(57)【要約】【課題】接触１成分現像装置を用いる画像形成装置において、画像面積率の低い画像を継続して作成していると画像汚れが画像枚数とともに増加していく。画像面積率をチェックして、プリントジョブが終了した時点で、所定の面積率より低い感光体に対し、補償画像の現像を行うことで、画像汚れは解消できるが、補償現像トナーを感光体から直接クリーニングすると感光体廃トナー容器がすぐ満杯になるので、補償画像を転写ベルトに転写させてからクリーニングする。【解決手段】しかし、補償画像がベタ画像の場合、転写ベルトから２次転写ローラにトナーが転移することを防ぐため、補償画像をハーフトーンの付着量となるように制御する。さらに、上記トナー転移を防ぐため、２次転写ローラには本来のバイアスとは逆極性のバイアスをかける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１成分現像ユニットと、像担持体と、該像担持体をクリーニングする像担持体クリーニング装置と、を有する作像ユニットを複数並列に配置して、該作像ユニット別に複数色の画像を形成して、該画像を中間転写体に１次転写し、さらに、２次転写によって転写紙上に転写する画像形成装置であって、各々の作像ユニット毎に、現像の単位駆動距離当たりの出力画像面積率を積算する手段を有し、プリントジョブ終了時に、累積面積率が所定の閾値より低い場合はその作像ユニットに関し、前記プリントジョブとは別に、非画像形成部に所定量の補償現像トナーを現像させ補償画像を形成する補償現像の制御を行い、補償画像部が１次転写部のニップを通過するときに、前記補償現像トナーが前記中間転写体に転写される極性のバイアスを前記転写部に対し印加する画像形成装置において、前記所定量の補償現像トナーは、ハーフトーンの付着量となるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記補償現像トナーが前記中間転写体上に付着した補償画像部が２次転写部を通過するタイミングでは、２次転写部が中間転写体に当接したままで、２次転写部で転写紙に転写するときの極性とは逆の極性のバイアスを該転写部に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記中間転写体をクリーニングする中間転写体クリーニング装置と、該クリーニング装置に接続された中間転写体廃トナー容器とを有し、前記中間転写体上に付着した補償現像トナーは該中間転写体廃トナー容器に収容されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーＰＰＣ、カラープリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は本発明を適用することができる一般的な画像形成装置を示す概要図である。
同図において符号１１は感光体ドラム、２２は帯電・クリーニング装置、２３は１次転写部、２４は２次転写部、２５は転写ベルト、２６は転写ベルトクリーニング装置、２８は定着装置、２９は現像装置をそれぞれ示す。
フルカラー電子写真装置には、１つの感光体の周りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写して転写紙にカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して転写紙に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
【０００３】
タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置により、搬送ベルトで搬送する転写紙に順次転写する直接転写方式のものと、同図に示すように、各感光体ドラム１１上の画像を１次転写部２３で一旦中間転写体２５に順次転写して後、その中間転写体上の画像を２次転写部２４で転写紙に一括転写する間接転写方式のものとがある。間接転写方式は２次転写位置を比較的自由に設置することができるので、給紙から定着２８までの距離を短くでき、そのため給紙から排紙までの時間が短くなり、ファーストプリントタイムを低減することができる。またジャム処理が容易にできる等のメリットがある。
【０００４】
このようにタンデム型の中間転写方式では、画像形成の高速化が容易でかつファーストプリントタイムを低減できるメリットがあるが、装置が大型化するという欠点がある。このため、装置を小型化するために図１では、現像装置として１成分現像装置２９を用いている。さらに、現像装置２９と感光体および帯電、クリーニング装置２２（廃トナー容器を含む）を一体化することによりユーザが簡単にユニットを交換でき、廃トナーも同時に交換するので非常にユーザの利便性が高く、低コストの作像システムにすることができる。中間転写ベルトクリーニングの廃トナー容器は必要となるが、中間転写ベルトの廃トナーのみなので、交換サイクルは非常に長くすることができる。
【０００５】
図４は１成分現像装置の１例の概略断面図である。
同図において符号３１は現像ローラ、３２は供給ローラ、３３はトナー層規制部材、３４はトナー貯蔵部をそれぞれ示す。
この例では、現像ローラ３１を感光体に接触させて所定の線速比を持たせて現像させる。非接触にすることもできるが、現像バイアスにＡＣバイアスを印加しないと現像能力が不十分になる。現像ローラを接触式にすることにより、ＤＣバイアスで現像能力が足りるようになる。トナー貯蔵部３４から供給ローラ３２により現像ローラ表層にトナーを供給し、トナー層規制部材３３により所定のトナー層厚にしている。しかしこのような接触１成分現像装置を用いる場合、次のような問題がある。
【０００６】
図５は１成分現像による地汚れの評価結果を示す図である。
２成分現像装置では現像スリーブが感光体に直接接触していないので、感光体が回転しているときでも現像駆動を止めておくことができる。しかし、本発明が採用しようとしている接触１成分現像装置では、感光体に現像ローラが接触しているので、感光体が駆動している間は現像装置も駆動しなければならない。また、中間転写ベルトと感光体が接触しているので、中間転写ベルトが駆動している間は感光体を駆動させなければならず、その間、現像装置も駆動される。そのため１Ｐ／Ｊや２Ｐ／Ｊのようなジョブでは、１枚あたりの現像駆動時間が非常に長くなる。同図に、１成分現像ユニットを用いたプリンタで画像面積率が１％の画像を出力して通紙試験を行ったときの転写紙上のＢｋの地汚れを５段階評価したときの現像駆動時間に対しての推移を示す。
ランク５は全く地汚れしていない状態で、ランク３．５になるとユーザが許容できないレベルである。
同図のように、駆動時間が長くなるとともに地汚れは悪化する傾向があり、駆動時間が６時間程度になるとユーザが許容できないレベルになる。
【０００７】
図６は同じプリンタで画像面積率が３％の画像にした場合の地汚れの評価結果を示す図である。
図５と同様、転写紙上のＢｋの地汚れの現像駆動時間に対しての推移を示す。
文字や線の画像のみ出力していれば画像面積率の平均値が１％程度になることはある。それに対し、画像面積率を３％にすると、図６からわかるように、地汚れの悪化傾向が少なくなり、地汚れがランク３．５となるのは駆動時間が６時間よりもかなり長い時間となる。
このように駆動時間が長くなっても地汚れの悪化を防止するためには、駆動時間に対する画像面積率を或る程度高くすることが非常に有効である。そのため、各々の作像ユニット毎に現像の単位駆動距離当たりの出力画像面積率を積算する手段を有し、平均の面積率の値に閾値を設定して、プリントジョブ終了時にその閾値より低い画像面積率のときはその差分とプリント枚数あるいは駆動時間との積を補正するのに適した所定量のトナーを現像させる制御を行なう（以下補償現像と呼ぶ）ことにより、色によっては画像面積率が低い画像を出力するユーザでも、見かけ上、駆動時間に対する画像面積率を高くし、ひいては画像汚れの悪化を防止することができる。
【０００８】
この方法を用いると、実際の出力画像以外でトナーが消費される（以下補償現像トナーと呼ぶ）ことになるが、低面積率画像の場合のみトナー消費するので、トナーが必要以上に多く消費されて作像ユニットで出力する枚数が所定の枚数より少なくなるということはない。このような補償現像の制御により、現像駆動時間が非常に長くなっても地汚れの悪化を防止することができるが、感光体の廃トナー容器を一体化した作像システムでは次のような問題がある。
通常の感光体廃トナーは、１次転写での転写残トナーと地汚れトナーなので、一体型の作像ユニットの交換寿命が長くなければ、廃トナー容器の容量はそれほど大きくする必要はない。そのため一体型にしても、ユーザが交換するのに不便でない程度の大きさや重量にできる。しかし、上記の低面積率画像のときにトナーを消費させると、非常に廃トナーが多くなるという問題がある（例えば、特許文献１  参照。）。
しかし、補償現像により、見かけの平均画像面積率を高めたとき、補償現像トナーによる感光体用廃トナー容器に対する廃トナーの増加が避けられない。感光体用廃トナー容器に対する廃トナーの増加を避けるため、補償現像のトナーを転写ベルトに１次転写して、転写ベルトクリーニング部材により補償現像トナーを除去することで、感光体用廃トナー容器が早めに満杯になることを避けている例がある（例えば、特許文献２  参照。）。
しかし、補償現像をベタ画像として形成すると、２次転写ローラを離間させない構成になっている場合、ベタ画像の一部が２次転写ローラに付着しやすくなり、次のジョブの転写のときに裏汚れが発生してしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−４３３８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、補償現像トナーによる２次転写ローラの汚れを防止することができる装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明では、１成分現像ユニットと、像担持体と、該像担持体をクリーニングする像担持体クリーニング装置と、を有する作像ユニットを複数並列に配置して、該作像ユニット別に複数色の画像を形成して、該画像を中間転写体に１次転写し、さらに、２次転写によって転写紙上に転写する画像形成装置であって、各々の作像ユニット毎に、現像の単位駆動距離当たりの出力画像面積率を積算する手段を有し、プリントジョブ終了時に、累積面積率が所定の閾値より低い場合はその作像ユニットに関し、前記プリントジョブとは別に、非画像形成部に所定量の補償現像トナーを現像させ補償画像を形成する補償現像の制御を行い、補償画像部が１次転写部のニップを通過するときに、前記補償現像トナーが前記中間転写体に転写される極性のバイアスを前記転写部に対し印加する画像形成装置において、前記所定量の補償現像トナーは、ハーフトーンの付着量となるように制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記補償現像トナーが前記中間転写体上に付着した補償画像部が２次転写部を通過するタイミングでは、２次転写部が中間転写体に当接したままで、２次転写部で転写紙に転写するときの極性とは逆の極性のバイアスを該転写部に印加することを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記中間転写体をクリーニングする中間転写体クリーニング装置と、該クリーニング装置に接続された中間転写体廃トナー容器とを有し、前記中間転写体上に付着した補償現像トナーは該中間転写体廃トナー容器に収容されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１成分現像ユニット、像担持体、像担持体のクリーニング装置および廃トナー部を一体化した複数の作像ユニットを並列に配置して中間転写体上に複数色の画像を形成し、非画像形成部における補償現像トナーが中間転写体上に１次転写され、２次転写部で転写材に転写を行わずクリーニング部まで移動させてクリーニングを行う構成において、補償現像をハーフトーンの付着量となるように制御することにより、２次転写ローラの汚れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１の作像装置で作像順をＢｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙとする。駆動の方法については必要に応じて様々なタイプを選ぶことができるが、中間転写ベルトの駆動とＢｋ作像ユニットを１つのモータで駆動し、カラー３色の作像ユニットを他の１つのモータで駆動する画像形成装置の場合について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は現像に関するタイミングチャートである。
同図に、Yの現像の単位駆動距離当たりの出力画像面積率が設定された所定の閾値より低かったときのタイミングチャートを示す。本実施例は、同図のようにＹの画像形成後にＹのＬＤにより主走査方向全幅露光して所定量のトナーを補償現像させる。ここで、所定量のトナーとは、図６に示すような実測を行った場合の高い評価値が得られる条件に合う平均の画像面積率になるようなトナー量をいう。図６の結果が得られた画像形成装置の場合でいえば、所定の閾値を３％とし、平均の画像面積率が３％になるようにトナー量を設定すればよい。
その感光体上の補償現像部、すなわち、現像されたトナーのついている部分（以下、補償画像部と呼ぶ）が１次転写位置を通過するタイミングで、中間転写ベルトに転写させる１次転写バイアスを印加して中間転写ベルトに転写をさせ、補償現像トナーを中間転写体クリーニング装置で回収し、中間転写体廃トナー容器に収容する。
この考え方は、他の色（Ｂｋ，Ｍ，Ｃ）に関しても全く同様に適用できる。
回収されたトナーは感光体廃トナー容器とは別の中間転写体廃トナー容器に収容されるので、それにより補償現像トナーが感光体の廃トナーにはならない。したがって、低面積率の出力を連続して行なう場合でも感光体の廃トナーが増えることはないので、感光体の廃トナー容器が所定の寿命より早く満杯になるようなことは発生しない。
【００１６】
小型かつ低コストを狙った画像形成装置では、２次転写ローラの中間転写ベルトからの離間機構を持たず、また２次転写ローラのクリーニング機構も持たない場合がある。補償画像部は非画像形成部に形成され、したがって、２次転写部で転写紙が無いとき同転写部を通過するので、上記の構成の場合は、補償画像部がベタ画像と同等の付着量の場合、２次転写ローラにトナーが付着してしまい、その後のプリント時に裏汚れが発生してしまう。そのため、本実施例では、補償画像部をハーフトーンの付着量となるように制御する。具体的には、この実施例ではＬＤによりハーフトーンの書き込みを行なうが、他にもいくつかの公知の方法がある。
【００１７】
本実施例によれば、１成分現像ユニット、像担持体、像担持体のクリーニング装置および廃トナー容器を一体化した複数の作像ユニットを並列に配置して中間転写体上に複数色の画像を形成し、補償現像トナーが１次転写ニップを通過するときに中間転写体に転写される極性のバイアスを印加するので、低面積率の出力を連続して行なう場合でも、あたかも所定の面積率の画像出力を継続したかのように感光体を使用するので、画像汚れの悪化を予防すると同時に、感光体の廃トナー容器が所定の寿命より早く満杯になるようなことは発生しないようにすることができる。なおかつ、２次転写ローラが中間転写ベルトから離れる機構を持たない構成でありながら、補償画像による２次転写ローラの汚れを防止することができる。
【実施例２】
【００１８】
図３はバイアス印加を含めた現像に関するタイミングチャートである。
同図のタイミングチャートで示すように、補償画像部が２次転写部を通過するタイミングで、転写紙に転写するときの極性とは逆方向のバイアスを印加する。それにより２次転写ローラに補償現像トナーが付着するのを防止することができる。
【００１９】
本実施例によれば、補償現像トナーが中間転写体上に付着した補償画像部が２次転写部を通過するタイミングでは、２次転写部で転写紙に転写するときの極性とは逆極性のバイアスを印加するので、２次転写ローラに補償現像トナーが付着するのをさらに確実に防止し、転写紙の裏汚れを防止することができる。
【実施例３】
【００２０】
実施例２の構成では２次転写ローラの離間機構やクリーニング部が必要なくなり、装置の小型化や低コスト化できるメリットがある。しかし、２次転写ローラの汚れを問題ないレベルにするためには、補償現像トナーをハーフトーン画像の付着量で付着させなければならないので、所定のトナー量を補償現像するのに長い距離の現像をしなければならない。また、上記構成においても、本来２次転写ローラのバイアスによるクリーニングシーケンスは必要なので、補償現像することによりプリントに必要な時間が長くなり、高速機に対しては不向きである。これに対し本実施例では、２次転ローラの接離機構を有し、補償画像部が２次転写部を通過するタイミングでは、２次転写ローラと中間転写ベルトを離間させる。この構成では２次転写ローラの接離機構が必要なので小型化や低コスト化に不利になるが、高速機ではメリットが大きい。
【００２１】
本実施例によれば、２次転写部の接離機構を有し、プリントジョブ終了時に補償画像部が２次転写部を通過するタイミングで、２次転写ローラが中間転写体から離間するので、プリントシーケンスの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用することができる一般的な画像形成装置を示す概要図である。
【図２】現像に関するタイミングチャートである。
【図３】バイアス印加を含めた現像に関するタイミングチャートである
【図４】１成分現像装置の１例の概略断面図である。
【図５】１成分現像における画像面積率が１％の画像よる地汚れの評価結果を示す図である。
【図６】同じプリンタで画像面積率が３％の画像にした場合の地汚れの評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１      感光体ドラム
２３      １次転写部
２４      ２次転写部
２５      転写ベルト
２９      現像装置
３１      現像ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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