(57)【要約】【課題】転写部材を交換する際の操作者や周辺のトナーによる汚れを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤で形成された画像を担持する像担持体７と、像担持体７に接触して転写部Ｎ２を形成し、電圧が印加されて像担持体７から記録材Ｓに画像を転写させる転写部材１４と、転写部材１４に電圧を印加する電源１６と、を有する画像形成装置１００は、画像形成装置１００の装置本体１１０からの転写部材１４の取り外しが行われる際に、該取り外しに先立って、電源１６から転写部材１４に電圧を印加させて転写部材１４に付着している現像剤を像担持体７に移動させるクリーニング動作を実行させる制御手段５０１を有する構成とする。【選択図】図６
2016161931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤で形成された画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に接触して転写部を形成し、電圧が印加されて前記像担持体から記録材に画像を転写させる転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置の装置本体からの前記転写部材の取り外しが行われる際に、該取り外しに先立って、前記電源から前記転写部材に電圧を印加させて前記転写部材に付着している現像剤を前記像担持体に移動させるクリーニング動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写部材が使用限度に達したことを検知する検知手段と、情報を表示する表示部と、操作者により操作される操作部と、を有し、前記制御手段は、前記検知手段により前記転写部材が使用限度に達したことが検知された場合に前記表示部に前記転写部材の交換を促す表示を行わせ、該表示に対応する前記操作部における操作者の操作に応じて前記クリーニング動作を実行させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記転写部材の使用開始から前記クリーニング動作が実行されるまでの間に、前記電源から前記転写部材に電圧を印加させて前記転写部材に付着している現像剤を前記像担持体に移動させる別のクリーニング動作を実行させるようになっており、前記クリーニング動作において前記電源から前記転写部材に電圧を印加する時間を、前記別のクリーニング動作において前記電源から前記転写部材に電圧を印加する時間よりも長くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記転写部材の使用開始から前記クリーニング動作が実行されるまでの間に、前記電源から前記転写部材に電圧を印加させて前記転写部材に付着している現像剤を前記像担持体に移動させる別のクリーニング動作を実行させるようになっており、前記クリーニング動作において前記電源から前記転写部材に印加する電圧の絶対値を、前記別のクリーニング動作において前記電源から前記転写部材に印加する電圧の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記クリーニング動作において、前記電源から前記転写部材に負極性と正極性の電圧を交互に印加させる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】
前記制御手段は、前記別のクリーニング動作において、前記電源から前記転写部材に負極性と正極性の電圧を交互に印加させることを特徴とする請求項３〜５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、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、電子写真感光体、静電記録誘電体、中間転写体などの像担持体に適宜の作像プロセスにてトナー像が形成される。このトナー像は、転写手段によって記録用紙などの記録材に転写され、その後加熱などされることで記録材に定着される。このような画像形成装置において、転写手段は、像担持体に接触して転写部を形成し、この転写部で像担持体から記録材にトナー像を転写させる転写部材（接触部材）を有していることが多い。転写部材としてローラ状の部材である転写ローラを例に更に説明する。
【０００３】
転写ローラによるトナー像の転写は、次のようにして行われる。すなわち、像担持体に、導電性及び弾性を有する転写ローラが当接されて、転写部が形成される。この転写部に記録材が所定の制御タイミングにて導入されて、像担持体と転写ローラとによって挟持されて搬送される。また、こうして記録材が搬送されている間に、転写ローラにトナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加される。これにより、像担持体上のトナー像が記録材上に静電気的に転写される。
【０００４】
上述のような画像形成装置において、転写ローラは、通電による電気抵抗の上昇や、トナーや紙粉による汚染によって徐々に性能が低下していく。したがって、画像形成装置の装置本体の寿命が転写ローラの寿命よりも長い場合、転写ローラを定期的に交換することが行われる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４８２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、転写ローラに一定以上のトナーが付着したままの場合、ユーザやサービス担当者などの操作者が転写ローラを交換する際に、操作者の手や衣服、あるいは画像形成装置の周辺にトナーが付着して汚れる場合がある。特に、ユーザが転写ローラを交換する場合、サービス担当者が転写ローラを交換の場合と比べて、手や衣服にトナーが付着して汚れることを抑制する要求は高い。
【０００７】
なお、以上では、転写部材がローラ状の部材である場合を例に従来の課題について説明したが、転写部材がパッド状、ブラシ状、ブレード状などの他の形態の部材である場合でも同様である。また、現像剤としてトナーとキャリアとを含む二成分現像剤が用いられる場合には、転写部材にキャリアが付着することもある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、転写部材を交換する際の操作者や周辺の現像剤による汚れを抑制することのできる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】
【０００９】
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、現像剤で形成された画像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触して転写部を形成し、電圧が印加されて前記像担持体から記録材に画像を転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置の装置本体からの前記転写部材の取り外しが行われる際に、該取り外しに先立って、前記電源から前記転写部材に電圧を印加させて前記転写部材に付着している現像剤を前記像担持体に移動させるクリーニング動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、転写部材を交換する際の操作者や周辺の現像剤による汚れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の模式的な縦断面図である。
【図２】画像形成部の模式的な縦断面図である。
【図３】通常時のクリーニング動作において印加されるバイアスのシーケンス図である。
【図４】実施例１の交換時のクリーニング動作において印加されるバイアスのシーケンス図である。
【図５】画像形成装置の要部の概略制御ブロック図である。
【図６】二次転写ローラの交換時の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図７】実施例１の交換時のクリーニング動作の効果を説明するためのグラフ図である。
【図８】実施例２の交換時のクリーニング動作において印加されるバイアスのシーケンス図である。
【図９】実施例２の交換時のクリーニング動作の効果を説明するためのグラフ図である。
【図１０】画像形成装置の他の態様を示す模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１３】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の模式的な縦断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００１４】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する。これら４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、この順にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するものである。図２は、代表して第１の画像形成部Ｐａの構成をより詳しく示す模式的な縦断面図である。
【００１５】
なお、本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成及び動作は、現像に使用するトナーの色が異なることを除けば実質的に同一である。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示す符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１６】
画像形成部Ｐには、第１の像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体である感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１は、本実施例では、駆動手段（図示せず）によって図中矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００１７】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材（接触帯電部材）である帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触して配置される。次に、露光手段（静電潜像形成手段）としての露光装置３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材（転写装置）である一次転写ローラ５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。
【００１８】
回転駆動される感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電させられる。このとき、帯電ローラ２には、図示しない帯電電圧印加手段としての帯電電源（高圧電源）から、帯電電圧（帯電バイアス）として、本実施例では負極性の直流電圧が印加される。なお、帯電電圧は、交流電圧と直流電圧とを重畳した振動電圧であってもよい。帯電後の感光ドラム１の表面には、露光装置３によって画像情報に応じた光が照射され、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。
【００１９】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーで現像（可視化、顕像化）され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。現像装置４は、現像剤担持体（現像部材）としての現像ローラ４１を有する。現像ローラ４１は、感光ドラム１との対向部で現像ローラ４１の表面と感光ドラム１の表面とが同じ方向に移動するように、図中矢印Ｒ４方向に回転駆動される。現像装置４は、現像ローラ４１上に担持させたトナーを感光ドラム１との対向部に搬送する。また、現像ローラ４１には、図示しない現像電圧印加手段としての現像電源から、現像電圧（現像バイアス）として、直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム１上の静電潜像に応じてトナーが感光ドラム１上に転移し、静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とによりトナー像が形成される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。つまり、本実施例で使用したトナーの帯電極性は負極性である。
【００２０】
ここで、本実施例では、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、ドラムクリーニング装置６は、カートリッジ容器８（図２中の点線）に一体的に組み込まれて、全体でプロセスカートリッジ１０を構成している。このプロセスカートリッジ１０は、画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱自在とされている。
【００２１】
感光ドラム１と対向して、第２の像担持体としての無端状のベルトで形成された中間転写体である中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、ポリイミドなどの誘電体樹脂によって無端状に形成されており、複数の張架ローラとしての駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写対向ローラ１３に張架されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ１１によって図中矢印Ｒ７方向に回転駆動される。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７の内周面側に配置されており、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に当接され、中間転写ベルト７と感光ドラム１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７の移動に従動して図中矢印Ｒ５方向に回転する。一次転写ローラ５には、一次転写電圧印加手段を構成する、一次転写電源（高圧電源）８２と、一次転写電源８２を制御する一次転写電圧制御部８３と、が接続されている。そして、感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１において、一次転写ローラ５の作用によって、中間転写ベルト７の表面に静電的に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、一次転写電源８２から一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。本実施例では、一次転写電圧は、現像時のトナーの帯電特性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である。
【００２２】
例えば、カラー画像の形成時には、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいて、上述のプロセスでそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成される。そして、これら４色のトナー像は、上述のようにして各一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７上に順次重ね合わせるようにして一次転写される。
【００２３】
中間転写ベルト７の外周面側における二次転写対向ローラ１３と対応する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ１４が配置されている。二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７を介して二次転写対向ローラ１４に当接され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。二次転写ローラ１４には、二次転写電圧印加手段を構成する、二次転写電源（高圧電源）１６と、二次転写電源１６を制御する二次転写電圧制御部５１１（図５）と、が接続されている。中間転写ベルト７上のトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ１４の作用によって、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４とに挟持されて搬送される記録用紙などの記録材Ｓ上に静電的に転写（二次転写）される。二次転写部Ｎ２を記録材Ｓが通過する際に、二次転写ローラ１４には、二次転写電源１６から二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。本実施例では、二次転写バイアスは、現像時のトナーの帯電特性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である。例えば、カラー画像の形成時には、中間転写ベルト７上に４色のトナーで形成された多重トナー像が、一括して記録材Ｓに二次転写される。二次転写ローラ１４は、像担持体に接触して転写部を形成し、電圧が印加されて像担持体から記録材にトナー像を転写させる転写部材の一例である。
【００２４】
画像形成に供される記録材（転写材、記録媒体）Ｓは、給紙カセット（図示せず）に収納されており、給紙ローラ、搬送ローラ、搬送ガイドなどを有する給搬送装置（図示せず）によって、レジストローラ１５に搬送される。そして、記録材Ｓは、レジストローラ１５によって斜行が矯正された後に、二次転写ニップ部Ｎ２に供給される。
【００２５】
トナー像が転写された記録材Ｓは、搬送ガイド１８に沿って定着装置２２に搬送される。記録材Ｓは、定着装置２２において定着ローラ２０と加圧ローラ２１とで形成される定着ニップ部を通過する際に加熱及び加圧されて、その表面にトナー像が定着される。これにより１枚の記録材Ｓに対する、例えばフルカラーの画像の形成が終了する。その後、記録材Ｓは、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部に排出される。
【００２６】
一次転写時に中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレード６１によって感光ドラム１の表面から除去される。この除去されたトナーは、廃トナー搬送スクリュー６２によって廃トナー容器（図示せず）に回収される。
【００２７】
また、二次転写時に記録材Ｓに転写されずに中間転写ベルト７の表面に残ったトナー（残留トナー）は、テンションローラ１２に対向する位置に配置された中間転写ベルトクリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１７によって除去されて回収される。
【００２８】
本実施例では、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４及び一次転写ローラ５が、像担持体（第２の像担持体）としての中間転写ベルト７に現像剤で画像を形成する像形成手段を構成する。
【００２９】
２．二次転写ローラ
本実施例では、二次転写ローラ１４は、イオン導電性の発泡スポンジ単層のローラで構成されている。イオン導電性の発泡スポンジとしては、導電材としてイオン導電材が用いられた、イオン導電性のＮＢＲ（ニトリルゴム）＋ヒドリンゴムの発泡スポンジを用いた。この発泡スポンジの発泡セル径は、おおよそ５０μｍ〜２００μｍ程度である。また、本実施例では、二次転写ローラ１４は、長手方向（回転軸線方向）の長さが３２０ｍｍ、外径が２４ｍｍ、硬度が３４°（アスカーＣ）、電気抵抗値が１×１０8Ω、中間転写ベルト７に対する当接圧が５．０ｋｇである。この当接圧は、二次転写ローラ１４と二次転写対向ローラ１３との間に中間転写ベルト７を挟持した状態での、二次転写ローラ１４の当接圧である。
【００３０】
本実施例では、二次転写ローラ１４の寿命は、画像形成装置１００の寿命よりも短く設定されており、寿命に達した場合などに適宜交換される。本実施例では、二次転写ローラ１４は、実質的に単体（付属部品があってもよい。）で装置本体１１０に対して着脱可能とされている。
【００３１】
３．二次転写ローラの通常時のクリーニング動作
次に、二次転写ローラ１４の通常時のクリーニング動作（ここでは、単に「通常時のクリーニング動作」ともいう。）について説明する。なお、通常時とは、後述する交換時と区別するものである。通常時のクリーニング動作は、後述する制御手段としてのＣＰＵ５０１によって制御されて実行される。
【００３２】
二次転写部Ｎ２における基本動作として、二次転写ローラ１４が記録材Ｓを介して中間転写ベルト７に加圧され、この二次転写ローラ１４に二次転写電源１６によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓ上に転写される。ここで、ジャム（紙詰まり）や印字中に画像形成装置１００の急停止が発生した場合などに、二次転写ローラ１４にトナーが付着してしまう場合がある。そして、そのまま画像形成を実行すると、記録材Ｓの裏面にトナーによる裏汚れ（ここでは、単に「裏汚れ」ともいう。）が発生する場合がある。そのため、画像形成装置１００は、二次転写ローラ１４が汚れた場合のために、次のようなクリーニングモード（通常時のクリーニング動作）を実行可能な構成とされている。
【００３３】
通常時のクリーニング動作では、二次転写電源１６により、二次転写ローラ１４に、トナーを二次転写ローラ１４から中間転写ベルト７に移動（転移、再転写）させるバイアスが印加される。これにより、二次転写ローラ１４に付着したトナーが中間転写ベルト７上に移動し、その後このトナーはベルトクリーナ１７によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。ここで、トナーを二次転写ローラ１４から中間転写ベルト７に移動させるバイアスとは、トナーの正規の帯電極性と同極性（つまり二次転写バイアスとは逆極性）である負極性のバイアスである。二次転写ローラ１４に付着したトナーが比較的少量の場合には、少なくとも二次転写ローラ１４が１周する間、二次転写ローラ１４に負極性のバイアスを印加することで、二次転写ローラ１４を十分にクリーニングすることが可能である。しかし、二次転写ローラ１４に付着したトナーが比較的大量の場合には、二次転写ローラ１４が複数回転する間、二次転写ローラ１４に負極性のバイアスを印加することが望ましい。
【００３４】
また、クリーニング動作でより効率よく二次転写ローラ１４をクリーニングする方法として、二次転写ローラ１４に、二次転写電源１６により、負極性と正極性のバイアスを交互に印加する方法がある。特に、負極性と正極性のバイアスを交互にそれぞれ複数回ずつ印加することが効果的である。
【００３５】
図３は、本実施例における通常時のクリーニング動作で二次転写ローラ１４に印加されるバイアスを示す。本実施例では、通常時のクリーニング動作では、二次転写ローラ１４が１周する毎に負極性と正極性のバイアスを交互に印加して、負極性と正極性のバイアスをそれぞれ二次転写ローラ１４の２周分ずつ印加する。なお、本実施例では、二次転写ローラ１４の１周にかかる時間は７５４ｍｓｅｃである。ここでは、クリーニング動作時に二次転写ローラ１４に印加されるバイアス（負極性及び正極性）を「クリーニングバイアス」ともいう。また、交互に印加される負極性と正極性のバイアスを「交互バイアス」ともいう。
【００３６】
更に説明すると、本実施例では、通常時のクリーニング動作では、まず、二次転写ローラ１４に、正規の帯電極性に帯電したトナーの付着を抑制するための負極性のバイアスが、二次転写ローラ１４の１周分印加される。その後、二次転写ローラ１４に、帯電極性が反転した、いわゆる反転トナーの付着を抑制するための正極性のバイアスが、二次転写ローラ１４の１周分印加される。二次転写ローラ１４には負極性、正極性のいずれのトナーも付着するため、負極性、正極性のバイアスを交互に印加するのが効果的である。このような交互バイアスの印加を複数回実施することで、二次転写ローラ１４上の負極性、正極性のいずれのトナーも中間転写ベルト７に移動させ、二次転写ローラ１４への負極性、正極性のいずれのトナーの付着も抑制する。上述のように、本実施例では、通常時のクリーニング動作では、交互バイアスの印加を２回繰り返す。ここで、現像剤としてトナーとキャリアとを含む二成分現像剤が用いられる場合には、二次転写ローラ１４にキャリアが付着することがある。キャリアはトナーとは逆極性に帯電しやすいが、交互バイアスを用いることで、キャリアも効率的に二次転写ローラ１４から中間転写ベルト７に移動させることができる。
【００３７】
なお、本実施例では、図３に示すように、クリーニングバイアスとして最後に正極性のバイアスが印加されるが、最後に負極性のバイアスが印加されてもよい（この場合、負極性のバイアスが正極性のバイアスよりも１回多く印加されてよい。）。また、本実施例では、クリーニングバイアスとして最初に負極性のバイアスが印加されるが、最初に正極性のバイアスが印加されてもよい（この場合も、最後に負極性、正極性のいずれのバイアスが印加されてもよい。）。後述の交換時のクリーニング動作についても同様である。
【００３８】
より具体的には、本実施例では、通常時のクリーニング動作では、クリーニングバイアスとして、２３℃、５０％の環境下において、おおよそ、Ｖ１＝＋１ｋＶ、Ｖ２＝−１ｋＶの交互バイアスを用いた。
【００３９】
また、本実施例では、通常時のクリーニング動作は、電源投入時、ジャム後の立ち上げ時、所定の通紙枚数（画像出力枚数）ごとに実施した。これにより、二次転写ローラ１４は、裏汚れが発生しない程度にトナー付着量が抑制された良好な状態が維持される。
【００４０】
なお、通常時のクリーニング動作は、二次転写ローラ１４の使用開始から後述の交換時のクリーニング動作が実行されるまでの間であれば、非画像形成時の任意のタイミングで行うことができる。ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｓに画像を形成して出力する一連の画像出力動作である「ジョブ」を行う。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の記録材Ｓに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｓに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｓに連続して画像を形成する連続画像出力を行う際の記録材Ｓと記録材Ｓとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時、あるいはジャム後の立ち上げ時などが含まれる。
【００４１】
４．二次転写ローラの交換時のクリーニング動作
次に、二次転写ローラ１４の交換時のクリーニング動作（ここでは、単に「交換時のクリーニング動作」ともいう。）。なお、交換時とは、上述の通常時と区別するものであり、交換時のクリーニング動作は、実際には、二次転写ローラ１４が交換される際に、その交換に先立って実行される。交換時のクリーニング動作は、後述する制御手段としてのＣＰＵ５０１によって制御されて実行される。
【００４２】
近年、画像形成装置１００の高速化、省エネ化などによって、通常時のクリーニング動作に費やせる時間が限られてきている。また、通常時のクリーニング動作において二次転写ローラ１４に印加する電圧をあまり高く設定すると二次転写ローラ１４の導電材の分極が進み、二次転写ローラ１４の電気抵抗が上昇しやすくなる。二次転写ローラ１４の電気抵抗が上昇すると、二次転写ローラ１４の耐久（長時間の使用）末期に十分な電流を印加できず、トナー像を十分に記録材Ｓに転写できず、画像不良が発生することがある。これは、特に、イオン導電性の二次転写ローラ１４の場合に顕著である。
【００４３】
このように、通常時のクリーニング動作（クリーニングバイアスの印加）のための時間や電圧に制約があるなか、これらは裏汚れが目立たないレベルに二次転写ローラ１４のトナー付着量を低減するように設定される。しかし、裏汚れは発生しないレベルであっても、二次転写ローラ１４の表面やスポンジ内にはある程度トナーが付着していることがある。そのため、この状態で二次転写ローラ１４に触れると、操作者の手や衣服、あるいは画像形成装置１００の周辺にトナーが付着して汚れる場合がある。
【００４４】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００は、二次転写ローラ１４の交換時に特別なクリーニングモード（交換時のクリーニング動作）を実行可能な構成とされている。この交換時のクリーニング動作によって、十分に二次転写ローラ１４からトナーを中間転写ベルト６に吐き出し、二次転写ローラ１４をより効率的にクリーニングすることができる。その後、中間転写ベルト７に吐き出されたトナーは、ベルトクリーナ１７によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。したがって、二次転写ローラ１４の交換時に二次転写ローラ１４に触れてもトナーが付着しにくく、操作者の手や衣服、あるいは画像形成装置１００の周辺の汚れを抑制することができる。
【００４５】
図４は、本実施例における交換時のクリーニング動作で二次転写ローラ１４に印加されるバイアスを示す。本実施例では、交換時のクリーニング動作では、通常時のクリーニング動作と同様に、二次転写ローラ１４に、負極性と正極性のバイアスを交互にそれぞれ複数回ずつ印加する。本実施例では、通常時のクリーニング動作では、交互バイアスの印加は２回であったが、交換時のクリーニング動作では交互バイアスを印加する回数を５回とした。つまり、本実施例では、交換時のクリーニング動作では、二次転写ローラ１４が１周する毎に負極性と正極性のバイアスを交互に印加して、負極性のバイアスと正極性のバイアスをそれぞれ二次転写ローラ１４の５周分ずつ印加する。このように、交換時のクリーニング動作では、通常時のクリーニング動作（別のクリーニング動作）よりも、交互バイアスを印加する回数を多くする。換言すれば、交換時のクリーニング動作では、通常のクリーニング動作よりも、負極性、正極性のバイアスを印加する時間をそれぞれ長くし、またクリーニングバイアスを印加する時間の全体としても長くする。
【００４６】
より具体的には、本実施例では、交換時のクリーニング動作では、クリーニングバイアスとして、通常時のクリーニング動作と同じ大きさである、２３℃、５０％の環境下において、おおよそ、Ｖ１＝＋１ｋＶ、Ｖ２＝−１ｋＶの交互バイアスを用いた。
【００４７】
交換時のクリーニング動作では、交互バイアスを印加する回数を通常時のクリーニング動作よりも増やすことで、二次転写ローラ１４に付着したトナーを除去する回数が通常時のクリーニング動作よりも多くなる。そのため、通常時のクリーニング動作では除去できなかったトナーを除去し、二次転写ローラ１４のトナー付着量を、裏汚れが発生しないレベルではなく、二次転写ローラ１４に触れてもトナーが付着しないレベルまで減少させることができる。
【００４８】
５．二次転写ローラの交換時の動作
図５は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略機能ブロック図である。画像形成装置１００に設けられた制御手段としてのＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２に格納された制御プログラムに基づいて、ＲＡＭ５０３を作業領域に用いながら画像形成装置１００の各部を制御する。本実施例との関係で言えば、ＣＰＵ５０１は、下記の二次転写電圧印加装置５１０、画像形成部５２０、中間転写駆動制御部５２１、操作表示部５４０などを制御する。ＲＯＭ５０２には、この制御プログラムや各種データ、テーブルが格納されている。ＲＡＭ５０３にはプログラムロード領域、ＣＰＵ５０１の作業領域、各種データの格納領域などがある。また、ＲＡＭ５０３は、Ａ４換算の積算通紙枚数を記憶する。
【００４９】
画像形成部５２０は、上述のように、感光ドラム１の表面を帯電処理する帯電ローラ２、ＣＰＵ５０１から送られてきた画像データに基づいたトナー出力信号を光強度に変換し感光ドラム１の露光を行う露光装置３などを有する。また、画像形成部５２０は、感光ドラム１上に潜像として形成された画像を現像する現像装置４、感光ドラム１に現像された画像を中間転写体ベルト７に転写する一次転写ローラ５などを有する。二次転写電圧印加手段５１０は、二次転写ローラ１４に電圧を印加する二次転写電源（高圧電源）１６と、二次転写電源１６の出力を制御する二次転写電圧制御部５１１と、を有する。また、中間転写ベルト７の動作の制御は、中間転写駆動制御部５２１によって、中間転写駆動モータ５２２が制御されることで行なわれる。また、操作表示部５１３は、表示部としてユーザへのメッセージやメニュー画面などを表示すると共に、操作部として操作者の操作に応じた指示をＣＰＵ５０１に入力する。
【００５０】
図６は、本実施例における、二次転写ローラ１４の交換時の動作の流れを示す。
【００５１】
Ｓ１：まず、ＣＰＵ５０１は、二次転写ローラ１４の寿命（使用限度）を検知する。本実施例では、二次転写ローラ１４の寿命は、通紙枚数で決める。具体的には、本実施例では、Ａ４サイズの紙の１０万枚通紙を二次転写ローラ１４の寿命とする。ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０３内に記憶されている積算通紙枚数が所定の枚数（本実施例ではＡ４換算で１０万枚）に達したか否かを判断する。つまり、本実施例では、ＣＰＵ５０１は、二次転写ローラ１４の使用開始からの使用量に関する情報として、ＲＡＭ５０３に記憶された積算通紙枚数を用いて、二次転写ローラ１４が寿命に達したことを検知する検知手段として機能する。
【００５２】
Ｓ２：ＣＰＵ５０１は、二次転写ローラ１４が寿命に達して交換を要する場合には、操作表示部５４０において、二次転写ローラ１４の交換時の制御を開始するための表示をさせる。具体的には、ＣＰＵ５０１は、上述の交換時のクリーニング動作を含む二次転写ローラ１４の交換時の制御を開始させるためのボタン（二次転写ローラ交換ボタン）などを操作表示部５４０に表示させる。
【００５３】
Ｓ３：ＣＰＵ５０１は、操作者が操作表示部５４０に表示された二次転写ローラ交換ボタンを操作してＯＮにすることによって入力される信号を受信する。
【００５４】
Ｓ４：ＣＰＵ５０１は、上記信号を受信すると、上述の交換時のクリーニング動作を実行させる。このように、ＣＰＵ５０１は、二次転写ローラ１４が寿命（使用限度）に達したことが検知された場合に表示部に二次転写ローラ１４の交換を促す表示を行わせ、該表示に対応する操作部における操作者の操作に応じて交換時のクリーニング動作を実行させる。
【００５５】
６．効果
図７は、本実施例における交換時のクリーニング動作の効果を説明するためのグラフ図である。横軸はバイアス印加回数、縦軸は二次転写ローラ１４の汚染量（トナー付着量）を示す。ここで、バイアス印加回数は、負極性と正極性のバイアスを１回ずつ印加することを１回と数えている。また、二次転写ローラ１４の汚染量は、次のようにして測定したものである。透明なテープを二次転写ローラ１４上に貼り、二次転写ローラ１４上に付着しているトナーをテープ上に採取し、そのテープを紙上に貼る。そのトナーが付着したテープの反射率Ｄｒ（％）を、リフレクトメータ（東京電色株式会社製の「ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲ  ＭＯＤＥＬＴＣ−６ＤＳ」）によって測定する。一方、透明なテープを二次転写ローラ１４に貼り付けずそのまま同じ種類の紙上に貼り、その反射率Ｄｓ（％）を測定する。そして、Ｄｒ（％）−Ｄｓ（％）を二次転写ローラ１４の汚染量（％）とする。本実施例では、裏汚れが発生しないレベルの二次転写ローラ１４の汚染量は２．５％であった。また、本実施例では、二次転写ローラ１４に触れた際にトナーが付着することによる汚れ（ここでは、単に「トナー汚れ」ともいう。）が発生しないレベルの二次転写ローラ１４の汚染量は１．５％であった。
【００５６】
図７に示すように、バイアス印加回数を増やすことで、二次転写ローラ１４の汚染量は良化していく。通常時のクリーニング動作におけるバイアス印加回数である２回では、裏汚れは発生しないがトナー汚れは発生するレベルにある。一方、バイアス印加回数を、交換時のクリーニング動作におけるバイアス印加回数である５回にすることで、トナー汚れが発生しないレベルにまで二次転写ローラ１４の汚染を改善することができる。
【００５７】
以上、本実施例によれば、装置本体１１０からの二次転写ローラ１４の取り外しが行われる際に、その取り外しに先立って交換時のクリーニング動作が実行される。これにより、二次転写ローラ１４を交換する前に、二次転写ローラ１４に付着しているトナー汚れを効果的に除去することが可能となる。したがって、二次転写ローラ１４を交換する際の操作者や周辺の現像剤による汚れを抑制することができる。このように、本実施例によれば、二次転写ローラ１４の交換時に、機内、機外でも二次転写ローラ１４に付着している現像剤による汚れを抑制することが可能となる。
【００５８】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００５９】
実施例１では、交換時のクリーニング動作において、交互バイアスを印加する回数を通常時のクリーニング動作より多く（バイアスを印加する時間を長く）した。しかし、付着力の高いトナーは、交互バイアスを印加する回数を増やしても、トナーに印加する静電力が低くいと、二次転写ローラ１４からトナーを除去することが難しくなることが懸念される。
【００６０】
そこで、本実施例では、交換時のクリーニング動作では、二次転写ローラ１４に印加するバイアスを通常時のクリーニング動作よりも強くする。本実施例では、交換時のクリーニング動作で二次転写ローラ１４に印加する負極性、正極性のいずれのバイアスも、通常時のクリーニング動作におけるものよりも強くした。
【００６１】
図８は、本実施例における交換時のクリーニング動作で二次転写ローラ１４に印加されるバイアスを示す。本実施例では、通常時のクリーニング動作では、実施例１と同様、クリーニングバイアスとして、２３℃、５０％の環境下において、おおよそ、Ｖ１＝＋１ｋＶ、Ｖ２＝−１ｋＶの交互バイアスを用いた。一方、本実施例では、交換時のクリーニング動作では、クリーニングバイアスとして、おおよそ、Ｖ０１＝＋２．５ｋＶ、Ｖ０２＝−２．５ｋＶの交互バイアスを用いた。なお、本実施例では、交互バイアスを印加する回数は、通常時のクリーニング動作と交換時のクリーニング動作とで同じである。
【００６２】
これにより、交換時のクリーニング動作では、二次転写ローラ１４に付着しているトナーに加わる静電力を通常時のクリーニング動作におけるものよりも強くすることができ、付着力が高いトナーでも二次転写ローラ１４から除去することが可能となる。
【００６３】
図９は、本実施例における交換時のクリーニング動作の効果を説明するためのグラフ図である。横軸はクリーニングバイアスの絶対値（単位はｋＶ）、縦軸は二次転写ローラ１４の汚染量を示す。ここでは、クリーニングバイアスとしては、負極性、正極性とも絶対値が同じ大きさのバイアスを印加した。
【００６４】
図９に示すように、クリーニングバイアスの絶対値を大きくすることで、二次転写ローラ１４の汚染量は良化していく。通常時のクリーニング動作におけるクリーニングバイアスの絶対値である１ｋＶでは、裏汚れは発生しないがトナー汚れは発生するレベルである。一方、本実施例の交換時のクリーニング動作におけるクリーニングバイアスの絶対値である２．５ｋＶまで大きくすることで、トナー汚れが発生しないレベルにまで二次転写ローラ１４の汚染を改善することができる。
【００６５】
ここで、通常時のクリーニング動作において、交換時のクリーニング動作と同様の絶対値の大きいバイアスを印加すると、二次転写ローラ１４の電気抵抗の上昇を早めて、耐久末期において画像不良を発生させてしまうおそれがある。一方、交換時のクリーニング動作では、寿命に達した二次転写ローラ１４はその後使用しないため、二次転写ローラ１４の電気抵抗の上昇を考慮する必要がない。そのため、交換時のクリーニング動作では、通常時のクリーニング動作におけるものよりも絶対値の大きいバイアスを二次転写ローラ１４に印加することが可能である。
【００６６】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、二次転写ローラ１４への付着力が高いトナーも効果的に除去することができる。また、本実施例によれば、交換時のクリーニング動作にかかる時間を実施例１よりも短くすることができる。
【００６７】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００６８】
例えば、上述の実施例１と実施例２とを組み合わせて、交換時のクリーニング動作において、バイアス印加回数を通常時のクリーニング動作よりも多くすると共に、バイアスの絶対値を通常時のクリーニング動作よりも大きくしてもよい。
【００６９】
また、クリーニング動作（通常時、交換時を含む。）におけるバイアス印加回数やバイアスの大きさは、上述の実施例のものに限定されるものではなく、例えば二次転写ローラ１４や中間転写ベルト７の電気抵抗値、使用環境などに応じて適宜設定することができる。クリーニング動作時に絶対値が相対的に大きいバイアスを印加すると、印加するバイアスの極性に対して同極性のトナーには大きな斥力として働くが、逆極性のトナーには逆に引力が強くなってしまう。そのため、二次転写ローラ１４に付着しているトナーの除去が効率的に進まない場合があり得る。したがって、クリーニング動作におけるバイアス印加回数やバイアスの大きさは、二次転写ローラ１４や中間転写ベルト７の電気抵抗値、使用環境などから適切に設定することが好ましい。上記電気抵抗値に応じてバイアス印加回数やバイアスの大きさを変更する場合、概略、電気抵抗値が高いほど、バイアス印加回数を多くし、又はバイアスの絶対値を大きくすることで好結果が得られる。これらの両方を変更してもよい。上記電気抵抗値に係る情報は、例えば転写部材にバイアスを印加した際の電圧と電流との関係から取得することができる。また、使用環境に応じて変更する場合、概略、低温低湿環境ほど、バイアス印加回数を多くし、又はバイアスの絶対値を大きくすることで好結果が得られる。これらの両方を変更してもよい。使用環境に係る情報は、例えば画像形成装置に環境検知手段として温度又は湿度の少なくとも一方を検知するセンサを設けることで取得できる。このように変更する場合、少なくとも電気抵抗や使用環境などの条件が同じとしたときに、通常時のクリーニング動作と交換時のクリーニング動作とのバイアス印加回数やバイアスの大きさの関係を上述の実施例で説明したようにすればよい。なお、クリーニング動作時に印加する交互バイアスの負極性と正極性のバイアスの絶対値を異ならせてもよい。
【００７０】
また、上述の実施例では、像担持体としての中間転写体から記録材にトナー像を転写させる転写部材について本発明を適用したが、これに限定されるものではない。本発明は、図１０に示すように、転写部Ｎにおいて像担持体としての感光体１から記録材Ｓにトナー像を転写させる転写部材５についても適用することができる。つまり、現像剤で形成された画像を担持する像担持体に接触して転写部を形成し、電圧が印加されて像担持体から記録材に画像を転写させる転写部材が、装置本体に対して着脱可能とされた画像形成装置であれば、本発明を適用できる。なお、図１０において、図１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素には同一符号を付している。
【００７１】
また、上述の実施例では、制御手段は、転写部材の寿命が検知された場合に、操作部における操作者の指示に応じて交換時のクリーニング動作を実行させた。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、操作者が任意に転写部材の交換を行う場合に、任意に交換時のクリーニング動作を操作部から制御手段に指示して開始させられるようになっていてもよい。また、転写部材の寿命が検知された場合にその後転写部材が交換されるまで画像形成が禁止されるようになっている場合などには、転写部材の寿命が検知された場合に制御手段が自動的に交換時のクリーニング動作を実行させるようになっていてもよい。
【００７２】
また、上述の実施例では、転写部材の使用量に関する情報として通紙枚数によって転写部材の寿命が設定されており、転写部材が寿命に達することで交換される場合について説明したが、これに限定されるものではない。転写部材の使用量に関する情報は、通紙枚数に限定されるものではなく、回転回数、回転時間など、転写部材を使用した量と相関する情報であればよい。また、転写部材の寿命（使用限度）は、転写部材の使用量に関する情報以外の情報に基づいて決められてもよい。例えば、転写部材の電気抵抗値が所定値以上に上昇した場合などに、転写部材の寿命と判断してもよい。転写部材の電気抵抗に関する情報は、例えば転写部材にバイアスを印加した際の電圧と電流との関係から取得することができる。
【００７３】
また、転写部材は、上述の実施例のように実質的に転写部材の単体で交換されてもよいし、画像形成装置の他の構成要素（例えば中間転写体、記録材の搬送手段など）と一体で交換されてもよい。
【００７４】
また、上述の実施例では、転写部材がローラ状の部材である場合について説明したが、転写部材がパッド状、ブラシ状、ブレード状などの他の形態の部材である場合でも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１          感光ドラム
７          中間転写ベルト
１４        二次転写ローラ
１６        二次転写電源
５０１      ＣＰＵ
５４０      操作表示部
【図１】
2016161931.tif 000003
【図２】
2016161931.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016161931.tif 000009
【図８】
2016161931.tif 000010
【図９】
2016161931.tif 000011
【図１０】
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