JP4914049B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば複写機、プリンタ、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。

従来、画像形成装置として、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等さまざまな方式が採用されている。これらのうち、電子写真方式を用いた画像形成装置は高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。

図６に、電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の一例の概略構成を示す。本例にて、画像形成装置は、像担持体としての、例えば矢印方向に回転可能なドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を有している。感光ドラム１は、その表面を１次帯電手段２にて一様に帯電される。帯電された感光ドラム１は、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光手段３により画像情報に従った露光がなされ、その表面に静電潜像が形成される。

その後、現像装置４が現像剤５をこの静電潜像に静電的に付着させ、感光ドラム１上には現像剤像、即ち、トナー像が形成される。次いで、感光ドラム１上のトナー像は、搬送手段６にて感光ドラム１と対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、転写手段７の作用により静電的に転写される。

その後、転写材Ｐ上に転写された未定着のトナー像は、定着装置８にて加熱及び加圧されることにより転写材Ｐ上に定着し、永久画像とされる。

一方、転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナーは、クリーニングブレード９によって除去されて、廃トナー容器１０内に回収される。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム１は、繰り返し画像形成に供される。

また、近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置も普及してきている。この電子写真方式を用いたカラー画像形成装置においても様々な方式に分かれている。例えば、従来良く知られている多重転写方式、中間転写体方式等がある。多重転写方式は、感光ドラムに形成されるトナー画像を転写材搬送体に搬送された転写材に重ね転写してカラー画像を得る方式である。また、中間転写体方式は、感光ドラムに形成されるトナー画像を中間転写体に重ね転写してカラー画像を形成し、このカラー画像を転写材に一括転写する方式である。

更に、上記多重転写方式、中間転写体方式の他に、感光ドラム表面にカラー像を重ねた後一括転写して像形成を行う多重現像方式がある。また、複数の異なる色の画像形成手段（プロセスステーション）を有し、転写ベルトにより搬送された転写材に現像剤を転写するインライン方式等がある。

インライン方式によるカラー画像形成装置は、高速化が可能であり、また、トナー像転写の回数が少ないため画質に有利など、多くの優位点を有している。このインライン方式においては、ユーザビリティの向上、設置面積の低減のために、プロセスステーションを鉛直方向に並べ、転写材Ｐをほぼ垂直に搬送するといった構成も提案されている。

図７に、インライン方式を用いた従来のフルカラー画像形成装置を示す。本例にて画像形成装置は、転写材Ｐを吸着して搬送するベルト状の転写材搬送手段（以下、「搬送ベルト」という。）１１を備えている。搬送ベルト１１は、駆動ローラ１２、転写前帯電対向ローラ１３、テンションローラ１４ａ、１４ｂの各ローラに巻架される。

搬送ベルト１１の周面に沿って、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の画像形成部であるプロセスステーションＳ（ＳＣ、ＳＹ、ＳＭ、ＳＢｋ）が配置されている。搬送ベルト１１は、図中の矢印の方向に回転することにより、転写材Ｐを各プロセスステーションＳに順次搬送する。各プロセスステーションＳは、プロセスカートリッジ１５（１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｂｋ）を備えており、各プロセスカートリッジ１５は画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。また、各プロセスカートリッジ１５は、像担持体としての感光ドラム１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）を備えている。各感光ドラム１の回りには、１次帯電器２（２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｂｋ）、露光装置３（３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｂｋ）、現像装置４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）、及びクリーニング装置９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）が配置されている。感光ドラム１、１次帯電器２、現像装置４、及びクリーニング装置９は、一体にまとめられた構成となっている。

各プロセスカートリッジ１５内の感光ドラム１は、搬送ベルト１１を介して転写手段である転写ローラ７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）と当接している。各転写ローラ７には、転写バイアス電源１６（１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｂｋ）より転写バイアスが印加される。搬送ベルト１１は、上述のように、支持ローラ１２、１３、１４ａ、１４ｂに巻回され、矢印方向に移動される。

画像形成動作について説明すると、感光ドラム１は、その表面を１次帯電器２にて一様に帯電される。帯電された感光ドラム１は、例えばレーザビームスキャナなどとされる露光装置３により画像情報に従った露光がなされ、その表面に静電潜像が形成される。

その後、現像装置４が現像剤をこの静電潜像に静電的に付着させ、感光ドラム１上には現像剤像、即ち、トナー像が形成される。次いで、感光ドラム１上のトナー像は、搬送ベルト１１にて感光ドラム１と対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、転写ローラ７の作用により静電的に転写される。

上述のような電子写真方式の画像形成装置においては、例えば、感光ドラム１として、負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。この場合、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する場合には、負極性のトナーを含む現像剤が用いられる。従って、転写ローラ７には転写バイアス電源１６より正極性の転写バイアスを印加する。

転写材Ｐは、給紙カセット１７などからピックアップローラ１８、給紙ローラ１９、２０によって画像形成装置内に送り出される。転写材Ｐは、先ず、画像形成動作と転写材Ｐの搬送との同期をとるための、例えば、ローラ状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ２１ａ、及びレジストローラ対向ローラ２１ｂに一旦挟持される。その後、転写材Ｐと搬送ベルト１１との吸着と転写前帯電が行われる転写前帯電部に導かれる。

転写前帯電部では、例えば転写前帯電部材としての転写前帯電ローラ２２が搬送ベルト１１を介して転写前帯電対向ローラ１３と対向し、搬送ベルト１１及び転写材Ｐを挟持する構成とされている。転写前帯電ローラ２２には高電圧源である転写前帯電バイアス電源２３より電圧が印加される。これによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは、搬送ベルト１１を分極することによって搬送ベルト１１に静電吸着される。

このようにして搬送ベルト１１に吸着した転写材Ｐは、各プロセスステーションＳを順次通過し、感光ドラム１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）の各色トナー像が次々に転写される。

搬送ベルト１１としては、厚さ５０〜２００μｍ、体積抵抗率９．０〜１６．０（ＬｏｇΩ・ｃｍ）程度材料が使用される。斯かる材料としては、ＰＶＤＦ（弗化ビニリデン樹脂）、ＥＴＦＥ（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムがある。また、厚さ０．５〜２ｍｍ程度の、例えばＥＰＤＭ等とされるゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにＰＴＦＥなど弗素樹脂を分散したものを被覆して用いることができる。

上記搬送ベルト１１は、通常は表面にトナー像を直接担持させることはないので、トナー像により汚染されることは少ない。しかし、ジャム時や非画像部への地かぶりトナー付着、或いは、搬送ベルト１１上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する様なシステム使用時等においては搬送ベルト１１上にトナーが付着する。この汚染トナーを清掃するために別途クリーニング手段を設けることが考えられる。

また、転写ローラ７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７ＢｋＣ）に転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加して搬送ベルト１１上のトナーを感光ドラム１を介して廃トナー容器１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０ＢｋＣ）に回収する、ということも考えられる（例えば特許文献１参照）。これらの工程は、各々のプロセスステーションＳについて行われる。

転写工程を終了した転写材Ｐは、定着装置８に搬送され、ここで加熱・加圧されてトナー像が転写材表面に永久画像として定着される。
特開２００１−１４７６３２号公報

しかしながら、従来多色画像形成装置に用いられてきた表面性が良好な用紙ではなく、一般事務用の、例えばＸＥＲＯＸ製ＰｒｅｍｉｕｍＭｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ４０２４タイプのような表面性がラフな用紙を画像形成に用いた場合には次のような問題がある。

つまり、感光ドラムの寿命末期まで画像出力を続けた場合、最上流の感光ドラム表面が傷付き、ハーフトーン画像に無数の細かい「縦白スジ」画像を発生させてしまう場合がある。

この感光ドラムの傷は、例えば、５％の印字率で６０００枚の寿命に設定したカートリッジにおいて、２％の印字率で連続運転による耐久試験を実施した場合、トナーが無くなる１５０００枚まで傷は発生しない。その一方で、２％の印字率で、２枚印字と停止を繰り返す間欠運転での耐久試験を実施した場合には、１００００枚程度から最上流に位置するシアンカートリッジの感光ドラムに傷が発生する。また、１５０００枚の時点では、シアンのみで非常にレベルの悪い縦白スジ画像が発生していた。

以上のような事実から単に感光ドラムに接触する紙が感光ドラムを傷つけているのではなく、起動と停止を繰り返すことで最上流の感光ドラムのみに傷が増えていることが判明した。

更に、傷が発生したカートリッジを分解し、クリーニングブレード近傍を観察したところ、ブレードの上流側に紙粉が堆積しており、紙粉の多い部分では、他の部分よりレベルの悪い傷が発生していた。一方、傷が発生していないカートリッジの場合、紙粉は堆積していなかった。

そこで、本発明の目的は、転写材の種類に関わらず、大量の間欠運転での印字後にも細かい縦白スジ画像を発生させることのない画像形成装置を提供することである。

本発明の目的は、複数の像担持体を備えた画像形成装置において、最上流に位置する像担持体のクリーニング手段に紙粉が堆積するのを防止し、大量の間欠運転での印字後にも細かい縦白スジ画像を発生させることのない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、本発明は、回転可能であり転写材を搬送する転写材搬送手段と、像担持体と、前記像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化させる現像手段と、転写バイアスが印加された状態で前記像担持体と前記転写材搬送手段とが当接する転写部において前記転写材搬送手段が搬送する転写材に前記トナー像を転写する転写手段と、前記像担持体に接触して前記像担持体を清掃するクリーニング手段と、をそれぞれが備えた複数の画像形成部と、を有し、複数の前記画像形成部のうち、少なくとも、前記転写材搬送手段の回転方向において最上流の位置に配置される第１の画像形成部の前記転写手段に前記転写バイアスと逆極性の逆バイアスを印加する逆バイアス印加手段を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の起動から前記転写材が前記第１の画像形成部の前記転写部に搬送されるまでの間に、前記第１の画像形成部では前記転写手段に前記逆バイアスを印加すると共に、前記第１の画像形成部よりも前記転写材搬送手段の回転方向における下流側に配置される複数の前記画像形成部では前記帯電手段に対して帯電バイアスを印加せず且つ前記転写手段に対して前記転写バイアスを印加せずに、前記転写材搬送手段を回転させる動作を実行可能であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、表面性が粗く紙紛が発生し易い転写材を用い、低印字率の間欠プリントを繰り返した場合においても、最上流に位置する像担持体のクリーニング手段に紙粉が堆積することがない。そのため、特別な装置を必要としないローコストな構成で、ハーフトーン画像などで発生する縦白スジのような画像不良を防止でき、紙種を選ばず長寿命な画像形成装置を提供することができる。

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。しかし、本発明の実施形態はこれにより限定されるものではない。

実施例１
本実施例にて、本発明に係る画像形成装置は、先に図７を参照して説明したインライン方式を用いたレーザプリンタであるフルカラー画像形成装置とすることができる。従って、画像形成装置の全体構成については、先の説明を援用し、ここでの再度の詳細な説明は省略し、主として、本発明の特徴部分について説明する。

先ず、図７を参照して、本実施例の画像形成装置の画像形成動作について説明する。

上述したように、感光ドラム１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）は、その表面を１次帯電器２（２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｂｋ）にて一様に帯電される。帯電された感光ドラム１は、例えばレーザビームスキャナなどとされる露光装置３（３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｂｋ）により画像情報に従った露光がなされ、その表面に静電潜像が形成される。

その後、現像装置４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）が現像剤をこの静電潜像に静電的に付着させ、感光ドラム１上には現像剤像、即ち、トナー像が形成される。次いで、感光ドラム１上のトナー像は、搬送ベルト１１にて感光ドラム１と対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、転写ローラ７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）の作用により静電的に転写される。

転写材Ｐは、給紙カセット１７などからピックアップローラ１８、給紙ローラ１９、２０によって画像形成装置内に送り出される。転写材Ｐは、先ず、画像形成動作と転写材Ｐの搬送との同期をとるための、例えば、ローラ状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ２１ａ、及びレジスト対向ローラ２１ｂに一旦挟持される。その後、転写材Ｐと搬送ベルト１１との吸着と転写前帯電が行われる転写前帯電部に導かれる。

転写前帯電部では、例えば転写前帯電部材としての転写前帯電ローラ２２が搬送ベルト１１を介して転写前帯電対向ローラ１３と対向し、搬送ベルト１１及び転写材Ｐを挟持する構成とされている。転写前帯電ローラ２２には高電圧源である転写前帯電バイアス電源２３より電圧が印加される。これによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは、搬送ベルト１１を分極することによって搬送ベルト１１に静電吸着される。

このようにして搬送ベルト１１に吸着した転写材Ｐは、各プロセスステーションＳ（ＳＣ、ＳＹ、ＳＭ、ＳＢｋ）を順次通過する。

各プロセスカートリッジ１５（１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｂｋ）内の感光ドラム１は、搬送ベルト１１を介して転写手段である転写ローラ７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）と当接している。各転写ローラ７には、転写バイアス電源１６（１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｂｋ）より転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋの各色トナー像が転写材Ｐに次々に転写される。

感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーニング手段であるゴム状のクリーニングブレード９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）により除去される。除去されたトナーは、廃トナー容器１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｂｋ）に収納される。

その後、転写材上の未定着トナーのカラー画像は、定着装置８にて加熱及び加圧されて永久画像となる。

次に、図１〜図５を参照して、本発明の特徴部分について説明する。

図１は、本実施例の上記構成とされるインライン方式のレーザプリンタに使用する動作シーケンスの一実施例を説明する。図２は、転写前帯電バイアス電源２３及び転写バイアス電源１６（１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｂｋ）の回路配線略図である。図３、図４、及び図５は、転写部における電荷の影響について説明する図である。

先ず、転写バイアス電源回路１６について説明する。

図２を参照すると、各プロセスステーションＳ、即ち、本実施例では４色の画像形成部Ｓ（ＳＣ、ＳＹ、ＳＭ、ＳＢｋ）ごとに、転写バイアス電源１６（１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｂｋ）を構成する転写正バイアス回路２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）が設けられている。転写正バイアス回路２５からの出力電圧は、各転写ローラ７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）の軸に印加される。それによって、感光ドラム１上に形成された各色のトナー像を転写ベルト１１上を搬送される転写紙Ｐ上に順次重畳転写する。

また、転写正バイアス回路２５は、制御回路２６からの、ＰＷＭクロック信号Ｓ２６ａ、Ｓ２６ｂ、Ｓ２６ｃ、Ｓ２６ｄのオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっている。従って、制御回路２６は、プリンタの使用される環境状態や紙種、印刷タイミング等によって、転写正バイアス回路２５の出力電圧を所定値にコントロールする。

第一色目の画像形成部（シアン色）ＳＣの正バイアス回路２５ａから所定の高圧電圧が出力されると、それに伴う第一色目の転写電流Ｉ２５ａの大半は、転写負荷２７ａである転写ローラ７Ｃから搬送ベルト１１、転写紙Ｐ、感光ドラム１Ｃへ流れ、グランドに流れる。

グランドに流れた第一色目の転写電流Ｉ２５ａは、電流検出回路２８ａを介して転写正バイアス回路２５ａに戻る電流ループを辿る。また、電流検出回路２８ａから検出信号Ｓ２８が制御回路２６に送信される。

同様の構成により、第二、第三、第四の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＢｋにおいても転写電流Ｉ２５ｂ、Ｉ２５ｃ、Ｉ２５ｄが流れる。

転写バイアス電源１６には、転写部に逆バイアスを印加するための逆バイアス印加手段としての転写負バイアス回路２９（２９ａ、２９ｃ）を設けることができる。転写負バイアス回路２９は、転写正バイアス回路２５と同様に、制御回路２６のＰＷＭ信号Ｓ２９ａ、Ｓ２９ｄにより可変制御可能な構成となっている。転写負バイアス回路２９は、主に搬送ベルト１１表面上に付着した廃トナーをクリーニングするために用いられる。

図２に示す実施例では、最上流側の第一の画像形成部（シアン色）ＳＣと、第三の画像形成部（マゼンタ色）ＳＭの転写バイアス回路１６Ｃ、１６Ｍに、それぞれ転写負バイアス回路２９ａ、２９ｃを有する構成とされている。この構成に限定されるものではない。

次に、転写前帯電バイアス電源２３について簡単に説明する。

図２を参照すると、転写前帯電バイアス電源２３は、転写前帯電正バイアス回路３１を有する。

転写前帯電正バイアス回路３１からの出力電圧は、転写前帯電ローラ２２の軸に印加される。それによって、転写紙Ｐに転写前帯電が付与され、搬送ベルト１１に静電吸着される。

また、正バイアス回路３１は、制御回路２６からの、ＰＷＭクロック信号Ｓ２６のオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっている。従って、制御回路２６は、プリンタの使用される環境状態や紙種等によって、転写前帯電正バイアス回路３１の出力電圧を所定値にコントロールする。

正バイアス回路３１から所定の高圧電圧が出力されると、吸着電流Ｉ３２は、吸着負荷３０である転写前帯電ローラ２２から転写紙Ｐ、搬送ベルト１１、転写前帯電対向ローラ１３へ流れ、グランドに流れる。

グランドに流れた吸着電流Ｉ３２は、電流検出回路２８ｂを介して転写前帯電正バイアス回路３１に戻る電流ループを辿る。また、電流検出回路２８ｂから検出信号Ｓ２８が制御回路２６に送信される。

転写前帯電バイアス電源２３には、転写前帯電負バイアス回路２９ｂを設けることができる。転写前帯電負バイアス回路２９ｂは、転写前帯電正バイアス回路３１と同様に、制御回路２６のＰＷＭ信号Ｓ３０により可変制御可能な構成となっている。

次に、本実施例の特徴である搬送ベルト１１のクリーニングについて説明する。

本実施例によると、搬送ベルト１１のクリーニングシーケンス時には、次のように行うことができる。

例えば第一、第三の画像形成部ＳＣ、ＳＭの転写ローラ７Ｃ、７Ｍへそれぞれ約−１５００Ｖを印加して負極性に帯電した廃トナーをそれぞれの転写ローラ７Ｃ、７Ｍと対になった感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ表面上に付着させる。また、第二、第四の画像形成部ＳＹ、ＳＢｋの転写ローラ７Ｙ、７Ｂｋへそれぞれ約＋１５００Ｖを印加して正極性に帯電した廃トナーをそれぞれの転写ローラ７Ｙ、７Ｂｋと対になった感光ドラム１Ｙ、１Ｂｋ表面上に付着させる。それぞれの感光ドラム１表面上に付着した廃トナーは、感光ドラム上表面に接するように設けられたゴム状のクリーニングブレード９により掻き落されて廃トナー容器１０に収納される。

このように、クリーニングシーケンス時には、搬送ベルト１１上のトナーや紙粉等は極性を制御することにより、積極的に４つの感光ドラム１に分散して回収する。

一方、通常の画像形成時には、画像形成装置の起動から転写材Ｐが転写部に到達するまでの間に転写バイアスや帯電バイアスを印加しない。そのため、搬送ベルト１１の起動後に、搬送ベルト１１の大部分が最初に通過する第一の画像形成部（シアン色）ＳＣの感光ドラム１Ｃに殆どのトナーや紙紛が回収されていた。

一方、画像形成時には転写バイアスは、全ステーションとも正バイアスを印加する。このとき、バイアスの印加は、例えば通常のオフィス環境の温湿度に相当する２３℃、５０％Ｒ．Ｈ．の環境下で、前記ＸＥＲＯＸ製ＰｒｅｍｉｕｍＭｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ４０２４タイプの用紙（転写材Ｐ）を用いた場合には、次にように設定することができる。

つまり、本実施例で設定した感光ドラム上の非画像部の電位―６００Ｖ、画像部の電位―１００Ｖに対し、シアンから順に、＋１２５０Ｖ、＋１３７５Ｖ、＋１５００Ｖ、＋１６２５Ｖというように順次電圧が上昇する転写バイアスを印加することができる。これによって、画像形成部を通過する毎に帯電量が上がっていく用紙Ｐに対して十分な転写コントラストを与えることができる。

転写が終了した用紙Ｐは、搬送ベルト１１から剥離し定着装置８へと向かう。しかし、図３に示すように、用紙Ｐが搬送ベルト１１から剥離する際に発生する剥離放電３４により、用紙Ｐは通常マイナス（マイナス電荷３３）に帯電する。用紙Ｐが剥離した後の搬送ベルト１１表面は、用紙Ｐとは逆のプラスに帯電するため、図３に示すように搬送ベルト表面に付着している紙粉３２もプラスに帯電する。

このようにプラスに帯電した紙粉３２は、搬送ベルト１１の回転と共に再び転写部へ移動する。このとき、連続プリント実行中は、用紙間のギャップを挟んで次の用紙を搬送するため、用紙間長さを５０ｍｍに設定した場合は、用紙間長さは、長さが２７９．４ｍｍのレターサイズの用紙に対して約１８％程度の比率となる。従って、搬送ベルト上の紙粉３２が直接感光ドラムに接する比率も約１８％となる。

その一方で、ユーザーの通常使用条件となる２枚毎の間欠プリントを実施する際には、ほぼ２枚分の搬送ベルト上の紙粉３２が次のプリントの起動時にシアンの感光ドラム１Ｃに接触することとなる。そのため、間欠プリントの方がプラスに帯電した紙粉３２が感光ドラム１Ｃに接触する率が圧倒的に高いこととなる。

そこで、本実施例においては、この間欠プリント時に感光ドラム１Ｃに接触する紙粉３２がシアンの感光ドラム１Ｃによって回収されないよう、以下のようなバイアスの制御を導入した。

すなわち、図１のシーケンスチャートに示すように、プリント動作開始と共に搬送ベルト１１を駆動するが、このとき、シアンの帯電バイアスを画像形成時と同じ電位に設定し、他の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＢｋの帯電バイアスはオフのままとする。

更に、シアンの帯電バイアスをオンとすることにより感光ドラム上の電位を−６００Ｖにすると同時に、シアンの転写逆バイアスを−１５００Ｖに設定し、他の画像形成部の転写バイアスはオフのままとする。

以上のように電位を設定することで、感光ドラム１Ｃに対して搬送ベルト１１側が９００Ｖだけ電位が低い状態となる。従って、図４の小さい矢印Ａ、Ｂで示すように、搬送ベルト１１上のプラスに帯電した紙粉３２は、転写部を通過する際に転写ローラ７Ｃ方向に力を受け、感光ドラム１Ｃには付着しにくくなる。また、感光ドラム表面も転写ローラ表面もマイナスに帯電しているため、通常の転写時に発生するような感光ドラム１と搬送ベルト１１間に働く静電吸着力は発生しない。従って、通常の転写時よりも転写部の当接圧が低くなり、圧力による紙粉３２の感光ドラム１への付着も防止できる。

以上のような構成の多色画像形成装置で印字テストを実行した。テスト条件としては、偏磨耗が発生しなければ、２枚間欠印字で１５０００枚相当まで使用可能な感光ドラムを使用した。また、プロセスカートリッジ１５としては、印字率を２％に設定すると、１５０００枚印字できる量のトナーを充填した現像器をセットにしたプロセスカートリッジを用いた。更に、本テストでは、２枚印字と完全に装置を停止する状態を繰り返す２枚間欠印字を繰り返す設定とした。

このような条件でテストを実行したところ、従来は１００００枚から傷が発生していたのに対し、１５０００枚の印字後も感光ドラムに傷の発生が無く、高品位の画像が得られた。

更に、感光ドラムを交換しながら搬送ベルト１１の耐久試験を続けたところ、テストを１０回繰り返し、１５００００枚通紙した時点でも、搬送ベルト１１の表面抵抗は変化せず、紙粉３２の付着による白化も見られない良好な表面状態であった。

一方、比較テストとして、４つの画像形成部共に起動時の逆バイアスを印加した場合には、５００００枚程度通紙した時点で搬送ベルト１１が紙粉によって表面抵抗値が低下する現象が発生してしまった。

そこで、次に、図５を参照して、第二画像形成部以降での紙粉の挙動について説明する。

図５は、第二の画像形成部（イエロー色）ＳＹの転写部近傍を示す。第一の画像形成部（シアン色）ＳＣの転写逆バイアスによって紙粉３２は、より強くプラスに帯電され、搬送ベルト１１の裏側には分極によるマイナスの電荷３３がより多く発生する。そのため、紙粉３２は第一画像形成部ＳＣに入る前に比較し、より強く搬送ベルト１１に吸着した状態になっている。

このような紙粉３２が第二画像形成部ＳＹに進入すると、第二画像形成部ＳＹでは帯電バイアスも転写バイアスも印加されていないため、紙粉３２は電界の影響は受けず、電界の影響による移動は発生しない。しかし、転写ニップ部Ｎは、矢印Ｃにて示すように、転写ローラ７Ｙによって転写圧を受けている。そのため、紙粉３２の一部は、圧力及びモータの速度バラツキや機械部品の公差等によって生じる搬送ベルト１１と感光ドラム１Ｙのわずかな速度差によって、感光ドラム１Ｙに逆転写する。

しかしながら、この紙粉３２は搬送ベルト１１に非常に強固に吸着しているため、従来、何もバイアスを印加していなかった第一画像形成部ＳＣにおける紙粉３２の逆転写量に比べると非常に少ない割合となる。

第二画像形成部ＳＹと同様に、紙粉３２は、第三（マゼンタ色）と第四（ブラック色）の画像形成部ＳＭ、ＳＢｋでも順次回収される。そのため、紙粉３２が特有のステーションに集中して回収され、クリーニングブレード近傍に大量に堆積することはなく、感光ドラム１に傷を発生させることはない。

このように、本実施例の如くにバイアスを設定することで、紙粉３２を感光ドラム１によって順次回収することが可能になるため、紙粉３２による搬送ベルト１１の劣化も防止可能となり、感光ドラムのみならず、搬送ベルトの長寿命化も達成可能となる。

なお、本実施例では、最上流の転写部をシアンに設定していたが、本発明の構成は色の順序に関わらず実施可能であることは言うまでもない。

実施例２
次に、本発明の第二の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置は、実施例１と同様に、図７に示す画像形成装置にて実施し得る。従って、実施例１と同様の構成、作用をするものは同一の番号を付して説明し、ここでの再度の説明は省略する。

実施例１においては、転写部における転写ローラの感光ドラムに対する当接圧を全転写部とも５００ｇｆに設定した。しかし、更に感光ドラムの傷に対してマージンのある構成を探ったところ、最上流の転写部のみ転写圧を下げることで傷の発生が更に軽減できることが分かった。本実施例は、最上流の転写部のみ転写圧を下げることに特徴を有する。

実施例１で説明した通り、紙粉の感光ドラムへの逆転写は、電界の影響と圧力の影響と両方の影響を受ける。本実施例のように転写の圧力を下げると、圧力による紙粉の逆転写が低減でき、画像形成時の起動時のみならず、通紙する紙のページ間や画像転写後の後回転時に、搬送ベルト上の微量の紙粉の影響も低減することが可能となる。

本発明者による転写部の当接圧に対するドラム傷の発生状況と画像均一性の評価結果を表１に示す。

表１において、実施例１よりも更に厳しい評価とするために、印字モードは１枚おきの間欠プリントとし、画像の均一性は１００％印字のベタ画像が左右均一な濃度で転写できるかどうかによって評価した。

表１に示すように、当接圧を４００ｇｆに設定すると、１５０００枚まで傷の発生が無く、画像の均一性も良好な構成を達成できた。この４００ｇｆの当接圧を最上流以外の転写部に適用すると、１次色の転写性は○レベルであったものの、２次色以上の重ね部の転写が不均一になる場合があり、最上流の転写部以外は従来通りの転写当接圧が適正であることが再確認できた。

また、全ての転写部で当接圧を下げた場合には、画像の均一性が悪化するだけでなく、紙紛が感光ドラムに回収され難くなり、第一の実施例で述べた全転写部に逆バイアスを印加する例と同様に、搬送ベルトに紙粉が堆積し、抵抗の低下も発生した。

以上述べてきたように、本実施例に従った構成を実施することにより、搬送ベルトに付着する紙粉を複数の感光ドラムに分散して回収することが可能となり、使用する転写材の特性に関わらず感光ドラムも搬送ベルトも超寿命化が達成できる。

なお、本実施例では、最上流の転写部をシアンに設定していたが、実施例１と同様に色の順序に関わらず実施可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施例に係る画像形成装置のシーケンスを説明する図である。 本発明の一実施例に係る高圧電源回路を説明する図である。 転写材剥離部における剥離放電の影響を説明する図である。 第一画像形成部の転写部における電荷の影響を説明する図である。 第二画像形成部の転写部における電荷の影響を説明する図である。 従来の画像形成装置の概略構成図である。 本発明を適用し得る画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ） 感光ドラム（像担持体）
２（２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｂｋ） 帯電ローラ（帯電手段）
３（３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｂｋ） スキャナユニット（露光手段）
４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ） 現像装置（現像手段）
７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ） 転写ローラ（転写手段）
９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ） クリーニングブレード（クリーニング手段）
１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｂｋ） 廃トナー容器
１１ 静電搬送ベルト（転写材搬送手段）
１５（１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｂｋ） プロセスカートリッジ
１６（１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｂｋ） 転写バイアス電源
２２ 転写前帯電ローラ
２３ 転写前帯電バイアス電源
２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ） 転写正バイアス回路
２６ バイアス制御回路
２８（２８ａ、２８ｂ） 電流検出回路
２９ａ、２９ｃ 転写負バイアス回路（逆バイアス印加手段）
２９ｂ 転写前帯電負バイアス回路
３１ 転写前帯電正バイアス回路

Claims (4)

1. 回転可能であり転写材を搬送する転写材搬送手段と、
   像担持体と、前記像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化させる現像手段と、転写バイアスが印加された状態で前記像担持体と前記転写材搬送手段とが当接する転写部において前記転写材搬送手段が搬送する転写材に前記トナー像を転写する転写手段と、前記像担持体に接触して前記像担持体を清掃するクリーニング手段と、をそれぞれが備えた複数の画像形成部と、を有し、
   複数の前記画像形成部のうち、少なくとも、前記転写材搬送手段の回転方向において最上流の位置に配置される第１の画像形成部の前記転写手段に前記転写バイアスと逆極性の逆バイアスを印加する逆バイアス印加手段を備える画像形成装置において、
   前記画像形成装置の起動から前記転写材が前記第１の画像形成部の前記転写部に搬送されるまでの間に、前記第１の画像形成部では前記転写手段に前記逆バイアスを印加すると共に、前記第１の画像形成部よりも前記転写材搬送手段の回転方向における下流側に配置される複数の前記画像形成部では前記帯電手段に対して帯電バイアスを印加せず且つ前記転写手段に対して前記転写バイアスを印加せずに、前記転写材搬送手段を回転させる動作を実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記動作中に、前記転写材搬送手段の表面に付着した状態で前記第１の画像形成部の前記転写部を通過した紙粉が、前記第１の画像形成部よりも前記転写材搬送手段の回転方向において下流側に配置された複数の前記画像形成部の前記転写部において各前記像担持体に移動し、その後、各前記クリーニング手段によって除去されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の画像形成部の前記転写部における前記像担持体に対する当接圧が、他の転写部よりも低く設定された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. 前記動作中に、前記第１の画像形成部では、前記帯電手段に対して前記逆バイアスと同極性の帯電バイアスを印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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