(57)【要約】【課題】調整用トナー像を形成することによって、現像器内において劣化したトナーを消費する画像形成装置において、調整用トナー像を構成する劣化現像剤を、装置の大型化、製造コストの増大を招くことなく除去回収し、像担持体や中間転写体、転写手段等の部材において、劣化現像剤が残留すること、それに起因する画像不良や転写材汚れを防止した画像形成装置を提供する。【解決手段】各転写手段１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成される。【選択図】図２
2005164722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時に印加する転写電圧に対して、弱い電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧をゼロに切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時における転写電圧に対して、逆極性の電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記調整用トナー像を、前記中間転写体上に複数重ねて形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時に印加する転写電圧に対して、弱い電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧をゼロに切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時における転写電圧に対して、逆極性の電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記調整用トナー像を、前記転写材担持体上に複数重ねて形成することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかの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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に複数の像担持体上に形成された複数色のトナー像を転写材担持体上の転写材に順次重ねて転写するか、若しくは、中間転写体上に順次重ね合わせて一次転写して次いで一括して転写材に二次転写するか、の方法で転写材にカラー画像を得る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式にて像担持体上に形成した現像剤剤（トナー像）を最終的に転写材に転写し、画像形成物として転写材に画像を得る電子写真方式の画像形成装置が知られている。この電子写真画像形成装置は、近年の情報化社会の進展にともなって、カラー画像形成装置へのニーズが高まっている。
【０００３】
更に、カラー画像出力の高速化のために、複数個の像担持体を１列に並べて、各像担持体で順次トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に直接あるいは中間転写体を介して重ねて転写するインライン型の画像形成装置が注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
その一例として図１に示す電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の構成について簡単に説明する。尚、図１には、中間転写体が設けられ、中間転写体に像担持体から一次転写されたトナー像を転写材に二次転写する、中間転写方式の画像形成装置が示されている。
【０００５】
本構成は、像担持体として第１色目：イエロー、第２色目：マゼンタ、第３色目：シアン、第４色目：ブラックの、それぞれの色の現像剤（トナー）に対応した感光ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を有しており、各色のドラム毎にプロセスステーションＳ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ）を構成しており、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１は、各感光ドラム１１に、各感光ドラム１１との対向部であるそれぞれの一次転写部で接触している。
【０００６】
各感光ドラム１１は、中間転写ベルト１の移動方向に沿って、最上流に位置する第１色目（イエロー）の感光ドラム１１ａ、感光ドラム１１ａの下流側の最近傍に位置する第２色目（マゼンタ）の感光ドラム１１ｂ、感光ドラム１１ｂの下流側の最近傍に位置する第３色目（シアン）の感光ドラム１１ｃ、感光ドラム１１ｃの下流側の最近傍に位置する第４色目（ブラック）の感光ドラム１１ｄの順番で配置されている。
【０００７】
中間転写ベルト１の抵抗としては、体積抵抗率で１０6〜１０12Ω・ｃｍのものが好ましく、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂のものや、シリコーンゴムやヒドリンゴム等の弾性材料、又、これらにカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を行ったもの等を用いることができる。
【０００８】
図１では、ポリイミドにカーボンを分散させて体積抵抗率を１０9Ω・ｃｍに調整した厚み０．１ｍｍの単層の無端状ベルトを中間転写ベルト１としている。
【０００９】
中間転写ベルト１は、中間転写ベルト１に内包される駆動ローラ１ａ、分離ローラ１ｂ、支持ローラ１ｃの３本のローラに懸架されている。
【００１０】
中間転写ベルト１の張力としては材質にもよるが、伸び率が１％以内になるように設定して、中間転写ベルト１の破断や永久歪みが発生しないように形成するのが望ましく、本例では１５０Ｎの荷重がかかるように設定してある。
【００１１】
各一次転写部には、転写手段として、中抵抗（体積抵抗率１０4〜１０7Ω・ｃｍ）の弾性材を芯金に被覆した一次転写ローラ１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が、中間転写ベルト１を挟む構成でそれぞれの各感光ドラム１１と対向して配置してある。
【００１２】
第２の転写手段である二次転写ローラ２は中抵抗（体積抵抗率１０4〜１０7Ω・ｃｍ）の抵抗値を有するＥＰＤＭ発泡層で芯金を被覆したもので、分離ローラ１ｂに対向する位置に中間転写ベルト１及び転写材Ｐを挟む形で配置してある。
【００１３】
以下本装置の画像形成過程とともに動作を説明する。
【００１４】
感光ドラム１１ａは矢印方向に所定のプロセススピード（ここでは０．１１７ｍ／ｓ）で回転し、一次帯電器１２ａにより一様に帯電され、ホストコンピュータより送られた画像情報信号により変調されたスキャナ１３ａからのレーザ光で、静電潜像を作成される。
【００１５】
レーザ光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されており、感光ドラム１１ａ上の静電潜像はレーザ光が照射された部分は明部電位ＶＬ（−１５０Ｖ）に、レーザ光が未照射の部分は一次帯電器１２ａで帯電されたままの暗部電位ＶＤ（−５５０Ｖ）に保持されることによって形成する。
【００１６】
静電潜像は感光ドラム１１ａの回転により、現像剤を現像器１４ａ内部から搬送するために現像器１４ａに備えられた現像剤担持体である現像ローラ１５ａとの対向部に達し、同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電されたトナーが、現像ローラ１５ａと感光ドラム１１ａとの間に印加された、不図示の現像バイアス源による現像電界の作用により、供給されて顕像化される。
【００１７】
本件に於ける現像器１４は、接触現像方式であり、現像バイアスＶｄｃ（−４００Ｖ）を印加している。
【００１８】
フルカラー画像形成においては、各色に対応したプロセスステーションＳｂ〜Ｓｄ毎に感光ドラム１１ｂ〜１１ｄについて、感光ドラム１１ａと同様にトナー像が形成され、各一次転写ニップにおいて中間転写ベルト１上に順次一次転写され、多色画像を形成する。
【００１９】
中間転写ベルト１は、矢印方向に不図示の駆動装置により、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと所定のプロセススピード（ここでは０．１１７ｍ／ｓ）で同期回転している。
【００２０】
中間転写ベルト１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとが形成する各一次転写ニップでは、中間転写ベルト１の背面に接している転写手段である一次転写ローラ１６ａ〜１６ｄに印加される、トナーと逆極性のバイアス（ここでは約＋５００Ｖ）によって、一次転写ニップ域に形成された電界によりトナー像は一次転写される。
【００２１】
中間転写ベルト１が感光ドラム１１ｄとの一次転写ニップを通過した段階でフルカラー画像が中間転写ベルト１上に担持され、一次転写工程は完了する。
【００２２】
一方トナー像の一次転写を終えた感光ドラム１１の表面は、感光体クリーニング装置であるドラムクリーニングブレード１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）により一次転写残トナーなどを除去されることで清浄化され、次の画像形成工程に備える。
【００２３】
ドラムクリーニングブレード１７により除去された廃トナーは、感光体クリーニング装置を構成する、各々のクリーニングブレード１７と近接した廃トナー容器１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）に回収される。
【００２４】
次に不図示の給紙手段より転写材Ｐが１枚取り出され、二次転写ニップ域に挿通される。転写材Ｐの先端位置と画像先端位置を合わせるために、実際には、給紙後に不図示のレジストレーションローラ域において、一旦停止、待機し、画像トップと同期をとり、先端レジストレーションを合わせるタイミングで二次転写ニップ域に紙を再給紙する。
【００２５】
この時、二次転写ローラ２にはトナーと逆極性のバイアス（ここでは＋２ｋＶ）が印加され、トナー像は中間転写ベルト１から転写材Ｐに転写される。
【００２６】
二次転写ニップ域を出た未定着カラー像を載せた転写材Ｐは、定着装置１９に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。
【００２７】
トナー像を転写材Ｐに転写し終えた中間転写ベルト１の表面は、中間転写体クリーニング装置を構成する、ウレタンゴムから形成される中間転写体クリーニングブレード２０によって二次転写後の残トナーがクリーニングされる。クリーニングされたトナーは、共に中間転写体クリーニング装置を構成する、中間転写体廃トナー容器２１に回収される。
【００２８】
ところで、上述した画像形成工程を実施することでここでは、トナー像が定着された転写材である画像形成物を得る従来の現像器１４を備えた画像形成装置では、現像器１４を使用しての通算プリント枚数の増加に伴ってトナーの劣化が促進される。
【００２９】
トナーの劣化は、現像器１４内のトナーが長時間攪拌されることで発生する。特に、現像剤が、現像剤担持体として現像器１４内に設けられている現像ローラ１５（１５ａ〜１５ｄ）に保持されたまま長時間攪拌されてしまう場合に、トナーが必要以上にチャージアップし、トナーどうしの摩擦によって表面の劣化が生じる。これによって最終的には、帯電電荷量が低いトナーや、無極性、又は、逆極性のトナーが発生してしまう。
【００３０】
特に、現像ローラ１５に保持されたまま長時間攪拌されてしまうような、低印字率画像のプリント時によって特に発生が顕著になることが知られている。
【００３１】
このように、現像器１４内において、現像剤の攪拌によって正規極性のトナーと逆極性又は無極性のトナーが増加すると、転写不良を発生させる。特にこの逆極性のトナーは、感光ドラム１１上の非画像部へ転移してしまう、所謂反転カブリと称される現象が発生する。この反転カブリは転写材Ｐに転写されにくく画像上の影響は少ないものの、正規の極性のトナーであっても、帯電電荷量が低い弱帯電トナーと、非画像部に薄くトナーが現像されてしまう現象、所謂カブリが発生し、画像品位の低下をもたらす。
【００３２】
又、近年においては、特にカラー機においては、転写材Ｐとしてグロス紙などの光沢紙をプリントするケースが増えており、このような場合、装置の定着速度を下げて、画像の光沢度を上げることで高画質化を図っている。その際、カブリがあると、普通紙においては目立たなくとも、グロス紙においてはトナーの定着性が向上しているため、トナーのつぶれた時の面積が大きく、結果的に目立ってしまう。その上、光沢紙自体白色度の高い紙であるため、カブリが目立ちやすく、弱帯電トナーは、潜像周辺部にトナーを現像させやすくするため、線画や文字を太くしたり、細線のつぶれ等の画質低下も招く。更に、弱帯電トナーは一次転写や二次転写の際に、転写電界により中間転写ベルト１や転写材Ｐ上に移動する力が弱まるため、転写不良によるベタ画像等の濃度低下を招く。そして、これらの現象は、高温高湿環境下の休止後にその傾向が著しい。
【００３３】
一方で、上述した従来の現像器１４を備えた画像形成装置では、長時間にわたって連続プリント動作を継続している場合にも現像剤（トナー）の劣化が促進され、この場合、正規帯電トナー（本構成においては負極性トナー）よりも強く帯電され、チャージアップしたトナーが増加する。そして、このチャージアップしたトナーは、各部材に対する付着力（ファンデルワールス力）を増しているため、感光ドラム１１上への現像性や、中間転写ベルト１や転写材Ｐ上への転写性を悪化させ、ベタ画像等の濃度低下を招く。又、チャージアップトナーは、トナー同士の電気的反発力を増しているため、線画や文字の転写時における飛び散りなどの画質劣化も招く。これらの現象は、逆極性や無極性トナーの増加による現象とは逆に、低温低湿環境下の連続プリント後にその傾向が著しい。
【００３４】
以上のように、現像器１４に収容された現像剤の、逆極性や無極性トナー及びチャージアップトナーの増加等のトナーの劣化に起因する様々な画像不良が生じ、その結果、常に良好なプリント画像を得にくいといった不具合となる。
【００３５】
この不都合に対して従来実施されてきた対策として、図１を用いて説明した上述の画像形成工程に従って行われる所望の画像形成物を得るための通常画像形成時以外の所定タイミング毎に、現像器１４内の現像ローラ１５及びその近傍より、チャージアップトナー、弱帯電トナーを、感光ドラム１１上に調整用トナー像としてのベタ画像等のトナー像として現像して排出する、いわゆる現像器調整モードが設定され、各種の画像形成装置において実行されている。現像器調整モードを実行することで、現像器１４内のトナーの帯電量を好ましい帯電電荷量にまで再調整してプリントが行えるようになるため、現像器１４内のトナー劣化に起因する様々な画像不良を防止することが可能となる。つまり画像品質を調整できる。
【００３６】
ところで、フルカラー画像形成装置において現像器調整モードによりトナー排出を行う場合、現像器調整モードにおいては、現像器１４内のトナーを効率良く現像器１４外へ排出するため、各ステーションＳにおいて、画像形成装置の主走査方向全域と副走査方向の所定長さに渡る、調整用トナー像としてのベタ画像のパターン等を使用してのトナー排出が行われる。
【００３７】
これらすべての排出されたトナーは、感光体クリーニング装置１７、１８によって回収するか、又は中間転写体クリーニング装置２０、２１によって回収させることになる。
【００３８】
しかしながら、感光体クリーニング装置１７、１８で回収させるためには、一次転写部において中間転写ベルト１上に調整用トナー像を転写させないようにする必要がある。そのために、例えば一次転写部において感光ドラム１１ａ〜１１ｄと一次転写ローラ１６ａ〜１６ｄ、中間転写ベルト１を離間させる構成が考えられる。これによって、中間転写ベルト１へのトナーの転写を抑え、感光体クリーニング装置１７、１８に回収させることが可能になるが、この方式を採用すると、当接離間機構の追加といった装置の大型化、製造コストの増大といた問題が発生する。
【００３９】
一方、これらすべての排出されたトナーを中間転写ベルト１上に転写し回収する場合、調整用トナー像の量が多い場合においては、中間転写体クリーニング装置２０、２１ですべてを回収することができず、トナーの一部が中間転写ベルト１上に残留してしまうことがある。この残留トナーは、次回以降の画像形成時に画像不良として現れたり、又、二次転写ローラ２を汚し、転写材の裏汚れの原因になる場合も発生する。
【００４０】
又、排出トナーが大量に感光体クリーニング装置１７、１８や中間転写体クリーニング装置２０、２１に回収される場合には、それぞれの廃トナー容器１８、２１の大型化が必要になり、その結果、同様に装置の大型化、製造コストの増大といた問題が発生する。
【特許文献１】特開特開２００１−２０９２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
本発明の目的は、調整用トナー像を形成することによって、現像器内において劣化したトナーを消費する画像形成装置において、調整用トナー像を構成する劣化現像剤を、装置の大型化、製造コストの増大を招くことなく除去回収し、像担持体や中間転写体、転写手段等の部材において、劣化現像剤が残留すること、それに起因する画像不良や転写材汚れを防止した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成されることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４３】
第２の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時に印加する転写電圧に対して、弱い電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４４】
第３の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧をゼロに切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４５】
第４の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、中間転写体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記中間転写体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時における転写電圧に対して、逆極性の電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４６】
第１〜第４の本発明の一実施態様によると、前記調整用トナー像を、前記中間転写体上に複数重ねて形成する。
【００４７】
第５の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成されることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４８】
第６の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時に印加する転写電圧に対して、弱い電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００４９】
第７の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧をゼロに切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００５０】
第８の本発明は、表面にトナー像が形成される複数の像担持体と、転写材を担持する転写材担持体と、前記各像担持体上に対向して配置され、前記トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体に担持された転写材上に転写するための複数の転写手段と、を有し、前記像担持体表面に調整用トナー像を形成し、前記転写手段によって前記調整用トナー像を前記像担持体から前記転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、
前記各転写手段が前記調整用トナー像を転写する場合に印加する転写電圧は、通常画像形成時における転写電圧に対して、逆極性の電圧が印加されるように電圧を切替えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００５１】
第５〜第８の本発明の一実施態様によると、前記調整用トナー像を、前記転写材担持体上に複数重ねて形成する。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の画像形成装置は、像担持体表面に調整用トナー像を形成し、転写手段によって調整用トナー像を像担持体から中間転写体上或いは転写材担持体上に転写して画像品質を調整する画像形成装置において、各転写手段が調整用トナー像を転写する場合に形成する転写電界は、通常画像形成時における転写電界に対して、弱い電界が形成されるので、調整用トナー像の中間転写体または転写ベルトへの転写を抑えることができ、装置の大型化やコスト増大を招くことなく、クリーニング不良、及びそれによって生じる画像不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００５４】
実施例１
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則してして更に詳しく説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成は、図１に示すものと同様であり、通常画像形成工程にて実施される動作については、従来例にて説明したので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５５】
まず、図２、図３を用いて、本実施例における本発明の特徴部分である現像器調整モードの詳細について、説明する。
【００５６】
本実施例における現像器調整モードは、電源投入後、所定枚数の通常画像形成毎、本実施形態においては１００枚毎に実行されるように制御される。これは、印字枚数に対する現像剤（トナー）の帯電量、画像評価結果によって決定した値であり、良好な帯電性を得られる枚数で決定されるものである。
【００５７】
又、現像器調整モード実施時の排出トナー量は、現像器調整モードにおいて形成されるトナー像つまり調整用トナー像にて消費される現像剤量であるが、この調整用トナー像を形成する現像器調整モード実施後に、現像器１４（１４ａ〜１４ｄ）に収容された現像剤が適正なトナー帯電量となるような量、そしてその量が消費される調整用トナー像がどういうものであるかを求めた結果、本実施例においては、各色の現像器１４より排出するために形成される調整用トナー像を、各色につき現像剤担持体である現像ローラ１５の長手全幅サイズで任意の長さ分、本実施例においては、主走査方向２２６ｍｍ×副走査方向５０ｍｍのベタ画像とした。
【００５８】
この現像器調整モードにおける調整用トナー像形成によるトナー排出により、現像器１４に起因する様々な画像不良を防止することが可能となる。しかし、従来例にて説明したように、調整用トナー像を形成することによって、排出されたトナーを回収するために、従来では、感光体クリーニング装置１７、１８か又は中間転写体クリーニング装置２０、２１によって回収していたため、装置の大型化や製造コストの増大しがちであった。又、通常画像形成時よりも大量のトナーを回収するため、クリーニング不良状態となることが多かった。
【００５９】
そこで、本発明においては、現像器調整用モードにおいて、調整用トナー像を一次転写部において通常画像形成時の一次転写電界よりも弱い電界を形成するように制御することで、こうした問題を解決した。
【００６０】
具体的には、本実施例では、通常プリント動作時の一次転写バイアスが約＋５００Ｖ程度であり、現像器調整モード時における一次転写バイアスを、Ｖ＝０Ｖとした。
【００６１】
本実施例において、図２は現像器調整モード実施後の一次転写終了後の図である。現像器調整モードが開始されると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各ステーションＳ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ）において、各感光ドラム１１に同時に露光が開始され、ベタ画像Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが感光ドラム１１上に調整用トナー像として現像される。こうして感光ドラム１１上に現像された調整用トナー像Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、各画像形成ステーションＳの一次転写部において、転写手段である一次転写ローラ１６によって、不図示の電源により通常画像形成時に対して弱い電界を形成するような一次転写電圧を印加される。本実施例における通常画像形成時の一次転写バイアスが約＋５００Ｖ程度であり、現像器調整モード時における一次転写バイアスを、Ｖ＝０Ｖとした。図３は、こうして中間転写ベルト１上に形成された各色トナーの状態を表した図である。
【００６２】
又、図４は転写バイアスと転写効率の関係を示した概略図であり、転写効率として、転写前後のトナー量を計測して比率に換算した値を用いている。本実施例において、通常画像形成時および、調整用トナー像であるベタ画像形成時それぞれの転写バイアスにおける、ベタ画像の一次転写効率を測定した結果、通常画像形成時に印加される一次転写バイアス（約＋５００Ｖ）においては、一次転写効率は９８〜１００％であったのに対し、現像器調整モード時に印加する一次転写バイアス（Ｖ＝０Ｖ）での一次転写効率は約６０〜７０％となっていた。中間転写ベルト１上に転写されたトナー像の単位面積あたりのトナー量を測定、比較した場合、通常画像形成時（転写バイアスは通常画像形成時と同じ約＋５００Ｖ）においては約０．６５ｍｇ／ｃｍ2であったのに対して、調整用トナー像形成時（転写バイアスＶ＝０Ｖ）においては約０．３５ｍｇ／ｃｍ2程度であった。
【００６３】
中間転写ベルト１のクリーニング性については、排出トナーの総量に比例してクリーニング性が悪化する傾向がある。トナーの総量が多い場合、初期のクリーニング時にはクリーニングできるものの、一定以上のトナーが連続的に中間転写体クリーニング装置２０、２１の位置へ到達すると、クリーニング直後のクリーニングのニップ部近傍に大量のトナーが滞留し、これが原因でクリーニング性が悪化し、すり抜け等が発生し始めることが確認されている。
【００６４】
従って、本実施例にように、現像器調整用モードにおいて、調整用トナー像を一次転写部において通常画像形成時の一次転写電界よりも弱い電界を形成するように制御することで、必要以上に調整用トナー像を一次転写側へ転写転写するのを防止でき、中間転写クリーニング装置の廃トナー容器２１の容量増加に伴う装置の大型化、中間転写クリーニング装置２０、２１のクリーニング不良等のない良好な画像形成装置を提供することが可能になった。
【００６５】
又、一次転写部にて転写されなかったトナーは、感光体クリーニング装置１７、１８によって回収されるが、そのために中間転写ベルト１と各感光ドラム１１ａ〜１１ｄを離間させる機構は必要とせず、装置の大型化を回避することができた。
【００６６】
尚、本構成においては、現像器調整モードの実行中は、中間転写体クリーニング装置２０、２１へと搬送される中間転写ベルト１上の調整用トナー像による汚れを避けるため、二次転写ローラ２は中間転写ベルト１より離間される。
【００６７】
又、本実施例においては現像器調整モードの実施タイミングを所定枚数ごととしたが、たとえば、トナーの消費率に応じて実施するタイミングを変更したり、環境や現像器の耐久枚数に応じて実施するタイミングを変更したりしてもよい。
【００６８】
実施例２
本実施例を図５、図６を用いて説明する。図５は、本実施例において、調整用トナー像を形成した後の画像形成装置の様子を示しており、図６は本実施例における調整用トナー像を示す。本実施例では、図５、図６に示すように、調整用トナー像として、４次色形成されたトナー像を形成した。尚、画像形成装置全体の構成は図１に示すものと同様である。
【００６９】
本実施例における現像器調整モードにおいて、まず、画像形成ステーションＳａにおいてイエローベタ画像が感光ドラム１１ａ上に、１次色目の調整用トナー像として現像される。本調整用トナー像は画像形成ステーションＳａの一次転写部において、不図示の電源により通常プリント動作時に対して弱い電界を形成するような一次転写電圧を印加する。本実施例においてはＶ＝０Ｖとした。次にこのイエローの調整用トナー画像と先端レジストレーションが一致するタイミングにおいて、同様に画像形成ステーションＳｂにおいて、２次色目のマゼンタベタ画像が感光ドラム１１ｂ上に調整用トナー像として現像され、同様に、３次色目のシアン、４次色目のブラックと、中間転写ベルト１上に４色を重ねるように調整用トナー像を形成する、所謂４次色形成を行う。
【００７０】
図７は、上記に説明したようなそれぞれのステーションにおける調整用トナー像を重ねて転写する時の転写電圧に対する１次色転写効率、２次色転写効率、３次色転写効率、４次色転写効率を示したグラフである。このように、転写電圧を下げていくほど、３次色、４次色が急激に転写効率が下がり、転写電圧をＶ＝０Ｖとすると、３次色、４次色はほとんど転写されていないことがわかる。
【００７１】
そして、本実施例においては、このときに、調整用トナー像形成時に印加する一次転写バイアスを０Ｖとしていることで、１次色、２次色、３次色、４次色と画像を重ねるにしたがって転写効率は急激に下がり、２次色では２０〜４０％程度まで下がり、３次色、４次色はほとんど中間転写ベルト１上へ転写されることは無かった。
【００７２】
同じ量の調整用トナー像の排出を行った場合において（本実施例においては、主走査方向２１６ｍｍ×副走査方向５０ｍｍのベタ画像）、実施例１のように、４色重ねないで調整用トナー像を形成した際のトナー総量を測定したところ、約２０７ｍｇであったのに対して、本実施例のように一次転写バイアスを０Ｖとして４色重ねた場合は１１０ｍｇと約半分に抑えることが可能になった。
【００７３】
このように、本構成においては、現像器調整モード時における一次転写バイアスを０Ｖとし、主走査方向２２６ｍｍ×副走査方向５０ｍｍの現像器調整用トナー像の排出を、４色重ねて行うことで、常に良好なトナーの帯電量を維持し、それにより良好な画像を得られ、且つ調整用トナー像の排出量を抑えられることで、クリーニング性の維持が可能になった。
【００７４】
以上説明したように、本実施例によれば、一次転写部の当接離間機構や、一次転写部の逆極性バイアス用電源等を搭載することなく、現像器調整用モードにおいて、現像器調整用トナー像を一次転写部において通常画像形成時の一次転写電界よりも弱い電界を形成するように制御することで、又、同時に現像器調整用トナー像を４色重ねるように形成することで、必要以上に現像器調整用トナー像を一次転写側へ転写転写するのを防止でき、中間転写体クリーニング装置の廃トナー容器２１の容量増加に伴う装置の大型化、中間転写対クリーニング装置２０、２１のクリーニング不良等のない良好な画像形成装置を提供することが可能になった。
【００７５】
又、ここでも一次転写部にて転写されなかったトナーは、感光体クリーニング装置１７、１８によって回収されるが、そのために中間転写ベルト１と各感光ドラム１１ａ〜１１ｄを離間させる機構は必要とせず、装置の大型化を回避することができた。
【００７６】
実施例３
図８は、本実施例の画像形成装置の概略構成図である。本実施例では、実施例１、２においては、図１で示したの中間転写方式の画像形成装置にて本発明を実施したのに対し、図８に示す多重転写方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００７７】
本実施例では、中間転写体（中間転写ベルト）１に代えて、ベルト状の転写材担持体である転写ベルト３０を使用しており、給送ローラ３１から供給された転写材Ｐを転写ベルト３０上に担持して搬送し、各画像形成ステーションＳ（Ｓａ〜Ｓｄ）の感光ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）と対向した転写部で、感光ドラム１１上の各色のトナー像を転写材Ｐ上に、不図示の電源から転写電圧が印加された転写手段である転写ローラ１５（１５ａ〜１５ｄ）により多重転写する。その後は、転写材Ｐを転写ベルト３０から分離して定着装置１９に搬送し、４色のトナー像を加圧および加熱してフルカラーの定着画像に形成する。
【００７８】
尚、感光ドラム１１、は、感光ドラムクリーニング装置１７、１８、によって、又、転写ベルト３０は、転写体クリーニング装置２０、２１によって、表面の残留トナーが除去回収される。
【００７９】
転写ベルト３０は、中間転写ベルト１と同一のものであり、通常画像形成工程においては転写電圧Ｖｙ〜Ｖｋを１．５ｋＶとすることにより、普通紙における良好な転写性を全色で得られる。
【００８０】
このような転写ベルト３０を採用した画像形成装置において、現像器調整モードを実施する場合、実施例１及び実施例２と同様に本発明を適用することができる。
【００８１】
本構成においても、現像器調整モード時における転写バイアスを０Ｖとし、主走査方向２２６ｍｍ×副走査方向５０ｍｍの現像器調整用トナー像の排出を、４色それぞれにおいて、又は４色重ねて行うことで、常に良好なトナーの帯電量を維持できることで良好な画像を得られ、且つ調整用トナー像の排出量を抑えられることで、クリーニング性の維持が可能になった。
【００８２】
以上説明したように、本実施例によれば、転写部の当接離間機構や、逆極性バイアス用電源等を搭載することなく、現像器調整用モードにおいて、現像器調整用トナー像を転写部において通常画像形成時の転写電界よりも弱い電界を形成するように制御することで、又、同時に現像器調整用トナー像を４色重ねるように形成することで、必要以上に現像器調整用トナー像を転写ベルト３０側へ転写するのを防止でき、転写体クリーニング装置の廃トナー容器２１の容量増加に伴う装置の大型化、転写体クリーニング装置２０、２１のクリーニング不良等のない良好な画像形成装置を提供することが可能になった。
【００８３】
尚、本発明は、静電記録方式の画像形成装置にても適用でき、又、現像剤は磁性現像剤でも非磁性現像剤でも、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤でもよく、画像形成ステーションの数や色は上記以外でもよく、その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る調整用トナー像の形成方法の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る調整用トナー像の一例を示す正面図である。
【図４】本発明に係る調整用トナー像における一次転写電圧と転写効率との関係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明に係る調整用トナー像の形成方法の他の例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る調整用トナー像の他の例を示す正面図である。
【図７】本発明に係る調整用トナー像における一次転写電圧と転写効率との関係の他の例を示すグラフである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    中間転写ベルト（中間転写体）
１１  感光ドラム（像担持体）
１４  現像器
１５  現像ローラ（現像剤担持体）
１６  一次転写ローラ（転写手段）
１７  感光ドラムクリーナ
２０  中間転写体クリーナ、転写材搬送体クリーナ
３０  転写材搬送体
Ｐ    転写材
【図１】
2005164722.tif 000003
【図２】
2005164722.tif 000004
【図３】
2005164722.tif 000005
【図４】
2005164722.tif 000006
【図５】
2005164722.tif 000007
【図６】
2005164722.tif 000008
【図７】
2005164722.tif 000009
【図８】
2005164722.tif 000010