JP2022175666A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 新規のクリーニング部材を追加することなく、中間転写ベルトに付着したワックスによるクリーニング不良を抑制する。【解決手段】 定着装置の温度もしくは連続画像形成枚数もしくは連続画像形成時間に基づいて、画像形成終了後に行われる中間転写ベルトの周囲に気流を発生させるファンの駆動時間もしくは中間転写ベルトの駆動時間を変更する。【選択図】 図１０

Description

本発明は、記録材にトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトに一次転写したトナー像を記録材へと二次転写し、さらに定着装置により二次転写されたトナー像を記録材に熱と圧で定着する中間転写方式の画像形成装置が知られている。こうした画像形成装置では、二次転写後の中間転写ベルトにトナーが残留したり（以下、転写残トナーと記す）、トナーに含まれる外添剤などが付着したりすることがある。

転写残トナーや付着した外添剤を中間転写ベルトから除去するために、画像形成装置には中間転写ベルトクリーニング装置が設けられている。ベルトクリーニング装置としては、中間転写ベルトに当接し機械的に転写残トナーや外添剤を掻き落とすクリーニングブレードや中間転写ベルトに摺擦し静電的に転写残トナーを吸着するブラシローラが知られている。

トナーには、定着装置を通過した際に紙と定着部材が分離しやすくするためにワックスが含有されている。トナーに含有されるワックスは、定着装置の熱によって融解し、融解したワックスが超微粒子となり機内を浮遊し、中間転写ベルトに固着することがある。中間転写ベルトに固着したワックスは、クリーニングブレードにより中間転写ベルトから掻き取られる。

しかし、中間転写ベルトから掻き取られたワックスはクリーニングブレードのエッジ部と中間転写ベルトとの間に溜まって堆積しやすいことから、凸状のワックス塊をクリーニングブレードのエッジ部に形成し得る。ブレードエッジ部に形成されたワックス塊は、ブレードエッジ部を持ち上げてトナーすり抜けを発生させることがある。

ここで、中間転写ベルトに固着したワックスによるクリーニング不良を抑制する方法としては、特許文献１において、以下の方法が提案されている。中間転写ベルトに接しているクリーニングブレードの上流にワックス除去部材を設置し、さらに中間転写ベルトを挟んでワックス除去部材と対向する位置にローラを設置する。これらによりクリーニングブレードに到達する前に中間転写ベルト上のワックスを掻き取る方法である。

特開２０１１－２２１２７１号公報

しかしながら、特許文献１で示される方法では、クリーニング装置として新たに除去部材を、中間転写ベルトユニットにも新たな対向ローラを設置する必要があり、近年の低コスト・省スペース化が進められている画像形成装置には設置できないことが多い。そこで本発明では、新たなクリーニング部材を追加することなく、中間転写ベルトに付着したワックスに起因する画像不良が抑制可能な電子写真装置を提供することを目的とする。

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、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、前記中間転写体に当接して前記中間転写体をクリーニングするブレードと、前記中間転写体から記録材に転写されたトナー像を記録材に加熱して定着させる定着装置と、複数の記録材に連続して画像形成を行う連続画像形成ジョブを実行した際の画像形成時間に関する情報を計測する計測手段と、前記中間転写体の周囲に気流を発生させる送風手段と、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度と、前記計測手段により計測された前記情報と、に基づいて、前記連続画像形成ジョブの画像形成工程終了後に行われる前記送風手段による送風時間、もしくは画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間の少なくとも一方を変更する制御部と、を有することを特徴とする。

上記目的は本発明に係る他の画像形成装置にて達成される。要約すれば、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、前記中間転写体に当接して前記中間転写体をクリーニングするブレードと、前記中間転写体から記録材に転写されたトナー像を記録材に加熱して定着させる定着装置と、前記中間転写体の周囲に気流を発生させる送風手段と、複数の記録材に連続して画像形成を行う連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度に基づいて、前記連続画像形成ジョブの画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間を変更する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、新たなクリーニング部材を追加することなく、中間転写ベルトに付着したワックスによるクリーニング不良を抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 中間転写ベルトクリーニング装置の概略断面図である。 ブレードエッジ部に固着する異物の説明図である。 定着温調温度とＵＦＰ発生量の関係を示すグラフ図である。 放置時間とワックス高さの関係を示すグラフ図である。 ＵＦＰ発生量と連続通紙枚数に対するワックス高さの関係を示す表である。 ファンの出力有無によるＵＦＰ減衰推移の違いを示すグラフ図である。 画像形成工程終了後の制御に対するワックス高さを示すグラフ図である。 画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。 中間転写ベルトとファンの駆動制御のフローチャート図である。 中間転写ベルトとファンの駆動制御時間を示すテーブルである。

〔実施例１〕
１．画像形成装置の全体的な構成および動作
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。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の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンターである。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、後述する中間転写ベルト７の回転方向に沿ってこの順番で直線状に並べて配置されており、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。

なお、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに対応して設けられた同様の機能、構成を有する要素について、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。また、各色用の要素を、語頭にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して区別することがある。

画像形成部Ｐは、回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光ドラム）１を有する。像担持体としての感光体１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、次の各機器が順に配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、像露光手段としての像露光装置（レーザースキャナー）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、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１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クリーニング装置６が配置されている。

また、画像形成装置１００は、全ての画像形成部Ｐの感光体１と対向するように、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト（中間転写体）７を有する。中間転写ベルト７は、クリーニングブレード８２によりクリーニングされ、図中矢印Ｒ２方向に移動し、記録材に転写するトナー像を担持して記録材との接触部へと搬送する移動体の一例である。中間転写ベルト７は複数の支持ローラ７１～７４により張架され、所定の張力が付与されている。中間転写ベルト７は複数の支持ローラのうちの一つである駆動ローラ７１が回転駆動されることによって、その駆動力が伝達されて図中矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト７の内周面（裏面）側において、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向する位置に、上述の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配置される。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光体１に向けて押圧され、中間転写ベルト７と感光体１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｔ１を形成する。また、中間転写ベルト７の外周面（表面）側において、複数の支持ローラのうちの一つである駆動ローラ７１と対向する位置に、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ９が配置される。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト７と二次転写ローラ９とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｔ２を形成する。また中間転写ベルト７の外周面側において、テンションローラ７４と対向する位置に、中間転写クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置８が配置されている。

更に中間転写ベルト７について詳しく説明する。中間転写ベルト７はゴム材や樹脂材が広く使用されており、本実施例ではＰＥＥＫ材（ポリエーテル・エーテルケトン）からなる単層構造の樹脂材料を無端状に成型したベルトを使用する。中間転写ベルト７は基材にカーボンブラックを分散させて、例えば表面抵抗率で１×１０＾１２［Ω／□］、体積抵抗率で１×１０＾９［Ω・ｃｍ］となるように抵抗調整されている。また、中間転写ベルト７の表面には初期の表面摩擦抵抗を低減させるために潤滑剤が塗布されている。潤滑剤はカイナやステアリン酸亜鉛などが広く使用されているが、本実施例ではステアリン酸亜鉛を塗布している。中間転写ベルト表面へステアリン酸亜鉛を塗布するために、粉末状のステアリン酸亜鉛を揮発性の溶剤（本実施例ではＨＥＦ）に所定の比率で混合した混合液の状態で塗布している。こうする事で、効率よく均一に塗布する事ができる。

更に、画像形成装置１００は、記録材Ｍの給送手段、記録材Ｍにトナー像を定着させる定着手段としての定着装置１０、その他装置内部の昇温等を抑制するための複数のファンなどを有する。ファンにおいては、トナーが定着された後排紙トレイ１１に搬送された複数の記録材Ｍが熱により接着することを防ぐ用紙冷却ファン１５１、定着装置１０の熱を機外に逃がし内部昇温や結露を抑制する定着排熱ファン１５２がある。また、ファンの周囲を冷却させるフロントファン１５３、現像装置４を冷却する現像ファン１５４、電源基盤（図示せず）を冷却する冷却ファン１５５がある。また、本実施例では、各ファンは、中間転写ベルトの周囲に気流を発生させる送風手段としても機能している。

画像形成時には、回転する感光体１の表面は、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に略一様に帯電させられる。なお、感光体１の回転方向において、感光体１と帯電ローラ２との接触部の上流側と下流側には、感光体１と帯電ローラ２との間の微小な空隙が形成される。そして、帯電ローラ２は、この上流側および下流側の空隙のうち少なくとも一方で発生する放電により感光体１の表面を帯電処理する。

帯電させられた感光体１の表面は、像露光装置３によって画像情報に基づくレーザー光Ｌで像露光（走査露光）され、静電潜像（静電像）が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４により現像剤としてのトナーでトナー像として現像（可視化）される。現像装置４は、トナーを担持して感光体１との対向部に搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４１を有する。現像時に、現像ローラ４１には、現像バイアス印加手段としての現像電源（図示せず）から、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。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。つまり、略一様に帯電処理された後に露光されることによって電位の絶対値が低下した感光体１上の露光部に、感光体１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。

感光体１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｔ１において、１次転写バイアスが印加された１次転写ローラによって、中間転写ベルト７上に転写（１次転写）される。感光体１の回転方向において、感光体１と中間転写ベルト７とが接触し、感光体１から中間転写ベルト７にトナー像が転写される位置が１次転写位置（１次転写部）Ｔ１である。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光体１に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が各１次転写部Ｔ１において重ね合わせるようにして中間転写ベルト７に転写される。中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｔ２において、２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９によって、記録材Ｍ上に転写（２次転写）される。記録材Ｍは、収納部であるカセット１２からピックアップローラ１３により送り出されて、搬送ローラ対１４によって搬送され、レジストローラ対１６によって中間転写ベルト７上のトナー像と同期がとられて２次転写部Ｔ２に搬送される。

トナー像が二次転写された記録材Ｍは、定着装置１０に搬送され加熱および加圧される。これにより、記録材Ｍにトナー像が定着される。定着器の温度は、環境温度センサ（図示せず）と紙種の設定により決定される。一般的に、プロセススピードが同じであれば、環境温度が低く、設定された紙種の坪量が大きいほど定着器の温度は高く設定される。本実施例では、紙種として普通紙１、普通紙２、普通紙３等があり、坪量はそれぞれ６４～７５ｇ／ｍ^２、７６～９０ｇ／ｍ^２、９１～１０５ｇ／ｍ^２であり、設定される定着器の温度は環境温度２３℃においてそれぞれ１９０℃、２００℃、２１０℃である。定着器を通過した後、記録材Ｍは排紙トレイ１１へと搬送されて、一連の画像形成プロセスが終了する。

記録材Ｍは普通紙や合成樹脂シート、封筒などが使用されるが、本実施例では記録材Ｍは普通紙であるものとして説明する。画像形成装置１００の装置本体下部に取り外し自在に配置されたカセット１２から、給紙ローラ１３により１枚ずつ選択的に給紙搬送される。

一次転写工程後の感光体１の表面は、ドラムクリーニング装置６によってクリーニングされる。ドラムクリーニング装置６は、感光ドラム１に接触して配置されたクリーニングブレード（図示せず）により、回転する感光ドラム１の表面から一次転写残トナーなどの付着物を掻き取って除去し、回収容器に回収する。

また二次転写工程後の中間転写ベルト７の表面は、ベルトクリーニング装置８によってクリーニングされる。ベルトクリーニング装置８は、中間転写ベルト７に接触して配置されたクリーニングブレード８２により、中間転写ベルト７の表面から二次転写残トナーなどの付着物（以下転写残トナー）を掻き取って除去し、回収容器に回収する。

また消費されたトナーはトナーボトル１６から現像装置４へと補給される。

２．ベルトクリーニング装置
図２は、本実施例におけるベルトクリーニング装置８の概略断面構成図である。図２は、中間転写ベルト７の表面の移動方向と略直行する断面を示している。
ベルトクリーニング装置８は、中間転写ベルト７側に開口部８１ａを有する回収容器（ケーシング）８１を有する。回収容器８１の開口部８１ａには、クリーニングブレード８２が、支持部材８３を介して取り付けられている。クリーニングブレード８２は、中間転写ベルト７の表面の移動方向Ｒ２と略直交する方向（中間転写ベルト７の幅方向）に沿って配置される長手方向およびこの長手方向と直交する短手方向にそれぞれ所定の長さを有する所定の厚さの板状部材である。本実施例では、クリーニングブレード８２は、弾性材料としてウレタンゴムで形成されている。クリーニングブレード８２は、その短手方向における一方の端部が支持部材８３に固定され、支持部材８３は回収容器８１に固定されている。そして、クリーニングブレード８２は、その短手方向における自由端側先端の外側のエッジ部８２ａが、中間転写ベルト７の搬送方向に対してカウンタ方向に当接されている。すなわち、クリーニングブレード８２は、自由端側の先端が、画像形成時の中間転写ベルト７表面の移動方向の上流側を向くようにして、中間転写ベルト７表面に当接されている。クリーニングブレード８２と中間転写ベルト７の当接部がクリーニングニップ（クリーニング部）Ｑである。

また回収容器８１の開口部８１において、クリーニングブレード８２よりも中間転写ベルト７の表面移動方向の上流側に、接触部材としてのスクイシート８４が取り付けられている。スクイシート８４は、中間転写ベルト７の表面の移動方向と略直交する方向に沿って配置される長手方向およびこの長手方向と直交する短手方向にそれぞれ所定の長さを有する所定の厚さのシート状部材である。本実施例では、スクイシート８４は可撓性を有するプラスチックシートで形成されている。スクイシート８４は、その短手方向における一方の端部が回収容器８１に固定されて支持されている。そして、スクイシート８４は、その短手方向における自由端側の先端が中間転写ベルト７に接触している。スクイシート８４は、自由端側の先端が、画像形成時の中間転写ベルト７の表面の移動方向の下流側を向くようにして、中間転写ベルト７に接触している。スクイシート８４は、クリーニングブレード８２によって掻き落されたトナーを回収容器８１内に落下させるとともに、中間転写ベルト７側へトナーが逆流することを抑制する。

また、回収容器８１内には、回収したトナーを長手方向に搬送して画像形成装置１００に別途設けられている回収トナーボックス（図示せず）へと排出するための搬送スクリュー８５が配置される。

３．現像剤
現像装置４は、キャリア（磁性）とトナー（非磁性）を混合した二成分現像剤を用いて感光体１の静電像を現像する。キャリアとトナーを重量比９１：９（トナー濃度：９％）になるように混合した現像剤を用いた。現像装置４に収容される初期の現像剤の総重量は２０８ｇとした。

キャリアは、フェライト粒子をシリコン樹脂でコートしたものを用いており、２４０［ｋＡ／ｍ］の印加磁場に対する飽和磁化が２４［Ａｍ２／ｋｇ］である。また、３０００［Ｖ／ｃｍ］の電界強度における比抵抗が１×１０７［Ω・ｃｍ］～１×１０８［Ω・ｃｍ］、重量平均粒径５０μｍである。

トナーは、少なくともバインダ、着色剤、荷電制御剤から構成される。ここでは、バインダ樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を使用している。しかし、スチレン系、ポリエステル系、ポリエチレンなどの樹脂を使用することもできる。着色剤としては、種々の顔料や各種染料など、着色剤を１種単独で使用してもよいし、複数種類を併せて使用してもよい。荷電制御剤としては、必要に応じて補強のための帯電制御剤を含有してもよい。補強のための帯電制御剤としては、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料等を利用できる。

トナーは、ワックスを含む。ワックスは、定着時の定着部材からの離型性、定着性の向上のために含有される。ワックスは、パラフィンワックス、カルナバワックス、ポリオレフィンなどが使用でき、バインダ樹脂中に混錬分散させて使用する。ここでは、バインダ、着色剤、荷電制御剤、ワックスを混錬分散させた樹脂を、機械式粉砕機により粉砕したものを用いた。本実施例で用いたワックスの融点は１００℃以下である。

トナーは、外添剤を含む。外添剤は、アモルファスシリカに疎水性処理を施したものや、あるいは、酸化チタンや、チタン化合物等の無機酸化物微粒子が挙げられる。これらの微粒子をトナーに添加して、トナーの紛体流動性や帯電量を調整している。外添剤粒子の粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。ここでは、平均粒径５０ｎｍの酸化チタンを重量比で０．５ｗｔ％添加し、平均粒径２ｎｍと１００ｎｍのアモルファスシリカをそれぞれ０．５ｗｔ％、１．０ｗｔ％ずつ添加した。

以上のような構成のトナーの粒径を、シスメックス社製、粉体粒度画像解析装置ＦＰＩＡ－３０００で測定したところ、重量平均粒径は６．６μｍであった。

４．ワックスによるトナーすり抜け
次に、ワックスによるトナーすり抜けについて説明する。なお、ここでは、複数の画像形成部Ｐのそれぞれについて、中間転写ベルト７の回転方向（移動方向）において相対的に上流側又は下流側に配置されたものであることを、単に「上流側」、「下流側」などと呼んで区別することがある。

トナーが二次転写された記録材Ｍは、搬送経路に従って加熱された定着装置１０に到達し、トナーが定着される。定着装置１０の熱と圧によってトナーが融解し記録材Ｍに接着されることで定着されるため、一般的にトナーの融点より定着装置１０の温度（以下、定着温調温度、単に温調温度（目標温度）とも言う）の方が高くなる。そのため、定着装置１０を通過する際にトナーに含まれるワックスも融解し、超微粒子（Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ、以下ＵＦＰ）となり機内に漂う。ＵＦＰは停止中の中間転写ベルト７に接することで冷やされ、中間転写ベルト７に固着する。その後の画像形成動作により中間転写ベルト７が回転駆動すると、固着したワックスがクリーニングブレード８２により掻き取られる。図３に示すように、掻き取られたワックスがクリーニングブレードのブレードエッジに固着すると、クリーニングブレードの歪み量が大きくなってトナーのすり抜けが発生し易くなる。

画像形成装置１００のベルトクリーニング装置８の上部に径３ｍｍのチューブを取り付けた。そして、同チューブのクリーニング装置に取り付けた先端とは反対側の先端を高速応答型パーティクルサイザーＦＭＰＳ３０９１（ＴＲＵＳＴ． ＳＣＩＥＮＴＩＳＴ． ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ製）に接続した。こうして、定着装置１０の温調温度を変えながら画像形成中のＵＦＰ体積を測定した。なお、この時の各ファンの出力は、用紙冷却ファン１５１、定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、電源ファン１５５はそれぞれ１００％、現像ファン１５４は５０％である。その結果を図４に示す。図に示すように、定着装置１０の温調温度が大きくなるほど中間転写ベルト７上部に発生するＵＦＰ体積が大きくなることが分かる。

そこで、画像形成装置１００の環境温度を８℃、紙種を普通紙３に設定し、５００枚の連続画像形成を行った。このときの定着温調温度は２３０℃である。この温調温度に設定した理由は、本実施例の画像形成装置１００において、一般的な使用方法で想定される最大の温調温度だからである。画像形成装置１００は、画像形成工程が終了すると直ちに中間転写ベルト７の駆動および各ファン１５１～１５５の駆動を停止する。この状態で１時間画像形成装置１００を放置し、その後再び画像形成を行うとトナーのすり抜けが発生し、画像不良が生じた。なお、５００枚の連続通紙後、画像形成装置１００を放置することなくすぐに次の画像形成を行っても、トナーすり抜けは発生しなかった。

トナーのすり抜けが発生したベルトクリーニング装置８を中間転写ベルト７から取り外して、ブレードエッジの顕微鏡観察を行ったところ、トナーすり抜け箇所で異物の固着が観察された。ブレードエッジから異物を回収して蛍光Ｘ線測定により物質の同定を行ったところ、異物はトナーの成分であるワックスにより構成されていた。したがって、異物は、以下のようにしてブレードエッジに固着すると考えられる。即ち、図３に示すように、定着装置１０により溶融されたワックスがＵＦＰとなって回転駆動停止中の中間転写ベルト７に付着し冷やされ固まる。そして、次の画像形成時に回転駆動する中間転写ベルト７に搬送されてクリーニングブレード８２に堆積したものと推察される。そして、観察されたワックスは、ブレードエッジにせき止められて滞留した少量のワックスが起点となって、後続するワックスを次第に蓄積して大きく成長したものと考えられる。

次に、画像形成工程が終了したあとの放置時間とトナーすり抜けの関係について図５を用いて説明する。先述と同様の条件で５００枚の連続画像形成を行い、画像形成工程が終了した条件で画像形成装置１００を放置する。その後画像形成を行うことなく中間転写ベルト７を図１のＲ２方向に１分間回転駆動させ、放置中に中間転写ベルト７に固着したワックスを図２のブレードニップＱに堆積させる実験を、画像形成工程終了後の放置時間を変えて行った。その結果を図５に示す。図から、放置時間が長くなるほど堆積するワックス高さは高くなり、放置時間が１時間となると飽和していることが分かる。これは、放置時間が短いと中間転写ベルト７の上部に浮遊するＵＦＰが中間転写ベルト７に固着する量が少なくなるためであると考えられる。そのため、画像形成工程終了後１時間放置して次の画像形成を行った場合はトナーすり抜けが発生し、放置することなく次の画像形成を行った場合にはトナーすり抜けが発生しなかった。

次に、以下のような実験を行った。即ち、上記実験と同条件で画像形成を行い、画像形成工程が終了後ただちに中間転写ベルト７も各ファン１５１～１５５も停止する。この状態で、１時間ほど画像形成装置１００を放置する。その後画像形成を行うことなく中間転写ベルト７を図１のＲ２方向に１分間回転駆動させ、放置中に中間転写ベルト７に固着したワックスを図２のブレードニップＱに堆積させる実験を行った。そして、画像形成中のＵＦＰ発生量および画像形成枚数を変えながら上記実験を行った。その結果を図６に示す。図に示すように、画像形成中のＵＦＰ発生量が多く、画像形成枚数が多い、すなわち連続画像形成時間が長いほどブレードニップＱに堆積するワックス高さが高くなることが分かる。また、ワックス高さが１６μｍを超えると、次の画像形成時にトナーすり抜けが発生した。

本実施例では、定着温調および連続画像形成時間に基づいて、ファンの駆動制御による中間転写ベルト上部への送風および中間転写ベルトの駆動制御を行う。こうすることで、追加のクリーニング部材を導入することなく、ワックスによるトナーすり抜けを抑制する。また、画像形成装置放置後にブレードニップに堆積されるワックス高さに応じた制御が可能となる。

５．ワックスによるトナーすり抜けの抑制
次に、本実施例のワックスによるトナーすり抜けを抑制するためのファン駆動制御および中間転写ベルト駆動制御について図７、図８を用いて説明する。

定着温調２３０℃で、用紙冷却ファン１５１、定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、電源ファン１５５はそれぞれ出力１００％、現像ファン１５４は出力５０％とし、５００枚の連続画像形成を行う。その後画像形成終了とともに中間転写ベルト７の駆動およびすべてのファンの駆動を停止する。この一連の動作を試行ａとする。このときの画像形成工程終了後のベルトクリーニング装置８上部のＵＦＰ体積の減衰推移を図７（ａ）に示す。次に、同様の画像形成を行い、画像形成工程終了後ただちに中間転写ベルト７の駆動を停止する。そして、定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、現像ファン１５４、電源ファン１５５の出力を１００％、用紙冷却ファン１５１の出力を０％にし、各ファンを１２０秒駆動させ、放置する（試行ｂとする）。このときの画像形成工程終了後のベルトクリーニング装置８上部のＵＦＰ体積の減衰推移を図７（ｂ）に示す。図に示すように、画像形成工程終了後に各ファンを駆動させた方が、ＵＦＰ体積は早く減衰する。これは、画像形成終了後にファンが駆動することにより、中間転写ベルト７上部に風が送り込まれ、ＵＦＰが中間転写ベルト７の上部から逃がされたためである。

次に、試行ａ、試行ｂの後、画像形成装置１００を１時間放置し、その後画像形成を行うことなく中間転写ベルト７を図１のＲ２方向に１分間回転駆動させ、放置中に中間転写ベルト７に付着したワックスを図２のブレードニップＱに堆積させた。その後ベルトクリーニング装置８を中間転写ベルト７から取り外して、ブレードエッジの顕微鏡観察を行い、ブレードエッジに堆積しているワックスのブレード厚み方向の高さ（以下、ワックス高さという）を測定した。測定には、ＶＫ―１５０（キーエンス社製）を用いた。試行ａ、試行ｂのワックス高さを、それぞれ図８（ａ）、図８（ｂ）に示す。このとき、試行ａのワックス高さは１６．１μｍ、試行ｂのワックス高さは７．９μｍとなり、次の画像形成動作で試行ａはトナーすり抜けが発生し、試行ｂは発生しなかった。このように、試行ｂで画像形成工程終了後にファンを駆動させＵＦＰを中間転写ベルト７の上部から逃がしたことにより、中間転写ベルト７に固着するワックスが減り、結果的にワックス高さも低くなった。

次に、試行ａ、試行ｂと同様の画像形成動作を行い、画像形成工程終了後６０秒間は中間転写ベルト７の回転駆動を継続しながら、画像形成装置１００を１時間放置する。その後中間転写ベルト７をＲ２方向に１分間回転駆動させブレードニップに堆積したワックス高さを測定した（試行ｃとする）。この結果を図８（ｃ）に示す。このとき、ワックス高さは８．５μｍと試行ｂと同水準となり、その後の画像形成でもトナーすり抜けは発生しなかった。これは、画像形成工程終了後中間転写ベルト７が回転駆動している間に、ＵＦＰが試行ｂと同水準まで低下したためであると考えられる。以上より、画像形成工程終了後のファンの駆動動作および中間転写ベルト７の駆動がトナーすり抜けの抑制に有効であることが確認できた。

次に、試行ａ、試行ｂ、試行ｃと同様の画像形成動作を行い、画像形成工程終了後ただちに定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、現像ファン１５４、電源ファン１５５の出力を１００％、用紙冷却ファン１５１の出力を０％にする。そして、各ファンを６０秒駆動させ、画像形成終了後２０秒間は中間転写ベルト７の駆動を継続し、前述の試行同様に１時間放置後に掻きとったワックス高さを測定した（試行ｄとする）。この結果を図８（ｄ）に示す。このとき、ワックス高さは４．６μｍとなり、その後の画像形成動作でトナーすり抜けは発生しなかった。試行ｄがその他の試行と比べ最もワックス高さが低くなった。これは、中間転写ベルト７の回転駆動により中間転写ベルト７へのワックス固着が妨げられていることに加え、ファンの駆動によりＵＦＰが早く減衰し、中間転写ベルトに固着するＵＦＰが最も少なくなっているためであると考えられる。

以上から、画像形成工程終了後にファンを駆動させ、なおかつ中間転写ベルト７の駆動を延長させることにより、ワックスによるトナーすり抜けを抑制することが可能となる。

本実施例では、定着温調温度および連続画像形成時間から予想される、画像形成装置放置後にブレードニップに堆積されるワックス高さに基づいて、ファン駆動制御による中間転写ベルト上部への送風および中間転写ベルト駆動制御を行う。こうすることで、追加のクリーニング部材を導入することなくワックスによるトナーすり抜けを抑制できるようにする。

６．制御形態
図９は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。画像形成装置１００には、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する制御手段としての制御部１１０が設けられている。制御部１１０は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ１１１、記憶手段としての記憶素子（メモリ）であるＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３などを有して構成される。ＲＡＭ１１３には、センサの検出結果、印刷枚数などが格納され、ＲＯＭ１１２には制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。本実施例との関係で言えば、制御部１１０には、環境温度検知回路１２１、紙種設定機能１２２、定着温度検知回路１２３、中間転写ベルト駆動回路１３０、各ファンの駆動制御回路１４１～１４５、連続画像形成時間計測回路１５０などが接続されている。そして、制御部１１０は、環境温度検知回路１２１および紙種設定機能１２２を介して定着温度検知回路１２３が定着温調温度を検知する。そして、制御部１１０は、当該の温調温度（定着温度検知回路１２３の検知結果）および連続画像形成時間計測回路１５０から計測した連続画像形成時間に基づいて、中間転写ベルト制御回路１３０および各ファンの駆動制御回路１４１～１４５を制御する。即ち、制御部１１０は、定着温度検知回路１２３の検知結果と、連続画像形成時間計測回路１５０から計測した連続画像形成時間に基づいて、中間転写ベルト７の駆動時間および各ファン１５１～１５５の駆動時間（送風時間）を変更する。

本実施例では、制御部１１０が中間転写ベルト駆動制御回路１３０に駆動時間を設定することで、中間転写ベルト７が所定時間回転する。また、制御部１１０が各ファンの駆動制御回路１４１～１４５に出力と駆動時間を設定することで、各ファンがそれぞれ所定の出力と駆動時間で回転する。

ここで、画像形成装置１００は、制御部１１０の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｍに画像を形成して出力する一連の画像出力動作である「画像形成ジョブ（もしくは、単にジョブ）」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Ｍに画像を形成する場合の紙間工程、および後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｍ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、トナー像の転写、およびトナー像と記録材の定着を行う期間であり、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Ｍに連続して画像を形成する連続画像形成（連続画像形成ジョブ）を行う際の記録材Ｍと記録材Ｍ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などが含まれる。

本実施例では、中間転写ベルト７の使用量に関する情報として、今回のジョブの連続画像形成時間およびジョブ中の定着温調温度設定に基づいて、ジョブ終了後に中転写体ベルト７および各ファン１５１～１５５の駆動制御を行う。

７．中間転写ベルトおよびファンの駆動制御
次に、本実施例における中間転写ベルトおよび各ファンの駆動制御について説明する。図１０は、本実施例における上記制御の手順を示すフローチャート図、図１１は定着温調温度と連続画像形成枚数に対するワックス高さの推測値のデータテーブルである。

ＣＰＵ１１１は、例えば、ジョブが開始されると、ジョブ情報を取得し、連続画像形成時間計測回路１５０から今回ジョブの連続画像形成時間（直前の連続画像形成時間）ｔを取得する（Ｓ１０１）。

次に、ＣＰＵ１１１は、環境温度センサ１２１および紙種設定機能１２２を介した定着温度検知回路１２３から、ジョブ中の定着温調温度ｋを取得する（Ｓ１０２）。

次に、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３に格納されている中間転写ベルト駆動制御テーブル（図１１（ａ））およびファン駆動制御テーブル（図１１（ｂ））を参照する。そして、取得した連続画像形成時間ｔと定着温調温度ｋから、ジョブ終了後に中間転写ベルト駆動制御およびファン駆動制御を行う必要があるかを判断する（Ｓ１０３）。

Ｓ１０３にて制御の必要ありと判断した場合、ＣＰＵ１１１は、図１１のテーブルに基づいてジョブ終了後の各ファンの駆動時間が中間転写ベルトの駆動時間以上となるようにそれぞれの駆動時間を決定する（Ｓ１０４）。例えば、本実施例において、定着温調温度２３０℃、連続画像形成時間８００秒において、各ファンの回転駆動時間は６０秒、中間転写ベルトの回転駆動時間は２０秒である。

次に、ＣＰＵ１１１はＳ１０４で決定した駆動時間に基づいて、ジョブ終了後ただちに中間転写ベルト７および各ファンの駆動を開始する（Ｓ１０５）。本実施例では、画像形成中は用紙冷却ファン１５１、定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、電源ファン１５５はそれぞれ出力１００％、現像ファン１５４は出力５０％で駆動させていた。これ対し、ジョブ終了後の制御では、用紙冷却ファン１５１は出力０％、その他定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、現像ファン１５４、電源ファン１５５はそれぞれ出力１００％で駆動させる。

その後、Ｓ１０４で決定した中間転写ベルト７の駆動時間が経過すると、中間転写ベルト７の駆動を停止する（Ｓ１０６）。次に、Ｓ１０４で決定した各ファン１５１～１５５の駆動時間が経過すると、全てのファンの駆動を停止する（Ｓ１０７）。そして、一連の制御を終了する。

本実施例では、定着温度が第１所定温度の場合は、各ファンの回転駆動時間を第１時間とし、中間転写ベルト７の駆動時間を第１時間よりも短い第２時間とする。また、定着温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度の場合は、各ファンの回転駆動時間を第１時間よりも長い第３時間とし、中間転写ベルト７の駆動時間を第３時間よりも短くて、第２時間よりも長い第４時間としている。また、本実施例では、連続画像形成時間が第１所定時間（第１所定値）の場合は、各ファンの回転駆動時間を第１時間とし、中間転写ベルト７の駆動時間を第１時間よりも短い第２時間とする。また、連続画像形成時間が第１所定時間よりも長い第２所定時間（第２所定値）の場合は、各ファンの回転駆動時間を第１時間よりも長い第３時間とし、中間転写ベルト７の駆動時間を第３時間よりも短くて、第２時間よりも長い第４時間としている。

一方、Ｓ１０３で制御の必要なしと判断した場合、ジョブ終了とともに中間転写ベルト７および各ファン１５１～１５４の駆動を停止させ（Ｓ１０８）、一連の動作を終了する。

以上では、Ｓ１０４において中間転写ベルト７の回転駆動時間およびファン１５１～１５５の回転駆動時間を図１１で示す駆動制御テーブルで説明したが、この秒数に限定されるものではない。なお、中間転写ベルト駆動時間≦ファン駆動時間が望ましいのは、中間転写ベルトの回転時間が長くなると中間転写ベルトの寿命が短くなってしまうためである。また中間転写ベルトと感光体が従動駆動する場合、感光体の寿命も短くなってしまうためである。

ファンの駆動制御においても、ジョブ終了後の制御中は用紙冷却ファン１５１は出力０％、その他定着排熱ファン１５２、フロントファン１５３、現像ファン１５４、電源ファン１５５は出力１００％で駆動すると説明したが、これに限定されない。本実施例では用紙冷却ファン１５１はＵＦＰの減衰に効果がなかったため出力を０％としたが、ＵＦＰの減衰に効果がある場合は駆動させてもよい。その他のファンの駆動制御においても、ＵＦＰの減衰に効果があるように出力を決定すればよく、ファンの駆動によりＵＦＰの減衰に効果があるのであれば本実施例の用途に関わらずどのような用途のファンを駆動させてもよい。また、画像形成中に所定のファンを駆動させたときに定着装置から中間転写ベルト上部に送られるＵＦＰ量が増大するのであれば、以下のような駆動制御をしても良い。即ち、画像形成中に当該ファンが駆動していることを判断基準として、画像形成工程終了後に中間転写ベルトとファンの駆動制御を行い、ワックスの中間転写ベルトへの固着を抑制してもよい。

以上より、本実施例では、定着温調温度および連続画像形成時間に基づいて、ファン駆動制御による中間転写ベルト上部への送風および中間転写ベルト駆動制御を行う。こうすることで、追加のクリーニング部材を導入することなくワックスによるトナーすり抜けを抑制が可能となる。本実施例では、定着温調温度および連続画像形成時間の両方に基づいて、送風および中間転写ベルト駆動制御を行ったが、いずれか一方の情報に基づいて送風および中間転写ベルト駆動制御を行ってもよい。また、本実施例では、送風および中間転写ベルト駆動制御の両方を制御することでワックスによるトナーすり抜けを抑制したが、いずれか一方の制御でワックスによるトナーすり抜けを抑制しても良い。

１ 感光体
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
５ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
８ ベルトクリーニング装置
８２ クリーニングブレード

Claims (9)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、
   前記中間転写体に当接して前記中間転写体をクリーニングするブレードと、
   前記中間転写体から記録材に転写されたトナー像を記録材に加熱して定着させる定着装置と、
   複数の記録材に連続して画像形成を行う連続画像形成ジョブを実行した際の画像形成時間に関する情報を計測する計測手段と、
   前記中間転写体の周囲に気流を発生させる送風手段と、
   前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度と、前記計測手段により計測された前記情報と、に基づいて、前記連続画像形成ジョブの画像形成工程終了後に行われる前記送風手段による送風時間、もしくは画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間の少なくとも一方を変更する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記計測手段により計測された前記情報が示す画像形成時間が第１所定時間の場合は、画像形成工程終了後の前記送風手段の送風時間または前記中間転写体の回転時間は第１時間であり、前記計測手段から計測した前記情報が示す画像形成時間が前記第１所定時間よりも長い第２所定時間の場合は、画像形成工程終了後の前記送風手段の送風時間または前記中間転写体の回転時間は前記第１時間よりも長い第２時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度が第１所定温度の場合は、画像形成工程終了後の前記送風手段の送風時間もしくは前記中間転写体の回転時間は第３時間であり、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度が前記第１所定温度よりも高い第２所定温度の場合は、画像形成工程終了後の前記送風手段の送風時間もしくは前記中間転写体の回転時間は前記第３時間よりも長い第４時間であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、画像形成工程終了後に行われる前記送風手段による送風時間と前記中間転写体の駆動時間を変更する場合、前記送風手段の送風時間が、前記中間転写体の駆動時間よりも長くなるように前記送風手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度と、前記計測手段により計測された前記情報と、に基づいて、前記連続画像形成ジョブの画像形成工程終了後に行われる前記送風手段による送風時間及び前記中間転写体の駆動時間を変更することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像形成装置。
6. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、
   前記中間転写体に当接して前記中間転写体をクリーニングするブレードと、
   前記中間転写体から記録材に転写されたトナー像を記録材に加熱して定着させる定着装置と、
   前記中間転写体の周囲に気流を発生させる送風手段と、
   複数の記録材に連続して画像形成を行う連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度に基づいて、前記連続画像形成ジョブの画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間を変更する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度が第１所定温度の場合は、画像形成工程終了後の前記中間転写体の駆動時間は第１時間であり、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度が前記第１所定温度よりも高い第２所定温度の場合は、画像形成工程終了後の前記中間転写体の駆動時間は前記第１時間よりも長い第２時間であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間を変更する場合、画像形成工程終了後に行われる前記送風手段の送風時間が、画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間よりも長くなるように前記送風手段を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
9. 前記連続画像形成ジョブを実行した際の画像形成時間に関する情報を計測する計測手段を備え、
   前記制御部は、前記連続画像形成ジョブ中の前記定着装置の目標温度と、前記計測手段により計測された前記情報と、に基づいて、画像形成工程終了後に行われる前記中間転写体の駆動時間を変更することを特徴とする請求項６乃至８いずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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