(57)【要約】【課題】記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１５と接触して感光体上のトナー像を転写して保持する中間転写ベルト１００、中間転写ベルト１００と接触して回転する１次転写ローラ１６、感光体１５と１次転写ローラ１６で形成される１次転写部の下流側に設置された２次転写ローラ１０２と２次転写対向ローラ１０３を備え、中間転写ベルト１００上の記録媒体と次の記録媒体の間の非画像領域に形成されたトナーパッチの極性を、２次転写ローラ１０２と２次転写対向ローラ１０３で形成される２次転写部に到達する反転させる極性反転手段１９を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成するための感光体と、
その感光体と接触して感光体上のトナー像を転写して保持するベルト状の中間転写体と、
その中間転写体と接触して中間転写体に沿って回転する１次転写ローラと、
前記感光体と１次転写ローラで形成される１次転写部の中間体の回転方向下流側の位置で、その中間転写体を挟持して中間転写体に沿って回転する２次転写ローラと２次転写対向ローラを備えた画像形成装置において、
前記中間転写体上の記録媒体と次の記録媒体の間の非画像領域に形成されたトナーパッチの極性を、前記２次転写ローラと２次転写対向ローラで形成される２次転写部に到達する前に反転させる極性反転手段を設けた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、
前記トナーパッチを検知するセンサーが前記中間転写体の回転方向の前記１次転写部と２次転写部の間に設置され、
前記極性反転手段が前記センサーと前記２次転写部の間に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記中間転写体の回転方向に沿って複数の１次転写部が設けられており、
前記トナーパッチの帯電極性を反転させる際の印加バイアスを、前記各１次転写部で形成されたトナーパッチの帯電量によって変えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記非画像領域に形成されたトナーパッチの色によって、前記トナーパッチの帯電極性を反転させる際の印加バイアスを変え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、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に係り、特に感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、さらに中間転写体に転写されたトナー像を用紙などの記録媒体に２次転写するシステムの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、環境変化や経時的な変動などにより画像濃度の変動や色ずれが発生することがある。画像濃度を一定にし、および色ずれを補正する目的として、ある印刷枚数の周期で、中間転写体上の記録媒体と記録媒体の間の非画像形成領域にトナーパッチを形成し、１次転写部と２次転写部の間に設置したセンサーでトナーパッチのトナー濃度と位置を検知して、フィードバック制御をかけることにより、常に安定した高画像を得る方式が提案されている。
【０００３】
この方式を採用した場合、前記センサーで検知した後のトナーパッチは、２次転写部で２次転写ローラに転写される。２次転写ローラに転写されたトナーパッチは、そのままでは記録媒体の裏面に転写されて裏汚れになるため、２次転写ローラにクリーニング機構が設けられ、このクリーニング機構により前記トナーパッチのトナーを回収し、記録媒体の裏汚れを防いでいる。
【０００４】
しかし、高画質な画像形成を安定して保証するためには、非画像形成領域にトナーパッチを頻繁に形成する必要がある。そのため２次転写ローラのクリーニング機構の負荷が増えて、２次転写ローラにクリーニング不良が発生することがある。その結果、２次転写ローラに残ったトナーが次の記録媒体の裏面に付着して、裏汚れが起きる。
【０００５】
その対策として、非画像形成領域に形成されたトナーが２次転写部に到来したときに、２次転写部に印加するバイアスを画像部が通過するときのバイアスと反対の極性に切り換えることにより、非画像形成領域に形成されたトナーを２次転写ローラに転写させずに、中間転写体上に残す方法が提案されている（特開２００４−３６１８５９号公報）。
【０００６】
さらにこの方法の効果を高めるため、非画像形成領域に形成されたトナーが２次転写部に入る前に帯電器などでトナーの帯電量を高くすることで、２次転写部で非画像形成領域に印加する逆バイアスの効果を高める方法も提案されている。
【０００７】
また別の対策として、非画像形成領域に形成されたトナーが２次転写部に到達するタイミングで、２次転写ローラを中間転写体から離間させることにより、非画像形成領域に形成されたトナーを２次転写ローラに転写させず、２次転写部におけるクリーニング負荷を低減することが提案されている。
【０００８】
また特開平８−６３０１１号公報、特開平８−２７２２３５号公報、特開平８−３２８４０１号公報及び特開平９−６１４６号公報などには、中間転写体と転写手段との間に記録媒体を通過させたときに、転写手段に転写バイアスを印加して中間転写体表面に形成したトナー像を記録媒体に転写するとともに、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時には、トナーの帯電極性と同極性の電圧を転写手段に印加することにより、転写位置に記録媒体が存在しないときに、中間転写体上のトナーが転写手段に転移するのを防止する構成が提案されている。
【０００９】
さらに、前記特開平８−２７２２３５号公報や特開平８−３２８４０１号公報に開示された技術は、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時にはトナーの帯電極性と同極性の電圧を転写手段に印加するとともに、その後にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することにより、転写手段に付着したトナーを中間転写体上に完全に逆転写して、記録媒体の裏汚れを防止するように構成したものである。
【００１０】
さらにまた、前記特開平９−６１４６号公報に開示された技術は、クリナーブレードおよび２次転写部材の接離制御をすることにより、紙詰り解除後における中間転写体および２次転写部材に残留するトナーのクリーニングを効率的に行うことができ、紙詰り解除後になされる画像形成動作で、残留トナーに起因するカブリやスジなどの汚れが発生せずに、きれいな画像を形成することが可能であることが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３６１８５９号公報
【特許文献２】特開平８−６３０１１号公報
【特許文献３】特開平８−２７２２３５号公報
【特許文献４】特開平８−３２８４０１号公報
【特許文献５】特開平９−６１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、カラー複写機等の画像形成装置においては、高画質化が進むにつれて、カラー画像の画質を保証するために、プロセスコントロール用やレジストコントロール用のトナーパッチを、画像形成動作の開始前や記録媒体の通紙間のタイミングで中間転写体上に転写し、このプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチを検出して、画像形成動作を制御するように構成されてきている。
【００１２】
前述のように非画像領域に形成されたトナーパッチが２次転写部に到達したときに、２次転写部のバイアスを切り換える方式においては、非画像領域のトナーに印加するバイアスを画像部におけるバイアスと逆の特性に切り換えなければならず、印刷速度が速くなるにつれて時間的に間に合わなくなり、記録体への裏汚れを防ぐことが難しくなる。非画像領域が通過する度に２次転写ローラを離接させる構成においても、印刷速度が速くなるにつれて時間的に間に合わなくなる可能性がある。また、２次転写ローラを離接することにより、中間転写体に衝撃を与えるため、色ずれなどの問題が起きることがある。
【００１３】
また、前記特開平８−６３０１１号公報、特開平８−２７２２３５号公報、特開平８−３２８４０１号公報及び特開平９−６１４６号公報等に開示された技術のように、記録媒体の通紙間のごとく当該記録媒体へトナー像を転写しないときは、転写バイアスをＯＦＦしたり、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時に、トナーの帯電極性と同極性の逆バイアス電圧を、ある一定の時間転写手段に印加することにより、２次転写ローラをクリーニングするような方法では、２次転写ローラのトナー汚れ対策としては、不十分であることが確認されている。
【００１４】
前記特開平８−３２８４０１号公報に開示されているように、記録媒体の通紙間において、転写部材に印加するバイアス電圧をＯＦＦするように構成した場合には、中間転写体上の記録媒体の通紙間に転写されるプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチが、中間転写体と転写部材との圧接力によって転写部材上に転移して、このトナーパッチが次の記録媒体の裏面に転写され、裏面汚れを引き起こすという問題点がある。
【００１５】
また、前記特開平８−６３０１１号公報に開示されているように、転写位置に記録媒体が存在しているとき、機械的にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を転写手段に印加するように構成した場合には、記録媒体の搬送不良や記録媒体のサイズの誤り等によって、中間転写体上の画像領域と記録媒体との位置がずれると、記録媒体に転写されないトナーパッチが転写体上に転写されてしまい、記録媒体の裏汚れを引き起こす。また中間転写体の通紙間に相当する非画像領域に形成されるプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチが、記録媒体上に転写されるという新たな問題点を有している。
【００１６】
さらに、前記特開平８−２７２２３５号公報や特開平８−３２８４０１号公報等に開示されているように、転写位置に記録媒体が存在しないときに、トナーと同極性の同極性電流を印加してから、前記トナーと逆極性であり且つ前記同極性電流の絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加してクリーニングするように構成した場合には、画像形成動作の開始前に、中間転写体上にプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチを転写すると、その後にトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性の逆極性電流を印加するクリーニングサイクルを実施する必要があるため、実際に画像形成動作を開始するまでの時間が長くなり、生産性が大幅に低下するという新たな問題点を有している。
【００１７】
また、前記特開平９−６１４６号公報に開示されているように、２次転写部材を中間転写体に対して圧接状態または離間状態に選択的に切り換え可能にした場合には、クリーニングサイクルが長くなり、その分だけプロセスやレジストコントロール用のトナーパッチを形成した後に、２次転写部材の１回転分以上の間、画像形成動作を実行することができず、やはり生産性が大幅に低下するという新たな問題点を有している。
【００１８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高画質化のためにプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチを中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができ、生産性が大幅に低下するのを防止可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するため、本発明は、トナー像を形成するための感光体と、その感光体と接触して感光体上のトナー像を転写して保持するベルト状の中間転写体と、その中間転写体と接触して中間転写体に沿って回転する１次転写ローラと、前記感光体と１次転写ローラで形成される１次転写部の中間体の回転方向下流側の位置で、その中間転写体を挟持して中間転写体に沿って回転する２次転写ローラと２次転写対向ローラを備えた画像形成装置を対象とするものである。
【００２０】
そして本発明の第１の手段は、前記中間転写体上の記録媒体と次の記録媒体の間の非画像領域に形成されたトナーパッチの極性を、前記２次転写ローラと２次転写対向ローラで形成される２次転写部に到達する前に反転させる極性反転手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記トナーパッチを検知するセンサーが前記中間転写体の回転方向の前記１次転写部と２次転写部の間に設置され、前記極性反転手段が前記センサーと前記２次転写部の間に設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記中間転写体の回転方向に沿って複数の１次転写部が設けられており、前記トナーパッチの帯電極性を反転させる際の印加バイアスを、前記各１次転写部で形成されたトナーパッチの帯電量によって変えることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記非画像領域に形成されたトナーパッチの色によって、前記トナーパッチの帯電極性を反転させる際の印加バイアスを変えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は前述のような構成になっており、高画質化のためにプロセスあるいはレジストコントロール用のトナーパッチを中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができ、生産性が大幅に低下するのを防止できる画像形成装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に本発明の各実施例を図とともに説明する。  
【実施例１】
【００２６】
まず図１、図２を用いて画像形成装置の全体の構成について説明する。  
ドラム状の感光体１５ａ〜１５ｄは、図に示すように反時計回り方向に回転する。一方、中間転写ベルト１００はローラ３０，３１によって張架され、感光体１５ａ〜１５ｄと接触して時計回り方向に回転する。
【００２７】
各画像形成部は、感光体１５ａ〜１５ｄと、中間転写ベルト１００と接している箇所から感光体１５の回転方向に沿ってその周囲に配置された除電器１３ａ〜１３ｄ、クリーナー１４ａ〜１４ｄ、帯電器１０ａ〜１０ｄ、露光器１１ａ〜１１ｄ、現像器１２ａ〜１２ｄから構成されている。
【００２８】
１次転写ローラ１６ａ〜１６ｄは、感光体１５ａ〜１５ｄと中間転写ベルト１００が接している領域の裏側から押し付けて配置され、これら感光体１５ａ〜１５ｄと１次転写ローラ１６ａ〜１６ｄから１次転写部が構成されている。
【００２９】
次に画像形成方法及び１次転写方法について説明する。感光体１５は帯電器１１により表面が一様に帯電される。その後、スキャナおよびＰＣからの画像データに基づいて、露光器１１からレーザービームを照射することによって、帯電している感光体１５上に静電潜像を形成する。次に現像器１２で帯電したトナーを感光体１５に付着して前記静電潜像を顕像化し、トナー像を形成する。感光体１５上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１６に制御された転写電界を印加することによって、中間転写ベルト１００上に転写される。転写後、感光体１５は除電器１３により余電荷が取り除かれ、クリーナー１４により感光体１５上の残留トナーが除去され、帯電器１０に戻るプロセスを繰り返す。
【００３０】
本実施例では中間転写ベルト１００の回転方向上流側から下流側にかけてイエロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４色の画像形成部を有し、感光体１５ａで形成されたイエロのトナー像を中間転写ベルト１００上に１次転写を行った後、中間転写ベルト１００は感光体１５ｂの所まで移動し、感光体１５ａから転写されたトナー像の上に、感光体１５ｂで形成されたマゼンタのトナー像を転写する。以降、感光体１５ｃ、感光体１５ｄで形成されたシアンならびにブラックのトナー像を順次重ねて転写する。
【００３１】
中間転写ベルト１００上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１００を挟持する２次転写ローラ１０２と２次転写対向ローラ１０３で形成される２次転写部において、レジストローラ２２，２３によって搬送されて来たカット紙からなる記録媒体１に一括転写される。
【００３２】
２次転写部では、２次転写ローラ１０２に電流を印加して、その転写電流が２次転写対向ローラ１０３に流れ込むことにより、中間転写ベルト１００上のトナー像を記録媒体１に転写することができる。このようにして転写されたトナー像は、定着ローラ２０，２１により記録媒体１に加熱、加圧定着され、その後機外に取り出される。
【００３３】
連続印刷や環境の変動などによってトナーの特性が変化し、それによってトナー濃度が変動することがあり、本実施例のようにフルカラーの印刷では色ずれが起きる可能性がある。
【００３４】
これらの不都合を解消するため、中間転写ベルト１００上の記録媒体１と次の記録媒体１の間の非画像領域にトナーパッチを定期的に作成し、そのトナーパッチのトナー濃度と位置を１次転写部と２次転写部の間に設置したトナー濃度検知センサー１８で検出する。そしてこの検出結果に基づいてトナーの補給制御に対し補正をかける。トナー濃度が薄いときは、トナーを多めに現像器１２に補給し、トナー濃度が濃いいときは、トナーを少なめに現像器１２に補給を行うことにより、中間転写ベルト１００上のトナー濃度を常に一定に保ち、色ずれのない高画質の印刷が可能となる。
【００３５】
また、トナー消費量の少ない印刷パターンが続いたときなど、トナーが余り消費されず、現像器１２ａ〜１２ｄ内で長時間攪拌されることにより、トナーの特性が劣化することがある。このトナーの特性劣化は画質不良を引き起こすため、現像器１２ａ〜１２ｄ内のトナーをリフレッシュさせる目的で、中間転写ベルト１００の非画像領域にトナーを定期的に転写させることがある。この中間転写ベルト１００の非画像領域のトナーは、２次転写部を通過するときに２次転写ローラ１０２側に転写され、２次転写ローラ１０２のクリーニング機構（図示せず）で除去される。
【００３６】
しかし、２次転写ローラ１０２のクリーニング能力にも限界があり、その限界を超えた場合には２次転写ローラ１０２にトナーが残ったままとなり、次に到来した記録媒体１に付着して裏汚れが発生する。
【００３７】
そこで本実施例では、１次転写部と２次転写部の間にトナーの帯電極性を反転させる手段として、コロナ帯電器１９を設置する。その設置位置は、トナーパッチの帯電極性の反転を行う際、コロナ帯電器１９からバイアスを印加するが、その結果、トナーパッチを乱してセンサー１８による正確な検出ができなくなる可能性があるため、コロナ帯電器１９はセンサー１８の中間転写ベルト回転方向後流側、すなわちセンサー１８と２次転写部の間に設置する。
【００３８】
図１に示すように中間転写ベルト１００を介してコロナ帯電器１９と反対側には接地ローラ１７を設置することにより、中間転写ベルト１００上のトナーに対して、安定して逆極性のバイアスに帯電を行う。まず、接地ローラ１７を接地することにより、接地されない場合に比べて、電気的に安定した状態を作ることができる。その結果、コロナ帯電器１９からのコロナ放電の電気を安定して中間転写ベルト１００上のトナーに付与することができる。
【００３９】
また、接地ローラ１７を中間転写ベルト１００の裏面に配置することにより、中間転写ベルト１００が回転移動することによる、中間転写ベルト１００のばたつきを抑えることができる。その結果、コロナ帯電器１９と中間転写ベルト１００の距離を常に一定に保つことができるため、安定して中間転写ベルト１００上のトナーに電気を付与することができる。
【００４０】
非画像領域に形成されたトナーパッチの帯電極性を反転させるので、２次転写部では２次転写バイアスを画像部の逆バイアスに切り換えることなく、非画像領域のトナーが２次転写ローラ１０２に転写されなくなる。従って、２次転写ローラ１０２のクリーニング負荷を低減することができ、記録媒体１への裏汚れを防ぐことができる。
【実施例２】
【００４１】
画像形成装置の全体的な構成ならびに動作は、前記実施例１と同様であるからそれらの説明は省略する。
【００４２】
トナーの帯電量が高い場合は、２次転写部に到達する前の帯電極性を反転するところで、トナーの帯電極性を十分に反転させられないため、２次転写部で２次転写ローラ１０２にトナーが転写して記録媒体１への裏汚れが発生する。また、トナーの帯電量が低い場合は、過剰にトナーの極性を反転させてしまい、２次転写部でトナーが飛散する可能性がある。色によってもトナーの帯電量が違うため、帯電量の影響を受け易くなっている。
【００４３】
現像器１２ａ〜１２ｄ内では、各色のトナーの帯電量が同じであったとしても、２次転写部に到達したときには、帯電量は色（すなわち画像形成部の位置）によって違いが出る。図２に示すように中間転写ベルト１００の回転方向の最上流の色（本実施例ではイエロー）のトナーは、２次転写部に到達するまでに３つの１次転写のステーションを通過しなければならず、通過する度にトナーに電荷が注入されるので、トナーの帯電量は次第に落ちる傾向にある。逆に最下流の色（本実施例ではブラック）のトナーは、殆ど帯電量が落ちることなく２次転写部に到達する。
【００４４】
そのため本実施例では、最上流の画像形成部から最下流の画像形成部に向かって、トナーの帯電量を反転させる２次転写前のコロナ帯電器１９の印加バイアスを順次高くすることによって、非画像領域のトナーの帯電量を一定にして、安定して２次転写ローラ１０２に非画像領域のトナーが転写しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の最終の１次転写部から２次転写部までの間の拡大概略構成図である。
【図２】その画像形成装置の全体の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：記録媒体、
１０a〜１０ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の帯電器、
１１a〜１１ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の露光器、
１２a〜１２ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の現像器、
１３a〜１３ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の除電器、
１４a〜１４ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のクリーナー、
１５a〜１５ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の感光体、
１６a〜１６ｄ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の１次転写ローラ、
１７：接地ローラ、
１８：トナー濃度検知センサー、
１９：コロナ帯電器（極性反転手段）、
２０，２１：定着ローラ、
２２，２３：レジストローラ、
３０，３１：中間転写ベルト張架ローラ、
１００：中間転写ベルト、
１０２：２次転写ローラ、
１０３：２次転写対向ローラ。
【図１】
2010072086.tif 000003
【図２】
2010072086.tif 000004