(57)【要約】【課題】中間転写ベルトを新品に交換した後に、周辺環境によらず白抜け現象の発生を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】装置本体と、静電像を担持して移動可能な像担持体と、トナーを有する現像剤が収容され、像担持体に担持された静電像をトナーにより現像する現像装置と、装置本体に対して着脱可能であると共に、像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、中間転写体が交換されたことを検知した後（ステップＳ２）、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュ用トナー像を前記像担持体に形成するリフレッシュモード（ステップＳ３）を実行可能な制御部と、を備える。【選択図】図４
2017151398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
静電像を担持して移動可能な像担持体と、
トナーを有する現像剤が収容され、前記像担持体に担持された静電像をトナーにより現像する現像装置と、
前記装置本体に対して着脱可能であると共に、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体が交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュ用トナー像を前記像担持体に形成するリフレッシュモードを実行可能な制御部と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記中間転写体が交換されたことを検知した後、非画像形成時に前記リフレッシュモードを実行すると共に、前記リフレッシュモードの実行時において、前記中間転写体が交換されたことを検知した後の画像形成の回数及び画像比率に基づいて、リフレッシュ用トナー像の形成に必要なトナー量を設定する、
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】
前記中間転写体が交換されたことを検知可能な検知部を備える、
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】
前記検知部は、前記リフレッシュモードの実行指令を前記制御部に入力可能な操作部であり、
前記制御部は、前記操作部に前記中間転写体が交換されたことが入力された場合に、前記中間転写体が交換されたことを検知する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は、固有の識別パターンを有し、
前記検知部は、前記中間転写体の前記識別パターンを検知可能なパターン検知手段であり、
前記制御部は、前記パターン検知手段により前記識別パターンが変更されたことを検知した場合に、前記中間転写体が交換されたことを検知する、
ことを特徴とする請求項３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等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。この種の画像形成装置では、帯電したトナーを現像スリーブから感光ドラム（像担持体）に接近させ、静電的にトナーを感光ドラム上の静電潜像に付着させることにより現像が行なわれ、画像が形成される。また、画像形成装置としては、中間転写方式のものが広く普及している。この中間転写方式の画像形成装置では、感光ドラム上に形成された各色トナー像を中間転写ベルトに一次転写する。そして、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部でシートを挟持及び搬送して、二次転写ローラに転写電圧を印加することにより中間転写ベルトのトナー像をシートに二次転写する。
【０００３】
ここで、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部の電界が強すぎると、放電によりトナーには逆極性の電荷が飛び込む。これにより、電荷量が０近傍になるトナーが発生し、このようなトナーはシート上へ転写されないため、シートに形成された画像の放電位置に対応する部分が白く抜けてしまうことがある（白抜け現象）。白抜け現象は、二次転写ローラにおける電界が強ければ強いほど発生しやすい。
【０００４】
また、中間転写ベルトとトナーとの付着力は、画像形成の回数が多いほど小さくなる。これは、画像形成を実行していくと、トナーの外添剤や紙の填料等が中間転写ベルトの表面に付着するので、中間転写ベルトとトナーとの付着力が低減するためである。このため、画像形成の回数が多いほど白抜け現象の発生が抑制される一方で、中間転写ベルトを新品に交換した直後は中間転写ベルトとトナーとの付着力が大きく、白抜け現象を発生しやすい。
【０００５】
また、白抜け現象の程度は、トナーの受けた負荷の大きさによって差が生じる。即ち、大きな負荷を受けたトナーは、トナーの外添剤が剥がれ落ちてしまう。トナーの外添剤は、トナーと他の物体との付着力を下げる役割を有するため、大きな負荷を受けて外添剤が剥がれ落ちたトナーは、中間転写ベルトとの付着力が上がってしまい、白抜け現象の程度が高くなってしまう。大きな負荷を受けたトナーを用いずに、大きな負荷を受けていない良好な状態のトナーにより画像形成を実行することが望ましい。そこで、シート上へ画像を形成しない非画像形成時に、周辺環境の水分量が所定量より多い場合に現像容器内のトナーを吐出する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置によれば、現像容器内で大きな負荷を受けているトナーでリフレッシュ用トナー像を形成し、トナー供給部から新しいトナーを補給することで、トナーの状態を良好に保つことができるので、白抜け現象の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１８１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の画像形成装置では、周辺環境の水分量が所定量より多い場合にリフレッシュ用トナー像を形成するので、大きな負荷を受けたトナーを中間転写ベルトの交換直後にリフレッシュ用トナー像を形成するとは限らない。このため、中間転写ベルトを新品に交換した直後は、依然として白抜け現象を発生しやすいという課題があった。
【０００８】
本発明は、中間転写ベルトを新品に交換した後に、周辺環境によらず白抜け現象の発生を抑制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】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、装置本体と、静電像を担持して移動可能な像担持体と、トナーを有する現像剤が収容され、前記像担持体に担持された静電像をトナーにより現像する現像装置と、前記装置本体に対して着脱可能であると共に、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体が交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュ用トナー像を前記像担持体に形成するリフレッシュモードを実行可能な制御部と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御部は、中間転写体が交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュ用トナー像を像担持体に形成するリフレッシュモードを実行可能である。これにより、中間転写体が交換された後に、現像装置には新しいトナーが補給されるようになるので、周辺環境によらず白抜け現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、第１の実施形態に係る画像形成装置の制御部の概略構成を示すブロック図、（ｂ）は、第２の実施形態に係る画像形成装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるリフレッシュモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る画像形成装置におけるリフレッシュモードの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態の画像形成装置を、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態では、画像形成装置を、一例としてタンデム型のフルカラープリンタとした場合について説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。
【００１３】
図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体１０と、シート給送部３０と、画像形成部４０と、不図示のシート搬送部と、シート排出部６０と、制御部７０とを備えている。装置本体１０には、各種の実行指令を制御部７０に入力可能な操作部１１が設けられている。尚、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
【００１４】
シート給送部３０は、装置本体１０の下部に配置されており、シートＳを積載して収容するシートカセット３１と、給送ローラ３２とを備え、シートＳを画像形成部４０に給送する。
【００１５】
画像形成部４０は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋと、トナーボトル４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋと、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋと、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着部４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。尚、本実施形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図２及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合もある。
【００１６】
本実施形態では、現像剤として、非磁性のトナーと磁性のキャリアと外添剤との混合物である二成分現像剤を使用している。本実施形態では、設置時の現像剤はトナーとキャリアの重量比を１：９としている。尚、本実施形態では、現像剤として二成分現像剤を適用しているが、これには限られず、トナーのみを含む一成分現像剤を適用してもよい。
【００１７】
トナーは、着色剤を有する結着樹脂からなる母体と、母体に添加される添加剤とを有している。本実施形態では、トナーの樹脂として負帯電性ポリエステル系樹脂を適用している。トナーの粒径は小さすぎるとキャリアと摩擦し難くなるため帯電量を制御し難くなり、大きすぎると精細なトナー像の形成が困難になる。このため、トナーの体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましく、本実施形態では体積平均粒径を７μｍとしている。
【００１８】
キャリアは、表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどを適用可能であり、本実施形態ではフェライトキャリアを適用している。キャリアの粒径は小さすぎると現像時にキャリアが潜像担持体に付着してしまい、大きすぎると現像時にキャリアがトナー像を乱してしまう。このため、本実施形態では、キャリアの平均体積粒径を４０μｍとしている。
【００１９】
画像形成ユニット５０は、４色のトナー画像を形成するための４個の画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋを含んでいる。各画像形成ユニット５０は、トナー画像を形成する感光ドラム（像担持体）５１と、感光ドラム５１を帯電する帯電ローラ５２と、現像装置２０と、感光ドラム５１を除電する前露光部５８と、クリーニング部材５９とを備えている。
【００２０】
感光ドラム５１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向に回転する。帯電ローラ５２は、感光ドラム５１の表面に接触して、感光ドラム５１の表面を、例えば、一様な負極性の暗部電位に帯電させる。感光ドラム５１の表面では、帯電後、露光装置４２によって画像情報に基づいて静電像が形成される。感光ドラム５１は、静電像を担持して移動可能であり、現像装置２０によってトナーで現像される。露光装置４２によって形成される静電像は小さいドット画像の集合体であり、ドット画像の密度を変化させることで感光ドラム５１の表面に形成するトナー像の濃度を変化させることができる。本実施形態では、各色トナー像は、それぞれ最大濃度を約１．５〜１．７としており、最大濃度の時のトナーの載り量を約０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ２としている。尚、各感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋは、それぞれドラムカートリッジに設けられ、各ドラムカートリッジをそれぞれ装置本体１０に対して着脱可能である。
【００２１】
現像装置２０は、図２に示すように、現像剤を収容する現像容器２１と、第１搬送スクリュ２２及び第２搬送スクリュ２３と、現像スリーブ２４と、規制部材２５とを有している。現像装置２０は、トナーを有する現像剤が収容され、感光ドラム５１に担持された静電像をトナーにより現像する。本実施形態では、現像剤担持体として円筒形状の現像スリーブ２４を採用しているが、これには限られず、現像剤担持体としては例えば可撓性のベルトを適用してもよい。
【００２２】
現像容器２１は、感光ドラム５１に対向する現像領域２４ａに相当する位置に、現像スリーブ２４が露出する開口部２１ａを有している。現像容器２１には、トナーが充填されたトナーボトル４１（図１参照）から未使用のトナーが供給される。現像容器２１は、略中央部にて長手方向に延在する隔壁２７を有している。現像容器２１は、この隔壁２７によって上下方向に上側の現像室２１ｂと下側の攪拌室２１ｃとに区画されている。現像剤は、これら現像室２１ｂ及び攪拌室２１ｃに収容されている。現像室２１ｂは、現像スリーブ２４に現像剤を供給する。攪拌室２１ｃは、現像室２１ｂに連通し、現像スリーブ２４からの現像剤を回収して攪拌する。また、開口部２１ａの回転方向下流側には、現像スリーブ２４と現像容器２１との隙間を有する取込部２１ｄが設けられ、現像スリーブ２４に担持された現像剤を取り込む。
【００２３】
現像スリーブ２４は、開口部２１ａにおいて感光ドラム５１の方向に一部露出すると共に、現像容器２１に対して回転自在に設けられている。現像スリーブ２４は、不図示の現像スリーブモータにより回転される。現像スリーブ２４は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、感光ドラム５１に対向する現像領域２４ａに搬送する。現像スリーブ２４は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施形態ではアルミニウム製としている。現像スリーブ２４は、円筒状であり、感光ドラム５１に対向する部分の断面において直径２０ｍｍとしている。
【００２４】
本実施形態では、現像スリーブ２４と感光ドラム５１とが近接して対向する領域である現像領域２４ａでの最短間隔は約４００μｍである。これにより、現像領域２４ａに搬送した現像剤を、磁気穂状態で感光ドラム５１と接触させて現像が行なえるように設定されている。即ち、二成分磁気穂現像法では、現像剤は、現像時に磁性体のキャリアがマグネットローラ２４ｍの磁束に拘束されて現像スリーブ２４の表面に担持される。現像スリーブ２４の表面では、正極性に帯電したキャリアの表面に負極性に帯電したトナーが静電気的に拘束されて磁気穂を形成する。そして、現像スリーブ２４に印加する直流電圧と感光ドラム５１の静電潜像との間に電位差を設けることにより、潜像を可視像化する。
【００２５】
即ち、現像容器２１の現像剤は、現像スリーブ２４の内部において固定配置されたマグネットローラ２４ｍにより現像スリーブ２４上に担持される。その後、現像スリーブ２４上の現像剤は規制部材２５により層厚を規制され、現像スリーブ２４が回転することによって感光ドラム５１と対向した現像領域２４ａに搬送される。現像領域２４ａで現像スリーブ２４上の現像剤は穂立ちして磁気穂を形成する。磁気穂を感光ドラム５１に接触させることにより、トナーを感光ドラム５１に供給することで、感光ドラム５１上の静電潜像をトナー像として現像する。また、静電潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ２４には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００２６】
現像スリーブ２４の内側には、ローラ状のマグネットローラ２４ｍが、現像容器２１に対して非回転状態で固定設置されている。マグネットローラ２４ｍは、現像スリーブ２４に対向する表面に汲み上げ磁極Ｎ２、規制磁極Ｓ２、搬送磁極Ｎ１、現像磁極Ｓ１、剥離磁極Ｎ３を有している。
【００２７】
汲み上げ磁極Ｎ２は、現像室２１ｂに対向して配置されている。規制磁極Ｓ２は、規制部材２５に対向して配置されている。現像磁極Ｓ１は、現像領域２４ａに対向して現像領域２４ａにおいて担持された現像剤を穂立ちさせるように配置されている。剥離磁極Ｎ３は、汲み上げ磁極Ｎ２の回転方向上流側に隣接して配置されている。
【００２８】
第１搬送スクリュ２２による現像剤の搬送に伴って、現像剤が跳ね上がり、現像スリーブ２４に供給される。現像剤は磁性キャリアが混合しているため、汲み上げ磁極Ｎ２に拘束される。現像剤は、現像スリーブ２４の回転に伴って、規制部材２５に対向する規制磁極Ｓ２を通過すると共に、規制部材２５により所定量に規制される。規制された現像剤は搬送磁極Ｎ１を通過し、感光ドラム５１に対向する現像磁極Ｓ１に供給される。現像剤は、現像領域２４ａで形成する現像磁極Ｓ１の磁界により磁気穂を形成する。磁気穂は、現像領域２４ａで矢印方向に回転する感光ドラム５１に接触し、帯電したトナーは静電気的な力によって感光ドラム５１側に飛翔して静電潜像をトナー像として現像する。現像剤は、現像領域２４ａを通過する際に静電潜像に対してトナーを消費され、剥離磁極Ｎ３と汲み上げ磁極Ｎ２との間において、反発磁界によって磁気拘束力から解放されて剥ぎ落とされる。剥ぎ落された現像剤は、攪拌室２１ｃで攪拌及び搬送され、再び現像室２１ｂから現像スリーブ２４に供給される。
【００２９】
規制部材２５は、現像スリーブ２４の表面に担持され静電潜像に供給される現像剤を所定量にするため、現像スリーブ２４の回転方向の現像領域２４ａより上流側において現像スリーブ２４と対向して配置されている。規制部材２５は、現像スリーブ２４の現像剤が現像容器２１から感光ドラム５１の方向へ通過できる間隔を規定し、現像スリーブ２４の表面に担持された現像剤の磁気穂の穂切りによって層厚を規制する。即ち、規制部材２５は、現像領域２４ａの搬送方向上流側に配置され、現像スリーブ２４に担持されて現像領域２４ａへ搬送される現像剤の層厚を規制する。
【００３０】
ここで、本実施形態では、現像スリーブ２４の直径を２０ｍｍ、感光ドラム５１の直径を８０ｍｍ、現像スリーブ２４と感光ドラム５１との最近接領域を４００μｍに設定している。これにより、現像領域２４ａに搬送した現像剤を感光ドラム５１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定した。尚、現像スリーブ２４は、非磁性のアルミニウムで構成され、その内部にマグネットローラ２４ｍが非回転状態で設置されているため、現像領域２４ａにおいて、現像磁極Ｓ１の磁界により現像剤が磁気穂を形成する。現像スリーブ２４は、現像時に回転し、規制部材２５によって適量に規制された現像剤を感光ドラム５１と対向した現像領域２４ａに搬送する。現像領域２４ａにおいて現像剤はマグネットローラ２４ｍの磁界によって磁気穂を形成し、感光ドラム５１上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を得る。
【００３１】
この時、現像スリーブ２４には、電源２９から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、−５００Ｖの直流電圧と、矩形波でピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧を重畳している。但し、直流電圧値及び交流電圧波形は、これらに限られるものではない。また、現像領域２４ａにおいて、感光ドラム５１上の非画像形成部分は−６００Ｖに帯電し、静電潜像形成部は出力画像の濃度に応じて電位が上がるようにレーザによって静電潜像が形成されている。
【００３２】
現像領域２４ａにおいては、現像スリーブ２４は、感光ドラム５１の移動方向と順方向で移動し、感光ドラム５１の周速は４００ｍｍ／ｓ、現像スリーブ２４の周速は６２８ｍｍ／ｓで駆動している。現像スリーブ２４と感光ドラム５１との周速比に関しては、通常１〜２倍の間で設定される。
【００３３】
現像容器２１の内部は、その略中央部が隔壁２７によって現像室２１ｂと攪拌室２１ｃに上下方向に区画されており、現像剤は現像室２１ｂ及び攪拌室２１ｃに収容されている。第１搬送スクリュ２２は、現像室２１ｂの底部に現像スリーブ２４の軸方向に沿って配置されている。第１搬送スクリュ２２は、現像室２１ｂ内の現像剤を攪拌しつつ搬送し、現像スリーブ２４に現像剤を供給する。第２搬送スクリュ２３は、攪拌室２１ｃの底部に現像スリーブ２４の軸方向に沿って配置されている。第２搬送スクリュ２３は、攪拌室２１ｃ内の現像剤を第１搬送スクリュ２２とは反対方向に搬送する。
【００３４】
現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとは、隔壁２７の両端部に配置された汲み下げ部と汲み上げ部との２箇所で連通している。汲み下げ部は、第１搬送スクリュ２２の搬送方向下流側に配置され、現像室２１ｂから現像スリーブ２４に供給されずに現像室２１ｂを通過した現像剤を攪拌室に汲み下げる。汲み上げ部は、第２搬送スクリュ２３の搬送方向下流側に配置され、攪拌室２１ｃで現像スリーブ２４から回収した現像剤と現像室から汲み下げられた現像剤とを現像室に汲み上げる。各搬送スクリュ２２，２３の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の連通部である汲み上げ部及び汲み下げ部を通じて現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとの間で循環される。トナーは、各搬送スクリュ２２，２３によって攪拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性に摩擦帯電される。
【００３５】
現像装置２０で連続的な画像形成が行われている間、搬送スクリュ２２，２３が回転し続け、トナーと磁性キャリアと外添剤とが混合され続けて、トナーの帯電量が次第に増加する。トナーと磁性キャリアと外添剤とが混合され続ける場合、トナーの帯電量、トナーに対する外添剤の付着状態、トナーの粒子形状、平均粒径等は、現像装置２０へ一定量以上のトナー供給が行われることで正常に維持される。従って、トナーの使用量が少ない画像形成が連続して実行され、一定量以上のトナー消費が行われないと、トナーが持つ帯電量の低減、トナーに対する外添剤の付着状態の低減が発生する。具体的には、画像比率が２％以下の画像形成が続くと、トナーが持つ帯電量の低減や、トナーに対する外添剤の付着状態の低減が発生しやすく、白抜けが発生する可能性が高くなる。この場合には、２％程度の画像比率分でＡ４サイズの２０〜１００枚分のトナー量に相当する０．１〜１．０ｇ程度のトナーを利用して、２０〜１００枚の間隔でリフレッシュ用トナー像を形成すればよい。そこで、本実施形態では、例えば２０〜１００枚程度の所定枚数の画像形成を実行するごとに、シートＳに転写されないリフレッシュ用トナー像を感光ドラム５１上に形成している（通常時のリフレッシュモード）。所定枚数ごとにリフレッシュ用トナー像を形成した後、未使用のトナーがトナーボトル４１から補給されることで、現像装置２０内のトナーが適切な状態に保たれる。
【００３６】
図１に示すように、感光ドラム５１において現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後の感光ドラム５１は、前露光部５８によって表面を除電される。クリーニング部材５９は、感光ドラム５１の表面に接して配置され、一次転写後の感光ドラム５１の表面に残留する転写残留トナー等の残留物を清掃する。本実施形態では、リフレッシュモードの実行時に形成されたリフレッシュ用トナー像はクリーニング部材５９により清掃される。
【００３７】
中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋの下方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや従動ローラ４４ｄ、一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられて回転する中間転写ベルト（中間転写体）４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。中間転写ベルト４４ｂの回転速度は、２５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃとしている。
【００３８】
中間転写ベルト４４ｂに一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋによって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋの表面で静電像を現像して得られたトナー像を転写して移動する。
【００３９】
中間転写ベルト４４ｂは、装置本体１０に対して着脱可能であると共に、感光ドラム５１に形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト４４ｂは、内側から樹脂層、弾性層、表層の３層構造を有する無端ベルトである。樹脂層は厚さ７０〜１００μｍであり、構成材料としてポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂材料が用いられている。弾性層は厚さ２００〜２５０μｍであり、構成材料としてウレタンゴム、クロロプレンゴム等の弾性材料が用いられている。
【００４０】
表層は厚さ５〜１０μｍであり、構成材料としては中間転写ベルト４４ｂの表面へのトナーの付着力を小さくして、二次転写部４５の転写ニップでトナーがシートＳへ転写しやすくなるものが要求される。具体的には、構成材料としては、表１の樹脂材料を１種類使用したり、あるいは表１の弾性材料のうち２種類以上を使用して、表１の紛体・粒子を１種類あるいは２種類以上または粒径を異ならせたものを分散させて使用したりすることができる。尚、中間転写ベルト４４ｂの表面へのトナーの付着力は、中間転写ベルト４４ｂが未使用の状態から画像形成を行うために使用された履歴によっても変化する。また、中間転写ベルト４４ｂはカーボンブラック等の抵抗値調整用の導電剤が添加されており、体積抵抗率は１×１０９〜１×１０１４Ω・ｃｍに調整されている。
【００４１】
【表１】
2017151398.tif 000003
【００４２】
二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写ベルトユニット８０とを備えている。二次転写ベルトユニット８０は、二次転写外ローラ８１と、搬送面形成ローラ８２と、テンションローラ８３と、駆動ローラ８４と、これらのローラに巻き掛けられて回転する二次転写ベルト８５とを備えている。二次転写ベルト８５は、駆動ローラ８４に駆動されて矢印方向に回転する。中間転写ベルト４４ｂ及び二次転写ベルト８５が二次転写内ローラ４５ａ及び二次転写外ローラ８１により押圧される部位において、転写ニップが形成されている。二次転写ベルトユニット８０は、二次転写ベルト８５にシートＳを担持させて転写ニップを通過させる。二次転写ベルト８５を用いることで、転写ニップにおけるトナー像の転写後、中間転写ベルト４４ｂからのシートＳの分離が容易になり、シートＳを安定して定着部４６へ搬送することができる。
【００４３】
二次転写ベルト８５は、ポリイミドやポリカーボネートなどの樹脂材料に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させて、体積抵抗率を１×１０９〜１×１０１４Ω・ｃｍに調整した樹脂材料で形成されている。二次転写ベルト８５は、単層構造で厚みは０．０７〜０．１ｍｍである。二次転写ベルト８５は、引っ張り試験法（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）で測定したヤング率の値が１００ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、十分な硬度を有している。
【００４４】
二次転写外ローラ８１は、ステンレス丸棒の芯金８１ａの外周にイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）の弾性層８１ｂを配置して外径２４ｍｍに形成されている。二次転写外ローラ８１は、弾性層８１ｂの表面粗さＲｚ＝６．０〜１２．０μｍである。常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃、５０％ＲＨ）にて２ｋＶを印加して測定した抵抗値が１×１０５〜１×１０７Ωである。弾性層１０ｂのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は３０〜４０程度である。
【００４５】
二次転写外ローラ８１には、出力電流が可変の二次転写電源８６が接続される。二次転写電源８６は、一例として＋４０〜６０μＡの転写電流が流れるように出力電圧を自動調整する。二次転写電源８６は、二次転写外ローラ８１に正極性の二次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト４４ｂに担持されたトナー像を二次転写ベルト８５上のシートＳへ二次転写させる。トナー像の二次転写に伴って二次転写電源８６から供給された静電気力によって、シートＳは、二次転写ベルト８５へ吸着される。
【００４６】
搬送面形成ローラ８２は、分離ローラを兼ねている。二次転写ベルト８５上のシートＳは、搬送面形成ローラ８２に到達した後、搬送面形成ローラ８２の周面に沿った二次転写ベルト８５の湾曲面で、二次転写ベルト８５から曲率分離する。二次転写ベルト８５から曲率分離したシートＳは、分離爪８７から搬送ベルト８８を経て定着部４６に搬送される。分離爪８７は、二次転写ベルト８５から分離したシートＳが二次転写ベルト８５に再び静電的に巻き付くのを防ぐ。
【００４７】
定着部４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。
【００４８】
シート排出部６０は、排出経路の下流側に配置された排出ローラ対６１と、装置本体１０の側部に配設された排出口６２及び排出トレイ６３とを備えている。排出ローラ対６１は、排出経路から搬送されるシートＳを排出ニップ部から給送し、排出口６２から排出可能である。排出口６２から排出されたシートＳは、排出トレイ６３に積載される。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ７１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）７４とを備えている。ＣＰＵ７１は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、シート給送部３０、画像形成部４０、シート搬送部、シート排出部６０に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。また、ＲＯＭ７２には、ベルト交換時のリフレッシュモードを終了するか否かを判断する閾値Ｍ０が記録されている（図４のステップＳ４参照）。
【００５０】
制御部７０は、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、現像装置２０に収容されたトナーを感光ドラム５１にリフレッシュ用トナー像を形成するベルト交換時のリフレッシュモードを実行可能である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、操作部（検知部）１１に接続されている。操作部１１は、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知して制御部７０に入力する。即ち、操作部１１は、リフレッシュモードの実行指令を制御部７０に入力可能である。制御部７０は、操作部１１に中間転写ベルト４４ｂが交換されたことが入力された場合に、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知する。尚、操作部１１には、中間転写ベルト４４ｂが交換された後にリフレッシュモードの実行指令が入力される場合の他、中間転写ベルト４４ｂがまだ交換されていなくとも、これから交換される際に、リフレッシュモードの実行指令が入力される場合も含む。
【００５１】
次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。
【００５２】
図１に示すように、画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム５１が回転して表面が帯電ローラ５２により帯電される。そして、露光装置４２により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム５１に対して発光され、感光ドラム５１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。
【００５３】
一方、このようなトナー像の形成動作に並行して給送ローラ３２が回転し、シートカセット３１の最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着部４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、排出ローラ対６１により排出口６２から排出されて排出トレイ６３に積載される。
【００５４】
次に、上述した本実施形態の画像形成装置１のベルト交換時のリフレッシュモードの動作について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。
【００５５】
制御部７０は、操作部１１に入力された操作に応じて様々な制御を実行可能であり、ユーザやサービスマン等の操作者は、操作部１１に対して各種の入力操作を行う（ステップＳ１）。制御部７０は、操作部１１への入力操作があった場合に、その入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作であるか否かを判断する（ステップＳ２）。例えば、中間転写ベルト４４ｂが所定の耐久寿命を過ぎた場合や、偶発的に故障した場合に、操作者が中間転写ベルト４４ｂを装置本体１０から取り外し、新しい中間転写ベルト４４ｂを装置本体１０に装着する。その後、操作者は、操作部１１において選択可能な項目の中から、中間転写ベルト４４ｂを交換した際の項目を選択して入力する。これにより、制御部７０は操作部１１への入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作であるか否かを、例えば、操作項目が中間転写ベルト４４ｂを交換した際の項目であるか否かに基づいて判断する。制御部７０は、操作部１１への入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作ではないと判断した場合は、処理を終了する。
【００５６】
制御部７０は、操作部１１への入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作であると判断した場合は、中間転写ベルト４４ｂが新品に交換されたと認識して、ベルト交換時のリフレッシュモードを実行する（ステップＳ３）。制御部７０は、リフレッシュモードにおいて、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、現像装置２０に収容されたトナーを利用して感光ドラム５１にリフレッシュ用トナー像を形成する。これは、中間転写ベルト４４ｂの交換時のリフレッシュモードに相当する。尚、このベルト交換時のリフレッシュモードは、中間転写ベルト４４ｂが交換されてから、操作者が１枚目の画像出力を行うまでの間であれば、どのタイミングで実施してもよい。
【００５７】
ここで、本実施形態では、中間転写ベルト４４ｂが交換されない時でも、例えば２０〜１００枚程度の所定枚数の画像形成を実行するごとに、シートＳに転写されないリフレッシュ用トナー像を感光ドラム５１上に形成している（通常時のリフレッシュモード）。Ａ４サイズの通紙カウント数で３０００〜５０００枚以上の画像形成が行われた中間転写ベルト４４ｂを使用している場合であれば、上述のリフレッシュ用トナー像の形成条件でも白抜けを抑えることが可能である。これに対し、中間転写ベルト４４ｂが新品である場合は、上述のリフレッシュ用トナー像の形成条件下であっても白抜けが発生する可能性が高まる。
【００５８】
そこで、中間転写ベルト４４ｂが交換された時には、通常時のリフレッシュモードよりも多い所定量の閾値Ｍ０のトナーを利用して現像装置２０からリフレッシュ用トナー像を形成するまで、リフレッシュモードの実行を継続する。これは、ベルト交換時のリフレッシュモードに相当する。具体的には、本実施形態の現像装置２０では、通常時に現像装置２０内にあるトナー量が５４±６ｇ程度の範囲内になるように制御されている。この場合に、通常時のリフレッシュモードとしては、２％程度の画像比率分でＡ４サイズの２０〜１００枚分のトナー量に相当する０．１〜１．０ｇ程度のトナーを利用して、２０〜１００枚の間隔でリフレッシュ用トナー像を形成すればよい。これに対し、２％程度の画像比率の画像形成が連続した場合に、交換されたばかりの中間転写ベルト４４ｂを使用しても白抜けを発生させないようにする。そのためには、現像装置２０内のトナーを２０〜３０％程度、つまり１０〜２０ｇ程度の量でリフレッシュ用トナー像を形成する必要がある。このように、ベルト交換時には通常時よりも多量のトナーを利用してリフレッシュ用トナー像を形成する必要があるため、中間転写ベルト４４ｂを交換した際はそのタイミングを検知して、リフレッシュモードの制御を通常時とは変える必要がある。
【００５９】
現像装置２０内のトナーを利用してリフレッシュ用トナー像を形成するトナー量は、制御部７０のＲＡＭ７３に書き込まれる。ＲＯＭ７２には、ベルト交換時のリフレッシュモードを終了するか否かを判断する閾値Ｍ０が記録されている。制御部７０は、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナー量がＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になったか否かを判断する（ステップＳ４）。制御部７０が、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナー量がＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になっていないと判断した場合は、ベルト交換時のリフレッシュモードを続行する（ステップＳ３）。
【００６０】
制御部７０が、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナー量がＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になったと判断した場合は、リフレッシュモードを終了する（ステップＳ５）。その後、制御部７０は、トナーボトル４１から現像装置２０に、トナー量に応じたトナーを補給し（ステップＳ６）、処理を終了する。
【００６１】
上述したように本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部７０は、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュモードを実行可能である。即ち、制御部７０は、リフレッシュモードとして、現像装置２０に収容されたトナーを利用して感光ドラム５１にリフレッシュ用トナー像を形成する。これにより、中間転写ベルト４４ｂが交換された後に、現像装置２０にはトナーボトル４１から新しいトナーが補給されるようになるので、周辺環境によらず白抜け現象の発生を抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部７０は、操作部１１への入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作であると判断した場合は、中間転写ベルト４４ｂが新品に交換されたと認識して、ベルト交換時のリフレッシュモードを実行する。このため、操作者の入力操作に基づいてベルト交換時のリフレッシュモードが実行されるので、リフレッシュモードの実行指令を適切なタイミングで確実に発することができる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の画像形成装置１について、図３（ｂ）及び図５に基づいて説明する。本実施形態では、中間転写ベルト４４ｂに識別バーコードが設けられている点と、制御部７０にバーコード読取センサ７５が接続される点とで、第１の実施形態と構成を異にする。他の構成は第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施形態では、中間転写ベルト４４ｂの裏面に、各中間転写ベルト４４ｂを区別するための固有の識別パターンとして、不図示の識別バーコードが印字されている。画像形成装置１は、中間転写ベルト４４ｂの識別バーコードを読み取って検知可能な非接触式のバーコード読取センサ（パターン検知手段、検知部）７５（図３（ｂ）参照）を有している。図３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、操作部１１と、バーコード読取センサ７５とに接続されている。制御部７０は、バーコード読取センサ７５により識別バーコードが変更されたことを検知した場合に、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知する。即ち、制御部７０は、バーコード読取センサ７５で読み取った識別バーコードの情報と、制御部７０のＲＡＭ７３に記録されている識別バーコードの情報とが異なった場合、中間転写ベルト４４ｂが交換されたと認識する。
【００６５】
次に、上述した本実施形態の画像形成装置１のベルト交換時のリフレッシュモードの動作について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００６６】
制御部７０は、中間転写ベルト４４ｂが回転駆動されている時、中間転写ベルト４４ｂの裏面に印字されている識別バーコードをバーコード読取センサ７５により読み取る（ステップＳ１１）。制御部７０は、バーコード読取センサ７５で読み取った識別バーコードの情報をＲＡＭ７３に書き込む。そして、制御部７０は、最も新しくＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報と、その直前にＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報とを比較して、変化したか否かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、中間転写ベルト４４ｂが所定の耐久寿命を過ぎた場合や、偶発的に故障した場合に、操作者が中間転写ベルト４４ｂを装置本体１０から取り外し、新しい中間転写ベルト４４ｂを装置本体１０に装着する。その後、画像形成装置１の電源がオンされると、画像形成装置１の立上げ動作が始まり、その動作の中で中間転写ベルト４４ｂも回転駆動され、識別バーコードがバーコード読取センサ７５により読み取られる。制御部７０は、最も新しくＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報と、その直前にＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報とが、変化していないと判断した場合は、処理を終了する。
【００６７】
制御部７０は、最も新しくＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報と、その直前にＲＡＭ７３に書き込まれた識別バーコードの情報とが、変化したと判断した場合は、中間転写ベルト４４ｂが新品に交換されたと認識する。このため、制御部７０は、第１の実施形態と同様に、ベルト交換時のリフレッシュモードを実行する（ステップＳ３）。尚、本実施形態においても、ベルト交換時のリフレッシュモードは、中間転写ベルト４４ｂが交換されてから、操作者が１枚目の画像出力を行うまでの間であれば、どのタイミングで実施してもよい。
【００６８】
現像装置２０内のトナーを利用してリフレッシュ用トナー像を形成するトナー量は、制御部７０のＲＡＭ７３に書き込まれる。制御部７０は、第１の実施形態と同様に、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナーがＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になったか否かを判断する（ステップＳ４）。制御部７０が、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナー量がＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になっていないと判断した場合は、ベルト交換時のリフレッシュモードを続行する（ステップＳ３）。
【００６９】
制御部７０が、ＲＡＭ７３に書き込まれたトナー量がＲＯＭ７２に記録された閾値Ｍ０以上になったと判断した場合は、リフレッシュモードを終了する（ステップＳ５）。その後、制御部７０は、トナーボトル４１から現像装置２０に、トナー量に応じたトナーを補給し（ステップＳ６）、処理を終了する。
【００７０】
上述したように本実施形態の画像形成装置１によっても、制御部７０は、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後、次に画像形成を実行する前に、リフレッシュモードを実行可能である。これにより、中間転写ベルト４４ｂが交換された後に、現像装置２０にはトナーボトル４１から新しいトナーが補給されるようになるので、周辺環境によらず白抜け現象の発生を抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部７０は、バーコード読取センサ７５により識別パターンが変更されたことを検知した場合に、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知する。このため、バーコード読取センサ７５からの検知結果に基づいてベルト交換時のリフレッシュモードが実行されるので、リフレッシュモードの実行指令を適切なタイミングで自動的かつ確実に発することができる。
【００７２】
また、上述した本実施形態の画像形成装置１では、検知部としてバーコード読取センサ７５のみを適用しているが、これには限られず、バーコード読取センサ７５及び操作部１１の両方を検知部として適用してもよい。この場合、制御部７０は、バーコード読取センサ７５により識別パターンが変更されたことを検知した場合と、操作部１１への入力操作が中間転写ベルト４４ｂの交換に伴う操作である場合の少なくとも一方の場合にベルト交換時のリフレッシュモードを実行する。
【００７３】
上述した第１及び第２の実施形態の画像形成装置１では、通常時のリフレッシュモードではリフレッシュ用トナー像を形成するトナー量を一定としているが、これには限られない。例えば、中間転写ベルト４４ｂが交換されたタイミングで、ベルト交換時のリフレッシュモードを実行してから、現像装置２０内の耐久寿命に応じてトナー量を段階的に変化させてもよい。
【００７４】
この場合、制御部７０は、画像形成装置１で行った画像形成の回数及びその画像形成パターンの履歴を追うための画像形成履歴認識手段を有する。そして、制御部７０は、検知部により認識された中間転写ベルト４４ｂが交換されてからの画像形成履歴認識手段によって認識された画像形成履歴に応じ、非画像形成時に現像装置２０のトナーによりリフレッシュ用トナー像を形成するためのトナー量を制御する。制御部７０は、中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後、非画像形成時にリフレッシュモードを実行する。そして、制御部７０は、リフレッシュモードの実行時において、以下のように処理する。即ち、制御部７０は、画像形成履歴認識手段によって認識された画像形成履歴、例えば中間転写ベルト４４ｂが交換されたことを検知した後の画像形成の回数及び画像比率に基づいて、リフレッシュ用トナー像を形成するためのトナー量を設定する。
【００７５】
例えば、制御部７０は、現像装置２０内の現像スリーブ２４の回転回数の情報や、操作部１１等から入力される画像形成の回数を受信し、その積算から現像装置２０内のトナーの耐久寿命を判断する。そして、制御部７０は、このトナーの耐久寿命に応じて、画像形成を２０〜１００枚くらいの所定の枚数行うごとに、リフレッシュ用トナー像を形成するためのトナー量を変化させる。この場合、中間転写ベルト４４ｂが交換された直後にリフレッシュモードを実行する際のトナー量は比較的多く、画像形成を２０〜１００枚くらいの所定の枚数行うごとに、０．５〜５．０ｇ程度である。これに対し、３０００〜５０００枚程度の画像形成が行われた後にリフレッシュモードを実行する際のトナー量は減少し、画像形成を２０〜１００枚くらいの所定の枚数行うごとに、０．１〜１．０ｇ程度である。
【００７６】
この画像形成装置１によれば、中間転写ベルト４４ｂが交換されてからの履歴に応じてトナー量を変化させることで、白抜けの発生をより確実に抑えることができる。また、その際、操作部１１等から入力される印刷画像の画像比率も考慮して必要なトナー量を制御することで、リフレッシュ用トナー像を形成するのに必要なトナー量を最小限に抑えることが可能になる。
【符号の説明】
【００７７】
１…画像形成装置、１０…装置本体、１１…操作部（検知部）、２０…現像装置、４４ｂ…中間転写ベルト（中間転写体）、５１…感光ドラム（像担持体）、７０…制御部、７５…バーコード読取センサ（検知部、パターン検知手段）。
【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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