JP2009271148A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットの低下を抑制しつつ、中間転写体や転写材担持体から回収したトナーを回収する回収容器の小型化やその交換頻度の低減を図ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置Ａは、トナーを担持する像担持体１と、像担持体１上のトナーの転写を受ける移動可能な中間転写体６と、像担持体１上のトナーを中間転写体６に転写させる１次転写手段５と、中間転写体６上のトナーを転写材Ｐに転写させる２次転写手段７と、中間転写体６から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能な保持手段１０１と、保持手段１０１が保持したトナーを保持手段１０１から回収可能な回収手段１０２と、を有し、保持手段１０１が保持したトナーを保持手段１０１から除去する動作として、保持手段１０１が保持したトナーを回収手段１０２が回収する第１の動作と、保持手段１０１が保持したトナーを中間転写体６へ転移させる第２の動作と、を切り替えて実行可能である構成とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置において、カラー画像形成装置がモノクロ画像形成装置に置き換わる形で普及してきている。そして、カラー画像形成装置にもモノクロ画像形成装置並みの画像形成速度が要求されている。

電子写真方式のカラー画像形成装置の高速化を実現する構成として、タンデム型と呼ばれる構成が提案され、又実現化されている。タンデム型の画像形成装置は、中間転写方式のものと直接転写方式のものとに大別される。

中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、複数色のトナーとして、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーによるトナー像が、像担持体としての複数の電子写真感光体（感光体）上にそれぞれ形成される。各像担持体上に形成された各色のトナー像は、１次転写手段により中間転写体上に順次に重ね合わせて転写（１次転写）される。次いで、中間転写体上に形成された多重トナー像は、２次転写手段により一括して紙などの転写材上に転写（２次転写）される。最後に、転写材上に転写されたトナー像は、熱、圧力などによって転写材上に定着されて、カラー画像が形成される。感光体としては、一般的に、ドラム状の感光体、即ち、感光ドラムが用いられる。又、中間転写体としては、一般的に、無端ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルトが用いられる。

２次転写時に転写材に転写されずに中間転写体上に残存したトナーは、中間転写体のクリーニング手段により除去され、回収される。

このクリーニング手段としては、導電性のブラシローラや導電性の発泡性弾性ローラを中間転写体上に当接させて配置し、中間転写体上に付着したトナーをそのブラシローラや発泡性弾性ローラに静電的に回収し、一時的に保持させるものが知られている。

特許文献１、特許文献２では、次のようなことが提案されている。即ち、上述のようにしてブラシローラや発泡性弾性ローラに一時的に保持されたトナーを、非画像形成時に、再度、中間転写体に転移させる（以下「吐き出し」という。）。更に、この中間転写体に転移させたトナーを、感光体に転移させ（以下「２次回収」という。）、感光体のクリーニング手段によって回収する。上記「吐き出し」や「２次回収」を行う非画像形成時としては、例えば、一連の画像形成動作開始前若しくは終了後、又は複数の画像を形成する場合には画像形成とこれに続く画像形成との間などがある。

又、特許文献３では、更に、上述のブラシローラや発泡性弾性ローラに対し回収手段を当接させ、ブラシローラや発泡性弾性ローラに保持されたトナーを静電的に回収手段に転移させる（以下「剥ぎ取り」という。）ことが提案されている。一般に、回収手段を用いる場合には、回収手段に付着したトナーを除去するための除去手段として、例えば、可撓性のシート部材や弾性ゴムブレードを配置する。除去手段により除去されたトナーは、回収容器に回収されることになる。
特開平１１−２０２６４２号公報 特開平１１−７２０２号公報 特開２０００−１２２４９７号公報

しかしながら、上述のような、ブラシローラや発泡性弾性ローラに一時的に回収され、保持されたトナーの処理方法として、「吐き出し」及び「２次回収」を行う方式を採用する場合、以下のような課題がある。

即ち、トナーがブラシの隙間や発泡セル内に回収されるため、ブラシローラや発泡性弾性ローラが一時的に保持できるトナー量（保持量）には限界がある。保持量が限界を超えた場合には、回収不良が発生し、中間転写体上のトナーを十分に回収することができなくなることがある。そして、回収されずに中間転写体上に残ったトナーが次の画像上に、画像不良として現れることがある。

そこで、保持量が限界を超える前に、定期的に「吐き出し」及び「２次回収」を行う必要が生じる。例えば、連続する画像形成間の非画像領域に十分な時間を確保しておき、毎回「吐き出し」及び「２次回収」を行う方式が考えられる。又、例えば、所定枚数の画像形成を行う毎に、非画像形成領域を設けて、その際にまとめて「吐き出し」及び「２次回収」を行う方式が考えられる。但し、いずれの方式を採用したとしても、スループット（画像生産性）の低下を招くという不利益が生じてしまう。

一方、ブラシローラや発泡性弾性ローラに一時的に回収され、保持されたトナーの処理方法として、「剥ぎ取り」を行う方式を採用する場合、以下のような課題がある。

即ち、この場合、画像形成装置内に、回収手段に転移した後に除去手段により除去されたトナーを回収する回収容器を装備する必要がある。回収容器として十分な容量を確保しようとすると、画像形成装置が大型化し易くなる。一方、回収容器の容量が小さい場合には、トナーで容器が満たされた場合に、頻繁な交換が必要となる。

尚、以上では、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置を例として従来の課題について説明したが、上記同様の課題は、例えば、直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置においても、転写材担持体のクリーニング手段に関連してある。直接転写方式を採用するタンデム型の画像形成装置では、各感光体上に形成された各トナー像は、転写材担持体上に担持されて搬送される転写材上に直接転写される。その後、転写材に転写されたトナー像は、中間転写方式を採用する画像形成装置と同様にして、転写材に定着される。転写材担持体としては、一般に、無端ベルト状のものが用いられる。又、例えば、単一の感光体上に順次に形成した複数色のトナー像を、中間転写方式或いは直接転写方式にて最終的に転写材に転写して画像を形成する、所謂、４パス方式の画像形成装置がある。そして、タンデム型の画像形成装置に限らず、４パス方式の画像形成装置においても、中間転写体や転写材担持体のクリーニング手段に関連して上記同様の課題がある。

従って、本発明の目的は、スループットの低下を抑制しつつ、中間転写体や転写材担持体から回収したトナーを回収する回収容器の小型化やその交換頻度の低減を図ることのできる画像形成装置を提供することである。

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、第１の本発明は、トナーを担持する像担持体と、前記像担持体上のトナーの転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナーを前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能な保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有し、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から除去する動作として、前記保持手段が保持したトナーを前記回収手段が回収する第１の動作と、前記保持手段が保持したトナーを前記中間転写体へ転移させる第２の動作と、を切り替えて実行可能であることを特徴とする画像形成装置である。

又、第２の本発明は、トナーを担持する像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナーを前記転写材担持体に担持された転写材に転写させる転写手段と、前記転写材担持体から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能な保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有し、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から除去する動作として、前記保持手段が保持したトナーを前記回収手段が回収する第１の動作と、前記保持手段が保持したトナーを前記転写材担持体へ転移させる第２の動作と、を切り替えて実行可能であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、スループットの低下を抑制しつつ、中間転写体や転写材担持体から回収したトナーを回収する回収容器の小型化やその交換頻度の低減を図ることができる。

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。

実施例１
１．画像形成装置の全体構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成を示す。本実施例の画像形成装置Ａは、フルカラー画像の形成が可能な電子写真方式のレーザービームプリンタである。特に、本実施例の画像形成装置Ａは、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置Ａは、複数の画像形成部として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。本実施例では、４個の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄは、略水平方向に並設されている。

本実施例では、各画像形成部の構成及び動作は共通する部分が多いため、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に関連する要素であることを示すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体としてのドラム型の感光体、即ち、感光ドラム１を備えている。この感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、図１の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その方向に従って順に、次の各手段が設けられている。先ず、感光ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電装置２である。次に、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム１上に静電潜像（静電像）を形成する露光手段としてのスキャナ部３である。次に、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しての現像装置４である。次に、感光ドラム１上のトナー像を後述の中間転写体に転写させる１次転写手段（第１の転写手段）としての、ローラ状の接触帯電部材で構成された１次転写部材５である。次に、１次転写後の感光ドラム１の表面に残った転写残トナー（１次転写残トナー）を除去する像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置９である。

又、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して、トナー像を一時的に担持して、図１の矢印Ｒ２方向（時計方向）に回転（周回移動）する、移動可能な無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６が設けられている。１次転写部材５は、中間転写ベルト６の内周面側において、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれに対向して設けられている。又、中間転写ベルト６の外周面側には、中間転写ベルト６上のトナー像を転写材Ｐに転写させる２次転写手段（第２の転写手段）としての、ローラ状の接触帯電部材で構成された２次転写部材７が配置されている。更に、詳しくは後述するように、中間転写ベルト６の外周面側には、２次転写後の中間転写ベルト６の表面に付着したトナー（２次転写残トナー）を除去する中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０が配設されている。

又、画像形成装置Ａには、転写材Ｐに転写されたトナー像を転写材Ｐに定着させる定着手段としての定着装置８、転写材Ｐを転写材Ｐの収納するためのカセット１１、転写材Ｐを給送、搬送するための給送ローラ１２、搬送ローラ対１３などが設けられている。

更に、本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４及び感光体クリーニング装置９とは、一体的にカートリッジ化され、画像形成装置Ａの本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジＢを形成している。

感光ドラム１は、本実施例では、直径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの外周面に、有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成されている。感光ドラム１は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部が支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（図示せず）からの駆動力が伝達されることにより、図１の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。

帯電装置２は、ローラ状に形成された導電性ローラ（帯電ローラ）である。帯電装置２は、このローラを感光ドラム１の表面に当接させると共に、このローラに１次帯電電圧印加手段としての１次帯電電源（図示せず）によって帯電バイアスが印加されることにより、感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。本実施例では、感光ドラム１は、負極性に帯電させられる。

スキャナ部３は、レーザー光学ユニットである。スキャナ部３は、駆動回路（図示せず）によって画像信号に応じたレーザー光Ｌの点灯が制御され、帯電済みの感光ドラム１の表面をそのレーザー光Ｌで選択的に露光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。

現像装置４は、現像剤を収容する現像容器、現像容器内のトナーを感光ドラム１に供給する現像剤担持体としての現像ローラ４１などを有する。本実施例では、現像装置４は、現像剤として、トナーである非磁性１成分現像剤を用いる。第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、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を収納している。本実施例では、トナーの正規の帯電極性は負極性である。感光ドラム１上の静電潜像の現像時には、現像電圧印加手段としての現像電源（図示せず）から現像装置４の現像ローラ４１ａに電圧を供給することによって、現像ローラ４１ａと、静電潜像が形成された感光ドラム１と、の間に現像バイアスを印加する。これにより、静電潜像にトナーが付着させられてトナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム１上の静電潜像を反転現像方式にて現像する。つまり、一様に帯電させた後に露光によって電荷を減衰させた感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させることで、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。

１次転写部材５は、ローラ状に形成された導電性ローラ（１次転写ローラ）である。本実施例では、１次転写部材５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属からなる外径６ｍｍのシャフトの周囲に、外径１２ｍｍとなるように発泡性弾性ローラが形成されたものである。この発泡性弾性ローラは、１０⁶〜１０⁹Ωの電気抵抗を有する。１次転写部材５は、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１に加圧され、中間転写ベルト６と感光ドラム１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。１次転写時には、１次転写部材５には、１次転写電圧印加手段としての１次転写電源１６（図４）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の１次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像は中間転写ベルト６上に転写（１次転写）される。

中間転写ベルト６は、本実施例では、１０⁷〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗率を持たせた、厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成されている。

尚、上記体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％として、５０〜１００Ｖを印加して得た値である。

中間転写ベルト６は、複数の支持部材としての駆動ローラ６１、２次転写対向ローラ６２、テンションローラ６３に掛け回されている。駆動ローラ６１は、中間転写ベルト６を図１の矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）させる。２次転写対向ローラ６２、テンションローラ６３は、中間転写ベルト６の回転に伴って従動して回転する。テンションローラ６３は、中間転写ベルト６の搬送性の安定のために、中間転写ベルト６に適度なテンションを加える。２次転写対向ローラ６２は、２次転写部材７の対向部材（対向極，対向ローラ）としての機能も有している。又、テンションローラ６３は、後述するベルトクリーニング装置１０が備える回収ローラ１０１の対向部材（対向極，対向ローラ）としての機能も有している。

２次転写部材７は、１次転写部材５と同様の構成、物性を有するものである。２次転写部材７は、転写材Ｐを介して中間転写ベルト６に加圧され、中間転写ベルト６との接触部に２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。２次転写時には、２次転写部材７には、２次転写電圧印加手段としての２次転写電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の２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６上のトナー像は転写材Ｐ上に転写（２次転写）される。

感光体クリーニング装置９は、本実施例では、クリーニング部材として、弾性体であるゴム材料で形成された板状の部材、即ち、クリーニングブレードを有する。クリーニングブレードは、感光ドラム１の表面に当接している。感光体クリーニング装置９は、このクリーニングブレードによって感光ドラム１上の１次転写残トナーを感光ドラム１の表面から除去する。感光ドラム１の表面から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置９の容器に回収される。又、後述するように、感光体クリーニング装置９は、中間転写ベルト６から感光ドラム１へと逆転写された２次転写残トナーを回収することができる。

ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト６上の２次転写残トナーを、中間転写ベルト６の表面から除去するためのものである。ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト６の移動方向において２次転写部Ｎ２よりも下流、且つ、第１の画像形成部Ｓａの１次転写部Ｎ１ａよりも上流において、中間転写ベルト６の表面を清掃する。ベルトクリーニング装置１０についての詳細は後述する。

画像形成時には、感光ドラム１の表面は帯電装置２によって一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１は、スキャナ部３からのレーザー光Ｌによって走査露光されて、その表面に静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に応じて、現像装置４からトナーが感光ドラム１上に転移させられ、感光ドラム１には静電潜像がトナーで現像されたトナー像が形成される。感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト６の表面に転写される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のような帯電、露光、現像、１次転写の各工程が、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにおいて行われる。そして、中間転写ベルト６には、各１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄにおいて各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写された多重トナー像が形成される。

一方、画像形成装置Ａの本体の下部に装着されたカセット１１に収納された転写材Ｐが、給送ローラ１２によって１枚ずつ分離給送されると共に、搬送ローラ対１３により２次転写部Ｎ２へと搬送される。そして、中間転写ベルト６上に形成された多重トナー像は、２次転写部Ｎ２において転写材Ｐに一括して転写される。

トナー像が転写された転写材Ｐは、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２のローラ対を有する定着装置８へと搬送される。転写材Ｐは、定着装置８を通過することで、その上にトナー像が熱定着される。その後、転写材Ｐは、排出ローラ対１４によって画像形成装置Ａの上部に排出される。

２．ベルトクリーニング装置の構成
次に、ベルトクリーニング装置１０の構成について説明する。

本実施例の目的は、スループット（画像生産性）の低下を極力抑えつつ、中間転写ベルト６から回収したトナーを回収する回収容器１０４を大きくすること無く、回収容器１０４の定期的な交換を少なくするか無くすことを可能とすることである。

図２は、ベルトクリーニング装置１０の概略構成を示す。本実施例では、ベルトクリーニング装置１０は、概して、中間転写ベルト６の表面に付着した負極性に帯電したトナーを一時的に回収し、保持する機能を有する。

ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト６の表面に付着したトナーを一時的に回収し、保持するための保持手段としての回収ローラ１０１を有する。回収ローラ１０１は、中間転写ベルト６から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能である。又、ベルトクリーニング装置１０は、回収ローラ１０１に保持されたトナーを剥ぎ取るための回収手段としての剥ぎ取りローラ１０２を有する。剥ぎ取りローラ１０２は、本実施例では、回収ローラ１０１から静電的にトナーを回収可能である。更に、ベルトクリーニング装置１０は、剥ぎ取りローラ１０２からトナーを除去するための除去手段としてのスクレイパ部材１０３を有する。

回収ローラ１０１は、本実施例では、金属ローラを弾性体で覆った弾性ローラで構成される。特に、本実施例では、回収ローラ１０１は、金属ローラを、１０⁵〜１０¹⁰Ωに電気抵抗値が調整され、発泡径が５０〜３００μｍの発泡セルを有する発泡弾性体であるシリコーン系或いはウレタン系のゴム材料で覆った発泡性弾性ローラである。発泡弾性体の発泡径の大きさは、選択する材料、画像形成装置Ａの画像形成速度などに応じて最適なものを選択すれば良い。

回収ローラ１０１は、本実施例では、発泡弾性体を中間転写ベルト６に対し０．２５〜１．５ｍｍ侵入させた状態で配設される。回収ローラ１０１は、中間転写ベルト６を挟んでテンションローラ６３に加圧されている。又、回収ローラ１０１は、駆動回転させても、中間転写ベルト６に対して従動回転させてもよい。回収ローラ１０１を駆動回転させる場合は、対向部にて中間転写ベルト６の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。本実施例では、回収ローラ１０１の耐磨耗性を考慮して、回収ローラ１０１は、対向部にて中間転写ベルト６の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させた。又、中間転写ベルト６の移動速度（周速度）と回収ローラ１０１の回転速度（周速度）とに０〜１００％程度の速度差を設けてもよい。

剥ぎ取りローラ１０２は、本実施例では、表面粗さＲｚ（ＪＩＳ十点平均粗さ）が０．５〜５．０μｍに調整された、ＳＵＳなどの金属で作製された金属ローラで構成される。表層均一化、すべり性能確保を目的として、フッ素コーティング等を行っても良い。

剥ぎ取りローラ１０２は、回収ローラ１０１に対して当接状態、離間状態を切り替えられるように、即ち、回収ローラ１０１に対し接離可能に構成されている。本実施例では、剥ぎ取りローラ１０２は、長手方向（回転軸線方向）の両端部が軸受け（図示せず）によって支持されている。そして、切り替え手段としての当接離間機構を構成するカム１０５の動きに連動して、剥ぎ取りローラ１０２の軸受けが回収ローラ１０１に対して近接又は離間する方向（図２中上下方向）に移動する。これにより、回収ローラ１０１に対する剥ぎ取りローラ１０２の当接・離間状態が切り替わる。カム１０５の作動による回収ローラ１０１に対する剥ぎ取りローラ１０２の当接・離間状態の切り替えは、画像形成装置Ａに設けられた制御手段としての制御部１８によって制御される。

剥ぎ取りローラ１０２が回収ローラ１０１に当接した際には、剥ぎ取りローラ１０２に対して、回収ローラ１０１の発泡弾性体が０．２５〜１．５ｍｍ侵入する。剥ぎ取りローラ１０２は、駆動回転させても、回収ローラ１０１に対して従動回転させてもよい。剥ぎ取りローラ１０２を駆動回転させる場合は、対向部にて回収ローラ１０１の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。本実施例では、回収ローラ１０１の耐磨耗性を考慮して、剥ぎ取りローラ１０２は、対向部にて回収ローラ１０１の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させた。又、回収ローラ１０１の回転速度（周速度）と剥ぎ取りローラ１０２の回転速度（周速度）とに０〜１００％程度の速度差を設けてもよい。

スクレイパ部材１０３は、本実施例では、可撓性のシート部材である。特に、本実施例では、スクレイパ部材１０３は、厚さ２００〜３００μｍの東レ社製ルミラーシートで構成し、自由長を４ｍｍ程度とした。スクレイパ部材１０３は、剥ぎ取りローラ１０２が回収ローラ１０１に当接した状態において、その自由端のエッジ部が、２ｍｍ程度剥ぎ取りローラ１０２に侵入する位置に配置した。

回収ローラ１０１には、第１のクリーニング電圧印加手段としての第１のクリーニング電源１５より、正極性、負極性のいずれかのバイアスを切り替えて印加できるようになっている。即ち、本実施例では、第１のクリーニング電源１５は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第１の電圧出力部１５１と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第２の電圧出力部１５２と、を有している。第１のクリーニング電源１５から回収ローラ１０１に印加するバイアスの極性などは、画像形成装置Ａに設けられた制御部１８の制御により切り替えられる。

又、剥ぎ取りローラ１０２には、第２のクリーニング電圧印加手段としての第２のクリーニング電源１７より、正極性のバイアスを印加できるようになっている。即ち、本実施例では、第２のクリーニング電源１７は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する電圧出力部１７１を有する。

又、本実施例では、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄのうち少なくとも１つにおいて、１次転写部材５には、１次転写電源１６（図４）より、正極性、負極性のいずれかのバイアスを切り替えて印加できるようになっている。このように、本実施例では、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄのうち少なくとも１つにおいて、１次転写電源１６は、次のような構成を有する。即ち、該１次転写電源１６は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第１の電圧出力部１６１と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第２の電圧出力部１６２と、を有している。１次転写電源１６の出力するバイアスの極性などは、画像形成装置Ａに設けられた制御部１８の制御により切り替えられる。

制御部１８は、制御部１８に内蔵されるか又は制御部１８に接続された記憶手段に記憶されたプログラム、データに従い、各種の制御を行う。本実施例に関連して、制御部１８は、特に、カム１０５の作動、電源１５、１６、１７の電圧出力のＯＮ／ＯＦＦ若しくは出力電圧の極性や値の切り替えなどを制御する。本実施例では、カム１０５や電源１５、１６、１７などの制御手段は、画像形成装置Ａの全体の動作を統括制御する制御部１８が兼ねる。しかし、これらカム１０５や各種電源１５、１６、１７などのうちのいずれか又は幾つかを制御する個別の制御手段が設けられていてもよい。

尚、回収ローラ１０１、剥ぎ取りローラ１０２、スクレイパ部材１０３の長手方向の長さはそれぞれ、中間転写ベルト６の移動方向と略直交する方向の長さと同等である。

図３は、中間転写ベルト６上のトナーを回収ローラ１０１で回収し、保持している動作形態（回収動作）を示したものである。

本実施例の画像形成装置Ａの場合、中間転写ベルト６上に付着しているトナーＴは、そのほとんどが、正規の帯電極性である負極性に帯電したトナーである。従って、回収ローラ１０１にトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加することで、中間転写ベルト６上のトナーを回収ローラ１０１に回収することが可能となる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ１０１に使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度・湿度）などによって異なるが、＋５００〜＋３０００Ｖ程度が好ましい。図３に示す状態では、剥ぎ取りローラ１０２と回収ローラ１０１とは離間させられている。

尚、上述のように回収ローラ１０１に正極性のバイアスを印加すると、正極性に帯電したトナーは、回収ローラ１０１で回収することは不可能である。しかし、中間転写ベルト６の移動方向において回収ローラ１０１の下流に配置された感光ドラム１は負極性に帯電されており、正極性のトナーは感光ドラム１で回収される。

図４は、中間転写ベルト６上にトナーを吐き出す場合の動作形態（吐き出し動作）を示したものである。

回収ローラ１０１に回収され、保持されたトナーＴを中間転写ベルト６上に転写させる吐き出しを行う時には、トナーと同極性である負極性のバイアスを回収ローラ１０１に印加する。これにより、回収ローラ１０１から中間転写体ベルト６へトナーを吐き出させる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ１０１に使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度、湿度）などによって異なるが、−５００Ｖ〜−３０００Ｖ程度が好ましい。

又、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの任意の１次転写部材５ａ〜５ｄにトナーと同極性である負極性のバイアスを印加する。これにより、中間転写ベルト６上に吐き出した負極性のトナーを、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの任意の感光ドラム１ａ〜１ｄに２次転写させること（２次回収）が可能となる。この時、任意の感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト６との間の１次転写部Ｎ１には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から感光ドラム１ａ〜１ｄに向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合に１次転写部材５ａ〜５ｄに印加する適切なバイアス値は、１次転写部材５ａ〜５ｄに使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度・湿度）などによって異なるが、−５００〜−３０００Ｖ程度が好ましい。

尚、２次回収性能を向上させるために、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転速度（周速度）と中間転写ベルト６の移動速度（周速度）とに０〜１００％程度の速度差を設けてもよい。

図５は、回収ローラ１０１に付着したトナーを剥ぎ取りローラ１０２に転移させる動作形態（剥ぎ取り動作）を示したものである。

剥ぎ取りローラ１０２を回収ローラ１０１に当接させ、回収ローラ１０１にトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加したままで、剥ぎ取りローラ１０２にもトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加する。この際、剥ぎ取りローラ１０２には、回収ローラ１０１に印加するバイアスよりも絶対値で２５０Ｖ〜７５０Ｖ高いバイアス（トナーと逆極性側に高いバイアス）を印加する。これにより、回収ローラ１０１に付着した負極性のトナーは、中間転写ベルト６に吐き出されることなく、剥ぎ取りローラ１０２に転移させることが可能となる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。又、この時、回収ローラ１０１と剥ぎ取りローラ１０２との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ１０１から剥ぎ取りローラ１０２に向けて移動させる方向の電界が形成される。

剥ぎ取りローラ１０２に転移したトナーは、剥ぎ取りローラ１０２とスクレイパ部材１０３との接触部を通過する際に、剥ぎ取りローラ１０２の表面から掻き落とされ、自由落下する。そして、掻き落とされたトナーは、回収容器１０４（図１）に回収される。

３．ベルトクリーニング装置の動作形態の切り替え
次に、ベルトクリーニング装置１０の動作形態の切り替えについて説明する。

一般に、ベルトクリーニング装置１０の回収ローラ１０１に保持されたトナー量を把握することは困難である。そのため、一般には、回収ローラ１０１内のトナー量が、回収ローラ１０１が回収し、保持することのできる許容量を超え、回収不足が発生することを回避するために、適当なタイミングで「吐き出し」を行うことが望まれる。この時、どのような画像を形成する場合であっても、回収ローラ１０１内のトナー量が許容量を超えることがないように、最もトナー使用量が多い画像（例えば、単一色で画像形成領域の全領域にわたる一様な画像（以下、「ベタ画像」という）を１００％使用量とした場合２３０％使用量で形成される画像）を形成する場合を基準として、「吐き出し」を行うことが望まれる。

例えば、「吐き出し」や「剥ぎ取り」を行わない場合、回収ローラ１０１が回収し、保持するトナーの許容量は、温度／湿度が２３℃／５０％の環境、普通紙画像形成モードの場合で、５０枚程度のベタ画像の形成を実施した場合における転写残トナー量に相当する。転写残トナー量は、厚紙、ＯＨＴ、ラフ紙などといった転写材Ｐの種類や、使用環境によって異なる。そのため、回収ローラ１０１が回収し、保持するトナーの許容量と、使用する転写材Ｐの種類、環境に応じた画像形成可能枚数と、を対応させておくことができる。但し、明確さを期すために、以下、温度／湿度が２３℃／５０％、普通紙画像形成モードの場合を例として説明する。

本実施例では、画像形成枚数５０枚を閾値Ａとして、以下に示すような連続画像形成中のベルトクリーニング装置１０の動作形態の切り替え制御を実施する。

図６は、本実施例のフローチャートを示したものである。以下の制御は画像形成装置Ａの制御部１８によって行われる。

画像形成動作が開始されると、先ず、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ１０１）。画像形成動作中には、画像形成枚数が計数され、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ１０２）。その後、画像形成枚数が、閾値Ａ（５０枚）に到達した時点で（Ｓ１０３）、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ１０４）。引き続き画像形成動作が行われ、その間に画像形成枚数が計数されると共に、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ１０５）。その状態で、５枚画像形成した時点で（Ｓ１０６）、再び、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ１０１）。その後、上記同様にして、更に５０枚画像形成した時点で、再度、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ１０６）。このような動作が繰り返される。そして、最終の紙に対する画像形成が行われた時点で（Ｓ１０２、Ｓ１０５）、後回転時に、画像形成装置Ａの動作形態は、「吐き出し」動作に切り替わる（Ｓ１０７）。その後、「吐き出し」動作が１５秒程実施された後に、画像形成装置Ａの動作は停止される。

尚、後回転とは、１回のジョブ（単一又は複数の転写材への一連の画像形成動作）の後に行われる画像形成装置Ａ内の各種要素の清掃、調整などのため動作期間である。

又、「剥ぎ取り」動作を行う期間は、本実施例では画像形成枚数５枚分の期間としたが、これは適宜選択することができ、回収ローラ１０１から十分にトナーを剥ぎ取ることができる期間とすればよい。更に、「吐き出し」動作を行う期間は、本実施例では１５秒程度としたが、これは適宜選択することができ、回収ローラ１０１を介して十分にトナーを吐き出すことができる期間とすればよい。

図７に、本実施例における回収ローラ１０１のトナー蓄積量変化の模式図を示した。先ず、「回収」動作により、回収ローラ１０１にトナーが蓄積されて行く。次に、回収ローラ１０１のトナー蓄積量が飽和する前に、画像形成装置Ａの動作形態を「剥ぎ取り」動作に切り替える。「剥ぎ取り」動作により、回収ローラ１０１のトナー蓄積量が低下したら、画像形成装置Ａの動作形態を、再度、「回収」動作に切り替える。これにより、再び、回収ローラ１０１にトナーが蓄積され始める。そして、最後に「吐き出し」動作を行うことで、回収ローラ１０１のトナーが実質的に完全に排出される。

本実施例によれば、画像形成枚数が５０枚以下の比較的画像形成枚数の少ないショートジョブであれば、回収ローラ１０１に一時的に回収し、保持したトナーは、後回転時に実質的に全て感光ドラム１ａ〜１ｄに２次回収させることができる。そのため、回収容器１０４にトナーが回収される割合を減らすことができる。又、本実施例によれば、画像形成枚数が５０枚以上の比較的画像形成枚数の多いロングジョブで、回収ローラ１０１に一時的に回収し、保持することができるトナーが飽和したとしても、「剥ぎ取り」動作が実施される。これにより、スループットを低下させること無く、回収ローラ１０１によるトナーの回収不良を防止することが可能となる。

即ち、本実施例によれば、従来例のように、回収ローラ１０１によって回収され、保持されたトナーを、実質的に全て「吐き出し」、「２次回収」によって回収する構成に比べて、「吐き出し」、「２次回収」を行う頻度は少なくて済む。従って、スループットの低下を抑制することができる。又、一般に、標準的なオフィスにおける通常使用においては、画像形成枚数が５０枚以上のロングジョブが実施されるケースは少ないと考えられる。従って、本実施例によれば、回収容器１０４へトナーが回収される量は極めて少なくなることが予想される。そのため、従来例のように、回収ローラ１０１によって回収され、保持されたトナーを、実質的に全て「剥ぎ取り」によって回収容器１０４に回収する構成に比べて、回収容器１０４へのトナー回収量を低減することができる。これにより、回収容器１０４を大きくすること無く、回収容器１０４の交換頻度を極端に少なくする（場合によっては無くす）ことが可能になる。

表１は、本実施例と従来例とでの回収容器１０４の交換頻度及びスループットの違いをまとめたものである。表１において、従来例の「吐き出し」方式とは、回収ローラ１０１によって回収され、保持されたトナーを、実質的に全て「吐き出し」、「２次回収」によって回収する方式を示す。又、表１において、従来例の「剥ぎ取り」方式とは、回収ローラ１０１によって回収され、保持されたトナーを、実質的に全て「剥ぎ取り」によって回収容器１０４に回収する方式を示す。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置Ａは、回収ローラ（保持手段）１０１が保持したトナーを回収ローラ１０１から除去する動作として、次の第１の動作と、第２の動作と、を切り替えて実行可能である。第１の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを剥ぎ取りローラ（回収手段）１０２が回収する第１の動作である。又、第２の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを中間転写ベルト（中間転写体）６へ転移させる動作である。そして、画像形成装置Ａは、画像形成装置Ａの動作状態に応じて、第１の動作又は第２の動作を切り替えて実行する。特に、本実施例では、画像形成装置Ａは、上記画像形成装置Ａの動作状態として、連続して形成する画像数に応じて、第１の動作又は第２の動作を実行する。これにより、スループット（画像生産性）の低下を極力抑えつつ、回収容器１０４の大きさを大きくすること無く、回収容器１０４の定期的な交換を少なくするか無くすことが可能となる。

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。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例では、主に、ベルトクリーニング装置１０の構成が実施例１とは異なる。

図８に示すように、本実施例では、回収ローラ１０１と剥ぎ取りローラ１０２とは常に当接した状態を維持する。又、剥ぎ取りローラ１０２には、第２のクリーニング電源１７より、正極性、負極性のバイアスを切り替えて印加できるようになっている。即ち、本実施例では、第２のクリーニング電源１５は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第１の電圧出力部１７１と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第２の電圧出力部１７２と、を有している。更に、第２のクリーニング電源１７は、剥ぎ取りローラ１０２に印加するバイアスを０Ｖとする、即ち、剥ぎ取りローラ１０２を接地電位に接続することができるようになっている。

図８は、中間転写ベルト６上のトナーを回収ローラ１０１で回収し、保持している動作形態（回収動作）を示したものである。

この場合、回収ローラ１０１にトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加する。この場合の適切なバイアス値については、実施例１と同様である。又、剥ぎ取りローラ１０２には、０Ｖ又は負極性のバイアスを印加する。これにより、負極性のトナーが回収ローラ１０１から剥ぎ取りローラ１０２に転移するのを防止する。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。又、この時、回収ローラ１０１と剥ぎ取りローラ１０２との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを剥ぎ取りローラ１０２から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。

図９は、中間転写ベルト６上にトナーを吐き出す場合の動作形態（吐き出し動作）を示したものである。

この場合、回収ローラ１０１にトナーの極性と同極性である負極性のバイアスを印加する。この場合の適切なバイアス値については、実施例１と同様である。又、剥ぎ取りローラ１０２には、負極性のバイアスを印加する。この際、剥ぎ取りローラ１０２には、回収ローラ１０１に印加するバイアスよりも絶対値で高いバイアス（トナーと同極性側に高いバイアス）を印加する。これにより、回収ローラ１０１に付着した負極性のトナーは、剥ぎ取りローラ１０２に転移されることなく、中間転写ベルト６に吐き出すことが可能となる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に向けて移動させる方向の電界が形成される。又、この時、回収ローラ１０１と剥ぎ取りローラ１０２との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを剥ぎ取りローラ１０２から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。

尚、中間転写ベルト６に吐き出したトナーを感光ドラム１へ２次回収させる方式に関しては、実施例１と同様である。

図１０は、回収ローラ１０１に付着したトナーを剥ぎ取りローラ１０２に転移させる動作形態（剥ぎ取り動作）を示したものである。

この場合、回収ローラ１０１、剥ぎ取りローラ１０２に印加するバイアスの極性、その値の大小に関しては、実施例１と同様である。即ち、回収ローラ１０１に正極性のバイアスを印加し、剥ぎ取りローラ１０２に正極性のバイアスを印加する。この際、剥ぎ取りローラ１０２には、回収ローラ１０１に印加するバイアスよりも絶対値で２５０Ｖ〜７５０Ｖ高いバイアス（トナーと逆極性側に高いバイアス）を印加する。「剥ぎ取り」動作時（第１の動作時）の回収ローラ１０１と剥ぎ取りローラ１０２との間の電界の向きは、「吐き出し」動作時（第２の動作時）の両者間の電界の向きとは逆である。

以上、本実施例によれば、剥ぎ取りローラ１０２の当接離間機構を設けることなく、より簡易な構成で、実施例１と同様の効果を得ることが可能になる。

実施例３
次に、本発明の更に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。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例では、主に、ベルトクリーニング装置１０の動作形態の切り替え方法が実施例１とは異なる。

本実施例では、回収ローラ１０１に蓄積したトナー量を推定し、それを基に動作形態の切り替えを制御する。特に、本実施例では、回収ローラ１０１に蓄積したトナー量を推定する手段として、感光ドラム１上に形成された潜像の画像ドット数の積算を行い、それを記憶装置（図示せず）に記録する機能を画像形成装置Ａに設ける。本実施例では、画像ドット数の積算は、制御部１８が行い、制御部１８に内蔵されるか又は制御部１８に接続された記憶装置にその積算値を記録するようになっている。本実施例では、この画像ドット数の積算は、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄに形成される潜像の画像ドット数の全ての積算とする。

そして、本実施例では、回収ローラ１０１に供給されるトナー量が、回収ローラ１０１が回収し、保持するトナーの許容量となるときの積算画像ドット数を閾値Ｂとして、連続画像形成中の画像形成装置Ａの動作形態の切り替え制御を実施する。

図１１は、本実施例のフローチャートを示したものである。以下の制御は画像形成装置Ａの制御部１８によって行われる。

画像形成動作が開始されると、先ず、画像ドット数の積算が開始されると共に（Ｓ２０１）、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ２０２）。画像形成動作中には、画像形成枚数が計数され、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ２０３）。その後、画像ドット数の積算値が、閾値Ｂに到達した時点で（Ｓ２０４）、画像ドット数の積算がリセットされると共に（Ｓ２０５）、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ２０６）。引き続き画像形成動作が行われ、その間に画像形成枚数が計数されると共に、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ２０７）。その状態で、５枚画像形成した時点で（Ｓ２０８）、再び、画像ドット数の積算が開始されると共に（Ｓ２０１）、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ２０２）。その後、上記同様にして、更に閾値Ｂに到達した時点で、再度、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ２０６）。このような動作が繰り返される。そして、最終の紙に対する画像形成が行われた時点で（Ｓ２０３、Ｓ２０７）、後回転時に、画像ドット数の積算がリセットされると共に（Ｓ２０９）、画像形成装置Ａの動作形態は、「吐き出し」動作に切り替わる（Ｓ２１０）。その後、「吐き出し」動作が１５秒程実施された後に、画像形成装置Ａの動作は停止される。

文書などといった文字が中心である低画像比率（印字率）モードでは、画像ドット数は比較的少なく、写真のような画像を中心とした高画像比率（印字率）モードでは、画像ドット数は多くなる。従って、低画像比率モードで画像形成する場合には、回収ローラ１０へのトナーの蓄積量は、高画像比率モードで画像形成する場合よりも少なくなる。

本実施例によれば、感光ドラム１上に形成された潜像の画像ドット数の積算を用いて、「回収」動作から「剥ぎ取り」動作へ移行するタイミングを判断する。そのため、低画像比率モードで画像形成している際に、「剥ぎ取り」動作に移行するタイミングを遅らせることができる。従って、回収容器１０４に回収するトナーの量を、より低減させることが可能となり、更なる回収容器１０４の小型化或いはその交換頻度の低減を達成することができる。

尚、本実施例では、回収ローラ１０１に蓄積したトナー量を推定する手段として、感光ドラム１に形成された潜像の画像ドット数の積算値を用いたが、これに限定されるものではない。他の手段としては、次のようなものがある。例えば、濃度検知センサを、中間転写ベルト６の移動方向において２次転写部材７と回収ローラ１０１との間において中間転写ベルト６の表面に対向して配設し、中間転写ベルト６上のトナーの付着量（濃度）を検出する。そして、その検出値に基づいて、回収ローラ１０１に供給されるトナー量を推定することができる。或いは、回収ローラ１０１にトナーが付着することによる電気抵抗に係る情報の変化（例えば、回収ローラ１０１に所定の電圧を印加した際の電流変化や、所定の電流を流した際の電圧変化）を検出する。そして、その検出値に基づいて、回収ローラ１０１に保持されているトナー量を推定することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置Ａは、回収ローラ（保持手段）１０１が保持したトナーを回収ローラ１０１から除去する動作として、次の第１の動作と、第２の動作と、を切り替えて実行可能である。第１の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを剥ぎ取りローラ（回収手段）１０２が回収する第１の動作である。又、第２の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを中間転写ベルト（中間転写体）６へ転移させる動作である。そして、画像形成装置Ａは、画像形成装置Ａの動作状態に応じて、第１の動作又は第２の動作を切り替えて実行する。特に、本実施例では、画像形成装置Ａは、上記画像形成装置Ａの動作状態として、回収ローラ１０１が保持するトナーの量に応じて、第１の動作又は第２の動作を実行する。これにより、スループット（画像生産性）の低下を極力抑えつつ、回収容器１０４の大きさを大きくすること無く、回収容器１０４の定期的な交換を少なくするか無くすことが可能となる。

実施例４
次に、本発明の更に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。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例では、主に、ベルトクリーニング装置１０の動作形態の切り替え方法が実施例１とは異なる。

本実施例では、画像形成装置Ａは、モノクロ画像形成モードと、カラー画像形成モードと、を有する。カラー画像形成モードでは、フルカラー画像を形成することができる。フルカラー画像を形成する動作自体は、実施例１と同様である。一方、モノクロ画像形成モードは、本実施例では、第４の画像形成部Ｓｄにおいてのみトナー像の形成を行うことで、ブラック単色のモノクロ画像を形成することができる。第４の画像形成部Ｓｄにおいてのみトナー像を形成することを除いて、モノクロ画像を形成する動作はフルカラー画像を形成する動作と同様である。

尚、本実施例では、画像形成装置Ａは、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとを有するが、これに限定されるものではない。中間転写ベルト６に第１の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第１の画像形成モードと、上記第１の色数よりも少ない第２の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第２の画像形成モードと、を有する場合には、本実施例は同様に適用し得る。

モノクロ画像の形成を行う際は、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃにおけるイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成動作を停止する。即ち、モノクロ画像の形成を行う際は、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃにおける帯電装置２、スキャナ部３、現像装置４、１次転写部材５などの動作を停止する。

従って、モノクロ画像形成モードでは、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーは消費されない。そのため、モノクロ画像形成モードでは、回収ローラ１０１で一時的に回収し、保持するトナー量も、一般的に、カラー画像形成モードより少なくなる傾向がある。

又、モノクロ画像形成モードでは、一般的に、文書などのテキストを出力することが多く、画像比率は低い傾向がある。一方、カラー画像形成モードでは、一般的に、写真画などの、画像比率の高い画像を形成することが少なくない。従って、一般に、モノクロ画像形成モードで画像形成する場合は、回収ローラ１０１へのトナーの蓄積量は、フルカラー画像形成モードで画像形成する場合よりも少なくなる。

そこで、本実施例では、画像形成がモノクロ画像形成モードで行われるか、フルカラー画像形成モードで行われるかによって、画像形成装置Ａの動作形態を切り替える。

図１２は、本実施例のフローチャートを示したものである。以下の制御は画像形成装置Ａの制御部１８によって行われる。

先ず、画像形成動作が開始されると、カラー画像形成モードが選択されているのか、モノクロ画像形成モードが選択されているのかが判断される（Ｓ３０１）。

カラー画像形成モードが選択された場合は、画像形成装置Ａの動作形態は、最初から「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ３０２）。その後、画像形成動作中には、画像形成枚数が計数され、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ３０３）。そして、最終の紙に対する画像形成が行われた時点で（Ｓ３０３）、画像形成装置Ａの動作は停止される。

一方、モノクロ画像形成モードが選択された場合は、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ３０４）。画像形成動作中には、画像形成枚数が計数され、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ３０５）。その後、画像形成枚数が、閾値Ｃ（１００枚）に到達した時点で（Ｓ３０６）、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ３０７）。引き続き画像形成動作が行われ、その間に画像形成枚数が計数されると共に、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ３０８）。その状態で、５枚画像形成した時点で（Ｓ３０９）、再び、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ３０４）。その後、上記同様にして、更に１００枚画像形成した時点で、再度、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ３０７）。このような動作が繰り返される。そして、最終の紙に対する画像形成が行われた時点で（Ｓ３０５、Ｓ３０８）、後回転時に、画像形成装置Ａの動作形態は、「吐き出し」動作に切り替わる（Ｓ３１０）。その後、「吐き出し」動作が１５秒程実施された後に、画像形成装置Ａの動作は停止される。

カラー画像形成モードでは、高画像比率パターンが形成されることがある。本実施例によれば、そのような高画像比率の画像が連続して形成されても、カラー画像形成モードでは、回収ローラ１０１によるトナーの回収不良が発生しないように、常に「剥ぎ取り」動作を行うことで対処することが可能になる。

又、本実施例によれば、モノクロ画像形成モードでは、画像形成枚数が１００枚以下のジョブであれば、回収ローラ１０１に一時的に回収し、保持したトナーは、後回転時に実質的に全て感光ドラム１ａ〜１ｄに２次回収させることができる。そのため、回収容器１０４にトナーが供給される割合を減らすことができる。又、本実施例によれば、画像形成枚数が１００枚以上のジョブで、回収ローラ１０１に一時的に回収し、保持することができるトナーが飽和したとしても、「剥ぎ取り」動作が実施される。これにより、スループットを低下させること無く、回収ローラ１０１によるトナーの回収不良を防止することが可能となる。

本実施例は、通常はモノクロ画像形成モードで使用しているが、たまにカラー画像形成モードで使用するようなオフィスにおいて非常に実用的である。

尚、本実施例では、カラー画像形成モードの際に、常に「剥ぎ取り」動作を行うものとして説明したが、これに限定されるものではない。モノクロ画像形成モードとは別に、カラー画像形成モードに対する制御の閾値を設定して、「回収」動作と「剥ぎ取り」動作とを切り替えるような制御を行っても良い。この場合、カラー画像形成モードにおける閾値は、モノクロ画像形成モードにおける閾値よりも、より頻繁に「剥ぎ取り」が行われるように設定される。例えば、モノクロ画像形成モードにおいて上述のように閾値を画像形成１００枚に設定する一方で、カラー画像形成モードにおいては実施例１の場合と同様に５０枚に設定することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置Ａは、回収ローラ（保持手段）１０１が保持したトナーを回収ローラ１０１から除去する動作として、次の第１の動作と、第２の動作と、を切り替えて実行可能である。第１の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを剥ぎ取りローラ（回収手段）１０２が回収する第１の動作である。又、第２の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを中間転写ベルト（中間転写体）６へ転移させる動作である。そして、画像形成装置Ａは、画像形成装置Ａの動作状態に応じて、第１の動作又は第２の動作を切り替えて実行する。特に、本実施例では、画像形成装置Ａは、上記画像形成装置Ａの動作状態として、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとのいずれで画像形成が行われるかに応じて、第１の動作又は第２の動作を実行する。これにより、スループット（画像生産性）の低下を極力抑えつつ、回収容器１０４の大きさを大きくすること無く、回収容器１０４の定期的な交換を少なくするか無くすことが可能となる。

実施例５
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。

１．画像形成装置の全体構成
図１３は、本実施形態の画像形成装置の全体構成を示す。本実施例の画像形成装置において、実施例１〜４の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例の画像形成装置Ａは、フルカラー画像の形成が可能な電子写真方式のレーザービームプリンタである。特に、本実施例の画像形成装置Ａは、直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置Ａの各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにおける構成、動作自体は、実施例１〜４のものと実質的に同じである。

本実施例の画像形成装置Ａには、実施例１〜４における中間転写ベルト６に替えて、無端ベルト状の転写材担持体である静電吸着搬送ベルト（以下「搬送ベルト」という。）２１を有する。搬送ベルト２１の内周面側には、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置に、転写手段としてのローラ状の接触帯電部材で構成された転写部材２２ａ〜２２ｄが配置されている。

そして、本実施例では、画像形成装置Ａの本体の下部に装着されたカセット１１に収納された転写材Ｐを、給送ローラ１２によって１枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ対１３により、吸着部材２０と搬送ベルト２１とのニップ部へ搬送する。各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、各転写部材２２ａ〜２２ｄの作用によって、搬送ベルト２１上の転写材Ｐに順次に重ね合わせて転写される。次いで、転写材Ｐは、搬送ベルト２１から分離されて、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２のローラ対を有する定着装置８を通過させられる。これにより、転写材Ｐ上のトナー像は転写材Ｐにカラー画像として熱定着される。その後、転写材Ｐは、排出ローラ対１４によって画像形成装置Ａの上部へと排出される。

転写部材２２は、ローラ状に形成された導電性ローラ（転写ローラ）である。本実施例では、転写部材２２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属からなる外径６ｍｍのシャフトの周囲に、外径１２ｍｍとなるように発泡性弾性ローラが形成されたものである。この発泡性弾性ローラは、１０⁶〜１０⁹Ωの電気抵抗を有する。転写部材２２は、搬送ベルト２１を挟んで感光ドラム１に加圧され、搬送ベルト２１と感光ドラム１とが接触する転写部（転写ニップ）Ｎを形成する。転写時には、転写部材２２には、転写電圧印加手段としての転写電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像は搬送ベルト２１上の転写材Ｐ上に転写される。

搬送ベルト２１は、１０⁷〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗率を持たせた、厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成されている。

尚、上記体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％として、５０〜１００Ｖを印加して得た値である。

吸着部材２０は、ローラ状に形成された導電性ローラ（吸着ローラ）である。転写材Ｐの搬送中に、吸着部材２０には、吸着電圧印加手段としての吸着電源（図示せず）によって、吸着バイアスが印加される。これにより、転写材Ｐを搬送ベルト２１に静電的に吸着させることができる。

そして、本実施例の画像形成装置Ａは、搬送ベルト２１の表面に付着したトナーを除去する転写材担持体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０を有する。概して、ベルトクリーニング装置１０は、搬送ベルト２１の表面に付着した負極性に帯電したトナーを一時的に回収し、保持する機能を有する。このベルトクリーニング装置１０の構成及び動作は、実施例１〜４におけるベルトクリーニング装置１０と同様である。

２．ベルトクリーニング装置の動作形態の切り替え
次に、本実施例におけるベルトクリーニング装置１０の動作形態の切り替えについて説明する。

本実施例のような直接転写方式の画像形成装置Ａの場合、搬送ベルト２１上に付着するトナーは、感光ドラム１上の静電潜像以外の部分に付着したトナー（以下「カブリ」という。）によるものが支配的である。転写部Ｎにおいて転写材Ｐが感光ドラム１と搬送ベルト２１との間にある状況下であれば、カブリは転写材Ｐに付着する。しかし、転写部Ｎにおいて転写材Ｐが感光ドラム１と搬送ベルト２１との間に無い非画像領域では、カブリは搬送ベルト２１に付着し、ベルトクリーニング装置１０の回収ローラ１０１によって一時的に回収され、保持されることになる。従って、本実施例のような直接転写方式の画像形成装置Ａでは、スループットが同じである場合、転写材Ｐの搬送方向の長さが短いものほど、回収ローラ１０１にトナーが付着する割合が増えることになる。

そこで、本実施例では、画像形成に供される転写材Ｐの種類、特に、その搬送方向の長さの違いに応じて、複数の閾値を設け、画像形成装置Ａの動作形態を「回収」動作と「剥ぎ取り」動作とで切り替える制御を行う。

図１４は、本実施例のフローチャートを示したものである。以下の制御は画像形成装置Ａの制御部１８によって行われる。

本実施例では、転写材Ｐの搬送方向の長さに応じて、複数の閾値枚数Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が設定されている。例えば、Ａ４縦サイズ以上、Ａ５〜Ａ４サイズ、Ａ５サイズ以下という３段階に分ければよい。尚、以下の説明では、閾値「Ｄ１」、「Ｄ２」、「Ｄ３」を総称して「Ｄ＊」という。

画像形成動作が開始されると、先ず、画像形成に供される転写材Ｐの搬送方向の長さに応じて、使用する閾値枚数Ｄ＊が選択され（Ｓ４０１）、又、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ４０２）。ここで、画像形成に供される転写材Ｐの搬送方向の長さは、画像形成装置Ａ内の任意の位置特定センサを用いて自動的に取得したり、使用者による設定値を参照したりすることによって判断できる。画像形成動作中には、画像形成枚数が計数され、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ４０３）。その後、画像形成枚数が、閾値Ｄ＊に到達した時点で（Ｓ４０４）、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ４０５）。引き続き画像形成動作が行われ、その間に画像形成枚数が計数されると共に、指定された枚数の画像形成が行われたか否かが監視される（Ｓ４０６）。その状態で、５枚画像形成した時点で（Ｓ４０７）、再び、画像形成装置Ａの動作形態は、「回収」動作に切り替わる（Ｓ４０２）。その後、上記同様にして、更に閾値Ｄ＊だけ画像形成した時点で、再度、画像形成装置Ａの動作形態は、「剥ぎ取り」動作に切り替わる（Ｓ４０５）。このような動作が繰り返される。そして、最終の紙に対する画像形成が行われた時点で（Ｓ４０３、Ｓ４０６）、後回転時に、画像形成装置Ａの動作形態は、「吐き出し」動作に切り替わる（Ｓ４０８）。その後、「吐き出し」動作が１５秒程実施された後に、画像形成装置Ａの動作は停止される。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置Ａは、回収ローラ（保持手段）１０１が保持したトナーを回収ローラ１０１から除去する動作として、次の第１の動作と、第２の動作と、を切り替えて実行可能である。第１の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを剥ぎ取りローラ（回収手段）１０２が回収する第１の動作である。又、第２の動作は、回収ローラ１０１が保持したトナーを搬送ベルト（転写材担持体）２１へ転移させる動作である。そして、画像形成装置Ａは、画像形成装置Ａの動作状態に応じて、第１の動作又は第２の動作を切り替えて実行する。特に、本実施例では、画像形成装置Ａは、上記画像形成装置Ａの動作状態として、転写材Ｐのサイズに応じて、第１の動作又は第２の動作を実行する。これにより、スループット（画像生産性）の低下を極力抑えつつ、回収容器１０４の大きさを大きくすること無く、回収容器１０４の定期的な交換を少なくするか無くすことが可能となる。

尚、直接転写方式の画像形成装置Ａについても、回収ローラ１０１のトナー回収量に基づいて動作形態を切り替える制御（実施例３）や、カラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとで動作形態を切り替える制御（実施例４）を行うことが可能である。

又、本実施例にて説明した転写材Ｐの搬送方向の長さに基づいて動作形態を切り替える制御を、中間転写体方式の画像形成装置に適用することも可能である。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上述の各実施例では、中間転写方式又は直接転写方式の画像形成装置として、水平方向に複数の感光体を並設した方式（インライン方式）を例として説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、１つの感光体に１色ずつ順次に形成したトナー像を、順次に中間転写体又は転写材担持体上の転写材に転写する方式（４パス方式）の画像形成装置に適用することも可能である。

本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係るベルトクリーニング装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施例に係るベルトクリーニング装置による「回収」動作を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施例に係るベルトクリーニング装置による「吐き出し」動作及び「２次回収」動作を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施例に係るベルトクリーニング装置による「剥ぎ取り」動作を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施例における動作形態の切り替え制御のフローチャート図である。 本発明の第１の実施例に係る回収ローラのトナー蓄積量の変化の一例を模式的に示すグラフ図である。 本発明の第２の実施例に係るベルトクリーニング装置による「回収」動作を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施例に係るベルトクリーニング装置による「吐き出し」動作及び「２次回収」動作を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施例に係るベルトクリーニング装置による「剥ぎ取り」動作を示す概略構成図である。 本発明の第３の実施例における動作形態の切り替え制御のフローチャート図である。 本発明の第４の実施例における動作形態の切り替え制御のフローチャート図である。 本発明の第５の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施例における動作形態の切り替え制御のフローチャート図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（像担持体）
５ １次転写部材
６ 中間転写ベルト（中間転写体）
７ ２次転写部材
９ 感光ドラムクリーニング装置
１０ ベルトクリーニング装置（クリーニング手段）
１５ 第１のクリーニング電源
１６ １次転写電源
１７ 第２のクリーニング電源
１８ 制御部
２１ 静電吸着搬送ベルト（転写材担持体）
２２ 転写部材
１０１ 回収ローラ（保持手段）
１０２ 剥ぎ取りローラ（回収手段）
１０３ スクレイパ部材（除去手段）
１０４ 回収容器
Ａ 画像形成装置
Ｐ 転写材

Claims (16)

1. トナーを担持する像担持体と、前記像担持体上のトナーの転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナーを前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能な保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有し、
   前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から除去する動作として、前記保持手段が保持したトナーを前記回収手段が回収する第１の動作と、前記保持手段が保持したトナーを前記中間転写体へ転移させる第２の動作と、を切り替えて実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 連続して形成する画像数に応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記保持手段が保持したトナーの量に応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写体上に第１の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第１の画像形成モードと、前記中間転写体上に前記第１の色数よりも少ない第２の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第２の画像形成モードと、を有し、前記画像形成モードに応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 画像形成に用いられる前記転写材のサイズに応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記回収手段は、前記保持手段に対して接離可能であり、前記第１の動作時には前記回収手段は前記保持手段と接触しており、前記第２の動作時には、前記回収手段は前記保持手段と離れてい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。
7. 前記回収手段は、前記保持手段から静電的にトナーを回収するものであり、前記第１の動作時と前記第２の動作時とで、前記回収手段と前記保持手段との間の電界の向きが逆であ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。
8. 前記第２の動作によって前記保持手段から前記中間転写体へ転移したトナーは、前記像担持体に回収されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. トナーを担持する像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナーを前記転写材担持体に担持された転写材に転写させる転写手段と、前記転写材担持体から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能な保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有し、
   前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から除去する動作として、前記保持手段が保持したトナーを前記回収手段が回収する第１の動作と、前記保持手段が保持したトナーを前記転写材担持体へ転移させる第２の動作と、を切り替えて実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
10. 連続して形成する画像数に応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記保持手段が保持したトナーの量に応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記転写材担持体に担持された転写材上に第１の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第１の画像形成モードと、前記転写材担持体に担持された転写材上に前記第１の色数よりも少ない第２の色数のトナーが転写されて画像形成が行われる第２の画像形成モードと、を有し、前記画像形成モードに応じて前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
13. 画像形成に用いられる前記転写材のサイズに応じて、前記第１の動作又は前記第２の動作を実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
14. 前記回収手段は、前記保持手段に対して接離可能であり、前記第１の動作時には前記回収手段は前記保持手段と接触しており、前記第２の動作時には、前記回収手段は前記保持手段と離れていることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
15. 前記回収手段は、前記保持手段から静電的にトナーを回収するものであり、前記第１の動作時と前記第２の動作時とで、前記回収手段と前記保持手段との間の電界の向きが逆であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
16. 前記第２の動作によって前記保持手段から前記転写材担持体へ転移したトナーは、前記像担持体に回収されることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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