される。この現像ローラに−２００〜−４００ｖ程度を印加することで、感光体Ｙ１表面の露光部にはトナーが付着され、非露光部には付着されない。
【００３３】
さらに感光体Ｙ１上の可視像は、感光体Ｙ１に接触させた転写ベルト１０１によって被転写体としての紙に転写される。この際、電界供給は、転写ベルト背面に接触された転写部材としての転写ローラＹ５によって行なわれる。転写部材に印加される電圧は、プラス３００ｖ〜３ｋｖ程度である。
【００３４】
転写後、感光体Ｙ１上に残った残留トナー等は、必要な場合、転写残り像のメモリを除去するための図示しない撹乱部材を経る。さらに、感光体Ｙ１は適宜除電処理された後、再度前記した帯電工程が繰り返される。
【００３５】
この際、帯電器Ｙ２の帯電部を通過した転写残りトナーは、帯電工程を通過したこともあって、感光体の帯電電位と同極性（本実施例ではマイナス極性）に帯電している。これが現像装置Ｙ４の現像部に到達した際、転写残りトナーは、画像部では感光体Ｙ１上に付着したまま現像され、非画像部では現像ローラ側に回収される。いわゆる、現像同時クリーニングが行なわれる。これにより、感光体Ｙ１上にブレード等のクリーニング装置がなくても、第１段目の画像形成部Ｙ６の電子写真プロセスが連続して行なわれる。
【００３６】
なお、画像形成部Ｙ６は、感光体Ｙ１と帯電器Ｙ２と現像装置Ｙ４とを一体的に有するカートリッジとして、画像形成装置本体から着脱自在である。
【００３７】
続いて、第２段目の画像形成部（ステーション）Ｍ６について説明する。
【００３８】
第２段目の画像形成部Ｍ６は、感光体Ｍ１、帯電器Ｍ２、露光Ｍ３、現像装置Ｍ４から構成されている。基本的な構成は、第１段目の画像形成部Ｙ６と同様である。
【００３９】
しかし、転写ローラＭ５の転写部においては、前段の画像形成部Ｙ６において形成され、転写ベルト１０１上の紙等の被転写体上に転写された画像が進入してくる。そのため、条件によっては、第１段目の画像形成部Ｙ６で形成された画像の一部が感光体Ｍ１に逆転写する現象が発生する。この際、転写ベルト１０１や紙に転写されたトナーはマイナス極性であり、転写ローラＭ５にはプラス３００ｖ〜３ｋｖ程度が印加されるため、第１段目のトナーは、基本的には転送ベルト１０１や紙上から移動しないはずである。
【００４０】
しかし、転写ローラＭ５の転写部において過剰な放電現象が発生すると、一部のトナーが逆帯電してプラスになり、感光体Ｍ１側に付着する。このようにして感光体Ｍ１上に付着した第１段目のトナーは、第１段目と同様な経緯をたどって、帯電器Ｍ２の帯電部にてマイナス極性に戻され、現像装置Ｍ４内に混入し、条件によっては混色現象を引き起こす。
【００４１】
続いて、第３段目の画像形成部Ｃ６、第４段目の画像形成部Ｋ６があり、構成は第２段目と同様になる。
【００４２】
これらの転写部は、本実施例では転写ベルトが紙搬送手段になっている直接転写の例を示したが、転写ベルトが紙搬送をせずに感光体の画像を直接ベルトやローラ等に第１〜第４段の画像形成部により転写させ、その後にベルトやローラから紙等の被転写体に一括転写させる中間転写方式でもそれ以外の構成と同様である。
【００４３】
図３は、中間転写ベルト１１１を用いた例を示すものであるが、詳細な説明は省略する。
【００４４】
図４は、通常のクリーナ有りの構成を示すものである。
【００４５】
この例は、図２における転写工程終了後、且つ次工程の帯電処理の前段にブレード等のクリーニング手段としてのクリーナＹ２７、Ｍ２７、Ｃ２７、Ｋ２７を設けたものである。これがいわゆる、通常の電子写真プロセスである。第２段目以降の画像形成部において、逆転写トナーが、これらのクリーナによって回収されるため、露光メモリや混色等の問題は一切発生しない。
【００４６】
ここで、本実施例では、各画像形成部のうち、感光体、帯電器、クリーナを一体構成のカートリッジ状に形成し、画像形成装置本体から着脱可能なシステムにした構成としている。その際、クリーナを有するカートリッジと、クリーナを有さないカートリッジをそれぞれ用意している。そして、画像形成装置には、両方のカートリッジとも同様に着脱可能な構成となっている。また、画像形成装置には、クリーナを有するカートリッジか、クリーナを有さないカートリッジか、どちらのカートリッジが装着されたかを検出する検出手段を有している。
【００４７】
図５〜７は、カートリッジとカートリッジを装着可能な画像形成装置の例を示すものである。
【００４８】
図５に示すように、クリーナ３００を有するクリーナ有りのカートトリッジ３０２の一部に、窪み３０１を予め設けている。また、図６に示すように、クリーナレスプロセスのカートリッジ３０３には窪みを設けない構成となっている。
【００４９】
図７に示すように、Ｙ３０６、Ｍ３０６、Ｃ３０６、Ｋ３０６は本体側に設けられたカートリッジ用の挿入口である。各挿入口は、クリーナ有りのカートリッジ３０２かクリーナレスのカートリッジ３０３かを判断するためのスイッチ（Ｙ３０５、Ｍ３０５、Ｃ３０５、Ｋ３０５）が設けられている。スイッチＹ３０５、Ｍ３０５、Ｃ３０５、Ｋ３０５は、クリーナ制御部１１８に接続されている。
【００５０】
例えば、挿入口Ｋ３０６にクリーナ有りのカートリッジ３０２が挿入された場合、スイッチＫ３０５が押されないためオフとなり、本体側はクリーナ有りのカートリッジ３０２と判断する。
【００５１】
例えば、挿入口Ｃ３０６にクリーナレスのカートリッジ３０３が挿入された場合、クリーナレスのカートリッジ３０３には窪みがないのでスイッチＣ３０５が押されてオン状態となり、本体側はクリーナレスのカートリッジ３０３と判断する。
【００５２】
なお、図８に示すようにカートリッジ３１０に無線タグ３０９を内蔵し、図９に示すように、それぞれ固有の信号を画像形成装置本体側の受信装置３０７で受信するようにしても良い。すなわち、カートリッジ３１０の無線タグ３０９から固有の信号を画像形成装置本体側の受信装置３０７に送信し、その受信した信号に基づいて画像形成装置本体が判断するようにする。
【００５３】
また、さらには、カートリッジに識別情報をもった電子回路等を予め設け、それを画像形成装置本体側に設けられた接点を介して電気的に読み取るようにして良い。
【００５４】
このような構成において、例えば、画像形成装置本体にクリーナ有りのカートリッジ３０２からクリーナレスのカートリッジ３０３に入れ替えられた際、ＣＰＵ１１０は、スイッチ（Ｙ３０５、Ｍ３０５、Ｃ３０５、Ｋ３０５）によりカートリッジの入れ替えを判断する。
【００５５】
この場合、ＣＰＵ１１０は、転写バイアスを、入れ替えたクリーナレスのカートッリッジ３０３に応じて従来の９０％の設定に低下させる。
【００５６】
図１０に示すように、これは転写バイアスが高めだと転写効率は高いが逆転写も増加するためである。すなわち、クリーナレスのカートリッジ３０３では、転写効率を多少犠牲にしても混色の問題を避けるため、転写バイアスを低下させる。
【００５７】
例えば、通常、クリーナ有りのプロセスでは、転写バイアスが６００ｖで使用していた場合、転写効率は、相対的にはほぼ最高な状態であるが、図１０に一点鎖線で示す逆転写量が若干多い。そこで、転写バイアスを５４０ｖに低下させると、転写効率は若干低下するものの逆転写量がかなり減る。それによって、混色の発生しにくいプロセスに変更することができる。
【００５８】
また、クリーナレスプロセスでは、感光体を帯電した後に画像信号を露光する際、前工程にて発生した転写残トナー等が感光体上に若干存在するため、それが露光障害となって画像メモリが発生しやすい。これに対しては、感光体に露光する光の強度を強く設定すると、多少の残りトナーが介在していても実質的な問題になりにくい。
【００５９】
図１１は、感光体の光減衰特性を示すものである。要するに感光体は、ある程度の強さ以上の光に対して露光後電位が飽和するため、光を強く照射することで障害物の実質的な影響を軽減することができる。
【００６０】
しかし、光強度を強く設定すると、例えば画像信号のパルス幅を可変させてハーフトーン（中間調）を印字しようとした際、わずかなパルス幅にてすぐに画像濃度が高くなってしまい、いわゆる諧調性が表現しにくくなる。これは、光強度を強く設定すると、表面電位が減衰する領域が意図した部分よりも広がってしまい、いわゆるドットがつぶれた状態になってしまう。また、感光体の光減衰特性が、光が強くなるほど徐々に飽和する特性なため、飽和した領域を基準にすると結果的にビーム径よりも画像がつぶれてしまう。
【００６１】
図１２は、この模式図を示す。感光体特性の露光後電位の飽和しきった領域をベタ電位に設定すると、感光体上の潜像はつぶれぎみになり、実際の露光時のビーム径よりも太ってしまう。それに対して、光量を下げて感光体特性が直線的な領域にベタ電位を設定すると、ほぼビーム径通りに感光体上に潜像を書くことができ、高解像度化が可能になる。しかし、前述したように、露光時の障害物の影響は大きくなるためクリーナレスプロセスとの組み合わせには適さない。
【００６２】
そこで、本実施例では、クリーナ有りのカートリッジ３０２を使用している状態では、露光時の光強度を図１１の４０１のような状態で使用する。そして、クリーナレスのカートリッジ３０３が装着された際には、図１１の４０２のような光強度に変更して画像形成を行なう。
【００６３】
これにより、クリーナレスのカートリッジ３０３を使用した際には解像度が若干低下するものの、露光メモリ等が発生しない問題のない画像を得ることができる。
【００６４】
また、露光強度だけではなく、以下のようなパラメータを変更しても同様な効果が期待できる。
【００６５】
例えば、レーザ等の露光の変調方式で、ここではパルス幅変調方式とパワー変調方式とを切り換える説明を記載する。
【００６６】
パルス幅変調方式は、例えば１ｄｏｔの信号が２５６分割可能であるとした場合、レーザ等の露光の発光時間を制御するもので、図１３のパルス幅変調５０１のような模式図で示される。１２８／２５６のハーフトーンと２５６／２５６のベタでは、光量は等しいが１ｄｏｔの中での発光時間が異なる。
【００６７】
一方、パワー変調方式は、図１３のパワー変調５０２に示すように、レーザ等の露光強度を画像信号に応じて制御するもので、１２８／２５６のハーフトーン画像では、発光時間ｊは２５６／２５６時と同じであるが、光量自体が約１／２になっている。パワー変調方式は、原理的に濃度変調なので高解像力が可能である。例えば、この方式で、中間調を再現している状態で、残転写トナー等の露光障害があると、いわゆる前述してきた説明にもあったように感光体電位が飽和した減衰状態でないため、外的要因の影響を受けやすく、障害物によって感光体の電位が大きく変動してしまう。すなわち、クリーナレスプロセスには適さない。
【００６８】
そこで、クリーナ有りの構成では解像性を優先してパワー変調方式とし、クリーナレスプロセスの際にはノイズに対して比較的安定なパルス幅変調を採用する。
【００６９】
特に露光においては、例えば第３段目の画像形成部のみがクリーナレスのカートリッジに変更された場合でも、第１〜第４段目の画像形成部まで、すべての露光設定をクリーナレス向けに変更することが望ましい。
【００７０】
転写制御の場合は、転写効率が若干変化するのみであるため、色を重ねた最終画像への影響は少ない。しかしながら、露光条件を変更すると、個別の色だけ方式が異なると色目の合わせ等が難しく、それぞれの場合を想定して画像処理条件を作成しておかなければならない。それは、画像形成装置全体のコストアップにつながる。
【００７１】
そこで、露光条件等、画像処理と密接な関係にあるパラメータを変更する際には可能な限りすべての画像形成部を同時にカートリッジ変更することが望ましい。それができない場合でも、ひとつ以上のカートリッジがクリーナレスのタイプに変更された場合は、他の画像形成部の設定もクリーナレスタイプ向けに変更する。
【００７２】
なお、カートリッジについては、感光体とクリーナ、もしくはそれに加えてさらに現像器等、種々の組み合わせが考えられる。例えば、クリーナ部のみが着脱可能になっているだけでも構わない。この組み合わせは本発明の主旨には関係がなく、いわゆるクリーナ有りかクリーナレスかということが重要なのである。
【００７３】
次に、第２実施例について説明する。
【００７４】
第２実施例は、クリーナ有りのカートリッジとクリーナレスのカートリッジとを交換するのではなく、同一の装置内に、クリーニング手段のオン／オフ動作を持ち、クリーナ有りの状態とクリーナレスの状態とが切り換え可能な構成となっている。このような構成の機構は、クリーナ制御部１１８を介してＣＰＵ１１０によって制御される。
【００７５】
さらにその切り換え動作に伴って、第１実施例で説明したような画像形成時の露光や転写等の設定を変更する。それによって、例えばユーザが省トナー、ロングライフ設定で画像を印字したいか、もしくは多少のコストはかかっても高画質化で画像出力したいかを、カートリッジの入れ替え等のわずらわしい作業をすることなしに達成するものである。
【００７６】
図１４は、第２実施例に係る画像形成装置の概略構成を示すものである。すなわち、第２実施例に係るタンデム方式の画像形成装置は、複数の画像形成部（ステーション）Ｙ３６、Ｍ３６、Ｃ３６、Ｋ３６が、紙搬送手段としての転写ベルト１２１下に配置されている。
【００７７】
第１段目の画像形成部Ｙ３６はイエローの画像を形成し、第２段目の画像形成部Ｍ３６はマゼンタの画像を形成し、第３段目の画像形成部Ｃ３６はシアンの画像を形成し、第４段目の画像形成部Ｋ３６はブラックの画像を形成する。
【００７８】
なお、詳しくは後述するが、画像形成部Ｙ３６はブレードＹ３０とソレノイドＹ３１とブラシＹ３２と転写ローラＹ３３とを有し、画像形成部Ｍ３６はブレードＭ３０とソレノイドＭ３１とブラシＭ３２と転写ローラＭ３３とを有し、画像形成部Ｃ３６はブレードＣ３０とソレノイドＣ３１とブラシＣ３２と転写ローラＣ３３とを有し、画像形成部Ｋ３６はブレードＫ３０とソレノイドＫ３１とブラシＫ３２と転写ローラＫ３３とを有する。
【００７９】
図１５は、画像形成部におけるクリーナレスの状態を図上左側、クリーナ有りの状態を図上右側に示したものである。
【００８０】
感光体６０９ｂのクリーナは、ブレード６０４ｂにより構成され、常時、ブレード６０４ｂはバネ６０７ｂの力により感光体６０９ｂに定加重で押圧されている。ここで、ユーザ、もしくは画像形成装置本体からの信号によりクリーナレス設定に変更する際、ソレノイド６０１ｂがバネ６０７ｂの力に逆らって動作し、ソレノイド部とブレード部とを連結している部材６０２ｂが押される。ブレード６０４ｂは、軸６０３ｂを中心に回転可能になっており、部材６０２ｂが押されることによって、ブレード６０４ｂの向きがかわり、ブレード６０４ｂが感光体６０９ｂから離間される。
【００８１】
図１５において、ブレードが感光体から離間した状態を６０１ａ〜６０９ａで示す。ソレノイド６０１ａが動作して連結部材６０２ａが押されたことによりバネが縮み、クリーニング用のブレード６０４ａが感光体６０９ａから離間される。
【００８２】
また、本第２実施例では、クリーナ部６１０において、ブラシローラ６０６ａが感光体６０９ａに当接されている。ブラシローラ６０６ａには、例えばプラス３００ｖ程度が印加されている。ブラシローラ６０６ａのブラシの抵抗値は、１０ｅ５〜１０ｅ９Ωの半導電性で、１〜６デニール程度の太さのものが使用されている。このブラシローラ６０６ａは、感光体６０９ａ上のマイナス極性の転写残トナーをいったん回収するが、トナーを保持し続けるわけではなく、そのうちトナーをプラス極性に帯電させて徐々に放出する。なお、感光体６０９ｂも同様にブラシローラ６０６ｂが設けられている。
【００８３】
クリーニング用のブレード６０４ｂが感光体６０９ｂに接触しているクリーナ有りの状態において、ブラシローラ６０６ｂから放出もしくは通過したトナーは、ブレード６０４ｂによりすべて回収される。ブラシローラ６０６ｂによって、一旦、保持、撹乱されるため、紙ジャム等で大量のトナーが付着した状態でも、安定したブレード６０４ｂによるクリーニングが可能になる。
【００８４】
また、クリーニング用のブレードが離間した際にはクリーナレスプロセスになるが、この際にもブラシローラ６０６ａは感光体６０９ａに当接したままであり、上記したような働きを行なう。それによって転写残トナーが一旦撹乱され、露光メモリ等の発生を抑えることができる。
【００８５】
ここで、クリーナ有りからクリーナレスプロセスに切り換える直前に、画像形成を行なわない状態でブラシローラ６０６ｂのバイアス極性を反転させ、それぞれのブラシに溜まったトナーを吐き出すようにすると良い。この動作によって、ブラシローラ６０６ｂに保持されたマイナス極性のトナーは感光体６０９ｂ上に吐き出され、ブレード６０４ｂによって回収される。その後、ブラシローラ６０６ｂのバイアスを通常の極性に戻したうえで、ブレード６０４ｂを離間すると、クリーナレス動作を開始する際、はじめからブラシが汚れている心配がなくなる。
【００８６】
ブラシローラ６０６ａ，６０６ｂの極性を反転させる動作は、要するにマイナス極性のトナーを吐き出させるのが目的である。例えば、ブラシローラ６０６ａに印加しているバイアスを短時間に連続してオン、オフし、反転させるだけでなく、交流を印加するようにしても良い。本動作は、少なくともブラシローラ６０６ａ，６０６ｂのブラシ１回転分の時間を行なったほうが良い。ただし、使用したブラシ径はφ１２、感光体との周速比２倍にて同一方向に回転させたため、その時間はほとんどかからず、装置のパフォーマンスが低下することもない。
【００８７】
なお、上述したブラシは、ローラ形状ではなく、固定型のブラシでも良い。この場合は、ブラシローラよりも耐久性やブラシからの吐きだし能力が落ちるので、クリーナレス構成に切り換える直前だけでなく、クリーナレスプロセスを動作させている最中の非画像形成時にクリーニング用のブレードを一旦当接させ、上記と同様なブラシへの印加バイアスの切り替え動作等を定期的に実施すると良い。
【００８８】
また、クリーナレスプロセスの設定になっていても、例えば画像形成装置の第１段目の画像形成部がイエローで、第２段目がマゼンタ、第３段目がシアンだった場合、極端にイエローの印字率が高く、シアンの印字率が低く、さらにイエローがマゼンタやシアンとほとんど重ならないような画像信号を印字する場合、第３段目のシアンは自動的にクリーナ有りに変更した方がよい。これは、イエロー単色の印字率が極端に高いとシアンの画像形成部に逆転写するイエロートナー量が極端に多くなり、クリーナレスの設定ではシアンの現像器に多くのイエロートナーが混入し、混色してしまうからである。
【００８９】
この際、例えば画像形成装置を低コストモードに設定しておくと、基本的にはクリーナレス方式で動作し、クリーナレス方式では不利な場合においてのみ自動的にクリーナ有り方式になる動作を設定する。また、高画質モードに設定しておくと、基本的にクリーナ有りで画像形成を行なうように設定する。
【００９０】
このようにして、画像信号によって自動的にクリーナのオン、オフを制御すると、クリーナレスプロセスの問題点である混色の防止が可能になる。そこで、露光条件等もそれに合わせて変更することで、それぞれに適した画像を得ることができる。
【００９１】
また、画像信号が黒信号のみの場合は、ブラック以外の画像を形成する第１〜第３段目の画像形成部のクリーニング用のブレードを離間させる。これは、本第２実施例ではブラックの画像形成部が最終段（第４段目）にあるからで、それよりも上流の画像形成部では逆転写による混色の心配がないからである。
【００９２】
多くの場合、モノクロ画像の印字の際に、カラーの感光体をベルトユニット等から離間して感光体自体を停止させ、カラー感光体の消耗を防いでいる。
【００９３】
しかし、本第２実施例ではブレードを離間することにより、感光体は回転させておいてもほとんど磨耗しないため、そのようなベルトの離間や感光体停止の必要がない。
【００９４】
この際、モノクロ（ブラック）の画像形成部Ｋ３６において、クリーナレスプロセスを使用するかクリーナ有りの設定かは、前記してきたようなユーザの好みにより決定され、ＣＰＵ１１０はそれに合わせて露光条件等を変更する。このようにして、モノクロ画像印字時にカラー用の感光体が必要以上に削れることを防止することができる。
【００９５】
また、このような切り換え動作を、紙の種類に応じて行なってよい。特に直接転写方式の場合は、感光体から紙へ直接転写するため、紙の種類によっては多量の転写残トナーが発生したり、また逆転写トナーが増加したりもする。そこで、一定以上厚い紙を印字する場合、ＣＰＵ１１０は、クリーナ有り設定し、手差しモードでは基本的にクリーナ有りの設定に切り換える。通常の用紙カセットからは、通常、仕様通りの紙が送られてくるが、手差しの場合はどんな紙が送られるまったくわからないので、このように設定すると画質に対する効果がある。
【００９６】
また、用紙の種類を検出する手段を画像形成装置が有していて、その検出手段の検出信号に応じて設定を切り換えるようにしてもよい。用紙の種類を検知する手段は、例えば、光センサで紙厚みを測定する、あるいは搬送ローラに電流を流して抵抗値を測定する。
【００９７】
次に、上述したモノクロ印字および切り換え時のバイアス反転の動作を図１６のフローチャートを参照して説明する。
【００９８】
まず、ＣＰＵ１１０は、通常、クリーナ有りのプロセスでの動作を制御する（ＳＴ１）。
【００９９】
ＣＰＵ１１０は、カラー画像か否かをチェックする（ＳＴ２）。
【０１００】
ステップＳＴ２でカラー画像の場合、ＣＰＵ１１０は、クリーナレスプロセスに変更する信号を受信したか否かをチェックする（ＳＴ３）。
【０１０１】
ステップＳＴ３で信号を受信しない場合、ＣＰＵ１１０は、ステップＳＴ１に戻る。
【０１０２】
ステップＳＴ３で信号を受信した場合、ＣＰＵ１１０は、非画像形成動作時に一定時間ブラシＹ３２，Ｍ３２，Ｃ３２，Ｋ３２に逆バイアスを印加した後、元のバイアスに戻す（ＳＴ４）。
【０１０３】
続いて、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６のソレノイドＹ３１，Ｍ３１，Ｃ３１を動作させて、ブレードＹ３０，Ｍ３０，Ｃ３０をそれぞれの感光体から離間させる（ＳＴ５）。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ１１０は、画像印字動作を制御する（ＳＴ６）。
【０１０５】
また、ステップＳＴ２でモノクロ画像の場合、ＣＰＵ１１０は、クリーナレスプロセスに変更する信号を受信したか否かをチェックする（ＳＴ７）。
【０１０６】
ステップＳＴ７で信号を受信した場合、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６，Ｋ３６に対して、非画像形成動作時に一定時間ブラシＹ３２，Ｍ３２，Ｃ３２，Ｋ３２に逆バイアスを印加した後、元のバイアスに戻す（ＳＴ８）。
【０１０７】
続いて、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６，Ｋ３６のソレノイドＹ３１，Ｍ３１，Ｃ３１，Ｋ３１を動作させて、ブレードＹ３０，Ｍ３０，Ｃ３０，Ｋ３０をそれぞれの感光体から離間させる。さらに、ＣＰＵ１１０は、ブラックのプロセス条件（露光、転写等）を変更し（ＳＴ５）、ステップＳＴ６に移行する。
【０１０８】
また、ステップＳＴ７で信号を受信しない場合、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６に対して、非画像形成動作時に一定時間ブラシＹ３２，Ｍ３２，Ｃ３２に逆バイアスを印加した後、元のバイアスに戻す（ＳＴ１０）。
【０１０９】
続いて、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６のソレノイドＹ３１，Ｍ３１，Ｃ３１を動作させて、ブレードＹ３０，Ｍ３０，Ｃ３０をそれぞれの感光体から離間させ（ＳＴ１１）、ステップＳＴ６に移行する。
【０１１０】
次に、上述した手差しモードで設定を変更する動作を図１７のフローチャートを参照して説明する。
【０１１１】
まず、ＣＰＵ１１０は、通常、クリーナレスプロセスでの動作を制御する（ＳＴ１）。
【０１１２】
ＣＰＵ１１０は、手差しモードになった際（ＳＴ２２）、非画像形成動作時に一定時間ブラシＹ３２，Ｍ３２，Ｃ３２，Ｋ３２に逆バイアスを印加した後、元のバイアスに戻す（ＳＴ２３）。
【０１１３】
続いて、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ３６，Ｍ３６，Ｃ３６，Ｋ３６のソレノイドＹ３１，Ｍ３１，Ｃ３１，Ｋ３１を動作させて、ブレードＹ３０，Ｍ３０，Ｃ３０，Ｋ３０をそれぞれの感光体に当接させる。さらに、ＣＰＵ１１０は、ブラックのプロセス条件（露光、転写等）を変更する（ＳＴ２４）。
【０１１４】
そして、ＣＰＵ１１０は、画像印字動作を制御する（ＳＴ２５）。
【０１１５】
次に、第３実施例について説明する。
【０１１６】
上述した第１、第２実施例は、いずれも感光体のクリーナレスプロセスに関する内容であるが、これを転写ベルトや中間転写体のクリーナレスプロセスと組み合わせても良い。
【０１１７】
図１８は、第３実施例に係る直接転写方式の画像形成装置の構成例を示すものである。すなわち、第３実施例に係る直接転写方式の画像形成装置は、複数の画像形成部（ステーション）Ｙ４６、Ｍ４６、Ｃ４６、Ｋ４６が、紙搬送手段としての転写ベルト１３１上に配置されている。
【０１１８】
第１段目の画像形成部Ｙ４６はイエローの画像を形成し、第２段目の画像形成部Ｍ４６はマゼンタの画像を形成し、第３段目の画像形成部Ｃ４６はシアンの画像を形成し、第４段目の画像形成部Ｋ４６はブラックの画像を形成する。
【０１１９】
なお、詳しくは後述するが、画像形成部Ｙ４６は感光体Ｙ４１とブレードＹ４２と転写ローラＹ４３を有し、画像形成部Ｍ４６は感光体Ｍ４１とブレードＭ４２と転写ローラＭ４３を有し、画像形成部Ｃ４６は感光体Ｃ４１とブレードＣ４２と転写ローラＣ４３を有し、画像形成部Ｋ４６は感光体Ｋ４１とブレードＫ４２と転写ローラＫ４３を有する。
【０１２０】
クリーニング用のブレードＹ４２，Ｍ４２，Ｃ４２，Ｋ４２は、クリーナ制御部１１８を介してＣＰＵ１１０によって感光体への当接離間が制御される。
【０１２１】
直接転写方式での通常の印字動作では、ベルト上にトナーは付着しないが、画像印字動作の前や紙間隔動作時に画質維持制御のため、意図的にベルトにパッチ画像等を印字する。また、紙がジャムになった際、ベルト上に不要なトナーが大量に付着してしまう。
【０１２２】
これを通常のクリーナ有りの画像形成装置では、ベルトに設けられたクリーナにて回収する。
【０１２３】
これに対して、図１８に示す第３実施例の画像形成装置は、ベルトクリーナレス方式としてクリーナがなく、感光体や転写ローラ等のバイアスを切り換えることによってそれらのトナーを感光体上に戻すものである。
【０１２４】
このベルトクリーナレス方式を用いた場合は、ベルト上にクリーナが不要なため、ベルトの長寿命化と蛇行制御がしやすくなって全体に低コスト化が可能となる。ベルト上のトナーを感光体に回収する際、特定の色を特定の画像形成部（ステーション）に確実に戻せれば良い。しかしながら、感光体側がクリーナレスプロセスである場合、それができないジャム画像等では、混色が比較的目立たないブラックの現像器へ戻すことになる。ブラック現像器も、混色が目立たないとはいえ、量によっては色目がかわり、黒が黒でなくなってしまうので好ましくない。
【０１２５】
そこで、本第３実施例では、色の混ざったトナーを回収するときは、感光体側のクリーナを当接させてクリーナにて除去し、色の混ざっていないほぼ単色の画像の場合はクリーナを離間させて現像器にて回収するようにする。
【０１２６】
この場合、第１実施例のカートリッジの交換によりクリーナ有りとクリーナレスが切り換る構成でも、カートリッジを入れ替えるように画像本体側が表示することにより、ユーザが入れ替えて本動作を行なうようにしても良い。しかし、それは少々面倒なので、好ましくは第２実施例のように、自動でクリーナのオンとオフができるようにする方が望ましい。
【０１２７】
次に、上述したモノクロ印字および切り換え時のバイアス反転の動作を図１９のフローチャートを参照して説明する。
【０１２８】
まず、通常の画像動作にて紙詰りが発生し、その後の復帰動作が開始される（ＳＴ３１）。
【０１２９】
ステップＳＴ３１の紙詰り時にベルト１３１上に２色以上のトナーが印字された際（ＳＴ３２）、ＣＰＵ１１０は、画像形成部Ｙ４６，Ｍ４６，Ｃ４６，Ｋ４６の感光体Ｙ４１，Ｍ４１，Ｃ４１，Ｋ４１にクリーニング用のブレードＹ４２，Ｍ４２，Ｃ４２，Ｋ４２を当接する（ＳＴ３３）。
【０１３０】
続いて、ＣＰＵ１１０は、転写ローラＹ４３，Ｍ４３，Ｃ４３，Ｋ４３の転写バイアスを変更してベルト１３１上のトナーを感光体Ｙ４１，Ｍ４１，Ｃ４１，Ｋ４１側へ付着させてクリーニングを行なう（ＳＴ３４）。
【０１３１】
また、ステップＳＴ３２でベルト１３１上に単色のトナーが印字された際、ＣＰＵ１１０は、印字した色のブレード（Ｙ４２，Ｍ４２，Ｃ４２，Ｋ４２）を離間する（ＳＴ３５）。
【０１３２】
続いて、ＣＰＵ１１０は、印字した色の転写ローラ（Ｙ４３，Ｍ４３，Ｃ４３，Ｋ４３）の転写バイアスを変更してベルト１３１上のトナーを感光体（Ｙ４１，Ｍ４１，Ｃ４１，Ｋ４１）側へ付着させてクリーニングを行なう（ＳＴ３６）。
【０１３３】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、同一の画像形成装置において、クリーナレスプロセスと通常のクリーナ有りプロセスとを、カートリッジを交換することにより切り換え、さらにクリーナレスプロセスまたはクリーナ有りプロセスに適したプロセス条件を自動的に変更することにより、ユーザの好みに応じて高画質な設定、または低コストな設定とに使い分けることができる。例えば、同じ画像形成装置を使用していても、画質重視のユーザはクリーナ有りのカートリージを使用し、コスト重視のユーザはクリーナレスのカートリッジを使用する。
【０１３４】
また、プロセスユニットを交換しなくても、感光体のクリーナ部におけるクリーニング用のブレードを感光体と離間可能とし、ユーザ操作によりクリーナのオン、オフを変更する。この場合、離間機構をつけるため初期コストとしては上昇するものの、ユーザがカートリッジ（ユニット）を交換する手間を省き、クリーナ有りとクリーナレスとを簡単に切り換えることができる。
【０１３５】
なお、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】この発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図２】クリーナレスプロセスの概略構成を示す図。
【図３】中間転写ベルトを用いた例を示す図。
【図４】通常のクリーナ有りの構成を示す図。
【図５】カートリッジの構成を示す図。
【図６】カートリッジの構成を示す図。
【図７】カートリッジを装着可能な画像形成装置の例を示す図。
【図８】カートリッジに無線タグを内蔵した例を示す図。
【図９】画像形成装置本体側に受信装置を取り付けた例を示す図。
【図１０】転写効率と逆転写量の関係を示す図。
【図１１】感光体の光減衰特性を示す図。
【図１２】感光体特性と露光量とを示す模式図。
【図１３】パルス幅変調とパワー変調とを示す模式図。
【図１４】第２実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図。
【図１５】画像形成部におけるクリーナレスとクリーナ有りの状態を示す図。
【図１６】モノクロ印字および切り換え時のバイアス反転の動作を説明するためのフローチャート。
【図１７】手差しモードで設定を変更する動作を説明するためのフローチャート。
【図１８】第３実施例に係る直接転写方式の画像形成装置の構成例を示す図。
【図１９】モノクロ印字および切り換え時のバイアス反転の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【０１３７】
１…主制御部、２…操作パネル、３…カラースキャナ部、４…カラープリンタ部、１１０…ＣＰＵ、１１１…ＲＯＭ、１１２…ＲＡＭ、１１３…レーザドライバ、１１４…ポリゴンモータドライバ、１１５…搬送制御部、１１６…プロセス制御部、１１７…定着制御部、１１８…クリーナ制御部。
【図１】
2006079056.tif 000003
【図２】
2006079056.tif 000004
【図３】
2006079056.tif 000005
【図４】
2006079056.tif 000006
【図５】
2006079056.tif 000007
【図６】
2006079056.tif 000008
【図７】
2006079056.tif 000009
【図８】
2006079056.tif 000010
【図９】
2006079056.tif 000011
【図１０】
2006079056.tif 000012
【図１１】
2006079056.tif 000013
【図１２】
2006079056.tif 000014
【図１３】
2006079056.tif 000015
【図１４】
2006079056.tif 000016
【図１５】
2006079056.tif 000017
【図１６】
2006079056.tif 000018
【図１７】
2006079056.tif 000019
【図１８】
2006079056.tif 000020
【図１９】
2006079056.tif 000021