(57)【要約】【課題】像担持体上の未転写のトナーを確実に回収する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、像担持体１２と、先順のトナー画像を像担持体に形成し、第１の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成するトナー画像形成手段１４と、像担持体の先順のトナー画像を記録材Ｓに転写し、第１の時間待機して像担持体の後順のトナー画像を記録材に転写するトナー画像転写手段１６〜２２と、像担持体に残る未転写のトナーを回収して担持し、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時にトナー画像形成手段に戻すトナー回収手段２６とを有する。トナー画像形成手段が所定のトナー画像を像担持体に形成する前に第１の時間より拡大された第２の時間待機し、トナー画像転写手段が像担持体に形成された上記所定のトナー画像を記録材に転写する前に第２の時間待機し、トナー回収手段が第２の時間中に担持する未転写トナーをトナー画像形成手段に戻すことを特徴とする。【選択図】図１
2007171588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録材に順にトナー画像を転写する画像形成装置であって、
像担持体と、
先順のトナー画像を像担持体に形成し、第１の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成するトナー画像形成手段と、
像担持体に形成された先順のトナー画像を記録材に転写し、第１の時間待機して像担持体に形成された後順のトナー画像を記録材に転写するトナー画像転写手段と、
トナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写のトナーを回収して担持し続け、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時に像担持体を介してトナー画像形成手段に戻すトナー回収手段とを有し、
トナー画像形成手段が、所定のトナー画像を像担持体に形成する前に第１の時間より拡大された第２の時間待機し、
トナー画像転写手段が、像担持体に形成された上記所定のトナー画像を記録材に転写する前に第２の時間待機し、
トナー回収手段が第２の時間中に担持する未転写トナーをトナー画像形成手段に戻すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記所定のトナー画像は、上記所定のトナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写トナーをトナー回収手段が回収したとき、トナー回収手段が担持する未転写トナーの量が許容量を超える可能性があるトナー画像であって、
上記所定のトナー画像より先に像担持体に形成される複数のトナー画像それぞれの構成に基づいて、第１の時間を第２の時間に拡大するタイミングを算出するタイミング算出手段を有することを特徴とする請求項１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、現像剤（トナー）を用いて画像を形成する画像形成装置に関するものであり、特にクリーナレスの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像画像（以下、「トナー画像」と称する。）が記録材や中間転写体に転写された後に像担持体に残るトナー（以下、「未転写トナー」と称する。）を回収し、回収した未転写トナーを廃棄せずに再び現像に使用する画像形成装置、いわゆるクリーナレスの画像形成装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。この画像形成装置は、連続してトナー画像が像担持体に形成されている間、像担持体を一様に帯電させる帯電ブラシによって先順のトナー画像の転写後に残る未転写トナーの大部分を像担持体から一時的に回収して正規の帯電極性に揃えて再び該像担持体に戻し、像担持体に戻った未転写トナーを現像装置に回収させて後順の画像形成に使用するものである。
【０００３】
また、この画像形成装置は、一時的に回収した未転写トナーにおいて像担持体に戻らずに帯電ブラシに担持されたままのトナーが長期的に蓄積されてなるトナー（以下「蓄積トナー」と称する。）を、像担持体にトナー画像が形成されないときに、積極的に像担持体に吐き出し、吐き出したトナーを現像装置に回収させて再び現像に使用させるようにしてある。
【特許文献１】特開２００４−２２６８８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の画像形成装置は、複数のトナー画像を順に像担持体に形成している間に、以下の問題が生じることがある。帯電ブラシは、未転写トナーの大部分を一時的に像担持体から回収しつつ該像担持体に戻す動作を繰り返している。この間、帯電ブラシの蓄積トナー量が大きくなる。帯電ブラシは蓄積トナー量が許容量を超える前に複数のトナー画像形成の合間に像担持体に向かって蓄積トナーを吐き出すが、吐き出す蓄積トナーの量は複数のトナー画像形成の合間が短時間であるために小さく、そのため蓄積トナーの吐き出しを複数回実行する必要がある。
【０００５】
この場合、蓄積トナーを吐き出し後に吐き出し量より大きい量の新たな蓄積トナーが発生する状態、言い換えると、新たに蓄積されるトナー量の方が吐き出し量より大きくなる状態が繰り返されると、帯電ブラシの蓄積トナー量が許容量を超えることがある。その結果、帯電ブラシは未転写トナーをほとんど回収できない状態になり、回収されずに像担持体上に残った多くの未転写トナーがそのままトナー画像形成に使用され、最終的な印刷画像に画像ノイズを発生させることがある。
【０００６】
この対処として、複数のトナー画像の像担持体への連続形成を中断して帯電ブラシから蓄積トナーを吐き出すことが考えられるが、これは、待ち時間を増加させてユーザにストレスを与えることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、トナー画像が像担持体に連続形成される場合であっても確実に未転写トナーの大部分を回収することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
複数の記録材に順にトナー画像を転写する画像形成装置であって、
像担持体と、
先順のトナー画像を像担持体に形成し、第１の時間待機して後順のトナー画像を像担持体に形成するトナー画像形成手段と、
像担持体に形成された先順のトナー画像を記録材に転写し、第１の時間待機して像担持体に形成された後順のトナー画像を記録材に転写するトナー画像転写手段と、
トナー画像の転写後に像担持体上に残る未転写のトナーを回収して担持し続け、担持する未転写トナーをトナー画像の非形成時に像担持体を介してトナー画像形成手段に戻すトナー回収手段とを有し、
トナー画像形成手段が、所定のトナー画像を像担持体に形成する前に第１の時間より拡大された第２の時間待機し、
トナー画像転写手段が、像担持体に形成された上記所定のトナー画像を記録材に転写する前に第２の時間待機し、
トナー回収手段が第２の時間中に担持する未転写トナーをトナー画像形成手段に戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のトナー画像を順に像担持体に形成している間、トナー回収手段が像担持体の未転写トナーの大部分を回収して担持し続ける。所定のトナー画像が像担持体に形成される前に、トナー回収手段が担持する未転写トナーをトナー画像形成手段に戻すために、トナー画像形成手段とトナー画像転写手段の待機時間が第１の時間から第２の時間に拡大される。第２の時間中にトナー回収手段に担持される多くの未転写トナーが像担持体を介してトナー画像形成手段に戻される。これにより、所定のトナー画像が像担持体に形成されて続いて記録材に転写されたときに該像担持体上に残る未転写トナーの大部分を確実に回収することができる。その結果、多くの未転写トナーが像担持体に残ってそのままトナー画像形成に使用されることによる画像ノイズの発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置の構成を概略的に示している。図１に符号１０で示す画像形成装置は、カラー画像をシート状の記録材（以下、「記録シート」と称する。）Ｓに形成するタンデム方式の画像形成装置である。
【００１１】
画像形成装置１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を担持する像担持体である感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、各感光体に対応する色のトナー画像を形成するトナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋとを有する。また、画像形成装置１０は、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに形成されたトナー画像を記録シートＳに転写する手段として、中間転写ベルト１６と、各各感光体が担持するトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する一次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６が担持するトナー画像を記録シートＳに転写する二次転写ローラ２０と、記録シートＳをトナー画像が転写される領域（以下、「二次転写領域」と称する。）に搬送する搬送ローラ２２を有する。さらに、記録シートＳ上のトナー画像を定着させる定着器２４を有する。
【００１２】
さらにまた、画像形成装置１０は、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の未転写トナーを回収するためのトナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを有する。
【００１３】
加えて、画像形成装置１０は、図２に示すように、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２を制御する制御部２８を有する。
【００１４】
なお、図１に示す符号に含まれるアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、トナーの色、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示し、符号が付されている画像形成装置１０の構成要素の各色に対する対応関係を示している。以下、アルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが符号に含まれる構成要素は、対応するトナーの色が異なる以外、構造や機能は同一であるため、アルファベットＹが符号に含まれる、すなわちイエローのトナーに関わる構成要素のみを説明する。
【００１５】
感光体１２Ｙは、円筒状であって、その外周面にイエローのトナー画像が形成されるように構成されている。また、感光体１２Ｙは、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって速度（外周面の速度）Ｖで回転される。以下、速度Ｖを、プロセス速度Ｖと称する。
【００１６】
トナー画像形成ユニット１４Ｙは、感光体１２Ｙの外周面にイエロートナー画像を形成するように構成されており、そのために、感光体１２Ｙの外周面を帯電する帯電装置３０Ｙと、感光体１２Ｙに静電潜像を形成する露光装置３２Ｙと、静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置３４Ｙを有する。
【００１７】
帯電装置３０Ｙは、感光体１２の外周面に対して接触または非接触に対向し、対向領域をプロセス速度Ｖで通過する感光体１２Ｙの外周面を一様に帯電するように構成されている。
【００１８】
露光装置３２Ｙは、感光体１２Ｙの回転方向に関して帯電装置３０Ｙの下流側の該感光体１２Ｙの外周面と対向する位置に配置され、帯電された外周面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。
【００１９】
現像装置３４Ｙは、感光体１２Ｙの回転方向に関して露光装置３２Ｙの下流側の該感光体１２Ｙの外周面と対向する現像ローラ３６Ｙを有する。現像ローラ３６Ｙは、ローラ軸の周りに導電性弾性層を形成した構造で、感光体１２Ｙとの間に現像領域を形成している。
【００２０】
現像装置３４Ｙは、現像ローラ３６Ｙによってトナー貯蔵部（図示せず）からイエロートナーを現像領域に搬送し、その搬送途中にイエロートナーを帯電手段（図示せず）によって帯電し、帯電されたイエロートナーを用いて静電潜像を現像するように構成されている。また、現像装置３４Ｙは、イエロートナー画像の非形成時（露光装置３２Ｙが静電潜像を形成していないとき）、後述するように、トナー回収ユニット２６Ｙが感光体１２Ｙに戻した未転写トナーを現像領域で受け取り、受け取った未転写トナーを貯蔵部に戻すように構成されている。
【００２１】
具体的には、現像ローラ３６Ｙには所定の交流電圧が印加されており、感光体１２Ｙとの間の現像領域において交流電界を形成している。交流電界として、現像ローラ３６Ｙが担持する帯電されたイエロートナーを感光体１２Ｙに静電的に移動させるための電界（以下、「現像側電界」と称する。）と、現像側電界によって感光体１２Ｙの静電潜像部分を除く外周面部分に担持されたトナーや静電潜像部分上の余分なトナー（静電潜像を現像するために必要なトナー以外のトナー）、またはトナー回収ユニット２６Ｙが感光体１２Ｙに戻した未転写トナーを現像ローラ３６Ｙに移動させるための電界（以下、「回収側電界」と称する。）とが交互に形成される。
【００２２】
また、トナー画像形成ユニット１４Ｙは、プロセス速度Ｖで回転する感光体１２Ｙの外周面に複数の記録シートＳに対応する複数のトナー画像を順に形成する場合、先順のトナー画像を形成し、待機時間Ｔ１（請求の範囲の第１の時間に対応。）または待機時間Ｔ１より長い待機時間Ｔ２（請求の範囲の第２の時間に対応。）待機して後順のトナー画像を形成するように構成されている（図３参照。）。
【００２３】
中間転写ベルト１６は、無端状のベルトであって、その外周面（以下、「像担持面」と称する。）がベルト駆動手段（図示せず）によってプロセス速度Ｖで感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、二次転写ローラ２０それぞれの外周面と順次対向するように駆動されている。中間転写ベルト１６の像担持面上には、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋそれぞれからその対向領域（以下、「一次転写領域」と称する。）で転写された各色のトナー画像を重ねたものであるフルカラーのトナー画像が形成される。
【００２４】
一次転写ローラ１８Ｙは、感光体１２Ｙとの間（一次転写領域）を通過する中間転写ベルト１６に、静電潜像がトナー画像形成ユニット１４Ｙによって現像されたものである感光体１２Ｙの外周面上のイエロートナー画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。
【００２５】
二次転写ローラ２０は、搬送ローラ２２によって中間転写ベルト１６との間に搬送された記録シートＳに、中間転写ベルト１６が担持しているフルカラーのトナー画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。
【００２６】
搬送ローラ２２（厳密には、記録シートＳの搬送経路に関して搬送ローラ２２の上流側に配置されている図示しないシート搬送手段も含む。）は、中間転写ベルト１６によって搬送されるフルカラーのトナー画像が二次転写領域に到着するタイミングに合わせて、記録シートＳを二次転写領域に搬送するように構成されている。また、搬送ローラ２２は、複数の記録シートＳを二次転写領域に順に搬送する場合、先順の記録シートＳを搬送し、待機時間Ｔ１またはＴ２待機して後順の記録シートＳを搬送するように構成されている。
【００２７】
定着器２４は、記録シートＳの搬送方向に関して二次転写ローラ２０の下流側に配置され、記録シートＳに転写されたフルカラーのトナー画像を、熱と接触圧によって記録シートＳに定着させるように構成されている。
【００２８】
トナー回収ユニット２６Ｙは、感光体１２Ｙの外周面上の未転写トナーを静電的かつ機械的に回収するように構成されている。そのために、トナー回収ユニット２６Ｙは、感光体１２Ｙの外周面上の未転写トナーを掻き取る導電性のブラシ３８Ｙと、ブラシ３８Ｙに所定の電圧を印加して感光体１２Ｙの未転写トナーをブラシ３８Ｙに静電的に移動させる電圧印加装置４０Ｙとを有する。ブラシ３８Ｙは、モータなどの回転駆動手段（図示せず）によって回転される。
【００２９】
電圧印加装置４０Ｙは、感光体１２Ｙからブラシ３８Ｙに未転写トナーを静電的に移動させるための電圧と、ブラシ３８Ｙから感光体１２Ｙに未転写トナーを静電的に移動させるための電圧を該ブラシ３８Ｙに印加するように構成されている。これにより、トナー回収ユニット２６Ｙは、ブラシ３８Ｙに未転写トナーを感光体１２Ｙの外周面から静電的に回収して担持するとともに、ブラシ３８Ｙが担持している未転写トナーを静電的に感光体１２Ｙの外周面に戻す（吐き出す）ことができる。
【００３０】
制御部２８は、図２に示すように、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２を制御し、これらにトナー画像の形成と転写に関する動作、また未転写トナーの回収に関する動作を実行させるように構成されている。
【００３１】
以下、制御部２８が行う制御の内容、すなわち、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２とが実行するトナー画像の形成と転写に関する動作と未転写トナーの回収に関する動作について例を挙げて詳しく説明する。
【００３２】
図３は、トナー画像の形成と転写に関する動作や未転写トナーの回収動作に関するシーケンスの一例を示している。
【００３３】
図３に示すシーケンスによる一連の動作の流れについて図１を参照しつつ説明する。図に示すシーケンスにより、３枚の記録シートＳそれぞれにフルカラーのトナー画像が二次転写される。図において、シーケンスＹはイエローのトナーに関する動作のシーケンスを示しており、同様にシーケンスＭ、Ｃ、Ｋは、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに関する動作のシーケンスを示している。シーケンスＰは、二次転写に関する動作のシーケンスを示している。
【００３４】
まず、１枚目の記録シートＳに転写されるフルカラーのトナー画像を構成する各色のトナー画像が、時間Ｔｐをかけて中間転写ベルト１６の像担持面上の同一部分に順に形成される。（以下、この動作を「トナー画像形成動作」と称する。）。
【００３５】
具体的に、トナー画像形成動作について説明する。イエロートナーに関して説明すると、まず、帯電装置３０Ｙによってプロセス速度Ｖで回転する感光体１２Ｙの外周面が一様に帯電され、次に、その帯電部分に露光装置３２Ｙによって記録シートＳに形成されるフルカラーのトナー画像を構成するイエロートナー画像に対応する静電潜像が形成される。続いて、静電潜像が現像装置３４Ｙによって現像され（イエローのトナー画像が感光体１２Ｙの外周面に形成され）、形成されたイエロートナー画像が一次転写ローラ１８Ｙによってプロセス速度Ｖで移動する中間転写ベルト１６の像担持面に転写される。
【００３６】
各色のトナー画像形成動作の開始のタイミングはそれぞれ異なるようにしてある。イエロートナー画像形成動作に遅延して、扱うトナーの色が異なるだけでイエロートナー画像形成動作と同一動作のマゼンタトナー画像形成動作が開始される。遅延時間は、図１に示すように、イエロートナー画像が転写される一次転写領域とマゼンタトナー画像が転写される一次領域の間の距離ｄをプロセス速度Ｖで割り算して算出される時間（イエロートナー画像が２つの一次領域の間を移動するために必要な時間）である。これにより、中間転写ベルト１６の像担持面においてイエロートナー画像とマゼンタトナー画像が重ねられる。
【００３７】
同様に、シアントナー画像形成動作がマゼンタトナー画像形成動作に遅延して、また、ブラックトナー画像形成動作がシアントナー画像形成動作に遅延して実行される。最終的に、ブラックトナー画像が対応する一次領域で中間転写ベルト１６の像担持面上に転写されて、１枚目の記録シートＳに形成されるフルカラーのトナー画像が中間転写ベルト１６の像担持面上に形成される。
【００３８】
また、トナー画像形成動作と並行して、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、対応する感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の未転写トナーを回収する動作を実行する（以下、この動作を「トナー回収動作」と称する。）。イエロートナーに関して説明すると、トナー回収ユニット２６Ｙは、中間転写ベルト１６の像担持面に転写されずに感光体１２Ｙの外周面上に残った未転写トナーの大部分を静電的且つ機械的に回収してブラシ３８Ｙに担持していく。
【００３９】
１枚目のフルカラーのトナー画像の形成が完了して一定時間Ｔｂ経過後、二次転写が開始される。時間Ｔｂは、ブラックトナー画像が転写される一次転写領域から二次転写領域までの距離をフルカラーのトナー画像がプロセス速度Ｖで搬送されるために必要な時間である。
【００４０】
フルカラーのトナー画像が二次転写領域に到着したときに１枚目の記録シートＳが該二次転写領域に位置するように、搬送ローラ２２（シート搬送手段）が１枚目の記録シートＳをプロセス速度Ｖで搬送する。二次転写領域において、中間転写ベルト１６の像担持面上のフルカラーのトナー画像が、二次転写ローラ２０により、プロセス速度Ｖで搬送される１枚目の記録シートＳに時間Ｔｐをかけて転写される（以下、この動作を「二次転写動作」と称する。）。
【００４１】
２枚目の記録シートＳに対する二次転写動作は、１枚目の記録シートＳに対する二次転写動作が終了した後、待機時間Ｔ１だけ待機して開始される。別の観点から言えば、各色において、一枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が終了して待機時間Ｔ１経過後に二枚目の記録紙シートＳに対するトナー画像形成動作が開始される。
【００４２】
同様に、２枚目の記録シートＳに関するトナー画像形成動作（二次転写動作）が終了して待機時間Ｔ１経過後に３枚目の記録シートＳに関するトナー画像形成動作（二次転写動作）が開始される。
【００４３】
各色において３枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が終了した後、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋそれぞれは、３回のトナー画像形成動作に並行して実行された３回のトナー回収動作において回収したブラシ３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋそれぞれが担持する未転写トナーを感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに戻す（吐き出す）動作を開始する（以下、「トナー吐き出し動作」と称する。）。トナー吐き出し動作は、時間Ｔｄの間実行される。時間Ｔｄは、ブラシが担持する未転写トナーのほぼ全てを感光体の外周面に吐き出すために必要な時間である。
【００４４】
イエロートナーに関して言えば、トナー吐き出し動作により感光体１２Ｙの外周面に吐き出された未転写トナーは、感光体１２Ｙの回転により現像領域に搬送され、現像ローラ３６Ｙと感光体１２Ｙの間に形成されている交流電界の回収側電界によって現像ローラ３６に静電的に移動し、最終的に貯蔵部内に回収される。
【００４５】
以上、制御部２８が実行させる図３のシーケンス図に示す一連の動作、言い換えると各色において複数の記録シートＳ全てに対するトナー画像形成動作（トナー回収動作）の終了後にトナー吐き出し動作を実行させる制御について説明した。この制御は、トナー画像が転写される記録シートＳの枚数が少ない場合に対応する制御の１例である。
【００４６】
この制御に対し、制御部２８はまた、トナー画像が転写される記録紙シートＳの枚数が多い場合に対応した、具体的に言えば、各色について複数の記録シートＳに対するトナー画像形成動作（トナー回収動作）を実行する間に、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの少なくとも１つにおいて未転写トナーの累計の担持量がブラシの担持可能な量（以下、「担持許容量」と称する。）を超える可能性がある場合に対応した制御を行うように構成されている。
【００４７】
図４は、Ｎ（整数）枚以上の記録シートＳに対応するトナー画像を感光体に順に形成する途中に、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの少なくとも１つにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性がある場合のシーケンスの一例を示している。
【００４８】
図に示すように、制御部２８は、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと、搬送ローラ２２とに、（Ｎ−４）枚の記録紙シートＳに対する、（Ｎ−４）回実行される各色のトナー画像形成動作、トナ−回収動作、二次転写動作それぞれを、図３に示すシーケンスと同様に待機時間Ｔ１をあけて順に実行させる。
【００４９】
制御部２８は、（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対するトナー回収動作が実行されると、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋのブラシ３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋの少なくとも１つにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があるとして、以下の制御を行う。なお、未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るための方法については後述する。
【００５０】
制御部２８は、トナー画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに対し、（Ｎ−４）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の終了から待機時間Ｔ１より長い待機時間Ｔ２経過後に、次の（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作を開始させる制御を行う。
【００５１】
また、制御部２８は、トナー回収ユニット２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに対し、（Ｎ−４）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が終了すると、トナー吐き出し動作を待機時間Ｔ２より短い時間Ｔｄ’の間だけ実行させ、その後（具体的に言えば、（Ｎ−４）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が終了して待機時間Ｔ２経過後）、次の（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対するトナー回収動作を開始させる制御を行う。時間Ｔｄ’は、（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対するトナー回収動作が実行されたときにブラシが回収する未転写トナーの量に比べて、吐き出し量が十分に大きくなるような時間である。
【００５２】
さらに、搬送ローラ２２（シート搬送手段）に対し、（Ｎ−４）枚目の記録シートＳに対する二次転写動作の終了から待機時間Ｔ２経過後に、次の（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対する二次転写動作が実行できるような制御を行う。これにより、（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対して感光体の外周面に形成されたトナー画像が、（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに正確に転写される。
【００５３】
制御部２８はまた、同様の制御を、（Ｎ−３）枚目と（Ｎ−２）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間にも実行する。したがって、Ｎ枚の記録シートＳに対するトナー画像を順に感光体に形成する間に、トナー吐き出し動作が２回実行される。２回のトナー吐き出し動作が完了し、ブラシが担持する未転写トナーのほとんどが感光体に吐き出される。
【００５４】
二回目のトナー吐き出し動作終了後、制御部２８は、１回目のトナー吐き出し動作が実行される前の制御、すなわち、トナー画像形成動作、トナー回収動作、二次転写動作それぞれが待機時間Ｔ１をあけて順に実行される制御に戻る。
【００５５】
なお、図４においては、Ｎ枚の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の実行中、トナー吐き出し動作が、（Ｎ−４）枚目と（Ｎ−３）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間と、（Ｎ―３）枚目と（Ｎ―２）枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作の間の２回実行されている。これに代わり、トナー吐き出し動作の実行回数（所定枚数あたりの実行回数）は、例えば、待機時間Ｔ２を長く設定して１回にすることも可能であり、また、逆に待機時間Ｔ２を短く設定して３回にすることも可能である。すなわち、トナー吐き出し動作の実行回数と該吐き出し動作が実行される待機時間Ｔ２は、待機時間Ｔ１、プロセス速度Ｖ、ブラシの担持許容量などによって決定され、常時ブラシが担持許容量を超えない範囲で未転写トナーを担持するような値に決定される。
【００５６】
ここで、トナー回収ユニット（ブラシ）において未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るための方法の一例について説明する。
【００５７】
ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性があることを知るためには、ブラシの担持許容量と、１回のトナー回収動作でブラシに回収される未転写トナー量（以下、「単位回収量」と称する。）を知る必要がある。
【００５８】
ブラシの担持許容量は、実験的にまたはブラシの構造から計算によって求めることができる。
【００５９】
一方、単位回収量は、トナー画像の構成、例えば印字率や解像度などによって異なる。具体的に言うと、単位回収量（１回のトナー回収動作あたりの未転写トナーの回収量）は、回収時における感光体の外周面上の未転写トナーの量によって異なり、この感光体の外周面上に残る未転写トナーの量は、直前に実行されたトナー画像形成動作により形成されたトナー画像の構成によって異なる。
【００６０】
そのため、未転写トナーが最大に感光体の外周面に残るようなトナー画像が連続して該感光体の外周面に形成されることを想定し、この想定においてトナー回収動作が１回実行されることによってブラシが回収する未転写トナーの量を、単位回収量と定義する。
【００６１】
これにより、ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性が生じるタイミングは、ブラシの担持許容量を単位回収量で除算して算出された数値番目の記録シートＳ（図４に示す例においては、（Ｎ−３）枚目の記録シートＳ）に対してトナー画像形成動作が実行されるとき（タイミング）と見なすことができる。
【００６２】
したがって、制御部は、複数の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が連続して実行される間において、ブラシの担持許容量を単位回収量で除算して算出された数値番目の記録シートＳに対してトナー画像形成動作が実行されるタイミングを、ブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性が生じるタイミングとし、そのタイミングでトナー回収ユニットにトナー吐き出し動作を実行させる。言い換えると、制御部は、複数の記録シートＳに順にトナー画像を転写中、予め求めた所定の枚数目の記録シートＳにトナー画像が転写されるときに、トナー吐き出し動作をトナー回収動作に実行させる。
【００６３】
確認のために、上述のタイミングは未転写トナーが最大に感光体の外周面に残るようなトナー画像が連続して該感光体の外周面に形成されることを想定して求めた単位回収量に基づくものであるため、実際のトナー画像の連続形成においてはこのタイミングでブラシにおいて未転写トナーの累計の担持量が担持許容量を超える可能性は極めて低い。
【００６４】
本実施形態によれば、複数のトナー画像を順に感光体に形成している間、トナー回収ユニット（ブラシ）が感光体上の未転写トナーの大部分を回収して担持し続ける。所定枚数目の記録シートに対するトナー画像が感光体に形成される前に、トナー回収ユニット（ブラシ）が担持する未転写トナーをトナー画像形成ユニット（現像装置）に戻すために、トナー画像形成ユニットとトナー画像転写手段（搬送ローラを含むシート搬送手段）の待機時間が時間Ｔ１から時間Ｔ２に拡大される。時間Ｔ２中にトナー回収ユニット（ブラシ）に担持される多くの未転写トナーが感光体を介してトナー画像形成ユニット（現像装置）に戻される。所定枚数目の記録シートに対するトナー画像が感光体に形成されて続いて中間転写ベルトに転写されたときに該感光体上に残る未転写トナーの大部分を確実に回収することができる。その結果、多くの未転写トナーが感光体に残ってそのままトナー画像形成に使用されることによる画像ノイズの発生が抑制される。
【００６５】
以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６６】
例えば、上述の実施形態はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いるタンデム方式の画像形装置であるが、本発明は、単色のトナー、例えばブラックトナーのみを用いるモノクロの画像形成装置にも実施可能である。この場合、中間転写ベルトや一次転写ローラなどの中間転写手段の代わりに、感光体から記録シートＳに直接トナー画像を転写する転写手段が必要となる。
【００６７】
また、上述の実施形態においては、複数の記録シートＳに対するトナー画像を感光体に順に形成している間、予め求めた所定枚数目の記録シートＳに対するトナー画像が形成されるタイミングでトナー吐き出し動作を実行するが、トナー吐き出し動作を実行するタイミングはこれに限らない。
【００６８】
例えば、紙詰まりなどのトラブルにより画像形成装置が停止し、復帰後にトナー吐き出し動作を実行するようにしても良い。トラブルにより、停止する直前までにトナー回収ユニットが回収した累計の未転写トナー量が不明になる、例えば電気的にカウントしていた記録シートＳの枚数が０にリセットされる可能性があるためである。
【００６９】
さらに、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成に基づいて、トナー回収ユニットが許容量の未転写トナーを担持するタイミングを算出するタイミング算出部を設けてもよい。
【００７０】
例えば、タイミング算出部は、トナー回収ユニットの未転写トナーの担持許容量の情報を保持し、複数のトナー画像が感光体に順に形成される前に、または先行して、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成（印字率、解像度など）に基づいて、各トナー画像に使用されるトナー量を求める。そこから未転写トナー量を経験的に（過去に実験的に求めた使用されるトナー量と未転写トナー量との関係に基づいて）推定し、各トナー画像が感光体に形成される度にトナー回収ユニットが回収する各トナー画像に対応する推定の未転写トナー回収量を算出する。各トナー画像に対応する推定の未転写トナー量の累計と担持許容量に基づいて、トナー吐き出し動作を実行すべきタイミング、すなわちトナー吐き出し動作を何枚目の記録シートＳに対するトナー画像形成動作が開始される前に実行するのかを算出する。そして、制御部は、タイミング算出部が算出したタイミングに基づいて、トナー回収ユニットにトナー吐き出し動作を実行させる。
【００７１】
また、タイミング算出部は、算出するタイミングとして、感光体に順に形成される複数のトナー画像それぞれの構成（印字率、解像度など）に基づいて、例えば順序に関して先後のトナー画像において印字率が急激に変化するタイミングなども算出してもよい。このタイミングにおいては、印字率の急激な変化により、トナー回収ユニットが回収する未転写トナーの量が印字率の急激な変化以上に変化し、トナー回収ユニットが担持する未転写トナー量が急に担持許容量を超える可能性があるためである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】未転写トナーの吐き出しに関して動作する構成要素と構成要素を制御する制御部を示す図である。
【図３】図２に示す構成要素の動作のシーケンスの一例を示す図である。
【図４】図２に示す構成要素の動作のシーケンスの別の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１２：像担持体（感光体）
１４：トナー画像形成手段（トナー画像形成ユニット）
１６：中間転写手段（中間転写ベルト）
１８：中間転写手段（一次転写ローラ）
２０：中間転写手段（二次転写ローラ）
２２：中間転写手段（搬送ローラ）
２６：トナー回収手段（トナー回収ユニット）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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