JP4673034B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を転写材に転写して転写材上に画像を形成する画像形成装置に関する。

４色フルカラーの画像形成装置として、それぞれ異なる色のトナー像を形成する４個（４色）の画像形成部を備えた画像形成装置が知られている。４個の画像形成部を、中間転写ベルトの移動方向に沿って上流側から下流側にかけて並べて配設し、各画像形成部で形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト上に順次に一次転写して、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、中間転写ベルト上の４色のトナー像を転写材上に一括で二次転写する。そして、これら４色のトナー像を定着装置で加熱して、転写材上に４色フルカラーのトナー像を定着する。

ここで、記録動作（画像形成動作）開始時と記録動作（画像形成動作）終了時の現像バイアス電圧及び帯電バイアス電圧の、印加開始タイミング及び印加停止タイミングについて述べる。

各画像形成部において、記録動作開始時には、感光ドラムが安定回転になったところで帯電器を駆動して帯電を開始する。感光ドラム表面と、現像器の現像スリーブに保持されている現像剤とが接触している領域を現像ニップ領域とすると、感光ドラム表面のうちの帯電された領域（以下「帯電部」という。）が現像ニップ領域Ｎに到達するまで、現像スリーブに近接する感光ドラム表面は０［Ｖ］である。したがって、感光ドラム上の帯電部が現像ニップ領域に到達するまでに現像スリーブの現像バイアス電圧（例えば、−５５０[Ｖ]）をオンした場合、現像ニップ領域を通過する感光ドラム表面全域に大きなコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（＝｜０−（−５５０）｜＝５５０［Ｖ］）が形成されて、現像開始前の非画像部に現像剤中のトナーが付着してしまう。この結果、転写材Ｐにおける画像部の前に帯状トナー像が形成されてしまうことになる。

一方、非画像部にトナーが付着することを防止するためには、表面電位Ｖｄ（例えば、−７００［Ｖ］）に帯電した感光ドラム表面の帯電部の先端が現像ニップ領域を完全に通過してから現像スリーブの現像バイアス電圧をオンすればよい。しかし、これでは現像バイアス電圧をオンする前（現像スリーブが０［Ｖ］のとき）にＶｄ（＝−７００［Ｖ］）に帯電した感光ドラム表面の一部が現像ニップ領域を通過するので、このとき現像スリーブと感光ドラム表面との間には大きなかぶりとり電位Ｖｂａｃｋ（＝｜−７００−０｜＝７００［Ｖ］）が形成され、現像剤としてトナーとキャリヤからなる二成分現像剤を用いた場合、現像剤中のキャリヤが感光ドラム表面に付着するという問題が生じる。

トナーもキャリヤも付着させないためには、感光ドラム上の帯電部が現像ニップ領域に到達するタイミングで同時に現像バイアス電圧をオンすればよいが、現実的に各種のふれを考慮した場合、オンタイミングを毎回完全に一致させることは難しい。また現像ニップ領域もある一定の幅を持っているため、その観点からもタイミングを一致させることは難しい。この結果、現像スリーブ上のキャリヤかトナーかのいずれかが感光ドラムに付着してしまうことになる。特に現像スリーブのキャリヤが感光ドラムへ飛び移ってしまうと、感光ドラム表面を清掃するクリーニング装置のクリーニングブレードによってキャリヤが感光ドラム表面を傷つけ、感光ドラムの寿命を短くすることになる。このため、従来は帯電器によりＶｄ（＝−７００［Ｖ］）に帯電した感光ドラム表面の先端が現像ニップ領域に到達する直前に現像スリーブのバイアス電圧をオンすることにより、キャリヤ付着を完全に防止している。この結果、画像部の前に帯状のトナー像が形成されていた。トナーはキャリヤとは異なり、クリーニングブレードで感光ドラムを傷つけにくい。このような構成をとれば、トナーの消費量が増えるなどの問題があるものの、感光ドラムへのキャリヤ付着が増大することがなく、良好な画像を長期的にわたって維持することができていた（特許文献１参照）。

一方、記録動作終了時にも、記録動作開始時と同様の問題が生じるので、帯電器によりＶｄ（＝−７００［Ｖ］）に帯電した感光ドラム表面の帯電部の後端が現像ニップ領域を通過した直後に現像スリーブへの現像バイアス電圧をオフしていた。

上述のように、記録動作開始時及び記録動作終了時の、現像バイアス電圧及び帯電バイアス電圧の印加開始タイミング及び印加停止タイミングとして上述の構成を用いると、感光ドラムにキャリヤが付着しない代わりに画像部の前後に帯状のトナー像（帯状トナー）が形成されてしまう。

この帯状トナーは、一次転写ローラによって一旦、中間転写ベルトに転写され、その後、二次転写ローラまで搬送される。画像部のトナー像は、ここで転写材に転写されるが、画像部前後の帯状トナーは転写材に転写されず二次転写ローラに転写され、二次転写ローラを汚してしまう。このような汚れを除去するためには二次転写ローラクリーナを設けられているのが普通であった。

特開２００３‐２８０４８３号公報

ところで、上述した４色フルカラーの画像形成装置において、上述の印加、停止のタイミング構成をとると、画像部の前後に帯状トナーが各色毎にできることとなる。これらの帯状トナーは、各色のトナー像が一次転写ローラの電気的な作用及び押圧力によって中間転写ベルトに一次転写される際、一緒に中間転写ベルト７に転写される。このとき、中間転写ベルト上に４色のトナー像が重ね合わされるが、これと同様に、帯状トナーも中間転写ベルト上で４色分が重ね合わされる。この結果、これらの帯状トナーは４色フルカラーの画像形成装置においては４色分重なって二次転写部まで搬送される。

しかも、この帯状トナーは、先にも述べたように感光ドラムの表面電位が０［Ｖ］のときに現像スリーブに現像バイアス電圧Ｖｄｃ（＝−５５０［Ｖ］）が印加されているため、非常に大きなコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（＝５５０［Ｖ］）で現像工程が行われる。通常、ベタ画像部の感光ドラムの表面電位Ｖｌは、安定性の観点から０[Ｖ]よりも小さな値を用いることが多く（例えば、−２００[Ｖ]）、その結果、通常のベタ画像形成時のコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（＝｜Ｖｌ−Ｖｄｃ｜＝｜−２００＋５５０｜＝３５０［Ｖ］）に比較しても、画像部前後の帯状トナーはトナー載り量が非常に多くなっている。つまり、中間転写ベルト上の４色フルカラーのトナー像の前後には４色分のベタ画像相当以上のトナーが重畳された帯状トナー像が形成される。

その後、中間転写ベルトの回転に伴い４色のトナー像と帯状トナー像は二次転写部まで搬送され、このうち４色のトナー像は転写材に転写されるが、画像部前後に形成される帯状トナー像は転写材に接触しないで、二次転写ローラ９に直接接触し、電気的な作用及び押圧力によって二次転写ローラに転写されてしまう。この結果、二次転写ローラが汚れてしまう。

このような汚れは、上述の二次転写ローラクリーナによって除去することは可能ではあるが、このクリーナは、４色が重畳された帯状トナー像に対しては、１回のクリーニングでは除去しきれないことがある。そして、その汚れた部分に次の工程で転写材の裏面が接触すると、転写材の裏面が汚れてしまうという問題が生じる。特に二次転写ローラの材質によってはクリーニング除去がしにくい場合がある。例えば二次転写ローラの表面形状が荒れている場合は除去しにくく上述の問題が起きやすい。

これに対して、画像を形成しない状態で二次転写ローラを複数回回転させて二次転写ローラのクリーニングを完全に行ってから、転写材の供給を行い、画像形成を再開するという方法がある。しかし、このようなクリーニング中は画像形成を行うことができないため、二次転写ローラが十分にクリーニングされるのを待つと、効率の低下を招くことになる。

また、４色分の帯状トナー像が二次転写部に搬送されてきた際は、二次転写ローラに通常と逆極性の二次転写バイアス電圧を印加することで、二次転写ローラの汚れを防止することもできるが、このときは二次転写部下流の中間転写ベルト上に設けられた中間転写ベルトクリーニング部材で同様な課題が生じることとなり、転写材の裏面汚れあるいは効率の低下が起きる。

そこで、本発明は、現像バイアス印加のオンタイミングを色毎に調整することにより、画像部の前に形成される各色の帯状トナー像が少なくとも完全に重畳されることを防止し、帯状トナー像を除去するためのクリーニング性を向上させて、転写材の裏汚れを低減するとともに、帯状トナー像の除去の効率化を図った画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は、回転可能に設けられた像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を各々備えた複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部でそれぞれ形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上に重ね合わせたトナー像を、転写材に一括して転写を行う転写手段と、少なくとも前記中間転写体又は前記転写手段を清掃する手段と、を有する画像形成装置において、前記各画像形成部は、記録動作開始時、前記帯電手段による帯電を開始後、前記像担持体表面の帯電部先端が前記像担持体と前記現像手段とが対向する現像ニップ領域に到達する前に、前記現像手段への現像バイアス電圧の印加を開始し、前記各画像形成部において、前記現像バイアス電圧の印加開始時に前記現像ニップ領域を通過した前記像担持体上の第１領域が、前記中間転写体上に接触する領域を第２領域としたとき、前記各画像形成部に対応する前記第２領域のうち、少なくとも１つの画像形成部の第２領域が他の画像形成部の第２領域と、前記中間転写体上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、ことを特徴とする。

請求項３に係る本発明は、回転可能に設けられた像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を各々備えた複数の画像形成部と、転写材を搬送する転写材搬送手段と、前記複数の画像形成部でそれぞれ形成されたトナー像を、前記転写材搬送手段により搬送される転写材に重ね合わせて転写する転写手段と、前記転写材搬送手段を清掃する手段と、を有する画像形成装置において、前記各画像形成部は、記録動作開始時、前記帯電手段による帯電を開始後、前記像担持体表面の帯電部先端が前記像担持体と前記現像手段とが対向する現像ニップ領域に到達する前に、前記現像手段への現像バイアス電圧の印加を開始し、前記各画像形成部において、前記現像バイアス電圧の印加開始時に前記現像ニップ領域を通過した前記像担持体上の第１領域が、前記転写材搬送手段上に接触する領域を第２領域としたとき、前記各画像形成部に対応する前記第２領域のうち、少なくとも１つの画像形成部の第２領域が他の画像形成部の第２領域と、前記転写材搬送手段上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、ことを特徴とする。

本発明によれば、現像バイアス印加のオンタイミングを色毎に調整することにより、画像部の前に形成される各色の帯状トナー像が少なくとも完全に重畳されることを防止し、帯状トナー像を除去するためのクリーニング性を向上させて、転写材の裏汚れを低減するとともに、帯状トナー像の除去の効率化を図ることができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明を適用することができる画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、４個の画像形成部を有する４色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を模式的に示す縦断面図である。

同図に示す画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ｒ７方向）に沿って上流側から下流側にかけて４個の画像形成部（画像形成ステーション）Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄが配設されている。

各画像形成部Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは、この順に、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像を形成する画像形成部であり、それぞれ像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。

感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ矢印Ｒ１方向（図１中の反時計回り）に回転駆動されるようになっている。各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電器（帯電手段）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置（潜像形成手段）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器（現像手段）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写ローラ（一次転写手段）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ（クリーニング装置）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。上述の一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び二次転写対向ローラ８には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト７が掛け渡されている。中間転写ベルト７は、その裏面側から一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって押圧されていて、その表面を感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接させている。これにより、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、中間転写ベルト７との間には、一次転写ニップ（一次転写部）Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄが形成されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８の矢印Ｒ８方向の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト７の回転速度は、上述の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。

中間転写ベルト７表面における、二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写ローラ（二次転写手段）９が配設されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）Ｔ２が形成されている。この二次転写ローラ９には、ローラクリーナ（二次転写部材クリーナ）１１が当接されている。また、中間転写ベルト７表面における、一次転写ローラ５ａに対応する位置には、ベルトクリーナ（中間転写体クリーナ）１２が当接されている。ベルトクリーナ１２は、中間転写ベルトに当接して清掃を行うクリーニング部材１２a、１２ｂを備えている。

画像形成に供される転写材Ｐは、給紙カセット１０に積載された状態で収納されている。この転写材Ｐは、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置（いずれも不図示）によって、上述の二次転写ニップ部Ｔ２に供給されるようになっている。転写材Ｐの搬送方向に沿っての二次転写ニップ部Ｔ２の下流側には、定着ローラ１４とこれに加圧された加圧ローラ１５とを有する定着装置１３が配設されており、さらに定着装置１３の下流側には、排紙トレイ１６が配設されている。

上述構成の画像形成装置においては、以下のようにして、転写材Ｐ上に４色フルカラーのトナー像が形成される。

まず、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、感光ドラム駆動モータ（不図示）によって矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光装置３ａ〜３ｄによって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて各色毎の静電潜像が形成される。

これら感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の静電潜像は、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像として現像される。これら４色のトナー像は、一次転写ニップＴ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄにおいて、一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより、中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。一次転写時に、中間転写ベルト７に転写されないで感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｃ上に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーナ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去される。残留トナーが除去された感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、次の画像形成に供される。

上述のようにして中間転写ベルト７上で重ね合わされた４色のトナー像は、転写材Ｐに二次転写される。給紙カセット１０から給搬送装置によって搬送された転写材Ｐは、レジストローラによって中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＴ２に供給される。供給された転写材Ｐには、二次転写ニップＴ２において、二次転写ローラ９により、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が一括で二次転写される。二次転写時に、転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト７上に残ったトナー（残留トナー）は、ベルトクリーナ１２によって除去される。

一方、４色のトナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置１３に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、排紙トレイ１６上に排出される。以上で、１枚の転写材Ｐの片面（表面）に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。

ここで、本発明に関係する部分を詳しく述べる。なお、以下の説明では、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄについて、特に色を区別する必要がない場合には、単に、感光ドラム１、帯電器２、露光装置３、現像器４、一次転写ローラ５、ドラムクリーナ６のように表記するものとする。

図２に、感光ドラム１近傍の拡大図を示す。

画像形成に際し、感光ドラム１は、感光ドラム駆動モータによって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施の形態では、感光ドラム１は、表面電位（暗部電位）Ｖｄ＝−７００［Ｖ］に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって画像情報に基づく露光Ｌを受け、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。以下、露光によって静電潜像が形成される部分を「画像部（明部）」といい、露光を受けない部分を「非画像部（暗部）」という。この画像部は非画像部に比べて高電位（例えば明部電位Ｖｌ＝−２００［Ｖ］）。

現像器４は、帯電器２よりも感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿っての下流側に配設されている。帯電器４は、現像剤を収納する現像容器２０と、現像剤担持体である現像スリーブ２１と、この現像スリーブ２１を回転駆動するモータ２２と、現像スリーブ２１に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加電源２３とを有している。現像スリーブ２１表面には、負に帯電したトナーが担持される。また、現像スリーブ２１には、現像バイアス印加電源２３によって現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧の印加により、感光ドラム１上の画像部が現像スリーブ２１近傍を通過する際、現像スリーブ２１表面に担持されていたトナーが感光ドラム１上の画像部に付着してトナー像が形成される。

従来、電子写真方式によってフルカラー画像やマルチカラー画像を形成するカラーの画像形成装置では、発色性や混色性といった観点からほとんどの現像器４がトナーとキャリヤとを混合させた二成分現像剤を使用している。二成分現像プロセスにおいては、現像スリーブ２１はの表面に負に帯電しているトナーと正に帯電しているキャリヤからなる現像剤を保持している。このトナーを感光ドラム１の表面の画像部に飛び移らせるために、画像部より低電位だが非画像部よりも高電位の現像バイアス電圧を現像スリーブ２１に印加している。

特に、最近は現像能力を向上させるために、現像スリーブ２１の現像バイアス電圧として、ＤＣ成分（例えば、Ｖｄｃ＝−５５０［Ｖ］）にＡＣ成分（例えば、２．０ｋ［Ｖ］）を重畳させる（ＤＣ＋ＡＣ）バイアス方式を採用するようになってきている。

非画像部の暗部電位Ｖｄと現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃとの差は、かぶり取り電位Ｖｂａｃｋ（＝｜Ｖｄ−Ｖｄｃ｜）と呼ばれ、通常１００〜２００［Ｖ］程度になるように設定されている。この値より小さくすれば非画像部がかぶりやすくなる。一方で、大きくすればキャリヤの付着量が増加する傾向にある。また、画像部の明部電位Ｖｌと現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃの差はコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（＝｜Ｖｌ−Ｖｄｃ｜）電位と呼ばれ、このコントラスト電位Ｖｃｏｎｔを大きくするほど感光ドラム上のトナーの載り量が増える。通常はこのコントラスト電位を調整することで、感光ドラム上のトナー像の濃度が所望の濃度になるように調整を行うことができる。

現像器４及び現像剤についてさらに詳述する。

本実施の形態では、現像器４は、二成分磁気ブラシ方式を採用している。図２に示す現像器４の現像容器２０内には、磁性キャリヤ粒子（適宜「キャリヤ」という。）とトナー粒子（適宜「トナー」という。）とを主成分とする二成分現像剤が収納されている。現像スリーブ２１の内側には、マグネットローラ２４が配設されている。このマグネットローラ２４は固定され、外側の現像スリーブ２１がモータ２２によって矢印Ｒ２１方向に回転するようになっている。現像スリーブ２１の表面には、マグネットローラ２４の磁力によって二成分現像剤の磁気ブラシが構成される。感光ドラム１表面と現像スリーブ２４との表面との間には、微小間隙が設けられている。現像スリーブは２１は、モータ２２によって矢印Ｒ２１方向に回転されることにより、表面の磁気ブラシを感光ドラム１表面に摺擦又は近接させる。さらに、現像スリーブ２１には、現像バイアス印加電源２３によって現像バイアス電圧が印加される。これにより、現像スリーブ２１表面の磁気ブラシ内のトナーが、感光ドラム１の画像部に付着され、これをトナー像として現像する。

本実施の形態においては、感光ドラム１は直径が８０ｍｍ、現像スリーブ２１は直径が２０ｍｍであり、感光ドラム１表面と現像スリーブ２１表面との最近接領域（現像ニップ領域Ｎ）の距離を約４００μｍとした。これにより、現像スリーブ２１の矢印２１方向の回転によって現像ニップ領域Ｎに搬送された現像剤を感光ドラム１に接触させた状態で現像が行えるようにしている。

このとき、本実施の形態においては、現像スリーブ２１に対し、現像バイアス印加電源の直流バイアス電源２３ａと交流バイアス電源２３ｂとにより、直流成分（ＤＣ成分）に交流成分（ＡＣ成分）を重畳させた現像バイアス電圧を印加している。このような現像バイアス電圧を印加することによって、感光ドラム１と現像スリーブ２１との間には振動電界が形成される。この振動電界によってトナーをキャリヤから分離飛翔させる。なお、本実施の形態においては交流成分として周波数ｆ＝１２ｋＨｚ、ピーク・トゥー・ピーク電圧Ｖｐｐ＝１．８５ｋＶの交流バイアスを使用している。

本実施の形態にて用いられる、トナーとキャリヤを含む二成分現像剤について説明する。

トナーは、結着樹脂と、着色剤と、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。

また、キャリヤは、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、これらの合金、酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリヤは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上である。本実施の形態では１０^８Ω・ｃｍのものを用いた。

なお、本実施の形態において用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用し、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。

測定方法は以下に示す通りである。すなわち、上述の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上述のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

また、本実施の形態において用いられるキャリヤの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ^２、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリヤの抵抗率を得る方法によって測定した。

本実施の形態で用いられる感光ドラム１は、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光ドラム、すなわち、アルミニウム製の円筒状のドラム基体の表面に、感光層として負の帯電特性を有するＯＰＣ（有機光半導体）を設けたものを使用している。

ここで、図２，図３を参照して、記録動作（画像形成動作）開始時と記録動作（画像形成動作）停止時における、現像バイアス電圧の制御、感光ドラム１の駆動制御、及び現像スリーブ２１の駆動制御の内容について詳細に説明する。

なお、図３には１枚の転写材Ｐに対するコピー（画像形成）の場合の記録動作開始から記録動作停止までの、感光ドラム駆動、帯電、現像、露光などのタイミングチャートを示した。なお、図３のタイミングチャートは現像ニップ領域Ｎ基準でタイミングチャートを書いている。例えば、帯電部や画像部の先端が現像ニップ領域Ｎに到達した時刻を帯電オンや露光オンのタイミングとし、一方それぞれの後端が現像ニップ領域Ｎを通過した瞬間を帯電オフや露光オフのタイミングとしている。このため、実際の時間軸と異なる点に注意を要する。

まず、時刻ｔ０において、画像形成装置本体の操作パネルのスタートキー（いずれも不図示）が押され、その後、時刻ｔ１感光ドラム駆動モータの駆動を開始する。

感光ドラム駆動モータの回転駆動力が伝達された感光ドラム１が安定回転になる時刻になると、帯電器２を制御して感光ドラム１に対して帯電電圧（Ｖｄ＝−７００［Ｖ］）の印加を開始する。これにより、帯電器２と感光ドラム１との対向部を通過する感光ドラム表面は−７００［Ｖ］に帯電される。この帯電部は感光ドラム１の回転により現像ニップ領域Ｎに到達する。

本実施の形態では、帯電部のうちの感光ドラム回転方向の先端が現像ニップ領域Ｎに到達する直前の時刻ｔ２において、現像スリーブ２１に現像バイアス電圧のＤＣ成分（Ｖｄｃ＝−５５０［Ｖ］）が印加されるように制御を行う。

時刻ｔ２において現像ニップ領域Ｎにある感光ドラム表面の電位は未帯電部のため０［Ｖ］となっている。一方、現像スリーブ２１の電位は−５５０［Ｖ］のＤＣバイアスが印加されており、トナーは現像ニップ領域Ｎにある感光ドラム表面にＶｃｏｎｔ＝５５０［Ｖ］のコントラスト電位で付着することになる。その直後に−７５０［Ｖ］に帯電した感光ドラム表面の帯電部が現像ニップ領域Ｎに入るので、現像ニップ領域Ｎでは現像電位が−５５０［Ｖ］から＋２００Ｖ（＝−５５０−（−７５０））に上昇する。このため、それ以降は感光ドラム表面へのトナーの付着が止まる。この結果、現像ニップ領域Ｎにある感光ドラム表面には帯状にトナーが付着する。

帯電部が現像ニップ領域Ｎを通過した後に現像バイアス電圧を印加すれば、トナーの付着は抑えられるが、そのかわりキャリヤが感光ドラム表面に付着することとなるのは従来の技術のところで述べた通りである。本実施の形態においても、キャリヤ付着による弊害が大きいとの観点から、キャリヤ付着防止を優先させているため、帯状のトナー像の付着を許容している。

このときの感光ドラム表面へのトナー付着量は、現像ニップ領域Ｎにおける感光ドラム表面と現像スリーブ表面との相対電位によって左右される。現像スリーブ２１のバイアス電圧をＤＣ成分だけにすることにより、ＤＣ成分だけの印加よりも大幅に現像能力が高いＤＣ成分にＡＣ成分を重畳させた（ＤＣ＋ＡＣ）のバイアス電圧を印加する場合に比べ、トナー付着量を大幅に削減できる。

そこで、本実施の形態においては、帯電部が現像ニップ領域Ｎに到着するまでは現像バイアスとしてＤＣ成分だけを印加している。これによって帯状トナーの付着量を軽減することができる。また、このことによってキャリヤ付着量が増えることもない（むしろキャリヤも付着しにくくなる）。

さらに、本実施の形態では、図３に示すように、時刻ｔ１で感光ドラム１の回転駆動を開始したとき、この感光ドラム１とは別の駆動系で回転駆動する現像スリーブ２１は未だ回転駆動していない。現像スリーブ２１は、帯電部の先端が現像ニップ領域Ｎを通過した後であって画像部の先端がニップ領域Ｎに到達するまでの期間に属する時刻ｔ４において、回転駆動開始されるように制御する。

このような制御にしておけば、以下の利点がある。すなわち、感光ドラム１の帯電が行われていない部分が現像ニップ領域Ｎを通過中は、前述のように高いコントラスト電位によりトナーの現像が行われるが、このときに現像スリーブ２１を駆動させるとこの間、現像部にトナーが供給され続け、帯状トナー像の幅が広くなる可能性がある。特にプロセススピードの速い画像形成装置においては顕著である。一方、この間、現像スリーブ２１の駆動を止めておけば、現像スリーブ２１から感光ドラム１側へ飛び移るトナーは、感光ドラム１と対向する位置に付着しているトナーがほとんどである。現像スリーブ２１にＤＣ成分のバイアス電圧を印加した直後には、感光ドラム１と対向する位置に付着しているトナーが感光ドラム１側へ飛び移り、現像ニップ幅の帯が形成された時点で、それ以上はトナーが付くことはないため、トナーの帯の付着幅を現像ニップ幅程度に抑えることができる。

現像スリーブ２１にバイアス電圧のＤＣ成分を印加してから所定時間経過すると、感光ドラム１の回転により感光ドラム表面上における転写材Ｐの先端位置に相当する部分が露光位置に到達し、さらに転写材先端から記録開始位置に相当する所定時間が経過して時刻ｔ５になると、画像サイズの先頭位置（画像部の先端と同じ。）に相当する部分が露光位置に到達する。

露光装置３は、時刻ｔ５までに露光による静電潜像形成の準備を完了し、画像が現れる画像サイズの先端から静電潜像の形成を開始する。感光ドラム表面の露光部分は、トナーは付着するがキャリヤは付着しない程度の電位に帯電することになる。

一方、感光ドラム表面における記録開始位置が現像ニップ領域Ｎに到達する時刻直前のｔ５になると、現像スリーブ２１のバイアス電圧をそれまでのＤＣ成分だけから、さらにＡＣ成分を重畳させる。すなわち、感光ドラム表面上の潜像開始点が、感光ドラム１の回転により現像ニップ領域Ｎに到達する前に、バイアス電圧のＡＣ成分をＤＣ成分に重畳させる。

これにより、記録開始位置が現像ニップ領域Ｎを通過する際には、バイアス電圧のＤＣ成分だけに比べて高い現像能力となるＤＣ成分にＡＣ成分が重畳されたバイアス電圧により現像が行われることになる。

なお、上述の説明の記録開始位置は作像可能領域の先頭を指し、実際に作像可能領域の先端に画像が無くても作像可能領域が現像ニップ領域Ｎに到達したときに現像スリーブ２１に対するバイアス電圧にＡＣ成分を重畳させるようにしている。しかし、作像可能領域の先頭から潜像形成しない場合には潜像開始点の直前まで待ってからバイアス電圧にＡＣ成分を重畳させるようにしてもよい。これにより、トナー及びキャリヤの不要な付着をより軽減させることができる。

また、本実施の形態においては現像スリーブ２１の駆動開始の後に現像スリーブ２１へのＡＣバイアス重畳を開始した。これは逆でもよいが、本実施の形態の構成とすることで現像スリーブ駆動開始時の衝撃で不用意にトナーやキャリヤが感光ドラム１に付着することを抑制できる。

以上、記録動作開始時のバイアス電圧制御をまとめると、コピー開始ボタン後、感光ドラム１の駆動が開始し、感光ドラム１の駆動が安定したところで帯電が開始される。その後、感光ドラム１の帯電部先端が現像ニップ領域Ｎに到達する前に現像バイアス電源のＤＣ成分が印加され、その後、画像サイズ先端が現像ニップ部に到達するまでの間に現像スリーブ２１の駆動を開始し、さらに現像バイアスのＤＣ成分にＡＣ成分を重畳し、その後。現像工程を行う。

次に記録動作停止時のバイアス電圧制御について説明する。基本的には開始時の制御を逆にたどれば同様な効果が得られるため、ここでは先の説明の繰り返しとなる詳細な説明は省き、図３のタイミングチャートに従ってタイミングのみを簡単に説明する。

図３に示すタイミングチャートの時刻ｔ７において、感光ドラム１に対する１ページ分の露光による潜像形成が終了する。潜像形成が終了した後、感光ドラム１の回転により作像可能領域の後端が現像ニップ領域Ｎの後端を通過するが、本実施の形態では記録終了位置が現像ニップ領域を通過後の時刻ｔ８においてバイアス電圧のＡＣ成分だけを先行してオフする。さらに、帯電部の後端が現像ニップ領域Ｎに到達する前の時刻ｔ９に現像ローラ３の回転駆動を停止させる。その後、時刻ｔ１０において帯電器２の帯電電圧をオフする。

帯電電圧をオフした以降に帯電器２による帯電部の後端が感光ドラム１の回転により現像ニップ領域Ｎを通過した直後の時刻ｔ１１に、現像バイアス電圧のＤＣ成分をオフさせる。その後、時刻ｔ１２に感光ドラム１の回転駆動を停止する。

なお、現像バイアスのＡＣ成分の印加タイミング及び停止タイミングや現像スリーブ２１の駆動タイミングに関しては上述の構成に限定されない。現像バイアスのＡＣ成分に関してはＤＣ成分と同一タイミングで重畳して印加してもよく、それ以降から画像部の先端が現像ニップ領域Ｎに到達するまでのタイミングで印加すればよい。停止タイミングに関してもＤＣ成分と同一タイミングでもよく、画像部が現像ニップ領域Ｎを通過後から現像バイアスのＤＣ成分をオフするまでのどこかのタイミングでオフすればよい。このような構成でも本発明の効果はまったく軽減されない。ただし、本実施の形態で述べたタイミングにしておけば、あらかじめ帯状トナーの付着量を抑えることができ、問題が起こりにくくすることができる。

現像スリーブ２１の駆動のタイミングに関しても本実施の形態の構成に限定されず、こちらは画像部の通過中に駆動されていれば特に限定はないが、やはり本実施の形態で述べたタイミングにしておけば、あらかじめ帯状トナーの付着量を抑えることができ、問題が起こりにくくすることができる。また、できる限り駆動時間を短くしたほうが、現像剤が劣化しにくいという利点もある。

以上述べたように、本実施の形態の構成においては、感光ドラム１へのキャリヤ付着防止を優先したために、感光ドラム１の画像部の前後に帯状トナー像が付着している。この帯状トナー像はベタ画像相当以上のトナーが付着しており、また、その幅は現像ニップ幅程度である。

ところで、図１で説明したような、４色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置において、上述の印加、停止のタイミング構成をとると、画像部の前後に帯状トナー像が各色毎にできることになる。これらの帯状トナー像は、各色のトナー像が一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより中間転写ベルト７に転写される際、一緒に一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの電気的な作用及び押圧力によって中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。これにより、各色のトナー像は、中間転写ベルト７上で重畳される。これと同様に、各色の帯状トナー像も、タイミングをうまく考慮しなければ、中間転写ベルト７上で重畳されることとなる。この結果、これらの帯状トナー像は、本実施の形態のような４色フルカラーの画像形成装置の場合は、４色分重なって中間転写ベルト７の回転に伴って二次転写ニップＴ２まで搬送される。

このように、中間転写ベルト７の回転に伴い４色のトナー像と、その前後の帯状トナー像は、二次転写ニップＴ２まで搬送される。このうち４色のトナー像は、転写材Ｐに転写されるが、画像部前後に形成される帯状トナー像は転写材Ｐに接触しないため、二次転写ローラ９に直接接触し、電気的な作用及び押圧力によって二次転写ローラ９に転写されてしまう。この結果、二次転写ローラ９が汚れることになる。

発明が解決すべき課題のところでも述べたように、ベタ以上のトナーの載り量の４色分の帯状トナーが重畳されたトナー像は、１回のクリーニングでは除去されないものもあり、転写材Ｐの裏面汚れ又は二次転写ローラ９のクリーニング終了を待つことによる効率の低下が起こりやすかった。

ここで、二次転写ローラ９及びこのローラのクリーニングについて述べる。

二次転写ローラ９は、少なくとも弾性ゴム層とコーティング層（表層）とを有する２層以上の層構成となっている。弾性ゴム層は、セル径０．０５〜１．０ｍｍのカーボンブラックを分散させた発泡層からなる。コーティング層は、イオン導電性ポリマーを分散させてなる厚み０．１〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料からなり、転写材Ｐの搬送性も考慮して、表面粗さＲｚが、Ｒｚ＞１．５μｍとなるようにしている。

本発明は、二次転写ローラ９の表層の形態によらず効果が得られるが、従来から、二次転写ローラは、転写材Ｐの搬送性の観点から表層を荒らしたものを使用することが多い。

本実施の形態においても、表層を荒らした二次転写ローラ９を使用している。表層の表面粗さはＲｚ＝２．５μｍである。しかし、この程度の表面粗さの二次転写ローラ９を使用し、かつ二次転写ローラ９を清掃するためのローラクリーナとして、クリーニングブレードを使用したブレード方式の場合、現像器４によって非画像部に付着される現像かぶりトナーなどの低濃度トナーは除去することができる。これに対し、４色のトナーが重畳されたベタ画像のような高濃度画像を十分にクリーニングするためには、クリーニングブレードの当接圧力を増加させたり、当接角度を大きくしたりして、クリーニングブレードのニップ部での線圧を大きくしなければならない。しかしながら、二次転写ローラとクリーニングブレードとは、いずれも弾性体で形成されているため、両者間の摩擦力が大きく、ニップ部での線圧を大きくした場合には、付着クリーニングブレードの捲れが生じやすくなるという問題がある。

一方、表層が荒れている二次転写ローラ９をクリーニングするために、ブレード方式の代わりに、静電ファーブラシを使用した静電クリーニング方式を採用することも可能である。静電ファーブラシ方式とは、導電性ファーブラシにトナーの極性と逆極性のバイアスを印加することで、二次転写ローラ９上のトナーをファーブラシに転写することでクリーニングを行う方式である。この方式によると、表層が荒れた二次転写ローラ９に対しても、ファーブラシの先端が表層の荒れた部分まで入り込むために、良好にクリーニングできる、という利点がある。

しかしながら、静電ファーブラシは、クリーニング対象となる二次転写ローラ９の表面形状についての制約が少ないものの、静電的にクリーニングを行うために、ブレード方式に比べて、クリーニング能力が劣り、高濃度トナーを十分に除去することが困難である。このため、４色のトナーが重畳されたベタ画像のような高濃度画像のクリーニング後は、二次転写ローラ９の表層がトナーで汚れて、転写材Ｐに転写してしまい、裏汚れや両面コピー時の画像欠陥を引き起こしてしまうことがあった。

以上のように、ローラクリーナ１１としてブレード方式を用いた場合も、静電クリーニング方式を用いた場合も、特に４色のトナーが重畳したような高濃度画像の場合は、裏汚れなどの問題を起こすおそれがあった。

そこで、本実施の形態においては以下のような構成を採用している。

要約すれば、現像バイアス電圧のオン・オフタイミングを各色毎に調整し異ならせることで、画像部の前後にできる帯状トナーの付着が中間転写ベルト７上で重ならないようにしている。以下に詳述する。

４色のフルカラー画像を形成する際に、各色毎に画像部の前後にでる帯状トナーの付着が中間転写ベルト７上で重なる原因は、現像バイアスのＤＣ印加タイミングから感光ドラム上の画像部先端が現像ニップ領域Ｎに到達するまでの時間、及び感光ドラム上の画像部後端が現像ニップ領域Ｎを通過してから現像バイアスのＤＣ印加をオフするタイミングを各色毎に変更せず、ほぼ同一タイミングとしていることにある。

そこで、本実施の形態においては記録動作開始時においては、画像部先端が現像ニップ領域Ｎに到達する時刻に対し、あらかじめ印加しておく現像バイアスのＤＣ成分の印加タイミングを各色毎に異ならせている。また、記録動作終了時においては、画像部後端が現像ニップ領域Ｎを通過後、現像バイアスのＤＣ成分の印加をオフするタイミングを各色毎に異ならせている。

なお、ここでいう画像部先端は画像サイズの先端位置のことであり、転写材サイズの先端から一定の間隔の位置を指す。通常、この間隔は各画像形成装置毎に異なる場合もあるが、色毎にはほぼ同じとしている場合がほとんどである。なぜなら、同じにしなければ最終画像の色ずれを引き起こすからである。したがって、本実施の形態においても転写材サイズの先端から画像サイズの先端までの距離を、各色毎に同じとした。したがって、以下で述べる画像部先端は転写材サイズ先端に置き換えても同様な議論が可能である。当然のことながら、画像サイズ先端と転写材サイズ先端とでは微妙に時刻が異なるが、本発明の考え方はどちらにも適用可能である。さらに述べれば、仮に転写材サイズの先端から画像サイズの先端までの距離を意図的に異ならせている装置があるとすれば、転写材サイズ先端を起点として各色毎で現像バイアスの印加タイミングをずらす方がよい。重要なのは、画像部外に形成される各色の帯トナー像が重ならないことである。これは画像部後端についても同様である。

図４には記録開始時に関係する各色のタイミングチャートを重要な部分のみまとめて示した。イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像部先端が現像ニップ領域Ｎを通過する時刻ｔ６Ｙ，ｔ６Ｍ，ｔ６Ｃ，ｔ６Ｋは各色毎に異なるが、中間転写ベルト７上では画像が重なるタイミングである。これらに先立つ時刻ｔ２Ｙ，ｔ２Ｍ，ｔ２Ｃ，ｔ２Ｋにおいては現像バイアス電圧のＤＣ成分の印加が開始されているが、本実施の形態においては画像部先端が現像ニップ領域Ｎを通過する時刻（ｔ６）に対する現像バイアス電圧のＤＣ印加時刻（ｔ２）を各色毎にずらしているのが特徴である。

画像部の前の帯状トナー像は、現像バイアスのＤＣ印加タイミングで形成され始める。ここで、現像バイアスのＤＣ印加開始時に現像ニップ領域Ｎを通過した感光ドラム１上の領域を第１領域とする。先にも述べたが、本実施の形態のように帯電部先端が現像ニップ領域Ｎに到着後、現像スリーブ２１を駆動する構成においては、画像部先端に帯状トナー像はほぼ現像ニップ領域Ｎと同じ幅で形成されるため、帯状トナー像の幅は帯電電圧の印加タイミングｔ３にはよらない。このため、画像部先端が現像ニップ領域Ｎを通過する時刻（ｔ６）に対する現像バイアス電圧のＤＣ印加時刻（ｔ２）を各色毎にずらすことで、帯状トナー像が中間転写ベルト７上で重なることを防止できる。即ち、感光ドラム１上の第１領域が中間転写ベルト７上に接触する領域を第２領域としたとき、各画像形成部に対応する第２領域のうち、少なくとも１つの画像形成部の第２領域が他の画像形成部の第２領域と、中間転写ベルト７上で重ならないようにできる。現像バイアス電圧の印加の開始（ｔ２）から画像部先端が現像ニップ領域Ｎに到達する（ｔ６）までの時間をＴｓとした場合、Ｔｓ＝｜ｔ２−ｔ６｜であるため、これを式で表せば以下のようになる。

｜ｔ２ｉ−ｔ６ｉ｜≠｜ｔ２ｊ−ｔ６ｊ｜……（１）
（ただし、ｉ，ｊは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれか）

なお、現像ニップ領域Ｎの幅の帯状トナー像が重ならないためには、感光ドラム上で画像サイズ先端（画像部先端）位置から帯状トナー像までの距離が各色毎に現像ニップＮのニップ幅以上ずれていればよい。即ち、上述の各画像形成部における時間Ｔｓが、ニップ幅Ｈを感光ドラムのプロセススピード（周速度）Ｖｄｒで割った時間以上ずれていればよいことになる。これを式で表せば以下のようになる。

｜Ｔｓｉ−Ｔｓｊ｜≧Ｈ／Ｖｄｒ
｜（ｔ２ｉ−ｔ６ｉ）−（ｔ２ｊ−ｔ６ｊ）｜≧Ｈ／Ｖｄｒ……（２）
（ただし、ｉ，ｊは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれか）

なお、上述の式（１）、式（２）はいずれかＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちのいずれか一組のみを満たすだけでも効果はあるが、任意のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに関してすべて満たせば、４色の帯状トナー像はいずれの２色も重なることがなく、最も効果的であり好ましい。

また、｜ｔ２−ｔ６｜に関しては、中間転写ベルト７の移動方向に沿っての最上流に配置された画像形成部Ｓａがもっとも短くなるようにしておくのがよい。なぜならば、最上流の画像形成部Ｓａ以外の画像形成部Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄの｜ｔ２−ｔ６｜が多少長くなった場合でも、記録動作開始時の立ち上がり所要時間が長くなることはないが、最上流の画像形成部Ｓａのみは立ち上がり所要時間に直接影響を与えるからである。

そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、最上流の、イエロー（Ｙ）の画像形成部Ｓａの｜ｔ２−ｔ６｜を一番短くしている。

感光ドラム１のプロセススピードＶｄｒに関しては特に制限はないが、本実施の形態においては、Ｖｄｒ＝３００ｍｍ／ｓｅｃに設定している。

図５に、記録終了時に関係する各色のタイミングチャートを、図４と同様、重要な部分のみまとめて示した。本発明の考えにのっとり、本実施の形態においては画像部先後端が現像ニップ領域Ｎを通過する時刻（ｔ７）から現像バイアス電圧のＤＣ印加オフ時刻（ｔ１１）までの時間Ｔｅを各色毎にニップ幅Ｈに相当する時間以上ずらしているのが特徴である。

式で表せば以下のようになる。

Ｔｅ＝｜ｔ７−ｔ１１｜
｜ｔ７ｉ−ｔ１１ｉ｜≠｜ｔ７ｊ−ｔ１１ｊ｜……（３）
（ただし、ｉ，ｊは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれか）
｜Ｔｅｉ−Ｔｅｊ｜≧Ｈ／Ｖｄｒ
｜（ｔ７ｉ−ｔ１１ｉ）−（ｔ７ｊ−ｔ１１ｊ）｜≧Ｈ／Ｖｄｒ……（４）
（ただし、ｉ，ｊは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれか）

上述の式（３）、（４）に関しても、任意のＹ，Ｍ，Ｃ、Ｋに関して満たすのが最も本発明の効果が高く好ましいが、いずれかのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの一組に関して満たすだけでも効果はある。

また、立ち下げ動作を長引かせないという観点から、最下流のブラックの画像形成部Ｓｄの｜ｔ７―ｔ１１｜を一番短くした。

なお、現像スリーブ２１の駆動タイミングやＡＣバイアス印加のオン・オフタイミングは各色毎に変える必要はない。むしろ変えないほうが、無用に現像スリーブ２１の回転による現像剤の劣化を引き起こすのを防止したり、キャリヤやトナーが付着するのを防止したりすることが可能である。

また、記録停止動作終了時から次の記録動作開始時までの間、現像スリーブ２１の駆動を停止しておくことで、記録動作終了時は画像部の後に帯状トナーが形成されるが、一方で記録動作開始時の帯状トナーの載り量を大幅に低減することができる。これは、現像スリーブ２１の現像ニップ領域Ｎのトナーが記録動作終了時に概ね吐き出され、そのまま現像ニップ領域Ｎの現像剤が入れ替わることなく記録開始動作をはじめるからである。

以上の構成をとることで、二次転写ローラ９に４色ベタ相当の帯状トナー像が重なるようにして転写することはなくなり、ローラクリーナ１１の負荷を大幅に軽減することが可能となる。

ここで、本発明でいうニップ幅Ｈの測定法について説明する。感光ドラム１と現像器４とをそれぞれ静止させた状態で、通常の画像形成時と同様に対向させ、現像バイアスのＤＣ成分を印加したのち現像器４を離間させる。このとき、感光ドラム上には帯状トナー像ができるが、この感光ドラム４上のトナー像の最上流部から最下流部までの幅をもってニップ幅Ｈとする。本実施の形態においては、ニップ幅Ｈは５ｍｍであった。本実施の形態では各色の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとして同一構成のものを用いたため、ニップ幅Ｈは各色とも５ｍｍであった。各色毎に現像器の構成が異なる場合や、現像器の設定（現像スリーブ上の単位面積当たりの現像剤コート量や、現像スリーブと感光ドラム間の距離など）が異なる場合は、各色毎に異なることとなる。この場合は、中間転写ベルト７上で隣り合う帯状トナー像間で各色のニップ幅Ｈに相当した幅分だけ離れることが必要である。

本実施の形態は４色のカラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、カラー画像の色数はこれに限られず、２色以上の複数色の画像を形成する画像形成装置に適用可能である。このことは、以下の実施の形態についてもあてはまる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態は、上述の実施の形態１とほぼ同じ構成である。以下では、実施の形態１と異なる点を主に説明する。

本実施の形態においては、４色分の帯状トナー像が、中間転写ベルト７（図１参照）の回転に伴って二次転写ニップＴ２に搬送されてきた際に、二次転写ローラ９に通常と逆極性の二次転写バイアス電圧を印加している。

実施の形態１においては、逆極性のバイアスを印加していないため、画像部前後の帯状トナーは二次転写ローラ９に転写されていたが、本実施の形態においては、逆極性の二次転写バイアス電圧を印加しているため、帯状トナーによる二次転写ローラ９の汚れを防止することができる。

しかしながら、この場合は、二次転写ニップＴ２の下流側において、中間転写ベルト７表面に当接するように配設されているベルトクリーナ１２で、同様な課題が生じることになり、転写材Ｐの裏面汚れや効率の低下が発生する。

ここで、本実施の形態で用いている中間転写ベルト７及びベルトクリーナ１２について説明する。

近年、静電プロセスを用いている画像形成装置では、多種多様な転写材Ｐに対して、高画質な画像を形成することが求められている。このため、中間転写ベルトが広く用いられている。中間転写ベルトとしては、一般的にポリイミド等に代表される合成樹脂製のベルトが高画質品位、高寿命、高安定的な特性から広く用いられている。

しかし、合成樹脂からなる中間転写ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる、中抜け現象が問題となってきている。中抜け現象とは、トナー像が転写される際、トナー像に大きな圧力が加わることで、トナーが応力変形し、トナー同士の凝集力が増大し、トナー像の一部分が転写されずに感光ドラム上に残留してしまう現象であり、特に文字やライン画像などで顕著に現れる。合成樹脂ベルトの場合、転写時のトナー像への圧力が大きいために特にこの中抜けは問題となっている。

そこで、この中抜けを解消するために、最近では、合成樹脂製の中間転写ベルトに代わって、表層に弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが主流となってきている。弾性中間転写ベルトは、表層が弾性のため、柔らかく、転写部でのトナーに作用する圧力が低減できることから、中抜けに効果があることが知られている。また、二次転写ニップＴ２においては転写材Ｐとの密着性がよいことから、一般的な転写材Ｐに対しての転写効率の向上のみならず、厚紙に対する転写性や、凹凸を有する転写材Ｐへの転写性にも効果があることが知られている。

しかし、弾性中間転写ベルトをクリーニングする場合、従来のブレード方式を用いると、表層が弾性のため、弾性中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの接触負荷が大きくなり、クリーニングブレードのエッジ先端が、ベルト表層に喰い込んでしまい、クリーニングブレードのエッジ先端の挙動が不安定になって、クリーニング不良を引き起こしたり、ベルトとクリーニングブレードとの間での摩擦力が増大することに伴う、クリーニングブレードのめくれ、びびり、鳴き等の問題や、弾性ベルト表層での傷、トナーの融着等の発生等さまざまな弊害が起こり、画質を乱してしまうおそれがあった。

そこで、上述の弊害を避けるために、弾性中間転写ベルトとの接触負荷の少ない、静電ファーブラシ方式が弾性中間転写ベルトのクリーニング方式として一般的になってきている。

静電ファーブラシ方式としては、導電性の繊維を芯金に巻き付けた円筒状部材を、バイアスを印加した状態で当接させ、トナーの極性と逆極性のバイアスを印加することによって、弾性中間転写ベルト上のトナーをファーブラシに吸着させて除去する方法である。このファーブラシ方式は、機械的にトナーを除去するブレード方式に比べて、クリーニング可能なトナー量、及びトナー極性に制約があることが知られている。静電ファーブラシ方式は、静電気的にトナーをファーブラシに吸着した後に、フリッカー又はバイアス印加ローラー等でトナーをファーブラシからさらに転移させないと、ファーブラシの本来の性能を維持することができない。このため、ファーブラシのトナー吸着量が増えてくると、クリーニング性能が低下し、一般的にクリーニング可能量としては、ブレード方式よりも劣る。また、ファーブラシ方式は前述のとおり、トナーをファーブラシに吸着させてクリーニングする方式であるため、ファーブラシに印加するバイアスと逆極性のトナーのみがクリーニングされる。

ところが、弾性中間転写ベルト上のトナー像を転写材に転写した後に残留する、転写残トナーは、転写時に加えられたバイアスの値によっては、トナーの極性が反転（プラスからマイナスへ、あるいはマイナスからプラスへ）する場合がある。このように極性が反転した転写残トナーは、ファーブラシの印加バイアスと同極性のために、ファーブラシでは吸着されず、通過してしまう。ファーブラシを通過したトナーは、次の画像と重なってしまうために、画像欠陥を引き起こすおそれがある。このため、特開２００２−２０７４０３号公報で開示されているように、ファーブラシを２つ用いて、それぞれに極性の異なるバイアスを印加することで、二次転写ニップでのバイアスや、使用環境や、トナー劣化等によって、プラス・マイナスどちらの極性に帯電していても確実にファーブラシにトナーを吸着し、除去することができる。

本実施の形態においても以上の考えに基づいて、中間転写ベルト７として弾性中間転写ベルトを用い、またベルトクリーナ１２として２つのファーブラシ１２ａ，１２ｂ（図１参照）を用いている。

しかしながら、ファーブラシ方式の場合、上述のとおり、クリーニング能力は、ブレード方式に比べて劣るため、本発明の課題としているような画像部前後の帯状トナー像を１回で回収することは難しい。

このような場合も、本発明は有効であり、実施の形態１と同様に現像バイアスのオン・オフタイミングを各色毎に調整することで、各色の画像部前後の帯状トナー像を中間転写ベルト上で重ならないようにすれば、クリーニング性を大幅に向上させることが可能である。この結果、大量のトナーのクリーニング能力が劣るというファーブラシ方式の欠点を補いつつ、びびりや鳴きが少ないという利点を生かすことが可能となる。

本実施の形態は、弾性中間体ベルトとファーブラシ方式のベルトクリーナとを有する構成について述べたが、弾性中間転写ベルトの代わりに樹脂ベルトを用いた構成やファーブラシ方式の代わりにブレード方式を用いた構成においてもクリーニング性向上の効果が得られる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態は、上述の実施の形態１，２とほぼ同じ構成である。このため、以下では、実施の形態１，２と異なる部分を主に説明する。

実施の形態１，２においては、現像器３ａ〜３ｄの各現像スリーブ２１に印加する現像バイアス電源は各色毎に独立に備えており、各色毎に独自のタイミングで現像バイアスの印加のオン及びオフをしていた。

本実施の形態においては、図７に示したように現像バイアス電圧のＤＣ電源を４色で共有している。このときののタイミングチャートを図６に示す。現像バイアスのＤＣ電源を４色で共有しているため、現像バイアスのＤＣ電源のオンタイミング（ｔ２）とオフタイミング（ｔ１１）が４色で同時となっている。

このような構成でも、図６からわかるように前述の式（１）〜（４）を満たしているため本発明の効果が得られる。さらには、電源を共有しているためコストダウンが可能となる。

なお、このとき、帯電器２の電源も共有可能なため、本実施の形態においては共有している。このような構成により、さらなるコストダウンが可能となる。

その他、現像バイアス電圧のＡＣ成分電源や現像器の駆動モータ、感光ドラムの駆動モータなども共有することが可能である。ただし、例えば、現像器駆動モータを共有した場合には、全体的に現像器の空回転時間が延びるという欠点がある。

以上説明した実施の形態１〜３では、中間転写体として、その形状がベルト状の中間転写ベルトを使用した場合を例に説明した。本発明は、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトとして、例えば、ドラム状の中間転写ドラムを使用することも可能である。この場合も、中間転写ベルトの場合と同様の効果を奏することができる。

＜実施の形態４＞
また、以上説明した実施の形態１〜３では、中間転写ベルトを用いた構成について述べたが、中間転写ベルトの代わりに転写材Ｐの搬送ベルト（転写材搬送手段）を用い、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成された各色画像を、搬送ベルト上に担持して搬送される転写材Ｐ上に重ね合わせて転写する直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。

直接転写方式の画像形成装置を表した図８は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。

同図において、カラー画像形成装置は、装置本体内に例えばイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの可視画像（トナー像）を形成することができる第１，第２，第３，第４の画像形成部Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄをタンデムに配列しており、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄは、それぞれ感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、その周囲に専用の画像形成手段である一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、感光ドラムクリーナ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ等が配置されている。

上述の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び駆動ローラ１６、テンションローラ１７には、転写材搬送手段としての無端状の転写材搬送ベルト７が掛け渡されている。転写材搬送ベルト７は、その裏面側から転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって押圧されていて、その表面を感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接させている。これにより、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、転写材搬送ベルト７との間には、転写ニップ（転写部）Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄが形成されている。転写材搬送ベルト７は、駆動ローラ１６の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転するようになっている。この転写材搬送ベルト７の回転速度は、上述の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。

給紙カセット１０から給搬送装置、レジストローラによって転写材搬送ベルト７上に搬送された転写材Ｐは、転写材搬送ベルト７の回転に伴い、感光ドラム１上のトナー像にタイミングを合わせるようにして転写ニップＴ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄに供給される。

各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された４色のトナー像は、一次転写ニップＴ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄにおいて、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより、転写材搬送ベルト７上を搬送されてきた転写材Ｐ上に順次転写され重ね合わされ、フルカラー画像を形成する。

この転写時に、転写材Ｐに転写されないで転写材搬送ベルト７上に転写されたトナーは、駆動ローラ１６に対向して配置されたベルトクリーナ１２によって除去される。画像部の前後に形成される帯状のトナー像は転写材Ｐに転写されず、転写材搬送ベルト７上に転写された後、ベルトクリーナ１２で除去されることとなる。このような構成において、上述の実施の形態でも示したような帯状トナー像が複数重なった状態で搬送されると、十分にクリーニングされない可能性がある。そこで、上述の実施の形態で示したような構成により、転写材搬送ベル７上で帯状トナー像が重ならないようにするものである。

一方、４色のトナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置１３に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。以上で、１枚の転写材Ｐの片面（表面）に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。

このような直接転写方式の画像形成装置を用いた場合は、実施の形態１〜３の説明のうち中間転写ベルトを転写材搬送ベルトとし、中間転写ベルトを清掃するベルトクリーナを転写材搬送ベルトを清掃するベルトクリーナ（転写材搬送手段クリーナ）と置き換えれば、ほぼ同様な説明となるため、ここでは詳しく述べないが、同様な効果が得られる。

また、以上説明した実施の形態１〜４では、本発明を適用することができる画像形成装置として、４色フルカラーの画像形成装置を例に説明したが、本発明は、２色以上のトナーによって画像形成を行ういわゆる多色の画像形成装置に適用することができる。

本発明を適用することができる画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 画像形成部近傍の拡大縦断面図である。 感光ドラムの駆動、帯電、現像、露光のタイミングを説明するタイムチャートである。 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像バイアス電圧のＤＣ成分のオンタイミングを説明するタイムチャートである。 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像バイアス電圧のＤＣ成分のオフタイミングを説明するタイムチャートである。 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像バイアス電圧のＤＣ成分の、他のオン・オフタイミングを説明するタイムチャートである。 実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
感光ドラム（像担持体）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
帯電器（帯電手段）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
露光装置（潜像形成手段）
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
現像器（現像手段）
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
一次転写ローラ（一次転写手段）
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
ドラムクリーナ（クリーニング装置）
７ 中間転写ベルト（中間転写体）
９ 二次転写ローラ（二次転写手段：二次転写部材）
１１ ローラクリーナ（二次転写部材クリーナ）
１２ ベルトクリーナ（中間転写体クリーナ）
Ｎ 現像ニップ領域
Ｐ 転写材
Ｓａ イエロー（Ｙ）の画像形成部
Ｓｂ マゼンタ（Ｍ）の画像形成部
Ｓｃ シアン（Ｃ）の画像形成部
Ｓｄ ブラック（Ｋ）の画像形成部
Ｔ１，Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄ
一次転写ニップ（一次転写部）
Ｔ２ 二次転写ニップ（二次転写部）

Claims (12)

1. 回転可能に設けられた像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を各々備えた複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部でそれぞれ形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上に重ね合わせたトナー像を、転写材に一括して転写を行う転写手段と、
   少なくとも前記中間転写体又は前記転写手段を清掃する手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記各画像形成部は、記録動作開始時、前記帯電手段による帯電を開始後、前記像担持体表面の帯電部先端が前記像担持体と前記現像手段とが対向する現像ニップ領域に到達する前に、前記現像手段への現像バイアス電圧の印加を開始し、
   前記各画像形成部において、前記現像バイアス電圧の印加開始時に前記現像ニップ領域を通過した前記像担持体上の第１領域が、前記中間転写体上に接触する領域を第２領域としたとき、前記各画像形成部に対応する前記第２領域のうち、少なくとも１つの画像形成部の第２領域が他の画像形成部の第２領域と、前記中間転写体上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各画像形成部に対応する前記第２領域の何れもが前記中間転写体上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 回転可能に設けられた像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を各々備えた複数の画像形成部と、
   転写材を搬送する転写材搬送手段と、
   前記複数の画像形成部でそれぞれ形成されたトナー像を、前記転写材搬送手段により搬送される転写材に重ね合わせて転写する転写手段と、
   前記転写材搬送手段を清掃する手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記各画像形成部は、記録動作開始時、前記帯電手段による帯電を開始後、前記像担持体表面の帯電部先端が前記像担持体と前記現像手段とが対向する現像ニップ領域に到達する前に、前記現像手段への現像バイアス電圧の印加を開始し、
   前記各画像形成部において、前記現像バイアス電圧の印加開始時に前記現像ニップ領域を通過した前記像担持体上の第１領域が、前記転写材搬送手段上に接触する領域を第２領域としたとき、前記各画像形成部に対応する前記第２領域のうち、少なくとも１つの画像形成部の第２領域が他の画像形成部の第２領域と、前記転写材搬送手段上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記各画像形成部に対応する前記第２領域の何れもが前記転写材搬送手段上で重ならないように、前記各画像形成部間で、前記現像バイアス電圧の印加の開始から、前記像担持体表面の前記静電潜像形成手段により静電潜像が形成される部分である画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間を異ならせた、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像バイアス電圧の印加の開始から前記像担持体表面の前記画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間をＴｓ［ｓｅｃ］、前記現像ニップ領域のニップ幅をＨ［ｍｍ］、前記像担持体の周速度をＶｄｒ［ｍｍ／ｓｅｃ］としたときに、前記時間Ｔｓが、前記各画像形成部間でＨ／Ｖｄｒ以上異なる、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記各画像形成部において、前記各像担持体表面の前記帯電部先端が前記現像ニップ領域を通過後、前記各現像手段の駆動を開始する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像バイアス電圧の印加から前記像担持体表面の前記画像部の先端が前記現像ニップ領域に到達するまでの時間は、前記複数の画像形成部のうちの、最初にトナー像形成を開始する画像形成部において最も短くなるようにする、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像バイアス電圧は、直流成分と交流成分とを重畳させたバイアスであり、
   前記各画像形成部は、前記像担持体表面の前記帯電部先端が前記現像ニップ領域に到達する前に、前記現像手段への前記直流成分の印加を開始し、前記像担持体表面の帯電部先端が前記現像ニップ領域を通過後に前記交流成分を印加する、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記現像手段は、トナーと磁性キャリヤとを含む二成分現像剤を用いて現像を行い、前記像担持体表面の静電潜像をトナー像として現像する、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記転写手段は、前記中間転写体に転写材を介して、前記転写材のトナー像転写側とは反対側の裏面側から当接する接触式の二次転写部材を有し、
    前記二次転写部材を清掃する二次転写部材クリーナを有する、
    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。
11. 前記中間転写体は、前記中間転写体に付着したトナーを除去する中間転写体クリーナを有する、
    ことを特徴とする請求項１又は２又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記転写材搬送手段は、前記転写材搬送手段に付着したトナーを除去する転写材搬送手段クリーナを有する、
    ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。

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