(57)【要約】【課題】クリーニング不足が生ぜず、転写材のトナー汚れが発生しない低コストの画像形成装置を提供する。【解決手段】２次転写バイアスローラ５０２に２次転写電界形成手段９０１により正負両極性の電界を、所定の電界強度，タイミング，時間で印加することにより、２次転写ローラ６００上のテストパッチトナーを中間転写体５０１に転移させる。中間転写体５０１上に転移されたテストパッチトナーを、検知手段Ｓにて検知し、クリーニング状態を判定する。該テストパッチのクリーニング状態を判定することにより、必要な電界強度，タイミング、および時間の組み合わせを選定することによって、そのときの装置状態，環境条件などに応じて適正化したクリーニング条件を設定する。【選択図】図２
2005173114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数または複数で構成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写するための１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー画像の付着量を検知する検知手段と、前記中間転写体上の不要なトナー画像をクリーニングする中間転写クリーニング手段と、前記中間転写体上のトナー画像を転写材に転写する２次転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記２次転写手段のクリーニング度合いを判定するためのテストパターンを該２次転写手段に付着させ、前記テストパターンを前記２次転写手段から前記中間転写体に再転移させて、前記中間転写体上に再転移させたテストパターン画像を前記検知手段により検知し、検知結果に応じて、前記２次転写手段のクリーニング条件を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記２次転写手段に付着した不要トナーをクリーニングする動作時に、前記２次転写手段に付着させるテストパターン画像を、クリーニング動作を行う直前の作像動作の内容に応じて変化させ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】
前記検知手段が光学的測定手段であ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４】
前記２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング時間の長さであ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５】
前記２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング時に２次転写手段に印加する電界強度であ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６】
２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング極性を切り替える際のタイミングであることを特徴とする請求項１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、複写機，プリンタ，ファクシミリなどの画像形成部に適用される画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を利用した画像形成装置において、像担持体上に形成したトナー画像を中間転写体に１次転写し、さらに中間転写体上のトナー画像を転写材上に２次転写する、中間転写方式を採用したものが知られている。
【０００３】
また、このような画像形成装置で、２次転写を行う手段としては、中間転写体とローラ部材により転写材を挟み込みながら搬送し、同時に電界を印加することで中間転写体上のトナー画像を転写材に２次転写する方法が一般的に用いられている。
【０００４】
ローラ部材は、本来はトナー画像と直接接触することはないが、像担持体上から中間転写体上に転写されてきた地肌汚れトナーや転写材ジャム発生時に中間転写体上のトナー画像がローラ部材に接触してしまうことなどによりトナー汚れが発生する場合がある。
【０００５】
この汚れを放置しておくと、次に作像を行ったときに、転写材の裏面を付着トナーにて汚してしまうため、ローラ部材を清掃する手段が必要となる。
【０００６】
ローラ部材に付着した不要なトナーを清掃する手段としては、ブレード状部材をローラ部材に押し付けることにより不要トナーを掻き取るブレードクリーニング方式のものと、電界を利用して不要トナーを中間転写体に再転移させることでローラ部材の清掃を行う、静電クリーニング方式のものが知られている。
【０００７】
後者の方式に関して、より確実にローラ部材のクリーニングを行う方法として、特許文献１に記載の技術を例示することができる。特許文献１には、ローラ部材の不要トナーを中間転写体上に再転移させ、その中間転写体上のトナーを濃度検知手段により検知し、その濃度検知情報に基づいてローラ部材に印加する電界条件を決定することを特徴とする画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１４０４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術においては、以下のような課題があり、不具合が生じることが多かった。
【０００９】
まず、ローラ部材の汚れの程度は、ローラ部材を汚した際のトナー画像の形に依存し非常にランダムであり、例えば線画状に汚染されていた場合には、中間転写体上の濃度検知手段の検知範囲（通常数ｍｍ２）よりも汚れの範囲が小さいために、正確な濃度検知を行うことができなかった。そして、正確な濃度検知を行うことができないため、実際の汚れに対し最適なクリーニング条件が適用できず、転写材の裏汚れが発生してしまうことが多かった。
【００１０】
また、ローラ部材が汚れる場所についても、ローラ部材を汚した際のトナー画像の形に依存するために非常にランダムである。よって、汚れを完全に検知するためには、画像を形成する領域全面に濃度検知手段を設ける必要があり、高価な濃度検知手段を数十個も設置しなければならないことは、コスト的に大きな負担であり、現実的ではなかった。
【００１１】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、クリーニング不足が生ぜず、転写材のトナー汚れが発生しない画像形成装置を提供すること、およびこのような画像形成装置を低コストにて実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、単数または複数で構成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写するための１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー画像の付着量を検知する検知手段と、前記中間転写体上の不要なトナー画像をクリーニングする中間転写クリーニング手段と、前記中間転写体上のトナー画像を転写材に転写する２次転写手段とを備えた画像形成装置において、前記２次転写手段のクリーニング度合いを判定するためのテストパターンを該２次転写手段に付着させ、前記テストパターンを前記２次転写手段から前記中間転写体に再転移させて、前記中間転写体上に再転移させたテストパターン画像を前記検知手段により検知し、検知結果に応じて、前記２次転写手段のクリーニング条件を制御する制御手段を備えたことを特徴とし、例えば、必要な電界強度，タイミング、および時間の組み合わせを選定することにより、そのときの装置状態，環境条件などに最適化したクリーニング条件を設定することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、２次転写手段に付着した不要トナーをクリーニングする動作時に、前記２次転写手段に付着させるテストパターン画像を、クリーニング動作を行う直前の作像動作の内容に応じて変化させることを特徴とし、例えば単色ブラックカラーであった場合には、単色ブラックのテストパッチを、また２色カラーであった場合には、２色重ねたテストパッチを適用することにより、２次転写手段が汚れているであろう最大の付着量のクリーニングが終了できたか否かの判定が、直前の作像モードに応じて適正かつ良好に行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、検知手段が光学的測定手段であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング時間の長さであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング時に２次転写手段に印加する電界強度であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、２次転写手段のクリーニング条件が、クリーニング極性を切り替える際のタイミングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、２次転写手段のクリーニング条件、例えば、必要な電界強度，タイミング、および時間の組み合わせを選定することにより、そのときの装置状態，環境条件などに最適化したクリーニング条件を設定することができ、これによって、クリーニング不足が生ぜず、転写材においてトナー汚れが発生しない、低コストの画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態であるタンデム型中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成図であり、１はタンデム画像形成装置、２は書き込み光学装置、３は全体を支える給紙テーブル、４は搬送・反転装置、５は最終的に画像を転写材に定着する定着装置である。
【００２１】
図２は図１におけるタンデム画像形成装置１の詳細構成図であり、中央部分に無端ベルト状の中間転写体５０１が設けられている。中間転写体５０１は単層あるいは多層構造からなるゴムまたは樹脂などで構成される。
【００２２】
前記中間転写体５０１は、２次転写バイアスローラ５０２および支持ローラ５０３，５０８，５０９，５１０に支持されて張架されており、図示例では半時計回りに回転可能となっている。そして、支持ローラ５０３，５０８，５０９，５１０のうちで左に配された支持ローラ５０９の左側に、画像転写後に中間転写体５０１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング手段５２０が設けられている。
【００２３】
また、２次転写バイアスローラ５０２は、２次転写電界形成手段９０１により、正負両極性の電界を形成することが可能になっており、中間転写体５０１を挟んで向かい側には、２次転写ローラ６００が設置されている。
【００２４】
また、中間転写体５０１を挟んで２次転写バイアスローラに向き合うように、中間転写体５０１上のトナー像の濃度を検知するための検知手段Ｓが設けられている。
【００２５】
また、支持ローラ５０３と支持ローラ５０８の中間転写体５０１の内側には、１次転写時に電界が形成される１次転写バイアスローラ５０４，５０５，５０６，５０７が中間転写体５０１に接触可能な状態で配置されている。
【００２６】
そして、中間転写体５０１を挟んで１次転写バイアスローラ５０４，５０５，５０６，５０７の向かい側には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの感光体１０１，１０２，１０３，１０４を横に並べて配置して、タンデム画像形成装置が構成されている。
【００２７】
各感光体１０１〜１０４の周りには、それぞれ感光体帯電手段２０１〜２０４，感光体クリーニング手段３０１〜３０４，現像手段４０１〜４０４が配置されている。感光体への書き込み露光は、感光体帯電手段２０１〜２０４と現像手段４０１〜４０４間の位置において、露光装置（図示せず）によりレーザ照射することによって行われる。
【００２８】
２次転写ローラ６００の下方には、転写材を２次転写部に送り込むレジストローラ８００が設置され、また上方には、転写材上の画像を定着する定着装置７００が設置されている。
【００２９】
次に本実施形態のカラー電子写真装置におけるコピー動作について説明する。なお、以下の各動作は、装置に搭載された制御手段である図示しないＣＰＵ（中央演算処理回路ユニット）によりコントロールされる。
【００３０】
まず、パソコンあるいはスキャナ（図示せず）などから画像信号がＣＰＵに入力される。該画像信号入力後、所定のタイミングにて駆動モータ（図示せず）で感光体１０１〜１０４および中間転写体５０１を回転させる。
【００３１】
感光体１０１〜１０４と同時に、感光体クリーニング手段３０１〜３０４による予備クリーニング動作が行われ、その後、感光体帯電手段２０１〜２０４による帯電動作、および露光装置による露光動作、および現像手段４０１〜４０４による現像動作が行われる。このようにして感光体１０１〜１０４上に形成したトナー画像は、それぞれ所定のタイミングで１次転写バイアスローラ５０４〜５０７にトナーと逆極性の電界を形成することによって、中間転写体５０１上に１次転写され、単色または多色の可視画像が形成される。
【００３２】
一方、画像信号の入力後、所定のタイミングにて、給紙テーブル（図示せず）から転写材が繰り出され、レジストローラ８００に突き当てて止める。そして、中間転写体５０１上の可視画像にタイミングを合わせてレジストローラ８００を回転し、中間転写体５０１と２次転写ローラ６００との間に転写材を送り込む。
【００３３】
そして同時に、２次転写電界形成手段により２次転写バイアスローラ５０２にトナーと同極性の電界が形成され、中間転写体５０１上の可視画像が転写材に２次転写される。その後、転写材は、定着装置７００を通過し、そのとき熱と圧力とが加えられることによって転写材上に可視画像が定着される。
【００３４】
一方、画像転写後の中間転写体５０１は、中間転写体クリーニング手段５２０で、画像転写後に中間転写体５０１上に残留する残留トナーを除去し、再度の画像形成に備える。
【００３５】
また、画像形成後、あるいは画像形成途中、あるいは電源投入時、あるいは転写材ジャム発生時など、任意のタイミングにて２次転写ローラ６００のクリーニングが行われる。
【００３６】
２次転写ローラ６００のクリーニングは、２次転写バイアスローラにトナーと同極性・逆極性の電界を形成することにより、２次転写ローラ６００から中間転写体５０１に不要なトナーを再転移させることによって行い、中間転写体５０１に再転移された不要トナーは、その後、中間転写体クリーニング手段５２０によりクリーニングされる。
【００３７】
次に、本発明の特徴である２次転写ローラ６００をクリーニングする方法の詳細について説明する。
【００３８】
まず、装置電源投入時、あるいは所定の期間、あるいは所定の装置動作が終了したタイミングなどにおいて、クリーニング条件の最適化動作が行われる。
【００３９】
最適化動作は、例えば以下の手順で行われる。
（１）先述の画像形成動作により、テストパッチをタンデム画像形成装置１にて形成し、中間転写体５０１上に１次転写し、さらに転写材ではなく、２次転写ローラ６００上に、直接２次転写する。
（２）２次転写バイアスローラ５０２に２次転写電界形成手段９０１により正負両極性の電界を、所定の電界強度，タイミング，時間で印加することにより、２次転写ローラ６００上のテストパッチトナーを中間転写体５０１に転移させる。
（３）中間転写体５０１上に転移されたテストパッチトナーを、検知手段Ｓにて検知し、クリーニング状態を判定する。このときのテストパッチは、装置で発生し得る最大量のトナーパッチ画像とする（例えば、フルカラーを重ねたテストパッチ）。
（４）クリーニング条件を変化させながら前記動作を繰り返す。
（５）クリーニングが行え、かつ効率の良い最適条件を選び出し、以後のクリーニング動作時の初期条件とする。
【００４０】
この際、テストは、中間転写体５０１上のトナー濃度を検知する検知手段Ｓにて検知することが可能な位置に形成されることが重要である。また、テストパッチの形，大きさは、検知手段Ｓにて十分に検知可能なように、例えば検知範囲よりも大きなパッチ画像などとして形成する。
【００４１】
また、初期条件を決めるための条件振り設定の一例を図３に示す。図３の（ａ）は印加電圧と印加時間単位との関係による初期条件決め実行テーブル、（ｂ）は印加電圧とクリーニング時間との関係図であって、これらのそれぞれの条件にて、テストパッチのクリーニング性を判定することにより、必要な電界強度，タイミング、および時間の組み合わせを選定する。これにより、そのときの装置状態，環境条件などに応じて適正化したクリーニング条件を設定することができる。
【００４２】
また、通常のクリーニング動作を行う場合には、例えば以下の手順で行う。
（イ）先述の画像形成動作により、テストパッチをタンデム画像形成装置１にて形成し、中間転写体５０１上に１次転写し、さらに転写材ではなく、２次転写ローラ６００上に、直接２次転写する。これにより、クリーニングしたい不要トナーに加えて、テストパッチによるトナーが２次転写ローラ６００に存在することになる。なお、このときのテストパッチは、直前の作像動作の内容に応じて変える。
（ロ）２次転写バイアスローラ５０２に２次転写電界形成手段９０１により、正負両極性の電界を先述の最適化条件で印加することによって、２次転写ローラ６００上のテストパッチトナーを中間転写体５０１に転移させる。
（ハ）中間転写体５０１上に転移されたテストパッチトナーを濃度検知手段Ｓにて検知し、クリーニング状態を判定する
（ニ）クリーニング完了と判断できた場合には、クリーニング動作を終了させる。
（ホ）このときのクリーニング動作条件が、初期条件と異なる場合には、以後はこの時の条件を初期条件とする。
【００４３】
前記（イ）にて、クリーニング判定のためのテストパッチについては、直前の作像動作の内容に応じて変えるが、例えば、直前の作像モードが単色ブラックカラーであった場合には、単色ブラックのテストパッチを、また２色カラーであった場合には、２色重ねたテストパッチを適用する。これにより、２次転写ローラ６００が汚れているであろう最大の付着量のクリーニングが終了できたか否かの判定が可能になり、初期条件よりも早くクリーニング動作終了させられる場面では、積極的に時間を短縮することが可能となる。
【００４４】
次に本実施形態における具体的な条件について説明する。
【００４５】
感光体ドラム１００としては、有機感光体（ＯＰＣ）を用い、帯電チャージャ２００によって−２００〜−２０００Ｖに一様に帯電したものに、原稿の画像に対応したレーザ光を照射して光書き込みを行って静電潜像を形成する。トナーは負帯電性のものを用いてネガ−ポジ現像を行い、感光体ドラム１００上にトナー像を形成する。中間転写体５０１として、厚さ０.１０ｍｍ、幅２４６ｍｍ、内周長７９６ｍｍの熱硬化性樹脂からなる中間転写ベルトを用い、この中間転写ベルト５０１の移動速度を１５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００４６】
このような材質で形成した中間転写ベルト全体の体積抵抗率を測定したところ、１０７〜１０１２Ωｃｍであった。前記各体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に記載されている測定方法を用い、電圧１００Ｖを１０秒間印加して測定したものである。また、中間転写ベルト５０１の表面抵抗率を、三菱油化社製の抵抗測定器「ハイレスターＩＰ」で測定したところ、１０９〜１０１４Ω／□であった。この表面抵抗率は、前記抵抗測定器を用いるほか、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に記載されている表面抵抗測定法で測定することもできる。
【００４７】
また、２次転写ローラ６００としては、直径２６ｍｍ，幅２３０ｍｍのウレタン発泡樹脂からなるローラを用いた。濃度を検知する検知手段Ｓは、反射型センサを使用し、該センサと中間転写体５０１との距離は４ｍｍに設定した。検知手段Ｓによる濃度検知は、まず画像のない中間転写体５０１の地肌部を測定し、その値と画像部の測定とを比較することにより濃度算出を行った。
【００４８】
なお、前記の例では、タンデム型の画像形成装置について説明したが、もちろん本発明は、１ドラム型の画像形成装置にも適用可能である。図２のタンデム型の例を１ドラム型に展開した場合の画像形成装置の概略構成図を図４に示す。これはタンデム型での実施形態の構成例を１ドラム型に置き換えただけであるので、詳細な説明は省略するが、１００は感光体ドラム、２００は感光体帯電手段、３００，３０１は感光体クリーニング手段、４００〜４０４は現像手段、５０１は中間転写体、５０２は２次転写バイアスローラ、５１０〜５１４は支持ローラ、５２０，５２１は中間転写体クリーニング手段、６００は２次転写ローラ、７００は定着装置、８００はレジストローラ、９０１は２次転写電界形成手段、１０００は搬送手段である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る画像形成装置は、複写機，プリンタ，ファクシミリなどの画像形成部に適用され、前記実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想を利用するすべての装置に対し適用可能であって、構成要素である像担持体である感光体，中間転写体、および２次転写手段は、ベルト形状，ドラム形状，ローラ形状の何れを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態であるタンデム型中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成図
【図２】図１におけるタンデム画像形成装置の詳細構成図
【図３】本実施形態における初期条件設定時の実行テーブルの説明図
【図４】本実施形態に係るカラー画像形成装置の１ドラム型の一例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００５１】
１  タンデム画像形成装置
２  感光体露光手段
３  給紙テーブル
４  搬送・反転装置
５  定着装置
１００〜１０４  感光体ドラム
２００，２０１  感光体帯電手段
３００〜３０４  感光体クリーニング手段
４００〜４０４  現像手段
５０１  中間転写体
５０２  ２次転写バイアスローラ
５０３，５０８〜５１４  支持ローラ
５０４〜５０７  １次転写バイアスローラ
５２０，５２１  中間転写体クリーニング手段
６００  ２次転写ローラ
７００  定着装置
８００  レジストローラ
９０１  ２次転写電界形成手段
Ｓ  検知手段
【図１】
2005173114.tif 000003
【図２】
2005173114.tif 000004
【図３】
2005173114.tif 000005
【図４】
2005173114.tif 000006