(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
前記像担持体上の静電潜像を各色のトナー像として現像する現像装置と、
前記像担持体上の各色のトナー像を１次転写バイアスで中間転写体に転写する１次転写部と、
前記中間転写体上のトナー像を２次転写バイアスで転写材に転写する２次転写部と、
２次転写後に前記中間転写体上に残ったトナーを清掃するクリーニング部材と、を有し、
前記現像装置内のトナーが前記像担持体側に吐出されるリフレッシュ工程を有する画像形成装置において、
各色のトナーのうち円形度の低いトナーが初めに前記クリーニング部材に進入し、円形度の高いトナーが２番目以降に前記クリーニング部材に進入するように、前記リフレッシュ工程におけるトナー吐出を行い、
前記円形度の低いトナーについては印字面積率が所要の閾値より大きく前記リフレッシュ工程が不要な場合でも、前記円形度の高いトナーについては印字面積率が閾値以下であって前記リフレッシュ工程が必要である場合には、前記円形度の低いトナーの前記リフレッシュ工程を行なってから前記円形度の高いトナーの前記リフレッシュ工程を行なう、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の像担持体と、
前記像担持体上の静電潜像を各色のトナー像として現像する現像装置と、
前記像担持体上の各色のトナー像を１次転写バイアスで中間転写体に転写する１次転写部と、
前記中間転写体上のトナー像を２次転写バイアスで転写材に転写する２次転写部と、
２次転写後に前記中間転写体上に残ったトナーを清掃するクリーニング部材と、を有し、
前記現像装置内のトナーが前記像担持体側に吐出されるリフレッシュ工程を有する画像形成装置において、
各色のトナーのうち円形度の低いトナーが初めに前記クリーニング部材に進入し、円形度の高いトナーが２番目以降に前記クリーニング部材に進入するように、前記リフレッシュ工程におけるトナー吐出を行い、
前記円形度の低いトナーを収容する前記現像装置が、前記円形度の高いトナーを収容する前記現像装置よりも中間転写体搬送方向下流側に配置されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
印字面積率が所要の閾値以下である場合にのみ前記リフレッシュ工程が行われる、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記印字面積率の所要の閾値が３％であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
装置内温度を検知するための温度検知手段を備え、検知温度によっては前記円形度の低いトナーの前記リフレッシュ工程を行なわない、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記リフレッシュ工程が低速モードで行われる、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
ユーザーが、画像形成装置に設けられた操作部から又は画像形成装置に接続したパーソナルコンピュータから前記リフレッシュ工程の実行を直接指示できる、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
ユーザーが、画像形成装置に設けられた操作部から又は画像形成装置に接続したパーソナルコンピュータから前記リフレッシュ工程の実行の有無を切り替えられる、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
より低い円形度のトナーを用いて画像形成時には常に前記中間転写体上の紙間にトナーパターンが形成される、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
（円形度）＝（投影面積と等しい円の周囲長）／（投影像の周囲長）と定義したときに、前記円形度の高いトナーは０．９６以上の円形度を有し、前記円形度の低いトナーは０．９６未満の円形度を有する、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、クリーニングブレードにより中間転写ベルト上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングが行われる。トナーの円形度を高くすることにより高画質・高画像を実現できるが、円形度が高いためクリーニングブレードによるクリーニングが難しくなる。
【０００３】
また、カラー画像を出力できる電子写真方式の画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数色のトナーが使用されるが、色毎にトナーの円形度が異なることが知られている。
ここで、（円形度）＝（投影面積と等しい円の周囲長）／（投影像の周囲長）である。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置で画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率（画像形成可能な面積（転写材面積）に対する印字される面積の割合）が低い場合、現像ローラから感光体に現像されるトナーが少ないために現像装置内のトナーの入れ替わりが起こりにくく、結果としてトナーが現像装置内に留まる時間が長くなる。現像装置内に長く存在し続けるトナーは、長期的に攪拌されてストレスを加えられ、帯電能力や電荷保持能力が低下し、クリーニング不良による画像品質の低下などが生じる。またトナーが長期的に帯電し続けることで、現像ブレードと現像ローラの摩擦や圧力のストレスによりトナーが滞留し、トナー固着にも繋がる。このような長期的に残留するトナーを劣化トナーと呼ぶ。
【０００５】
現像装置内の現像ローラに付着しているこの劣化トナーによる画像品質低下を抑制する方法として、次の方法が知られている。すなわち、平均印字面積率とトナー供給ローラ回転距離を用いて、劣化トナーが現像装置内に長時間留まり続けないように、所要のタイミングで古いトナーを現像装置から感光体側に吐出して、中間転写ベルト上の紙間などにトナーパターンを形成し、その後現像装置に新しいトナーを補給する。このような現像装置に収納されたトナーをリフレッシュする工程は、画像品質を改善するリフレッシュ工程として知られている。
【０００６】
特許文献１では、感光体クリーニングのクリーニング性を上げる目的で、現像ローラ上のトナーの強制排出工程（以下、リフレッシュ工程という）においてクリーニング性が良好な不定形トナーを感光体クリーニング部に入力し、クリーニング性が低い球形トナーをベルトクリーニング部に入力する。また不定形トナーと球形トナーの割合を一定にしたものをベルトクリーニング部及び感光体クリーニング部に夫々入力して、クリーニング性を向上させている。しかし、不定形トナーと球形トナーの混合割合を変えても、先に球形トナーが入力されればクリーニング不良を起こしてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の画像形成装置では、リフレッシュ工程で円形度が高いトナーが初めにクリーニングブレードに大量に進入するとクリーニング不良が生じる虞があった。
【０００８】
そこで本発明は、リフレッシュ工程時に現像装置から吐出される円形度の高いトナーも中間転写体上で効果的にクリーニングできる画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、複数の像担持体と、前記像担持体上の静電潜像を各色のトナー像として現像する現像装置と、前記像担持体上の各色のトナー像を１次転写バイアスで中間転写体に転写する１次転写部と、前記中間転写体上のトナー像を２次転写バイアスで転写材に転写する２次転写部と、２次転写後に前記中間転写体上に残ったトナーを清掃するクリーニング部材と、を有し、前記現像装置内のトナーが前記像担持体側に吐出されるリフレッシュ工程を有する画像形成装置において、各色のトナーのうち円形度の低いトナーが初めに前記クリーニング部材に進入し、円形度の高いトナーが２番目以降に前記クリーニング部材に進入するように、前記リフレッシュ工程におけるトナー吐出を行い、前記円形度の低いトナーについては印字面積率が所要の閾値より大きく前記リフレッシュ工程が不要な場合でも、前記円形度の高いトナーについては印字面積率が閾値以下であって前記リフレッシュ工程が必要である場合には、前記円形度の低いトナーの前記リフレッシュ工程を行なってから前記円形度の高いトナーの前記リフレッシュ工程を行なう、ことを特徴とする画像形成装置により解決される。
【発明の効果】
【００１０】
画像形成装置ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなど複数色のトナーが使用されるが、色毎にトナーの円形度が異なる。そこで、リフレッシュ工程においてクリーニング部材にひっかかりやすい円形度の低い色のトナーを最初に吐出してクリーニング部材に堰き止め壁を作り、次いで円形度の高い色のトナーを吐出し、円形度の低いトナーの堰き止め壁によってこれを堰き止める。このようにして、リフレッシュ工程を搭載している画像形成装置においてリフレッシュ工程時に吐出される円形度が高いトナーを中間転写体上で確実にクリーニングできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の制御システムを表すブロック図である。
【図３】図１に示した画像形成装置のリフレッシュ工程手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の転写ベルト４４における主要部品の配置を示す概略断面図である。
【図５】転写ベルト４４とトナーの付着状況を示す概略図である。
【図６】クリーニングブレードエッジでのトナーの様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態である電子写真装置の構成及び動作を説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置であるカラー電子写真装置の中央断面概略構成図である。
画像形成装置１内には、像担持体であるφ３０の円筒形の感光体ドラム３が設置されており、周速５０〜２００ｍｍ／ｓで回転する。感光体ドラム３の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器６が圧接されている。帯電器６は、感光体ドラム３の回転により従動回転しており、画像形成装置内に具備された高圧電源によりＤＣバイアスあるいはＤＣにＡＣが重畳された重畳バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム３は一様に表面電位−５００Ｖ等に帯電される。
【００１３】
続いて感光体ドラム３は潜像形成手段である露光手段４２により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどで行われる。感光体ドラム３の露光部の表面電位は−５０Ｖ等に落ちる。
【００１４】
４３は現像手段である１成分接触式の現像装置であり、画像形成装置内に具備された高圧電源から供給される−２００Ｖ等の所要の現像バイアスによって、感光体ドラム３の静電潜像をトナー像として顕像化する。具体的には、現像装置４３は現像ローラ４５を具備し、現像ローラ４５上のトナーが感光体ドラム３に吐出されることで感光体ドラム３の静電潜像が現像される。現像装置４３には帯電極性が負である１成分トナーが収納される。
【００１５】
感光体ドラム３、帯電器６、現像装置４３は、一体化されたプロセスユニット２として構成されている。
プロセスユニット２は並列にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応して４個配設され、フルカラー画像形成時はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で可視像を形成するが、必ずしもこの順である必要は無い。感光体ドラム３と当接する中間転写体である転写ベルト４４に各色の可視像が順次重ね転写されることで、フルカラー画像が形成される。
【００１６】
フルカラー画像の形成に際してトナーの円形度を高くすることにより高画像化を狙える一方、円形度が高いことによりクリーニングブレードによるクリーニングが難しくなる。またカラー画像を出力できる電子写真方式の画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなど複数色のトナーを使用しているが、色毎にトナーの円形度が異なる。その理由として、重合トナーは基剤に顔料を分散させる際に色毎に顔料の分散性が異なるため、顔料が均一に分散する場合はトナーの円形度が高く、顔料が不均一に分散する場合は円形度が低くなるからである。このため分散性の低い顔料を使用したトナーの円形度を高くすることは難しく、逆に分散性の高い顔料を使ったトナーの円形度を低くすることも難しい。この様にして色毎にトナーの円形度の差異が発生してしまう。
【００１７】
転写ベルト４４は、転写駆動も兼ねる２次転写対向ローラ２１、クリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ７０、テンションローラ２０にて張架されており、画像形成装置内に具備された駆動モータにより２次転写対向ローラ２１を介して回転駆動される。なお、プロセスユニット２と２次転写対向ローラ２１の駆動源は、それぞれ独立して設けられても共通であってもよい。だが、少なくともブラック用のプロセスユニットと転写駆動は、同時にＯＮ／ＯＦＦさせることが一般的であり、本体の小型化・低コスト化のために共通とすることが望ましい。また、転写ベルト張架機構としてテンションローラ２０をローラ両側にてばねにより加圧している。
【００１８】
２次転写対向ローラ２１の近傍であって２次転写対向ローラ２１よりもベルト搬送方向下流側に配置されているのは、転写ベルトクリーニングユニット３２である。転写ベルトクリーニングユニット３２は、転写ベルト４４に対してカウンタ当接されるクリーニング部材であるクリーニングブレード３１を備え、クリーニングブレード３１により転写ベルト４４上の転写残トナーを掻き取ることで清掃・クリーニングを行う。なお、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式や静電ローラ方式等も搭載可能であり、クリーニングブレード３１の替わりにバイアス印加されるクリーニングブラシ／クリーニングローラが配置される。だが静電方式の場合、画像形成装置の使用状況に応じて転写残トナーの予備荷電が必要になる場合があり、クリーニングユニット自体が大型化する、高圧電源が１〜２系統追加になる、バイアスクリーニングのための余分な動作が必要になる等の欠点がある。よって、本体の小型化・低コスト化や清掃性の観点からは、ブレードクリーニング方式が好ましい。
【００１９】
クリーニングブレード３１により掻き取られた転写残トナーは、画像形成装置内に具備されたトナー搬送経路を通って転写ベルト用の廃トナー収納部３３に収納される。
【００２０】
１次転写ローラ７０は、φ１２〜１６のスポンジローラもしくは金属ローラであり、転写ベルト４４を介して感光体ドラム３に対して対向配置されている。１次転写部である１次転写ローラ７０は、画像形成装置内に具備された単独の高圧電源により所要の１次転写バイアス＋１００〜＋２０００Ｖを印加されて、感光体ドラム３上のトナー画像を転写ベルト４４に転移させる。１次転写ローラ７０には、スポンジローラの場合は１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリンゴム）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。
【００２１】
転写ベルト４４に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ、樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。本実施形態では、引張弾性率１０００〜２０００ＭＰＡのＴＰＥにカーボンブラックを添加した単層構造のベルトであって、厚さ９０〜１６０μｍ、幅２３０ｍｍのものを用いた。また電気抵抗としては、２３℃５０％ＲＨの環境にて体積抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω／□（共に三菱化学社製ＨｉｒｅｓｔａＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０にて測定、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒）のものを使用した。
【００２２】
２次転写ローラ２５はφ１６〜２５のスポンジローラであり、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。ここで、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要が生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。逆に、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を下回ると、同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、単色画像部を転写するには比較的低電圧でも十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。
【００２３】
なお、１次転写ローラ７０及び２次転写ローラ２５の抵抗値測定は、導電性の金属製板にローラを設置し、芯金両端部にそれぞれ４．９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１ＫＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。
【００２４】
駆動ローラ２１は、ポリウレタンゴム（肉厚０．３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０．０３〜０．１ｍｍ）等が使用可能であるが、本実施形態としては温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ（肉厚０．０５、φ１９）を使用した。電気抵抗値としては、２次転写ローラ２５よりも低くなるように、１０＾６Ω以下に設定した。
【００２５】
転写材は転写材カセット２２にセットされ、給紙搬送ローラ２３、レジストローラ対２４等によって、転写ベルト４４表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。２次転写対向ローラ２１と２次転写ローラ２５のニップ部で高圧電源により所要の２次転写バイアスが印加されることで、転写ベルト４４上のトナー画像が転写材に転移する。本構成において給紙は縦型パスをとっている。転写材は２次転写対向ローラ２１の曲率によって転写ベルト４４から分離され、転写材に転写されたトナー画像は定着手段４０によって定着された後、排出口から排出される。定着手段４０は、ハロゲンヒータなどの熱源を備えた定着ローラとこれと対向する対向ローラを備え、定着ローラと対向ローラの定着ニップを転写材が通過する際の加熱と加圧により転写材上のトナー像が定着される。
【００２６】
２次転写バイアスとして、２次転写部である２次転写ローラ２５に＋のバイアスを印加し駆動ローラ２１を接地することで２次転写電界を形成する引力転写方式と、２次転写部である駆動ローラ２１に−のバイアスを印加し２次転写ローラ２５を接地することで２次転写電界を形成する斥力転写方式の２方式がある。本実施形態では、引力転写方式を用い、通紙時の２次転写バイアスとして＋５〜１００μＡの電流を定電流制御により印加した。
【００２７】
また、転写材の種類によって作像プロセス速度を変更するようにした。具体的には、坪量１００ｇ／ｍ＾２以上の転写材を用いる場合には、作像プロセス速度を通常時の半速となるようにした。これにより、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常の作像プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにした。
【００２８】
次に、画像形成装置１の処理ブロックについて説明する。
図２は、本実施形態の画像形成装置の制御システムを表すブロック図である。
ＣＰＵ５５は、画像形成装置のＣＰＵであり、ＲＯＭ５６に記憶された制御プログラム等に基づいてシステムバス５０に接続される各種デバイスとのアクセスを総括的に制御し、Ｉ／Ｏ６５を介して接続されるセンサやモータ、クラッチ、ヒーターなどの電装品の入出力を制御する。
【００２９】
このＲＯＭ５６は、制御プログラム等を記憶している。ＣＰＵ５５は、ＲＯＭ５６に記憶されている制御プログラムを実行するほか、外部Ｉ／Ｆ５４を介してホストコンピュータなどの外部装置との通信処理が可能となっている。
【００３０】
ＲＡＭ５７は、ＣＰＵ５５の主メモリ、ワークエリア等として機能し、記録データの展開領域、環境データ格納領域等に用いられる。
【００３１】
ＮＶＲＡＭ６０は、制御プログラムが利用する画像形成装置に関する情報が格納される。
ＮＶＲＡＭ６１，６２，６３，６４は、各トナー容器に搭載され、各トナー容器の残量などの情報が格納される。
【００３２】
操作パネルＩ／Ｆ５８を介して接続される操作パネル５９によって、プリンタモードなどを設定できる。
各色トナーは、トナー供給モータ６６を駆動させ、各トナー供給クラッチ６７，６８，６９，７０をＯＮにすることで、各トナー容器から現像装置４３へ供給される。
各現像装置４３内には、トナーを検知するためにトナー検知センサ７１，７２，７３，７４が設置される。
【００３３】
画像処理ＩＣ７５は、コントローラ７６からの画像データを受け、装置上部に配置された光書き込み装置に画像データ送信する。さらに、画像処理ＩＣ７５は、コントローラ７６から受け取った画像データから、１ページあたりのトナー消費量を算出し、算出したトナー消費量を、システムバス５０を介してＣＰＵ５５に通知する機能を持つ。
【００３４】
次に、リフレッシュ工程手順（リフレッシュモード実行手順）をフローチャートを参照して説明する。
図３は、基本的なリフレッシュ工程手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ５５は、コントローラ７６から画像データの印刷指示を取得すると、この画像データを画像処理ＩＣ７５へ供給して光書き込み装置による露光処理を開始させると共に、リフレッシュ工程手順を開始する。
【００３５】
次いで、ＣＰＵ５５は、原稿１ページ分の露光処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００３６】
原稿１ページ分の露光処理が完了していないと判断すると、ＣＰＵ５５は、このステップＳ１１を繰り返すことにより、原稿１ページ分の露光処理が完了するのを待ち受ける。
一方、原稿１ページ分の露光処理が完了したと判断すると、ＣＰＵ５５は、画像処理ＩＣ７５から原稿１ページ分のトナー消費カウンタの値を取得する（ステップＳ１２）。
【００３７】
次いで、ＣＰＵ５５は、色（Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫ）毎に原稿１ページの印字面積率を算出する（ステップＳ１３）。
ここで印字面積率Ｔは、トナー消費カウンタ値Ｕを、印字範囲の総画素数、すなわちトナー供給ローラ幅の画素数Ｐに副走査方向の画素数Ｑを乗じた値で除算することにより求められる。
（印字面積率Ｔ）＝（トナー消費カウンタＵ）／（トナー供給ローラ幅の画素数Ｐ×副走査方向の画素数Ｑ）
【００３８】
以下に、ブラックトナーの印字面積率の計算例を説明する。
例えば、Ｓ１２にて取得した、ブラックトナーにおけるトナー消費カウンタ値Ｕが３９３７３７９［ｄｏｔ］であるとする。トナー供給ローラの幅が２９７［ｍｍ］であり、主走査方向の画素密度が１２００［ｄｐｉ］であった場合、１［ｉｎｃｈ］が２５．４［ｍｍ］であるため、トナー供給ローラ幅の画素数Ｐは、（２９７／２５．４）×１２００＝１４０３１［ｄｏｔ］となる。
【００３９】
一方、副走査方向の画素密度が２４００［ｄｐｉ］であり、副走査方向の原稿の長さが２９７［ｍｍ］である場合、副走査方向の画素数Ｑは、（２９７／２５．４）×２４００＝２８０６２［ｄｏｔ］となる。このため印字面積率Ｔは、３９３７３７９／（１４０３１×２８０６２）≒０．０１となり、約１［％］と算出される。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ５５は、平均印字面積率を算出する（ステップＳ１４）。ここで平均印字面積率は、前回のリフレッシュ工程の実行時以降における印字面積率の平均値であり、ＮＶＲＡＭ６０に直前のページまでの平均印字面積率及びページ数が色毎に記憶されている。
【００４１】
このためＣＰＵ５５は、ＮＶＲＡＭ６０から直前のページまでの平均印字面積率及びページ数を取得し、これと今回算出された印字面積率Ｔとを基に新たな平均印字面積率を算出して、これをＮＶＲＡＭ６０に記憶させることにより更新する。
【００４２】
次いで、ＣＰＵ５５は、トナー供給ローラの回転距離を取得する（ステップＳ１５）。ＮＶＲＡＭ６０には、前回のリフレッシュ工程が行われたときからのトナー供給ローラの回転距離が記憶されている。そこでＣＰＵ５５は、ＮＶＲＡＭ６０からトナー供給ローラの回転距離を取得する。
【００４３】
次いで、ＣＰＵ５５は、トナー供給ローラの回転距離が所要の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで閾値は、ＮＶＲＡＭ６０に予め記憶されている値であり、例えば２００［ｍ］に設定されている。この閾値は、ユーザーによる操作パネル５９を介した操作により変更することも可能となっている。
【００４４】
ＣＰＵ５５は、トナー供給ローラの回転距離が所要の閾値以上でないと判断すると（Ｓ１６，Ｎｏ）、ＣＰＵ５５は、リフレッシュ工程を行うことなく、このリフレッシュ工程を終了する。
一方、ＣＰＵ５５は、トナー供給ローラの回転距離が所要の閾値以上であると判断すると（Ｓ１６，Ｙｅｓ）、ステップＳ１４において算出した平均印字面積率が所要の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。ここで平均印字面積率の閾値は、ＮＶＲＡＭ６０に予め記憶されている値であり、例えば３［％］となっている。このような閾値を設けることで、リフレッシュ工程の回数を低減させてトナー消費を低減することができる。この閾値は、ユーザーによる操作パネル５９を介した操作により変更することも可能となっている。
【００４５】
ＣＰＵ５５は、ステップＳ１４において算出した平均印字面積率が所要の閾値以下でないと判断すると、すなわち平均印字面積率が高い値の場合（Ｓ１７，Ｎｏ）、リフレッシュ工程を行うことなく、このリフレッシュ工程を終了する。
一方、ＣＰＵ５５は、ステップＳ１４において算出した平均印字面積率が所要の閾値以下であると判断すると、すなわち平均印字面積率が低い値の場合（Ｓ１７，Ｙｅｓ）、現像ローラに付着したトナーを強制的に消費させるリフレッシュ工程を実行する（ステップＳ１８）。このように、印字面積率が所要の閾値以下である場合にのみリフレッシュ工程を行う。これにより、リフレッシュ工程の回数を低減させることができ、トナー消費を抑制することができる。次いで、ＣＰＵ５５は、ＮＶＲＡＭ６０に記憶されているトナー供給ローラの回転距離及び平均印字面積率の値を「０」とすることによりリセットしてから、リフレッシュ工程を終了する。
【００４６】
このようなリフレッシュ工程を実行することで、劣化トナーが現像装置４３内に長時間留まり続けないように所要のタイミングで古いトナーを現像装置４３から感光体ドラム３側に吐出して、転写ベルト４４上の紙間などにトナーパターンを形成する。そのため、画像品質を改善する処理ができる。トナーパターンは転写ベルトクリーニングユニット３２によって回収され、現像装置４３に新しいトナーが補給される。ただし、Ｓ１８におけるリフレッシュ工程では、各色のトナーについて単に同時に又は無作為にトナー吐出を行うのではなく、各色のトナーのうち円形度の低いトナーが初めにクリーニングブレード３１に進入し、円形度の高いトナーが２番目以降にクリーニングブレード３１に進入するように、トナー吐出を行う。トナー吐出の順序の具体例については後述する。
【００４７】
ところで、前述の例ではブラックトナーの平均印字面積率は１［％］であり、平均印字面積率の閾値が３［％］であるから、リフレッシュ工程は実行されない。しかし、円形度の低いトナー（例えば、イエロートナー）については平均印字面積率が所要の閾値より大きくリフレッシュ工程が不要な場合でも、円形度の高いトナー（例えば、ブラックトナー）については平均印字面積率が閾値以下であってリフレッシュ工程が必要であれば、円形度の低いトナーの印字面積率の大小にかかわらず、円形度の低いトナーのリフレッシュ工程を行なってから円形度の高いトナーのリフレッシュ工程を行なってもよい。これにより、確実に円形度の低いトナーをブレードに進入させてから、円形度の高いトナーをブレードに進入させることができる。
【００４８】
またこの場合、画像形成装置１が、装置内温度を検知するための温度検知手段である温度センサや温湿度センサを備え、検知温度によっては円形度の低いトナーのリフレッシュ工程を行なわなくてもよい。高温高湿環境ではクリーニングブレード３１は振動し易く、振動のためにトナーがクリーニングブレード３１を抜け易くなる。逆に低温低湿環境ではクリーニングブレード３１が硬くなって対向する転写ベルト４４やトナーに追従しなくなり、トナーがクリーニングブレードから抜けやすい。低温と高温の間の中間の温度ではクリーニング性が高いので、中間の温度が検知されたときには、円形度の低いトナーのリフレッシュ工程を行なわないことにより、無駄なトナー消費を低減することができる。
【００４９】
なお、高温に強いクリーニングブレードは低温に弱く、低温に強いクリーニングブレードは高温に弱くなる。そこで、例えば気温の高い地域で画像形成装置１を使用する場合は、高温に強いクリーニングブレードを用いて、円形度の低いトナーのリフレッシュ工程を低温低湿環境でのみ行ってもよい。逆に、気温の低い地域で画像形成装置１を使用する場合は、低温に強いクリーニングブレードを用いて、円形度の低いトナーのリフレッシュ工程を高温高湿環境でのみ行ってもよい。
【００５０】
また、ユーザーが、画像形成装置１に設けられた操作部である操作パネル５９又は画像形成装置１に接続したパーソナルコンピュータからリフレッシュ工程の実行を直接指示できるようにしてもよい。この場合、図３におけるリフレッシュ処理フローとは無関係にリフレッシュ工程が実行されることになる。これにより、クリーニング不良によるスジが転写材に形成されたときに、ユーザーは制御によるリフレッシュ工程を待たずに自らの操作によってリフレッシュ工程を実行し、クリーニング性を向上させることができる。
【００５１】
また、ユーザーが、画像形成装置１に設けられた操作部である操作パネル５９又は画像形成装置１に接続したパーソナルコンピュータからリフレッシュ工程の実行の有無を切り替えられるようにしてもよい。ユーザーがクリーニング不良による多少のスジを許容できる場合にリフレッシュ工程を実行しないように設定を切り替えることで、無駄なトナー消費を抑えられる。
【００５２】
また本画像形成装置１では、画像形成を行う転写材の間隔を変更することで、単位時間当たりに画像形成を行う転写材の枚数を設定する生産性モード（ｐｐｍ（ｐｒｉｎｔ ｐｅｒ ｍｉｎｉｔｅｓ））を選択することができる。具体的には、「高速モード」（高速）、「中速モード」（中速）及び「低速モード」（低速）の３つ生産性モードが規定されている。よって、ＣＰＵ５５は「低速モード」でリフレッシュ工程を行うか、ユーザーが操作部である操作パネル５９から「低速モード」でリフレッシュ工程を行うことを設定できる。これにより、トナーがクリーニングブレード３１へ進入する際のトナーの進入速度を低下させて、トナーがより確実に掻き取られるようにすることができる。
【００５３】
図４は、本実施形態の転写ベルト４４における主要部品の配置を示す概略断面図、図５は、転写ベルト４４とトナーの付着状況を示す概略図である。
図４のように、転写ベルト４４の回転方向にクリーニングブレード３１、感光体ドラム３、二次転写ローラ２５が配置されている。前述したように、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率（画像形成可能な面積（転写材面積）に対する印字される面積の割合）が低い場合、現像ローラ４５から感光体ドラムに現像されるトナーが少ないために現像装置４３内のトナーの入れ替わりが起こりにくく、結果としてトナーが現像装置内に存在する時間が長くなる。現像装置内に長く存在し続けるトナーは、長期的に攪拌されてストレスを加えられ、トナーの外添剤（主にシリカ）が剥がれる。
【００５４】
トナー母体５１自体は粘性を持っており、機械的付着力が高いため、通常トナー母体５１はシリカ等の外添剤５２でまぶされている（図５（ａ））。だが、長期の攪拌によるストレスを受けると、外添剤５２が剥がれてトナー母体５１がむき出しとなり（図５（ｂ））、劣化トナーとなる。このため転写ベルト４４と劣化トナーの機械的付着力が高くなり、クリーニングブレード３１による劣化トナーの掻き取りが難くなる（クリーニング性が著しく低下する）。
【００５５】
そこで、平均印字面積率とトナー供給ローラ回転距離を用いて、劣化トナーが現像装置内に長時間留まり続けないように所要のタイミングで、図４に示すように転写ベルト４４上の紙間や転写領域外などにトナーパターン８０を形成して、古いトナーを現像装置４３内から吐出させる（リフレッシュ工程）。しかし、トナー吐出処置を行なってもトナー劣化はある程度進み、劣化トナーが吐出時にクリーニングブレード３１に多量に進入すると、クリーニング不良が生じてしまう。
【００５６】
図６は、クリーニングブレードエッジでのトナーの様子を示す概略図である。図６（ａ）はトナー５３がクリーニングブレード３１をすり抜ける様子を示し、図６（ｂ）は円形度の高いトナー５３ａの様子、図６（ｃ）は円形度の低いトナー５３ｂの様子を示している。
図６（ａ）に示すように、クリーニングブレード３１とクリーニング対向ローラ１６は転写ベルト４４を挟んで対向している。通常、全てのトナー５３がクリーニングブレード３１で掻き取られるわけではなく、一部のトナーはクリーニングブレード３１をすり抜ける。
【００５７】
図６（ｂ）に示すように、円形度の高いトナー５３ａがクリーニングブレードに進入した場合、その多くはクリーニングブレード３１で掻き取られるが、その一部はクリーニングブレードエッジをすり抜けてしまう。しかし、図６（ｃ）に示すように、初めに円形度の低いトナー５３ａがクリーニングブレードに進入した場合、円形度の低いトナー５３ｂがクリーニングブレードエッジに引っ掛かってエッジと転写ベルト４４の間で壁を形成し、後から進入してくる円形度の高いトナー５３ａを堰き止め、円形度の高いトナー５３ａのすり抜けを防止する。すなわち、円形度の低い色のトナーが初めにクリーニングブレード３１に進入し、円形度の高い色のトナーが２番目以降にクリーニングブレード３１に進入するように、現像装置４３からのトナー吐出を行なう。これにより、クリーニングブレード３１をすり抜けるトナーが低減し、ひいてはクリーニング性が向上する。
【００５８】
ところで、図１において、円形度の低いトナーを収容する現像装置４３が、円形度の高いトナーを収容する現像装置４３よりもベルト搬送方向下流側に配置されていると好ましい。先ず、円形度の低いトナーをクリーニングブレード３１に進入させなければならないが、この配置によれば、円形度の低いトナーの現像装置４３から転写ベルトクリーニングユニット３２までの距離が最短になる。よって、トナーがベルト搬送方向下流側の現像装置４３から転写ベルトクリーニングユニット３２まで到達する時間も最短になるから、装置の起動を早められる。この場合、各色の現像装置４３でのトナー吐出を同時に行ってもよい。逆に言えば、円形度の低いトナーを収容する現像装置４３がベルト搬送方向上流側（例えば最上流）に配置されている場合、ここで形成されたトナーパターンが最下流の現像装置４３を通過するのを待ってから、最下流の現像装置４３でのトナーパターン形成が行われる必要がある。
【００５９】
また、図３のリフレッシュ工程手順にかかわらず、より低い円形度のトナーを用いて画像形成時には常に転写ベルト４４上の紙間等にトナーパターン８０を形成し、クリーニングブレード３１に進入させてもよい。そして、他の円形度のトナーについて図３のリフレッシュ工程手順に従って平均印字面積率が低い値だった場合（Ｓ１７，Ｙｅｓ）、その円形度のトナーについてリフレッシュ工程を行えばよい。円形度の低いトナーをクリーニングブレードに常に進入させることにより、クリーニングブレードと転写ベルトの間に円形度の低いトナーの壁を常に作ることができ、良好なクリーニングを継続できる。
【００６０】
（円形度）＝（投影面積と等しい円の周囲長）／（投影像の周囲長）と定義したときに、円形度の高いトナーは０．９６以上の円形度を有し、円形度の低いトナーは０．９６未満の円形度を有すると好ましい。円形度の高いトナーほどクリーニングが難しいので、特に０．９８以上の円形度を有するトナーの場合、それよりも円形度の低いトナーの堰き止め壁をブレードエッジに形成することで、良好なクリーニング性が得られる。さらに、０．９６〜０．９８の比較的円形度の高いトナーを良好にクリーニングできない場合でも、より円形度の低いトナーでブレードエッジに堰き止め壁を作ることにより、良好なクリーニング性を確保することができる。
【００６１】
次に、具体的なトナー吐出の方法・順序について説明する。例えば、イエロートナーの円形度の値が０．９６、マゼンタトナーの円形度の値が０．９７、シアントナーの円形度の値が０．９８、ブラックトナーの円形度の値が０．９８の場合について説明する。
本実施形態においては、円形度の低いイエロートナー及びマゼンタトナーが初めにクリーニングブレード３１に進入し、円形度の高い（最も円形度の高い）シアントナー及びブラックトナーは２番目以降にクリーニングブレード３１に進入するように吐出を行なう。具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーの順番で各色のトナーパターン８０がクリーニングブレード３１に進入するようにトナー吐出を行なう。
【００６２】
このために、装置本体に設けられた制御部であるＣＰＵ５５は、リフレッシュ工程の実行時に円形度の低いイエロートナー及びマゼンタトナーが１番目及び２番目にクリーニングブレード３１に進入し、円形度の高いシアントナー及びブラックトナーが３番目及び４番目にクリーニングブレード３１に進入するように、各色のトナーパターン８０の形成タイミングを制御する。先ず、クリーニングブレードエッジに引っ掛かり易い円形度の低いイエロートナーやマゼンタトナーのトナーパターン８０を形成してクリーニングブレード３１へ到達させて、クリーニングブレードエッジにおいてイエロートナーとマゼンタトナーの壁を作る。次いで、円形度の高いシアントナー及びブラックトナーを現像装置４３から感光体ドラム３側に吐出してトナーパターン８０を形成する。クリーニングブレードエッジにおける円形度の低いイエロートナー及びマゼンタトナーの壁が円形度の高いシアントナー及びブラックトナーのクリーニングブレードすり抜けを防ぐ。これにより、リフレッシュ用のトナーパターン８０がクリーニングブレード３１をすり抜けてしまうことを防ぎ、クリーニング不良を防ぐことができる。
【００６３】
最後に、トナーの平均円形度測定方法について説明する。
トナー形状の計測方法としては、トナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値がトナーの平均円形度である。
【００６４】
この値（平均円形度）はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（マルバーン社製）により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって、この値（平均円形度）は得られる。
【００６５】
このようにして得られたトナーの平均円形度の値は、各トナー容器に搭載されたＮＶＲＡＭ６１，６２，６３，６４に格納され、各トナー容器を画像形成装置１に設置したときに、ＣＰＵ５５が平均円形度の値を認識することができる。
【００６６】
以上のように、本発明は、各色のトナーの円形度に応じてリフレッシュ工程におけるトナー吐出の順番を制御する。具体的には、各色のトナーのうち円形度の低いトナーが初めにクリーニングブレード３１に進入し、円形度の高いトナーが２番目以降にクリーニングブレード３１に進入するように（又は円形度の最も高い色のトナーが２番目以降にクリーニングブレードに進入するように）、リフレッシュ工程におけるトナー吐出を行う。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
３  感光体ドラム（像担持体）
２１  ２次転写対向ローラ（２次転写部）
２５  ２次転写ローラ（２次転写部）
３１  クリーニングブレード（クリーニング部材）
４３  現像装置
４４  転写ベルト（中間転写体）
７０  １次転写ローラ（１次転写部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００９−０５３３９６号公報
【図１】
0006705153.tif 000002
【図２】
0006705153.tif 000003
【図３】
0006705153.tif 000004
【図４】
0006705153.tif 000005
【図５】
0006705153.tif 000006
【図６】
0006705153.tif 000007