画像形成装置
【課題】現像装置の入れ替えを起因とした現像装置内へのトナーの混ざり合い（トナーコンタミネーション）を防止できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本体フレームに入れ替え可能に設けられた現像装置１０ａ‥と、その現像装置１０ａ‥に対向して設けられ、現像装置１０ａ‥からのトナーが現像装置１０ａ‥との対向部Ｎを介して受け渡される感光ドラム７ａ‥と、その感光ドラム７ａ‥をクリーニングするドラムクリーニング部８と、現像装置同士の入れ替えの際、現像装置の取り外しから他の現像装置の取り付けまでの間に、現像装置の取り外し直前の、対向部Ｎを逃がすように感光ドラム７ａ‥を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段とを備える。
【解決手段】本体フレームに入れ替え可能に設けられた現像装置１０ａ‥と、その現像装置１０ａ‥に対向して設けられ、現像装置１０ａ‥からのトナーが現像装置１０ａ‥との対向部Ｎを介して受け渡される感光ドラム７ａ‥と、その感光ドラム７ａ‥をクリーニングするドラムクリーニング部８と、現像装置同士の入れ替えの際、現像装置の取り外しから他の現像装置の取り付けまでの間に、現像装置の取り外し直前の、対向部Ｎを逃がすように感光ドラム７ａ‥を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方方式の画像形成装置に、例えば、以下のものがある。
一時的に不要であったり、使用頻度の少なかったりする淡マゼンタなど特別色トナーを用いる特別色画像形成部を本体フレームから抜き取って保管し、そのスペースに使用頻度の多いイエロー、マゼンタ、シアン、黒など基本４色のどれかを、たとえば黒色の基本色画像形成部を予備として入れ替えておき、黒トナー無し、エラー発生、あるいは制御などのために一時的に画像形成を中断せざるを得なくなった場合、その予備とした黒色の基本色画像形成部を代行させて画像形成を継続させる画像形成装置がある。
この画像形成装置によれば、トナー無し発生時等に本体フレームの作動を中断せずに続行させることで、稼働率の高い画像形成装置が提供できる、としている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した画像形成装置は以下の問題点がある。
その問題点とは、画像形成部の入れ替えにより異なる色のトナーが現像装置内で混ざってしまうことである。上述の例で言えば、本来、淡マゼンタの画像形成部が配置されるスペースに黒色の画像形成部を入れ替えたり、その逆に、黒色の画像形成部から淡マゼンタの画像形成部に戻したりすると、現像装置内の黒色トナーに淡マゼンタが混ざり込んだり、現像装置内の淡マゼンタトナーに黒色トナーが混ざり込んだりしてしまう。なお、本明細書では、この異なる色のトナーが混ざり合うことをトナーコンタミネーションと呼称する。
【０００４】
このトナーコンタミネーションが生じる原因としては、例えば、現像装置の一構成体である現像ローラと、その現像ローラに対向して設けられた感光体との場合、感光体の、現像ローラとの対向部には、入れ替え前のトナーが微量に残余している。これが交換後の現像ローラを介して現像装置内に回収されて、徐々にトナーコンタミネーションが生じてしまう。透明トナーを用いる場合、トナーコンタミネーションによる画像劣化が特に目立つことになる。この現象は、感光体と中間転写ベルトとの場合も同様である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、本体フレームに入れ替え可能に設けられ、トナーを担持させる第１の担持手段と、該第１の担持手段に対向して設けられ、前記第１の担持手段に担持された前記トナーが前記第１の担持手段との対向部を介して受け渡される一方向に回転可能な第２の担持手段と、該第２の担持手段をクリーニングするクリーニング手段と、前記第１の担持手段の入れ替えの際、前記第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、前記第１の担持手段の取り外し直前の前記対向部を逃がすように前記第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記第１の担持手段は、現像装置であり、前記第２の担持手段は、潜像が形成されると共に該潜像が前記現像装置で現像されてトナー画像が形成される感光体であることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記第１の担持手段は、トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、前記第２の担持手段は、前記画像形成ユニットで形成されたトナー画像が転写される中間転写体であることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項２において、前記感光体は感光ドラムであり、前記回転制御手段は、次式で表される回転角度θ分、前記感光ドラムを回転させることを特徴とする。回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
（上記式において、Ｗは、対向部の回転方向の幅であり、Ｒは感光ドラムの半径である。）
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記本体フレームは、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の前記第１の担持手段が配置可能に構成され、前記第１の担持手段は、フルカラー画像を形成させる基本色トナーを用いるものと、前記基本色以外の特殊トナーを用いるものとの複数で構成され、前記本体フレームと前記第１の担持手段とに設けられ、前記本体フレームに前記第１の担持手段が取り付けられている否かを検知すると共に前記本体フレームに取り付けられた前記第１の担持手段を特定する検知手段と、シート状の記録材にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行可能に構成された転写手段と、該検知手段で特定された前記第１の担持手段に応じた画像形成が実行可能に構成されると共に、前記転写手段を動作制御してシート状の記録材に前記基本色トナーの数より多い数のトナー画像が転写可能に構成された動作制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５において、前記回転制御手段は、前記本体フレームから前記第１の担持手段が取り外されたことを前記検知手段が検知したことをトリガーにして、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転を実行させるように構成されていることを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６の何れか１項において、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転の終了をトリガーにして、他の前記第１の担持手段に入れ替え可能な状態に移行したことを知らせる報知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、トナーを担持させる第１の担持手段の入れ替えの際、回転制御手段が、第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、第１の担持手段の取り外し直前の第２の担持手段における第１の担持手段との対向部を逃がすように、第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させることで、その対向部に残余していたトナーが移動して、他の第１の担持手段への乗り移りを防止すると共に、クリーニング手段が、その移動したトナーをクリーニングするから、トナーコンタミネーションの防止が可能な画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１にかかる画像形成装置の概略を示した模式図である。
【図２】画像形成手段の概略を示した模式図である。
【図３】感光ドラムの駆動回りを示した模式図である。
【図４】現像装置の入れ替えを示した斜視図である。
【図５】回転制御手段による感光ドラムの回転角度を示した模式図である。
【図６】現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を示した工程図である。
【図７】図６に続く工程図である。
【図８】図７に続く工程図である。
【図９】図８に続く工程図である。
【図１０】図９に続く工程図である。
【図１１】実施の形態２にかかる画像形成装置の概略を示した模式図である。
【図１２】現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を示したフローチャートである。
【図１３】現像装置の入れ替えに関する表示例を示した説明図である。
【図１４】トナーコンタミネーションの発生状況を示した線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置は、図１に示すように、本体フレーム１と、中間転写手段と、画像形成手段と、検知手段と、画像読取手段１９と、露光手段２０と、給紙手段と、用紙搬送手段と、転写手段と、定着手段３０と、制御手段とを備える。
【０００９】
本体フレーム１は、複数の部材で構成され、画像形成装置としての外観意匠を形成させると共に、画像形成装置としての機能を実現させる各構成部を装置内部で支持可能に形成させている。この本体フレーム１には、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の現像装置（第１の担持手段）、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの計４つの基本色トナーと同数の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを挿入させて支持させる支持部１ａ（図４）が所定の間隔をおいて設けられている。
【００１０】
中間転写手段は、駆動ローラ２と、その駆動ローラ２から所要の間隔をおいて設けられた第１従動ローラ３と、その第１従動ローラ３と駆動ローラ２との間で且つその下方に設けられた第２従動ローラ４と、これらのローラに掛け渡された中間転写ベルト５と、その中間転写ベルト５に接するように且つ第１従動ローラ３に対向するように設けられ、中間転写ベルト５の表面を清掃するベルトクリーニング部６とを備える。
この中間転写ベルト５は、現像装置に対向して、且つ、図示しない駆動手段により図１において時計回りに回転可能に設けられており、感光体としての感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（第２の担持手段）に担持されたトナー画像が、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとの対向部Ｎを介して受け渡されるようになっている。
【００１１】
画像形成手段は、中間転写ベルト５の、第１従動ローラ３と駆動ローラ２との間の表面側に沿うように所定の間隔をおいて設けられ、潜像が形成されると共にその潜像が現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）で現像されてトナー画像が形成される一方向（反時計回り）に回転可能な感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、図２に示すように、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面と接するように設けられ、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を清掃するブラシ８１やブレード８２を備えると共に感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に潤滑剤を塗布する塗布部８３を備えたドラムクリーニング部８（クリーニング手段）と、感光ドラムの表面に光を照射させて除電させる除電部３６と、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を帯電させる帯電部９と、トナーを担持させる現像スリーブ１０１を備え、その現像スリーブ１０１で供給されたトナーで感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に形成された潜像をトナー画像に現像可能に設けられた現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（第１の担持手段）と、その現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにトナーを補給するトナー補給装置１１とを備えてなる。
【００１２】
このうち、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、現像スリーブ１０１に担持されたトナーが、現像スリーブ１０１との対向部Ｎを介して受け渡されることで、潜像がトナー画像に現像される。
また、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、図３に示すように、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸端とパルス電力で駆動する駆動モータ１２の出力軸との夫々に設けられたタイミングプーリー１３、１４に、タイミングベルト１５が架け渡されて、駆動モータ１２の出力軸の回転に伴って回転可能になっている。
さらに、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸端には、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの角度を検出するエンコーダー１６が接続されている。このエンコーダー１６と駆動モータ１２は、後述する回転制御手段に電気的に接続されている。
【００１３】
また、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）は、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと対向する現像領域に現像剤を担持して搬送する現像スリーブ１０１の他に、装置内の二成分現像剤中のトナーの比率（トナー濃度）を透磁率で検知するトナー濃度センサ（図示せず）と、現像装置内の二成分現像剤を攪拌搬送させる撹拌スクリュー１０２と、この現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを形成すると共に後述するトナー補給装置１１と接続されるトナー補給口１０３が形成されたハウジング１０４とを備えて構成される。なお、トナー濃度センサによる検知信号は後述する動作制御手段に送信される。
【００１４】
この現像装置は、フルカラー画像を形成させる、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの基本色トナーを用いるものと、透明トナーや金属色トナー等の特殊トナーを用いるものとの複数で構成されており、本体フレーム１に所定の間隔をおいて形成された４つの支持部１ａに対し選択的に挿入され支持される。
【００１５】
トナー補給装置１１は、トナー流出口１１１が形成され、そのトナー流出口１１１がトナー補給口１０３と通じ合うように配置されると共に、トナーが収容されたトナーホッパ１１２と、そのトナーホッパ１１２内に回転可能に架け渡され、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内にトナーを補給させる一対の搬送スクリュー（図示せず）とを備えてなる。
このトナー補給装置１１は、トナー濃度センサの検知信号に基づいて、後述する動作制御手段が、トナーホッパ１１２内の搬送スクリューを駆動制御して、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内のトナー濃度が所定の濃度を維持するように、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内にトナーを補給する。
【００１６】
このように構成された画像形成手段は、図１において、左から右に向かって順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの基本色トナー画像を形成するものを基本的な配置とし、任意の位置の現像装置を、適宜、他の現像装置に入れ替える（本実施の形態では、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅの入れ替えを例示）。
【００１７】
現像装置の入れ替えは、トナー補給装置１１と同時に交換することが望ましいが、少なくとも、現像装置の取り出しの際に自動的にトナー流出口１１１を塞ぐメカニカルシャッターを設けて、現像装置のみの交換でも良い。その際は当然ながら通常のトナー補給ができないため、通常のトナー補給動作を行わずに現像剤中のトナーのみの画像形成となる。
【００１８】
検知手段は、記録部１７と、読み取り部１８と、特定部とを備えて構成される。
記録部１７は、図４に示すように、現像装置のハウジング１０４に設けられており、当該現像装置が担当しているトナーの種類の情報が記録、または、トナーの種類に対応付けされた情報が記録されている。この記録部１７は、例えば、無線ＩＤチップ、バーコード、数ビットの２値信号として形成された切欠き等が挙げられる。
【００１９】
読み取り部１８は、本体フレーム１の支持部１ａに設けられており、記録部１７に記録された情報を読み取るようになっている。この読み取り部１８は、例えば、記録部１７が無線ＩＤチップの場合はそのリーダー、記録部１７がバーコードの場合はスキャナー、記録部１７が切欠きの場合は透過型フォトインタラプタ等が挙げられる。
【００２０】
特定部は、読み取り部１８からの信号の有無で、本体フレーム１に現像装置が取り付けられている否かを検知すると共に、読み取り部１８で読み取られた記録部１７の情報から支持部１ａに取り付けられた現像装置が、どのようなトナーを用いているものかを特定するようになっている。この特定部は、後述する制御手段に組み込まれている。
【００２１】
このように検知手段は、本体フレーム１と現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）とに設けられており、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）が本体フレーム１に取り付けられている否かを検知すると共に、本体フレーム１に取り付けられた現像装置を特定するようになっている。
【００２２】
画像読取手段１９は、図１に示すように、本体フレーム１の上部に設けられ、図示せぬコンタクトガラス上に置かれた原稿を光学的に読み取って画像データを生成するようになっている。
【００２３】
露光手段２０は、画像形成手段と画像読取手段１９との間に設けられ、画像読取手段１９で生成された画像データに基づいたレーザー光を、帯電部９と現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間から感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に照射して、画像データに基づいた潜像を感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に形成するようになっている。
【００２４】
給紙手段は、本体フレーム１の下部に設けられ、シート状の記録材としての用紙が収容される給紙トレイ２１と、その給紙トレイ２１に収容された用紙に向かって進退可能に設けられ、最上段の用紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラ２２とを備える。図１では、二段の給紙トレイを例示している。
【００２５】
用紙搬送手段は、第１の搬送路部２３と、第２の搬送路部２４とを備える。
第１の搬送路部２３は、複数の搬送ローラと複数のガイド板（図示せず）とを備え、給紙ローラ２２で送り出された用紙を、中間転写ベルト５を挟んだ第２従動ローラ４を通過するように移動させ、本体フレーム１の側面中間部に設けられた排紙トレイ２５に排出可能に構成される。
【００２６】
また、この第１の搬送路部２３は、後述する二次転写ローラ２９と中間転写ベルト５との対向部Ｎに向かって、所定のタイミングで用紙を送り出すタイミングローラ２６とを備える。
【００２７】
第２の搬送路部２４は、反転ローラ２７を備えた複数の搬送ローラと複数のガイド板（図示せず）とを備え、排紙トレイ２５に排出される直前で第１の搬送路部２３から分岐されると共に、用紙表面にトナー画像が転写された用紙を反転させて第１の搬送路部２３のタイミングローラ２６の前で合流されるように構成される。
【００２８】
転写手段は、一次転写ローラ部と、二次転写ローラ部とを備えて構成される。
一次転写ローラ部は、中間転写ベルト５の裏面側に、夫々の感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと対向するように設けられた一次転写ローラ２８と、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを一次転写ローラ２８にかける１次転写バイアス部（図示せず）とを備え、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成されたトナー画像を、感光ドラムと一次転写ローラ２８とが対向して形成された一次転写ニップＮ１を介して中間転写ベルト５に転写させるようになっている。
【００２９】
二次転写ローラ部は、中間転写ベルト５を挟んで第２従動ローラ４と対向するように設けられた二次転写ローラ２９と、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを二次転写ローラ２９にかける２次転写バイアス部（図示せず）と、中間転写ベルト５の、第２従動ローラ４と二次転写ローラ２９とが対向して形成された二次転写ニップＮ２を中間転写ベルト５から用紙にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行させる転写無効化部とを備えて構成される。
【００３０】
この転写無効化部は、第２従動ローラ４または二次転写ローラ２９をソレノイド等の駆動部材で前進及び後退可能に設け、後述する動作制御手段からの制御信号に応じて用紙と中間転写ベルト５との間隙を調整したり、後述する動作制御手段からの制御信号に応じて２次転写バイアス部によるバイアスをＯＮまたはＯＦＦにしたりすることで、二次転写ニップＮ２を有効化したり無効化したりする。なお、この転写無効化部は、例えばプロセスコントロール時に被検査体のトナーパッチを乱さないようにするときに用いられる公知技術である。
【００３１】
定着手段３０は、上述した二次転写ニップＮ２の近傍で、用紙搬送下流側に設けられ、二次転写ニップＮ２でトナー画像が転写された用紙に熱と圧力を加えて、用紙にトナー画像を定着させる一対のローラを備えて構成される。
【００３２】
制御手段は、回転制御手段と、動作制御手段と、報知手段と、入力手段とを備えて構成される。
【００３３】
回転制御手段は、現像装置の入れ替えの際、本体フレーム１から現像装置、例えばブラックトナー用の現像装置１０ｄまたは透明トナー用の現像装置１０ｅが取り外されたことを検知手段が検知したことをトリガーにして、現像装置の取り外し直前の、現像スリーブ１０１との対向部Ｎを逃がすように、感光ドラム７ｄを所要の回転角度θだけ回転させるようになっている。この感光ドラム７ｄの回転動作は、例えば、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの取り外しから他の現像装置としての透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付けまでの間に実行される。
【００３４】
上述した回転角度θは、図５に示すように、対向部Ｎの回転方向の幅をＷとし、感光ドラム（例えば感光ドラム７ｄ）の半径をＲとした場合、次式で表される。
回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
このように、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分、感光ドラム（例えば感光ドラム７ｄ）を回転させれば良い。
【００３５】
動作制御手段は、画像データに基づいて用紙にトナー画像が形成可能に各構成部を制御したり、検知手段で特定された現像装置に応じた動作制御をしたり、用紙に基本色トナーの数より多い数のトナー画像を転写可能とさせる転写無効化部の制御をしたり、現像装置内のトナー濃度の制御をしたりする等、印刷ジョブに応じて用紙に画像が印刷されるように各構成部の動作制御を司っている。
【００３６】
この動作制御手段は、現像装置の入れ替え時の制御も行なっている。例えば、図１において、右端の現像装置が透明トナー用の現像装置１０ｅであると検知手段が特定した場合、その透明トナー用の現像装置１０ｅに対応した感光ドラム７ｄに透明トナー画像を形成可能に制御する。
【００３７】
そして、その右端の透明トナー用の現像装置１０ｅをブラックトナー用の現像装置１０ｄに入れ替えると、検知手段は、右端の現像装置がブラックトナー用の現像装置１０ｄであると特定し、そのブラックトナー用の現像装置１０ｄに対応した感光ドラム７ｄにブラックトナー画像を形成可能に制御する。
【００３８】
また、この動作制御手段は、例えば、透明トナー画像が中間転写ベルト５に一次転写されるように各構成部を動作させた後、転写無効化部を制御して二次転写ニップＮ２を無効化すると共に、画像形成を停止（中間転写ベルト５の移動等を停止）して、現像装置の交換が可能な状態にする。
【００３９】
そして、ユーザーによって、透明トナー用の現像装置１０ｅをブラックトナー用の現像装置１０ｄと入れ替え後に画像形成を再開する。すなわち、透明トナー画像の二次転写ニップＮ２通過後に転写無効化部を制御して二次転写ニップＮ２を有効化し、中間転写ベルト５上の透明トナー画像の上に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの基本色トナー画像が重なるように一次転写し、その一次転写したトナー画像を用紙に二次転写するように制御する。
【００４０】
報知手段は、現像装置の交換を促すメッセージや、回転制御手段による感光ドラムの回転の終了をトリガーにして、所定の支持部に現像装置が取り付けできる状態になったことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示させる。
例えば、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを右端の支持部から引き出し後、回転制御手段による感光ドラム７ｄが所要の角度回転し、報知手段は、その回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けできる状態になったことを画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示させる。
【００４１】
入力手段は、印刷にかかる各種の設定情報や、その設定情報に従った印刷の実行命令等の印刷ジョブを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部を介して入力可能に構成される。
【００４２】
次に、以上のように構成された画像形成装置の、現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を、図６〜図１０を参照しながら説明する。
なお、入れ替えをする現像装置は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅとし、ベタの透明トナー画像を最上層にしたフルカラー画像を用紙に形成させる印刷ジョブであることを前提にして説明する。
【００４３】
入力手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、印刷にかかる各種の設定情報の入力画面のほかに、現像装置の入れ替え動作をするか、また、どの現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを入れ替えるのか、を入力させる画面を表示する。その表示例を図１３に示す。
本実施の形態の場合、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを入れ替え対象とするため、ユーザーは、“４”を選択入力してから、印刷の開始を入力する。なお、現像装置の入れ替え動作をしない場合、ユーザーは、“５”を選択入力する。
【００４４】
報知手段は、印刷ジョブを受け取ると、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの交換を促すメッセージを表示する。
ユーザーが、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。
回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００４５】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００４６】
ユーザーは、透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付け作業を行なう（図６）。
図において右端の支持部に新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部の情報を読み取り部が読み取り、特定部が、右端の支持部に透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。
【００４７】
上述の情報を受信した動作制御手段は、透明トナー用の画像形成手段を用いて画像形成動作を開始する。
先ず、透明トナー用の画像形成手段のみ、画像形成動作を開始すると共に、給紙トレイに収容した用紙を給紙ローラが取り出し、第１の搬送路部が、その用紙をタイミングローラ２６まで搬送する。
【００４８】
透明トナーに対応した帯電部９は、感光ドラム７ｄの表面を一様な電位に帯電し、露光手段２０が、感光ドラム７ｄの表面にベタ画像となるようにレーザー光を照射して潜像を形成する。そして、透明トナー用の現像装置１０ｅが、その潜像を透明トナー画像に現像する。
一次転写ローラ２８は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、感光ドラム７ｄ上の透明トナー画像を中間転写ベルト５上に一次転写する。
一次転写後の感光ドラム７ｄの表面に、トナーが残余している場合があり、ドラムクリーニング部８は、その残余したトナーを除去する。その後、除電部３６によって、感光ドラム７ｄの表面が一様に除電されて、次の画像の為の帯電に備える。
【００４９】
動作制御手段は、転写無効化部に制御信号を送信して二次転写ニップＮ２を無効化し、中間転写ベルト５に一次転写された透明トナー画像が二次転写ニップＮ２を通過し、その二次転写ニップＮ２とイエロートナー画像用の画像形成手段との間に位置したら、中間転写ベルト５や各回転体の回転を停止して、現像装置の入れ替えが可能な状態に移行させる（図７）。
【００５０】
報知手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の交換を促すメッセージを表示する。
ユーザーが、透明トナー用の現像装置１０ｅを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、透明トナー用の現像装置１０ｅが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。
回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００５１】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００５２】
ユーザーは、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの取り付け作業を行なう（図８）。
図において右端の支持部１ａに新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部の情報を読み取り部が読み取り、特定部が、右端の支持部にブラックトナー用の現像装置１０ｄが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。
動作制御手段は、転写無効化部に制御信号を送信して二次転写ニップＮ２を有効化し、中間転写ベルト５や各回転体の回転、及び、画像形成を再開する（図９）。
【００５３】
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各帯電部９は、夫々対応した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を一様な電位に帯電し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各露光手段２０が、夫々対応した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に、夫々所定のタイミングでレーザー光を照射して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、夫々の潜像を形成していく。そして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが、その潜像をトナー画像に現像する。
【００５４】
一次転写ローラ２８は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上のトナー画像を中間転写ベルト５上に一次転写する。この一次転写は、中間転写ベルト５上の透明トナー画像の上に４色のトナー画像が重なるようにタイミングを合わせて実行され、中間転写ベルト５上に透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像が形成される。一次転写されずに残余した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上のトナーは、ドラムクリーニング部８により除去される。
【００５５】
タイミングローラ２６は、移動してきた用紙を挟んだまま待機し、中間転写ベルト５上の透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像が二次転写ニップＮ２に移動してくるのを見計らって用紙を送り出す。
二次転写ローラ２９は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、中間転写ベルト５上の透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像を、二次転写ニップＮ２で用紙上に二次転写する。
そして、定着手段３０は、透明トナー画像を含んだ未定着のフルカラートナー画像を担持した用紙に熱と圧力を加えて、透明トナー画像およびフルカラートナー画像を溶融し、透明トナー画像を最上層としたフルカラートナー画像を用紙上に定着する（図１０）。
【００５６】
片面プリントならば、用紙はそのまま直線搬送されて排紙トレイ２５へ、両面プリントならば、用紙は、第２の搬送路部２４に送られて反転され、タイミングローラ２６により裏面側のプリントタイミングまで待機させられる。この後は表面側のプリントの時と同じ様にトナー画像が転写されて、定着手段３０を通過して排紙トレイ２５に排出される。
【００５７】
一方、一次転写後の感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に、トナーが残余している場合があり、ドラムクリーニング部８は、その残余したトナーを除去する。その後、除電部３６によって、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面が一様に除電されて、次の画像の為の帯電に備える。
【００５８】
また、二次転写ニップＮ２を通過した中間転写ベルト５に関しても、その表面にトナーが残余している場合があるが、こちらもベルトクリーニング部６によって除去され、次のトナー画像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。
【００５９】
このように実施の形態１にかかる画像形成装置は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄから透明トナー用の現像装置１０ｅへの入れ替えの際と、透明トナー用の現像装置１０ｅからブラックトナー用の現像装置１０ｄへの入れ替えの際に、対向部Ｎを逃がすように回転制御手段が感光ドラム７ｄを回転するから、感光ドラム７ｄ上の対向部Ｎに残余していた入れ替え前のトナーが、入れ替え後の現像装置内に入り込むのを防止する。そして、ドラムクリーニング部８が、その移動したトナーをクリーニングする。これらの作用により、トナーコンタミネーションの防止が可能な画像形成装置を提供できる。
【００６０】
この実施の形態１は、現像装置を第１の担持手段とし、感光ドラムを第２の担持手段として、現像装置の入れ替えの際に、感光ドラムを所要回転角度だけ回転させて、トナーコンタミネーションを防止したものを例示したが、感光ドラムや現像装置等を一体化した画像形成ユニットを第１の担持手段とし、中間転写体としての中間転写ベルト５を第２の担持手段としても良い。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２は、用紙搬送手段で用紙を搬送させながら、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成した各トナー画像を、その用紙に直接転写させるタイプの画像形成装置に本発明を適用させた例である。実施の形態１と実質的に同一となる構成部の詳細な説明は、実施の形態１と同じ符号を付して省略し、実施の形態１と異なる構成部を説明する。
【００６２】
すなわち、実施の形態２にかかる画像形成装置は、図１１に示すように、給紙トレイ２１から排紙トレイ２５へ通じ、その中途部に４つの画像形成手段と定着手段３０とが配置された第１の搬送路部３１と、第１の搬送路部３１の、定着手段３０と排紙トレイ２５との間から分岐された所要長さの第２の搬送路部３２と、第１の搬送路部３１を挟んで第２の搬送路部３２と通じるように形成されると共に給紙トレイ２１側で第１の搬送路部３１と合流するように形成された第３の搬送路部３３と、第１の搬送路部３１の、第２の搬送路部３２と第３の搬送路部３３とが通じ合う位置から排紙トレイ２５までの間から分岐され、第３の搬送路部３３の、給紙トレイ２１側で合流された第４の搬送路部３４と、その第４の搬送路部３４の中途部に設けられ、トナー画像が定着済みの用紙を保管させると共にその用紙を送り出し可能に設けられた保管部３５と、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成した各トナー画像を、用紙に転写させる転写ローラ３７とを備える。
【００６３】
この用紙搬送手段は、第１の搬送路部３１から第２の搬送路部３２へ、第２の搬送路部３２から第３の搬送路部３３へ、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４へ、用紙を案内させる切り換え爪（図示せず）を備えると共に、用紙搬送ベルト、搬送ローラ、用紙ガイド等を、適宜配置して、各搬送路部が構成されてなる。
また、画像形成手段は、図１１において、右から左に向かって順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの基本色トナー画像を形成するものを基本的な配置とし、任意の位置の現像装置を、適宜、他の現像装置に入れ替える（本実施の形態では、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅの入れ替えを例示）。
【００６４】
次に、実施の形態２にかかる画像形成装置の、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅとの入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を、図１２を参照しながら説明する。なお、画像形成手段における画像形成動作は、実施の形態１と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
先ず、実施の形態１と同じく、入力手段が、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の入れ替えに係る入力画面を表示し、ユーザーに入力を促す。
現像装置の入れ替え動作を有するジョブであり、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを入れ替え対象とする場合、ユーザーは、“４”を選択入力する（図９参照）。また、ユーザーは、出力枚数（印刷枚数）など、印刷にかかる情報を入力する。
【００６６】
動作制御手段は、ユーザーから入力された印刷にかかる情報が、現像装置の入れ替え動作を有するジョブか、また、入れ替えをする現像装置の位置（作像ステーション）なのかを判断し（Ｓ１）、現像装置の入れ替え動作の無いジョブの場合（Ｓ１；Ｎｏ）、通常の印刷出力モードに移行する（Ｓ２）。
【００６７】
動作制御手段は、現像装置の入れ替え動作を有するジョブの場合（Ｓ１；Ｙｅｓ）、ユーザーにより設定された出力枚数が保管部３５の許容枚数以下であるかを確認する（Ｓ３）。もし許容枚数を超えている場合は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部にその旨を表示する。アラートランプやアラートサウンドなどでその旨が分かるような表示でも良い。
【００６８】
その後、出力枚数の変更あるいはジョブリセットの選択を促す旨が上述の操作表示部等に表示され、ユーザーの選択を受け付ける（Ｓ４）。
ユーザーが、印刷枚数の変更をしない場合、あるいは、ジョブリセットの選択をしない場合、印刷可能な枚数（保管部３５の保管可能な枚数）まで出力をするか否かの選択を促す（Ｓ５）。
【００６９】
出力枚数が保管部３５の許容枚数以下の場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、または、印刷可能な枚数で出力をする場合（Ｓ５；Ｙｅｓ）、受け付けた印刷ジョブが両面印刷かどうかを判断する（Ｓ６）。
両面印刷の場合は（Ｓ６；Ｙｅｓ）、各画像形成手段で各色のトナー画像が用紙上で重なって転写されるように、用紙を第１の搬送路部３１に通し、定着手段３０でその各色のトナー画像を定着する（Ｓ７）。そして、その用紙は第２の搬送路部３２でスイッチバックし、第３の搬送路部３３を経て、第１の搬送路部３１に入る。このようにして用紙裏面側が画像形成手段側となり、上記と同じく、トナー画像が用紙の裏面側に転写され定着される。
裏面に印刷が済んだ用紙は、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４に入り、保管部３５に保管される。保管部３５へ至る印刷動作は、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数まで行なわれる。
【００７０】
片面印刷の場合は（Ｓ６；Ｎｏ）、トナー画像が用紙の表面側に転写され定着された後、その用紙は、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４に入り、保管部３５に保管される。保管部３５へ至る印刷動作は、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数まで行なわれる。
【００７１】
保管部３５に保管された用紙の枚数が、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数に達したら、画像形成動作を一時停止する（Ｓ９）。
報知手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の交換を促すメッセージを表示する（Ｓ１０）。
ユーザーが、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００７２】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００７３】
ユーザーは、透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付け作業を行なう。
図１１において左端の支持部に新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部１７の情報を読み取り部１８が読み取り、特定部が、所定の支持部１ａに透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。このようにして現像装置の入れ替え作業が終了する（Ｓ１１）。
【００７４】
動作制御手段は、透明トナー用の画像形成手段を用いて画像形成動作を再開する（Ｓ１２）。
両面印刷の場合は、保管部３５の用紙を送り出し、上述したように用紙の表面に透明トナー画像を印刷し、その後、スイッチバック移動し、用紙の裏面に透明トナー画像を印刷し（Ｓ１３）、その後、装置外へ排出される（Ｓ１５）。
片面印刷の場合は、保管部３５の用紙を送り出し、上述したように用紙の表面に透明トナー画像を印刷し、その後、スイッチバック移動し、用紙の裏面に透明トナー画像を印刷し（Ｓ１３）、その後、装置外へ排出される（Ｓ１５）。
再開したこの画像形成動作は、保管部３５に保管された用紙がなくなるまで繰り返し実行される。
【００７５】
このように実施の形態２にかかる画像形成装置は、実施の形態１と同じく、ブラックトナー用の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを入れ替えても、トナーコンタミネーションを防止した画像形成装置を提供できる。
【００７６】
ここで、本実施の形態で例示した第２の担持手段の回転制御（トナーコンタミネーションの防止手段）を講じた場合と講じない場合との効果の違いを表１及び図１４に示す。
第２の担持手段の回転制御の無しの場合、有りの場合に比べて交換回数１０００回付近でランクの悪化が見られ、２０００回付近でランク1となった。つまり、わずかずつではあるが現像装置の交換時に現像装置内に異種のトナーが混入しつづけたためにこのような結果となった。なおランク３は画像形成において正常な色合いを維持した状態、ランク２は色合いが変化した状態（弱）、ランク１は色合いが変化した状態（強）。
【００７７】
【表１】
【００７８】
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００７９】
例えば、本実施の形態では、透明トナー用の現像装置とブラックトナー用の現像装置との入れ替えを例示したが、入れ替えの対象となる現像装置は限定されない。
また、各画像形成手段の配置順は、実施の形態で例示したものに限定されない。
【００８０】
また、本実施の形態では、検知手段が、何れの支持部に何れの現像装置が入れ替えられたかを自動的に検知し、その検知結果に基づいて動作制御手段による動作制御をしたものを例示したが、検知手段を廃し、何れの支持部にどの現像装置を入れ替えるのか、ユーザーによる指定（入力指示）させても良い。
【００８１】
また、本実施の形態では、ベタの透明トナー画像を最上層にしたフルカラー画像を用紙に形成させる場合を例示したが、上述の透明トナー画像は、ベタ画像に限らず、透かしや地紋の画像でも良い。さらに、透明トナーによる用紙表面形状の変更でも良い。例えば表面が平滑な用紙に透明トナーでパターンを作成することでファンシーペーパーのような質感を与えることができる。このように、透明トナー画像は限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
１ 本体フレーム
５ 中間転写ベルト
６ ベルトクリーニング部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 感光ドラム（第２の担持手段）
８ ドラムクリーニング部（クリーニング手段）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 現像装置（第１の担持手段）
Ｎ 対向部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００８−６４８９３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方方式の画像形成装置に、例えば、以下のものがある。
一時的に不要であったり、使用頻度の少なかったりする淡マゼンタなど特別色トナーを用いる特別色画像形成部を本体フレームから抜き取って保管し、そのスペースに使用頻度の多いイエロー、マゼンタ、シアン、黒など基本４色のどれかを、たとえば黒色の基本色画像形成部を予備として入れ替えておき、黒トナー無し、エラー発生、あるいは制御などのために一時的に画像形成を中断せざるを得なくなった場合、その予備とした黒色の基本色画像形成部を代行させて画像形成を継続させる画像形成装置がある。
この画像形成装置によれば、トナー無し発生時等に本体フレームの作動を中断せずに続行させることで、稼働率の高い画像形成装置が提供できる、としている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した画像形成装置は以下の問題点がある。
その問題点とは、画像形成部の入れ替えにより異なる色のトナーが現像装置内で混ざってしまうことである。上述の例で言えば、本来、淡マゼンタの画像形成部が配置されるスペースに黒色の画像形成部を入れ替えたり、その逆に、黒色の画像形成部から淡マゼンタの画像形成部に戻したりすると、現像装置内の黒色トナーに淡マゼンタが混ざり込んだり、現像装置内の淡マゼンタトナーに黒色トナーが混ざり込んだりしてしまう。なお、本明細書では、この異なる色のトナーが混ざり合うことをトナーコンタミネーションと呼称する。
【０００４】
このトナーコンタミネーションが生じる原因としては、例えば、現像装置の一構成体である現像ローラと、その現像ローラに対向して設けられた感光体との場合、感光体の、現像ローラとの対向部には、入れ替え前のトナーが微量に残余している。これが交換後の現像ローラを介して現像装置内に回収されて、徐々にトナーコンタミネーションが生じてしまう。透明トナーを用いる場合、トナーコンタミネーションによる画像劣化が特に目立つことになる。この現象は、感光体と中間転写ベルトとの場合も同様である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、本体フレームに入れ替え可能に設けられ、トナーを担持させる第１の担持手段と、該第１の担持手段に対向して設けられ、前記第１の担持手段に担持された前記トナーが前記第１の担持手段との対向部を介して受け渡される一方向に回転可能な第２の担持手段と、該第２の担持手段をクリーニングするクリーニング手段と、前記第１の担持手段の入れ替えの際、前記第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、前記第１の担持手段の取り外し直前の前記対向部を逃がすように前記第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記第１の担持手段は、現像装置であり、前記第２の担持手段は、潜像が形成されると共に該潜像が前記現像装置で現像されてトナー画像が形成される感光体であることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記第１の担持手段は、トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、前記第２の担持手段は、前記画像形成ユニットで形成されたトナー画像が転写される中間転写体であることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項２において、前記感光体は感光ドラムであり、前記回転制御手段は、次式で表される回転角度θ分、前記感光ドラムを回転させることを特徴とする。回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
（上記式において、Ｗは、対向部の回転方向の幅であり、Ｒは感光ドラムの半径である。）
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記本体フレームは、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の前記第１の担持手段が配置可能に構成され、前記第１の担持手段は、フルカラー画像を形成させる基本色トナーを用いるものと、前記基本色以外の特殊トナーを用いるものとの複数で構成され、前記本体フレームと前記第１の担持手段とに設けられ、前記本体フレームに前記第１の担持手段が取り付けられている否かを検知すると共に前記本体フレームに取り付けられた前記第１の担持手段を特定する検知手段と、シート状の記録材にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行可能に構成された転写手段と、該検知手段で特定された前記第１の担持手段に応じた画像形成が実行可能に構成されると共に、前記転写手段を動作制御してシート状の記録材に前記基本色トナーの数より多い数のトナー画像が転写可能に構成された動作制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５において、前記回転制御手段は、前記本体フレームから前記第１の担持手段が取り外されたことを前記検知手段が検知したことをトリガーにして、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転を実行させるように構成されていることを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６の何れか１項において、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転の終了をトリガーにして、他の前記第１の担持手段に入れ替え可能な状態に移行したことを知らせる報知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、トナーを担持させる第１の担持手段の入れ替えの際、回転制御手段が、第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、第１の担持手段の取り外し直前の第２の担持手段における第１の担持手段との対向部を逃がすように、第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させることで、その対向部に残余していたトナーが移動して、他の第１の担持手段への乗り移りを防止すると共に、クリーニング手段が、その移動したトナーをクリーニングするから、トナーコンタミネーションの防止が可能な画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１にかかる画像形成装置の概略を示した模式図である。
【図２】画像形成手段の概略を示した模式図である。
【図３】感光ドラムの駆動回りを示した模式図である。
【図４】現像装置の入れ替えを示した斜視図である。
【図５】回転制御手段による感光ドラムの回転角度を示した模式図である。
【図６】現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を示した工程図である。
【図７】図６に続く工程図である。
【図８】図７に続く工程図である。
【図９】図８に続く工程図である。
【図１０】図９に続く工程図である。
【図１１】実施の形態２にかかる画像形成装置の概略を示した模式図である。
【図１２】現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を示したフローチャートである。
【図１３】現像装置の入れ替えに関する表示例を示した説明図である。
【図１４】トナーコンタミネーションの発生状況を示した線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置は、図１に示すように、本体フレーム１と、中間転写手段と、画像形成手段と、検知手段と、画像読取手段１９と、露光手段２０と、給紙手段と、用紙搬送手段と、転写手段と、定着手段３０と、制御手段とを備える。
【０００９】
本体フレーム１は、複数の部材で構成され、画像形成装置としての外観意匠を形成させると共に、画像形成装置としての機能を実現させる各構成部を装置内部で支持可能に形成させている。この本体フレーム１には、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の現像装置（第１の担持手段）、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの計４つの基本色トナーと同数の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを挿入させて支持させる支持部１ａ（図４）が所定の間隔をおいて設けられている。
【００１０】
中間転写手段は、駆動ローラ２と、その駆動ローラ２から所要の間隔をおいて設けられた第１従動ローラ３と、その第１従動ローラ３と駆動ローラ２との間で且つその下方に設けられた第２従動ローラ４と、これらのローラに掛け渡された中間転写ベルト５と、その中間転写ベルト５に接するように且つ第１従動ローラ３に対向するように設けられ、中間転写ベルト５の表面を清掃するベルトクリーニング部６とを備える。
この中間転写ベルト５は、現像装置に対向して、且つ、図示しない駆動手段により図１において時計回りに回転可能に設けられており、感光体としての感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（第２の担持手段）に担持されたトナー画像が、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとの対向部Ｎを介して受け渡されるようになっている。
【００１１】
画像形成手段は、中間転写ベルト５の、第１従動ローラ３と駆動ローラ２との間の表面側に沿うように所定の間隔をおいて設けられ、潜像が形成されると共にその潜像が現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）で現像されてトナー画像が形成される一方向（反時計回り）に回転可能な感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、図２に示すように、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面と接するように設けられ、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を清掃するブラシ８１やブレード８２を備えると共に感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に潤滑剤を塗布する塗布部８３を備えたドラムクリーニング部８（クリーニング手段）と、感光ドラムの表面に光を照射させて除電させる除電部３６と、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を帯電させる帯電部９と、トナーを担持させる現像スリーブ１０１を備え、その現像スリーブ１０１で供給されたトナーで感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に形成された潜像をトナー画像に現像可能に設けられた現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（第１の担持手段）と、その現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにトナーを補給するトナー補給装置１１とを備えてなる。
【００１２】
このうち、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、現像スリーブ１０１に担持されたトナーが、現像スリーブ１０１との対向部Ｎを介して受け渡されることで、潜像がトナー画像に現像される。
また、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、図３に示すように、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸端とパルス電力で駆動する駆動モータ１２の出力軸との夫々に設けられたタイミングプーリー１３、１４に、タイミングベルト１５が架け渡されて、駆動モータ１２の出力軸の回転に伴って回転可能になっている。
さらに、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸端には、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの角度を検出するエンコーダー１６が接続されている。このエンコーダー１６と駆動モータ１２は、後述する回転制御手段に電気的に接続されている。
【００１３】
また、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）は、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと対向する現像領域に現像剤を担持して搬送する現像スリーブ１０１の他に、装置内の二成分現像剤中のトナーの比率（トナー濃度）を透磁率で検知するトナー濃度センサ（図示せず）と、現像装置内の二成分現像剤を攪拌搬送させる撹拌スクリュー１０２と、この現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを形成すると共に後述するトナー補給装置１１と接続されるトナー補給口１０３が形成されたハウジング１０４とを備えて構成される。なお、トナー濃度センサによる検知信号は後述する動作制御手段に送信される。
【００１４】
この現像装置は、フルカラー画像を形成させる、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの基本色トナーを用いるものと、透明トナーや金属色トナー等の特殊トナーを用いるものとの複数で構成されており、本体フレーム１に所定の間隔をおいて形成された４つの支持部１ａに対し選択的に挿入され支持される。
【００１５】
トナー補給装置１１は、トナー流出口１１１が形成され、そのトナー流出口１１１がトナー補給口１０３と通じ合うように配置されると共に、トナーが収容されたトナーホッパ１１２と、そのトナーホッパ１１２内に回転可能に架け渡され、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内にトナーを補給させる一対の搬送スクリュー（図示せず）とを備えてなる。
このトナー補給装置１１は、トナー濃度センサの検知信号に基づいて、後述する動作制御手段が、トナーホッパ１１２内の搬送スクリューを駆動制御して、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内のトナー濃度が所定の濃度を維持するように、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ内にトナーを補給する。
【００１６】
このように構成された画像形成手段は、図１において、左から右に向かって順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの基本色トナー画像を形成するものを基本的な配置とし、任意の位置の現像装置を、適宜、他の現像装置に入れ替える（本実施の形態では、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅの入れ替えを例示）。
【００１７】
現像装置の入れ替えは、トナー補給装置１１と同時に交換することが望ましいが、少なくとも、現像装置の取り出しの際に自動的にトナー流出口１１１を塞ぐメカニカルシャッターを設けて、現像装置のみの交換でも良い。その際は当然ながら通常のトナー補給ができないため、通常のトナー補給動作を行わずに現像剤中のトナーのみの画像形成となる。
【００１８】
検知手段は、記録部１７と、読み取り部１８と、特定部とを備えて構成される。
記録部１７は、図４に示すように、現像装置のハウジング１０４に設けられており、当該現像装置が担当しているトナーの種類の情報が記録、または、トナーの種類に対応付けされた情報が記録されている。この記録部１７は、例えば、無線ＩＤチップ、バーコード、数ビットの２値信号として形成された切欠き等が挙げられる。
【００１９】
読み取り部１８は、本体フレーム１の支持部１ａに設けられており、記録部１７に記録された情報を読み取るようになっている。この読み取り部１８は、例えば、記録部１７が無線ＩＤチップの場合はそのリーダー、記録部１７がバーコードの場合はスキャナー、記録部１７が切欠きの場合は透過型フォトインタラプタ等が挙げられる。
【００２０】
特定部は、読み取り部１８からの信号の有無で、本体フレーム１に現像装置が取り付けられている否かを検知すると共に、読み取り部１８で読み取られた記録部１７の情報から支持部１ａに取り付けられた現像装置が、どのようなトナーを用いているものかを特定するようになっている。この特定部は、後述する制御手段に組み込まれている。
【００２１】
このように検知手段は、本体フレーム１と現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）とに設けられており、現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、（１０ｅ）が本体フレーム１に取り付けられている否かを検知すると共に、本体フレーム１に取り付けられた現像装置を特定するようになっている。
【００２２】
画像読取手段１９は、図１に示すように、本体フレーム１の上部に設けられ、図示せぬコンタクトガラス上に置かれた原稿を光学的に読み取って画像データを生成するようになっている。
【００２３】
露光手段２０は、画像形成手段と画像読取手段１９との間に設けられ、画像読取手段１９で生成された画像データに基づいたレーザー光を、帯電部９と現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間から感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に照射して、画像データに基づいた潜像を感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に形成するようになっている。
【００２４】
給紙手段は、本体フレーム１の下部に設けられ、シート状の記録材としての用紙が収容される給紙トレイ２１と、その給紙トレイ２１に収容された用紙に向かって進退可能に設けられ、最上段の用紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラ２２とを備える。図１では、二段の給紙トレイを例示している。
【００２５】
用紙搬送手段は、第１の搬送路部２３と、第２の搬送路部２４とを備える。
第１の搬送路部２３は、複数の搬送ローラと複数のガイド板（図示せず）とを備え、給紙ローラ２２で送り出された用紙を、中間転写ベルト５を挟んだ第２従動ローラ４を通過するように移動させ、本体フレーム１の側面中間部に設けられた排紙トレイ２５に排出可能に構成される。
【００２６】
また、この第１の搬送路部２３は、後述する二次転写ローラ２９と中間転写ベルト５との対向部Ｎに向かって、所定のタイミングで用紙を送り出すタイミングローラ２６とを備える。
【００２７】
第２の搬送路部２４は、反転ローラ２７を備えた複数の搬送ローラと複数のガイド板（図示せず）とを備え、排紙トレイ２５に排出される直前で第１の搬送路部２３から分岐されると共に、用紙表面にトナー画像が転写された用紙を反転させて第１の搬送路部２３のタイミングローラ２６の前で合流されるように構成される。
【００２８】
転写手段は、一次転写ローラ部と、二次転写ローラ部とを備えて構成される。
一次転写ローラ部は、中間転写ベルト５の裏面側に、夫々の感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと対向するように設けられた一次転写ローラ２８と、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを一次転写ローラ２８にかける１次転写バイアス部（図示せず）とを備え、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成されたトナー画像を、感光ドラムと一次転写ローラ２８とが対向して形成された一次転写ニップＮ１を介して中間転写ベルト５に転写させるようになっている。
【００２９】
二次転写ローラ部は、中間転写ベルト５を挟んで第２従動ローラ４と対向するように設けられた二次転写ローラ２９と、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを二次転写ローラ２９にかける２次転写バイアス部（図示せず）と、中間転写ベルト５の、第２従動ローラ４と二次転写ローラ２９とが対向して形成された二次転写ニップＮ２を中間転写ベルト５から用紙にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行させる転写無効化部とを備えて構成される。
【００３０】
この転写無効化部は、第２従動ローラ４または二次転写ローラ２９をソレノイド等の駆動部材で前進及び後退可能に設け、後述する動作制御手段からの制御信号に応じて用紙と中間転写ベルト５との間隙を調整したり、後述する動作制御手段からの制御信号に応じて２次転写バイアス部によるバイアスをＯＮまたはＯＦＦにしたりすることで、二次転写ニップＮ２を有効化したり無効化したりする。なお、この転写無効化部は、例えばプロセスコントロール時に被検査体のトナーパッチを乱さないようにするときに用いられる公知技術である。
【００３１】
定着手段３０は、上述した二次転写ニップＮ２の近傍で、用紙搬送下流側に設けられ、二次転写ニップＮ２でトナー画像が転写された用紙に熱と圧力を加えて、用紙にトナー画像を定着させる一対のローラを備えて構成される。
【００３２】
制御手段は、回転制御手段と、動作制御手段と、報知手段と、入力手段とを備えて構成される。
【００３３】
回転制御手段は、現像装置の入れ替えの際、本体フレーム１から現像装置、例えばブラックトナー用の現像装置１０ｄまたは透明トナー用の現像装置１０ｅが取り外されたことを検知手段が検知したことをトリガーにして、現像装置の取り外し直前の、現像スリーブ１０１との対向部Ｎを逃がすように、感光ドラム７ｄを所要の回転角度θだけ回転させるようになっている。この感光ドラム７ｄの回転動作は、例えば、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの取り外しから他の現像装置としての透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付けまでの間に実行される。
【００３４】
上述した回転角度θは、図５に示すように、対向部Ｎの回転方向の幅をＷとし、感光ドラム（例えば感光ドラム７ｄ）の半径をＲとした場合、次式で表される。
回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
このように、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分、感光ドラム（例えば感光ドラム７ｄ）を回転させれば良い。
【００３５】
動作制御手段は、画像データに基づいて用紙にトナー画像が形成可能に各構成部を制御したり、検知手段で特定された現像装置に応じた動作制御をしたり、用紙に基本色トナーの数より多い数のトナー画像を転写可能とさせる転写無効化部の制御をしたり、現像装置内のトナー濃度の制御をしたりする等、印刷ジョブに応じて用紙に画像が印刷されるように各構成部の動作制御を司っている。
【００３６】
この動作制御手段は、現像装置の入れ替え時の制御も行なっている。例えば、図１において、右端の現像装置が透明トナー用の現像装置１０ｅであると検知手段が特定した場合、その透明トナー用の現像装置１０ｅに対応した感光ドラム７ｄに透明トナー画像を形成可能に制御する。
【００３７】
そして、その右端の透明トナー用の現像装置１０ｅをブラックトナー用の現像装置１０ｄに入れ替えると、検知手段は、右端の現像装置がブラックトナー用の現像装置１０ｄであると特定し、そのブラックトナー用の現像装置１０ｄに対応した感光ドラム７ｄにブラックトナー画像を形成可能に制御する。
【００３８】
また、この動作制御手段は、例えば、透明トナー画像が中間転写ベルト５に一次転写されるように各構成部を動作させた後、転写無効化部を制御して二次転写ニップＮ２を無効化すると共に、画像形成を停止（中間転写ベルト５の移動等を停止）して、現像装置の交換が可能な状態にする。
【００３９】
そして、ユーザーによって、透明トナー用の現像装置１０ｅをブラックトナー用の現像装置１０ｄと入れ替え後に画像形成を再開する。すなわち、透明トナー画像の二次転写ニップＮ２通過後に転写無効化部を制御して二次転写ニップＮ２を有効化し、中間転写ベルト５上の透明トナー画像の上に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの基本色トナー画像が重なるように一次転写し、その一次転写したトナー画像を用紙に二次転写するように制御する。
【００４０】
報知手段は、現像装置の交換を促すメッセージや、回転制御手段による感光ドラムの回転の終了をトリガーにして、所定の支持部に現像装置が取り付けできる状態になったことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示させる。
例えば、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを右端の支持部から引き出し後、回転制御手段による感光ドラム７ｄが所要の角度回転し、報知手段は、その回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けできる状態になったことを画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示させる。
【００４１】
入力手段は、印刷にかかる各種の設定情報や、その設定情報に従った印刷の実行命令等の印刷ジョブを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部を介して入力可能に構成される。
【００４２】
次に、以上のように構成された画像形成装置の、現像装置の入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を、図６〜図１０を参照しながら説明する。
なお、入れ替えをする現像装置は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅとし、ベタの透明トナー画像を最上層にしたフルカラー画像を用紙に形成させる印刷ジョブであることを前提にして説明する。
【００４３】
入力手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、印刷にかかる各種の設定情報の入力画面のほかに、現像装置の入れ替え動作をするか、また、どの現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを入れ替えるのか、を入力させる画面を表示する。その表示例を図１３に示す。
本実施の形態の場合、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを入れ替え対象とするため、ユーザーは、“４”を選択入力してから、印刷の開始を入力する。なお、現像装置の入れ替え動作をしない場合、ユーザーは、“５”を選択入力する。
【００４４】
報知手段は、印刷ジョブを受け取ると、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの交換を促すメッセージを表示する。
ユーザーが、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。
回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００４５】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００４６】
ユーザーは、透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付け作業を行なう（図６）。
図において右端の支持部に新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部の情報を読み取り部が読み取り、特定部が、右端の支持部に透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。
【００４７】
上述の情報を受信した動作制御手段は、透明トナー用の画像形成手段を用いて画像形成動作を開始する。
先ず、透明トナー用の画像形成手段のみ、画像形成動作を開始すると共に、給紙トレイに収容した用紙を給紙ローラが取り出し、第１の搬送路部が、その用紙をタイミングローラ２６まで搬送する。
【００４８】
透明トナーに対応した帯電部９は、感光ドラム７ｄの表面を一様な電位に帯電し、露光手段２０が、感光ドラム７ｄの表面にベタ画像となるようにレーザー光を照射して潜像を形成する。そして、透明トナー用の現像装置１０ｅが、その潜像を透明トナー画像に現像する。
一次転写ローラ２８は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、感光ドラム７ｄ上の透明トナー画像を中間転写ベルト５上に一次転写する。
一次転写後の感光ドラム７ｄの表面に、トナーが残余している場合があり、ドラムクリーニング部８は、その残余したトナーを除去する。その後、除電部３６によって、感光ドラム７ｄの表面が一様に除電されて、次の画像の為の帯電に備える。
【００４９】
動作制御手段は、転写無効化部に制御信号を送信して二次転写ニップＮ２を無効化し、中間転写ベルト５に一次転写された透明トナー画像が二次転写ニップＮ２を通過し、その二次転写ニップＮ２とイエロートナー画像用の画像形成手段との間に位置したら、中間転写ベルト５や各回転体の回転を停止して、現像装置の入れ替えが可能な状態に移行させる（図７）。
【００５０】
報知手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の交換を促すメッセージを表示する。
ユーザーが、透明トナー用の現像装置１０ｅを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、透明トナー用の現像装置１０ｅが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。
回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００５１】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００５２】
ユーザーは、ブラックトナー用の現像装置１０ｄの取り付け作業を行なう（図８）。
図において右端の支持部１ａに新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部の情報を読み取り部が読み取り、特定部が、右端の支持部にブラックトナー用の現像装置１０ｄが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。
動作制御手段は、転写無効化部に制御信号を送信して二次転写ニップＮ２を有効化し、中間転写ベルト５や各回転体の回転、及び、画像形成を再開する（図９）。
【００５３】
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各帯電部９は、夫々対応した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面を一様な電位に帯電し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各露光手段２０が、夫々対応した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に、夫々所定のタイミングでレーザー光を照射して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、夫々の潜像を形成していく。そして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが、その潜像をトナー画像に現像する。
【００５４】
一次転写ローラ２８は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上のトナー画像を中間転写ベルト５上に一次転写する。この一次転写は、中間転写ベルト５上の透明トナー画像の上に４色のトナー画像が重なるようにタイミングを合わせて実行され、中間転写ベルト５上に透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像が形成される。一次転写されずに残余した感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上のトナーは、ドラムクリーニング部８により除去される。
【００５５】
タイミングローラ２６は、移動してきた用紙を挟んだまま待機し、中間転写ベルト５上の透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像が二次転写ニップＮ２に移動してくるのを見計らって用紙を送り出す。
二次転写ローラ２９は、印加された転写バイアス及び押圧力によって、中間転写ベルト５上の透明トナー画像を含んだフルカラートナー画像を、二次転写ニップＮ２で用紙上に二次転写する。
そして、定着手段３０は、透明トナー画像を含んだ未定着のフルカラートナー画像を担持した用紙に熱と圧力を加えて、透明トナー画像およびフルカラートナー画像を溶融し、透明トナー画像を最上層としたフルカラートナー画像を用紙上に定着する（図１０）。
【００５６】
片面プリントならば、用紙はそのまま直線搬送されて排紙トレイ２５へ、両面プリントならば、用紙は、第２の搬送路部２４に送られて反転され、タイミングローラ２６により裏面側のプリントタイミングまで待機させられる。この後は表面側のプリントの時と同じ様にトナー画像が転写されて、定着手段３０を通過して排紙トレイ２５に排出される。
【００５７】
一方、一次転写後の感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面に、トナーが残余している場合があり、ドラムクリーニング部８は、その残余したトナーを除去する。その後、除電部３６によって、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの表面が一様に除電されて、次の画像の為の帯電に備える。
【００５８】
また、二次転写ニップＮ２を通過した中間転写ベルト５に関しても、その表面にトナーが残余している場合があるが、こちらもベルトクリーニング部６によって除去され、次のトナー画像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。
【００５９】
このように実施の形態１にかかる画像形成装置は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄから透明トナー用の現像装置１０ｅへの入れ替えの際と、透明トナー用の現像装置１０ｅからブラックトナー用の現像装置１０ｄへの入れ替えの際に、対向部Ｎを逃がすように回転制御手段が感光ドラム７ｄを回転するから、感光ドラム７ｄ上の対向部Ｎに残余していた入れ替え前のトナーが、入れ替え後の現像装置内に入り込むのを防止する。そして、ドラムクリーニング部８が、その移動したトナーをクリーニングする。これらの作用により、トナーコンタミネーションの防止が可能な画像形成装置を提供できる。
【００６０】
この実施の形態１は、現像装置を第１の担持手段とし、感光ドラムを第２の担持手段として、現像装置の入れ替えの際に、感光ドラムを所要回転角度だけ回転させて、トナーコンタミネーションを防止したものを例示したが、感光ドラムや現像装置等を一体化した画像形成ユニットを第１の担持手段とし、中間転写体としての中間転写ベルト５を第２の担持手段としても良い。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２は、用紙搬送手段で用紙を搬送させながら、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成した各トナー画像を、その用紙に直接転写させるタイプの画像形成装置に本発明を適用させた例である。実施の形態１と実質的に同一となる構成部の詳細な説明は、実施の形態１と同じ符号を付して省略し、実施の形態１と異なる構成部を説明する。
【００６２】
すなわち、実施の形態２にかかる画像形成装置は、図１１に示すように、給紙トレイ２１から排紙トレイ２５へ通じ、その中途部に４つの画像形成手段と定着手段３０とが配置された第１の搬送路部３１と、第１の搬送路部３１の、定着手段３０と排紙トレイ２５との間から分岐された所要長さの第２の搬送路部３２と、第１の搬送路部３１を挟んで第２の搬送路部３２と通じるように形成されると共に給紙トレイ２１側で第１の搬送路部３１と合流するように形成された第３の搬送路部３３と、第１の搬送路部３１の、第２の搬送路部３２と第３の搬送路部３３とが通じ合う位置から排紙トレイ２５までの間から分岐され、第３の搬送路部３３の、給紙トレイ２１側で合流された第４の搬送路部３４と、その第４の搬送路部３４の中途部に設けられ、トナー画像が定着済みの用紙を保管させると共にその用紙を送り出し可能に設けられた保管部３５と、感光ドラム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに形成した各トナー画像を、用紙に転写させる転写ローラ３７とを備える。
【００６３】
この用紙搬送手段は、第１の搬送路部３１から第２の搬送路部３２へ、第２の搬送路部３２から第３の搬送路部３３へ、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４へ、用紙を案内させる切り換え爪（図示せず）を備えると共に、用紙搬送ベルト、搬送ローラ、用紙ガイド等を、適宜配置して、各搬送路部が構成されてなる。
また、画像形成手段は、図１１において、右から左に向かって順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの基本色トナー画像を形成するものを基本的な配置とし、任意の位置の現像装置を、適宜、他の現像装置に入れ替える（本実施の形態では、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅの入れ替えを例示）。
【００６４】
次に、実施の形態２にかかる画像形成装置の、ブラックトナー用の現像装置１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ｅとの入れ替えを含んだ画像形成にかかる一連の動作を、図１２を参照しながら説明する。なお、画像形成手段における画像形成動作は、実施の形態１と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
先ず、実施の形態１と同じく、入力手段が、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の入れ替えに係る入力画面を表示し、ユーザーに入力を促す。
現像装置の入れ替え動作を有するジョブであり、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを入れ替え対象とする場合、ユーザーは、“４”を選択入力する（図９参照）。また、ユーザーは、出力枚数（印刷枚数）など、印刷にかかる情報を入力する。
【００６６】
動作制御手段は、ユーザーから入力された印刷にかかる情報が、現像装置の入れ替え動作を有するジョブか、また、入れ替えをする現像装置の位置（作像ステーション）なのかを判断し（Ｓ１）、現像装置の入れ替え動作の無いジョブの場合（Ｓ１；Ｎｏ）、通常の印刷出力モードに移行する（Ｓ２）。
【００６７】
動作制御手段は、現像装置の入れ替え動作を有するジョブの場合（Ｓ１；Ｙｅｓ）、ユーザーにより設定された出力枚数が保管部３５の許容枚数以下であるかを確認する（Ｓ３）。もし許容枚数を超えている場合は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部にその旨を表示する。アラートランプやアラートサウンドなどでその旨が分かるような表示でも良い。
【００６８】
その後、出力枚数の変更あるいはジョブリセットの選択を促す旨が上述の操作表示部等に表示され、ユーザーの選択を受け付ける（Ｓ４）。
ユーザーが、印刷枚数の変更をしない場合、あるいは、ジョブリセットの選択をしない場合、印刷可能な枚数（保管部３５の保管可能な枚数）まで出力をするか否かの選択を促す（Ｓ５）。
【００６９】
出力枚数が保管部３５の許容枚数以下の場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、または、印刷可能な枚数で出力をする場合（Ｓ５；Ｙｅｓ）、受け付けた印刷ジョブが両面印刷かどうかを判断する（Ｓ６）。
両面印刷の場合は（Ｓ６；Ｙｅｓ）、各画像形成手段で各色のトナー画像が用紙上で重なって転写されるように、用紙を第１の搬送路部３１に通し、定着手段３０でその各色のトナー画像を定着する（Ｓ７）。そして、その用紙は第２の搬送路部３２でスイッチバックし、第３の搬送路部３３を経て、第１の搬送路部３１に入る。このようにして用紙裏面側が画像形成手段側となり、上記と同じく、トナー画像が用紙の裏面側に転写され定着される。
裏面に印刷が済んだ用紙は、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４に入り、保管部３５に保管される。保管部３５へ至る印刷動作は、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数まで行なわれる。
【００７０】
片面印刷の場合は（Ｓ６；Ｎｏ）、トナー画像が用紙の表面側に転写され定着された後、その用紙は、第１の搬送路部３１から第４の搬送路部３４に入り、保管部３５に保管される。保管部３５へ至る印刷動作は、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数まで行なわれる。
【００７１】
保管部３５に保管された用紙の枚数が、ユーザーが所望した出力枚数、または、装置が設定した印刷可能な枚数に達したら、画像形成動作を一時停止する（Ｓ９）。
報知手段は、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続したコンピュータ等の端末の操作表示部に、現像装置の交換を促すメッセージを表示する（Ｓ１０）。
ユーザーが、ブラックトナー用の現像装置１０ｄを本体フレーム１から取り外すと、検知手段は、ブラックトナー用の現像装置１０ｄが本体フレーム１から取り外されたことを検知する。回転制御手段は、その検知をトリガーにして、感光ドラム７ｄを、少なくとも、対向部Ｎの回転方向の幅Ｗ以上分の回転を実行する。
【００７２】
報知手段は、感光ドラム７ｄの回転の終了をトリガーにして、透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付け可能（挿入可能）な状態に移行したことを、画像形成装置の操作表示部、または、画像形成装置と接続されたコンピュータ等の端末の操作表示部に表示する。
【００７３】
ユーザーは、透明トナー用の現像装置１０ｅの取り付け作業を行なう。
図１１において左端の支持部に新たな現像装置が収まると、その現像装置の筐体に設けた記録部１７の情報を読み取り部１８が読み取り、特定部が、所定の支持部１ａに透明トナー用の現像装置１０ｅが取り付けられたと判断し、その情報を動作制御手段に送信する。このようにして現像装置の入れ替え作業が終了する（Ｓ１１）。
【００７４】
動作制御手段は、透明トナー用の画像形成手段を用いて画像形成動作を再開する（Ｓ１２）。
両面印刷の場合は、保管部３５の用紙を送り出し、上述したように用紙の表面に透明トナー画像を印刷し、その後、スイッチバック移動し、用紙の裏面に透明トナー画像を印刷し（Ｓ１３）、その後、装置外へ排出される（Ｓ１５）。
片面印刷の場合は、保管部３５の用紙を送り出し、上述したように用紙の表面に透明トナー画像を印刷し、その後、スイッチバック移動し、用紙の裏面に透明トナー画像を印刷し（Ｓ１３）、その後、装置外へ排出される（Ｓ１５）。
再開したこの画像形成動作は、保管部３５に保管された用紙がなくなるまで繰り返し実行される。
【００７５】
このように実施の形態２にかかる画像形成装置は、実施の形態１と同じく、ブラックトナー用の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと透明トナー用の現像装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを入れ替えても、トナーコンタミネーションを防止した画像形成装置を提供できる。
【００７６】
ここで、本実施の形態で例示した第２の担持手段の回転制御（トナーコンタミネーションの防止手段）を講じた場合と講じない場合との効果の違いを表１及び図１４に示す。
第２の担持手段の回転制御の無しの場合、有りの場合に比べて交換回数１０００回付近でランクの悪化が見られ、２０００回付近でランク1となった。つまり、わずかずつではあるが現像装置の交換時に現像装置内に異種のトナーが混入しつづけたためにこのような結果となった。なおランク３は画像形成において正常な色合いを維持した状態、ランク２は色合いが変化した状態（弱）、ランク１は色合いが変化した状態（強）。
【００７７】
【表１】
【００７８】
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００７９】
例えば、本実施の形態では、透明トナー用の現像装置とブラックトナー用の現像装置との入れ替えを例示したが、入れ替えの対象となる現像装置は限定されない。
また、各画像形成手段の配置順は、実施の形態で例示したものに限定されない。
【００８０】
また、本実施の形態では、検知手段が、何れの支持部に何れの現像装置が入れ替えられたかを自動的に検知し、その検知結果に基づいて動作制御手段による動作制御をしたものを例示したが、検知手段を廃し、何れの支持部にどの現像装置を入れ替えるのか、ユーザーによる指定（入力指示）させても良い。
【００８１】
また、本実施の形態では、ベタの透明トナー画像を最上層にしたフルカラー画像を用紙に形成させる場合を例示したが、上述の透明トナー画像は、ベタ画像に限らず、透かしや地紋の画像でも良い。さらに、透明トナーによる用紙表面形状の変更でも良い。例えば表面が平滑な用紙に透明トナーでパターンを作成することでファンシーペーパーのような質感を与えることができる。このように、透明トナー画像は限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
１ 本体フレーム
５ 中間転写ベルト
６ ベルトクリーニング部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 感光ドラム（第２の担持手段）
８ ドラムクリーニング部（クリーニング手段）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 現像装置（第１の担持手段）
Ｎ 対向部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００８−６４８９３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームに入れ替え可能に設けられ、トナーを担持させる第１の担持手段と、
該第１の担持手段に対向して設けられ、前記第１の担持手段に担持された前記トナーが前記第１の担持手段との対向部を介して受け渡される一方向に回転可能な第２の担持手段と、
該第２の担持手段をクリーニングするクリーニング手段と、
前記第１の担持手段の入れ替えの際、前記第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、前記第１の担持手段の取り外し直前の前記対向部を逃がすように前記第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の担持手段は、現像装置であり、前記第２の担持手段は、潜像が形成されると共に該潜像が前記現像装置で現像されてトナー画像が形成される感光体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。
【請求項３】
前記第１の担持手段は、トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、前記第２の担持手段は、前記画像形成ユニットで形成されたトナー画像が転写される中間転写体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。
【請求項４】
前記感光体は感光ドラムであり、前記回転制御手段は、次式で表される回転角度θ分、前記感光ドラムを回転させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
（上記式において、Ｗは、対向部の回転方向の幅であり、Ｒは感光ドラムの半径である。）
【請求項５】
前記本体フレームは、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の前記第１の担持手段が配置可能に構成され、
前記第１の担持手段は、フルカラー画像を形成させる基本色トナーを用いるものと、前記基本色以外の特殊トナーを用いるものとの複数で構成され、
前記本体フレームと前記第１の担持手段とに設けられ、前記本体フレームに前記第１の担持手段が取り付けられている否かを検知すると共に前記本体フレームに取り付けられた前記第１の担持手段を特定する検知手段と、
シート状の記録材にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行可能に構成された転写手段と、
該検知手段で特定された前記第１の担持手段に応じた画像形成が実行可能に構成されると共に、前記転写手段を動作制御してシート状の記録材に前記基本色トナーの数より多い数のトナー画像が転写可能に構成された動作制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転制御手段は、前記本体フレームから前記第１の担持手段が取り外されたことを前記検知手段が検知したことをトリガーにして、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転を実行させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転の終了をトリガーにして、他の前記第１の担持手段に入れ替え可能な状態に移行したことを知らせる報知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
本体フレームに入れ替え可能に設けられ、トナーを担持させる第１の担持手段と、
該第１の担持手段に対向して設けられ、前記第１の担持手段に担持された前記トナーが前記第１の担持手段との対向部を介して受け渡される一方向に回転可能な第２の担持手段と、
該第２の担持手段をクリーニングするクリーニング手段と、
前記第１の担持手段の入れ替えの際、前記第１の担持手段の取り外しから他の第１の担持手段の取り付けまでの間に、前記第１の担持手段の取り外し直前の前記対向部を逃がすように前記第２の担持手段を所要の回転角度だけ回転させる回転制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の担持手段は、現像装置であり、前記第２の担持手段は、潜像が形成されると共に該潜像が前記現像装置で現像されてトナー画像が形成される感光体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。
【請求項３】
前記第１の担持手段は、トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、前記第２の担持手段は、前記画像形成ユニットで形成されたトナー画像が転写される中間転写体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。
【請求項４】
前記感光体は感光ドラムであり、前記回転制御手段は、次式で表される回転角度θ分、前記感光ドラムを回転させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
回転角度θ（ｒａｄｉａｎ）≧Ｗ／Ｒ
（上記式において、Ｗは、対向部の回転方向の幅であり、Ｒは感光ドラムの半径である。）
【請求項５】
前記本体フレームは、フルカラー画像を形成させる複数の基本色トナーの数と同数の前記第１の担持手段が配置可能に構成され、
前記第１の担持手段は、フルカラー画像を形成させる基本色トナーを用いるものと、前記基本色以外の特殊トナーを用いるものとの複数で構成され、
前記本体フレームと前記第１の担持手段とに設けられ、前記本体フレームに前記第１の担持手段が取り付けられている否かを検知すると共に前記本体フレームに取り付けられた前記第１の担持手段を特定する検知手段と、
シート状の記録材にトナー画像が転写される状態または転写されない状態の何れかの状態に移行可能に構成された転写手段と、
該検知手段で特定された前記第１の担持手段に応じた画像形成が実行可能に構成されると共に、前記転写手段を動作制御してシート状の記録材に前記基本色トナーの数より多い数のトナー画像が転写可能に構成された動作制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転制御手段は、前記本体フレームから前記第１の担持手段が取り外されたことを前記検知手段が検知したことをトリガーにして、前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転を実行させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転制御手段による前記第２の担持手段の回転の終了をトリガーにして、他の前記第１の担持手段に入れ替え可能な状態に移行したことを知らせる報知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１４１５５１（Ｐ２０１２−１４１５５１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８３（Ｐ２０１１−１１８３）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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