JP4320958B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置及びその画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置として、感光体を備えた複数の作像ユニットのそれぞれの感光体の上に色分解された画像情報に基づいて画像潜像を形成し、この画像潜像を対応する色のトナー（現像剤）で現像し、複数の作像ユニットのそれぞれの感光体上に形成されたトナー像を中間転写体の上に重畳して転写してカラートナー像を形成し、形成されたカラートナー像を記録媒体上に転写し定着処理をする、という画像形成工程を備えたタンデム型のカラー画像形成装置が開発されている。
【０００３】
この種のタンデム型のカラー画像形成装置では、通常、感光体の周辺に帯電装置、露光装置、現像装置、中間転写体、一次転写装置、感光体上の残留トナーを清掃する感光体クリーニング装置、感光体上の残留電荷を除去するイレーサが配置されており、また中間転写体の周辺には二次転写装置、中間転写体の上の残留トナーを清掃する中間転写体クリーニング装置が配置されている。
【０００４】
そして、通常の作像時においては、感光体と中間転写体とは一次転写装置付近で接触しているが、例えば、白黒画像を作像するときには、作像に関与するブラック作像ユニット以外の作像に関与しない作像ユニットの作動を停止させるため、また、作動開始時や作動停止時の感光体と中間転写体との接触部分の線速度の差による感光体上の擦り傷の発生を防ぐために、感光体から中間転写体を離隔させるのが一般的である。
【０００５】
感光体クリーニング装置や中間転写体クリーニング装置の清掃能力の設定は、感光体や中間転写体に付着すると想定される最大量のトナーを清掃できるように設定されるのが普通である。即ち、感光体のクリーニングでは、紙詰まりなどが発生したときは、感光体上に画像を形成するために付着していたトナーの全てが廃棄されることになるから、この感光体上に付着していたトナーが全て感光体クリーニング装置に突入することを想定して清掃能力が設定されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、最近は画像品質の向上のため、従来よりも一層小径の粒子、また従来よりも一層球形に近い粒子のトナーが使用されるようになつてきたが、小径の粒子や球形に近い粒子のトナーは、その形状からクリーニング装置での清掃が難しいトナーである。即ち、現在広く使用されているクリーニング装置は、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体や中間転写体に一定の力で当接させるブレードクリーニングが一般的であるが、小径の粒子や球形に近い粒子のトナーを清掃するには、従来よりもクリーニングブレードの当接力を高く設定する必要がある。
【０００７】
また、感光体には、感光材料に有機感光材料を使用した有機感光体の使用が一般的であるが、有機感光体は使用回数の増加に伴い感光層（一般的な機能分離型感光体では、電荷輸送層）が削れ（摩耗）して、一定の膜厚以下になると感度が低下し、また帯電性能が低下して、所定の画像濃度が得られない、或いは画像かぶり（画像の背景が薄黒くなる）が発生し、使用寿命に達してしまう。そして、感光層の削れ（摩耗）は、クリーニングブレードの当接力を高くするほど増大する。このため、従来よりも小径の粒子、球形に近い粒子のトナーを使用するときは画像品質を向上させることはできるが、一方で、感光体の寿命を短縮してしまうという不都合が生じる。
【０００８】
この発明は、クリーニングブレードの当接力を高めることなしに、小径の粒子、球形に近い粒子のトナーの使用を可能とし、長期にわたり感光体を使用す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ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決することを目的とするもので、請求項１の発明は、像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後に障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
そして、前記制御手段は、前記像担持体が前記中間転写体に接触した領域が前記像形成手段の内部に配置された帯電手段の配置位置に到達するまで当該帯電手段を作動させないようにする。
【００１２】
そして、前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段とすることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置の画像形成方法である。
【００１４】
請求項６の発明は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後、障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させることを特徴とする画像形成装置の画像形成方法である。
【００１５】
そして、前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、この発明の第１の実施の形態のタンデム型のカラー画像形成装置の構成の概略を説明する正面図である。図１において、カラー画像形成装置１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋの４つの作像ユニットが直列に配置されている。
【００１８】
作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋは同一の構成を備えており、それぞれ感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ、感光体の周囲に配置されたメインチャージャ１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した現像剤（トナー）が装填された現像装置１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、感光体クリーニング装置１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋを備えている。
【００１９】
この他、作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋには図示されていないレーザ発光装置が設けられており、図示されていない画像処理装置から出力される画像信号により変調されたレーザ光を感光体１２Ｃ〜１２Ｋの上に投射し画像潜像を形成するように構成されている。
【００２０】
作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋの下側には、感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋに接して中間転写体を構成する無端の転写ベルト１６が配置されており、転写ベルト１６は、図示しない駆動源により駆動されるプーリー１７とプーリー１８の間に、矢印ａ方向に移動可能に架設されている。
【００２１】
さらに、感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋに対向する位置には、転写ベルト１６を挟んで一次転写装置１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｋが配置されており、フルカラー画像形成の場合は転写ベルト１６を感光体１２Ｃ〜１２Ｋに押圧している。これについては、後で詳細に説明する。
【００２２】
また、プーリー１８に対向する位置には、転写ベルト１６を挟んで二次転写装置２０が配置され、転写ベルト１６と二次転写装置２０との間に記録媒体Ｐが搬送されるように構成されている。さらに、プーリー１７の下側には転写ベルト１６を挟んで中間転写体クリーニング装置２１が配置されている。
【００２３】
次に、以上の構成の動作を説明する。画像形成動作の開始が指令されると、図示されていない画像処理装置から色分解された各色の画像信号が作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋに設けられた、図示されていないレーザ発光装置に順次出力され、画像信号により変調されたレーザ光が感光体１２Ｃ〜１２Ｋの上に投射されて、画像潜像が形成される。
【００２４】
この時、まず、転写ベルト１６の移動方向（矢印ａ方向）最上流側に配置された作像ユニット１１Ｃが作動し、感光体１２Ｃの上に形成された画像潜像は現像装置１４Ｃで現像されてシアン（Ｃ）トナー像（現像剤の像）が形成される。感光体１２Ｃ上のシアン（Ｃ）トナー像は一次転写装置１９Ｃの作動位置に到達すると、一次転写装置１９Ｃにより転写ベルト１６の上に転写される。
【００２５】
転写ベルト１６の上に転写されたシアン（Ｃ）トナー像が一次転写装置１９Ｍの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｍが作動し、作像ユニット１１Ｃと同様に、感光体１２Ｍの上にマゼンタ（Ｍ）トナー像が形成される。形成されたマゼンタ（Ｍ）トナー像は一次転写装置１９Ｍの作動位置において転写ベルト１６の上のシアン（Ｃ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２６】
以下、同様に、転写ベルト１６の上に転写されたマゼンタ（Ｍ）トナー像が一次転写装置１９Ｙの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｙが作動し、感光体１２Ｙの上にイエロー（Ｙ）トナー像が形成され、一次転写装置１９Ｙの作動位置において転写ベルト１６の上のマゼンタ（Ｍ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２７】
さらに、転写ベルト１６の上に転写されたイエロー（Ｙ）トナー像が一次転写装置１９Ｋの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｋが作動し、感光体１２Ｋの上にブラック（Ｋ）トナー像が形成され、一次転写装置１９Ｋの作動位置において転写ベルト１６の上のイエロー（Ｙ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２８】
このようにして、転写ベルト１６の上に、順次シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が重畳して転写されて形成されたカラートナー像は、二次転写装置２０により転写ベルト１６と二次転写装置２０との間に搬送される記録媒体Ｐに転写され、図示しない定着装置により定着処理されて排出される。
【００２９】
トナー像が転写された後に感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋの上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋにより清掃される。また、カラートナー像が転写された後に転写ベルト１６の上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング装置２１により清掃される。
【００３０】
中間転写体を構成する転写ベルト１６は、ポリカーボネイト、ＰＴＥＥ、或いはポリイミドを主原料とし、これにカーボンを分散させた半導電性の材料で構成される。また、感光体１２Ｃ〜１２Ｋは、その感光層に有機半導体を使用した有機感光体が使用される。
【００３１】
中間転写体を構成する転写ベルト１６は、図示しない圧接・離隔機構で駆動される一次転写装置１９Ｃ〜１９Ｋにより感光体１２Ｃ〜１２Ｋに圧接されるが、例えば、白黒画像を形成する場合は、転写ベルト１６を作像ユニット１１Ｋの感光体１２Ｋのみに圧接し、他の作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙの感光体からは離隔させるようにするとよい。これにより白黒画像の形成に関与しない作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙを非作動として感光体を含む作像ユニットの消耗を防ぐと共に、画像形成処理の時間を短縮することができる。
【００３２】
このほか、装置が待機状態にあるときは、全ての作像ユニットの感光体から転写ベルトを離隔させておき、画像形成動作の開始されて感光体及び転写ベルトが所定の速度に到達したとき、感光体に転写ベルトを圧接するようにしてもよい。これにより、一次転写装置１９Ｃ〜１９Ｋのローラの圧縮歪みを防止し、また画像形成動作開始時の感光体と転写ベルトとの接触部の線速度の差による擦り傷の発生などを防止することができる。
【００３３】
感光体クリーニング装置１５Ｃ〜１５Ｋ及び中間転写体クリーニング装置２１は、ポリウレタンゴムをシート状にカットしたクリーニングブレードで構成され、クリーニングブレードを感光体或いは転写ベルトに当接させて表面の残留トナーを掻き取つて清掃するものである。清掃能力は、クリーニングブレードを感光体或いは転写ベルトに当接させる力に大きく依存し、当接力が大きい程清掃能力が高くなる。一方、当接力が大きい程、感光体の感光層を構成する有機感光体の削れ（摩耗）が大きくなり、感光体の寿命が短くなる。
【００３４】
図２は、クリーニングブレードには硬度６７°のポリウレタンゴムを使用し、粒径６ミクロンのトナーを使用した場合の、感光体上のトナー付着量と清掃可能なクリーニングブレードの最低当接力の関係を示す図である。
【００３５】
図２に示すように、清掃可能な最低当接力は、感光体上のトナー付着量により変動し、トナー付着量が多くなるにつれ最低当接力も高くなる。例えば、トナー付着量が１ｇ／ｍ2 では５Ｎ／ｍ（クリーニングブレードの長さ１ｍ当たり５ニュートン）程度の当接力でよいが、トナー付着量が２ｇ／ｍ2 を越えると１５Ｎ／ｍ程度の当接力が必要になる。
【００３６】
クリーニング装置の設計に際しては、通常の動作においては現像装置で現像に使用されたトナーの２０〜１０％（転写効率８０〜９０％）を清掃できることを目標に当接力を設定すれば十分であるが、紙詰まり等の障害が発生した場合に感光体上の画像形成に使用された全てのトナーを清掃する必要があるため、より高い当接力を設定していた。しかし、高い当接力は、前記したとおり感光体の寿命を短くする結果となる。
【００３７】
この対策として、この実施の形態では、紙詰まり等の障害が発生した場合でも、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして、高い当接力を設定しなくても済む制御手段を採用した。以下、これについて説明する。
【００３８】
この手法は、紙詰まりの発生、その他の画像形成装置に異常や障害が発生したときに直ちに作像ユニットの現像装置の作動を停止し、感光体上に画像を形成していたトナーを転写ベルト（中間転写体）に転写して、感光体クリーニング装置で処理するトナーの量を減少させようとするものである。
【００３９】
紙詰まりの発生は、例えば通紙経路を挟んで配置された発光素子２４ａと受光素子２４ｂで構成されるセンサ２４（図１参照）を記録媒体が通過するタイミングで判断される。また、その他の画像形成装置の異常とは、装置内部の温度異常、モータの回転異常、高圧電源出力異常等であり、公知の手段で検出される。
【００４０】
図３は、障害発生時の画像形成装置の図示しない制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。紙詰まりの発生、その他の画像形成装置の異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは、作像ユニットが作動中であれば、現像装置の駆動を停止する現像装置制御信号（ｂ）が出力され、現像装置の駆動が停止される。ここで現像装置の駆動停止には、現像ローラの回転停止、現像ローラへの正規の現像バイアスの印加停止等が含まれるものとする。
【００４１】
感光体上の現像装置に対向していた領域が一次転写装置の位置を通過した後に感光体駆動を停止する感光体制御信号（ｃ）が出力され、感光体の回転駆動が停止される。これにより、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写されるから、感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになる。感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理される。
【００４２】
このとき、現像装置の駆動停止後、現像装置に対向していた領域が一次転写装置の位置を通過するまでは、感光体上のトナーを一次転写装置へ転写するために、一次転写装置へは通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加し、通過後にバイアス電荷をオフにする一次転写装置制御信号（ｄ）が出力される。そして、転写バイアス電荷がオフにされたとき、感光体から転写ベルト（中間転写体）を隔離する中間転写体制御信号（ｅ）が出力され、感光体から中間転写体を隔離してから感光体の回転駆動を停止する。
【００４３】
一次転写装置へ転写バイアス電荷を印加するとき、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよい。
【００４４】
また、転写バイアス電荷をオフとしても、感光体と転写ベルト（中間転写体）との接触により、感光体上に画像を形成していたトナーのうちの相当量は転写ベルト（中間転写体）に転写されるから、感光体上に残留するトナー量は少なくなり、残留トナーは感光体クリーニング装置で処理可能である。
【００４５】
以上の処理によれば、転写ベルト（中間転写体）には大量のトナーが付着することになるが、これは中間転写体クリーニング装置で十分に処理可能である。
【００４６】
即ち、第１の理由は、中間転写体クリーニング装置に感光体クリーニング装置と同様のクリーニングブレードを使用した場合でも、中間転写体と感光体との表層膜厚の相違（一般的に中間転写体は１００ミクロン、感光体は３０ミクロン以下）や、背面に配置される転写電極の違い等による媒体上の静電荷量の相違により、中間転写体クリーニング装置の処理能力は、感光体クリーニング装置の処理能力よりも高いことが挙げられる。
【００４７】
また、第２の理由としては、中間転写体の表層膜はその材質の違いから感光体の表層膜よりも削れ（摩耗）が発生しにくいこと、削れ（摩耗）が発生しても形成される画像品質への影響が小さいことなどの理由により、感光体クリーニング装置よりも中間転写体クリーニング装置の方が、クリーニングブレードの当接力を高く設定できるからである。
【００４８】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態の画像形成装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同じであるから、ここでは説明を省き、紙詰まり等の障害が発生した場合に、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして高い当接力を設定しなくても済む制御装置の制御動作について説明する。
【００４９】
図４は、障害発生時の画像形成装置の図示しない制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【００５０】
ある種の紙詰まりの発生や、その他の画像形成装置の異常が検出されたときは、障害の発生が他の構成要素を破損することを防止するため、装置全体或いは作像ユニットの動作を直ちに停止させる場合がある。また、装置の電源の突然の切断が検出された場合や、装置各部の扉・カバー等の開放が検出されたときも使用者保護のための即時停止も装置の動作を直ちに停止させる場合がある。
【００５１】
このような異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは現像装置制御信号（ｃ）、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、現像装置の駆動停止、感光体の駆動停止、一次転写装置への転写バイアス電荷の印加停止などが実行される。
【００５２】
この後、障害の復旧が行われると、障害復旧信号（ｂ）が出力されて制御装置に入力される。制御装置からは、感光体制御信号（ｄ）及び一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、作像ユニットの現像装置の駆動を停止したまま、感光体の駆動開始及び一次転写装置の駆動開始が指令される。感光体は転写ベルト（中間転写体）が圧接された状態で駆動を開始する。
【００５３】
このとき、制御装置からは、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態を維持する中間転写体制御信号（ｆ）が出力されているから、少なくとも異常検出信号（ａ）により感光体が停止したとき、感光体上に形成されていたトナー像の領域が全て一次転写装置の位置を通過するまでは感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態が維持される。
【００５４】
その後、通常の作像時と同様の後処理が実行され、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写される。感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになるから、感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理することができる。
【００５５】
一次転写装置への転写バイアス電荷の印加は、第１の実施の形態と同じく、通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加するのが望ましいが、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよく、またオフとしても相応の効果を得ることは可能である。
【００５６】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態の画像形成装置の構成も、図１に示す第１の実施の形態と同じであるから、ここでは説明を省き、紙詰まり等の障害が発生した場合に、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして高い当接力を設定しなくても済む制御装置の制御動作について説明する。
【００５７】
第３の実施の形態も、紙詰まりの発生や、その他の画像形成装置の異常や障害が検出されたとき、装置全体或いは作像ユニットの動作を直ちに停止させる障害の発生を対象とするものである。
【００５８】
ある種の画像形成装置では、感光体と転写ベルトなどの中間転写体との接触部の線速度の差により感光体上に擦り傷が発生し、その微細な傷が画像ノイズとして生じる場合がある。特に画像濃度の階調表現を、露光部の光量変調による感光体上の静電潜像の電位の差として表現するシステムにおいて、前記した擦り傷が画像ノイズが現れやすい。このため、上記したシステムにおいては、障害発生時においても感光体と転写ベルトなどの中間転写体とを離隔することが行われている。
【００５９】
図５は、上記したシステムでの障害発生時の処理に適した、画像形成装置の制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【００６０】
画像形成装置に異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは現像装置制御信号（ｃ）、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、感光体の駆動、現像装置の駆動、一次転写装置への転写バイアス電荷の印加等が停止されるほか、可能であれば感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態を制御する中間転写体制御信号（ｆ）が出力され、感光体と転写ベルト（中間転写体）とが離隔される。
【００６１】
この後、障害の復旧が行われると、障害復旧信号（ｂ）が出力されて制御装置に入力される。制御装置は、感光体と転写ベルト（中間転写体）との離隔を判定し、離隔されていない場合は、まず感光体と転写ベルト（中間転写体）とを離隔させ、離隔状態が設定されてから次の制御動作に移る。
【００６２】
制御装置からは、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、作像ユニットの現像装置の駆動を停止したまま、感光体の駆動開始及び一次転写装置の駆動開始が指令される。感光体と転写ベルト（中間転写体）の駆動が正常な速度で実行される状態に到達したとき、制御装置から、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接を指令する中間転写体制御信号（ｆ）が出力され、感光体と転写ベルト（中間転写体）とは圧接状態に設定される。
【００６３】
そして、感光体と転写ベルト（中間転写体）とが圧接された後は、少なくとも異常検出信号（ａ）により感光体が停止したときに感光体上に形成されていたトナー像の領域が全て一次転写装置の位置を通過するまでは、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態が維持される。
【００６４】
その後、通常の作像時と同様の後処理が実行され、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写される。感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになるから、感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理することができる。
【００６５】
一次転写装置への転写バイアス電荷の印加は、第１の実施の形態と同じく、通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加するのが望ましいが、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよく、またオフとしても相応の効果を得ることは可能である。
【００６６】
上記した処理によれば、障害復旧後に感光体と転写ベルト（中間転写体）とが圧接されたとき、その圧接前に転写ベルト（中間転写体）を通過した感光体上の領域は、感光体クリーニング装置による清掃が行われない可能性もあるが、最終的には、この未清掃の領域は、中間転写体に圧接されて残留トナーが中間転写体に転写される。
【００６７】
そして、その後は感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置により完全に清掃されるから、以後の作像動作では、感光体クリーニング装置の作動不良による画像ノイズが発生することはないから、感光体クリーニング装置のクリーニングブレードの当接力は、第１及び第２の実施の形態のものと同じに設定することができる。
【００６８】
なお、中間転写体に圧接されていない感光体上の領域については、その領域に対応して一次帯電装置を非作動に設定することが望ましい。この領域は感光体クリーニング装置による清掃が行われず、トナーが付着している可能性があるが、トナーが付着している状態で帯電装置を作動させると帯電装置をトナーで汚染されるからである。また、帯電装置として帯電ローラ等の接触帯電装置の場合は、トナーの電荷と反対極性のバイアス電荷を印加してもよい。
【００６９】
以上説明した装置では、感光体クリーニング装置及び中間転写体クリーニング装置として、クリーニングブレードを使用するもので説明したが、クリーニングブレードに限られるものではなく、クリーニングブラシ、クリーニングローラ等、接触式のクリーニング部材であれば、どのような構成のものでも適用することができる。さらに、感光体については、クリーナを備えないクリーナレスシステムであつてもよい。上記実施の形態のものをクリーナレスシステムに適用するときは、現像装置で回収するトナー量が少なく、負荷を軽減できるので、感光体の寿命を長くすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、画像形成装置による作像動作の途中で紙詰まりその他の障害が発生した場合、感光体上の画像形成に使用されたトナーの清掃に際して、そのトナーを中間転写体に転写させ、感光体クリーニング装置による回収トナー量を大幅に減少させることができるから、感光体クリーニング装置の感光体への当接力を小さく設定することが可能となり、感光体の寿命を長くして長期にわたり感光体を使用することができる等、従来の装置にみられない顕著な作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のタンデム型のカラー画像形成装置の構成の概略を説明する正面図。
【図２】感光体上のトナー付着量と清掃可能なクリーニングブレードの最低当接力の関係を示す図。
【図３】障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【図４】第２の実施の形態における障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【図５】第３の実施の形態における障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
１０ カラー画像形成装置
１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋ 作像ユニット
１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ 感光体
１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋ メインチャージャ
１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ 現像装置
１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ 感光体クリーニング装置
１６ 転写ベルト（中間転写体）
１７、１８ プーリー
１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｋ 一次転写装置
２０ 二次転写装置
２１ 中間転写体クリーニング装置
２４ センサ
２４ａ 発光素子
２４ｂ 受光素子
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置及びその画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置として、感光体を備えた複数の作像ユニットのそれぞれの感光体の上に色分解された画像情報に基づいて画像潜像を形成し、この画像潜像を対応する色のトナー（現像剤）で現像し、複数の作像ユニットのそれぞれの感光体上に形成されたトナー像を中間転写体の上に重畳して転写してカラートナー像を形成し、形成されたカラートナー像を記録媒体上に転写し定着処理をする、という画像形成工程を備えたタンデム型のカラー画像形成装置が開発されている。
【０００３】
この種のタンデム型のカラー画像形成装置では、通常、感光体の周辺に帯電装置、露光装置、現像装置、中間転写体、一次転写装置、感光体上の残留トナーを清掃する感光体クリーニング装置、感光体上の残留電荷を除去するイレーサが配置されており、また中間転写体の周辺には二次転写装置、中間転写体の上の残留トナーを清掃する中間転写体クリーニング装置が配置されている。
【０００４】
そして、通常の作像時においては、感光体と中間転写体とは一次転写装置付近で接触しているが、例えば、白黒画像を作像するときには、作像に関与するブラック作像ユニット以外の作像に関与しない作像ユニットの作動を停止させるため、また、作動開始時や作動停止時の感光体と中間転写体との接触部分の線速度の差による感光体上の擦り傷の発生を防ぐために、感光体から中間転写体を離隔させるのが一般的である。
【０００５】
感光体クリーニング装置や中間転写体クリーニング装置の清掃能力の設定は、感光体や中間転写体に付着すると想定される最大量のトナーを清掃できるように設定されるのが普通である。即ち、感光体のクリーニングでは、紙詰まりなどが発生したときは、感光体上に画像を形成するために付着していたトナーの全てが廃棄されることになるから、この感光体上に付着していたトナーが全て感光体クリーニング装置に突入することを想定して清掃能力が設定されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、最近は画像品質の向上のため、従来よりも一層小径の粒子、また従来よりも一層球形に近い粒子のトナーが使用されるようになつてきたが、小径の粒子や球形に近い粒子のトナーは、その形状からクリーニング装置での清掃が難しいトナーである。即ち、現在広く使用されているクリーニング装置は、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体や中間転写体に一定の力で当接させるブレードクリーニングが一般的であるが、小径の粒子や球形に近い粒子のトナーを清掃するには、従来よりもクリーニングブレードの当接力を高く設定する必要がある。
【０００７】
また、感光体には、感光材料に有機感光材料を使用した有機感光体の使用が一般的であるが、有機感光体は使用回数の増加に伴い感光層（一般的な機能分離型感光体では、電荷輸送層）が削れ（摩耗）して、一定の膜厚以下になると感度が低下し、また帯電性能が低下して、所定の画像濃度が得られない、或いは画像かぶり（画像の背景が薄黒くなる）が発生し、使用寿命に達してしまう。そして、感光層の削れ（摩耗）は、クリーニングブレードの当接力を高くするほど増大する。このため、従来よりも小径の粒子、球形に近い粒子のトナーを使用するときは画像品質を向上させることはできるが、一方で、感光体の寿命を短縮してしまうという不都合が生じる。
【０００８】
この発明は、クリーニングブレードの当接力を高めることなしに、小径の粒子、球形に近い粒子のトナーの使用を可能とし、長期にわたり感光体を使用す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ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決することを目的とするもので、請求項１の発明は、像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後に障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
そして、前記制御手段は、前記像担持体が前記中間転写体に接触した領域が前記像形成手段の内部に配置された帯電手段の配置位置に到達するまで当該帯電手段を作動させないようにする。
【００１２】
そして、前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段とすることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置の画像形成方法である。
【００１４】
請求項６の発明は、像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後、障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させることを特徴とする画像形成装置の画像形成方法である。
【００１５】
そして、前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、この発明の第１の実施の形態のタンデム型のカラー画像形成装置の構成の概略を説明する正面図である。図１において、カラー画像形成装置１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋの４つの作像ユニットが直列に配置されている。
【００１８】
作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋは同一の構成を備えており、それぞれ感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ、感光体の周囲に配置されたメインチャージャ１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した現像剤（トナー）が装填された現像装置１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、感光体クリーニング装置１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋを備えている。
【００１９】
この他、作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋには図示されていないレーザ発光装置が設けられており、図示されていない画像処理装置から出力される画像信号により変調されたレーザ光を感光体１２Ｃ〜１２Ｋの上に投射し画像潜像を形成するように構成されている。
【００２０】
作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋの下側には、感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋに接して中間転写体を構成する無端の転写ベルト１６が配置されており、転写ベルト１６は、図示しない駆動源により駆動されるプーリー１７とプーリー１８の間に、矢印ａ方向に移動可能に架設されている。
【００２１】
さらに、感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋに対向する位置には、転写ベルト１６を挟んで一次転写装置１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｋが配置されており、フルカラー画像形成の場合は転写ベルト１６を感光体１２Ｃ〜１２Ｋに押圧している。これについては、後で詳細に説明する。
【００２２】
また、プーリー１８に対向する位置には、転写ベルト１６を挟んで二次転写装置２０が配置され、転写ベルト１６と二次転写装置２０との間に記録媒体Ｐが搬送されるように構成されている。さらに、プーリー１７の下側には転写ベルト１６を挟んで中間転写体クリーニング装置２１が配置されている。
【００２３】
次に、以上の構成の動作を説明する。画像形成動作の開始が指令されると、図示されていない画像処理装置から色分解された各色の画像信号が作像ユニット１１Ｃ〜１１Ｋに設けられた、図示されていないレーザ発光装置に順次出力され、画像信号により変調されたレーザ光が感光体１２Ｃ〜１２Ｋの上に投射されて、画像潜像が形成される。
【００２４】
この時、まず、転写ベルト１６の移動方向（矢印ａ方向）最上流側に配置された作像ユニット１１Ｃが作動し、感光体１２Ｃの上に形成された画像潜像は現像装置１４Ｃで現像されてシアン（Ｃ）トナー像（現像剤の像）が形成される。感光体１２Ｃ上のシアン（Ｃ）トナー像は一次転写装置１９Ｃの作動位置に到達すると、一次転写装置１９Ｃにより転写ベルト１６の上に転写される。
【００２５】
転写ベルト１６の上に転写されたシアン（Ｃ）トナー像が一次転写装置１９Ｍの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｍが作動し、作像ユニット１１Ｃと同様に、感光体１２Ｍの上にマゼンタ（Ｍ）トナー像が形成される。形成されたマゼンタ（Ｍ）トナー像は一次転写装置１９Ｍの作動位置において転写ベルト１６の上のシアン（Ｃ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２６】
以下、同様に、転写ベルト１６の上に転写されたマゼンタ（Ｍ）トナー像が一次転写装置１９Ｙの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｙが作動し、感光体１２Ｙの上にイエロー（Ｙ）トナー像が形成され、一次転写装置１９Ｙの作動位置において転写ベルト１６の上のマゼンタ（Ｍ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２７】
さらに、転写ベルト１６の上に転写されたイエロー（Ｙ）トナー像が一次転写装置１９Ｋの作動位置に到達するタイミングに合わせて作像ユニット１１Ｋが作動し、感光体１２Ｋの上にブラック（Ｋ）トナー像が形成され、一次転写装置１９Ｋの作動位置において転写ベルト１６の上のイエロー（Ｙ）トナー像の上に重畳して転写される。
【００２８】
このようにして、転写ベルト１６の上に、順次シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が重畳して転写されて形成されたカラートナー像は、二次転写装置２０により転写ベルト１６と二次転写装置２０との間に搬送される記録媒体Ｐに転写され、図示しない定着装置により定着処理されて排出される。
【００２９】
トナー像が転写された後に感光体１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋの上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋにより清掃される。また、カラートナー像が転写された後に転写ベルト１６の上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング装置２１により清掃される。
【００３０】
中間転写体を構成する転写ベルト１６は、ポリカーボネイト、ＰＴＥＥ、或いはポリイミドを主原料とし、これにカーボンを分散させた半導電性の材料で構成される。また、感光体１２Ｃ〜１２Ｋは、その感光層に有機半導体を使用した有機感光体が使用される。
【００３１】
中間転写体を構成する転写ベルト１６は、図示しない圧接・離隔機構で駆動される一次転写装置１９Ｃ〜１９Ｋにより感光体１２Ｃ〜１２Ｋに圧接されるが、例えば、白黒画像を形成する場合は、転写ベルト１６を作像ユニット１１Ｋの感光体１２Ｋのみに圧接し、他の作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙの感光体からは離隔させるようにするとよい。これにより白黒画像の形成に関与しない作像ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙを非作動として感光体を含む作像ユニットの消耗を防ぐと共に、画像形成処理の時間を短縮することができる。
【００３２】
このほか、装置が待機状態にあるときは、全ての作像ユニットの感光体から転写ベルトを離隔させておき、画像形成動作の開始されて感光体及び転写ベルトが所定の速度に到達したとき、感光体に転写ベルトを圧接するようにしてもよい。これにより、一次転写装置１９Ｃ〜１９Ｋのローラの圧縮歪みを防止し、また画像形成動作開始時の感光体と転写ベルトとの接触部の線速度の差による擦り傷の発生などを防止することができる。
【００３３】
感光体クリーニング装置１５Ｃ〜１５Ｋ及び中間転写体クリーニング装置２１は、ポリウレタンゴムをシート状にカットしたクリーニングブレードで構成され、クリーニングブレードを感光体或いは転写ベルトに当接させて表面の残留トナーを掻き取つて清掃するものである。清掃能力は、クリーニングブレードを感光体或いは転写ベルトに当接させる力に大きく依存し、当接力が大きい程清掃能力が高くなる。一方、当接力が大きい程、感光体の感光層を構成する有機感光体の削れ（摩耗）が大きくなり、感光体の寿命が短くなる。
【００３４】
図２は、クリーニングブレードには硬度６７°のポリウレタンゴムを使用し、粒径６ミクロンのトナーを使用した場合の、感光体上のトナー付着量と清掃可能なクリーニングブレードの最低当接力の関係を示す図である。
【００３５】
図２に示すように、清掃可能な最低当接力は、感光体上のトナー付着量により変動し、トナー付着量が多くなるにつれ最低当接力も高くなる。例えば、トナー付着量が１ｇ／ｍ2 では５Ｎ／ｍ（クリーニングブレードの長さ１ｍ当たり５ニュートン）程度の当接力でよいが、トナー付着量が２ｇ／ｍ2 を越えると１５Ｎ／ｍ程度の当接力が必要になる。
【００３６】
クリーニング装置の設計に際しては、通常の動作においては現像装置で現像に使用されたトナーの２０〜１０％（転写効率８０〜９０％）を清掃できることを目標に当接力を設定すれば十分であるが、紙詰まり等の障害が発生した場合に感光体上の画像形成に使用された全てのトナーを清掃する必要があるため、より高い当接力を設定していた。しかし、高い当接力は、前記したとおり感光体の寿命を短くする結果となる。
【００３７】
この対策として、この実施の形態では、紙詰まり等の障害が発生した場合でも、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして、高い当接力を設定しなくても済む制御手段を採用した。以下、これについて説明する。
【００３８】
この手法は、紙詰まりの発生、その他の画像形成装置に異常や障害が発生したときに直ちに作像ユニットの現像装置の作動を停止し、感光体上に画像を形成していたトナーを転写ベルト（中間転写体）に転写して、感光体クリーニング装置で処理するトナーの量を減少させようとするものである。
【００３９】
紙詰まりの発生は、例えば通紙経路を挟んで配置された発光素子２４ａと受光素子２４ｂで構成されるセンサ２４（図１参照）を記録媒体が通過するタイミングで判断される。また、その他の画像形成装置の異常とは、装置内部の温度異常、モータの回転異常、高圧電源出力異常等であり、公知の手段で検出される。
【００４０】
図３は、障害発生時の画像形成装置の図示しない制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。紙詰まりの発生、その他の画像形成装置の異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは、作像ユニットが作動中であれば、現像装置の駆動を停止する現像装置制御信号（ｂ）が出力され、現像装置の駆動が停止される。ここで現像装置の駆動停止には、現像ローラの回転停止、現像ローラへの正規の現像バイアスの印加停止等が含まれるものとする。
【００４１】
感光体上の現像装置に対向していた領域が一次転写装置の位置を通過した後に感光体駆動を停止する感光体制御信号（ｃ）が出力され、感光体の回転駆動が停止される。これにより、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写されるから、感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになる。感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理される。
【００４２】
このとき、現像装置の駆動停止後、現像装置に対向していた領域が一次転写装置の位置を通過するまでは、感光体上のトナーを一次転写装置へ転写するために、一次転写装置へは通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加し、通過後にバイアス電荷をオフにする一次転写装置制御信号（ｄ）が出力される。そして、転写バイアス電荷がオフにされたとき、感光体から転写ベルト（中間転写体）を隔離する中間転写体制御信号（ｅ）が出力され、感光体から中間転写体を隔離してから感光体の回転駆動を停止する。
【００４３】
一次転写装置へ転写バイアス電荷を印加するとき、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよい。
【００４４】
また、転写バイアス電荷をオフとしても、感光体と転写ベルト（中間転写体）との接触により、感光体上に画像を形成していたトナーのうちの相当量は転写ベルト（中間転写体）に転写されるから、感光体上に残留するトナー量は少なくなり、残留トナーは感光体クリーニング装置で処理可能である。
【００４５】
以上の処理によれば、転写ベルト（中間転写体）には大量のトナーが付着することになるが、これは中間転写体クリーニング装置で十分に処理可能である。
【００４６】
即ち、第１の理由は、中間転写体クリーニング装置に感光体クリーニング装置と同様のクリーニングブレードを使用した場合でも、中間転写体と感光体との表層膜厚の相違（一般的に中間転写体は１００ミクロン、感光体は３０ミクロン以下）や、背面に配置される転写電極の違い等による媒体上の静電荷量の相違により、中間転写体クリーニング装置の処理能力は、感光体クリーニング装置の処理能力よりも高いことが挙げられる。
【００４７】
また、第２の理由としては、中間転写体の表層膜はその材質の違いから感光体の表層膜よりも削れ（摩耗）が発生しにくいこと、削れ（摩耗）が発生しても形成される画像品質への影響が小さいことなどの理由により、感光体クリーニング装置よりも中間転写体クリーニング装置の方が、クリーニングブレードの当接力を高く設定できるからである。
【００４８】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態の画像形成装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同じであるから、ここでは説明を省き、紙詰まり等の障害が発生した場合に、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして高い当接力を設定しなくても済む制御装置の制御動作について説明する。
【００４９】
図４は、障害発生時の画像形成装置の図示しない制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【００５０】
ある種の紙詰まりの発生や、その他の画像形成装置の異常が検出されたときは、障害の発生が他の構成要素を破損することを防止するため、装置全体或いは作像ユニットの動作を直ちに停止させる場合がある。また、装置の電源の突然の切断が検出された場合や、装置各部の扉・カバー等の開放が検出されたときも使用者保護のための即時停止も装置の動作を直ちに停止させる場合がある。
【００５１】
このような異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは現像装置制御信号（ｃ）、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、現像装置の駆動停止、感光体の駆動停止、一次転写装置への転写バイアス電荷の印加停止などが実行される。
【００５２】
この後、障害の復旧が行われると、障害復旧信号（ｂ）が出力されて制御装置に入力される。制御装置からは、感光体制御信号（ｄ）及び一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、作像ユニットの現像装置の駆動を停止したまま、感光体の駆動開始及び一次転写装置の駆動開始が指令される。感光体は転写ベルト（中間転写体）が圧接された状態で駆動を開始する。
【００５３】
このとき、制御装置からは、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態を維持する中間転写体制御信号（ｆ）が出力されているから、少なくとも異常検出信号（ａ）により感光体が停止したとき、感光体上に形成されていたトナー像の領域が全て一次転写装置の位置を通過するまでは感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態が維持される。
【００５４】
その後、通常の作像時と同様の後処理が実行され、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写される。感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになるから、感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理することができる。
【００５５】
一次転写装置への転写バイアス電荷の印加は、第１の実施の形態と同じく、通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加するのが望ましいが、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよく、またオフとしても相応の効果を得ることは可能である。
【００５６】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態の画像形成装置の構成も、図１に示す第１の実施の形態と同じであるから、ここでは説明を省き、紙詰まり等の障害が発生した場合に、クリーニング装置で処理するトナー量を少なくして高い当接力を設定しなくても済む制御装置の制御動作について説明する。
【００５７】
第３の実施の形態も、紙詰まりの発生や、その他の画像形成装置の異常や障害が検出されたとき、装置全体或いは作像ユニットの動作を直ちに停止させる障害の発生を対象とするものである。
【００５８】
ある種の画像形成装置では、感光体と転写ベルトなどの中間転写体との接触部の線速度の差により感光体上に擦り傷が発生し、その微細な傷が画像ノイズとして生じる場合がある。特に画像濃度の階調表現を、露光部の光量変調による感光体上の静電潜像の電位の差として表現するシステムにおいて、前記した擦り傷が画像ノイズが現れやすい。このため、上記したシステムにおいては、障害発生時においても感光体と転写ベルトなどの中間転写体とを離隔することが行われている。
【００５９】
図５は、上記したシステムでの障害発生時の処理に適した、画像形成装置の制御装置による作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【００６０】
画像形成装置に異常が検出されると、異常検出信号（ａ）が出力され、図示されていない制御装置に入力される。制御装置からは現像装置制御信号（ｃ）、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、感光体の駆動、現像装置の駆動、一次転写装置への転写バイアス電荷の印加等が停止されるほか、可能であれば感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態を制御する中間転写体制御信号（ｆ）が出力され、感光体と転写ベルト（中間転写体）とが離隔される。
【００６１】
この後、障害の復旧が行われると、障害復旧信号（ｂ）が出力されて制御装置に入力される。制御装置は、感光体と転写ベルト（中間転写体）との離隔を判定し、離隔されていない場合は、まず感光体と転写ベルト（中間転写体）とを離隔させ、離隔状態が設定されてから次の制御動作に移る。
【００６２】
制御装置からは、感光体制御信号（ｄ）、一次転写装置制御信号（ｅ）が出力され、作像ユニットの現像装置の駆動を停止したまま、感光体の駆動開始及び一次転写装置の駆動開始が指令される。感光体と転写ベルト（中間転写体）の駆動が正常な速度で実行される状態に到達したとき、制御装置から、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接を指令する中間転写体制御信号（ｆ）が出力され、感光体と転写ベルト（中間転写体）とは圧接状態に設定される。
【００６３】
そして、感光体と転写ベルト（中間転写体）とが圧接された後は、少なくとも異常検出信号（ａ）により感光体が停止したときに感光体上に形成されていたトナー像の領域が全て一次転写装置の位置を通過するまでは、感光体と転写ベルト（中間転写体）との圧接状態が維持される。
【００６４】
その後、通常の作像時と同様の後処理が実行され、感光体上に画像を形成していたトナーは通常の作像動作の場合と同じく転写ベルト（中間転写体）に転写される。感光体上には通常の作像動作の場合と同じ量のトナーが残留することになるから、感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置で通常の作像動作の場合と同様に処理することができる。
【００６５】
一次転写装置への転写バイアス電荷の印加は、第１の実施の形態と同じく、通常の作像動作の場合と同じ転写バイアス電荷を印加するのが望ましいが、感光体上への逆極性帯電がメモリーされる（逆極性電荷の残留）ことを防止するためには、一次転写装置へ印加する転写バイアス電荷を通常よりも低い値に切替えてもよく、またオフとしても相応の効果を得ることは可能である。
【００６６】
上記した処理によれば、障害復旧後に感光体と転写ベルト（中間転写体）とが圧接されたとき、その圧接前に転写ベルト（中間転写体）を通過した感光体上の領域は、感光体クリーニング装置による清掃が行われない可能性もあるが、最終的には、この未清掃の領域は、中間転写体に圧接されて残留トナーが中間転写体に転写される。
【００６７】
そして、その後は感光体上の残留トナーは感光体クリーニング装置により完全に清掃されるから、以後の作像動作では、感光体クリーニング装置の作動不良による画像ノイズが発生することはないから、感光体クリーニング装置のクリーニングブレードの当接力は、第１及び第２の実施の形態のものと同じに設定することができる。
【００６８】
なお、中間転写体に圧接されていない感光体上の領域については、その領域に対応して一次帯電装置を非作動に設定することが望ましい。この領域は感光体クリーニング装置による清掃が行われず、トナーが付着している可能性があるが、トナーが付着している状態で帯電装置を作動させると帯電装置をトナーで汚染されるからである。また、帯電装置として帯電ローラ等の接触帯電装置の場合は、トナーの電荷と反対極性のバイアス電荷を印加してもよい。
【００６９】
以上説明した装置では、感光体クリーニング装置及び中間転写体クリーニング装置として、クリーニングブレードを使用するもので説明したが、クリーニングブレードに限られるものではなく、クリーニングブラシ、クリーニングローラ等、接触式のクリーニング部材であれば、どのような構成のものでも適用することができる。さらに、感光体については、クリーナを備えないクリーナレスシステムであつてもよい。上記実施の形態のものをクリーナレスシステムに適用するときは、現像装置で回収するトナー量が少なく、負荷を軽減できるので、感光体の寿命を長くすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、画像形成装置による作像動作の途中で紙詰まりその他の障害が発生した場合、感光体上の画像形成に使用されたトナーの清掃に際して、そのトナーを中間転写体に転写させ、感光体クリーニング装置による回収トナー量を大幅に減少させることができるから、感光体クリーニング装置の感光体への当接力を小さく設定することが可能となり、感光体の寿命を長くして長期にわたり感光体を使用することができる等、従来の装置にみられない顕著な作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のタンデム型のカラー画像形成装置の構成の概略を説明する正面図。
【図２】感光体上のトナー付着量と清掃可能なクリーニングブレードの最低当接力の関係を示す図。
【図３】障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【図４】第２の実施の形態における障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【図５】第３の実施の形態における障害発生時における作像ユニットその他の構成要素の動作タイミングを説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
１０ カラー画像形成装置
１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋ 作像ユニット
１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ 感光体
１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋ メインチャージャ
１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ 現像装置
１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ 感光体クリーニング装置
１６ 転写ベルト（中間転写体）
１７、１８ プーリー
１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ、１９Ｋ 一次転写装置
２０ 二次転写装置
２１ 中間転写体クリーニング装置
２４ センサ
２４ａ 発光素子
２４ｂ 受光素子
Claims (7)
- 像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、
画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させること
を特徴とする画像形成装置。 - 像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、
画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後に障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記像担持体が前記中間転写体に接触した領域が前記像形成手段の内部に配置された帯電手段の配置位置に到達するまで当該帯電手段を作動させないこと
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。 - 前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段であ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。
- 像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、
画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、
画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の像形成動作を停止させた後、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過した後、前記第１の転写手段と前記像形成手段の動作を停止させること
を特徴とする画像形成装置の画像形成方法。 - 像担持体表面を帯電させる帯電手段を含む像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する第２の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃する第１のクリーニング手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを清掃する第２のクリーニング手段とを備えた画像形成装置の画像形成方法において、
画像形成装置の動作状態を検知する検知手段と、
画像形成装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が予め特定されている所定の異常状態を示すときは、前記像形成手段の動作を停止させた後、障害復旧により像形成手段の動作を再開する際、前記像担持体上のトナー像が前記第１の転写手段の作用範囲を通過する間、前記中間転写体を前記像担持体に接触させながら第１の転写手段を作用させること
を特徴とする画像形成装置の画像形成方法。 - 前記第１及び第２のクリーニング手段はブレードクリーニング手段であることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置の画像形成方法。
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