(57)【要約】【課題】ドラムクリーナ及びベルトクリーナのトナー回収容器を最小化して装置の小型化を図りつつ、プリント以外の装置動作時間の短縮と、濃度薄や濃度ムラなどの画像劣化を効果的に抑制することを可能とした画像形成装置を提供する。【解決手段】現像手段８の使用頻度に応じてトナー像を現像手段８から像担持体１の非画像形成部に相当する位置に強制的に移動させる現像吐き出しモードを実行可能な画像形成装置において、回転体２４に転写された現像吐き出しモードで回転体２４に移動されたトナー像の濃度を検知する検知手段３３を有し、検知手段３３の検知結果に応じて、非画像形成部に相当する位置に移動させたトナー像の転写手段４による転写条件を制御して、第１のクリーニング手段１６が像担持体１から除去するトナー量と、第２のクリーニング手段２８が回転体２４から除去するトナー量を振り分ける。【選択図】図１
2012226279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、前記像担持体に接触して回転する回転体と、前記回転体に前記像担持体上のトナー像を転写させることが可能な転写手段と、前記像担持体から前記回転体に転写されず残留したトナーを除去する第１のクリーニング手段と、前記回転体からトナー像を除去する第２のクリーニング手段と、を有し、前記現像手段の使用頻度に応じて前記トナー像を前記現像手段から前記像担持体の非画像形成部に相当する位置に強制的に移動させる現像吐き出しモードを実行可能な画像形成装置において、
前記回転体に転写された前記現像吐き出しモードで前記回転体に移動されたトナー像の濃度を検知する検知手段を有し、
前記検知手段の検知結果に応じて、非画像形成部に相当する位置に移動させたトナー像の前記転写手段による転写条件を制御して、前記第１のクリーニング手段が前記像担持体から除去するトナー量と、前記第２のクリーニング手段が前記回転体から除去するトナー量を振り分ける、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記非画像形成部は、連続プリントにおける紙間領域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】
前記像担持体に形成される潜像の階調制御を行う制御演算部を更に有し、前記現像吐き出しモードにて強制的に移動させるトナー量を、前記階調制御に基づいた潜像形成によって調整することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
１つの連続プリントジョブにおける最初の前記現像吐き出しモードは、前記転写手段による転写条件として、前回行った前記現像吐き出しモードを実行した際の転写条件を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成を行うプリント１枚毎に印字画素数を算出する演算部を更に有し、前記印字画素数に応じて前記現像吐き出しモードの実行有無を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成を行うプリント１枚毎に印字画素数を算出する演算部を更に有し、前記印字画素数に応じて前記現像吐き出しモードにおけるトナー像の移動量を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転体は、中間転写ドラム或いは中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。特に、本発明は、複数の像担持体上に形成された複数色のトナー像を転写材担持体上の転写材に順次重ねて転写するか、若しくは、中間転写体上に順次重ね合わせて１次転写した後に一括して転写材に２次転写してカラー画像を得る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、印字率の低い画像を連続してプリントした際に同じトナーが消費されずに現像器内を循環することによりトナーが変化し、濃度薄、濃度ムラなどの画像劣化を起こす場合があった。
【０００３】
そこで、所定間隔で非画像形成時に強制的に現像器内のトナーを感光ドラム（像担持体）側に転移させて消費させる「現像器リフレッシュ動作」が一般的に行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
感光ドラムに強制移動されたトナーは、感光ドラム上でそのままクリーナ部へ搬送され回収される。或いは、感光ドラムから回転体としての紙搬送ベルト（転写材担持体）上へ直接転写した後、紙搬送ベルトをクリーニングするクリーナ部へ搬送され回収される。或いは、感光ドラムから回転体である中間転写ベルト（中間転写体）上へ１次転写され更に２次転写部を通過した後に、中間転写ベルトをクリーニングするクリーナ部へ搬送され回収される。
【０００５】
近年では装置の小型化を図るため、感光ドラムクリーナの回収容量を少なくしてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色画像形成ステーション間のピッチを小さくすることが望まれている。そのため、強制移動されたトナーの少なくとも一部、又は全てをベルトのクリーナまで搬送して回収する方式が多く取られている（特許文献２参照）。
【０００６】
以上のような動作を実行することで、現像器内のトナーをリフレッシュし、トナーの状態を安定させてプリントが行えるようになるため、上記のような、現像器に起因する様々な画像劣化の発生を防止することができる。
【０００７】
ところで、前述の中間転写ベルトを用いた画像形成方式では、現像器リフレッシュ動作において中間転写ベルト上へ転写されたトナーが２次転写部を通過する際、トナーの一部が２次転写ローラ表面に転移し、ローラ表面を汚してしまうことが懸念される。２次転写ローラ表面がトナーで汚れると、次のプリント動作時に、２次転写部に搬送された記録材の非印字面側にこのトナーが再転移することとなり、記録材の裏汚れを生じさせてしまう。
【０００８】
このような問題を避けるための対応として、トナーが２次転写部を通過する際に通常のプリント動作中とは逆極性の転写電界を２次転写部に形成してトナー付着を緩和する手法が知られている。更に、トナーが通過した後には交番電界を２次転写部に形成するなどして２次転写ローラに付着したトナーを中間転写ベルトに再転写さるといったクリーニング動作を行うことで裏汚れの防止が図られている。
【０００９】
或いは、通常のプリント動作中は、中間転写ベルトに当接して使用される２次転写ローラを、現像器リフレッシュ動作中は中間転写ベルトから離間させて２次転写ローラの汚染を物理的に防止するといった方法も取られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３１８１１４号公報
【特許文献２】特開２００８−２９２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の現像器リフレッシュ動作は、本来のプリント動作とは別に行われるものであり、ユーザーからしてみれば一時的にプリント動作が止まったように感じてしまう場合がある。このため、現像器リフレッシュ動作は本来のプリント動作中に行われることが望ましく、例えば連続プリント中の紙間領域など数十ｍｍ程度の搬送方向長さを持った非画像部においてトナーの強制移動を行うことが考えられる。
【００１２】
しかしながら、紙間の狭い領域でリフレッシュ動作を行い、強制転移されたトナーをドラムクリーナとベルトクリーナに振り分けて回収するにあたっては、１回のリフレッシュ動作におけるそれぞれのクリーナへの振り分け量を正確に制御する必要がある。これは、１回のリフレッシュ動作における小さな振り分け量の誤差が、動作を繰り返すごとに積み重なって大きな回収量の差になってしまうためである。また、その分の誤差を許容することは余計なクリーナスペースの増大、即ち、装置の大型化に至ってしまうためである。
【００１３】
また、前述した中間転写ベルトを用いた方式においては、強制移動したトナーが２次転写ローラを汚染してしまうと次に搬送された記録材の裏汚れを生じさせてしまう。前述した２次転写ローラのクリーニング動作は、ローラが汚染された後に少なくともローラ１周から２周程度かけて取られる動作である。紙間領域にトナーを強制移動させるスペースに加え、更にこのような２次転写ローラクリーニング用のスペースを確保するためには、その分だけ紙間領域を多くしなくてはならない。しかし、紙間領域の増加は単位時間当たりのプリント枚数の低下を招いてしまう。
【００１４】
また別の手法として、２次転写ローラを離間させた後に再度当接させるといった動作を数十ｍｍ程度の紙間領域で行うことは、プリント速度の高速化対応や稼動音の観点から、実現は非常に困難である。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ドラムクリーナ及びベルトクリーナのトナー回収容器を最小化して装置の小型化を図りつつ、プリント以外の装置動作時間の短縮と、濃度薄や濃度ムラなどの画像劣化を効果的に抑制することを可能とした画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転する像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、前記像担持体に接触して回転する回転体と、前記回転体に前記像担持体上のトナー像を転写させることが可能な転写手段と、前記像担持体から前記回転体に転写されず残留したトナーを除去する第１のクリーニング手段と、前記回転体からトナー像を除去する第２のクリーニング手段と、を有し、前記現像手段の使用頻度に応じて前記トナー像を前記現像手段から前記像担持体の非画像形成部に相当する位置に強制的に移動させる現像吐き出しモードを実行可能な画像形成装置において、
前記回転体に転写された前記現像吐き出しモードで前記回転体に移動されたトナー像の濃度を検知する検知手段を有し、
前記検知手段の検知結果に応じて、非画像形成部に相当する位置に移動させたトナー像の前記転写手段による転写条件を制御して、前記第１のクリーニング手段が前記像担持体から除去するトナー量と、前記第２のクリーニング手段が前記回転体から除去するトナー量を振り分ける、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画像形成装置の小型化、加えてプリント以外の装置動作時間の短縮を達成しつつ、濃度薄、濃度ムラなどの画像劣化を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例の全体構成を示す断面図である。
【図２】光学濃度センサの構成を示す断面図である。
【図３】強制移動トナー量算出のフローチャート図である。
【図４】裏汚れの様子を説明する図である。
【図５】転写効率を説明する図である。
【図６】ベルト上トナー量と光学濃度センサ出力の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２０】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である、回転体である中間転写体として中間転写ベルトを採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の概略断面構成図である。回転体である中間転写体は、中間転写ベルトに限定されるものではなく、ドラム状の中間転写体である中間転写ドラムとすることもできる。
【００２１】
先ず図１を用いて本実施例における画像形成装置１００の画像形成部の動作を説明する。本実施例にて画像形成装置１００は、複数の、本実施例ではイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ステーション（画像形成部）Ｓ（ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫ）を備えている。各画像形成部Ｓは、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）、及び、一次帯電手段としての帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）を備えている。更に、感光ドラム１の周囲には、露光手段としての露光スキャナ部１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）、及び、現像手段としての現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋが配置されている。また、４つの感光ドラム１が対向する位置には中間転写ベルト２４が配設され、駆動ローラ２３、張架ローラ１３、２次転写対向ローラ２６に張設されて、矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。更に、各感光ドラム１と対向して１次転写部Ｔ１（Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋ）には中間転写ベルト２４を介して１次転写手段としての１次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが配置されている。また、２次転写部Ｔ２には、２次転写対向ローラ２６に対向して２次転写手段としての２次転写ローラ２５が設けられている。
【００２２】
更に、本実施例では、画像形成装置の下方部に位置して給紙部１５及び定着部２１が配置されている。画像形成装置の上記各構成部は、制御演算部（制御手段）１０によって制御動作される。
【００２３】
感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを画像形成動作に応じて時計周り方向に回転させる。
【００２４】
前述の制御演算部１０が画像信号を受け取ると、記録材（転写材）Ｐは、給紙カセット１５等から給紙ローラ１７、１８によって画像形成装置内に送り出される。その後、後述の画像形成動作と記録材Ｐの搬送との同期をとるためのローラ状同期回転体、即ち、搬送（レジスト）ローラ１９ａ及び搬送（レジスト）対向ローラ１９ｂに一旦挟持され、停止して待機する。
【００２５】
一方、制御演算部１０は、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの作用により一定電位に帯電した感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に、受け取った画像信号に応じた静電潜像を、露光スキャナ部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって形成する。
【００２６】
現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、前記静電潜像を可視化する手段であり、ステーション毎にＹＭＣＫ各色の現像を行う。各現像器には、現像剤担持体としてのスリーブ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが設けられており、前記静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。
【００２７】
このように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に形成された前記静電潜像は、現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの作用により単色の現像像（トナー像）として現像される。
【００２８】
中間転写ベルト２４は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接触しており、カラー画像形成時に反時計回り方向に感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は、１次転写部Ｔ１にて１次転写ローラ４に印加された１次転写バイアスの作用により順次転写され、中間転写ベルト２４上で多色トナー像となる。
【００２９】
中間転写ベルト上に転写されず各感光ドラム１上に残留してしまったトナー（即ち、転写残現像剤）は、感光ドラム１に当接して設置された第１のクリーニング手段としてのドラムクリーナ１６（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）にて除去、回収される。各色ドラムクリーナ１６は、それぞれ、クリーナブレード１６１（１６１Ｙ、１６１Ｍ、１６１Ｃ、１６１Ｋ）とトナー回収容器１６２（１６２Ｙ、１６２Ｍ、１６２Ｃ、１６２Ｋ）とで構成されている。
【００３０】
尚、各々の感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器８、ドラムクリーナ１６は、一体構成となっており、画像形成装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ）の形態で取り付けられている。
【００３１】
一方、中間転写ベルト２４上に形成された多色トナー像は、２次転写ローラ２５とで形成される２次転写ニップ部Ｔ２に搬送される。これと同時に、搬送ローラ対１９ａ、１９ｂに挟持された状態で待機していた記録材Ｐが搬送ローラ対１９ａ、１９ｂの作用により中間転写ベルト多色トナー像と同期を取りながら２次転写ニップ部Ｔ２に搬送される。そして、２次転写ローラ２５に印加された２次転写バイアスの作用により中間転写ベルト２４上の多色トナー像が記録材Ｐに一括転写される。
【００３２】
定着部２１は、記録材Ｐを搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように記録材Ｐを加熱する定着ローラ２１ａと記録材Ｐを定着ローラ２１ａに圧接させるための加圧ローラ２１ｂを備えている。定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂは中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ２１ａｈ、２１ｂｈが内蔵されている。
【００３３】
多色トナー像を保持した記録材Ｐは定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。トナー像定着後の記録材Ｐは、排出ローラ２０によって排紙トレイ３０に排出され画像形成動作を終了する。
【００３４】
第２のクリーニング手段としてのベルトクリーナ２８は、中間転写ベルト２４上に転写残として残ったトナーをクリーナブレード２８１の作用によって除去、回収するものである。ここで回収された転写残トナーは、廃トナーとしてクリーナ容器２８２に蓄えられる。
【００３５】
このような一連の画像形成動作は、画像形成装置内に設けられた制御演算部１０によって制御動作される。
【００３６】
また、中間転写ベルト２４上に作成されたトナーパッチＴの濃度に応じた信号を出力する光学濃度センサ３３が設けられている。センサ３３は、図２に示すように、ＬＥＤなどの発光素子３３１、フォトダイオード、ＣＤＳなどの受光素子３３２、及びホルダー３３３から構成されている。
【００３７】
光学濃度センサ３３は、中間転写ベルト２４を駆動する駆動ローラ２３の上方、長手方向中央の位置に取り付けられている。発光素子３３１から発せられた照射光の中間転写ベルト２４上でのスポット径は直径１．２ｍｍ程度である。そして、中間転写ベルト２４上の長手方向中央に作成されたトナーパッチ濃度を、中間転写ベルト２４を搬送させて搬送方向長さ１０ｍｍに渡ってスキャンすることで検出する構成となっている。また、制御演算部１０では検出された濃度信号を基に各色トナー像の階調制御が行われ、前述の画像信号に応じた露光スキャナ部１１Ｙ〜１１Ｋの露光条件が調整される。
【００３８】
＜現像吐き出しモード＞
現像吐き出しモードは、前述したように、現像器８の使用頻度に応じて非画像形成部に現像剤を現像器８から感光ドラム１に強制的に移動させ、それらをドラムクリーナ１６やベルトクリーナ２８に回収させて消費する動作である。この動作のことを、以下では現像器リフレッシュ動作という。この現像器リフレッシュ動作により、同じトナーが現像器８内を循環することにより起こるトナーの変化が抑制される。現像器リフレッシュ動作時のトナーの強制移動は、感光ドラム面に現像吐き出しモード用の静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器８で現像することにより行う。
【００３９】
本実施例において現像吐き出しモードは、連続プリント中の、所謂、紙間領域で実行可能とされ、各紙間に対して１色ずつの現像器リフレッシュ動作が必要に応じて行われる。例えば６枚の連続プリントジョブを行う場合、次のような感光ドラムへのトナーの強制移動が行われる。つまり、１枚目と２枚目の紙間でイエロー（現像器８Ｙ）を、２枚目と３枚目の紙間でマゼンタ（現像器８Ｍ）、３枚目と４枚目の紙間でシアン（現像器８Ｃ）、４枚目と５枚目の紙間でブラック（現像器８Ｋ）と順次感光ドラムへのトナーの強制移動が行われる。そして、続く５枚目と６枚目の紙間では再度イエロートナーの強制移動が行われる。その後、次の連続プリントジョブにおいては、１枚目と２枚目の紙間でマゼンタトナーの強制移動から開始され、以降はシアン、ブラックと続けた後に再度イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった具合に各色順番に均等な回数で感光ドラム１へのトナー強制移動が行われるようになっている。但し、プリント１枚当たりの印字率が多く、後述するトナー強制移動を行うための条件に合致しない場合には、該当する現像器のリフレッシュ動作は行われずにプリントジョブが継続される。
【００４０】
感光ドラム１上に強制移動されたトナーは、画像形成動作時と同様に感光ドラム１の回転によって１次転写部Ｔ１へ搬送される。本実施例において強制移動されたトナーが１次転写部Ｔ１を通過する際に印加される１次転写バイアスは、画像形成動作時よりも低いバイアスに制御される。このようにすることで強制転移されたトナーの一部は中間転写ベルト２４に転写されてベルトクリーナ２８に回収され、残りのトナーはドラムクリーナ１６に回収されることとなる。
【００４１】
また、中間転写ベルト２４上に保持された強制移動トナーが２次転写部Ｔ２を通過する際には、２次転写バイアスとしてトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加して、強制移動トナーが２次転写ローラ２５に付着するのを緩和する。
【００４２】
これら一連の現像器リフレッシュ動作も、画像形成動作と同様、画像形成装置内に設けられた制御演算部１０によって制御動作される。
【００４３】
＜強制移動トナー量の算出＞
上記の現像吐き出しモードでは、常に一定量のトナーを強制移動させるのではなく、強制移動が必要な場合にのみ強制移動量を算出し、算出した量に相当する面積分の現像吐き出しモード用静電潜像を形成する。
【００４４】
以下に、１回の現像吐き出しモードを実行した場合における紙間領域に強制移動させるトナー量を算出する方法について説明する。
【００４５】
濃度薄や濃度ムラなどの画像劣化を効果的に抑制するため、本実施例の場合、プリント１枚あたりの平均印字率が１％に相当するトナーをリフレッシュ動作で消費することとした。
【００４６】
つまり、平均印字率が１％に満たない場合には、プリントによる実際のトナー消費量と、平均印字率１％に相当するトナー消費量の差分を紙間で現像吐き出しモードを実行して強制的に移動させる。平均印字率が１％以上の場合には現像吐き出しモードは実行しない。尚、平均印字率の求め方については後述する。
【００４７】
図３に強制移動トナー量を算出するためのフローチャートを示す。本画像形成装置では、このフローに従って１回の紙間で必要な強制移動トナー量を算出し、現像吐き出しモードを実行する際に形成される静電潜像の搬送方向長さを調整することによって、算出したトナー量を強制移動させる。
【００４８】
ここで、ブラックの現像器８Ｋを例に、フローチャートに従って強制移動トナー量の算出方法を説明する。なお、ここでは説明の都合上、リフレッシュ動作はイエロー現像器８Ｙから開始され、順次マゼンタ、シアンの現像器でも行われた後、ブラック現像器８Ｋのリフレッシュ動作は４枚目と５枚目の紙間で実行されるものとする。また、後に説明するピクセルカウント値Ｐａｓｕｍ及びＰｄｓｕｍはそれぞれ初期値０から開始される（Ｓ１）ものとして説明する。
【００４９】
先ず連続プリント動作が開始されると、露光スキャナ部１１は１枚目の画像信号に応じた露光を実行し、潜像形成を行う。このとき、制御演算部１０はページ内の画像形成可能な領域の総画素数と、露光によって描画を行ったプリント１枚毎の印字画素数とをピクセルカウント値Ｐａｌｌ及びＰｄｒａｗとして色毎に算出し（Ｓ２）、ＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍにそれぞれ加算して記憶する（Ｓ３）。
【００５０】
ＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍへの加算・記憶が終了すると、Ｐａｌｌ及びＰｄｒａｗの値は０にリセットされる（Ｓ４）。
【００５１】
各ページの紙間では、１色分の現像器のリフレッシュ動作のみ行うものとすると、１枚目と２枚目の紙間ではイエロー現像器８Ｙのリフレッシュ動作が行われるので、ブラック現像器８Ｋに対してＳ５の判定結果はＮＯとなる。引き続き２ページ目のＰａｌｌ及びＰｄｒａｗ算出（Ｓ２）に戻る。算出されたＰａｌｌ・Ｐｄｒａｗは、順次ＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍに加算される。このような一連の動作が繰り返され、４枚目のプリントに対するＰａｌｌ・Ｐｄｒａｗの算出及びＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍへの加算が終了すると、続くＳ５での判定はＹＥＳとなり現像吐き出しモードを実行する。印字画素数に応じて現像吐き出しモードの実行有無を制御する。つまり、Ｓ５での判定がＹＥＳとなった時点でのＰａｓｕｍは、各色の現像器について現像吐き出しモードが実行されるまでの間の全ページの画像形成可能な領域の総画素数の合計となる。また、Ｐｄｓｕｍは同じく露光によって描画を行った画素数の合計である。上記ブラックの現像器８Ｋに対しては４、８、１２・・・枚目の連続プリント終了後のみＳ５の判定がＹＥＳとなり、それぞれのタイミングでのＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍを基にリフレッシュ動作に入る。
【００５２】
リフレッシュ動作に入ると、現像吐き出しモード用の静電潜像のピクセル値Ｐｐｕｒｇｅが以下に従って算出される。
【００５３】
先ず、Ｐａｓｕｍを元に平均印字率１％に対するピクセル数Ｐ１％が算出される。
Ｐ１％=Ｐａｓｕｍ×１％
続いて、Ｐ１％とＰｄｓｕｍの比較が行われ、ＰｄｓｕｍがＰ１％に満たない場合には紙間で強制転移させるためのピクセル数ＰｐｕｒｇｅがＰ１％  −  Ｐｄｓｕｍにより算出される（Ｓ６）。
【００５４】
本実施例の画像形成装置における有効画像幅（長手方向）は、２１０ｍｍ（４９６０ピクセル）であり、現像吐き出しモード用の静電潜像もこの幅で形成される。また、現像吐き出しモード用の静電潜像は、本画像形成装置における１００％印字率時のトナー量のＡ％に相当するハーフトーンで形成されるものとする。このＡの値の決定方法については後に詳述する。
【００５５】
この場合、平均印字率１％に相当するトナー消費量との差分を紙間でのリフレッシュ動作で強制移動させるために必要な現像吐き出しモード用の静電潜像の搬送方向長さＬ（ピクセル）は次式によって求められる（Ｓ７）。
Ｌ＝Ｐｐｕｒｇｅ／４９６０／Ａ（％）（小数点以下は切り上げ）
【００５６】
詳細については後述するが、本実施例では上記の過程により求められた量のトナーを感光ドラム１上に強制移動させ、その一部を中間転写ベルト２４に転写させた後に、その濃度を光学濃度センサ３３にて検出する。光学濃度センサ３３は前述した通り、中間転写ベルト２４を搬送させながら搬送方向長さ１０ｍｍに渡ってスキャンすることによってトナー濃度を検出する構成となっている。このため、前述の演算により算出した搬送方向長さＬが２３６ピクセル（１０ｍｍ相当）未満の場合（Ｓ８のＮＯ）には、制御演算部１０は現像吐き出しモードを実行せずに前述の加算値ＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍを保持してプリント動作を継続する。そして、次の現像吐き出しモードを実行するタイミングである８枚目まで、Ｐａｌｌ・Ｐｄｒａｗが保持されているＰａｓｕｍとＰｄｓｕｍに加算され続け、８枚目終了後に改めてＰ１％との比較、搬送方向長さＬの算出、及びＳ８の判定が行われることとなる。
【００５７】
一方、算出した搬送方向長さＬが２３６ピクセル以上の場合（Ｓ８のＹＥＳ）には、制御演算部１０は演算された搬送方向長さＬに従って、紙間領域に現像吐き出しモード用の静電潜像を露光スキャナ部１１の作用によって感光ドラム１上に形成し（Ｓ９）、制御演算部１０に記憶された加算値ＰａｌｌとＰｄｒａｗをゼロにリセットする（Ｓ１０）。
【００５８】
以降、前述の動作に従って強制移動トナーの一部はドラムクリーナ１６に回収され、残りは１次転写部で中間転写ベルト２４上に転写される。その後、中間転写ベルト２４上のトナーは光学濃度センサ３３にてその濃度が検知され、検知結果に応じた１次転写バイアスの制御がなされると共に、トナーはベルトクリーナ２８に回収される。
【００５９】
以上のような動作はプリントジョブが終了するまで繰り返される（Ｓ１１）。
【００６０】
＜中間転写ベルト上の保持トナー量制御＞
次に、上記の現像吐き出しモードを実行における中間転写ベルト２４上の保持トナー量について説明する。
【００６１】
本画像形成装置における連続プリント時の紙間領域は、搬送方向長さ５０ｍｍに設定されている。また、２次転写ローラ２５の外径は２４ｍｍであるので、その外周は７５．４ｍｍとなる。従って、紙間領域に強制移動され、２次転写ニップ部Ｔ２で２次転写ローラ表面に付着したトナーは、ローラの周回に伴って再度２次転写ニップ部Ｔ２に進入する際に次に搬送されてきた紙の裏面と接触して紙裏汚れを引き起こす。
【００６２】
図４は、連続プリント中の紙間領域に上述の動作でトナーの強制移動を行った際、発生した裏汚れ量を濃度計（東京電色社  ＤＥＮＳＩＴＯＭＥＴＥＲ  ＴＣ−６ＤＳ）で測定した結果と２次転写部Ｔ２に印加したトナーと同極性のバイアス値の関係を、２次転写部Ｔ２を通過する強制移動トナー量毎に示している。
【００６３】
また、発生した裏汚れレベルを目視で評価してかぶり濃度との相関を確認したところ、濃度が１．２％以下であれば実用上問題の無いレベルであった。
【００６４】
このことから、本実施例では裏汚れを回避するためには２次転写部Ｔ２を通過する強制移動トナー量を０．１６ｍｇ／ｃｍ2以下とし、２次転写バイアスを−１００Ｖから−５００Ｖの範囲内に設定することとした。
【００６５】
しかしながら、現像器リフレッシュ動作として必要なトナー量を強制移動させつつ、２次転写部Ｔ２を通過する強制移動トナー量を少なくすることは、結果としてドラムクリーナ１６でのトナー回収量を多くしてしまうこととなる。このことは、先に述べたドラムクリーナ１６の回収容量を少なくしてＣＭＹＫ各色の画像形成ステーション間ピッチを小さくするという要望に反するものである。
【００６６】
本実施例の画像形成装置においては装置サイズを最小化するための最適値として、強制移動トナーの回収をドラムクリーナ：ベルトクリーナ＝４０：６０〜４５：５５の割合で行うこととする。即ち、強制移動トナーの１次転写効率（１次転写したトナー量／強制移動トナー量）を５５％から６０％の範囲とし、その時の中間転写ベルト上のトナー量が０．１６ｍｇ／ｃｍ2以下であれば良い。これらの条件を勘案すると、感光ドラム１上に強制移動されるトナーの単位面積あたりの量（載り量）は０．２６ｍｇ／ｃｍ2となる。
【００６７】
そこで本実施例の現像器リフレッシュ動作においては、現像器リフレッシュ動作にて強制的に移動させる現像剤の載り量を感光ドラム１に形成される潜像の諧調制御を行う制御演算部１０による諧調制御に基づいた潜像形成によって調整する。即ち、制御演算部１０にて行われた前述の階調制御に従って露光スキャナ部１１Ｙ〜１１Ｋの露光条件を調整し、載り量が０．２６ｍｇ／ｃｍ2に相当する濃度のハーフトーン潜像をリフレッシュ用の静電潜像として用いる。この値は、本画像形成装置における１００％印字率時のトナー量の５８％に相当するので、先に説明したリフレッシュ用静電潜像の搬送方向長さＬは変数Ａに５８％を代入して算出すればよい。
【００６８】
またこの時、前述の転写効率５５％から６０％の範囲に相当する中間転写ベルト上のトナー保持量は０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2となるので、ベルト上トナー保持量がこの範囲となるように１次転写バイアスを制御することとした。しかしながら、トナーの転写効率はトナーの帯電特性の変化や転写に関わる部材の抵抗値変動などによって変化する。図５（ａ）は１次転写バイアスと強制移動トナーの転写効率の関係を、装置の稼動環境（温湿度環境）や稼動状態（現像器寿命初期又は末期）別に例示したグラフである。また、図５（ｂ）は図５（ａ）における転写バイアス０Ｖから５０Ｖの領域を拡大し、縦軸をベルト上トナー量に置き換えた図である。
【００６９】
これらの図から分かるように、様々な状況下において転写効率を５５％から６０％の範囲に保ってベルト上トナー量を０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2（図５（ｂ）における破線に挟まれた領域）に収めるためには、それぞれの状態に応じて１次転写バイアスを精度良く制御する必要がある。
【００７０】
そこで、本実施例においては中間転写ベルト２４上に転写される強制移動トナー量を前述の光学濃度センサ３３で検出する。そして、その検出結果に応じて紙間領域における１次転写バイアスを調整して中間転写ベルト２４上の強制移動トナー量を０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2の範囲に制御することとした。
【００７１】
以下にその具体的な手法について述べる。
【００７２】
図６（ａ）に中間転写ベルト２４上のトナー量と光学濃度センサ３３の出力値の関係を示す。
【００７３】
また、図６（ｂ）は、図６（ａ）の領域αを拡大した図である。この図によれば、中間転写ベルト２４上の強制移動トナー量を０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2の範囲に制御するためには、光学濃度センサ３３の出力値が１．８４Ｖ〜１．９８Ｖの範囲となるように紙間領域の１次転写バイアスを制御すればよい。
【００７４】
紙間領域での１次転写バイアス値は、表１に示す光学濃度センサ３３の出力値に応じた転写バイアス制御量にて逐次補正されるようにした。
【００７５】
【表１】
2012226279.tif 000003
【００７６】
例えば図５（ａ）における環境Ｂの寿命末期トナーの場合を例に取ると、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間領域において紙間１次転写バイアスが＋２８Ｖであったとき、転写された強制移動トナー量は０．１２ｍｇ／ｃｍ2である。また図６（ｂ）より、この時の光学濃度センサ出力値は２．１０Ｖとなる。この場合、中間転写ベルト２４上のトナー量が少ないと判断され、表１に従った転写バイアスの制御量は＋１０Ｖとなる。そして、次のイエロートナーの現像吐き出しモードが実行される紙間領域では転写バイアスとして、前回の印加バイアス＋２８Ｖに＋１０Ｖを加えた＋３８Ｖが印加される。転写バイアス＋３８Ｖが印加された現像吐き出しモードでは、ベルト上のトナー量は約０．１３ｍｇ／ｃｍ2、光学濃度センサの出力値は２．００Ｖであった。同様に表１に従うと転写バイアス制御量は＋５Ｖとなり、その次のリフレッシュ動作が行われる紙間では＋４３Ｖの転写バイアスが印加される。このときのベルト上のトナー量は約０．１４ｍｇ／ｃｍ2、光学濃度センサの出力値は１．９５Ｖとなり、目標とする制御範囲に収めることができた。そして、このときの転写バイアスの制御量は０Ｖとなるので、次のリフレッシュ動作が行われる紙間では前回と同じ＋４３Ｖの転写バイアスが印加される。
【００７７】
このようにして、センサの出力値に応じて１次転写バイアスを制御することにより、ベルト上の強制移動トナー量を０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2の範囲に制御することができる。
【００７８】
また、センサ出力が１．８Ｖ未満になった場合、トナー量は多いと判断されて転写バイアスの制御量は表１に従って−５Ｖ若しくは−１０Ｖとなり、同様に次のリフレッシュ動作での１次転写バイアスが制御される。
【００７９】
このような制御を各色に対して紙間毎に繰り返すことで、中間転写ベルト２４上の強制移動トナー量は０．１４〜０．１６ｍｇ／ｃｍ2の範囲に制御され、この状態を維持しながら連続プリントジョブが完了される。
【００８０】
連続プリントジョブ終了時の紙間１次転写バイアス値は、制御演算部１０のメモリ保持部に保持される。そして、次の連続ジョブが開始されたときには１枚目と２枚目の紙間領域に対する最初の現像器リフレッシュ動作時の紙間１次転写バイアス値として、その値、即ち、前回行なった現像器リフレッシュ動作の転写条件を用いる。
【００８１】
尚、１枚プリントジョブが続いた後やプリントジョブの休止状態が長く続いた後など紙間１次転写バイアスの設定値として、前述の過程により制御演算部１０に保持されている値が相応しくないと判断される場合には、１枚目と２枚目の紙間領域に対する紙間１次転写バイアスは、制御演算部１０に別途保持されている初期値に設定される。本実施例においてこの初期値は、装置の稼動環境や稼動状況に関わらず中間転写ベルト２４上のトナー量が０．１６ｍｇ／ｃｍ2以下となる１８Ｖとすることで２次転写部における裏汚れを確実に回避できるようにした。
【００８２】
以上説明したように本実施例によれば、紙間領域で実施する現像吐き出しモードの現像器リフレッシュ動作において、中間転写体２４上に転写される強制移動トナー量を検出しながら１次転写バイアスを調整する。これにより、強制移動トナーをドラムクリーナ１６とベルトクリーナ２８に振り分けて回収するので、次のような効果が得られる。即ち、現像器リフレッシュ動作により現像器８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）の寿命を通じて、濃度薄、濃度ムラなどの画像不良の発生を効果的に抑制できる。そして、この現像吐き出しモードは連続プリント中の紙間領域において行われるので、プリントジョブを中断することなく画像不良の発生を抑制できる。
【００８３】
更に、ドラムクリーナ１６とベルトクリーナ２８に回収するトナー量を精度良く制御することができるので、それぞれの回収容器の大きさを最小化することが可能となり、装置の小型化を図ることできる。また、２次転写部における裏汚れ防止を装置の稼働環境や稼動状態に関わらず安定して達成することも可能となる。
【００８４】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば画像形成装置の構成は中間転写ベルト方式だけでなく中間転写ドラム方式に用いても同様の効果が得られる。或いは、搬送ベルト方式の画像形成装置に用いてもドラムクリーナとベルトクリーナへのトナー回収量の適正化を精度良く図ることが可能となり、クリーナ容器の最小化による装置の小型化とプリント以外の動作時間の短縮といった目的を達成できる。また、上記実施例では中間転写ベルト上に転写された強制転移トナー量をトナー像の階調制御に用いる検知手段として光学濃度センサにて検出しているが、センサはこれに限定されるものではなく、トナー濃度が検出可能な任意の方式のセンサを用いることができる。
【００８５】
また、上記実施例においては、画像劣化を効果的に抑制するためにプリント１枚当たりの平均印字率１％に相当するトナーをリフレッシュ動作で強制転移させることとしたが、強制移動量は現像器の構成によって異なるため、これに限定されるものではない。同様に、強制移動トナーの載り量は、中間転写ベルトへの転写効率、トナー保持量なども適用される画像形成装置の特性に合わせて適宜調整されるべきものであり、上記値に限定されるものではない。
【００８６】
なお、上記実施例では、感光ドラム１のトナー像を一旦、回転体としての中間転写ベルト（或いは中間転写ドラム）２４に転写し、その後、中間転写ベルト２４のトナー像を記録材（転写材）Ｐに転写する中間転写方式の画像形成装置であるとして説明した。本発明はこの構成の画像形成装置に限定されるものではない。本発明は、感光ドラム１のトナー像を直接、回転体としての転写材搬送ベルト等の転写材担持体にて搬送される記録材Ｐに転写する画像形成装置であっても等しく適用可能である。斯かる画像形成装置の構成は、当業者には周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。
【符号の説明】
【００８７】
１      感光ドラム（像担持体）
４      １次転写ローラ（１次転写手段）
５      現像スリーブ（現像剤担持体）
８      現像器（現像手段）
１０    制御演算部（制御手段）
１６    ドラムクリーナ（第１のクリーニング手段）
２４    中間転写ベルト（中間転写体、回転体）
２８    ベルトクリーナ（第２のクリーニング手段）
３３    光学濃度センサ（検知手段）
【図１】
2012226279.tif 000004
【図２】
2012226279.tif 000005
【図３】
2012226279.tif 000006
【図４】
2012226279.tif 000007
【図５】
2012226279.tif 000008
【図６】
2012226279.tif 000009