(57)【要約】【課題】  中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材を備える画像形成装置において、画像形成時の物理的な振動によって帯電部材から中間転写体にトナーが移動した場合に、画像不良が発生するおそれがあった。【解決手段】  画像形成装置は、駆動力を伝達されることによって移動可能な中間転写ベルト２０と、２次転写部Ｎ２を通過した後に中間転写ベルト２０に残留したトナーを帯電する導電ブラシ３１と、を有する。コントローラ１１０は、中間転写ベルト２０の駆動が開始されるときに、導電ブラシ３１から中間転写ベルト２０に脱落したトナーが、２次転写部Ｎ２に搬送される転写材Ｐに移動しないように、画像形成を開始するタイミングを制御する。【選択図】  図５
2020071329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、駆動力を伝達されることによって移動可能であって、前記像担持体に接触して１次転写部を形成し、前記像担持体に担持されたトナー像が１次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体に接触して２次転写部を形成し、前記中間転写体に１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するための２次転写部材と、前記中間転写体の移動方向に関して前記２次転写部よりも下流側であって前記１次転写部よりも上流側に設けられ、前記中間転写体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記２次転写部を通過した後に前記中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する帯電電源と、を備える画像形成装置において、
前記中間転写体の駆動が開始されるときに、前記帯電部において前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーが、前記２次転写部に搬送される転写材に移動しないように、画像形成を開始するタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電電源は、前記中間転写体の駆動が開始されるときに、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を前記帯電部材に印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、移動可能であって、前記像担持体に接触して１次転写部を形成し、前記像担持体に担持されたトナー像が１次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体に接触して２次転写部を形成し、前記中間転写体に１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するための２次転写部材と、前記中間転写体の移動方向に関して前記２次転写部よりも下流側であって前記１次転写部よりも上流側に設けられ、前記中間転写体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記２次転写部を通過した後に前記中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する帯電電源と、を備える画像形成装置において、
前記中間転写体を前記像担持体に対して付勢することで前記１次転写部を形成する接触部材であって、前記中間転写体に対して当接、又は離間することが可能な前記接触部材と、
前記接触部材を前記中間転写体に対して当接させるときに前記中間転写体に対して生じる物理的な振動によって、前記帯電部において前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーが、前記２次転写部に搬送される転写材に移動しないように、画像形成を開始するタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電電源は、前記接触部材を前記中間転写体に対して当接させるときに、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を前記帯電部材に印加することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーの位置と、前記中間転写体における前記転写材に対応した領域の位置が重なると判断した場合に、前記画像形成の開始タイミングを変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、第１の転写材と、前記第１の転写材に後続する第２の転写材に連続して画像形成を行う場合であって、前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーの位置が、前記中間転写体における前記第２の転写材に対応した第２の領域の位置に重なると判断した場合に、前記中間転写体の移動方向に関して、前記中間転写体における前記第１の転写材に対応した第１の領域と、前記第２の領域との間の間隔を広げるように、前記画像形成の開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記帯電部において前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーであって、前記中間転写体の移動に伴って移動し、前記帯電電源から前記帯電部材にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を印加された前記帯電部を通過した後に前記中間転写体に残留したトナーが、前記２次転写部に搬送される転写材に移動しないように、画像形成を開始するタイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記２次転写部材に電圧を印加する転写電源を備え、
前記制御手段は、前記２次転写部において前記中間転写体から転写材にトナー像を２次転写する間は、前記転写電源から前記２次転写部材にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を印加し、前記帯電部において前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーが前記２次転写部を通過する間は、前記転写電源から前記２次転写部材にトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記帯電電源から前記帯電部材にトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧を印加することにより、前記帯電部材に付着したトナーを前記帯電部材から前記中間転写体に静電的に移動させる吐き出し動作を実行することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、転写材に形成される画像の平均印字率を算出し、前記平均印字率に基づいて設定された転写材のページごとのカウントを加算した積算値に基づいて、前記画像形成を開始するタイミングを制御することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記吐き出し動作を実行した後は、前記積算値から所定の値だけカウントを引くことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記積算値が所定の閾値を超えていると判断した場合であって、前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーの位置と、前記中間転写体における前記転写材に対応した領域の位置が重なると判断した場合に、前記画像形成を開始するタイミングを変更することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記積算値が所定の閾値を超えていないと判断した場合に、前記画像形成を開始するタイミングを変更しないことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、画像形成を行う一つ前のジョブの後回転動作時に、前記吐き出し動作を実行していないと判断した場合であって、且つ、前記中間転写体における前記転写材に対応した領域の位置が重なると判断した場合に、前記画像形成を開始するタイミングを変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記帯電部材は、ブラシ部材であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記中間転写体の移動方向に関して、前記帯電部よりも下流側であって、且つ、前記１次転写部よりも上流側に、前記帯電部を通過したトナーを帯電するための導電部材を備えることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記像担持体に接触し、前記１次転写部を通過した後に前記像担持体に残留したトナーを回収する回収手段を備え、
前記帯電部材に帯電されたトナーは、前記中間転写体の移動に伴って移動し、前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体に静電的に移動した後に前記回収手段に回収されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記中間転写体に接触し、前記帯電部において前記帯電部材に帯電されたトナーを前記中間転写体から静電的に回収する回収手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、従来から、各色の画像形成部から中間転写体に順次トナー像を転写し、さらに中間転写体から転写材に一括してトナー像を転写する構成が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置では、各色の画像形成部がそれぞれ像担持体としてのドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称する）を有している。各画像形成部の感光ドラムに形成されたトナー像は、中間転写ベルトなどの中間転写体を介して感光ドラムに対向して設けられた１次転写部材に１次転写電源から電圧を印加することによって、中間転写体に１次転写される。各色の画像形成部から中間転写体に１次転写された各色のトナー像は、２次転写部において２次転写電源から２次転写部材へ電圧を印加することによって、中間転写体から紙やＯＨＰシートなどの転写材に一括して２次転写される。転写材に転写された各色のトナー像は、その後、定着手段により転写材に定着される。
【０００４】
特許文献１には、トナー像を転写材に２次転写した後に中間転写体に残留したトナー（転写残トナー）を感光ドラムで静電的に回収することで中間転写体のクリーニングを行う構成が開示されている。この構成においては、転写残トナーは、中間転写体の移動方向に関して２次転写部材よりも下流側に配置された帯電部材と中間転写体とが当接する位置を通過する間に帯電される。その後、中間転写体とともに移動し、感光ドラムと中間転写体とが当接する位置において、感光ドラムと中間転写体との間の電位差によって中間転写体から感光ドラムに逆に転写される。感光ドラムに移動した転写残トナーは、感光ドラムに設けられるクリーニング手段に回収され、感光ドラムから除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、転写残トナーを帯電する帯電部材として、導電性のブラシ部材が用いられている。転写残トナーには、帯電部材に印加される電圧の極性とは逆極性に帯電したトナーが含まれる場合があり、帯電部材にブラシ部材を用いる事によって、このような逆極性に帯電したトナーをブラシ部材で一次的に回収することが可能である。
【０００７】
しかしながら、トナーをブラシ部材に一時的に回収する構成においては、ブラシ部材に回収されたトナー（以下、回収トナーと称する）が、中間転写体の駆動開始時における物理的な振動によって意図せず中間転写体へと移動してしまうおそれがある。この場合、転写材に画像を形成するために感光ドラムから中間転写体にトナー像を形成する位置と、ブラシ部材から中間転写体に回収トナーが移動した位置とが重なってしまうことによって、所望の画像が転写材に形成されず画像不良となるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材を備える画像形成装置において、画像形成時の物理的な振動によって帯電部材から中間転写体に移動するトナーによる画像不良の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、駆動力を伝達されることによって移動可能であって、前記像担持体に接触して１次転写部を形成し、前記像担持体に担持されたトナー像が１次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体に接触して２次転写部を形成し、前記中間転写体に１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するための２次転写部材と、前記中間転写体の移動方向に関して前記２次転写部よりも下流側であって前記１次転写部よりも上流側に設けられ、前記中間転写体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記２次転写部を通過した後に前記中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する帯電電源と、を備える画像形成装置において、前記中間転写体の駆動が開始されるときに、前記帯電部において前記帯電部材から前記中間転写体に脱落したトナーが、前記２次転写部に搬送される転写材に移動しないように、画像形成を開始するタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中間転写体に残留したトナーを帯電する帯電部材を備える画像形成装置において、画像形成時の物理的な振動によって帯電部材から中間転写体に移動するトナーによる画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。
【図２】画像形成装置の制御部のブロック図である。
【図３】実施例１における、帯電部材と中間転写体との接触部の周辺構成を説明する模式図である。
【図４】脱落トナーの位置と中間転写体における転写材領域の位置との関係を説明する模式図である。
【図５】実施例１における、脱落トナーの位置と中間転写体における転写材領域の位置との関係を説明する模式図である。
【図６】実施例１における、脱落トナーの位置と中間転写体における転写材領域の位置との関係を説明する模式図である。
【図７】実施例１における、脱落トナーの位置と中間転写体における転写材領域の位置との関係を説明する模式図である。
【図８】実施例１において、中間転写体の駆動開始前後における、帯電電源から帯電部材に出力される電圧を説明する模式図である。
【図９】実施例１の変形例における、帯電部材と中間転写体との接触部の周辺構成を説明する模式図である。
【図１０】実施例１のその他の構成における、帯電部材と中間転写体との接触部の周辺構成を説明する模式図である。
【図１１】実施例２における、カウントによる積算値の推移を説明するグラフである。
【図１２】実施例２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例における画像形成装置１０の概略断面図である。また、図２は、本実施例の画像形成装置１０の制御系統のブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１０は、ホスト機器であるパーソナルコンピュータ２００に接続している。パーソナルコンピュータ２００による動作開始指令と画像信号は、制御手段としてのコントローラ１１０に送信され、コントローラ１１０が各種手段を制御することによって、画像形成装置１０において画像形成が実行される。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の画像形成装置１０は、電子写真方式を利用した、中間転写方式のカラー画像形成装置であり、複数の画像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するためのものである。これらの４個の画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、一定の間隔をおいて１列に配置されている。なお、本実施例では、第１〜第４の画像形成部１ａ〜１ｄの構成は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。
【００１５】
図１に示すように、画像形成部１には、図示矢印Ｒ１方向に回転可能であって、トナー像が形成される第１の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）２が設置されている。感光ドラム２の周囲には、感光ドラム２を帯電する手段としてのドラム帯電ローラ３、現像手段４、及びクリーニング手段６が設置されている。また、感光ドラム２の回転方向に関して、ドラム帯電ローラ３よりも下流側であって且つ現像手段４よりも上流側には、露光手段７（レーザースキャナ）が配置されている。
【００１６】
本実施例における感光ドラム２は、負帯電性のＯＰＣ（有機光導電体）感光体であり、アルミニウムのドラム基体上に感光層を有している。感光ドラム２は、駆動装置（不図示）によって図示矢印Ｒ１方向（時計回り）に所定の周速度（表面移動速度）で回転駆動される。本実施例では、この感光ドラム２の周速度が、画像形成装置１０のプロセススピードに相当する。
【００１７】
ドラム帯電ローラ３は、感光ドラム２に所定の圧接力で接触しており、不図示の電源から所定の電圧を印加されることで、感光ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施例では、感光ドラム２は、ドラム帯電ローラ３により負極性に帯電させられる。
【００１８】
露光手段７は、感光ドラム２の表面を露光することにより、ドラム帯電ローラ３で帯電された感光ドラム２の表面に、画像情報に応じた静電潜像を形成する。即ち、露光手段７において、パーソナルコンピュータ２００から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光がレーザー出力部から出力され、このレーザー光が反射ミラーを介して感光ドラム２の表面に照射される。
【００１９】
本実施例における現像手段４は、現像方式として１成分接触現像方式を用いており、トナー担持体としての現像ローラ８を有する。現像ローラ８に薄層状に担持されたトナーは、駆動源Ｍ（図２に図示）によって現像ローラ８が回転駆動されることで、感光ドラム２と現像ローラ８とが対向する対向部（現像部）に搬送される。そして、不図示の現像電源から現像ローラ８に電圧が印加されることにより、露光手段７によって感光ドラム２に形成された静電潜像がトナー像として現像される。なお、本実施例においては、トナーの正規の帯電極性は負極性であり、感光ドラム２の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、露光手段７によって形成された静電潜像に対応する位置に付着させる反転現像方式によって感光ドラム２にトナー像を現像している。
【００２０】
また、各現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収納されている。本実施例の画像形成装置１０の構成においては、画像形成部１ａ〜１ｄの全てを用いて画像形成を行うフルカラー画像形成モードでは、現像手段４ａ〜４ｄにおいて全ての現像ローラ８ａ〜８ｄを感光ドラム２ａ〜２ｄに対して当接させる。一方で画像形成部１ｄのみを用いて画像形成を行うモノカラー（単色）画像形成モードでは、現像ローラ８ｄを感光ドラム２ｄに当接させ、現像ローラ８ａ〜８ｃは感光ドラム２ａ〜２ｃに対して離間させる。これは、画像形成を行わない画像形成部１ａ〜１ｃにおける現像ローラ８ａ〜８ｃ及びトナーの劣化、消耗を防止するためである。
【００２１】
各画像形成部１の感光ドラム２と対向する位置には、移動可能な無端状の中間転写体である中間転写ベルト２０が設けられている。中間転写ベルト２０は、複数の支持部材としての駆動ローラ２１、張架ローラ２２、対向ローラ２３に張架されている。駆動ローラ２１が図示矢印Ｒ２方向に回転駆動されることによって、中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１から伝達される駆動力を受けて、図示矢印Ｒ３方向に、感光ドラム２の周速度と略等速、即ち、所定プロセススピードにて周回移動（回転）する。なお、駆動ローラ２１、張架ローラ２２、対向ローラ２３はアースに接続されている。
【００２２】
中間転写ベルト２０の内周面には、各画像形成部１の各感光ドラム２に対応して、１次転写部材（接触部材）としての１次転写ローラ５ａ〜５ｄがそれぞれ配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト２０の内周面に接触して中間転写ベルト２０の移動に従動して回転する。また、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト２０を感光ドラム２に対して付勢することにより中間転写ベルト２０と感光ドラム２とが接触する位置に１次転写部Ｎ１（接触部）を形成する。さらに、１次転写ローラ５には、１次転写電源４０が接続されており、１次転写電源４０は正極性または負極性の電圧を１次転写ローラ５に印加することが可能である。画像形成時においては、１次転写電源４０から１次転写ローラ５にトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例においては正極性）の電圧を印加することによって、感光ドラム２に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に１次転写している。
【００２３】
中間転写ベルト２０の外周面側には、対向ローラ２３に対向して２次転写部材としての２次転写ローラ２４が配置されており、２次転写ローラ２４と中間転写ベルト２０とが接触する位置に２次転写部Ｎ２が形成されている。２次転写ローラ２４は、中間転写ベルト２０、若しくは、２次転写部Ｎ２に搬送される転写材Ｐの移動に従動して回転する。また、２次転写ローラ２４には２次転写電源４４が接続されており、２次転写電源４４は正極性または負極性の電圧を２次転写ローラ２４に印加することが可能である。画像形成時においては、２次転写電源４４から２次転写ローラ２４にトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例においては正極性）の電圧を印加することによって、中間転写ベルト２０から転写材Ｐにトナー像を２次転写している。
【００２４】
本実施例では、トナー像を担持する第２の像担持体としての中間転写ベルト２０として、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂を用いた。中間転写ベルト２０の表面抵抗率は５．０×１０１０Ω／□であり、体積抵抗率は８．０×１０１０Ωｃｍである。なお、抵抗率の測定には、株式会社三菱化学アナリテック製の抵抗率計ハイレスタＵＰ及び測定電極としてハイレスタＵＰ専用プローブＵＲＳプローブを用い、印加電圧１００Ｖで測定した。
【００２５】
中間転写ベルト２０としては、弗化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネートなどの樹脂を無端ベルト状に構成したものを用いることができる。或いは、中間転写ベルト２０としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのゴム基層の上に、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無端ベルト状に構成したものを用いることができる。
【００２６】
１次転写ローラ５は、例えばスポンジゴムなどの弾性部材で構成される。本実施例では１次転写ローラ５として、直径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒上に、ＮＢＲヒドリンゴムを肉厚４ｍｍで被覆したものを用いた。１次転写ローラ５の電気抵抗値は、１次転写ローラをアルミシリンダ上に、９．８Ｎの力で押圧し、５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた状態で１００Ｖを印加した場合において１．０×１０５Ωである。
【００２７】
２次転写ローラ２４は、例えば、スポンジゴムなどの弾性部材で構成される。本実施例では２次転写ローラとして、直径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒上に、ＮＢＲヒドリンゴムを肉厚６ｍｍで被覆したものを用いた。２次転写ローラ２４の電気抵抗値は、２次転写ローラをアルミシリンダ上に、９．８Ｎの力で押圧し、５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた状態で１０００Ｖを印加した場合において３．０×１０７Ωである。
【００２８】
中間転写ベルト２０の移動方向に関して、２次転写部Ｎ２よりも下流側であって、最上流に設けられた画像形成部１ａよりも上流側には、中間転写ベルト２０に残留したトナーを帯電する帯電手段としての導電ブラシ３１が設けられている。導電ブラシ３１の構成、及び動作の詳細については後述する。
【００２９】
転写材Ｐの搬送方向に関して、２次転写部Ｎ２よりも上流側には、レジストローラ１３と、搬送ローラ１５と、給送ローラ１４と、転写材Ｐを収容する収容部としての給紙カセット１６と、が設けられている。給紙カセット１６に収容された転写材Ｐは、給送ローラ１４の回転によって搬送ローラ１５に向けて給送された後に、搬送ローラ１５とレジストローラ１３によって２次転写部Ｎ２に向けて搬送される。
【００３０】
また、転写材Ｐの搬送方向に関して、２次転写部Ｎ２よりも下流側には、熱源を備えた定着ローラ１２Ａと、定着ローラ１２Ａに対して所定の圧力で当接する加圧ローラ１２Ｂと、を有する定着手段１２が設けられている。
【００３１】
［画像形成動作］
次に、本実施例の画像形成装置１０による画像形成動作について、フルカラー画像形成モードを例として説明する。
【００３２】
先ず、画像形成動作の開始信号が発せられると、感光ドラム２は、所定の周速度で図示矢印Ｒ１方向に回転駆動され、回転過程でドラム帯電ローラ３に帯電されることによって表面に一様な電位を形成される。そして、感光ドラム２は、回転過程で露光手段７によって表面に静電潜像が形成された後に、現像手段４に収容されたトナーによって静電潜像が現像されることで、感光ドラム２の表面に画像情報に応じたトナー像が形成される。なお、本実施例においては、現像方式として、トナーを担持する現像ローラ８を感光ドラム２に接触させて静電潜像の現像を行う接触現像方式を用いたが、これに限らず、非接触現像方式を用いても良い。また、本実施例においては、反転現像方式を用いて静電潜像の現像を行ったが、これに限らず、感光ドラム２の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。
【００３３】
感光ドラム２に現像されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写電源４０から１次転写ローラ５にトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を印加することによって、感光ドラム２から中間転写ベルト２０に１次転写される。このようにして、各１次転写部Ｎ１において、各色のトナー像が中間転写ベルト２０に順次重ね合わせて１次転写され、中間転写ベルト２０には複数色のトナー像から成る多重トナー像が形成される。
【００３４】
レジストローラ１３は、中間転写ベルト２０に１次転写された複数色のトナー像の先端が２次転写部Ｎ２に到達するタイミングに合わせて、２次転写部Ｎ２に転写材Ｐを搬送する。そして、２次転写電源４４からトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を２次転写ローラ２４に印加することにより、２次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト２０から転写材Ｐに複数色のトナー像が一括して２次転写される。
【００３５】
その後、複数色のトナー像を２次転写された転写材Ｐは定着手段１２に搬送され、定着ローラ１２Ａと加圧ローラ１２Ｂとによって加熱及び加圧されることにより複数色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに定着される。そして、複数色のトナー像が定着された転写材Ｐが画像形成装置１０の外部に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
【００３６】
１次転写後に感光ドラム２に残留したトナーは、ウレタンゴム等の弾性体で形成された当接部材としてのクリーニングブレード６１によって感光ドラム２から除去され、トナーを回収する回収手段としてのクリーニング手段６に回収される。
【００３７】
また、転写材Ｐに２次転写されずに中間転写ベルト２０に残ったトナー（以下、転写残トナーと称する）は、中間転写ベルト２０とともに移動し、導電ブラシ３１によって帯電される。その後、転写残トナーは、中間転写ベルト２０とともに移動し、１次転写部Ｎ１を通過する際に感光ドラム２と中間転写ベルト２０との間の電位差によって中間転写ベルト２０から感光ドラム２に静電的に移動し、クリーニング手段６により回収される。
【００３８】
［転写残トナーの回収動作］
本実施例における転写残トナーの回収動作について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、本実施例における導電ブラシ３１の周辺構成を説明する模式図である。図３に示すように、導電ブラシ３１は、中間転写ベルト２０の移動方向に関して、２次転写部Ｎ２よりも下流側であって、１次転写部Ｎ１ａよりも上流側に配置されており、中間転写ベルト２０に接触して帯電部Ｃを形成している。
【００３９】
導電ブラシ３１は、材料に導電性を付与したナイロンを使用したブラシ部材であり、繊度は７ｄｔｅｘ、パイル長さは５ｍｍ、密度は７０ＫＦ／ｉｎｃｈ２、ブラシ幅（中間転写ベルト２０の回転方向から見たときの幅）は５ｍｍである。導電ブラシ３１の電気抵抗値は、導電ブラシ３１をアルミシリンダに対して９．８Ｎの力で押圧し、５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた状態で５００［Ｖ］の電圧を印加した場合において１．０×１０６Ωである。
【００４０】
図３に示すように、導電ブラシ３１は、電流検知手段７１を介して帯電電源５１に電気的に接続されており、帯電電源５１は、正極性又は負極性の電圧を導電ブラシ３１に印加することが可能である。転写残トナーの回収動作を実行する場合、導電ブラシ３１には、帯電電源５１から正極性の電圧が印加される。帯電電源５１から出力される電圧の出力値は、電流検知手段７１が検出した電流の値に基づいて、コントローラ１１０によって予め設定した目標電流値になるように制御（定電流制御）される。目標電流値は、画像形成装置１０の設計や環境に応じて、転写残トナーを過剰に帯電させることなく、且つ、転写残トナーの帯電不足によるクリーニング不良を生じさせないように適宜設定される。本実施例においては、導電ブラシ３１の目標電流値を２０μＡに設定した。
【００４１】
２次転写部Ｎ２を通過する前に中間転写ベルト２０に担持されているトナーは、感光ドラム２の表面の帯電電荷と同極性の負極性で、且つ、電荷の分布のばらつきが小さい状態で帯電している。一方、２次転写部Ｎ２を通過した後の転写残トナーは、電荷の分布がブロードになった上に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性側にピークが移動した分布を有する傾向にある。即ち、転写残トナーは、負極性に帯電したもの、殆ど帯電されていないもの、及び正極性に帯電したもの、が混在した状態となっている。
【００４２】
本実施例における転写残トナーの回収動作では、帯電電源５１から導電ブラシ３１に正極性の電圧を印加することによって、導電ブラシ３１と中間転写ベルト２０とが接触する位置を通過する転写残トナーを正極性に帯電する。この時、転写残トナーのうち負極性に帯電した一部のトナーは、正極性の電圧を印加された導電ブラシ３１に静電的に回収される。
【００４３】
導電ブラシ３１によって正極性に帯電させられたトナーは、中間転写ベルト２０の移動にともない最上流に配置される画像形成部１ａの１次転写部Ｎ１ａに到達する。この時、１次転写ローラ５ａに正極性の電圧を印加することによって、正極性に帯電された転写残トナーを中間転写ベルト２０から感光ドラム２ａに静電的に移動させる。その後、感光ドラム２ａに移動した転写残トナーは感光ドラム２ａの回転にともなって移動し、クリーニングブレード６１ａによってクリーニング手段６ａに回収される。以上の動作により、中間転写ベルト２０から転写残トナーが除去される。
【００４４】
ここで、本実施例においては、中間転写ベルト２０の移動方向に関して最上流に配置される感光ドラム２ａによって転写残トナーを回収する構成について説明した。しかし、これに限らず、各１次転写部Ｎ１に形成する電界の方向を制御することによって、感光ドラム２ａ以外の感光ドラムで転写残トナーを回収することも可能である。例えば、ドラム帯電ローラ３や露光手段７、１次転写電源４０から１次転写ローラ５に印加する電圧の極性及び出力値を制御することによって、１次転写部Ｎ１に形成される電界の方向を制御することが可能である。
【００４５】
＜導電ブラシ３１からのトナーの吐き出し動作＞
転写残トナーの回収動作を繰り返されると、導電ブラシ３１に付着する負極性のトナーが増加した場合に、導電ブラシ３１による転写残トナーの帯電性能が低下してしまうおそれがある。そこで、本実施例の構成においては、導電ブラシ３１にトナーが溜まることによる導電ブラシ３１の帯電性能の低下を抑制するために、画像形成時以外の所定のタイミングで導電ブラシ３１に付着したトナーを中間転写ベルト２０に吐き出す動作を実行している。
【００４６】
具体的には、画像形成動作が終了した後の非画像形成時に、トナーの正規の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）の電圧を導電ブラシ３１に印加することで、導電ブラシ３１に付着した負極性のトナーを中間転写ベルト２０に移動させている。導電ブラシ３１から中間転写ベルト２０に静電的に移動した負極性のトナーは、中間転写ベルト２０の移動に伴い１次転写部Ｎ１に到達する。この時、１次転写電源４０から１次転写ローラ５に負極性の電圧を印加することで、導電ブラシ３１から中間転写ベルト２０に移動した負極性のトナーが中間転写ベルト２０から感光ドラム２に静電的に移動する。そして、感光ドラム２に移動した負極性のトナーは、感光ドラム２の回転に伴って移動し、クリーニングブレード６１によってクリーニング手段６に回収される。以上の動作により、導電ブラシ３１に付着した負極性のトナーの吐き出し動作が実行される。
【００４７】
このように、本実施例においては、吐き出し動作を所定のタイミングで実施することにより、導電ブラシ３１に溜め込まれた負極性のトナーの吐き出しを行い、良好なクリーニング性能の維持を図っている。なお、吐き出し動作の実施によって中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーは、画像形成部１ａ〜１ｄのうち、少なくとも一つの画像形成部の感光ドラムで回収すればよい。
【００４８】
［画像形成の開始タイミング］
次に、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施例における画像形成の開始タイミングの制御に関して説明する。図４（ａ）は、中間転写ベルト２０の駆動を開始した後の、画像形成の開始位置と、画像形成領域の位置との関係について説明する模式図である。各種タイミング及び画像形成位置について説明する模式図である。図４（ｂ）は、後述する導電ブラシ３１から脱落した脱落トナーが、１ページ目の転写材Ｐに形成される画像の画像形成領域と重なる場合を説明する模式図である。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に対応した、画像形成領域と脱落トナーとの位置関係を説明する模式図である。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、まず、パーソナルコンピュータ２００による動作開始指令と画像信号がコントローラ１１０に送信されると、コントローラ１１０が駆動手段Ｍを制御することによって、中間転写ベルト２０や感光ドラム２の駆動が開始される。そして、中間転写ベルト２０が移動を開始した後に画像形成許可のフラグが立つと、画像形成が開始される。即ち、画像形成許可のフラグが立つと、画像形成部１において各種手段によって感光ドラム２にトナー像が形成され、１次転写部Ｎ１において、感光ドラム２に形成されたトナー像が中間転写ベルト２０に１次転写される。なお、以下の説明においては、中間転写ベルト２０における、トナー像が１次転写される領域を画像形成領域と称する。
【００５０】
ここで、画像形成許可のフラグは、フラグが立った後に画像形成を開始した場合に正常に画像出力できることを担保するものである。画像形成許可のフラグは、コントローラ１１０における画像の画像展開処理や、露光手段７の立ち上げ、定着手段１２の立ち上げ等が全て完了した後にフラグが立つ。すなわち、画像形成許可のフラグが立つタイミングは、画像展開処理に要する時間や、露光手段の立ち上げ時間、定着手段１２の立ち上げ時間等によって左右される。
【００５１】
そのため、例えば、定着手段１２の温度等によって、画像形成許可のフラグが立つタイミングは変化する。定着手段１２が暖まっている状態であれば定着手段１２を立ち上げるのに要する時間は短く、画像形成許可のフラグが立つタイミングは早い。一方で、定着手段１２が冷えている状態であれば、定着手段１２を立ち上げるのに要する時間は長くなり、画像形成許可のフラグが立つタイミングは遅くなる。
【００５２】
画像形成許可のフラグが立った後に画像形成を開始すると、帯電、露光、現像工程を経て感光ドラム２に形成されたトナー像が、１次転写部Ｎ１において中間転写ベルト２０の画像形成領域へと１次転写される。その後、中間転写ベルト２０のトナー像の先端が２次転写部Ｎ２に移動するタイミングに合わせて転写材Ｐが２次転写部Ｎ２に搬送され、２次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト２０から転写材Ｐにトナー像が２次転写される。なお、本実施例の構成においては、転写材Ｐの搬送方向に関して、画像形成領域の前後に所定の余白部を設けており、転写材Ｐの搬送方向に関する転写材Ｐの長さは、画像形成領域と前後の余白部を足した長さとなる。なお、以下の説明においては、余白部と画像形成領域を合わせて転写材領域と称する。また、複数の転写材Ｐに連続して画像形成を行う場合は、図４（ａ）に示すように、先行する転写材Ｐの後端から所定の間隔（以下、紙間と称する）を設け、後続の転写材Ｐを搬送して画像形成を行う。
【００５３】
ところで、導電ブラシ３１に多量のトナーが溜まっている状態で中間転写ベルト２０の駆動を開始すると、図４（ｂ）に示すように、駆動開始時の物理的な振動によって、導電ブラシ３１に付着したトナーが中間転写ベルト２０に脱落する場合がある。図４（ｂ）の符号Ａは、中間転写ベルト２０の駆動開始時における、導電ブラシ３１と中間転写ベルト２０とが接触する接触部Ａである。以下、接触部Ａにおいて物理的な振動によって導電ブラシ３１から脱落したトナーを脱落トナーと称し、脱落トナーが画像形成領域と重なる場合に発生する画像不良について、図４（ｂ）を用いて説明する。
【００５４】
図４（ｂ）に示すように、脱落トナーは、中間転写ベルト２０が１周した後に、再度正極性の電圧が印加された導電ブラシ３１を通過するが、脱落したトナーの量が多い場合には、導電ブラシによってトナーの全てを一様に正極性に帯電することができない。正極性でないトナーは、１次転写部において感光ドラムに逆転写されないため、中間転写ベルト２０に残存してしまう。そして、脱落トナーが中間転写ベルト２０に残存し、図４（ｂ）、（ｃ）に示されるように中間転写ベルト２０における転写材領域と重なると、転写材Ｐに脱落トナーも２次転写されてしまうことで画像不良が発生してしまう。
【００５５】
図５（ａ）は、画像形成許可のフラグが立った時点において画像形成を開始すると、中間転写ベルト２０における転写材領域と、脱落トナーの位置とが重なると判断された場合の、本実施例の制御を説明する模式図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応した、画像形成領域と脱落トナーとの位置関係を説明する模式図である。そして、図６（ａ）は、画像形成許可のフラグが立った時点において画像形成を開始しても、中間転写ベルト２０における転写材領域と、脱落トナーの位置とが重ならないと判断された場合の、本実施例の制御を説明する模式図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に対応した、画像形成領域と脱落トナーとの位置関係を説明する模式図である。
【００５６】
図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、本実施例においては、画像形成許可のフラグが立った時点において、中間転写ベルト２０における転写材領域と、脱落トナーの位置とが重なるかを判断し、重なると判断した場合には、画像形成開始タイミングを遅らせる。具体的には、コントローラ１１０は、中間転写ベルト２０の駆動開始時に導電ブラシが当接していた位置Ａ’と、画像形成許可のフラグが立った瞬間に画像形成を開始した場合の中間転写ベルト２０における転写材領域の位置とを比較する。そして、両者の位置が図４（ｂ）のように重なると判断した場合、図５（ａ）に示されるように、画像形成許可のフラグが立ったタイミングよりも、画像形成開始タイミングを遅らせ、両者の位置が重ならないようにする。
【００５７】
また、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、画像形成許可のフラグが立つタイミングが早く、コントローラ１１０が、中間転写ベルト２０における転写材領域と、脱落トナーの位置が重ならないと判断した場合には、画像形成開始タイミングを遅らせない。即ち、この場合においては、画像形成許可のフラグが立つのと同時に画像形成を開始する。これにより、コントローラ１１０が画像信号を受信してから画像形成された１ページ目の転写材Ｐが、画像形成装置１０から出力されるまでの時間であるファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）が長くなることを抑制することが可能である。
【００５８】
図７（ａ）は、画像形成許可のフラグが立つタイミングが図６（ａ）よりも更にはやく、脱落トナーが２ページ目の転写材領域の位置と重なる場合について説明する模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に対応した、画像形成領域と脱落トナーとの位置関係を説明する模式図である。図７（ｃ）は、脱落トナーが２ページ目の転写材領域の位置と重なると判断された場合の、本実施例の制御を説明する模式図である。また、図７（ｄ）は、図７（ｃ）に対応した、画像形成領域と脱落トナーとの位置関係を説明する模式図である。
【００５９】
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、画像形成許可のフラグが立つタイミングがさらに早い場合、脱落トナーが２ページ目の転写材領域と重なってしまうと、２ページ目の転写材Ｐにおいて画像不良が発生するおそれがある。そこで、本実施例において、脱落トナーが２ページ目の転写材領域と重なるとコントローラ１１０が判断した場合には、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、１ページ目と２ページ目の紙間を広げ、脱落トナーの位置が紙間に来るようにする。これにより、脱落トナーによって発生する画像不良を抑制することが可能である。
【００６０】
以上、図５（ａ）〜（ｂ）、図６（ａ）〜（ｂ）、図７（ｃ）〜（ｄ）に示すように、本実施例の制御においては、転写材領域外に脱落トナーが位置するように制御を行うことで、転写材Ｐに脱落トナーが２次転写されることを抑制できる。この脱落トナーは、中間転写ベルト２０の回転と共に移動し、再度導電ブラシ３１で正極性に帯電された後に、１次転写部Ｎ１において中間転写ベルト２０から感光ドラム２へと静電的に移動する。なお、本実施例においては、脱落トナーが２次転写部Ｎ２を通過している間は、脱落トナーの帯電極性と同じ負極性の電圧を２次転写ローラ２４に印加する。これにより、脱落トナーが２次転写ローラ２４に付着することを抑制し、転写材Ｐの紙裏にトナーが付着することによる画像不良の発生を抑制できる。
【００６１】
また、本実施例においては、脱落トナーが導電ブラシ３１を２回以上通過すると画像不良（クリーニング不良）が発生しなかったことから、３ページ目の転写材Ｐ以降は前述の制御を行わず、予定のタイミング及び所定の紙間で画像形成を行う構成とする。しかし、これに限らず、脱落トナーが導電ブラシ３１を２回以上通過しても画像不良が発生する場合において、本実施例で説明した制御を継続する構成としても良い。
【００６２】
さらに、本実施例では、中間転写ベルト２０の駆動開始時の物理的な振動による導電ブラシ３１からのトナーの脱落を抑制する為に、中間転写ベルト２０の駆動開始前から導電ブラシ３１に正極性の電圧を印加している。図８は、本実施例において、中間転写ベルト２０の駆動開始前後における、帯電電源５１から導電ブラシ３１に出力される電圧値を示す模式図である。
【００６３】
図８に示されるように、本実施例の構成においては、中間転写ベルト２０が駆動を開始する１００ｍｓｅｃ前のタイミングで、帯電電源５１から＋４００Ｖの電圧を出力し、導電ブラシ３１に電圧を印加する。その後、コントローラ１１０は、中間転写ベルト２０の駆動を開始させ、転写残トナーの回収動作に移行するのに伴って、帯電電源５１から導電ブラシ３１に電圧を印加する制御を定電流制御に切り替える。具体的には、導電ブラシ３１に２０μＡの目標電流が流れるように、帯電電源５１から出力する電圧を制御する。なお、本実施例において、定電流制御時に帯電電源５１から出力される電圧は、＋４００Ｖよりも高い電圧であり、より詳細には、＋８００〜＋１０００Ｖ程度である。
【００６４】
ここで、本実施例において、中間転写ベルト２０が駆動を開始する１００ｍｓｅｃ前から、導電ブラシ３１に＋４００Ｖの電圧を印加する理由は、導電ブラシ３１に付着している負極性のトナーに対して静電引力を働かせる為である。この構成により導電ブラシ３１に付着している負極性のトナーを静電的に導電ブラシ３１に保持させることができ、中間転写ベルト２０の駆動を開始したときに、物理的な振動によって発生するトナーの脱落を抑制することが可能である。
【００６５】
ここで、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多い状態では、中間転写ベルト２０の駆動開始前に、導電ブラシ３１に＋４００Ｖの電圧を印加しても、中間転写ベルト２０の駆動開始時の物理的な振動によるトナーの脱落を十分に抑制できない場合がある。このような場合においても、本実施例の構成によれば、転写材領域の位置と脱落トナーの位置が重ならないように制御することで、画像不良の発生を抑制することが可能である。
【００６６】
なお、中間転写ベルト２０の駆動開始前に印加する電圧を＋４００Ｖからさらに大きくすることによって、導電ブラシ３１に保持された負極性のトナーに対する静電的保持力を高め、導電ブラシ３１からのトナーの脱落を抑制することが可能である。しかしながら、導電ブラシ３１に印加する電圧の値を大きくし過ぎてしまうと、中間転写ベルト２０と導電ブラシ３１とが接触する位置において中間転写ベルト２０の表面が局所的に過帯電されることによる画像不良（濃度ムラ）が発生してしまう恐れがある。
【００６７】
より詳細に説明すると、中間転写ベルト２０が静止している状態で導電ブラシ３１に高い電圧を印加すると、導電ブラシ３１の当接している箇所で局所的に中間転写ベルト２０の表面が過帯電してしまう。この状態で画像形成を行うと、１次転写工程、２次転写工程において、中間転写ベルト２０の過帯電している領域と過帯電していない領域とで転写性に差が生じ、結果的に濃度ムラによる画像不良が発生するおそれがある。
【００６８】
一方で、本実施例の構成によれば、転写材領域の位置と脱落トナーの位置が重ならないように制御することで、中間転写ベルト２０の駆動を開始する前に導電ブラシ３１に高い電圧を印加せずとも、脱落トナーによる画像不良の発生を抑制することが可能である。
【００６９】
［画像評価結果］
次に、比較例１〜２と本実施例とにおける画像出力評価の結果について説明する。なお、比較例１は、本実施例に対して、画像形成開始のタイミングが異なる点を除いてその他の構成は本実施例と共通する部分が多い。また、比較例２は、本実施例に対して、画像形成開始のタイミングが異なる点と、中間転写ベルト２０の駆動開始前に導電ブラシ３１に印加する電圧の値が異なる点と、を除いてその他の構成は本実施例と共通する部分が多い。したがって、以下の説明において、比較例１〜２と本実施例とが共通する構成に関しては、本実施例と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
比較例１は、図４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、画像形成開始タイミングを変更せず、脱落トナーと転写材領域とが重なってしまう構成であって、中間転写ベルト２０の駆動開始前に導電ブラシ３１に＋４００Ｖの電圧を印加する構成を有する。また、比較例２は、比較例１と同様に脱落トナーと転写材領域とが重なってしまう構成を有するものの、中間転写ベルト２０の駆動開始前に導電ブラシ３１に＋８００Ｖの電圧を印加する点で比較例１とは構成が異なる。一方で、本実施例の構成は、図５（ａ）〜（ｂ）を用いて説明したように、画像形成開始タイミングを変更することで脱落トナーと転写材領域とが重ならないように制御を行う構成である。また、本実施例の構成においては、中間転写ベルト２０の駆動開始前に、帯電電源５１から導電ブラシ３１に＋４００Ｖの電圧を印加している。
【００７１】
なお、画像評価を行った際の画像形成装置１０のプロセススピードは１８０ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは１分間に３０枚であり、転写材ＰにはＧＦ−Ｃ０８１（キヤノン製）を用い、プリントモードとしては普通紙モードを選択した。評価画像としては、画像形成部１ｄを用いて、転写材Ｐにブラックのハーフトーン画像を形成した。そして、転写材Ｐに形成された画像に脱落トナーに起因した画像不良（クリーニング不良）、及び、中間転写ベルト２０の過帯電に起因した画像不良（局所的な濃度ムラ）が発生するか否かを確認することで画像評価を行った。
【００７２】
表１は、比較例１〜２、及び、本実施例における、画像評価結果を示す表である。表１において、画像不良が発生した場合を×、画像不良が発生しない場合を〇で示した。
【００７３】
【表１】
2020071329.tif 000003
【００７４】
表１に示されるように、本実施例の構成においては、いずれの画像不良も確認されなかった。一方で、画像形成開始タイミングを変更せず、脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重なってしまう比較例１では、脱落トナーに起因した画像不良（クリーニング不良）が転写材Ｐのハーフトーン画像上に顕在化した。
【００７５】
比較例１の構成に対して、中間転写ベルト２０の駆動開始前に導電ブラシ３１に印加する電圧を＋４００Ｖよりも大きい値である＋８００Ｖに設定した比較例２では、脱落トナーに起因した画像不良は発生しなかった。これは、導電ブラシ３１に印加する電圧の値を大きくすることによって、導電ブラシ３１に付着した負極性のトナーに対する静電的保持力が高くなり、物理的な振動によって導電ブラシ３１から脱落するトナーの発生をより抑制できたためと考えられる。一方で、比較例２の構成においては、中間転写ベルト２０の過帯電に起因した画像不良（局所的な濃度ムラ）が転写材Ｐのハーフトーン画像上で確認された。これは、導電ブラシ３１に印加する電圧の値が大きいことによって、駆動開始前の中間転写ベルト２０と導電ブラシ３１とが接触する位置で、中間転写ベルト２０の過帯電が発生したためであると考えられる。
【００７６】
以上、説明したように、本実施例の構成によれば、導電ブラシ３１から脱落した脱落トナーの位置と中間転写ベルト２０の転写材領域の位置とが重ならないように制御することによって、画像不良の発生を抑制することが可能である。
【００７７】
＜変形例＞
また、本実施例では、転写残トナーを帯電する帯電部材として導電ブラシ３１を用いたが、これに限らず、例えば、図９に示さすファーブラシを用いてもよい。図９は、本実施例の変形例の構成を説明する模式図である。なお、図９の変形例の構成において、本実施例と構成が共通する部分に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
図９に示すように、変形例のクリーニング手段１３０は、転写残トナーを帯電する帯電部材としてのファーブラシ８１と、ファーブラシ８１と接触するクリーニングローラ８２と、クリーニングローラ８２に接触するクリーニングブレード８３を有する。また、高圧電源８４は、転写残トナーの回収時に、クリーニングローラ８２に対してトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例においては正極性）の電圧を印加する。この時、クリーニングローラ８２を介してファーブラシ８１にも正極性の電圧が印加される。
【００７９】
ファーブラシ８１は、中間転写ベルト２０に当接し、不図示の駆動手段によって、中間転写ベルト２０の回転方向と逆方向に回転する。一方、クリーニングローラ８２は、ファーブラシ８１に当接し、ファーブラシ８１の回転方向と同じ方向に回転する。ファーブラシ８１としては、例えば、導電性を付与したナイロンを使用することが可能である。また、クリーニングローラ８２としては、ＳＵＳ（ｓｔｅｅｌ  ｕｓｅ  ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）等の金属を使用することが可能である。
【００８０】
変形例の構成においては、正極性の電圧が印加されたファーブラシ８１が中間転写ベルト２０に回転しながら当接することにより、転写残トナーのうち負極性に帯電したトナーが、静電的、及び機械的に中間転写ベルト２０上から掻き取られる。その後、ファーブラシ８１によって掻き取られた負極性の転写残トナーは、正極性の電圧が印加されたクリーニングローラ８２にさらに転写される。そして、最終的にはクリーニングローラに設けられたクリーニングブレード８３によって、クリーニングローラ８２の表面から除去され、不図示の回収容器に回収される。
【００８１】
なお、ファーブラシ８１と中間転写ベルト２０とが接触する位置をすり抜けるトナーは、ファーブラシ８１と中間転写ベルト２０とが接触する位置を通過する際にファーブラシ８１によって一様に正極性に帯電される。その後、ファーブラシ８１によって正極性に帯電されたトナーは、１次転写部Ｎ１ａにおいて、１次転写ローラ５ａに正極性の電圧を印加することで、中間転写ベルト２０から感光ドラム２ａに逆転写され、クリーニング手段６ａに回収される。
【００８２】
ここで、図９に示されるようなファーブラシ８１を用いた系においても、中間転写ベルト２０の物理的な振動により、ファーブラシ８１に残留しているトナーの一部が中間転写ベルト２０に脱落する恐れがある。そのため、変形例の構成においても、実施例１で説明した制御を行うことで、ファーブラシ８１から脱落した脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重ならないようにして、画像不良の発生を抑制することが可能である。
【００８３】
なお、本実施例では、導電ブラシ３１からトナーが脱落する要因として、中間転写ベルト２０の駆動開始時における物理的な振動を用いて説明したが、これに限定されない。例えば、１次転写ローラ５が、中間転写ベルト２０を介して感光ドラム２に対して当接、又は離間する動作を実施するような系においては、当接離間時に生じる物理的な振動により導電ブラシ３１からトナーが脱落する可能性がある。そのため、前述の１次転写ローラ５の当接離間動作を実施したタイミングにおいて導電ブラシ３１と中間転写ベルト２０とが当接していた位置と、転写材領域の位置とが重なる場合、脱落トナーによる画像不良が発生するおそれがある。このような場合においても、本実施例で説明した制御を行うことによって、画像不良の発生を抑制することが可能である。
【００８４】
また、本実施例では、転写残トナーを帯電する帯電部材として導電ブラシ３１のみを設ける構成について説明したが、これに限らない。例えば、図１０に示されるように、より高い帯電性能を得るために、中間転写ベルト２０の移動方向に関して導電ブラシ３１の下流側に、帯電電源５２から正極性の電圧を印加される帯電ローラ３２（導電部材）を設けても良い。帯電ローラ３２としては、例えば、ニッケルメッキ鋼棒上に、カーボンが分散されたＥＰＤＭゴムからなるソリッド弾性体を被覆したもの等を用いることが可能である。
【００８５】
検知手段７２は、帯電ローラ３２に流れる電流を検知するためのものであり、検知手段７２で検知する電流値が一定になるように帯電電源５２からの出力電圧を制御することで、導電ブラシ３１を通過した転写残トナーを一様に正極性に帯電する。このように、帯電ローラ３２を設けることで、転写残トナーを帯電する帯電性能をより高めることが可能となる。
【００８６】
また、図１０の構成においては導電ブラシ３１と帯電ローラ３２にそれぞれ別の帯電電源５１，５２から電圧を印加する構成としたが、共通の帯電電源を用いて電圧を印加する構成としても良い。
【００８７】
なお、全てのプリントモードで、画像形成開始タイミングを変更する制御や紙間を広げる制御を実行する必要は無く、プリントモードに応じて、前述の制御を実行するか否かを変えても良い。例えば、転写材Ｐの平滑性が高くクリーニング不良が目立ちやすいグロス紙モードや平滑紙モードのときは、本実施例で説明した制御を実施し、クリーニング不良が目立ちにくい普通紙モードのときは、本実施例で説明した制御を実施しない構成としても良い。
【００８８】
本実施例においては、導電ブラシ３１によって正極性に帯電された転写残トナーを、感光ドラム２に設けられるクリーニング手段６に回収する構成について説明したが、これに限らない。中間転写ベルト２０の移動方向に関して、導電ブラシ３１と中間転写ベルト２０とが接触する位置よりも下流側であって、１次転写部Ｎ１ａよりも上流側に、専用の回収手段を設けて、静電的に回収する構成としても良い。
【００８９】
また、本実施例においては、転写材Ｐに余白部を設けて画像形成を行う構成について説明したが、これに限らない。余白部を設けずに転写材Ｐの全域に画像を形成する画像形成モードや画像形成装置においても、本実施例で説明した制御を実施することで同様の効果を得ることが可能である。
【００９０】
なお、本実施例では、中間転写ベルト２０が駆動を開始する前のタイミングで導電ブラシ３１に電圧を印加して、物理的な振動による導電ブラシ３１からのトナーの脱落を抑制し、脱落トナーによる画像不良の発生を更に抑制する構成としたが、これに限らない。既に説明したように、本実施例においては、転写材領域の位置と脱落トナーの位置が重ならないように制御することで脱落トナーによる画像不良の発生を抑制することが可能である。したがって、中間転写ベルト２０の駆動開始前に、帯電電源５１から導電ブラシ３１に電圧を印加しない構成としてもよい。
【００９１】
（実施例２）
実施例１においては、脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重なると判断された場合に、画像形成タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行う構成について説明した。これに対し、実施例２においては、脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重なると判断された場合に、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量に基づいて、画像形成タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行う構成について説明する。なお、実施例２は、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量に基づいて前述の制御の実施の有無を決定する点を除いて実施例１と共通する部分が多い。したがって、以下の説明において、実施例１と同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【００９２】
上述したように、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多く、中間転写ベルト２０の駆動開始時に導電ブラシ３１から脱落した脱落トナーが中間転写ベルト２０の転写材領域と重なる場合には、画像不良（クリーニング不良）が発生する。しかしながら、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少なく、導電ブラシ３１から中間転写ベルト２０にトナーが脱落しない、若しくは、脱落トナーの量が微量である場合には、この限りではない。即ち、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少ない場合には、中間転写ベルト２０の駆動開始時に導電ブラシ３１と中間転写ベルト２０とが接触する位置が転写材領域と重なったとしても、画像不良は発生しない、若しくは、画像不良が顕在化しない。
【００９３】
したがって、本実施例においては、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少ないと判断される場合には、画像形成タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行わず、ＦＰＯＴを短縮させる構成とする。以下、詳細に説明する。
【００９４】
本実施例では、転写材Ｐに形成する画像（以下、プリント画像と称する）の平均印字率を画像が形成された転写材Ｐの枚数毎に積算することで、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量を予測する。プリント画像の平均印字率が高い画像ほど、転写残トナー量が多くなり、導電ブラシ３１に付着するトナーの量も多くなる。そこで、本実施例においては、コントローラ１１０によってプリント画像の平均印字率を画像が形成された転写材Ｐの枚数毎に積算することで、導電ブラシ３１に到達する転写残トナーの総量を推定し、導電ブラシ３１に付着するトナー量を予測する。
【００９５】
ここで、プリント画像の平均印字率は、以下のように算出する。まず、パーソナルコンピュータ２００からコントローラ１１０に入力された画像情報を、コントローラ１１０において、画像形成部１ａ〜１ｄ毎に時系列のカラー画像信号に色分解する。次に各画像形成部１で、全画像画素数に対して、露光手段７で発光した画素数（つまり画像を形成した画素数）の割合を算出し、各画像形成部１における印字率をそれぞれ算出する。そして、各画像形成部１の印字率を平均化することで、プリント画像の平均印字率を算出する。
【００９６】
表２は、本実施例における、プリント画像の平均印字率の積算方法を説明する表である。表２に示すように、本実施例においては、プリント画像の平均印字率に基づき、１ページ毎にカウントを加算し、カウントによる積算値をもとに導電ブラシ３１に付着しているトナー量を予測する。すなわち、カウントによる積算値が大きい程、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が多いことを示している。
【００９７】
【表２】
2020071329.tif 000004
【００９８】
なお、後回転時等の非画像形成時において吐き出し動作を実施した場合には、導電ブラシ３１から中間転写ベルト２０にトナーが吐き出され、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が減少する。そこで、本実施例においては、吐き出し動作を実施した際には、カウント値を５０減算するように設定している。
【００９９】
以上のように、本実施例では上記カウントによる積算値を用いることで、導電ブラシ３１に付着しているトナー量を予測する。そして、本実施例では、中間転写ベルト２０の駆動を開始する際、上記カウントによる積算値を参照し、予め設定された所定の閾値と比較する。カウントによる積算値が所定の閾値を超えている場合には、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多く、中間転写ベルト２０の駆動開始時に脱落トナーが発生すると判断し、脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重ならないようにする。具体的には、実施例１において説明したように、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施することによって、導電ブラシ３１から脱落した脱落トナーが転写材領域と重ならないようにする。
【０１００】
一方、中間転写ベルト２０の駆動を開始するときのカウントによる積算値が所定の閾値を超えていない場合には、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少ないと判断し、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施しない。コントローラ１１０はこのように制御を行うことによって、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少ないと判断された場合には、ＦＰＯＴの短縮を優先する。
【０１０１】
本実施例においては、中間転写ベルト２０の駆動開始時におけるカウントによる積算値が、所定の閾値である１９０を超えている場合に、コントローラ１１０は、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多いと判断する。そして、コントローラ１１０は、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多いと判断された場合に、脱落トナーに起因した画像不良を抑制するために前述の制御を行う。また、本実施例において、この所定の閾値である１９０は予め設定されており、コントローラ１１０の不揮発メモリに記憶されている。
【０１０２】
図１１（ａ）は、平均印字率が７％のプリント画像を５０ページの転写材Ｐに連続して形成するジョブＪ１を実行した後に、更に平均印字率が７％のプリント画像を連続して転写材Ｐに形成するジョブＪ２を実行した際の、積算値の推移を示すグラフである。図１１（ｂ）は、平均印字率が１５％のプリント画像を５０ページの転写材Ｐに連続して形成するジョブＪ３を実行した後に、更に平均印字率が１５％のプリント画像を連続して転写材Ｐに形成するジョブＪ４を実行した際の、積算値の推移を示すグラフである。なお、いずれの平均印字率のプリント画像を形成する場合であっても、ジョブＪ１を実行した後と、ジョブＪ３を実行した後は、中間転写ベルト２０の駆動を一度停止している。また、ジョブＪ１の最後と、ジョブＪ３の最後には、導電ブラシ３１に付着したトナーを中間転写ベルト２０に吐き出す吐き出し動作を実行している。
【０１０３】
図１１（ａ）に示すように、時刻Ｔ１において画像形成動作が開始されるジョブＪ１では、平均印字率７％の画像をプリントしているので、１ページ当たり＋２のカウントが加算され、カウントによる積算値は５０ページで計１００となる。そして、その後の後回転動作において吐き出し動作を実施されることでカウント値は５０減算される。したがって、時刻Ｔ２で示されるジョブＪ１終了時におけるカウントによる積算値は５０となる。
【０１０４】
その後、ジョブＪ１に続くジョブＪ２を実行する際、時刻Ｔ３に示される中間転写ベルト２０の駆動開始時におけるカウントによる積算値は５０であり、この値は所定の閾値である１９０を超えていない。そのため、本実施例の構成においては、図１１（ａ）におけるジョブＪ２を実行する際には、コントローラ１１０は、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が少ないと判断し、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行わない。
【０１０５】
一方、図１１（ｂ）に示すように、平均印字率１５％のプリント画像を連続して形成する場合、時刻Ｔ４において画像形成動作が開始されるジョブＪ３では、１ページ当たり＋５のカウントが加算され、カウントによる積算値は５０ページで計２５０となる。そして、その後の後回転動作において吐き出し動作を実施されることでカウント値は５０減算される。したがって、時刻Ｔ５で示されるジョブＪ３終了時におけるカウントによる積算値は２００となる。
【０１０６】
その後、ジョブＪ３に続くジョブＪ４を実行する際、時刻Ｔ６に示される中間転写ベルト２０の駆動開始時におけるカウントによる積算値は２００であり、この値は所定の閾値である１９０を超えている。そのため、本実施例の構成においては、図１１（ｂ）におけるジョブＪ４を実行する際には、コントローラ１１０は、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が多いと判断し、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行う。
【０１０７】
図１２は、本実施例における制御を説明するフローチャートである。図１２に示すように、コントローラ１１０がジョブを受信すると、コントローラ１１０は、まず、中間転写ベルト２０の駆動を開始するタイミングにおいて、カウント積算値を参照する（Ｓ１０１）。そして、カウント積算値が所定の閾値である１９０を超えていない場合、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が少ないと判断し、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を行わずに画像形成を行う（Ｓ１０４）。
【０１０８】
一方、Ｓ１０１において、カウント積算値が１９０を超えている場合、コントローラ１１０は、導電ブラシ３１に付着しているトナー量が少ないと判断し、次に、脱落トナーの位置と転写材領域の位置とが重なるか否かを判断する（Ｓ１０２）。具体的には、中間転写ベルト２０の駆動開始時に導電ブラシ３１が中間転写ベルト２０と接触していた位置と、画像形成許可のフラグが立った瞬間に画像形成を開始した場合における中間転写ベルト２０上の転写材領域との位置とが重なるか否かを判断する。そして、脱落トナーと転写材領域の位置が重ならない場合はＳ１０４を行い、脱落トナーと転写材領域の位置が重なる場合は、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施した後に画像形成を行う（Ｓ１０３）。
【０１０９】
［画像評価結果］
次に、比較例１、実施例１、及び本実施例における画像出力評価の結果について説明する。なお、比較例１は、実施例１における比較例１の構成と同一であるため、説明を省略する。また、比較例１及び実施例１の構成は、本実施例のように、カウントによる積算値に基づいた制御を行わない構成である。
【０１１０】
以下の評価実験では、導電ブラシ３１に付着したトナーの量が少ない場合と、多い場合とで、脱落トナーに起因した画像不良の発生の有無、及びＦＰＯＴの長さを確認した。具体的には、比較例１、実施例１〜２の構成において、図１１（ａ）と図１１（ｂ）で説明した画像形成をそれぞれ行い、ジョブＪ２及びジョブＪ４の最初の転写材Ｐへの画像形成に関する、脱落トナーに起因した画像不良の有無と、ＦＰＯＴの長さを確認した。
【０１１１】
なお、評価条件は実施例１と同様であり、ジョブＪ１〜２においては平均印字率が７％のブラックのハーフトーン画像を形成し、ジョブＪ３〜４においては平均印字率が１５％のブラックのハーフトーン画像を形成した。表３は、比較例１と実施例１〜２における評価結果を説明する表である。表３において、画像不良が発生した場合は×、画像不良が発生しない場合は〇で示している。
【０１１２】
【表３】
2020071329.tif 000005
【０１１３】
表３に示すように、実施例１及び実施例２においては、いずれの条件においても脱落トナーに起因した画像不良の発生は確認されなかった。一方で、比較例１では、ジョブＪ１を実行した後にジョブＪ２を実行する際、即ち、カウント積算値が５０の状態（導電ブラシ３１に付着しているトナー量が少ない状態）で画像形成を行う場合においては、脱落トナーに起因した画像不良は確認されなかった。しかしながら、ジョブＪ３を実行した後にジョブＪ４を実行する際、即ち、カウント積算値が２００の状態（導電ブラシ３１に付着しているトナー量が多い状態）で画像形成を行う場合においては、脱落トナーに起因した画像不良が発生してしまった。
【０１１４】
また、表３に示すように、実施例１の構成においては、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量に関わらず、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施していることから、ＦＰＯＴの長さはいずれの場合も８．５ｓｅｃであった。これに対し、本実施例の構成においては、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が少ない状態では、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施しないことから、ＦＰＯＴが実施例１よりも短い８．０ｓｅｃであった。そして、このとき、脱落トナーに起因した画像不良の発生も確認されなかった。なお、本実施例の構成において、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量が多い状態では、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施することから、ＦＰＯＴが実施例１と同様に８．５ｓｅｃであった。
【０１１５】
以上説明したように、本実施例では、脱落トナーの位置と転写材領域の位置が重なるか否かという判断条件に加え、導電ブラシ３１に付着しているトナーの量も加味して、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施している。この構成によれば、実施例１において説明した効果だけでなく、脱落トナーに起因した画像不良が発生する可能性が低い場合を判断して画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御の実施の有無に反映することが可能である。その結果、ＦＰＯＴが長くなってしまうことを抑制することが可能である。
【０１１６】
なお、本実施例においては、中間転写ベルト２０の駆動開始時におけるカウント積算値が所定の閾値を超えた場合に、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施する構成とした。ここで、カウント積算値と比較する所定の閾値は固定である必要は無く、画像形成条件等に応じて所定の閾値を適宜変更しても良い。
【０１１７】
例えば、直前の画像形成ジョブが終了してからの経過時間に応じて所定の閾値を変更しても良い。導電ブラシ３１に付着しているトナーの電荷量は、経過時間と共に自然減衰する。それに伴い、導電ブラシ３１に電圧を印加した際におけるトナーに対する静電引力が減少し、トナー保持力が徐々に低下する。すなわち、ブラシに付着しているトナー量が同じでも、直前の画像形成ジョブが終了してからの経過時間が長いほうが、脱落するトナー量は多くなる。そのためカウント積算値と比較する所定の閾値を、直前の画像形成ジョブからの経過時間が長くなるほど小さく設定する構成としても良い。
【０１１８】
また、カウント積算値に基づいた制御ではなく、直前の画像形成ジョブの後回転動作時において、導電ブラシ３１からトナーを吐き出す吐き出し動作を実施しているか否かを、前述の制御の実施の判断条件のひとつとしても良い。後回転時間を短縮するために、後回転動作において吐き出し動作を実施しない場合、導電ブラシ３１には多量のトナーが付着している可能性が高い。このような状態において、中間転写ベルト２０の物理的な振動を受けると、導電ブラシ３１から多量のトナーが脱落するおそれがある。そこで、直前の画像形成ジョブの後回転動作時に吐き出し動作を実施していない場合であって、且つ、脱落トナーの位置と転写材領域の位置が重なる場合に、画像形成開始タイミングを変更する制御、又は、紙間を広げる制御を実施する構成としてもよい。このような構成とすることで、制御の単純化をはかることが可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  画像形成部
２  感光ドラム
５  １次転写ローラ
２０  中間転写ベルト
２４  ２次転写ローラ
３１  導電ブラシ
１１０  コントローラ
【図１】
2020071329.tif 000006
【図２】
2020071329.tif 000007
【図３】
2020071329.tif 000008
【図４】
2020071329.tif 000009
【図５】
2020071329.tif 000010
【図６】
2020071329.tif 000011
【図７】
2020071329.tif 000012
【図８】
2020071329.tif 000013
【図９】
2020071329.tif 000014
【図１０】
2020071329.tif 000015
【図１１】
2020071329.tif 000016
【図１２】
2020071329.tif 000017