JP2004021142A

JP2004021142A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004021142A
Application number: JP2002179293A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ikeda; 池田　雄一; Yasushi Takeuchi; 竹内　寧
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus in which toner remaining after a secondary transfer is surely cleaned to form high-grade images. <P>SOLUTION: The image forming apparatus provided with an intermediate transfer member 8 for secondarily transferring the toner image in a secondary transfer position to a transfer material by rotating while carrying and supporting the toner image primarily transferred from a photosensitive drum 1 is provided with a cleaning device 20 and an electrostatic toner charger 17 on the downstream side of the secondary transfer position. The cleaning device 20 recovers the toner electrostatically charged to minus remaining after the secondary transfer by a cleaning roller 18. The charger 17 electrostatically charges the remaining toner to plus by an ICL roller 15. The electrostatically charged toner remaining after the secondary transfer is recovered by the photosensitive drum 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を備えた画像形成装置に関するものであり、特に、中間転写体上に残留した現像剤をクリーニングする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、中間転写体を使用するものが知られている。このものは、感光ドラム（第１の像担持体）表面に形成したトナー像（現像剤像）を中間転写体（第２の像担持体）に転写する１次転写工程を複数色のトナー像について繰り返すことにより中間転写体上に複数色のトナー像を形成し、次に、これら中間転写体上の複数色のトナー像を、紙等の転写材上に一括して２次転写することにより、転写材上にカラー画像（多色画像）を形成するものである。
【０００３】
上述の、中間転写体を利用した画像形成装置においては、各色のトナー像の重ね合わせズレ（色ズレ）のない画像を得ることができるという利点を有する。反面、中間転写体から転写材への２次転写の後に、中間転写体上に２次転写残トナー（残留した現像剤）が存在し、この２次転写残トナーの除去が一つの技術的課題となっている。
【０００４】
特に、中間体に弾性体を用いた場合にはブレードによるクリーニングが困難なため、中間体のクリーニング技術が重要となっている。
【０００５】
この課題を解決するための手段としては、２次転写前のトナー像にプラス電荷を付与する電荷付与手段と、中間転写体表面の移動方向についての２次転写位置の下流側でかつ１次転写ニップの上流側に配置した帯電手段とを設け、この帯電手段によって、２次転写残トナーを感光ドラムの表面電位と逆極性に帯電させるとともに、中間転写体上の逆極性の２次転写残トナーを１次転写と同時に１次転写ニップを介して感光ドラム表面に戻すという技術が提案されている（特開平９−５０１６７号公報など）。
【０００６】
例えば、図７のように、Ｐａ→Ｐｂ→Ｐｃ→Ｐｄ（ＭＣＹＫ）の順で、中間転写体１２８に順次画像形成し、２次転写部１２６で転写材１０８に転写する構成の画像形成装置において、中間転写体１２８の２次転写部１２６の下流側に帯電ローラ（ＩＣＬローラ）１３０を設ける方式が知られている（ＩＣＬ方式）。この方式によれば、中間転写体１２８に残った転写残トナーは帯電ローラ（ＩＣＬローラ）１３０によって逆極性に帯電され、第１ステーションＰａの転写位置１２４で次の画像形成と同時に感光ドラム１２１上に逆転写されて、Ｐａ内のクリーニング装置１２５で回収される。
【０００７】
また、図８のように、中間転写体１２８に電圧を印加したクリーニングローラ１３１を接し、静電的にトナーをクリーニングローラ１３１に付着させ、クリーニングローラ１３１からブレード１３２によってトナーを剥ぎ取る構成も知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例であるＩＣＬ方式では、以下に述べるようなクリーニング不良とネガゴーストとの二つの問題が発生する。
【０００９】
（１）クリーニング不良
ＩＣＬローラを通過して帯電を受けたトナーの内部層が低いトリボのままであると、次画像にクリーニング不良を発生させてしまう。クリーニングは、プラスに帯電された２次転写残トナーを、感光ドラムと中間転写体との間の電界で回収することによって行われるため、弱いプラスもしくはマイナスのトリボを持ったトナーは回収されず、次画像のベタ白部にクリーニング不良のポジゴーストとして表れ、大きな画像欠陥となる。
【００１０】
これを防止するためには内部層のトナーのトリボもプラスなるような大電流をＩＣＬローラに流す必要がある。しかし、この場合にはトナー層の表層のトリボはさらに高いトリボを持つことになる。
【００１１】
（２）ネガゴースト
ＩＣＬローラを通過した後のトナー層の最表層は強く帯電を受けており、そのトリボは＋５０μＣ／ｇ以上にも達する。このようなトナーは１次転写ニップでクリーニングされる際に、次画像に悪影響を与える。クリーニングと同時に１次転写の行われる次画像のトナートリボは、−２０μＣ／ｇ程度に過ぎない。したがって、このようなトナーはクリーニングされる強いプラスのトリボを持ったトナーに静電的に吸着されてしまい、中間転写体に１次転写されることなく感光ドラムに戻ってしまう。
【００１２】
したがって、例えばベタ黒画像を形成しようとしても、前画像に対応する部分のトナーが感光ドラムに戻ってしまっているため、濃度差を生じ、ネガゴーストとして観察されることになる。
【００１３】
このような現象を防止するためには、ＩＣＬローラに流す電流を少なくして２次転写残トナーの強くプラスに帯電された表層のトリボを下げることが有効であるが、このような対処をすると内部層のトナーは帯電されないため、クリーニング不良は逆に激しくなる。
【００１４】
このように、クリーニング不良とネガゴーストは背反するものであり、ＩＣＬローラに流す電流を大きくすると、ネガゴーストが激しくなり、小さくすると逆にクリーニング不良が激しくなるため、両者を満足する領域が見いだせない。
【００１５】
ＩＣＬローラによるクリーニング性として、２次転写残トナーの量とクリーニング性および、ネガゴーストの関係は図９のようになっており、２次転写残トナーの量が多くなるとラチチュードが無くなる。そのため、転写効率の悪い高温・高湿環境や、厚紙などの転写残トナーはクリーニングできない。
【００１６】
一方、クリーニングローラによる方式では、２次転写残トナーは両極性のトナーがあるため、極性が逆のトナーはクリーニングできない。また、極性が均一であったとしても、クリーニングローラへの静電付着も、転写効率と同様に１００％ではないため、２次転写残トナーが多い場合や、パッチなどはクリーニングしきれない。
【００１７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、２次転写残トナーを確実にクリーニングし、高品位な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置にあっては、現像剤像を担持する第１の像担持体と、該第１の像担持体から１次転写された現像剤像を担持しつつ回転して、２次転写位置にて該現像剤像を転写材に２次転写する第２の像担持体と、前記２次転写位置よりも下流側に設けられ、前記第２の像担持体表面に残留した現像剤のうち少なくとも一部を回収する現像剤回収手段と、該現像剤回収手段よりも下流側で且つ前記第１の像担持体による１次転写位置よりも上流側に設けられ、前記第２の像担持体表面に残留した現像剤を前記第１の像担持体に担持されている現像剤の帯電極性とは逆極性に帯電する現像剤帯電手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
前記現像剤回収手段は、前記残留した現像剤のうち前記第１の像担持体に担持されている現像剤の帯電極性と同極性に帯電した現像剤を回収することが好適である。
【００２０】
前記現像剤回収手段は、前記残留した現像剤を静電的に吸着することが好適である。
【００２１】
前記現像剤回収手段は、前記第１の像担持体に担持されている現像剤の帯電極性と逆極性の電圧が印加されたローラ部材を前記第２の像担持体表面に接触させることが好適である。
【００２２】
前記現像剤回収手段は、前記ローラ部材表面に吸着された現像剤を掻き落とす掻き落とし部材を有することが好適である。
【００２３】
前記第１の像担持体は、前記第２の像担持体の回転方向に沿って複数設けられ、該複数の第１の像担持体のそれぞれは、互いに同じ又は異なる色の現像剤像を前記第２の像担持体に順次１次転写することが好適である。
【００２４】
前記第２の像担持体は表層に弾性層を有することが好適である。
【００２５】
また、他の発明の画像形成装置にあっては、第１の像担持体、該第１の像担持体を帯電する帯電手段、帯電した第１の像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段、および、該現像剤像を１次転写させる転写手段を有する複数の画像形成部と、該複数の画像形成部のそれぞれ又は少なくともいずれか１つから１次転写された現像剤像を担持しつつ回転して、２次転写位置にて該現像剤像を転写材に２次転写する第２の像担持体と、前記２次転写位置よりも下流側で且つ前記複数の画像形成部のうち最上流に配されるものによる１次転写位置よりも上流側に設けられ、前記第２の像担持体表面に残留した現像剤を前記第１の像担持体に担持されている現像剤の帯電極性とは逆極性に帯電する現像剤帯電手段と、前記複数の画像形成部のうち最上流に配されているもの以外の画像形成部のみで画像形成を行う場合に、該画像形成部よりも上流側に配される他の画像形成部の帯電手段および転写手段を駆動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記制御手段は、最下流に配される画像形成部のみで画像形成を行う場合に、該画像形成部よりも上流側に配される複数の他の画像形成部のうちいずれか１つの帯電手段および転写手段を駆動し、かつ、画像形成に係るジョブ単位で前記帯電手段および転写手段を駆動する他の画像形成部を切り換えることが好適である。
【００２７】
前記制御手段は、前記複数の画像形成部の全部で画像形成を行う場合と、一部で画像形成を行う場合とで、前記現像剤帯電手段に印加する電圧または供給する電流を可変することが好適である。
【００２８】
前記現像剤帯電手段に印加する電圧は、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧であることが好適である。
【００２９】
前記現像剤帯電手段に供給する電流は、ＤＣ電流にＡＣ電流を重畳した電流であることも好適である。
【００３０】
前記複数の画像形成部のうち最下流に配されるものは、黒色の現像剤像を形成することが好適である。
【００３１】
前記２次転写位置よりも下流側で且つ前記現像剤帯電手段よりも上流側に設けられ、前記第２の像担持体表面に残留した現像剤のうち少なくとも一部を回収する現像剤回収手段をさらに備えることが好適である。
【００３２】
前記現像剤回収手段は、前記残留した現像剤のうち前記第１の像担持体に担持されている現像剤の帯電極性と同極性に帯電した現像剤を回収することが好適である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、中間転写方式の電子写真フルカラープリンタであり、この電子写真フルカラープリンタは、Ａ３が最大通紙幅サイズであり、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３５】
同図において、感光ドラム１は第１の像担持体であり、例えば直径８６ｍｍのＯＰＣ感光ドラムである。この感光ドラム１は、アルミニウムドラム基板上に下引き層、電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を備えた構成である。保護層は光硬化性のアクリルバインダーに抵抗値調整のための酸化スズと、離型性のためのテフロン（登録商標）粒子とを分散させたものである。
【００３６】
この感光ドラム１は、図示矢印Ｒ１の回転方向に回転駆動される。そして、感光ドラム１の回転方向Ｒ１に沿って順に、感光ドラム１を−５００Ｖに均一帯電させる帯電手段（２，３）、画像情報書き込み手段４、現像手段（６，７）、第２の像担持体としての中間転写体８、および、クリーニングブレード９ａを有するクリーニング装置９が配されている。
【００３７】
帯電手段は、帯電部材としての帯電ローラ２にバイアス電源３を接続した構成である。バイアス電源３から帯電ローラ２に印加される電圧は、−５００Ｖの直流電圧に１０００Ｈｚの正弦波で２０００Ｖのピーク間電圧Ｖｐｐの交流電圧を重畳させたものである。そして、帯電手段は、バイアス電源３から帯電ローラ２に電圧を印加することにより絶縁体の感光ドラム１に対して放電によって電荷を移動させて帯電を行う。
【００３８】
帯電された感光ドラム１の表面には、画像情報書き込み手段４によって画像信号に同期して強度変調されたレーザ光が画像露光され、静電潜像が形成される。レーザ光によって露光された部分の感光ドラム１の表面電位（明部電位）は−２００Ｖになるようにレーザ光強度が設定されている。
【００３９】
現像手段は、独立した磁性一成分の現像器６と、この現像器６とは別に設けたロータリ方式の非磁性一成分の現像器７と、不図示の現像バイアス電源とを備えて構成される。現像器６はブラック画像を現像し、現像器７はシアン、マゼンタ、イエローの色画像を現像する。そして、感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像器６，７によって可視画像化され、トナー像（現像剤像）が形成される。
【００４０】
現像器６に内蔵されているブラックトナーは、粒径６μｍの粉砕トナーに球状化処理を施したものであり、ポリエステルバインダーに対してマグネタイト１００部、他に荷電制御剤、滑剤などを内添したものである。また、現像器７に内蔵されているカラートナーは、重合法によって製造され、ワックスを内包するカプセルタイプの球形非磁性トナーである。
【００４１】
プリントを行う場合には、必要とされる色に応じて現像器６，７が感光ドラム１に対向する所定の位置に移動し、静電潜像を現像する。それぞれの現像器６，７には−３５０Ｖの直流に、２０００Ｈｚ、ピーク間電圧２０００Ｖの矩形波を重畳したバイアスが印加され、現像スリーブと感光ドラム１との間に交番電界を形成し、トナーを飛翔させるジャンピング方式で反転現像を行う。
【００４２】
次に、第２の像担持体たる中間転写体８について述べる。
【００４３】
中間転写体８には、１次転写バイアスを印加するバイアス電源８ａが接続されるとともに、転写ローラ１１が不図示の給紙部からの転写材を搬送する転写ベルト１２を介して接触している。また、転写ローラ１１には２次転写バイアスを印加する２次転写バイアス電源１３が接続されている。
【００４４】
そして、中間転写体８には、接触帯電部材としての帯電ローラ１５が接触しており、この帯電ローラ１５には帯電バイアス電源１６が接続され、帯電ローラ１５と帯電バイアス電源１６とによって現像剤帯電手段としてのトナー帯電器１７が構成されている。
【００４５】
本実施の形態で用いた中間転写体８は、直径１８６ｍｍの固体ドラムに形成されており、最大通紙サイズの第３の像担持体としての転写材（本実施の形態ではＡ３サイズ）に相当する画像が書き込めるような周長を持っている。
【００４６】
金属のドラム８ｂ上には弾性層として中抵抗のゴム層８ｃが肉厚５ｍｍで被覆され、さらにこのゴム層８ｃは離型性を確保するために２０μｍのコーティングが施されている。ゴムはＮＢＲとエチレンオキシドとで形成されており、エチレンオキシドによって体積抵抗値を１０^５Ωｃｍに低抵抗化している。コーティングはアクリルバインダーにＰＴＦＥ粒子を４００部分散させたものであり、中間転写体８の表面上の１０ｃｍ^２の領域と金属ドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加して測定した電流から換算した抵抗値は１０^６Ωである。
【００４７】
感光ドラム１上のトナーを中間転写体８上に１次転写するために金属ドラムには１次転写バイアスとしてバイアス電源８ａから＋１００Ｖを印加する。実際には感光ドラム１上のトナー像が形成される領域は露光位置であるＶＬ＝−２００Ｖになっているため、１次転写コントラストはこれらの差分の３００Ｖとなっている。
【００４８】
中間転写体８は回転可能に設けられている。フルカラー画像を形成する場合は中間転写体８は４回転し、それぞれの回転で順次ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色のトナー像が感光ドラム１から１次転写され、最終的には各色のトナー像が積層されてフルカラートナー像が形成される。
【００４９】
感光ドラム１は、表面の１次転写残トナーがクリーニングブレード９ａによって掻き取られ、次の画像形成に備えられる。
【００５０】
中間転写体８は、直径が２００ｍｍと大きく、転写材を曲率分離できないため、中間転写体８から転写材への２次転写は転写ローラ１１を介して転写ベルト１２で行われる。
【００５１】
転写ベルト１２は転写材を吸着させるため、導電性のウレタンベルト上に３０μｍのＰＶＤＦのコーティングを行って静電容量を大きくしたものであり、ベルトの１０ｃｍ^２の領域とベルト基体との間に１０００Ｖの電圧を印加して測定した抵抗値は１０^１０Ω、同じ測定領域で１Ｖ、１０００Ｈｚの電圧を印加して測定した静電容量は、１ｎＦであった。
【００５２】
転写ローラ１１は低抵抗のゴムローラであり、そのインピーダンスは実質上転写ベルト１２の表層の低抵抗のみに依存する。
【００５３】
この転写ベルト１２に＋２０μＡの転写電流を流してトナー像を転写材上に２次転写する。
【００５４】
一般的な電子写真方式の画像形成装置における転写効率は８５％程度であり、本実施の形態のプリンタでは２次転写前のトナー層を再帯電器１０により再帯電しているため、転写効率を９５％程度にまで高めることができるが、中間転写体８とトナーとの間の鏡映力や、ファンデルワールス力が存在するため、静電転写方式で転写効率を１００％にすることは難しく、２次転写残トナーが残ることは避けられない。
【００５５】
この２次転写残トナーは一般的には転写電流によって反転されたプラス電荷を持つことになるが、転写電流が低い時や転写材の抵抗値が低い時にはマイナス電荷のままであることもあり、不安定である。
【００５６】
本実施の形態の電子写真方式の画像形成装置では、１次転写ニップにおいて次画像の１次転写を行いながら、前画像の２次転写残トナーを同時回収するプロセスを用いる。
【００５７】
前述したように、感光ドラム１は、表面に静電潜像が形成されることにより−２００〜−５００Ｖの表面電位を持つことになり、中間転写体８には、バイアス電源８ａから＋１００Ｖのバイアスが印加されている。したがって、１次転写ニップに働く力は、マイナストナーが中間転写体８に向かう力であり、プラストナーが感光ドラム１に戻る力である。
【００５８】
また、次画像の転写されるべきトナーは−１０μＣ／ｇ程度のトリボを持っているため、感光ドラム１から中間転写体８に転写することができる。
【００５９】
しかし、２次転写残トナーは、先に述べたようにトナートリボが低かったり、不安定であったりすると、感光ドラム１に回収されず、次画像にクリーニング不良やゴーストとして現れ、画像不良を引き起こしてしまうことがある。
【００６０】
そこで、本実施の形態では、トナー帯電器１７によって２次転写後の２次転写残トナーを強制的に帯電して感光ドラム１に回収させる手法を採用している。
【００６１】
トナー帯電器１７としては、帯電ローラ１５を中間転写体８と接触させて帯電バイアス電源１６から電流を流すことによって、２次転写残トナーを帯電するものである。このときトナー帯電器１７は、２次転写残トナーを感光ドラム１に担持されているトナーの帯電極性とは逆極性に帯電する。以下、感光ドラム１に接触する帯電ローラ２と区別するために２次転写残トナー除電用の帯電ローラ１５をＩＣＬローラ１５という。
【００６２】
ＩＣＬローラ１５によるトナー層の帯電は放電によって行われる。これは本実施の形態で用いているトナーが絶縁性トナーであるためであり、中抵抗の中間転写体８やＩＣＬローラ１５から電荷の注入をほとんど受けず、専らＩＣＬローラ１５の表面からの放電によってのみしか帯電を受けない。
【００６３】
本実施の形態で用いたＩＣＬローラ１５は直径２０ｍｍの単層ソリッドローラである。
【００６４】
直径６ｍｍの芯金の上に設けた導電ゴム層はＥＰＤＭゴムにカーボンを分散させた体積抵抗値１０^７Ωｃｍに調整した中抵抗ゴムであり、ＩＣＬローラ１５としての抵抗値は、ＩＣＬローラ１５を中間転写体８の金属ドラムに押し当てて幅３ｍｍの接触ニップを形成し、これとローラ芯金の間に１００Ｖの直流電圧を印加して測定した抵抗値で１０^６Ωであった。
【００６５】
しかし、ＩＣＬローラ１５に電圧を印加してトナー層の帯電を行った場合には、帯電を受けるのはトナー層の最表層だけになってしまう。つまり、トナー層の表層は高いトリボを持ったプラストナーになり、内部層には帯電を受けていない比較的低いトリボのトナーが残ってしまう。このような状態のトナー層をクリーニングしようとすると、以下に述べるようなクリーニング不良とネガゴーストとの二つの問題が発生することになる。
【００６６】
（１）クリーニング不良
ＩＣＬローラ１５を通過して帯電を受けたトナーの内部層が低いトリボのままであると、次画像にクリーニング不良を発生させてしまう。クリーニングは、プラスに帯電された２次転写残トナーを、感光ドラム１と中間転写体８との間の電界で回収することによって行われるため、弱いプラスもしくはマイナスのトリボを持ったトナーは回収されず、次画像のベタ白部にクリーニング不良のポジゴーストとして表れ、大きな画像欠陥となる。
【００６７】
これを防止するためには内部層のトナーのトリボもプラスなるような大電流をＩＣＬローラ１５に流す必要がある。しかし、この場合にはトナー層の表層のトリボはさらに高いトリボを持つことになる。
【００６８】
（２）ネガゴースト
ＩＣＬローラ１５を通過した後のトナー層の最表層は強く帯電を受けており、そのトリボは＋５０μＣ／ｇ以上にも達する。このようなトナーは１次転写ニップでクリーニングされる際に、次画像に悪影響を与える。クリーニングと同時に１次転写を行われる次画像のトナートリボは、−２０μＣ／ｇ程度に過ぎない。したがって、このようなトナーはクリーニングされる強いプラスのトリボを持ったトナーに静電的に吸着されてしまい、中間転写体８に１次転写されることなく感光ドラム１に戻ってしまう。
【００６９】
したがって、例えばベタ黒画像を形成しようとしても、前画像に対応する部分のトナーが感光ドラム１に戻ってしまっているため、濃度差を生じ、ネガゴーストとして観察されることになる。
【００７０】
このような現象を防止するためには、ＩＣＬローラ１５に流す電流を少なくして２次転写残トナーの強くプラスに帯電された表層のトリボを下げることが有効であるが、このような対処をすると内部層のトナーは帯電されないため、クリーニング不良は逆に激しくなる。
【００７１】
このように、クリーニング不良とネガゴーストは背反するものであり、ＩＣＬローラ１５に流す電流を大きくすると、ネガゴーストが激しくなり、小さくすると逆にクリーニング不良が激しくなるため、両者を満足する領域が見いだせない。
【００７２】
２次転写残トナー量とＩＣＬ電流の関係を図９に示す。同図中では、２次転写残トナーを「２転残」と略記する。また、図中の「Ｍ／Ｓ」は、単位面積あたりのトナー質量を表している。
【００７３】
同グラフの斜線で示した部分が、２次転写残トナーのクリーニングを良好に行うことのできる領域である。すなわち、２次転写残トナーが多くなるにつれ、ＩＣＬローラ１５に流す電流を多くしなければクリーニングできなく、電流が少なくてもネガゴーストがおきやすくなることがわかる。そのため、２次転写残トナーのＭ／Ｓが０．１１以上になると両方を満たす電流が無くなる。
【００７４】
この二つの問題点を解決するためにはＩＣＬローラ１５通過後のトナートリボを均一化することが必要である。表層の強いプラストナーがネガゴーストを引き起こし、内部層の弱いトリボのトナーがクリーニング不良を起こしているため、トナー全層を均一にプラスに帯電すれば、このような問題点を解消することができる。
【００７５】
これを実現するために本実施の形態では、ＩＣＬローラ１５（トナー帯電器１７）の上流側に、現像剤回収手段としてのクリーニング装置２０を設置した。すなわち、中間転写体８による２次転写位置よりも下流側にクリーニング装置２０が設けられ、さらにクリーニング装置２０の下流側でかつ感光ドラム１による１次転写位置よりも上流側にトナー帯電器１７が設けられるという配置である。
【００７６】
クリーニング装置２０は、ローラ部材としてのクリーニングローラ１８を有する。本実施の形態では、クリーニングローラ１８は１８φのＳＵＳローラを使用している。
【００７７】
クリーニングローラ１８には、プラスの電圧（６００Ｖ）が印加され、中間転写体８上のマイナスのトナーを回収する。すなわち、中間転写体８の表面に残留した２次転写残トナーの一部、具体的には感光ドラム１に担持されているトナーの帯電極性と同極性に帯電したトナーを回収する。クリーニングローラ１８には掻き落とし部材としてのクリーニングブレード１９が当接し、クリーニングローラ１８からトナーを掻き落としている。
【００７８】
このように、トナー帯電器１７の上流側にて、クリーニング装置２０により２次転写残トナーのうちマイナスに帯電しているものを回収するようにしたことで、中間転写体８上のトナーでマイナスのものはほとんど無くなり、ＩＣＬローラ１５でプラスに帯電することを容易にした。また、クリーニングローラ１８で転写残トナーを一部回収するため、ＩＣＬローラ１５を通過するトナー層が減少し、ＩＣＬローラ１５のクリーニングラチチュードが広がった。
【００７９】
また、この種の画像形成装置では、画像形成に先立ち中間転写体８上にパッチを形成し、そのパッチの濃度に基づいて露光量や現像バイアスなどのプロセス条件を制御することが行われるが、パッチはトナーののり量が多いため（Ｍ／Ｓ＝０．６；ベタ）、ＩＣＬローラ単独あるいはクリーニングローラ単独の構成ではパッチトナーのクリーニングが困難であった。そこで従来では、ＩＣＬローラに通常の逆バイアスを印加し、１次転写にも逆バイアスをかけて感光ドラムに回収し、感光ドラムに回収できなかった残トナーを再度ＩＣＬローラで通常帯電し、１次転写で転写同時回収を行うといった手法がとられていた。しかし、このような手法では、中間転写体一周分余計に回転させる必要があるため、ファーストプリント時間の遅延や生産性の低下を招いていた。
【００８０】
これに対し、本実施の形態では、パッチ部に対するクリーニングローラ１８の回収効率が９０％と仮定しても、中間転写体８上の残トナーのＭ／Ｓは０．６×０．１＝０．０６となり、ＩＣＬローラ１５によるクリーニング可能領域（Ｍ／Ｓ＜０．１１）に入る。そのため、パッチを形成した場合でも通常のシーケンスと同様にクリーニングできるため、生産性を落とすことなくプロセス条件制御をすることが可能となった。
【００８１】
（第２の実施の形態）
図２および図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。上記第１の実施の形態ではワンドラム系の画像形成装置に本発明を適用した例について述べたが、本実施の形態では複数の画像形成部（プロセスステーション）を具備するインライン方式の画像形成装置に本発明を適用した例を示す。
【００８２】
図２に画像形成部の一例の概略構成を示す。
【００８３】
同図に示す画像形成部Ｐは、矢印方向に回転する感光ドラム（第１の像担持体）２１を有しており、その表面は、１次帯電器（帯電手段）２２によって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光装置（露光手段）２３による画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置（現像手段）２４の現像スリーブ２４ａによってトナー（現像剤）が付着され、トナー像（現像剤像）として現像される。このトナー像は、転写帯電部材（転写手段）２５によって中間転写ベルト（第２の像担持体）２８上に静電的に転写され、中間転写ベルト２８に担持されて矢印Ｘ方向に搬送される。
【００８４】
一方、トナー像転写時に中間転写ベルト２８に転写されないで感光ドラム２１表面に残ったトナー（１次転写残トナー）は、クリーナーのクリーニングブレード２６によって除去されて廃トナー搬送スクリュー２７によって、不図示の廃トナー容器に送られる。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム２１は、次の画像形成に供される。
【００８５】
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。同図の画像形成装置は、上記画像形成部を複数（本実施形態では４つ）並べて構成され、各画像形成部で異なる色のトナー像を形成し、それらを順次重ね合わせることでフルカラー画像を形成する。
【００８６】
この画像形成装置本体内には、矢印Ｘ方向に回転する無端状の中間転写ベルト（第２の像担持体）２８が配設されている。この中間転写ベルト２８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデンなどのような誘電体樹脂のフィルムによって形成されている。不図示の給紙カセットから取り出された転写材３８は、レジストローラ３２を経て、中間転写ベルト２８の２次転写位置に供給される。
【００８７】
中間転写ベルト２８の上方には、４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列上に中間転写ベルト２８の回転方向に沿って配置されている。これらの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、互いにほぼ同様の構成をしているため、以下、画像形成部Ｐａを例にとって構成を説明する。
【００８８】
画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された感光ドラム（第１の像担持体）２１ａを備えている。感光ドラム２１ａの周囲には、１次帯電器（帯電手段）２２ａ、露光装置（露光手段）２３ａ、現像装置（現像手段）２４ａ、転写帯電部材（転写手段）２５ａ、クリーニング装置（２６ａ，２７ａ）等のプロセス機器が配置されている。ここでは、少なくとも感光ドラム２１ａ、現像装置２４ａおよびクリーニング装置をプロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置本体から着脱自在な構成にしている。
【００８９】
なお、本実施の形態では、画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの現像装置には、それぞれブラックトナー、マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナーが収納されているが、トナー色はこれに限られず互いに同じ又は異なる色のトナーを自由に組み合わせることができる。
【００９０】
感光ドラム２１ａには、露光装置２３ａから原稿のブラック成分色の画像信号によるレーザー光がポリゴンミラー（不図示）等を介して投射され、感光ドラム２１ａ上に静電潜像が形成される。これに現像装置２４ａからブラックトナーを供給して現像し、静電潜像がブラックトナー像として可視化される。このトナー像が感光ドラム２１ａの回転にともなって、感光ドラム２１ａと中間転写ベルト２８とが当接する１次転写位置に到来すると、転写帯電部材２５ａに印加した１次転写バイアスによって、感光ドラム２１ａ上のブラックトナー像が中間転写ベルト２８に転写される（１次転写）。
【００９１】
中間転写ベルト２８のブラックトナー像を担持した部位が画像形成部Ｐｂに移動すると、このときまでに画像形成部Ｐｂにおいて上記と同様な方法で感光ドラム２１ｂ上にマゼンタトナー像が形成され、このマゼンタトナー像がブラックトナー像上から中間転写ベルト２８に転写される。
【００９２】
同様に、中間転写ベルト２８が移動するにつれて、画像形成部Ｐｃ，Ｐｄのそれぞれの１次転写位置においてシアントナー像、イエロートナー像が、前記のブラックトナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。一方、このような画像形成プロセスと同期して、給紙カセットから給紙された転写材３８がレジストローラ３２を経て２次転写位置に搬送される。そして、２次転写部材２９に印加した２次転写バイアスによって、中間転写ベルト２８上の４色のトナー像が転写材３８上に一括して転写される（２次転写）。
【００９３】
４色のトナー像が転写された転写材３８は、中間転写ベルト２８から分離された後、搬送ベルト３３により定着装置３０に搬送される。定着装置３０では、１対のローラにより転写材３８に熱と圧力を加えて、トナー像を転写材３８に定着する。
【００９４】
本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様、中間転写ベルト２８による２次転写位置の下流側に現像剤回収手段としてのクリーニング装置３１を設けるとともに、このクリーニング装置３１の下流側でかつ最上流の感光ドラム２１ａによる１次転写位置の上流側に現像剤帯電手段としてのＩＣＬローラ３４を設けている。
【００９５】
クリーニング装置３１は、ローラ部材としてのクリーニングローラ３１ａを有する。本実施の形態では、クリーニングローラ３１ａは１８φのＳＵＳローラを使用している。
【００９６】
クリーニングローラ３１ａには、プラスの電圧（６００Ｖ）が印加され、中間転写ベルト２８上のマイナスのトナーを回収する。すなわち、中間転写ベルト２８の表面に残留した２次転写残トナーのうち感光ドラム２１ａに担持されているトナーの帯電極性と同極性に帯電したトナーを回収する。クリーニングローラ３１ａには掻き落とし部材としてのクリーニングブレード３１ｂが当接し、クリーニングローラ３１ａからトナーを掻き落としている。
【００９７】
ＩＣＬローラ３４の構成および作用は、上記第１の実施の形態のものと同様である。
【００９８】
このように、ＩＣＬローラ３４の上流側にて、クリーニング装置３１により２次転写残トナーのうちマイナスに帯電しているものを回収するようにしたことで、中間転写ベルト２８上のトナーでマイナスのものはほとんど無くなり、ＩＣＬローラ３４でプラスに帯電することを容易にした。また、クリーニングローラ３１ａで転写残トナーを一部回収するため、ＩＣＬローラ３４を通過するトナー層が減少し、ＩＣＬローラ３４のクリーニングラチチュードが広がった。
【００９９】
また、パッチを形成した場合でも通常のシーケンスと同様にクリーニングできるため、生産性を落とすことなくプロセス条件制御をすることが可能となった。
【０１００】
（第３の実施の形態）
図４には、本発明の第３の実施の形態が示されている。上記第１，第２の実施の形態では、ＩＣＬローラの上流側にクリーニングローラを設けることで、２次転写残トナーのクリーニングを行っているが、本実施の形態では、ＩＣＬローラのみで２次転写残トナーを確実にクリーニングする構成を示す。
【０１０１】
その他の構成および作用については第２の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０２】
上述したように、クリーニング不良とネガゴーストは背反するものであり、ＩＣＬローラに流す電流を大きくすると、ネガゴーストが激しくなり、小さくすると逆にクリーニング不良が激しくなるため、両者を満足する領域が見いせないという問題がある。
【０１０３】
この問題点を解決するためにはＩＣＬローラ通過後のトナートリボを均一化することが必要である。表層の強いプラストナーがネガゴーストを引き起こし、内部層の弱いトリボのトナーがクリーニング不良を起こしているため、トナー全層を均一にプラスに帯電すれば、このような問題点を解消することができる。
【０１０４】
これを実現するために本実施の形態ではＩＣＬローラ３４に帯電バイアス電源から印加する帯電バイアスとしてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳する。
【０１０５】
ＡＣ電圧を印加することによってＩＣＬローラ３４からの放電だけでなく中間転写ベルト２８からの逆放電も励起することができ、トナー層の内部にまで電界を及ぼすことが可能になる。また、さらに高いＡＣ電圧を印加した場合には中間転写ベルト２８とＩＣＬローラ３４との間でトナーが飛翔し始めるため、トナー層の中でトナーの入れ替わりが発生し、さらに均一に帯電することが可能になる。
【０１０６】
以下に、具体的な例を示す。
【０１０７】
本実施の形態で用いたＩＣＬローラ３４は直径２０ｍｍの単層ソリッドローラである。直径６ｍｍの芯金の上に設けた導電ゴム層はＥＰＤＭゴムにカーボンを分散させた体積抵抗値１．０Ｅ７Ωｃｍに調整した中抵抗ゴムであり、ＩＣＬローラ３４としての抵抗値は、ＩＣＬローラ３４を中間転写ベルト２８に押し当てて幅３ｍｍの接触ニップを形成し、これとローラ芯金の間に１００Ｖの直流電庄を印加して測定した抵抗値で１．０Ｅ６Ωであった。
【０１０８】
このＩＣＬローラ３４にＩＣＬ電流としてＤＣ定電流にＡＣ定電流を重畳したバイアスを印加する。定電流に制御する理由は、中間転写ベルト２８やＩＣＬローラ３４の抵抗値が変化してもトナーに一定の電荷を与えるためである。
【０１０９】
具体的にはＤＣ成分は＋３５μＡの定電流として、ＡＣ成分は４ｋＶｐｐ、周波数１０００Ｈｚの正弦波とする。この電圧によって２次転写残トナーはＩＣＬローラ３４および中間転写ベルト２８の両方から放電を受け、均一に帯電される。さらに、両者の間で飛翔（ジャンピング）も発生するため、トナー層は撹乱され、更なる均一帯電が可能になる。
【０１１０】
なお、ＤＣ電圧に重畳するＡＣ電圧について、その周波数は画像形成装置のプロセススピードから決定される。本実施の形態ではプロセススピードが１００ｍｍ／ｓｅｃであるため、中間転写ベルト２８上でのＡＣ成分の周期が十分短くなるように決定されており、周波数１０００Ｈｚを用いた場合にはピッチ（感光ドラム２１の帯電を行う際のＡＣのサイクルマークに相当する）は１００μｍとなる。一般的には周期は１ｍｍ以下になることが好ましい。
【０１１１】
また、ＡＣ電圧は中間転写ベルト２８からＩＣＬローラ３４に逆放電が発生し始めるようなピーク間電庄Ｖｐｐが必要であり、中間転写ベルト２８とＩＣＬローラ３４の放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有することが望ましく、さらにトナーの飛翔を起こさせる場合にはさらに高い電圧を印加する必要がある。
【０１１２】
また、ＡＣの波形については中間転写ベルト２８へのダメージを軽減させる意味では高調波を含まない正弦波が望ましく、低いピーク間電圧Ｖｐｐで効率的な帯電やトナー飛翔を起こさせるためにはピーク間電圧Ｖｐｐを長く維持できる矩形波が望ましい。
【０１１３】
また、ＡＣ電圧（電流）が重畳されるＤＣ電圧（電流）に関しては、これを変化させることによってＩＣＬローラ３４通過後のトナートリボを制御できる。すなわち、印加するＤＣ電圧を高くすることによってＩＣＬローラ３４通過後のトナートリボを高い値にすることができる。
【０１１４】
また、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳させることによってトナートリボの収束性を期待できるようになり、ＩＣＬローラ３４通過前のトナートリボが不安定でも、通過後のトリボを安定した既定の値にすることができ、逆転写が可能である。
【０１１５】
しかし、ＩＣＬの性能は２次転写残トナー量Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ^２）に大きく依存し、クリーニング可能領域、ネガゴースト発生領域の関係は、図５のようになっている。クリーニング可能の線は、この電流以上であればクリーニング可能を示し、ネガゴーストの線は、その電流以上を流すとネガゴーストが発生することを示す。実線は完全にクリーニングできる領域、ネガゴーストが発生しない領域であり、点線はよく見なければわからないレベルのラインである。
【０１１６】
グラフより、２次転写残トナーの量（Ｍ／Ｓ）が多くなるにつれて、クリーニング可能なＩＣＬ電流は多く必要になり、逆にネガゴーストが発生するＩＣＬ電流は小さくなっている。
【０１１７】
これにより、ＩＣＬの電流設定としては、クリーニング可能領域より上で、ネガゴースト発生領域より下の図中斜線で示した領域であり、その交点である＋３５μＡが適正値であることがわかる。しかし、このグラフからもわかるように２次転写残トナー量が０．１１ｍｇ／ｃｍ^２以上になると、両方を満足するＩＣＬ電流はなくなる。
【０１１８】
そこで、本実施の形態では、ＭＰＵおよびメモリ等から構成される制御装置（制御手段）３５によって以下のような制御を行う。制御装置３５は、各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの駆動制御およびＩＣＬローラ３４に供給するＩＣＬ電流（又は、印加する帯電バイアス）の制御を行うものである。
【０１１９】
制御装置３５は、複数の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄのうち最上流に配されている画像形成部Ｐａ以外の画像形成部で画像形成を行う場合に、その画像形成部よりも上流側に配される他の画像形成部（画像形成を行っていない画像形成部）にて２次転写残トナーのクリーニングを行うようにする。
【０１２０】
たとえば、最下流に配される黒色の画像形成部Ｐｄにて黒単色の画像形成を行う場合には、画像形成を行わない画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃにて２次転写残トナーの回収を行う。
【０１２１】
具体的には、黒単色の画像形成にも、色トナー用の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの帯電装置および転写帯電部材を駆動させることで、感光ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃと中間転写ベルト２８の間に２次転写残トナー回収用の電界を発生させる。
【０１２２】
このようにすれば、黒単色時にはクリーニング可能な程度に大きなＩＣＬ電流を流したとしても、画像形成部Ｐｄにネガゴーストが発生することはないので、中間転写ベルト２８の良好なクリーニングとネガゴーストの防止を両立することが可能となる。
【０１２３】
したがって、本実施の形態では、フルカラー時のＩＣＬ電流を３５μＡ、黒単色時のＩＣＬ電流を６０μＡと設定し、画像形成部の全部で画像形成を行う場合と一部で行う場合とでＩＣＬ電流を可変することとした。なお、黒単色時のＩＣＬ電流は、予想される最大の２次転写残トナー量を０．１３ｍｇ／ｃｍ^２として、その０．１３ｍｇ／ｃｍ^２をクリーニング可能なＩＣＬ電流値から算出した。
【０１２４】
これにより、フルカラー時には微かなクリーニング不良、ネガゴーストの発生におさえ、黒単色時にはクリーニング不良とネガゴーストの発生を完全に防ぎ良好な画像形成が可能となった。
【０１２５】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。なお、以下に述べる構成および作用以外の部分は、上記第３の実施の形態のものと同様である。
【０１２６】
上記第３の実施の形態では、黒単色時にも画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを稼動し、中間転写ベルト２８の２次転写残トナーを回収したが、黒単色時にも色トナー用の画像形成部を駆動すると、帯電方法が帯電ローラの場合、感光ドラムが削れドラム寿命が短くなる。
【０１２７】
ドラム削れの量として、帯電方式に帯電ローラを採用した場合、クリーニングによる削れ量の比は、概ね、
ＡＣ＋ＤＣ：ＤＣ：空回転＝１０：３：１
となる。なお、「ＡＣ＋ＤＣ」，「ＤＣ」は、帯電ローラに印加する電圧の種類をさし、「空回転」とは、帯電ローラに電圧を印加していない非駆動状態をさす。
【０１２８】
そのため、本実施の形態では、黒単色時に、黒トナー用の画像形成部Ｐｄよりも上流側に配される色トナー用の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのうち、最上流に配される画像形成部Ｐａの帯電装置および転写帯電部材のみを駆動することとした。画像形成部Ｐｂ，Ｐｃについては空回転のみを行った。
【０１２９】
これにより黒単色時の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃのドラム削れ量は１／１０とすることができた。また、カラーと黒単色の画像形成の割合が３：７の場合、黒トナー用の画像形成部Ｐｄのドラム削れ量を１００とすると、ＭＣＹのドラムの削れ量は、第３の実施の形態と比べ表１のように少なくなった。
【０１３０】
【表１】

【０１３１】
仮に、黒トナー用のドラムの寿命を３０，０００枚とすると、ＣＹのドラム寿命は８１，０００枚と約３倍になる。
【０１３２】
以上説明したように、本実施の形態では、上記各実施の形態と同様の作用効果に加え、黒単色時のクリーニング性をより向上するとともに、黒トナー用の画像形成部Ｐｄよりも上流側に配される画像形成部のうち一つだけを帯電、転写することで、他の色のドラム寿命が延命された。
【０１３３】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。なお、以下に述べる構成および作用以外の部分は、上記第３の実施の形態のものと同様である。
【０１３４】
上記第４の実施の形態では、黒単色時に最上流に位置するＭトナー用の画像形成部Ｐａのみで２次転写残トナーを回収することとしたが、本実施の形態では、画像形成に係るジョブ単位で２次転写残トナーを回収する（すなわち、帯電装置および転写帯電部材を駆動する）画像形成部を切り換える。黒単色時、ジョブ毎に帯電・転写を行う画像形成部を変えることで、色トナー用のドラムの削れ量を均一化することができる。
【０１３５】
なお、画像形成に係るジョブとは、画像形成装置の機能や構成に応じて設定される画像形成プロセスの一単位である。たとえば、転写材一枚に画像形成を行うプロセスを１ジョブとすることもできるし、複数枚の原稿を複写する場合や同一画像を複数枚の転写材に画像形成する場合にはその複数枚分の画像形成プロセスをもって１ジョブとすることもできる。
【０１３６】
上記第４の実施の形態と同じようにカラーと黒単色の画像形成の割合を３：７と仮定すると、ＭＣＹＫのドラムの削れ量は、表２のように色トナー用のドラム削れ量は均一化され、色トナー用のドラム削れ量と黒トナー用のドラム削れ量の差は約２倍になる。黒トナー用のドラム寿命を３０，０００枚とすると、色トナー用のドラム寿命は５１，０００枚となる。
【０１３７】
【表２】

【０１３８】
さらに本実施の形態では、図６に示すように、黒トナー用の画像形成部Ｐｄの感光ドラム２１ｄのドラム径を色トナー用の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの感光ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃのドラム径の倍にした。
【０１３９】
これにより黒トナー用のドラム寿命は６０，０００枚、色トナー用のドラム寿命は５０，０００枚となり、最低のドラム交換間隔を、第３，第４の実施の形態の３０，０００枚から５０，０００枚にのばすことが可能となった。これにより、複写機の場合サービスマンによるドラム交換の回数が減り、サービス性向上およびサービスコストの削減が可能となった。
【０１４０】
以上、第１〜第５の実施の形態を例示して、本発明の構成および作用を具体的に説明したが、本発明の範囲はこれらに限られることはない。たとえば、上記第１〜第５の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２次転写残トナーを確実にクリーニングし、高品位な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置に具備される画像形成部の一例の概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図５】クリーニング可能領域およびネガゴースト発生領域を説明する図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図９】クリーニング可能領域およびネガゴースト発生領域を説明する図である。
【符号の説明】
１　感光ドラム
２　帯電ローラ
３　バイアス電源
４　画像情報書き込み手段
６，７　現像器
８　中間転写体
８ａ　バイアス電源
８ｂ　ドラム
８ｃ　ゴム層
９　クリーニング装置
９ａ　クリーニングブレード
１０　再帯電器
１１　転写ローラ
１２　転写ベルト
１３　２次転写バイアス電源
１５　ＩＣＬローラ（帯電ローラ）
１６　帯電バイアス電源
１７　トナー帯電器
１８　クリーニングローラ
１９　クリーニングブレード
２０　クリーニング装置
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ　感光ドラム
２２，２２ａ　１次帯電器
２３，２３ａ　露光装置
２４，２４ａ　現像装置
２５，２５ａ　転写帯電部材
２６　クリーニングブレード
２７　廃トナー搬送スクリュー
２８　中間転写ベルト
２９　２次転写部材
３０　定着装置
３１　クリーニング装置
３１ａ　クリーニングローラ
３１ｂ　クリーニングブレード
３２　レジストローラ
３３　搬送ベルト
３４　ＩＣＬローラ
３５　制御装置
３８　転写材
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ　画像形成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus provided with an intermediate transfer member, and more particularly, to a technique for cleaning a developer remaining on an intermediate transfer member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer that uses an intermediate transfer member is known. In this method, a primary transfer step of transferring a toner image (developer image) formed on the surface of a photosensitive drum (first image carrier) to an intermediate transfer body (second image carrier) is performed by using a multicolor toner image. By forming a plurality of color toner images on the intermediate transfer member by repeating the above, the toner image of the plurality of colors on the intermediate transfer member is secondarily transferred collectively onto a transfer material such as paper. A color image (multicolor image) on a transfer material.
[0003]
The above-described image forming apparatus using the intermediate transfer member has an advantage in that an image without overlapping deviation (color deviation) of the toner images of each color can be obtained. On the other hand, after the secondary transfer from the intermediate transfer member to the transfer material, secondary transfer residual toner (residual developer) exists on the intermediate transfer member, and removal of the secondary transfer residual toner is one technical problem. It has become.
[0004]
In particular, when an elastic body is used as an intermediate, cleaning with a blade is difficult, and therefore, a technique for cleaning the intermediate is important.
[0005]
Means for solving this problem include a charge applying means for applying a positive charge to the toner image before the secondary transfer, and a primary transfer on the downstream side of the secondary transfer position in the moving direction of the surface of the intermediate transfer member. Charging means disposed upstream of the nip to charge the secondary transfer residual toner to the opposite polarity to the surface potential of the photosensitive drum, and to charge the secondary transfer residual toner of the opposite polarity on the intermediate transfer member. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-50167, etc.) has been proposed in which the image is returned to the photosensitive drum surface via the primary transfer nip at the same time as the primary transfer.
[0006]
For example, as shown in FIG. 7, in an image forming apparatus configured to sequentially form an image on the intermediate transfer body 128 in the order of Pa → Pb → Pc → Pd (MCYK) and transfer the image to the transfer material 108 by the secondary transfer unit 126. A method of providing a charging roller (ICL roller) 130 downstream of the secondary transfer section 126 of the intermediate transfer member 128 is known (ICL method). According to this method, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member 128 is charged to the opposite polarity by the charging roller (ICL roller) 130, and is transferred onto the photosensitive drum 121 at the transfer position 124 of the first station Pa at the same time as the next image formation. And is collected by the cleaning device 125 in Pa.
[0007]
Further, as shown in FIG. 8, a configuration is also known in which a cleaning roller 131 to which a voltage is applied is brought into contact with the intermediate transfer member 128, toner is electrostatically attached to the cleaning roller 131, and the toner is peeled off from the cleaning roller 131 by a blade 132. Has been.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional ICL method, there are two problems, that is, a cleaning failure and a negative ghost as described below.
[0009]
(1) Cleaning failure
If the inner layer of the toner that has passed through the ICL roller and has been charged remains at a low tribo, a cleaning failure occurs in the next image. Since the cleaning is performed by collecting the positively charged secondary transfer residual toner with an electric field between the photosensitive drum and the intermediate transfer member, the toner having a weak plus or minus tribo is not collected. Positive ghosts of poor cleaning appear on solid white portions of the next image, resulting in large image defects.
[0010]
In order to prevent this, it is necessary to supply a large current to the ICL roller so that the toner in the inner layer also has a positive tribo. However, in this case, the tribo of the surface layer of the toner layer has a higher tribo.
[0011]
(2) Negative ghost
The outermost layer of the toner layer after passing through the ICL roller is strongly charged, and its tribo reaches as high as +50 μC / g or more. Such toner has an adverse effect on the next image when it is cleaned at the primary transfer nip. The toner tribo of the next image on which the primary transfer is performed simultaneously with the cleaning is only about −20 μC / g. Therefore, such toner is electrostatically attracted to the toner having a strong positive tribo to be cleaned, and returns to the photosensitive drum without being primarily transferred to the intermediate transfer member.
[0012]
Therefore, for example, even if an attempt is made to form a solid black image, since the toner corresponding to the previous image has returned to the photosensitive drum, a density difference occurs and the image is observed as a negative ghost.
[0013]
In order to prevent such a phenomenon, it is effective to reduce the current flowing to the ICL roller to lower the tribo of the strongly positively charged surface layer of the secondary transfer residual toner. Since the toner in the inner layer is not charged, the cleaning failure becomes more severe.
[0014]
As described above, the poor cleaning and the negative ghost are contrary to each other. When the current flowing through the ICL roller is increased, the negative ghost becomes severe, and when the current is decreased, the cleaning failure becomes severe. .
[0015]
The relationship between the amount of the secondary transfer residual toner, the cleaning performance, and the negative ghost is as shown in FIG. 9 as the cleaning performance by the ICL roller. When the amount of the secondary transfer residual toner increases, the latitude disappears. For this reason, it is not possible to clean the transfer residual toner such as a high-temperature and high-humidity environment with poor transfer efficiency or thick paper.
[0016]
On the other hand, in the method using a cleaning roller, since the secondary transfer residual toner includes toners of both polarities, toners of opposite polarities cannot be cleaned. Further, even if the polarity is uniform, the electrostatic adhesion to the cleaning roller is not 100% similarly to the transfer efficiency. Therefore, when the amount of the secondary transfer residual toner is large or the patch cannot be completely cleaned.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reliably cleaning a secondary transfer residual toner and forming a high-quality image. It is in.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in an image forming apparatus according to the present invention, a first image carrier that carries a developer image and a developer image that is primarily transferred from the first image carrier are carried. A second image carrier for secondary transfer of the developer image to a transfer material at a secondary transfer position while rotating, and a second image carrier provided downstream of the secondary transfer position, A developer collection unit that collects at least a part of the developer remaining on the surface of the carrier, and a downstream side of the developer collection unit and an upstream side of a primary transfer position by the first image carrier. Developer charging means for charging the developer remaining on the surface of the second image carrier to a polarity opposite to that of the developer carried on the first image carrier. It is characterized by the following.
[0019]
It is preferable that the developer collecting unit collects a developer charged to the same polarity as the charged polarity of the developer carried on the first image carrier, from the remaining developer.
[0020]
It is preferable that the developer collecting means electrostatically attracts the remaining developer.
[0021]
It is preferable that the developer collecting unit contacts a roller member to which a voltage having a polarity opposite to a charging polarity of the developer carried on the first image carrier is applied to the surface of the second image carrier. It is.
[0022]
It is preferable that the developer collecting means has a scraping member for scraping off the developer adsorbed on the roller member surface.
[0023]
A plurality of the first image carriers are provided along a rotation direction of the second image carrier, and each of the plurality of first image carriers carries a developer image of the same or different color from each other. It is preferable that the primary transfer is sequentially performed on the second image carrier.
[0024]
It is preferable that the second image carrier has an elastic layer on a surface layer.
[0025]
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a first image carrier, a charging unit for charging the first image carrier, and an electrostatic latent image formed by exposing the charged first image carrier. A plurality of image forming units having an exposing unit for forming the image, a developing unit for developing the electrostatic latent image to form a developer image, a transfer unit for primary transferring the developer image, and the plurality of images. A second image carrier that rotates while carrying the primary-transferred developer image from each or at least one of the forming units and secondary-transfers the developer image to a transfer material at a secondary transfer position And a surface of the second image carrier provided downstream of the secondary transfer position and upstream of a primary transfer position of the most upstream one of the plurality of image forming units. The developer remaining on the first image carrier is charged to a polarity opposite to that of the developer carried on the first image carrier. A developer charging unit, and an image forming unit that is arranged upstream of the image forming unit when an image is formed only in an image forming unit other than the image forming unit arranged at the most upstream position among the plurality of image forming units. And a control unit for driving the charging unit and the transfer unit of the image forming unit.
[0026]
The control unit is configured to, when performing image formation only by the image forming unit disposed at the most downstream position, charge one of a plurality of other image forming units disposed upstream of the image forming unit. Further, it is preferable that the transfer unit is driven and another image forming unit that drives the charging unit and the transfer unit is switched for each job related to image formation.
[0027]
The control unit may vary a voltage applied to the developer charging current or a supplied current between a case where image formation is performed in all of the plurality of image forming units and a case where image formation is performed in part of the plurality of image forming units. It is suitable.
[0028]
The voltage applied to the developer charging unit is preferably a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage.
[0029]
The current supplied to the developer charging unit is preferably a current obtained by superimposing an AC current on a DC current.
[0030]
It is preferable that one of the plurality of image forming units disposed at the most downstream side forms a black developer image.
[0031]
A developer collection unit that is provided downstream of the secondary transfer position and upstream of the developer charging unit and collects at least a part of the developer remaining on the surface of the second image carrier; It is preferable to further provide.
[0032]
It is preferable that the developer collecting unit collects a developer charged to the same polarity as the charged polarity of the developer carried on the first image carrier, from the remaining developer.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified. Absent.
[0034]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an electrophotographic full-color printer of an intermediate transfer system. In this electrophotographic full-color printer, A3 is the maximum sheet passing width size, and the process speed is 100 mm / sec.
[0035]
In FIG. 1, a photosensitive drum 1 is a first image carrier, for example, an OPC photosensitive drum having a diameter of 86 mm. The photosensitive drum 1 has a configuration in which an undercoat layer, a charge injection preventing layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer are provided on an aluminum drum substrate. The protective layer is formed by dispersing tin oxide for adjusting the resistance value and Teflon (registered trademark) particles for releasing property in a photocurable acrylic binder.
[0036]
The photosensitive drum 1 is driven to rotate in a rotation direction indicated by an arrow R1. A charging unit (2, 3) for uniformly charging the photosensitive drum 1 to -500 V, an image information writing unit 4, a developing unit (6, 7), and a second image are arranged in this order along the rotation direction R1 of the photosensitive drum 1. A cleaning device 9 having an intermediate transfer member 8 as a carrier and a cleaning blade 9a is provided.
[0037]
The charging unit has a configuration in which a bias power supply 3 is connected to a charging roller 2 as a charging member. The voltage applied from the bias power supply 3 to the charging roller 2 is obtained by superimposing a DC voltage of -500 V and an AC voltage of 2000 V peak-to-peak voltage Vpp with a sine wave of 1000 Hz. The charging unit applies a voltage to the charging roller 2 from the bias power source 3 to move the electric charge to the insulating photosensitive drum 1 by discharging to perform charging.
[0038]
On the charged surface of the photosensitive drum 1, laser light whose intensity is modulated in synchronization with an image signal by the image information writing means 4 is image-exposed to form an electrostatic latent image. The intensity of the laser beam is set so that the surface potential (bright portion potential) of the photosensitive drum 1 in the portion exposed by the laser beam is -200V.
[0039]
The developing means includes an independent magnetic one-component developing device 6, a rotary non-magnetic one-component developing device 7 provided separately from the developing device 6, and a developing bias power supply (not shown). . The developing device 6 develops a black image, and the developing device 7 develops cyan, magenta, and yellow color images. Then, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is visualized by the developing devices 6 and 7, and a toner image (developer image) is formed.
[0040]
The black toner contained in the developing unit 6 is obtained by subjecting a pulverized toner having a particle diameter of 6 μm to a spheroidizing treatment, and 100 parts of magnetite, a charge control agent, a lubricant, etc. are internally added to a polyester binder. Things. The color toner contained in the developing unit 7 is a capsule-type spherical non-magnetic toner manufactured by a polymerization method and containing wax.
[0041]
When printing is performed, the developing units 6 and 7 move to predetermined positions facing the photosensitive drum 1 in accordance with required colors, and develop the electrostatic latent image. A bias in which a rectangular wave of 2000 Hz and a peak-to-peak voltage of 2000 V is superimposed on a direct current of −350 V and a direct current of −350 V is applied to each of the developing units 6 and 7 to form an alternating electric field between the developing sleeve and the photosensitive drum 1, and the toner is discharged. Reverse development is performed by a jumping method of flying.
[0042]
Next, the intermediate transfer member 8 as the second image carrier will be described.
[0043]
A bias power supply 8a for applying a primary transfer bias is connected to the intermediate transfer body 8, and a transfer roller 11 is in contact with the intermediate transfer body 8 via a transfer belt 12 that conveys a transfer material from a paper feeding unit (not shown). . Further, a secondary transfer bias power supply 13 for applying a secondary transfer bias is connected to the transfer roller 11.
[0044]
A charging roller 15 as a contact charging member is in contact with the intermediate transfer member 8, and a charging bias power supply 16 is connected to the charging roller 15, and the developer is charged by the charging roller 15 and the charging bias power supply 16. A toner charger 17 as a means is configured.
[0045]
The intermediate transfer member 8 used in the present embodiment is formed on a solid drum having a diameter of 186 mm, and corresponds to a transfer material (A3 size in the present embodiment) as a third image carrier having a maximum paper passing size. It has a circumference that allows you to write an image to be written.
[0046]
On the metal drum 8b, a medium-resistance rubber layer 8c as an elastic layer is coated with a thickness of 5 mm, and the rubber layer 8c is further coated with 20 μm in order to ensure releasability. The rubber is formed of NBR and ethylene oxide, and has a volume resistivity of 10 by ethylene oxide. ⁵ The resistance is reduced to Ωcm. The coating was obtained by dispersing 400 parts of PTFE particles in an acrylic binder. ² The resistance value converted from the current measured by applying a voltage of 100 V between the region and the metal drum is 10 ⁶ Ω.
[0047]
In order to primarily transfer the toner on the photosensitive drum 1 onto the intermediate transfer member 8, +100 V is applied as a primary transfer bias from a bias power supply 8a to the metal drum. Actually, the area where the toner image is formed on the photosensitive drum 1 is at the exposure position VL = −200 V, so the primary transfer contrast is 300 V, which is the difference between these.
[0048]
The intermediate transfer member 8 is rotatably provided. When a full-color image is formed, the intermediate transfer member 8 rotates four times, and in each rotation, a black, yellow, magenta, and cyan single-color toner image is primarily transferred from the photosensitive drum 1, and finally each color toner image is formed. The images are stacked to form a full color toner image.
[0049]
The primary transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 is scraped off by the cleaning blade 9a to prepare for the next image formation.
[0050]
Since the intermediate transfer member 8 has a large diameter of 200 mm and cannot separate the transfer material by curvature, the secondary transfer from the intermediate transfer member 8 to the transfer material is performed by the transfer belt 12 via the transfer roller 11.
[0051]
The transfer belt 12 is formed by coating a conductive urethane belt with 30 μm of PVDF to increase the capacitance so that the transfer material is adsorbed. ² The resistance value measured by applying a voltage of 1000 V between the region of ¹⁰ Ω, the capacitance measured by applying a voltage of 1 V and 1000 Hz in the same measurement region was 1 nF.
[0052]
The transfer roller 11 is a rubber roller having a low resistance, and its impedance substantially depends only on the low resistance of the surface layer of the transfer belt 12.
[0053]
A +20 μA transfer current is applied to the transfer belt 12 to secondary-transfer the toner image onto the transfer material.
[0054]
The transfer efficiency in a general electrophotographic image forming apparatus is about 85%. In the printer of the present embodiment, the toner layer before the secondary transfer is recharged by the recharger 10, so that the transfer efficiency is reduced. Although it can be increased to about 95%, it is difficult to make the transfer efficiency 100% by the electrostatic transfer method because of the presence of the mirror force and the van der Waals force between the intermediate transfer member 8 and the toner. It is inevitable that secondary transfer residual toner remains.
[0055]
This secondary transfer residual toner generally has a positive charge inverted by the transfer current, but may remain negative when the transfer current is low or the resistance of the transfer material is low. It is unstable.
[0056]
In the electrophotographic image forming apparatus according to the present embodiment, a process is used in which primary transfer of the next image is performed at the primary transfer nip while simultaneously collecting secondary transfer residual toner of the previous image.
[0057]
As described above, the photosensitive drum 1 has a surface potential of -200 to -500 V due to the formation of the electrostatic latent image on the surface, and the intermediate transfer member 8 has a bias power of +100 V from the bias power supply 8a. Is applied. Therefore, the force acting on the primary transfer nip is the force of the minus toner toward the intermediate transfer member 8 and the force of the plus toner returning to the photosensitive drum 1.
[0058]
Further, since the toner to be transferred the next image has a tribo of about −10 μC / g, it can be transferred from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer member 8.
[0059]
However, if the toner tribo is low or unstable as described above, the secondary transfer residual toner is not collected on the photosensitive drum 1 and appears as a cleaning failure or ghost in the next image, causing an image failure. Sometimes.
[0060]
Therefore, in the present embodiment, a method is employed in which the secondary transfer residual toner after the secondary transfer is forcibly charged by the toner charger 17 and collected on the photosensitive drum 1.
[0061]
The toner charger 17 charges the secondary transfer residual toner by bringing the charging roller 15 into contact with the intermediate transfer member 8 and flowing a current from the charging bias power supply 16. At this time, the toner charger 17 charges the secondary transfer residual toner to a polarity opposite to the charge polarity of the toner carried on the photosensitive drum 1. Hereinafter, the charging roller 15 for removing the secondary transfer residual toner is referred to as an ICL roller 15 in order to distinguish it from the charging roller 2 that contacts the photosensitive drum 1.
[0062]
The charging of the toner layer by the ICL roller 15 is performed by discharging. This is because the toner used in the present embodiment is an insulating toner, and almost no charge is injected from the intermediate resistance intermediate transfer member 8 or the ICL roller 15, and only the discharge from the surface of the ICL roller 15 is performed. Is charged only by
[0063]
The ICL roller 15 used in the present embodiment is a single-layer solid roller having a diameter of 20 mm.
[0064]
The conductive rubber layer provided on the core metal having a diameter of 6 mm has a volume resistivity of 10 in which carbon is dispersed in EPDM rubber. ⁷ The resistance value of the ICL roller 15 is adjusted by pressing the ICL roller 15 against the metal drum of the intermediate transfer member 8 to form a contact nip having a width of 3 mm. The resistance measured by applying a DC voltage of 100 V ⁶ Ω.
[0065]
However, when a voltage is applied to the ICL roller 15 to charge the toner layer, only the outermost layer of the toner layer receives the charge. In other words, the surface layer of the toner layer becomes a positive toner having a high tribo, and a relatively low tribo toner which is not charged remains in the inner layer. Attempting to clean the toner layer in such a state causes two problems, that is, cleaning failure and negative ghost as described below.
[0066]
(1) Cleaning failure
If the inner layer of the toner that has passed through the ICL roller 15 and is charged remains at a low tribo, a cleaning failure occurs in the next image. The cleaning is performed by collecting the positively charged secondary transfer residual toner by using an electric field between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer member 8, so that the toner having a weak positive or negative tribo is collected. However, a positive ghost of poor cleaning appears on a solid white portion of the next image, resulting in a large image defect.
[0067]
In order to prevent this, it is necessary to flow a large current to the ICL roller 15 so that the toner in the inner layer also has a positive tribo. However, in this case, the tribo of the surface layer of the toner layer has a higher tribo.
[0068]
(2) Negative ghost
The outermost layer of the toner layer after passing through the ICL roller 15 is strongly charged, and its tribo reaches up to +50 μC / g or more. Such toner has an adverse effect on the next image when it is cleaned at the primary transfer nip. The toner tribo of the next image, which is subjected to the primary transfer simultaneously with the cleaning, is only about −20 μC / g. Therefore, such toner is electrostatically attracted to the toner having a strong positive tribo to be cleaned, and returns to the photosensitive drum 1 without being primarily transferred to the intermediate transfer member 8.
[0069]
Therefore, for example, even if an attempt is made to form a solid black image, since a portion of the toner corresponding to the previous image has returned to the photosensitive drum 1, a density difference occurs and the image is observed as a negative ghost.
[0070]
In order to prevent such a phenomenon, it is effective to reduce the current flowing to the ICL roller 15 to lower the tribo of the strongly positively charged surface layer of the secondary transfer residual toner. Then, since the toner in the inner layer is not charged, the cleaning failure becomes more severe.
[0071]
As described above, the poor cleaning and the negative ghost are contrary to each other. When the current flowing through the ICL roller 15 is increased, the negative ghost becomes severe, and when the current is decreased, the cleaning failure becomes severe. Absent.
[0072]
FIG. 9 shows the relationship between the secondary transfer residual toner amount and the ICL current. In the figure, the secondary transfer residual toner is abbreviated as “second transfer residual”. “M / S” in the figure represents the toner mass per unit area.
[0073]
The shaded portion in the graph is a region where the secondary transfer residual toner can be favorably cleaned. That is, it can be seen that as the amount of the secondary transfer residual toner increases, the cleaning cannot be performed unless the current flowing through the ICL roller 15 is increased, and the negative ghost easily occurs even when the current is small. Therefore, when the M / S of the secondary transfer residual toner is 0.11 or more, there is no current satisfying both.
[0074]
In order to solve these two problems, it is necessary to equalize the toner tribo after passing through the ICL roller 15. Such a problem can be solved by uniformly charging all the toner layers positively because the strong positive toner on the surface layer causes a negative ghost and the toner of the weak tribo on the inner layer causes poor cleaning. .
[0075]
In order to realize this, in the present embodiment, a cleaning device 20 as a developer collecting means is provided upstream of the ICL roller 15 (toner charger 17). That is, the cleaning device 20 is provided downstream of the secondary transfer position by the intermediate transfer member 8, and the toner charger 17 is provided downstream of the cleaning device 20 and upstream of the primary transfer position by the photosensitive drum 1. It is an arrangement that is provided.
[0076]
The cleaning device 20 has a cleaning roller 18 as a roller member. In the present embodiment, the cleaning roller 18 uses a 18φ SUS roller.
[0077]
A positive voltage (600 V) is applied to the cleaning roller 18 to collect the negative toner on the intermediate transfer body 8. That is, a part of the secondary transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer body 8, specifically, the toner charged to the same polarity as the charged polarity of the toner carried on the photosensitive drum 1 is collected. A cleaning blade 19 as a scraping member contacts the cleaning roller 18 to scrape toner from the cleaning roller 18.
[0078]
As described above, the secondary transfer residual toner, which is negatively charged, is collected by the cleaning device 20 on the upstream side of the toner charger 17. Are almost eliminated, and it is easy to positively charge with the ICL roller 15. Further, since a part of the transfer residual toner is recovered by the cleaning roller 18, the toner layer passing through the ICL roller 15 is reduced, and the cleaning latitude of the ICL roller 15 is widened.
[0079]
In this type of image forming apparatus, a patch is formed on the intermediate transfer member 8 prior to image formation, and process conditions such as an exposure amount and a developing bias are controlled based on the density of the patch. Since the patch has a large amount of applied toner (M / S = 0.6; solid), it is difficult to clean the patch toner by using the ICL roller alone or the cleaning roller alone. Therefore, conventionally, a normal reverse bias is applied to the ICL roller, the reverse transfer is also applied to the primary transfer, and the toner is collected on the photosensitive drum. A method of performing simultaneous transfer recovery in the next transfer has been adopted. However, in such a method, since it is necessary to rotate the intermediate transfer member one additional turn, the first print time is delayed and productivity is reduced.
[0080]
On the other hand, in the present embodiment, even if it is assumed that the collection efficiency of the cleaning roller 18 with respect to the patch portion is 90%, the M / S of the residual toner on the intermediate transfer body 8 is 0.6 × 0.1 = 0. .06, and enters the area where the cleaning by the ICL roller 15 is possible (M / S <0.11). Therefore, even when a patch is formed, cleaning can be performed in the same manner as in a normal sequence, so that process conditions can be controlled without lowering productivity.
[0081]
(Second embodiment)
An image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to a one-drum image forming apparatus has been described. In the present embodiment, an in-line type image forming apparatus having a plurality of image forming units (process stations) is used. An example to which the present invention is applied will be described.
[0082]
FIG. 2 shows a schematic configuration of an example of the image forming unit.
[0083]
The image forming section P shown in FIG. 1 has a photosensitive drum (first image carrier) 21 rotating in the direction of an arrow, and the surface thereof is uniformly charged by a primary charger (charging means) 22. After that, an electrostatic latent image is formed by receiving exposure based on image information by an exposure device (exposure means) 23 such as an LED or a laser. The toner (developer) is attached to the electrostatic latent image by a developing sleeve 24a of a developing device (developing means) 24, and is developed as a toner image (developer image). This toner image is electrostatically transferred onto an intermediate transfer belt (second image carrier) 28 by a transfer charging member (transfer unit) 25, carried on the intermediate transfer belt 28, and conveyed in the direction of arrow X. .
[0084]
On the other hand, toner (primary transfer residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 21 without being transferred to the intermediate transfer belt 28 at the time of transfer of the toner image is removed by a cleaning blade 26 of a cleaner and is not shown by a waste toner carrying screw 27. It is sent to a waste toner container. The photosensitive drum 21 whose surface has been cleaned in this way is subjected to the next image formation.
[0085]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus shown in the figure is configured by arranging a plurality of (four in the present embodiment) image forming units, forming toner images of different colors in each image forming unit, and superimposing them sequentially to form a full-color image. Form.
[0086]
An endless intermediate transfer belt (second image carrier) 28 that rotates in the direction of arrow X is provided in the image forming apparatus main body. This intermediate transfer belt 28 is formed of a film of a dielectric resin such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, and polyvinylidene fluoride. The transfer material 38 taken out from a paper cassette (not shown) is supplied to the secondary transfer position of the intermediate transfer belt 28 via the registration roller 32.
[0087]
Above the intermediate transfer belt 28, four image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd are arranged in series along the rotation direction of the intermediate transfer belt 28. Since these image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd have substantially the same configuration, the configuration will be described below with the image forming unit Pa as an example.
[0088]
The image forming unit Pa includes a photosensitive drum (first image carrier) 21a rotatably arranged. Around the photosensitive drum 21a, a primary charger (charging means) 22a, an exposure device (exposure means) 23a, a developing device (developing means) 24a, a transfer charging member (transfer means) 25a, and a cleaning device (26a, 27a) And other process equipment. Here, at least the photosensitive drum 21a, the developing device 24a, and the cleaning device are integrated as a process cartridge, and are configured to be detachable from the image forming apparatus main body.
[0089]
In the present embodiment, the developing devices of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd store black toner, magenta toner, cyan toner, and yellow toner, respectively, but the toner colors are not limited to these. The same or different color toners can be freely combined.
[0090]
A laser beam based on an image signal of a black component color of the document is projected from the exposure device 23a via a polygon mirror (not shown) onto the photosensitive drum 21a, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 21a. A black toner is supplied from the developing device 24a and developed, and the electrostatic latent image is visualized as a black toner image. When this toner image reaches the primary transfer position where the photosensitive drum 21a and the intermediate transfer belt 28 come into contact with the rotation of the photosensitive drum 21a, the primary transfer bias applied to the transfer charging member 25a causes the primary transfer bias to be applied to the photosensitive drum 21a. Is transferred to the intermediate transfer belt 28 (primary transfer).
[0091]
When the portion of the intermediate transfer belt 28 carrying the black toner image moves to the image forming portion Pb, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 21b in the image forming portion Pb by this time in the same manner as described above. The toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 28 from the black toner image.
[0092]
Similarly, as the intermediate transfer belt 28 moves, the cyan toner image and the yellow toner image are superimposed and transferred on the black toner image and the magenta toner image at the respective primary transfer positions of the image forming portions Pc and Pd. Is done. On the other hand, in synchronization with such an image forming process, the transfer material 38 fed from the paper feed cassette is transported to the secondary transfer position via the registration roller 32. Then, the four-color toner images on the intermediate transfer belt 28 are collectively transferred onto the transfer material 38 by the secondary transfer bias applied to the secondary transfer member 29 (secondary transfer).
[0093]
The transfer material 38 onto which the four color toner images have been transferred is separated from the intermediate transfer belt 28 and then conveyed to the fixing device 30 by the conveyance belt 33. In the fixing device 30, heat and pressure are applied to the transfer material 38 by a pair of rollers to fix the toner image to the transfer material 38.
[0094]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a cleaning device 31 as a developer collecting unit is provided downstream of the secondary transfer position by the intermediate transfer belt 28, and the cleaning device 31 is provided downstream of the cleaning device 31. Further, an ICL roller 34 as a developer charging unit is provided on the upstream side of the primary transfer position by the most upstream photosensitive drum 21a.
[0095]
The cleaning device 31 has a cleaning roller 31a as a roller member. In the present embodiment, an 18φ SUS roller is used as the cleaning roller 31a.
[0096]
A positive voltage (600 V) is applied to the cleaning roller 31a to collect the negative toner on the intermediate transfer belt. That is, the toner charged to the same polarity as the charge polarity of the toner carried on the photosensitive drum 21a is collected from the secondary transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 28. A cleaning blade 31b as a scraping member contacts the cleaning roller 31a, and scrapes toner from the cleaning roller 31a.
[0097]
The configuration and operation of the ICL roller 34 are the same as those of the first embodiment.
[0098]
As described above, the cleaning device 31 collects the negatively charged toner among the secondary transfer residual toner on the upstream side of the ICL roller 34, so that the toner on the intermediate transfer belt 28 is Almost no matter was left, and it became easy to positively charge with the ICL roller 34. Further, since a part of the transfer residual toner is recovered by the cleaning roller 31a, the toner layer passing through the ICL roller 34 is reduced, and the cleaning latitude of the ICL roller 34 is widened.
[0099]
Further, even when a patch is formed, cleaning can be performed in the same manner as in a normal sequence, so that process conditions can be controlled without lowering productivity.
[0100]
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, the cleaning roller is provided on the upstream side of the ICL roller to clean the secondary transfer residual toner. In the present embodiment, the secondary transfer is performed only by the ICL roller. 4 shows a configuration for surely removing transfer residual toner.
[0101]
Other configurations and operations are the same as those of the second embodiment, so that the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0102]
As described above, the poor cleaning and the negative ghost are contrary to each other. When the current flowing through the ICL roller is increased, the negative ghost becomes severe, and when the current is decreased, the cleaning failure becomes severe. There is a problem that you can not do it.
[0103]
In order to solve this problem, it is necessary to equalize the toner tribo after passing through the ICL roller. Such a problem can be solved by uniformly charging all the toner layers positively because the strong positive toner on the surface layer causes a negative ghost and the tribo toner on the inner layer causes poor cleaning. .
[0104]
In order to realize this, in the present embodiment, an AC voltage is superimposed on a DC voltage as a charging bias applied to the ICL roller 34 from a charging bias power supply.
[0105]
By applying the AC voltage, not only the discharge from the ICL roller 34 but also the reverse discharge from the intermediate transfer belt 28 can be excited, and an electric field can be applied to the inside of the toner layer. Further, when a higher AC voltage is applied, the toner starts to fly between the intermediate transfer belt 28 and the ICL roller 34, so that the toner is replaced in the toner layer, and the toner is more uniformly charged. Will be possible.
[0106]
The following is a specific example.
[0107]
The ICL roller 34 used in the present embodiment is a single-layer solid roller having a diameter of 20 mm. The conductive rubber layer provided on the core metal having a diameter of 6 mm is a medium resistance rubber adjusted to a volume resistance value of 1.0E7 Ωcm in which carbon is dispersed in EPDM rubber, and the resistance value of the ICL roller is It was pressed against the intermediate transfer belt 28 to form a contact nip having a width of 3 mm, and a resistance value of 1.0E6Ω was measured by applying a DC voltage of 100 V between the contact nip and the roller core.
[0108]
A bias in which an AC constant current is superimposed on a DC constant current is applied to the ICL roller 34 as an ICL current. The reason why the constant current is controlled is that a constant charge is applied to the toner even when the resistance values of the intermediate transfer belt 28 and the ICL roller 34 change.
[0109]
Specifically, the DC component is a constant current of +35 μA, and the AC component is a sine wave of 4 kVpp and a frequency of 1000 Hz. With this voltage, the secondary transfer residual toner is discharged from both the ICL roller 34 and the intermediate transfer belt 28 and is uniformly charged. Furthermore, since jumping occurs between the two, the toner layer is disturbed, and further uniform charging becomes possible.
[0110]
The frequency of the AC voltage superimposed on the DC voltage is determined from the process speed of the image forming apparatus. In this embodiment, since the process speed is 100 mm / sec, the period of the AC component on the intermediate transfer belt 28 is determined to be sufficiently short. When the frequency is 1000 Hz, the pitch (the photosensitive drum 21 (Corresponding to the cycle mark of AC when charging is performed) is 100 μm. Generally, the period is preferably 1 mm or less.
[0111]
Further, the AC voltage needs a peak-to-peak voltage Vpp such that reverse discharge starts to occur from the intermediate transfer belt 28 to the ICL roller 34, and the peak voltage is twice or more the discharge start voltage of the intermediate transfer belt 28 and the ICL roller 34. It is desirable to have an inter-voltage, and to cause the toner to fly, it is necessary to apply a higher voltage.
[0112]
The AC waveform is desirably a sine wave that does not include harmonics from the viewpoint of reducing damage to the intermediate transfer belt 28. In order to cause efficient charging and toner flying at a low peak-to-peak voltage Vpp, a peak-to-peak waveform is required. A rectangular wave that can maintain the voltage Vpp for a long time is desirable.
[0113]
Further, regarding the DC voltage (current) on which the AC voltage (current) is superimposed, it is possible to control the toner tribo after passing through the ICL roller 34 by changing this. That is, by increasing the applied DC voltage, the toner tribo after passing through the ICL roller 34 can be set to a high value.
[0114]
Further, by superimposing the AC component on the DC component, the convergence of the toner tribo can be expected, and even if the toner tribo is unstable before passing through the ICL roller 34, the tribo after passing can be set to a stable predetermined value. And reverse transcription is possible.
[0115]
However, the performance of the ICL depends on the secondary transfer residual toner amount M / S (mg / cm ² 5), and the relationship between the cleanable area and the negative ghost generation area is as shown in FIG. The cleanable line indicates that cleaning is possible if the current is equal to or more than this current, and the negative ghost line indicates that negative ghost is generated when the current or more is applied. The solid line is a region that can be completely cleaned and a region where a negative ghost does not occur, and the dotted line is a line of a level that cannot be understood unless you look closely.
[0116]
As shown in the graph, as the amount (M / S) of the secondary transfer residual toner increases, the amount of ICL current that can be cleaned is increased, and conversely, the ICL current at which a negative ghost occurs decreases.
[0117]
As a result, the current setting of the ICL is a shaded area above the cleanable area and below the area where the negative ghost occurs, and it can be seen that the intersection of +35 μA is an appropriate value. However, as can be seen from this graph, the secondary transfer residual toner amount is 0.11 mg / cm. ² At this point, no ICL current satisfies both.
[0118]
Therefore, in the present embodiment, the following control is performed by the control device (control means) 35 including the MPU and the memory. The control device 35 controls the driving of each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd and controls the ICL current (or the applied charging bias) supplied to the ICL roller 34.
[0119]
When performing image formation in an image forming unit other than the most upstream image forming unit Pa among the plurality of image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, the control device 35 is upstream from the image forming unit. The secondary transfer residual toner is cleaned in another image forming unit (image forming unit not performing image formation) disposed on the side.
[0120]
For example, in the case where a black image is formed in the black image forming unit Pd disposed at the most downstream side, the secondary transfer residual toner is collected in the image forming units Pa, Pb, and Pc in which no image is formed. Do.
[0121]
More specifically, in forming a monochrome image, the

photosensitive drums

21a, 21b, and 21c and the intermediate transfer belt 28 are driven by driving the charging devices and the transfer charging members of the image forming units Pa, Pb, and Pc for the color toner. During this period, an electric field for collecting the secondary transfer residual toner is generated.
[0122]
In this way, even when an ICL current large enough to be able to be cleaned is applied in the case of a single black color, no negative ghost is generated in the image forming portion Pd. It is possible to achieve both prevention.
[0123]
Therefore, in the present embodiment, the ICL current in full color is set to 35 μA, the ICL current in black monochrome is set to 60 μA, and the ICL current is changed depending on whether image formation is performed by the entire image forming unit or partially. It was decided to be variable. Note that the ICL current at the time of monochromatic black is the expected maximum amount of the secondary transfer residual toner of 0.13 mg / cm. ² 0.13 mg / cm ² Was calculated from the ICL current value that can be cleaned.
[0124]
As a result, it was possible to completely prevent poor cleaning and negative ghosts from occurring in the case of full color, and completely prevent defective cleaning and negative ghosts in the case of monochromatic black, thereby enabling favorable image formation.
[0125]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation other than those described below are the same as those of the third embodiment.
[0126]
In the third embodiment, the image forming units Pa, Pb, and Pc are operated to collect the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt 28 even in the case of monochrome black, but the image formation for color toner is also performed in the case of monochrome black. When the unit is driven, if the charging method is a charging roller, the photosensitive drum is scraped and the life of the drum is shortened.
[0127]
When the charging roller is used for the charging method as the amount of drum abrasion, the ratio of the amount of abrasion by cleaning is generally
AC + DC: DC: idle rotation = 10: 3: 1
It becomes. Note that “AC + DC” and “DC” indicate types of voltage applied to the charging roller, and “idle rotation” indicates a non-driving state in which no voltage is applied to the charging roller.
[0128]
For this reason, in the present embodiment, in the case of monochromatic black, the most upstream image among the image forming units Pa, Pb, and Pc for the color toner arranged upstream of the image forming unit Pd for the black toner. Only the charging device and the transfer charging member of the forming section Pa are driven. Only idle rotation was performed for the image forming portions Pb and Pc.
[0129]
As a result, the drum scraping amount of the image forming portions Pb and Pc in the case of a single black color can be reduced to 1/10. Further, when the ratio of the color and black monochrome image formation is 3: 7, assuming that the drum scraping amount of the image forming portion Pd for black toner is 100, the scraping amount of the MCY drum is the same as that of the third embodiment. As shown in Table 1, the number was reduced.
[0130]
[Table 1]

[0131]
Assuming that the life of the black toner drum is 30,000, the life of the CY drum is about 3 times as long as 81,000.
[0132]
As described above, in the present embodiment, in addition to the same operation and effect as those of the above-described embodiments, the cleaning property in the case of a single black color is further improved, and the upstream side of the image forming portion Pd for black toner is provided. By charging and transferring only one of the arranged image forming units, the life of the drums of other colors was extended.
[0133]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation other than those described below are the same as those of the third embodiment.
[0134]
In the above-described fourth embodiment, the secondary transfer residual toner is collected only in the M toner image forming portion Pa located at the uppermost stream in the case of a single black color. However, in the present embodiment, image forming related to image formation is performed. The image forming unit that collects the secondary transfer residual toner (that is, drives the charging device and the transfer charging member) is switched for each job. By changing the image forming unit that performs charging / transfer for each job at the time of monochromatic black, it is possible to equalize the amount of abrasion of the drum for the color toner.
[0135]
Note that a job related to image formation is one unit of an image forming process that is set according to the function or configuration of the image forming apparatus. For example, the process of forming an image on a single transfer material can be one job, or when copying a plurality of originals or forming the same image on a plurality of transfer materials, Can be made into one job.
[0136]
Assuming that the ratio of color and black monochrome image formation is 3: 7 as in the fourth embodiment, the scraping amount of the MCYK drum is uniform as shown in Table 2. The difference between the drum scraping amount for the color toner and the drum scraping amount for the black toner is approximately doubled. Assuming that the drum life for the black toner is 30,000, the drum life for the color toner is 51,000.
[0137]
[Table 2]

[0138]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the drum diameter of the photosensitive drum 21d of the image forming unit Pd for black toner is changed to the

photosensitive drums

21a, 21b, 21c of the image forming units Pa, Pb, Pc for color toner. Of the drum diameter.
[0139]
As a result, the life of the drum for the black toner is 60,000, the life of the drum for the color toner is 50,000, and the minimum drum replacement interval is 50 to 30,000 from the 30,000 in the third and fourth embodiments. It became possible to extend to 2,000 sheets. As a result, in the case of a copying machine, the number of drum replacements by a service person is reduced, and serviceability can be improved and service cost can be reduced.
[0140]
As described above, the configuration and operation of the present invention have been specifically described with reference to the first to fifth embodiments, but the scope of the present invention is not limited to these. For example, the configurations of the first to fifth embodiments can be appropriately combined.
[0141]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, secondary transfer residual toner can be reliably cleaned, and high-quality image formation can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming unit provided in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a cleanable area and a negative ghost generation area.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional image forming apparatus.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional image forming apparatus.
FIG. 9 is a diagram illustrating a cleaning-possible region and a negative ghost occurrence region.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging roller
3 bias power supply
4 Image information writing means
6,7 Developing device
8 Intermediate transfer member
8a bias power supply
8b drum
8c rubber layer
9 Cleaning device
9a Cleaning blade
10 Recharger
11 Transfer roller
12 Transfer belt
13 Secondary transfer bias power supply
15 ICL roller (charging roller)
16 Charging bias power supply
17 Toner charger
18 Cleaning roller
19 Cleaning blade
20 Cleaning device
21, 21a, 21b, 21c, 21d Photosensitive drum
22, 22a Primary charger
23, 23a exposure apparatus
24, 24a developing device
25, 25a Transfer charging member
26 Cleaning blade
27 Waste toner transport screw
28 Intermediate transfer belt
29 Secondary transfer member
30 Fixing device
31 Cleaning device
31a Cleaning roller
31b Cleaning blade
32 registration roller
33 Conveyor belt
34 ICL roller
35 Controller
38 Transfer material
Pa, Pb, Pc, Pd Image forming unit

Claims

A first image carrier for carrying a developer image;
A second image carrier that rotates while carrying the developer image primarily transferred from the first image carrier and secondary-transfers the developer image to a transfer material at a secondary transfer position;
A developer collection unit provided downstream of the secondary transfer position and collecting at least a part of the developer remaining on the surface of the second image carrier;
The developer remaining on the surface of the second image carrier is provided on the downstream side of the developer collecting means and on the upstream side of the primary transfer position by the first image carrier. A developer charging unit that is charged to a polarity opposite to the charging polarity of the developer carried on the carrier,
An image forming apparatus comprising:

2. The developer collecting unit according to claim 1, wherein the developer collecting unit collects, from the remaining developer, a developer charged to the same polarity as that of the developer carried on the first image carrier. An image forming apparatus according to claim 1.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer collecting unit electrostatically attracts the remaining developer.

The developer collecting means may cause a roller member to which a voltage having a polarity opposite to a charged polarity of the developer carried on the first image carrier is applied to contact the surface of the second image carrier. The image forming apparatus according to claim 3.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the developer collecting unit includes a scraping member that scrapes off the developer adsorbed on the surface of the roller member.

A plurality of the first image carriers are provided along a rotation direction of the second image carrier;
6. The method according to claim 1, wherein each of the plurality of first image carriers sequentially and primarily transfers a developer image of the same or different color to the second image carrier. 2. The image forming apparatus according to claim 1.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second image carrier has an elastic layer on a surface layer.

A first image carrier, charging means for charging the first image carrier, exposure means for exposing the charged first image carrier to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image Developing means for forming a developer image, and a plurality of image forming units having a transfer means for primary transfer of the developer image,
Rotating while carrying the primary-transferred developer image from each or at least one of the plurality of image forming units, and secondary-transferring the developer image to a transfer material at a secondary transfer position. Two image carriers,
It is provided on the downstream side of the secondary transfer position and on the upstream side of the primary transfer position by the most upstream one of the plurality of image forming units, and remains on the surface of the second image carrier. Developer charging means for charging the developer to a polarity opposite to the charging polarity of the developer carried on the first image carrier;
In a case where an image is formed only in an image forming unit other than the most upstream one of the plurality of image forming units, a charging unit of another image forming unit disposed upstream of the image forming unit And control means for driving the transfer means,
An image forming apparatus comprising:

The control means includes:
In the case where image formation is performed only by the image forming unit disposed at the most downstream side, one of the plurality of other image forming units disposed upstream of the image forming unit is driven by one of the charging unit and the transfer unit. And
9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein another image forming unit that drives the charging unit and the transfer unit is switched for each job related to image formation.

The control means includes:
3. The method according to claim 1, wherein a voltage applied to the developer charging current or a current supplied to the developer charging unit is changed depending on whether image formation is performed in all of the plurality of image forming units or in some cases. 10. The image forming apparatus according to 8 or 9.

11. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the voltage applied to the developer charging unit is a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage.

11. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the current supplied to the developer charging unit is a current obtained by superimposing an AC current on a DC current.

The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 12, wherein one of the plurality of image forming units disposed at the most downstream forms a black developer image.

A developer collection unit that is provided downstream of the secondary transfer position and upstream of the developer charging unit and collects at least a part of the developer remaining on the surface of the second image carrier; The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 13, further comprising:

15. The developer collection unit according to claim 14, wherein the remaining developer collects a developer charged to the same polarity as a charge polarity of the developer carried on the first image carrier. An image forming apparatus according to claim 1.