JP2009128459A

JP2009128459A - 画像形成装置

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Publication number: JP2009128459A
Application number: JP2007301172A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Shimizu; 雄介清水; Tomoo Akizuki; 智雄秋月; Masahiro Suzuki; 雅博鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: JP5171223B2

Abstract

【課題】本発明は、移動体に付着した残留トナーを一時保持する帯電手段を有する画像形成装置において、残留トナーが移動体に吐き出されることを抑制し、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する感光体ドラム２上のトナー像を記録材Ｐに転写するための中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０に付着した残留トナーを感光体ドラム２が担持するトナー像の帯電極性とは逆極性に帯電させ、感光体ドラム２に回収させる残トナー帯電ブラシ１０と、残トナー帯電ブラシ１０に電圧を印加する電源１４と、を有する画像形成装置において、残トナー帯電ブラシ１０は残留トナーを一時保持する機能を有し、電源１４は中間転写ベルト２０が回転を開始する所定時間前に残トナー帯電ブラシ１０に電圧を印加することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置として、中間転写体（移動体）を使用する構成を有する画像形成装置が知られている。中間転写体のクリーニング装置として、特許文献１（特開平０９−４４００７）で記載されているように、中間転写体上に残存した２次転写残トナー（残留トナー）に対して、所定の電荷を付与する帯電手段を設けたものがある。

所定の電荷を付与された２次転写残トナーは、その後の一次転写部において中間転写体から感光ドラムに逆転写され、感光ドラムのクリーニング装置によって回収される。

また、中間転写体上に残存した２次転写残トナーに所定の電荷を付与する帯電部材を有するインライン方式のカラープリンタも知られている。

しかし、インライン方式の場合、特許文献２（特開２００４−２１１３４）で記載されているように、カラーモード時は、帯電部材の中間転写体回転方向下流側の第一の画像形成ステーションでのみで、大部分の残トナーが回収されてしまう。

そこで、インライン方式の画像形成装置において、中間転写体上に残存した２次転写残トナーを所定量保持するとともに、２次転写残トナーに所定の電荷を付与する帯電・トナー保持部材（帯電手段）を有する構成のカラープリンタが提案されている。

この帯電・トナー保持部材を有する構成のカラープリンタにおいては、プリント後の後回転時などの所定のタイミングで帯電・トナー保持部材に保持した２次転写残トナーを中間転写体上に転写する（以下、吐き出すと称す）ことが可能である。この吐き出しは、帯電・トナー保持部材に両極性のＤＣバイアスを交互に印加することにより行われる。

ここで、帯電・トナー保持部材は、プラスのバイアスを印加して負極性の２次転写残トナーを回収するため、吐き出されたトナーの大部分は負の極性（正規の極性は正極性）である。この吐き出されたトナーが、第一の画像形成ステーションにおいて感光ドラムに転写されないような制御を行う。これにより、２次転写残トナーを第一の画像ステーション以外の画像ステーションにて回収させることができ、第一の画像ステーションに２次転写残トナーの回収が集中することを抑制できる。

２次転写残トナーが感光ドラムに転写されないようにする方法として、転写させたくない画像ステーションに対向する転写ローラを離間する方法がある。また、転写させたくない画像ステーションに対向する転写ローラに正極性のバイアスを印加し、転写させたくない画像ステーションの帯電ローラに負極性のバイアスを印加して静電的に２次転写残トナーを感光ドラムに転写させない方法がある。

特開平０９−４４００７号公報特開２００４−２１１３４号公報

しかしながら、従来の方法では、一連のプリント中クリーニング動作が終了し、帯電・トナー保持部材に２次転写残トナーが保持された状態で、中間転写体の回転を停止する。そして、中間転写体の回転停止と同時に、帯電・トナー保持部材に印加しているバイアスをＯＦＦしていた。

そのため、回転停止にともなう中間転写体の物理的な振動によって、帯電・トナー保持部材に保持された２次転写残トナーの一部が、中間転写体上に吐き出されてしまう。

また、中間転写体の回転が停止し、帯電・トナー保持部材にトナーが保持された状態から、中間転写体の回転を開始する。そして、中間転写体の回転開始と同時に、帯電・トナー保持部材にバイアスを印加していた。

そのため、回転開始にともなう中間転写体の物理的な振動によって、前記帯電・トナー保持部材に保持されていた２次転写残トナーの一部が、中間転写体上に吐き出されてしまう。

２次転写残トナーは、帯電・トナー保持部材と中間転写体が対向する位置（帯電・トナー保持ニップ）より下流側の中間転写体上に吐き出される。吐き出しは、残トナー帯電ブラシが保持している２次転写残トナー量が所定量を超えている場合や、２次転写残トナーの帯電量が不足している場合に顕著である。

ここで、画像形成ステーションにおいて画像形成動作が開始されると、一次転写ローラに正極性のバイアスが印加され、帯電ローラに負極性のバイアスが印加される。吐き出された２次転写残トナーは大部分が負の極性を持つ。このため、吐き出された２次転写残トナー、感光ドラムから反発する方向の電界を受け、感光ドラム上に転写・回収されずに中間転写体上に残ってしまう。

その結果、吐き出された２次転写残トナーが、２次転写位置で中間転写体から記録材に出力画像と一緒に転写されてしまう。また、吐き出された２次転写残トナーが、２次転写ローラに付着し、記録材の裏側を汚してしまう。

そこで本発明は、移動体に付着した残留トナーを一時保持する帯電手段を有する画像形成装置において、残留トナーが移動体に吐き出されることを抑制し、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写するための移動体と、前記移動体に付着した残留トナーを前記像担持体が担持するトナー像の帯電極性とは逆極性に帯電させ、前記像担持体に回収させる帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段は前記残留トナーを一時保持する機能を有し、前記電圧印加手段は前記移動体が回転を開始する所定時間前に前記帯電手段に電圧を印加することを特徴とする。

本発明によれば、移動体に付着した残留トナーを一時保持する帯電手段を有する画像形成装置において、残留トナーが移動体に吐き出されることを抑制し、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる。

[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。

（画像形成装置）
図１は本実施形態に係るカラー画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式の中間転写方式のフルカラープリンタ）を示す構成図である。

図１に示すように、カラー画像形成装置１００は、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成部）を備えている。４つの画像形成部１Ｙ〜１Ｂｋは、一定の間隔をおいて一列に配置されている。

画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋには、それぞれ像担持体としての感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。

感光体ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ〜３ｄ、現像手段としての現像装置４ａ〜４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。

現像装置４ａ〜４ｄには、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。なお、本実施形態においては負極性の電荷をもったトナーを用いて説明する。

感光体ドラム２ａ〜２ｄは、負帯電の有機感光体でアルミニウムのドラム基体上に感光層を有している。感光体ドラム２ａ〜２ｄは、不図示の駆動装置によって矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

帯電ローラ３ａ〜３ｄは、感光体ドラム２ａ〜２ｄに所定の圧接力で接触しており、不図示の帯電バイアス電源によって、所望の帯電バイアスを印加され、感光体ドラム２ａ〜２ｄ表面を所定の電位（本実施形態では負極性）に均一に帯電する。

露光装置（レーザスキャナ装置）７ａ〜７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力する。出力されたレーザ光が、各反射ミラー（不図示）を介して感光体ドラム２ａ〜２ｄ表面を画像露光することにより、帯電ローラ３ａ〜３ｄで帯電された感光体ドラム２ａ〜２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。

現像装置４ａ〜４ｄは、現像方式として、接触現像方式を用いており、現像剤担持体としての現像ローラを有している。現像ローラ上の薄層担持されたトナーは、不図示の現像駆動手段により現像ローラが回転することで、感光体ドラム２ａ〜２ｄとの対向部（現像部）に搬送される。

現像部において感光体ドラム上に形成された静電潜像は、不図示の現像電圧印加手段により現像ローラに印加された現像バイアスにより、トナー像として現像（反転現像）される。

中間転写ベルト（中間転写体）２０は、ゴム基層の上に、ＰＴＦＥなど弗素樹脂を分散したものを被覆した無端ベルト状に構成されている。ゴム基層は、ＰＶｄＦ（弗化ビニリデン樹脂）、ＥＴＦＥ（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂、ＥＰＤＭ等にて形成される。

１次転写用の転写ローラ５ａ〜５ｄは、スポンジゴムなどの弾性部材で構成されており、１次転写ニップ部Ｎにて中間転写ベルト（移動体）２０を介して感光体ドラム２ａ〜２ｄに当接し、中間転写ベルト２０に従動回転している。転写ローラ５ａ〜５ｄには、それぞれ１次転写用電源４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが接続されており、１次転写バイアスが印加される。

感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に現像されたトナー像は、１次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａ〜５ｄにより、回転している中間転写ベルト２０上に１次転写される。

２次転写対向ローラ２３は、中間転写ベルト２０を介して２次転写ローラ２４と当接して、２次転写部Ｍを形成している。２次転写ローラ２４は、中間転写ベルト２０に接離自在に設置されている。

また、２次転写ニップ部Ｍよりも中間転写ベルト２０の回転方向下流側であって、一次転写ニップＮよりも上流側に、残トナー帯電ブラシ（帯電手段）１０が中間転写ベルト２０に当接した状態で配置されている。残トナー帯電ブラシ１０は、中間転写ベルト２０表面に残った転写残トナーを除去して回収する。

残トナー帯電ブラシ１０の材質はナイロンであり、繊度は３００Ｔ／５０Ｆ、パイル長さは５ｍｍのものを用いている。また、ブラシ幅は５ｍｍ、密度は８０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２であり、抵抗は６．５×１０^６のものを用いている。なお、残トナー帯電ブラシ１０の材質は、レーヨン、ポリエステル、アラミド、アクリル、モダアクリル、ビニロン、などの合成繊維などでも良い。

２次転写部Ｍの記録材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂを有する定着装置１２が設置されている。

（カラー画像形成装置による画像形成動作）
次に、本実施の形態のカラー画像形成装置による画像形成動作について説明する。

画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される画像形成部１Ｙ〜１Ｂｋの感光ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ〜３ｄによって一様に帯電（本実施の形態では負極性に帯電）される。

そして、露光装置７ａ〜７ｄは、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換する。そして、変換された光信号であるレーザ光を帯電された感光ドラム２ａ〜２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。

感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａにより、静電潜像が形成された感光ドラム２ａ上にイエローのトナーを感光体表面の帯電電位に応じて静電吸着させ、静電潜像を顕像化し、現像像とする。

このイエローのトナー像は、１次転写部Ｎにて１次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ５ａにより、回転している中間転写ベルト２０上に１次転写される。イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト２０は、画像形成部１Ｍ側に回転される。

そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト２０上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、１次転写部Ｎにて転写される。

以下、同様にして中間転写ベルト２０上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ、１Ｂｋの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を１次転写部Ｎにて順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト２０上に形成する。

そして、中間転写ベルト２０上のフルカラーのトナー像先端が２次転写部Ｍに移動されるタイミングに合わせて、給送ローラ（レジストローラ）１３により記録材Ｐを２次転写部Ｍに搬送する。搬送された記録材Ｐは、２次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された２次転写ローラ２４により、フルカラーのトナー像を一括して２次転写される。

フルカラーのトナー像が形成された記録材Ｐは、定着装置１２に搬送されて、定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂ間の定着ニップ部で加熱、加圧され、フルカラーのトナー像を熱定着される。記録材Ｐ表面にトナー像を熱定着された記録材Ｐは、外部に排出され、一連の画像形成動作が終了する。

上記した１次転写時において、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留している１次転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去されて回収される。

また、２次転写後に中間転写ベルト２０上に残った２次転写残トナーは、残トナー帯電ブラシ１０によって正規の帯電特性（負極性）とは逆極性（正極性）に帯電され、１次転写ニップ部Ｎにて感光ドラム２ａに回収される＜プリント中クリーニング動作＞。

また、残トナー帯電ブラシ１０は、２次転写残トナーの一部を回収して一時保持する機能を有し、回収・保持したトナーを後回転などの所定のタイミングで中間転写ベルト２０上に転写する（以下吐き出しと称す）。残トナー帯電ブラシ１０は、回収・保持したトナーを負極性に帯電する。これにより、２次転写残トナーを画像形成部１Ｙでは回収せず、画像形成部１Ｍ、１Ｃの１次転写ローラ５ｂ、５ｃに負のバイアスを印加して、画像形成部１Ｍや１Ｃの廃トナー容器に選択的に回収させる＜吐き出し動作＞。

＜プリント中クリーニング動作＞
以下に、残トナー帯電ブラシ１０による２次転写残トナーの回収動作について詳しく説明する。

２次転写前に正規の帯電特性（負極性）を持つトナーは、２次転写工程で記録材上に転写されるため、２次転写残トナーは正規の帯電特性（負極性）とは逆極性（正極性）に帯電されているものが多い。

しかし、全ての２次転写残トナーが正極性に帯電しているわけではなく、中和され電荷をもたいないトナーや、負極性を維持しているトナーも一部存在する。

残トナー帯電ブラシ１０には電源（電圧印加手段）１４により正のバイアス（本実施形態では約１３００Ｖ、以下、残トナー帯電バイアスと称す）が印加される。残トナー帯電ブラシ１０が中間転写ベルト２０と形成する帯電ニップ部Ｗでは、残トナー帯電ブラシ１０と中間転写ベルト２０間で放電が起きる。その放電により、中間転写ベルト上の２次転写残トナーを正規の帯電特性とは逆極性（正極性）に帯電する。

帯電ニップ部Ｗに２次転写残トナーが移動してくると、残トナー帯電ブラシ１０は２次転写残トナーを正極性に帯電すると同時に、２次転写残トナーの一部を静電的に回収・保持するとともに物理的にも回収・保持する。

帯電ニップ部Ｗにて残トナー帯電ブラシ１０に回収・保持されずに、正極性に帯電を受けた２次転写残トナーは、中間転写ベルト２０上に乗ったまま画像形成部１Ｙにおける１次転写ニップ部Ｎまで移動する。

ここで、画像形成中の一次転写ローラ５ａには、前述したように正極性のバイアス（本実施形態では約５００Ｖ）が印加されている。このため、感光ドラム２ａ上に形成された現像像（負極性）が静電的な力により、中間転写ベルト２０上に転写されると同時に、２次転写残トナーの大部分（正極性）が静電的な力により、感光ドラム２ａ上に逆転写される。

感光ドラム２ａ上に逆転写された２次転写残トナーは、クリーニングブレード６ａにより、感光ドラム２ａ上からかき取られ、廃トナーボックス８ａに回収され、一連の回収動作が終了する。

＜吐き出し動作＞
次に、残トナー帯電ブラシ１０による２次転写残トナーの吐き出し動作について詳しく説明する。

プリント中クリーニング動作により、正極性の２次転写残トナーは回収されているため、残トナー帯電ブラシ１０には２次転写残トナーの一部（大部分は負極性）が回収・保持されている。すなわち、残トナー帯電ブラシ１０に回収・保持されたトナーの大部分は負極性に帯電されているものの、一部は正極性にも帯電されている。

従って、回収・保持された２次転写残トナーを中間転写ベルト２０上に吐き出すために、不図示の電源により、残トナー帯電ブラシに両極性のＤＣバイアスを交互に印加する。すなわち、残トナー帯電ブラシ１０に正極性のバイアスを印加すると、正極性の２次転写残トナーが、負極性のバイアスを印加すると負極性の２次転写残トナーが中間転写ベルト２０上に吐き出される。

中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーは、中間転写ベルト２０の回転に伴い、イエローの画像形成部１Ｙの１次転写ニップ部Ｎへと搬送される。

中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーが１次転写ニップ部Ｎに到達する前に、１次転写ローラ５ａに正極性のバイアス（本実施形態では約＋４００Ｖ）を印加する。これにより、負極性に帯電した大部分の２次転写残トナーは、静電的な力により感光ドラム２ａに転写・回収されずに中間転写ベルト２０上に残留する。一方、一部の正極性の２次転写残トナーは、静電的な力により感光ドラム２ａ上に転写・回収される。

中間転写ベルト２０上に残留したトナーは、中間転写ベルト２０の回転に伴い、マゼンタの画像形成部１Ｍの１次転写ニップ部Ｎへと搬送される。

中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーがマゼンタの画像形成部１Ｍの１次転写ニップ部Ｎに到達する前に、１次転写ローラ５ｂに負のバイアス（本実施形態では約−４００Ｖ）を印加する。これにより、２次転写残トナーを静電的な力により、感光ドラム２ｂに回収させる。

なお、１次転写ローラ５ａ、５ｂに正極性のバイアスを印加し、１次転写ローラ５ｃに負極性のバイアスを印加することで、中間転写ベルト２０上に吐き出された２次転写残トナーを感光ドラム２ｃに転写・回収してもよい。

以上のような制御を行うことで、プリント中クリーニング動作中に残トナー帯電ブラシ１０で回収・保持した２次転写残トナーを特定の画像形成部以外の画像形成部に選択的に回収させることができる。従って、２次転写残トナーが特定の画像形成部の廃トナーボックスに集中することを抑制できる。

また、以上の吐き出し動作をプリント後の後回転などの所定のタイミングで行うことで、残トナー帯電ブラシ１０に２次転写残トナーが回収能力の限界以上に溜まることによる２次転写残トナーへの帯電能力の低下を抑制できる。

次に、プリント中クリーニング動作における各種タイミングについて、従来における各種タイミングと比較して説明をする。

≪タイミングチャート−従来例≫
図２は従来例のプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。

図２に示すように、プリント中クリーニング動作開始前において、中間転写ベルト２０は停止状態であり、残トナー帯電ブラシ１０は不図示の電源からのバイアス印加がＯＦＦされた状態である。この時、残トナー帯電ブラシ１０は、前回のプリント中クリーニング動作時に回収した２次転写残トナーを保持している。

ホストコンピュータからプリント信号を受け取ると、プリント中クリーニング動作が開始され、中間転写ベルト２０が回転を開始する（ｔ１）。それと同時に正極性の残トナー帯電バイアス（約１３００Ｖ）が不図示の電源により残トナー帯電ブラシ１０に印加（ＯＮ）される。

中間転写ベルト２０の回転起動にともない、残トナー帯電ブラシ１０が物理的に振動する。このため、残トナー帯電ブラシ１０に保持されていた２次転写残トナーの一部が、残トナー帯電ブラシ１０から中間転写ベルト２０上に吐き出されてしまう場合がある。これは、残トナー帯電ブラシ１０が保持している２次転写残トナー量が所定量を越えている場合や、２次転写残トナーの帯電量が不足している場合に顕著である。特にプロセススピードが速い場合にこの現象は顕著である。

また、従来例においてはプリント中クリーニング動作の最終工程において、中間転写ベルト２０の回転を停止すると同時に、残トナー帯電バイアスの印加をＯＦＦにしている（ｔ２）。

中間転写ベルト２０の停止にともない、残トナー帯電ブラシ１０が物理的に振動する。このため、残トナー帯電ブラシ１０に保持されていた２次転写残トナーの一部が、残トナー帯電ブラシ１０から中間転写ベルト２０上に吐き出されてしまう場合がある。

ここで、残トナー帯電ブラシ１０は、プラスのバイアスを印加して負極性の２次転写残トナーを回収するため、残トナー帯電ブラシ１０から中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーは、大部分が負極性を持つ。このため、画像形成部１Ｙ〜１Ｂｋにおいて画像形成が開始され、一次転写ローラ５ａ〜５ｄに正極性のバイアス（約５００Ｖ）が印加されると、２次転写残トナーは感光ドラム２ａ〜２ｄから反発する方向の力を受ける。このため、吐き出された２次転写残トナーは、感光ドラム２ａ上に転写されずに中間転写ベルト２０上に残ってしまう。

そして、２次転写ローラ２４には、正極性のバイアス（本実施形態では＋２００Ｖ）が印加されているため、吐き出された２次転写残トナーが２次転写部Ｍで中間転写ベルト２０から記録材Ｐに出力画像と一緒に転写されてしまう。また、２次転写部Ｍに記録材Ｐが場合には、吐き出された２次転写残トナーが２次転写ローラ２４に付着し、後に搬送されてくる記録材Ｐの裏側を汚してしまう。

≪タイミングチャート−本実施形態≫
図３は本実施形態のプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。

図３に示すように、従来例と同様に、プリント中クリーニング動作開始前において、中間転写ベルト２０は停止状態であり、残トナー帯電ブラシ１０は不図示の電源からのバイアス印加がＯＦＦされた状態である。この時、残トナー帯電ブラシ１０は、前回のプリント中クリーニング動作時に回収した２次転写残トナーを保持している。

本実施形態では、ホストコンピュータからプリント信号を受け取ると、プリント中クリーニング動作が開始され、正極性の残トナー帯電バイアス（約１３００Ｖ）が不図示の電源により残トナー帯電ブラシ１０に印加（ＯＮ）される（ｔ１）。そして、バイアス印加の２００ｍｓ後に、中間転写ベルト２０が回転を開始する（ｔａ）。

このように、中間転写ベルト２０の起動の前に、残トナー帯電ブラシ１０に正極性のバイアスを印加することにより、残トナー帯電ブラシ１０に保持された負極性の２次転写残トナーは静電的な力により、残トナー帯電ブラシ１０に吸着される。このため、中間転写ベルト２０の起動にともない残トナー帯電ブラシ１０が物理的に振動しても、残トナー帯電ブラシ１０に保持された負極性の２次転写残トナーは中間転写ベルト２０上に吐き出されない。よって、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる。

また、プリント中クリーニング動作の最終工程において、まず、中間転写ベルト２０の回転を停止する（ｔｂ）。そして、中間転写ベルト２０の回転停止の２００ｍｓ後に、残トナー帯電バイアスの印加をＯＦＦにする（ｔ２）。

このように、中間転写ベルト２０の回転停止後に、残トナー帯電ブラシ１０へのバイアス印加をＯＦＦにすることにより、残トナー帯電ブラシ１０に保持された負極性の２次転写残トナーは静電的な力により、残トナー帯電ブラシ１０に吸着される。このため、中間転写ベルト２０の停止にともない残トナー帯電ブラシ１０が物理的に振動しても、残トナー帯電ブラシ１０に保持された負極性の２次転写残トナーは中間転写ベルト２０上に吐き出されない。よって、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる。

本実施形態では、中間転写ベルト２０の回転開始の２００ｍｓ前、回転停止の２００ｍｓ後に、残トナー帯電ブラシ１０へのバイアス印加のＯＮ、ＯＦＦを行うこととした。しかし、本発明は、２００ｍｓに限定されるものではなく、中間転写ベルト２０の起動にともない残トナー帯電ブラシ１０が物理的に振動しても、２次転写残トナーを残トナー帯電ブラシ１０に保持できる所定時間でよい。すなわち、中間転写ベルト２０の回転開始の所定時間前、回転停止の所定時間後に、残トナー帯電ブラシ１０へのバイアス印加のＯＮ、ＯＦＦを行えばよい。

なお、残トナー帯電ブラシ１０に保持されていた正極性の２次転写残トナーは中間転写ベルト２０の起動にともなう物理的な振動により、中間転写ベルト２０上に一部吐きだされる場合がある。しかし、画像形成が開始され、一次転写ローラ５ａに正極性のバイアス（約５００Ｖ）が印加されると、正極性の２次転写残トナーは感光ドラム２ａに静電的に転写・回収されるため、画像不良などの問題とはならない。

また、本実施形態では中間転写方式の画像形成装置について説明をおこなった。しかし本発明は、これに限定されるものではない。例えば、感光ドラム上のトナー像を、転写搬送ベルト（移動体）上に吸着搬送される記録材上に直接転写する方式を採用した画像形成装置であってもよい。このような画像形成装置でも同様の制御を行うことで同様の効果を得ることができる。

[第二実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図４は第二実施形態におけるプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。

図４に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記第一実施形態の画像形成装置において、プリント中クリーニング動作開始時の残トナー帯電ブラシ１０へのバイアス印加を段階的に行うものである。また、プリント中クリーニング動作終了時の残トナー帯電ブラシ１０へのバイアス印加のＯＦＦを段階的に終了するものである。

≪タイミングチャート−本実施形態≫
従来例、上記第一実施形態と同様に、プリント中クリーニング動作開始前において、中間転写ベルト２０は停止状態であり、残トナー帯電ブラシ１０は不図示の電源からのバイアス印加がＯＦＦされた状態である。この時、残トナー帯電ブラシ１０は、前回のプリント中クリーニング動作時に回収した２次転写残トナーを保持している。

本実施形態では、ホストコンピュータからプリント信号を受け取ると、プリント中クリーニング動作が開始され、まず、残トナー帯電ブラシ１０に不図示の電源より、約３００Ｖの正極性のバイアスが印加される（ｔ１）。

そして、その２００ｍｓ後に、中間転写ベルト２０が回転を開始し、中間転写ベルト２０の回転開始と同時に、残トナー帯電ブラシ１０に不図示の電源より、約１３００Ｖの正極性のバイアスが印加される（ｔａ）。

また、クリーニングの最終工程において、まず、中間転写ベルト２０の回転を停止し、中間転写ベルト２０の回転停止と同時に残トナー帯電バイアスを約＋３００Ｖに切り替える（ｔｂ）。そして、中間転写ベルト２０の回転停止の２００ｍｓ後に、残トナー帯電バイアスの印加をＯＦＦにする（ｔ２）。

なお、中間転写ベルト２０が停止中に残トナー帯電ブラシ１０に印加するバイアス（本実施形態では＋３００Ｖ）は、中間転写ベルト２０の表面電位（本実施形態では約＋５０〜＋２００Ｖ）に従って適正化されるべきものである。なぜなら、バイアスを中間転写ベルト２０の表面電位より低いバイアスとした場合には、残トナー帯電ブラシ１０から中間転写ベルト側へ負極性の２次転写残トナーを吐き出す方向に静電的な力が働いてしまうためである。従って、中間転写ベルト２０が停止中に残トナー帯電ブラシ１０に印加するバイアスは、中間転写ベルト２０の表面電位より１００〜２５０Ｖ高い値とする必要がある。

以上述べた制御を行うことで、上記第一実施形態と同様に中間転写ベルト２０の起動・停止時に残トナー帯電ブラシ１０から２次転写残トナーが吐き出されることを抑制できる。よって、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる。

また、上記第一実施形態では、中間転写ベルト２０の起動と停止時に、中間転写ベルト２０が停止した状態で２００ｍｓの間、約１３００Ｖの正極性のバイアスを印加する。そのため、中間転写ベルト２０の材質、抵抗値次第では中間転写ベルト２０にリークサイトが形成され、中間転写ベルト２０に穴があく、リークサイトに対応した転写不良が出るおそれがある。

これに対し、本実施形態では、中間転写ベルト２０が停止している間に、中間転写ベルト２０にリークするような高いバイアスを残トナー帯電ブラシ１０に印加しない。このため、第一実施形態では中間転写ベルト２０のリークが理由で使用不可となるベルトの材質、抵抗値を採用することができ、中間転写ベルト２０の材料選択の自由度が高まる。

[第三実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第三実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図５は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。

図５に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記第一、第二実施形態の画像形成装置の残トナー帯電ブラシ１０に変えて、残トナー帯電ローラ（帯電手段）１１を用いたものである。

残トナー帯電ローラ１１は、２次転写残トナーを逆極性に帯電させて、画像形成部に回収させるための帯電部材である。残トナー帯電ローラ１１は、スポンジ状弾性体を軸の周囲にロール状に設けた外径２０ｍｍの残トナー帯電ローラである。発泡性弾性体は、１０^７Ωｃｍ程度に抵抗値調整され、５０〜３００μｍの発砲セルを有するシリコン系ゴムからなっている。

残トナー帯電ローラ１１は、総圧１Ｋｇｆの押圧力で中間転写ベルト２０に当接され、中間転写ベルト２０に従動して回転する。なお、残トナー帯電ローラ１１を駆動回転させて、中間転写ベルト２０と周速差をつけてもよい。

残トナー帯電ローラ１１には不図示の電源により正のバイアス（本実施形態では約１５００Ｖ、以下、残トナー帯電バイアスを称す）が印加される。

残トナー帯電ローラ１１が中間転写ベルト２０と形成する帯電ニップ部Ｘでは、中間転写ベルト２０の回転方向上流側および下流側の微小ギャップで放電がおきており、中間転写ベルト上の残留トナーを正規の帯電特性とは逆極性（すなわち正極性）側に帯電する。

帯電ニップ部に２次転写残トナーが移動してくると残トナー帯電ローラ１１は２次転写残トナーを正極性に帯電すると同時に、２次転写残トナーの一部を静電的に回収・保持するとともに物理的にも回収・保持する。

残トナー帯電ローラ１１を用いて、上記第一、第二実施形態で述べた制御を行うことで、上記第一、第二実施形態と同様に、中間転写ベルト２０の起動・停止時に残トナー帯電ローラ１１から２次転写残トナーが吐き出されることを抑制できる。よって、吐き出されたトナーによって引き起こされる画像不良を抑制できる。

また、残トナー帯電ローラ１１を用い、上記第二実施形態で説明した残トナー帯電バイアスの制御をすることで、上記第二実施形態と同様に、中間転写ベルト２０の材料選択の自由度が高まる。

なお、残トナー帯電ローラ１１のトナー回収・保持量はローラの外径、発砲セル径によるところが大きく、一般的にローラの外径・発砲セル径が大きいほど、回収・保持能力は高い。ただし、ローラ外径を大きくすることは本体サイズに影響を及ぼしてしまうため、むやみに大きくすることは出来ない。

また、発砲セル系を大きくすると回収・保持能力は高くなるものの、２次転写残トナーを中間転写ベルト２０上に吐き出す際には、セルに２次転写残トナーが残ってしまい易くなるため、回収・保持能力と吐き出し能力のバランスを考えた上で選定する必要がある。

第一実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。従来例のプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。第一実施形態のプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。第二実施形態のプリント中クリーニング動作時のタイミングチャートである。第三実施形態に係る画像形成装置の構成図である。

符号の説明

Ｍ …２次転写部
Ｎ …１次転写ニップ部
Ｐ …記録材
Ｗ、Ｘ …帯電ニップ部
１ …画像形成部
２ …感光体ドラム（像担持体）
３ …帯電ローラ
４ …現像装置
５ …転写ローラ
６ …ドラムクリーニング装置
７ …露光装置
８ …廃トナーボックス
１０ …残トナー帯電ブラシ（帯電手段）
１１ …残トナー帯電ローラ（帯電手段）
１２ …定着装置
１４ …電源（電圧印加手段）
２０ …中間転写ベルト（移動体）
２３ …２次転写対向ローラ
２４ …２次転写ローラ
４０ …１次転写用電源
１００ …カラー画像形成装置

Claims

トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体が担持したトナー像を記録材に転写するための移動体と、
前記移動体に付着した残留トナーを前記像担持体が担持するトナー像の帯電極性とは逆極性に帯電させ、前記像担持体に回収させる帯電手段と、
前記帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段は前記残留トナーを一時保持する機能を有し、
前記電圧印加手段は前記移動体が回転を開始する所定時間前に前記帯電手段に電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体が担持したトナー像を記録材に転写するための移動体と、
前記移動体に付着した残留トナーを前記像担持体が担持するトナー像の帯電極性とは逆極性に帯電させ、前記像担持体に回収させる帯電手段と、
前記帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段は前記残留トナーを一時保持する機能を有し、
前記電圧印加手段は前記移動体が回転を停止してから所定時間後に前記帯電手段への電圧印加を終了することを特徴とする画像形成装置。
前記電圧印加手段は前記移動体が回転を開始する所定時間前に前記帯電手段に電圧を段階的に印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記電圧印加手段は前記移動体が回転を停止してから所定時間後に前記帯電手段への電圧印加を段階的に終了することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。