JP2007171587A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御が単純で製造コストを抑えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、４つの像担持体１２と、先順のトナー画像を像担持体に形成し、所定の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成する４つのトナー画像形成手段１４と、各像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録材に転写するトナー画像転写手段１６〜２２と、トナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写のトナーを回収する回収動作と、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時にトナー画像形成手段に戻す吐き出し動作とを実行する４つのトナー回収部材２６と、４つのトナー回収部材を駆動して回収動作と吐き出し動作を実行させる回収部材駆動手段２８とを有する。４つのトナー画像形成手段の待機時間は共通の時間を含み、４つのトナー回収部材が１つの回収部材駆動手段により駆動されて上記共通の時間中に吐き出し動作を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像剤（トナー）を用いて画像を形成するタンデム方式の画像形成装置に関するものであり、特にクリーナレスのタンデム方式画像形成装置に関する。

現像画像（以下、「トナー画像」と称する。）が記録材や中間転写体に転写された後に像担持体に残るトナー（以下、「未転写トナー」と称する。）を回収し、回収した未転写トナーを廃棄せずに再び現像に使用するタンデム方式の画像形成装置、いわゆるクリーナレスのタンデム方式画像形成装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。このタンデム方式の画像形成装置は、各色について、連続してトナー画像が像担持体に形成されている間、像担持体を一様に帯電させる帯電ブラシによって先順のトナー画像の転写後に残る未転写トナーの大部分を像担持体から一時的に回収して正規の帯電極性に揃えて再び該像担持体に戻し、像担持体に戻った未転写トナーを現像装置に回収させて後順の画像形成に使用するものである。

また、このタンデム方式の画像形成装置は、各色について、一時的に回収した未転写トナーにおいて像担持体に戻らずに帯電ブラシに担持されたままのトナーが長期的に蓄積されてなるトナーを、像担持体にトナー画像が形成されないときに、積極的に像担持体に吐き出し、吐き出したトナーを現像装置に回収させて再び現像に使用させるようにしてある。
特開２００４−２２６８８８公報

しかしながら、上述のタンデム方式の画像形成装置は、帯電ブラシにトナーを吐き出させる制御を各色毎に行うため、全体的に制御が複雑になるという問題がある。また、そのために画像形成装置の製造コストや最終的な価格が高くなることがある。

そこで、本発明は、比較的単純な制御で未転写トナーを再び画像形成に使用できるタンデム方式の画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
複数の記録材に順にトナー画像を転写する画像形成装置であって、
複数の像担持体と、
各像担持体に対応して設けられ、先順のトナー画像を像担持体に形成し、一定の長さの所定の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成する複数のトナー画像形成手段と、
各像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録材に転写するトナー画像転写手段と、
各像担持体に対応して設けられ、トナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写のトナーを回収して担持するための回収動作と、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時に像担持体を介して対応するトナー画像形成手段に戻すための吐き出し動作とを実行する複数のトナー回収部材と、
トナー回収部材を駆動して回収動作と吐き出し動作を実行させる、トナー回収部材の数より少ない複数の回収部材駆動手段を有し、
各トナー画像形成手段の上記所定の時間待機する開始のタイミングは異なり、
少なくとも２つのトナー画像形成手段の上記所定の時間は共通の時間を含み、
上記少なくとも２つのトナー画像形成手段それぞれがトナー画像を形成する像担持体上の未転写トナーを回収する少なくとも２つのトナー回収部材が、１つの回収部材駆動手段により駆動されて上記共通の時間中に吐き出し動作を実行することを特徴とする。

本発明によれば、共通の時間中に１つの回収部材駆動手段が少なくとも２つのトナー回収部材を同時に駆動することができるため、１つのトナー回収部材に対して１つの回収部材駆動手段を設けて各回収部材駆動手段を個々に制御する場合に比べて、トナー回収部材の未転写トナーの回収動作や吐き出し動作に関する制御が単純になる。また、回収部材駆動手段が少なくて済み、画像形成装置の製造コストや最終的な価格が低くなる。

図１は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置の構成を概略的に示している。図１に符号１０で示す画像形成装置は、カラー画像をシート状の記録材（以下、「記録シート」と称する。）Ｓに形成するタンデム方式の画像形成装置である。

画像形成装置１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を担持する像担持体である感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、各感光体に対応する色のトナー画像を形成するトナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋとを有する。また、画像形成装置１０は、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに形成されたトナー画像を記録シートＳに転写する手段として、中間転写ベルト１６と、各各感光体が担持するトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する一次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６が担持するトナー画像を記録シートＳに転写する二次転写ローラ２０と、記録シートＳをトナー画像が転写される領域（以下、「二次転写領域」と称する。）に搬送する搬送ローラ２２を有する。さらに、記録シートＳ上のトナー画像を定着させる定着器２４を有する。

さらにまた、画像形成装置１０は、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の未転写トナーを回収する回収ブラシ（請求の範囲のトナー回収部材に対応。）２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、各ブラシに所定の電圧を印加するためのブラシ電圧印加装置（請求の範囲の回収部材駆動手段に対応。）２８を有する。

加えて、画像形成装置１０は、図２に示すように、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、回収ブラシ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２、電圧印加装置２８を制御する制御部３０を有する。

なお、図１に示す符号に含まれるアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、トナーの色、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示し、符号が付されている画像形成装置１０の構成要素の各色に対する対応関係を示している。以下、アルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが符号に含まれる構成要素は、対応するトナーの色が異なる以外、構造や機能は同一であるため、アルファベットＹが符号に含まれる、すなわちイエローのトナーに関わる構成要素のみを説明する。

感光体１２Ｙは、円筒状であって、その外周面にイエローのトナー画像が形成されるように構成されている。また、感光体１２Ｙは、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって速度（外周面の速度）Ｖで回転される。以下、速度Ｖを、プロセス速度Ｖと称する。

トナー画像形成ユニット１４Ｙは、感光体１２Ｙの外周面にイエロートナー画像を形成するように構成されており、そのために、感光体１２Ｙの外周面を帯電する帯電装置３２Ｙと、感光体１２Ｙに静電潜像を形成する露光装置３４Ｙと、静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置３６Ｙを有する。

帯電装置３２Ｙは、感光体１２の外周面に対して接触または非接触に対向し、対向領域をプロセス速度Ｖで通過する感光体１２Ｙの外周面を一様に帯電するように構成されている。

露光装置３４Ｙは、感光体１２Ｙの回転方向に関して帯電装置３２Ｙの下流側の該感光体１２Ｙの外周面と対向する位置に配置され、帯電された外周面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。

現像装置３６Ｙは、感光体１２Ｙの回転方向に関して露光装置３４Ｙの下流側の該感光体１２Ｙの外周面と対向する現像ローラ３８Ｙとイエロートナーを貯蔵するトナー貯蔵部（図示せず）を有する。現像ローラ３８Ｙは、ローラ軸の周りに導電性弾性層を形成した構造で、感光体１２Ｙとの間に現像領域を形成している。

現像装置３６Ｙは、現像ローラ３８Ｙによってトナー貯蔵部（図示せず）からイエロートナーを現像領域に搬送し、その搬送途中にイエロートナーを帯電手段（図示せず）によって帯電し、帯電されたイエロートナーを用いて静電潜像を現像するように構成されている。また、現像装置３６Ｙは、イエロートナー画像の非形成時（露光装置３４Ｙが静電潜像を形成していないとき）、後述するように、回収ブラシ２６Ｙが感光体１２Ｙに吐き出した未転写トナーを現像領域で受け取り、受け取った未転写トナーを貯蔵部に戻すように構成されている。

具体的には、現像ローラ３８Ｙには所定の交流電圧が印加されており、感光体１２Ｙとの間の現像領域において交流電界を形成している。交流電界として、現像ローラ３８Ｙが担持する帯電されたイエロートナーを感光体１２Ｙに静電的に移動させるための電界（以下、「現像側電界」と称する。）と、現像側電界によって感光体１２Ｙの静電潜像部分を除く外周面部分に担持されたトナーや静電潜像部分上の余分なトナー（静電潜像を現像するために必要なトナー以外のトナー）、または回収ブラシ２６Ｙが感光体１２Ｙに吐き出した未転写トナーを現像ローラ３８Ｙに移動させるための電界（以下、「回収側電界」と称する。）とが交互に形成される。

また、トナー画像形成ユニット１４Ｙは、プロセス速度Ｖで回転する感光体１２Ｙの外周面に複数の記録シートＳに対応する複数のトナー画像を順に形成する場合、先順のトナー画像を形成し、所定の待機時間Ｔｗ待機して後順のトナー画像を形成するように構成されている（図３参照。）。

中間転写ベルト１６は、無端状のベルトであって、その外周面（以下、「像担持面」と称する。）がベルト駆動手段（図示せず）によってプロセス速度Ｖで感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、二次転写ローラ２０それぞれの外周面と順次対向するように駆動されている。中間転写ベルト１６の像担持面上には、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋそれぞれからその対向領域（以下、「一次転写領域」と称する。）で転写された各色のトナー画像を重ねたものであるフルカラーのトナー画像が形成される。

一次転写ローラ１８Ｙは、感光体１２Ｙとの間（一次転写領域）を通過する中間転写ベルト１６に、静電潜像がトナー画像形成ユニット１４Ｙによって現像されたものである感光体１２Ｙの外周面上のイエロートナー画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。

二次転写ローラ２０は、搬送ローラ２２によって中間転写ベルト１６との間に搬送された記録シートＳに、中間転写ベルト１６が担持しているフルカラーのトナー画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。

搬送ローラ２２（厳密には、記録シートＳの搬送経路に関して搬送ローラ２２の上流側に配置されている図示しないシート搬送手段も含む。）は、中間転写ベルト１６によって搬送されるフルカラーのトナー画像が二次転写領域に到着するタイミングに合わせて、記録シートＳを二次転写領域に搬送するように構成されている。また、搬送ローラ２２は、複数の記録シートＳを二次転写領域に順に搬送する場合、先順の記録シートＳを搬送し、待機時間Ｔｗ待機して後順の記録シートＳを搬送するように構成されている。

定着器２４は、記録シートＳの搬送方向に関して二次転写ローラ２０の下流側に配置され、記録シートＳに転写されたフルカラーのトナー画像を、熱と接触圧によって記録シートＳに定着させるように構成されている。

回収ブラシ２６Ｙは、感光体１２Ｙの外周面上の未転写トナーを静電的かつ機械的に回収するように構成されている。具体的には、回収ブラシ２６Ｙは、導電性のブラシであって、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって回転されて感光体１２Ｙの外周面上の未転写トナーを掻き取るように構成されるとともに、感光体１２Ｙの未転写トナーを回収ブラシ３８Ｙに静電的に移動させるための電圧がブラシ電圧印加装置２８によって印加されている。

ブラシ電圧印加装置２８は、感光体１２Ｙから回収ブラシ３８Ｙに未転写トナーを静電的に移動させるための電圧と、回収ブラシ３８Ｙから感光体１２Ｙに未転写トナーを静電的に移動させるための電圧を該回収ブラシ３８Ｙに印加するように構成されている。これにより、回収ブラシ３８Ｙは、未転写トナーを感光体１２Ｙの外周面から静電的に回収して担持するとともに、担持している未転写トナーを静電的に感光体１２Ｙの外周面に吐き出すことができる。

制御部２８は、図２に示すように、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、回収ブラシ（厳密には回収ブラシを回転させる駆動手段）２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２と、ブラシ電圧印加装置２８とを制御し、これらにトナー画像の形成と転写に関する動作、また未転写トナーの回収に関する動作を実行させるように構成されている。

以下、制御部２８が行う制御の内容、すなわち、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、回収ブラシ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２と、ブラシ電圧印加装置２８とが実行するトナー画像の形成と転写に関する動作と未転写トナーの回収に関する動作について一例を挙げて詳しく説明する。

図３は、トナー画像の形成と転写に関する動作や未転写トナーの回収動作に関するシーケンスの一例を示している。

図３に示すシーケンスによる一連の動作の流れについて図１を参照しつつ説明する。図に示すシーケンスにより、Ｎ枚以上の記録シートＳそれぞれにフルカラーのトナー画像が二次転写される。図において、シーケンスＹはイエローのトナーに関する動作のシーケンスを示しており、同様にシーケンスＭ、Ｃ、Ｋは、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに関する動作のシーケンスを示している。シーケンスＰは、二次転写に関する動作のシーケンスを示している。

まず、１枚目の記録シートＳに転写されるフルカラーのトナー画像を構成する各色のトナー画像が、時間Ｔｐをかけて中間転写ベルト１６の像担持面上の同一部分に順に形成される。（以下、この動作を「トナー画像形成動作」と称する。）。

具体的に、トナー画像形成動作について説明する。イエロートナーに関して説明すると、まず、帯電装置３２Ｙによってプロセス速度Ｖで回転する感光体１２Ｙの外周面が一様に帯電され、次に、その帯電部分に露光装置３４Ｙによって記録シートＳに形成されるフルカラーのトナー画像を構成するイエロートナー画像に対応する静電潜像が形成される。続いて、静電潜像が現像装置３６Ｙによって現像され（イエローのトナー画像が感光体１２Ｙの外周面に形成され）、形成されたイエロートナー画像が一次転写ローラ１８Ｙによってプロセス速度Ｖで移動する中間転写ベルト１６の像担持面に転写される。

各色のトナー画像形成動作の開始のタイミングはそれぞれ異なるようにしてある。イエロートナー画像形成動作に遅延して、扱うトナーの色が異なるだけでイエロートナー画像形成動作と同一動作のマゼンタトナー画像形成動作が開始される。遅延時間は、図１に示すように、イエロートナー画像が転写される一次転写領域とマゼンタトナー画像が転写される一次領域の間の距離ｄをプロセス速度Ｖで割り算して算出される時間（イエロートナー画像が２つの一次領域の間を移動するために必要な時間）である。これにより、中間転写ベルト１６の像担持面においてイエロートナー画像とマゼンタトナー画像が重ねられる。

同様に、シアントナー画像形成動作がマゼンタトナー画像形成動作に遅延して、また、ブラックトナー画像形成動作がシアントナー画像形成動作に遅延して実行される。最終的に、ブラックトナー画像が対応する一次領域で中間転写ベルト１６の像担持面上に転写されて、１枚目の記録シートＳに形成されるフルカラーのトナー画像が中間転写ベルト１６の像担持面上に形成される。

また、トナー画像形成動作と並行して、回収ブラシ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、対応する感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の未転写トナーを回収する動作を実行する（以下、この動作を「トナー回収動作」と称する。）。イエロートナーに関して説明すると、回収ブラシ２６Ｙは、中間転写ベルト１６の像担持面に転写されずに感光体１２Ｙの外周面上に残った未転写トナーの大部分を静電的且つ機械的に回収して担持していく。

１枚目のフルカラーのトナー画像の形成が完了して一定時間Ｔｂ経過後、二次転写が開始される。時間Ｔｂは、ブラックトナー画像が転写される一次転写領域から二次転写領域までの距離をフルカラーのトナー画像がプロセス速度Ｖで搬送されるために必要な時間である。

フルカラーのトナー画像が二次転写領域に到着したときに１枚目の記録シートＳが該二次転写領域に位置するように、搬送ローラ２２（シート搬送手段）が１枚目の記録シートＳをプロセス速度Ｖで搬送する。二次転写領域において、中間転写ベルト１６の像担持面上のフルカラーのトナー画像が、二次転写ローラ２０により、プロセス速度Ｖで搬送される１枚目の記録シートＳに時間Ｔｐをかけて転写される（以下、この動作を「二次転写動作」と称する。）。

２枚目の記録シートＳに対する二次転写動作は、１枚目の記録シートＳに対する二次転写動作が終了した後、待機時間Ｔｗだけ待機して開始される。別の観点から言えば、各色において、一枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が終了して待機時間Ｔｗ経過後に二枚目の記録紙シートＳに対するトナー画像形成動作が開始される。

同様に、以後の記録シートＳに対するトナー画像形成動作（二次転写動作）は、直前の記録シートＳに対するトナー画像形成動作（二次転写動作）が終了して待機時間Ｔｗ経過後に開始される。

次に、制御部２８は、（Ｎ−１）枚目の記録シートＳに対するトナー回収動作が実行されると、回収ブラシ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの少なくとも１つにおいて未転写トナーの累計の担持量がブラシの担持可能な量（以下、「担持許容量」と称する。）を超える可能性があるとして、（Ｎ−１）枚目の記録シートＳに対するトナー回収動作が実行される前の待機時間Ｔｗにおいて、ブラシ３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋそれぞれに未転写トナーを感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに吐き出す動作を実行させる（以下、「トナー吐き出し動作」と称する。）。なお、未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るための方法については後述する。

各色におけるトナー吐き出し動作は、１つのブラシ電圧印加装置２８が同時に４つの回収ブラシ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに、所定の電圧、具体的に言うと、各色において回収ブラシから感光体に未転写トナーを静電的に移動させるための電圧を印加することにより実行される。

各色においてトナー吐き出し動作を同時に実行するためには、トナー吐き出し動作が実行される各色の待機時間Ｔｗが、共通の時間を含む必要がある。具体的に言うと、各色の待機時間は時間の長さは同一であるものの開始のタイミングと終了のタイミングが異なり、そのような各色の待機時間において同時にトナー吐き出し動作を実行するには、当然、各色の待機時間は共通の時間を含む必要がある。図３において、共通の時間はＴｃで示されている。

別の観点から言えば、本実施形態において、待機時間Ｔｗは、図１に示す式を満たす必要がある。ｄは隣接する一次転写領域の間の距離を示し、Ｖはプロセス速度である（図１参照。）。Ｔｄは、トナー吐き出し動作を実行する時間である（図３参照。）。

トナー吐き出し動作を実行する時間Ｔｄは、（Ｎ−１）枚目の記録シートＳに対応するトナー回収動作が実行されたときにブラシが回収する未転写トナーの量に比べて、吐き出し量が十分に大きくなるような時間である。

制御部２８はまた、同様に、（Ｎ−１）枚目とＮ枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間の待機時間中の共通の時間においてトナー吐き出し動作を実行する。したがって、Ｎ枚の記録シートＳに対するトナー画像を順に感光体に形成する間に、トナー吐き出し動作が２回実行される。２回のトナー吐き出し動作が完了し、ブラシが担持する未転写トナーのほとんどが感光体に吐き出される。

なお、図３においては、Ｎ枚の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の実行中、トナー吐き出し動作が、（Ｎ−２）枚目と（Ｎ−１）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間と、（Ｎ―１）枚目とＮ枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間の２回実行されている。これに代わり、トナー吐き出し動作の実行回数（所定枚数あたりの実行回数）は、待機時間Ｔｗを長く設定するとともにトナー吐き出し動作の実行時間Ｔｄを長く設定することにより実行回数を少なくすることも可能であり、また、逆に待機時間Ｔｗを短く設定するとともにトナー吐き出し動作の実行時間Ｔｄを短く設定することにより実行回数を多くすることも可能である。すなわち、所定枚数あたりのトナー吐き出し動作の実行回数と該吐き出し動作が実行される共通の時間Ｔｃは、待機時間Ｔｗ、プロセス速度Ｖ、ブラシの担持許容量などによって決定され、常時ブラシが担持許容量を超えない範囲で未転写トナーを担持するような値に決定される。

ここで、ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るための方法の一例について説明する。

ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るためには、ブラシの担持許容量と、１回のトナー回収動作でブラシに回収される未転写トナー量（以下、「単位回収量」と称する。）を知る必要がある。

ブラシの担持許容量は、実験的にまたはブラシの構造から計算によって求めることができる。

一方、単位回収量は、トナー画像の構成、例えば印字率や解像度などによって異なる。具体的に言うと、単位回収量（１回のトナー回収動作あたりの未転写トナーの回収量）は、回収時における感光体の外周面上の未転写トナーの量によって異なり、この感光体の外周面上に残る未転写トナーの量は、直前に実行されたトナー画像形成動作により形成されたトナー画像の構成によって異なる。

そのため、未転写トナーが最大に感光体の外周面に残るようなトナー画像が連続して該感光体の外周面に形成されることを想定し、この想定においてトナー回収動作が１回実行されることによってブラシが回収する未転写トナーの量を、単位回収量と定義する。

これにより、ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性が生じるタイミングは、ブラシの担持許容量を単位回収量で除算して算出された数値番目の記録シートＳに対してトナー画像形成動作が実行されるタイミング（図３に示す例においては、（Ｎ−１）枚目の記録シートＳ）と見なすことができる。

したがって、制御部は、複数の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が連続して実行される間において、ブラシの担持許容量を単位回収量で除算して算出された数値番目の記録シートＳに対してトナー画像形成動作が実行されるタイミングを、ブブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性が生じるタイミングとし、そのタイミングでトナー回収ユニットにトナー吐き出し動作を実行させる。言い換えると、制御部は、複数の記録シートＳに順にトナー画像を転写中、予め求めた所定の枚数目の記録シートＳにトナー画像が転写されるときに、トナー吐き出し動作をトナー回収動作に実行させる。

確認のために、上述のタイミングは未転写トナーが最大に感光体の外周面に残るようなトナー画像が連続して該感光体の外周面に形成されることを想定して求めた単位回収量に基づくものであるため、実際のトナー画像の連続形成においてはこのタイミングでブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性は極めて低い。

本実施形態によれば、共通の時間中に１つのブラシ電圧印加装置が４つの回収ブラシに同時に電圧を印加することができるため、１つの回収ブラシに対して１つのブラシ電圧印加装置を設けて各ブラシ電圧印加装置を個々に制御する場合に比べて、回収ブラシの未転写トナーの回収動作や吐き出し動作に関する制御が単純になる。また、ブラシ電圧印加装置が少なくて済み、画像形成装置の製造コストや最終的な価格が低くなる。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、上述のタンデム方式の画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を実行するがこれに限らない。少なくとも２種類のトナーを用いて画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置に本発明は実施可能である。

すなわち、Ｘ種類のトナーを用いて画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置において、先順のトナー画像形成動作と後順のトナー画像形成動作の間の待機時間Ｔｗｘは、数２を満たすように設定すればよい。ｄは隣接する一次転写領域の間の距離を示し、Ｖはプロセス速度を示し、Ｔｄはトナー吐き出し動作を実行する時間を示す。

また、トナー吐き出し動作を実行するタイミングは、先順のトナー画像形成動作と後順のトナー画像形成動作の間の待機時間内に限らない。最初のトナー画像形成動作が開始される前に実行してもよいし、最後のトナー画像形成動作が終了したあとに実行してもよい。または、紙詰まりなどで画像形成装置が停止して、その復帰直後にトナー吐き出し動作を実行してもよい。

さらに、上述の実施形態においては、全ての色において同時にトナー吐き出し動作が実行されるがこれに限定されない。

例えば、図４において符号１１０で示す上述の実施形態と略同一構成の画像形成装置のように、隣接する回収ブラシ２６Ｙと２６Ｍに１つのブラシ電圧印加装置１２８Ａを電気的に接続し、隣接する回収ブラシ２６Ｃと２６Ｋに１つのブラシ電圧印加装置１２８Ｂを電気的に接続したものでも本発明は実施可能である。

画像形成装置１１０におけるトナー画像の形成と転写に関する動作や未転写トナーの回収動作に関するシーケンスの一例を図５に示し、この画像形成装置１１０の利点を説明する。

上述の実施形態のように１つのブラシ電圧印加装置に対して４つの回収ブラシを電気的に接続する場合に比べて、２つのブラシ電圧印加装置を有してそれぞれに２つずつ回収ブラシを電気的接続すると、ブラシ電圧印加装置が１つ多い分、画像形成装置の製造コストや価格は高くなる。しかしながら、図５に示すように、４つの色の全てにおいて先順のトナー画像形成動作と後順のトナー画像形成動作の間の待機時間内に共通の時間を含むように待機時間を設定する必要がなくなり、隣接するイエローとマゼンタンにおける待機時間に共通の時間を含むように、また、隣接するシアンとブラックにおける待機時間に共通の時間を含むように各色の待機時間を設定することができる。図に示すように、イエローとマゼンタにおける待機時間には共通の時間Ｔｃ’が含まれ、シアンとブラックにおける待機時間には共通の時間Ｔｃ’’が含まれている。共通の時間Ｔｃ’とＴｃ’’は、開始や終了のタイミンが異なる。これにより、待機時間は短くすることができ、その結果、画像形成装置の単位時間あたりの画像形成能力が、上述の実施形態に比べて向上する（単位時間あたりに画像形成処理される記録シートの枚数が増加する。）。

さらにまた、上述の実施形態においては、複数の記録シートＳに対するトナー画像を感光体に順に形成している間、予め求めた所定枚数目の記録シートＳに対するトナー画像が形成されるタイミングでトナー吐き出し動作を実行するが、トナー吐き出し動作を実行するタイミングはこれに限らない。

例えば、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成に基づいて、回収ブラシが吐き出し動作を実行するべきタイミングを算出するタイミング算出部を有し、タイミング算出部が算出したタイミングでトナー吐き出し動作を実行してもよい。

タイミング算出部は、各色において、回収ブラシの未転写トナーの担持許容量の情報を保持し、複数のトナー画像が感光体に順に形成される前に、または先行して、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成（印字率、解像度など）に基づいて、各トナー画像に使用されるトナー量を求める。そこから未転写トナー量を経験的に（過去に実験的に求めた使用されるトナー量と未転写トナー量との関係に基づいて）推定し、各トナー画像が感光体に形成される度に回収ブラシが回収する各トナー画像に対応する推定の未転写トナー回収量を算出する。各トナー画像に対応する推定の未転写トナー量の累計と担持許容量に基づいて、担持許容量近くまで未転写トナーを担持する回収ブラシがトナー吐き出し動作を実行すべきタイミング、すなわちトナー吐き出し動作を何枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が開始される前に実行するのかを算出する。そして、制御部は、タイミング算出部が算出したタイミングに基づいて、ブラシ電圧印加手段を介して回収ブラシにトナー吐き出し動作を実行させる。

タイミング算出部はまた、算出するタイミングとして、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成（印字率、解像度など）に基づいて、例えば形成の順序に関して連続するトナー画像において印字率が急激に変化するタイミングなども算出してもよい。このタイミングにおいては、印字率の急激な変化により、回収ブラシが回収する未転写トナーの量が印字率の急激な変化以上に変化し、回収ブラシが担持する未転写トナー量が急に担持許容量を超える可能性があるためである。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 未転写トナーの吐き出しに関して動作する構成要素と構成要素を制御する制御部を示す図である。 図２に示す構成要素の動作のシーケンスの一例を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 図４に示す画像形成装置のシーケンスの一例を示す図である。

符号の説明

１２：像担持体（感光体）
１４：トナー画像形成手段（トナー画像形成ユニット）
１６：中間転写手段（中間転写ベルト）
１８：中間転写手段（一次転写ローラ）
２０：中間転写手段（二次転写ローラ）
２２：中間転写手段（搬送ローラ）
２６：トナー回収部材（回収ブラシ）
２８：回収部材駆動手段（ブラシ電圧印加装置）

Claims (1)

1. 複数の記録材に順にトナー画像を転写する画像形成装置であって、
   複数の像担持体と、
   各像担持体に対応して設けられ、先順のトナー画像を像担持体に形成し、一定の長さの所定の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成する複数のトナー画像形成手段と、
   各像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録材に転写するトナー画像転写手段と、
   各像担持体に対応して設けられ、トナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写のトナーを回収して担持するための回収動作と、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時に像担持体を介して対応するトナー画像形成手段に戻すための吐き出し動作とを実行する複数のトナー回収部材と、
   トナー回収部材を駆動して回収動作と吐き出し動作を実行させる、トナー回収部材の数より少ない複数の回収部材駆動手段を有し、
   各トナー画像形成手段の上記所定の時間待機する開始のタイミングは異なり、
   少なくとも２つのトナー画像形成手段の上記所定の時間は共通の時間を含み、
   上記少なくとも２つのトナー画像形成手段それぞれがトナー画像を形成する像担持体上の未転写トナーを回収する少なくとも２つのトナー回収部材が、１つの回収部材駆動手段により駆動されて上記共通の時間中に吐き出し動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
   

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