(57)【要約】【課題】感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュのようにトナーを強制的に大量消費する場合でも、クリーニング装置からのトナー溢れやトナー回収経路の破損等の不具合発生を確実に防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体６には感光体クリーニング装置２５が、中間転写体１２には中間転写体クリーニング装置２６がそれぞれ設けられた画像形成装置であって、コントローラ２７は、非画像形成時に現像器７のトナーを強制的に感光体６に移行させて感光体クリーニング装置２５で回収する感光体側回収処理と、現像器７のトナーを強制的に感光体６を経て中間転写体１２に移行させて中間転写体クリーニング装置２６で回収する中間転写体側回収処理とに時分割で切り替え制御を行う。【選択図】図２
2007248547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像をトナーで現像する現像器と、この現像器で現像して得られたトナー像を中間転写体を介して用紙等の被記録媒体に再転写する転写器とを備えた画像形成装置において、
前記感光体には当該感光体をクリーニングする感光体クリーニング装置が、前記中間転写体には当該中間転写体をクリーニングする中間転写体クリーニング装置がそれぞれ設けられ、かつ、非画像形成時において前記現像器のトナーを強制的に感光体に移行させて前記感光体クリーニング装置で回収する感光体側回収処理と、前記現像器のトナーを強制的に前記感光体を経て前記中間転写体に移行させて中間転写体クリーニング装置で回収する中間転写体側回収処理とに時分割で切り替える回収切替手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回収切替手段は、前記感光体側回収処理の実行中に中間転写体側回収処理を時分割で実行するもの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３】
前記回収切替手段は、前記感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とを、各処理が完了する毎に交互に実行するもの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】
前記回収切替手段は、前記感光体側回収処理と中間転写体側回収処理との切り替えを、前記中間転写体に対する転写電圧のオン／オフにより行うものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に係り、特には中間転写方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置においては、中間転写方式を採用したものがある。すなわち、この中間転写方式の画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を露光形成し、次に現像器によって静電潜像にトナーを静電気的に付着させて未定着のトナー像として現像化した後、このトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体に転写したトナー像を用紙等の被記録媒体の表面に二次転写する。その後は、トナー像を担持した被記録媒体を定着装置により永久像として定着する。
【０００３】
この中間転写方式の画像形成装置は、特にカラー印刷を行う場合において中間転写体にフルカラー画像を一旦担持させた後に、一度に被記録媒体へ二次転写を行うので、高画質を確保しつつ、色々な種類とサイズの被記録媒体に対してカラー印刷を行えるという利点を有している。
【０００４】
また、この中間転写方式の画像形成装置では、感光体から中間転写体にトナー像を転写する際に感光体表面に僅かにトナーが残留するため、感光体に対して残留トナーをクリーニングして回収する感光体クリーニング装置が設けられている。また、中間転写体から被記録媒体にトナー像を転写する場合にも中間転写体表面に僅かにトナーが残留するため、中間転写体に対して残留トナーをクリーニングして回収する中間転写体クリーニング装置が設けられている。
【０００５】
ところで、この種の画像形成装置を長期にわたって使用すると、コロトロン等の帯電器のコロナ放電に起因したイオン生成物が感光体のドラム表面に付着して静電潜像の鮮鋭度が低下して像流れ等の現象を生じることがある。その場合には、トナー像を被記録媒体に転写しない非画像形成時に、現像器に研摩剤を混入させたトナーを強制的に感光体に移行させて研磨する操作（以下、感光体リフレッシュという）が行われる。
【０００６】
また、画像形成装置を長期にわたって使用すると、現像器内においてトナーとキャリアとからなる現像剤の特性が変化したり、紙粉が混入するなどして現像剤の帯電特性が劣化することがある。その場合には、非画像形成時に、現像器内のトナーを強制的に感光体に移行させて積極的に大量消費させる操作（以下、現像剤リフレッシュという）が行われる。
【０００７】
上記の感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュのように、大量のトナーが一度に強制的に消費される場合、その大量のトナーを感光体に移行させて単純に感光体クリーニング装置で回収すると、感光体クリーニング装置に回収負荷が集中する。特に、流動性が低下したトナーを大量に回収するときは、トナーの回収搬送経路が途中で詰まって回収装置まで円滑に搬送されなくなり、トナーが外部に溢れて印刷画像へ悪影響を及ぼしたり、トナーが硬化して搬送経路が破損するなどの不具合が発生する。
【０００８】
そこで、従来は、感光体クリーニング装置に磁性クリーニングローラを設け、このクリーニングローラに連続的に変化する螺旋溝を形成してトナー搬送性を高める技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、従来、感光体クリーニング装置と回収装置とを連結するトナー搬送パイプの形状を工夫してトナー搬送経路の負荷を低減するようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、他の従来技術では、上記の感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュを行う技術も提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。
【特許文献１】特開平８−８３０３０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９８２４５号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６９２９号公報
【特許文献４】特開２００５−１３４７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュを行う際には、通常印刷時とは異なり、大量のトナーが一度に強制的に消費されるため、特許文献１，２に記載されているように、磁性クリーニングローラに螺旋溝を形成してトナー搬送性を高めたり、トナー搬送パイプの形状を工夫してトナー搬送経路の負荷を低減するような対策を講じた場合であっても未だ不十分であり、依然として感光体クリーニング装置において回収したトナーが外部に溢れて印刷画像へ悪影響を及ぼしたり、トナーの回収搬送経路が詰まって破損するなどの不具合が発生する。
【００１２】
また、特許文献３，４には感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュを行う技術が提案されているのに留まり、その際のクリーニング装置における回収負荷をいかに低減するかといった技術については何ら言及されていない。したがって、この場合にも、感光体クリーニング装置に回収負荷が集中してトナー溢れが発生したり、トナー回収経路が破損するといった不具合が発生する可能性がある。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュなどのように、トナーを強制的に大量に消費する場合でも、クリーニング装置からのトナー溢れや回収経路の破損等の不具合発生を確実に防止す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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の目的を達成するため、静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像をトナーで現像する現像器と、この現像器で現像して得られたトナー像を中間転写体を介して用紙等の被記録媒体に再転写する転写器とを備えた画像形成装置を前提としている。
【００１５】
そして、本発明では、前記感光体には当該感光体をクリーニングする感光体クリーニング装置が、前記中間転写体には当該中間転写体をクリーニングする中間転写体クリーニング装置がそれぞれ設けられ、かつ、非画像形成時において前記現像器のトナーを強制的に感光体に移行させて前記感光体クリーニング装置で回収する感光体側回収処理と、前記現像器のトナーを強制的に前記感光体を経て前記中間転写体に移行させて中間転写体クリーニング装置で回収する中間転写体側回収処理とに時分割で切り替える回収切替手段を備えることを特徴としている。
【００１６】
この場合、上記の回収切替手段は、感光体側回収処理の実行中に中間転写体側回収処理を時分割で実行したり、あるは感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とを、当該各処理が完了する毎に交互に実行したりする構成とすることができる。
【００１７】
また、この回収切替手段が感光体側回収処理と中間転写体側回収処理との切り替えは、中間転写体に対する転写電圧のオン／オフにより行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置は、感光体リフレッシュや現像リフレッシュのようにトナーを強制的に大量に消費する場合には、回収切替手段が感光体クリーニング装置側への感光体側回収処理と中間転写体クリーニング装置側への中間転写体側回収処理とに時分割で切り替えるため、トナーの回収負荷が感光体クリーニング装置と中間転写体クリーニング装置とに均等に分散される。
【００１９】
このため、従来のように一方の感光体クリーニング装置のみに回収負荷が集中することがなくなり、クリーニング装置において回収トナーが外部に溢れて印刷画像へ悪影響を及ぼしたり、回収経路が詰まって破損するなどの不具合発生を回避することができる。
【００２０】
特に、現像剤リフレッシュに対しては、感光体側回収処理の実行中に中間転写体側回収処理を時分割で実行するようにすれば、現像剤リフレッシュ中にトナーの回収負荷を均等に分散できるために有効である。また、感光体リフレッシュに対しては、感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とを当該各処理が完了する毎に交互に実行するようにすれば、感光体を十分にリフレッシュすることができるために有効である。
【００２１】
また、中間転写体に対する転写電圧をオン／オフすることで感光体側回収処理と中間転写体側回収処理との切り替えを行えば、余分なコストアップを招来することなく簡単に実現することができるので有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の実施の形態における画像形成装置としての複写機の全体を示す概略構成図であり、図２は同複写機が備える現像器、転写器、クリーニング装置の配置関係を示す構成図である。
【００２３】
この実施の形態の複写機１は、ハウジング２を備え、このハウジング２の内部には、原稿の画像を読み取るための画像読取装置３、この画像読取装置３で読み取られたＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像データをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色に色変換する画像処理装置４、この画像処理装置４で処理された画像データに基づいて後述の感光体６を露光する露光装置５、この露光装置５により静電潜像が形成される感光体６、この感光体６の静電潜像をトナーで現像して可視像化されたトナー像として形成するする現像器７、この現像器７で現像して得られたトナー像を被記録媒体としての用紙ｐに転写する転写器８、この転写器８で用紙ｐ上に転写されたトナー像を熱定着する定着装置９が設けられている。
【００２４】
上記の露光装置５はレーザ光源や光学反射系などを備え、また、現像器７は、本例ではカラー印刷用としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナーカートリッジを有するロータリ現像ユニットを備える。
【００２５】
また、転写器８は、感光体６上のトナー像が転写される中間転写体としての中間転写ベルト１２、感光体６のトナー像を中間転写ベルト１２に転写するための一次転写ローラ１３、中間転写ベルト１２を駆動する駆動ローラ１４、中間転写ベルト１２に転写したトナー像を用紙ｐの表面に再転写するために互いに対向配置された二次転写ローラ１５およびコンタクトローラ１６、ならびに後述の中間転写体クリーニング装置２６に対向して配置されるアイドルローラ１７を備えて構成されている。
【００２６】
感光体６に対しては、感光体６の表面に静電潜像を形成するために感光体６を帯電する帯電器２１が設けられ、この帯電器２１には、帯電用スイッチＳＷ１を介して高圧電源が接続されている。また、転写器８を構成する一次転写ローラ１３に対しては、トナーと逆極性の帯電電圧を印加する電源２４が転写用スイッチＳＷ２を介して接続されている。なお、ここではトナーは摩擦帯電時に負極性の電荷をもつとしており、このため、一次転写ローラ１３に対しては正極性の電圧が印加されるようになっている。
【００２７】
さらに、感光体６に対してはこれをクリーニングする感光体クリーニング装置２５が、また、中間転写ベルト１２に対してはこれをクリーニングする中間転写体クリーニング装置２６がそれぞれ設けられている。そして、各クリーニング装置２５，２６は、トナーを拭い去るブレード２５ａ，２６ａと、トナーを回収する回収ローラ２５ｂ，２６ｂとを備えている。
【００２８】
図３は、複写機の制御系の構成を示すブロック図である。
【００２９】
この制御系では、ＣＰＵ等のコントローラ２７、およびこのコントローラ２７に指令を与えるタッチパネル等の入力操作部２８を備えており、コントローラ２７は、用紙ｐにトナー像を二次転写するときにのみ二次転写ローラ１５を中間転写ベルト１２に向けて移動させ、また、中間転写ベルト１２上のトナーを回収するときにのみ中間転写体クリーニング装置２６を中間転写ベルト１２に接触させる制御を行う。また、コントローラ２７は、所定のタイミングで帯電用と転写用の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン／オフ制御するようにプログラムされている。そして、上記のコントローラ２７とスイッチＳＷ１，ＳＷ２とが特許請求の範囲の回収切替手段に対応している。
【００３０】
なお、３１はハウジング２の上部に設けられた原稿台、３２は給紙カセット、３３は給紙カセット３２に格納された各種サイズの用紙ｐを転写器８に向けて搬送する搬送ローラである。
【００３１】
上記構成の複写機１において、用紙ｐへの印刷を行う場合には、例えば原稿台３１にセットされた原稿の画像が画像読取装置３で読み取られ、そのＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像データが画像処理装置４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の画像データに変換される。
【００３２】
続いて、帯電用スイッチＳＷ１がオンされて高圧電源２３から帯電器２１に高電圧が印加されることよって感光体６の表面が均一に帯電され、この状態で露光装置５で感光体６の表面が画像データに基づいて各色ごとに露光されて静電潜像が形成され、次いで、現像器７により各色ごとにトナーが感光体６に移行されて静電潜像がトナー像として顕像化される。そして、感光体６に色ごとのトナー像が形成される度に転写用スイッチＳＷ２がオンされて一次転写ローラ１３に転写電圧が印加されることにより、トナー像が中間転写ベルト１２に一次転写される。
【００３３】
上記動作を繰り返して中間転写ベルト１２にフルカラーのトナー像が転写されると、用紙ｐが搬送ローラ３３により給紙カセット３２から取り出されて転写器８に向けて搬送されるタイミングに合わせて、二次転写ローラ１５が中間転写ベルト１２側に移動されて、一度にフルカラーのトナー像が用紙ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙ｐは定着装置９により永久像として定着された後、ハウジング２の外部のトレイ等に排出される。また、二次転写時には、中間転写体クリーニング装置２６が中間転写ベルト１２に接触されて、中間転写ベルト１２上の余分な残留トナーが中間転写体クリーニクング装置２６で取り除かれて回収される。
【００３４】
一方、感光体リフレッシュ、あるいは現像剤リフレッシュを行う条件が満足された場合、コントローラ２７は、まず二次転写ローラ１５を中間転写体ベルト１２から離間させて用紙ｐへの印刷が行われないようにした上で、中間転写体クリーニング装置２６を中間転写ベルト１２に接触させる。
【００３５】
この状態で、コントローラ２７は、現像器７のトナーを強制的に感光体６に移行させて感光体クリーニング装置２５で回収する回収処理（以下、感光体側回収処理という）の実行中に、現像器７のトナーを強制的に感光体６を経て中間転写ベルト１２に移行させて中間転写体クリーニング装置２６で回収する回収処理（以下、中間転写体側回収処理という）を時分割で実行する。
【００３６】
すなわち、コントローラ２７は、図４（ａ）に示すように、帯電用スイッチＳＷ１を一定期間Ｔ１にわたってオンにして帯電器２１に高電圧を印加して感光体６表面を帯電させ、露光装置５で感光体６の表面を例えばベタ印刷等の印刷パターンとなるように色ごとに露光し、現像器７により各色ごとにトナーを感光体６に移行させる。このとき、コントローラ２７は転写用スイッチＳＷ２を所定周期でオン／オフする。転写用スイッチＳＷ２がオフのときには、転写電圧が一次転写ローラ１３に加わらないので、感光体６上のトナーは中間転写ベルト１２に移行せず、感光体クリーニング装置２５のブレード２５ａで拭い去られて回収ローラ２５ｂで回収される。これに対して、転写用スイッチＳＷ２がオンのときには、転写電圧が一次転写ローラ１３に加わるので、感光体６上のトナーは中間転写ベルト１２に移行されて中間転写体クリーニング装置２６のブレード２６ａで拭い去られて回収ローラ２６ｂで回収される。
【００３７】
図４（ａ）では、感光体側回収処理の実行中に中間転写体側回収処理を時分割で実行しているが、これに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、帯電用スイッチＳＷ１をオンにしてトナーを感光体６に移行させたときに、転写用スイッチＳＷ２をオンする場合とオフにする場合とを交互に繰り返すことで、感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とを各処理が完了する毎に交互に実行させることもできる。このようにすれば、感光体リフレッシュを行う場合に感光体６を十分にリフレッシュすることができるので有効である。
【００３８】
以上のように、この実施の形態では、感光体リフレッシュや現像剤リフレッシュのように、トナーを強制的に大量に消費する際には、感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とが時分割で切り替えられるため、トナーの回収負荷が感光体クリーニング装置２５と中間転写体クリーニング装置２６とに均等に分散される。その結果、従来のように感光体クリーニング装置２５のみに回収負荷が集中することがなくなり、クリーニング装置２５において回収トナーが外部に溢れて印刷画像へ悪影響を及ぼしたり、トナーの回収経路が詰まって破損するなどの不具合発生を回避することができる。
【実施例】
【００３９】
上記の実施の形態における有効性を確認するために、次の評価実験を行った。
【００４０】
複写機として京セラミタ製ＬＳ−Ｃ５０１６Ｎの機種を使用し、本発明に係る実施例１では、図４（ａ）に示したように、帯電用スイッチＳＷ１のオン時に転写用スイッチＳＷ２を０．２ｓｅｃごとにオン／オフして、感光体側回収処理の実行中に中間転写体側回収処理を時分割で実行した。本発明に係る実施例２では、図４（ｂ）に示したように、帯電用スイッチＳＷ１のオン時に転写用スイッチＳＷ２をオンする場合とオフにする場合とを交互に繰り返すことで、感光体側回収処理と中間転写体側回収処理とを各処理が完了する毎に交互に実行した。また、これらの実施例１，２と対比するため、比較例１ではトナーの強制消費動作を行わず、また、比較例２では、トナーの強制消費動作時にトナーを感光体クリーニング装置２５のみで回収する感光体側回収処理を行った。
【００４１】
このときの印刷条件として、トナーの１０００枚ごとに感光体軸方向には全幅、周方向には５４０ｍｍ幅隔でベタ印字パターンが形成されるようにし、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ともに０．１％と、８％の印字率で５００００枚の連続印字を行った。そして、実施例１，２、および比較例１，２について表１に示す各評価項目と各判定基準とに従って実験結果について評価を行った。そして、判定基準で不良が発生した時点でその条件での実験を中止した。
【００４２】
【表１】
2007248547.tif 000003
【００４３】
表１の評価項目の内、画像濃度（ＩＤ）は主に現像剤の劣化の有無を評価するため、画像黒筋は主に感光体クリーニング装置のトナーの溢れの有無を評価するため、像流れは主に感光体リフレッシュ効果を評価するため、クリーニングロックは各クリーニング装置２５，２６におけるトナーの詰まりの有無を評価するため、それぞれ採用した。
【００４４】
上記の実施例１，２、および比較例１，２についての表１に基づく評価結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
2007248547.tif 000004
【００４６】
この評価結果から明らかなように、本発明に係る実施例１，２（表２（ａ），（ｂ））のいずれの場合も評価結果は全て良好である。
【００４７】
一方、比較例１（表２（ｃ））では、トナーの強制消費動作を行わないのでクリーニングロックは生じないが、画像濃度（ＩＤ）や像流れが発生している。特に、印字率が低い場合には印字枚数が少ない段階で早期に発生する。また、比較例２（表２（ｄ））では、トナーの強制消費動作を行うので、画像濃度（ＩＤ）や像流れは発生しないが、トナーを感光体クリーニング装置２５のみで回収するため、画像黒筋やクリーニングロックが発生している。特に、印字率が高いときにはトナーの強制消費量が多くなるため、その分、画像黒筋やクリーニングロックが印字枚数が少ない段階で早期に発生する。
【００４８】
なお、上記の実施の形態では、中間転写体として中間転写ベルト１２を用いているが、これに限らず、中間転写ローラを備えたものであっても本発明を適用することが可能である。
【００４９】
また、本発明は、複写機に限らず、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機等の各種の画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における複写機の全体を示す概略構成図である。
【図２】同複写機が備える現像器、転写器、クリーニング装置の配置関係を示す構成図である。
【図３】同複写機の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  複写機（画像形成装置）
５  露光装置
６  感光体
７  現像器
８  転写器
１２  中間転写ベルト（中間転写体）
２１  帯電器
ＳＷ１  帯電用スイッチ（回収切替手段）
ＳＷ２  転写用スイッチ（回収切替手段）
２５  感光体クリーニグ装置
２６  中間転写体クリーニング装置
２７  コントローラ（回収切替手段）
【図１】
2007248547.tif 000005
【図２】
2007248547.tif 000006
【図３】
2007248547.tif 000007
【図４】
2007248547.tif 000008