JP4280476B2

JP4280476B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4280476B2
Application number: JP2002285106A
Authority: JP
Inventors: 孝光相田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004118157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（画像形成動作）
図７は従来の中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の一例である。以下、画像形成動作について説明する。
【０００３】
感光ドラム１は不図示の駆動手段によって矢印Ｃ１方向に駆動され、帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。中間転写ベルト60のＴＯＰ検知をしたタイミングで、露光装置３により露光が開始され、イエローの画像模様に従った信号による光が、表面を均一に帯電された感光ドラム１に走査され、潜像が形成される。
【０００４】
潜像形成開始後、さらに感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転すると、支持体４に支持された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置４ａが感光ドラム１に対向するよう支持体４は矢印Ｃ２方向に回転し、選択された現像装置４ａの負極性のトナーによって潜像が可視化される。
【０００５】
現像されたトナー像は、さらに感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転し、一次転写位置Ｔ１に来た時、一次転写ローラ７ｂに、感光ドラム１の芯金を対向電極として、高圧電源７ａから正極性のバイアスが印加されることによって、中間転写ベルト60上に一次転写される。感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーナ13によりクリーニングされる。なお、本画像形成装置においては、記録シーケンスの最初から、一次転写バイアスは印加しっぱなしとする。
【０００６】
露光開始から（Ｌ１／Ｖ）だけ経過した後には、感光ドラム１上の画像の書き始めの点と、中間転写ベルト60上の露光開始時にＳを通過した点６Ｓ（不図示）は、Ｔ１の位置で一致する。即ち、中間転写ベルト60に対して画像は６Ｓを先端に反時計回りに形成される。
【０００７】
イエロートナー像の現像が終了すると、現像器の切換え動作を行う。画像先端が現像部に達してから（Ｌｘ１／Ｖ）だけ時間が経過し、現像が終了したら、支持体４が反時計方向に回転し、次のマゼンタトナーが入った現像装置４ｂが感光ドラム１に対向する位置に位置決めされる。
【０００８】
さらに次のＴＯＰ検知が行われたら同様の動作を繰り返し、マゼンタ色、シアン色、ブラック色について現像、転写が行われ、中間転写ベルト60上には複数色のトナー像が形成される。このとき、４色の画像は全て６Ｓを画像の先端として転写されるので、４色のトナー像のレジは取られている。
【０００９】
４色のトナー像が中間転写ベルト60上に転写されると、中間転写ベルト60の移動と同期を取って、レジストローラＲから記録材Ｐが搬送され、一次転写ローラ７ｂと同様な構成から成る二次転写ローラ９が記録材Ｐを介して中間転写ベルト60に当接し、駆動ローラ６ｂを対向電極として、不図示の高圧電源から正極性バイアスが印加され、中間転写ベルト60上の４色のトナー像は一括して記録材Ｐ上に二次転写される。
【００１０】
４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、加熱、加圧の定着装置11によって溶融固着されカラー画像が得られる。
【００１１】
なお、モノカラー画像は、以上のプロセスに対して一色だけ現像、一次転写を行い、同様に二次転写、定着を行うことによって得られる（以下、モノカラー記録モードという）。
【００１２】
（後回転）
次に、図８に沿って、後回転行程で行う付着トナー除去行程を説明する。最後の画像の二次転写残トナーの帯電後に、ページ間と同様に付着トナーの吐出し、帯電、回収を行い、回収残トナーの除去行程を以下に示すように行う（後回転行程）。
【００１３】
回収残トナーは、中間転写ベルト60に関する次の周において、帯電ローラ100ｂ、101ｂによって再度帯電し（ＳｐＳｔＣｈ）、感光ドラム１に回収する（ＳｐＳｔＲｔ）。さらに、感光ドラム１へ転写された吐出しトナーと回収残トナーが、感光ドラムクリーナ13に回収されて、帯電ローラ100ｂの付着トナーの除去行程は完了するが、この行程のみ次のシーケンスにおいて行っても良い。
【００１４】
なお、記録シーケンスは、回収残トナーの回収終了タイミングＴＦ１で終了できるが、後回転時に感光ドラムクリーナ13へのトナー回収を行ったり、記録材Ｐの排出終了がＴＦ１より後になる場合は、それに伴って終了タイミングは遅れる。
【００１５】
（前回転行程）
次に、前回転行程について説明する。通常記録シーケンスにおいては、最初の画像の転写を行う前に、飛散トナー除去行程を行う（以下、プレクリーニング行程）。以下に、図９に沿ってプレクリーニング行程を行う例を説明する。なお、図９は２ページ目の画像形成開始までのシーケンスを示し、ＴＳ１は記録シーケンス開始時の中間転写ベルト60の回転開始タイミングを示す。ＰｒＣｈ、ＰｒＲｔはプレクリーニング行程における飛散トナーの帯電、回収を示す。
【００１６】
プレクリーニング行程は、中間転写ベルト60の回転開始ＴＳ１から、最初の画像の１色目の一次転写開始までの時間帯で行う。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、記録シーケンスにおいて、最後の画像の二次転写残トナーの帯電後に吐出し行程を行っており、付着トナー除去行程ために、余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費していた。特に、間欠記録を連続して行う場合はスループットダウンも引き起こした。また、間欠記録の多用によって記録シーケンス一回平均で記録するページ数が少ない場合ほど、１ページ記録するための各部材の消耗の度合いと電力消費が大きかった。
【００１８】
そこで本発明は、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
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、回動可能な中間転写体と、トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に一次転写するための一次転写手段と、トナー像を前記中間転写体から転写材上に二次転写するための二次転写手段と、二次転写後に転写材に転写されず前記中間転写体上に残った残トナーを帯電する第一帯電ローラと、前記第一帯電ローラよりも前記中間転写体回動方向下流側に配置され前記残トナーを帯電する第二帯電ローラと、前記第一帯電ローラに正極性の直流電圧と負極性の直流電圧を切換えて印加可能な第一の電圧電源と、前記第二帯電ローラに正極性の交番電圧を印加する第二の電圧電源と、を備え、前記残トナーを前記第一帯電ローラと前記第二帯電ローラによって正極性に帯電して前記像担持体に転写して回収する工程を有する画像形成装置において、前記第一の電圧電源が前記第一帯電ローラに負極性の直流電圧を印加することで前記第一帯電ローラに付着しているトナーを前記中間転写体に吐き出す工程を有し、複数の転写材に連続してトナー像を転写する記録シーケンスにおいて、前記一次転写手段によって前記中間転写体にトナー像が転写される画像領域の後端と画像領域の先端の間の非画像領域に前記第一帯電ローラが接触する第１のタイミングと、１枚目の転写材に対して二次転写を行った後に前記残トナーを回収する工程を行った後で２枚目の転写材に転写するトナー像を前記中間転写体に一次転写する前の第２のタイミングが存在し、前記吐き出す工程は、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングでのみ実行し、前記記録シーケンスにおいて複数の転写材のうち最後の転写材の前記残トナーを回収する工程の後に、前記吐き出す工程を実行せずに前記中間転写体の回動を停止することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
[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。
【００２１】
（画像形成装置の構成）
図３は本実施形態にかかる中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の一例である。第一の像担持体としての静電潜像担持体である感光ドラム１は、アルミなどからなる芯金の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）またはＡ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ等から成る光導電体を塗布して構成されており、外周速度Ｖ（以下、プロセス速度と呼ぶ）で矢印Ｃ１方向へ回転する。３は感光ドラム１の表面に潜像を形成するための露光装置であり、３ａは露光位置である。
【００２２】
第二の像担持体としての中間転写ベルト60は、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウレタン、シリコンゴムなどのゴム、またはＰＩ、ＰＣ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＡＴ、ＥＴＦＥ／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴなどの樹脂から成っており、二次転写対向ローラでもある駆動ローラ６ｂ、張架ローラ６ｃの２本のローラ上に張架され、駆動ローラ６ｂが不図示のモーターにより回転することにより、矢印Ｃ３方向にプロセス速度Ｖで駆動される。
【００２３】
また、中間転写ベルト60の表面のベルト幅方向端部の１ヶ所に、位置検知部材５ａが設けられている。位置検知部材５ａに対向する位置に、位置検知部材５ａを検知する光学センサ５が設けられている。中間転写ベルト60の回転時において、位置検知部材５ａが検知部５ｂを通過するのを光学センサ５で検知（以下、ＴＯＰ検知）した後、その検知を基準に本体内部で時間をカウントすることによって、回転位相を認識する。
【００２４】
Ｔ１は、感光ドラム１と中間転写ベルト60との接触部、すなわち一次転写位置である。Ｌ１は、感光ドラム１の露光位置３ａから反時計回りに一次転写位置Ｔ１までの距離である。Ｓは、中間転写ベルト60上の一次転写位置Ｔ１から上流に距離Ｌ１の位置である。
【００２５】
一次転写ローラ７ｂは、軸上に導電性スポンジ層を設けており、中間転写ベルト60を介して感光ドラム１に接している。
【００２６】
中間転写ベルト60上のトナーを帯電する帯電手段100、101は、帯電ローラ100ｂ、101ｂと、帯電ローラ100ｂ、101ｂに電圧を印加する直流電圧電源100ａ、交番電圧電源101ａから構成されている。
【００２７】
帯電ローラ100ｂ、101ｂは、中間転写ベルト60に従動し同周速で回転する周長100Ｌ、101Ｌの帯電部材である。また、帯電ローラ100ｂ、101ｂは、中間転写ベルト60に対して不図示の当接離間の機構を有し、所望の時間に当接できる。
【００２８】
なお、駆動ローラ６ｂを対向電極とすることによって、これらの帯電ローラ100ｂ、101ｂによって帯電を行う際の帯電効率を上げている。
【００２９】
Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ中間転写ベルト60上における帯電ローラ100ｂと帯電ローラ101ｂとの間の距離、一次転写ローラ７ｂとその隣のローラ（帯電ローラ101ｂ）との間の距離である。
【００３０】
なお、本画像形成装置の画像最大周長をＬｘ１とすると、周長100Ｌは、100Ｌ＜60Ｌ−Ｌｘ１の関係式を満たす。
【００３１】
中間転写ベルト60の上部には、制御手段である制御基盤14が設けられている。制御基盤14は、後述する二次転写の後に中間転写ベルト60上に残ったトナー像である二次転写残トナーをクリーニングする行程を制御する。
【００３２】
（画像形成動作）
以下、画像形成動作について説明する。
【００３３】
感光ドラム１は不図示の駆動手段によって矢印Ｃ１方向に駆動され、帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。中間転写ベルト60のＴＯＰ検知をしたタイミングで、露光装置３により露光が開始され、イエローの画像模様に従った信号による光が、表面を均一に帯電された感光ドラム１に走査され、潜像が形成される。
【００３４】
潜像形成開始後、さらに感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転すると、支持体４に支持された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置４ａが感光ドラム１に対向するよう支持体４は矢印Ｃ２方向に回転し、選択された現像装置４ａの負極性のトナーによって潜像が可視化される。
【００３５】
現像されたトナー像は、さらに感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転し、一次転写位置Ｔ１に来た時、一次転写ローラ７ｂに、感光ドラム１の芯金を対向電極として、高圧電源７ａから正極性のバイアスが印加されることによって、中間転写ベルト60上に一次転写される。感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーナ13によりクリーニングされる。なお、本画像形成装置においては、記録シーケンスの最初から、一次転写バイアスは印加しっぱなしとする。
【００３６】
露光開始から（Ｌ１／Ｖ）だけ経過した後には、感光ドラム１上の画像の書き始めの点と、中間転写ベルト60上の露光開始時にＳを通過した点６Ｓ（不図示）は、Ｔ１の位置で一致する。即ち、中間転写ベルト60に対して画像は６Ｓを先端に反時計回りに形成される。
【００３７】
イエロートナー像の現像が終了すると、現像器の切換え動作を行う。画像先端が現像部に達してから（Ｌｘ１／Ｖ）だけ時間が経過し、現像が終了したら、支持体４が反時計方向に回転し、次のマゼンタトナーが入った現像装置４ｂが感光ドラム１に対向する位置に位置決めされる。
【００３８】
さらに次のＴＯＰ検知が行われたら同様の動作を繰り返し、マゼンタ色、シアン色、ブラック色について現像、転写が行われ、中間転写ベルト60上には複数色のトナー像が形成される。このとき、４色の画像は全て６Ｓを画像の先端として転写されるので、４色のトナー像のレジは取られている。
【００３９】
４色のトナー像が中間転写ベルト60上に転写されると、中間転写ベルト60の移動と同期を取って、レジストローラＲから記録材Ｐが搬送され、一次転写ローラ７ｂと同様な構成から成る二次転写ローラ９が記録材Ｐを介して中間転写ベルト60に当接し、駆動ローラ６ｂを対向電極として、不図示の高圧電源から正極性バイアスが印加され、中間転写ベルト60上の４色のトナー像は一括して記録材Ｐ上に二次転写される。
【００４０】
４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、加熱、加圧の定着装置11によって溶融固着されカラー画像が得られる。
【００４１】
なお、モノカラー画像は、以上のプロセスに対して一色だけ現像、一次転写を行い、同様に二次転写、定着を行うことによって得られる（以下、モノカラー記録モードという）。
【００４２】
（クリーニング行程）
次に、２次転写の際に転写されずに中間転写ベルト60上に残ったトナー、すなわち二次転写残トナーのクリーニング行程を説明する。
【００４３】
まず、二次転写残トナーには、直流電圧電源100ａより正極性の直流電圧の印加された帯電ローラ100ｂにより、正極性の電荷が付与される。なお、この帯電後に個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一であるが、トナー飛散を抑制しつつ帯電を行うことができる。
【００４４】
続いて、二次転写残トナーは、交番電圧電源101ａより正極性の交番電圧の印加された帯電ローラ101ｂにより、再び正極性の電荷が付与される。この帯電によって、トナー粒子の電気極性は正極性を保持しつつ、個々の粒子の持つ電荷量は均一化される。
【００４５】
続いて、二次転写残トナーは、一次転写位置Ｔ１へ進み、正極性バイアスの印加された一次転写ローラ７ｂによって感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト60より除去される。そして、感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー13に回収され、中間転写ベルト60上の二次転写残トナーの除去は完了する。
【００４６】
また、中間転写ベルト60には、記録シーケンス中に装置内を飛散している少量のトナー（以下、飛散トナー）の堆積に起因する汚れも発生する。中間転写ベルト60上の画像を転写する部分（以下、画像部）については、二次転写残トナーのクリーニング行程の際に飛散トナーもクリーニングされるため問題ないが、非画像部については、クリーニングをしないと、非画像部が画像部に変化するプロセスを行った場合に、飛散トナーに起因する画像汚れなどの不具合が生じうるため、飛散トナーをクリーニングする行程、すなわち飛散トナー除去行程を頻繁に行う必要がある。
【００４７】
本画像形成装置においては、非画像部の飛散トナー除去行程を、毎ページ間における二次転写残トナー除去行程に続けて行う。帯電ローラ100ｂ、101ｂにおいて、二次転写残トナーの帯電開始から、中間転写ベルト60の周期だけバイアス印加を続け、二次転写残トナーに続けて、非画像部の飛散トナーも帯電する。帯電された飛散トナーは、一次転写バイアスによって感光ドラム１に静電的に回収される。
【００４８】
以上の通常のページ間における二次転写残トナー除去行程、飛散トナー除去行程を図４に示す。なお、図中では１から４色目の現像をＤｖ１〜Ｄｖ４、一次転写をＴｒ１１〜Ｔｒ１４、２次転写をＴｒ２、２次転写残トナーの帯電と感光ドラム１への回収をＣｈ２、Ｒｔ、飛散トナーの帯電と感光ドラム１への回収をＳｃＣｈ、ＳｃＲｔで示した。破線は一次転写バイアス印加中である事を示す。矢印はトナー経路を示す。
【００４９】
画像を形成するための一連の動作、すなわち記録シーケンスは、以上の画像形成行程、二次転写残トナー除去行程、飛散トナー除去行程の繰り返しによって画像形成行程を繰り返して行う連続画像形成行程と、連続画像形成行程の前後に、中間転写ベルト60のクリーニングなどを行う前回転、後回転行程の、少なくとも三つの行程からなる。
【００５０】
一方、帯電ローラ100ｂに正極性バイアスを印加して二次転写残トナーを帯電する際（Ｃｈ２）、帯電しきれなかった負極性のトナーは帯電ローラ100ｂに付着するので、複数のページにわたって連続して画像を形成すると、付着トナーは蓄積する。蓄積が進むと、付着トナーが帯電ローラ100ｂの帯電性能を徐々に低下させ、帯電不良による中間転写ベルト60のクリーニング不良を引き起こしたり、トナーが落ちて装置内部や記録材を汚す。したがって、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑えられるように、付着トナーの除去（以下、付着トナー除去行程）を行う必要がある。
【００５１】
以下、記録シーケンスにおいて、所定のページ数毎と、後回転時に付着トナー除去行程を行う例を、それぞれ図１、図５に沿って説明する。なお、図中では付着トナーの吐き出しをＳｐ、吐出しトナーの帯電と一次転写位置Ｔ１における回収をＳｐＣｈ、ＳｐＲｔ、回収残トナーの帯電、回収をＳｐＳｔＣｈ、ＳｐＳｔＲｔで示した。また、図５中のＧ１は本付着トナー除去行程における回収プロセス、Ｇ２は比較例としての、100Ｌ＜60Ｌ−Ｌｘ１が成立しない場合の回収プロセスを示す。図１中のＴＦ２は後回転時における二次転写残トナーの回収終了タイミングを示す。それ以外の記号は図４と同様とする。
【００５２】
本発明における記録シーケンスは、従来例と同様のページ間行程、すなわち所定のページ数毎に付着トナー除去行程を行うページ間行程を有し、前回転時と後回転時の各バイアスの印加タイミングのみ、本発明特有の構成を有するものである。
【００５３】
（ページ間行程）
まず図５に沿って、所定のページ数毎に行う付着トナー除去行程を説明する。なお、通常のページ間のプロセスに対し、画像の一次転写、２次転写、二次転写残トナーの帯電、回収のプロセスは同様であり、さらに二次転写後に付着トナー除去行程を行う。
【００５４】
帯電ローラ100ｂにおいては、二次転写残トナーの帯電後（Ｔｒ２）、負極性バイアス（以下、吐き出しバイアスという）へ切換えて、帯電ローラ100ｂの周期だけ付着トナーを中間転写ベルト60上に吐出す（Ｓｐ）。また帯電ローラ101ｂにおいては、吐出されたトナー（以下、吐出しトナーという）がニップを通過する時間帯に正極性の交番電圧を印加して、吐出しトナーに正極性の電荷を付与する（Ｃｈ２）。なお、この帯電後にトナー粒子個々の持つ電荷量は均一である。続いて吐出しトナーは、正極性バイアスの印加された一次転写ローラ７ｂによって、１色目と２色目の一次転写の間の時間帯で感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト60より除去される（ＳｐＲｔ）。
【００５５】
また、さらに、１回の回収行程で回収しきれなかったトナー、すなわち回収残トナーは、次のページ間行程における飛散トナー除去行程において、帯電ローラ100ｂ、101ｂによって再度帯電され、確実に感光ドラム１に回収される。また、感光ドラム１へ転写された吐出しトナーと回収残トナーは、感光ドラムクリーナ13に回収されて、ページ間における付着トナー除去行程は完了する。
【００５６】
なお、100Ｌ＜60Ｌ−Ｌｘ１が成立しない場合、吐出しトナーの中間転写ベルト60に占める領域は非画像部をはみ出し、比較例Ｇ２に示すように、吐出しトナーの一部が２色目の画像の一次転写と同時に感光ドラム１に回収される。こうなると回収残トナーは、画像と重なってしまうため、再度帯電することができず、画像とともに二次転写され、画像不良が発生する。
【００５７】
これに対し本付着トナー除去行程では、100Ｌ＜60Ｌ−Ｌｘ１の関係が成立し、中間転写ベルト60が、その周長60Ｌから画像の周方向長さを引いた差の分の距離だけ回転する時間（60Ｌ−Ｌｘ１）／Ｖが帯電ローラ100ｂの回転周期100Ｌ／Ｖより長いため、比較例Ｇ２に示すように吐き出しトナーが非画像部に収まり、上記のような画像不良は発生しない。
【００５８】
（後回転行程）
以下、図１に沿って後回転時の行程について説明する。
【００５９】
従来例と同様に最後の画像の二次転写残トナーの帯電（Ｃｈ２）、回収（Ｒｔ）を行い、記録シーケンスを終了する。なお、ここでは従来例のように付着トナー除去行程（図８参照）は行わないため、二次転写残トナーの回収終了タイミングＴＦ２で記録シーケンスを終了できる。
【００６０】
また、記録シーケンスが終了した時、帯電ローラ100ｂに蓄積した付着トナーは、クリーニングされずに残留する。
【００６１】
（前回転行程）
次に、前回転行程について説明する。前回転行程において、最初の画像の転写を行う前に、飛散トナー除去行程を行う（以下、プレクリーニング行程）。その後、付着トナー除去行程を行う。以下に、図２に沿ってプレクリーニング行程、付着トナー除去行程を行う例を説明する。なお、図２は２ページ目の画像形成開始までのシーケンスを示し、ＴＳ２は前回転時の中間転写ベルト60の回転開始タイミングを示す。ＰｒＣｈ、ＰｒＲｔはプレクリーニング行程における飛散トナーの帯電、回収を示す。
【００６２】
プレクリーニング行程は、従来例と同様に中間転写ベルト60の回転開始ＴＳ１から、最初の画像の１色目の一次転写開始までの時間帯で行う。ＰｒＲｔに示すように、一次転写開始までの中間転写ベルト周期（60Ｌ／Ｖ）分の時間帯で飛散トナーを回収するとし、そのために、その時間帯に対して、中間転写ベルト60が帯電ローラ100ｂから一次転写ニップＴ１までの距離分回転する時間、すなわち（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｖだけ前の時間帯で、帯電ローラ100ｂにおいて、飛散トナー帯電用のバイアスを印加する（ＰｒＣｈ）。また、帯電ローラ101ｂにおいては、帯電ローラ100ｂによって帯電された飛散トナーがニップを通過する時間、すなわちＬ２／Ｖだけ後の時間帯で、飛散トナー帯電用のバイアスを印加する（ＰｒＣｈ）。
【００６３】
以下に、付着トナー除去行程について説明する。
【００６４】
図２中ＳｐＲｔに示すように、一次転写位置Ｔ１において、１色目の一次転写が終了したタイミングから、帯電ローラ100ｂの周期分の時間（100Ｌ／Ｖ）だけ吐出しトナーを回収するとし、そのために、回収の時間帯に対して、中間転写ベルト60が帯電ローラ100ｂから一次転写ニップＴ１までの距離分回転する時間、すなわち（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｖだけ前の時間帯で、帯電ローラ100ｂを中間転写ベルト60に当接し、吐き出しバイアスを印加する（Ｓｐ）。また帯電ローラ101ｂにおいては、吐出しトナーがニップを通過する時間帯に、ローラを当接して付着トナー帯電用のバイアスを印加する（ＳｐＣｈ）。
【００６５】
また回収残トナーは、１、２ページ目のページ間行程における飛散トナー除去行程において、帯電ローラ100ｂ、101ｂによって再度帯電され（Ｃｈ２：図５参照）、確実に感光ドラム１に回収されて（ＳｐＲｔ：図５参照）、付着トナー除去行程は終了する。
【００６６】
（具体例）
具体的には、プロセス速度Ｖが120ｍｍ／ｓ、中間転写ベルト周長60Ｌが４５０．０ｍｍ、画像最大周長Ｌｘ１が３００．０ｍｍ、帯電ローラ周長100Ｌが３６０．０ｍｍ、Ｌ２、Ｌ３が１２．０ｍｍ、８４．０ｍｍである場合の、ページ間の付着トナー除去行程において、図５に示すように、帯電ローラ100ｂにおいて、二次転写残トナーの帯電後（Ｃｈ２）、ローラ周期（100Ｌ／Ｖ）＝０．３００ｓの間吐出しバイアスを印加する（Ｓｐ）。また帯電ローラ101ｂにおいて、帯電ローラ100ｂにおける吐出し時間帯に対して、Ｌ２／Ｖ＝０．１００ｓ後の時間帯に、吐き出しトナー帯電用のバイアスの印加を行う（ＳｐＣｈ）。
【００６７】
後回転時においては、図１に示すように、最後の画像の二次転写残トナーの帯電（Ｃｈ２）、回収（Ｒｔ）を行い、記録シーケンスを終了する。
【００６８】
また、前回転時の付着トナー除去行程において、図２に示すように、帯電ローラ100ｂにおいて、最初の画像の１色目の一次転写終了タイミングから（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｖ＝０．８００ｓ前に吐出しバイアスの印加を開始し、ローラ周期（100Ｌ／Ｖ）＝０．２５０ｓの間印加し続け、付着トナーを吐出す（Ｓｐ）。また帯電ローラ101ｂにおいて、帯電ローラ100ｂにおける吐出し時間帯に対しＬ２／Ｖ＝０．１００ｓ後の時間帯に、吐き出しトナー帯電用の正極性バイアスを印加する（ＳｐＣｈ）。一次転写ローラ７ｂへは、中間転写ベルト60の回転開始ＴＳ２からバイアスを印加しつづける。
【００６９】
上述のごとく、付着トナー除去行程を、プレクリーニング行程後に１回と、所定のページ数毎に行うことによって、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を提供することができる。
【００７０】
なお、前回転時の付着トナー除去行程について、１色目の一次転写が終了したタイミングから、吐出しトナーを回収する例を示したが、２から４色目の一次転写終了タイミングから回収してもよい。
【００７１】
また本構成は帯電ローラが１本の場合にも実現できる。ただしその際、吐出し行程において帯電ローラから吐出されたトナーは、正極性に帯電できないので、感光ドラム１に回収する際、一次転写バイアスを負極性に切換える必要がある。
【００７２】
さらに本構成は、一回の吐出し行程の時間を、帯電ローラ100ｂの回転周期より短くしてもよい。ただしその際、所定のページ数あたりの吐出し行程の時間は変えないように、付着トナー除去行程を行うページ間隔を少なく調整することが必要である。
【００７３】
なお本実施形態では、付着トナー除去行程について、回収残トナーが存在し、それを再度帯電、回収する例を示したが、記録率の低い画像を記録した場合などの二次転写残トナーが少ない場合においては、必ずしも回収残トナーが存在するわけではない。ただし、その場合においても、少なくとも吐出し行程の時間分は、行程の短縮化を図ることができる。
【００７４】
[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。
【００７５】
図６は、本発明における前回転時の行程の一例としての、各バイアスの印加タイミングを示す図である。ＴＳ３は記録シーケンス開始時の中間転写ベルト60の回転開始タイミングを示す。それ以外の記号は図２と同様とする。
【００７６】
本発明における記録シーケンスは、第一実施形態と同様のページ間行程、後回転行程を有し、前回転時の各バイアスの印加タイミングのみ、異なるものである。
【００７７】
（前回転行程）
図６に沿って前回転時の行程について説明する。なお、図６は１ページ目の２色目の画像形成までのシーケンスを示す。プレクリーニング行程は第一実施形態と同様に行うとする。以下に、付着トナー除去行程について説明する。
【００７８】
図中Ｓｐに示すように、帯電ローラ100ｂにおいて、プレクリーニング行程において飛散トナーを帯電する時間帯ＰｒＣｈの前に、帯電ローラ100ｂの周期分の時間だけ吐き出しバイアスを印加し、付着トナーを吐出す。
【００７９】
また、帯電ローラ101ｂにおいては、吐出しトナーがニップを通過する時間帯に、ローラを当接して付着トナー帯電用のバイアスを印加する（ＳｐＣｈ）。帯電された吐出しトナーは、プレクリーニング行程の回収開始タイミングの少なくとも帯電ローラ100ｂの周期（100Ｌ／Ｖ）だけ前から一次転写バイアスを印加することによって、一次転写位置Ｔ１において回収される。
【００８０】
また、回収残トナーは、プレクリーニング行程で再度帯電され、感光ドラム１に回収される。
【００８１】
具体的には、プロセス速度Ｖが120ｍｍ／ｓ、帯電ローラ周長100Ｌが３０．０ｍｍ、Ｌ２、Ｌ３が１２．０ｍｍ、８４．０ｍｍ、中間転写ベルト周長60Ｌが４２０．０ｍｍ、である場合の前回転時の付着トナー除去行程において、帯電ローラ100ｂにおいて、プレクリーニング行程の帯電行程の直前に、ローラ周期（100Ｌ／Ｖ）＝０．２５０ｓの間吐き出しバイアスを印加する（Ｓｐ）。
【００８２】
また帯電ローラ101ｂにおいて、帯電ローラ100ｂにおける吐き出しバイアスの印加の時間帯に対してＬ２／Ｖ＝０．１００ｓ後の時間帯に、吐出しトナー帯電用の正極性バイアスを印加する（ＳｐＣｈ）。一次転写ローラ７ｂへは、記録シーケンス開始からバイアスを印加し続ける（ＳｐＲｔ）。
【００８３】
なおここでは、吐出し行程をプレクリーニング行程の直前に行う例を示したが、中間転写ベルト60の回転開始タイミングＴＳ３以降、かつプレクリーニング行程の前であればいつでも良い。ただし本構成は、中間転写ベルト60の回転開始タイミングＴＳ３からプレクリーニング行程開始まで、帯電ローラ100ｂの回転周期（100Ｌ／Ｖ）以上の時間がある装置においてのみ採用できる。
【００８４】
上述のごとく、中間転写ベルト60の回転開始からプレクリーニング行程開始までの時間が、帯電ローラ100ｂの回転周期以上ある装置において、付着トナー除去行程を、中間転写ベルト60の回転開始からプレクリーニング行程の前までに１回と、所定のページ数毎に行うことによって、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
さらに、通常、前回転開始時には、記録によるトナー飛散や、前に実行したシーケンスの種類によって、帯電ローラ100ｂ、101ｂにトナーが付着していることがあるが、本実施形態では、記録シーケンスの最初に付着トナー除去行程を行うことによって、プレクリーニング行程を清掃された帯電ローラ100ｂ、101ｂによって行うことを可能とし、プレクリーニング行程において、帯電ローラ100ｂにおける印加バイアスなどのマージンを広くすることができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、記録シーケンスにおける最初の画像の二次転写残トナーの帯電を開始する前に吐出し行程を行い、最後の画像の二次転写残トナーの帯電後には吐出し行程を行わないこととした。これにより、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を得ることができる。
【００８７】
また、前記帯電部材において、プレクリーニング行程における帯電が終了した後、前記帯電部材の対向部を前記第二の像担持体上のトナー像を転写しない領域である非画像部の先端が通過してから後端が進入するまでの時間帯の中で、前記吐出し行程を行うこととした。これにより、記録シーケンスにおける、第二の像担持体の回転開始からプレクリーニング行程開始までの時間にかかわらず、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を得ることができる。
【００８８】
また、記録シーケンスにおいて、前記第二の像担持体の回転を開始してからプレクリーニング行程を開始するまでの時間帯に、吐出し行程を行うこととした。これにより、記録シーケンスにおいて、第二の像担持体の回転開始からプレクリーニング行程開始までの時間が、第一の帯電部材の周期以上である画像形成装置において、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を得ることができる。さらに、プレクリーニング行程を、清掃された帯電ローラによって行うことを可能とし、プレクリーニング行程において、第一の帯電部材における印加バイアスなどのマージンを広くすることができる。
【００８９】
また、前記第二の像担持体が、その周長から画像の周方向長さを引いた差の分の距離だけ回転する時間が、前記帯電部材の回転周期より長いこととした。これにより、付着トナー除去行程ために余分に装置内の各部材の寿命を縮めたり、余分に電力を消費することなく、常に付着トナーの蓄積量を所定の量以内に抑え、高画質な画像を得ることができる。また、一回の吐出し行程を、帯電部材の周期以上の時間行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る後回転行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図２】前回転行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図３】２次転写残トナーを帯電する帯電手段を有するカラー画像形成装置の構成図である。
【図４】ページ間行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図５】ページ間行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図６】第二実施形態に係る前回転行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図７】従来例の２次転写残トナーを帯電する帯電手段を有するカラー画像形成装置の構成図である。
【図８】従来例の後回転行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【図９】従来例の前回転行程における各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【符号の説明】
１ …感光ドラム
３ …露光装置
３ａ …露光位置
５ …光学センサ
５ａ …位置検知部材
５ｂ …検知部
６ｂ …駆動ローラ
６ｃ …張架ローラ
60 …中間転写ベルト
100ｂ、101ｂ …帯電ローラ

Claims

トナー像を担持する像担持体と、回動可能な中間転写体と、トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に一次転写するための一次転写手段と、トナー像を前記中間転写体から転写材上に二次転写するための二次転写手段と、二次転写後に転写材に転写されず前記中間転写体上に残った残トナーを帯電する第一帯電ローラと、前記第一帯電ローラよりも前記中間転写体回動方向下流側に配置され前記残トナーを帯電する第二帯電ローラと、前記第一帯電ローラに正極性の直流電圧と負極性の直流電圧を切換えて印加可能な第一の電圧電源と、前記第二帯電ローラに正極性の交番電圧を印加する第二の電圧電源と、を備え、前記残トナーを前記第一帯電ローラと前記第二帯電ローラによって正極性に帯電して前記像担持体に転写して回収する工程を有する画像形成装置において、
前記第一の電圧電源が前記第一帯電ローラに負極性の直流電圧を印加することで前記第一帯電ローラに付着しているトナーを前記中間転写体に吐き出す工程を有し、
複数の転写材に連続してトナー像を転写する記録シーケンスにおいて、前記一次転写手段によって前記中間転写体にトナー像が転写される画像領域の後端と画像領域の先端の間の非画像領域に前記第一帯電ローラが接触する第１のタイミングと、１枚目の転写材に対して二次転写を行った後に前記残トナーを回収する工程を行った後で２枚目の転写材に転写するトナー像を前記中間転写体に一次転写する前の第２のタイミングが存在し、前記吐き出す工程は、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングでのみ実行し、前記記録シーケンスにおいて複数の転写材のうち最後の転写材の前記残トナーを回収する工程の後に、前記吐き出す工程を実行せずに前記中間転写体の回動を停止することを特徴とする画像形成装置。