(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上から転写材上へトナー像を転写する位置へ転写材を搬送する転写材搬送手段と、前記転写材搬送手段と転写材を吸着させる吸着手段と、を有し、前記吸着手段と前記転写材搬送手段との間に転写材が存在している時には、前記吸着手段に放電開始電圧以上の電圧を印加する画像形成装置において、
前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に転写材がある時とは逆の極性の放電開始電圧より小さい電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上から転写材上へトナー像を転写する位置へ転写材を搬送する転写材搬送手段と、前記転写材搬送手段と転写材を吸着させる吸着手段と、を有し、前記吸着手段と前記転写材搬送手段との間に転写材が存在している時には、前記吸着手段に放電開始電圧以上の電圧を印加する画像形成装置において、
前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に放電開始電圧より小さい両極性の電圧を交互に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する前記像担持体とは異なる他の像担持体と、前記像担持体上から前記転写材搬送手段上の転写材上へトナーを転写するためのバイアスを印加する第一の転写手段と、前記他の像担持体上から前記転写材搬送手段上の転写材上へトナーを転写するためのバイアスを印加する第二の転写手段と、を有し、前記転写材搬送手段上のトナーを前記像担持体上及び前記他の像担持体上へ移動させる時に前記像担持体と前記第一の転写手段の間に形成する電界は、前記像担持体上のトナーを前記転写材搬送手段上の転写材上へ転写する時と向きが同じであり、前記転写材搬送手段上のトナーを前記像担持体上及び前記他の像担持体上へ移動させる時に前記他の像担持体と前記第二の転写手段の間に形成する電界は、前記他の像担持体上のトナーを前記転写材搬送手段上の転写材上へ転写する時と向きが逆である請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吸着手段が回転可能なローラーであり、前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に放電開始電圧より小さい両極性の電圧を交互に印加する周期が、前記ローラーが一回転する時間以上の周期であることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機などとされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来の電子写真技術を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置の一例について概略説明する。
【０００３】
画像形成装置中央部に４つの像担持体を等間隔で配置し、これら４つの像担持体をすべて同一方向に同一速度で回転させる。そして、それぞれの像担持体に対応させて、帯電手段、露光装置、現像装置、クリーニング手段を配置する。それぞれの現像装置内には、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー（現像剤）を充填しておく。
【０００４】
以下、画像形成工程について説明する。一般に、静電潜像上にトナーを保持する像担持体は、アルミニウムなどの金属の基体上に光導電体を塗布して感光層を形成したドラムあるいはベルトからなっている。
【０００５】
プリント開始の信号により、像担持体は一定方向に駆動される。ローラあるいはコロナなどの帯電手段により、像担持体表面を一定の電位までチャージアップ（帯電）する。このときの像担持体の電位をＶｄ電位とよぶ。さらに、露光装置により、コントローラからの信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光を像担持体の長手方向に走査しながら、像担持体表面に照射（露光）する。このときの像担持体の電位をＶＬ電位とよぶ。光照射位置は露光量に応じた分だけ、チャージダウンするため、像担持体表面に静電潜像が形成される。
【０００６】
続いて、現像装置により、像担持体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像し、可視化する。例えば、現像装置は、像担持体に当接配置させ、像担持体の移動方向に対して順方向に一定の周速差で回転している弾性ローラ、および弾性ローラにトナーを薄層コートさせ、かつ、トナーに一定の電荷を与えるトナー規制部材などで構成されている。弾性ローラの表面電位をＶｄ電位とＶＬ電位の間の適当な値となるように制御することにより、像担持体上のＶＬ部のみに、帯電されたトナーが付着し、トナー像が形成される。
【０００７】
続いて、像担持体上に形成されたトナー像の転写材への転写方法について述べる。
【０００８】
４つの像担持体すべてに当接し、かつ像担持体の移動方向に対して順方向に略同速度で移動する転写材搬送手段である静電搬送ベルトを配置する。
【０００９】
また、静電搬送ベルトの裏面の像担持体との対向部にそれぞれ４つの転写手段を配置する。転写手段としては、弾性ローラ、コロナ、ブレード、ブラシなどが挙げられる。トナー像の転写材への転写は、それぞれの転写手段に独立で適当な正のＤＣバイアスを印加することにより行う。
【００１０】
給紙された転写材は静電搬送ベルトへと搬送され、静電搬送ベルトに当接配置された吸着手段である吸着ローラに正負いずれかのＤＣバイアスを印加することにより、静電搬送ベルトに対し静電吸着される。吸着されたままの転写材は各像担持体対向部に搬送される。ここで、転写部材に印加した正のＤＣバイアスの作用により、像担持体と転写材の間に電界が形成され、トナー像が順に転写材に転写されることになる。４色の転写がすべて完了した後、転写材は静電搬送ベルトから分離される。
【００１１】
ところで、現在の技術では、転写材にトナーを１００％移し替えることはできない。像担持体上に残ったトナーは、ブレード、ブラシなどのクリーニング手段により像担持体から機械的に除去している。
【００１２】
転写工程の終了した転写材は定着ユニットへと搬送され、一対のローラからなる加熱加圧する手段を用いてトナー像を転写材に永久固定する。
【００１３】
また、装置本体内には光学式画像濃度検知器が設けられている。一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数などの諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、各色のトナーで静電搬送ベルト上に濃度検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ形成し、それらの濃度を光学式画像濃度検知器で検知し、その検知結果を露光量、現像バイアスなどにフィードバックする画像濃度制御を行うことにより安定した画像を得ている。光学式画像濃度検知器としては、例えば、パッチに対して赤外光を発光し、それからの乱反射光を受光するという構成がある。なお、このように静電搬送ベルト上にトナー像を直接転写させるモードを直接転写モードと呼ぶ。
【００１４】
このような画像濃度制御実行による意図的な直接トナー像の転写、あるいは、ジャムやかぶりなどの不可避的なトナー付着などの原因で静電搬送ベルト自体が汚れることがある。従って、これらの付着物を除去するためのなんらかの手段を講じる必要がある。
【００１５】
その一例として、上述の転写部材に負極性のバイアスを印加して、静電搬送ベルト上のトナーを像担持体上に再転写させる方式が知られている。この方式によれば、クリーニング部材としてよく知られているブレードやブラシなどの部材が不必要になるため、コストダウンにつながる。
【００１６】
しかしながら、この方式の欠点としては、静電搬送ベルト上に付着したトナーが、必ず静電搬送ベルトに対して当接配置された吸着ローラと静電搬送ベルトのニップ部を通過することである。すなわち、吸着ローラがトナーで汚れる可能性を秘めているわけである。吸着ローラの汚れは当然ながら、転写材汚れへとつながるため、汚れ防止対策が必要となる。
【００１７】
この汚れを防止する手段の一つとして、直接転写モードや上記クリーニング方式実行時に、吸着バイアスの極性を前述のトナー規制部材などにより帯電されたトナーの極性と同極性とし、吸着ローラと静電搬送ベルトの間に電界を形成し、トナーの吸着ローラへの付着への反発力を設けることがある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印加するバイアスによっては、静電搬送ベルトと吸着ローラ間で放電が発生する。一般には、静電搬送ベルトと吸着ローラのニップ部を通過する転写材表面は、吸着ローラからの放電により実電荷が与えられ、それに対応して発生する静電搬送ベルト上の鏡映電荷との相互作用により、転写材の静電搬送ベルトへの吸着力が発生している。よって、吸着ローラに通常のバイアスを印加している状態では、吸着ローラと静電搬送ベルトの間では、常に放電が起きていると考えてよい。
【００１９】
図８に静電吸着ローラと静電搬送ベルト間で発生する放電現象の模式図を示す。トナーは負極性とし、吸着ローラ１９にはトナーと同極性である負極性のバイアスを印加した。
【００２０】
図８（ａ）に示すように、放電現象により静電搬送ベルト４上の付着トナーは、電荷を受けるため、全体としてみれば吸着ローラ１９との反発力は増す。しかしながら、放電により電荷を受けるトナーは上層部に偏るため、下層部のトナーと上層部のトナーでその帯電量にかなりの違いを有することとなる。
【００２１】
このような状況になると、吸着バイアスによる電界の影響で図８（ｂ）に示すようなニップ内でのトナー間で放電現象が発生することがある。これにより、上層部のトナーの一部は電荷を失ったり、さらには、極性が反転することが発生する。その結果、今度は吸着電界の影響で図８（ｃ）に示すように、これらのトナーが吸着ローラ１９に付着することになる。
【００２２】
従って、本発明の目的は、吸着手段に現像剤が付着するのを防止し、現像剤の付着に伴う転写材汚れの発生を防止できる画像形成装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
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の本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上から転写材上へトナー像を転写する位置へ転写材を搬送する転写材搬送手段と、前記転写材搬送手段と転写材を吸着させる吸着手段と、を有し、前記吸着手段と前記転写材搬送手段との間に転写材が存在している時には、前記吸着手段に放電開始電圧以上の電圧を印加する画像形成装置において、
前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に転写材がある時とは逆の極性の放電開始電圧より小さい電圧を印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
第２の本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上から転写材上へトナー像を転写する位置へ転写材を搬送する転写材搬送手段と、前記転写材搬送手段と転写材を吸着させる吸着手段と、を有し、前記吸着手段と前記転写材搬送手段との間に転写材が存在している時には、前記吸着手段に放電開始電圧以上の電圧を印加する画像形成装置において、
前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に放電開始電圧より小さい両極性の電圧を交互に印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
第２の本発明の一実施態様によれば、トナー像を担持する前記像担持体とは異なる他の像担持体と、前記像担持体上から前記転写材搬送手段上の転写材上へトナーを転写するためのバイアスを印加する第一の転写手段と、前記他の像担持体上から前記転写材搬送手段上の転写材上へトナーを転写するためのバイアスを印加する第二の転写手段と、を有し、前記転写材搬送手段上のトナーを前記像担持体上及び前記他の像担持体上へ移動させる時に前記像担持体と前記第一の転写手段の間に形成する電界は、前記像担持体上のトナーを前記転写材搬送手段上の転写材上へ転写する時と向きが同じであり、前記転写材搬送手段上のトナーを前記像担持体上及び前記他の像担持体上へ移動させる時に前記他の像担持体と前記第二の転写手段の間に形成する電界は、前記他の像担持体上のトナーを前記転写材搬送手段上の転写材上へ転写する時と向きが逆である。
【００２６】
第２の本発明の他の実施態様によれば、前記吸着手段が回転可能なローラーであり、前記吸着手段と前記転写材搬送手段の間に転写材が存在していない時に、前記吸着手段に放電開始電圧より小さい両極性の電圧を交互に印加する周期が、前記ローラーが一回転する時間以上の周期である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
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。
【００４５】
実施例１
本発明の第１実施例について図１〜図７により説明する。
【００４６】
まず、図１を参照して、本実施例のタンデム方式カラー画像形成装置について説明する。
【００４７】
画像形成装置中央部に直径３０ｍｍの像担持体である感光ドラム１を４つ、転写材搬送手段である静電転写ベルト４の転写材搬送方向に沿って、等間隔で配置している。これら４つの感光ドラム１は、すべて同方向に外周面が９４ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転している。そして、それぞれの感光ドラム１に対応させて、帯電ローラ５、露光装置７、現像装置８、およびクリーニングブレード１１を配置する。現像装置８内には、静電転写ベルト４の転写材搬送方向上流側からマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーがそれぞれ充填されている。以下、本実施例の画像形成工程について説明する。
【００４８】
感光ドラム１はアルミシリンダ１ａ上に感光層を塗布した構造をなしている。感光層は通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより導電体となるという特徴を有する光導電体であれば特に物質を規定するものではない。主に、ＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）などがよく用いられる。
【００４９】
図２は、本実施例のＯＰＣにおける層構成図である。アルミシリンダ１ａ上に電荷発生層１ｂ、および誘電層である電荷輸送層１ｃを塗布した構成となっており、光照射により電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対が生成し、それらが電荷の流れの担い手となる。電荷発生層１ｂは膜厚０．２μｍ程度のフタロシアニン化合物で、電荷輸送層１ｃは膜厚１７μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散したポリカーボネートで構成されている。
【００５０】
本実施例では、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電部材として、直径１２ｍｍの帯電ローラ５を用いる。帯電ローラ５は例えば金属の芯金を厚さ３ｍｍ程度のＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどからなる導電弾性ゴムで覆い、その上に厚さ２００〜６００μｍ、体積抵抗率１０6Ω・ｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０μｍ程度の保護層を設けて構成する。
【００５１】
帯電ローラ５はその両端芯金部をバネ加圧し、表層を感光ドラム１に当接させ、感光ドラム１に対して従動回転させる。帯電ローラ５の芯金部に放電開始電圧（約５５０Ｖ）以上のバイアスを印加すると、帯電ローラ５と感光ドラム１のニップ近傍で放電が発生する。それにより、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃ表面には電荷が蓄積される。このとき、感光ドラム１の表面電位は、およそ印加バイアスから放電開始電圧を差し引いた値になる。本実施例では、印加バイアスを−１２５０Ｖとし、感光ドラム１の表面を−７００Ｖにチャージアップすることにした。この帯電工程の感光ドラム１の表面電位をＶｄ電位と呼ぶ。
【００５２】
帯電ローラ５の放電によりＶｄ電位に保たれた感光ドラム１表面に、露光装置７を用い、図示しないコントローラからの信号に基づいて、光源をＯＮ／ＯＦＦ制御しながら、走査露光することにより、静電潜像を形成する。すなわち、感光ドラム１上の光照射位置では、電荷発生層１ｂに正孔−電子対が形成され、正孔が電荷輸送層１ｃを通って感光ドラム１表面に蓄積されている電子と再結合することにより、その部位のチャージがダウンする。すなわち、感光ドラム１の表面電位の絶対値が下がる。本実施例では、光源として半導体レーザーを用いた。光照射位置の感光ドラム１上の電位を以後ＶＬ電位と呼ぶ。ＶＬ電位は光照射における電荷発生量に依存する。すなわち、電荷発生層１ｂの膜厚、レーザ露光量などに依存することになる。本実施例においては、ＶＬ電位が−１５０Ｖとなるようにこれらの値を制御した。
【００５３】
その後、感光ドラム１と対向する位置に配置した現像装置８により、感光ドラム１上の静電潜像を可視化する処理を行う。それは、以下のようにして行っている。現像装置８内にはトナーが蓄えられている。本実施例では、トナーは非磁性一成分を用いる。これらのトナーは、図示しない撹拌部材などにより、感光ドラム１に対し当接配置され、感光ドラム１回転方向に対して、順方向に１８０％程度の周速差でもって回転している現像ローラ３に供給される。
【００５４】
現像ローラ３は例えば金属の芯金を導電性弾性ゴムで覆い、その上に誘電層をコートしたものなどが用いられる。現像ローラ３上の感光ドラム１当接部の上流側にトナー規制ブレード２３を線圧２０ｇ／ｃｍ（＝１．９６Ｎ／ｍ）程度の力でカウンタ方向に当接させ、現像ローラ３上にトナーを薄層コートする。
【００５５】
また、トナー規制ブレード２３には、トナーが通過する際に、トナーを負に一定量帯電させる役割もある。トナー規制ブレード２３としては、例えば、リン青銅やＳＵＳなどの弾性を有する金属の板バネ、あるいは金属板バネにより支持されたウレタンゴム、シリコンゴム、さらには、ゴム表面をナイロンコートしたものなどが用いられる。そうして、現像ローラ３の芯金部に、ＶｄとＶＬの間の適当なバイアス（以下、「現像バイアス」という）を印加する。これにより、感光ドラム１と現像ローラ３の間に形成される電界の作用により、感光ドラム１上のＶＬ部分に対応する現像ローラ３上のトナーだけが、感光ドラム１上に転移し、トナー像が形成され、現像工程が完了する。
【００５６】
続いて、感光ドラム１上に形成されたトナー像の転写材への転写方法について述べる。静電搬送ベルト４を４つの感光ドラム１すべてに対し当接するように配置する。静電搬送ベルト４は駆動ローラ１４およびテンションローラ１３の２本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより静電搬送ベルト４は感光ドラム１に対して順方向に略同速度で移動する。
【００５７】
静電搬送ベルト４としては、一例として、厚さ５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０9〜１０16Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどの樹脂材料や厚さ０．５〜２ｍｍ、体積抵抗率１０9〜１０16Ω・ｃｍ程度のＣＲ（クロロプレーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエン）、ウレタンゴムなどのゴム材料が用いられる。また、場合によっては、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2などの導電性充填剤を分散させて、体積抵抗率を１０7〜１０11Ω・ｃｍ程度に調節することもある。
【００５８】
また、静電搬送ベルト４の裏面の感光ドラム１との対向部にそれぞれ転写部材１２を当接配置する。転写部材１２としては、ローラ、ブレード、ブラシ、コロナなどの多様な部材を用いることができる。本実施例では、外径１２ｍｍの転写ローラ１２を用いた。転写ローラ１２としては例えば金属の芯金を、体積抵抗率を１０5〜１０8Ω・ｃｍに調整したＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどの弾性体で覆った構成を用いることができる。転写ローラ１２は、感光ドラム１に対して、４〜５０ｇ／ｃｍ（＝０．３９〜４．９Ｎ／ｍ）程度の線圧で当接させ、静電搬送ベルト４の移動方向に対して、順方向に略同速度で回転させる。トナー像の転写材への転写に際しては、それぞれの転写部材１２に独立で適当な正のＤＣバイアスを印加するようにする。
【００５９】
カセット２０やマルチフィーダー（不図示）から給紙された転写材は、レジストローラ２１で、レーザ露光による静電潜像の作像と同期をとるように搬送を制御されながら、静電搬送ベルト４に当接配置した直径１２ｍｍの吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ部を通過する。このとき、駆動ローラ１４は接地させる。
【００６０】
吸着ローラ１９としては直径１２ｍｍの例えば帯電ローラ５と同様の構成とすることができる。すなわち、金属の芯金を厚さ３ｍｍ程度のＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどからなる導電弾性ゴムで覆い、その上に厚さ２００〜６００μｍ、体積抵抗率１０6Ω・ｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０μｍ程度の保護層を設けて構成する。保護層はその役割の一つとして、表面にトナーなどが付着するのを防止することがある。そのため、フッ素系樹脂などを用いて構成することがよくある。
【００６１】
吸着ローラ１９はその両端芯金部を４〜５０ｇ／ｃｍ（＝０．３９〜４．９Ｎ／ｍ）程度の線圧でバネ加圧することにより、静電搬送ベルト４を介して、駆動ローラ１４に当接させ、静電搬送ベルト４の移動に対して従動回転させる。この状態で、静電搬送ベルト４と吸着ローラ１９のニップ部を転写材が通過する際に、吸着ローラ１９の芯金部に放電開始電圧（その状況により５００Ｖ〜１．０ｋＶ）以上のバイアスを印加すると、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ部近傍で放電が発生し、転写材表面が帯電される。それと同時に、静電搬送ベルト４の表面には、いわゆる転写材表面と反対の極性を有する鏡映電荷が発生し、それらの静電気的相互作用により、転写材は静電搬送ベルト４に対して静電吸着し、静電搬送ベルト４により安定して転写ニップへ搬送できるようになる。このとき、吸着ローラ１９に印加するバイアスについては、後述する。
【００６２】
その後、転写部材１２に印加した正のＤＣバイアスの作用で、転写電界が発生し各色のトナー像が順に転写材に転写される。４色の転写がすべて完了した後、転写材はテンションローラ１３の近傍で曲率分離される。
【００６３】
上述のように、現在の技術では、感光ドラム１から、転写材にトナーを１００％移し替えることはできない。感光ドラム１上に残ったトナーは、このまま放置すると、次回転目に転写材に転写され、画像の乱れが発生する。それを防止するため、本実施例では、感光ドラム１の回転方向に対して、カウンタの向きで、クリーニングブレード１１を当接し、転写残トナーを感光ドラム１から機械的に除去する。クリーニングブレード１１により除去されたトナーは廃トナー回収部１０に回収される。
【００６４】
さらに、転写材は定着手段９へ搬送され、トナー像が定着ローラ９ａおよび加圧ローラ９ｂにより加熱および加圧されて、転写材に永久固定される。
【００６５】
なお、現像装置８は、それぞれ一体成形型カートリッジつまり現像カートリッジであり、交換可能な消耗部品とする。
【００６６】
場合によっては、現像装置８、電子写真感光体である感光ドラム１、帯電ローラ５、廃トナー回収部１０、およびクリーニングブレード１１を一体的にプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱自在の構成してもよい。
【００６７】
本実施例では、さらに、テンションローラ１３近傍で、かつ静電搬送ベルト４に対向するように濃度検知センサ２を配置する。
【００６８】
一般に電子写真方式のカラー画像形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数などの諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、本実施例では、各色のトナーで静電搬送ベルト４上に濃度検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ形成し、それらの濃度を濃度検知センサ２で検知し、その検知結果を現像バイアスにフィードバックする画像濃度制御を行う。すなわち、パッチを濃度検知センサ２で検知し、その検知結果を現像バイアスにフィードバックする画像濃度制御を行う。
【００６９】
濃度検知センサ２は、図３（ａ）に示すようにＬＥＤなどの発光素子２ａ、フォトダイオードなどの受光素子２ｂ、およびホルダー２ｃからなっており、発光素子２ａからの赤外光を静電搬送ベルト４上のパッチＰに照射させ、そこからの反射光を受光素子２ｂで測定することによりパッチＰの濃度を測定する。パッチＰからの反射光には正反射成分と乱反射成分とが含まれている。正反射成分、乱反射成分のいずれを検出する方式でも実施可能ではあるが、正反射成分はパッチの下地となる静電搬送ベルト４表面の状態や濃度検知センサ２とパッチとの距離の変動により、光量が大きく変動するために、検知精度を確保するのが難しい。よって、本実施例では、乱反射光を検出する方式を採用した。
【００７０】
そこで、この濃度検知センサ２では、受光素子２ｂにパッチＰからの正反射光が入射しないように、法線Ｉを基準にすると、パッチＰへの照射角度をα＝４５°、パッチＰからの反射光の受光角度をβ＝０°として乱反射光のみを測定するようにしている。図４に実際のパッチＰの濃度検知方式について説明する。
【００７１】
パッチＰのパターンとしてはｗ＝１４ｍｍ×ｗ＝１４ｍｍの四角状のパターンを使用する。これは特定のディザ処理を施したハーフトーンパターンである。全面露光を施した場合の露光量を１００％とすると、本実施例で採用したパターンは、露光量が６０％程度のパターンである。
【００７２】
現像バイアスを一定間隔で変化させながら、上記の複数個のパッチパターンを形成し、濃度検知センサ２により、それらの濃度を検出する。その検出値を基に、パッチパターンが予め定めておいた濃度となるような現像バイアス値を算出する。このようにして求まった現像バイアス値を画像形成時に用いる。これらを各色について行う。これを現像バイアス制御という。
【００７３】
さらに、現像バイアス値を算出された値に固定して、今度は、特定のディザ処理を施したハーフトーンパターンの階調（露光量）を一定間隔で変化させながら、複数個のパッチパターンを作成し、濃度検知センサ２により、それらの濃度を検出することを行ってもよい。これらの検出値をもとに、滑らかな階調性が得られるようにディザ処理を行う場合の露光量に補正を加えるという制御を施すこともある。これをハーフトーン制御という。
【００７４】
なお、パッチパターンの濃度は濃度制御実行に先立って行う静電搬送ベルト４の下地単独での反射光の受光値とパッチパターンを介した反射光の受光値の差分から計算される。
【００７５】
画像濃度制御を行うタイミングは、電源ＯＮ時、カートリッジなどの消耗品交換時、さらに前回の画像濃度制御実行後、所定枚数画像形成終了後などに行うのがよい。
【００７６】
さらに、本体内の静電搬送ベルト４対向部にレジスト検知センサ１５を配置する。本実施例におけるタンデム方式のカラー画像形成装置は、転写材上に４色のトナーを色ごとに個別に転写し、定着時に混色させることにより、カラー画像を再現している。すなわち、転写材上に転写する際、正確な色重ねが損なわれると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。
【００７７】
そこで、本実施例では、各色のトナーで静電搬送ベルト４上にレジスト検知用トナー像（ライン）を試験的にそれぞれ作成し、それらの転写位置をレジスト検知センサ１５で検知し、その検知結果を、露光装置７による走査露光を用いた静電潜像形成開始タイミングにフィードバックするレジスト制御を行う。レジスト検知センサ１５としては、濃度検知センサ２と同様の光学式濃度検知センサ２を用いることが可能である。
【００７８】
レジスト制御とは、ラインがレジスト検知センサ１５を通過した時の受光量の強度変化から転写位置を検出し、それを基に静電潜像形成開始タイミングに対し、時間的な補正を加えるというものである。画像濃度制御では、パッチ間の濃度差を検出するのが目的であるため、安定した反射光量の検出が期待できる乱反射検出方式が好んで用いられたが、レジスト制御では、ラインの通過時における光量の絶対値の変化を検出するのが目的であるため、反射光量の絶対値の大きい図３（ｂ）に示した正反射光検出方式が好んで用いられる。すなわち、同図に示すように、レジスト検知センサ１５では、法線Ｉを基準にすると、パッチＰへの照射角度をα＝４５°、パッチＰからの反射光の受光角度をβ＝４５°としている。これは、乱反射光と正反射光を測定していることになるが、正反射光成分の方が圧倒的に大きくなっている。
【００７９】
ただし、濃度検知、レジスト検知ともいずれの反射光の検出方式でも、実用は可能である。従って、場合によっては、コストダウンのため、正反射光検出方式、乱反射光検出方式のいずれかを用いた光学式濃度検知センサ２を一つだけ配置し、それを用いて、濃度検知、レジスト検知の両方を行うこともある。
【００８０】
なお、レジスト制御を行うタイミングは、電源ＯＮ時、カートリッジや静電搬送ベルト４などの消耗品交換時、さらに前回のレジスト制御実行後、所定枚数画像形成終了後などに行うのがよい。本実施例では、画像濃度制御とレジスト制御は常に同じタイミングで行うようにしている。なお、画像濃度制御、レジスト制御はともに静電搬送ベルト４上にトナーを転移させる動作を行うものであり、従来例の説明で述べた直接転写モードに相当する。
【００８１】
続いて、静電搬送ベルト４上に付着したトナーの除去方法について説明する。
【００８２】
上述の画像濃度制御とレジスト制御が実行された後など静電搬送ベルト４上にトナーを意図的に転写させた後には、以下に示す静電搬送ベルトクリーニングモードを実行する。
【００８３】
まず、第１の転写部位ｔ１、すなわちマゼンタトナー像の転写部位において、転写実行時の電界とは逆極性の電界が発生するように、転写バイアス、感光ドラム１表面電位を調節する。以後、これを転写逆電界と呼ぶ。例えば、感光ドラム１表面をＶｄ電位とし、転写バイアスとして、絶対値がＶｄより大きな負極性のバイアスを印加する。なお、以後、負極性の転写バイアスを転写逆バイアスという。
【００８４】
なお、感光ドラム表面をＶＬ電位とし、転写逆バイアスとして、絶対値がＶＬより大きなバイアスを印加してもよい。この場合には、転写逆バイアスの絶対値を低くできるという利点があるが、同時に、感光ドラム１上にトナーが現像されるのを防止するために、正極性の現像バイアスを印加するなどの処置が必要になる。また、感光ドラム１表面を正に帯電するなどの方式も考えられるが、きれいに帯電させることが困難であったり、感光層の破壊などのおそれもあるため、現在の技術ではあまり現実的ではない。
【００８５】
画像濃度制御やレジスト制御時に、静電搬送ベルト上に転移されたトナーは、トナー規制ブレード２３により負極性に帯電されたトナーであるため、第１の転写部位に転写逆電界が形成されることにより、そのほとんどのトナーは感光ドラム１に再転移し、クリーニングブレード１１により、廃トナー回収部１０に回収される。
【００８６】
単純に考えると、転写逆電界の強度が強ければ、それだけトナーは感光ドラム１に再転移しやすくなるわけであるが、逆に転写逆電界の強度が強すぎると、感光ドラム１と静電搬送ベルト４の間に放電現象が発生する。放電現象が発生すると、静電搬送ベルト４上のトナーには、正電荷が付与されることになり、静電搬送ベルト４上のトナーの帯電量の低下、さらには、極性の反転が起こる。図５（ａ）に示すように、この状態では、転写逆電界を形成しても、放電の影響を受けたトナーは感光ドラム１上に再転移されなくなる。よって、転写逆電界の強度は最適値を選択する必要がある。機内雰囲気温湿度などの影響で多少変動はするものの、本実施例における構成では、感光ドラム１表面をＶｄ電位（−７００Ｖ）としたときに、本実施例における構成では、転写逆バイアスとして、−１．５ｋＶ程度印加した状態が最も再転移性能が高いことが分かった。
【００８７】
さらに、第２の転写部位ｔ２、すなわちシアントナー像の転写部位において、転写実行時の電界と同極性の電界が発生するように、転写バイアス、感光ドラム１表面電位を調節する。以後、これを転写正電界という。これを実現するには、感光ドラム１表面をＶｄ電位とし、転写バイアスとして、絶対値が正極性のバイアスを印加するという方式が一般的である。ただし、転写正電界が形成されるものであれば、この方法に固執する必要はない。
【００８８】
第１の転写ローラ１２に印加する転写逆バイアスを調整することにより、できるだけ感光ドラム１と静電搬送ベルト４の間での放電を抑えるような構成とした。しかしながら、完全に回避するのは難しく、一定量のトナーは帯電量の低下や極性の反転が起こっている。図５（ｂ）に示したように、第２の転写部位ｔ２では、転写正電界を形成することにより、極性が反転した（正電荷）トナーを感光ドラム１へ再転移させるとともに、感光ドラム１と静電搬送ベルト４の間で放電を引き起こすことにより、トナーを負極性に再帯電することを行っている。すなわち、第１の転写部位ｔ１とは異なり、積極的に放電を発生させるような構成とするため、第１の転写部位ｔ１での転写逆電界の絶対値に比べて、第２の転写部位ｔ２での転写正電界は大きくなるという特徴がある。例えば、本実施例では、感光ドラム１表面をＶｄ電位（−７００Ｖ）とし、第２の転写バイアスとして、＋１．０ｋＶ印加した。
【００８９】
さらに、第３の転写部位ｔ３、すなわち、イエロートナー像の転写部位において、第１の転写部位ｔ１と同様の転写逆電界を形成した。その目的および効果は第１の転写部位によるものと同じである。
【００９０】
さらに、第４の転写部位ｔ４、すなわちブラックトナー像の転写部位において、第２の転写部位ｔ２と同様の転写正電界を形成した。第４の転写部位ｔ４では、正極性に帯電したトナーを完全に感光ドラム１に転移させることにより、静電搬送ベルト４上のすべてのトナーの除去を終了させる。
【００９１】
すなわち、本実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時に、下記の表１に示したようなバイアス制御を行った。
【００９２】
【表１】
0003740349.tif 000002
【００９３】
本実施例における静電搬送ベルトクリーニングモードでは、第１〜第４の転写部位ｔ１〜ｔ４に、転写逆電界→転写正電界→転写逆電界→転写正電界の順で電界を形成する構成としたが、特にこれに限定されるものではない。各転写部位ｔ１〜ｔ４において、トナーの回収、帯電がなされるように、転写逆電界が混在する方式であることが重要である。例えば、転写正電界→転写逆電界→転写正電界→転写逆電界の順で電界を形成する構成としても、静電搬送ベルト４からのトナー除去は可能である。この場合には、まず、第１の転写部位ｔ１で、トナー全体を均一に負極性に帯電した後、主に第２の転写部位ｔ２で回収する構成となる。また、転写逆電界→転写正電界→転写正電界→転写逆電界という構成とすることもある。この場合には、第１の転写部位ｔ１で回収できなかったトナーを、第２、第３の転写部位ｔ２、ｔ３で均一に負極性に帯電して、第４の転写部位ｔ４で回収する構成となる。
【００９４】
また、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時に、上述の静電回収方法に、下記の機械的回収方法を加えると、さらに、静電搬送ベルト４からのトナー除去能力は大きくなることが分かっている。機械的回収方法とは、画像形成時とは異なり、感光ドラム１の回転速度に対し、静電搬送ベルト４の移動速度に正負いずれかの大幅な周速差を設けることにより、機械的にトナーを感光ドラム１に回収させる方式のことである。
【００９５】
静電搬送ベルトクリーニングモードは画像濃度制御とレジスト制御が実行された後など静電搬送ベルト４上にトナーを意図的に転写させた後のみでなく、画像形成時における転写材の給送ジャムなどにより、不可避的に静電搬送ベルト４上にトナーが転写された後の本体リカバリー動作中に実行するのも効果的である。
【００９６】
続いて、本実施例における吸着ローラ１９に印加するバイアス制御について説明する。
【００９７】
先に述べたように、静電搬送ベルト４と吸着ローラ１９のニップ部を転写材が通過する際には、吸着ローラ１９の芯金部に放電開始電圧（その状況により５００Ｖ〜１．０ｋＶ）以上のバイアスを印加し、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ近傍で放電を引き起こすことにより、転写材表面が帯電され、静電搬送ベルト４表面の鏡映電荷との静電気的相互作用により、転写材を静電搬送ベルト４に対して静電吸着させる。たとえ、転写材が静電搬送ベルト４上を搬送されたとしても静電吸着力が弱いと、感光ドラム１と転写ローラ１２とのニップ突入のショックなどの外的な衝撃により、静電搬送ベルト４上で転写材がずれてしまうことが起こることがある。これは、色重ねが正確になされなくなるということにつながるため、正確な画像再現性が阻害されることになる。これでは、上述のレジスト制御の効果が発揮されなくなるので、転写材は、十分な静電吸着力で静電搬送ベルト４上に保持されている必要がある。
【００９８】
十分な静電吸着力確保のために必要なバイアス値は、転写材の材質、厚み、サイズなどによりさまざまである。転写材や静電搬送ベルト４の抵抗が低い場合には、吸着ローラ１９により与えられた電荷量は再結合により、減衰しやすいため、予め転写材には多くの電荷を与えておく必要がある。また、逆に転写材や静電搬送ベルト４の抵抗が高い場合には、転写材上に付与された電荷の減衰は少なくなるため、転写材上に多くの電荷を付与する必要はない。しかしながら、吸着ローラ１９から転写材に流れる電流（放電量）自体が小さくなるため、吸着バイアスとして、大きな電圧が必要となる。転写材や静電搬送ベルト４の抵抗は雰囲気温湿度により決まってくる。
【００９９】
図６（ａ）に本実施例で用いた静電搬送ベルト４、吸着ローラ１９などの構成を採用した場合において、転写材として秤量１９９ｇ／ｍ2の厚紙を用いたときに十分な静電吸着力を確保するために必要な吸着ローラ１９から流れる電流値と雰囲気絶対水分量の関係を示す。秤量１９９ｇ／ｍ2の厚紙は、感光ドラム１と転写ローラ１２とのニップ突入のショックなどの外的な衝撃により、静電搬送ベルト４上で転写材がずれやすい傾向があり、最も大きな静電吸着力が必要になると考えられる。下記の表２に絶対水分量が２ｇ／ｍ3、１３ｇ／ｍ3、２５ｇ／ｍ3の場合において、吸着電流が図６（ａ）に示した電流値になるために必要な吸着バイアスの値を示した。
【０１００】
【表２】
0003740349.tif 000003
【０１０１】
転写材や静電搬送ベルト４の抵抗は環境変動の影響を受けるため、電流値とは逆に、雰囲気絶対水分量が小さい時ほど、高い吸着バイアスを必要とする。なお、吸着ローラ１９から流れる電流値の絶対値が図６（ａ）の状態になっていればよいため、吸着バイアスとしては、その状況に応じて正負いずれのバイアスを用いることができる。静電搬送ベルト４の抵抗が低い場合には、１色目の転写ローラ１２と吸着ローラ１９の間で電気的干渉が生じることがある。この場合に、負極性の吸着バイアスを用いると、正極性のバイアスを印加している転写ローラ１２から吸着ローラ１９に転写電流が逃げてしまい、転写性を損なうことがある。
【０１０２】
従って、このような場合には、正極性の吸着バイアスを用いるのがよい。また、逆に静電搬送ベルト４の抵抗が高い場合には、吸着バイアスの影響で転写材はチャージアップしやすくなる。この場合に、正極性の吸着バイアスを用いると、転写材は正極性にチャージアップされ、負極性に帯電されている感光ドラム１との間に大きな電位差が生じることになる。
【０１０３】
このような状況下で転写を行うと、感光ドラム１と転写材の間で異常放電が発生し、画像が乱れる現象が発生することがある。よって、このような場合には、負極性の吸着バイアスを用いるのがよい。本実施例では比較的抵抗の低い静電搬送ベルト４を使用しており、吸着バイアスとして正極性を採用した。吸着バイアスは高ければ高いほど、静電吸着力は増すため、例えば、最も大きな吸着力を必要とする＋２ｋＶに吸着バイアスを固定する方式を採用することができる。ただし、この場合には、雰囲気絶対水分量が高い状態下においては、必要以上に大きな電流が流れることになる。これは、例えば、高圧リークなどの現象により、画像形成装置本体の破損につながるおそればあるため、本体内にそれを防止するための新たな手段を構築する必要が生じてくるため好ましい方式とはいえない。
【０１０４】
例えば、機内に温湿度検知器を配置したような構成であれば、その出力値を基に、必要なバイアスを印加する制御を施すことは可能であり、また実際、そのような制御を施している画像形成装置も存在する。しかしながら、本実施例においては、コストダウンのため、機内に温湿度検知器を配置していない。
【０１０５】
本実施例では、静電搬送ベルト４の抵抗が機内の絶対水分量に応じて、均一に変化することを利用して、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ部に転写材がない状態で、吸着ローラ１９に所定のバイアス（例えば、＋１ｋＶ）を印加した時に流れる電流値を検出し、その値から間接的に機内の絶対水分量を推測する制御を施す。実際には、静電搬送ベルト４単品の抵抗ばらつきなどの要因があり、精度を高めるのは困難なため、本実施例では、検出された電流値の絶対値がある値より小さい時には、機内絶対水分量の低い状態として認識し、逆に電流値の絶対値がある値より大きい時には、機内絶対水分量の高い状態として認識するようにした。そして、機内絶対水分量の高い状態には、吸着バイアスとして、＋１ｋＶを、また、機内絶対水分量の低い状態には、吸着バイアスとして、＋２ｋＶを印加する制御を施すこととする。図６（ｂ）にその模式図を示す。
【０１０６】
なお、本実施例では、間接的に機内の絶対水分量を推測する手段として、空回転時における吸着電流を用いたが、これに限定することはない。例えば、空回転時における感光ドラム１（例えば、Ｖｄ電位）と転写ローラ１２（例えば、転写バイアス＋１ｋＶ印加）間を流れる電流量を検出する方式を用いてもよい。
【０１０７】
また、本実施例では、吸着バイアスは定電圧制御するものとして説明した。上述の間接的に機内の絶対水分量を推測する手段を利用して、定電流値を変化させる定電流制御を実施してもよい。ただし、この場合には、転写材として小サイズ紙を採用すると、非通紙部領域に電流が流れてしまい、転写材に対して必要な電流値を確保することができなくなるおそれがある。よって、転写材のサイズに応じて、定電流値を可変とする制御も加える必要もある。しかしこの場合には、制御が複雑になる上に、自動転写材サイズ検知機構が必要となり、コストアップにつながる。そこで本実施例では、定電圧値２段階可変の吸着バイアス定電圧制御を採用した。
【０１０８】
続いて、画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、ジャムリカバーおよび静電搬送ベルトクリーニングモード実行時の吸着バイアス制御について説明する。
【０１０９】
本実施例では、本体の小型化およびコストダウンのため、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４の間に離接機構は設けていない。よって、画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、ジャムリカバリーおよび静電搬送ベルトクリーニングモード実行時は、静電搬送ベルト４上にトナーが付着している状態であり、そのトナーは吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４間を通過することになる。なお、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４間を通過したトナーは、上述の静電搬送ベルトクリーニングモードの実行により、感光ドラム１に再転移し、静電搬送ベルト４上から除去される。
【０１１０】
本実施例においては、画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、ジャムリカバーおよび静電搬送ベルトクリーニングモード実行時には、吸着ローラ１９には、絶対値が放電開始電圧よりも小さい負極性のバイアスを印加する。図７（ａ）に絶対水分量が１３ｇ／ｍ3の環境下における吸着バイアスとその際に静電搬送ベルト４に流れる電流の関係を示した。−５００Ｖ以下のバイアスとすると、急激に電流値の絶対値が増大しており、本実施例では、−５００Ｖ程度が放電開始電圧であることがわかる。そこで、本実施例では、−３００Ｖを用いることにする。
【０１１１】
画像濃度制御、レジスト制御、ジャムリカバー時に静電搬送ベルト４上の吸着ローラ１９を通過するトナーは、トナー規制ブレード２３により負極性に帯電されたトナーであるため、吸着ローラ１９に負極性のバイアスを印加することにより、静電的な反発力が生じ、吸着ローラ１９にトナーが付着することはない。よって、本実施例では、負極性の吸着バイアスを印加した。
【０１１２】
単純に考えると、吸着バイアスが大きければ、それだけ静電的な反発力が強くなり、トナーは吸着ローラ１９に付着しにくくなるわけであるが、逆に吸着バイアスが大きくなり、放電開始電圧を超えると、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４の間で放電現象が発生する。放電現象が発生すると、静電搬送ベルト４上のトナーには、「発明が解決しようとする課題」の項でも述べたが、図８（ａ）に示したように、負電荷が付与されることになる。これにより、全体として見れば吸着ローラ１９とトナーの反発力は増す。しかしながら、放電により電荷を受けるトナーは上層部に偏るため、下層部のトナーと上層部のトナーでその帯電量にかなりの違いを有してしまう。このような状況下になると、吸着バイアスによる電界の影響で、図８（ｂ）に示したようなニップ内でのトナー間で放電現象が発生することがある。これにより、上層部のトナーの一部は電荷を失ったり、さらには、極性が反転してしまうことが発生する。その結果、今度は吸着バイアスの作用により、これらのトナーが吸着ローラ１９に付着してしまうことがありうる。従って、印加する吸着バイアスは最適値を選択する必要がある。
【０１１３】
吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４を通過する前の静電搬送ベルト４上のトナー乗り量と吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４を通過した後に吸着ローラ１９に付着したトナー量の比、つまり吸着ローラ汚れ付着量率と吸着バイアスの関係を図７（ｂ）のグラフに示す。
【０１１４】
このグラフから、吸着バイアスとして、−３００Ｖ印加することにより、ほぼ吸着ローラ１９へのトナー付着を防止することが可能となることがわかる。
【０１１５】
従って、本実施例では、画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、ジャムリカバーおよび静電搬送ベルトクリーニングモード実行時には、吸着バイアスとして、−３００Ｖ印加するという制御を施した。実際、この場合には、画像濃度制御、レジスト制御、ジャムリカバー後に、画像形成を行っても、吸着ローラ１９の汚れに起因する転写材汚れは発生しなかった。
【０１１６】
実施例２
つぎに、本発明の第２実施例について図９および図１０により説明する。なお、本実施例の画像形成装置の構成は第１実施例と概略同様であり、従って、同一部分についての説明は省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１１７】
本実施例の画像形成装置には、吸着ローラ１９とレジストローラ２１との間に、転写材検知手段である転写材検知センサ２２が配置されている。
【０１１８】
本実施例では、通常画像形成時における吸着ローラ１９のトナー汚れを防止する方法について図９と図１０により説明する。
【０１１９】
第１実施例では、画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、および制御後に実施される静電搬送ベルトクリーニングモード、あるいはジャムリカバリーなど静電搬送ベルト４に直接トナーが現像された場合において、吸着ローラ１９が汚れるのを防止するための構成について説明した。
【０１２０】
しかしながら、これ以外の場合でも静電搬送ベルト４にトナーが付着する場合がある。その一例として、感光ドラム１上に付着した「カブリトナー」が静電搬送ベルト４に転移することがある。「カブリトナー」とはトナー規制ブレード２３を通過する際に、十分帯電されなかったトナーが感光ドラム１のＶｄ部に付着したものである。
【０１２１】
静電搬送ベルト４に付着した「カブリトナー」は吸着ローラ１９の汚れの一因となりうるが、「カブリトナー」は少量であるため、通常は特に問題とならない。しかしながら、本実施例のように、静電搬送ベルト４上のトナーを除去する部材を設けていない系では、静電搬送ベルトクリーニングモードが実行されるまでの間は、静電搬送ベルト４上に「カブリトナー」は蓄積されることとなる。例えば、連続プリントを実施した場合には、スループットの低下を防ぐため、その間、頻繁に静電搬送ベルトクリーニングモードを実行するのは好ましくない。よってこのような場合には、吸着ローラ１９の汚れが増大し、画像不良として顕在化してしまうことがある。
【０１２２】
本実施例は、連続プリントを含む通常画像形成状態における吸着バイアス制御に特徴を有する。
【０１２３】
図１０に本実施例の制御に係るフローチャートを示す。
【０１２４】
コントローラからの画像形成信号が入力されると（Ｓ１）、静電搬送ベルト４が駆動回転されるとともに、放電開始電圧よりも小さい負極性の吸着バイアス（例えば、−３００Ｖ）が印加される（Ｓ２）。次いで、カセット２０あるいはマルチフィーダー（不図示）から転写材が給紙される（Ｓ３）。給紙された転写材が、転写材検知センサ２２を通過するときに、その出力のオンオフが判断され、オンの時に通紙信号が不図示のＣＰＵに伝達され、その時の時刻ＴＩが記憶される（Ｓ４）。通紙信号が検知されてから時間Ｔ１後に（Ｓ６）、吸着バイアスをあらかじめ定められている通紙時吸着バイアスに切り替える（Ｓ７）。ここで、Ｔ１は、転写材の先端が吸着ローラ１９に突入する直前となるような値とする。通紙時吸着バイアスは、第１実施例で示したような吸着電流検出制御などをあらかじめ実施し、その値を決定しておき（Ｓ７１）、ＣＰＵに格納しておいて、随時読み出して利用する（Ｓ７２）。
【０１２５】
さらに、転写材が転写材検知センサ２２を抜け出ると、つまりそのオンオフが判断されて（Ｓ８）、オフの時に非通紙信号がＣＰＵに伝達され、その時刻Ｔ０が記憶される（Ｓ９）。非通紙信号が検知されてから、時間Ｔ２後に（Ｓ１０）、放電開始電圧よりも小さい負極性の吸着バイアス（例えば、−３００Ｖ）に切り替える（Ｓ１１）。ここで、Ｔ２は、転写材の後端が吸着ローラ１９を抜け出た直後となるような値とする。
【０１２６】
次いで、つぎに画像形成を続けるかを判断し（Ｓ１２）、連続画像形成実行時は、ステップＳ３に戻って、上記作業を繰り返す。そして、最終紙が機外に排出されたところで、静電搬送ベルト４の回転を停止させるとともに、吸着バイアスをＯＦＦにする（Ｓ１３）。
【０１２７】
なお、転写材検知センサ２２は転写材の有無を検知できるものであれば、特に限定を受けるものではない。例えば、機械式センサ、光学式センサなどを用いることもできる。
【０１２８】
画像形成工程時の吸着バイアスをこのように制御することにより、基本的には、吸着ローラ１９の全域と静電搬送ベルト４が直接接触する状態において吸着ローラ１９に印加するバイアスを放電開始電圧よりも小さい負極性とすることができるため、静電搬送ベルト４上に付着したトナーを吸着ローラ１９に転移するのを抑制することができる。
【０１２９】
また、場合によっては、画像形成１ジョブの前回転、後回転、一定枚数毎などに静電搬送ベルトクリーニングモードを実行して、静電搬送ベルト４のクリーニングを実行してもよい。
【０１３０】
実施例３
つぎに、本実施例の第３実施例について図１１により説明する。なお、本実施例の説明においては、第１実施例と同一部分についての説明は省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１３１】
第１実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時には、静電回収方式のみを採用したが、本実施例では、静電搬送ベルト４からのトナー除去能力を大きくするため、機械的回収方式を併用する構成とした。
【０１３２】
機械的回収方式とは、前述のように、画像形成時とは異なり、感光ドラム１の回転速度に対し、静電搬送ベルト４の移動速度に正負いずれかの大幅な周速差を設けることによりトナーを感光ドラム１に回収させる方式のことである。
【０１３３】
本実施例では、静電搬送ベルト４の移動速度を感光ドラム１の回転速度に対し、５０％早回しする方式を採用した。なお、図１１では、静電搬送ベルト４を「ＥＴＢ」と記した。
【０１３４】
つぎに、本実施例における静電搬送ベルトクリーニングモード実行時の吸着バイアス制御について図１１により説明する。
【０１３５】
本実施例でも、本体の小型化およびコストダウンのため、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４の間の離接機構は設けていない。画像濃度制御、レジスト制御などの直接転写モード、ジャムリカバリーおよび静電搬送ベルトクリーニングモード実行時は、静電搬送ベルト４上にトナーが付着している状態であり、そのトナーは吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４間を通過することになる。
【０１３６】
そこで、それらのトナーが吸着ローラ１９に付着するのを防止するため、静電搬送ベルトクリーニングモード起動と同時に吸着ローラ１９に、絶対値が放電開始電圧よりも小さい負極性（通常のトナーと同極性）のバイアスを印加する。この結果、吸着ローラ１９に付着することなく、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４間を通過したトナーは、感光ドラム１に再転移し、静電搬送ベルト４上から除去される。
【０１３７】
直接転写モード、ジャムなどにより静電搬送ベルト４上に直接転写されたトナーの感光ドラム１への回収が終了した後（静電搬送ベルト４の１周分以上）、吸着ローラ１９に絶対値が放電開始電圧よりも小さい正極性のバイアスを印加する。吸着ローラ１９の１周分以上（図１１中、ｔにて表示）、吸着ローラ１９に上記バイアスを印加した後、吸着バイアスを絶対値が放電開始電圧よりも小さい負極性のバイアスに切り替える。さらに、吸着ローラ１９の１周分以上の後に、再度、吸着バイアスの切り替えを行う。
【０１３８】
これらの動作を数回繰り返した後、吸着バイアスをオフし、静電搬送ベルト４を停止させて、静電搬送ベルトクリーニングモードを終了する。
【０１３９】
なお、静電搬送ベルトクリーニングモードの実行中は、図１１にも示したように、感光ドラム１の電位、転写バイアス、感光ドラム−静電搬送ベルト間の周速差は上述の値を保持するものとする。
【０１４０】
静電搬送ベルト４上には少量であるが、正極性のトナーが転移することがある。それらは、現像装置８内でのトナー同士の摺擦などの影響により正極性に帯電し、現像ローラ３と感光ドラム１のＶｄ部分における電界の作用により、Ｖｄ部分に付着し、さらに静電搬送ベルト４に転移するものである。
【０１４１】
静電搬送ベルトクリーニングモードの実行と同時に、吸着ローラ１９には、絶対値が放電開始電圧よりも小さい負極性のバイアスを印加するが、その影響で正極性のトナーと吸着ローラ１９の間に電気的吸引力が発生し、吸着ローラ１９に付着してしまう。
【０１４２】
そこで、吸着バイアスの極性を反転させることにより、吸着ローラ１９に付着した正極性のトナーと吸着ローラ１９の絶対値が放電開始電圧よりも小さい正極性のバイアスを印加する制御を施すことにより、吸着ローラ１９との間に電気的反発力が生じるため、吸着ローラ１９から静電搬送ベルト４にトナーが再転移し、吸着ローラ１９の汚れを除去することができる。この状況でも上述の静電搬送ベルトクリーニングモードは続行されているため、これらのトナーは感光ドラム１に回収されることになる。
【０１４３】
吸着ローラ１９の極性の切り替えは、静電搬送ベルト４の清掃完了後に行うため、通常の負極性のトナーにより吸着ローラ１９が汚れることはない。ただし、静電搬送ベルト４上に回収されずにわずかに残っていたトナーなどにより吸着ローラ１９が汚れる可能性があるので、再度、吸着ローラ１９に印加する極性を切り替えて、吸着ローラ１９から静電搬送ベルト４への吐き出しを行う。これらを繰り返すことにより、吸着ローラ１９の汚れをより少なくしていくことが可能となる。
【０１４４】
前出の図７（ａ）に示したように、絶対水分量が１３ｇ／ｍ3の環境下における吸着バイアスとその際に静電搬送ベルト４に流れる電流との関係において、吸着バイアスを、−５００Ｖ以下とすると、急激に電流値の絶対値が増大しており、本実施例では、−５００Ｖ程度が放電開始電圧であることがわかる。そこで、本実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時の吸着バイアスとして、−３００Ｖ、および＋３００Ｖを用いることにした。
【０１４５】
上記のように、本実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード時における正極性トナーによる吸着ローラ汚れをなくし、吸着ローラのトナー汚れに伴う転写材のトナー汚れを防止できる。
【０１４６】
実施例４
つぎに、本発明の第４実施例について図１２により説明する。本実施例のカラー画像形成装置は、第２実施例と同様の構成を備えている。すなわち、第１実施例の構成に、さらに転写材検知センサ２２を加えた構成を有している。
【０１４７】
本実施例では、通常画像形成時における吸着ローラ１９のトナー汚れを防止する制御を行う。
【０１４８】
第３実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード時における正極性トナーによる吸着ローラ汚れの除去方法について述べた。しかしながら、正極性トナーの静電搬送ベルト４への転移は直接転写モード、静電搬送ベルトクリーニングモードなどの特定のモードに限ったものではない。その一例として、通常画像形成時において、感光ドラム１と静電搬送ベルト４が直接接触する状態、つまり、前回転時、後回転時、および紙間などがあげられる。
【０１４９】
前述のように、正極性トナーはごく少量である。よって、たとえ、それらが吸着ローラ１９に蓄積していったとしても、それらが画像汚れとして顕在化する前に、第３実施例で述べた静電搬送ベルトクリーニングモードが定期的に実行され、吸着ローラ１９の汚れが除去されることになる。
【０１５０】
図１２に、連続プリントを含む通常画像形成状態における吸着バイアス制御を示す。
【０１５１】
コントローラからの画像形成信号が入力されると（Ｓ２１）、ＣＰＵ内の通紙枚数を０に設定する（Ｓ２２）。静電搬送ベルト４が駆動回転されるとともに、放電開始電圧よりも小さい負極性の吸着バイアス（例えば、−３００Ｖ）が印加される（Ｓ２３）。その後、カセット２０あるいはマルチフィーダー（不図示）から転写材が給紙される（Ｓ２４）。給紙された転写材が、転写材検知センサ２２を通過すると（Ｓ２５）、通紙信号がＣＰＵに伝達され、その時刻ＴＩが記憶されるとともに、通紙枚数を＋１カウントアップする（Ｓ２６）。通紙信号が検知されてから、時間Ｔ１後に、吸着バイアスを前出の図６（ｂ）に示した通紙時吸着バイアスに切り替える（Ｓ２８）。なお、Ｔ１は、転写材の先端が吸着ローラ１９に突入する直前となるような値とする。
【０１５２】
さらに、転写材が転写材検知センサ２２を抜け出ると（Ｓ２９）、非通紙信号がＣＰＵに伝達され、その時刻ＴＯが記憶される（Ｓ３０）。非通紙信号が検知されてから、時間Ｔ２後に（Ｓ３１）、放電開始電圧よりも小さい負極性の吸着バイアス（例えば、−３００Ｖ）に切り替える（Ｓ３２）。なお、Ｔ２は、転写材の後端が吸着ローラ１９を抜け出た直後となるような値とする。
【０１５３】
次いで、ＣＰＵが連続した画像形成工程の存在の有無を確認する（Ｓ３３）。連続した画像形成工程が存在する場合には、ＣＰＵで通紙枚数が５の倍数かを確認する（Ｓ３４）。通紙枚数が５の倍数の場合には、吸着バイアスを放電開始電圧よりも小さい正極性（例えば、＋３００Ｖ）に切り替え、その時刻ＴＣを記憶する（Ｓ３５）。時間Ｔ３後（Ｓ３６）、吸着バイアスを放電開始電圧よりも小さい負極性（例えば、−３００Ｖ）に戻す（Ｓ３７）。その後、ステップＳ２４に戻る。なお、Ｔ３は、吸着ローラ１９の１周分相当時間とする。
【０１５４】
ステップＳ３４において、通紙枚数が５の倍数でない場合には、直接ステップＳ２４に戻る。また、ステップＳ３３でつぎの画像形成工程が存在しない場合には、吸着バイアスを放電開始電圧よりも小さい正極性（例えば、＋３００Ｖ）に切り替え、その時刻ＴＣを記憶する（Ｓ３８）。時間Ｔ３後（Ｓ３９）、吸着バイアスを放電開始電圧よりも小さい負極性（例えば、−３００Ｖ）に戻す（Ｓ４０）。次いで、最終紙が機外に排出されたところで静電搬送ベルト４の回転を停止させるとともに、吸着バイアスをオフする（Ｓ４１）。
【０１５５】
なお、転写材検知センサ２２は転写材の有り無しを検知できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、機械式センサ、あるいは光学式センサなどを用いることができる。
【０１５６】
上記の制御をまとめると、画像形成工程時における非画像形成状態（前回転、後回転、紙間）では、通常の負極性に帯電したトナーが吸着ローラ１９に付着するのを防止するため、基本的には、吸着バイアスを放電開始電圧よりも小さい負極性のバイアスとする。ただし、連続使用により吸着ローラ１９に付着した正極性のトナーを除去するために、一定のタイミングで吸着バイアスを、放電開始電圧よりも小さい正極性のバイアスに切り替える制御となる。
【０１５７】
なお、本実施例では、吸着バイアスの正極性への切り替えを通紙５枚および後回転で実行したが、これに限定されるものではなく、前回転時や紙間のすべて、あるいは通紙１０枚ごとなど、いかなる非画像形成状態においても実行可能である。
【０１５８】
上記のように、本実施例では、吸着ローラの汚れ防止の効果が十分に発揮され、かつ、スループットの低下を最低限に抑制することができる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、吸着手段に付着したトナーに対して、放電による電荷の供給を防止することができる。または、吸着手段近傍を通過するトナーに対して、放電による電荷の供給を抑止することができる。このことにより、吸着手段に現像剤が付着するのを防止し、現像剤の付着に伴う転写材汚れの発生を防止でき、したがって、高品質画像形成物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】感光ドラムの一実施例を示す層断面図である。
【図３】濃度検知センサの乱反射検出方式（ａ）と、正反射検出方式（ｂ）とを示す説明図である。
【図４】濃度検知方式の一実施例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る静電搬送ベルトクリーニングモードの一実施例を示す説明図である。
【図６】（ａ）水分量と吸着に必要な吸着電流、（ｂ）水分量と吸着バイアスの関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）吸着バイアスと吸着電流、（ｂ）吸着バイアスと吸着ローラ汚れ付着率の関係を示すグラフである。
【図８】吸着ローラ汚れ発生メカニズムを示す模式図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の他の実施例を示す図である。
【図１０】通常画像形成時における吸着ローラ汚れ防止制御の一実施例を示すフロー図である。
【図１１】静電搬送ベルトクリーニングモード実行時の吸着バイアス制御を示すシーケンス図である。
【図１２】通常画像形成時における吸着ローラ汚れ防止制御の他の実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１      感光ドラム（像担持体）
２      濃度検知センサ（濃度検知手段）
４      静電搬送ベルト（転写材搬送手段）
１２    転写部材（転写手段）
１５    レジスト検知センサ（位置ずれ検知手段）
１９    吸着ローラ（吸着手段）
２２    転写材検知センサ（転写材検知手段）
【図１】
0003740349.tif 000004
【図２】
0003740349.tif 000005
【図３】
0003740349.tif 000006
【図４】
0003740349.tif 000007
【図５】
0003740349.tif 000008
【図６】
0003740349.tif 000009
【図７】
0003740349.tif 000010
【図８】
0003740349.tif 000011
【図９】
0003740349.tif 000012
【図１０】
0003740349.tif 000013
【図１１】
0003740349.tif 000014
【図１２】
0003740349.tif 000015