JP2009294553A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持手段から中間転写体に吐き出されたトナーを像担持体に転移させきれないことや像担持体のクリーニング手段に回収しきないことを抑制することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置Ａは、保持手段１０１から中間転写体６へトナーを静電的に転移させるために保持手段１０１と中間転写体６との間に保持手段６上のトナーが中間転写体６へ転移する方向の電界が形成され、該電界は該電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に強くされる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置において、カラー画像形成装置がモノクロ画像形成装置に置き換わる形で普及してきている。そして、カラー画像形成装置にもモノクロ画像形成装置並みの画像形成速度が要求される。

電子写真方式のカラー画像形成装置の高速化を実現する構成として、タンデム型と呼ばれる構成が提案されて、又実現化されている。タンデム型の画像形成装置は、中間転写方式のものと直接転写方式のものとに大別される。

中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、複数色のトナーとして、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーによるトナー像が、像担持体としての複数の電子写真感光体（感光体）上にそれぞれ形成される。各像担持体上に形成された各色のトナー像は、１次転写手段により中間転写体上に順次に重ね合わせて転写（１次転写）される。次いで、中間転写体上に形成された多重トナー像は、２次転写手段により一括して紙などの転写材上に転写（２次転写）される。最後に、転写材上に転写されたトナー像は、熱、圧力などによって転写材上に定着されて、カラー画像が形成される。感光体としては、一般的に、ドラム状の感光体、即ち、感光ドラムが用いられる。又、中間転写体としては、一般的に、無端ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルトが用いられる。

２次転写時に転写材に転写されずに中間転写体上に残存したトナー（２次転写残トナー）は、中間転写体のクリーニング手段により除去され、回収される。

中間転写体のクリーニング手段としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものが提案されている。即ち、中間転写体上のトナーを、中間転写体上に接触するように配置した、保持手段としての導電性のブラシローラにより静電的に回収し、保持する。そして、ブラシローラに一時的に保持されたトナーを、非画像形成時に、再度、中間転写体に転移させ、そのトナーを更に感光体に転移させて、感光体のクリーニング手段に回収する。上記非画像形成時としては、具体的には、画像形成動作の開始前又は終了後、或いは複数の画像を形成する場合には画像形成とこれに続く画像形成との間の所定時間がある。

又、中間転写体のクリーニング手段としては、特許文献２に記載されているようなものが提案されている。即ち、保持手段としての、複数の導電層と抵抗層とからなるローラ或いは導電性の発泡ゴムからなるローラを、中間転写体上に接触するように配置し、このローラによって、中間転写体上のトナーを静電的に回収し、保持する。そして、このローラに一時的に保持されたトナーを、非画像形成時として転写残トナー通過後の画像転写領域間の非画像転写領域において、再度、中間転写体に転移させ、そのトナーを更に感光体に転移させて、感光体のクリーニング手段に回収する。
特開平１１−２０２６４２号公報 特開平１１−７２０２号公報

しかしながら、従来、保持手段によって一時的に回収し、保持したトナーの量が多い場合に、一度に大量に保持したトナーを中間転写体に再転移させてしまうことがあり、次のような不都合が生じることがある。即ち、保持手段から中間転写体に再転移されたトナーを感光体に転移させきれないこと、又は、感光体のクリーニング手段に回収しきないことがあり、画像不良を引き起こしてしまう場合がある。

上述のように、保持手段から中間転写体へのトナーの再転移動作（以下「吐き出し」という。）を、複数の画像形成動作終了後に行う場合、一度の吐き出し動作時に保持手段から中間転写体へ再転移される、即ち、吐き出されるトナーの量が多くなってしまうことがある。例えば、ラフ紙などの転写効率が低い転写材を使用した場合や、濃度の高い画像を連続して形成する場合などに、保持手段によって一時的に回収し、保持するトナー量が多くなってしまうためである。そのため、保持手段から中間転写体に吐き出されたトナーを、感光体に転移させきれないこと、又は、感光体のクリーニング手段に回収しきないことにより、画像不良を引き起こす可能性がある。

上記不都合を防止する方法として、吐き出しの頻度を上げ、保持手段によって一時的に回収し、保持するトナーの量を抑えることが考えられる。しかしながら、この場合、必要以上の吐き出しの頻度の増加によって、画像形成装置としての生産性が低下するという不利益を生じてしまうことがある。

従って、本発明の目的は、保持手段から中間転写体に吐き出されたトナーを像担持体に転移させきれないことや像担持体のクリーニング手段に回収しきないことを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成され、該電界は該電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に強くされることを特徴とする画像形成装置である。

第２の本発明によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために、前記保持手段と前記中間転写体との間に電界が形成されない期間が設けられ、該期間に引き続き前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成されることを特徴とする画像形成装置が提供される。

第３の本発明によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記保持手段は移動することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成されると共に、前記保持手段の前記移動の速度は前記電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に速くされることを特徴とする画像形成装置が提供される。

以上説明したように、本発明によれば、保持手段から中間転写体に吐き出されたトナーを像担持体に転移させきれないことや像担持体のクリーニング手段に回収しきないことを抑制することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
１．画像形成装置の全体構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成を示す。本実施例の画像形成装置Ａは、フルカラー画像の形成が可能な電子写真方式のレーザービームプリンタである。特に、本実施例の画像形成装置Ａは、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。

本実施例の画像形成装置Ａは、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。本実施例では、４個の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄは、略水平方向に並設されている。

本実施例では、各画像形成部の構成及び動作は共通する部分が多いため、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に関連する要素であることを示すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体としてのドラム型の感光体、即ち、感光ドラム１を備えている。この感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、図１の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面の移動方向（回転方向）に従って順に、次の各手段が設けられている。先ず、感光ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電装置２である。次に、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム１上に静電潜像（静電像）を形成する露光手段としてのスキャナ部３である。次に、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段としての現像装置４である。次に、感光ドラム１上のトナー像を後述の中間転写体に転写させる１次転写手段（第１の転写手段）としての、ローラ状の接触帯電部材で構成された１次転写部材５である。次に、１次転写後の感光ドラム１の表面に残った転写残トナー（１次転写残トナー）を除去する像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置９である。

又、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して、トナー像を一時的に担持して、図１の矢印Ｒ２方向（時計方向）に回転（周回移動）する、移動可能な無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６が設けられている。１次転写部材５は、中間転写ベルト６の内周面側において、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれに対向して設けられている。又、中間転写ベルト６の外周面側には、中間転写ベルト６上のトナー像を転写材Ｐに転写させる２次転写手段（第２の転写手段）としての、ローラ状の接触帯電部材で構成された２次転写部材７が配置されている。更に、詳しくは後述するように、中間転写ベルト６の外周面側には、２次転写後の中間転写ベルト６の表面に残ったトナー（２次転写残トナー）を除去する中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０が配設されている。後述するように、ベルトクリーニング装置１０は、保持手段としての回収ローラ１０１などを有する。

又、画像形成装置Ａには、転写材Ｐに転写されたトナー像を転写材Ｐに定着させる定着手段としての定着装置８、転写材Ｐを収納するためのカセット１１、転写材Ｐを給送、搬送するための給送ローラ１２、搬送ローラ対１３などが設けられている。

尚、本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４及び感光体クリーニング装置９とは、一体的にカートリッジ化され、画像形成装置Ａの本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジＢを形成している。

感光ドラム１は、本実施例では、直径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの外周面に、有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成されている。感光ドラム１は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部が支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（図示せず）からの駆動力が伝達されることにより、図１の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。

帯電装置２は、本実施例では、ローラ状に形成された導電性ローラ（帯電ローラ）である。帯電装置２は、このローラを感光ドラム１の表面に当接させると共に、このローラに１次帯電電圧印加手段としての１次帯電電源（図示せず）によって負極性の帯電バイアスが印加されることにより、感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。本実施例では、感光ドラム１は、負極性に帯電させられる。

スキャナ部３は、レーザー光学ユニットである。スキャナ部３は、駆動回路（図示せず）によって画像信号に応じたレーザー光Ｌの点灯が制御され、帯電済みの感光ドラム１の表面をそのレーザー光Ｌで選択的に露光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。

現像装置４は、現像剤を収容する現像容器、現像容器内のトナーを感光ドラム１に供給する現像剤担持体としての現像ローラ４１などを有する。本実施例では、現像装置４は、現像剤として、トナーである非磁性１成分現像剤を用いる。第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収納している。又、本実施例では、トナーの正規の帯電極性は負極性であり、そのほとんどが負極性に帯電している。感光ドラム１上の静電潜像の現像時には、現像電圧印加手段としての現像電源（図示せず）から現像装置４の現像ローラ４１に電圧を供給することによって、現像ローラ４１と、静電潜像が形成された感光ドラム１と、の間に現像バイアスを印加する。これにより、静電潜像は、トナーが付着させられて、トナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム１上の静電潜像を反転現像方式にて現像する。つまり、一様に帯電させた後に露光によって電荷を減衰させた感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させることで、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。

１次転写部材５は、本実施例では、ローラ状に形成された導電性ローラ（１次転写ローラ）である。本実施例では、１次転写部材５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属からなる外径６ｍｍのシャフトの周囲に、外径１２ｍｍとなるように発泡性弾性ローラが形成されたものである。この発泡性弾性ローラは、１０⁶〜１０⁹Ωの電気抵抗を有する。１次転写部材５は、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１に加圧され、中間転写ベルト６と感光ドラム１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。１次転写時には、１次転写部材５には、１次転写電圧印加手段としての１次転写電源１６（図４）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の１次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像は中間転写ベルト６上に転写（１次転写）される。

中間転写ベルト６は、本実施例では、１０⁷〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗率を持たせた、厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成されている。

尚、上記体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％として、５０〜１００Ｖを印加して得た値である。

中間転写ベルト６は、複数の支持部材としての駆動ローラ６１、２次転写対向ローラ６２及びテンションローラ６３に掛け回されている。駆動ローラ６１は、中間転写ベルト６を図１の矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）させる。２次転写対向ローラ６２、テンションローラ６３は、中間転写ベルト６の回転に伴って従動して回転する。テンションローラ６３は、中間転写ベルト６の搬送性の安定のために、中間転写ベルト６に適度なテンションを加える。２次転写対向ローラ６２は、２次転写部材７の対向部材（対向極，対向ローラ）としての機能を有している。又、テンションローラ６３は、後述するベルトクリーニング装置１０が備える保持手段としての回収ローラ１０１の対向部材（対向極，対向ローラ）としての機能を有している。

２次転写部材７は、１次転写部材５と同様の構成、物性を有するものである。２次転写部材７は中間転写ベルト６に加圧され、中間転写ベルト６との接触部に２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。転写材Ｐは２次転写部Ｎ２において中間転写ベルト６と２次転写部材７とに挟持されて搬送される。２次転写時には、２次転写部材７には、２次転写電圧印加手段としての２次転写電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の２次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト６上のトナー像は転写材Ｐ上に転写（２次転写）される。

感光体クリーニング装置９は、本実施例では、クリーニング部材として、弾性体であるゴム材料で形成された板状の部材、即ち、クリーニングブレードを有する。クリーニングブレードは、感光ドラム１の表面に当接している。感光体クリーニング装置９は、このクリーニングブレードによって感光ドラム１上の１次転写残トナーを感光ドラム１の表面から除去する。感光ドラム１の表面から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置９の容器に回収される。又、後述するように、感光体クリーニング装置９は、中間転写ベルト６から感光ドラム１へと逆転写された２次転写残トナーを回収することができる。

ベルトクリーニング装置１０は、２次転写工程後に転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト６の表面に残った２次転写残トナーをはじめとする中間転写ベルト６上のトナーを、中間転写ベルト６の表面から除去するためのものである。ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト６の表面の移動方向（回転方向）において、２次転写部Ｎ２よりも下流、且つ、第１の画像形成部Ｓａの１次転写部Ｎ１ａよりも上流において、中間転写ベルト６の表面を清掃する。ベルトクリーニング装置１０についての詳細は後述する。

画像形成時には、感光ドラム１の表面は帯電装置２によって一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１は、スキャナ部３からのレーザー光Ｌによって走査露光されて、その表面に静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に応じて、現像装置４からトナーが感光ドラム１上に転移させられ、感光ドラム１には静電潜像がトナーで現像されたトナー像が形成される。感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト６の表面に転写（１次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のような帯電、露光、現像、１次転写の各工程が、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにおいて行われる。そして、中間転写ベルト６には、各１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄにおいて各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写された多重トナー像が形成される。

一方、画像形成装置Ａの本体の下部に装着されたカセット１１に収納された転写材Ｐが、給送ローラ１２によって１枚ずつ分離給送されると共に、搬送ローラ対１３により２次転写部Ｎ２へと搬送される。そして、中間転写ベルト６上に形成された多重トナー像は、２次転写部Ｎ２において転写材Ｐに一括して転写（２次転写）される。

トナー像が転写された転写材Ｐは、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２のローラ対を有する定着装置８へと搬送される。転写材Ｐは、定着装置８を通過することで、その上にトナー像が熱定着される。その後、転写材Ｐは、排出ローラ対１４によって画像形成装置Ａの上部に排出される。

２．中間転写ベルトのクリーニング態様
次に、中間転写ベルト６のクリーニング態様について説明する。

本実施例では、中間転写ベルト６上のトナーのクリーニング工程の概略は、次の通りである。先ず、回収ローラ１０１が中間転写ベルト６上のトナーを回収し、一時的に保持した状態を維持する。そして、例えば、回収ローラ１０１内のトナー量が回収保持許容量（後述）に達する時点又はそれ以前に、トナーを回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に吐き出す。その後、中間転写ベルト６に吐き出されたトナーを、いずれかの画像形成部Ｓ、例えば、中間転写ベルト６の移動方向において最上流の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａに逆転写させ（以下「２次回収」ともいう。）、その画像形成部Ｓａの感光体クリーニング装置９ａにて回収する。

図２は、回収ローラ１０１を含むベルトクリーニング装置１０の概略構成を示す。

ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト６の表面に付着したトナーを一時的に回収し、保持するための保持手段としての、回転可能な保持部材である回収ローラ１０１を有する。回収ローラ１０１は、中間転写ベルト６から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能である。

回収ローラ１０１は、本実施例では、金属の芯金を発泡弾性体で覆った発泡性弾性ローラで構成される。特に、本実施例では、回収ローラ１０１は、芯金上に、１０⁵〜１０¹⁰Ωに電気抵抗値が調整され、発泡径が５０〜３００μｍの発泡セルを有する発泡弾性体であるシリコーンゴム系或いはウレタンゴム系の材料から成る発泡弾性層を有する発泡性弾性ローラである。発泡弾性体の発泡径の大きさは、選択する材料、画像形成装置Ａの画像形成速度などに応じて最適なものを選択すれば良い。

回収ローラ１０１は、本実施例では、発泡弾性体を中間転写ベルト６に対し０．２５〜１．５ｍｍ侵入させた状態で配設される。回収ローラ１０１は、中間転写ベルト６を挟んでテンションローラ６３に加圧されている。又、回収ローラ１０１は、駆動回転させても、中間転写ベルト６に対して従動回転させてもよい。回収ローラ１０１を駆動回転させる場合は、対向部にて中間転写ベルト６の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。本実施例では、回収ローラ１０１の耐磨耗性を考慮して、回収ローラ１０１は、対向部にて中間転写ベルト６の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させた。又、中間転写ベルトの移動速度（周速度）と回収ローラ１０１の回転速度（周速度）とに０〜１００％程度の速度差を設けてもよい。

尚、回収ローラ１０１の長手方向（回転軸線方向）の長さは、中間転写ベルト６の移動方向と略直交する方向の長さと同等である。

回収ローラ１０１には、クリーニング電圧印加手段としてのクリーニング電源１５により、正極性、負極性のいずれのバイアスも切り替えて印加できるようになっている。即ち、本実施例では、クリーニング電源１５は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第１の電圧出力部１５１と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第２の電圧出力部１５２と、を有している。クリーニング電源１５から回収ローラ１０１に印加するバイアスの極性などは、画像形成装置Ａに設けられた制御部１８の制御により切り替えられる。

又、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄのうち少なくとも１つ、本実施例では少なくとも第１の画像形成部Ｓａにおいて、１次転写部材５には、１次転写電源１６（図４）より、正極性、負極性のいずれのバイアスも切り替えて印加できるようになっている。即ち、当該１次転写電源１６は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第１の電圧出力部１６１と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第２の電圧出力部１６２と、を有している。１次転写電源１６の出力するバイアスの極性などは、画像形成装置Ａに設けられた制御部１８の制御により切り替えられる。

制御部１８は、制御部１８に内蔵されるか又は制御部１８に接続された記憶手段としての記憶装置１９に記憶されたプログラム、データに従い、各種の制御を行う。本実施例に関連して、制御部１８は、特に、電源１５、１６の電圧出力のＯＮ／ＯＦＦ又は出力電圧の極性や値の切り替えなどを制御する。本実施例では、電源１５、１６などの制御手段は、画像形成装置Ａの全体の動作を統括制御する制御部１８が兼ねるが、これらのうちいずれか又は幾つかを制御する別個の制御手段が設けられていてもよい。記憶装置１９としては、電子的なメモリなど利用可能な任意のものを用いることができる。

本実施例では、回収ローラ１０１に印加するバイアスの条件、即ち、正極性のバイアス、負極性のバイアスのいずれを印加するかなどは、トナーを回収し、保持する動作（回収動作）と、吐き出し動作とのいずれを実行するかにより切り替えられる。

図３は、中間転写ベルト６上のトナーＴを回収ローラ１０１で回収し、保持する動作（回収動作）を示す。

本実施例では、中間転写ベルト６上に残留したトナーは主に負極性に帯電している。そのため、図３に示すように、中間転写ベルト６上のトナーを回収ローラ１０１に回収する時には、回収ローラ１０１にトナーの極性とは逆極性である正極性のバイアスを印加する。これにより、中間転写ベルト６上のトナーを静電的に回収ローラ１０１に回収し、保持することができる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から回収ローラ１０１に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ１０１に使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度・湿度）などによって異なるが、＋５００〜＋３０００Ｖ程度が好ましい。

尚、上述のように回収ローラ１０１に正極性のバイアスを印加すると、正極性に帯電したトナーは、回収ローラ１０１で回収することは不可能である。しかし、中間転写ベルト６の移動方向において回収ローラ１０１の下流に配置された感光ドラム１は負極性に帯電されており、正極性のトナーは感光ドラム１で回収される。

上記工程（回収動作）は、典型的には、回収ローラ１０１中に回収され、保持されるトナーの量が回収保持許容量に達する時点又はそれ以前の時点となるように設定された所定の時点まで続けられる。

ここで、回収ローラ１０１の状態は、その初期はトナーの無い状態から始まる。そして、回収ローラ１０１の使用に伴ってトナーが回収され、保持される状態が続く。この状態は、回収ローラ１０１に供給されるトナーを実質的に全て回収し、保持している状態である。その後、ある時点を境に、中間転写ベルト６上から回収し、保持すべきトナーを全ては回収できなくなる状態となる。この状態となる理由は、回収ローラ１０１に回収し、保持しているトナーが、その発泡性弾性ローラの発泡セル中に詰まっていき、追加のトナーの回収が困難になるためである。このある時点、即ち、回収ローラ１０１が回収すべきトナーを実質的に全て回収することができる期間の最終時点において回収ローラ１０１中に保持されているトナーの量が、回収保持許容量である。

回収保持許容量より多くのトナーを回収ローラ１０１に回収させようとすると、回収不足が発生する。そのため、回収ローラ１０１中のトナー量が、回収保持許容量に達する時点又はそれ以前にトナーの吐き出しが実施されるようにする。

例えば、最もトナー使用量が多い画像を形成した場合でも回収保持許容量を超えることがないように、回収動作を行う間隔が予め設定される。

別法として、保持手段が保持したトナー量の情報を認識する認識手段を有し、該認識手段の認識結果に基づいて保持手段から中間転写体へトナーを転移させるタイミングを設定することもできる。

図４は、中間転写ベルト６上にトナーＴを吐き出す場合の動作（吐き出し動作）を示す。

図４に示すように、回収ローラ１０１に回収され、保持されたトナーを中間転写ベルト６上に転写させる吐き出し動作時には、トナーと同極性である負極性のバイアスを回収ローラ１０１に印加する。これにより、回収ローラ１０１から中間転写ベルトベルト６へ静電的にトナーを吐き出させる。この時、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ１０１に使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度、湿度）などによって異なるが、−５００Ｖ〜−３０００Ｖ程度が好ましい。

又、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの任意の１次転写部材５ａ〜５ｄ、本実施例では第１の画像形成部Ｓａの１次転写部材５ａに、トナーと同極性である負極性のバイアスを印加する。これにより、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６上に吐き出した負極性のトナーを、感光ドラム１ａに転移（２次回収）させることが可能となる。この時、感光ドラム１ａと中間転写ベルト６との間の１次転写部Ｎ１ａには、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト６から感光ドラム１ａに向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合に、１次転写部材５ａに印加する適切なバイアス値は、１次転写部材５ａに使用されている材料、画像形成装置Ａが使用される環境（温度・湿度）などによって異なるが、−５００〜−３０００Ｖ程度が好ましい。

尚、２次回収性能を向上させるために、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転速度（周速度）と中間転写ベルト６の移動速度（周速度）とに０〜１００％程度の速度差を設けてもよい。

３．吐き出し動作時のバイアスの制御
前述したように、回収ローラ１０１に回収され、保持されたトナーを中間転写ベルト６上に転写させる吐き出し動作時には、トナーと同極性である負極性のバイアス（以下、「吐き出しバイアス」という。）を回収ローラ１０１に印加する。これにより、回収ローラ１０１から中間転写ベルトベルト６へ静電的にトナーを吐き出す。

ところで、従来の方法では、回収ローラ１０１に保持されたトナー量が多い場合に、一度に大量のトナーが中間転写ベルト６上に吐き出されてしまう。その結果、吐き出されたトナーを感光ドラム１に転移させきれないこと、又は、感光体クリーニング装置９に回収しきないことがあり、これにより中間転写ベルト６や感光ドラム１のクリーニング不良が発生し、画像不良を引き起こしてしまう場合がある。又、この不都合を防止するために、吐き出しの頻度を多くすることが考えられるが、この場合、必要以上に吐き出しの頻度を多くすることにより画像形成装置としての生産性が低下してしまう場合がある。

本実施例の目的は、保持手段から中間転写体に吐き出されたトナーを像担持体に転移させきれないことや像担持体のクリーニング手段に回収しきないことを抑制することである。又、本実施例の他の目的は、上記目的を、吐き出しの頻度の増加を抑制しつつ達成することである。より詳細には、本実施例の目的は、必要以上の吐き出し頻度の増加による画像形成装置Ａとしての生産性の低下を抑制しつつ、上述の如きクリーニング不良の発生を抑制することである。

そこで、本実施例では、単位時間あたりのトナー吐き出し量を制御することによって、一度に大量のトナーを感光ドラム１に移すこと又は感光体クリーニング装置９に回収することを抑制する。特に、本実施例では、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へトナーを静電的に転移させるために回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間に回収ローラ１０１上のトナーが中間転写ベルト６へ転移する方向の電界が形成される。そして、本実施例では、該電界は、該電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に強くされる。これにより、吐き出しの頻度の増大を抑制しつつ、クリーニング不良の発生を抑制することを可能とする。

更に説明すると、本実施例では、図５に示すように、吐き出しバイアスの絶対値を徐々に増大させ、回収ローラ１０１に保持されたトナーを少しずつ中間転写ベルト６上に吐き出す。即ち、本実施例では、回収ローラ１０１から中間転写ベルト７へとトナーを転移させる電界は、単調且つ連続的に強くされる。

これにより、一度に大量のトナーが１次転写部Ｎ１及び感光体クリーニング装置９に送られることが抑制される。そして、吐き出されたトナーを感光ドラム１に転移させきれない、又は、感光体クリーニング装置９に回収しきないといったことが抑制される。従って、中間転写ベルト６や感光ドラム１のクリーニング不良を防止することができる。又、斯かる構成により、必要以上に吐き出しの頻度を増大させることなく、当該効果を得ることができる。

ここで、吐き出しバイアスの絶対値は、吐き出しバイアスの印加により回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へのトナーの吐き出し動作の開始時を起点（基準）として、徐々に増大させればよい。吐き出しバイアスは、印加していない状態から徐々に増大させてもよいし、所定のバイアス値から徐々に増大させてもよい。変化させる吐き出しバイアスの値の少なくとも一部は、上述の好適範囲内にあるようにすることが望ましい。

又、本実施例では、保持手段は回転することで中間転写ベルト６からのトナーを保持し且つ中間転写ベルト６へ転移させることが可能な回収ローラ１０１である。この場合、好ましくは、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へとトナーを転移させる電界を変化させる期間は、回収ローラ１０１の１回転周期より長くする。これにより、より効果的に、一度に大量のトナーが回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に吐き出されるのを抑制することができる。

より具体的には、本実施例では、吐き出しバイアスは、その絶対値が１秒に１００Ｖずつ上昇するように制御され、全体で３０秒間回収ローラ１０１に印加される。

又、別法として、図６に示すように、吐き出しバイアスの絶対値を階段状に複数ステップで上昇させることができる。この場合、好ましくは、各ステップの周期を回収ローラ１０１の回転周期よりも長くする。即ち、回収ローラ１０１から中間転写ベルト７へとトナーを転移させる電界は、段階的に強くすることができる。ここで、本実施例では、保持手段は回転することで中間転写ベルト６からのトナーを保持し且つ中間転写ベルト６へ転移させることが可能な回収ローラ１０１である。この場合、好ましくは、段階的に強くされる電界の各段階の期間は回収ローラ１０１の１回転周期よりも長くする。

吐き出しバイアスを段階的に変化させる態様は、局所的に大量のトナーが１次転写部Ｎ１及び感光体クリーニング装置９に送られることも抑制されるので、より好ましい。この態様を本実施例の画像形成装置Ａに採用する場合には、一例として、吐き出しバイアスは、その絶対値が５秒毎に５００Ｖずつ階段状に複数ステップで上昇するよう制御され、全体で３０秒間回収ローラ１０１に印加される。

以上説明したように、本実施例によれば、単位時間あたりのトナー吐き出し量が制御されることによって、一度に大量のトナーを感光ドラム１に移すこと又は感光体クリーニング装置９に回収することが抑制される。これにより、吐き出しの頻度の増大を抑制しつつ、クリーニング不良の発生を抑制することができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例では、吐き出し動作時の吐き出しバイアスの制御が実施例１とは異なる。本実施例では、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へトナーを静電的に転移させるために、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間に電界が形成されない期間が設けられる。そして、該期間に引き続き回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間に回収ローラ１０１上のトナーが間転写ベルト６へ転移する方向の電界が形成される。

更に説明すると、本実施例では、吐き出し動作時に、図７に示すように、回収ローラ１０１へ吐き出しバイアスを印加する前に、回収ローラ１０１へバイアスを印加しない期間Ｄを設ける。

吐き出し動作時に、回収ローラ１０１にバイアスを印加しない期間Ｄを設けることで、この期間Ｄにおいて、回収ローラ１０１がトナーを保持する力が弱まり、比較的付着力の弱い回収ローラ１０１の表層近傍にあるトナーのみが中間転写ベルト６上に吐き出される。

又、この回収ローラ１０１へバイアスを印加しない期間Ｄは、好ましくは、回収ローラ１０１の回転周期よりも長く設定する。即ち、好ましくは、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へとトナーを転移させる電界が形成されない期間Ｄは回収ローラ１０１の１回転周期より長くする。これにより、より効果的に、一度に大量のトナーが回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に吐き出されるのを抑制することができる。

このような構成とすることで、先ず、回収ローラ１０１へバイアスを印加しない期間Ｄに回収ローラ１０１の表層に付着したトナーのみが中間転写ベルト６に吐き出されるように制御することができる。引き続いて、回収ローラ１０１にバイアスを印加することで回収ローラ１０１の中に保持されたトナーが吐き出されるように制御することができる。そのため、一度に大量のトナーが１次転写部Ｎ１及び感光体クリーニング装置９に送られることが抑制される。これにより、吐き出されたトナーを感光ドラム１に転移させきれない、又は、感光体クリーニング装置９に回収しきないといったことが抑制される。従って、中間転写ベルト６や感光ドラム１のクリーニング不良を防止することができる。特に、斯かる構成により、必要以上に吐き出しの頻度を増大させることなく、当該効果を得ることができる。

より具体的には、本実施例では、回収ローラ１０１へバイアスを印加しない期間Ｄを１０秒間とし、その後２０秒間、−３ｋＶの吐き出しバイアスを回収ローラ１０１に印加した。

以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、吐き出し動作時のバイアスの制御をより簡易とすることができる。

実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施例では、吐き出し動作時の吐き出しバイアスの制御、及び吐き出し動作時における回収ローラ１０１の回転速度（周速度）の制御が実施例１とは異なる。本実施例では、保持手段は移動することで中間転写ベルト６からのトナーを保持し且つ中間転写ベルト６へ転移させることが可能な回収ローラ１０１である。又、回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へトナーを静電的に転移させるために回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間に保持手段上のトナーが中間転写ベルト６へ転移する方向の電界が形成される。そして、それと共に、回収ローラ１０１の移動の速度は、当該電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に速くされる。

更に説明すると、本実施例では、吐き出し動作時に、図８に示したように、回収ローラ１０１の周速度を徐々に速くする。即ち、本実施例では、回収ローラ１０１の移動速度（周速度）は単調且つ連続的に速くされる。中間転写ベルト６の周速度は、中間転写ベルト６のクリーニング動作中一定である。

又、本実施例では、回収ローラ１０１の周速度が中間転写ベルト６の周速度と同じ周速度に達すると、それ以降回収ローラ１０１の周速度は一定となり、回収ローラ１０１の周速度が中間転写ベルト６の周速度より速くなることはない。

尚、本実施例では、吐き出し動作時に、回収ローラ１０１には、一定の吐き出しバイアスが印加される。

このような構成とすることで、回収ローラ１０１と中間転写ベルト６との間に周速度差がつき、中間転写ベルト６上での吐き出されたトナーの高さが抑えられる。そのため、一度に大量のトナーが１次転写部Ｎ１及び感光体クリーニング装置９に送られることが抑制される。これにより、吐き出されたトナーを感光ドラム１に転移させきれない、又は、感光体クリーニング装置９に回収しきないといったことが抑制される。従って、中間転写ベルト６や感光ドラム１のクリーニング不良を防止することができる。又、斯かる構成により、必要以上に吐き出しの頻度を増大させることなく、当該効果を得ることができる。

ここで、回収ローラ１０１の周速度は、吐き出しバイアスの印加により回収ローラ１０１から中間転写ベルト６へのトナーの吐き出し動作の開始時を起点（基準）として、徐々に速くすればよい。回収ローラ１０１は、停止した状態からその周速度を徐々に速くしてもよいし、所定の周速度から徐々に速くしてもよい。

又、好ましくは、回収ローラ１０１の周速度を変化させる期間は回収ローラ１０１の１回転周期より長くする。これにより、より効果的に、一度に大量のトナーが回収ローラ１０１から中間転写ベルト６に吐き出されるのを抑制することができる。

より具体的には、本実施例では、回収ローラ１０１の周速度は、１秒に５％（中間転写ベルト６の周速度は一定であり、この周速度を１００％とする）ずつ上昇するように制御され、全体で３０秒間、−３ｋＶの吐き出しバイアスが回収ローラ１０１に印加される。

又、別法として、図９に示すように、回収ローラ１０１の周速度を階段状に複数ステップで上昇させることができる。この場合、好ましくは、各ステップの周期を回収ローラ１０１の回転周期よりも長くする。即ち、回収ローラ１０１の周速度は段階的に速くすることができる。好ましくは、段階的に速くされる周速度の各段階の期間は回収ローラ１０１の１回転周期よりも長くする。

回収ローラ１０１の周速度を段階的に変化させる態様は、局所的に大量のトナーが１次転写部Ｎ１及び感光体クリーニング装置９に送られることも抑制されるので、より好ましい。この態様を本実施例の画像形成装置Ａに採用する場合には、一例として、回収ローラ１０１の周速度は、５秒毎に２０％（中間転写ベルト６の周速度は一定であり、この周速度を１００％とする）ずつ階段状に上昇するように制御される。そして、全体で３０秒間、−３ｋＶの吐き出しバイアスが回収ローラ１０１に印加される。

以上説明したように、本実施例の構成によっても、単位時間あたりのトナー吐き出し量が制御されることによって、一度に大量のトナーを感光ドラム１に移すこと又は感光体クリーニング装置９に回収することが抑制される。これにより、吐き出しの頻度の増大を抑制しつつ、クリーニング不良の発生を抑制することができる。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上述の各実施例では、中間転写方式の画像形成装置として、水平方向に複数の感光体を並設した方式（インライン方式）を例として説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、１つの感光体に１色ずつ順次に形成したトナー像を、中間転写体に順次に転写する方式（４パス方式）の画像形成装置に適用することも可能である。

本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係るベルトクリーニング装置の概略構成図である。 本発明に従って２次転写残トナーを回収ローラに回収する工程を説明するための説明図である。 本発明に従って回収ローラから中間転写ベルトに吐き出されたトナーを感光ドラムが回収する工程を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施例における吐き出しバイアスの制御を説明するためのグラフ図である。 本発明の第１の実施例における吐き出しバイアスの制御の変形例を説明するためのグラフ図である。 本発明の第２の実施例における吐き出しバイアスの制御を説明するためのグラフ図である。 本発明の第３の実施例における回収ローラの周速度の制御を説明するためのグラフ図である。 本発明の第３の実施例における回収ローラ周速度の制御の変形例を説明するためのグラフ図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（像担持体）
５ １次転写部材
６ 中間転写ベルト（中間転写体）
７ ２次転写部材
９ 感光体クリーニング装置
１０ 中間転写体クリーニング装置
１５ クリーニング電源
１６ １次転写電源
１０１ 回収ローラ（保持手段）

Claims (12)

1. トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、
   前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成され、該電界は該電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に強くされることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記保持手段は回転することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記電界を変化させる期間は前記保持手段の１回転周期より長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電界は単調且つ連続的に強くされ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。
4. 前記電界は段階的に強くされ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。
5. 前記保持手段は回転することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記段階的に強くされる前記電界の各段階の期間は前記保持手段の１回転周期よりも長いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、
   前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために、前記保持手段と前記中間転写体との間に電界が形成されない期間が設けられ、該期間に引き続き前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成されることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記保持手段は回転することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記電界が形成されない期間は前記保持手段の１回転周期より長いことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. トナー像を担持する移動可能な像担持体と、前記像担持体上のトナー像の転写を受ける移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写させる１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写手段と、前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段に保持したトナーを前記中間転写体へ静電的に転移させて、該中間転写体へ転移させたトナーを前記像担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、
   前記保持手段は移動することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記保持手段から前記中間転写体へトナーを静電的に転移させるために前記保持手段と前記中間転写体との間に前記保持手段上のトナーが前記中間転写体へ転移する方向の電界が形成されると共に、前記保持手段の前記移動の速度は前記電界によるトナーの転移動作の開始時点を起点として徐々に速くされることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記保持手段は回転することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記移動速度を変化させる期間は前記保持手段の１回転周期より長いことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記移動速度は単調且つ連続的に速くされることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記移動速度は段階的に速くされることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
12. 前記保持手段は回転することで前記中間転写体からのトナーを保持し且つ前記中間転写体へ転移させることが可能であり、前記段階的に速くされる前記移動速度の各段階の期間は前記保持手段の１回転周期よりも長いことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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