(57)【要約】【課題】  トナーを帯電ローラに一旦回収し、トナーを現像装置に回収する現像及び回収システムにおいて、帯電部材のクリーニング回数を減らす。【解決手段】  像担持体と接触帯電部材とトナーを形成する現像剤担持体を有する複数の画像形成部を有し、画像形成期間はトナーが像担持体から帯電部材へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、クリーニング期間は画像形成時とは逆極性の帯電バイアスを印加し、トナーを現像剤担持体で回収する画像形成装置において、画像形成を連続して実行する場合、第１の記録材の第１画像形成期間とその後の第２の記録材の第２画像形成期間の間の画像形成動作を実行しない第１インターバル期間と、第２画像形成期間とその後の第３の記録材の第３画像形成期間の間の第２インターバル期間には画像形成期間と同極性の帯電バイアスが印加され、第２インターバル期間の方が第１インターバル期間に印加する帯電バイアスより絶対値が大きい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、前記像担持体を接触帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に露光する露光手段と、前記像担持体上に正規極性の前記トナー像を形成する現像剤担持体と、を有する複数の画像形成部と、
前記帯電部材に帯電バイアスを印加可能な帯電バイアス印加手段と、
前記帯電バイアス印加手段を制御する制御手段と、を有し、
前記画像形成部において前記トナー像を形成する画像形成動作において、画像形成に使用されずに前記像担持体上に残った残トナーを前記現像剤担持体で回収し、
前記制御手段は、前記画像形成動作を実行する画像形成期間には、前記正規極性のトナーとは逆極性のトナーが前記像担持体から前記帯電部材へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、前記帯電部材をクリーニングするクリーニング動作を実行するクリーニング期間には、前記逆極性のトナーが前記帯電部材から前記像担持体へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、
前記クリーニング期間の前に、第１の記録材、第２の記録材、第３の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための前記画像形成動作を実行する期間をそれぞれ、第１画像形成期間、第２画像形成期間、第３画像形成期間とし、前記第１画像形成期間と前記第２画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第１インターバル期間、前記第２画像形成期間と前記第３画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第２インターバル期間、としたときに、
前記第１インターバル期間と前記第２インターバル期間において、前記画像形成期間における前記帯電バイアスと同極性の前記帯電バイアスが印加され、前記第２インターバル期間における前記帯電バイアスの絶対値の方が前記第１インターバル期間における前記帯電バイアスよりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング期間の後に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、最初の前記画像形成期間と次の前記画像形成期間の前記インターバル期間で印加される前記帯電バイアスの絶対値は、前記クリーニング期間直前の前記画像形成期間とその前の前記画像形成期間の間の前記インターバル期間で印加される前記帯電バイアスの絶対値よりも小さい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】
前記クリーニング期間の前に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記インターバル期間で印加される前記帯電バイアスの絶対値を、前記クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくす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。
【請求項４】
前記現像剤担持体に現像バイアスを印加可能な現像バイアス印加手段と、を有し、
前記露光手段は、前記像担持体の表面の非画像部にも露光し、前記非画像部に対する露光量は、前記非画像部の露光後電位が前記現像バイアス印加手段によって印加される前記現像バイアスの絶対値より小さくならない範囲の露光量であって、
前記制御手段は、相対的に絶対値が大きい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間の方が相対的に絶対値が小さい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間よりも、前記非画像部に対する露光量が大きくなるように前記露光手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記非画像部に対して露光されて形成された前記像担持体の前記非画像部の露光後電位は、前記インターバル期間に相対的に絶対値が大きい前記帯電バイアスを印加する場合と、前記インターバル期間に相対的に絶対値が小さい前記帯電バイアスを印加する場合と、で同じであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング期間の直後に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、最初の前記画像形成期間と次の前記画像形成期間の間の前記インターバル期間で前記非画像部に対して露光される前記露光量は、前記クリーニング期間直前の前記画像形成期間とその前の前記画像形成期間の間の前記インターバル期間で前記非画像部に対して露光される前記露光量よりも小さい事を特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング期間の前に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記インターバル期間で前記非画像部に対して露光される前記露光量を、前記クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくする事を特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記クリーニング期間は、前記画像形成期間が終了した直後に実行される事を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記画像形成期間の印字枚数、もしくは、前記像担持体の回転数、もしくは、前記像担持体上に形成された前記トナー像の印字率の累積値のいずれかに応じて、前記インターバル期間に前記帯電バイアス印加手段によって前記帯電部材に印加する前記帯電バイアスを絶対値で大きくすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記画像形成期間の印字枚数、もしくは、前記像担持体の回転数、もしくは、前記像担持体上に形成された前記トナー像の印字率の累積値のいずれかに応じて、前記インターバル期間に前記帯電バイアス印加手段によって前記帯電部材に印加される前記帯電バイアスの絶対値と前記像担持体を前記非画像部に対して露光する前記露光量のうち少なくとも一方を大きくする事を特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記画像形成期間の印字枚数、もしくは、前記像担持体の回転数、もしくは、前記像担持体上に形成された前記トナー像の印字率の累積値のいずれかが所定量に達した時に、前記クリーニング期間を設ける事を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成部の前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写部材と、
前記転写部材にバイアスを印加する転写バイアス印加手段を有し、
相対的に絶対値が大きい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間の方が相対的に絶対値が小さい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間よりも、転写バイアスを大きくすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記複数の画像形成部の前記像担持体上に形成された前記トナー像が順次転写されて、表面上に複数色の前記トナー像を担持する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された前記トナー像を回収する清掃部材と、を有し、
前記クリーニング期間に前記像担持体上に移動させた前記トナーを前記中間転写体上に転写し、前記トナーを前記清掃部材に回収させる事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記中間転写体の回転方向において、最上流に配置される前記画像形成部には、前記クリーニング動作を実行しない事を特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記画像形成部の前記像担持体を露光する第二の露光手段であって、
前記像担持体の回転方向において、前記中間転写体と前記像担持体の当接部よりも下流側で、且つ前記帯電部材と前記像担持体の当接部よりも上流側に配置される第二の露光手段を有し、
前記制御手段によって前記トナー像が前記中間転写体に転写された後の前記像担持体の表面の電位を均す露光を前記第二の露光手段により実行し、
相対的に絶対値が大きい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間の方が相対的に絶対値が小さい前記帯電バイアスを印加する前記インターバル期間よりも、前記第二の露光手段によって露光される露光量を大きくすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
記録材にトナー像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、前記像担持体を接触帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に露光する露光手段と、前記像担持体上に正規極性の前記トナー像を形成する現像剤担持体と、印字に使用されずに前記像担持体上に残った残トナーを保持する保持部材と、を有する複数の画像形成部と、
前記保持部材に保持バイアスを印加可能な保持バイアス印加手段と、
前記保持バイアス印加手段を制御する制御手段と、を有し、
前記画像形成部において前記トナー像を形成する画像形成動作において、画像形成に使用されずに前記像担持体上に残った残トナーを前記現像剤担持体で回収し、
前記制御手段は、前記画像形成動作を実行する画像形成期間には、前記正規極性のトナーとは逆極性のトナーが前記像担持体から前記保持部材へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、前記保持部材をクリーニングするクリーニング動作を実行するクリーニング期間には、前記逆極性のトナーが前記保持部材から前記像担持体へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、
前記クリーニング期間の前に、第１の記録材、第２の記録材、第３の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための前記画像形成動作を実行する期間をそれぞれ、第１画像形成期間、第２画像形成期間、第３画像形成期間とし、前記第１画像形成期間と前記第２画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第１インターバル期間、前記第２画像形成期間と前記第３画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第２インターバル期間、としたときに、
前記第１インターバル期間と前記第２インターバル期間において、前記画像形成期間における前記保持バイアスと同極性の前記保持バイアスが印加され、前記第２インターバル期間における前記保持バイアスの絶対値の方が前記第１インターバル期間における前記保持バイアスよりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
前記クリーニング期間の後に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、最初の前記画像形成期間と次の前記画像形成期間の間の前記インターバル期間で印加される保持バイアスの絶対値は、前記クリーニング期間直前の前記画像形成期間とその前の前記画像形成期間の間の前記インターバル期間で印加される保持バイアスの絶対値よりも小さい事を特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記クリーニング期間の前に、前記画像形成動作を連続して実行する場合、前記インターバル期間に印加される保持バイアスの絶対値を、前記クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくする事を特徴とする請求項１６又は１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記トナーは一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真技術によって記録媒体上に画像を形成する、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真画像形成装置は、帯電手段によって均一に帯電された電子写真感光体（感光ドラム）上に、画像データに対応した光を照射して静電像（潜像）を形成する。そして、この静電像に対して、現像装置から記録材料である現像剤のトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写装置によって感光ドラムから記録紙などの記録材へ転写する。このトナー像を、定着装置で記録材上に定着することで記録画像が形成される。
【０００３】
画像形成装置として、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、そのトナー像を同一記録材上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成するタンデム方式を採用したカラー画像形成装置が種々提案されている。
【０００４】
また、帯電方式として低オゾン・低電力等の利点を有することから、感光ドラムに帯電部材を当接させて帯電させる接触方式の帯電装置が多く用いられている。
【０００５】
近年、画像形成装置の小型化を図るために、感光ドラムを清掃するクリーニング部材、および廃トナー収容部を有さない「クリーナーレスシステム」の画像形成装置が提案されている。クリーナーレスシステムは、感光ドラム上に残ったトナーを再度、現像装置に回収させることによって廃トナー収容部を必要とせず、トナーの再利用を可能とするシステムである。クリーナーレスシステムで画像形成を行うと、画像形成されず感光ドラムに残ったトナーはクリーニングされる事なく帯電部材に一部付着する。複数色の感光ドラムおよび現像装置を用いた画像形成装置では、他色の転写部で再度感光ドラム上に転写される再転写トナーを帯電部材に回収させて、トナーの混色を抑制している。しかし、そのまま画像形成動作を続けると、トナーを帯電部材に回収しきれず他色の現像装置に回収されることによって、混色による色味変動が問題となることがあった。
【０００６】
そこで、特許文献１では、定期的に帯電部材に回収したトナーを帯電部材から感光ドラム上に転移した後に中間転写体に移動させ、中間転写体クリーナーに廃棄することで、混色による色味変動を防止するクリーニング方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９４９５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、クリーナーレスシステムを用いたカラー画像形成装置において、ユーザーの利便性を考慮すると、帯電部材に回収したトナーのクリーニング動作はなるべく少ない方が良い。
【０００９】
そこで、本出願に係る発明の目的は、クリーナーレスシステムにおいて帯電部材のクリーニング回数を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、以下の本発明の構成によって達成される。
【００１１】
記録材にトナー像を形成する画像形成装置であって、像担持体と、前記像担持体を接触帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に露光する露光手段と、前記像担持体上に正規極性の前記トナー像を形成する現像剤担持体と、を有する複数の画像形成部と、前記帯電部材に帯電バイアスを印加可能な帯電バイアス印加手段と、
前記帯電バイアス印加手段を制御する制御手段と、を有し、前記画像形成部において前記トナー像を形成する画像形成動作において、画像形成に使用されずに前記像担持体上に残った残トナーを前記現像剤担持体で回収し、前記制御手段は、前記画像形成動作を実行する画像形成期間には、前記正規極性のトナーとは逆極性のトナーが前記像担持体から前記帯電部材へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、前記帯電部材をクリーニングするクリーニング動作を実行するクリーニング期間には、前記逆極性のトナーが前記帯電部材から前記像担持体へ移動する方向の帯電バイアスを印加し、前記クリーニング期間の前に、第１の記録材、第２の記録材、第３の記録材の順にこれらの記録材に連続して前記トナー像を形成するための前記画像形成動作を実行する期間をそれぞれ、第１画像形成期間、第２画像形成期間、第３画像形成期間とし、前記第１画像形成期間と前記第２画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第１インターバル期間、前記第２画像形成期間と前記第３画像形成期間のインターバルになる期間であって前記画像形成動作を実行しない期間を第２インターバル期間、としたときに、
前記第１インターバル期間と前記第２インターバル期間において、前記画像形成期間における前記帯電バイアスと同極性の前記帯電バイアスが印加され、前記第２インターバル期間における前記帯電バイアスの絶対値の方が前記第１インターバル期間における前記帯電バイアスよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によればクリーナーレスシステムにおいて帯電部材のクリーニング回数を減らすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】実施例１に係る一次転写残トナーの回収方法を示す図である。
【図３】実施例１に係る再転写トナーの回収方法を示す図である。
【図４】実施例１に係るクリーニング動作のフローを示すブロック図である。
【図５】実施例１に係る帯電ローラクリーニング方法を示す図である。
【図６】実施例１に係る画像形成動作とクリーニング動作のフローを示すブロック図である。
【図７】実施例１に係る電位の位置関係を示す図である。
【図８】実施例１に係るバイアスと電位の関係性を示す図である。
【図９】実施例２に係る電位の位置関係を示す図である。
【図１０】実施例２に係るバイアスと電位の関係性を示す図である。
【図１１】実施例３に係るバイアスと電位の関係性を示す図である。
【図１２】実施例４に係る画像形成装置の概略図である。
【図１３】実施例５に係るバイアスと電位の関係性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施例１］
以下、本発明に係る、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態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、本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る。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
１．画像形成装置
本実施例は特に、像担持体のクリーニング手段としての清掃部材を持たないクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置に関するものである。図１は画像形成装置１００の一例を表した図である。図中に４色の作像ステーションが示されており、図１の左から順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を作像するステーションである。図中の符号に付記されたＹＭＣＫの文字は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を像担持体上に作像するステーションの部品であることを示す。１は像担持体たる円筒状の感光ドラムであり、その軸を中心に回転する。感光ドラム１は接触帯電装置たる帯電ローラ２によりその表面を一様に帯電された後、露光手段たる露光装置３により潜像を形成される。帯電ローラ２は芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、不図示の帯電バイアス印加手段によって芯金に帯電バイアスが印加される。現像装置４は一成分現像剤としてトナー９０が収容され、所定の電荷極性を帯びたトナー９０は、現像剤担持体たる現像ローラ４２により感光ドラム１上の静電潜像に供給されてトナー像として可視化される。現像ローラ４２は芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、不図示の現像バイアス印加手段により芯金に現像バイアスが印加される。感光ドラム１上のトナー像は、不図示の転写バイアス印加手段によってバイアスを印加された転写部材たる一次転写ローラ５１により静電的に中間転写体上に転写される。一次転写ローラ５１は、軸上に導電性弾性層を設けたローラ状に構成され、軸にバイアスが印加される。中間転写体としての中間転写ベルト５３上には各色のトナーが順次転写され、フルカラーのトナー像が形成される。その後に、フルカラーのトナー像は二次転写手段５２により記録材たる紙Ｐに転写され、定着手段６によって紙Ｐ上に熱融解・混色して永久画像として定着されて画像形成物として排紙される。
【００１６】
本実施の形態の画像形成装置１００では、プロセスカートリッジ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋのそれぞれに配設された感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを露光する露光装置３が設けられている。露光装置３には、プリンタコントローラ２００からインターフェース２０１を介して制御部２０２に入力し、画像処理された画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力する。露光装置３は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光を出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等を有しており、レーザ光Ｌで感光ドラム１表面を主走査露光する。この主走査露光と、感光ドラム１の回転による副走査により、画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００１７】
中間転写ベルト５３は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接するように配置されており、電気抵抗値（体積抵抗率）は１０１１〜１０１６（Ω・ｃｍ）を有している。中間転写ベルト５３は厚さ１００〜２００μｍであり、ＰＶｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂フィルムを、無端状に形成したものである。また、中間転写ベルト５３は、二次転写対向ローラ３３、駆動ローラ３４、テンションローラ３５とで張架され、駆動ローラ３４が不図示のモータにより回転することにより、プロセス速度で循環駆動される。一次転写ローラ５１は、軸上に導電性弾性層を設けたローラ状に構成され、それぞれ感光ドラム１に対してほぼ平行に配置され、中間転写ベルト５３を介して感光ドラム１に所定の押圧力で当接している。一次転写ローラ５１の軸には、正極性のＤＣ電圧が印加されることで転写電界が形成されるように構成される。
【００１８】
二次転写ローラ５２は、中間転写ベルト５３を介して二次転写対向ローラ３３に対向して配置され、適度な圧力を加えた状態で保持され、正極性のＤＣ電圧が印加されることで転写電界が形成されるように構成される。
【００１９】
定着ユニット６は、定着ヒータによって加熱された定着ローラと、所定の押圧力で定着ローラに加圧されている加圧ローラから構成される。
【００２０】
ベルトクリーニング部材７３は、二次転写位置に対して中間転写ベルト５３の回転方向下流に、中間転写ベルト５３に対して当接される。
【００２１】
給紙ユニットは、紙Ｐを収納するカセットと、カセットから紙Ｐを一枚ずつ送り出すピックアップローラから構成される。
【００２２】
感光ドラム１に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５１により中間転写ベルト５３に転写されるが、一部は転写されずに感光ドラム１に転写残トナーとして残留してしまう。感光ドラム１に残留した転写残トナーは、電荷量の弱い正規極性を帯びたトナーや逆極性の電荷を帯びた反転極性トナーである。また、一次転写ローラ５１によって中間転写ベルト５３に転写されたトナーも、中間転写ベルト５３の回転方向に対して下流のステーションの一次転写ローラ５１を通過する際に、放電を受けて逆極性の電荷を帯びた反転極性トナーとなる事がある。反転極性トナーは電気的に下流のステーションの感光ドラム１に再転写トナーとして付着してしまう。転写残トナーや再転写トナーに関しては、後に詳細に説明する。
【００２３】
感光ドラム１の回転方向に対して感光ドラム１と転写ローラ５１との当接部の下流側で、且つ帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部よりも上流側に第二の露光装置たる帯電前露光装置７が設けられている。帯電前露光装置７は、帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部である帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に進入する前の感光ドラム１の表面電位を光除電する。前述のように、転写残トナーは、主に、帯電極性が正規極性とは逆極性である正極性に帯電しているトナーや、正規極性である負極性に帯電してはいるものの十分な電荷を有していないトナーなどである。帯電前露光装置７によって感光ドラム１を除電することで、帯電処理時に均一な放電を生じさせることが可能となり、それと同時に転写残トナーを均一に負極性に帯電させることが可能となる。
【００２４】
二次転写ローラ５２で中間転写ベルト５３から記録材に転写する時にも、一部のトナーは転写されずに中間転写ベルト５３上に二次転写残トナーとして残留する。この二次転写残トナーは、ベルトクリーニング部材７３により中間転写ベルト５３より取り除かれ、廃トナー容器に廃棄される。
【００２５】
２．クリーナーレスシステム
本実施の形態でのクリーナーレスシステムを実施した時の、個別のプロセスカートリッジの動作において生じる現象を、図２を用いて説明する。図２（ａ）に示したように、感光ドラム１上に現像されたトナー像を中間転写ベルト５３上に一次転写した後に、一部、一次転写されなかったトナーが感光ドラム１上に一次転写残トナーとして残る。クリーニング部材がある場合、この一次転写残トナーはクリーニング部材により回収されるが、クリーナーレスシステムの場合、一次転写残トナーを回収するクリーニング装置が無い。したがって、感光ドラム１上のトナーは、クリーニングされる事なく、そのまま帯電ローラ２に突入する。帯電ローラ２に突入する一次転写残トナーは、電荷量が少ない正規極性トナーや反転極性トナーである。これらの一次転写残トナーは、図２（ｂ）のように、帯電ローラ２と感光ドラム１との当接部（帯電ニップ）前の空隙部で、帯電バイアスによる電界により放電を受けて、感光ドラム１と同極性の正規極性である負極性に帯電される。一次転写残トナーは電荷量が少ないため、放電の影響を受けやすく、放電により正規極性である負極性のトナーになりやすい。したがって、帯電ニップにおいては感光ドラム１の表面電位より帯電バイアスの方がマイナスで大きくなるため、図２（ｃ）のように、負極性に帯電した一次転写残トナーは帯電ローラ２には付着せず、帯電ローラ２を通過する。一部、放電を受けずにそのまま帯電ローラ２に突入した反転極性のトナーは、帯電ローラ２に電気的に引き付けられる。この反転極性トナーに関しては、後述するクリーニング動作によってベルトクリーニング部材７３で適宜回収される。
【００２６】
帯電ニップを通過した一次転写残トナーは、感光ドラム１の回転に伴い、レーザ照射位置に到達する。一次転写残トナーは、露光装置３のレーザ光を遮蔽するほど多くないため、感光ドラム１上の静電潜像を作像する工程に影響せず、現像ローラ４２と感光ドラム１の当接部（現像ニップ）に至る。図２（ｄ）に示したように、感光ドラム１上の非露光部のトナーは、感光ドラム１の表面電位と現像バイアスとの電位関係（感光ドラム１の暗部電位（Ｖｄ）＝−５５０Ｖ、現像バイアス＝−４００Ｖ）によって、電気的に現像ローラ４２側に回収される。図２（ｅ）では、感光ドラム１上の露光部のトナーは、感光ドラム１の表面電位と現像バイアスとの電位関係（感光ドラム１の明部電位（Ｖｌ）＝−１４０Ｖ、現像バイアス＝−４００Ｖ）により、現像ローラ４２に回収されずに感光ドラム１上に残留する。しかし、感光ドラム１上の露光部には、電気的に現像ローラ４２からもトナー９０が供給される。そのため、現像ローラ４２から供給されるトナー９０と一緒に、一次転写残トナーも再度転写される事となる。本実施例の形態での現像バイアスは、アース電位との電位差として表現される。したがって、現像バイアス＝−４００Ｖは、アース電位（０Ｖ）に対して、現像ローラ４２の芯金に印加された現像バイアスによって、−４００Ｖの電位差を有したと解釈される。これは、後述される帯電バイアスや転写バイアスも同様である。
【００２７】
このように、紙Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残った一次転写残トナーは、非露光部では現像装置４に回収され、露光部では新規に現像されたトナー９０と共に感光ドラム１から転写される。現像装置４に回収されたトナーは、現像装置４内のトナー９０と混合され使用される。したがって、個別のカートリッジに関しては、自色のトナーを有効活用する事が出来る。
【００２８】
次に、クリーナーレスシステムを用いた複数のプロセスカートリッジがある場合において生じる現象について図３を用いて説明する。本実施の形態では、図１に示したように４つのプロセスカートリッジを並列して配置しており、例えば、中間転写ベルト５３の回転方向最上流に配置されたカートリッジ４０Ｙで画像形成した場合を考える。ここで、現象の説明には、最上流に配置されたプロセスカートリッジである４０Ｙとその下流に配置されたプロセスカートリッジである４０Ｍを用いる事とする。それよりさらに下流に配置されたプロセスカートリッジである４０Ｃ、４０Ｋでも、４０Ｍと同様の現象が生じるため、説明を割愛する。
【００２９】
最上流に配置されたプロセスカートリッジ４０Ｙで一次転写された中間転写ベルト５３上のイエロートナー９０Ｙは、下流に配置されたカートリッジである４０Ｍの一次転写位置（感光ドラム１と一次転写ローラ５１の当接部）を通過する。通過する前に、図３（ａ）のように、中間転写ベルト５３上のイエロートナー９０Ｙは、プロセスカートリッジ４０Ｍの一次転写位置において、転写ニップ内での放電により、一部、極性が反転する。すると、極性が反転した反転極性のトナー９０Ｙは、感光ドラム１Ｍと一次転写ローラ５１Ｍとの電位差によって、再度、感光ドラム１Ｍ上へと転移してしまう。この現象を再転写と呼ぶ。感光ドラム１Ｍ上へ転移した再転写トナー９０Ｙは、クリーニング部材が無いクリーナーレスシステムでは、そのまま帯電ローラ２Ｍに突入する。
【００３０】
前述した一次転写残トナーのように、再転写トナーを放電によって帯電ローラ２を通過させると、他の色のトナーが現像装置４に入ってしまう。これにより、感光ドラム１上に一次転写残トナー以外の、異なる色のカートリッジのトナーが他のカートリッジに混在してしまうこととなる。この再転写したトナーと現像装置４内のトナー９０とが混在すると、混色してしまい、本来の色味を損なってしまう。そのため、本実施の形態では、図３（ｂ）で示したように、再転写トナーを帯電ローラ２Ｍ側に一時的に転移させ、混色を防いでいる。ここで、再転写トナーの電荷量は、一次転写残トナーに比べて反転極性側に大きいので、放電によって正規極性になる割合が少ない。放電による反転化の影響が少ない分、再転写トナーは帯電ローラ２側に移動させやすい。したがって、帯電ローラ２に保持された再転写トナーは、電気的に帯電ローラ２上に付着する。
【００３１】
画像形成動作中、帯電ローラ２Ｍに印加される帯電バイアスは負バイアスであり、再転写トナー９０Ｙは正極性であるため、図３（ｂ）で示したように、感光ドラム１Ｍ上に再転写されたトナー９０Ｙは、帯電ローラ２Ｍ側に電気的に引き付けられる。このように、フルカラーで画像形成を行った場合でも、帯電ローラ２には反転極性の再転写トナーが電気的に付着するため、混色を抑制する事が出来る。しかし、図３（ｃ）のように、電位差で帯電ローラ２Ｍ側に引き付けられたトナーは、徐々に帯電ローラ２Ｍに印加されている帯電バイアスの影響により電荷を注入され、正極性から負極性に移行していく。負極性に移行すると、帯電ローラ２Ｍに印加される帯電バイアスとは反発する関係となるため、少しずつ感光ドラム１Ｍ上に再転写トナーが転移してしまう。すると、結果的に、図３（ｄ）のように、他色である再転写トナーが画像形成と同時に現像装置４に回収される事となり、結果として混色による色味変動を引き起こす可能性がある。また、帯電ローラ２にトナーが付着した状態で画像形成を続けると、再転写トナーが徐々に蓄積する事によって帯電阻害が生じる。結果として、感光ドラム１の表面を所望の電位に均一帯電する事が出来なくなり、帯電不良による画像弊害が発生する。
【００３２】
３．帯電ローラクリーニング
上記の画像弊害を抑制するためには、所定のタイミングで帯電ローラ２に付着したトナーを一旦クリーニングする必要がある。そこで、帯電ローラ２に回収したトナーを感光ドラム１に戻して帯電ローラ２をクリーニングするクリーニング動作を行う。クリーニング動作を実行する事によって、帯電ローラ２上の再転写トナーを感光ドラム１から中間転写ベルト５３上に移動させて、ベルトクリーニング部材７３で回収させる。それによって、混色を防ぎつつ、帯電不良を抑制することができる。クリーニングを実行するタイミングについては後述する。
【００３３】
図４のフローチャートを用いて、本実施の形態のクリーニング動作の詳細を説明する。
【００３４】
クリーニングを実行するタイミングに切り替わり（Ｓ１）、まず、不図示の接離機構たる現像当接離間カムを回転させ、現像ローラ４２を感光ドラム１から離間させることでクリーニング動作の準備に入る（Ｓ２）。最初に、感光ドラム１の表面上の電荷を除くため、露光装置３によって露光する（Ｓ３）。露光を行う際には、帯電前露光装置７を用いてもよい。感光ドラム１上への露光が、最低限、感光ドラム１の１周分完了した後に、帯電バイアスを印加する（Ｓ４）。この時の帯電バイアスは、感光ドラム１との放電を起こさないような放電開始前電圧以下のバイアスとする。すると、帯電ローラ２上のトナーは電気的に感光ドラム１上に移動する。この帯電バイアスを、最低限、帯電ローラ２の１周分完了した後で、かつ、感光ドラム１上に移動させたトナーが感光ドラム１と１次転写ローラ５１の当接部に到達する前に、転写バイアスを印加する（Ｓ５）。この時の転写バイアスは、画像形成中に印加する転写バイアスと極性が逆の転写バイアスとする。これにより、クリーニングするトナーが中間転写ベルト５３上に移動し、ベルトクリーニング部材７３にトナーを回収させ（Ｓ６）、クリーニング動作を終了させる（Ｓ７）。これら一連の動作によって、帯電ローラ２上のトナーをクリーニングする事が出来る。
【００３５】
次に、図５を用いて、クリーニング動作時のトナー９０回収の流れに則して現象を説明する。
【００３６】
まず、中間転写ベルト５３上にトナー像が形成され、一次転写残トナーを現像ローラ４２に回収し終えた画像形成動作終了後に、図５（ａ）のように、現像ローラ４２を感光ドラム１から離間させる。これは、帯電ローラ２から感光ドラム１に戻すトナーを、現像ローラ４２で回収しないようにするためである。次に、図５（ｂ）に示したように、帯電ローラ２から反転極性トナーを感光ドラム１上に移動させるために、帯電バイアスを画像形成中に印加する−１１００Ｖから＋２００Ｖに切り替え、帯電ローラ２上の再転写トナーを感光ドラム１上に転移させる。ここで、帯電バイアスを切り替える前に、予め、感光ドラム１の表面を露光装置３によって露光する事によって、感光ドラム１の表面電位を約０Ｖにしておく事が望ましい。ここで、感光ドラム１への露光は、帯電前露光装置７によって行ってもよい。上述したように、帯電ローラ２と感光ドラム１の間の放電では、感光ドラム１上のトナーは印加したバイアスの極性になる。しかし、放電の影響によって帯電ローラ２上のトナーの電荷が感光ドラム１に移動するので、帯電ローラ２上に付着するトナーの極性は、印加したバイアスと逆の極性になる。したがって、感光ドラム１の表面電位が画像形成中の電位と同じくらい高い場合、帯電バイアスを切り替えた直後に、感光ドラム１と帯電ローラ２の間で逆放電が起きる事により、帯電ローラ２上のトナーの極性が正規極性になってしまう。すると、それまで反転極性を維持していたトナーが放電により正規極性に変わったことで、感光ドラム１上にトナーを転移する事が出来ず、適切なクリーニング動作を行う事が出来ない。そこで、感光ドラム１の表面電位を予め約０Ｖとし、帯電バイアスを放電開始電圧よりも絶対値で低くする事で放電が発生せず、帯電ローラ２上のトナーの正規極性化を抑制し、効率的に帯電ローラ２のクリーニングを行う事が出来るようになる。尚、放電を起こさない電位関係であれば、露光後の感光ドラム１の表面電位は約０Ｖに限らない。クリーニング動作は、少なくとも帯電ローラ２を１周以上させることにより、帯電ローラ２の全周をクリーニングする。次に、一次転写ローラ５１に印加する転写バイアスの切り替えを行う。図５（ｃ）のように、転写バイアスは、画像形成中に印加する＋５００Ｖからクリーニング時の転写バイアスである−２００Ｖに切り替える。この切り替えにより、感光ドラム１上の反転極性に帯電したトナーを、中間転写ベルト５３上に電気的に移動させる事が出来る。その後、中間転写ベルト５３上のトナーを、ベルトクリーニング部材７３により廃トナー容器に回収させる。このように、現像ローラ４２を離間させ、帯電ローラ２のクリーニングを行うことで、現像装置４内へのトナーの回収による混色を防ぐことが出来、ベルトクリーニング部材７３に廃トナーとして回収する事で適切なクリーニングを行う事が出来る。
【００３７】
上記クリーニング動作により、帯電ローラ２上に付着した反転極性のトナーは、感光ドラム１と帯電ローラ２との電位差で感光ドラム１上に転移し、中間転写ベルト５３に転写され、中間転写ベルト５３上のベルトクリーニング部材７３によって回収される。
【００３８】
上記クリーニング動作は、反転極性の再転写トナーが帯電ローラ２に電気的に付着し、そのトナーをベルトクリーニング部材７３に回収する場合に実行すればよい。したがって、中間転写ベルト５３の最上流に配置されたプロセスカートリッジ４０には実行させなくてもよい。中間転写ベルト５３の最上流に配置されたプロセスカートリッジ４０の上流には、ベルトクリーニング部材７３が配設されているため、二次転写残トナーを回収する事が出来る。また、最上流に配置されているので、そもそも再転写が発生しない。したがって、中間転写ベルト５３の最上流に配置されたプロセスカートリッジ４０の一次転写位置には、他色のトナーが介在しないために、混色による色味変動を生じる事が無い。
【００３９】
また、本実施の形態でのクリーニングに関する帯電バイアスや転写バイアス、実行時間は必ずしもこれに限定するものではない。
【００４０】
次に、画像形成動作時におけるクリーニング動作実行タイミングに関して説明する。
【００４１】
本実施の形態では、クリーニング動作は画像形成動作終了時に行われるものであり、帯電ローラ２上のトナーを画像形成終了の度に毎回クリーニングする事で、画質性能を落とすことなく画像形成を継続する事が出来る。画像形成を終了した後にクリーニング動作を行う事は、画像形成中のダウンタイムを増やすことなく実行可能なことから考えても望ましい。
【００４２】
一方、連続してジョブが送信される場合、画像形成中は画像形成終了後に実行されるクリーニング動作を行うまで、帯電ローラ２から感光ドラム１にトナーを転移させる事なく、帯電ローラ２に反転極性のトナーを回収し続ける。画像形成を連続で行う際には、クリーニング動作を極力行わない事で、ダウンタイムの削減を行う事が望ましい。そのためには、画像形成中は帯電ローラ２上に反転極性のトナーを終始保持する必要がある。しかし、連続印字動作中は、画像形成動作の度に反転極性のトナーが帯電ローラ２に付着し続ける事により、トナーの電荷減衰や付着トナー量が多くなる。よって、帯電ローラ２にトナーを付着させ続ける事が出来ず、適切な画像形成を行う事が出来ない事がある。
【００４３】
そこで、連続的に画像形成する記録材の枚数が多い場合には、閾値を設けて、連続した画像形成の途中にクリーニング動作を入れる場合がある。したがって、画像形成動作終了時を待ってクリーニング動作を行うのではなく、連続した画像形成の途中にクリーニング動作を入れる事によって、画像弊害の抑制を行う。しかし、連続した画像形成中にクリーニング動作をなるべく入れないようにすることが、ダウンタイム削減の観点から好ましい。
【００４４】
図６に、本実施の形態の画像形成動作実行時におけるクリーニング動作実行タイミングのシーケンスチャートを示している。図６を用いて、クリーニング実行タイミングを順を追って説明する。
【００４５】
画像形成動作のために、不図示のモータ駆動を開始し（Ｓ１１）、各バイアスを印加する事で画像形成動作を開始させる（Ｓ１２）。画像形成動作中に、バイアス変更カウンタ（ＣＮＴ１）、ならびにクリーニング動作実行カウンタ（ＣＮＴ２）をカウントする。本実施の形態では、バイアス変更カウンタ（ＣＮＴ１）が閾値に達したら帯電バイアスを変更し、印字枚数をカウントしている。画像形成動作中は、バイアス変更カウンタ（ＣＮＴ１）がバイアス変更閾値を超えたかどうかを確認し（Ｓ１３）、閾値を超えた場合、印加するバイアスを変更し、バイアス変更カウンタ（ＣＮＴ１）をリセットする（Ｓ１４）。同様に、クリーニング動作実行カウンタ（ＣＮＴ２）がクリーニング動作実行閾値を超えたかどうか、もしくは画像形成動作終了かどうかを確認する（Ｓ１５）。閾値を超えたか、もしくは画像形成動作が終了する場合、画像形成動作を終えて、クリーニング動作を実行し、クリーニング動作実行カウンタ（ＣＮＴ２）をリセットする（Ｓ１６）。その後、画像形成動作が終了する場合（Ｓ１７）は、モータ駆動を停止し、画像形成動作を終了する（Ｓ１８）。一方、画像形成動作が継続される場合には、Ｓ１２に戻り、画像形成を継続する。
【００４６】
尚、後述するように、バイアス変更閾値で露光装置３による露光量や、転写バイアス、帯電前露光量など、帯電ローラ２上へのトナーに影響を及ぼすパラメータならばいずれを変更してもよい。ここで、クリーニング動作実行判断は、帯電ローラ２へのトナー付着具合に応じて行う事が望ましい。したがって、カウントするものは印刷枚数でなくてもよく、例えば、感光ドラム１の回転数や回転時間、トナーの印字率といった、帯電ローラ２へのトナー付着具合に係わるものであればよい。帯電ローラ２へのトナー付着具合は、予め実験により求められており、使用環境や現像装置４の使用状況により予測される。これは、帯電ローラ２へのトナー付着の多くは再転写トナー量に依存するためであり、再転写トナー量は使用環境や現像装置４の使用状況に依るためである。例えば、現像装置４中のトナー残量が少なく、トナーの劣化が促進されているときには再転写トナーが多くなるため、クリーニング実行までの印刷枚数が短くなるように制御する。
【００４７】
４．紙間のバイアス制御
本実施例の特徴は、連続した画像形成中、画像形成動作を行わない期間において、帯電バイアスを変えることで、トナーの正規極性化を抑制するものである。
【００４８】
なお、ここで言う「紙間」とは、二次転写ローラ５２と中間転写ベルト５３の当接部である転写ニップ部で紙Ｐに転写される画像を形成するためのトナー像を、感光ドラム１上に形成する画像形成期間と次の画像形成期間の間のインターバル期間の事を言う。すなわち、感光ドラム１上での紙Ｐ１枚分の画像後端の一次転写完了から、次の紙Ｐ１枚分の先端の作像開始までを言う。ここで、中間転写ベルト５３のように、順次画像形成を行う場合、ステーション間でタイミングがずれるが、紙間は最下流のステーションの一次転写が完了し、最上流のステーションの作像が開始されるタイミングとなる。なお、インターバル期間と以降で表記されている場合も先述の紙間と同様の定義とする。
【００４９】
帯電ローラ２上に保持されているトナーは、放電することによって反転極性化される。一方で、感光ドラム１との摩擦帯電によって徐々に正規極性化されてしまう。
【００５０】
そこで、本実施の形態では、帯電ローラ２上に保持されているトナーの正規極性化を抑制するために、インターバル期間である紙間において帯電バイアスを上げることで、帯電ローラ２上の反転極性化をより促進させる。しかし、帯電バイアスが増えていくと、放電量が増すため、感光ドラム１へのダメージが増えてしまい、結果として感光ドラム１の削れや劣化を促進させてしまう。そこで、本実施の形態では極力放電量を減らすために、連続枚数に応じて、帯電バイアスの変化量を決定する。具体的には、連続印字中の画像形成初期は、帯電ローラ２上のトナーが少なく、かつ、帯電ローラ２上のトナーの極性は反転極性が保たれるため、それほど大きな放電を必要としない設定とする。一方、連続印字中の画像形成中盤から後半にかけては、帯電ローラ２上の反転極性トナーの電荷減衰が促進され、かつ、反転極性のトナー量が増えるために、放電を初期より促す帯電バイアスに設定する。
【００５１】
以下に、連続印字時の紙間のバイアス制御と、帯電ローラ２のトナー保持と混色の関係について説明する。
【００５２】
帯電ローラ２上に反転極性のトナーが保持される状態で、クリーニング動作が実行されるまで連続して画像形成を行った時の画像弊害について検討を行った。具体的には、イエローカートリッジ４０Ｙで印字率５％の画像を１００枚連続で画像形成し、それを２００回実行した時の、シアンカートリッジ４０Ｃの混色と、放電による画像弊害（ドラム削れによる縦スジ、濃度低下など）のレベルを画像評価した。混色のレベルは、○が画像上問題無いレベル、×が色味の変化が許容出来ないレベルである。放電による画像弊害のレベルは、○が画像上問題無いレベル、×は画像弊害が許容出来ないレベルである。本実施の形態では、色味の変化が顕著な組み合わせであるシアントナー９０Ｃにイエロートナー９０Ｙが混色した場合を検討に採用した。
【００５３】
比較例１は、画像形成時の帯電バイアスとして、−１１００Ｖが帯電ローラ２に印加されており、帯電後露光前電位である帯電直後の感光ドラム１の表面電位は約−５５０Ｖに調整される。また、現像バイアスとして、現像ローラ４２に−４００Ｖ、転写バイアスとして、一次転写ローラ５１に＋５００Ｖが印加されている。感光ドラム１上の画像部の電位は、露光装置３の制御によって約−１４０Ｖに保つ。一次転写ローラ５１との当接部を通過した感光ドラム１の表面には、帯電前露光装置７から帯電前露光が行われ、感光ドラム１の表面電位は一旦約０Ｖとされる。連続してジョブが送信される連続画像形成時には、これらのバイアスを維持した状態で画像形成動作を続ける。紙間には、現像ローラ５２を感光ドラム１から離間し、バイアスの条件は画像形成時と同様とする。１００枚の連続画像形成動作が終了すると、クリーニング動作が実行される。それを２００回繰り返す。画像形成装置１００には不図示の連続印刷枚数カウンタが備え付けられており、画像形成動作開始時より積算していく。
【００５４】
表１を用いて比較例１の結果を説明する。表１は、連続画像形成中と紙間のバイアス関係を維持したままで連続して画像形成を行った時の、比較例１の混色と放電による画像弊害のレベルを表している。表１の結果から、比較例１の条件では混色が発生し、放電による画像弊害は発生しない事が分かった。比較例１で混色が発生した原因としては、帯電バイアスと感光ドラム１の表面電位の電位差が一定条件下で連続して画像形成を行ったため、画像形成枚数が多いほど帯電ローラ２に反転極性のトナーを保持する事が電気的に困難になることが挙げられる。連続画像形成中にシアンカートリッジ４０Ｃの帯電ローラ２Ｃに回収した反転極性のイエロートナー９０Ｙが、帯電の影響により正規極性に変わり、再度、感光ドラム１上に転移され、シアンの現像装置４Ｃに回収される事で混色に至ったと考えられる。
【００５５】
比較例２は、混色を抑制するために帯電ローラ２と感光ドラム１の間の放電量を増加させた。帯電ローラ２上のトナーの極性を反転させないために、感光ドラム１と帯電ローラ２間の放電を促す必要があり、感光ドラム１と帯電ローラ２の間で放電を積極的に生じさせる。すると、帯電ローラ２上のトナーに注入された電荷が感光ドラム１上に移動する事で、結果的に、帯電ローラ２上の回収トナーの正極性が増す事となる。放電が大きいほど電荷の移動が促進されるため、帯電ローラ２上のトナーの正極性が保持される。放電の強弱により帯電ローラ２上のトナーから感光ドラム１に移動する電荷量が変わるため、放電の強弱を司る帯電バイアスと感光ドラム１の表面電位の電位差が、帯電ローラ２上のトナー極性に影響を及ぼす事となる。電位差を大きくすると放電が促され、トナーの極性は正極性を維持するが、電位差が小さいと放電が少なく、帯電バイアスの影響により、トナーに電荷が注入されるため、正極性を維持出来ない。したがって、帯電ローラ２と感光ドラム１の表面電位の電位差を大きく取る事が、帯電ローラ２上への反転極性トナーの保持には望ましい。
【００５６】
比較例２の条件は、連続画像形成中には比較例１と同様に帯電バイアス−１１００Ｖを印加し、紙間には比較例１と比較して高い帯電バイアスである−１２００Ｖを帯電ローラ２に印加している。それにより、紙間の帯電後露光前電位である感光ドラム１の表面上は約−６５０Ｖに帯電される。また、一次転写後の感光ドラム１の表面電位が比較例１と同じになるように、帯電前露光装置７により帯電前露光によって約０Ｖに調整した。すなわち、帯電ローラ２と感光ドラム１の間で生じる放電の放電量が、紙間の放電の影響分だけ比較例１に比べて多くなるようにする。また、転写残トナー、再転写トナーも所定量に適宜合わせている。現像バイアスや露光量は比較例１と同様とした。
【００５７】
表１で、比較例２の結果を比較例１と比較して説明する。比較例２の条件では、混色が発生せず比較例１より改善傾向を示したが、放電による画像弊害が発生した。この原因としては、帯電バイアスアップに伴って、放電量が上がり、混色のレベルが改善したが、放電の影響が画像弊害を招いてしまった事によるものであると考えられる。帯電ローラ２上のトナーの電荷を維持するために、帯電ローラ２と感光ドラム１間での放電を促す必要があり、比較例２では紙間の帯電バイアスを上げたが、結果として感光ドラムに放電の影響によるダメージを与える事になった。放電を大きくするために電位差を大きくしたことが、放電の影響による感光ドラム１の削れによる縦スジや、感光ドラム１の放電劣化による濃度低下などを引き起こしたと言える。
【００５８】
このような現象を抑制するために、実施例１では、紙間のバイアスを以下のように調整する。実施例１の画像形成枚数毎の画像形成動作中と紙間のバイアス変化を図８に示した。図８は横軸の画像形成枚数（１００枚×２回クリーニング＝２００枚まで）と、縦軸のバイアスの関係性を示している。実施例１では、画像形成枚数２０枚毎に紙間の帯電バイアスを−２０Ｖずつ変化させる。このように、紙間の帯電バイアスの絶対値を画像形成枚数に応じて徐々に大きくしていくことで、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差が徐々に大きくなることとなる。よって、連続画像形成後半にかけて放電量が大きくなるために、放電による帯電ローラ２上のトナーの極性維持に効果的である。尚、画像形成動作中の帯電バイアスは−１１００Ｖ、感光ドラム１の帯電後露光前電位は−５５０Ｖから変化させない。それによって画像形成への影響は無い。さらに、転写バイアスによって、転写残トナー量と再転写トナー量の調整を行い、帯電前露光装置７によって一次転写後の感光ドラム１の表面電位を約０Ｖに調整している。
【００５９】
紙間の帯電バイアスを画像形成枚数に応じて大きくしながら連続画像形成動作を行う際に、画像形成開始直後である１枚目と２枚目の紙間に画像形成される帯電バイアスは−１１２０Ｖとする。よって、画像形成動作中の帯電バイアス−１１００Ｖより絶対値で２０Ｖ高くなる。その時の紙間の感光ドラム１の帯電後露光前電位は−５７０Ｖとなる。その後、図８で示したように、画像形成枚数２０枚毎に紙間の帯電バイアスを絶対値で上昇させる制御を行う。例えば、画像形成９９枚目と１００枚目の紙間に印加される帯電バイアスは−１２００Ｖとなる。連続画像形成終了後クリーニング動作を実施し、紙間の帯電バイアスを画像形成動作開始時の−１１２０Ｖに戻して印刷動作を再開する。この動作の繰り返しを、比較例１、２と同様に、１００枚連続で画像形成を行い、それを２００回行った。結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
比較例１では混色による色味変動、比較例２では放電による画像弊害が発生したのに対して、実施例１では両方とも発生せず、良好な画像が得られた。これは、紙間の帯電バイアスを画像形成枚数に応じて変化させた効果であると考えられる。混色による色味変動は、連続画像形成中盤から後半にかけて帯電ローラ２Ｃと感光ドラム１Ｃの放電を促進させたことにより、帯電ローラ２Ｃ上の反転極性のイエロートナー９０Ｙの極性を保持させる事が出来たため改善したと考えられる。また、放電による画像弊害に関しては、連続画像形成初期には放電を抑え、放電が必要となる連続画像形成中盤から後半にかけて、徐々に放電を増やす事で、全体の放電量を抑える事が出来たために、画像弊害が起きなかったと考えられる。連続画像形成初期には、帯電ローラ２と感光ドラム１の接触機会が少ないため、帯電ローラ２上のトナーの極性は反転極性が保たれており、それほど大きな放電を必要としない。しかし、連続画像形成中盤から後半にかけては、帯電ローラ２と感光ドラム１が接触する回数が増え、かつ、帯電ローラ２上の反転極性トナー量が増えるために、より大きな放電が必要となる。したがって、実施例１に示したようなバイアス制御を行う事で、混色による色味変動と放電による画像弊害を抑制するのに効果的である。以上から、連続画像形成中の放電量を適切に制御することで、帯電ローラ２上への再転写トナー保持と感光ドラム１の放電による画像弊害の抑制を両立させることが出来た。
【００６２】
以下のように帯電バイアスを制御する事で、クリーナーレスシステムにおいても良好な画像を出力する事が出来る。クリーニング前に、第１の記録材、第２の記録材、第３の記録材の順にこれらの記録材に連続してトナー像を形成するための画像形成動作を実行する期間をそれぞれ、第１画像形成期間、第２画像形成期間、第３画像形成期間とする。また、第１画像形成期間と第２画像形成期間の紙間であるインターバルになる期間で、画像形成動作を実行しない期間を第１インターバル期間、第２画像形成期間と第３画像形成期間のインターバルになる期間を第２インターバル期間とする。第１インターバル期間と第２インターバル期間には、画像形成期間における帯電バイアスと同極性の帯電バイアスが印加し、第２インターバル期間における帯電バイアスの絶対値の方が第１インターバル期間における帯電バイアスよりも大きいように制御する。すると、画像形成枚数の増加に伴い、画像形成動作開始時の帯電ローラ２と感光ドラム１の間の放電よりも、放電を促される区間が存在する事となる。印字枚数の増加に伴ってより放電を促される区間は、連続印字動作中の複数回実行されるインターバル期間の一部に対してでもよいし、実施例１のように連続印字中の複数回実行されるインターバル期間で放電が徐々に増えるように変化させてもよい。このように放電を促す事で、帯電ローラ２上のトナーの極性を保持する事が出来るため、混色を抑制する事が出来る。また、連続印字初期のインターバル期間に対して中盤から後半のインターバル期間で放電量を大きくすることにより連続印字中の放電を極力抑える事が出来るため、画像弊害を抑制する事が出来る。帯電による再転写トナーの正規極性化は、画像形成枚数が少ない時には帯電ローラ２上の反転極性トナーの電荷量が大きいので、それほど活発に行われない。一方で、トナーの電荷量が少なくなる画像形成枚数が多くなる後半で、反転極性から正規極性にトナーの極性が移行していく。したがって、前半は放電量を抑え、後半に行くにつれて放電量を増加させる事が特に望ましい。つまり、連続印字最初のインターバル期間で印加される帯電バイアスの絶対値は、連続印字最後のインターバル期間で印加される帯電バイアスの絶対値よりも小さくなるように制御する事が望ましい。そして、クリーニング直前のインターバル期間に印加される帯電バイアスは、クリーニング後に、クリーニング直後のインターバル期間に印加される帯電バイアスに変更される。その条件で、再度、画像形成動作が開始されることにより、前半は放電量を抑え、後半に行くにつれて放電量を増加させる事が出来る。また、クリーニング前に連続して画像形成を実行する場合、インターバル期間で印加される帯電バイアスの絶対値を、クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくすることで、徐々に放電を促進させる事が出来る。
【００６３】
また、本実施の形態では、紙間には現像ローラ５２を感光ドラム１から離間させたが、紙間が短く、次の画像形成動作までに当接離間動作が間に合わないケースなどは、現像ローラ５２を感光ドラム１に当接した状態で紙間を実施してもよい。現像ローラ５２が感光ドラム１に当接した状態で感光ドラム１が回転する時には、画像形成動作中と同様にバイアス制御を行う必要がある。紙間に帯電バイアスを上げると、現像バイアスとの電位差も変化してしまうので、同時に現像バイアスを−２０Ｖずつ変化させる。帯電バイアスと現像バイアスの絶対値を同じく大きくすることで、約１５０Ｖの電位差を保つことができるように、現像ローラ４２と感光ドラム１の当接位置において、感光ドラム１の暗部電位（Ｖｄ）と現像バイアスの電位差を一定に制御する。よって、紙間でも暗部にトナーを現像してしまうかぶりが発生することはない。現像バイアスは、かぶりが発生しない程度に適宜設定すればよい。
【００６４】
以上のように、帯電バイアスを制御する事によって、連続画像形成動作中のインターバル期間の放電が徐々に促され、再転写されたトナーによる混色を効果的に抑制し、放電の影響による画像弊害を抑制する事が出来た。したがって、上記課題を抑制した分だけ、連続画像形成時のクリーニング動作実行タイミングを遅らせる事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【００６５】
本実施の形態における紙間の帯電バイアスの変化は、画像形成２０枚ごとに段階的に変化させたが、閾値を適宜変更してもよい。閾値は印刷枚数以外に、感光ドラム１の回転数であってもよいし、累積の印字率であってもよい。また、本実施の形態では、単調増加で紙間の帯電バイアスを変化させたが、連続画像形成中に画像形成動作開始時よりも増加してもよい。すなわち、放電量が増加するポイントが存在すれば、混色と放電のバランスに応じて、連続画像形成途中で放電量を減少させたり、一定にしてもよい。
【００６６】
連続画像形成時にクリーニング動作を割り込みで実行するタイミングに関しても同様で、本実施の形態では１００枚連続画像形成時としたが、閾値は印刷枚数以外に、感光ドラム１の回転数であってもよいし、印字率の累積値であってもよい。
【００６７】
また、本実施の形態では画像形成動作終了後にクリーニング動作を行うものとしたが、帯電ローラ２上にトナーを保持しながら画像形成動作を続けられるのであれば、画像形成が終了した後でもクリーニング動作を行わなくてもよい。例えば、ジョブとジョブの間が短く、帯電ローラ２上のトナーの電荷がそれほど減衰せず、帯電ローラ２上にそのままトナーを保持できる場合や、印字率が低く、帯電ローラ２上の反転極性トナーが少ない場合などが挙げられる。ここで、ジョブとジョブの間が長い場合を考えると、その間には動作が行われないので放電が行われず、帯電ローラ２上に付着したトナーの電荷が減衰し、反転極性から０に近づいていく。その状態で、再度、画像形成動作を行うために帯電ローラ２に帯電バイアスを印加しても、電気的に帯電ローラ２上にトナーを十分保持できず、感光ドラム１にトナーが移動してしまう。一方、ジョブとジョブの間が短ければ、一度画像形成動作を終了したとしても、それまでに放電を促しながら画像形成を行っているため、帯電ローラ２のトナー保持力はそれほど落ちない。よって、放電を増やしながら画像形成を継続すればよい。
【００６８】
したがって、本実施の形態の制御を行う事によって、画像形成動作後や連続画像形成途中に行うクリーニング動作を減らす事が可能となる。
【００６９】
また、実施例１では、現像剤として負極性に帯電するトナーを用いた場合を示した。これに対し、正極性に帯電するトナーを用いてもよい。その際に本発明を適用する場合、バイアス関係が正負で逆になり、画像形成中の帯電バイアス、現像バイアスが正極性となるが、印加するバイアスを絶対値で見た場合、その関係性は実施例１の場合と同じである。その場合においても、本発明を適用することにより、画像形成動作後や連続画像形成途中に行うクリーニング動作を減らす事が可能となる。
【００７０】
［実施例２］
実施例１では、連続画像形成中の紙間に帯電バイアスを変更し、混色と放電による画像弊害を抑制した。上記課題を解決するためには、帯電ローラ２と感光ドラム１の間での放電を調整すればよい。したがって、実施例１のように、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスを変更すれば、放電量が変わる。実施例２では、帯電ローラ２側ではなく、感光ドラム１側の状態を変化させる。そこで、感光ドラム１の表面電位を変える手段として、露光装置３を用いる。露光装置３で通常の画像形成部の露光を行い、画像部には画像部の露光後電位としての明部電位（Ｖｌ）を形成するとともに、非画像部には弱露光を行い、非画像部の露光後電位としての暗部電位（Ｖｄ）を形成する構成とする。一旦、帯電バイアスを印加された帯電ローラ２により暗部電位（Ｖｄ）以上の帯電後露光前電位（Ｖｄ１）に帯電させる。感光ドラム１の回転方向に対して、帯電後かつ現像前の位置に配置した露光装置３（後露光装置）を弱発光させて感光ドラム１の表面を露光し、表面電位を減衰（降下）させる。この方法により、帯電プロセスだけでなく露光プロセスを用いる事によって、目標とする暗部電位（Ｖｄ）を得ることができる。この方法によって、予め感光ドラム１の表面電位を下げる事が出来る。また、実施例２では、帯電前露光装置７による露光は行わず、転写バイアスによって転写当接部通過後の感光ドラム１の電位を下げる。これによって、帯電バイアスで形成した一次転写後の感光ドラム１の表面電位と帯電ローラ２との電位差より、露光した分だけ電位差が大きくなるため、放電量を増加させる効果が期待出来る。
【００７１】
また、本方法を用いると、電位の安定性向上にも寄与する。ＤＣ帯電方式の放電開始電圧（Ｖｔｈ）は、感光ドラム１の感光層膜厚に依存し変化するため、感光ドラム１の削れにより、感光ドラム１の膜厚が減少すると、暗部電位（Ｖｄ）が上昇してしまう。よって、感光ドラム１の膜厚に応じて、印加する帯電バイアスを変更して暗部電位（Ｖｄ）を合わせる必要があるため、膜厚で放電量が変化してしまう。すなわち、感光ドラム１の膜厚が変化すると、放電量のコントロールが困難になり、混色と放電による画像弊害のマージンのバランスを取るのが難しい。そこで、画像形成枚数、感光ドラム１の回転数、帯電バイアス印加時間、露光量などの放電に係わる情報から、感光ドラム１の膜厚を算出し、露光量を制御することで電位設定を一定にし、放電量を調整することが可能である。
【００７２】
そこで、連続画像形成中の紙間の放電を適切に促すために、紙間の帯電バイアスと露光量を連続画像形成枚数毎に制御する。具体的には、実施例１と同様に、連続画像形成初期には放電をそれほど行わず、連続画像形成中盤から後半にかけては、放電を促す帯電バイアス、露光量に設定する。
【００７３】
本実施の形態では、以下のように露光量を調整する。画像形成時の電位状態を例に、帯電ローラ２から現像ローラ４２までの感光ドラム１の回転方向順に、図９を用いて電位の説明を行う。まず、帯電ローラ２に帯電バイアスが印加されると感光ドラム１上に電位が形成される。この時の電位を帯電後露光前電位（Ｖｄ１）とする。実施例２では、露光装置３を用いて帯電後露光前電位（Ｖｄ１）から暗部電位（Ｖｄ）に調整し、紙間時の感光ドラム１の表面電位とする。感光ドラム１上に通常の画像形成時の露光より弱い弱露光を行うと、感光ドラム１上の帯電後露光前電位（Ｖｄ１）から弱露光後電位である暗部電位（Ｖｄ）となる。また、画像形成時には図９に示したように、トナーが現像しない暗部電位（Ｖｄ）とトナーが現像する明部電位（Ｖｌ）を形成するために露光装置３にて露光を行う。通常の露光を行うとトナーが現像する露光後電位である明部電位（Ｖｌ）となる。連続印字中の紙間における枚数毎のバイアス、露光量を図１０に示した。図１０は、図８と同様に、横軸の画像形成枚数と、縦軸のバイアスの関係性を示している。
【００７４】
実施例２では、画像形成動作中の帯電バイアスとして−１１００Ｖを印加する。この時の帯電直後の感光ドラム１の表面電位である帯電後露光前電位（Ｖｄ１）は約−５５０Ｖとなる。その後、感光ドラム１の帯電後露光前電位（Ｖｄ１）に弱露光を０．０３０μＪ／ｃｍ２の強度で行う。これにより、弱露光後電位である暗部電位（Ｖｄ）は約−５００Ｖとなる。現像ローラ４２には現像バイアスとして−３５０Ｖが印加されており、実施例１と同様に暗部電位（Ｖｄ）との電位差は１５０Ｖである。画像形成時の明部電位（Ｖｌ）は露光量を調整して約−９０Ｖとする。これにより、明部電位（Ｖｌ）と現像バイアスとの差を２６０Ｖで一定に保つことができ、連続画像形成中の画像濃度を維持することができる。一方、紙間の帯電バイアスと露光量は以下のように制御する。連続印刷枚数２０枚毎に紙間の帯電バイアスを−２０Ｖずつ変化させる。１枚目と２枚目の紙間に印加される帯電バイアスは−１１２０Ｖとし、画像形成動作中の帯電バイアス−１１００Ｖより絶対値で２０Ｖ高くする。このとき、帯電直後の感光ドラム１の表面電位も−２０Ｖずつ変化してしまう。そこで、暗部の弱露光の強度を、２０枚印刷毎に０．００２μＪ／ｃｍ２ずつ強くしていくことで、暗部電位（Ｖｄ）を約−５００Ｖで一定となるように適宜調整する。これにより、帯電バイアスは絶対値で上昇するのに対して、感光ドラム１の暗部電位（Ｖｄ）は変わらないので、画像形成枚数が増えるほど、紙間での帯電ローラ２と感光ドラム１の間での放電量が増える。
【００７５】
画像形成動作とクリーニング動作の繰り返しを１００枚連続印字で２００回行った結果、実施例２は実施例１と同様に、混色、放電による画像弊害は共に発生が無かった。これは、画像形成枚数に応じて紙間の帯電バイアス、露光量を増やす事で、帯電ローラ２上に保持された再転写トナーの極性維持を適切に行い、かつ、全体の放電量を抑制する事が出来たため、混色と放電による画像弊害の両立を行う事が出来たと考えられる。実施例２に示したようなバイアス、露光制御を行う事で、混色による色味変動と放電による画像弊害を抑制する事が出来た。
【００７６】
したがって、以下のように帯電バイアスと露光量を制御する事で、クリーナーレスシステムにおいても良好な画像を出力する事が出来る。クリーニング前に、連続して画像形成を実行する場合、インターバル期間である紙間に印加される帯電バイアスの絶対値を、クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくするように制御する。そして、相対的に絶対値が大きい帯電バイアスを印加するインターバル期間の方が相対的に絶対値が小さい帯電バイアスを印加するインターバル期間よりも、非画像部に対する露光量が大きくなるように制御する。また、感光ドラム１の非画像部の電位は、インターバル期間に相対的に絶対値が大きい帯電バイアスを印加する場合と、インターバル期間に相対的に絶対値が小さい帯電バイアスを印加する場合とで同じとしている。したがって、画像形成枚数の増加に伴い、画像形成動作開始初期のインターバル期間の帯電ローラ２と感光ドラム１の間の放電よりも、放電を促される区間が存在する事となる。よって、再転写されたトナーによる混色を抑制し、徐々に放電量を増加させる事によって、放電の影響による画像弊害を抑制する事が出来た。
【００７７】
実施例１と同様の理由から、前半は放電量を抑え、後半に行くにつれて放電量を増加させる事が特に望ましい。実施例２では、実施例１のように帯電バイアスを制御すると共に、以下のように露光を制御する。クリーニング後に、連続して画像形成を実行する場合、最初のインターバル期間で非画像部に対して露光される露光量は、クリーニング期間直前の最後のインターバル期間で非画像部に対して露光される露光量よりも小さくなるように制御する。そして、クリーニング直前に、連続して画像形成を実行する場合のインターバル期間の露光装置３によって感光ドラム１に露光される露光量は、クリーニング後、クリーニング直後のインターバル期間の露光量に変更される。その条件で、再度、印字動作が開始されることにより、前半は放電量を抑え、後半に行くにつれて放電量を増加させる事が出来る。また、インターバル期間で非画像部に対して露光される露光量を、クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくすることで、徐々に放電を促進させる事が出来る。
【００７８】
実施例２では、図１０で示したように、帯電バイアスを変化させて露光後電位である暗部電位（Ｖｄ）を一定にすることで放電量を増やしたが、帯電バイアスの変化に応じて、暗部電位（Ｖｄ）を変化させてもよい。具体的には、紙間に印加される帯電バイアスの絶対値の増加に伴って、露光量が大きくなるように制御することで放電量を徐々に増やす事が出来る。また、実施例２において、帯電前露光装置７による露光を行わない構成で説明を行ったが、帯電バイアスの変化分だけ放電は促進されるため、帯電前露光装置７による露光を組み合わせてもよい。
【００７９】
以上のように、帯電バイアス、露光量を制御する事によって、連続画像形成中の放電が徐々に促され、再転写されたトナーによる混色を効果的に抑制し、放電の影響による画像弊害を抑制する事が出来た。したがって、上記課題を抑制した分だけ、連続画像形成時のクリーニング動作実行タイミングを遅らせる事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【００８０】
また、実施例２は、実施例１に比べて装置上の制約が少なくて済む。具体的には、弱露光を用いる事で帯電バイアス、感光ドラム１の膜厚に依らず、一定の暗部電位（Ｖｄ）に感光ドラム１表面を帯電する事が出来るため、高圧電源の共通化といった施策を行う面でも有益な手段となる。よって、後述の実施例３のように複数色の高圧電源を共通化し、膜厚が異なる複数の感光ドラム１を用いた場合でも、ステーション毎に露光量を調整することで、暗部電位（Ｖｄ）を一定に保つことが可能となる。これにより、紙間の電位調整を適切に行う事が出来るため、本実施の形態においても有用である。また、画像形成時にも帯電バイアスに依らず、感光ドラム１の膜厚に応じて、明部電位（Ｖｌ）を形成する最大光量と、暗部電位（Ｖｄ）を形成する最小光量の範囲を変更することで、画像濃度、ライン幅、階調性を安定して再現することができる。
【００８１】
［実施例３］
実施例３では、複数のプロセスカートリッジがある場合に、各々の帯電ローラ２に印加する帯電バイアスを供給する帯電バイアス電源出力を固定にした場合に、露光装置３を用いて各々の弱露光量を調整する。それによって、装置の小型化、低コスト化を行うことが可能になる。
【００８２】
その際に、弱露光で形成する紙間の感光ドラム１上の電位を連続画像形成枚数ごとに変化させる事で、帯電ローラ２と感光ドラム１の間の放電量を変化させる事が出来る。この時、実施例２と同様に帯電前露光装置７による露光は行わない。これによって、転写当接部を通過した感光ドラム１の表面電位は弱露光後の電位によって異なる事となり、弱露光後電位が絶対値で小さい方が放電量は大きくなる。したがって、帯電バイアス一定下でも、弱露光量の調整により帯電ローラ２上に保持したトナーの極性を維持させる事が出来る。
【００８３】
実施例３では、連続画像形成動作中の帯電バイアスを常時一定とし、以下のように露光量を調整する。紙間時の枚数毎のバイアス、露光量を図１１に示した。図１１は、図８、１０と同様に、横軸の画像形成枚数と、縦軸のバイアスの関係性を示している。
【００８４】
実施例３では、画像形成動作開始時の帯電バイアスとして−１１００Ｖが印加されている。このとき、感光ドラム１の帯電後露光前電位は約−５５０Ｖとなる。画像形成時は終始弱露光を行わず、そのままの約−５５０Ｖを暗部電位（Ｖｄ１＝Ｖｄ）とし、画像形成動作を行う。現像ローラ４２には、現像バイアスとして−４００Ｖが印加されており、暗部電位（Ｖｄ）との電位差は１５０Ｖである。明部電位（Ｖｌ）の制御は、帯電バイアスが一定であるので、現像バイアス−４００Ｖに対して、明部電位（Ｖｌ）を−１４０Ｖになるように光量を一定に制御すればよい。一方、紙間には０．０１２μＪ／ｃｍ２の強さで弱露光を行い、１枚目と２枚目の紙間の露光後電位を画像形成動作時の帯電後露光前電位（＝暗部電位（Ｖｄ））より絶対値で２０Ｖ低い−５３０Ｖとする。そして、２０枚画像形成後、弱露光を暗部に対してさらに０．０１２μＪ／ｃｍ２強くして行う。これにより、画像形成動作時の暗部電位（Ｖｄ１）が約−５５０Ｖであるのに対して、２１枚目と２２枚目の紙間の露光後電位（Ｖｄ）は約−５１０Ｖとなる。紙間の弱露光の強度を６０枚目まで２０枚印刷毎に０．０１２μＪ／ｃｍ２ずつ強くしていくことで、暗部電位（Ｖｄ）を−５３０Ｖから−４９０Ｖに変化させる。６１枚目以降は２０枚印刷毎に０．００６μＪ／ｃｍ２ずつ強くしていき、暗部電位（Ｖｄ）をさらに−２０Ｖずつ変化させ、９９枚目と１００枚目の紙間の露光後電位は−４５０Ｖに調整される。
【００８５】
帯電バイアス一定下において、クリーニング前に、連続して画像形成を実行する場合、第１のインターバル期間よりも後の第２のインターバル期間に露光する露光量の方が大きくなるように制御する。すると、暗部電位（Ｖｄ）を安定して変化させる事が出来る。それによって、実施例３においても、画像形成枚数毎に放電量を調整し、混色や放電による画像弊害を抑制する事が出来る。したがって、上記課題を抑制した分だけ、連続画像形成時のクリーニング動作実行タイミングを遅らせる事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【００８６】
［実施例４］
実施例４は、図１２に示したように、感光ドラム１の回転方向において、帯電前露光装置７よりも下流側で、且つ帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部よりも上流側に、現像剤保持部材たる現像剤回収ローラ８を配置している。現像剤回収ローラ８は、帯電ローラ２より先に転写残トナーや再転写トナーと接触する事で、再転写トナーを回収し、帯電ローラ２を汚すことがない。したがって、画像形成とトナー回収の機能を帯電ローラ２と現像剤回収ローラ８に分離する事が出来るため、トナー付着による帯電ローラ２での帯電不良を引き起こすことなく画像形成を行う事が出来る。現像剤回収ローラ８には、不図示の現像剤保持バイアス印加手段により現像剤保持バイアスが印加可能に制御される。現像剤保持バイアス印加のタイミングや、クリーニング時の動作に関しては、実施例１に記載の帯電バイアスと同様である。クリーニング前に連続して画像形成を実行する場合、第１インターバル期間とその後の第２インターバル期間において、第２インターバル期間に印加する保持バイアスの方が第１インターバル期間よりも絶対値が大きいように制御する。そして、クリーニング後に、連続して画像形成を実行する場合、最初のインターバル期間で印加される保持バイアスの絶対値は、クリーニング直前の最後のインターバル期間において印加される保持バイアスの絶対値よりも小さいようにする。また、インターバル期間に印加される保持バイアスの絶対値を、クリーニング期間に近づくにつれて徐々に大きくすることで、放電を徐々に促す事が出来る。クリーニング時には、帯電ローラ２は、現像剤回収ローラ８から感光ドラム１に転移されたトナーを通過させる方向の帯電バイアスを印加する。それによって、帯電ローラ２はクリーニング動作に影響を及ぼさないように制御する事が出来る。現像剤回収ローラ８には、正バイアスも負バイアスも印加する事が可能になるため、トナーの極性に応じて、電位を選択する事が出来る。
【００８７】
したがって、実施例４においても、画像形成枚数毎にインターバル期間の放電量を調整し、混色や放電による画像弊害を抑制する事が出来る。上記課題を抑制した分だけ、連続画像形成時のクリーニング動作実行タイミングを遅らせる事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【００８８】
また、現像剤回収ローラ８は、反転極性の再転写トナーが帯電ローラ２に電気的に付着し、そのトナーをベルトクリーニング部材７３に回収する必要がある場合に配置すればよい。したがって、中間転写ベルト５３の最上流に配置されたプロセスカートリッジ４０には配置させなくてもよい。現像剤保持部材にはローラを採用したが、ローラ形状に限らずブラシなどの当接部材でもよい。
【００８９】
［実施例５］
実施例５は、紙間に放電量を変更するだけではなく、画像形成動作中にも放電量を変更する。連続画像形成動作中の枚数毎のバイアスを図１３に示した。図１３は、図８、図１０、図１１と同様に、横軸の画像形成枚数と、縦軸のバイアスの関係性を示している。実施例５では、実施例１と同様に画像形成枚数２０枚毎に画像形成動作中の帯電バイアスと紙間の帯電バイアスを−１０Ｖずつ変化させる。このように、画像形成動作中の帯電バイアスの絶対値を画像形成枚数に応じて徐々に大きくしていくことで、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の電位差が徐々に大きくなる。さらに、紙間だけでなく画像形成動作中にも放電量を調整する事によって、放電量を調整する事が出来る期間が長くなるため、帯電バイアスの１回の上げ幅を小さくする事が出来る。これによって、短い期間に大きな放電を行う事が無いので、感光ドラム１の放電による劣化を抑制しながら、帯電ローラ２上のトナーの極性を維持する効果を得る事が出来る。また、連続画像形成後半にかけては放電量が大きくなるために、放電による帯電ローラ２上のトナーの極性維持を行う事が可能となる。
【００９０】
しかし、画像形成動作中に帯電バイアスを上げると、現像バイアスとの電位差も変化してしまうので、同時に現像バイアスを−１０Ｖずつ変化させている。帯電バイアスと現像バイアスの絶対値を同じく大きくすることで、約１５０Ｖの電位差を保つことができるように、現像ローラ４２と感光ドラム１の当接位置において、感光ドラム１の暗部電位（Ｖｄ）と現像バイアスの電位差を一定に制御する。よって、暗部にトナーを現像してしまうかぶりが発生することはない。現像バイアスは、かぶりが発生しない程度に適宜設定すればよい。また、画像部の露光の強度を１０枚印刷毎に０．０１μＪ／ｃｍ２ずつ強くしていくことで、明部電位（Ｖｌ）を１０枚印刷毎に−１０Ｖ変化させる。これにより、明部電位（Ｖｌ）と現像バイアスとの差を２６０Ｖで一定に保つことができ、連続画像形成中の画像濃度を維持することができる。さらに、転写バイアスによって、転写残トナー量と再転写トナー量の調整を行い、帯電前露光装置７によって一次転写後の感光ドラム１の表面電位を約０Ｖに調整している。
【００９１】
画像形成動作中と紙間の帯電バイアスを大きくしながら連続画像形成動作を行う際に、１枚目の画像形成中に印加される帯電バイアスは−１１００Ｖとする。図１３で示したように、画像形成枚数２０枚毎に帯電バイアスを絶対値で上昇させる制御を行う。例えば、連続画像形成１００枚目の画像形成中に印加される帯電バイアスは−１１４０Ｖとなる。
【００９２】
以上のように、インターバル期間である紙間だけでなく画像形成動作中の帯電バイアスを制御する事により、連続印字動作中の紙間の放電が徐々に促され、再転写されたトナーによる混色を効果的に抑制し、放電の影響による画像弊害を抑制する事が出来る。また、紙間のみ帯電バイアスを変更する時に比べて、帯電バイアスの上げ幅を小さくしても効果を得る事が出来る。したがって、一回の放電量を大きく上げる必要が無い。放電の悪影響をさらに抑制しつつ、混色を抑制した分だけ、連続画像形成時のクリーニング動作実行タイミングを遅らせる事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【００９３】
また、実施例５は、実施例１と同様に、紙間には現像ローラ４２を感光ドラム１から離間させてもよいし、画像形成動作中と同じバイアス関係を保ちながら現像ローラ４２を感光ドラム１に当接させてもよい。実施例５では、画像形成動作中と紙間のバイアスを連動させて変更させたが、独立で変更させてもよい。
【００９４】
また、実施例２、３を実施例５に適応させても同様の効果を得る事が出来る。
【００９５】
その他、帯電ローラ２と感光ドラム１の放電量を変える方法として、実施例１から５の条件で転写バイアスの調整や帯電前露光量を調整してもよい。方法としては、感光ドラム１の回転方向において、転写ローラ５１と感光ドラム１の当接部よりも下流側で、且つ帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部よりも上流側の感光ドラム１の表面電位が一定になるように、紙間の転写バイアスを制御する。もしくは、感光ドラム１の回転方向において、帯電前露光装置７よりも下流側で、且つ帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部よりも上流側の感光ドラム１の表面電位が一定になるように、紙間の帯電前露光装置７を制御する。それにより、実施例１のように紙間の帯電バイアスを連続画像形成に応じて変更する場合において、帯電ローラ２と感光ドラム１での放電量を変化させる事が出来る。具体的には、連続印字時に相対的に絶対値が大きい帯電バイアスを印加するインターバル期間の方が相対的に絶対値が小さい帯電バイアスを印加するインターバル期間よりも転写バイアスを大きくする。または、帯電前露光量を大きくする事で、放電量を徐々に増す事が出来る。
【００９６】
また、実施例１から５のように帯電バイアスや露光量を変化させることなく、転写バイアスと帯電前露光量を単独で制御しても同様の効果が得られる。クリーニング前に連続して画像形成を実行する場合、第１のインターバル期間とその後の第２のインターバル期間において、第２のインターバル期間に印加する転写バイアスの方が第１のインターバル期間よりも絶対値が大きいように制御する。もしくは、露光する帯電前露光量が大きくなるように制御する。これにより、転写ローラ５１と感光ドラム１の当接部と、帯電ローラ２と感光ドラム１の当接部の間の感光ドラム１の表面電位を変化させる事が出来るため、帯電ローラ２と感光ドラム１の放電量を変える事が出来る。
【００９７】
したがって、連続画像形成中の紙間の放電量を制御する事で、好適に混色による色味変動や放電による画像弊害を抑制する事が出来るため、クリーニング回数を減らし、ダウンタイムを削減する事が出来る。
【符号の説明】
【００９８】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像装置
５１  一次転写ローラ
５３  中間転写ベルト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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