(57)【要約】【課題】第２の像担持体（中間転写ベルト）に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段（転写ローラ）のクリーニング時間の短縮を図ることができる画像形成装置を提供する【解決手段】顕像を形成、担持する第１の像担持体１と、第１の像担持体１で形成されたトナー像を担持する第２の像担持体１０と、第２の像担持体１０に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段３０と、第２の像担持体１０に担持されたトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段４０と、転写手段３０に付着したトナーを第２の像担持体１０へ戻すバイアスクリーニング機能とを有する画像形成装置において、転写手段３０のクリーニングを行うために第２の像担持体１０へトナーを戻す際に、第２の像担持体１０へ戻されたトナー濃度をトナー検知手段４０により検知し、そのトナー濃度に応じて転写手段３０のクリーニング時間を決定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕像を形成、担持する第１の像担持体と、第１の像担持体で形成されたトナー像を担持する第２の像担持体と、第２の像担持体に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段と、第２の像担持体に担持されたトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、転写手段に付着したトナーを第２の像担持体へ戻すバイアスクリーニング機能とを有する画像形成装置において、転写手段のクリーニングを行うために第２の像担持体へトナーを戻す際に、第２の像担持体へ戻されたトナー濃度をトナー検知手段により検知し、そのトナー濃度に応じて転写手段のクリーニング時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、第２の像担持体と転写手段の接触位置から第２の像担持体の進行方向下流側であって転写手段の周長よりも短い位置にトナー濃度検知手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度が一定以下になった状態にて転写手段のクリーニング動作を終了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２において、トナー濃度検知手段により検知された初期でのトナー濃度が一定以下であれば、転写手段が１周せずともクリーニング動作を終了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１において、印加するバイアスはトナー極性と同極性とし、トナー濃度が一定以下になった段階にて印加するバイアスをトナー極性と逆極性とし、トナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１において、印加するバイアスは転写手段の周期毎にトナー極性と同極性、逆極性とし、トナー濃度検知手段にてトナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６において、転写手段の周期毎にトナー濃度検知手段にて濃度検知を行い、トナー濃度が一定以下であればトナー極性と逆極性または同極性のみバイアス印加を行い、トナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕像を形成、担持する第１の像担持体と、第１の像担持体で形成されたトナー像を担持する第２の像担持体と、第２の像担持体に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段と、第２の像担持体に担持されたトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、転写手段に付着したトナーを第２の像担持体へ戻すバイアスクリーニング機能とを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の複写機、プリンタ等のカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、ベルトを用いた中間転写体（第２の像担持体）に各色の画像を形成した後に、この画像を中間転写体から転写材へ転写ローラ（転写手段）により転写させる構成が多く用いられている。上記した転写ローラは発泡体により構成されているとゴムブレードを用いたクリーニングが行えず、バイアスクリーニングを行うのが一般的である。
しかしながら発泡体転写ローラのクリーニングではローラ１周にてクリーニングを終了させるのは難しく、クリーニングに時間を要している状況にある。
最近では転写ローラの電気抵抗値からクリーニング条件を決定して効率良いクリーニングを行う技術（例えば、特許文献１参照）や、現像剤の帯電量を検知して、該帯電量からクリーニング時に印加するバイアス値を算出してクリーニング効率を向上させている技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２８７５３５公報
【特許文献２】特開平０８−０７６６１５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術では転写ローラのクリーニング状態が確認できないことから必要以上のクリーニングを行ってしまう不具合がある。
本発明は、第２の像担持体（中間転写ベルト）に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段（転写ローラ）のクリーニング時間の短縮を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、顕像を形成、担持する第１の像担持体と、第１の像担持体で形成されたトナー像を担持する第２の像担持体と、第２の像担持体に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写手段と、第２の像担持体に担持されたトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、転写手段に付着したトナーを第２の像担持体へ戻すバイアスクリーニング機能とを有する画像形成装置において、転写手段のクリーニングを行うために第２の像担持体へトナーを戻す際に、第２の像担持体へ戻されたトナー濃度をトナー検知手段により検知し、そのトナー濃度に応じて転写手段のクリーニング時間を決定する画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１において、第２の像担持体と転写手段の接触位置から第２の像担持体の進行方向下流側であって転写手段の周長よりも短い位置にトナー濃度検知手段を配置した画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１において、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度が一定以下になった状態にて転写手段のクリーニング動作を終了する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２において、トナー濃度検知手段により検知された初期でのトナー濃度が一定以下であれば、転写手段が１周せずともクリーニング動作を終了する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１において、印加するバイアスはトナー極性と同極性とし、トナー濃度が一定以下になった段階にて印加するバイアスをトナー極性と逆極性とし、トナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１において、印加するバイアスは転写手段の周期毎にトナー極性と同極性、逆極性とし、トナー濃度検知手段にてトナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６において、転写手段の周期毎にトナー濃度検知手段にて濃度検知を行い、トナー濃度が一定以下であればトナー極性と逆極性または同極性のみバイアス印加を行い、トナー濃度が一定以下になった時点でクリーニング動作を終了する画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部である作像部の構成図である。回転可能に支持され，  矢印方向に回転する第１の像担持体（感光体）１の外周部には、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置４が配備されている。
第１の像担持体（感光体）１は４個（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）あり、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じであるが、各現像装置４が扱う色材（トナー）の色が異なる。第１の像担持体１は直径が３０から１００ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。その一部が、第２の像担持体（中間転写ベルト）１０に接している。ベルト状の感光体も採用可能である。
第２の像担持体１０は矢印方向に移動可能に、回転するローラ１１、１２、１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第１の転写手段１４が第１の像担持体１の近傍に配備されている。
ベルトループの外側に、第２の像担持体用クリーニング装置２０が配備されており、第２の像担持体１０上のトナー像を転写材（転写紙）に転写した後にその表面に残留する不要のトナーを拭い去る。第２の像担持体１０は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、第１の像担持体１からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
図の右方には第２の転写手段３０が配備されており、第２の転写手段３０は第２の像担持体１０より離間可能な構成となっている。第２の担持体１０と第２の転写手段３０の接触位置から下流側にはトナー濃度検知手段４０が配置され、トナー濃度検知手段４０はジョブ終了時やジョブ開始前等の転写紙非通紙時に複数の画像濃度の異なるトナー像５０を検知して画像作像条件の最適化を図る。
この時には前記したように第２の転写手段３０は第２の像担持体１０から離間してトナー像５０の付着防止を図る必要がある。また、第２の像担持体１０から転写紙へトナー像を転写させるために第２の転写手段３０へはバイアス印加が可能であり、印加するバイアスはトナー極性と逆極性となる。
なお、第２の転写手段３０のクリーニングを行うために印加バイアスはトナー極性と同極性の印加バイアスも印加可能となっている（さらには、印加バイアスをローラ１１に行い、トナー像の転写時、及びクリーニング時の印加バイアス極性を逆にすることも可能）。
ジョブ終了時、一定枚数の連続ジョブに達した際やジャム等の異常処理が発生した際には第２の転写手段３０のクリーニング動作に移行し、第２の転写手段３０に付着したトナーはバイアスが印加されることで第２の像担持体１０へ転写さる。第２の像担持体１０へ転写されたトナーはトナー濃度検知手段４０によりトナー濃度の値が検知され、検知された値によりクリーニングに必要な時間が算出されクリーニング処理が行われる。
すなわち必要以上のクリーニングが行われないように、検知されたトナー濃度が濃い時にはクリーニング時間が長くなり、検知されたトナー濃度が薄い時にはクリーニング時間が短くなるようにする。
【０００６】
図２は第２の転写手段の周長と、第２の転写手段とトナー濃度検知手段との距離の関係を示す図である。第２の転写手段３０がローラ形状である構成では第２の転写手段３０と第２の像担持体１０との接触位置からトナー濃度検知手段４０までの距離Ｌ１と第２の転写手段３０の周長πＬ（πは円周率）との関係がＬ１＜πＬとなるようにトナー濃度検知手段４０を配置する。これによりクリーニング開始から検知までの時間を短くする。
図３は本発明の第１の制御例を示すフロー図である。第２の転写手段３０のクリーニングが開始されると（Ｓ１）、第２の像担持体１０にはトナーが付着してトナー濃度検知手段４０によりリアルタイムに濃度検出を開始する。なおトナー濃度検出は、第２の像担持体１０の移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）と図２に示したＬ１の位置関係によりクリーニング開始からｔ（ｓｅｃ）だけ遅らせた時間より開始する（Ｓ２）。
ｔ＝Ｌ１／Ｖ
トナー濃度検知手段４０にて検知されたトナー濃度の値Ｎｃが閾値Ｎ未満になった段階で（Ｓ３でＹ）、第２の転写手段３０のクリーニングが完了したと判断してクリーニングを終了させる（Ｓ４）。また、図２にて示したように、トナー濃度検知手段４０がＬ１＜πＬとなる位置に配置されていることで、初期に検知した値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば第２の転写手段３０を一周させるまでも無くクリーニングを終了させる。
【０００７】
図４は本発明の第２の制御例を示すフロー図である。第２の転写手段３０のクリーニング動作が開始されると（Ｓ１）、第２の転写手段３０へプラスバイアスが印加され（Ｓ２）、ｔ（ｓｅｃ）後にトナー濃度検知手段４０により検知が開始される（Ｓ３）。
トナー濃度検知手段４０により検知された値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば（Ｓ４でＹ）、第２の転写手段３０へ付着していたプラス極性のトナーがクリーニングされたと判断して印加バイアスをマイナスバイアスへと切り替える（Ｓ５、Ｓ６）。マイナスバイアス印加されてからｔ（ｓｅｃ）後より再びトナー検知手段４０が検知を開始して（Ｓ７）検知された値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば（Ｓ８でＹ）、マイナス極性のトナーもクリーニングされたと判断してクリーニング動作を終了する（Ｓ９）。
図５は本発明の第３の制御例を示すフロー図である。第２の転写手段３０のクリーニング動作が開始されると（Ｓ１）、トナー濃度検知手段４０が検知を開始すると共に第２の転写手段３０へプラスバイアスが印加される（Ｓ２）。プラスバイアスの印加時間は第２転写手段３０の一周分である。次にマイナスバイアスの印加を転写手段３０の１周分行う（Ｓ３）。トナー濃度検知手段４０により検知された値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば（Ｓ４でＹ）、クリーニング終了となる（Ｓ５）。
このとき検知された値Ｎｃと閾値Ｎとの関係がＮｃ＜Ｎとなる時間が一定時間を超えたことでクリーニング終了とすることでクリーニング品質の向上を図ることが可能である。
【０００８】
図６は本発明の第４の制御例を示すフロー図である。第２の転写手段３０のクリーニング動作が開始されると（Ｓ１）、クリーニング判定フラグがｋ１＝０、ｋ２＝０と設定される（Ｓ２）。判定フラグはそれぞれｋ１＝０、ｋ２＝０ではクリーニングが未完了と判断し、ｋ１＝１、ｋ２＝１ではクリーニング完了の判定となる。
その後トナー濃度検知手段４０の検知開始と共に第２  の転写手段３０へプラスバイアスが印加される（Ｓ３）。トナー濃度検知手段４０にて検知された値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば（Ｓ４でＹ）、判定フラグｋ１＝１とし（Ｓ５）、検知された値Ｎｃが閾値Ｎ以上であれば判定フラグｋ１＝０とする。
また、マイナスバイアス印加時も（Ｓ６）同様にトナー濃度検知手段４０にて検知された値Ｎｃが閾値Ｎ未満であれば（Ｓ７でＹ）、判定フラグｋ２＝１とし（Ｓ８）、検知された値Ｎｃが閾値Ｎ以上であれば判定フラグｋ２＝０とする。
プラスバイアス、マイナスバイアスを交互に印加しながら上記に記載したように判定フラグｋ１、ｋ２の値を判断していく。従って、判定フラグｋ１＝０、ｋ２＝０ではプラスバイアス、マイナスバイアスが交互に印加され、判定フラグｋ１＝０、ｋ２＝１であればプラスバイアスのみが印加される。判定フラグｋ１＝１、ｋ２＝０であればマイナスバイアスのみが印加され、判定フラグｋ１＝１、ｋ２＝１となった時に（Ｓ９〜Ｓ１２でＹ）、クリーニング動作は終了する（Ｓ１３）。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、転写手段のトナー付着状態を確認し、付着量に見合ったクリーニング時間を設定するので、クリーニング時間の短縮を図ることが可能である。
請求項２記載の発明によれば、転写手段のトナー付着状態を確認するための検知開始時間を短縮することで、クリーニング時間の短縮を図ることが可能である。
請求項３記載の発明によれば、転写手段のトナー付着状態をリアルタイムにて検知することでクリーニング終了時を即座に判断できることから、クリーニング時間の短縮を図ることが可能である。
請求項４記載の発明によれば、転写手段へのトナー付着が無い時などには、転写手段を必要以上回転（１回転させることなく）させることなくクリーニングを終了させることが可能である。
請求項５記載の発明によれば、通常の極性を持ったトナーと逆極性を持ったトナーの両方が転写手段に付着しても印加バイアスを切り替えながらクリーニングを行い、トナー濃度検知手段によりクリーニング状況を把握することでクリーニング時間の短縮を図ることが可能である。
請求項６記載の発明によれば、印加バイアスを転写手段の周期毎に切り替え、クリーニング性能の向上を図りながら、トナー濃度検知手段によりクリーニング状況（トナー濃度）を把握することで、クリーニング時間の短縮を図ることが可能である。なお、ここで周期毎とは、一定の周期、例えば転写手段の一回転毎、或いは２回転毎を意味する。
請求項７記載の発明によれば、印加バイアスを転写手段の周期毎に切り替え、クリーニング性能の向上を図りながら、トナー濃度検知手段によりクリーニング状況を把握し、一方の極性でのトナー濃度が一定以下であれば印加するバイアスは他方の極性のみにしてクリーニング時間の短縮を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部である作像部の構成図である。
【図２】第２の転写手段の周長と、第２の転写手段とトナー濃度検知手段との距離の関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の制御例を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２の制御例を示すフロー図である。
【図５】本発明の第３の制御例を示すフロー図である。
【図６】本発明の第４の制御例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  第１の像担持体（感光体）
１０  第２の像担持体（中間転写ベルト）
３０  第２の転写手段（転写手段）
４０  トナー濃度検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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