WO2011108096A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2011108096A1
WO2011108096A1 PCT/JP2010/053502 JP2010053502W WO2011108096A1 WO 2011108096 A1 WO2011108096 A1 WO 2011108096A1 JP 2010053502 W JP2010053502 W JP 2010053502W WO 2011108096 A1 WO2011108096 A1 WO 2011108096A1
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WO
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toner
amount
intermediate transfer
transfer member
image
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/053502
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English (en)
French (fr)
Inventor
修平 川崎
元紀 足立
智雄 秋月
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Priority to PCT/JP2010/053502 priority Critical patent/WO2011108096A1/ja
Priority to JP2012502934A priority patent/JP5539494B2/ja
Priority to US13/038,820 priority patent/US8577248B2/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1605Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support
    • G03G15/161Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support with means for handling the intermediate support, e.g. heating, cleaning, coating with a transfer agent
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine that forms an image by electrophotography.
  • a toner image formed on a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) is temporarily transferred onto an intermediate transfer member, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a recording material by a contact transfer member.
  • An image forming apparatus that forms an image by secondary transfer has been put to practical use.
  • a so-called secondary transfer residue (which could not be transferred) on the recording material remaining on the intermediate transfer member. Removing (cleaning) the toner is important for obtaining a good image.
  • This is provided with a charging unit disposed downstream of the secondary transfer position in the movement direction of the intermediate transfer member surface and upstream of the primary transfer nip.
  • a charging unit disposed downstream of the secondary transfer position in the movement direction of the intermediate transfer member surface and upstream of the primary transfer nip.
  • the image forming operation is interrupted due to poor conveyance of the recording material.
  • the emergency stop means that the image forming operation is stopped without completing normally during the image formation.
  • the emergency stop includes, for example, a paper jam (jam) of the recording material.
  • the toner remains on the intermediate transfer member while being charged to a negative polarity. In the case of a four-color full-color image, a maximum of four-color toner images exist on the intermediate transfer member.
  • the present invention can eliminate the occurrence of the above concerns and perform a good recovery sequence.
  • a typical means in the present invention for solving the above problems is an image carrier that carries a latent image, a developing device that develops the latent image with toner, and an intermediate transfer of a toner image formed on the image carrier.
  • An image forming apparatus comprising: a cleaning device that collects toner remaining on the image bearing member; and after the emergency stop of the image forming device, the intermediate transfer member is rotated to remove the toner on the intermediate transfer member.
  • the recovery sequence is such that the amount of toner per unit area of the toner returned to the body on the image carrier is smaller than that in the first recovery sequence.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first exemplary embodiment. It is a block diagram explaining the control apparatus etc. which perform a collection sequence. It is a figure explaining a collection sequence. 6 is a table showing a relationship between a toner recovery allowable amount of a cleaning unit and an environmental temperature. It is a figure explaining the flow of the collection
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a second embodiment.
  • A It is a figure explaining the flow of the collection
  • FIG. (B) It is a figure explaining the table
  • FIG. 6 is a table showing a relationship between a toner recovery allowable amount of a cleaning unit and an environmental temperature. 6 is a graph showing a relationship between a potential difference between a primary transfer bias and a drum, a toner recovery amount recovered by a cleaning unit, and an environmental temperature. 6 is a graph showing the relationship between the number of belt revolutions and the toner recovery rate in each environment. It is a figure explaining the flow of the collection
  • FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a collection sequence table according to the third embodiment. It is a figure explaining the flow of the collection
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to this embodiment.
  • This image forming apparatus is a four-color full-color image forming apparatus using an electrophotographic process.
  • This image forming apparatus is a sheet-like recording material as a recording medium based on an electrical image signal inputted to a controller unit (control device: CPU) 100 from a host device such as an image reader (original image reading device), a personal computer, or a facsimile. Image formation is performed on P.
  • the controller unit 100 exchanges various kinds of electrical information with the host device, and comprehensively controls the image forming operation of the image forming device according to a predetermined control program and a reference table.
  • This image forming apparatus has a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) 1 as an image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface.
  • the drum cleaning unit 7 is a unit (cleaning device) for cleaning the drum.
  • the drum cleaning means 7 includes a cleaning blade 24 and a cleaner container 27.
  • the cleaning blade 24 is pressurized so as to uniformly contact the drum 1 in the longitudinal direction at a predetermined set angle.
  • the cleaning blade 24 is arranged in the counter direction with respect to the moving direction of the drum, and the edge portion of the tip of the cleaning blade is in contact with the drum.
  • the cleaning blade 24 is made of urethane rubber, and is attached to a blade holding plate (sheet metal) made of a metal plate or the like and supported by the cleaner container 27.
  • the toner is scraped off from the drum 1 at the position where the cleaning blade 24 comes into contact with the drum 1, and the drum 1 is cleaned.
  • the toner on the drum 1 scraped off by the cleaning blade 24 is collected in the cleaner container 27 as waste toner.
  • the drum 1 is rotationally driven at a predetermined speed in the counterclockwise direction of the arrow R1 around the drum axis.
  • the charging means 2 is a means for uniformly charging the surface of the drum 1 to a predetermined polarity (negative polarity in this embodiment) and potential, and in this embodiment, a contact charging roller is used.
  • the image exposure means 3 is a means for forming an electrostatic latent image on the surface of the drum 1, and a laser scanner unit is used in this embodiment.
  • This unit 3 outputs a laser beam L modulated in accordance with image information of each color input from the host device to the controller unit 100 and scans and exposes the charged surface of the drum 1 at the exposure site A via the reflection mirror 4. To do. Thereby, an electrostatic latent image is formed on the surface of the drum 1.
  • the electrostatic latent image forming method is an image exposure method in which the charged drum surface is exposed corresponding to the image information portion.
  • the developing means 5 is means (developing device) for visualizing the electrostatic latent image formed on the drum surface as a developer image (toner image).
  • the image forming apparatus includes a plurality of developing units as developing units.
  • the first to fourth developing devices 5 (5a, 5b, 5c, and 5d: developing cartridges) are provided.
  • Each of the developing devices 5 includes a developing roller (developer carrying member) for carrying toner, and the developing roller is brought into contact with the drum 1 to develop the electrostatic latent image on the drum.
  • These developing devices are held by a rotary 20 as a developing device holder (conversion means).
  • the rotary 20 can be indexed and rotated about the central shaft 51.
  • Each of the developing devices 5a, 5b, 5c, and 5d is detachably mounted on a predetermined mounting portion (developing means mounting portion) that is predetermined at an interval of 90 ° in the rotational direction of the rotary 20.
  • the rotary 20 is indexed and rotated at 90 ° intervals in the clockwise direction of the arrow R2 by a driving means (not shown) such as a motor controlled by the controller unit 100.
  • a driving means such as a motor controlled by the controller unit 100.
  • the first to fourth developing devices 5a, 5b, 5c, and 5d are sequentially moved one by one to the developing position C facing the drum 1 and formed on the surface of the drum 1 at this position.
  • the developed electrostatic latent image is developed as a toner image.
  • the developing device position where the developing device 5 mounted on the rotary 20 has moved to the developing position C facing the drum 1 in a predetermined manner is defined as position C.
  • each of the first to fourth developing devices 5a, 5b, 5c, and 5d is a contact developing type reversal developing system using a non-magnetic toner having a negative polarity as a normal polarity as the developer T. Development unit.
  • the normal polarity refers to the charging polarity of the toner when it is used for development. When the reverse development is performed on a negatively charged drum, the normal polarity is negative.
  • the first developing device 5a is a yellow developing device in which yellow (Y) toner is accommodated in the developer accommodating chamber.
  • the second developing device 5b is a magenta developing device in which a magenta (M) toner is accommodated in a developer accommodating chamber.
  • the third developing unit 5c is a cyan developing unit in which cyan (C) toner is accommodated in the developer accommodating chamber.
  • the fourth developing device 5d is a black developing device in which black (Bk) toner is accommodated in the developer accommodating chamber.
  • the transfer means 6 is a means for transferring the toner image formed on the surface of the drum 1 to a recording medium.
  • an intermediate transfer belt unit (hereinafter referred to as unit) 6 is used.
  • This unit 6 has an intermediate transfer belt (hereinafter referred to as a belt) 61 as an intermediate transfer member (first recording medium).
  • the belt 61 is dielectric and flexible, and has a circumference that allows an image corresponding to a recording material P (A4 size in the present embodiment) P having the maximum sheet passing size to be written.
  • the transfer unit 6 includes a primary transfer roller 62, a belt drive roller 63, a secondary transfer counter roller 64, and a tension roller 65, which suspends a belt 61.
  • a primary transfer roller 62 as a primary transfer device is in pressure contact with the drum 1 with a belt 61 interposed therebetween.
  • a contact portion between the drum 1 and the belt 61 is a primary transfer nip portion B.
  • the secondary transfer unit is a unit (secondary transfer device) for transferring the toner image formed on the belt to the recording material.
  • the secondary transfer unit includes a secondary transfer roller.
  • a secondary transfer roller 66 is disposed opposite to the belt suspension portion of the secondary transfer counter roller 64.
  • the secondary transfer roller 66 is moved by a swinging mechanism (not shown) between an operating position that is in contact with the secondary transfer counter roller 64 with the belt 61 interposed therebetween and a non-operating position that is separated from the surface of the belt 61. Is done.
  • the secondary transfer roller 66 is disposed at a non-operating position during a period in which the Y, M, C, and Bk toner images are sequentially primary transferred from the drum 1 to the belt 61. Thereafter, the secondary transfer roller 66 operates before the front end of the unfixed four-color toner image (full color image) on the belt 61 reaches the position opposite to the secondary transfer roller 66 by the movement of the belt 61. Moved to position.
  • the contact portion between the secondary transfer roller 66 and the belt 61 is the secondary transfer nip portion D.
  • a sheet-like recording material P as a second recording medium is separated and fed from a recording material feeding unit (not shown) at a predetermined control timing.
  • the recording material P is introduced by a registration sensor 80 into a secondary transfer nip portion D which is a contact portion between the secondary transfer roller 66 and the belt 61 at a predetermined control timing.
  • the secondary transfer roller 66 is applied with a secondary transfer bias having a predetermined potential with a polarity (positive polarity) opposite to the charging polarity of the toner.
  • the four color superimposed toner images on the belt 61 are sequentially and collectively transferred onto the surface of the recording material P.
  • the recording material P is separated from the surface of the belt 61, introduced into the fixing unit 8, and heated and pressurized at the fixing nip portion.
  • the toner images of the respective colors are fixed (melted and mixed color) to the recording material P.
  • a single-layer solid toner charging roller 13 is installed so as to be in contact with and separated by a swing mechanism (not shown).
  • the toner charging roller 13 is disposed on the downstream side of the secondary transfer nip portion D and the upstream side of the primary transfer nip portion B with respect to the moving direction of the belt 61.
  • the toner charging roller 13 is connected to a toner charging roller bias power source (not shown), and a bias (in this embodiment, a positive DC bias having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner) is applied.
  • the toner charging roller 13 is held at a non-operating position (separated position) during image formation.
  • the toner charging roller 13 is moved to a predetermined working position (contact position) at a timing of collecting secondary transfer added toner (belt cleaning) after completion of predetermined image formation after completion of image formation, which will be described later.
  • a positive toner charging roller bias is applied to the toner charging roller 13 from a toner charging roller bias power source (not shown).
  • the toner charging roller bias is applied with a constant current controlled DC bias.
  • the toner charging roller 13 is brought into contact with the belt 61 after a predetermined time from the application of the toner charging roller bias. Therefore, the secondary transfer residual toner is charged positively by the toner charging roller.
  • the surface of the drum 1 has a negative surface potential, and a positive transfer bias is applied to the primary transfer roller 62.
  • the positively charged toner that has reached the primary transfer nip portion by the movement of the belt 61 is subjected to a force that returns to the drum 1 due to the electric field between the drum 1 and the belt 61.
  • the toner on the belt is moved to the drum 1 and can be collected by the cleaning unit of the drum 1.
  • the application of the toner charging roller bias to the toner charging roller 13 is turned off.
  • the toner charging roller 13 is separated from the belt 61 a predetermined time after the toner charging roller bias application is turned off.
  • ⁇ Method for collecting secondary transfer residual toner in monochrome image mode In the monochrome image forming mode, only image formation using the fourth developing unit 5d for black is performed. In this case, the secondary transfer roller 66 and the toner charging roller 13 form an image in the operating position. The secondary transfer residual toner is converted to positive polarity having a polarity opposite to the original polarity by the toner charging roller 13. At this time, the drum 1 is negatively charged, and a positive bias is applied to the primary transfer roller 62. Therefore, the toner on the belt moves to the drum 1 by the electric field at the primary transfer nip B and can be collected by the drum 1 cleaning unit. When one or a plurality of continuous monochrome image forming jobs are completed, the controller unit 100 returns the image forming apparatus to a standby state and waits for the input of the next image forming start signal.
  • the presence or absence of the recording material is detected by the registration sensor 80 shown in FIG. Further, an external paper discharge sensor 90 is disposed.
  • the registration sensor 80 is a sensor for aligning the position of the recording paper and the developer image formed on the belt 61, and is between the recording material stacker and the secondary transfer portion D with respect to the recording material conveyance direction. Is provided.
  • the outer paper discharge sensor 90 is a sensor for confirming whether or not the recording material has been discharged, and is provided between the secondary transfer portion D and the fixing unit 8 in the recording material conveyance direction. Yes.
  • the registration sensor 80 detects the recording material and does not detect the recording paper 90 after a predetermined time, it is detected that a jam has occurred between the registration sensor 80 and the external delivery sensor 90.
  • the outer paper discharge sensor does not turn OFF after a predetermined time has elapsed since the recording material was detected by the outer paper discharge sensor 90 (the recording material has been continuously detected)
  • a jam will occur in the fixing unit. It is detected that it has happened.
  • the recording material passes through the secondary transfer nip portion D, and the toner image is transferred to the recording material at the secondary transfer nip portion D.
  • the sensor information is processed by the controller unit (control device: CPU) 100 to notify the user that a jam has occurred.
  • the position of the recording material in the image forming apparatus is specified by the sensor.
  • the time after the recording material is picked up from the stacker is counted, and the position of the recording material is specified from the counted time. It is possible as appropriate.
  • the image forming apparatus includes a temperature sensor 200 that detects an environmental temperature where the image forming apparatus is placed, and is always managed by a controller unit (control device: CPU) 100.
  • the temperature detected by the temperature sensor is used when controlling the various biases applied to the charging device and the developing device and changing the recovery sequence during the return operation after an emergency stop.
  • the temperature sensor 200 preferably detects the temperature in the vicinity of the cleaning blade 24, but is not limited thereto. In view of the arrangement of the temperature sensor in the apparatus, it may be arranged at a position that can be correlated with the temperature in the vicinity of the cleaning blade 24.
  • ⁇ Maximum toner amount> During image formation, if the total amount of toner used is large, when toner is superimposed and transferred onto a sheet or transfer belt, the toner may scatter or the toner may scatter before and after the sheet passes through the fixing device. . In addition, due to subtle changes in temperature and humidity, deterioration of use of drums, toner, fixing devices and intermediate transfer members, toner charge fluctuations and transfer efficiency fluctuations change the state of occurrence of toner scattering. . A setting is made to limit the amount of toner so that toner scattering does not occur even if these fluctuation factors occur.
  • the controller unit (control device) is configured so that the total amount of YMCBk4 toner does not exceed 200% when the amount of toner on the belt 61 is 100% when a solid black image is formed. : CPU) 100.
  • the density is adjusted by controlling the PWM (pulse emission time) of the image exposure means 3 laser scanner unit.
  • a pixel count (video count) means 34 there is a pixel count (video count) means 34, and the pixel count means counts print pixels which are pixels to which toner should be attached from the input image data. This operation is called video count.
  • the amount of toner necessary for image formation is calculated by integrating the laser issuance time by the pixel counting means 34. As the number of print pixels to be counted increases, the amount of toner developed on the drum increases, so the amount of toner transferred from the drum to the belt 61 also increases. Therefore, by performing the pixel count, it is possible to predict the amount of toner remaining for one rotation of the belt at an emergency stop.
  • a method of calculating the toner paste amount described later from the video count information is performed as follows.
  • the toner amount is 100% when the solid black image is formed. Therefore, the toner paste amount is calculated based on the video count number when the solid black image is formed. For example, when an image having a video count that is half the video count when a solid black image is formed is formed, the toner paste amount is 50%.
  • FIG. 2 shows a control device or the like that executes a recovery sequence after an emergency stop, which is a feature of the present embodiment.
  • a controller (CPU) 100 as a control device performs each bias control drive based on temperature information, video count information, and memory information. Specifically, the CPU 100 determines whether an emergency stop has occurred based on information from the registration sensor 80 and the external paper discharge sensor 90. If an emergency stop occurs, a recovery sequence is performed during a return operation from the emergency stop. There are two collection sequences with different collection conditions, which are stored in the memory 36. The CPU 100 calls and switches the optimum collection sequence from the memory 36 according to the video count information of the counter 34 and the environmental temperature of the temperature sensor 200.
  • the CPU includes a charging bias control unit, a primary transfer bias control drive unit, a primary transfer bias control drive unit, a toner charging roller bias control drive unit, a drum drive control unit, and an intermediate transfer body drive control unit based on the collection sequence. Control. First, the first collection sequence will be described.
  • Recovery sequence 1 The collection sequence 1 in the present embodiment will be described.
  • the following recovery sequence operation is performed at the time of return operation after an emergency stop.
  • the belt 61 and the drum 1 are rotated.
  • the toner collected from the belt 61 to the drum 1 is collected by the cleaning device by the rotation of the drum.
  • Most of the toner on the belt 61 at the time of an emergency stop is a normal polarity negative polarity toner.
  • the belt 61 also includes toner having a positive polarity due to the influence of the transfer bias. Therefore, in order to collect the toner on the belt 61, the following collection sequence was performed.
  • the toner discharged when +1000 V is applied from the secondary transfer roller 66 and the toner charging roller 13 is positively charged.
  • +1000 V is applied to the primary transfer bias.
  • the toner charged to positive polarity is electrostatically collected into the drum.
  • ⁇ 1000 V is applied to the primary transfer bias.
  • the negatively charged toner is electrostatically collected into the drum.
  • each application time is 350 msec
  • the application time of each positive and negative bias is alternately repeated 350 msec for a period of one and a half belt revolutions (3.8 seconds for one revolution of the belt).
  • Collect toner on drum According to (3), the toner attached to the secondary transfer roller or the like in the step (2) is collected by the drum 1, so that the secondary transfer roller can be cleaned.
  • Recovery sequence 2 From the result of the preliminary study 1 described later, the recovery sequence 2 is activated in a low temperature environment and a large amount of residual toner that could not be recovered by the recovery sequence 1.
  • the collection sequence 2 is characterized in that when the toner is collected from the belt 61 to the drum 1, a part of the remaining toner on the belt 61 is temporarily collected by the secondary transfer roller 66. Specifically, when the toner is collected from the belt 61 to the drum 1, the secondary transfer roller 66 is brought into contact with the belt 61 and a secondary transfer bias is applied as shown in FIG. A part of the remaining toner on the belt 61 is temporarily held by the secondary transfer roller 66. At the same time, while the electric charge is applied to the residual toner on the belt, the toner is collected on the drum by the electric field between the primary transfer bias 62 and the drum 1 with the toner amount not exceeding the allowable collection amount. Details of the sequence will be described below.
  • the secondary transfer roller 66 is brought into contact with the belt 61, and a positive polarity bias of +1000 V is applied. Further, a positive bias of +900 V is applied to the primary transfer roller 62, and a charging bias is applied to the drum so that the dark portion potential is ⁇ 500V. While the belt 61 makes five revolutions, a part of the residual toner on the belt is held by the secondary transfer roller 66, while the toner not held on the belt is electrostatically applied to the drum 1 at the primary transfer nip B. Collect. During this time, the toner charging roller 13 is kept apart. The secondary transfer roller 66 holds a part of the negative toner on the belt 61.
  • the positive polarity toner on the belt 61 is sequentially collected by the primary transfer portion B on the drum 1. More specifically, in the first round of the belt, a part of the residual toner on the belt is electrostatically collected by the drum 1 while being held by the secondary transfer roller 66. In the second round of the belt, residual toner that has not been collected in the first round exists on the belt. Here, the residual toner on the belt is again charged to the positive polarity by the positive bias +1000 V applied to the secondary transfer roller 66. The toner reaches the primary transfer portion B along with the belt rotation and is electrostatically collected by the drum 1.
  • the residual toner on the belt 61 is held by the secondary transfer roller 66, and most of the residual toner that has not been held is also stored in the drum 1. Collected. Compared with (2) of the collection sequence 1, the bias applied to the secondary transfer roller 66 is lower. The reason for this is that if a bias of +2000 V is applied to the secondary transfer roller 66 as in (2) of the recovery sequence 1, most of the toner on the belt 61 is charged positively. It is. In (1) of the collection sequence 2, there is a large amount of untransferred toner on the belt 61.
  • the applied time is 350 msec, and the discharged toner is collected on the drum. Comparing the control of the recovery sequence 1 (3) and the control of the recovery sequence 2 (3), the control of the recovery sequence 2 (3) is longer. This is because in the collection sequence 2 (3), since the toner is positively held by the secondary transfer roller 66, it is necessary to lengthen the toner discharge period from the secondary transfer roller. . At this time, a large amount of toner is prevented from being collected from the belt 61 to the drum 1. This is because if a large amount of toner moves to the drum 1, there is a risk of causing a cleaning failure. In order to prevent a large amount of toner from being collected from the belt 61 to the drum 1, the amount of toner discharged from the secondary transfer roller 66 to the belt 61 is not increased. Therefore, the bias and application time applied to the secondary transfer roller are optimized.
  • the toner amount per unit area on the drum of the toner returned from the belt 61 to the drum 1 at the time of collection is more in the collection sequence 2 than in the collection sequence 1. It is to be set so as to decrease.
  • the toner amount per unit area on the drum of the toner returned to the drum 1 is expressed by the following equation.
  • the toner amount per unit area of the toner to be returned to the drum 1 (total amount of toner returned from the belt 61 to the drum 1 / total area of the drum from which the toner is returned from the belt 61 to the drum 1). That the amount of toner per unit area on the drum is small means that a large amount of toner has not moved from the belt 61 to the drum 1. As shown in FIG. 5, at an environmental temperature (15 ° C. to 30 ° C.) where the cleaning performance is relatively large, the toner amount per unit area is increased by a large potential difference in the collection sequence 1. Therefore, it can be collected in as short a time as possible.
  • the toner is temporarily held using the secondary transfer roller 66 in a low temperature environment where the cleaning performance is deteriorated and when the amount of toner paste is large.
  • the amount of toner reaching the primary transfer portion can be reduced, and the amount of toner collected on the drum at the primary transfer portion is reduced and collected per unit area of the drum.
  • the horizontal axis represents the ambient temperature of the image forming apparatus, and the vertical axis represents the amount of toner applied.
  • the amount applied for a solid black image is represented as 100.
  • no toner slipping is indicated by ⁇
  • toner slipping is indicated by ⁇ . From this result, in the low temperature environment (for example, 0 ° C. and 10 ° C. in FIG. 3), when high-print image formation with a large amount of toner paste is performed (for example, 180% and 200% toner paste amount), In some cases, collection failure occurred.
  • ⁇ Selection of collection sequence at emergency stop The case where the image forming apparatus is brought to an emergency stop will be described in two ways: (1) recording material paper, that is, (hereinafter, jammed), and (2) when the main body power supply is stopped due to a power failure or the like.
  • the collection sequence switching method in each case will be described in detail below.
  • Such a case classification is performed because the amount of toner remaining on the intermediate transfer member before the emergency stop differs in each situation.
  • the CPU 100 estimating means calculates and estimates the amount of toner remaining on the belt according to the image information before the emergency stop.
  • FIG. 5 shows a recording sequence of the recording material at the time of full color image formation according to this embodiment.
  • FIG. 6A shows a toner image on the belt 61 when the outer paper discharge sensor 90 detects the occurrence of a jam in the fixing device.
  • the jam in the fixing device indicates that the recording material is caused to be paper, that is, raised while passing through the fixing device.
  • the recording material P has passed through the secondary transfer roller 66, all the toner images on the belt 61 are secondarily transferred to the recording material. For this reason, there is secondary transfer residual toner on the belt 61 that could not be transferred to the recording material during the secondary transfer.
  • the secondary transfer efficiency in the image forming apparatus of the present embodiment is 90% in the worst 0 ° C. environment.
  • This amount is an amount that can be recovered at a time even in an environment of 0 ° C. For this reason, regarding the jam occurring in the fixing device (s1), the belt cleaning sequence (S2) after the normal image formation may be used regardless of the temperature detection result. After the remaining toner on the belt is collected in the normal cleaning sequence, the standby state (S3) of the normal image forming operation is entered.
  • FIG. 6B shows a toner image on the belt when the registration sensor 80 shown in FIG. 1 detects that there is no recording material.
  • the yellow image is formed simultaneously with the pickup of the recording material P. For this reason, since only a yellow image exists on the belt 61 when a paper feed delay jam occurs, the toner amount is calculated from the pixel count information of the yellow image.
  • the recording material P is clogged between the secondary transfer roller 66 and the fixing unit 8 (FIG. 6C). In this case, four full-color images remaining on the recording material P without being secondarily transferred exist on the belt 61. Since the amount of toner secondarily transferred to the recording material P is unknown, the amount of toner is calculated from pixel count information of four full-color images.
  • the collection condition is switched between the environmental temperature information and information on the toner amount (toner paste amount) on the belt.
  • (S4) when the temperature information at the time of return is 15 ° C. or higher, as a result of preliminary examination 1, it is possible to return in the collection sequence 1 (S5) regardless of the amount of toner paste (S5).
  • the temperature information at the time of return is 10 ° C. or more (S6), if the toner paste amount is less than 40% in (S7), it is possible to return by the recovery sequence 1 (S5). If the toner paste amount is 40% or more in (S7), after the recovery in the recovery sequence 2 (S8), the standby (S3) is entered.
  • the recovery sequence 1 can be returned (S5) if the toner paste amount is less than 30% in (S9). If the toner paste amount is 30% or more in (S9), after the recovery in the recovery sequence 2 (S8), the standby (S3) is entered. By switching the collection sequence in accordance with the remaining toner amount and the environmental detection result at the time of return, it is possible to collect the toner under optimum conditions.
  • a recording sequence of recording material at the time of monochromatic image formation that is, a collection sequence at that time will be described. This can be described with reference to the flow of FIG.
  • the recording material P is generated, that is, when the recording material P is generated, first, the registration sensor 80 and the external discharge sensor 90 shown in FIG.
  • the recording material P passes through the secondary transfer roller 66, all the toner images on the belt 61 are secondarily transferred to the recording material P, and on the belt 61. , There is secondary transfer residual toner that could not be transferred to the recording material P during the secondary transfer.
  • the toner amount is calculated from the video count information of the black image. A collection sequence is determined based on the toner amount thus calculated and the environment detection result.
  • FIG. 7 shows a collection sequence flow at the time of emergency stop according to the present embodiment.
  • a non-volatile memory (not shown) is installed in the cleaning unit of the present embodiment, and drum usage history information is always written after the end of a normal image forming operation. If a power failure or opening / closing of the main body door occurs during image formation, writing to the nonvolatile memory after completion of image formation is not possible. For this reason, when the power is turned on again after an emergency stop such as a power failure, an error is detected from the nonvolatile memory.
  • the image forming apparatus is turned on, the nonvolatile memory is first read (s30). When the power is turned on after normal image formation, the standby state is maintained as it is (s31).
  • the environmental information at the time of return is 15 ° C. or higher in (S4), it is possible to return in the collection sequence 1 from FIG. 3 as a result of preliminary examination 1, regardless of the amount of toner residue (S5).
  • the environmental information at the time of return is 10 ° C. or higher (S6), if the amount of toner paste is less than 40% in (S7), it can be returned in the collection sequence 1 (S5).
  • the toner paste amount is 40% or more in (S7), after recovery in the recovery sequence 2 (S8), if the environmental information at the time of return to standby (S3) is less than 10 ° C., the toner in (S9)
  • the amount of glue is less than 30%, it is possible to return with the collection sequence 1 (S5).
  • the toner paste amount is 30% or more in (S9), after the recovery in the recovery sequence 2 (S8), the standby (S3) is entered.
  • the remaining toner collection sequence on the belt is switched to the optimal condition based on the information on the toner amount before the emergency stop and the environmental information at the time of return, thereby ensuring the occurrence of a residual toner collection failure. It is possible to prevent.
  • the result of Preliminary Study 1 varies depending on the configuration of the image forming apparatus. Therefore, the temperature and the amount of toner for changing the collection sequence can vary depending on the configuration of each apparatus. Switching to the optimal recovery conditions in low-temperature environments and when forming high-printed images is likely to cause poor cleaning with a cleaning blade. A large amount of toner returns from the belt to the drum, resulting in poor cleaning. Can be suppressed.
  • the collection sequence is switched according to the temperature and the amount of toner paste.
  • the collection sequence may be changed based only on the temperature.
  • two collection sequences are used in order to shorten the downtime at the time of return as much as possible.
  • the present invention is not limited to this.
  • another recovery sequence may be provided depending on the temperature.
  • the secondary transfer roller 62 is brought into contact with the belt 61 and the remaining toner is temporarily held.
  • the present invention is not limited to this.
  • a new charging member may be used.
  • Example 2 An image forming apparatus in this embodiment is shown in FIG.
  • This image forming apparatus has only a temperature sensor without a pixel counter for cost reduction.
  • the contents of the collection sequence are changed according to the temperature information at the time of emergency stop. Specifically, the primary transfer to the secondary transfer roller is not performed, but the toner is recovered by switching the number of rotations of the belt at the time of toner recovery and the primary transfer bias.
  • FIG. 9A shows a control flowchart in the second embodiment.
  • the secondary transfer efficiency in the image forming apparatus of the present embodiment is 90% in the worst 0 ° C. environment.
  • This amount is an amount that can be recovered at a time even in an environment of 0 ° C. For this reason, regarding the jam occurring at (t1), the belt cleaning sequence (t2) after the normal image formation may be used regardless of the temperature detection result. After the remaining toner on the belt is collected in the normal cleaning sequence, the standby state (t3) of the normal image forming operation is entered. The recovery conditions are switched between the environmental temperature information and the toner amount information except when a jam occurs at the time of paper feed delay and after the fixing paper discharge (t1). If the environmental information at the time of return is 30 ° C. or higher at (t4), it is possible to return with the recovery sequence 1-1 (t5). The collection sequence 1-1 will be described in detail.
  • the secondary transfer roller 66 and the toner charging roller 13 are brought into contact with each other while the belt 61 makes one round, and a positive bias 700V is applied to each. This is applied to charge the remaining toner on the belt 61 to a positive polarity.
  • a positive bias is applied to the primary transfer roller 62, the drum 1 is negatively charged, and the drum dark portion potential is 500V. Therefore, the positively charged toner is collected on the drum by the electric field in the primary transfer portion. According to (4), the negative polarity toner and the positive polarity toner that are not collected in (2) are collected.
  • the application of the positive bias and the application of the negative bias are periodically switched.
  • the toner discharged from the secondary transfer roller 66 and the toner charging roller 13 is recovered to the drum by switching the charging bias so that an electric field recovered to the drum 1 is formed in the primary transfer portion.
  • Each application time is 350 msec.
  • the belt 61 is alternately repeated for one and a half revolutions of the belt 61, and the discharged toner is collected on the drum.
  • the recovery sequences 1-1, 1-2, and 1-3 are set to be variable according to the temperature.
  • the contents of (2) corresponding to the respective temperatures are created in the same manner as the recovery sequence 1-1 based on the results of the preliminary studies 2 to 4.
  • the temperature information at the time of return is 15 ° C. or higher and lower than 30 ° C. (t6), it is possible to return by the recovery sequence 1-2 (t7). If the temperature information is less than 15 ° C. at (t6), after the recovery in the recovery sequence 1-3 (t8), the standby (t3) is entered.
  • the allowable amount that can be collected by the cleaning unit varies depending on the environmental temperature at the time of return, and therefore the time of the collection sequence varies depending on the temperature.
  • the potential difference formed between the belt 61 and the drum 1 at the first round of the belt is larger in the recovery sequence 1-1 with a higher temperature than in the recovery sequence 1-2 with a lower temperature. I have to. That is, when the toner on the belt 61 is returned to the drum 1 for the first time in the case of an emergency stop, the electric field between the intermediate transfer member and the image carrier is different in the recovery sequence 1-2. It is made smaller than -1. This is because as the potential difference increases, the amount of toner returning from the belt 61 to the drum 1 per unit area of the drum 1 increases.
  • the temperature when the temperature is low, the amount of toner on the belt 1 to be moved to the drum is reduced, and instead, the number of times the belt 61 is rotated during the collection sequence is increased. Therefore, when the temperature is low, the recovery sequence takes a long time.
  • the amount of toner returning from the belt 61 to the drum 1 per unit area of the drum 1 is reduced. By doing so, the recovery sequence time becomes long, but the occurrence of defective cleaning can be suppressed.
  • the temperature is high and the recovery allowable amount that can be recovered at once by the cleaning device is large, the amount of toner returning from the belt 61 to the drum 1 per unit area of the drum 1 is increased. By doing so, the time of the collection sequence can be shortened.
  • the relationship between the limit amount of recovered toner that can be recovered without causing a cleaning failure of the cleaning blade and the ambient temperature of the image forming apparatus at that time was examined.
  • the examination conditions were the same as in Preliminary Examination 1 using a drum whose cleaning ability was reduced by image formation. That is, in the image forming apparatus in this embodiment, a cleaning unit (nominal drum life of 80000 sheets) after passing 10,000 sheets of full color was used.
  • Example 2 develops monochrome images of various densities (in this study, BK toner) onto the drum, applies a bias having the same polarity as the toner to the primary transfer bias, and the developed toner is intermediate The primary transfer was not performed on the transfer body.
  • BK toner toner
  • the toner image developed on the drum is collected as it is by the cleaning device.
  • the toner image collected by the cleaning device in this way was examined as to whether or not it would pass through the cleaning blade. Specifically, the region after passing the cleaning blade on the drum was visually observed to determine whether or not toner passed through. Note that the process speed was examined based on the speed at the time of passing plain paper in the image forming apparatus. If slip-through occurred, it was judged as a poor collection.
  • the horizontal axis represents the ambient temperature of the image forming apparatus
  • the vertical axis represents the amount of toner paste
  • the loading amount for a solid black image is represented as 100%. Under each condition, no toner slipping is indicated by ⁇ , and toner slipping is indicated by ⁇ .
  • the amount of toner that can be collected on the drum in a cleaning unit that has been used until the end of its service life must be 30% or less with a solid black image as 100% in a 0 ° C. environment.
  • the maximum toner amount of a four-color full-color image is 200% compared to 100% for a solid black image as described above.
  • This 200% paste amount (in this study, Y and BK toners are each printed at 100%) is developed, and the image primarily transferred onto the intermediate transfer member is collected on a drum without being subjected to secondary transfer.
  • the amount of toner adhering to the drum was measured and compared to how much it was collected to the drum side with each applied bias one revolution after the front end of the image of the remaining toner was collected on the drum. Note that the process speed was examined based on the speed at the time of passing plain paper in the image forming apparatus.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of toner collected on the drum and the primary transfer bias.
  • the horizontal axis represents the primary transfer cleaning bias.
  • the primary transfer cleaning bias represents a potential difference between the potential of the drum and the potential of the bias applied to the primary transfer roller, and toner of normal polarity (negative polarity toner) moves to the drum as the direction of the electric field.
  • toner of normal polarity negative polarity toner
  • the vertical axis represents the amount of toner collected on the drum when each primary transfer cleaning bias is applied. From FIG.
  • the primary transfer cleaning bias is 300 v in a 30 ° C. environment, 38% of the maximum toner amount 200% can be recovered (A in the figure).
  • the primary transfer cleaning bias is 300 V in the 0 ° C. environment, only 20% of the maximum toner paste amount of 200% can be recovered (B in the figure).
  • the primary transfer cleaning bias is 1800 v in a 30 ° C. environment, 190% of the maximum toner paste amount of 200% can be recovered (C in the figure).
  • the primary transfer cleaning bias is 1800 v in the 0 ° C. environment, only 110% of the maximum toner amount 200% can be recovered (D in the figure).
  • the image forming apparatus of this embodiment develops a solid black image (in this study, BK toner) and transfers the solid black image that is primarily transferred onto the belt to the drum at the primary transfer portion B without secondary transfer. And collect.
  • the primary transfer cleaning bias was kept constant at 300 V, and the amount of residual toner on the belt in each rotation when the intermediate transfer belt was continuously rotated was measured.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the number of belt revolutions indicating how many times the belt has rotated and the ratio of the amount of toner collected on the drum.
  • the horizontal axis represents the number of belt revolutions.
  • the drum makes 3.5 turns per belt turn.
  • the vertical axis represents the uncollected rate of toner remaining on the belt without being collected on the drum in each belt rotation.
  • the uncollected rate was calculated from the ratio between the amount of toner of the solid black image formed on the belt and the amount of toner collected on the drum. When the uncollected rate is 100%, the solid black image remains on the belt, and when the uncollected rate is 0%, all the toner is collected on the drum and there is no toner remaining on the belt.
  • the vertical axis is 50%, it means that a half of the toner amount on the belt is not collected on the drum but remains on the belt.
  • the belt was rotated 5 times for collection, but the uncollected rate hardly changed after the second round of the belt, and the collected amount did not increase. That is, when the toner on the belt is returned to the drum under a certain electric field condition, it was not recovered from the belt to the drum under the same electric field condition from the second round of the belt. This is presumably because the toner charge on the belt has a distribution, and the amount of toner that can be collected with the same bias is limited.
  • the toner since the charge amount of the toner is charged to an appropriate range to some extent by the secondary transfer roller or the like, the toner can be returned even under the same electric field condition. From the result of Preliminary Study 4, it was found that when the primary transfer cleaning bias is constant, the amount of toner that can be returned from the belt to the drum has an upper limit and does not change even if the number of rotations of the belt is increased. Therefore, when all the toner on the belt 61 cannot be collected by a certain primary transfer cleaning bias, it is necessary to change the primary transfer cleaning bias. Note that the preliminary examinations 2, 3 and 4 show the configuration of the image forming apparatus. It depends on. Therefore, the temperature and the amount of toner for changing the collection sequence can vary depending on the configuration of each apparatus.
  • the recovery condition is changed so that the recovery is performed in a state where the electric field between the belt 61 and the drum 1 is small in the first rotation of the belt as the temperature at the time of image formation during the return operation is lower. is doing.
  • the electric field By reducing the electric field, the amount of toner returning from the belt 61 to the drum 1 at one time is reduced.
  • the electric field between the belt and the drum is changed by changing the bias applied to the primary transfer unit, but the present invention is not limited to this.
  • the bias applied to the charging unit for charging the drum may be changed without changing the bias applied to the primary transfer unit.
  • Example 3 In Example 2, the collection conditions were changed according to the temperature by changing the primary transfer bias without attaching toner to the secondary transfer roller 66 and the like.
  • the pixel count unit is provided, and the recovery condition after the emergency stop using the primary transfer bias is changed according to the toner amount information and the temperature of the pixel. Differences from the second embodiment will be described below. In other respects, the configuration is the same as that of the second embodiment.
  • FIG. 6B shows a toner image on the belt when the registration sensor 80 detects that there is no recording material.
  • the yellow image is formed simultaneously with the pickup of the recording material P.
  • the toner amount is calculated from the pixel count information of the yellow image.
  • the recording material P is clogged between the secondary transfer roller 66 and the fixing unit 8 (FIG. 6C).
  • four full-color images remaining on the recording material P without being secondarily transferred exist on the belt 61. Since the amount of toner secondarily transferred to the recording material P is unknown, the amount of toner is calculated from pixel count information of four full-color images.
  • the recovery sequence (FIG. 13) is determined based on the residual toner amount calculated in this way, the environmental detection result, and the results of preliminary studies 2, 3 and 4.
  • the collection sequence, ⁇ , ⁇ , and ⁇ are switched according to the temperature.
  • the greater the amount of toner applied the greater the amount of toner to be collected, and the greater the number of belt rotations in the collection sequence.
  • the amount of rotation of the belt in the collection sequence increases.
  • the recovery conditions are switched between the environmental temperature information and the toner paste amount information except when a jam occurs after fixing and discharging (t1). When the environmental information at the time of return is 30 ° C. or higher at (t4) in FIG.
  • the recording material paper that is, when forming a monocolor image in this embodiment, is the same as full color. Since only the black image exists, the toner amount is calculated from the pixel count information of the black image. Based on the toner amount calculated in this way and the environment detection result, the toner is collected in the collection sequence shown in FIG.
  • the toner amount is calculated from the pixel count information of the full-color image before the emergency stop.
  • a collection sequence is determined based on the toner amount thus calculated and the environment detection result.
  • the collection sequence uses collection sequences ⁇ , ⁇ , and ⁇ .
  • Examples 1 to 3 the example of the cleaning blade using urethane rubber is shown, but the present invention is not limited to this.
  • a blade having elasticity for example, silicon rubber, isoprene rubber, NBR rubber, EPDM rubber, or the like and having improved wear resistance may be used as appropriate.
  • the point of the present invention is to switch between the first recovery sequence and the second recovery sequence depending on the temperature during the recovery sequence.
  • the amount of toner per unit area on the drum of the toner returned from the belt to the drum is set to be smaller than that in the first collection sequence.
  • the CPU executes the first recovery sequence at the first temperature.
  • the CPU executes a second recovery sequence.
  • the electric field of the second recovery sequence is made smaller than the electric field of the first recovery sequence.
  • the collection sequence is switched according to the toner amount.
  • the amount of toner on the belt at the time of an emergency stop will be described as a first toner amount and a second toner amount in which the amount of toner on the belt is larger than the first toner amount.
  • the number of rotations of the belt 61 in the collection sequence is increased in the case of the second toner amount than in the case of the first toner amount.

Landscapes

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Abstract

 低温環境下における高印字画像形成時の緊急停止後の復帰時、中間転写体上の残トナーの回収時に発生する懸念があるクリーニング不良を防止すること。 復帰動作時の環境検知結果に基づいて、復帰動作における中間転写体上のトナーを像担持体に移動させてクリーニング手段へ回収させる時、一時的にベルト上のトナーを2次転写ローラに保持させながら、クリーニング手段へ回収するように、回収条件を変える制御を行う。

Description

画像形成装置
 本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
 ドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムという)上に形成したトナー像を、一旦中間転写体上に1次転写させ、該中間転写体に転写されたトナー像を記録材へ接触転写部材により2次転写して画像形成を行う画像形成装置が実用化されている。
 中間転写体を用いた画像形成装置においては、中間転写体から紙などの記録材への2次転写後に、中間転写体上に残留した記録材に(転写しきれなかった)いわゆる2次転写残トナーを除去(クリーニング)することが、良好な画像を得るうえで重要である。
 このため、従来、2次転写後、1次転写前にファーブラシやクリーニングブレードを設けて2次転写残トナーを掻き取る手法が用いられていた。この場合、中間転写体表面を力学的に摺擦することになる。そのため、中間転写体の表面が劣化しやすい、中間転写体にトナーが融着しやすい、といった現象が発生する可能性が高くなることがあった。また、クリーニングしたトナーの回収容器が別に必要になる等の問題点があった。この問題点を解決するため、中間転写体上の残トナーをドラムのクリーニング装置に回収させる方式が提案されている。これは、中間転写体表面の移動方向についての2次転写位置の下流側でかつ一次転写ニップの上流側に配置した帯電手段とを設ける。この帯電手段によって、中間転写体上の2次転写残トナーをドラムの帯電電位と逆極性に帯電させ、1次転写ニップにおいてドラムに回収を行なう。ドラムに回収されたトナーは、ドラムのクリーニング装置によって回収される(特開平9-50167号公報)。
特開平9-50167号公報
 中間転写体上に感光ドラム上のトナー像を転写している途中、或いは中間転写体上のトナーを記録材に転写している途中に、記録材の搬送不良などによって画像形成動作が途中で中断(緊急停止)されることがある。緊急停止とは、画像形成の途中において、画像形成動作が正常に終了することなく、停止してしまうことをいう。緊急停止には、例えば記録材の紙詰まり(ジャム)がある。緊急停止時に、中間転写体上に残ったトナー像で、二次転写部を通過していないものに関しては、トナーは負極性に帯電されたまま中間転写体上に残っている。4色のフルカラー画像の場合には、中間転写体上には、最大4色のトナー像が存在する。上記中間転写体上のトナーを、緊急停止後の復帰動作時にクリーニングする必要がある。しかし、本願発明者らの検討により、低温環境下において、中間転写体からドラムに移動させるトナー量が多すぎると、ドラムのクリーニング装置でトナーが回収できないクリーニング不良が発生してしまう場合があることが解かった。これは、クリーニングブレードとして、例えばウレタンゴム等の材質からなる弾性体を用いた場合、低温環境下ではクリーニング性が低下してしまうことに起因している。これは、低温環境下においては、弾性体の弾性が低下し、ブレードがドラムの偏芯に追従できず、クリーニング性が低下してしまうためである。このような、クリーニング性が低下してしまう低温環境下において、中間転写体上のトナーが多く存在するような状態で緊急停止が起こり、中間転写体からドラムへ移動するトナー量が多いと、クリーニング不良が発生してしまう場合があった。この場合、クリーニング装置でトナーを回収できなかったトナーは、帯電手段や中間転写体を汚染する場合があり、次回の画像形成に悪影響を与える懸念があった。
 そこで本発明は、上記懸念点の発生を排除し、良好な回収シーケンスを行うことが出来る。
 上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、潜像を担持する像担持体と、前記潜像をトナーで現像する現像装置と、前記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する1次転写装置と、前記中間転写体に1次転写されたトナー像を記録材に転写する2次転写装置と、前記像担持体に当接する弾性を有するクリーニングブレードを備え、前記像担持体の上に残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、画像形成装置が緊急停止した後において、前記中間転写体を回転させて前記中間転写体の上のトナーを、前記中間転写体から前記像担持体に戻して、前記クリーニング装置に回収する回収シーケンスの制御をする制御装置と、前記回収シーケンスの実行する時の温度を検知する温度検知装置と、を備え、前記温度検知装置により検知される温度を、第1の温度と、前記第1の温度よりも低い第2の温度とした時、前記回収シーケンスは、前記第1の温度で実行される前記第1の回収シーケンスと、前記第2の温度で実行される前記第2の回収シーケンスとを有し、前記第2の回収シーケンスは、前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の上での単位面積あたりのトナー量が、前記第1の回収シーケンスよりも少なくなるような回収シーケンスであることを特徴とする。
 本発明は記録材ジャムなどの緊急停止後の復帰動作時に、最適な復帰動作を行うことにより、クリーニング不良を起こすことのない最適な回収を行うことが出来る。
実施例1の画像形成装置の概略構成図である。 回収シーケンスを実行する制御装置等を説明するブロック図である。 回収シーケンスを説明する図である。 クリーニングユニットのトナー回収許容量と環境温度との関係を示す表である。 ジャム発生後の回収シーケンスのフローを説明する図である。 (A)ジャム発生後の回収シーケンスを説明する図である。(B)給紙ジャム発生時の回収シーケンスを説明する図である。(C)その他の位置でのジャム発生時の回収シーケンスを説明する図である。 緊急停止後の回収シーケンスのフローを説明する図である。 実施例2の画像形成装置の概略構成図である。 (A)実施例2におけるジャム発生後の回収シーケンスのフローを説明する図である。(B)実施例2における回収シーケンスのテーブルを説明する図である。 クリーニングユニットのトナー回収許容量と環境温度との関係を示す表である。 一次転写バイアスとドラムとの電位差とクリーニングユニットに回収されるトナー回収量と環境温度との関係を示すグラフである。 各環境におけるベルト周回数とトナー回収率の関係を示すグラフである。 実施例3におけるジャム発生後の回収シーケンスのフローを説明する図である。 実施例3における回収シーケンスのテーブルを説明する図である。 実施例3における緊急停止発生後の回収シーケンスのフローを説明する図である。
 〔実施例1〕
 《画像形成装置例の全体的な概略構成》
 図1は本実施例における画像形成装置の概略構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーの画像形成装置である。この画像形成装置はイメージリーダ(原稿画像読装置)・パソコン・ファクシミリ等のホスト装置からコントローラ部(制御装置:CPU)100に入力する電気的画像信号に基づいて記録媒体としてのシート状の記録材Pに画像形成を行う。コントローラ部100は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。この画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する像担持体としての、回転ドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)1を有する。及び、このドラム1に作用するプロセス手段としての、帯電手段2、画像露光手段3、現像手段5(5a・5b・5c・5d)、転写手段6、ドラムクリーニング手段(像担持体クリーニング手段)7を有する。ドラムクリーニング手段7は、ドラムをクリーニングするための手段(クリーニング装置)である。
 ドラムクリーニング手段7は、クリーニングブレード24と、クリーナ容器27を備える。
 クリーニングブレード24は、所定の設定角度で、ドラム1に対し、長手方向で均一に当接するように加圧されている。
 クリーニングブレード24は、ドラムの移動方向に対してカウンター方向に配置され、クリーニングブレードの先端のエッジ部をドラムに当接させている。
 クリーニングブレード24は、ウレタンゴムの材質からなり、金属板等からなるブレード保持板(板金)に貼り付けられ、クリーナ容器27に支持されている。
 このように、クリーニングブレード24がドラム1に当接する位置で、トナーをドラム1から掻き落としドラム1をクリーニングする。
 クリーニングブレード24により掻き落とされたドラム1上のトナーは、クリーナ容器27に廃トナーとして回収される。ドラム1はドラム軸線を中心に矢印R1の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。帯電手段2はドラム1の表面を所定の極性(本実施例では負極性)・電位に一様に帯電する手段であり、本実施例では接触帯電ローラを用いている。画像露光手段3はドラム1の表面に静電潜像を形成する手段であり、本実施例ではレーザースキャナユニットを用いている。このユニット3は、ホスト装置からコントローラ部100に入力する各色の画像情報に対応して変調したレーザ光Lを出力して反射ミラー4を介してドラム1の帯電処理面を露光部位Aにおいて走査露光する。これにより、ドラム1の面に静電潜像が形成される。本実施例においては、静電潜像形成方式は、帯電したドラム面を画像情報部に対応して露光するイメージ露光方式としている。現像手段5はドラム面に形成された静電潜像を現像剤像(トナー像)として可視化する手段(現像装置)である。本実施例の画像形成装置においては現像手段としての現像器を複数有する。即ち、第1から第4の4つの現像器5(5a・5b・5c・5d:現像カートリッジ)を有する。現像器5にはそれぞれ、トナーを担持する現像ローラ(現像剤担持体)を備え、現像ローラをドラム1に接触させてドラムの静電潜像の現像を行う。これらの現像器は、現像器保持体(転換手段)としてのロータリ20に保持させてある。ロータリ20は中央軸51を中心に割り出し回転可能である。各現像器5a・5b・5c・5dはロータリ20の回転方向において互いに90°間隔の割り付けにて予め決められた所定の装着部(現像手段装着部)に取外し可能に装着されている。ロータリ20はコントローラ部100で制御されるモータ等の駆動手段(不図示)により矢印R2の時計方向に90°間隔で割り出し回転される。これにより、第1から第4の現像器5a・5b・5c・5dがひとつずつ順次、ドラム1に所定に対向した現像位置Cに切替え的に移動して、この位置においてドラム1の面に形成されている静電潜像をトナー像として現像する。ここで、ロータリ20に装着されている現像器5がドラム1に所定に対向した現像位置Cに移動した現像器位置をポジションCとする。本実施例においては、第1から第4の各現像器5a・5b・5c・5dは、それぞれ、現像剤Tとして正規極性が負帯電性の非磁性トナーを用いた接触現像型の反転現像方式の現像器である。正規極性とは、現像に供される際のトナーの帯電極性を指し、負帯電のドラムにおいて、反転現像を行う場合は、正規極性は負極性となる。本実施例においては、第1の現像器5aは現像剤収容室にイエロー(Y)色のトナーを収容したイエロー現像器である。第2の現像器5bは現像剤収容室にマゼンタ(M)色のトナーを収容したマゼンタ現像器である。第3の現像器5cは現像剤収容室にシアン(C)色のトナーを収容したシアン現像器である。第4の現像器5dは現像剤収容室にブラック(Bk)色のトナーを収容したブラック現像器である。転写手段6はドラム1の面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段であり、本実施例では中間転写ベルトユニット(以下ユニット)6を用いている。このユニット6は、中間転写体(第1の記録媒体)としての、中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)61を有する。ベルト61は、誘電体性で可撓性を有し、最大通紙サイズの記録材(本実施の形態ではA4サイズ)Pに相当する画像が書き込めるような周長を持っている。そして、転写手段6は、ベルト61を懸回張設している、1次転写ローラ62、ベルト駆動ローラ63、2次転写対向ローラ64、テンションローラ65を有する。1次転写装置としての1次転写ローラ62はドラム1に対してベルト61を挟んで圧接している。ドラム1とベルト61の接触部が1次転写ニップ部Bである。2次転写手段は、ベルトに形成されたトナー像を記録材に転写するための手段(2次転写装置)である。2次転写手段は、2次転写ローラを備える。2次転写対向ローラ64のベルト懸回部には2次転写ローラ66が対向配設されている。この2次転写ローラ66は、揺動機構(不図示)により、ベルト61を挟んで2次転写対向ローラ64に当接した作用位置と、ベルト61の表面から離隔した非作用位置とに位置移動される。2次転写ローラ66は、Y、M、C、Bkのトナー像が順次ドラム1からベルト61に1次転写されている期間は非作用位置に配置される。その後、ベルト61上の未定着の4色のトナー像(フルカラー画像)の画像先端部がベルト61の移動により2次転写ローラ66の対向位置に到達する前に、2次転写ローラ66は、作用位置に移動させられる。
 2次転写ローラ66が作用位置に移動された状態において、2次転写ローラ66とベルト61の接触部が2次転写ニップ部Dである。
 一方、所定の制御タイミングで記録材給送部(不図示)から第2の記録媒体としてのシート状の記録材Pが一枚分離されて給送される。
 その記録材Pはレジストセンサ80によって所定の制御タイミングにて2次転写ローラ66とベルト61との接触部である2次転写ニップ部Dに導入される。
 2次転写ローラ66にはトナーの帯電極性とは逆極性(正極性)で所定電位の2次転写バイアスが印加される。
 これにより、記録材Pが2次転写ニップ部Dを挟持搬送されていく過程で、ベルト61上の4色重畳のトナー像が記録材Pの面に順次に一括2次転写される。
 記録材Pはベルト61の面から分離されて定着ユニット8へ導入され、定着ニップ部で加熱・加圧される。
 これにより、各色トナー像の記録材Pへの定着(溶融混色)がなされる。
 また、ベルト61の外周面には、単層ソリッド状のトナー帯電ローラ13が揺動機構(不図示)により当接離隔自在に設置されている。トナー帯電ローラ13は、ベルト61の移動方向に対し、2次転写ニップ部Dの下流側、1次転写ニップ部Bの上流側に配置されている。トナー帯電ローラ13にはトナー帯電ローラバイアス電源(不図示)が接続されており、バイアス(本実施の形態では、トナーの正規帯電極性とは逆極性の正の直流バイアス)が印加される。トナー帯電ローラ13は画像形成時に非作用位置(離隔位置)に保持されている。そして、後述する画像形成終了後に所定の画像形成終了後の2次転写算トナーの回収(ベルトクリーニング)を行うタイミングで、トナー帯電ローラ13は所定の作用位置(当接位置)に移動される。
 《フルカラー画像形成終了後の2次転写残トナーの回収方法》
 トナー像がベルト61から記録材Pへ2次転写された後、記録材P分離後のベルト61の表面には残留した2次転写残トナーが存在する。これは前記2次転写時において、ベルト61とトナー間の鏡映力が存在するため、静電方式で転写効率を100%にすることが困難なためである。そこで、ベルト61上に2次転写されずに残った2次転写残トナーを、トナー帯電ローラ13によって、本来とは逆極性の正極性に転換されてドラム1に静電的に移動させるベルトクリーニングを行う。具体的には、まず2次転写後に、トナー帯電ローラバイアス電源(不図示)から正極性のトナー帯電ローラバイアスをトナー帯電ローラ13に印加する。本実施の形態において、トナー帯電ローラバイアスは、定電流制御された直流バイアスを印加している。そして、トナー帯電ローラバイアスの印加から所定時間後にトナー帯電ローラ13をベルト61に当接させる。そのため、トナー帯電ローラにより2次転写残トナーは正極性に帯電される。ドラム1表面は負極性の表面電位を持っており、1次転写ローラ62には正極性の転写バイアスが印加されている。したがって、ベルト61の移動により1次転写ニップ部に到達した正極性に帯電されたトナーには、ドラム1とベルト61との間の電界よりドラム1に戻る力が働くことになる。このようにして、ベルト上のトナーは、ドラム1に移動させられ、ドラム1のクリーニングユニットで回収することが可能となる。そして、ベルト61が1周してクリーニングが終了した後に、トナー帯電ローラ13へのトナー帯電ローラバイアスの印加をOFFする。トナー帯電ローラバイアス印加のOFFから所定時間後、トナー帯電ローラ13はベルト61から離隔される。
 《モノクロ画像モード時の2次転写残トナーの回収方法》
 モノクロ画像形成モードの場合は,ブラック用の第4の現像器5dを用いた画像形成だけが行われる。この場合、2次転写ローラ66とトナー帯電ローラ13は作用位置の状態で画像形成を行う。2次転写残トナーは、トナー帯電ローラ13により本来とは逆極性の正極性に転換されている。このときドラム1は負極性に帯電されており、1次転写ローラ62には正極性のバイアスが印加されている。そのため、ベルト上のトナーは1次転写ニップ部Bで電界によりドラム1に移動し、ドラム1のクリーニングユニットで回収することが可能となる。コントローラ部100は1枚或いは連続複数枚のモノクロ画像形成ジョブが終了したら、画像形成装置を待機状態に戻して、次の画像形成スタート信号の入力を待つ。
 《排紙センサ》
 本実施例の画像形成装置では、図1に示すレジストセンサ80により、記録材の有無検知を行っている。さらに、外排紙センサ90が配置されている。レジストセンサ80は、記録紙とベルト61に形成された現像剤像との位置をあわせるためのセンサであり、記録材の搬送方向に対して記録材のスタッカと2次転写部Dとの間に設けられている。外排紙センサ90は、記録材の排紙が行われたかを確認するためのセンサであり、記録材の搬送方向に対して、2次転写部Dと定着ユニット8との間に設けられている。レジストセンサ80が記録材を検知した後、予め定められた一定時間後までに、外排紙センサ90に検知されない場合は、レジストセンサ80と外排紙センサ90の間でジャムがあったと検知される。また、外排紙センサ90により記録材が検知されてからさらに予め定めた一定時間経過後、外排紙センサがOFFにならない(記録材が検知され続けた)場合は、定着ユニット内でジャムが起きたと検知される。定着ユニットでジャムが発生した場合は、記録材は2次転写ニップ部Dを通過しており、2次転写ニップ部Dで記録材にトナー像は転写された状態である。いずれも、センサの情報はコントローラ部(制御装置:CPU)100で処理され、ユーザにジャムがあった旨、報知される。なお、本実施例ではセンサにより、画像形成装置内の記録材の位置を特定するが、記録材がスタッカからピックアップされてからの時間をカウントして、そのカウント時間から記録材の位置を特定するなどしても適宜可能である。
 《環境検知》
 本実施例の画像形成装置では、画像形成装置の置かれた環境温度を検知する温度センサ200が具備されており、コントローラ部(制御装置:CPU)100にて常に管理されている。温度センサにより検知された温度は、帯電装置や現像装置に印加される各種バイアスの制御や緊急停止後の復帰動作時の回収シーケンスを変える際に用いられる。なお、温度センサ200は、クリーニングブレード24の近辺の温度を検知することが好ましいが、これに限られるものではない。装置内における温度センサの配置上、クリーニングブレード24の近辺の温度と相関が取れる位置に配置されていれば良い。
 《最大トナーのり量》
 画像形成の際、使用する総トナー量が多いとシートや転写ベルト上にトナーを重ねて転写すると、トナーが飛び散るという現象や、定着器にシートが通過する前後でトナーが飛び散るという現象が生じ得る。また、この他に微妙な温度や湿度の変化、ドラムやトナーや定着器および中間転写体の使用劣化によって、トナー電荷の変動や、転写効率が変動することによってトナーの飛び散りの発生状態も変化する。これらの変動要因があってもトナーの飛び散りを発生させないように、トナー量を制限するための設定がなされている。本実施例では、単色のべた黒画像を形成した際にベルト61に載るトナー量を100%としたときに対し、YMCBk4色のトナーの総量が200%を越えないように、コントローラ部(制御装置:CPU)100にて制御される。本実施例では、画像露光手段3レーザースキャナユニットのPWM(パルス発光時間)を制御することで濃度を調整している。
 《トナーのり量の計算方法》
 本実施例における画像形成装置では、画素カウント(ビデオカウント)手段34があり、画素カウント手段は入力された画像データからトナーを付着すべき画素である印字画素のカウントを行う。この動作をビデオカウントと称する。本実施例では、画素カウント手段34でレーザの発行時間を積算することで、画像形成に必要なトナー量の算出を行っている。カウントされる印字画素が多いほど、ドラム上に現像されるトナーのり量が多くなるため、ドラムからベルト61に転写されるトナー量も多くなる。したがって、画素カウントを行うことで、緊急停止時にベルト1周分に残っているトナー量を予測することが可能となる。ビデオカウント情報から、後述するトナーのり量を算出する方法は次のように行っている。本実施例におけるトナーのり量は、ベタ黒画像を形成時のトナー量を100%ののり量としている。そこで、ベタ黒画像を形成した時のビデオカウント数を基準として、トナーのり量を計算する。例えば、ベタ黒画像を形成した時のビデオカウント数の半分のビデオカウント数である画像を形成した場合、トナーののり量は50%となる。
 《緊急停止後の回収シーケンス》
 本実施例で特徴となる緊急停止後の回収シーケンスを実行する、制御装置等を図2に示す。制御装置であるコントローラ(CPU)100は、温度情報とビデオカウント情報、メモリ情報より、各バイアス制御駆動を行う。具体的には、CPU100は、レジストセンサ80や、外排紙センサ90からの情報に基づいて緊急停止が発生したかどうかを判断する。そして、緊急停止が発生した場合は、緊急停止からの復帰動作時に回収シーケンスを行う。回収条件が異なる回収シーケンスが2つあり、メモリ36に記憶されている。CPU100は、カウンタ34のビデオカウント情報と、温度センサ200の環境温度によって最適な回収シーケンスをメモリ36から呼び出して切り替える。CPUは、回収シーケンスに基づいて、帯電バイアス制御部、1次転写バイアス制御駆動部、1次転写バイアス制御駆動部、トナー帯電ローラバイアス制御駆動部、ドラム駆動制御部、中間転写体駆動制御部を制御する。まず第1の回収シーケンスについて述べる。
 (回収シーケンス1)
 本実施例における回収シーケンス1について説明する。緊急停止後の復帰動作時において、下記回収シーケンス動作を行う。回収シーケンスにおいて、ベルト61と、ドラム1は回転するようにしている。ベルト61からドラム1へ回収されたトナーは、ドラムの回転によりクリーニング装置に回収されるようになっている。緊急停止時にベルト61上にあるトナーは、多くは正規極性の負極性トナーである。しかしながら、ベルト61には、転写バイアスの影響により正極性になったトナーも存在する。そのため、ベルト61上のトナーを回収するために下記のような回収シーケンスを行った。
 (1)ベルト61が2周する間に、一次転写ローラ62に負極性のバイアスである-1000V印加し、帯電ローラへのバイアス印加をOFFとしてドラム1の電位をほぼ0Vとする。このとき、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13は離隔しておく。この(1)の動作にて、負極性トナーの回収を行う。緊急停止時にベルト上にあるトナーは、多くは負極性のトナーであるので(1)の動作により、大部分のトナーの回収を行える。
 (2)次に、ベルト61が1周する間に、2次転写ローラ66とトナー帯電ローラ13を当接させ、それぞれに正極性のバイアス+2000Vを印加してベルト61上の残トナーを正極性に帯電する。一次転写ローラ62には、正極性のバイアスの2000Vが印加され、帯電ローラに負極性のバイアスを印加し、ドラム暗部電位は-500Vとする。この動作により、トナーは、トナー帯電ローラ13により正極性に帯電させられ、トナーは1次転写部において電界により、ドラムに回収される。(1)の動作により負極性のトナーの大部分は回収されている。(2)により、正極性のトナー及び、(1)で回収されなかった負極性のトナーや、電荷量が0近傍のトナー等が、トナー帯電ローラ等により正極性となり、ドラムへ回収されることになる。また、一部のトナーは2次転写ローラ等に電気的に一時保持される。この時点で、ベルト61上に残留したトナーは、ほぼ回収される。
 (3)次に、ベルト61の1周半する間に、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13に溜まったトナーを吐き出すため、正極性バイアスの印加と負極性のバイアス印加を周期的に切り替えたバイアスを印加する。具体的には、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13をベルト61に当接させた状態で、それぞれの部材に、+1000Vと、-1000Vの電圧を交互に切り替えて印加している。印加されるバイアスを切り替えることにより、2次転写ローラ等に付着していたトナーがベルト61に移動することが確認されている。このとき、2次転写ローラ66やトナー帯電ローラ13から吐き出されたトナーが、1次転写部B到達したとき、ドラム1へ回収される電界が形成されるように転写バイアスを切り替える。具体的には、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13から+1000V印加されたときに吐き出されたトナーは、正極性に帯電されている。このトナーが1次転写部B到達したとき、一次転写バイアスに+1000V印加する。このときドラムの帯電はOFFなので、正極性に帯電されたトナーは、静電的にドラムへと回収される。同様にして、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13から-1000V印加されたときに吐き出されたトナーが1次転写部B到達したとき、一次転写バイアスに-1000V印加する。このときドラムの帯電はOFFなので、負極性に帯電されたトナーは、静電的にドラムへと回収される。なお、各印加時間は350msecであり、ベルト61の1周半する期間(ベルト1周3.8秒)、各正負バイアスの印加時間を350msecずつ交互に繰り返して印加するようにしされ、吐き出されたトナーをドラムに回収する。(3)により、(2)の工程により2次転写ローラ等に付着していたトナーが、ドラム1に回収されることになるので、2次転写ローラの清掃をすることができる。
 (回収シーケンス2)
 後述する予備検討1の結果から、回収シーケンス1では回収しきれなかった、低温環境下で、かつ残留トナー量が多い場合において、回収シーケンス2を起動する。
 回収シーケンス2では、ベルト61からドラム1へトナーを回収させる際に、ベルト61上の残トナーの一部を、2次転写ローラ66に一時的に回収させることに特徴がある。具体的には、ベルト61からドラム1へトナーを回収させる際に、図3のように、2次転写ローラ66をベルト61に当接させ、2次転写バイアスを印加させる。そしてベルト61上の残トナーの一部を、2次転写ローラ66に一時的に保持させる。それとともに、ベルト上の残トナーに電荷を付与しながら、一次転写バイアス62とドラム1との電界で、回収許容量を超えない範囲のトナー量でドラムに回収する。以下シーケンスの詳細を説明する。
 (1)2次転写ローラ66をベルト61に当接させ、正極性のバイアスを+1000V印加する。また、一次転写ローラ62に正極性のバイアスを+900V印加し、ドラムは暗部電位が-500Vとなるよう帯電バイアスが印加される。ベルト61が5周する間に、ベルト上の残トナーの一部を2次転写ローラ66へ保持させつつ、ベルトへ保持されなかったトナーを1次転写ニップ部Bでドラム1に静電的に回収させる。この間、トナー帯電ローラ13は離隔しておく。2次転写ローラ66には、ベルト61上の負極性のトナーが一部保持される。また、ドラム1には、ベルト61上の正極性のトナーが1次転写部Bにて逐次回収される。さらに詳しく述べると、ベルト1周目で、ベルト上の残トナーの一部を2次転写ローラ66へ保持させつつ、ドラム1に静電的に回収させる。ベルト2周目では、1周目で回収されなかった残トナーがベルト上に存在する。ここで、2次転写ローラ66に印加された正極性のバイアス+1000Vにより、再度、ベルト上の残トナーが正極性に帯電される。このトナーはベルト周回とともに1次転写部Bへ到達し、ドラム1に静電的に回収させる。このように、3周目、4週目、5周目と繰り返すことで、ベルト61上の残トナーは、2次転写ローラ66に保持され、保持されなかった残トナーもほとんどが、ドラム1に回収される。回収シーケンス1の(2)と比較して、2次転写ローラ66に印加されるバイアスは低くなっている。この理由としては、2次転写ローラ66に、回収シーケンス1の(2)のように、+2000Vのバイアスを印加してしまうと、ベルト61上のトナーの多くが正極性に帯電させられてしまうためである。回収シーケンス2の(1)では、ベルト61上に未転写のトナーが大量にある。このような状態で、2次転写ローラ66に+2000Vのバイアスを印加すると、1部のトナーは2次転写ローラに付着するが、別の1部のトナーは正極性化され、2次転写部を通過する。このとき、2次転写ローラ66に印加するバイアスが強すぎると、正極化させるトナーの量が増加することになる。この結果、1次転写部に多量の正極性のトナーが到達することになり、ドラム1での回収許容量を越えるおそれが高くなる。そこで、回収シーケンス2の(1)では、2次転写ローラ66に印加するバイアスを小さくしている。回収シーケンス1の(2)では、回収シーケンス1の(1)の後に実行されるためベルト61上のトナーは多量ではない。そのため、2次転写ローラ66に印加するバイアスを大きくしていたとしても、多量のトナーが1次転写部に到達するということはない。
 (2)続いてベルト61が2周する間、一次転写ローラ62に負極性のバイアスである-1000V印加し、帯電ローラへのバイアス印加はOFFとして、ドラム1の電位をほぼ0Vとする。また、2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13は離隔しておく。この動作により、ベルト61上の負極性に帯電したトナーは1次転写部において電界によりドラム1へ回収される。(2)により、(1)で2次転写ローラに回収しきれなかった負極性のトナーがドラム1へ回収されることになる。
 (3)ベルト61を(1)の状態で5周、(2)の状態で2周させると、ベルト61上のトナーをほぼ回収することが可能である。次に、2次転写ローラ66に溜まったトナーを吐き出すために、回収シーケンス1における、(3)と同様な制御を行う。2次転写ローラ66をベルト61に当接させ、正極性のバイアス印加と負極性のバイアス印加を周期的に切り替えて、ベルト61を3周させる。トナー帯電ローラ13は、離隔した状態にしておく。このとき、2次転写ローラ66やトナー帯電ローラ13から吐き出されたトナーが、1次転写部においてドラム1へ回収される電界が形成されるように帯電バイアスを切り替えることでドラムへと回収させる。ベルト61が3周する間に印加時間は350msec間隔で、吐き出されたトナーをドラムに回収する。復帰シーケンス回収シーケンス1の(3)の制御と回収シーケンス2の(3)の制御を比較すると、回収シーケンス2の(3)の制御の方が長くなっている。この理由としては、回収シーケンス2の(3)では、2次転写ローラ66にトナーを積極的に保持させているため、2次転写ローラからのトナーの吐き出し期間を長くする必要があるためである。なお、このときに、ベルト61からドラム1へ多量のトナーが回収されないようにする。多量のトナーがドラム1へ移動するとクリーニング不良を発生させるおそれがあるからである。ベルト61からドラム1へ多量のトナーが回収されないようにするためには、2次転写ローラ66からベルト61へ吐き出されるトナー量を多くしないようにする。そのために、2次転写ローラに印加するバイアスと印加時間を最適化している。
 上記回収シーケンス2を、本実施例の回収シーケンス1で回収許容量がもっとも低下する0℃環境で実施したところ、回収不良をおこすことなく、ベルト上に残留した200%の乗り量のトナーを回収することが可能であった。回収シーケンス1と、回収シーケンス2の違いは、回収時に、1回にベルト61からドラム1に戻されるトナーの、ドラム上の単位面積あたりのトナー量が、回収シーケンス1より回収シーケンス2の方が少なくなるように設定されることである。ここで言う、ドラム1に戻されるトナーの、ドラム上の単位面積あたりのトナー量とは、次式で表される。ドラム1に戻されるトナーのドラム上の単位面積あたりのトナー量=(ベルト61からドラム1へ戻されたトナーの総量/ベルト61からドラム1へトナーを戻したドラムの総面積)である。ドラム上の単位面積あたりのトナー量が少ないと言うことは、ベルト61からドラム1へ多量のトナーが移動していないということを意味する。図5に示されるように、比較的クリーニングの性能に余裕がある環境温度時(15℃~30℃)では、回収シーケンス1で大きな電位差により単位面積あたりのトナー量を増やす。そのため、なるべく短い時間で回収することが可能である。一方、低温環境下(15℃未満)では、回収時の単位面積あたりのトナー量が多いときに、回収不良を起こす場合がある。このため、低温環境下(15℃未満)で緊急停止時のトナー量が多い場合は、単位面積あたりのトナー量を減らして、問題を起こすことなく確実に回収させる方法が必要となる。本実施例ではクリーニング性能が低下してしまう低温環境下でかつ、トナーののり量が多い場合において、2次転写ローラ66用いトナーを一時保持させる。これにより、1次転写部に到達するトナー量を少なくすることができ、1次転写部でドラムに回収されるトナーのドラムの単位面積あたりのトナー量を減らして回収するものである。この他にも、実施例2のように、2次転写ローラ66とトナー帯電ローラ13を用いずに1次転写部のバイアスを段階的に変化させて回収する方法があるが、回収に要するダウンタイムが本実施例より増加してしまう。本実施例ではクリーニング性能が低下してしまう低温環境下でかつ、トナーののり量が多い場合の緊急停止後の復帰時に、回収不良することなく、かつ、復帰に要するダウンタイムを極力短くすることが可能となるのである。
 〈予備検討1〉
 本実施における回収シーケンス1で、クリーニングブレードの回収不良をおこすことなく、回収できる回収トナー限界量とそのときの画像形成装置の雰囲気温度との相関を調べた。検討条件として、本実施例における、フルカラー80000枚通紙後のクリーニング装置(公称ドラム寿命80000枚)を用いて、各環境における最適なトナーの回収条件を調べた。フルカラー画像形成モードで、記録材80000枚通紙後のクリーニング装置を用いて実験を行った理由は、画像形成を繰り返すことによりドラムに傷が生じクリーニング性が低下することを考慮するためである。画像形成によりクリーニング性が低下したドラムで、良好なクリーニングを行える条件であれば、新品時のドラムでも良好なクリーニングを行うことができる。
 [方法]
 本実施例の画像形成装置で様々な濃度の画像をドラムに現像させ、ベルト61に1次転写させる。このときに本体の緊急停止を行い、ベルト61上にトナーを存在させるようにする。その後、回収シーケンス1でベルト61上の残トナーを回収したときの、ドラム上でクリーニングブレードを通過した後の領域を目視し、トナーのすり抜けが発生しているか否かを判断した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。
 [結果]
 結果を図4に示す。横軸が画像形成装置の雰囲気温度、縦軸がトナーののり量であり、単色べた黒画像時の載り量を100として表したものとなっている。そのときのクリーニングブレードに対して、トナーすり抜け無しが○、トナーすり抜けあり(回収不良)が×で表されている。本結果より、低温環境(例えば、図3における0℃、10℃)において、トナーののり量が多い高印字画像形成をした時(例えば180%、200%のトナーのり量)の回収時は、回収不良が発生してしまう場合があった。これは、低温環境では、ブレードの硬度が高くなり、弾性が低化し、ドラムの偏芯に対する追従性が悪化することに起因している。この予備検討により、低温環境下において、ベルトのトナー載り量が多い場合は、ベルト61から1度にドラム1へ回収させるようにすると、トナーのすり抜けが発生することが解かった。
 《緊急停止時の回収シーケンスの選択》
 画像形成装置が緊急停止する場合として、(1)記録材の紙つまり(以下ジャム)(2)停電等による本体電源停止時、の2通りで説明をする。以下、それぞれの場合における回収シーケンスの切り替え方法について詳細に述べる。このような場合分けを行うのは、緊急停止前に中間転写体上に残っているトナー量がそれぞれの状況で異なるためである。それぞれの場合において、緊急停止前の画像情報に応じて、CPU100(推測手段)によりベルトに残っているトナー量を算出して推測する。
 〈記録材の紙つまり時〉
 本実施例のフルカラー画像形成時における記録材の紙つまり時の回収シーケンスを図5に示す。外排紙センサ90にて、定着器内でジャムの発生が検知された場合のベルト61上のトナー像を図6(A)に示す。定着器内でのジャムとは、記録材が定着器を通過途中に紙つまり起こしたことを指す。このとき、記録材Pは二次転写ローラ66を通過した後なので、ベルト61のトナー像は全て記録材に2次転写されている。このため、ベルト61上には2次転写時に記録材へ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、最も悪い0℃環境で2次転写効率90%である。また、本実施例における画像形成装置では、4色フルカラー画像の最大のり量は、単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。したがって、フルカラー最大乗り量時200%における2次転写残としては、200×0.1=20%が残留している。この量は、0℃環境下においても1度に回収可能な量である。このため、定着器内(s1)で発生したジャムに関しては、温度検知結果に因らず、通常画像形成後のベルトクリーニングシーケンス(S2)で良い。通常クリーニングシーケンスで、ベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態(S3)となる。図1に示すレジストセンサ80により、記録材なしと検知された時のベルト上のトナー像を図6(B)に示す。本実施例では、記録材Pのピックアップと同時に、イエロー画像形成をおこなっている。このため、給紙遅延ジャム発生時はベルト61上にはイエロー画像のみ存在なので、イエロー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。上記以外の場合は記録材Pが二次転写ローラ66と定着ユニット8の間で紙つまりしている(図6(C))。この場合は、記録材Pに2次転写されずに残った4色のフルカラー画像がベルト61上に存在する。記録材Pに2次転写されたトナー量は不明なため、4色のフルカラー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。環境温度情報とベルト上のトナー量(トナーのり量)に関する情報とで、回収条件を切り替える。(S4)にて、復帰時の温度情報が15℃以上の場合、予備検討1の結果図4より、トナーのり量に因らず、回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。復帰時の温度情報が10℃以上の場合(S6)、(S7)にてトナーのり量が40%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S7)にてトナーのり量が40%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。復帰時の環境情報が10℃未満の場合、(S9)にてトナーのり量が30%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S9)にてトナーのり量が30%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。当該残トナー量と復帰時の環境検知結果と合わせて、回収シーケンスを切替えることで、最適な条件で回収させることが可能となる。
 (モノカラー画像形成時)
 本実施例のモノカラー画像形成時における記録材の紙つまり時の回収シーケンスを説明する。フルカラー画像形成時と同様、図5のフローで説明することが出来る。まず、記録材Pの紙つまり発生時、まず、図1に示すレジストセンサ80と外排紙センサ90により記録材Pがどの位置で紙つまりしているかを検知する。定着器内でのジャム(s1)のとき、記録材Pが二次転写ローラ66を通過しているので、ベルト61上のトナー像は全て記録材Pに2次転写されており、ベルト61上には2次転写時に記録材Pへ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、0℃環境で最も悪く2次転写効率90%である。したがって、最大乗り量時の100%における2次転写残としては、100×0.1=10%が残留している。この量は、予備検討1の結果より、0℃環境下においても1度に回収可能なので、回収シーケンス1で良い。定着機(s1)以外の場合は、ベルト61上にはブラック画像のみが存在する。このため、ブラック画像のビデオカウント情報からトナー量を算出する。このようにして算出されたトナー量と、環境検知結果に基づいて、回収シーケンスが決定される。
 《本体電源停止時》
 本実施例の緊急停止時における回収シーケンスフローを図7に示す。本実施のクリーニングユニットには、不揮発性のメモリ(不図示)が設置されており、通常の画像形成動作終了後に必ずドラムの使用履歴情報が書き込まれる。仮に、画像形成中に、停電や本体ドアの開閉などが起きると、画像形成終了後の不揮発性メモリへの書き込みができない。このため、停電などの緊急停止発生後、再度電源を入れた際は、不揮発性メモリからエラーが検知される。画像形成装置の電源が入ると、まずこの不揮発性メモリを読み込む(s30)。通常画像形成後の電源ON時は、そのままスタンバイ状態になる(s31)。(s30)にて、不揮発性メモリへの書き込みエラーが検知された場合、本体の緊急停止があったと判断する。但し、このような緊急停止時は、どのタイミングで緊急停止が起きたかがわからないため、記録材Pの位置を特定することが出来ない。このため、記録材への2次転写が済んでベルト61上のトナーが転写残トナーだけなのか、記録材への2次転写が終わっておらず、ベルト61上に未転写のトナーが大量に残っているのかが解からない。そこで、ベルト61上に未転写のトナーが大量に残っている場合を想定した回収シーケンスを取る。このとき、環境温度情報とトナーのり量とで、回収シーケンスを選択する。(S4)にて、復帰時の環境情報が15℃以上の場合、予備検討1の結果図3より、トナーのり量に因らず、回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。復帰時の環境情報が10℃以上の場合(S6)、(S7)にてトナーのり量が40%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S7)にてトナーのり量が40%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる復帰時の環境情報が10℃未満の場合、(S9)にてトナーのり量が30%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S9)にてトナーのり量が30%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。
 以上のように、緊急停止前のトナーのり量に関する情報と、復帰時の環境情報により、ベルト上の残トナーの回収シーケンスを最適な条件に切り替えることで、残トナーの回収不良の発生を確実に防ぐことが可能である。なお、予備検討1の結果は、本画像形成装置の構成によって変化する。したがって、回収シーケンスを変更するための温度やトナーのり量は、各装置の構成によって変わり得る。クリーニングブレードでの回収不良が発生しやすい、低温環境下で、かつや高印字画像形成時において、最適な回収条件に切り替えることで、ベルトからドラムに多量のトナーが戻ってしまい、クリーニング不良が発生するのを抑制することができる。なお、本実施例では、温度及びトナーのり量に応じて回収シーケンスを切り替えた。しかしながら、ベルト61の最大トナーのり量において回収不良が発生しないような画像形成装置であれば、温度のみに基づいて回収シーケンスを変更するようにしてもよい。なお、本実施例では復帰時のダウンタイムを可能な限り短くするために、回収シーケンスを2つにしたがこれに限られるものではない。さらに、温度に応じて別の回収シーケンスを設けるようにしてもよい。また、回収シーケンス2において、2次転写ローラ62をベルト61に当接させ、残トナーを一時保持させたが、これに限られるものではなく、トナー帯電ローラを当接させても良いし、別途に新規の帯電部材を用いても良い。
 〔実施例2〕
 本実施例における画像形成装置を図8に示す。本画像形成装置は、コストダウンのため、画素カウンタを持たず、温度センサのみを有している。実施例2では、緊急停止時の温度情報に応じて、回収シーケンスの内容を変更する。具体的には、2次転写ローラへの一次保持を行わずに、トナー回収時のベルトの回転周回数と一次転写バイアスを切り替えることで回収する。以下、実施例1と違う点について説明をする。それ以外の点においては、実施例1と同様の構成となっている。実施例2における、制御のフロー図を図9(A)に示す。定着排紙後(t1)でジャムが発生した場合、記録材Pは二次転写ローラ66を通過しているので、ベルト61のトナー像は全て記録材に2次転写されている。このため、ベルト61上には2次転写時に記録材へ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、最も悪い0℃環境で2次転写効率90%である。また、本実施例における画像形成装置では、4色フルカラー画像の最大乗り量は、単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。したがって、フルカラー最大乗り量時200%における2次転写残としては、200×0.1=20%が残留している。この量は、0℃環境下においても1度に回収可能な量である。このため、(t1)で発生したジャムに関しては、温度検知結果に因らず、通常画像形成後のベルトクリーニングシーケンス(t2)で良い。通常クリーニングシーケンスで、ベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態(t3)となる。給紙遅延時および定着排紙後(t1)でジャムが発生した場合以外は、環境温度情報とトナーのり量情報とで、回収条件を切り替える。(t4)にて、復帰時の環境情報が30℃以上の場合、回収シーケンス1-1で復帰することが可能である(t5)。回収シーケンス1-1について詳細に述べる。
 (1)後述する予備検討2の結果より30℃以上の温度では、べた黒画像のトナー量を100%のトナーのり量としたときに、95%のトナーのり量まで回収させることが可能。
 (2)後述する予備検討3(図10)の30℃の電位差と回収量のグラフを参照し、予備検討2で得られた回収許容のトナーのり量95%を超えないように、ドラムとベルトの電位差設定を行う。本実施例では、ベルト1周目では、トナーのり量85%分のトナーの回収が可能な電位差800Vとなるように制御する。ベルト2周目では、トナーのり量172%分のトナーの回収が可能な電位差1600Vとなるように制御する。1周目で、85%分のトナーのり量分が回収されているので、2周目では(172%-85%)=87%からトナーのり量87%分のトナーが回収されることになる。3周目で192%の回収が可能な電位差2600Vとなるように制御した。2周目までに、トナーのり量172%分のトナーを回収しているので、3周目では(192%-172%)=20%から、トナーのり量20%分のトナーが回収されることになる。このように、それぞれ1回の回収量は(1)で考慮したようにトナーのり量95%を超えないように設定されている。このように、段階的にベルトとドラムとの間の電界が大きくなるように設定されたテーブル(図12(b)参照)がメモリに記憶されている。なお、ベルト61とドラム1との電位差をつけるため、帯電ローラへのバイアスはOFFで、転写ローラに負極性の電圧を印加して所望の電位差を設けている。
 (3)各印加バイアスにおける回収量はベルト1周で飽和するように設定しているので、ベルト1周ごとにバイアスを切り替えるようにしている。
 (4)ベルト3周にわたりベルト上のトナーを回収した後、その後、ベルト61が1周する間に、2次転写ローラ66とトナー帯電ローラ13を当接させ、それぞれに正極性のバイアス700Vを印加してベルト61上の残トナーを正極性に帯電する。一次転写ローラ62には、正極性のバイアスが印加され、ドラム1は負極性に帯電され、ドラム暗部電位は500Vとなっている。そのため、正極性に帯電したトナーは1次転写部において電界により、ドラムに回収する。(4)により、(2)で回収されなかった負極性トナー、及び正極性のトナーが回収されることになる。
 (5)次に、(4)の工程で2次転写ローラ66、トナー帯電ローラ13に付着したトナーを吐き出すため、正極性バイアスの印加と負極性のバイアス印加を周期的に切り替える。このとき、2次転写ローラ66やトナー帯電ローラ13から吐き出されたトナーが、1次転写部においてドラム1へ回収される電界が形成されるように帯電バイアスを切り替えることでドラムへと回収させる。なお、各印加時間は350msecであり、ベルト61の1周半する間、交互に繰り返され、吐き出されたトナーをドラムに回収する。
 図9(B)に示されるように、温度に応じて回収シーケンス1-1、1-2、1-3と可変となるように設定されている。回収シーケンス1-2および1-3に関しても、予備検討2~4の結果を踏まえ、回収シーケンス1-1と同様にして、それぞれの温度に対応した(2)の内容が作成されている。復帰時の温度情報が15℃以上30℃未満の場合、(t6)、回収シーケンス1-2で復帰することが可能である(t7)。(t6)にて温度情報が15℃未満の場合、回収シーケンス1-3で回収した後(t8)、スタンバイ(t3)となる。このように、復帰時の環境温度によって、クリーニングユニットで回収可能な許容量が変わるので、温度に応じて、回収シーケンスの時間が異なる。本実施例において、ベルト1周目の時にベルト61とドラム1の間に形成される電位差は、温度が高い回収シーケンス1-1の方が、温度が低い回収シーケンス1-2よりも大きくなるようにしている。即ち、緊急停止の時にベルト61の上にあるトナーがドラム1へ初めて戻される時の前記中間転写体と前記像担持体との間の電界は、回収シーケンス1-2の方が、回収シーケンス1-1よりも小さくなるようにしている。これは、電位差が大きいほどベルト61からドラム1へ戻るトナーの、ドラム1の単位面積あたりのトナーの量が多くなるためである。つまり、電位差が大きいほどベルト61からドラム1へ多量のトナーが移動することになる。そのため、温度が低くクリーニングの回収許容量が小さい場合は、電位差を小さくしてトナーがドラム1へ多量に戻らないようにしている。しかしながら、温度が低い場合は、ベルト1の上のトナーをドラムへ移動させる量を少なくするので、その代わりに回収シーケンス時にベルト61を回転させる回数が多くなる。そのため、温度が低い場合は回収シーケンスの時間が長くかかることになる。
 以上説明したように、温度が低くクリーニング装置の一度に回収可能な回収許容量が小さい場合は、ベルト61からドラム1へ戻るトナーの、ドラム1の単位面積あたりのトナーの量が少なくする。そうすることで、回収シーケンスの時間は長くなるがクリーニング不良の発生を抑えることができる。逆に、温度が高くクリーニング装置の一度に回収可能な回収許容量が大きい場合は、ベルト61からドラム1へ戻るトナーの、ドラム1の単位面積あたりのトナーの量が多くする。そうすることで、回収シーケンスの時間を短くすることができる。
 〈予備検討2〉
 本実施におけるクリーニングユニットで、クリーニングブレードの回収不良をおこすことなく、回収できる回収トナー限界量とそのときの画像形成装置の雰囲気温度との関係を調べた。検討条件は予備検討1と同様に、画像形成によりクリーニング性が低下したドラムを用いて検討を行った。すなわち、本実施例における画像形成装置で、フルカラー10000枚通紙後のクリーニングユニット(公称ドラム寿命80000枚)を用いた。
 [方法]
 実施例2の画像形成装置で様々な濃度の単色画像(本検討はBKトナー)をドラムに現像させ、1次転写バイアスにトナーと同極性のバイアスを印加し、ドラムへ現像されたトナーが中間転写体上へ1次転写させないようにした。これにより、ドラム上に現像されたトナー像はそのままクリーニング装置に回収される。このようにしてクリーニング装置に回収させたトナー像が、クリーニングブレードをすり抜けるか否かを検討した。具体的には、ドラム上でクリーニングブレードを通過した後の領域を目視し、トナーのすり抜けが発生している否かを判断した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。すり抜けが発生した場合は、回収不良と判断した。
 [結果]
 結果を図10に示す。画像形成装置の雰囲気温度を横軸、縦軸がトナーののり量であり、単色べた黒画像時の乗り量を100%として表したものとなっている。各条件においてトナーすり抜け無しが○、トナーすり抜けありが×で表されている。
 本結果より、耐久寿命まで使用されたクリーニングユニットにおいて、ドラムに回収出来るトナー量は、0℃環境では単色ベタ黒画像をトナー量100%として、30%以下にしなければならない。一方、30℃環境では95%まで回収することが可能であった。
 〈予備検討3〉
 実施例2における画像形成装置で、ベルト61上のトナーをドラムで回収する時の、1次転写バイアスと回収トナー量についての関係を調べた。
 [方法]
 本実施例の画像形成装置で、4色フルカラー画像の最大のトナーのり量は、先述したように単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。この200%ののり量(本検討はYとBKトナーをそれぞれ100%印字)を現像し、中間転写体上に1次転写させた画像を、2次転写させずに、ドラムへと回収させる。このとき、残トナーの画像先端がドラムに回収されてからドラム1周後に、各印加バイアスでどれだけドラム側へ回収されたかドラム上に付着したトナー量を測定し比較した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。
 [結果]
 図11は1次転写バイアスを変化させたときの、ドラムへ回収されるトナー量との関係グラフである。グラフは、1次転写クリーニングバイアスを横軸としている。1次転写クリーニングバイアスは、ドラムの電位と1次転写ローラに印加されるバイアスの電位との電位差を表しており、電界の方向としては正規極性のトナー(負極性のトナー)がドラムに移動する方向である。1次転写クリーニングバイアスが大きいほど、ベルト61とドラム1との間に大きい電界が形成され、ベルト61からドラム1へトナーが多く戻ることになる。縦軸は、各1次転写クリーニングバイアスを印加した時の、ドラムへ回収されるトナーの回収量を示している。図10から、たとえば、30℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを300vとすると、最大トナーのり量200%のうち38%を回収することが出来る(図中A)。一方、0℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを300vとすると、最大トナーのり量200%の20%しか回収することができない(図中B)。また、30℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを1800vとすると、最大トナーのり量200%の190%を回収することが出来る(図中C)。一方、0℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを1800vとすると、最大トナーのり量200%中の110%しか回収することができない(図中D)。これは、環境によって残トナーの電荷量が変わってしまうことに起因して回収量に差が生じているものと考察された。なお、本実施例の画像形成装置にて、ベルト61とトナー間の鏡映力や、ファンデルワールス力が存在するため、ベルトとドラムとの電界のみによってベルト上のトナーを完全にドラムへ移動させるのは困難であった。但し、大部分のトナーをドラムに回収させた後であれば、トナー帯電ローラの汚染に影響を与えない程度にまでトナー量が減っている。なので、最後は通常の2次転写トナーの回収方法によりベルトクリーニングを行うことで最終的にベルト上の残トナーを100%回収することが可能である。
 〈予備検討4〉
 さらに、実施例2における画像形成装置で、所定の1次転写クリーニングバイアスを設け、ベルトとドラムを回転させてベルト上のトナーをドラムで回収する時、ベルトの駆動周回数と、クリーニング装置への回収トナー率についての関係を調べた。
 [方法]
 本実施例の画像形成装置で単色べた黒画像(本検討はBKトナー)を現像し、ベルト上に1次転写させたベタ黒画像を、2次転写させずに、一次転写部Bでドラムへと回収させる。このとき、1次転写クリーニングバイアスは300Vで一定に保ち、中間転写ベルトを周回運動させつづけたときの各周回におけるベルト上の残留トナー量を測定した。
 [結果]
 図12はベルトが何周回転したかを指すベルト周回数と、ドラムへ回収されるトナー量の割合との関係グラフである。横軸はベルトの周回数を表している。ベルト1周につき、ドラムは3.5周する。縦軸は、各ベルト周回における、ドラムへ回収されずにベルト上に残留するトナーの未回収率を示している。未回収率は、ベルト上に形成されたベタ黒画像のトナー量と、ドラムへ回収されたトナー量との割合から算出した。未回収率が100%の場合はベルト上にベタ黒画像が残留したままであり、未回収率が0%の場合は、全てドラムへ回収され、ベルト上に残留するトナーは存在しない。例えば、縦軸が50%だとベルト上、単色ベタ黒トナー時の半分のトナー量がドラムに回収されずに、ベルト上に残留していることを意味している。結果として、ベルトを5周回転させて回収を行ったが、ベルト2周目以降はほとんど未回収率の変化はほとんどなく、回収量は増加しなかった。すなわち、ある電界条件においてベルト上のトナーをドラムへ戻した場合、ベルト2周目からは同じ電界条件では、ベルトからドラムへ回収されなかった。これは、ベルト上のトナー電荷が分布を持っており、同一のバイアスで回収できるトナーの量が制限されるためだと考えられる。なお、実施例1では、2次転写ローラ等でトナーの電荷量をある程度適当な範囲に帯電させるようにしているので、同じ電界条件でもトナーを戻すことが可能となっている。予備検討4の結果から、1次転写クリーニングバイアスが一定の場合、ベルトからドラムへ戻せるトナー量は上限があり、ベルトの回転周回数を多くしても変わらないことが解かった。そのため、ある1次転写クリーニングバイアスでベルト61上のトナーを全て回収できない場合は、1次転写クリーニングバイアスを変化させる必要がある
 なお、予備検討2、3および4結果は、本画像形成装置の構成によって変化する。したがって、回収シーケンスを変更するための温度やトナーのり量は、各装置の構成によって変わり得る。本実施例では、復帰動作時の画像形成時の温度が低いほど、ベルトの回転1周目において、ベルト61とドラム1との間の電界が小さい状態で回収を行うように、回収条件を変更している。電界を小さくすることで、ベルト61からドラム1へ一回に戻るトナーの量を少なくするようにしている。
 このように、クリーニングブレードでの回収不良が発生しやすい、低温環境下においてベルトからドラムに多量のトナーが戻ってしまい、クリーニング不良が発生するのを抑制することができる。逆に、クリーニング不良が発生しにくい低温環境下以外では、ベルト61とドラム1との間の電界を大きくすることにより、ベルト61からドラム1へ一回に戻るトナーの量を多くすることにより、クリーニング時間を短縮する。
 本実施例では、ベルトとドラムとの間の電界の変更を、1次転写手段に印加するバイアスを変更することで行ったがこれに限られるものではない。例えば、1次転写手段に印加するバイアスは変更せずに、ドラムを帯電するための帯電手段に印加するバイアスを変更することで行っても良い。
 〔実施例3〕
 実施例2では、2次転写ローラ66等にトナーを付着させることなく、一次転写バイアスを変更することで、温度に応じて回収条件を変更した。実施例3では、図1に示すように、画素カウント手段を有し、画素のトナーのり量情報と温度に応じて、一次転写バイアスを用いた緊急停止後の回収条件を変更した。実施例2と違う点について下記に説明をする。それ以外の点においては、実施例2と同様の構成となっている。
 〈記録材の紙つまり時〉
 外排紙センサ90にて定着排紙後でジャムの発生が検知された場合、実施例1と同様に、ベルト61上のトナー像は図6(A)のようになっている。この場合、環境や印字率に因らず、ベルト上の2次転写残トナーを通常クリーニングシーケンスで回収可能である。このため、通常クリーニングシーケンスでベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態となる。一方、レジストセンサ80により、記録材なしと検知された時のベルト上のトナー像を図6(B)に示す。本実施例では、記録材Pのピックアップと同時に、イエロー画像形成をおこなっている。このため、給紙遅延ジャム発生時はベルト61上にはイエロー画像のみ存在なので、イエロー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。上記以外の場合は記録材Pが二次転写ローラ66と定着ユニット8の間で紙つまりしている(図6(C))。この場合は、記録材Pに2次転写されずに残った4色のフルカラー画像がベルト61上に存在する。記録材Pに2次転写されたトナー量は不明なため、4色のフルカラー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。
 このようにして算出された残留トナー量と、環境検知結果、及び、予備検討2、3および4の結果に基づいて、回収シーケンス(図13)が決定される。図14に示されるように、温度に応じて回収シーケンス、α、β、γが切り替えられる。図14から解かるように、トナーののり量が多いほど、回収するためのトナー量が多くなるため、回収シーケンスにおいてベルトを回転させる数が多くなる。また、環境によって、回収許容量が異なるため、回収シーケンスにおいてベルトを回転させる量が多くなる。定着排紙後(t1)でジャムが発生した場合以外は、環境温度情報とトナーのり量情報とで、回収条件を切り替える。図14の(t4)にて、復帰時の環境情報が30℃以上の場合、予備検討2~4の結果より、回収シーケンスαで復帰することが可能である(t15)回収シーケンスαは図15に示すような各トナーのり量毎のベルト周回と印加バイアスのテーブルを持っている。復帰時の環境が30℃以上であり、トナーのり量情報が100%の場合、ベルト2周のダウンタイムで復帰することが可能である。復帰時の環境情報が15℃以上30℃未満の場合、(t6)、回収シーケンスβ(t17)で回収を行う。(t6)にて環境情報が15℃未満の場合、回収シーケンスγで回収を行う。このように、当該ベルト上の残トナー量と復帰時の環境検知結果と合わせて、回収シーケンスを切替えることで、最適な条件で回収させることが可能となる。
 (モノカラー時)
 本実施例のモノカラー画像形成時における記録材の紙つまり時もフルカラー同様である。ブラック画像のみが存在するこのため、ブラック画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。このようにして算出されたトナー量と、環境検知結果により、図13に示す回収シーケンスにて回収される。
 《本体電源停止時》
 画像形成装置の電源が入ると、不揮発性メモリを読み込む。通常画像形成後の電源ON時は、そのままスタンバイ状態になる。
 書き込みエラーが検知された場合、本体の緊急停止があったと判断する。このような緊急停止時における回収シーケンスフローは、ほとんど図13と同じである。
 但し、このような緊急停止時は、ジャム発生の場合と異なり、どのタイミングで緊急停止が起きたかがわからないため、記録材Pの位置を特定することが出来ない。このため、ベルト61上にトナーが残っている図6(B)を想定した回収シーケンスを取る。このため、緊急停止前のフルカラー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。このようにして算出されたトナー量と、環境検知結果に基づいて、回収シーケンスが決定される。回収シーケンスは、回収シーケンスα、β、γを使用する。以上のように、緊急停止前の画像情報と、復帰時の環境情報により、ベルト上の残トナーの回収条件を最適化することで、残トナーの回収不良の発生を確実に防ぐことが可能である。
 上記実施例1乃至3では、ウレタンゴムを用いたクリーニングブレードの例でしめしたがこれに限られるものではない。弾性を有するブレード、例えばシリコンゴム、イソプレンゴム、NBRゴム、EPDMゴム、などの材料を用い、耐磨耗性を向上させたものでも適宜可能である。本発明のポイントとしては、回収シーケンス時の温度により第1の回収シーケンスと第2の回収シーケンスを切り替えることである。第2の回収シーケンスは、ベルトの上からドラムに戻されるトナーのドラムの上での単位面積あたりのトナー量が、第1の回収シーケンスよりも少なくなるようにしている。ある温度を第1の温度、第1の温度よりも低い、ある温度を第2の温度とした時、CPUは、第1の温度の時は第1の回収シーケンスを実行する。そして、CPUは、第2の温度の場合、第2の回収シーケンスを実行する。
 また、ベルト61とドラム1との間の電界でトナーをドラム1に移動させる場合は、第2の回収シーケンスの電界の方が、前記第1の回収シーケンスの電界よりも小さくなるようにしている。
 また、緊急停止した時にベルト61の上のトナー量に関する情報を算出するカウンタを持っている場合は、当該トナー量に応じて回収シーケンスを切り替える。緊急停止した時のベルトの上のトナー量を、第1のトナー量と、第1のトナー量よりもベルトの上のトナー量が多い第2のトナー量として説明をする。この場合、第2のトナー量の場合の方が、第1のトナー量の場合よりも、回収シーケンスにおいてベルト61を回転させる回数を多くする。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 1 ドラム
 5 現像器
 61 ベルト
 62 1次転写ローラ
 66 2次転写ローラ
 100 CPU

Claims (10)

  1.  潜像を担持する像担持体と、
     前記潜像をトナーで現像する現像装置と、
     前記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する1次転写装置と、
     前記中間転写体に1次転写されたトナー像を記録材に転写する2次転写装置と、
     前記像担持体に当接する弾性を有するクリーニングブレードを備え、前記像担持体の上に残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
     画像形成装置が緊急停止した後において、前記中間転写体を回転させて前記中間転写体の上のトナーを、前記中間転写体から前記像担持体に戻して、前記クリーニング装置に回収する回収シーケンスの制御をする制御装置と、
     前記回収シーケンスの実行する時の温度を検知する温度検知装置と、を備え、
     前記温度検知装置により検知される温度を、第1の温度と、前記第1の温度よりも低い第2の温度とした時、
     前記回収シーケンスは、前記第1の温度で実行される第1の回収シーケンスと、前記第2の温度で実行される第2の回収シーケンスとを有し、
     前記第2の回収シーケンスは、前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の上での単位面積あたりのトナー量が、前記第1の回収シーケンスよりも少なくなるような回収シーケンスであることを特徴とする画像形成装置。
  2.  潜像を担持する像担持体と、
     前記潜像をトナーで現像する現像装置と、
     前記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する1次転写装置と、
     前記中間転写体に1次転写されたトナー像を記録材に転写する2次転写装置と、
     前記像担持体に当接する弾性を有するクリーニングブレードを備え、前記像担持体の上に残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
     画像形成装置が緊急停止した後において、前記中間転写体を回転させて前記中間転写体の上のトナーを、前記中間転写体から前記像担持体に戻して、前記クリーニング装置に回収する回収シーケンスの制御をする制御装置と、
     前記回収シーケンスの実行する時の温度を検知する温度検知装置と、を備え、
     前記画像形成装置が緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量に関する情報を算出する算出装置を備え、
     前記温度検知装置により検知される温度を、第1の温度と、前記第1の温度よりも低い第2の温度とし、
     前記算出装置により算出される緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量を、第1のトナー量と、前記第1のトナー量よりも前記中間転写体のトナー量が多い第2のトナー量として、
     前記回収シーケンスは、前記第1のトナー量、前記第2のトナー量に関わらず前記第1の温度で実行される第1の回収シーケンス、又は、前記第2の温度、且つ前記第1のトナー量の場合に実行される前記第1の回収シーケンスと、前記前記第2の温度、且つ前記第2のトナー量の場合に実行される第2の回収シーケンスとを有し、
     前記第2の回収シーケンスは、前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の上での単位面積あたりのトナー量が、前記第1の回収シーケンスよりも少なくなるような回収シーケンスであることを特徴とする画像形成装置。
  3.  前記中間転写体の上のトナーを前記クリーニング装置へ回収する以外に一時的に保持する保持手段を備え、
     前記第2の回収シーケンスでは、緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナーの一部を前記保持手段に保持させること、を特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4.  前記第2の回収シーケンスは、前記保持手段に保持されたトナーを、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に移動させて終了することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5.  前記保持手段は、前記2次転写装置であり、前記2次転写装置と前記中間転写体との間に記録材が存在しない状態で、前記中間転写体のトナーの一部は前記2次転写装置に保持されることを特徴とする請求項3乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6.  画像形成の終了後に前記中間転写体のトナーを前記像担持体に移動させるために、前記中間転写体の上のトナーを帯電するためのトナー帯電装置を備え、
     前記保持手段は、前記トナー帯電装置であることを特徴とする請求項3乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7.  前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の単位面積あたりのトナー量は、前記中間転写体と前記像担持体との間の電界の大きさを変更することで、変更され、
     前記回収シーケンスにおいて、前記中間転写体と前記像担持体との間の電界の条件は、電界が大きくなるように段階的に変更していき、
     前記中間転写体から前記像担持体に緊急停止の時に前記中間転写体の上にあるトナーが初めて戻される時の前記中間転写体と前記像担持体との間の電界は、第2の回収シーケンスの方が、前記第1の回収シーケンスよりも小さくなることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  8.  第2の回収シーケンスの方が、前記第1の回収シーケンスよりも前記回収シーケンスにおいて前記中間転写体を回転させる回数を多くすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9.  前記画像形成装置が緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量に関する情報を算出する算出装置を備え、
     前記算出装置によって得られる緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量を、第1のトナー量と、前記第1のトナー量よりも前記中間転写体の上のトナー量が多い第2のトナー量として、
     前記第2のトナー量の場合の方が、前記第1のトナー量の場合よりも、前記回収シーケンスにおいて前記中間転写体を回転させる回数を多くすることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
  10.  前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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