JP2009258566A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡素化して画像形成動作を迅速に行うと共に、トナーの劣化を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】全ての画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙのうち、特定の画像形成部１Ｂｋを作動させて印刷用画像の形成を行う特定色画像形成モードを実行可能に構成した画像形成装置におけるものである。特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、特定の画像形成部１Ｂｋ以外の画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを作動させて、当該特定の画像形成部以外の画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが有するトナーを消費させるためのトナー消費用画像を形成するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、複数色の現像剤によって画像を形成するフルカラー画像形成モードと、単色の現像剤によって画像を形成するモノクロ画像形成モードを、切り換えて実行し得るカラー画像形成装置がある。

図９に、一般的なカラー画像形成装置の概略構成を示す。図９に示すように、カラー画像形成装置は、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナー画像を形成する４つの画像形成部１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｂｋを備えている。各画像形成部１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｂｋは、各色のトナー画像を担持する感光体２００と、感光体２００の表面を帯電させる帯電ローラ３００と、感光体２００にトナーを供給する現像装置４００等を有する。

また、このカラー画像形成装置は、トナー画像を転写する転写手段として、中間転写ベルト５００と、４つの一次転写ローラ６００と、二次転写ローラ７００を備える。一次転写ローラ６００とそれに対向する感光体２００によって、中間転写ベルト５００を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、二次転写ローラ７００とそれに対向する二次転写対向ローラ８００によって、中間転写ベルト５００を挟み込んで二次転写ニップを形成している。

上記フルカラー画像形成モードで画像形成を行う場合の基本動作について説明する。まず、イエローのトナーを有する画像形成部１００Ｙにおいて、帯電ローラ３００によって感光体２００の表面を帯電させ、その感光体２００の帯電面に図示しない露光装置からレーザビームを照射して静電潜像を形成する。この感光体２００上の静電潜像に現像装置４００からトナーを供給してイエローのトナー画像を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、感光体２００上のトナー画像を図の矢印の方向に周回走行する中間転写ベルト５００に一次転写する。以降、同様に、その他の各画像形成部１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｂｋにおいて、感光体２００上に各色のトナー画像を形成し、それを中間転写ベルト５００に重なり合うように一次転写する。中間転写ベルト５００に転写されたトナー画像は、二次転写ニップにおいて記録材Ｐに二次転写される。その後、記録材Ｐは図示しない定着装置に搬送され、トナー画像が記録材Ｐに定着される。

一方、モノクロ画像形成モードで画像形成を行う場合は、図９の二点鎖線に示すように、中間転写ベルト５００を移動させて、中間転写ベルト５００をブラック以外の色のトナー画像を担持する感光体２００から離間させる（例えば、特許文献１又は２参照）。この状態で、画像形成部１００Ｂｋを作動させ、ブラックのトナー画像を形成する。そして、ブラックのトナー画像を中間転写ベルト５００上に転写し、上記と同様に、記録材Ｐへのトナー画像の二次転写及び定着を行う。
特開２００７−３３９３８号公報 特開２００４−２５８５１２号公報

しかしながら、上記図９に示す画像形成装置において、中間転写ベルトを一部の感光体に対して接触又は離間させるのに要する時間は、ユーザーを待たせるダウンタイムとなる。このため、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードを迅速に切り換えて実行することができない欠点がある。また、中間転写ベルトを感光体に対して接触・離間させる切換機構を採用すると、構造が複雑化するため高コストとなる欠点もある。

一方、中間転写ベルトが感光体から離間しない構成を採用した場合、上記ダウンタイムは減少する。しかし、モノクロ画像形成モードを実行する際、中間転写ベルトや感光体が傷つくのを防止するため、印刷用画像の形成を行わない画像形成部も作動させなければならない。そして、モノクロ画像形成モードを繰り返し実行すると、印刷用画像の形成を行わない画像形成部は、トナーが消費されない状態で作動し続けるため、現像装置内のトナーが劣化するといった問題が生じる。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、構造を簡素化して画像形成動作を迅速に行うと共に、トナーの劣化を抑制することができる画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、異なる色のトナーを有する画像形成部を複数備え、前記画像形成部で形成した印刷用画像を、周回走行するベルト部材又はこれに保持される記録材に転写するように構成した画像形成装置であって、全ての前記画像形成部のうち、特定の画像形成部を作動させて印刷用画像の形成を行う特定色画像形成モードを実行するように構成した画像形成装置において、前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させて、当該特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーを消費させるためのトナー消費用画像を形成するように構成したものである。

特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際、特定の画像形成部以外の画像形成部は、印刷用画像の形成を行わない。この印刷用画像の形成を行わない画像形成部において、トナー消費用画像を形成してトナーを消費させることによって、トナーの劣化を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いを判定するトナー劣化判定手段を備え、前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記トナー劣化判定手段によって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲外であると判定した場合は、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させて、前記トナー消費用画像を形成し、前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記トナー劣化判定手段によって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲内であると判定した場合は、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させるが、前記トナー消費用画像を形成しないように構成したものである。

特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲外であると判定した場合、特定の画像形成部以外の画像形成部において、トナー消費用画像の形成を行うことにより、トナーの劣化度合いを前記所定の許容範囲内に戻すことができる。また、特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲内であると判定した場合、特定の画像形成部以外の画像形成部において、トナー消費用画像の形成を行わないことによって、無駄なトナーの消費を低減させることができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記トナー劣化判定手段は、前記特定色画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数に基づいて、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いを判定するようにしたものである。

特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際、特定の画像形成部以外の画像形成部は、トナーを消費せずに作動するためトナーが劣化する。そして、特定色画像形成モードでの印刷画像の形成回数が多くなるに伴って、特定の画像形成部以外の画像形成部ではトナーの劣化が進行する。従って、特定色画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数を把握することによって、特定の画像形成部以外の画像形成部におけるトナーの劣化度合いを判定することが可能である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、印刷用画像の画質を補正するための画質補正用画像を検知する検知手段と、当該検知手段の検知信号に基づいて画質を補正する画質補正手段を備えた画像形成装置であって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部において形成される前記トナー消費用画像を、前記画質補正用画像としたものである。

これにより、特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化を抑制することができると共に、画質の補正も行うことができる。

請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記画質補正用画像を、印刷用画像の濃度を補正するための階調パターン像としたものである。

これにより、特定の画像形成部以外の画像形成部において、印刷用画像の濃度補正を行うことができる。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成部が形成した印刷用画像を前記ベルト部材に一次転写すると共に、当該ベルト部材とそれに接触する二次転写部材によって、前記ベルト部材上の印刷用画像を記録材に二次転写するように構成した画像形成装置であって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が形成した前記トナー消費用画像を、前記ベルト部材の印刷用画像を転写する範囲外に転写するように構成し、前記二次転写部材を前記ベルト部材に対して接触・離間可能に構成したものである。

ベルト部材に転写されたトナー消費用画像は、ベルト部材の走行に伴って、二次転写部材とベルト部材の接触する箇所に至る。このとき、ベルト部材上のトナー消費用画像のトナーが、二次転写部材に付着すると、その後、記録材にトナーが付着する場合がある。そのため、トナー消費用画像が二次転写部材とベルト部材の接触する箇所に至る前に、二次転写部材をベルト部材から離間させておく。これにより、ベルト部材上のトナー消費用画像のトナーが、二次転写部材に付着するのを防止することができる。

請求項７の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成部が形成した印刷用画像を前記ベルト部材に一次転写すると共に、前記ベルト部材を挟む二次転写部材及び二次転写対向部材によって、前記ベルト部材上の印刷用画像を記録材に二次転写するように構成した画像形成装置であって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が形成した前記トナー消費用画像を、前記ベルト部材の印刷用画像を転写する範囲外に転写するように構成し、前記二次転写部材に対してトナーを静電的に反発させるための電圧を、前記二次転写部材又は前記二次転写対向部材に印加可能に構成したものである。

この場合も上記と同様に、ベルト部材の走行に伴って、トナー消費用画像が二次転写部材とベルト部材の接触する箇所に至ると、トナー消費用画像のトナーが二次転写部材に付着する。そのため、トナー消費用画像が二次転写部材とベルト部材の接触する箇所に至る前に、二次転写部材に対してトナーを静電的に反発させるための電圧を、前記二次転写部材又は二次転写対向部材に印加しておく。これにより、ベルト部材上のトナー消費用画像のトナーが、二次転写部材に付着するのを防止することができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記二次転写部材の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えたものである。

二次転写部材にトナーが付着した場合であっても、クリーニング手段によってトナーを除去することができる。

本発明の画像形成装置によれば、特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際、印刷用画像の形成を行わない画像形成部において、トナーを消費させてトナーの劣化を抑制することができる。これにより、本発明の画像形成装置は、特定色画像形成モードを実行する際も、印刷用画像の形成を行わない画像形成部を作動させ続けることが可能である。従って、ベルト部材を画像形成部に対して接近・離間させる切換機構を採用する必要がないので、構造を簡素化でき、製造コストの低減を図れる。しかも、本発明の画像形成装置は、前記ベルト部材の切換に要していた時間を省略することができるため、ユーザーを待たせるダウンタイムの低減を図って画像形成動作を迅速に行うことが可能となる。

図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す全体構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するブラック、シアン、マゼンタ、イエローの異なる色の現像剤によって画像を形成するための４つの画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを有する。

各画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、互いに異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、１つの画像形成部１Ｂｋを例にその構成を説明する。

画像形成部１Ｂｋは、トナー画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電体３と、感光体２の表面にトナーを供給する現像装置４と、感光体２の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニング手段５等を備えている。

前記帯電体３は、感光体２に接触する帯電ローラ、又は感光体２に対して非接触に配設される帯電チャージャ等から構成される。前記現像装置４は、図２に示すように、トナーを担持する現像ローラ４ａと、現像ローラ４ａ上のトナー厚を規制する規制部材４ｂ等を有する。また、クリーニング手段５としては、クリーニングブレード、クリーニングローラ又はクリーニングブラシ等を適用することが可能である。あるいは、これらを併用してもよい。

図１に示すように、各画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの上方には、感光体２の表面に静電潜像を形成する露光装置６が配設されている。また、各画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの下方には、中間転写装置７が配設されている。中間転写装置７は、無端状のベルト部材から成る中間転写ベルト１１を有する。中間転写ベルト１１は、駆動ローラ及び従動ローラ等から成る複数のローラ８，９，１０に張架されている。また、中間転写ベルト１１の図の右端部には、中間転写ベルト１１上の残留トナー等を除去するベルトクリーニング手段１９が配設されている。

４つの画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの各感光体２に対向して、４つの一次転写ローラ（一次転写部材）１２が配設されている。４つの一次転写ローラ１２とそれらに対向する感光体２によって、中間転写ベルト１１を挟み込んで一次転写ニップを形成している。

中間転写ベルト１１を張架するローラの１つである二次転写対向ローラ（二次転写対向部材）１０に対向して、二次転写ローラ（二次転写部材）１３が配設されている。この二次転写ローラ１３と二次転写対向ローラ１０によって、中間転写ベルト１１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、図３に示すように、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１に対して、接触・離間可能に構成されている。

本発明の画像形成装置の下部には、給紙部１４が配設されている。給紙部１４は、記録材を収容可能な給紙カセットや、給紙ローラ等を備える（図示省略）。

給紙部１４と中間転写装置７の間に、一対のレジストローラ１５ａ、１５ｂと、記録材搬送装置１６と、定着装置１７が配設されている。定着装置１７は、例えば、定着ローラ１７ａ、加熱ローラ１７ｂ、これらに張架された定着ベルト１７ｃ及び加圧ローラ１７ｄによって構成される。定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｄは互いに圧接して定着ニップを形成している。また、画像形成装置本体の外壁面には、外部へ排出した記録材をストックするための排紙トレイ１８が配設されている。

また、本発明の画像形成装置は、上記４色全ての画像形成部を作動させて印刷用画像を形成する全色画像形成モードと、４色のうち特定色の画像形成部を作動させて印刷用画像を形成する特定色画像形成モードを、選択的に切り換えて実行し得るように構成されている。この実施形態では、前記特定色画像形成モードとして、ブラックの画像形成部１Ｂｋのみを作動させて印刷用画像を形成する単色画像形成モードを行う。以下、全色画像形成モードをフルカラー画像形成モードといい、単色画像形成モードをモノクロ画像形成モードという。

また、本発明の画像形成装置は、各画像形成部において、印刷用画像の画質を補正するための画質補正用画像を形成するように構成されている。この実施形態の画像形成装置は、画質補正用画像として、印刷用画像の濃度を補正するための階調パターン像Ａ（図４参照）を形成する。ただし、前記画質補正用画像は階調パターン像に限らない。画像形成部によって、画像位置ずれ補正を行うためのラインパターン像や、その他の画質補正用の画像を形成するように構成してもよい。

図５は、本発明の画像形成装置のブロック図を示す。図５に示すように、本発明の画像形成装置は、制御部２０と、操作手段２１と、トナー劣化判定手段２２と、検知手段２３と、画質補正手段２４を備える。

前記制御部２０は、上記画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙや給紙部１４、及びその他の画像形成装置の各部を制御するためのメインコントローラである。

前記操作手段２１は、画像形成モードの選択やその他の設定等を行って、それらの内容を制御部２０に指示するための手段である。操作部２９は、例えば、画像形成装置の上面等に配設された操作パネルから構成される。

前記トナー劣化判定手段２２は、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが有する各現像装置４内のトナーの劣化度合いを判定する手段である。

前記検知手段２３は、各画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙによって形成される濃度補正用の階調パターン像を検知するための手段である。検知手段２０は、例えば光学式センサ等から構成され、中間転写ベルト１１の外周面に対向して配設されている（図１参照）。

前記画質補正手段２４は、検知手段２３の検知信号に基づいて印刷用画像の画質を補正する手段である。画質補正手段２４によって、各種の画像形成パラメータを補正するように、制御部２０に指示を行う。画像パラメータの補正は、例えば、現像装置４の現像バイアスの調整、帯電体３の帯電バイアスの調整、露光装置６のレーザ露光パワーの調整等によって行うことができる。

以下、本発明の画像形成装置の画像形成動作について説明する。
まず、フルカラー画像形成モードでの画像形成動作について、図１を参照して説明する。

ブラックの画像形成部１Ｂｋにおいて、感光体２の表面を帯電体３によって均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光装置６から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面の静電潜像が形成された部分に、現像装置４によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、ブラックのトナー画像（印刷用画像）を形成する。

一次転写ローラ１２に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１２と感光体２との間の一次転写ニップにおいて電界（転写電界）を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１１に一次転写する。

その他の各画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいても、同様にして感光体２上にトナー画像を形成し、４色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１１に一次転写する。

一次転写工程を終えた後、クリーニング手段５によって、感光体２の表面に付着している残留トナーを除去する。また、図示しない除電手段によって、感光体２の残留電荷の除電を行う。

一方、給紙部１４の図示しない給紙ローラを回転させて、給紙カセットから記録材Ｐを送り出す。給紙カセットから送り出された記録材Ｐは、レジストローラ１５ａ，１５ｂによって一旦停止される。

二次転写ニップにおいて、二次転写ローラ１３に中間転写ベルト１１上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して転写電界を形成する。あるいは、二次転写対向ローラ１０にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、同様の転写電界を形成してもよい。

その後、レジストローラ１５ａ，１５ｂの駆動を再開し、中間転写ベルト１１上の合成トナー画像とタイミング（同期）をとって転写材Ｐを二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上のトナーを記録材Ｐ側へ移動させて、合成トナー画像を記録材Ｐ上に一括して二次転写する。

合成トナー画像を転写した記録材Ｐは、定着装置１７へと搬送される。定着装置１７に送り込まれた記録材Ｐは、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｄ間に挟まれて加熱・加圧される。これにより、合成トナー画像が記録材Ｐ上に定着される。そして、記録材Ｐは排紙トレイ１８に排出されストックされる。

また、二次転写工程を終えた後、ベルトクリーニング手段１９によって、中間転写ベルト１１上に残留するトナーが除去される。

ところで、画像形成装置で使用する現像剤として、トナーから成る１成分現像剤を適用した場合、感光体上の地汚れが生じやすくなる傾向がある。地汚れとは、感光体の非画像形成部に付着したトナーによって、記録材が汚れる現象をいう。また、地汚れは、トナー画像を重ねて転写するときに生じやすい。そのため、本発明の画像形成装置は、４つの画像形成部１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの中で、ブラックの画像形成部１Ｂｋを、中間転写ベルト１１の搬送方向の最上流側に配設している。これにより、４色の画像の中でブラックの画像を最初に転写することができ、目立ちやすいブラックの地汚れを防止している。

次に、モノクロ画像形成モードでの画像形成動作について説明する。
ブラックの画像形成部１Ｂｋにおいて、上記と同様にして、感光体２上にトナー画像（印刷用画像）を形成し、中間転写ベルト１１に一次転写する。中間転写ベルト１１は、ブラックのトナー像を担持して、それを二次転写ニップにおいて記録材Ｐへ二次転写する。そして、定着装置１７によって記録材Ｐ上のトナー画像を定着した後、記録材Ｐを排紙トレイ１８に排出する。

一方、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいては、印刷用画像の形成は行われない。しかし、これら印刷用画像の形成を行わない画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいて、中間転写ベルト１１の外周面及び感光体２の表面が傷つくのを防止するため、感光体２と現像装置４の現像ローラは中間転写ベルト１１の走行に伴って回転させている。

ところが、画像形成を行わずに画像形成部を作動させ続けると、その画像形成部が有する現像装置内のトナーの劣化が進行する。以下、上記現像器装置内のトナーが劣化するメカニズムについて説明する。

図２に示すように、画像を形成する際、現像装置４の現像ローラ４ａから感光体２へトナーＴを供給する。詳しくは、現像ローラ４ａの回転に伴って、現像ローラ４ａの表面に付着したトナーＴが、トナーの層厚を規制する規制部材４ｂを通過する際、ストレスがかけられ帯電する。そして、帯電したトナーＴは、感光体２上の静電潜像が形成された部分に静電的に転移される。一方、現像ローラ４ａから感光体２へ転移されなかったトナーＴは、現像ローラ４ａ上に残る。

画像形成を行わずに画像形成部を作動させ続けると、感光体２へ転移されないトナーＴが現像ローラ４ａ上に滞留する。その滞留するトナーＴが現像ローラ４ａの回転に伴って規制部材４ｂを何度も通過することにより、トナーＴにストレスが過剰にかけられる。トナーにストレスが過剰にかけられると、図６に示すように、トナーの表面に付着した添加剤が、埋没したり遊離したりしてトナーが劣化する。

図７の（ａ）は、表面に添加剤が付着した正常なトナーが感光体に転移された状態を示す。図７の（ａ）に示すように、正常なトナーの場合は、そのトナーの表面と感光体の表面との間に添加剤が介在するため、トナーと感光体との非静電的な付着力は小さくなる。これにより、その後の感光体から記録材等へのトナーの転写を良好に行うことができる。

また、図７の（ｂ）は、添加剤が埋没・遊離した劣化トナーが感光体に転移された状態を示す。図７の（ｂ）に示すように、添加剤が埋没・遊離した劣化トナーの場合は、トナーと感光体が直接接触するため、トナーと感光体の非静電的な付着力が大きくなり、感光体から記録材等へのトナーの転写性が悪化する不具合が生じる。

そこで、本発明の画像形成装置では、モノクロ画像形成モードを実行する際、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいて、印刷用画像の濃度を補正するための階調パターン像の形成を行うようにしている。

このように、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいて、階調パターン像を形成することによって、現像装置４内のトナーを消費させることができる。これにより、トナーが現像ローラ上に滞留するのを防止することができ、現像装置４内のトナーが劣化するのを抑制することができる。

また、図４に示すように、上記形成された階調パターン像Ａを、中間転写ベルト１１の印刷用画像を転写する範囲Ｂ以外の箇所に転写する。この中間転写ベルト１１の印刷用画像を転写する範囲Ｂは、詳しくは、中間転写ベルト１１の二次転写時に記録材と接触する範囲である。階調パターン像の形成方法及び転写方法は、上述した印刷用画像の形成方法及び転写方法と同様であるので説明を省略する。

その後、中間転写ベルト１１の走行に伴って階調パターン像が移動し、階調パターン像が検知手段２３（図１参照）に至ったときに検知される。そして、検知手段２３で検知した検知信号に基づいて、画質補正手段２４（図５参照）が制御部２０に補正の指示を行い、各種の画像形成パラメータの補正が行われる。

また、上記本発明の実施形態では、階調パターン像を形成することによって現像装置４内のトナーを消費させているが、ベタ画像等からなるトナー消費用画像を形成することによってトナーを消費させてもよい。

また、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいて、各色の階調パターン像を形成するか否かは、トナー劣化判定手段２２（図５参照）の判定結果によって決定される。トナー劣化判定手段２２は、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが有する現像措置４内のトナーの劣化度合いが、予め設定された所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、トナー劣化判定手段２２は、モノクロ画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数（印刷ページ数）に基づいて、前記各画像形成部のトナーの劣化度合いが許容範囲内にあるか否かを判定する。モノクロ画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、トナーを消費せず作動するためトナーが劣化する。そして、モノクロ画像形成モードでの印刷画像の形成回数が多くなるに伴って、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙではトナーの劣化が進行する。従って、モノクロ画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数を把握することによって、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙのトナーの劣化度合いを判定することが可能である。

そして、モノクロ画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数が、所定の回数に達した場合、トナー劣化判定手段２２によって、トナーの劣化度合いが許容範囲外であると判定される。この場合、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを作動させて、各色の階調パターン像の形成を行う。これにより、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおけるトナーの劣化度合いを、前記所定の許容範囲内に戻すことができる。

一方、モノクロ画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数が所定の回数に達していない場合は、トナー劣化判定手段２２によって、トナーの劣化度合いが許容範囲内であると判定される。この場合は、ブラック以外の色の画像を形成する画像形成部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは作動させるが（すなわち、感光体及び現像ローラを回転させるが）、各色の階調パターン像の形成を行わない。このように、トナーの劣化度合いを回復させる時期でない場合はトナーを消費させないようにして、無駄なトナーの消費を低減させることができる。

なお、トナー劣化判定手段２２は、上記以外の基準に基づいて、トナーの劣化度合いを判定するものであってもよい。

また、中間転写ベルト１１に転写された階調パターン像は、検知手段２３によって検知された後、二次転写ニップへと至る。このとき、中間転写ベルト１１上の階調パターン像のトナーが二次転写ローラ１３に付着すると、その後、二次転写ニップに搬送される記録材にトナーが付着する場合がある。そのため、図３に示すように、階調パターン像が二次転写ニップに至る前に、二次転写ローラ１３を中間転写ベルト１１から離間させておく。これにより、中間転写ベルト１１上の階調パターン像のトナーが、二次転写ローラ１３に付着するのを防止することができる。

そして、階調パターン像が二次転写ニップを通過した後、二次転写ローラ１３を再び二中間転写ベルト１１に接触させる。その後、二次転写ニップに搬送されるブラックの印刷用画像を記録材に二次転写する。また、二次転写ニップを通過した中間転写ベルト１１上の階調パターン像は、ベルトクリーニング手段１９によって除去される。

また、二次転写ローラ１３に階調パターン像のトナーが付着しないようにするために、階調パターン像が二次転写ニップに至る前に、二次転写ローラ１３に、トナーを静電的に反発させるための電圧を印加してもよい。あるいは、二次転写対向ローラ１０に、トナーを静電的に吸引する電圧を印加してもよい。具体的には、階調パターン像のトナーの帯電極性と同極性の電圧を、二次転写ローラ１３に印加するか、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を、二次転写対向ローラ１０に印加するかして、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１の間にトナーを中間転写ベルト１１側へ移動させる電界を形成する。これにより、二次転写ローラ１３を中間転写ベルト１１に対して離間させなくても、階調パターン像のトナーが二次転写ローラ１３に付着するのを防止できる。

また、図８に示すように、二次転写ローラ１３に、その表面をクリーニングするクリーニング手段２５を配設することが好ましい。これにより、二次転写ローラ１３にトナーが付着した場合であっても、クリーニング手段２５によってトナーを除去することができる。階調パターン像が二次転写ニップを通過した後、ブラックの印刷用画像が二次転写ニップに到達する前に、二次転写ローラ１３を１周以上回転させてクリーニングを行う。そして、二次転写ローラ１３にトナーを静電的に引きつけるため電圧を印加して、二次転写ニップに搬送されるブラックの印刷用画像を記録材に転写する。

上記説明したように、本発明の画像形成装置は、印刷用画像の形成を行わない画像形成部において、現像装置内のトナーを消費させて、現像装置内のトナーの劣化を抑制することができる。しかも、前記トナーの消費を、階調パターンを形成することによって行っているため、画質の補正を図ることも可能である。

このため、本発明の画像形成装置は、モノクロ画像形成モードを実行する際も、印刷用画像の形成を行わない画像形成部を作動させ続けることが可能である。従って、中間転写ベルトを感光体に対して接近・離間させる切換機構を採用する必要がなく、構造を簡素化でき、製造コストの低減を図れる。また、中間転写ベルトの切換に要していた時間を省略することができるので、ユーザーを待たせるダウンタイムの低減を図って迅速な画像形成動作を行うことができる。

また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明の構成を、周回走行するベルト部材に保持される記録材に画像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。なお、本発明の構成を直接転写方式の画像形成装置に適用した場合、図４に示す階調パターン像Ａは、ベルト部材の記録材を保持する範囲Ｂ以外に転写するようにする。また、本発明の画像形成装置は、カラー画像を構成する全色のうち特定の複数色で画像形成を行うように構成したものであってもよい。

本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す全体構成図である。 画像形成部の簡略図である。 二次転写ローラの実施の一形態を示す図である。 中間転写ベルトに階調パターン像と印刷用画像を転写する位置関係を示す平面図である。 前記画像形成装置のブロック図である。 トナーに付着した添加剤が埋没及び遊離する現象を説明するための図である。 トナーの感光体への付着状態を示す図であって、（ａ）は正常なトナーの感光体への付着状態を示し、（ｂ）は添加剤が埋没及び遊離したトナーの感光体への付着状態を示す図である。 前記二次転写ローラの他の実施形態を示す図である。 一般的な画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

１Ｂｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ 画像形成部
１１ 中間転写ベルト
１０ 二次転写対向ローラ
１３ 二次転写ローラ
２２ トナー劣化判定手段
２３ 検知手段
２４ 画質補正手段
２５ クリーニング手段
Ａ 階調パターン像
Ｂ 印刷用画像を転写する範囲
Ｐ 記録材

Claims (8)

1. 異なる色のトナーを有する画像形成部を複数備え、前記画像形成部で形成した印刷用画像を、周回走行するベルト部材又はこれに保持される記録材に転写するように構成した画像形成装置であって、
   全ての前記画像形成部のうち、特定の画像形成部を作動させて印刷用画像の形成を行う特定色画像形成モードを実行するように構成した画像形成装置において、
   前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させて、当該特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーを消費させるためのトナー消費用画像を形成するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いを判定するトナー劣化判定手段を備え、
   前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記トナー劣化判定手段によって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲外であると判定した場合は、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させて、前記トナー消費用画像を形成し、
   前記特定色画像形成モードで印刷用画像の形成を行う際に、前記トナー劣化判定手段によって、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いが所定の許容範囲内であると判定した場合は、前記特定の画像形成部以外の画像形成部を作動させるが、前記トナー消費用画像を形成しないように構成した請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー劣化判定手段は、前記特定色画像形成モードで行われた印刷用画像の形成回数に基づいて、前記特定の画像形成部以外の画像形成部が有するトナーの劣化度合いを判定するようにした請求項２に記載の画像形成装置。
4. 印刷用画像の画質を補正するための画質補正用画像を検知する検知手段と、当該検知手段の検知信号に基づいて画質を補正する画質補正手段を備えた画像形成装置であって、
   前記特定の画像形成部以外の画像形成部において形成される前記トナー消費用画像を、前記画質補正用画像とした請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画質補正用画像を、印刷画像の濃度を補正するための階調パターン像とした請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成部が形成した印刷用画像を前記ベルト部材に一次転写すると共に、当該ベルト部材とそれに接触する二次転写部材によって、前記ベルト部材上の印刷用画像を記録材に二次転写するように構成した画像形成装置であって、
   前記特定の画像形成部以外の画像形成部が形成した前記トナー消費用画像を、前記ベルト部材の印刷用画像を転写する範囲外に転写するように構成し、
   前記二次転写部材を前記ベルト部材に対して接触・離間可能に構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成部が形成した印刷用画像を前記ベルト部材に一次転写すると共に、前記ベルト部材を挟む二次転写部材及び二次転写対向部材によって、前記ベルト部材上の印刷用画像を記録材に二次転写するように構成した画像形成装置であって、
   前記特定の画像形成部以外の画像形成部が形成した前記トナー消費用画像を、前記ベルト部材の印刷用画像を転写する範囲外に転写するように構成し、
   前記二次転写部材に対してトナーを静電的に反発させるための電圧を、前記二次転写部材又は前記二次転写対向部材に印加可能に構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記二次転写部材の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた請求項７に記載の画像形成装置。

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